JPS60220556A - 密閉形蓄電池用水素吸蔵電極の製造法 - Google Patents
密閉形蓄電池用水素吸蔵電極の製造法Info
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- JPS60220556A JPS60220556A JP59076061A JP7606184A JPS60220556A JP S60220556 A JPS60220556 A JP S60220556A JP 59076061 A JP59076061 A JP 59076061A JP 7606184 A JP7606184 A JP 7606184A JP S60220556 A JPS60220556 A JP S60220556A
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- cadmium
- hydrogen storage
- electrode
- battery
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
- H01M4/242—Hydrogen storage electrodes
-
- Y—GENERAL 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
- 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
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、水素を可逆的に吸蔵・放出する合金を用いた
密閉形蓄電池用負極の製造法に関する。
密閉形蓄電池用負極の製造法に関する。
従来例の構成とその問題点
アルカリ性電解液中で電気化学的に水素を吸蔵・放出す
る合金をアルカリ蓄電池の負極材料として利用する方法
が提案されている。この負極をニッケルーカドミウム蓄
電池に用いられているニッケル正極と組み合わせたニッ
ケルー水素蓄電池は、低公害で充放電による電解液清度
の変化がなく長スＩ命が期待できる。宇宙用電源に使用
きれているニッケルー水素蓄電池は、充電甲に２０気圧
以上にもなり、安全性、小形軽量化を考慮した場合、汎
用電池としては不向きであるが、水素吸蔵合金を負極材
料として使用すれば、常温で２−３気圧の吸蔵・放出圧
を有する材ＦＩヲ選択するととにより、１０気圧以下で
作動式せることかできる。したがって、現在、実用化・
されている二ノケルー力ドミウム電池と同様なタイプの
円筒形密閉電池が可能になる。
る合金をアルカリ蓄電池の負極材料として利用する方法
が提案されている。この負極をニッケルーカドミウム蓄
電池に用いられているニッケル正極と組み合わせたニッ
ケルー水素蓄電池は、低公害で充放電による電解液清度
の変化がなく長スＩ命が期待できる。宇宙用電源に使用
きれているニッケルー水素蓄電池は、充電甲に２０気圧
以上にもなり、安全性、小形軽量化を考慮した場合、汎
用電池としては不向きであるが、水素吸蔵合金を負極材
料として使用すれば、常温で２−３気圧の吸蔵・放出圧
を有する材ＦＩヲ選択するととにより、１０気圧以下で
作動式せることかできる。したがって、現在、実用化・
されている二ノケルー力ドミウム電池と同様なタイプの
円筒形密閉電池が可能になる。
水素吸蔵電極を用いた場合、上記のような特徴にイイし
ている反面、密閉電池全構成した場合、過充電時にニッ
ケル正極から発生する酸素ガスによる゛ｔＩＬ池内圧の
上昇、負極材料である水素吸蔵合金の酸化が起こる。こ
の結果、電解液の外部への逸散や、水素吸ノｌｒｔ合金
の水素吸蔵量の低下が生じ。
ている反面、密閉電池全構成した場合、過充電時にニッ
ケル正極から発生する酸素ガスによる゛ｔＩＬ池内圧の
上昇、負極材料である水素吸蔵合金の酸化が起こる。こ
の結果、電解液の外部への逸散や、水素吸ノｌｒｔ合金
の水素吸蔵量の低下が生じ。
′（社）池の放に＆量低下を招く。この酸素発生による
電池内圧の上昇、水素吸紙合金の酸化全防止する方法と
して、酸素のイオン化触媒ケ設けたり、あるいは水素吸
蔵合金が酸化されても、充電によシ。
電池内圧の上昇、水素吸紙合金の酸化全防止する方法と
