JPH06215767A - 希土類系水素吸蔵合金電極 - Google Patents
希土類系水素吸蔵合金電極Info
- Publication number
- JPH06215767A JPH06215767A JP5023567A JP2356793A JPH06215767A JP H06215767 A JPH06215767 A JP H06215767A JP 5023567 A JP5023567 A JP 5023567A JP 2356793 A JP2356793 A JP 2356793A JP H06215767 A JPH06215767 A JP H06215767A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rare earth
- weight
- hydrogen storage
- storage alloy
- based hydrogen
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【構成】組成式Ｒ1 Ｍ5 で表される CaCu5型結晶構造を
有する希土類系水素吸蔵合金において、式中Ｒは希土類
元素でLa、Ce、NdおよびPrを表し、Ｒの内 La およびCeを
Ｒ総重量に対して40重量％以上、かつPrおよびNdをＲ総
重量に対して60重量％以下含有し、かつNd≦Pr（重量
％）であり、ＭはCo、Mn、Al、Cu およびFeから選ばれた１
種または２種以上の元素で示される希土類系水素吸蔵合
金から成ることを特徴とする希土類系水素吸蔵合金電
極。 【効果】本発明によれば、アルカリ蓄電池の充放電の繰
り返しによる容量低下を抑え、その寿命を著しく改善す
る事ができる。
有する希土類系水素吸蔵合金において、式中Ｒは希土類
元素でLa、Ce、NdおよびPrを表し、Ｒの内 La およびCeを
Ｒ総重量に対して40重量％以上、かつPrおよびNdをＲ総
重量に対して60重量％以下含有し、かつNd≦Pr（重量
％）であり、ＭはCo、Mn、Al、Cu およびFeから選ばれた１
種または２種以上の元素で示される希土類系水素吸蔵合
金から成ることを特徴とする希土類系水素吸蔵合金電
極。 【効果】本発明によれば、アルカリ蓄電池の充放電の繰
り返しによる容量低下を抑え、その寿命を著しく改善す
る事ができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】可逆的に水素を吸蔵放出できる水
素吸蔵合金を用いたアルカリ蓄電池用水素吸蔵合金負電
極に関するものである。
素吸蔵合金を用いたアルカリ蓄電池用水素吸蔵合金負電
極に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年注目されている金属酸化物−水素ア
ルカリ電池においてこの電池に用いられる水素吸蔵合金
としては特公昭59-49671号が知られており、LaNi5、LaNi
4.8Fe0.2等が挙げられている。またLaの代わりに、La、
Ce、Pr、Nd、Sm等の混合物であるMm（以下ミッシュメタ
ルの略号）を用いた水素吸蔵合金（特開昭62-20245号参
照）が提案されている。また特開昭 62-271348号ではMm
系水素吸蔵合金電極でLa含有量20重量％以上が好ましい
とされており、特開昭 62-119863号では LnNix(CoaMnbA
lc)y合金においてLnはミッシュメタル、あるいはミッシ
ュメタルとLaの混合物からなり、Ln中のLa量は25〜60重
量％が示されている。しかし、これらの水素吸蔵合金電
極は、充放電の繰り返しによる容量低下が避けられず、
電池としての寿命の点で不充分である。
ルカリ電池においてこの電池に用いられる水素吸蔵合金
としては特公昭59-49671号が知られており、LaNi5、LaNi
4.8Fe0.2等が挙げられている。またLaの代わりに、La、
Ce、Pr、Nd、Sm等の混合物であるMm（以下ミッシュメタ
ルの略号）を用いた水素吸蔵合金（特開昭62-20245号参
照）が提案されている。また特開昭 62-271348号ではMm
系水素吸蔵合金電極でLa含有量20重量％以上が好ましい
とされており、特開昭 62-119863号では LnNix(CoaMnbA
lc)y合金においてLnはミッシュメタル、あるいはミッシ
ュメタルとLaの混合物からなり、Ln中のLa量は25〜60重
量％が示されている。しかし、これらの水素吸蔵合金電
極は、充放電の繰り返しによる容量低下が避けられず、
