JPH0793139B2 - 水素吸蔵合金電極用材料 - Google Patents

水素吸蔵合金電極用材料

Info

Publication number
JPH0793139B2
JPH0793139B2 JP2127521A JP12752190A JPH0793139B2 JP H0793139 B2 JPH0793139 B2 JP H0793139B2 JP 2127521 A JP2127521 A JP 2127521A JP 12752190 A JP12752190 A JP 12752190A JP H0793139 B2 JPH0793139 B2 JP H0793139B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hydrogen storage
storage alloy
weight
electrode
parts
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2127521A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0422067A (ja
Inventor
哲男 境
博 石川
直史 安田
Original Assignee
工業技術院長
日本合成ゴム株式会社
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 工業技術院長, 日本合成ゴム株式会社 filed Critical 工業技術院長
Priority to JP2127521A priority Critical patent/JPH0793139B2/ja
Publication of JPH0422067A publication Critical patent/JPH0422067A/ja
Publication of JPH0793139B2 publication Critical patent/JPH0793139B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、水素吸蔵合金電極用材料に関し、より詳細に
は、放電容量、サイクル特性等の特性に優れた電池を構
成するために好適に使用される水素吸蔵合金電極を作成
するための材料に関する。
(従来技術) 近年、電子産業における技術的進歩は著しく、電池技術
においても高エネルギー密度、安全性等の要求が増大し
ている。ニッケル/水素化物電池は、単位容積当たりの
エネルギー密度が大きく、しかも公害物質を含んでいな
いので安全性にも優れた電池として注目されている。
このような電池の負極活物質として使用される水素吸蔵
合金としては、LaNi5,MmNi5(Mm:ミッシュメタル)等を
ベースにした希土類系、TiNi,Ti2Ni,Ti1-xZrxNi等のチ
タン系、ZrV0.4Ni1.6等のLaves相系のものが知られてい
る。
これらの水素吸蔵合金を電極に成型する方法としては、
例えば数十ミクロンに粉砕した合金粉末と導電材(ニッ
ケル、銅、カーボン等)および結着剤(ポリテトラフル
オロエチレン、FEP、ポリエチレン、ナイロン等)を混
合し、この混合物を集電体である多孔質ニッケル板等に
圧着する方法、前記混合物を、ポリビニルアルコール等
の水溶性結着剤でペースト化して集電体中に充填し、プ
レスする方法等が一般的に知られている。また上記の合
金粒子に導電材をメッキ等により被覆したものを結着剤
と混合し、これを集電体に圧着あるいは充填する方法も
知られている。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上述した方法は、用いる結着剤が溶媒に
不溶または難溶であり、固体状のままで合金粒子、導電
材と混合されるために、高充填性、均一分散性、集電体
への接着力等に問題を生じ、この結果として、得られた
電池は、放電容量、サイクル特性等が不満足なものとな
る。
また水溶性のポリビニルアルコール等の水溶性結着剤を
用いる場合には、電池が構成された時に、これらが電解
液に溶解し、電池の放電性能が劣化するという問題が生
じる。
また特開平1−253159号公報には、結着剤としてスチレ
ン−エチレン−ブタジエン−スチレン共重合体からなる
熱可塑性エラストマーを使用することが開示されている
が、かかる方法によって得られた電池においても、その
放電容量、サイクル特性等は不満足なものである。
したがって本発明の目的は、放電容量、サイクル特性等
に優れた電池を形成することが可能な水素吸蔵合金電極
用材料を提供するにある。
(問題点を解決するための手段) 本発明によれば、 (A)水素吸蔵合金粉末 100重量部、 (B)導電材 5〜30重量部、 および、 (C)伸びが300%以上であるとともに、エチレン系不
飽和結合を有する構成単位を含んでいないかまたは該構
成単位(以下、「不飽和単位」と称する)の含有量が20
重量%以下の範囲にある熱可塑性重合体 1〜10重量
部、 を含有してなる水素吸蔵合金電極用材料が提供される。
すなわち本発明は、結着剤として上記(C)のような熱
可塑性重合体を使用することが顕著な特徴であり、かか
る手段を採用することによって、放電容量、サイクル特
性等に優れた電池を形成することが可能となるものであ
る。
(A)水素吸蔵合金粉末 本発明において、水素吸蔵合金としては、LaNi5,MmNi5
(Mm:ミッシュメタル)等をベースにした希土類系、TiN
i,Ti2Ni,Ti1-xZrxNi等のチタン系、ZrV0.4Ni1.6等のLav
es相系等のそれ自体公知のものは全て使用することがで
きるが、特に希土類系およびLaves相系のものが好適に
使用される。すなわち、チタン系合金は、電池の充放電
に際して、合金粒子表面に水素原子の拡散を妨害する不
動態酸化物が生成し、電池特性の劣化を生じ易い傾向が
ある。また高寿命、高容量等の特性の電池を得るために
は、希土類系およびLaves相系の水素吸蔵合金のうちで
も、特にLa−Ni系合金あるいはMm−Ni(Mm:ミッシュメ
タル)系合金が好適であり、さらに製造コストが安価に
できる点でMm−Ni系合金が最も好適である。最も好適な
Mm−Ni系合金の例として、MmNi4.2Al0.8を、また、Niの
一部をCoで置換したMmNi4.2−xCoxAl0.8(0.5≦x≦1.
0)を挙げることができる また本発明に用いる水素吸蔵合金は、その粒径が10〜10
0μmの範囲にあることが望ましい。この粒径が10μm
未満であると、充放電反応の繰り返しによる電極破壊、
表面酸化等の劣化を生じ易く、また100μmを越える
と、充放電効率が低下する傾向がある。
(B)導電材 本発明において使用される導電材としては、例えばニッ
ケル、銅、カーボン等を挙げることができ、これらは粒
子状もしくは繊維状の形で他の成分と混合してもよい
し、またこれを水素吸蔵合金表面に被覆して用いること
もできる。これら導電材を水素吸蔵合金表面に被覆する
方法は、特に限定されないが、例えば無電解メッキ等に
よる方法が代表的なものとして挙げられる。
本発明においては、特に導電性を向上させる上で、ニッ
ケルおよび銅が好適であるが、水素吸蔵合金表面に被覆
する場合には、酸化を防止するために、特にニッケルを
使用することが望ましい。これらの導電材は、水素吸蔵
合金100重量部当たり5〜30重量部、好ましくは10〜25
重量部の割合で使用される。この使用量が5重量部より
も少ないと、充分な電子伝導性が得られないために充放
電効率が低下し、30重量部よりも多く使用されると、水
素吸蔵合金の充填効率が低下し、放電容量が低下すると
いう不都合を招く。
(C)熱可塑性重合体 本発明においては、結着剤として、伸びが300%以上の
熱可塑性重合体、すなわちゴム状弾性体が使用される。
尚、本明細書において、伸びとは、JIS K 6301により測
定された値をいい、また各種配合剤を添加していない熱
可塑性重合体について測定された値をいう。なお、JIS
K 6301に用いられる試料の作成方法としては、例えば熱
可塑性重合体のペレットを金型に入れ、熱可塑性重合体
の融点より20〜30℃高い温度でホットプレスを行なう方
法等が挙げられる。この伸びが300%よりも低いものを
使用すると、電池の充放電時におけるイオンの出し入れ
による電極の体積変化を吸収することができず、電極破
壊が生じ易くなる。
また上記の熱可塑性重合体は、不飽和単位を含んでいな
いかまたは不飽和単位の含有量が20重量%以下の範囲に
あるものであることが必要である。すなわち、後述する
比較例3、4および5の結果からも明らかなとおり、ス
チレン−ブタジエン−スチレン共重合体のように構成単
位中に不飽和単位を多く含むようなものを使用すると、
得られる電池は、放電容量、サイクル特性において不満
足なものとなってしまう。これは、充放電反応において
発生する水素により、該共重合体の飽和結合部分におい
て酸化反応が生じ、これにより電極の劣化、充放電反応
時の阻害がもたらされるためと思われる。
ここで、不飽和単位の例として、ブタジエン系(共)重
合体またはイソプレン系(共)重合体のようなジエン系
(共)重合体中のジエンに基ずくくり返し単位等が挙げ
られる。
かかる熱可塑性重合体において、不飽和単位を含んでい
ないか、または不飽和単位の含有量が20重量%以下の範
囲に調整されているものとしては、これに限定されるも
のではないが、例えば前述した伸びが300%以上である
ことを条件として、スチレン−エチレン−ブチレン−ス
チレンブロック共重合体(以下「SEBS」と称する)、ス
チレン−エチレン−プロピレンブロック共重合体(以下
「SEP」と称する)、水素添加ニトリル−ブタジエン共
重合体、水素化ポリブタジエン等を挙げることができ、
これらの熱可塑性重合体は単独あるいは2種以上の組み
合わせで使用することができる。
本発明においては、これらの熱可塑性重合体のうち、溶
剤に対する溶解性、固体電解質粉との混練性、電極活物
質との接着性および得られる固体電解質シートの強度等
の点から、SEBSおよびSEPが好適に使用される。このよ
うな熱可塑性高分子弾性体は市販されており、例えばSE
BSとして、Kraton G−1650,G−1652,G−1657X,G−1660
X,G−1726(Shell社製)等、SEPとして、Kraton G−170
1X,G−1702X(Shell社製)等の市販品を好適に使用する
ことができる。
上記熱可塑性重合体は、水素吸蔵合金100重量部当たり
1〜10重量部、好ましくは1.5〜5重量部の割合で使用
される。この使用量が1重量部よりも少ないと、集電体
との密着性が悪くなって充放電特性が劣化し、10重量部
よりも多く使用されると、導電率が低下し、充放電効率
が低下するという不都合を招く。
また本発明において、上記熱可塑性重合体に、伸びおよ
び不飽和単位の含有量を満足する範囲内で他の熱可塑性
重合体を併用することができる。このような他の熱可塑
性重合体としては、例えば1,4−ポリブタジエン、天然
ゴム、ポリイソプレン、SBR、NBR、EPDM、EPM、ウレタ
ンゴム、ポリエステル系ゴム、クロロプレンゴム、エピ
クロルヒドリンゴム、ブチルゴム、ホスファゼンゴム、
1,2−ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン−スチレ
ンブロック共重合体(SBS)、スチレン−イソプレン−
スチレンブロック共重合体(SIS)、およびこれらの混
合物等を例示することができ、水素吸蔵合金粉末の高充
填化および得られる混合物シートの強度の点から、SB
S、SISおよびこれらの混合物が好適である。
水素吸蔵合金電極用材料の調製 本発明の水素吸蔵合金電極用材料は、上述した熱可塑性
重合体を適当な溶剤に溶解させた溶液と、水素吸蔵合金
粉末および導電材(あるいは導電材を被覆した水素吸蔵
合金)を、ボールミル等によって混合することによって
容易に調製される。
熱可塑性重合体溶液の調製のために用いられる溶剤とし
ては、例えばn−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタ
ン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、
酢酸エチル、トリクレン等の有機溶剤を例示することが
できる。
電極の作成 かくして調製された水素吸蔵合金電極用材料は、例えば
ブレードコーター等を通して成型し、溶剤を乾燥除去し
て成形シートを得、ここで得られた成形シートを2枚以
上用いて貫通孔を有する金属板(集電体)を挟みこんだ
後、熱プレス等により熱圧着して該成形シートと金属板
とを一体化して水素吸蔵合金電極とすることができる。
勿論、水素吸蔵合金電極用材料を直接金属板上に塗工
し、溶剤を蒸発除去したのちに熱プレス等の手段によっ
て成型を行うことにより電極を得ることもできる。
貫通孔を有する金属板としては、例えばニッケル製金
網、ステンレス金網、鉄あるいはステンレスにニッケル
メッキを施したパンチングボード等を使用することがで
きる。またこれらの金属板表面と前記成型シートとの接
触面積を増大させて両者の密着性を向上させるために、
予め金属板表面をサンドペーパー等により研磨しておく
ことが望ましい。
得られた水素吸蔵合金電極は、例えばアルカリ二次電池
の電極等として有効に使用される。
以下、本発明を実施例により詳しく説明するが、本発明
はこれらの実施例に制約されるものではない。
(実施例) 実施例1〜3 水素吸蔵合金として、MmNi3.5Co0.7Al0.8を用い、これ
を機械粉砕して100メッシュ以下の粉末とした後、その2
0重量%となるように無電解ニッケルメッキを施した。
一方、SEBS(伸び:500%、不飽和単位:1重量%以下)を
トルエンに溶解し、5重量%のSEBS溶液を調製した。
次いで、水素吸蔵合金100重量部に対してSEBSの重量
が、それぞれ1.5、5および7.5重量部となるように、無
電解ニッケルメッキが施された水素吸蔵合金粉末をSEBS
溶液に加え、ホモジナイザーを用いて混合し、電極用材
料を調製した。
得られた電極用材料をドクターブレードを用いて成膜し
た後、風乾し、成型シートを得た。また集電体として50
メッシュのニッケル金網を使用し、2枚の前記成型シー
トの間に該金網を挟み、150℃、300kg/cm2fの条件で加
熱圧着を行い、水素吸蔵合金電極を作成した。
かかる水素吸蔵合金電極の評価は、次のように行った。
即ち、該水素吸蔵合金電極を負極とし、正極として焼結
ニッケル、ナイロン不織布、および電解液(5M KOH,1M
LiOH)を用いて電池を構成し、負極規制の条件下、25mA
/cm2の電流密度で充放電を繰り返し、そのサイクル特性
を調べた。結果を第1表に示す。
比較例1,2 SEBSの重量が、それぞれ0.5および15重量部となるよう
にして使用した以外は、実施例1〜3と同様にして水素
吸蔵合金電極を作成し、その評価を行った。評価結果を
第1表に示す。
実施例4,5 実施例1〜3と同様の水素吸蔵合金粉末を使用し、この
粉末に、導電材として100メッシュ以下の粒径の銅粉末
を20重量%加え、さらにこの混合粉末を、実施例1〜3
と同様にしてSEBSの重量が、それぞれ1.5および5重量
部となるように、SEBSのトルエン溶液に加えて電極用材
料を調製した。
この電極材料について、実施例1〜3と同様にして水素
吸蔵合金電極を作成し、その評価を行った。評価結果を
第2表に示す。
比較例3,4 結着剤としてSBS(伸び:800%、ポリブタジエン含有量:
60重量%、不飽和単位:60重量%)を用いた以外は実施
例4,5と同様にして水素吸蔵合金電極を作成し、その評
価を行った。評価結果を第2表に示す。
実施例6 結着剤としてSEBSとSBSの重量混合比を85対15とした以
外は実施例1と同様にして作成し、評価した。(伸び:5
70%、不飽和単位:9重量%)評価結果を第3表に示す。
比較例5 結着剤としてSEBSとSBSの重量混合比を40対60とした以
外は実施例1と同様にして作成し、評価した。(伸び:6
80%、不飽和単位:36重量%)評価結果を第3表に示
す。
比較例6 水素吸蔵合金粉末に無電解ニッケルメッキを施さなかっ
た以外は、実施例1〜3と同様にして水素吸蔵合金電極
を作成し、その評価を行った。評価結果を第1表に示
す。
比較例7 実施例5において、銅粉末の使用量を20重量%に代え、
3重量%にした以外は、実施例5と同様に水素吸蔵合金
電極を作成し、その評価を行った。評価結果を第2表に
示す。
(発明の効果) 本発明の水素吸蔵合金電極用材料によれば、水素吸蔵合
金の充填効率が高い水素吸蔵合金電極が得られ、また該
電極を用いて構成された電池は、放電容量およびサイク
ル特性が極めて優れたものとなる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)水素吸蔵合金粉末 100重量部、 (B)導電材 5〜30重量部、 および、 (C)伸びが300%以上であるとともに、エチレン系不
    飽和結合を有する構成単位を含んでいないかまたは該構
    成単位の含有量が20重量%以下の範囲にある熱可塑性重
    合体 1〜10重量部、 を含有してなる水素吸蔵合金電極用材料。
JP2127521A 1990-05-17 1990-05-17 水素吸蔵合金電極用材料 Expired - Lifetime JPH0793139B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2127521A JPH0793139B2 (ja) 1990-05-17 1990-05-17 水素吸蔵合金電極用材料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2127521A JPH0793139B2 (ja) 1990-05-17 1990-05-17 水素吸蔵合金電極用材料

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0422067A JPH0422067A (ja) 1992-01-27
JPH0793139B2 true JPH0793139B2 (ja) 1995-10-09

Family

ID=14962076

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2127521A Expired - Lifetime JPH0793139B2 (ja) 1990-05-17 1990-05-17 水素吸蔵合金電極用材料

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0793139B2 (ja)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07105237B2 (ja) * 1988-03-31 1995-11-13 松下電器産業株式会社 水素吸蔵合金電極

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0422067A (ja) 1992-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW478202B (en) Collector substrate of electrode for alkaline secondary battery, the electrode using the same, and the alkaline secondary battery mounted with the same
CN113991058B (zh) 一种负极极片、固态电池及其制备方法
US5529857A (en) Hydrogen-absorbing alloy electrode and process for producing the same
JP4437338B2 (ja) アルカリ蓄電池用正極
JPH0793139B2 (ja) 水素吸蔵合金電極用材料
KR100276634B1 (ko) 알칼리 전지용 금속 수소화물 전극 및 그 제조 방법
JP4399662B2 (ja) 電極及びそれを用いた電池
JPH0763006B2 (ja) 水素吸蔵電極の製造方法
JP3588933B2 (ja) アルカリ蓄電池用水素吸蔵合金電極
JPH0660882A (ja) 水素吸蔵合金電極用結着剤並びにそれを含有する電極 組成物
JP4025863B2 (ja) アルカリ二次電池用電極及びその製造方法
JP3010992B2 (ja) 電池用電極
KR100284901B1 (ko) Cu를 이용한 ni/mh 2차 전지용 음극의 제조방법
JP4178226B2 (ja) 二次電池
JP3670800B2 (ja) 水素吸蔵合金電極の製造方法
KR100399339B1 (ko) 고면적의 Ni 분말을 이용한 Ni/MH 2차 전지용 음극의 제조방법
JP3500858B2 (ja) アルカリ蓄電池用負極とこれを用いた電池
JPH0613080A (ja) 水素吸蔵合金電極用結着剤およびそれを含む電極組成 物
JP2553780B2 (ja) 水素吸蔵合金電極
JP2586752B2 (ja) 水素吸蔵合金電極
JPH11354124A (ja) アルカリ二次電池
JPH0513075A (ja) 水素吸蔵合金電極およびその製造法
JP2002075343A (ja) 水素吸蔵合金電極とこれを用いた二次電池
JPH07120527B2 (ja) 水素吸蔵合金電極とその製造方法
JPH06168719A (ja) ニッケル・水素電池用負極板、その製造法並びにニッケル・水素電池

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071009

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081009

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091009

Year of fee payment: 14

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101009

Year of fee payment: 15

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101009

Year of fee payment: 15