して、酸素のイオン化触媒ケ設けたり、あるいは水素吸
蔵合金が酸化されても、充電によシ。
金ｈ）に還元される材料を選択したりするなど種々の方
策が試与られているが、長期にわたり電池内圧の上昇、
酸化を防ぐことは困９）］Ｅで、％池の長寿命化におい
て大きな問題である。
策が試与られているが、長期にわたり電池内圧の上昇、
酸化を防ぐことは困９）］Ｅで、％池の長寿命化におい
て大きな問題である。
発明の目的
本発明は、過充電時に発生する酸素ガス、水素ガスを容
易にイオン化あるいは水に変化させ、電池内圧の上昇を
防ぐとともに、水素吸紙合金の酸化を防止する密閉形蓄
電池用水素吸蔵電極を提供することを目的とする。
易にイオン化あるいは水に変化させ、電池内圧の上昇を
防ぐとともに、水素吸紙合金の酸化を防止する密閉形蓄
電池用水素吸蔵電極を提供することを目的とする。
発明の構成
本発明は、金Ａリルカドミウム、酸化カドミウム及び水
酸化カドミウムよりなる群から選ばれた少なくとも１種
と、水素吸紙合金、触媒、及び結着剤の弗素樹脂、弗素
樹脂より低融点樹脂、たとえ−二ポリエチレン、ポリ塩
化ビニールなどで構成され。
酸化カドミウムよりなる群から選ばれた少なくとも１種
と、水素吸紙合金、触媒、及び結着剤の弗素樹脂、弗素
樹脂より低融点樹脂、たとえ−二ポリエチレン、ポリ塩
化ビニールなどで構成され。
弗素樹脂の融点以下で熱処理して得るものである。
実施例の説明
市販の金属ランタン（純度９９，６％以上）と金属ニッ
ケル（純度９９．６％以上）を重量比で３２．１対６７
．９の割合にそれぞれ秤量し、合金組成として原子比で
ランタン対ニノクルが１：５になるようにする。この試
料をアルゴン雰囲気中のアーク溶解炉で均質な合金に合
成する。その後、粉砕し４００メノンユ以下の微粉末に
し、水素吸蔵合金として使用した。触媒としては活性炭
に重量比で１ｏパーセントのパラジウムを担持したもの
を使用した。弗素樹脂はポリ４弗化エチレン、弗素樹脂
より低融点で結着剤の役目をする樹脂としてはポリエチ
レン粉末？用い、水素吸蔵合金以外はすべて、２００メ
ツシユ以下の粉末全使用した。
ケル（純度９９．６％以上）を重量比で３２．１対６７
．９の割合にそれぞれ秤量し、合金組成として原子比で
ランタン対ニノクルが１：５になるようにする。この試
料をアルゴン雰囲気中のアーク溶解炉で均質な合金に合
成する。その後、粉砕し４００メノンユ以下の微粉末に
し、水素吸蔵合金として使用した。触媒としては活性炭
に重量比で１ｏパーセントのパラジウムを担持したもの
を使用した。弗素樹脂はポリ４弗化エチレン、弗素樹脂
より低融点で結着剤の役目をする樹脂としてはポリエチ
レン粉末？用い、水素吸蔵合金以外はすべて、２００メ
ツシユ以下の粉末全使用した。
これらの粉末を３〜５種類選択し第１表に示すように各
種の割合で均一になるまで十分混合する。
種の割合で均一になるまで十分混合する。
この混合物ａ □ ｍ ｆそれぞｎエチルアルコールで
泥状にして、極板寸法２６０Ｘ３８ｍｍ、厚は。、９１
皿の発泡状ニッケル多孔体（多孔度９６パーセント）に
充てんした。その後、１３０°Ｃあるいは３００°Ｃ真
空中で１時間熱処理全施し、最後に５００ ｋｇ７ｃ、
Ｈの圧力で加圧プレスを行ない厚σ０．６〜０．６３ｍ
ｍのａ−ｍに対応する水素吸蔵電極Ａ−Ｍを得た。
泥状にして、極板寸法２６０Ｘ３８ｍｍ、厚は。、９１
皿の発泡状ニッケル多孔体（多孔度９６パーセント）に
充てんした。その後、１３０°Ｃあるいは３００°Ｃ真
空中で１時間熱処理全施し、最後に５００ ｋｇ７ｃ、
Ｈの圧力で加圧プレスを行ない厚σ０．６〜０．６３ｍ
ｍのａ−ｍに対応する水素吸蔵電極Ａ−Ｍを得た。
（以 下金 白）
第１表
単位、熱処理畠度は℃、それ以外重１．１．パーセンＩ
一方、ニッケル極としては公知の焼結式ニッケル極ケ用
い、その極板寸法は２１５Ｘ３８ｍｍで厚さは０．６８
〜０．７１ ｍｍの範囲で、゛理論容量は２１００〜２
２２０１ｉ１Ａｈの極板ケ使用した。セパレータはポリ
アミド不織布を用いん渦巻状に巻き、単２形のニッケル
ー氷菓蓄電池と構成した。ただし、電解液は比重１−３
（２０°Ｃ）の苛性カリ水溶液１β中に水岐化リチウム
’１３（１７溶！’ＩＩ したものケ１セル当り６．５
７＋（！使用し、公称容量は２ 、ＯＡ ｒＬに設矩し
た。
一方、ニッケル極としては公知の焼結式ニッケル極ケ用
い、その極板寸法は２１５Ｘ３８ｍｍで厚さは０．６８
〜０．７１ ｍｍの範囲で、゛理論容量は２１００〜２
２２０１ｉ１Ａｈの極板ケ使用した。セパレータはポリ
アミド不織布を用いん渦巻状に巻き、単２形のニッケル
ー氷菓蓄電池と構成した。ただし、電解液は比重１−３
（２０°Ｃ）の苛性カリ水溶液１β中に水岐化リチウム
’１３（１７溶！’ＩＩ したものケ１セル当り６．５
７＋（！使用し、公称容量は２ 、ＯＡ ｒＬに設矩し
た。
このような構成条件で現用の単２ザイズ密閉形ニッケル
ーカドミウム蓄電池のカドミウム極勿第１表に示す混合
粉末ａ ”＝ ｉｌｌ １，１用い１びられた水素吸賊
屯／１歩五〜Ｍに置きかえた密閉形ニッケルー水素蓄電
池へ−１〜Ｍ−１を製作した。
ーカドミウム蓄電池のカドミウム極勿第１表に示す混合
粉末ａ ”＝ ｉｌｌ １，１用い１びられた水素吸賊
屯／１歩五〜Ｍに置きかえた密閉形ニッケルー水素蓄電
池へ−１〜Ｍ−１を製作した。
これらの電池の底部に直径２１１１ｍの穴ケ明け、電池
内の圧力が測定できるように′電池内圧測定器に固ボし
た。その後−２０”Ｃ一定温度下で、充電電流が２００
ｍＡで１６時間、放′亀電流が４００ｍＡで端子電圧が
ｏ、９Ｖになるまで放電できる自動充放電機を用いて充
放電を繰りかえした。この充放電による電池内圧の変化
、放電容量などを測定し、その一部２．１００，２００
，３００サイクル目の充電時に示す電池内の最高圧力、
０．９Ｖまでの放電容量を第２表に示す。ただし、電池
内圧が異常に上昇した場合の危険をさけるため２０ｋｇ
／−以上になれば作動する安全弁を設けた封口板を用い
密閉化した。
内の圧力が測定できるように′電池内圧測定器に固ボし
た。その後−２０”Ｃ一定温度下で、充電電流が２００
ｍＡで１６時間、放′亀電流が４００ｍＡで端子電圧が
ｏ、９Ｖになるまで放電できる自動充放電機を用いて充
放電を繰りかえした。この充放電による電池内圧の変化
、放電容量などを測定し、その一部２．１００，２００
，３００サイクル目の充電時に示す電池内の最高圧力、
０．９Ｖまでの放電容量を第２表に示す。ただし、電池
内圧が異常に上昇した場合の危険をさけるため２０ｋｇ
／−以上になれば作動する安全弁を設けた封口板を用い
密閉化した。
これらの結果から、Ａ、Ｂの水素吸蔵電極を用いた電池
Ａ−１，’Ｂ−１は水素吸蔵電極の極板強度が弱く、渦
巻状に巻いている時に５発泡メタルからの脱落が多く、
充放電２行なっても、放電容量が初期から小はかった。
Ａ−１，’Ｂ−１は水素吸蔵電極の極板強度が弱く、渦
巻状に巻いている時に５発泡メタルからの脱落が多く、
充放電２行なっても、放電容量が初期から小はかった。
Ｇ、Ｄの水素吸蔵電極ケ用いた電池Ｇ−１，Ｄ、−１は
電解液の吸水性が悪く、水素吸蔵電極の反応性が乏しく
放電容量はさらに小さくなった。これらの電池Ａ−１〜
Ｄ −１は１００ザイクルまでに２０１（ｇ／ｃ、ｊ以
上の圧力を示し、放電容量は零になった。したがって、
弗累樹脂が溶融する温度で熱処理ケ行なった水素吸蔵電
極は少量では極板強度が低下し、極板強度を第２表 保持するだけの添加量を加えた場合は撥水性が大きく、
放電容量が低下する。
電解液の吸水性が悪く、水素吸蔵電極の反応性が乏しく
放電容量はさらに小さくなった。これらの電池Ａ−１〜
Ｄ −１は１００ザイクルまでに２０１（ｇ／ｃ、ｊ以
上の圧力を示し、放電容量は零になった。したがって、
弗累樹脂が溶融する温度で熱処理ケ行なった水素吸蔵電
極は少量では極板強度が低下し、極板強度を第２表 保持するだけの添加量を加えた場合は撥水性が大きく、
放電容量が低下する。
一方、結着剤としてポリエチレン粉末音用い。
氷菓吸蔵合金、弗素樹脂、触媒の４種類全混合して１３
０°Ｃで熱処理した電極に〜Ｇ＝ｉ使用した電池Ｅ−１
〜Ｇ−１は、初期においては水素の吸蔵・放出量がニッ
ケル極の放電電気量より多くなり。
０°Ｃで熱処理した電極に〜Ｇ＝ｉ使用した電池Ｅ−１
〜Ｇ−１は、初期においては水素の吸蔵・放出量がニッ
ケル極の放電電気量より多くなり。
電池としてはニッケル極律則で端子電圧が低下した。し
かし、１００ザイクル目までには電池内圧が２０ ｋｇ
／ｃＡ以上になυ、放電容量は初期容量の６０パーセン