電池としての寿命の点で不充分である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】特開平2-186559号では
前記寿命の向上のため、ＡNixMy 組成合金において、組
成式中のＡをNd、またはNdと他の希土類元素とし、希土
類元素の総重量に対しNdを30重量％以上含有する水素吸
蔵合金電極が示されている。しかしNd 30重量％以上含
有することにより寿命は改善されるものの、Nd 70重量
％以上含有した合金では逆に寿命の点で低下が認められ
る。本発明はかかる不利な点を解決したもので、充放電
のサイクル寿命が長く、放電容量の低下の少ない優れた
アルカリ蓄電池用希土類系水素吸蔵合金負電極を提供し
ようとするものである。
前記寿命の向上のため、ＡNixMy 組成合金において、組
成式中のＡをNd、またはNdと他の希土類元素とし、希土
類元素の総重量に対しNdを30重量％以上含有する水素吸
蔵合金電極が示されている。しかしNd 30重量％以上含
有することにより寿命は改善されるものの、Nd 70重量
％以上含有した合金では逆に寿命の点で低下が認められ
る。本発明はかかる不利な点を解決したもので、充放電
のサイクル寿命が長く、放電容量の低下の少ない優れた
アルカリ蓄電池用希土類系水素吸蔵合金負電極を提供し
ようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者等は前記寿命を
改善するため、希土類元素の種類と配合比を中心に検討
を重ねた結果、本発明を完成するに至ったもので、その
要旨は、組成式Ｒ1 Ｍ5 で表される CaCu5型結晶構造を
有する希土類系水素吸蔵合金において、式中Ｒは希土類
元素でLa、Ce、NdおよびPrを表し、Ｒの内 La およびCeを
Ｒ総重量に対して40重量％以上、かつPrおよびNdをＲ総
重量に対して60重量％以下含有し、かつNd≦Pr（重量
％）であり、ＭはCo、Mn、Al、Cu およびFeから選ばれた１
種または２種以上の元素で示される希土類系水素吸蔵合
金から成ることを特徴とする希土類系水素吸蔵合金電極
にある。
改善するため、希土類元素の種類と配合比を中心に検討
を重ねた結果、本発明を完成するに至ったもので、その
要旨は、組成式Ｒ1 Ｍ5 で表される CaCu5型結晶構造を
有する希土類系水素吸蔵合金において、式中Ｒは希土類
元素でLa、Ce、NdおよびPrを表し、Ｒの内 La およびCeを
Ｒ総重量に対して40重量％以上、かつPrおよびNdをＲ総
重量に対して60重量％以下含有し、かつNd≦Pr（重量
％）であり、ＭはCo、Mn、Al、Cu およびFeから選ばれた１
種または２種以上の元素で示される希土類系水素吸蔵合
金から成ることを特徴とする希土類系水素吸蔵合金電極
にある。
【０００５】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
基本は式Ｒ1 Ni5 で表されるCaCu5 型結晶構造を有する
希土類系水素吸蔵合金であって、組成式Ｒ1(Ni1-x Ｍx)
5 、ここにＲは希土類元素で、La、Ce、NdおよびPrを表
し、Ｒの内LaおよびCeを希土類元素Ｒの総重量に対して
40重量％以上、かつNdおよびPrを希土類元素Ｒの総重量
に対して60重量％以下含有し、かつNd≦Pr（重量％）で
あり、ＭはCo、Mn、Al、Cu およびFeの内１種または２種以
上の元素で示される希土類系水素吸蔵合金であって、(L
a-Ce-Nd-Pr)1Ni3.5Co0.7Al0.8、 (La-Ce-Nd-Pr)1Ni3.8Co
0.5Mn0.4Al0.3 等が例示されるが、中でも(60La10Ce10N
d20Pr)1Ni4.0Co0.7Al0.3、(30La30Ce10Nd30Pr)1Ni3.7Co
0.7Al0.3Mn0.3、 (90La2.5Ce2.5Nd5.0Pr)1Ni3.8Co0.5Mn
0.4Al0.3が特に有効である。ここでLa-Ce が40重量％未
満では初期容量が低くなり、Nd-Pr が60重量％を越えて
も初期容量が低くなり、また、Nd≧Prでは寿命が低下し
て不利である。Ｍは 2.8≦Ni＜5.0、０≦Co≦2.0、０≦Mn
≦1.0、０≦Al≦1.0、０≦Cu≦1.0 、0.01≦Fe≦ 2.0（以
上原子比）の範囲が良く、Niが2.8 未満では初期容量が
低くなり、Ni置換Coが 2.0を越えると初期容量が低くな
る。Ni置換Mnが 1.0を越えると寿命が短くなり、Ni置換
Alが 1.0を越えても寿命が短くなる。さらにNi置換Fe0.
01未満では寿命が短くなり、 2.0を越えると初期容量が
低下する。
基本は式Ｒ1 Ni5 で表されるCaCu5 型結晶構造を有する
希土類系水素吸蔵合金であって、組成式Ｒ1(Ni1-x Ｍx)
5 、ここにＲは希土類元素で、La、Ce、NdおよびPrを表
し、Ｒの内LaおよびCeを希土類元素Ｒの総重量に対して
40重量％以上、かつNdおよびPrを希土類元素Ｒの総重量
に対して60重量％以下含有し、かつNd≦Pr（重量％）で
あり、ＭはCo、Mn、Al、Cu およびFeの内１種または２種以
上の元素で示される希土類系水素吸蔵合金であって、(L
a-Ce-Nd-Pr)1Ni3.5Co0.7Al0.8、 (La-Ce-Nd-Pr)1Ni3.8Co
0.5Mn0.4Al0.3 等が例示されるが、中でも(60La10Ce10N
d20Pr)1Ni4.0Co0.7Al0.3、(30La30Ce10Nd30Pr)1Ni3.7Co
0.7Al0.3Mn0.3、 (90La2.5Ce2.5Nd5.0Pr)1Ni3.8Co0.5Mn
0.4Al0.3が特に有効である。ここでLa-Ce が40重量％未
満では初期容量が低くなり、Nd-Pr が60重量％を越えて
も初期容量が低くなり、また、Nd≧Prでは寿命が低下し
て不利である。Ｍは 2.8≦Ni＜5.0、０≦Co≦2.0、０≦Mn
≦1.0、０≦Al≦1.0、０≦Cu≦1.0 、0.01≦Fe≦ 2.0（以
上原子比）の範囲が良く、Niが2.8 未満では初期容量が
低くなり、Ni置換Coが 2.0を越えると初期容量が低くな
る。Ni置換Mnが 1.0を越えると寿命が短くなり、Ni置換
Alが 1.0を越えても寿命が短くなる。さらにNi置換Fe0.
01未満では寿命が短くなり、 2.0を越えると初期容量が
低下する。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の実施態様を実施例を挙げて説
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 （実施例１〜５）組成式Ｒ1Ni3.8Co0.5Mn0.4Al0.3 中Ｒ
をLa、Ce、Nd、Pr混合物とし、表１に示す希土類元素組
成を有する水素吸蔵合金を作製した。合金はアーク溶融
炉にて加熱溶解し合金化したものを使用した。次いでこ
れらの合金を機械的に粉砕し、100メッシュを通過した粉
末を、有機系バインダーとしてポリビニルアルコール
1.5重量％水溶液でペースト状に練り、３×４cmのNi発
泡多孔体に合金粉末２ｇ分のペーストを充填し、乾燥後
プレスで加圧して厚さ 0.5〜 1.0mmの負極電極を作製し
た。充放電試験には、焼結式ニッケル正極と組み合わ
せ、電解液として水酸化カリウム溶液を用いて構成した
開放型電池を使用した。充放電試験条件は60mAの電流で
10時間充電した後 120mAの電流で電池電圧が0.8Vになる
まで放電し、初期容量に対する 100サイクル後の電池容
量で寿命を評価した。これらの結果を表１に示す。
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 （実施例１〜５）組成式Ｒ1Ni3.8Co0.5Mn0.4Al0.3 中Ｒ
をLa、Ce、Nd、Pr混合物とし、表１に示す希土類元素組
成を有する水素吸蔵合金を作製した。合金はアーク溶融
炉にて加熱溶解し合金化したものを使用した。次いでこ
れらの合金を機械的に粉砕し、100メッシュを通過した粉
末を、有機系バインダーとしてポリビニルアルコール
1.5重量％水溶液でペースト状に練り、３×４cmのNi発
泡多孔体に合金粉末２ｇ分のペーストを充填し、乾燥後
プレスで加圧して厚さ 0.5〜 1.0mmの負極電極を作製し
た。充放電試験には、焼結式ニッケル正極と組み合わ
せ、電解液として水酸化カリウム溶液を用いて構成した
開放型電池を使用した。充放電試験条件は60mAの電流で
10時間充電した後 120mAの電流で電池電圧が0.8Vになる
まで放電し、初期容量に対する 100サイクル後の電池容
量で寿命を評価した。これらの結果を表１に示す。
【０００７】（比較例１〜５）比較例として実施例と同
様に組成Ｒとして、La、Ce、Nd、Prを用い、Ｍも実施例
と同様として表１に示す組成を有する合金を得た。合金
作製法、電極作製法、充放電試験方法も前記実施例と同
様であり、これらの結果を表１に併記した。
様に組成Ｒとして、La、Ce、Nd、Prを用い、Ｍも実施例
と同様として表１に示す組成を有する合金を得た。合金
作製法、電極作製法、充放電試験方法も前記実施例と同
様であり、これらの結果を表１に併記した。
【０００８】
【表１】
【０００９】
【発明の効果】本発明によれば、アルカリ蓄電池の充放
電の繰り返しによる容量低下を抑え、その寿命を著しく
改善する事ができ、産業上その利用価値は極めて高い。
電の繰り返しによる容量低下を抑え、その寿命を著しく
改善する事ができ、産業上その利用価値は極めて高い。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新谷 尚史 福井県武生市北府２丁目１番５号 信越化 学工業株式会社磁性材料研究所内 (72)発明者 戸出 孝 福井県武生市北府２丁目１番５号 信越化 学工業株式会社磁性材料研究所内 (72)発明者 田島 重信 福井県武生市北府２丁目１番５号 信越化 学工業株式会社磁性材料研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】組成式Ｒ1 Ｍ5 で表される CaCu5型結晶構
造を有する希土類系水素吸蔵合金において、式中Ｒは希
土類元素でLa、Ce、NdおよびPrを表し、Ｒの内 La および
CeをＲ総重量に対して40重量％以上、かつPrおよびNdを
Ｒ総重量に対して60重量％以下含有し、かつNd≦Pr（重
量％）であり、ＭはCo、Mn、Al、Cu およびFeから選ばれた
１種または２種以上の元素で示される希土類系水素吸蔵
合金から成ることを特徴とする希土類系水素吸蔵合金電
極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5023567A JPH06215767A (ja) | 1993-01-19 | 1993-01-19 | 希土類系水素吸蔵合金電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5023567A JPH06215767A (ja) | 1993-01-19 | 1993-01-19 | 希土類系水素吸蔵合金電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06215767A true JPH06215767A (ja) | 1994-08-05 |
Family
ID=12114117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5023567A Pending JPH06215767A (ja) | 1993-01-19 | 1993-01-19 | 希土類系水素吸蔵合金電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06215767A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5865874A (en) * | 1997-06-27 | 1999-02-02 | Duracell Inc. | Hydrogen storage alloy |
| US6197448B1 (en) | 1997-05-30 | 2001-03-06 | Duracell Inc. | Hydrogen storage alloy |
-
1993
- 1993-01-19 JP JP5023567A patent/JPH06215767A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6197448B1 (en) | 1997-05-30 | 2001-03-06 | Duracell Inc. | Hydrogen storage alloy |
| US5865874A (en) * | 1997-06-27 | 1999-02-02 | Duracell Inc. | Hydrogen storage alloy |
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