JPH1092422A - アルカリ蓄電池用水素吸蔵合金電極 - Google Patents
アルカリ蓄電池用水素吸蔵合金電極Info
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- JPH1092422A JPH1092422A JP8240496A JP24049696A JPH1092422A JP H1092422 A JPH1092422 A JP H1092422A JP 8240496 A JP8240496 A JP 8240496A JP 24049696 A JP24049696 A JP 24049696A JP H1092422 A JPH1092422 A JP H1092422A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 過放電を行っても、酸素ガスの発生を抑制し
て放電容量を回復できるアルカリ蓄電池用水素吸蔵合金
電極を提供する。 【解決手段】 水素吸蔵合金粉末と、該水素吸蔵合金粉
末に対して０．５〜３．０重量％の炭酸カルシウム（Ｃ
ａＣＯ3 ）粉末と、バインダとを混練してペーストを作
る。ペーストを集電体の両面に塗着した後に乾燥、プレ
スを行って水素吸蔵合金電極を得る。
て放電容量を回復できるアルカリ蓄電池用水素吸蔵合金
電極を提供する。 【解決手段】 水素吸蔵合金粉末と、該水素吸蔵合金粉
末に対して０．５〜３．０重量％の炭酸カルシウム（Ｃ
ａＣＯ3 ）粉末と、バインダとを混練してペーストを作
る。ペーストを集電体の両面に塗着した後に乾燥、プレ
スを行って水素吸蔵合金電極を得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はアルカリ蓄電池用水
素吸蔵合金電極に関するものである。
素吸蔵合金電極に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】水素吸蔵合金電極を負極として用いるニ
ッケル−水素蓄電池等のアルカリ蓄電池は、エネルギー
密度が高く、環境汚染が少ないため、近年、特に注目さ
れている。一般に水素吸蔵合金電極は、次のようにして
製造する。まず、ランタンを主成分としたＭｍ（メッシ
ュメタル）・Ｎｉ合金等に各種の金属を添加したものを
加熱溶解させたものを粉砕して水素吸蔵合金粉末を作
る。次にこの水素吸蔵合金粉末とバインダとを混練し
て、ペーストを作り、このペーストをパンチングメタル
等の集電体に充填する。そして、これを乾燥、プレスし
て完成する。なお、水素は電池の充電することにより水
素吸蔵合金に吸蔵させる。
ッケル−水素蓄電池等のアルカリ蓄電池は、エネルギー
密度が高く、環境汚染が少ないため、近年、特に注目さ
れている。一般に水素吸蔵合金電極は、次のようにして
製造する。まず、ランタンを主成分としたＭｍ（メッシ
ュメタル）・Ｎｉ合金等に各種の金属を添加したものを
加熱溶解させたものを粉砕して水素吸蔵合金粉末を作
る。次にこの水素吸蔵合金粉末とバインダとを混練し
て、ペーストを作り、このペーストをパンチングメタル
等の集電体に充填する。そして、これを乾燥、プレスし
て完成する。なお、水素は電池の充電することにより水
素吸蔵合金に吸蔵させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、水素吸
蔵合金電極を負極として用いるアルカリ蓄電池は、過放
電した後に通常の充放電を行うと過放電を行う前の放電
容量を得ることができないという問題があった。例え
ば、水酸化ニッケルを主成分とした正極と組合わせたニ
ッケル−水素蓄電池では、約−１．０Ｖまで過放電する
と過放電を行う前の放電容量を得ることができない。こ
れは、約−１．０Ｖまで過放電すると正極と負極とが転
極して、水素吸蔵合金電極から酸素ガスが発生するから
である。このように酸素ガスが発生すると水素吸蔵合金
が酸化し、劣化する。その結果、水素吸蔵合金の水素吸
蔵特性が低下して、放電容量が回復しなくなる（過放電
を行う前の放電容量を得ることができない）。このよう
に水素吸蔵合金電極においては、特に過放電後の放電容
量の回復が困難であった。
蔵合金電極を負極として用いるアルカリ蓄電池は、過放
電した後に通常の充放電を行うと過放電を行う前の放電
容量を得ることができないという問題があった。例え
ば、水酸化ニッケルを主成分とした正極と組合わせたニ
ッケル−水素蓄電池では、約−１．０Ｖまで過放電する
と過放電を行う前の放電容量を得ることができない。こ
れは、約−１．０Ｖまで過放電すると正極と負極とが転
極して、水素吸蔵合金電極から酸素ガスが発生するから
である。このように酸素ガスが発生すると水素吸蔵合金
が酸化し、劣化する。その結果、水素吸蔵合金の水素吸
蔵特性が低下して、放電容量が回復しなくなる（過放電
を行う前の放電容量を得ることができない）。このよう
に水素吸蔵合金電極においては、特に過放電後の放電容
量の回復が困難であった。
【０００４】本発明の目的は、過放電を行っても、水素
吸蔵合金電極上の酸素ガスの発生を抑制して放電容量を
回復できるアルカリ蓄電池用水素吸蔵合金電極を提供す
ることにある。
吸蔵合金電極上の酸素ガスの発生を抑制して放電容量を
回復できるアルカリ蓄電池用水素吸蔵合金電極を提供す
ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、水素吸蔵合金
を含有する活物質層を有するアルカリ蓄電池用水素吸蔵
合金電極を対象にして、活物質層に、炭酸カルシウム
（ＣａＣＯ3 ）を含有させる。炭酸カルシウムを添加さ
せると、水素吸蔵合金電極は酸素発生電位がより貴な電
位になる。そこで、本発明のように、活物質層に炭酸カ
ルシウムを含有させると、過放電を行っても、酸素ガス
の発生を抑制できる。その結果、水素吸蔵合金の酸化を
抑制でき、水素吸蔵合金の水素吸蔵特性の低下を抑制で
きる。また、炭酸カルシウムはアルカリ溶液中でも安定
している。
を含有する活物質層を有するアルカリ蓄電池用水素吸蔵
合金電極を対象にして、活物質層に、炭酸カルシウム
（ＣａＣＯ3 ）を含有させる。炭酸カルシウムを添加さ
せると、水素吸蔵合金電極は酸素発生電位がより貴な電
位になる。そこで、本発明のように、活物質層に炭酸カ
ルシウムを含有させると、過放電を行っても、酸素ガス
の発生を抑制できる。その結果、水素吸蔵合金の酸化を
抑制でき、水素吸蔵合金の水素吸蔵特性の低下を抑制で
きる。また、炭酸カルシウムはアルカリ溶液中でも安定
している。
【０００６】炭酸カルシウムの含有量は、水素吸蔵合金
に対して０．１〜３．０重量％とするのが好ましい。炭
酸カルシウムの含有量が水素吸蔵合金に対して０．１重
量％以上になると過放電前の放電容量に対する過放電後
の放電容量の割合（回復容量割合）が高くなる。また、
炭酸カルシウムの含有量が水素吸蔵合金粉末に対して
３．０重量％を超えると電池の低温での温度特性（低温
／常温の放電容量比）が低下して電池特性が低下する。
に対して０．１〜３．０重量％とするのが好ましい。炭
酸カルシウムの含有量が水素吸蔵合金に対して０．１重
量％以上になると過放電前の放電容量に対する過放電後
の放電容量の割合（回復容量割合）が高くなる。また、
炭酸カルシウムの含有量が水素吸蔵合金粉末に対して
３．０重量％を超えると電池の低温での温度特性（低温
／常温の放電容量比）が低下して電池特性が低下する。
【０００７】
【発明の実施の形態】試験に用いた各アルカリ蓄電池用
水素吸蔵合金電極を次のようにして製造した。まず、ラ
ンタンを主体としたＭｍ（メッシュメタル）・Ｎｉ合金
（ＭｍＮｉ5：Ｍｍ＝Ｌａ55Ｃｅ30Ｐｒ3 Ｎｄ12）に所
定量のＣｏ、Ａｌ、Ｍｎを添加したものをアーク溶解で
加熱溶解した後、これを冷却した。そして、これをボー
ルミルを用いて平均径１００μｍ程度の粉末に機械粉砕
して水素吸蔵合金粉末（ＭｍＮｉ3.5 Ｃｏ0.7 Ａｌ0.3
Ｍｎ0.5 粉末）を得た。次に水素吸蔵合金粉末と、該水
素吸蔵合金粉末に対して０．５重量％のニッケル粉末
と、該水素吸蔵合金粉末に対してそれぞれ０．１重量
％、０．５重量％、１．０重量％、２．０重量％、３．
０重量％、４．０重量％、５．０重量％の炭酸カルシウ
ム（ＣａＣＯ3 ）粉末と、該水素吸蔵合金粉末に対して
１．０重量％のエチレン−酢酸ビニル共重合体とメチル
セルロースとの混合物からなるバインダとを混練して粘
度２０，０００ｍＰａ・ｓの複数のペーストを作った。
次に各ペーストを厚み約０．１ｍｍのパンチングメタル
からなる集電体の両面にドクターブレード法により塗着
してから乾燥、プレスを行い厚み約０．３５ｍｍの水素
吸蔵合金極板を構成する水素吸蔵合金電極を得た。また
炭酸カルシウム粉末を添加せずその他は、上記と同じ方
法で比較例の水素吸蔵合金極板も得た。
水素吸蔵合金電極を次のようにして製造した。まず、ラ
ンタンを主体としたＭｍ（メッシュメタル）・Ｎｉ合金
（ＭｍＮｉ5：Ｍｍ＝Ｌａ55Ｃｅ30Ｐｒ3 Ｎｄ12）に所
定量のＣｏ、Ａｌ、Ｍｎを添加したものをアーク溶解で
加熱溶解した後、これを冷却した。そして、これをボー
ルミルを用いて平均径１００μｍ程度の粉末に機械粉砕
して水素吸蔵合金粉末（ＭｍＮｉ3.5 Ｃｏ0.7 Ａｌ0.3
Ｍｎ0.5 粉末）を得た。次に水素吸蔵合金粉末と、該水
素吸蔵合金粉末に対して０．５重量％のニッケル粉末
と、該水素吸蔵合金粉末に対してそれぞれ０．１重量
％、０．５重量％、１．０重量％、２．０重量％、３．
０重量％、４．０重量％、５．０重量％の炭酸カルシウ
ム（ＣａＣＯ3 ）粉末と、該水素吸蔵合金粉末に対して
１．０重量％のエチレン−酢酸ビニル共重合体とメチル
セルロースとの混合物からなるバインダとを混練して粘
度２０，０００ｍＰａ・ｓの複数のペーストを作った。
次に各ペーストを厚み約０．１ｍｍのパンチングメタル
からなる集電体の両面にドクターブレード法により塗着
してから乾燥、プレスを行い厚み約０．３５ｍｍの水素
吸蔵合金極板を構成する水素吸蔵合金電極を得た。また
炭酸カルシウム粉末を添加せずその他は、上記と同じ方
法で比較例の水素吸蔵合金極板も得た。
【０００８】次に各極板の特性を調べるために密閉形ニ
ッケル−水素蓄電池からなるアルカリ蓄電池を作った。
最初に正極板を次のようにして作った。まず水酸化ニッ
ケル粉末と、該水酸化ニッケル粉末に対して０．４５重
量％のカルボキシメチルセルロースからなる結着剤とを
混練してペーストを作った。次にこのペーストを発泡ニ
ッケルからなる集電体に充填してから乾燥、プレス、裁
断を行って容量１３００ｍＡｈの正極板を作った。次に
各負極板（水素吸蔵合金極板）をナイロン製の不織布か
らなるセパレータを介して正極板とそれぞれ巻回して極
板群を作った。次に各極板群を円筒形電池容器に挿入
後、極板群に濃度３１重量％の水酸化カリウム水溶液か
らなる電解液を注液して公称容量１３００ｍＡｈの正極
容量規制の密閉形ニッケル−水素蓄電池を作った。そし
て、各電池に公知の活性化処理を施し後、電池周囲温度
２０℃において、０．１ＣｍＡの電流で１６時間充電
し、０．２ＣｍＡの電流で電池電圧が１．０Ｖになるま
で放電する充放電を数回繰り返した。この充電により、
水素吸蔵合金極板に水素が吸蔵される。そして、次に実
験１及び２を行った。
ッケル−水素蓄電池からなるアルカリ蓄電池を作った。
最初に正極板を次のようにして作った。まず水酸化ニッ
ケル粉末と、該水酸化ニッケル粉末に対して０．４５重
量％のカルボキシメチルセルロースからなる結着剤とを
混練してペーストを作った。次にこのペーストを発泡ニ
ッケルからなる集電体に充填してから乾燥、プレス、裁
断を行って容量１３００ｍＡｈの正極板を作った。次に
各負極板（水素吸蔵合金極板）をナイロン製の不織布か
らなるセパレータを介して正極板とそれぞれ巻回して極
板群を作った。次に各極板群を円筒形電池容器に挿入
後、極板群に濃度３１重量％の水酸化カリウム水溶液か
らなる電解液を注液して公称容量１３００ｍＡｈの正極
容量規制の密閉形ニッケル−水素蓄電池を作った。そし
て、各電池に公知の活性化処理を施し後、電池周囲温度
２０℃において、０．１ＣｍＡの電流で１６時間充電
し、０．２ＣｍＡの電流で電池電圧が１．０Ｖになるま
で放電する充放電を数回繰り返した。この充電により、
水素吸蔵合金極板に水素が吸蔵される。そして、次に実
験１及び２を行った。
【０００９】（実験１）電池周囲温度２０℃において、
各電池を０．２ＣｍＡの電流で−１．０Ｖになるまで過
放電した。そして、過放電後に０．１ＣｍＡの電流で１
６時間充電してから０．２ＣｍＡの電流で１．０Ｖにな
るまで放電した。これにより過放電前の放電容量に対す
る過放電後の放電容量の割合（回復容量割合）を求め
て、水素吸蔵合金粉末に対する炭酸カルシウム量と回復
容量割合との関係を調べた。表１はその測定結果を示し
ている。
各電池を０．２ＣｍＡの電流で−１．０Ｖになるまで過
放電した。そして、過放電後に０．１ＣｍＡの電流で１
６時間充電してから０．２ＣｍＡの電流で１．０Ｖにな
るまで放電した。これにより過放電前の放電容量に対す
る過放電後の放電容量の割合（回復容量割合）を求め
て、水素吸蔵合金粉末に対する炭酸カルシウム量と回復
容量割合との関係を調べた。表１はその測定結果を示し
ている。
【００１０】
【表１】 本表より炭酸カルシウムが僅かに含まれるだけで回復容
量割合が大きくなり、水素吸蔵合金粉末に対して０．１
重量％以上含まれると回復容量割合はほぼ一定になるの
が分る。
量割合が大きくなり、水素吸蔵合金粉末に対して０．１
重量％以上含まれると回復容量割合はほぼ一定になるの
が分る。
【００１１】（実験２）本実験では、水素吸蔵合金粉末
に対する炭酸カルシウム量と電池の低温での温度特性と
の関係を調べた。まず、電池周囲温度−１０℃におい
て、各電池を０．１ＣｍＡの電流で１６時間充電してか
ら０．２ＣｍＡの電流で１．０Ｖになるまで放電して放
電容量を測定した。また電池周囲温度２０℃において
も、各電池を０．１ＣｍＡの電流で１６時間充電してか
ら０．２ＣｍＡの電流で１．０Ｖになるまで放電して放
電容量を測定した。そして、２０℃における放電容量に
対する−１０℃における放電容量の割合（−１０℃／２
０℃の放電容量比）を算出して水素吸蔵合金粉末に対す
る炭酸カルシウム量と−１０℃／２０℃の放電容量比と
の関係を調べた。表１にその測定結果を示す。
に対する炭酸カルシウム量と電池の低温での温度特性と
の関係を調べた。まず、電池周囲温度−１０℃におい
て、各電池を０．１ＣｍＡの電流で１６時間充電してか
ら０．２ＣｍＡの電流で１．０Ｖになるまで放電して放
電容量を測定した。また電池周囲温度２０℃において
も、各電池を０．１ＣｍＡの電流で１６時間充電してか
ら０．２ＣｍＡの電流で１．０Ｖになるまで放電して放
電容量を測定した。そして、２０℃における放電容量に
対する−１０℃における放電容量の割合（−１０℃／２
０℃の放電容量比）を算出して水素吸蔵合金粉末に対す
る炭酸カルシウム量と−１０℃／２０℃の放電容量比と
の関係を調べた。表１にその測定結果を示す。
【００１２】本表より水素吸蔵合金粉末に対する炭酸カ
ルシウム量が３．０重量％を超えると−１０℃／２０℃
の放電容量比が低下して電池特性が低下するのが分る。
ルシウム量が３．０重量％を超えると−１０℃／２０℃
の放電容量比が低下して電池特性が低下するのが分る。
【００１３】以上、実験１及び２より炭酸カルシウムの
含有量は、水素吸蔵合金に対して０．１〜３．０重量％
とするのが好ましいのが分る。
含有量は、水素吸蔵合金に対して０．１〜３．０重量％
とするのが好ましいのが分る。
【００１４】
【発明の効果】炭酸カルシウムは酸素過電圧を上昇させ
る作用を有しているため、本発明のように、活物質層に
炭酸カルシウムを含有させると過放電を行っても、酸素
ガスの発生を抑制できる。そのため、水素吸蔵合金の酸
化を抑制できて、水素吸蔵合金の水素吸蔵特性の低下を
抑制できる。その結果、電池を過放電しても放電容量を
回復することができる。
る作用を有しているため、本発明のように、活物質層に
炭酸カルシウムを含有させると過放電を行っても、酸素
ガスの発生を抑制できる。そのため、水素吸蔵合金の酸
化を抑制できて、水素吸蔵合金の水素吸蔵特性の低下を
抑制できる。その結果、電池を過放電しても放電容量を
回復することができる。
Claims (2)
- 【請求項１】 水素吸蔵合金を含有する活物質層を有す
るアルカリ蓄電池用水素吸蔵合金電極において、 前記活物質層には、炭酸カルシウムが含有されているこ
とを特徴とするアルカリ蓄電池用水素吸蔵合金電極。 - 【請求項２】 前記炭酸カルシウムの含有量は、前記水
素吸蔵合金に対して０．１〜３．０重量％であることを
特徴とする請求項１に記載のアルカリ蓄電池用水素吸蔵
合金電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24049696A JP3588933B2 (ja) | 1996-09-11 | 1996-09-11 | アルカリ蓄電池用水素吸蔵合金電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24049696A JP3588933B2 (ja) | 1996-09-11 | 1996-09-11 | アルカリ蓄電池用水素吸蔵合金電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1092422A true JPH1092422A (ja) | 1998-04-10 |
| JP3588933B2 JP3588933B2 (ja) | 2004-11-17 |
Family
ID=17060387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24049696A Expired - Fee Related JP3588933B2 (ja) | 1996-09-11 | 1996-09-11 | アルカリ蓄電池用水素吸蔵合金電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3588933B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009170287A (ja) * | 2008-01-17 | 2009-07-30 | Mitsubishi Chemicals Corp | 非水系電解液二次電池用電極及びそれを用いた非水系電解液二次電池 |
| US7833928B2 (en) * | 2003-08-19 | 2010-11-16 | Gkss-Forschungszentrum Geesthacht Gmbh | Metalliferous, hydrogen-storing material and process for its production |
| EP2728654A1 (en) * | 2012-10-30 | 2014-05-07 | FDK Twicell Co., Ltd. | Nickel hydride secondary battery |
-
1996
- 1996-09-11 JP JP24049696A patent/JP3588933B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7833928B2 (en) * | 2003-08-19 | 2010-11-16 | Gkss-Forschungszentrum Geesthacht Gmbh | Metalliferous, hydrogen-storing material and process for its production |
| JP2009170287A (ja) * | 2008-01-17 | 2009-07-30 | Mitsubishi Chemicals Corp | 非水系電解液二次電池用電極及びそれを用いた非水系電解液二次電池 |
| EP2728654A1 (en) * | 2012-10-30 | 2014-05-07 | FDK Twicell Co., Ltd. | Nickel hydride secondary battery |
| CN103794797A (zh) * | 2012-10-30 | 2014-05-14 | Fdktwicell株式会社 | 镍氢充电电池 |
| US9343742B2 (en) | 2012-10-30 | 2016-05-17 | Fdk Corporation | Nickel hydride secondary battery |
| CN103794797B (zh) * | 2012-10-30 | 2017-08-29 | Fdk株式会社 | 镍氢充电电池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3588933B2 (ja) | 2004-11-17 |
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