ト以下になった。これはニッケル極の過充電時に発生す
る酸素ガスにより、水素吸蔵合金が酸化され、吸蔵・放
出量が低下すると同時に、安全弁が作動し電解液が電池
外部へ逸散したことに起因する。
かし、１００ザイクル目までには電池内圧が２０ ｋｇ
／ｃＡ以上になυ、放電容量は初期容量の６０パーセン
ト以下になった。これはニッケル極の過充電時に発生す
る酸素ガスにより、水素吸蔵合金が酸化され、吸蔵・放
出量が低下すると同時に、安全弁が作動し電解液が電池
外部へ逸散したことに起因する。
これらに比べ、本発明によるＨ−Ｍの水素吸蔵電極を用
ＣたＨ−１〜Ｍ−１の′電池は、３００ザイクル以上経
過しても電池内圧１ｌ−ｊ、１ｏ ｋＶｃａ 以下で、
放電容量は初期に比べほとんど劣化が認められなかった
。これは電池内で発・生じた酸素ガス。
ＣたＨ−１〜Ｍ−１の′電池は、３００ザイクル以上経
過しても電池内圧１ｌ−ｊ、１ｏ ｋＶｃａ 以下で、
放電容量は初期に比べほとんど劣化が認められなかった
。これは電池内で発・生じた酸素ガス。
水素ガスが、触媒、カドミウム金属あるいは充電によシ
転化したカドミウム金属、少量の弗素樹脂による適度な
撥水性の３著が共存した場合に水あるいは酸素のイオン
化が迅速に起こり、電池内圧の上昇を防ぐとともに、水
素吸蔵合金の酸化全防止したものと考えられる。
転化したカドミウム金属、少量の弗素樹脂による適度な
撥水性の３著が共存した場合に水あるいは酸素のイオン
化が迅速に起こり、電池内圧の上昇を防ぐとともに、水
素吸蔵合金の酸化全防止したものと考えられる。
実施例においては、カドミウムの原材料としてカドミウ
ム金属、酸化カドミウム、水酸化カドミウムそれぞれ別
々に添加した結果を示したが、各々２種類、３種類混合
しても同様な結果が得られた。しブζがって、材料の管
理においても好都合である。丑た。酸化カドミウムを水
素吸蔵電極の材料全体に対して２０重量パーセントまで
示した。
ム金属、酸化カドミウム、水酸化カドミウムそれぞれ別
々に添加した結果を示したが、各々２種類、３種類混合
しても同様な結果が得られた。しブζがって、材料の管
理においても好都合である。丑た。酸化カドミウムを水
素吸蔵電極の材料全体に対して２０重量パーセントまで
示した。
これ以上添加しても電池内圧の上昇を防止するには効果
は認められたが、電極材料単位重量当りの放電容量が低
下するとか公害性を考慮して２０重量パー士ント以下が
最適範囲と考えられる。
は認められたが、電極材料単位重量当りの放電容量が低
下するとか公害性を考慮して２０重量パー士ント以下が
最適範囲と考えられる。
さらに、触媒量は２，５．６重量パーセント２種知につ
いて示した。これ以上添加することにより触媒効果は認
められ、電池内圧の上昇は低下するが、水素吸蔵合金量
が相対的に減少するとか電極コストの上昇を招き６重量
パーセント以下で十分である。
いて示した。これ以上添加することにより触媒効果は認
められ、電池内圧の上昇は低下するが、水素吸蔵合金量
が相対的に減少するとか電極コストの上昇を招き６重量
パーセント以下で十分である。
水素吸蔵合金としては一般式ＬａＮｉ５合金について示
したがＴｉ２Ｎｉ 、 ＧａＮｉ５ などで示され、る
合金においても同様な効果が得られる。
したがＴｉ２Ｎｉ 、 ＧａＮｉ５ などで示され、る
合金においても同様な効果が得られる。
発明の効果
以上のように、本発明の水素極は、水素吸蔵合金、触媒
、カドミウム、弗素樹脂の４者が共存する構成のもとで
、ニッケル極、水素極の過充電時に発生する酸素ガスと
水素ガス全イオン化あるいは水に変化させることができ
、′電池内圧の上昇。
、カドミウム、弗素樹脂の４者が共存する構成のもとで
、ニッケル極、水素極の過充電時に発生する酸素ガスと
水素ガス全イオン化あるいは水に変化させることができ
、′電池内圧の上昇。
水素吸蔵合金の酸化全防止することにより、長期に亘り
安定な特性を示す密閉形蓄電池を与える。
安定な特性を示す密閉形蓄電池を与える。
Claims (3)
- （１）金包カドミウム、酸化カドミウム及び水酸化カド
ミウムよりなる群から選んだ少なくとも１種と、水素吸
蔵合金、触媒、及び結着剤の弗素例脂、弗素樹脂より低
融点の熱可塑性樹脂がらイ）゛り成式れる水素吸蔵電極
全前記弗素樹脂の融点以下の温度で熱処理することを特
