JPH08203511A - 水素吸蔵合金を用いた電池用負電極の製造方法 - Google Patents

水素吸蔵合金を用いた電池用負電極の製造方法

Info

Publication number
JPH08203511A
JPH08203511A JP7031431A JP3143195A JPH08203511A JP H08203511 A JPH08203511 A JP H08203511A JP 7031431 A JP7031431 A JP 7031431A JP 3143195 A JP3143195 A JP 3143195A JP H08203511 A JPH08203511 A JP H08203511A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hydrogen storage
storage alloy
battery
powder
negative electrode
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.)
Pending
Application number
JP7031431A
Other languages
English (en)
Inventor
Hisafumi Shintani
尚史 新谷
Tama Nakano
瑞 中野
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 JP7031431A priority Critical patent/JPH08203511A/ja
Publication of JPH08203511A publication Critical patent/JPH08203511A/ja
Pending 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)

Abstract

(57)【要約】 【目的】初期活性が高い上、高容量・長寿命の密閉式電
池に好適な、水素吸蔵合金を用いた電池用負電極の製造
方法を提供すること。 【構成】電気導電性支持体上に、LmNi5 系の水素吸
蔵合金粉末をバインダーで担持せしめる電池用負電極の
製造方法であって、前記水素吸蔵合金粉末として、化成
処理された、粒子径が45μm以上の粗い粒子と、化成
処理されていない、粒子径が45μm以下の微粒子との
混合粉末を使用することを特徴とする、水素吸蔵合金を
用いた電池用負電極の製造方法。

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を用いた電
池用負電極の製造方法に関し、特に、初期活性に優れる
と共に、容量が大きくアルカリ蓄電池に好適な、水素吸
蔵合金を用いた負電極の製造方法に関する。
【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
々に高容量化・長寿命化が図られている。
【0003】即ち、当初に検討された、CaCu5 型結
晶構造を有するLaNi5 合金(特開昭51−1393
4号公報参照)は、Laの一部を、Ce、Pr、Ndそ
の他の希土類元素に置換することによって高容量化・長
寿命化が図られている(例えば、特開昭53−4891
8号公報、同54−64014号公報、同60−250
558号公報、同61−233969号公報、同62−
43064号公報参照)。
【0004】Laの一部をCe等で置換した金属として
は、ミッシュメタル(Mm)が市販されている。ミッシ
ュメタルは希土類元素の混合物であり、例えば、Ce4
5重量%、La30重量%、Nd5重量%、及びその他
の希土類元素20重量%からなる。ところが、このよう
な水素吸蔵合金を電池用負電極として用いた場合には、
電池の高容量化・長寿命化は図れるものの、初期活性が
低下する。
【0005】初期活性は、一般に、公称容量に達するま
での充・放電サイクル(単に、サイクルという)の数で
表され、サイクル数が少ない程初期活性が高いとされ
る。通常、初期活性は、1サイクル目の容量及び初期容
量に達するまでのサイクル数で評価される。初期容量
は、一般に、公称容量の80〜90%であることが必要
とされる。80%以下の電池は、密閉化した場合には、
電池内圧が上昇したり、正極と負極のバランスが崩れ、
容量や寿命を低下させる。特に、電極としての寿命の長
い水素吸蔵合金を使用した場合には初期活性が悪くなる
傾向にあるという欠点があった。
【0006】そこで、上記の欠点を解決するために、水
素吸蔵合金をアルカリ処理や酸処理することが提案され
ている(特願平6−102062号公報)。しかしなが
ら、アルカリ処理や酸処理をした水素吸蔵合金は、初期
活性は改善されるものの、表面にNiリッチ層が生成し
て水素吸蔵能が低下するので、単位重量当たりの水素吸
蔵量(単に、水素吸蔵容量という)が小さくなる(圧力
−組成等温線(PCT)においても水素吸蔵量が減少す
る)という欠点があった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者等
は、上記の欠点を解決するために水素吸蔵合金を用いた
電池用負電極の製造方法について鋭意研究した結果、処
理による水素吸蔵合金の容量低下(単位重量当たりの容
量)の最大の原因が合金の微粉末化であること、特に、
微粉末にアルカリ処理や酸処理を施すと、合金自体の構
造破壊が起こり、大部分が水素を吸蔵しないNi等の金
属になり、これが原因で合金粉自体の容量が減少するこ
とを見いだし、本発明に到達した。従って、本発明の目
的は、初期活性が高い上、高容量・長寿命の密閉式電池
に好適な、水素吸蔵合金を用いた電池用負電極の製造方
法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の上記の目的は、
電気導電性支持体上に、LmNi5 系の水素吸蔵合金粉
末をバインダーで担持せしめてなる電池用負電極の製造
方法であって、前記水素吸蔵合金粉末として、化成処理
された、粒子径が45μm以上の粗い粒子と、化成処理
されていない、粒子径が45μm以下の微粒子との混合
粉末を使用することを特徴とする、水素吸蔵合金を用い
た電池用負電極の製造方法によって達成された。
【0009】本発明で使用する水素吸蔵合金は、電池と
した場合の高温特性やサイクル寿命を良好とする観点か
ら、LmNi5 系の水素吸蔵合金を用いる。上記金属中
のLmは、La、Ce、Pr及びNd等の希土類元素の
混合物からなるミッシュメタルとよばれるものである。
LmNi5 系の水素吸蔵合金は、サイクル寿命を良好と
する観点から、Niの一部を、Mnで置換すると共にA
lによって置換したものであることが好ましく、更にC
oで置換したものであることが好ましい。
【0010】本発明においては、水素吸蔵合金の水素吸
蔵容量を維持したまま、電池とした場合の初期活性(単
に、初期活性という)を向上させる観点から、水素吸蔵
合金粉末として、化成処理された粗い粒子と、化成処理
されていない微粒子との混合粉末を使用する。化成処理
した水素吸蔵合金粉末の粒子径は45μm以上である必
要があるが、特に45〜50μmであることがことが好
ましい。
【0011】化成処理されていない水素吸蔵合金粉末の
粒子径は45μm以下である必要があるが、特に45〜
30μmであることが好ましい。粗い粒子の粉末と微粒
子の粉末との混合比は、水素吸蔵容量を低下させない範
囲で初期活性を向上させることができるように適宜決定
すれば良いが、重量比で70:30〜30:70の範囲
とすることが好ましい。
【0012】本発明における化成処理は、初期活性を向
上させる処理であれば特に限定されるものではないが、
処理が簡便であることから、酸処理又はアルカリ処理と
することが好ましい。上記酸処理に用いる酸は特に限定
されるものではなく、公知の酸の中から適宜選択して使
用することができるが、初期活性を良好とする観点か
ら、還元性の酸であることが好ましい。還元性の酸とし
ては、塩酸、L−アスコルビン酸等の有機酸、次亜リン
酸の群の中から選択される1種又は2種以上であること
が好ましい。アルカリ処理に用いるアルカリとしては、
例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げら
れる。
【0013】本発明における化成処理方法は特に限定さ
れるものではなく、水素吸蔵合金を上記の酸又はアルカ
リ溶液に浸漬する方法等の公知の方法を用いて行えば良
いが、化成処理を十分に行うという観点から、粉砕して
粉末とした水素吸蔵合金を溶液に浸漬することによって
行うことが好ましく、更に攪拌した場合には、初期活性
を特に良好とすることができる。
【0014】本発明で使用する電気導電性支持体は特に
限定されるものではなく、水素吸蔵合金を用いた電池用
負電極に使用される公知の導電性支持体を使用すること
ができる。このような電気導電性支持体としては、例え
ば、発泡ニッケル多孔体、繊維ニッケル、パンチングメ
タル等が挙げられる。
【0015】本発明で使用するバインダーは、水素吸蔵
合金粉末を結着し、電気導電性性支持体に圧着すること
ができるものであれば特に限定されるものではない。こ
のような結着剤としては、例えば、メチルセルロース、
カルボキシセルロース等のセルロース類、ポリビニルア
ルコール、ポリエチレンオキサイド、ポリテトラフルオ
ロエチレン、高分子ラテックス等を挙げることができ
る。
【0016】本発明においては、電極の製造を簡易な一
貫工程とする観点から、平均粒子径が30〜75μmの
LmNi5 系の水素吸蔵合金粉末を粒子径が45μm以
上の粗い粉末と45μm以下の微分末とに分級して粗い
粉末のみを化成処理し、次いで該化成処理した粗い粉末
を前記微粉末と混合し、得られた混合粉末にバインダー
を添加してスラリーを調製することが好ましい。
【0017】得られたスラリーを電気導電性支持体表面
に塗着させ、熱圧着することにより、又は、予め、シー
ト状に成形してから、該シートを支持体表面に圧着させ
ることによって、容易に目的とする電池用負電極を得る
ことができる。尚、水素吸蔵合金粉末は、前記した組成
の金属元素の混合物を、公知の高周波誘導炉等を用いて
溶解することにより水素吸蔵合金を得、これを、ミル等
を用いて粉砕することにより容易に得ることができる。
【0018】
【発明の効果】本発明の製造方法によると、初期活性に
優れる上、高容量で長寿命の、密閉式蓄電池に好適な負
電極を製造することができる。
【0019】
【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。
尚、特に断らない限り、%は重量%を意味する。 実施例1.ミッシュメタルとして、La60%、Ce3
0%、Pr及びNd10%のLmを用い、Lm1.00
に対し、Ni、Co、Mn、Alが原子比で各々3.7
5、0.75、0.20及び0.3となるように各元素
を秤量し、それらをアルゴン雰囲気下の高周波溶解炉で
溶解し、水素吸蔵合金を得た。尚、得られた水素吸蔵合
金を1,000〜1,100℃で熱処理した。
【0020】混合合金粉末の調製 得られた水素吸蔵合金を粉砕し、粒子径が75μm以下
の水素吸蔵合金粉末を得た。得られた粉末を330メッ
シュ(目開き45μm)の篩を用いて分級し、粒子径が
75〜45μmの粗い粉末と粒子径が45μm未満の微
粉末を得た。得られた粗い粉末を0.1Nの塩酸水溶液
に40℃で10分間浸漬して酸処理し、水洗し乾燥し
た。次いで、既に得た微粉末を重量比で50:50にな
るように混合した。
【0021】電池の作製 得られた混合粉末10gに3%のポリビニルアルコール
(重合度2000)水溶液2.5gを加えて混合し、ペ
ーストとした。得られたペーストを、30mm×40m
m×1.6mmで、多孔度が94〜96%の発砲ニッケ
ル多孔体内に均一に充填し、真空乾燥した後、加圧成形
して負電極を作製した。一方、公知の方法に従って作製
された焼結ニッケルを酸化ニッケル正電極とした。
【0022】セパレーターとしてポリプロピレン系不織
布を用い、上記の正電極を負電極と組み合わせると共
に、電解液として6Nの水酸化カリウム水溶液を用いて
開放型ニッケル−水素蓄電池を構成させた。尚、参照電
極としては、充電済の正電極を用い、正電極からの影響
がないように使用した。
【0023】容量及びサイクル性能の評価 得られた電池を用いて、20℃、0.3Cで5時間充電
すると共に、0.2Cで電池電圧が0.8Vになるまで
放電し、1サイクル目の容量と初期容量に達するまでの
サイクル数を測定して初期活性能を評価した結果は表1
に示した通りである。
【0024】
【表1】
【0025】実施例2及び3.並びに比較例1〜5.実
施例1で使用した水素吸蔵合金粉末に代えて、表1に示
した合金粉末を使用した他は、実施例1と全く同様にし
て電池を制作し、容量を測定して性能を評価した結果は
表1に示した通りである。以上の結果は、本発明の有効
性を実証するものである。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電気導電性支持体上に、LmNi5 系の
    水素吸蔵合金粉末をバインダーで担持せしめる電池用負
    電極の製造方法であって、前記水素吸蔵合金粉末とし
    て、化成処理された、粒子径が45μm以上の粗い粒子
    と、化成処理されていない、粒子径が45μm以下の微
    粒子との混合粉末を使用することを特徴とする、水素吸
    蔵合金を用いた電池用負電極の製造方法。
  2. 【請求項2】 平均粒子径が75〜30μmのLmNi
    5 系の水素吸蔵合金粉末をバインダーを用いて成形する
    電池用負電極の製造方法であって、前記水素吸蔵合金粉
    末として、粒子径が45μm以上の粗い粉末と45μm
    以下の微分末とに分級した後、粗い粉末のみを化成処理
    し、次いで該化成処理した粗い粉末を前記微粉末と混合
    して用いることを特徴とする、水素吸蔵合金を用いた電
    池用負電極の製造方法。
  3. 【請求項3】化成処理が酸又はアルカリ処理である、請
    求項1又は2に記載された水素吸蔵合金を用いた電池用
    負電極の製造方法。
JP7031431A 1995-01-27 1995-01-27 水素吸蔵合金を用いた電池用負電極の製造方法 Pending JPH08203511A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7031431A JPH08203511A (ja) 1995-01-27 1995-01-27 水素吸蔵合金を用いた電池用負電極の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7031431A JPH08203511A (ja) 1995-01-27 1995-01-27 水素吸蔵合金を用いた電池用負電極の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08203511A true JPH08203511A (ja) 1996-08-09

Family

ID=12331055

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7031431A Pending JPH08203511A (ja) 1995-01-27 1995-01-27 水素吸蔵合金を用いた電池用負電極の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08203511A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1283877A (zh) 吸氢合金和镍-金属氢化物充电电池
JP3381264B2 (ja) 水素吸蔵合金電極
JP4420767B2 (ja) ニッケル・水素蓄電池
JP2002080925A (ja) 水素吸蔵合金及びニッケル水素二次電池
JPH08203511A (ja) 水素吸蔵合金を用いた電池用負電極の製造方法
JP3279994B2 (ja) 水素吸蔵合金粉末及びアルカリ蓄電池用負極
JP3379539B2 (ja) アルカリ蓄電池用水素吸蔵合金電極
JPH07288129A (ja) 水素吸蔵合金を用いた電池用負電極の製造方法
JP3098940B2 (ja) 電極用水素吸蔵合金粉末の製造方法
JP4420653B2 (ja) ニッケル・水素蓄電池
JP3098948B2 (ja) 水素吸蔵合金含有組成物、及び、それを用いた電極
JP3370071B2 (ja) 水素吸蔵合金電極およびこの電極を用いたニッケル水素蓄電池
JP2002069511A (ja) 水素吸蔵合金の製造方法および水素吸蔵合金電極
JP3685643B2 (ja) 水素吸蔵合金電極およびこの電極を用いたニッケル水素蓄電池
JPH04301045A (ja) 水素吸蔵合金電極
JP2955351B2 (ja) 二次電池用水素吸蔵合金
JP3945944B2 (ja) 密閉型アルカリ蓄電池用水素吸蔵合金粒子
JP3459528B2 (ja) 水素吸蔵合金電極用水素吸蔵合金の製造方法
JPH01132048A (ja) 水素吸蔵合金電極の製造法
JP3727360B2 (ja) 金属酸化物・水素二次電池の製造方法
JPH07103434B2 (ja) 水素吸蔵Ni基合金および密閉型Ni―水素蓄電池
JPH10212509A (ja) 水素吸蔵合金粉末の製造方法
JPH11111276A (ja) 水素吸蔵合金電極及びその製造方法
JPH07262988A (ja) 水素吸蔵合金を用いた負電極
JPH11260358A (ja) 水素吸蔵合金電極及びその製造方法