JPH10241727A - ニッケル−水素組電池 - Google Patents
ニッケル−水素組電池Info
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- JPH10241727A JPH10241727A JP9046266A JP4626697A JPH10241727A JP H10241727 A JPH10241727 A JP H10241727A JP 9046266 A JP9046266 A JP 9046266A JP 4626697 A JP4626697 A JP 4626697A JP H10241727 A JPH10241727 A JP H10241727A
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- 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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- Secondary Cells (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 水素吸蔵合金電極を負極として用いた複数の
単電池を互いに直列或いは並列に接続すると共に、互い
に近接させて配列したニッケル−水素組電池において、
従来よりも長い寿命を得る。 【解決手段】 中央部に配置すべき単電池Ｃ及び単電池
Ｈの負極を、周辺部に配置すべき単電池Ａ、Ｂ、Ｄ、
Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｉ及びＪよりも水素吸放出に伴う合金粒子
の微粉化が軽微な水素吸蔵合金を用いて形成する。具体
的には、結晶化度の低い水素吸蔵合金、コバルトの含有
量が多い水素吸蔵合金、或いは合金粒子が一般式ＡＢ
x(但し、Ａはミッシュメタル(Ｍｍ)、ＢはＮｉ、Ｃｏ、
Ｍｎ及びＡｌ、ｘは５.１≦ｘ≦５.５)で表わされるＭ
ｍ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ａｌ−Ｍｎ系水素吸蔵合金を用いる。
単電池を互いに直列或いは並列に接続すると共に、互い
に近接させて配列したニッケル−水素組電池において、
従来よりも長い寿命を得る。 【解決手段】 中央部に配置すべき単電池Ｃ及び単電池
Ｈの負極を、周辺部に配置すべき単電池Ａ、Ｂ、Ｄ、
Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｉ及びＪよりも水素吸放出に伴う合金粒子
の微粉化が軽微な水素吸蔵合金を用いて形成する。具体
的には、結晶化度の低い水素吸蔵合金、コバルトの含有
量が多い水素吸蔵合金、或いは合金粒子が一般式ＡＢ
x(但し、Ａはミッシュメタル(Ｍｍ)、ＢはＮｉ、Ｃｏ、
Ｍｎ及びＡｌ、ｘは５.１≦ｘ≦５.５)で表わされるＭ
ｍ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ａｌ−Ｍｎ系水素吸蔵合金を用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水素吸蔵合金電極
を負極として用いた複数の単電池を互いに直列或いは並
列に接続し、これらの単電池を互いに近接させて配列し
て構成されるニッケル−水素組電池に関するものであ
る。
を負極として用いた複数の単電池を互いに直列或いは並
列に接続し、これらの単電池を互いに近接させて配列し
て構成されるニッケル−水素組電池に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】ニッケル−水素組電池(50)においては、
例えば図５に示す如く、プラスチック等からなる扁平な
ケーシング(51)内に、複数の単電池Ａ〜Ｊが配列されて
いる。単電池Ａ〜Ｊは、例えばニッケル或いはステンレ
スからなる接続片(図示省略)によって、互いに直列或い
は並列に接続されている。ケーシング(51)には、外部回
路との接続のための複数の端子(52)(53)(54)が取り付け
られており、これらの端子(52)(53)(54)は、ケーシング
(51)の内部にて単電池Ａ〜Ｊと接続されている。ここ
で、単電池Ａ〜Ｊの負極としては水素吸蔵合金電極、正
極としては焼結式ニッケル極が用いられている。
例えば図５に示す如く、プラスチック等からなる扁平な
ケーシング(51)内に、複数の単電池Ａ〜Ｊが配列されて
いる。単電池Ａ〜Ｊは、例えばニッケル或いはステンレ
スからなる接続片(図示省略)によって、互いに直列或い
は並列に接続されている。ケーシング(51)には、外部回
路との接続のための複数の端子(52)(53)(54)が取り付け
られており、これらの端子(52)(53)(54)は、ケーシング
(51)の内部にて単電池Ａ〜Ｊと接続されている。ここ
で、単電池Ａ〜Ｊの負極としては水素吸蔵合金電極、正
極としては焼結式ニッケル極が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図６は、上記ニッケル
−水素組電池(50)が満充電となる直前における単電池Ａ
〜Ｊの温度を表わしている。図示の如く、ニッケル−水
素組電池(50)においては、充電時において、ケーシング
(51)内の中央部に配置されている単電池Ｃ及び単電池Ｈ
の温度は、周辺部に配置されている単電池Ａ、Ｂ、Ｄ、
Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｉ及びＪの温度よりも上昇し、略５０℃に
達することとなる。これによって、中央部に配置された
単電池Ｃ及び単電池Ｈは、負極に用いられている水素吸
蔵合金の水素吸放出に伴う微粉化が促進されて、周辺部
の単電池Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｉ及びＪよりも速く
劣化することになる。ここで、組電池全体としての寿命
は、最も劣化の速い単電池により決定される。従って、
従来のニッケル−水素組電池(50)においては、上述の如
く、温度上昇によって単電池Ｃ及び単電池Ｈが速く劣化
することにより、組電池全体としての寿命が短くなる問
題があった。
−水素組電池(50)が満充電となる直前における単電池Ａ
〜Ｊの温度を表わしている。図示の如く、ニッケル−水
素組電池(50)においては、充電時において、ケーシング
(51)内の中央部に配置されている単電池Ｃ及び単電池Ｈ
の温度は、周辺部に配置されている単電池Ａ、Ｂ、Ｄ、
Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｉ及びＪの温度よりも上昇し、略５０℃に
達することとなる。これによって、中央部に配置された
単電池Ｃ及び単電池Ｈは、負極に用いられている水素吸
蔵合金の水素吸放出に伴う微粉化が促進されて、周辺部
の単電池Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｉ及びＪよりも速く
劣化することになる。ここで、組電池全体としての寿命
は、最も劣化の速い単電池により決定される。従って、
従来のニッケル−水素組電池(50)においては、上述の如
く、温度上昇によって単電池Ｃ及び単電池Ｈが速く劣化
することにより、組電池全体としての寿命が短くなる問
題があった。
【０００４】そこで、ケーシング(51)内の中央部におけ
る温度上昇を抑制することが考えられるが、この温度上
昇は避け難く、上記問題を解決することは困難である。
本発明の目的は、中央部に配置された単電池の劣化の進
行度を抑制して、従来の組電池よりも寿命の長いニッケ
ル−水素組電池を提供することである。
る温度上昇を抑制することが考えられるが、この温度上
昇は避け難く、上記問題を解決することは困難である。
本発明の目的は、中央部に配置された単電池の劣化の進
行度を抑制して、従来の組電池よりも寿命の長いニッケ
ル−水素組電池を提供することである。
【０００５】
【課題を解決する為の手段】本発明に係るニッケル−水
素組電池は、水素吸蔵合金電極を負極として用いた複数
の単電池を互いに直列或いは並列に接続すると共に、互
いに近接させて配列して構成されている。ここで、中央
部に配置された単電池の負極は、周辺部に配置された単
電池よりも水素吸放出に伴う合金粒子の微粉化が軽微な
水素吸蔵合金を用いて形成されている。
素組電池は、水素吸蔵合金電極を負極として用いた複数
の単電池を互いに直列或いは並列に接続すると共に、互
いに近接させて配列して構成されている。ここで、中央
部に配置された単電池の負極は、周辺部に配置された単
電池よりも水素吸放出に伴う合金粒子の微粉化が軽微な
水素吸蔵合金を用いて形成されている。
【０００６】本発明に係るニッケル−水素組電池におい
ては、中央部の単電池の負極に用いられている水素吸蔵
合金において、周辺部の単電池よりも水素吸放出に伴う
合金粒子の微粉化が抑制されているため、中央部の単電
池の劣化進行度が抑制される。従って、中央部の単電池
が速く劣化して組電池全体の寿命が短くなっていた従来
の組電池よりも、寿命が長くなる。
ては、中央部の単電池の負極に用いられている水素吸蔵
合金において、周辺部の単電池よりも水素吸放出に伴う
合金粒子の微粉化が抑制されているため、中央部の単電
池の劣化進行度が抑制される。従って、中央部の単電池
が速く劣化して組電池全体の寿命が短くなっていた従来
の組電池よりも、寿命が長くなる。
【０００７】具体的には、中央部に配置された単電池の
負極は、周辺部に配置された単電池よりも結晶化度の低
い水素吸蔵合金を用いて形成されている。
負極は、周辺部に配置された単電池よりも結晶化度の低
い水素吸蔵合金を用いて形成されている。
【０００８】該具体的構成を有するニッケル−水素組電
池においては、中央部の単電池の負極に用いられている
水素吸蔵合金は、結晶化度が低く、結晶構造がアモルフ
ァス化されている。この様にアモルファス化された水素
吸蔵合金においては、金属組織が均一であるため、水素
の吸放出に伴う合金の膨張、収縮が緩和される。従っ
て、合金が割れ難く、微粉化が抑制される。
池においては、中央部の単電池の負極に用いられている
水素吸蔵合金は、結晶化度が低く、結晶構造がアモルフ
ァス化されている。この様にアモルファス化された水素
吸蔵合金においては、金属組織が均一であるため、水素
の吸放出に伴う合金の膨張、収縮が緩和される。従っ
て、合金が割れ難く、微粉化が抑制される。
【０００９】又、具体的には、中央部に配置された単電
池の負極は、周辺部に配置された単電池よりもコバルト
の含有量が多い水素吸蔵合金を用いて形成されている。
池の負極は、周辺部に配置された単電池よりもコバルト
の含有量が多い水素吸蔵合金を用いて形成されている。
【００１０】水素吸蔵合金は、特定の結晶面で割れて微
粉化するが、上記具体的構成を有するニッケル−水素組
電池においては、中央部の単電池の負極に用いられてい
る水素吸蔵合金は、多くのコバルトを含有しているた
め、上記特定の結晶面における割れが防止されて、微粉
化が抑制される。
粉化するが、上記具体的構成を有するニッケル−水素組
電池においては、中央部の単電池の負極に用いられてい
る水素吸蔵合金は、多くのコバルトを含有しているた
め、上記特定の結晶面における割れが防止されて、微粉
化が抑制される。
【００１１】更に具体的には、中央部に配置された単電
池の負極は、合金粒子が一般式ＡＢx(但し、Ａはミッシ
ュメタル(Ｍｍ)、ＢはＮｉ、Ｃｏ、Ｍｎ及びＡｌ、ｘは
５.１≦ｘ≦５.５)で表わされるＭｍ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ａ
ｌ−Ｍｎ系水素吸蔵合金を用いて形成されている。
池の負極は、合金粒子が一般式ＡＢx(但し、Ａはミッシ
ュメタル(Ｍｍ)、ＢはＮｉ、Ｃｏ、Ｍｎ及びＡｌ、ｘは
５.１≦ｘ≦５.５)で表わされるＭｍ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ａ
ｌ−Ｍｎ系水素吸蔵合金を用いて形成されている。
【００１２】該具体的構成を有するニッケル−水素組電
池においては、中央部の単電池の負極に用いられている
水素吸蔵合金の組成において、元素Ａに対する元素Ｂの
原子比(化学量論比)が５.１以上に設定されており、単
位格子当りに多くの金属が含まれている。この様に多く
の金属が含まれている水素吸蔵合金においては、水素の
吸放出に伴う合金の膨張、収縮が緩和されるため、合金
が割れ難く、微粉化が抑制される。尚、元素Ｂの原子比
(化学量論比)は５.５以下に抑えられているので、水素
吸蔵合金自体の水素吸収、放出特性が損なわれることは
ない。
池においては、中央部の単電池の負極に用いられている
水素吸蔵合金の組成において、元素Ａに対する元素Ｂの
原子比(化学量論比)が５.１以上に設定されており、単
位格子当りに多くの金属が含まれている。この様に多く
の金属が含まれている水素吸蔵合金においては、水素の
吸放出に伴う合金の膨張、収縮が緩和されるため、合金
が割れ難く、微粉化が抑制される。尚、元素Ｂの原子比
(化学量論比)は５.５以下に抑えられているので、水素
吸蔵合金自体の水素吸収、放出特性が損なわれることは
ない。
【００１３】
【発明の効果】本発明に係るニッケル−水素組電池によ
れば、中央部に配置された単電池の劣化の進行度が抑制
されるので、組電池全体としての寿命が長くなる。
れば、中央部に配置された単電池の劣化の進行度が抑制
されるので、組電池全体としての寿命が長くなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、図面に沿って具体的に説明する。本実施例のニッケ
ル−水素組電池(５)の全体構成は、図５に示す従来のニ
ッケル−水素組電池(50)と同一であって、単電池Ａ〜Ｊ
としては、例えば直径１４ｍｍ、高さ５０ｍｍのＡＡサ
イズの正極支配型ニッケル−水素二次電池(電池容量１.
０Ａｈ、電池電圧１.２Ｖ)が用いられる。但し、中央部
に配置された単電池Ｃ及び単電池Ｈについては、後述の
如く他の単電池と異なる構成となっている。
き、図面に沿って具体的に説明する。本実施例のニッケ
ル−水素組電池(５)の全体構成は、図５に示す従来のニ
ッケル−水素組電池(50)と同一であって、単電池Ａ〜Ｊ
としては、例えば直径１４ｍｍ、高さ５０ｍｍのＡＡサ
イズの正極支配型ニッケル−水素二次電池(電池容量１.
０Ａｈ、電池電圧１.２Ｖ)が用いられる。但し、中央部
に配置された単電池Ｃ及び単電池Ｈについては、後述の
如く他の単電池と異なる構成となっている。
【００１５】図１は、単電池Ａ〜Ｊに共通の全体構成を
表わしており、正極(11)、負極(12)、セパレータ(13)、
正極リード(14)、負極リード(15)、正極外部端子(16)、
負極缶(17)、封口蓋(18)等から密閉構造のアルカリ蓄電
池が構成されている。正極(11)及び負極(12)は、セパレ
ータ(13)を介して渦巻き状に巻かれた状態で、負極缶(1
7)内に収容されており、正極(11)は正極リード(14)を介
して封口蓋(18)に、又、負極(12)は負極リード(15)を介
して負極缶(17)に接続されている。負極缶(17)と封口蓋
(18)との接合部には、絶縁性のパッキング(20)が装着さ
れて電池の密閉化が施されている。正極外部端子(16)と
封口蓋(18)との間にはコイルスプリング(19)が設けら
れ、電池内圧が異常に上昇した時に該コイルスプリング
(19)が圧縮されて、電池内部のガスが大気中に放出され
る様になっている。
表わしており、正極(11)、負極(12)、セパレータ(13)、
正極リード(14)、負極リード(15)、正極外部端子(16)、
負極缶(17)、封口蓋(18)等から密閉構造のアルカリ蓄電
池が構成されている。正極(11)及び負極(12)は、セパレ
ータ(13)を介して渦巻き状に巻かれた状態で、負極缶(1
7)内に収容されており、正極(11)は正極リード(14)を介
して封口蓋(18)に、又、負極(12)は負極リード(15)を介
して負極缶(17)に接続されている。負極缶(17)と封口蓋
(18)との接合部には、絶縁性のパッキング(20)が装着さ
れて電池の密閉化が施されている。正極外部端子(16)と
封口蓋(18)との間にはコイルスプリング(19)が設けら
れ、電池内圧が異常に上昇した時に該コイルスプリング
(19)が圧縮されて、電池内部のガスが大気中に放出され
る様になっている。
【００１６】上記ニッケル−水素組電池(５)において
は、単電池Ａ〜Ｊの負極(12)として、水素吸蔵合金電極
が用いられる。単電池Ｃ及び単電池Ｈの負極(12)は、他
の単電池Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｉ及びＪよりも水素
吸放出による合金粒子の微粉化が軽微な水素吸蔵合金を
用いて形成される。具体的には、結晶化度の低い水素吸
蔵合金、コバルトの含有量が多い水素吸蔵合金、或いは
合金粒子が一般式ＡＢx(但し、Ａはミッシュメタル(Ｍ
ｍ)、ＢはＮｉ、Ｃｏ、Ｍｎ及びＡｌ、ｘは５.１≦ｘ≦
５.５)で表わされるＭｍ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ａｌ−Ｍｎ系水
素吸蔵合金が用いられる。
は、単電池Ａ〜Ｊの負極(12)として、水素吸蔵合金電極
が用いられる。単電池Ｃ及び単電池Ｈの負極(12)は、他
の単電池Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｉ及びＪよりも水素
吸放出による合金粒子の微粉化が軽微な水素吸蔵合金を
用いて形成される。具体的には、結晶化度の低い水素吸
蔵合金、コバルトの含有量が多い水素吸蔵合金、或いは
合金粒子が一般式ＡＢx(但し、Ａはミッシュメタル(Ｍ
ｍ)、ＢはＮｉ、Ｃｏ、Ｍｎ及びＡｌ、ｘは５.１≦ｘ≦
５.５)で表わされるＭｍ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ａｌ−Ｍｎ系水
素吸蔵合金が用いられる。
【００１７】単電池Ｃ及び単電池Ｈの負極(12)を結晶化
度の低い水素吸蔵合金を用いて形成した場合、この様な
水素吸蔵合金においては、結晶構造がアモルファス化さ
れて金属組織が均一となっているため、水素の吸放出に
伴う合金の膨張、収縮が緩和される。従って、合金が割
れ難く、微粉化が抑制される。又、単電池Ｃ及び単電池
Ｈの負極(12)を、コバルトの含有量が多い水素吸蔵合金
を用いて形成した場合、特定の結晶面における割れが防
止されて、微粉化が抑制される。又、単電池Ｃ及び単電
池Ｈの負極(12)を、合金粒子が一般式ＡＢx(５.１≦ｘ
≦５.５)で表わされるＭｍ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ａｌ−Ｍｎ系
水素吸蔵合金を用いて形成した場合、この様な水素吸蔵
合金においては、元素Ａに対する元素Ｂの原子比(化学
量論比)が５.１以上に設定されており、単位格子当りに
多くの金属が含まれているため、水素の吸放出に伴う合
金の膨張、収縮が緩和される。従って、合金が割れ難
く、微粉化が抑制される。尚、元素Ｂの原子比(化学量
論比)は５.５以下に抑えられているので、水素吸蔵合金
自体の水素吸収、放出特性が損なわれることはない。
度の低い水素吸蔵合金を用いて形成した場合、この様な
水素吸蔵合金においては、結晶構造がアモルファス化さ
れて金属組織が均一となっているため、水素の吸放出に
伴う合金の膨張、収縮が緩和される。従って、合金が割
れ難く、微粉化が抑制される。又、単電池Ｃ及び単電池
Ｈの負極(12)を、コバルトの含有量が多い水素吸蔵合金
を用いて形成した場合、特定の結晶面における割れが防
止されて、微粉化が抑制される。又、単電池Ｃ及び単電
池Ｈの負極(12)を、合金粒子が一般式ＡＢx(５.１≦ｘ
≦５.５)で表わされるＭｍ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ａｌ−Ｍｎ系
水素吸蔵合金を用いて形成した場合、この様な水素吸蔵
合金においては、元素Ａに対する元素Ｂの原子比(化学
量論比)が５.１以上に設定されており、単位格子当りに
多くの金属が含まれているため、水素の吸放出に伴う合
金の膨張、収縮が緩和される。従って、合金が割れ難
く、微粉化が抑制される。尚、元素Ｂの原子比(化学量
論比)は５.５以下に抑えられているので、水素吸蔵合金
自体の水素吸収、放出特性が損なわれることはない。
【００１８】この様に、中央部に配置される単電池Ｃ及
び単電池Ｈの負極(12)を、合金粒子の微粉化が抑制され
た水素吸蔵合金を用いて形成することにより、単電池Ｃ
及び単電池Ｈの劣化進行度を抑制することが出来る。従
って、中央部の単電池が速く劣化して組電池全体の寿命
が短くなっていた従来の組電池よりも、寿命が長くな
る。
び単電池Ｈの負極(12)を、合金粒子の微粉化が抑制され
た水素吸蔵合金を用いて形成することにより、単電池Ｃ
及び単電池Ｈの劣化進行度を抑制することが出来る。従
って、中央部の単電池が速く劣化して組電池全体の寿命
が短くなっていた従来の組電池よりも、寿命が長くな
る。
【００１９】次に、本発明に係るニッケル−水素組電池
(５)の効果を確認するために行なった実験結果について
説明する。 (１) 水素吸蔵合金粉末の作製水素吸蔵合金粉末１ Ｍｍ(希土類元素の混合物)、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ及びＡｌ
(純度９９.９％の金属単体)を、モル比１.０：３.２：
１.０：０.６：０.２の割合で混合し、これをアルゴン
雰囲気のアーク炉で溶解し、これによって得られた溶湯
をロール急冷法により急冷凝固せしめて、組成式ＭｍＮ
ｉ3.2ＣｏＭｎ0.6Ａｌ0.2で表わされる水素吸蔵合金片
を作製する。そして、該水素吸蔵合金片を機械的に粉砕
して合金粉末１を作製する。
(５)の効果を確認するために行なった実験結果について
説明する。 (１) 水素吸蔵合金粉末の作製水素吸蔵合金粉末１ Ｍｍ(希土類元素の混合物)、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ及びＡｌ
(純度９９.９％の金属単体)を、モル比１.０：３.２：
１.０：０.６：０.２の割合で混合し、これをアルゴン
雰囲気のアーク炉で溶解し、これによって得られた溶湯
をロール急冷法により急冷凝固せしめて、組成式ＭｍＮ
ｉ3.2ＣｏＭｎ0.6Ａｌ0.2で表わされる水素吸蔵合金片
を作製する。そして、該水素吸蔵合金片を機械的に粉砕
して合金粉末１を作製する。
【００２０】水素吸蔵合金粉末２ Ｍｍ(希土類元素の混合物)、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ及びＡｌ
(純度９９.９％の金属単体)を、モル比１.０：３.１：
１.２：０.５５：０.１５の割合で混合し、これをアル
ゴン雰囲気のアーク炉で溶解した後、自然冷却して、組
成式ＭｍＮｉ3.1Ｃｏ1.2Ｍｎ0.55Ａｌ0.15で表わされる
水素吸蔵合金のインゴットを作製する。そして、該イン
ゴットを空気中で機械的に粉砕して合金粉末２を作製す
る。
(純度９９.９％の金属単体)を、モル比１.０：３.１：
１.２：０.５５：０.１５の割合で混合し、これをアル
ゴン雰囲気のアーク炉で溶解した後、自然冷却して、組
成式ＭｍＮｉ3.1Ｃｏ1.2Ｍｎ0.55Ａｌ0.15で表わされる
水素吸蔵合金のインゴットを作製する。そして、該イン
ゴットを空気中で機械的に粉砕して合金粉末２を作製す
る。
【００２１】水素吸蔵合金粉末３ Ｍｍ(希土類元素の混合物)、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ及びＡｌ
(純度９９.９％の金属単体)を、モル比１.０：３.３
３：１.０４：０.６２：０.２１の割合で混合し、これ
をアルゴン雰囲気のアーク炉で溶解した後、自然冷却し
て、組成式ＭｍＮｉ3.33Ｃｏ1.04Ｍｎ0.62Ａｌ0.21で表
わされる水素吸蔵合金のインゴットを作製する。そし
て、該インゴットを空気中で機械的に粉砕して合金粉末
３を作製する。
(純度９９.９％の金属単体)を、モル比１.０：３.３
３：１.０４：０.６２：０.２１の割合で混合し、これ
をアルゴン雰囲気のアーク炉で溶解した後、自然冷却し
て、組成式ＭｍＮｉ3.33Ｃｏ1.04Ｍｎ0.62Ａｌ0.21で表
わされる水素吸蔵合金のインゴットを作製する。そし
て、該インゴットを空気中で機械的に粉砕して合金粉末
３を作製する。
【００２２】水素吸蔵合金粉末４ Ｍｍ(希土類元素の混合物)、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ及びＡｌ
(純度９９.９％の金属単体)を、モル比１.０：３.２：
１.０：０.６：０.２の割合で混合し、これをアルゴン
雰囲気のアーク炉で溶解した後、自然冷却して、組成式
ＭｍＮｉ3.2ＣｏＭｎ0.6Ａｌ0.2で表わされる水素吸蔵
合金のインゴットを作製する。そして、該インゴットを
空気中で機械的に粉砕して合金粉末４を作製する。
(純度９９.９％の金属単体)を、モル比１.０：３.２：
１.０：０.６：０.２の割合で混合し、これをアルゴン
雰囲気のアーク炉で溶解した後、自然冷却して、組成式
ＭｍＮｉ3.2ＣｏＭｎ0.6Ａｌ0.2で表わされる水素吸蔵
合金のインゴットを作製する。そして、該インゴットを
空気中で機械的に粉砕して合金粉末４を作製する。
【００２３】(２) 単電池の組立 各水素吸蔵合金粉末とＰＥＯ(ポリエチレンオキサイド)
５重量％の水溶液とを、１００：２０の重量比で混合し
て、ペーストを調製し、該ペーストをニッケル鍍金の施
されたパンチングメタルの両面に塗布し、室温で乾燥を
施した後、所定の寸法に切断して、図３に示す如く、パ
ンチングメタル(30)と、その両面に形成された水素吸蔵
合金層(３)(３)とから構成される水素吸蔵合金電極１〜
４を作製した。そして、各電極を負極として、図１に示
す直径１４ｍｍ、高さ５０ｍｍのＡＡサイズの正極支配
型ニッケル−水素二次電池１〜４(電池容量１.０Ａｈ、
電池電圧１.２Ｖ)を組み立てた。尚、正極としては焼結
式ニッケル極を、セパレータとしては耐アルカリ性の不
織布を、又電解液としては３０重量％水酸化カリウム水
溶液を用いた。
５重量％の水溶液とを、１００：２０の重量比で混合し
て、ペーストを調製し、該ペーストをニッケル鍍金の施
されたパンチングメタルの両面に塗布し、室温で乾燥を
施した後、所定の寸法に切断して、図３に示す如く、パ
ンチングメタル(30)と、その両面に形成された水素吸蔵
合金層(３)(３)とから構成される水素吸蔵合金電極１〜
４を作製した。そして、各電極を負極として、図１に示
す直径１４ｍｍ、高さ５０ｍｍのＡＡサイズの正極支配
型ニッケル−水素二次電池１〜４(電池容量１.０Ａｈ、
電池電圧１.２Ｖ)を組み立てた。尚、正極としては焼結
式ニッケル極を、セパレータとしては耐アルカリ性の不
織布を、又電解液としては３０重量％水酸化カリウム水
溶液を用いた。
【００２４】(３) 組電池の組立 １０個のニッケル−水素二次電池を互いに直列に接続
し、これらをケーシング内に配列して、図５に示す従来
と同一構成のニッケル−水素組電池(組電池容量１.０Ａ
ｈ、組電池電圧１２Ｖ)を組み立てた。ここで、単電池
Ｃ及び単電池Ｈにニッケル−水素二次電池１、他の単電
池Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｉ及びＪにニッケル水素二
次電池４を用いたものを組電池１とする。又、単電池Ｃ
及び単電池Ｈにニッケル−水素二次電池２、他の単電池
Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｉ及びＪにニッケル水素二次
電池４を用いたものを組電池２とする。更に、単電池Ｃ
及び単電池Ｈにニッケル−水素二次電池３、他の単電池
Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｉ及びＪにニッケル水素二次
電池４を用いたものを組電池３とする。更に又、全ての
単電池Ａ〜Ｊにニッケル−水素二次電池４を用いたもの
を組電池４とする。
し、これらをケーシング内に配列して、図５に示す従来
と同一構成のニッケル−水素組電池(組電池容量１.０Ａ
ｈ、組電池電圧１２Ｖ)を組み立てた。ここで、単電池
Ｃ及び単電池Ｈにニッケル−水素二次電池１、他の単電
池Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｉ及びＪにニッケル水素二
次電池４を用いたものを組電池１とする。又、単電池Ｃ
及び単電池Ｈにニッケル−水素二次電池２、他の単電池
Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｉ及びＪにニッケル水素二次
電池４を用いたものを組電池２とする。更に、単電池Ｃ
及び単電池Ｈにニッケル−水素二次電池３、他の単電池
Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｉ及びＪにニッケル水素二次
電池４を用いたものを組電池３とする。更に又、全ての
単電池Ａ〜Ｊにニッケル−水素二次電池４を用いたもの
を組電池４とする。
【００２５】(４) 充放電サイクル試験 各組電池について、常温下、電流１.０Ｃで、組電池電
圧が最高電圧から０.０１Ｖ低下する時点まで充電した
後、１時間休止し、続いて電流１Ｃで１.０Ｖまで放電
した後、１時間休止する工程を１サイクルとして、充放
電を繰り返し、各充放電サイクルで組電池容量を測定し
た。
圧が最高電圧から０.０１Ｖ低下する時点まで充電した
後、１時間休止し、続いて電流１Ｃで１.０Ｖまで放電
した後、１時間休止する工程を１サイクルとして、充放
電を繰り返し、各充放電サイクルで組電池容量を測定し
た。
【００２６】図２は、充放電サイクルを繰り返す過程に
おける組電池容量の変化を表わしている。図中の二点鎖
線は組電池１の容量特性、一点鎖線は組電池２の容量特
性、鎖線は組電池３の容量特性、実線は組電池４の容量
特性を表わしている。尚、組電池１は、単電池Ｃ及び単
電池Ｈの負極を結晶化度の低い水素吸蔵合金を用いて形
成したもの、組電池２は、単電池Ｃ及び単電池Ｈの負極
をコバルトの含有量が多い水素吸蔵合金を用いて形成し
たもの、組電池３は、単電池Ｃ及び単電池Ｈの負極を合
金粒子が一般式ＡＢx(５.１≦ｘ≦５.５)で表わされる
水素吸蔵合金を用いて形成したもの、組電池４は従来の
ものである。図示の如く、組電池容量が減少し始める時
点は、本発明の組電池１、組電池２、組電池３及び従来
の組電池４の何れにおいても、充放電サイクルが５００
回の付近と同時点であるものの、その後、組電池１、組
電池２及び組電池３の組電池容量は、組電池４の組電池
容量よりも緩やかに変化しており、長い寿命が得られて
いる。
おける組電池容量の変化を表わしている。図中の二点鎖
線は組電池１の容量特性、一点鎖線は組電池２の容量特
性、鎖線は組電池３の容量特性、実線は組電池４の容量
特性を表わしている。尚、組電池１は、単電池Ｃ及び単
電池Ｈの負極を結晶化度の低い水素吸蔵合金を用いて形
成したもの、組電池２は、単電池Ｃ及び単電池Ｈの負極
