JPH0763006B2 - 水素吸蔵電極の製造方法 - Google Patents
水素吸蔵電極の製造方法Info
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- JPH0763006B2 JPH0763006B2 JP62100368A JP10036887A JPH0763006B2 JP H0763006 B2 JPH0763006 B2 JP H0763006B2 JP 62100368 A JP62100368 A JP 62100368A JP 10036887 A JP10036887 A JP 10036887A JP H0763006 B2 JPH0763006 B2 JP H0763006B2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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Description
【発明の詳細な説明】 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
を用いる水素吸蔵電極の製造方法に関するもので、無公
害で高エネルギー密度のアルカリ蓄電池が提供できるも
のである。
を用いる水素吸蔵電極の製造方法に関するもので、無公
害で高エネルギー密度のアルカリ蓄電池が提供できるも
のである。
従来の技術 各種の電源のうち二次電池としては、鉛蓄電池とアルカ
リ蓄電池とが広く使われている。
リ蓄電池とが広く使われている。
アルカリ蓄電池のうち、最も広く使われているのは、ニ
ッケル−カドミウム蓄電池である。この電池は性能的に
かなり優れているが、依然として高エネルギー密度や無
公害への期待が高く新しい電池系が検討されている。
ッケル−カドミウム蓄電池である。この電池は性能的に
かなり優れているが、依然として高エネルギー密度や無
公害への期待が高く新しい電池系が検討されている。
例えばこの中で負極のカドミウムに代わって亜鉛が取り
上げられてきたが、よく知られているように寿命に問題
があるので広い実用化には至っていない。
上げられてきたが、よく知られているように寿命に問題
があるので広い実用化には至っていない。
最近注目されてきたのは水素を可逆的に吸蔵・放出する
水素吸蔵合金を負極に用いるアルカリ蓄電池である。こ
の場合は、カドミウムや亜鉛などと同じ取扱いで電池を
構成でき、実際の放電可能な容量密度をカドミウムより
大きくできることや亜鉛のようなデンドライトの形成や
電極の形状変化などがないことから、高エネルギー密度
で長寿命、無公害のアルカリ蓄電池として有望である。
水素吸蔵合金を負極に用いるアルカリ蓄電池である。こ
の場合は、カドミウムや亜鉛などと同じ取扱いで電池を
構成でき、実際の放電可能な容量密度をカドミウムより
大きくできることや亜鉛のようなデンドライトの形成や
電極の形状変化などがないことから、高エネルギー密度
で長寿命、無公害のアルカリ蓄電池として有望である。
この水素吸蔵合金を用いた水素吸蔵電極の製造方法とし
ては、従来から水素吸蔵合金を焼結して電極を得る焼結
式や発泡金属、金属繊維などの金属三次元多孔体に水素
吸蔵合金を結着剤などと共に充填した方式がよく用いら
れていた。
ては、従来から水素吸蔵合金を焼結して電極を得る焼結
式や発泡金属、金属繊維などの金属三次元多孔体に水素
吸蔵合金を結着剤などと共に充填した方式がよく用いら
れていた。
しかし、これらの方式による水素吸蔵電極の製造方法
は、材料コストが高くなることや製造工程が複雑である
ことなどの問題があった。
は、材料コストが高くなることや製造工程が複雑である
ことなどの問題があった。
一方、水素吸蔵合金粉末と結着剤などを予め混練しペー
ストとし、これをパンチングメタルやエキスパンドメタ
ル、金属ネットなどの金属二次元多孔体に塗着しその後
乾燥して得るいわゆるペースト式水素吸蔵電極の製造方
法は、製造方法が簡単であり、金属三次元多孔体のよう
な高価な材料を使用しないことから安価な電極が得られ
るという特徴があった。
ストとし、これをパンチングメタルやエキスパンドメタ
ル、金属ネットなどの金属二次元多孔体に塗着しその後
乾燥して得るいわゆるペースト式水素吸蔵電極の製造方
法は、製造方法が簡単であり、金属三次元多孔体のよう
な高価な材料を使用しないことから安価な電極が得られ
るという特徴があった。
発明が解決しようとする問題点 この水素吸蔵合金粉末と結着剤などを予め混練しペース
トとし、これをパンチングメタルやエキスパンドメタ
ル、金属ネットなどの金属二次元多孔体に塗着しその後
乾燥して得るペースト式水素吸蔵電極の製造方法は、本
来製造方法が簡単で安価な電極が得られるという特徴が
あるが、この方法で得た電極を用いてアルカリ蓄電池を
構成すると次のような問題がありこれまであまり用いら
れていなかった。
トとし、これをパンチングメタルやエキスパンドメタ
ル、金属ネットなどの金属二次元多孔体に塗着しその後
乾燥して得るペースト式水素吸蔵電極の製造方法は、本
来製造方法が簡単で安価な電極が得られるという特徴が
あるが、この方法で得た電極を用いてアルカリ蓄電池を
構成すると次のような問題がありこれまであまり用いら
れていなかった。
すなわち、その主たる問題は、従来の水素吸蔵合金を焼
結して電極を得る焼結式や発泡金属、金属繊維などの金
属三次元多孔体に水素吸蔵合金を結着剤などと共に充填
した方式の電極と比較して電極の導電性が悪く、とくに
大電流充放電特性に難点があった。放電電圧の低下が大
きく実用上大きな問題点であった。
結して電極を得る焼結式や発泡金属、金属繊維などの金
属三次元多孔体に水素吸蔵合金を結着剤などと共に充填
した方式の電極と比較して電極の導電性が悪く、とくに
大電流充放電特性に難点があった。放電電圧の低下が大
きく実用上大きな問題点であった。
本発明は、製造が簡単で低価格化が図れるパンチングメ
タルやエキスパンドメタル、金属ネットなどの金属二次
元多孔体を用いたペースト式水素吸蔵電極の導電性を改
善し、急速な充放電特性に優れた水素吸蔵合金電極の製
造方法を提供することを目的とする。
タルやエキスパンドメタル、金属ネットなどの金属二次
元多孔体を用いたペースト式水素吸蔵電極の導電性を改
善し、急速な充放電特性に優れた水素吸蔵合金電極の製
造方法を提供することを目的とする。
問題点を解決するための手段 本発明は、水素吸蔵合金粉末と結着剤、ペースト粘度調
整剤などを予め混練しペーストとし、これをパンチング
メタルやエキスパンドメタル、金属ネットなどの金属二
次元多孔体に塗着しその後乾燥して得た極板の表面に、
さらに多孔性の導電性層を形成したことを特徴とする水
素吸蔵電極の製造方法である。
整剤などを予め混練しペーストとし、これをパンチング
メタルやエキスパンドメタル、金属ネットなどの金属二
次元多孔体に塗着しその後乾燥して得た極板の表面に、
さらに多孔性の導電性層を形成したことを特徴とする水
素吸蔵電極の製造方法である。
作用 通常パンチングメタルやエキスパンドメタル、金属ネッ
トなどの金属二次元多孔体を芯材として用いたペースト
式水素吸蔵電極は、焼結式や発泡金属、金属繊維などの
金属三次元多孔体に水素吸蔵合金を結着剤などと共に充
填した方式の電極と比較して明らかに電極の導電性が悪
い。しかし、本発明はこの極板の表面に、さらに多孔性
の導電性層を形成することにより金属二次元多孔体を芯
材として用いたペースト式水素吸蔵電極でも電極の導電
性を向上することが可能になり、急速な充放電を行なっ
ても特性に優れたアルカリ蓄電池用の水素吸蔵合金電極
が得られる。またこれらの導電性層は多孔性であること
から、水素吸蔵合金粉末相互の電子伝導を向上させつ
つ、イオン伝導への悪影響は少ない。さらに水素吸蔵電
極で重要な特性である密閉形アルカリ蓄電池の過充電時
に発生する酸素ガスを吸収する能力が一段と向上し、充
放電サイクル寿命の向上が図られる。
トなどの金属二次元多孔体を芯材として用いたペースト
式水素吸蔵電極は、焼結式や発泡金属、金属繊維などの
金属三次元多孔体に水素吸蔵合金を結着剤などと共に充
填した方式の電極と比較して明らかに電極の導電性が悪
い。しかし、本発明はこの極板の表面に、さらに多孔性
の導電性層を形成することにより金属二次元多孔体を芯
材として用いたペースト式水素吸蔵電極でも電極の導電
性を向上することが可能になり、急速な充放電を行なっ
ても特性に優れたアルカリ蓄電池用の水素吸蔵合金電極
が得られる。またこれらの導電性層は多孔性であること
から、水素吸蔵合金粉末相互の電子伝導を向上させつ
つ、イオン伝導への悪影響は少ない。さらに水素吸蔵電
極で重要な特性である密閉形アルカリ蓄電池の過充電時
に発生する酸素ガスを吸収する能力が一段と向上し、充
放電サイクル寿命の向上が図られる。
実施例 以下、本発明の実施例について説明する。
水素吸蔵合金として市販のMm（ミッシュメタル）,Ni,C
o,Mn,Alの各原材料を一定の組成比に秤量してアルゴン
アーク溶解炉によってMmNi3.8Co0.5Mn0.4Ａ10.3合金を
製造した。ついでこの合金を公知の方法に従って真空熱
処理炉で熱処理しその後、この合金試料を400メッシュ
以下の粒径になるように粉砕した。
o,Mn,Alの各原材料を一定の組成比に秤量してアルゴン
アーク溶解炉によってMmNi3.8Co0.5Mn0.4Ａ10.3合金を
製造した。ついでこの合金を公知の方法に従って真空熱
処理炉で熱処理しその後、この合金試料を400メッシュ
以下の粒径になるように粉砕した。
このようにして得られた水素吸蔵合金にポリビニルアル
コールの５％（重量）のエチレングリコール溶液、重量
比で0.8％のポリエチレン微粉末、同じく0.5％の塩化ビ
ニル−アクリロニトリル短繊維を加えて混練しペースト
とした。このペーストを厚さ0.15mm、孔径1.8mm、開孔
度50％の鉄製でニッケルメッキを施したパンチングメタ
ル板に塗着し、0.6mm幅のスリットを通して平滑化し、
その後120℃で１時間乾燥して水素吸蔵電極を得た。
コールの５％（重量）のエチレングリコール溶液、重量
比で0.8％のポリエチレン微粉末、同じく0.5％の塩化ビ
ニル−アクリロニトリル短繊維を加えて混練しペースト
とした。このペーストを厚さ0.15mm、孔径1.8mm、開孔
度50％の鉄製でニッケルメッキを施したパンチングメタ
ル板に塗着し、0.6mm幅のスリットを通して平滑化し、
その後120℃で１時間乾燥して水素吸蔵電極を得た。
このようにして作った水素吸蔵電極を、さらに加圧プレ
ス処理を行なった後、水素吸蔵電極の表面に以下の様に
水素吸蔵電極Ａ〜Ｌとして各種の多孔性の導電性層を形
成した。また比較のために多孔性の導電性層を形成しな
い水素吸蔵電極Ｍを加えた。
ス処理を行なった後、水素吸蔵電極の表面に以下の様に
水素吸蔵電極Ａ〜Ｌとして各種の多孔性の導電性層を形
成した。また比較のために多孔性の導電性層を形成しな
い水素吸蔵電極Ｍを加えた。
水素吸蔵電極Ａ−無電解銅メッキ 水素吸蔵電極Ｂ−無電解ニッケルメッキ 水素吸蔵電極Ｃ−電気銅メッキ 水素吸蔵電極Ｄ−電気ニッケルメッキ 水素吸蔵電極Ｅ−電気（銅＋ニッケル）メッキ 水素吸蔵電極Ｆ−ニッケル粉末塗布 水素吸蔵電極Ｇ−炭素粉末塗布 水素吸蔵電極Ｈ−（炭素＋パラジウム）粉末塗布 水素吸蔵電極Ｉ−パラジウム析出 水素吸蔵電極Ｊ−白金析出 水素吸蔵電極Ｋ−ニッケル蒸着 水素吸蔵電極Ｌ−銅蒸着 水素吸蔵電極Ｍ−多孔性の導電性層なし このようにして得た水素吸蔵電極Ａ〜Ｍは、その後密閉
形ニッケル−水素二次電池として単２形で評価を行なっ
た。
形ニッケル−水素二次電池として単２形で評価を行なっ
た。
すなわち、先の水素吸蔵電極を各々幅3.9cm長さ26cmに
裁断し、リード板を所定の２カ所にスポット溶接により
取り付けた。相手極としては、公知の発泡式ニッケル極
を選び、幅3.9cm長さ22cmとして用いた。この場合もリ
ード板を２カ所取り付けた。
裁断し、リード板を所定の２カ所にスポット溶接により
取り付けた。相手極としては、公知の発泡式ニッケル極
を選び、幅3.9cm長さ22cmとして用いた。この場合もリ
ード板を２カ所取り付けた。
セパレータとしては、ポリアミド不織布、電解液として
は、比重1.20の苛性カリ水溶液に水酸化リチウムを20g/
溶解して用いた。公称容量は3.0Ahである。
は、比重1.20の苛性カリ水溶液に水酸化リチウムを20g/
溶解して用いた。公称容量は3.0Ahである。
これらの電池を通常の充放電サイクル試験によって20℃
で評価した結果を説明する。
で評価した結果を説明する。
充電は、0.2C（５時間率）で130％まで、放電は0.5C
（２時間率）で終止電圧0.8Vとし充放電サイクルを10サ
イクルまで繰り返し、その後は、充電を、0.5C（２時間
率）で150％まで、放電は1.0C（１時間率）で同様の試
験を行なった。
（２時間率）で終止電圧0.8Vとし充放電サイクルを10サ
イクルまで繰り返し、その後は、充電を、0.5C（２時間
率）で150％まで、放電は1.0C（１時間率）で同様の試
験を行なった。
その結果の中から、単２形密閉形ニッケル−水素二次電
池を構成するのに使用した水素吸蔵電極Ａ〜Ｍと20サイ
クル、200サイクルでの充放電サイクル試験での電池放
電容量と中間放電電位の関係をまとめて表に示す。
池を構成するのに使用した水素吸蔵電極Ａ〜Ｍと20サイ
クル、200サイクルでの充放電サイクル試験での電池放
電容量と中間放電電位の関係をまとめて表に示す。
表から明らかな様に、多孔性の導電性層を形成しない水
素吸蔵電極Ｍは、200サイクルで電池の放電容量は公称
容量の3.0Ahを大幅に下回り、また中間放電電位の低下
も大きかった。さらにこの電池の充電時の電池内圧を調
べたところ、最高内圧は10kg/cm2以上を示し、ガス吸収
能力も不足していることが認められた。
素吸蔵電極Ｍは、200サイクルで電池の放電容量は公称
容量の3.0Ahを大幅に下回り、また中間放電電位の低下
も大きかった。さらにこの電池の充電時の電池内圧を調
べたところ、最高内圧は10kg/cm2以上を示し、ガス吸収
能力も不足していることが認められた。
これに対して水素吸蔵電極Ａ〜Ｌで構成した電池は、放
電容量、中間放電電位とも非常に優れており、従来の発
泡金属、金属繊維などの金属三次元多孔体に水素吸蔵合
金を結着剤などと共に充填した方式で得た電極と比較し
ても全く遜色のない性能を有していた。またこれらの電
池の充電時の電池内圧は、最高時でもいずれも3.2〜8.7
kg/cm2であり高いガス吸収能力を有していたが、その中
でも多孔性の導電性層を銅もしくはニッケルの電気メッ
キまたは無電解メッキにより形成したものが特に優れて
いた。
電容量、中間放電電位とも非常に優れており、従来の発
泡金属、金属繊維などの金属三次元多孔体に水素吸蔵合
金を結着剤などと共に充填した方式で得た電極と比較し
ても全く遜色のない性能を有していた。またこれらの電
池の充電時の電池内圧は、最高時でもいずれも3.2〜8.7
kg/cm2であり高いガス吸収能力を有していたが、その中
でも多孔性の導電性層を銅もしくはニッケルの電気メッ
キまたは無電解メッキにより形成したものが特に優れて
いた。
そして多孔性の導電性層としては銅、ニッケル、炭素、
パラジウム、白金などが適当であり、多孔性の導電性層
の形成には、メッキ法、塗布法、吹き付け法、蒸着法、
スパッター法などが適応できる。この中で最も有効な方
法としては、多孔性の導電性層を特に銅もしくはニッケ
ルの電気メッキまたは無電解メッキにより形成する。
パラジウム、白金などが適当であり、多孔性の導電性層
の形成には、メッキ法、塗布法、吹き付け法、蒸着法、
スパッター法などが適応できる。この中で最も有効な方
法としては、多孔性の導電性層を特に銅もしくはニッケ
ルの電気メッキまたは無電解メッキにより形成する。
発明の効果 以上のように本発明の水素吸蔵電極の製造方法では、密
閉電池を構成した場合、本来の特徴である製造が簡単で
低価格化が図れることとともに、導電性やガス吸収能の
向上が図られ合わせて電極強度も向上することから、高
容量で長寿命、かつ急速充放電特性に優れた電池を提供
できる。
閉電池を構成した場合、本来の特徴である製造が簡単で
低価格化が図れることとともに、導電性やガス吸収能の
向上が図られ合わせて電極強度も向上することから、高
容量で長寿命、かつ急速充放電特性に優れた電池を提供
できる。
Claims (3)
- 【請求項１】水素吸蔵合金粉末結着剤およびペースト粘
度調整剤を予め混練してペーストとし、前記ペーストを
パンチングメタル、エキスパンドメタルや金属ネットな
どの金属二次元多孔体に塗着し、乾燥して得た極板の表
