JPH0620683A - 水素吸蔵合金電極 - Google Patents
水素吸蔵合金電極Info
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- JPH0620683A JPH0620683A JP4173310A JP17331092A JPH0620683A JP H0620683 A JPH0620683 A JP H0620683A JP 4173310 A JP4173310 A JP 4173310A JP 17331092 A JP17331092 A JP 17331092A JP H0620683 A JPH0620683 A JP H0620683A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 製造コストが安く、電気化学容量が高く、且
つ、耐食性に優れた水素吸蔵合金電極を提供することを
目的とする。 【構成】 水素を可逆的に吸蔵，放出する水素吸蔵合金
粉末を含む水素吸蔵合金電極において、上記水素吸蔵合
金粉末は母合金と，この母合金の表面に形成される耐食
性に優れた合金層とから構成されていることを特徴とす
る。
つ、耐食性に優れた水素吸蔵合金電極を提供することを
目的とする。 【構成】 水素を可逆的に吸蔵，放出する水素吸蔵合金
粉末を含む水素吸蔵合金電極において、上記水素吸蔵合
金粉末は母合金と，この母合金の表面に形成される耐食
性に優れた合金層とから構成されていることを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水素を可逆的に吸蔵，
放出する水素吸蔵合金を含む水素吸蔵合金電極に関す
る。
放出する水素吸蔵合金を含む水素吸蔵合金電極に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来からよく用いられている蓄電池とし
ては、ニッケル−カドミウム蓄電池のようなアルカリ蓄
電池や，鉛蓄電池等がある。しかし、近年、これらの蓄
電池よりも軽量で、且つ、高容量となる可能性があると
いうことで、特に常圧で負極活物質である水素を可逆的
に吸蔵，放出する水素吸蔵合金を備えた電極を負極に用
い、水酸化ニッケル等の金属酸化物を正極活物質とする
電極を正極に用いた金属−水素アルカリ蓄電池が注目さ
れている。
ては、ニッケル−カドミウム蓄電池のようなアルカリ蓄
電池や，鉛蓄電池等がある。しかし、近年、これらの蓄
電池よりも軽量で、且つ、高容量となる可能性があると
いうことで、特に常圧で負極活物質である水素を可逆的
に吸蔵，放出する水素吸蔵合金を備えた電極を負極に用
い、水酸化ニッケル等の金属酸化物を正極活物質とする
電極を正極に用いた金属−水素アルカリ蓄電池が注目さ
れている。
【０００３】ここで、この種の金属−水素アルカリ蓄電
池に用いられる水素吸蔵合金としては、例えば、特公昭
５９−４９６７１号公報に示されているように、ＬａＮ
ｉ5や，その改良である三元素系のＬａＮｉ4 Ｃｏ，Ｌ
ａＮｉ4 Ｃｕ，及びＬａＮｉ 4.8 Ｆｅ0.2 等の合金が知
られている。また、上記水素吸蔵合金の他にも、Ｌａの
代わりにＭｍ（ミッシュメタル）を用いた各種希土類系
水素吸蔵合金も開発されており、更に、特開昭６０−２
５０５５８号公報に示されているように、ＭｍＮｉ3 Ｃ
ｏ1.5 Ａｌ0.5 等のようなコバルトやアルミニウム等を
添加した多元素系水素吸蔵合金も提案されている。そし
て、このような多元素系水素吸蔵合金を用いた場合に
は、充放電サイクル特性を向上させることができる。
池に用いられる水素吸蔵合金としては、例えば、特公昭
５９−４９６７１号公報に示されているように、ＬａＮ
ｉ5や，その改良である三元素系のＬａＮｉ4 Ｃｏ，Ｌ
ａＮｉ4 Ｃｕ，及びＬａＮｉ 4.8 Ｆｅ0.2 等の合金が知
られている。また、上記水素吸蔵合金の他にも、Ｌａの
代わりにＭｍ（ミッシュメタル）を用いた各種希土類系
水素吸蔵合金も開発されており、更に、特開昭６０−２
５０５５８号公報に示されているように、ＭｍＮｉ3 Ｃ
ｏ1.5 Ａｌ0.5 等のようなコバルトやアルミニウム等を
添加した多元素系水素吸蔵合金も提案されている。そし
て、このような多元素系水素吸蔵合金を用いた場合に
