JPH09199123A - アルカリ蓄電池用負極活物質とこれを用いた電池 - Google Patents
アルカリ蓄電池用負極活物質とこれを用いた電池Info
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- JPH09199123A JPH09199123A JP8004562A JP456296A JPH09199123A JP H09199123 A JPH09199123 A JP H09199123A JP 8004562 A JP8004562 A JP 8004562A JP 456296 A JP456296 A JP 456296A JP H09199123 A JPH09199123 A JP H09199123A
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- storage battery
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- 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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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高容量のアルカリ蓄電池用負極とこれを用い
たアルカリ蓄電池を提供する。 【解決手段】 Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕのいずれかの金
属の少なくとも１種を含むフラーレン化合物を用いて負
極を構成し、この負極を用いてアルカリ蓄電池を構成す
る。
たアルカリ蓄電池を提供する。 【解決手段】 Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕのいずれかの金
属の少なくとも１種を含むフラーレン化合物を用いて負
極を構成し、この負極を用いてアルカリ蓄電池を構成す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルカリ蓄電池用
負極の高容量化とこれを用いた電池の高性能化、特に容
量密度の向上に関するものである。
負極の高容量化とこれを用いた電池の高性能化、特に容
量密度の向上に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、各種の小型ポータブル機器用電源
として高信頼性が期待できるアルカリ蓄電池の需要が高
まっている。代表的なアルカリ蓄電池として、正極活物
質に水酸化ニッケルを用い、負極活物質にカドミウムを
用いたニッケル−カドミウム蓄電池と、高容量化が期待
できる水素吸蔵合金負極を用いたニッケル−水素蓄電池
が実用化されている。
として高信頼性が期待できるアルカリ蓄電池の需要が高
まっている。代表的なアルカリ蓄電池として、正極活物
質に水酸化ニッケルを用い、負極活物質にカドミウムを
用いたニッケル−カドミウム蓄電池と、高容量化が期待
できる水素吸蔵合金負極を用いたニッケル−水素蓄電池
が実用化されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】アルカリ蓄電池のさら
なる高容量化に向けて、水素吸蔵合金材料の改良研究が
行われている。これらの材料のうち、代表的なＡＢ５系
の合金を実際の電池に用いた場合の容量密度はおよそ３
００ｍＡｈ／ｇ程度に留まっている。したがって、高エ
ネルギー密度の電池を得るために、水素を電気化学的に
吸蔵・放出できる新規な負極材料を得ることが必要とさ
れている。
なる高容量化に向けて、水素吸蔵合金材料の改良研究が
行われている。これらの材料のうち、代表的なＡＢ５系
の合金を実際の電池に用いた場合の容量密度はおよそ３
００ｍＡｈ／ｇ程度に留まっている。したがって、高エ
ネルギー密度の電池を得るために、水素を電気化学的に
吸蔵・放出できる新規な負極材料を得ることが必要とさ
れている。
【０００４】本発明は、このような課題を解決するため
に、水素を吸蔵・放出できるフラーレンの特質に注目
し、これを金属との化合物として改質することにより、
電池用として有用な新規負極材料を見い出し、高容量密
度の負極とこれを用いたエネルギー密度の高いアルカリ
蓄電池を提供することを目的としたものである。
に、水素を吸蔵・放出できるフラーレンの特質に注目
し、これを金属との化合物として改質することにより、
電池用として有用な新規負極材料を見い出し、高容量密
度の負極とこれを用いたエネルギー密度の高いアルカリ
蓄電池を提供することを目的としたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、Ｆｅ，Ｃｏ，
Ｎｉ，Ｃｕからなる群から選ばれる少なくとも１種の金
属を含むフラーレン化合物を用いて高容量密度のアルカ
リ蓄電池用負極を提供し、さらにこの負極と水酸化ニッ
ケル正極と、アルカリ性電解液とを備えた電池を構成す
ることにより、高性能のアルカリ蓄電池を提供するもの
である。
Ｎｉ，Ｃｕからなる群から選ばれる少なくとも１種の金
属を含むフラーレン化合物を用いて高容量密度のアルカ
リ蓄電池用負極を提供し、さらにこの負極と水酸化ニッ
ケル正極と、アルカリ性電解液とを備えた電池を構成す
ることにより、高性能のアルカリ蓄電池を提供するもの
である。
【０００６】さらに、上記のフラーレン化合物として、
一般式ＭｘＣｎ（ＭはＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕからなる
群から選ばれる少なくとも１種の金属、ｘは化学量論組
成比を示し、１≦ｘ≦３であり、ｎは炭素原子数を示
し、ｎ＝６０）で表されるもの、あるいは上記の一般式
ＭｘＣｎにおいて、ｘ＝１、ｎ＝８２であるものを用い
ることを特徴とするものである。
一般式ＭｘＣｎ（ＭはＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕからなる
群から選ばれる少なくとも１種の金属、ｘは化学量論組
成比を示し、１≦ｘ≦３であり、ｎは炭素原子数を示
し、ｎ＝６０）で表されるもの、あるいは上記の一般式
ＭｘＣｎにおいて、ｘ＝１、ｎ＝８２であるものを用い
ることを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】フラーレンＣ60は、既に１９８５
年にＫｒｏｔｏらによって合成に成功している。形状は
ほぼサッカーボールと同様の球状である。このほかのフ
ラーレンとして、Ｃ70、Ｃ82、あるいはそれ以上の炭素
数で形成されたものがあり、５員環、６員環で構成され
ている。これらのフラーレンの電子構造は通常の半金属
性の黒鉛と異なり、半導体的性質を示す。その理由は電
子構造が、球の外側と内側ではパイ性電子の電子密度状
態が異なり、外側で高く内側で低くなる傾向を示し、さ
らにシグマ性軌道が混成するため、単純なＳＰ2混成軌
道で規定できなくなり、伝導帯と価電子帯に約１．９ｅ
Ｖのバンドギャップが生じるからである。したがって、
フラーレンの電子伝導性や電荷移動は黒鉛よりも劣る
が、予め伝導帯に他原子からの電子供与があれば、電子
親和力の大きい水素に容易にフラーレン上で電荷移動が
行われ、水素イオンが吸蔵されやすくなる。これは、例
えば黒鉛に予めカリウムをインターカレートしたＣ8Ｋ
という材料が、黒鉛の伝導帯にカリウムからの電子が入
っているために容易に水素へ電子供与を行い（電荷移
動）、吸蔵が可能となる事実（榎ら 炭素 １４３，１
３６（１９９０））と似通っている。
年にＫｒｏｔｏらによって合成に成功している。形状は
ほぼサッカーボールと同様の球状である。このほかのフ
ラーレンとして、Ｃ70、Ｃ82、あるいはそれ以上の炭素
数で形成されたものがあり、５員環、６員環で構成され
ている。これらのフラーレンの電子構造は通常の半金属
性の黒鉛と異なり、半導体的性質を示す。その理由は電
子構造が、球の外側と内側ではパイ性電子の電子密度状
態が異なり、外側で高く内側で低くなる傾向を示し、さ
らにシグマ性軌道が混成するため、単純なＳＰ2混成軌
道で規定できなくなり、伝導帯と価電子帯に約１．９ｅ
Ｖのバンドギャップが生じるからである。したがって、
フラーレンの電子伝導性や電荷移動は黒鉛よりも劣る
が、予め伝導帯に他原子からの電子供与があれば、電子
親和力の大きい水素に容易にフラーレン上で電荷移動が
行われ、水素イオンが吸蔵されやすくなる。これは、例
えば黒鉛に予めカリウムをインターカレートしたＣ8Ｋ
という材料が、黒鉛の伝導帯にカリウムからの電子が入
っているために容易に水素へ電子供与を行い（電荷移
動）、吸蔵が可能となる事実（榎ら 炭素 １４３，１
３６（１９９０））と似通っている。
【０００８】こうした水素の吸蔵はサッカーボール状の
フラーレンの主として外側にＣ−Ｈ結合を形成すること
で可能となる。イオン半径をほとんど持たない水素イオ
ンはこのような水素の吸蔵が可能であるが、例えばＬｉ
+イオンのように２Ｓ軌道閉殻構造により、明確なイオ
ン半径を有する化学種は立体的因子において吸蔵が困難
である。
フラーレンの主として外側にＣ−Ｈ結合を形成すること
で可能となる。イオン半径をほとんど持たない水素イオ
ンはこのような水素の吸蔵が可能であるが、例えばＬｉ
+イオンのように２Ｓ軌道閉殻構造により、明確なイオ
ン半径を有する化学種は立体的因子において吸蔵が困難
である。
【０００９】本発明者らは、これらの事柄に着目し、フ
ラーレンの伝導帯に電子を与えるのに有効な元素は、局
在のｄ電子を持ち易い３ｄ遷移金属と考え、これらをド
ーピングすることで電子伝導性を向上させ、これにより
電子密度を高めたフラーレンに容易に水素を吸蔵・放出
することが期待できるものと考えた。
ラーレンの伝導帯に電子を与えるのに有効な元素は、局
在のｄ電子を持ち易い３ｄ遷移金属と考え、これらをド
ーピングすることで電子伝導性を向上させ、これにより
電子密度を高めたフラーレンに容易に水素を吸蔵・放出
することが期待できるものと考えた。
【００１０】本発明では、局在のｄ電子を持つ傾向にあ
る３ｄ遷移金属の中でも特に局在電子を持つ傾向にある
Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕがドーピングする元素として適
したものであると注目して検討した。
る３ｄ遷移金属の中でも特に局在電子を持つ傾向にある
Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕがドーピングする元素として適
したものであると注目して検討した。
【００１１】Ｃ60への一般的なドーピングする方法とし
ては、Ｃ60を１つの原子として見立てた結晶固体の格子
間位置、つまりＣ60の外側へ金属原子をドープする方法
と、Ｃ60の中空に金属原子を閉じこめて内包させる方法
が報告されている。前者はＣ 60１個当たり３個の金属原
子からなる単位格子を固体結晶としてドープが可能であ
り、後者ではＣ60１個当たりの１個の金属原子をドープ
することが可能である。また、高次フラーレンであるＣ
82の方が金属原子を内包し易い性質であることが報告さ
れている。
ては、Ｃ60を１つの原子として見立てた結晶固体の格子
間位置、つまりＣ60の外側へ金属原子をドープする方法
と、Ｃ60の中空に金属原子を閉じこめて内包させる方法
が報告されている。前者はＣ 60１個当たり３個の金属原
子からなる単位格子を固体結晶としてドープが可能であ
り、後者ではＣ60１個当たりの１個の金属原子をドープ
することが可能である。また、高次フラーレンであるＣ
82の方が金属原子を内包し易い性質であることが報告さ
れている。
【００１２】本発明者らは、いずれの方法でＦｅ，Ｃ
ｏ，Ｎｉ，Ｃｕをドーピングしても、ｄ電子が伝導帯を
形成するｔ1u軌道（正二十面体対称性とし、１１の軌道
から生じる３重縮退のＬＵＭＯ（最低空状態）を形成す
る軌道）に入って、電子密度及び電子伝導性を向上さ
せ、これにより電子親和力の大きい水素イオンは容易に
この軌道から電子を授受（電荷移動）し、負電荷を帯び
た電子状態でフラーレンに吸蔵されるものと考えた。こ
のようにして得られた金属含有フラーレン化合物をアル
カリ蓄電池の負極として用いた場合の電気化学的作用は
次のように説明される。
ｏ，Ｎｉ，Ｃｕをドーピングしても、ｄ電子が伝導帯を
形成するｔ1u軌道（正二十面体対称性とし、１１の軌道
から生じる３重縮退のＬＵＭＯ（最低空状態）を形成す
る軌道）に入って、電子密度及び電子伝導性を向上さ
せ、これにより電子親和力の大きい水素イオンは容易に
この軌道から電子を授受（電荷移動）し、負電荷を帯び
た電子状態でフラーレンに吸蔵されるものと考えた。こ
のようにして得られた金属含有フラーレン化合物をアル
カリ蓄電池の負極として用いた場合の電気化学的作用は
次のように説明される。
【００１３】まず、充電時には、電解液中の水素イオン
が電荷密度の高められた金属含有フラーレン化合物上で
電荷移動によりＣ−Ｈ結合を形成し、水素イオンが吸蔵
される。放電時には、フラーレン化合物から脱電子反応
による電荷移動のためＣ−Ｈ結合が切れ、水素イオンが
電解液中に拡散する。この場合、金属がドープされた状
態で１個のＣ60分子に、最高６０個の水素が吸蔵でき、
これを放電電気容量密度に換算すると約１９００ｍＡｈ
／ｇが可能となり、水素吸蔵合金負極よりも理論的に高
容量密度化が図れる。
が電荷密度の高められた金属含有フラーレン化合物上で
電荷移動によりＣ−Ｈ結合を形成し、水素イオンが吸蔵
される。放電時には、フラーレン化合物から脱電子反応
による電荷移動のためＣ−Ｈ結合が切れ、水素イオンが
電解液中に拡散する。この場合、金属がドープされた状
態で１個のＣ60分子に、最高６０個の水素が吸蔵でき、
これを放電電気容量密度に換算すると約１９００ｍＡｈ
／ｇが可能となり、水素吸蔵合金負極よりも理論的に高
容量密度化が図れる。
【００１４】上記により、負極活物質として金属をドー
ピングしたフラーレン化合物を用いることにより、高容
量のアルカリ蓄電池を提供することが可能となる。
ピングしたフラーレン化合物を用いることにより、高容
量のアルカリ蓄電池を提供することが可能となる。
【００１５】
【実施例】図１は、本発明の一実施例におけるフラーレ
ン化合物を用いたニッケル−炭素蓄電池の概略構成図で
ある。図１において、１は本発明のＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，
Ｃｕのいずれかの金属を備えたフラーレン化合物を用い
た負極板、２は水酸化ニッケル正極板、３はセパレー
タ、４は絶縁用板、５は電池ケース、６は正極リード、
７は絶縁用ガスケット、８は正極キャップ、９は安全
弁、１０は封口板である。
ン化合物を用いたニッケル−炭素蓄電池の概略構成図で
ある。図１において、１は本発明のＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，
Ｃｕのいずれかの金属を備えたフラーレン化合物を用い
た負極板、２は水酸化ニッケル正極板、３はセパレー
タ、４は絶縁用板、５は電池ケース、６は正極リード、
７は絶縁用ガスケット、８は正極キャップ、９は安全
弁、１０は封口板である。
【００１６】本発明の実施例において負極に用いたフラ
ーレン化合物の製造法について説明する。基本的なメカ
ニズムはアーク放電法であり、まずガラス容器に直径１
ｃｍの予め各種金属の炭酸塩をドーパントとして混合し
て成型した炭素棒電極を垂直に設置した。次いで容器内
を真空に排気し、キャリアガスとしてヘリウムガス（約
２００Ｔｏｒｒ）を導入し、電極に直流電圧２２Ｖを印
加し、４０ｍＡ程度を通電してアーク放電を発生させ
た。放電反応を行うと対極の先端部に金属を含んだ炭素
の堆積物が成長してくる。この堆積物を分析した結果、
フラーレン化合物の収率は１８％であった。この炭素材
から約９０％の純度のフラーレン化合物をオクタデシル
シリカなどを用いて分別し、これを評価用負極材料とし
て用いた。固体結晶性のフラーレン化合物、すなわちＸ
＝３のものについては上記の方法によって得たが、金属
内包タイプ、すなわちＸ＝１のものについては、さらに
Ｘ＝３のフラーレン化合物をアルゴンガス雰囲気下１２
００℃で５３２ｎｍのＹＡＧレーザーを照射し、１個の
フラーレン化合物あたり、１個の金属を内包した。
ーレン化合物の製造法について説明する。基本的なメカ
ニズムはアーク放電法であり、まずガラス容器に直径１
ｃｍの予め各種金属の炭酸塩をドーパントとして混合し
て成型した炭素棒電極を垂直に設置した。次いで容器内
を真空に排気し、キャリアガスとしてヘリウムガス（約
２００Ｔｏｒｒ）を導入し、電極に直流電圧２２Ｖを印
加し、４０ｍＡ程度を通電してアーク放電を発生させ
た。放電反応を行うと対極の先端部に金属を含んだ炭素
の堆積物が成長してくる。この堆積物を分析した結果、
フラーレン化合物の収率は１８％であった。この炭素材