をコバルトの含有量が多い水素吸蔵合金を用いて形成し
たもの、組電池３は、単電池Ｃ及び単電池Ｈの負極を合
金粒子が一般式ＡＢx(５.１≦ｘ≦５.５)で表わされる
水素吸蔵合金を用いて形成したもの、組電池４は従来の
ものである。図示の如く、組電池容量が減少し始める時
点は、本発明の組電池１、組電池２、組電池３及び従来
の組電池４の何れにおいても、充放電サイクルが５００
回の付近と同時点であるものの、その後、組電池１、組
電池２及び組電池３の組電池容量は、組電池４の組電池
容量よりも緩やかに変化しており、長い寿命が得られて
いる。
【００２７】又、単電池Ｃ及び単電池Ｈの負極に用いら
れる水素吸蔵合金電極の構成を図４に示す構成とするこ
とによって、これらの単電池の劣化の進行度を更に抑制
することが出来る。即ち、図示の如く、例えば長さ１０
０ｍｍ、幅４５ｍｍ、厚さ０.１ｍｍのパンチングメタ
ル(30)の両面に、厚さ１.０μｍの磁性膜(４)(４)を介
して、厚さ０.２ｍｍの水素吸蔵合金層(３)(３)が形成
される。ここで、磁性膜(４)は、スパッタリング法、メ
ッキ法或いは蒸着法によって成膜される。又、磁性膜
(４)は、例えば、希土類−金属系、金属−金属系、Ｎｉ
−Ｐ系、Ｎｉ−Ｂ系、Ｃｏ−Ｐ系、Ｃｏ−Ｗ系、Ｆｅ−
Ｐ系、Ｆｅ−Ｗ系、Ｃｒ−Ｗ系或いはＦｅ−Ｍｏ系等の
非晶質磁性材料、或いは永久磁石等から形成される。
れる水素吸蔵合金電極の構成を図４に示す構成とするこ
とによって、これらの単電池の劣化の進行度を更に抑制
することが出来る。即ち、図示の如く、例えば長さ１０
０ｍｍ、幅４５ｍｍ、厚さ０.１ｍｍのパンチングメタ
ル(30)の両面に、厚さ１.０μｍの磁性膜(４)(４)を介
して、厚さ０.２ｍｍの水素吸蔵合金層(３)(３)が形成
される。ここで、磁性膜(４)は、スパッタリング法、メ
ッキ法或いは蒸着法によって成膜される。又、磁性膜
(４)は、例えば、希土類−金属系、金属−金属系、Ｎｉ
−Ｐ系、Ｎｉ−Ｂ系、Ｃｏ−Ｐ系、Ｃｏ−Ｗ系、Ｆｅ−
Ｐ系、Ｆｅ−Ｗ系、Ｃｒ−Ｗ系或いはＦｅ−Ｍｏ系等の
非晶質磁性材料、或いは永久磁石等から形成される。
【００２８】該水素吸蔵合金電極においては、パンチン
グメタル(30)と水素吸蔵合金層(３)の間に磁性膜(４)が
介在するため、パンチングメタル(30)の腐食が防止され
て、単電池の劣化が抑制される。従って、単電池Ｃ及び
単電池Ｈの負極(12)に該水素吸蔵合金電極を用いること
によって、これらの単電池の劣化の進行度を更に抑制す
ることが出来る。又、該水素吸蔵合金電極においては、
パンチングメタル(30)と水素吸蔵合金層(３)の間に磁性
膜(４)が介在するため、パンチングメタル(30)と水素吸
蔵合金層(３)(３)の導電性が向上し、これによって放電
特性が向上すると共に充電時における単電池の内圧が低
減する。
グメタル(30)と水素吸蔵合金層(３)の間に磁性膜(４)が
介在するため、パンチングメタル(30)の腐食が防止され
て、単電池の劣化が抑制される。従って、単電池Ｃ及び
単電池Ｈの負極(12)に該水素吸蔵合金電極を用いること
によって、これらの単電池の劣化の進行度を更に抑制す
ることが出来る。又、該水素吸蔵合金電極においては、
パンチングメタル(30)と水素吸蔵合金層(３)の間に磁性
膜(４)が介在するため、パンチングメタル(30)と水素吸
蔵合金層(３)(３)の導電性が向上し、これによって放電
特性が向上すると共に充電時における単電池の内圧が低
減する。
【００２９】上記実施の形態の説明は、本発明を説明す
るためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を
限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。
又、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許
請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能で
あることは勿論である。
るためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を
限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。
又、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許
請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能で
あることは勿論である。
【図１】本実施例のニッケル−水素組電池を構成すべき
単電池の構造を表わす断面図である。
単電池の構造を表わす断面図である。
【図２】本発明の効果を確認するために行なった実験の
結果を表わすグラフである。
結果を表わすグラフである。
【図３】本実施例の単電池の負極に用いられる水素吸蔵
合金電極の断面構造を表わす斜視図である。
合金電極の断面構造を表わす斜視図である。
【図４】水素吸蔵合金電極の他の構成を表わす同上の斜
視図である。
視図である。
【図５】ニッケル−水素組電池の全体構成を表わす斜視
図である。
図である。
【図６】ニッケル−水素組電池を構成する各単電池の充
電時における温度上昇を表わすグラフである。
電時における温度上昇を表わすグラフである。
(５) ニッケル−水素組電池 (51) ケーシング Ａ〜Ｊ 単電池
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野上 光造 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 米津 育郎 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 西尾 晃治 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 松浦 義典 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 黒田 靖 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 東山 信幸 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 木本 衛 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 水素吸蔵合金電極を負極として用いた複
数の単電池を互いに直列或いは並列に接続すると共に、
互いに近接させて配列したニッケル−水素組電池におい
て、中央部に配置された単電池の負極は、周辺部に配置
された単電池よりも水素吸放出に伴う合金粒子の微粉化
が軽微な水素吸蔵合金を用いて形成されていることを特
徴とするニッケル−水素組電池。 - 【請求項２】 中央部に配置された単電池の負極は、周
辺部に配置された単電池よりも結晶化度の低い水素吸蔵
合金を用いて形成されている請求項１に記載のニッケル
−水素組電池。 - 【請求項３】 中央部に配置された単電池の負極は、周
辺部に配置された単電池よりもコバルトの含有量が多い
水素吸蔵合金を用いて形成されている請求項１又は請求
項２に記載のニッケル−水素組電池。 - 【請求項４】 中央部に配置された単電池の負極は、合
金粒子が一般式ＡＢx(但し、Ａはミッシュメタル(Ｍ
ｍ)、ＢはＮｉ、Ｃｏ、Ｍｎ及びＡｌ、ｘは５.１≦ｘ≦
５.５)で表わされるＭｍ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ａｌ−Ｍｎ系水
素吸蔵合金を用いて形成されている請求項１乃至請求項
３の何れかに記載のニッケル−水素組電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04626697A JP3402992B2 (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | ニッケル−水素組電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04626697A JP3402992B2 (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | ニッケル−水素組電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10241727A true JPH10241727A (ja) | 1998-09-11 |
| JP3402992B2 JP3402992B2 (ja) | 2003-05-06 |
Family
ID=12742424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04626697A Expired - Fee Related JP3402992B2 (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | ニッケル−水素組電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3402992B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019039098A1 (ja) * | 2017-08-24 | 2019-02-28 | Fdk株式会社 | 組電池 |
| JP2020047529A (ja) * | 2018-09-20 | 2020-03-26 | Fdk株式会社 | 組電池 |
| WO2021192977A1 (ja) * | 2020-03-25 | 2021-09-30 | Fdk株式会社 | 組電池 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3109269U (ja) | 2004-12-10 | 2005-05-12 | 台北沛波電子股▲ふん▼有限公司 | 高圧変圧器 |
-
1997
- 1997-02-28 JP JP04626697A patent/JP3402992B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019039098A1 (ja) * | 2017-08-24 | 2019-02-28 | Fdk株式会社 | 組電池 |
| JP2019040733A (ja) * | 2017-08-24 | 2019-03-14 | Fdk株式会社 | 組電池 |
| JP2020047529A (ja) * | 2018-09-20 | 2020-03-26 | Fdk株式会社 | 組電池 |
| WO2021192977A1 (ja) * | 2020-03-25 | 2021-09-30 | Fdk株式会社 | 組電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3402992B2 (ja) | 2003-05-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |