JPH06228688A - 水素吸蔵合金及びそれを用いた電極 - Google Patents

水素吸蔵合金及びそれを用いた電極

Info

Publication number
JPH06228688A
JPH06228688A JP5040559A JP4055993A JPH06228688A JP H06228688 A JPH06228688 A JP H06228688A JP 5040559 A JP5040559 A JP 5040559A JP 4055993 A JP4055993 A JP 4055993A JP H06228688 A JPH06228688 A JP H06228688A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hydrogen storage
less
storage alloy
carbon
alloy
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.)
Granted
Application number
JP5040559A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3188780B2 (ja
Inventor
Yasushi Takai
康 高井
Kazuhiro Yamada
和弘 山田
Takashi Tode
孝 戸出
Shigenobu Tajima
重信 田島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin Etsu Chemical Co Ltd filed Critical Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority to JP04055993A priority Critical patent/JP3188780B2/ja
Publication of JPH06228688A publication Critical patent/JPH06228688A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3188780B2 publication Critical patent/JP3188780B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/383Hydrogen absorbing alloys
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐腐蝕性の大きい長寿命の水素吸蔵合金を提
供すること及び、充放電のサイクル寿命が長いアルカリ
蓄電池用電極を提供すること。 【構成】 炭素の含有量が500ppm以下であると共
に、一般式Lna Ni5-(b+c+d) Cob Alc d で表
されることを特徴とする水素吸蔵合金;但し、一般式中
のLnは40〜80重量%のLa、10〜60重量%の
Ce、5重量%以下のPr及び5重量%以下のNdから
なる組成の金属、MはMn、Fe及びCuの中から選択
される少なくとも一種の元素を表し、a〜dは下記の範
囲の有理数を表す。 0.95≦a≦1.05 0.2 ≦b≦1.0 0.1 ≦c≦1.0 0 ≦d≦0.5