は、充放電サイクル特性を向上させることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
水素吸蔵合金は、耐食性向上のために、コバルトやアル
ミニウムを添加させているが、コバルトやアルミニウム
の添加量が多くなりすぎると製造コストが高くなるとい
う課題を有していた。加えて、水素吸蔵合金中に占める
コバルトやアルミニウムの割合が高くなると、電気化学
容量が減少するという課題も有していた。
水素吸蔵合金は、耐食性向上のために、コバルトやアル
ミニウムを添加させているが、コバルトやアルミニウム
の添加量が多くなりすぎると製造コストが高くなるとい
う課題を有していた。加えて、水素吸蔵合金中に占める
コバルトやアルミニウムの割合が高くなると、電気化学
容量が減少するという課題も有していた。
【０００５】本発明は上記課題に鑑み、製造コストが安
く、電気化学容量が高く、且つ、耐食性に優れた水素吸
蔵合金電極を提供することを目的とする。
く、電気化学容量が高く、且つ、耐食性に優れた水素吸
蔵合金電極を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、水素を可逆的に吸蔵，放出する水素吸蔵合金
粉末を含む水素吸蔵合金電極において、上記水素吸蔵合
金粉末は母合金と，この母合金の表面に形成される耐食
性に優れた合金層とから構成されていることを特徴とす
る。
するため、水素を可逆的に吸蔵，放出する水素吸蔵合金
粉末を含む水素吸蔵合金電極において、上記水素吸蔵合
金粉末は母合金と，この母合金の表面に形成される耐食
性に優れた合金層とから構成されていることを特徴とす
る。
【０００７】また、上記耐食性に優れた合金層は、コバ
ルトリッチな合金層又はアルミニウムリッチな合金層か
ら成ることを特徴とする。
ルトリッチな合金層又はアルミニウムリッチな合金層か
ら成ることを特徴とする。
【０００８】
【作用】上記構成によれば、水素吸蔵合金粉末の母合金
の表面には、耐食性に優れた合金層が形成されているの
で、従来のように、母合金の耐食性を向上させる必要が
ない。したがって、耐食性向上のために母合金にコバル
トやアルミニウムを多量に添加する必要がないので、製
造コストが安くなる。加えて、母合金中に占めるコバル
トやアルミニウムの割合が減少するので、電気化学容量
が向上する。
の表面には、耐食性に優れた合金層が形成されているの
で、従来のように、母合金の耐食性を向上させる必要が
ない。したがって、耐食性向上のために母合金にコバル
トやアルミニウムを多量に添加する必要がないので、製
造コストが安くなる。加えて、母合金中に占めるコバル
トやアルミニウムの割合が減少するので、電気化学容量
が向上する。
【０００９】
（第一実施例） 〔実施例１〕本発明の第一実施例に係る水素吸蔵合金電
極（ペレット状）を、以下のようにして作製した。
極（ペレット状）を、以下のようにして作製した。
【００１０】先ず、市販のＭｍ（ミッシュメタルであっ
て、希土類元素の混合物），Ｎｉ，Ｃｏ，Ａｌ，及びＭ
ｎを元素比で１：3.４：0.８：0.３：0.５の割合となる
ようにそれぞれ秤量した後、アルゴン不活性雰囲気のア
ーク溶解炉内で溶解して溶湯を作成した。次に、上記溶
湯を冷却することにより、ＭｍＮｉ3.4 Ｃｏ0.8 Ａｌ
0.3 Ｍｎ0.5 で示される水素吸蔵合金鋳塊を作成した。
続いて、この水素吸蔵合金鋳塊の粒径が１５０μｍ以下
となるように機械的に粉砕して水素吸蔵合金粉末を作製
した。しかる後、この水素吸蔵合金粉末と，１重量％の
Ｃｏ粉末（純度：９9.９％，平均粒径：５０μｍ）とを
混合し、真空中９００℃で２０時間熱処理を行った。
て、希土類元素の混合物），Ｎｉ，Ｃｏ，Ａｌ，及びＭ
ｎを元素比で１：3.４：0.８：0.３：0.５の割合となる
ようにそれぞれ秤量した後、アルゴン不活性雰囲気のア
ーク溶解炉内で溶解して溶湯を作成した。次に、上記溶
湯を冷却することにより、ＭｍＮｉ3.4 Ｃｏ0.8 Ａｌ
0.3 Ｍｎ0.5 で示される水素吸蔵合金鋳塊を作成した。
続いて、この水素吸蔵合金鋳塊の粒径が１５０μｍ以下
となるように機械的に粉砕して水素吸蔵合金粉末を作製
した。しかる後、この水素吸蔵合金粉末と，１重量％の
Ｃｏ粉末（純度：９9.９％，平均粒径：５０μｍ）とを
混合し、真空中９００℃で２０時間熱処理を行った。
【００１１】しかる後、この水素吸蔵合金粉末に結着剤
としてのＰＴＦＥ（フッ素樹脂）を５重量％添加し、こ
れらを均一に混合することにより上記ＰＴＦＥを繊維化
した後、これに水を加えてペーストを作成する。この
後、このペーストをプレスすることより水素吸蔵合金電
極（直径：２０mm）を作製した。このようにして作製し
た電極を以下、（Ａ1 ）電極と称する。 〔実施例２〕水素吸蔵合金粉末としてＭｍＮｉ3.6 Ｃｏ
0.6 Ａｌ0.3 Ｍｎ0.5 を用い、且つ、Ｃｏ粉末の添加量
を２重量％に変化させる他は、上記実施例１と同様にし
て水素吸蔵合金電極を作製した。
としてのＰＴＦＥ（フッ素樹脂）を５重量％添加し、こ
れらを均一に混合することにより上記ＰＴＦＥを繊維化
した後、これに水を加えてペーストを作成する。この
後、このペーストをプレスすることより水素吸蔵合金電
極（直径：２０mm）を作製した。このようにして作製し
た電極を以下、（Ａ1 ）電極と称する。 〔実施例２〕水素吸蔵合金粉末としてＭｍＮｉ3.6 Ｃｏ
0.6 Ａｌ0.3 Ｍｎ0.5 を用い、且つ、Ｃｏ粉末の添加量
を２重量％に変化させる他は、上記実施例１と同様にし
て水素吸蔵合金電極を作製した。
【００１２】このように作製した電極を以下、（Ａ2 ）
電極と称する。 〔比較例〕水素吸蔵合金粉末としてＭｍＮｉ3.2 ＣｏＡ
ｌ0.3 Ｍｎ0.5 を用い、且つ、Ｃｏ粉末を添加しない他
は、上記実施例１と同様にして水素吸蔵合金電極を作製
した。
電極と称する。 〔比較例〕水素吸蔵合金粉末としてＭｍＮｉ3.2 ＣｏＡ
ｌ0.3 Ｍｎ0.5 を用い、且つ、Ｃｏ粉末を添加しない他
は、上記実施例１と同様にして水素吸蔵合金電極を作製
した。
【００１３】このように作製した電極を以下、（Ｘ）電
極と称する。 〔実験１〕上記本発明の（Ａ1 ）電極・（Ａ2 ）電極，
及び比較例の（Ｘ）電極を用いて電気化学容量（測定温
度：２５℃），及び５００サイクル後の容量維持率を調
べたので、その結果を下記表１に示す。尚、実験は３０
％のＫＯＨ溶液中で焼結式ニッケル正極を対極として用
いて行った。また、実験は電極を電流５０ｍＡ／ｇで８
時間充電した後、同じく電流５０ｍＡ／ｇで電池電圧が
１Ｖに達するまで放電を行うという条件である。
極と称する。 〔実験１〕上記本発明の（Ａ1 ）電極・（Ａ2 ）電極，
及び比較例の（Ｘ）電極を用いて電気化学容量（測定温
度：２５℃），及び５００サイクル後の容量維持率を調
べたので、その結果を下記表１に示す。尚、実験は３０
％のＫＯＨ溶液中で焼結式ニッケル正極を対極として用
いて行った。また、実験は電極を電流５０ｍＡ／ｇで８
時間充電した後、同じく電流５０ｍＡ／ｇで電池電圧が
１Ｖに達するまで放電を行うという条件である。
【００１４】
【表１】
【００１５】上記表１から明らかなように、本発明の
（Ａ1 ）電極・（Ａ2 ）電極は、比較例の（Ｘ）電極に
比べて電気化学容量が高いことが認められる。これは、
本発明の（Ａ1 ）電極・（Ａ2 ）電極では、母合金中に
占めるＣｏの割合が少ないためであると思われる。ま
た、本発明の（Ａ1 ）電極・（Ａ2 ）電極は、比較例の
（Ｘ）電極に比べて容量維持率が向上していることも認
められる。これは、本発明の（Ａ1 ）電極・（Ａ2 ）電
極では、母合金の表面にＣｏリッチな合金層が形成され
ているため、耐食性が向上することによるものと思われ
る。
（Ａ1 ）電極・（Ａ2 ）電極は、比較例の（Ｘ）電極に
比べて電気化学容量が高いことが認められる。これは、
本発明の（Ａ1 ）電極・（Ａ2 ）電極では、母合金中に
占めるＣｏの割合が少ないためであると思われる。ま
た、本発明の（Ａ1 ）電極・（Ａ2 ）電極は、比較例の
（Ｘ）電極に比べて容量維持率が向上していることも認
められる。これは、本発明の（Ａ1 ）電極・（Ａ2 ）電
極では、母合金の表面にＣｏリッチな合金層が形成され
ているため、耐食性が向上することによるものと思われ
る。
【００１６】更に、本発明の（Ａ1 ）電極・（Ａ2 ）電
極は、比較例の（Ｘ）電極に比べて電極全体としてのＣ
ｏ含有量が少ないことから、製造コストを安くすること
ができる。 （第二実施例） 〔実施例〕本発明の第二実施例に係る水素吸蔵合金電極
（ペレット状）を、以下のようにして作製した。
極は、比較例の（Ｘ）電極に比べて電極全体としてのＣ
ｏ含有量が少ないことから、製造コストを安くすること
ができる。 （第二実施例） 〔実施例〕本発明の第二実施例に係る水素吸蔵合金電極
（ペレット状）を、以下のようにして作製した。
【００１７】先ず、市販のＭｍ（ミッシュメタルであっ
て、希土類元素の混合物），Ｎｉ，Ｃｏ，Ａｌ，及びＭ
ｎを元素比で１：3.８：１：0.１：0.５の割合となるよ
うにそれぞれ秤量した後、アルゴン不活性雰囲気のアー
ク溶解炉内で溶解して溶湯を作成した。次に、上記溶湯
を冷却することにより、ＭｍＮｉ3.8 ＣｏＡｌ0.1 Ｍｎ
0.5 で示される水素吸蔵合金鋳塊を作成した。続いて、
この水素吸蔵合金鋳塊の粒径が１５０μｍ以下となるよ
うに機械的に粉砕して水素吸蔵合金粉末を作製した。し
かる後、この水素吸蔵合金粉末と，１重量％のＡｌ粉末
（純度：９9.９％，平均粒径：５０μｍ）とを混合し、
真空中６００℃で２０時間熱処理を行った。
て、希土類元素の混合物），Ｎｉ，Ｃｏ，Ａｌ，及びＭ
ｎを元素比で１：3.８：１：0.１：0.５の割合となるよ
うにそれぞれ秤量した後、アルゴン不活性雰囲気のアー
ク溶解炉内で溶解して溶湯を作成した。次に、上記溶湯
を冷却することにより、ＭｍＮｉ3.8 ＣｏＡｌ0.1 Ｍｎ
0.5 で示される水素吸蔵合金鋳塊を作成した。続いて、
この水素吸蔵合金鋳塊の粒径が１５０μｍ以下となるよ
うに機械的に粉砕して水素吸蔵合金粉末を作製した。し
かる後、この水素吸蔵合金粉末と，１重量％のＡｌ粉末
（純度：９9.９％，平均粒径：５０μｍ）とを混合し、
真空中６００℃で２０時間熱処理を行った。
【００１８】しかる後、この水素吸蔵合金粉末に結着剤
としてのＰＴＦＥ（フッ素樹脂）を５重量％添加し、こ
れらを均一に混合することにより上記ＰＴＦＥを繊維化
した後、これに水を加えてペーストを作成する。この
後、このペーストをプレスすることより水素吸蔵合金電
極（直径：２０mm）を作製した。このように作製した電
極を以下、（Ｂ）電極と称する。 〔実験１〕上記本発明の（Ｂ）電極，及び比較例として
上記第一実施例の（Ｘ）電極を用いて電気化学容量（測
定温度：２５℃），及び５００サイクル後の容量維持率
を調べたので、その結果を下記表２に示す。尚、実験は
３０％のＫＯＨ溶液中で焼結式ニッケル正極を対極とし
て用いて行った。また、実験は電極を電流５０ｍＡ／ｇ
で８時間充電した後、同じく電流５０ｍＡ／ｇで電池電
圧が１Ｖに達するまで放電を行うという条件である。
としてのＰＴＦＥ（フッ素樹脂）を５重量％添加し、こ
れらを均一に混合することにより上記ＰＴＦＥを繊維化
した後、これに水を加えてペーストを作成する。この
後、このペーストをプレスすることより水素吸蔵合金電
極（直径：２０mm）を作製した。このように作製した電
極を以下、（Ｂ）電極と称する。 〔実験１〕上記本発明の（Ｂ）電極，及び比較例として
上記第一実施例の（Ｘ）電極を用いて電気化学容量（測
定温度：２５℃），及び５００サイクル後の容量維持率
を調べたので、その結果を下記表２に示す。尚、実験は
３０％のＫＯＨ溶液中で焼結式ニッケル正極を対極とし
て用いて行った。また、実験は電極を電流５０ｍＡ／ｇ
で８時間充電した後、同じく電流５０ｍＡ／ｇで電池電
圧が１Ｖに達するまで放電を行うという条件である。
【００１９】
【表２】
【００２０】上記表２から明らかなように、本発明の
（Ｂ）電極は、比較例の（Ｘ）電極に比べて電気化学容
量が高いことが認められる。これは、本発明の（Ｂ）電
極では、母合金中に占めるＡｌの割合が少ないためであ
ると思われる。また、本発明の（Ｂ）電極は、比較例の
（Ｘ）電極に比べて容量維持率が向上していることも認
められる。これは、本発明の（Ｂ）電極電極では、母合
金の表面にＡｌリッチな合金層が形成されているため、
耐食性が向上することによるものと思われる。
（Ｂ）電極は、比較例の（Ｘ）電極に比べて電気化学容
量が高いことが認められる。これは、本発明の（Ｂ）電
極では、母合金中に占めるＡｌの割合が少ないためであ
ると思われる。また、本発明の（Ｂ）電極は、比較例の
（Ｘ）電極に比べて容量維持率が向上していることも認
められる。これは、本発明の（Ｂ）電極電極では、母合
金の表面にＡｌリッチな合金層が形成されているため、
耐食性が向上することによるものと思われる。
【００２１】更に、本発明の（Ｂ）電極は、比較例の
（Ｘ）電極に比べて電極全体としてのＡｌ含有量が少な
いことから、製造コストを安くすることができる。
（Ｘ）電極に比べて電極全体としてのＡｌ含有量が少な
いことから、製造コストを安くすることができる。
【００２２】
【発明の効果】以上の本発明によれば、水素吸蔵合金粉
末の母合金の表面には、耐食性に優れた合金層が形成さ
れているので、従来のように、母合金の耐食性を向上さ
せる必要がない。したがって、耐食性向上のために母合
金にコバルトやアルミニウムを多量に添加する必要がな
いので、製造コストが安くなる。加えて、母合金中に占
めるコバルトやアルミニウムの割合が減少するので、電
気化学容量が向上する。
末の母合金の表面には、耐食性に優れた合金層が形成さ
れているので、従来のように、母合金の耐食性を向上さ
せる必要がない。したがって、耐食性向上のために母合
金にコバルトやアルミニウムを多量に添加する必要がな
いので、製造コストが安くなる。加えて、母合金中に占
めるコバルトやアルミニウムの割合が減少するので、電
気化学容量が向上する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西尾 晃治 守口市京阪本通２丁目18番地 三洋電機株 式会社内 (72)発明者 古川 修弘 守口市京阪本通２丁目18番地 三洋電機株 式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 水素を可逆的に吸蔵，放出する水素吸
蔵合金粉末を含む水素吸蔵合金電極において、 上記水素吸蔵合金粉末は母合金と，この母合金の表面に
形成される耐食性に優れた合金層とから構成されている
ことを特徴とする水素吸蔵合金電極。 - 【請求項２】 上記耐食性に優れた合金層は、コバル
トリッチな合金層又はアルミニウムリッチな合金層から
成ることを特徴とする請求項１記載の水素吸蔵合金電
極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17331092A JP3276677B2 (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 水素吸蔵合金電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17331092A JP3276677B2 (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 水素吸蔵合金電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0620683A true JPH0620683A (ja) | 1994-01-28 |
| JP3276677B2 JP3276677B2 (ja) | 2002-04-22 |
Family
ID=15958080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17331092A Expired - Fee Related JP3276677B2 (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 水素吸蔵合金電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3276677B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100764061B1 (ko) | 2006-12-04 | 2007-10-08 | 삼성전자주식회사 | 이미지 센서 및 그 형성 방법 |
-
1992
- 1992-06-30 JP JP17331092A patent/JP3276677B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3276677B2 (ja) | 2002-04-22 |
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