徴とする密閉形蓄電池用水素吸蔵電極の製造法。 - （２）金属カドミウム、酸化カドミウム及び水酸化ツノ
ドミウムよりなる群から選ばれるものの星−が電極材料
に対して酸化カドミウム換膳で２重重１、：、パーセン
ト以下である特許請求の範囲第１項記載の密閉形蓄電池
用水素吸蔵電極の製造法。 - （３）前記触媒が酸素カス、水素ガスのイオン化と、ｊ
！ｉ＊素ノノスと水素ノノズを水に変化させる触媒能を
イｊし、その憎が電極材木トに対して６重−、パーセン
ト以丁である特古′１請求の範囲第１項記載の密閉形蓄
電池用水素吸蔵電極の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59076061A JPS60220556A (ja) | 1984-04-16 | 1984-04-16 | 密閉形蓄電池用水素吸蔵電極の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59076061A JPS60220556A (ja) | 1984-04-16 | 1984-04-16 | 密閉形蓄電池用水素吸蔵電極の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60220556A true JPS60220556A (ja) | 1985-11-05 |
Family
ID=13594250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59076061A Pending JPS60220556A (ja) | 1984-04-16 | 1984-04-16 | 密閉形蓄電池用水素吸蔵電極の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60220556A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5034289A (en) * | 1989-02-23 | 1991-07-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Alkaline storage battery and method of producing negative electrode thereof |
| US5250369A (en) * | 1989-02-23 | 1993-10-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Alkaline storage battery |
| US5346781A (en) * | 1989-02-23 | 1994-09-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Alkaline storage battery |
-
1984
- 1984-04-16 JP JP59076061A patent/JPS60220556A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5034289A (en) * | 1989-02-23 | 1991-07-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Alkaline storage battery and method of producing negative electrode thereof |
| US5250369A (en) * | 1989-02-23 | 1993-10-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Alkaline storage battery |
| US5346781A (en) * | 1989-02-23 | 1994-09-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Alkaline storage battery |
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