JPH11111298A - 水素吸蔵合金電極 - Google Patents
水素吸蔵合金電極Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 炭素粉末を導電剤として含有する水素吸蔵合
金電極において、炭素粉末の有するガス親和性を維持し
つつ、電気伝導性を更に向上させることによって、電池
特性に優れた水素吸蔵合金電極を提供する。 【解決手段】 本発明に係る水素吸蔵合金電極は、導電
材として、炭素粉末の粒子22の表面の少なくとも一部の
領域を被って金属被膜23が形成された金属被覆炭素粉末
Ａを含有する。前記金属被覆炭素粉末Ａは、炭素粉末の
有する良好なガス親和性を維持しつつ、その表面を被覆
する金属の有する良電導性によって、水素吸蔵合金粉末
Ｂの粒子24、金属被覆炭素粉末Ａの粒子21、及び集電体
間の電子の授受を促進せしめ、高率放電特性及び電池内
圧特性を向上させる。
金電極において、炭素粉末の有するガス親和性を維持し
つつ、電気伝導性を更に向上させることによって、電池
特性に優れた水素吸蔵合金電極を提供する。 【解決手段】 本発明に係る水素吸蔵合金電極は、導電
材として、炭素粉末の粒子22の表面の少なくとも一部の
領域を被って金属被膜23が形成された金属被覆炭素粉末
Ａを含有する。前記金属被覆炭素粉末Ａは、炭素粉末の
有する良好なガス親和性を維持しつつ、その表面を被覆
する金属の有する良電導性によって、水素吸蔵合金粉末
Ｂの粒子24、金属被覆炭素粉末Ａの粒子21、及び集電体
間の電子の授受を促進せしめ、高率放電特性及び電池内
圧特性を向上させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ニッケル・水素蓄
電池等のアルカリ二次電池の負極電極として用いられる
水素吸蔵合金に関し、特に、導電材として用いられる炭
素粉末の粒子表面の特性の改良に関するものである。
電池等のアルカリ二次電池の負極電極として用いられる
水素吸蔵合金に関し、特に、導電材として用いられる炭
素粉末の粒子表面の特性の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、二次電池として、ニッケル・カド
ミウム蓄電池や鉛蓄電池が広く普及しているが、特に近
年、携帯電話機やノート型コンピュータ等の小型情報機
器の発達に伴って、エネルギー密度が大きく、然もクリ
ーンな二次電池の開発が要望されている。そこで、カド
ミウムや鉛のような有害物質を含まない水素吸蔵合金か
らなる電極を負極に用いた密閉型ニッケル・水素蓄電池
が注目されている。
ミウム蓄電池や鉛蓄電池が広く普及しているが、特に近
年、携帯電話機やノート型コンピュータ等の小型情報機
器の発達に伴って、エネルギー密度が大きく、然もクリ
ーンな二次電池の開発が要望されている。そこで、カド
ミウムや鉛のような有害物質を含まない水素吸蔵合金か
らなる電極を負極に用いた密閉型ニッケル・水素蓄電池
が注目されている。
【０００３】ニッケル・水素蓄電池は、水素吸蔵合金か
らなる負極、ニッケル正極、アルカリ電解液、セパレー
タ等を備え、負極となる水素吸蔵合金電極は水素吸蔵合
金塊を粉砕して得られる水素吸蔵合金粉末に導電材及び
結着剤を加え、これを電極形状に成形することによって
作製される。
らなる負極、ニッケル正極、アルカリ電解液、セパレー
タ等を備え、負極となる水素吸蔵合金電極は水素吸蔵合
金塊を粉砕して得られる水素吸蔵合金粉末に導電材及び
結着剤を加え、これを電極形状に成形することによって
作製される。
【０００４】水素吸蔵合金を負極に用いたニッケル・水
素蓄電池においては、水素吸蔵合金の表面がアルカリ電
解液と接触することにより、合金表面では気相反応と電
気化学的反応が同時に進行する。即ち、水素圧力及び温
度の関係では、水素が水素吸蔵合金に吸蔵され、或いは
水素吸蔵合金から水素が放出される（気相反応）。一
方、電圧及び電流の関係では、電圧の印加（充電）によ
って、水の電気分解で生じた水素が水素吸蔵合金に吸蔵
され、電流の取り出し（放電）によって、水素が酸化さ
れて水となる（電気化学的反応）。
素蓄電池においては、水素吸蔵合金の表面がアルカリ電
解液と接触することにより、合金表面では気相反応と電
気化学的反応が同時に進行する。即ち、水素圧力及び温
度の関係では、水素が水素吸蔵合金に吸蔵され、或いは
水素吸蔵合金から水素が放出される（気相反応）。一
方、電圧及び電流の関係では、電圧の印加（充電）によ
って、水の電気分解で生じた水素が水素吸蔵合金に吸蔵
され、電流の取り出し（放電）によって、水素が酸化さ
れて水となる（電気化学的反応）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ニッケ
ル・水素蓄電池では、水素吸蔵合金電極の電気伝導性が
不十分な場合、電子の移動が滞り、電極内が電子が飽和
した状態に陥いる。このとき、正極であるニッケル電極
の表面では気体状酸素が発生し、負極である水素吸蔵合
金電極の表面では気体状水素が発生し、電池内圧が上昇
する。密閉型ニッケル・水素蓄電池においては、電池内
圧の過度の上昇は、電解液の外部への逸散などによる充
放電容量の低下などの問題がある。更に、これら水素原
子と、酸素原子が再結合することによって水が生成する
と、電池内圧は降下するものの、電気エネルギーが熱エ
ネルギーとして発散され、放電容量、及び高圧放電特性
の低下が問題となる。
ル・水素蓄電池では、水素吸蔵合金電極の電気伝導性が
不十分な場合、電子の移動が滞り、電極内が電子が飽和
した状態に陥いる。このとき、正極であるニッケル電極
の表面では気体状酸素が発生し、負極である水素吸蔵合
金電極の表面では気体状水素が発生し、電池内圧が上昇
する。密閉型ニッケル・水素蓄電池においては、電池内
圧の過度の上昇は、電解液の外部への逸散などによる充
放電容量の低下などの問題がある。更に、これら水素原
子と、酸素原子が再結合することによって水が生成する
と、電池内圧は降下するものの、電気エネルギーが熱エ
ネルギーとして発散され、放電容量、及び高圧放電特性
の低下が問題となる。
【０００６】現在、一般に使用されているニッケル・水
素蓄電池においては、金属粉末、炭素粉末等の導電剤を
水素吸蔵合金に混合し、水素吸蔵合金電極の導電性を向
上させることによって、気体の発生を抑制し、充電時の
電池内圧上昇を低減させているが、充分な効果が得られ
ず、更に電極の電気伝導特性を高めることが望まれてい
る。
素蓄電池においては、金属粉末、炭素粉末等の導電剤を
水素吸蔵合金に混合し、水素吸蔵合金電極の導電性を向
上させることによって、気体の発生を抑制し、充電時の
電池内圧上昇を低減させているが、充分な効果が得られ
ず、更に電極の電気伝導特性を高めることが望まれてい
る。
【０００７】本発明の目的は、炭素粉末を導電剤として
含有する水素吸蔵合金電極において、炭素粉末の電気伝
導性を更に向上させることによって、電池内圧特性や高
率放電特性等の電池特性に優れた水素吸蔵合金電極を提
供することである。
含有する水素吸蔵合金電極において、炭素粉末の電気伝
導性を更に向上させることによって、電池内圧特性や高
率放電特性等の電池特性に優れた水素吸蔵合金電極を提
供することである。
【０００８】
【課題を解決する為の手段】本発明に係る水素吸蔵合金
電極は、水素吸蔵合金粉末Ｂと導電材の粉末Ａとの混合
物を主材とする水素吸蔵合金電極であって、前記導電材
の粉末Ａが、炭素粒子(22)の表面の少なくとも一部の領
域を被って金属被膜(23)が形成された金属被覆炭素粉末
であることを特徴とする。
電極は、水素吸蔵合金粉末Ｂと導電材の粉末Ａとの混合
物を主材とする水素吸蔵合金電極であって、前記導電材
の粉末Ａが、炭素粒子(22)の表面の少なくとも一部の領
域を被って金属被膜(23)が形成された金属被覆炭素粉末
であることを特徴とする。
【０００９】水素吸蔵合金における気相反応及び電気化
学的反応を効率よく行なうためには、気相（酸素、水
素)−固相(水素吸蔵合金)−液相(電解液)の三相界面を
電気的に導通がとれた状態に形成することが必要であ
る。導電剤である炭素粉末は、気体状水素及び気体状酸
素に対して親和性があり、上記反応系への気体の供給、
即ち気相−固相間の相互作用を促進する効果を有する。
本発明に係る水素吸蔵合金電極では、炭素粒子(22)の表
面に良電導性の金属からなる金属被膜(23)を形成した金
属被覆炭素粉末Ａを導電材として用いている。金属被覆
炭素粉末Ａは上記の炭素粉末の有する作用を維持しつ
つ、その表面を被覆する金属の有する良電導性によっ
て、水素吸蔵合金粉末Ｂの粒子(24)、金属被覆炭素粉末
Ａの粒子(21)、及び集電体の三者間の電子の授受を促進
させることが可能となる。その結果として、各々の粒子
間、或いは集電体と、集電体に接触する粒子との間の電
気的接触が良好となり、高率放電特性が改善されると共
に、水素吸蔵合金粉末への水素原子の吸収を促進させ、
電池内圧の上昇が抑制される。
学的反応を効率よく行なうためには、気相（酸素、水
素)−固相(水素吸蔵合金)−液相(電解液)の三相界面を
電気的に導通がとれた状態に形成することが必要であ
る。導電剤である炭素粉末は、気体状水素及び気体状酸
素に対して親和性があり、上記反応系への気体の供給、
即ち気相−固相間の相互作用を促進する効果を有する。
本発明に係る水素吸蔵合金電極では、炭素粒子(22)の表
面に良電導性の金属からなる金属被膜(23)を形成した金
属被覆炭素粉末Ａを導電材として用いている。金属被覆
炭素粉末Ａは上記の炭素粉末の有する作用を維持しつ
つ、その表面を被覆する金属の有する良電導性によっ
て、水素吸蔵合金粉末Ｂの粒子(24)、金属被覆炭素粉末
Ａの粒子(21)、及び集電体の三者間の電子の授受を促進
させることが可能となる。その結果として、各々の粒子
間、或いは集電体と、集電体に接触する粒子との間の電
気的接触が良好となり、高率放電特性が改善されると共
に、水素吸蔵合金粉末への水素原子の吸収を促進させ、
電池内圧の上昇が抑制される。
【００１０】具体的には、前記金属元素は、Ｔi、Ｖ、
Ｃr、Ｍn、Ｆe、Ｃo、Ｎi、Ｃu、Ｚn、Ｓn、Ｓb、及び
Ａlから選ばれた１種以上の遷移金属である。又、前記
炭素粉末は、黒鉛及びカーボンブラックから選ばれた１
種以上の炭素粉末からなる。
Ｃr、Ｍn、Ｆe、Ｃo、Ｎi、Ｃu、Ｚn、Ｓn、Ｓb、及び
Ａlから選ばれた１種以上の遷移金属である。又、前記
炭素粉末は、黒鉛及びカーボンブラックから選ばれた１
種以上の炭素粉末からなる。
【００１１】該具体的構成において、導電剤には良伝導
性素材を用いることが望ましく、母材となる炭素粉末と
しては、黒鉛及びカーボンブラックから選ばれた１種以
上を用いることが好ましく、又、該炭素粉末の粒子(22)
の表面を覆う金属元素としては、Ｔi、Ｖ、Ｃr、Ｍn、
Ｆe、Ｃo、Ｎi、Ｃu、Ｚn、Ｓn、Ｓb、及びＡlから選ば
れた１種以上の遷移金属を用いることが好ましい。
性素材を用いることが望ましく、母材となる炭素粉末と
しては、黒鉛及びカーボンブラックから選ばれた１種以
上を用いることが好ましく、又、該炭素粉末の粒子(22)
の表面を覆う金属元素としては、Ｔi、Ｖ、Ｃr、Ｍn、
Ｆe、Ｃo、Ｎi、Ｃu、Ｚn、Ｓn、Ｓb、及びＡlから選ば
れた１種以上の遷移金属を用いることが好ましい。
【００１２】更に具体的には、前記金属被覆炭素粉末Ａ
の粒子径は、１〜３０μｍである。又、前記金属被膜(2
3)の比表面積は、前記炭素粉末の粒子(22)の単位重量当
たり、０.３〜０.６ｍ2／ｇである。
の粒子径は、１〜３０μｍである。又、前記金属被膜(2
3)の比表面積は、前記炭素粉末の粒子(22)の単位重量当
たり、０.３〜０.６ｍ2／ｇである。
【００１３】前記炭素粉末の粒子(22)の表面に前記金属
被膜(23)を形成することよって、本発明に係る水素吸蔵
合金電極の導電性を改善させる旨は先に述べたが、物理
的な側面からみて、各々の粒子が密に接触した充填率の
高い状態にあることが、該水素吸蔵合金電極の導電性を
改善する上で更に望ましい。前記金属被覆炭素粉末Ａの
粒子径を縮小させることによって、電極合材の充填率を
増大させることができるため、前記金属被覆炭素粉末Ａ
の粒子径は１μｍ〜３０μｍとすることが好ましい。
尚、前記金属被覆炭素粉末Ａの最適粒子径に対して、水
素吸蔵合金粉末Ｂの粒子径は１０μm以上であることが
望ましく、両粒子の大小関係は問わない。又、前記金属
被膜(23)が厚すぎる、或いは前記炭素粉末の粒子(22)に
対する前記金属被膜(23)の被覆面積が広すぎる場合、本
来、炭素粉末が有する良好なガス親和性が抑制され、電
池特性の改善効果が得られなくなる。従って、前記炭素
粉末の有するガス親和性と金属被膜(23)の有する良電導
性のバランスをとるために、前記金属被膜(23)の前記炭
素粉末の粒子(22)に対する比表面積は、０.３ｍ2／ｇ〜
０.６ｍ2／ｇであることが好ましい。
被膜(23)を形成することよって、本発明に係る水素吸蔵
合金電極の導電性を改善させる旨は先に述べたが、物理
的な側面からみて、各々の粒子が密に接触した充填率の
高い状態にあることが、該水素吸蔵合金電極の導電性を
改善する上で更に望ましい。前記金属被覆炭素粉末Ａの
粒子径を縮小させることによって、電極合材の充填率を
増大させることができるため、前記金属被覆炭素粉末Ａ
の粒子径は１μｍ〜３０μｍとすることが好ましい。
尚、前記金属被覆炭素粉末Ａの最適粒子径に対して、水
素吸蔵合金粉末Ｂの粒子径は１０μm以上であることが
望ましく、両粒子の大小関係は問わない。又、前記金属
被膜(23)が厚すぎる、或いは前記炭素粉末の粒子(22)に
対する前記金属被膜(23)の被覆面積が広すぎる場合、本
来、炭素粉末が有する良好なガス親和性が抑制され、電
池特性の改善効果が得られなくなる。従って、前記炭素
粉末の有するガス親和性と金属被膜(23)の有する良電導
性のバランスをとるために、前記金属被膜(23)の前記炭
素粉末の粒子(22)に対する比表面積は、０.３ｍ2／ｇ〜
０.６ｍ2／ｇであることが好ましい。
【００１４】
【発明の効果】本発明に係る水素吸蔵合金電極によれ
ば、導電剤である炭素粉末を良電導性の遷移金属で部分
的に被覆することによって、炭素粉末の有する良好なガ
ス親和性を保持しつつ、水素吸蔵合金粉末Ｂの粒子(2
4)、金属被覆炭素粉末Ａの粒子(21)、及び集電体の間の
電気的接続が増強される。従って、本発明に係る水素吸
蔵合金電極を用いたアルカリ二次電池の電池内圧特性や
高圧放電特性が改善され、電池特性に優れたアルカリ二
次電池が得られる。
ば、導電剤である炭素粉末を良電導性の遷移金属で部分
的に被覆することによって、炭素粉末の有する良好なガ
ス親和性を保持しつつ、水素吸蔵合金粉末Ｂの粒子(2
4)、金属被覆炭素粉末Ａの粒子(21)、及び集電体の間の
電気的接続が増強される。従って、本発明に係る水素吸
蔵合金電極を用いたアルカリ二次電池の電池内圧特性や
高圧放電特性が改善され、電池特性に優れたアルカリ二
次電池が得られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１に示す如く、本発明に係る水
素吸蔵合金電極の活物質層(２)は、水素吸蔵合金粉末Ｂ
の粒子(24)の間に、金属被覆炭素粉末Ａの粒子(21)が介
在している。金属被覆炭素粉末Ａの粒子(21)は、炭素粉
末の粒子(22)と、その表面を被覆する金属被膜(23)から
なる。ただし、炭素粉末の有するガス親和性を損なわな
いように、水素吸蔵合金電極合材に存在するすべての金
属被覆炭素粉末Ａの粒子(21)において、炭素粉末の粒子
(22)の表面全体を覆うような金属被膜(23)が形成される
べきではない。以下、本発明を実施すべきニッケル・水
素蓄電池の水素吸蔵合金電極の実施の形態について、具
体的に説明する。
素吸蔵合金電極の活物質層(２)は、水素吸蔵合金粉末Ｂ
の粒子(24)の間に、金属被覆炭素粉末Ａの粒子(21)が介
在している。金属被覆炭素粉末Ａの粒子(21)は、炭素粉
末の粒子(22)と、その表面を被覆する金属被膜(23)から
なる。ただし、炭素粉末の有するガス親和性を損なわな
いように、水素吸蔵合金電極合材に存在するすべての金
属被覆炭素粉末Ａの粒子(21)において、炭素粉末の粒子
(22)の表面全体を覆うような金属被膜(23)が形成される
べきではない。以下、本発明を実施すべきニッケル・水
素蓄電池の水素吸蔵合金電極の実施の形態について、具
体的に説明する。
【００１６】
【実施例】実施例１ （水素吸蔵合金の作製）希土類元素の混合物であるミッ
シュメタル（以下Ｍmという）、及び夫々純度９９.９％
の金属単体であるＮi、Ｃo、Ａl、Ｍnを所定のモル比で
混合し、アルゴン雰囲気のアーク溶解炉で溶解せしめた
後、これを自然放冷してＣaＣu5型結晶構造を有する組
成式ＭmＮi3.6Ｃo0.6Ａl0.2Ｍn0.6で表わされる水素吸
蔵合金を作製した。この水素吸蔵合金のインゴットを空
気中で機械的に粉砕し、平均粒径が３０μmの水素吸蔵
合金粉末を得た。
シュメタル（以下Ｍmという）、及び夫々純度９９.９％
の金属単体であるＮi、Ｃo、Ａl、Ｍnを所定のモル比で
混合し、アルゴン雰囲気のアーク溶解炉で溶解せしめた
後、これを自然放冷してＣaＣu5型結晶構造を有する組
成式ＭmＮi3.6Ｃo0.6Ａl0.2Ｍn0.6で表わされる水素吸
蔵合金を作製した。この水素吸蔵合金のインゴットを空
気中で機械的に粉砕し、平均粒径が３０μmの水素吸蔵
合金粉末を得た。
【００１７】（化学メッキ法によるカーボンブラックの
表面被覆処理）Ｃo、Ｃu、Ｎi、Ｃr、Ｚn、或いはＳnの
塩化物を各々０.５mol/ｌと、次亜リン酸ソーダを１.０
mol/ｌ、クエン酸ソーダを０.５mol/ｌとなるように溶
解させた６種のメッキ浴に、粒子径１.０μmのカーボン
ブラックを２時間浸漬し、洗浄後、乾燥処理を施し、６
種の金属被覆炭素粉末を得た。
表面被覆処理）Ｃo、Ｃu、Ｎi、Ｃr、Ｚn、或いはＳnの
塩化物を各々０.５mol/ｌと、次亜リン酸ソーダを１.０
mol/ｌ、クエン酸ソーダを０.５mol/ｌとなるように溶
解させた６種のメッキ浴に、粒子径１.０μmのカーボン
ブラックを２時間浸漬し、洗浄後、乾燥処理を施し、６
種の金属被覆炭素粉末を得た。
【００１８】（電極の作製）活物質として前記水素吸蔵
合金粉末と、導電剤として６種の前記金属被覆炭素粉末
と、結着剤としてポリエチレンオキサイドを０.５重量
％含む水溶液とを混合し、６種のペーストを調製した。
これら６種のペーストを、ニッケル鍍金を施したパンチ
ングメタルからなる芯体の両面に塗布し、室温で乾燥さ
せた後に所定の寸法に切断して、６種の負極電極を作製
した。正極としては、従来より公知の焼結式ニッケル電
極を使用した。
合金粉末と、導電剤として６種の前記金属被覆炭素粉末
と、結着剤としてポリエチレンオキサイドを０.５重量
％含む水溶液とを混合し、６種のペーストを調製した。
これら６種のペーストを、ニッケル鍍金を施したパンチ
ングメタルからなる芯体の両面に塗布し、室温で乾燥さ
せた後に所定の寸法に切断して、６種の負極電極を作製
した。正極としては、従来より公知の焼結式ニッケル電
極を使用した。
【００１９】（ニッケル・水素蓄電池の作製）上記の正
極及び６種の負極を用いて、正極容量規制の理論容量１
０００mAhを有する６種の密閉型ニッケル・水素蓄電池
Ａ１〜Ａ６を作製した。図２に示す如く、本発明に係る
水素吸蔵合金電極を用いて作製したニッケル・水素蓄電
池Ａ１(１)は、正極(11)、負極(12)、セパレーター(1
3)、正極リード(14)、負極リード(15)、正極外部端子(1
6)、負極缶(17)、及び封口蓋(18)等から構成される。正
極(11)及び負極(12)は、セパレーター(13)を介して渦巻
き状に巻き取られた状態で負極缶(17)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、
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Ａ１(１)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
異常に上昇したときに圧縮されて電池内部のガスを大気
中に放出し得る様になっている。
極及び６種の負極を用いて、正極容量規制の理論容量１
０００mAhを有する６種の密閉型ニッケル・水素蓄電池
Ａ１〜Ａ６を作製した。図２に示す如く、本発明に係る
水素吸蔵合金電極を用いて作製したニッケル・水素蓄電
池Ａ１(１)は、正極(11)、負極(12)、セパレーター(1
3)、正極リード(14)、負極リード(15)、正極外部端子(1
6)、負極缶(17)、及び封口蓋(18)等から構成される。正
極(11)及び負極(12)は、セパレーター(13)を介して渦巻
き状に巻き取られた状態で負極缶(17)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、
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Ａ１(１)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
異常に上昇したときに圧縮されて電池内部のガスを大気
中に放出し得る様になっている。
【００２０】（電池特性実験）上記の本発明を実施すべ
き６種のニッケル・水素蓄電池Ａ１〜Ａ６を条件を揃え
るために１００mAで２回充放電を行なった。高率放電特
性について検討を行なうために、前記の充放電反応後
に、１００mAで１６時間充電を行ない、４０００mAで放
電した際の放電容量を測定した。又、放電容量の測定と
同様に、１００mAで２回の充放電反応を行なった後に、
１００mAで１６時間充電を行ない、更に１０００mAで８
０分間充電した時点での電池内圧についても測定した。
き６種のニッケル・水素蓄電池Ａ１〜Ａ６を条件を揃え
るために１００mAで２回充放電を行なった。高率放電特
性について検討を行なうために、前記の充放電反応後
に、１００mAで１６時間充電を行ない、４０００mAで放
電した際の放電容量を測定した。又、放電容量の測定と
同様に、１００mAで２回の充放電反応を行なった後に、
１００mAで１６時間充電を行ない、更に１０００mAで８
０分間充電した時点での電池内圧についても測定した。
【００２１】実施例２ Ｔi、Ｖ、Ｍn、Ｆe、Ｓb、或いはＡlの金属小片を、各
々カーボンブラック粉末と共に容器中に収容した。６種
の各々の容器中を１０×１０-3mmHg以下の高真空とし、
タングステンフィラメントを電気的に加熱させ、前記金
属小片を融解し、更に蒸発させた。その蒸気をカーボン
ブラックの粒子表面に薄膜として凝着させ、６種の金属
被覆カーボンブラックを得た。上記の如く、蒸着法によ
りカーボンブラックの表面被覆処理を行なった以外は、
実施例１と同様にして、６種の本発明を実施すべきニッ
ケル・水素蓄電池Ａ７〜Ａ１２を作製し、電池特性試験
を行なった。
々カーボンブラック粉末と共に容器中に収容した。６種
の各々の容器中を１０×１０-3mmHg以下の高真空とし、
タングステンフィラメントを電気的に加熱させ、前記金
属小片を融解し、更に蒸発させた。その蒸気をカーボン
ブラックの粒子表面に薄膜として凝着させ、６種の金属
被覆カーボンブラックを得た。上記の如く、蒸着法によ
りカーボンブラックの表面被覆処理を行なった以外は、
実施例１と同様にして、６種の本発明を実施すべきニッ
ケル・水素蓄電池Ａ７〜Ａ１２を作製し、電池特性試験
を行なった。
【００２２】実施例３ （ニッケル・水素蓄電池の作製）表３に示すように、平
均粒径が０.５〜４２μmで比表面積が０.６２〜０.２９
ｍ2／ｇの８種のカーボンブラックと、コバルトの塩化
物を用い、前記化学メッキ法によって処理した８種のコ
バルト被覆カーボンブラックを得た。これら８種のコバ
ルト被覆カーボンブラックを用いた以外は、実施例１と
同様にして、本発明を実施すべきニッケル・水素蓄電池
Ｂ１〜Ｂ８を作製した。
均粒径が０.５〜４２μmで比表面積が０.６２〜０.２９
ｍ2／ｇの８種のカーボンブラックと、コバルトの塩化
物を用い、前記化学メッキ法によって処理した８種のコ
バルト被覆カーボンブラックを得た。これら８種のコバ
ルト被覆カーボンブラックを用いた以外は、実施例１と
同様にして、本発明を実施すべきニッケル・水素蓄電池
Ｂ１〜Ｂ８を作製した。
【００２３】（電池特性実験）上記の本発明を実施すべ
き８種のニッケル・水素蓄電池Ｂ１〜Ｂ８を、条件を揃
えるために１００mAで２回充放電を行なった。高率放電
特性について検討を行なうために、前記の充放電反応後
に、１００mAで１６時間充電を行ない、３０００mAで放
電した際の放電容量を測定した。又、放電容量の測定と
同様に、１００mAで２回の充放電反応を行なった後に、
１００mAで１６時間充電を行ない、更に１５００mAで６
０分間充電した時点での電池内圧についても測定した。
き８種のニッケル・水素蓄電池Ｂ１〜Ｂ８を、条件を揃
えるために１００mAで２回充放電を行なった。高率放電
特性について検討を行なうために、前記の充放電反応後
に、１００mAで１６時間充電を行ない、３０００mAで放
電した際の放電容量を測定した。又、放電容量の測定と
同様に、１００mAで２回の充放電反応を行なった後に、
１００mAで１６時間充電を行ない、更に１５００mAで６
０分間充電した時点での電池内圧についても測定した。
【００２４】比較例 カーボンブラック粉末に金属被覆処理を施さない以外
は、実施例１と同様にして従来のニッケル・水素蓄電池
Ｃ１を作製し、電池特性試験を行なった。
は、実施例１と同様にして従来のニッケル・水素蓄電池
Ｃ１を作製し、電池特性試験を行なった。
【００２５】以下、実施例１〜実施例３及び比較例の電
池特性試験の結果を表１〜表３に示す。
池特性試験の結果を表１〜表３に示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】
【表２】
【００２８】
【表３】
【００２９】表１及び表２に示されるように、本発明を
実施すべきニッケル・水素蓄電池Ａ１〜Ａ１２では、従
来のニッケル・水素蓄電池Ｃ１と比較して、放電容量が
著しく増加し、高率放電特性が改善されている。又、充
電反応時の電池内圧も従来のニッケル・水素蓄電池Ｃ１
と比較して低く抑えられており、炭素粉末粒子を金属で
被覆することによって水素吸蔵合金電極の電気伝導性が
改善されたことが明らかである。
実施すべきニッケル・水素蓄電池Ａ１〜Ａ１２では、従
来のニッケル・水素蓄電池Ｃ１と比較して、放電容量が
著しく増加し、高率放電特性が改善されている。又、充
電反応時の電池内圧も従来のニッケル・水素蓄電池Ｃ１
と比較して低く抑えられており、炭素粉末粒子を金属で
被覆することによって水素吸蔵合金電極の電気伝導性が
改善されたことが明らかである。
【００３０】更に、表３においては、コバルトを被覆し
たカーボンブラックを例に、本発明に係る水素吸蔵合金
電極の合材に添加すべき炭素粉末の粒子径及び遷移金属
による表面被覆量の最適域についての検討結果を示す。
コバルト被膜を有するカーボンブラックを負極電極の導
電材として用いたニッケル・水素蓄電池Ｂ１〜Ｂ６は、
従来のニッケル・水素蓄電池Ｃ１と比較して高率放電特
性、電池内圧特性ともに優れている。特に、ニッケル・
水素蓄電池Ｂ２〜Ｂ４でそれらの効果が著しく、本発明
に係る水素吸蔵合金電極に用いられる金属被覆炭素粉末
の粒子径は１μｍ〜３０μｍであることが好ましく、
又、金属被覆の炭素粉末粒子に対する比表面積は０.３
ｍ2／ｇ〜０.６ｍ2／ｇが好ましいことが明らかとなっ
た。
たカーボンブラックを例に、本発明に係る水素吸蔵合金
電極の合材に添加すべき炭素粉末の粒子径及び遷移金属
による表面被覆量の最適域についての検討結果を示す。
コバルト被膜を有するカーボンブラックを負極電極の導
電材として用いたニッケル・水素蓄電池Ｂ１〜Ｂ６は、
従来のニッケル・水素蓄電池Ｃ１と比較して高率放電特
性、電池内圧特性ともに優れている。特に、ニッケル・
水素蓄電池Ｂ２〜Ｂ４でそれらの効果が著しく、本発明
に係る水素吸蔵合金電極に用いられる金属被覆炭素粉末
の粒子径は１μｍ〜３０μｍであることが好ましく、
又、金属被覆の炭素粉末粒子に対する比表面積は０.３
ｍ2／ｇ〜０.６ｍ2／ｇが好ましいことが明らかとなっ
た。
【００３１】尚、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。例えば、ＣaＣu5型結晶構造を有す
る水素吸蔵合金を用いる以外にも、Ｃ１４型若しくはＣ
１５型ラーベス相構造を有する水素吸蔵合金を用いて、
本発明に係る水素吸蔵合金電極を作製することも可能で
ある。
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。例えば、ＣaＣu5型結晶構造を有す
る水素吸蔵合金を用いる以外にも、Ｃ１４型若しくはＣ
１５型ラーベス相構造を有する水素吸蔵合金を用いて、
本発明に係る水素吸蔵合金電極を作製することも可能で
ある。
【図１】本発明に係る水素吸蔵合金電極の活物質層を模
式的に表わした拡大断面図である。
式的に表わした拡大断面図である。
【図２】本発明を実施すべきニッケル・水素蓄電池の断
面図である。
面図である。
Ａ 金属被覆炭素粉末 Ｂ 水素吸蔵合金粉末 (１) ニッケル・水素蓄電池Ａ１ (11) 正極 (12) 負極 (13) セパレーター (２) 活物質層 (21) 金属被覆炭素粉末Ａの粒子 (22) 炭素粉末の粒子 (23) 金属被膜 (24) 水素吸蔵合金粉末Ｂの粒子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 廣田 洋平 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 (72)発明者 藤谷 伸 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
Claims (5)
- 【請求項１】 水素吸蔵合金粉末Ｂと導電材の粉末Ａと
の混合物を主材とする水素吸蔵合金電極であって、前記
導電材の粉末Ａが、炭素粒子(22)の表面の少なくとも一
部の領域を被って金属被膜(23)が形成された金属被覆炭
素粉末であることを特徴とする水素吸蔵合金電極。 - 【請求項２】 前記金属被膜(23)を形成する金属元素
が、Ｔi、Ｖ、Ｃr、Ｍn、Ｆe、Ｃo、Ｎi、Ｃu、Ｚn、Ｓ
n、Ｓb、及びＡlから選ばれた１種以上の遷移金属であ
る請求項１に記載の水素吸蔵合金電極。 - 【請求項３】 前記炭素粉末が、黒鉛及びカーボンブラ
ックから選ばれた１種以上の炭素粉末からなる請求項１
又は請求項２に記載の水素吸蔵合金電極。 - 【請求項４】 前記金属被覆炭素粉末Ａの粒子径が、１
〜３０μｍである請求項１乃至請求項３の何れかに記載
の水素吸蔵合金電極。 - 【請求項５】 前記金属被膜(23)の比表面積が、前記炭
素粉末の粒子(22)の単位重量当たり、０.３〜０.６ｍ2
／ｇである請求項１乃至請求項４の何れかに記載の水素
吸蔵合金電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26690897A JP3469754B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 水素吸蔵合金電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26690897A JP3469754B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 水素吸蔵合金電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11111298A true JPH11111298A (ja) | 1999-04-23 |
| JP3469754B2 JP3469754B2 (ja) | 2003-11-25 |
Family
ID=17437341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26690897A Expired - Fee Related JP3469754B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 水素吸蔵合金電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3469754B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007509480A (ja) * | 2003-10-21 | 2007-04-12 | レボルト テクノロジー アクスイェ セルスカプ | 電極、その製造方法、金属／空気燃料セルおよび金属水素化物セル |
| US7534529B2 (en) | 2004-07-30 | 2009-05-19 | Panasonic Corporation | Negative electrode and nickel-metal hydride storage battery using the same |
| US20120040249A1 (en) * | 2010-08-12 | 2012-02-16 | Kyeu-Yoon Sheem | Negative active material for a rechargeable lithium battery, method of preparing the same, and rechargeable lithium battery including the same |
| US8748337B2 (en) | 2006-04-28 | 2014-06-10 | INHA—Industry Partnership Institute | Preparation method of multi-metals / activated carbon composites |
-
1997
- 1997-09-30 JP JP26690897A patent/JP3469754B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007509480A (ja) * | 2003-10-21 | 2007-04-12 | レボルト テクノロジー アクスイェ セルスカプ | 電極、その製造方法、金属／空気燃料セルおよび金属水素化物セル |
| US7534529B2 (en) | 2004-07-30 | 2009-05-19 | Panasonic Corporation | Negative electrode and nickel-metal hydride storage battery using the same |
| US8748337B2 (en) | 2006-04-28 | 2014-06-10 | INHA—Industry Partnership Institute | Preparation method of multi-metals / activated carbon composites |
| US20120040249A1 (en) * | 2010-08-12 | 2012-02-16 | Kyeu-Yoon Sheem | Negative active material for a rechargeable lithium battery, method of preparing the same, and rechargeable lithium battery including the same |
| US8691442B2 (en) * | 2010-08-12 | 2014-04-08 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Negative active material comprising carbon core particles coated with thin film covering for a rechargeable lithium battery, method of preparing the same, and rechargeable lithium battery including the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3469754B2 (ja) | 2003-11-25 |
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