面に、さらに多孔性の導電性層を形成したことを特徴と
する水素吸蔵電極の製造方法。 - 【請求項２】多孔性の導電性層を銅、ニッケル、炭素、
パラジウム、白金の少なくとも１種により形成したこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の水素吸蔵電極
の製造方法。 - 【請求項３】多孔性の導電性層を銅もしくはニッケルの
電気メッキまたは無電解メッキにより形成したことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の水素吸蔵電極の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62100368A JPH0763006B2 (ja) | 1987-04-23 | 1987-04-23 | 水素吸蔵電極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62100368A JPH0763006B2 (ja) | 1987-04-23 | 1987-04-23 | 水素吸蔵電極の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63266767A JPS63266767A (ja) | 1988-11-02 |
| JPH0763006B2 true JPH0763006B2 (ja) | 1995-07-05 |
Family
ID=14272112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62100368A Expired - Lifetime JPH0763006B2 (ja) | 1987-04-23 | 1987-04-23 | 水素吸蔵電極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0763006B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2870401B2 (ja) * | 1994-02-24 | 1999-03-17 | 日本電気株式会社 | 修飾電極用平板金属電極とその製造方法 |
| CA2184377C (en) * | 1994-03-31 | 2000-12-12 | Han Wu | Improved metal hydride hydrogen storage electrodes |
| ES2130996B1 (es) * | 1997-05-19 | 2000-03-01 | Tudor Acumulador | Procedimiento para la fabricacion de electrodos negativos para acumuladores electricos alcalinos y electrodo obtenido. |
| JP4552238B2 (ja) * | 1999-05-11 | 2010-09-29 | 株式会社Ｇｓユアサ | 水素吸蔵合金電極の製造方法 |
| US6579645B2 (en) | 2000-03-28 | 2003-06-17 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Hydrogen absorbing alloy for electrode, hydrogen absorbing alloy electrode and alkaline storage battery |
| JP4644801B2 (ja) * | 2005-01-13 | 2011-03-09 | 国立大学法人福井大学 | 複合シート体及びその製造方法 |
-
1987
- 1987-04-23 JP JP62100368A patent/JPH0763006B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63266767A (ja) | 1988-11-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |