JPH0630251B2 - ニツケル−水素二次電池 - Google Patents
ニツケル−水素二次電池Info
- Publication number
- JPH0630251B2 JPH0630251B2 JP60246672A JP24667285A JPH0630251B2 JP H0630251 B2 JPH0630251 B2 JP H0630251B2 JP 60246672 A JP60246672 A JP 60246672A JP 24667285 A JP24667285 A JP 24667285A JP H0630251 B2 JPH0630251 B2 JP H0630251B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nickel
- hydrogen storage
- positive electrode
- battery
- 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.)
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
- H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/34—Gastight accumulators
- H01M10/345—Gastight metal hydride accumulators
-
- 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
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は水素を吸蔵及び放出することのできる水素吸蔵
合金を備えた水素吸蔵電極を負極とし、ニツケル正極を
備えたニツケル−水素二次電池に関する。
合金を備えた水素吸蔵電極を負極とし、ニツケル正極を
備えたニツケル−水素二次電池に関する。
(ロ) 従来の技術 従来からよく用いられる二次電池としては鉛電池及びニ
ツケル−カドミウム電池があるが、近年これら電池より
軽量で且つ高容量となる可能性があるということで、特
に低圧で負極活物質である水素を可逆的に吸蔵及び放出
する水素吸蔵合金を備えた電極を負極に用い、水酸化ニ
ツケルからなる正極活物質を備えた電極を正極に用いた
金属−水素二次電池が注目されている。そして一般にこ
の種のニツケル−水素二次電池は特公昭５８−４６８２
７号公報に於いて示されるように、水素吸蔵合金を備え
た水素吸蔵電極と、ニツケル正極との間にセパレータを
介して構成され、充電時や保存時に正極から発生する酸
素ガスは、充電状態の負極、すなわち水素吸蔵電極中の
水素吸蔵合金に吸蔵した水素と反応して消費される構成
となつている。ところが、酸素は水素吸蔵合金中の水素
と反応して水になると共に、水素吸蔵合金と直接反応し
て水素吸蔵合金の組成を化学的に変化させ、この化学的
変化によつて水素吸蔵合金は水素吸蔵能力を失い、負極
の容量が低下し長期にわたつて高容量を維持することが
できず、特に保存特性が悪かつた。
ツケル−カドミウム電池があるが、近年これら電池より
軽量で且つ高容量となる可能性があるということで、特
に低圧で負極活物質である水素を可逆的に吸蔵及び放出
する水素吸蔵合金を備えた電極を負極に用い、水酸化ニ
ツケルからなる正極活物質を備えた電極を正極に用いた
金属−水素二次電池が注目されている。そして一般にこ
の種のニツケル−水素二次電池は特公昭５８−４６８２
７号公報に於いて示されるように、水素吸蔵合金を備え
た水素吸蔵電極と、ニツケル正極との間にセパレータを
介して構成され、充電時や保存時に正極から発生する酸
素ガスは、充電状態の負極、すなわち水素吸蔵電極中の
水素吸蔵合金に吸蔵した水素と反応して消費される構成
となつている。ところが、酸素は水素吸蔵合金中の水素
と反応して水になると共に、水素吸蔵合金と直接反応し
て水素吸蔵合金の組成を化学的に変化させ、この化学的
変化によつて水素吸蔵合金は水素吸蔵能力を失い、負極
の容量が低下し長期にわたつて高容量を維持することが
できず、特に保存特性が悪かつた。
(ハ) 発明が解決しようとする問題点 本発明は水素吸蔵合金を主体とする負極を備えたニツケ
ル−水素二次電池の容量の低下を抑制し保存特性の改良
及びサイクル寿命の向上を図つたものである。
ル−水素二次電池の容量の低下を抑制し保存特性の改良
及びサイクル寿命の向上を図つたものである。
(ニ) 問題点を解決するための手段 本発明のニツケル−水素二次電池は、水素吸蔵合金を主
体とする負極とニツケル正極とを備え、ニツケル正極に
鉛、銀及びカドミウムから選ばれた少なくとも一種の金
属またはその金属酸化物を含有させたものである。
体とする負極とニツケル正極とを備え、ニツケル正極に
鉛、銀及びカドミウムから選ばれた少なくとも一種の金
属またはその金属酸化物を含有させたものである。
(ホ) 作 用 ニツケル正極に鉛、銀及びカドミウムから選ばれた少な
くとも一種の金属またはその金属酸化物を含有させると
酸素過電圧が上昇し、充電時及び保存時に於ける正極か
らの酸素ガス発生が抑制でき、負極の水素吸蔵合金が酸
素と反応することによる容量低下を抑えることができ
る。
くとも一種の金属またはその金属酸化物を含有させると
酸素過電圧が上昇し、充電時及び保存時に於ける正極か
らの酸素ガス発生が抑制でき、負極の水素吸蔵合金が酸
素と反応することによる容量低下を抑えることができ
る。
(ヘ) 実施例 水素吸蔵能力を有するＬａＮｉ５を機械的に粉砕して微
粉化し、このＬａＮｉ５粉末に小さなせん断力で粒子が
簡単に繊維化し塑性変形するポリテトラフルオロエチレ
ン粉末を、ＬａＮｉ５粉末の重量に対して１〜５％添加
して混合機に均一に混合すると共にポリテトラフルオロ
エチレンを繊維化する。次いでこうして得られたポリテ
トラフルオロエチレンが繊維化した混合物に水を加えて
ペースト状とした後、ニツケルメツキを施したパンチン
グメタルからなる集電体の両面に貼り付けて水素吸蔵電
極を得る。
粉化し、このＬａＮｉ５粉末に小さなせん断力で粒子が
簡単に繊維化し塑性変形するポリテトラフルオロエチレ
ン粉末を、ＬａＮｉ５粉末の重量に対して１〜５％添加
して混合機に均一に混合すると共にポリテトラフルオロ
エチレンを繊維化する。次いでこうして得られたポリテ
トラフルオロエチレンが繊維化した混合物に水を加えて
ペースト状とした後、ニツケルメツキを施したパンチン
グメタルからなる集電体の両面に貼り付けて水素吸蔵電
極を得る。
また、水酸化ニツケル粉末９７重量部と鉛粉末３重量部
との混合物に同様にしてポリテトラフルオロエチレン及
び水を加えてペースト状とした後、ニツケルメツキを施
したパンチングメタルからなる集電体の両面に貼り付け
てニツケル正極を得る。
との混合物に同様にしてポリテトラフルオロエチレン及
び水を加えてペースト状とした後、ニツケルメツキを施
したパンチングメタルからなる集電体の両面に貼り付け
てニツケル正極を得る。
次いでこれら水素吸蔵合極とニツケル正極との間にセパ
レータを介して巻回して渦巻電極体を構成し、この電極
体を電池外装罐に挿入した後アルカリ電解液を注入し封
口を行なつて本発明のニツケル−水素二次電池(A)を作
製した。
レータを介して巻回して渦巻電極体を構成し、この電極
体を電池外装罐に挿入した後アルカリ電解液を注入し封
口を行なつて本発明のニツケル−水素二次電池(A)を作
製した。
また前記電池(A)に於いて、ニツケル正極に添加した鉛
を銀に代えて添加し、その他は同一の電池(B)、同様に
してカドミウムに代えて電池(C)、酸化鉛（ＰｂＯ２）
に代えて電池(D)、酸化銀（ＡｇＯ）に代えて電池(E)、
酸化カドミウム（ＣｄＯ）に代えて電池(F)を作製する
と共に、比較としてニツケル正極に前記鉛などの金属ま
たは金属酸化物を加えず、その他は同一の比較電池(G)
を作製した。
を銀に代えて添加し、その他は同一の電池(B)、同様に
してカドミウムに代えて電池(C)、酸化鉛（ＰｂＯ２）
に代えて電池(D)、酸化銀（ＡｇＯ）に代えて電池(E)、
酸化カドミウム（ＣｄＯ）に代えて電池(F)を作製する
と共に、比較としてニツケル正極に前記鉛などの金属ま
たは金属酸化物を加えず、その他は同一の比較電池(G)
を作製した。
これら電池(A)乃至(G)を１２０ｍＡで１６時間充電し、
次いで２４０ｍＡで電池電圧が１．０Ｖになるまで放電
する充放電サイクルを数回行なつて初期活性化を完了し
た後、１２０ｍＡで１６時間充電して放置し、放置時間
と残存容量との関係を調べ、初期容量を夫々１００とし
てこの結果を第１図に示した。尚、残存容量は一定期間
放置後に２４０ｍＡで放電して測定した。また第２図は
前記放置を１ケ月行なつた後電池(A)乃至(G)を夫々前記
充放電サイクルによつて充放電を繰り返し行なつて測定
したサイクル特性図である。
次いで２４０ｍＡで電池電圧が１．０Ｖになるまで放電
する充放電サイクルを数回行なつて初期活性化を完了し
た後、１２０ｍＡで１６時間充電して放置し、放置時間
と残存容量との関係を調べ、初期容量を夫々１００とし
てこの結果を第１図に示した。尚、残存容量は一定期間
放置後に２４０ｍＡで放電して測定した。また第２図は
前記放置を１ケ月行なつた後電池(A)乃至(G)を夫々前記
充放電サイクルによつて充放電を繰り返し行なつて測定
したサイクル特性図である。
これらの図面から明らかなように本発明電池(A)乃至(F)
は比較電池(G)に比べて放置による容量の低下が小さく
抑えられ、また放置後のサイクル寿命が長く優れたもの
であることがわかる。
は比較電池(G)に比べて放置による容量の低下が小さく
抑えられ、また放置後のサイクル寿命が長く優れたもの
であることがわかる。
負極に用いた水素吸蔵電極は、従来から用いられてきた
カドミウム負極とは異なり満充電時には極めて活性であ
り、酸素と接触すると非常に速い速度で反応して酸化す
る。そしてこの酸化に於いて酸素は水素吸蔵合金に吸蔵
された水素と反応して水になると共に、水素吸蔵合金と
反応して水素吸蔵合金をしばしば組成の異なる他の物質
に変化させる。つまり上記実施例に於いては放置した間
にＬａＮｉ５がＬａ２０３、Ｌａ（ＯＨ）３や、Ｎｉ、
ＮｉＯ、Ｎｉ（ＯＨ）２に変化することにより水素吸蔵
能力を失い、以後充放電を繰り返してもＬａＮｉ５に戻
ることはない。比較電池(G)では正極から充電時に酸素
が発生し易いため、充電後電池内に酸素が多量に残存
し、また放置中にも正極から酸素が発生するので、放置
期間中に容量の低下が大きく、また負極の水素吸蔵電極
中の水素吸蔵合金の組成変化も多く生じるため、放置後
は充放電サイクルの経過に伴う容量低下も大きくなつて
いる。これに対して、本発明電池では正極の酸素過電圧
が、鉛、銀、カドミウムやこれら金属の酸化物によつて
高められているので、充電時及び放置時に於ける正極か
らの酸素ガス発生が抑えられ、容量の低下が小さく、ま
た水素吸蔵合金が酸素と反応することによる組成変化で
水素吸蔵能力を喪失することも抑えられたため放置後の
サイクル劣化も少なくなつている。
カドミウム負極とは異なり満充電時には極めて活性であ
り、酸素と接触すると非常に速い速度で反応して酸化す
る。そしてこの酸化に於いて酸素は水素吸蔵合金に吸蔵
された水素と反応して水になると共に、水素吸蔵合金と
反応して水素吸蔵合金をしばしば組成の異なる他の物質
に変化させる。つまり上記実施例に於いては放置した間
にＬａＮｉ５がＬａ２０３、Ｌａ（ＯＨ）３や、Ｎｉ、
ＮｉＯ、Ｎｉ（ＯＨ）２に変化することにより水素吸蔵
能力を失い、以後充放電を繰り返してもＬａＮｉ５に戻
ることはない。比較電池(G)では正極から充電時に酸素
が発生し易いため、充電後電池内に酸素が多量に残存
し、また放置中にも正極から酸素が発生するので、放置
期間中に容量の低下が大きく、また負極の水素吸蔵電極
中の水素吸蔵合金の組成変化も多く生じるため、放置後
は充放電サイクルの経過に伴う容量低下も大きくなつて
いる。これに対して、本発明電池では正極の酸素過電圧
が、鉛、銀、カドミウムやこれら金属の酸化物によつて
高められているので、充電時及び放置時に於ける正極か
らの酸素ガス発生が抑えられ、容量の低下が小さく、ま
た水素吸蔵合金が酸素と反応することによる組成変化で
水素吸蔵能力を喪失することも抑えられたため放置後の
サイクル劣化も少なくなつている。
尚、上記実施例では非焼結式ニツケル正極を用いて説明
したが、焼結式ニツケル正極を用いる場合には、活物質
保持体となる多孔性金属焼結基板を、例えばニツケル粉
末９７部と鉛粉末３部を混合し増粘剤及び水を加えて得
たスラリーを集電体の両面に塗着した後焼結して作製
し、この焼結基板中に水酸化ニツケルを含浸して焼結式
ニツケル正極を作製すると、ニツケル正極中に鉛や銀や
カドミウムを添加することができ、これにより同様の効
果を得ることができる。また実施例では水素吸蔵合金に
ＬａＮｉ５を用いたが他の水素吸蔵合金を用いた場合に
も同様の効果が得られる。
したが、焼結式ニツケル正極を用いる場合には、活物質
保持体となる多孔性金属焼結基板を、例えばニツケル粉
末９７部と鉛粉末３部を混合し増粘剤及び水を加えて得
たスラリーを集電体の両面に塗着した後焼結して作製
し、この焼結基板中に水酸化ニツケルを含浸して焼結式
ニツケル正極を作製すると、ニツケル正極中に鉛や銀や
カドミウムを添加することができ、これにより同様の効
果を得ることができる。また実施例では水素吸蔵合金に
ＬａＮｉ５を用いたが他の水素吸蔵合金を用いた場合に
も同様の効果が得られる。
(ト) 発明の効果 本発明のニツケル−水素二次電池は、水素吸蔵合金を主
体とする負極と、鉛、銀及びカドミウムから選ばれた少
なくとも一種の金属または金属酸化物を含有するニツケ
ル正極とを備えたものであり、前記金属または金属酸化
物によつて充電時及び放置時に於けるニツケル正極から
の酸素ガス発生を抑制することができ、負極が電池内で
酸素と反応することによる放置時の容量低下の抑制及び
サイクル寿命の向上を行なうことができる。
体とする負極と、鉛、銀及びカドミウムから選ばれた少
なくとも一種の金属または金属酸化物を含有するニツケ
ル正極とを備えたものであり、前記金属または金属酸化
物によつて充電時及び放置時に於けるニツケル正極から
の酸素ガス発生を抑制することができ、負極が電池内で
酸素と反応することによる放置時の容量低下の抑制及び
サイクル寿命の向上を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】 第１図は電池の放置日数と残存容量の関係を示す保存特
性図、第２図は１ケ月放置後のサイクル特性図である。 (A)〜(F)……本発明電池、(G)……比較電池。
性図、第２図は１ケ月放置後のサイクル特性図である。 (A)〜(F)……本発明電池、(G)……比較電池。
Claims (1)
- 【請求項１】水素吸蔵合金を主体とする負極と、鉛、銀
及びカドミウムから選ばれた少なくとも一種の金属また
は金属酸化物を含有するニツケル正極とを備えたニツケ
ル−水素二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60246672A JPH0630251B2 (ja) | 1985-11-01 | 1985-11-01 | ニツケル−水素二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60246672A JPH0630251B2 (ja) | 1985-11-01 | 1985-11-01 | ニツケル−水素二次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62108458A JPS62108458A (ja) | 1987-05-19 |
| JPH0630251B2 true JPH0630251B2 (ja) | 1994-04-20 |
Family
ID=17151896
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60246672A Expired - Lifetime JPH0630251B2 (ja) | 1985-11-01 | 1985-11-01 | ニツケル−水素二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0630251B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2752099B2 (ja) * | 1988-09-20 | 1998-05-18 | 三洋電機株式会社 | アルカリ電池用ニッケル電極の製造方法 |
| JP2001217000A (ja) | 1999-02-26 | 2001-08-10 | Toshiba Battery Co Ltd | ニッケル・水素二次電池 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2340869C3 (de) * | 1973-08-13 | 1985-02-07 | Varta Batterie Ag, 3000 Hannover | Positive, Nickelhydroxid als aktive Masse enthaltende Elektrode für alkalische Akkumulatoren |
| JPS5916269A (ja) * | 1982-07-16 | 1984-01-27 | Japan Storage Battery Co Ltd | アルカリ電池用正極板の製造法 |
| JPS5933758A (ja) * | 1982-08-19 | 1984-02-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 密閉形ニツケル−カドミウム蓄電池 |
| JPS59163754A (ja) * | 1983-03-08 | 1984-09-14 | Yuasa Battery Co Ltd | アルカリ蓄電池用ペ−スト式正極板 |
| JPS60212958A (ja) * | 1984-04-09 | 1985-10-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 水素吸蔵電極 |
-
1985
- 1985-11-01 JP JP60246672A patent/JPH0630251B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62108458A (ja) | 1987-05-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |