JPH0638333B2 - 電気化学的電池 - Google Patents

電気化学的電池

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JPH0638333B2
JPH0638333B2 JP61244286A JP24428686A JPH0638333B2 JP H0638333 B2 JPH0638333 B2 JP H0638333B2 JP 61244286 A JP61244286 A JP 61244286A JP 24428686 A JP24428686 A JP 24428686A JP H0638333 B2 JPH0638333 B2 JP H0638333B2
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エヌ・ベ−・フイリツプス・フル−イランペンフアブリケン
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    • 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
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    • H01M10/34Gastight accumulators
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、負極の電気化学的活物質が水素により水素
化物を生じる金属間化合物より成り、前記金属間化合物
がCa Cu 構造及び組成式ABを有し、式中の
m +n が 4.8〜 5.4であり、式中のn が 0.05 〜 0.6で
あり、式中のAがミッシュメタルより成るか又はY,T
i ,Hf ,Zr ,Ca ,Th ,La 及び残りの希土類金
属より成る群の中から選ばれた少なくとも1種の元素よ
り成り、元素Y,Ti ,Hf 及びZr の全原子の量がA
の40%を超えず、式中のBがNi ,Co ,Cu ,Fe 及
びMn より成る群の中から選ばれた2種以上の元素より
成り、Aのグラム原子当りの最大の原子の量がNi に対
し 3.5、Co に対し 3.5、Cu に対し 3.5、Fe に対し
2.0及びMn に対し 1.0であり、かつ式中のCがAl,
Cr 及びSi より成る群の中から選ばれた少なくとも1
種の元素より成り、その原子の量がAlで 0.05 〜 0.
6、Cr で 0.05 〜 0.5、Si で 0.05 〜 0.5である負
極をそなえる電気化学的電池に関する。
電池は、大気と開放連絡させ、又は大気から密閉するこ
とができる。大気から密閉した電池には、あらかじめ定
めた圧力で作動するように調整した弁を設けることがで
きる。
密閉型の再充電可能な電池では、正極の電気化学的活性
部は、水酸化ニッケル、酸化銀又は酸化マンガンとする
ことができ、水酸化ニッケルが実用的な理由で一般に好
ましい。
電池内には、一般に水酸化リチウム、水酸化ナトリウム
及び水酸化カリウムのような1種以上のアルカリ金属水
酸化物の、7を超えるp Hを有する水溶液より成る電解
液が用いられる。
更に、電池は、電極を電気的に隔離するが、イオン及び
ガスの輸送は可能である隔離板をそなえる。隔離板は、
合成樹脂繊維(織ったものでも織らないものでもよ
い)、例えばポリアミド繊維又はポリプロピレン繊維に
より構成することができる。
このような電気化学的電池は、米国特許第 4487817号明
細書に記載される。前記特許明細書では、負極の電気化
学的活物質は、それが極めて耐食性があり、これにより
電池の電気化学的容量の低下をできるだけ制限するよう
に選ばれる。
前記米国特許明細書に記載される電気化学的電池の不利
益点は、最初の充放電サイクルでの電池の容量が最大容
量により小さいこと及び最初の20〜30回の充放電サイク
ル間にそれが前記最大容量まで徐々にしか増加しないこ
とである。この現象は「活生化」(activation)と呼ば
れる。
既知の電気化学的電池の他の不利益点は、電池の出力密
度(power density)が低い使用温度、例えば0℃以下
で比較的低いことである。「出力密度」という表現は、
ここでは高放電速度での電池の容量を意味する。前記両
特性は、前記米国特許明細書に記載の安定な水素化物を
生成する物質の有用性を減少させる。
この発明の目的は、迅速に活性化させうる電気化学的電
池、すなわち、少数の充放電サイクル後にその最大容量
に到達する電池を提供することである。
この発明の別の目的は、低い使用温度で高い出力密度を
有する電気化学的電池を提供することである。
この目的は、この発明に従って、冒頭に記載した電気化
学的電池において、更に負極の電気化学的活物質が水素
により水素化物を生成する、組成式DNi の金属
間化合物を電気化学的活物質の全量で計算して5〜45重
量%の量で含有し、式中のp +q が 4.8〜 5.4であり、
式中のp が 3.5〜 5.4であり、式中のq が0〜 1.5の値
を有し、式中のDがLa 及びミッシュメタルより成る群
の中から選ばれ、式中のEがCo ,Cr ,Mn 及びCu
より成る群の中から選ばれた1種以上の元素より成るこ
とを特徴とする電気化学的電池により達成される。
この発明に従えば、負極の電気化学的活物質は、2成
分、すなわち安定な水素化物を生成する物質及び高出力
密度の水素化物を生成する物質より成る。米国特許第 4
487817号明細書に記載される水素化物生成物質の高い安
定性は、Ni とCo のような、容量に逆に作用する、2
種の異なる遷移金属のじゅうぶんな量の存在に一部は基
づく。この発明は、いっそう高い容量と水素平衡図にお
いていっそう高い平坦域圧力を有する物質の添加に基づ
く。更に、この発明は、通常の使用条件下では安定な水
素化物を生成する物質のみが電気化学反応を受けるの
で、高出力密度物質のいっそう低い安定性は不利益でな
いという認識に基づく。電池が安定な水素化物を生成す
る物質の容量を減少させる低温で時折使用される場合の
み、高出力密度物質は電気化学反応を受ける。その場合
のみ、高出力密度物質は腐食を受け、したがって電気化
学的電池の寿命は高出力密度物質のみを含有する電池の
寿命を相当に超える。
この発明に従う電気化学的電池の適当な例では、高出力
密度物質はLa Ni である。
この発明に従う電気化学的電池の好ましい例では、組成
式AB及びDNi の金属間化合物は粒状物
質形態で混合される。
更にこの発明に従って組成式DNi の金属間化合
物の量をその電気化学的容量が負極の過剰容量より小さ
いかこれに等しいように選ぶことにより負極が正極より
高い電気化学的容量を有する電気化学的電池を使用する
のが好ましい。負極が過剰容量を有する電気化学的電池
の使用は、米国特許第 4312928号明細書に記載される。
この発明を実施例及び比較例並びに図面によっていっそ
う詳細に説明する。
実施例 再充電可能な電池の構造例 第1図に示すような空気から密閉された電池は、導体3
及び4のための開口をそなえるカバー2を有する金属、
例えばステンレス鋼の適当なハウジング1でつくられ
る。導体は、金属ハウジング(1,2)から合成樹脂製
リング5を用いて絶縁される。ハウジングの外径は、例
えば、22mmでその高さは41mmである。ハウジングの内側
に負極6、隔離板7及び正極8を巻いたものを設け、こ
の組立体を合成樹脂、例えばポリ塩化ビニルの電気絶縁
フィルム9で囲い、ポリ塩化ビニルのような電気絶縁材
料の平円板10により支持する。
負極6は、既に述べたような、水素化物生成金属間化合
物の混合物から成り、導体3に接続される。負極6は、
関連元素の適当量を溶融し、かくして生成された金属間
化合物を微粉砕し、これを混合してニッケルキャリヤー
に、例えば、ポリビニルアルコールのような高分子結合
剤を用いて付着させることにより製造される。
正極8は、従来の焼結型の水素化ニッケル電極であり、
導体4に接続される。6N水酸化カリウム水溶液が電解
液として使用される。電解液は、隔離板7に吸収させ、
二つの電極の電気化学的活物質と湿式接触させる。隔離
板7はポリアミド繊維の不織膜より成る。
電池内の自由ガス空間は、約5cm3である。この型の密
閉型電池は、 1.2〜 1.4VのEMFを有する。この発明
に従う電池は、従来の仕方で組み合わせて、例えば若干
の直列配列電池により成るバッテリーを形成することが
できる。
この発明に従う例 組成La0.8Nd0.2Ni2.5Co2.4Si0.1を有する、負極の
電気化学的活物質は、種々の成分の所要量を混合し、次
いでこれらを溶融し、繰り返して水素を吸着及び脱着す
ることで微粉砕することにより製造される。組成La N
i5.0の電気化学的活物質は、同様にして製造される。次
いで、30重量%のLa Ni5.0及び70重量%のLa0.8Nd
0.2Ni2.5Co2.4Si0.1より成る電気化学的活物質混合
物を用いて、電極をつくり、例えば前述のように電池に
収容する。実施例に従えば、負極の電気化学的容量は、
正極のそれより50%だけ大きい。
負極の出力密度は、 2.0℃の速度、すなわち、電池の公
称容量の 2.0倍が1時間に電池に供給又は電池から取り
出されるような充放電速度での充放電サイクルにおける
電池の貯蔵容量を測定することにより求められる。電池
の公称容量は、例えば、腐食の結果として電池の容量が
低下する前に測定した、低い充放電速度における容量で
ある。
10回の充放電サイクル後、出力密度は、20サイクル後の
最大容量の90%である。
400回の充放電サイクルで、負極の貯蔵容量は、電池を
25℃で使用した場合、電気化学的活物質の腐食及び砕解
によってサイクル当り約 0.04%の割合で減少すること
が明らかになった。安定な化合物La0.8Nd0.2Ni2.5
o2.4Si0.1の電気化学的容量が正極の電気化学的活物質
のそれより高いので、また水素平衡圧力はLa Ni5.0
それより低いので、La Ni5.0は通常の条件下では電気
化学反応に関与しない。
電池を0℃で使用した場合、安定な物質の容量が減少
し、La Ni5.0を電気化学反応に関与させ、したがって
部分的に充電させる。負極の0℃における容量は、電池
を 4.5Cの速度で放電する場合でさえ、25℃における容
量の85%である。負極の貯蔵容量は、今やいっそう安定
性の小さいLa Ni5.0でも水素の吸着と脱着が起こり、
これにより腐食を促進するので、0℃ではサイクル当り
約 0.13%で減少する。
La Ni5.0を同様に高容量化合物であるLa Ni4.0Cu
1.0又はLa Ni4.0Co1.0で置換することにより匹敵す
る結果が得られる。ミッシュメタルを高出力密度化合物
中のLa の代りに用いることができる。
この発明に従わない比較例 すべてLa0.8Nd0.2Ni2.5Co2.4Si0.1より成る負極用
活物質を用いて、前述のようにして電気化学的電池を製
造する。
2.0Cの充放電速度及び0℃における負極の容量は、25
℃における容量の55%に過ぎず、放電速度を 4.5Cに上
げる場合、更に35%に減少する。腐食による貯蔵容量の
減少は、 350回の充放電サイクル後に0℃及び25℃の両
方でサイクル当り約 0.03%である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明に従う密閉型の再充電可能な電気化
学的電池の部分断面及び部分立面図である。 1……ハウジング、 2……カバー 3, 4……導体、 5……リング 6……負極、 7……隔離板 8……正極、 9……電気絶縁フィルム 10……平円板

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】負極の電気化学的活物質が水素により水素
    化物を生じる金属間化合物より成り、前記金属間化合物
    がCa Cu 構造及び組成式ABを有し、式中の
    m +n が 4.8〜 5.4であり、式中のn が 0.05 〜 0.6で
    あり、式中のAがミッシュメタルより成るか又はY,T
    i ,Hf ,Zr ,Ca ,Th ,La 及び残りの希土類金
    属より成る群の中から選ばれた少なくとも1種の元素よ
    り成り、元素Y,Ti ,Hf 及びZr の全原子の量がA
    の40%を超えず、式中のBがNi ,Co ,Cu ,Fe 及
    びMn より成る群の中から選ばれた2種以上の元素より
    成り、Aのグラム原子当りの最大の原子の量がNi に対
    し 3.5、Co に対し 3.5、Cu に対し 3.5、Fe に対し
    2.0及びMn に対し 1.0であり、かつ式中のCがAl,
    Cr 及びSi より成る群の中から選ばれた少なくとも1
    種の元素より成り、その原子の量がAlで 0.05 〜 0.
    6、Cr で 0.05 〜 0.5、Si で 0.05 〜 0.5である負
    極をそなえる電気化学的電池において、 負極の電気化学的活物質が更に水素により水素化物を生
    成する、組成式DNi の金属間化合物を電気化学
    的活物質の全量で計算して 5〜45重量%の量で含有し、
    式中のp +q が 4.8〜 5.4であり、式中のp が 3.5〜
    5.4であり、式中のq が 0〜 1.5の値を有し、式中のD
    がLa 及びミッシュメタルより成る群の中から選ばれ、
    式中のEがCo ,Cr ,Mn 及びCu より成る群の中か
    ら選ばれた1種以上の元素より成ることを特徴とする電
    気化学的電池。
  2. 【請求項2】組成式AB及びDNi の金属
    間化合物を粒状物質の形態で混合する特許請求の範囲第
    1項記載の電気化学的電池。
  3. 【請求項3】組成式DNi の金属間化合物の量を
    その電気化学的容量が負極の過剰容量より小さいかこれ
    に等しいように選ぶことにより負極が正極より高い電気
    化学的容量を有する特許請求の範囲第1項又は第2項記
    載の電気化学的電池。
JP61244286A 1986-06-26 1986-10-16 電気化学的電池 Expired - Lifetime JPH0638333B2 (ja)

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NL8601675 1986-06-26
NL8601675A NL8601675A (nl) 1986-06-26 1986-06-26 Elektrochemische cel.

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JPS636746A JPS636746A (ja) 1988-01-12
JPH0638333B2 true JPH0638333B2 (ja) 1994-05-18

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NL (1) NL8601675A (ja)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL8801233A (nl) * 1988-05-11 1989-12-01 Philips Nv Gesloten elektrochemische cel.
JP2926734B2 (ja) * 1989-02-23 1999-07-28 松下電器産業株式会社 水素吸蔵合金を用いたアルカリ蓄電池
US5250369A (en) * 1989-02-23 1993-10-05 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Alkaline storage battery
US5034289A (en) * 1989-02-23 1991-07-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Alkaline storage battery and method of producing negative electrode thereof
US5346781A (en) * 1989-02-23 1994-09-13 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Alkaline storage battery
JPH02227966A (ja) * 1989-02-28 1990-09-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd 密閉形アルカリ蓄電池とその負極の製造法
JPH03240347A (ja) * 1990-02-19 1991-10-25 Tokyo Electric Co Ltd ワンタッチダイヤル装置
CN1029809C (zh) * 1991-12-28 1995-09-20 南开大学 储氢合金电极
US5540831A (en) * 1992-03-10 1996-07-30 Klein; Martin Electrolytic hydrogen storage and generation
JP2764502B2 (ja) * 1992-06-09 1998-06-11 古河電池株式会社 水素吸蔵電極を用いた密閉蓄電池の製造法並びにその電極用水素吸蔵合金
US5512385A (en) * 1994-02-28 1996-04-30 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Hydrogen storage alloy and nickel-metal hydride storage battery using the same

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH495060A (de) * 1967-05-02 1970-08-15 Battelle Memorial Inst Interna Akkumulator-Elektrode mit Speichervermögen für Wasserstoff und Verfahren zu deren Herstellung
FR2311858A1 (fr) * 1975-05-23 1976-12-17 Anvar Alliages a base de lanthane et de nickel et leurs applications electrochimiques
FR2399484A1 (fr) * 1977-08-02 1979-03-02 Anvar Nouveaux alliages a base de lanthane et de nickel, leur fabrication et leurs applications electrochimiques
US4554152A (en) * 1978-02-02 1985-11-19 Studiengesellschaft Kohle Mbh Method of preparing active magnesium-hydride or magnesium hydrogen-storer systems
US4214043A (en) * 1978-02-03 1980-07-22 U.S. Philips Corporation Rechargeable electrochemical cell
US4312928A (en) * 1978-05-04 1982-01-26 U.S. Philips Corporation Rechargeable electrochemical cell
NL8303630A (nl) * 1983-10-21 1985-05-17 Philips Nv Elektrochemische cel met stabiele hydridevormende materialen.
US4621034A (en) * 1984-07-31 1986-11-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Sealed metal oxide-hydrogen storage cell

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Publication number Publication date
JPS636746A (ja) 1988-01-12
EP0251385B1 (en) 1991-10-02
CA1281772C (en) 1991-03-19
DK319487D0 (da) 1987-06-23
NL8601675A (nl) 1988-01-18
EP0251385A1 (en) 1988-01-07
DK319487A (da) 1987-12-27
DE3773435D1 (de) 1991-11-07
US4702978A (en) 1987-10-27

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