から約９０％の純度のフラーレン化合物をオクタデシル
シリカなどを用いて分別し、これを評価用負極材料とし
て用いた。固体結晶性のフラーレン化合物、すなわちＸ
＝３のものについては上記の方法によって得たが、金属
内包タイプ、すなわちＸ＝１のものについては、さらに
Ｘ＝３のフラーレン化合物をアルゴンガス雰囲気下１２
００℃で５３２ｎｍのＹＡＧレーザーを照射し、１個の
フラーレン化合物あたり、１個の金属を内包した。
【００１７】負極板１は５重量％のフッ素樹脂ディスパ
ージョンをこの樹脂がフラーレン化合物に対して３倍の
重量になるように加えてペーストをつくり、ついでこの
ペーストを厚さ０．１７ｍｍ、孔径１．８ｍｍ、開口度
５３％の鉄製でニッケル鍍金を施したパンチングメタル
板に塗着し、０．６ｍｍのスリットを通して平滑化し、
その後、１２０℃で１時間乾燥し、この電極をローラー
プレス機に通して厚さ０．５ｍｍに調整して構成した。
負極リード板はスポット溶接により取り付けた。正極板
２には多孔性の発砲ニッケル基板に水酸化ニッケルを充
填したもの、セパレータには親水処理を施したポリプロ
ピレン性の不織布を用いた。電解液には比重１．２５の
水酸化カリウム水溶液に２５ｇ／ｌの水酸化リチウムを
溶解したものを用いた。
ージョンをこの樹脂がフラーレン化合物に対して３倍の
重量になるように加えてペーストをつくり、ついでこの
ペーストを厚さ０．１７ｍｍ、孔径１．８ｍｍ、開口度
５３％の鉄製でニッケル鍍金を施したパンチングメタル
板に塗着し、０．６ｍｍのスリットを通して平滑化し、
その後、１２０℃で１時間乾燥し、この電極をローラー
プレス機に通して厚さ０．５ｍｍに調整して構成した。
負極リード板はスポット溶接により取り付けた。正極板
２には多孔性の発砲ニッケル基板に水酸化ニッケルを充
填したもの、セパレータには親水処理を施したポリプロ
ピレン性の不織布を用いた。電解液には比重１．２５の
水酸化カリウム水溶液に２５ｇ／ｌの水酸化リチウムを
溶解したものを用いた。
【００１８】なお、正極活物質の充填量が負極の充填容
量に対して大過剰となるように正極板２を構成し、電池
特性が負極の特性によって規制されるように電池を構成
した。比較例としては、ミッシュメタルとニッケルを主
成分としたＡＢ5タイプの水素吸蔵合金を用いて上記と
同様の手法で構成した負極を用いて実施例と同様の構成
法でニッケル−水素蓄電池を作成した。これらの実施例
の電池と比較例の電池とを０．１７Ａで１１時間の定電
流充電を行った後、０．５Ａで０．９Ｖまでの定電流放
電を行なった。その結果を（表１）に示す。
量に対して大過剰となるように正極板２を構成し、電池
特性が負極の特性によって規制されるように電池を構成
した。比較例としては、ミッシュメタルとニッケルを主
成分としたＡＢ5タイプの水素吸蔵合金を用いて上記と
同様の手法で構成した負極を用いて実施例と同様の構成
法でニッケル−水素蓄電池を作成した。これらの実施例
の電池と比較例の電池とを０．１７Ａで１１時間の定電
流充電を行った後、０．５Ａで０．９Ｖまでの定電流放
電を行なった。その結果を（表１）に示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】ただし、容量については、比較試料の負極
を用いた水素吸蔵合金の重量あたりの放電容量密度を１
００とした場合のフラーレン化合物の重量あたりの放電
容量密度の相対値を示した。なお、平均放電電圧は１．
２４Ｖであった。
を用いた水素吸蔵合金の重量あたりの放電容量密度を１
００とした場合のフラーレン化合物の重量あたりの放電
容量密度の相対値を示した。なお、平均放電電圧は１．
２４Ｖであった。
【００２１】（表１）からわかるように、Ｆｅ，Ｃｏ，
Ｎｉ，Ｃｕを備えたフラーレン化合物を負極に用いた電
池は、電圧、容量ともに金属を添加していないフラーレ
ンよりも優れており、かつ水素吸蔵合金を負極に用いた
場合よりも高容量密度が得られている。これらの理由は
次のように考えられる。まず、金属元素を添加していな
いフラーレンに於いて電圧が低いのは、その負極電位が
金属水素化物よりも貴な電位にあるからであり、これは
先述したようにフラーレンの１．９ｅＶのバンドギャッ
プ間にフェルミレベルが存在するのでエネルギー準位的
に低い位置に電極電位が置かれるためである。しかし、
金属を添加するとｔ1u軌道に電子が供与されるのでフェ
ルミレベルが上がり、エネルギー準位的に高い位置に電
極電位が置かれ、電位が卑な方向へシフトしたために電
池電圧が高くなったものと考えている。
Ｎｉ，Ｃｕを備えたフラーレン化合物を負極に用いた電
池は、電圧、容量ともに金属を添加していないフラーレ
ンよりも優れており、かつ水素吸蔵合金を負極に用いた
場合よりも高容量密度が得られている。これらの理由は
次のように考えられる。まず、金属元素を添加していな
いフラーレンに於いて電圧が低いのは、その負極電位が
金属水素化物よりも貴な電位にあるからであり、これは
先述したようにフラーレンの１．９ｅＶのバンドギャッ
プ間にフェルミレベルが存在するのでエネルギー準位的
に低い位置に電極電位が置かれるためである。しかし、
金属を添加するとｔ1u軌道に電子が供与されるのでフェ
ルミレベルが上がり、エネルギー準位的に高い位置に電
極電位が置かれ、電位が卑な方向へシフトしたために電
池電圧が高くなったものと考えている。
【００２２】また、金属元素を添加していないフラーレ
ンにおいて容量が十分得られないのは、先述のバンドギ
ャップが存在するので電荷移動あるいは電子伝導性の低
下などで過電圧が大きく、負極電位が貴な電位で作動し
たことなどにより、放電終止電圧に早く達したことが原
因と考えられる。
ンにおいて容量が十分得られないのは、先述のバンドギ
ャップが存在するので電荷移動あるいは電子伝導性の低
下などで過電圧が大きく、負極電位が貴な電位で作動し
たことなどにより、放電終止電圧に早く達したことが原
因と考えられる。
【００２３】なお、表中、ｘ＝１の場合、この時のｎは
８２であり、Ｃ82に１個の金属原子が内包されており、
ｘ＝３の時はｎ＝６０であり、Ｃ60と金属が周期性をも
った結晶固体であることが確認された。上記の実施例以
外に、ｎ＝６０の場合には結晶中に金属の欠損部が偏在
する可能性があり、このような場合には、Ｘは１以上で
３未満の値を示す。このような範囲の様々なＸ値を示す
フラーレン化合物が混在する試料を負極材料に用いた電
池においても実施例の電池と同じレベルの電池特性が得
られたことから、ｎ＝６０の場合は１≦Ｘ≦３において
本発明の効果が発揮できることが確認された。なお、本
発明は上述のＣ60、Ｃ82をベースとしたフラーレン化合
物以外にもＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕを備えた他のフラー
レン化合物を負極に用いた場合にも同様の作用による効
果が期待できる。
８２であり、Ｃ82に１個の金属原子が内包されており、
ｘ＝３の時はｎ＝６０であり、Ｃ60と金属が周期性をも
った結晶固体であることが確認された。上記の実施例以
外に、ｎ＝６０の場合には結晶中に金属の欠損部が偏在
する可能性があり、このような場合には、Ｘは１以上で
３未満の値を示す。このような範囲の様々なＸ値を示す
フラーレン化合物が混在する試料を負極材料に用いた電
池においても実施例の電池と同じレベルの電池特性が得
られたことから、ｎ＝６０の場合は１≦Ｘ≦３において
本発明の効果が発揮できることが確認された。なお、本
発明は上述のＣ60、Ｃ82をベースとしたフラーレン化合
物以外にもＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕを備えた他のフラー
レン化合物を負極に用いた場合にも同様の作用による効
果が期待できる。
【００２４】
【発明の効果】以上のように、本発明はＦｅ，Ｃｏ，Ｎ
ｉ，Ｃｕのいずれかの金属の少なくとも１種を含むフラ
ーレン化合物をアルカリ蓄電池用負極に用いることによ
り、高容量を有する負極とその電池が提供できるもので
ある。
ｉ，Ｃｕのいずれかの金属の少なくとも１種を含むフラ
ーレン化合物をアルカリ蓄電池用負極に用いることによ
り、高容量を有する負極とその電池が提供できるもので
ある。
【図１】本発明の一実施例におけるフラーレン化合物負
極を用いたニッケル水素蓄電池の概略構成図
極を用いたニッケル水素蓄電池の概略構成図
１ 水素吸蔵電極（フラーレン化合物） ２ 水酸化ニッケル極 ３ セパレータ ４ 絶縁用板 ５ 電池ケース ６ 正極リード ７ 絶縁用ガスケット ８ 正極キャップ ９ 安全弁 １０ 封口板
Claims (4)
- 【請求項１】活物質として、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕか
らなる群から選ばれる少なくとも１種の金属を含むフラ
ーレン化合物を用いたことを特徴とするアルカリ蓄電池
用負極活物質。 - 【請求項２】フラーレン化合物が、一般式ＭｘＣｎ（Ｍ
はＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕからなる群から選ばれる少な
くとも１種の金属、ｘは化学量論組成比を示し、１≦ｘ
≦３であり、ｎは炭素原子数を示し、ｎ＝６０）で表さ
れるフラーレン化合物であることを特徴とする請求項１
記載のアルカリ蓄電池用負極活物質。 - 【請求項３】フラーレン化合物、一般式ＭｘＣｎ（Ｍは
Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕからなる群から選ばれる少なく
とも１種の金属、ｘは化学量論組成比を示し、ｘ＝１で
あり、ｎは炭素原子数を示し、ｎ＝８２）で表されるフ
ラーレン化合物であることを特徴とする請求項１記載の
アルカリ蓄電池用負極活物質。 - 【請求項４】水酸化ニッケルを用いた正極と、Ｆｅ，Ｃ
ｏ，Ｎｉ，Ｃｕからなる群から選ばれる少なくとも１種
の金属を含むフラーレン化合物を用いた負極と、アルカ
リ性電解液とを備えたことを特徴とするアルカリ蓄電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8004562A JPH09199123A (ja) | 1996-01-16 | 1996-01-16 | アルカリ蓄電池用負極活物質とこれを用いた電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8004562A JPH09199123A (ja) | 1996-01-16 | 1996-01-16 | アルカリ蓄電池用負極活物質とこれを用いた電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09199123A true JPH09199123A (ja) | 1997-07-31 |
Family
ID=11587491
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8004562A Pending JPH09199123A (ja) | 1996-01-16 | 1996-01-16 | アルカリ蓄電池用負極活物質とこれを用いた電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09199123A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002063918A (ja) * | 2000-08-18 | 2002-02-28 | Sony Corp | プロトン伝導体及び電気化学デバイス |
| JP2011029184A (ja) * | 2009-07-22 | 2011-02-10 | Belenos Clean Power Holding Ag | 特に充電式リチウム・イオン・バッテリ用の新規電極材料 |
-
1996
- 1996-01-16 JP JP8004562A patent/JPH09199123A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002063918A (ja) * | 2000-08-18 | 2002-02-28 | Sony Corp | プロトン伝導体及び電気化学デバイス |
| JP2011029184A (ja) * | 2009-07-22 | 2011-02-10 | Belenos Clean Power Holding Ag | 特に充電式リチウム・イオン・バッテリ用の新規電極材料 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
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