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は水素吸蔵合金に関し、特
にアルカリ蓄電池用電極として好適な水素吸蔵合金及び
それを用いた電極に関する。
【0002】
【従来技術】水素を吸蔵・放出する水素吸蔵合金が発見
されて以来、その応用は、単なる水素貯蔵手段にとどま
らず、ヒートポンプや電池へと展開が図られてきた。特
に、水素吸蔵合金を負電極として用いるアルカリ蓄電池
は殆ど実用の域に達しており用いる水素吸蔵合金も次々
に改良されている。即ち、当初に検討されたLaNi5
合金は(特開昭51−13934号公報参照)、水素吸
蔵量が大きいという利点がある一方、アルカリ溶液や酸
溶液によって腐蝕され易く、そのため微粉化しやすい
上、La金属が高価であるという欠点があった。
【0003】かかる欠点は、Laの一部を、Ce、P
r、Ndその他の希土類元素に置換することによって、
及び/又はNiの一部をCo、Al、Mn等の金属で置
換することによって改良された(例えば、特開昭53−
048918号、同54−064014号、同60−2
50558号、同61−233969号及び同62−4
3064号各公報参照)。
【0004】これらの改良合金は、LaNi5 合金と比
べると、水素吸蔵量が若干減少するものの、アルカリ溶
液や酸溶液に対する腐蝕性が改善され、電極として用い
た場合には、アルカリ蓄電池の充放電サイクル寿命を延
ばすことができる。しかしながら、工業的観点からすれ
ば尚充放電サイクル寿命が短く、その性能は未だ不十分
であった。
【0005】また、LaNi5 合金及びこれらの改良合
金を負極に用いたアルカリ蓄電池は、50℃以上の高温
で使用すると電気容量が著しく低下し、その後室温に戻
しても容量が十分に回復しないという欠点があった。
尚、La−Ce−Pr−Ndの混合物は、一般にミッシ
ュメタル(Mmと略す)として知られている。本発明者
等は、水素吸蔵合金に含有される炭素量の影響について
検討するうち、炭素の含有量を500ppm以下とする
と共に、使用する合金の組成を特定のものとした場合に
は、水素吸蔵合金の腐蝕性が大巾に改善されること、及
び、アルカリ電池用負電極として特に好適であることを
見い出し本発明に到達した。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の第1の
目的は、耐腐蝕性が大きく、水素貯蔵やヒートポンプ等
に使用した場合の微粉化が抑制された、長寿命の水素吸
蔵合金を提供することにある。本発明の第2の目的は、
アルカリ蓄電池の負電極として好適な水素吸蔵合金を提
供することにある。本発明の第3の目的は、充放電のサ
イクル寿命の長い水素吸蔵合金からなるアルカリ蓄電池
用電極を提供することにある。更に、本発明の第4の目
的は、50℃以上の高温における使用から室温に戻した
場合の容量回復率が高い水素吸蔵合金からなる、アルカ
リ蓄電池用電極を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の上記の諸目的
は、炭素の含有量が500ppm以下であると共に、一
般式Lna Ni5-(b+c+d) Cob Alc d で表される
ことを特徴とする水素吸蔵合金によって達成された。上
記一般式中のLnは40〜80重量%のLa、10〜6
0重量%のCe、5重量%以下のPr及び5重量%以下
のNdからなる組成の金属、MはMn、Fe及びCuの
中から選択される少なくとも一種の元素を表し、aは
0.95≦a≦1.05、bは、0.2≦b≦1.0、
cは0.1≦c≦1.0、dは0≦d≦0.5の有理数
を表す。
【0008】以下、本発明について詳述する。本発明で
使用する一般式Lna Ni5-(b+c+d) Cob Alc d
で表される水素吸蔵合金は、LaNi5 の改良型として
位置づけられる。即ち、Lnは、少なくともLa及びC
eからなる組成の希土類元素であり、実用的観点から、
特にLaは40〜80重量%、Ceは10〜60重量%
であることが好ましい。Laが80重量%を越えるとL
aNi5 合金に似て、それを負電極とした場合には、ア
ルカリ蓄電池の充放電のサイクル寿命が極端に短くなる
と共にコスト的に不利となり、40重量%未満では、水
素吸蔵量が不十分となる。
【0009】La及びCe以外の元素として、特に、P
rを5重量%以下、好ましくは1重量%以下及びNdを
5重量%、好ましくは1重量%以下含有させた場合に
は、アルカリ蓄電池用電極として特に好適なものとな
る。Pr及びNdは少なくとも0.1重量%添加するこ
とが好ましい。又、Co、Al及びMは、夫々水素吸蔵
合金に耐腐蝕性を付与する作用を有する。Coの含有量
bは、0.2≦b≦1.0であるが、特に0.5≦b≦
1.0の範囲とすることが好ましい。Alの含有量c
は、0.1≦c≦1.0であるが、特に、0.2≦c≦
0.5とすることが好ましい。
【0010】Mは、Mn、Fe及びCuの中から選択さ
れる少なくとも一種の元素であるが、特にMn及び/又
はCuとすることが好ましい。またその含有量dは、0
≦d≦0.5であるが、特に、0.1≦d≦0.3であ
ることが好ましい。本発明の水素吸蔵合金の特徴は、前
記合金の組成と共に、水素吸蔵合金中に500ppm以
下の炭素を添加する点である。
【0011】水素吸蔵合金中の炭素の作用機構は必ずし
も明確ではないが、以下の如く推定することができる。
即ち、水素吸蔵合金に添加された炭素は、通常、合金粒
界に析出する。この場合、添加する炭素の量が500p
pm以下と少ない場合には、粒界に僅かに析出する炭素
が膜を形成し、その膜がアルカり溶液や酸溶液に対して
保護膜として働く。一方、添加する炭素の量が500p
pm以上と多くなるにつれ、粒界に形成される炭素の膜
が厚くなり、水素の吸蔵・放出の障害になるばかりでな
く、過剰な炭素が水素と反応し、腐食を促進させると考
えられる。
【0012】また、本発明において、Nb、Si、T
a、Ti、V及びZrのうち少なくとも1種の元素を、
炭素の当量に対して3倍以下の量添加することが好まし
いのは、これらの元素が粒界に僅かに析出する炭素と反
応して不活性な炭素化合物を形成し、このようにして粒
界に形成された不活性な膜が、更に、アルカリ溶液や酸
溶液に対する耐蝕性を向上させるものと考えられる。従
って、上記の金属の使用量は、含有される炭素の当量の
3倍以下で十分である。
【0013】本発明の水素吸蔵合金は、公知の方法によ
ってLna Ni5-(b+c+d) Cob Alc d の合金を製
造し、次に、含有される炭素の当量の3倍以下の量の、
前記炭素不活性化金属を加えて溶解することにより容易
に得ることができる。また、公知のバインダーを用いて
賦形することにより、容易に電極とすることができる。
本発明の水素吸蔵合金を負電極として使用したアルカリ
蓄電池は、充放電を繰り返したときのサイクル寿命が長
い上、50℃以上の高温における使用から、室温での使
用に戻した時の容量回復率が高く優れている。
【0014】
【発明の効果】本発明の水素吸蔵合金はミッシュメタル
を使用することができるので安価である。又、極少量の
炭素を含有させてあるので腐蝕性が大巾に改善され、水
素の吸蔵・放出を繰り返しても微粉化し難いのみなら
ず、アルカリ溶液や酸溶液に対する耐蝕性が大きいの
で、アルカリ蓄電池用負電極として好適である。
【0015】
【実施例】以下、実施例によって本発明を更に詳述する
が、本発明はこれによって限定されるものではない。
【0016】実施例1〜19.La(純度99%以
上)、Ce(純度99%以上)、Pr(純度99%以
上)、Nd(純度99%以上)、2種類のミッシュメタ
ルLm(La61%、Ce8%、Pr24%、Nd7
%)及びMm(La25%、Ce50%、Pr10%、
Nd15%)、Ni(純度99%以上)、Co(純度9
9%以上)、Al(純度99%以上)及びM(Mn、F
e、Cu)の各金属元素を、所定の配合組成になるよう
に秤量して混合した。更に、炭素を合金に対して100
ppm〜500ppm添加し、その炭素を不活性化する
為の金属を適宜添加した後、アーク溶解法により加熱溶
解させて、表1の組成を有する水素吸蔵合金を製造し
た。
【0017】
【表1】
【0018】得られた合金を粉砕し、粒径が75μm以
下の粉末にした。この粉末10gに対し、3重量%のポ
リビニルアルコールの水溶液を2.5gの割合で混合し
てペースト状とし、このペーストを発泡状ニッケル金属
多孔体内に充填、乾燥した後、加圧成形して厚さ0.5
〜1.0mmの極板を製作し、次いでリード線を取り付
けて負極とした。正極としては、多孔質のニッケル焼結
体にNi(OH)2 を含浸させ、これを化成処理してN
iOOH電極を製作した。
【0019】以上の負極と正極を、ポリオレフィン不織
布製のセパレーターを介して貼り合せると共に、電解液
として6モル/リットルのKOHを使用し、電池を形成
させた。得られた電池について、40mAの電流で2時
間充電した後、20mAの電流で電池電圧が0.6vに
なるまで放電する充放電を繰り返し、20℃におけるサ
イクル寿命を調べると共に、温度を50℃に上げた後2
0℃に戻した時の容量の回復率も調べた。それらの結果
を表3に示す。
【0020】比較例1〜12.実施例と同様にして、合
金中のPr及びNdが各々5重量%を越える試料を作製
し(表2)、実施例と同様の試験を行った。結果は、表
3に示した通りである。
【0021】
【表2】
【0022】
【表3】
【0023】表3の結果から明らかな如く、合金中の炭
素量が500ppm以下の場合には、容量保存率が85
%以上と良好であった。また、合金中の希土類元素組成
分であるPr及びNdが5重量%を越えない場合には、
容量回復率が85重量%以上と良好である。更に、炭素
を不活性化させる金属を含有させ、不活性炭素化合物化
したものが更に改善されることが実証された。
フロントページの続き (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 (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 炭素の含有量が500ppm以下である
    と共に、一般式Lna Ni5-(b+c+d) Cob Alc d
    で表されることを特徴とする水素吸蔵合金;但し、一般
    式中のLnは40〜80重量%のLa、10〜60重量
    %のCe、5重量%以下のPr及び5重量%以下のNd
    からなる組成の金属、MはMn、Fe及びCuの中から
    選択される少なくとも一種の元素を表し、a〜dは下記
    の範囲の有理数を表す。 0.95≦a≦1.05 0.2 ≦b≦1.0 0.1 ≦c≦1.0 0 ≦d≦0.5
  2. 【請求項2】 炭素の当量に対して3倍以下の、Si、
    Ti、Zr、Ta、Nb及びVからなる群の中から選択
    される少なくとも一種の元素を含有する、請求項1に記
    載された水素吸蔵合金。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載された水素吸蔵合金から
    なるアルカリ蓄電池用電極。
JP04055993A 1993-02-03 1993-02-03 水素吸蔵合金及びそれを用いた電極 Expired - Fee Related JP3188780B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP04055993A JP3188780B2 (ja) 1993-02-03 1993-02-03 水素吸蔵合金及びそれを用いた電極

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP04055993A JP3188780B2 (ja) 1993-02-03 1993-02-03 水素吸蔵合金及びそれを用いた電極

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06228688A true JPH06228688A (ja) 1994-08-16
JP3188780B2 JP3188780B2 (ja) 2001-07-16

Family

ID=12583816

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP04055993A Expired - Fee Related JP3188780B2 (ja) 1993-02-03 1993-02-03 水素吸蔵合金及びそれを用いた電極

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3188780B2 (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
JP3188780B2 (ja) 2001-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2771592B2 (ja) アルカリ蓄電池用水素吸蔵合金電極
JPH0790435A (ja) 水素吸蔵合金、その製造方法及びそれを用いた電極
JPH0719599B2 (ja) 蓄電池用電極
JP2666249B2 (ja) アルカリ蓄電池用水素吸蔵合金
JP2004273346A (ja) アルカリ蓄電池用水素吸蔵合金及びアルカリ蓄電池
JP3095101B2 (ja) 水素吸蔵合金及びそれを用いた電極
JPH10134806A (ja) 水素吸蔵合金電極およびニッケル・水素蓄電池
JPH0562429B2 (ja)
JP2740175B2 (ja) アルカリ蓄電池用水素吸蔵合金電極
JP3188780B2 (ja) 水素吸蔵合金及びそれを用いた電極
JP3188781B2 (ja) 水素吸蔵合金及びそれを用いた電極
JP3188788B2 (ja) 水素吸蔵合金及びそれを用いた電極
JP2962814B2 (ja) 水素吸蔵合金電極
JPH06306515A (ja) 水素吸蔵合金及びそれを用いた電極
JPH0675398B2 (ja) 密閉型アルカリ蓄電池
JPS62223971A (ja) 金属酸化物・水素電池
JP3065713B2 (ja) 水素吸蔵電極及びニッケル−水素電池
JPH06215767A (ja) 希土類系水素吸蔵合金電極
JPH0562428B2 (ja)
JPH06145849A (ja) 水素吸蔵合金電極
JP3152845B2 (ja) ニッケル・水素電池
US20060078794A1 (en) Nickel-metal hydride storage battery
JPH0541210A (ja) 密閉形アルカリ蓄電池用負極
JPH06279900A (ja) 水素吸蔵合金及びそれを用いた電極
JPH07103434B2 (ja) 水素吸蔵Ni基合金および密閉型Ni―水素蓄電池

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees