JPS60220557A - 密閉形ニツケル−水素蓄電池 - Google Patents
密閉形ニツケル−水素蓄電池Info
- Publication number
- JPS60220557A JPS60220557A JP59076062A JP7606284A JPS60220557A JP S60220557 A JPS60220557 A JP S60220557A JP 59076062 A JP59076062 A JP 59076062A JP 7606284 A JP7606284 A JP 7606284A JP S60220557 A JPS60220557 A JP S60220557A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cadmium
- hydrogen storage
- battery
- nickel
- hydrogen
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
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、負極側斜として水素を可逆的に吸蔵放出する
合金を用いた密閉形ニッケルー水素蓄電池に関するもの
で、特に負極の改良に関する。
合金を用いた密閉形ニッケルー水素蓄電池に関するもの
で、特に負極の改良に関する。
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、ニッケルー鉄蓄電池。
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、ニッケルー鉄蓄電池。
ニッケルー亜鉛蓄電池など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）質液儂度の変化がなく長寿命が期待で
きる。丑だ、宇宙用電源に使用でれているニッケルー水
素蓄電池は、充電中に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。しかし水素吸蔵合金を負極拐料として使用し、常
席１で２〜３気圧の吸蔵・放出圧を有する拐料を選択す
ることにより、１０気圧以下で作動させることができる
。したがって、現在、実用化されているニッケル−カド
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。
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）質液儂度の変化がなく長寿命が期待で
きる。丑だ、宇宙用電源に使用でれているニッケルー水
素蓄電池は、充電中に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。しかし水素吸蔵合金を負極拐料として使用し、常
席１で２〜３気圧の吸蔵・放出圧を有する拐料を選択す
ることにより、１０気圧以下で作動させることができる
。したがって、現在、実用化されているニッケル−カド
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。
ニッケルー水素電池は１、このような特徴を有している
反面、密閉電池を構成した場合、過充電時にニッケル正
極から発生する酸素ガスによる電池内圧の上昇や負極材
料である水素吸蔵合金の酸化が起こる。この結果、電解
液の外部への逸散ヤ、水素吸蔵合金の氷菓吸蔵昂の低下
が生じ、電池の放電容量低下を招く。この酸素発生によ
る電池内圧の上昇、水素吸蔵合金の酸化を防止する方法
として、酸素のイオン化触媒を設けたり、あるいは水素
吸蔵合金が酸化されても、充電により一金属に還元され
る材料を選択したりするなど種々の方策が試みられてい
るが、長期にわたり電池内圧の上昇、酸化を防ぐことは
困知、で、′電池の長寿命化において大きな問題である
。
反面、密閉電池を構成した場合、過充電時にニッケル正
極から発生する酸素ガスによる電池内圧の上昇や負極材
料である水素吸蔵合金の酸化が起こる。この結果、電解
液の外部への逸散ヤ、水素吸蔵合金の氷菓吸蔵昂の低下
が生じ、電池の放電容量低下を招く。この酸素発生によ
る電池内圧の上昇、水素吸蔵合金の酸化を防止する方法
として、酸素のイオン化触媒を設けたり、あるいは水素
吸蔵合金が酸化されても、充電により一金属に還元され
る材料を選択したりするなど種々の方策が試みられてい
るが、長期にわたり電池内圧の上昇、酸化を防ぐことは
困知、で、′電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
易にイオン化して水に変化させ、電池内圧の上昇を防ぐ
とともに、水素極材料である水素吸蔵合金の酸化を防止
し、電解液の逸散、水素吸蔵電極の容量低下を抑制して
、長寿命の密閉形ニッケルー水素蓄電池を提供すること
を目的とする。
易にイオン化して水に変化させ、電池内圧の上昇を防ぐ
とともに、水素極材料である水素吸蔵合金の酸化を防止
し、電解液の逸散、水素吸蔵電極の容量低下を抑制して
、長寿命の密閉形ニッケルー水素蓄電池を提供すること
を目的とする。
発明の構成
本発明は、金属カドミウム、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１ａと水
素吸蔵合金、触媒及び結着剤で構成された水素吸蔵電極
を使用することを特徴とする。
カドミウムよりなる群から選ばれた少なくとも１ａと水
素吸蔵合金、触媒及び結着剤で構成された水素吸蔵電極
を使用することを特徴とする。
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９９．５％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
ランタン対ニッケルが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メツシユ以下の微粉末に
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１０係のパラジウムを担持したものを使用し
た〇オた、今風カドミ室ム、酸化カドミウム、水酸化カ
ドミウムは市販のものをそのまま使用した。結着剤とし
てポリエチレンの粉末を用いて、前記の材料と第１表に
示すように各種の割合で均一になる壕で十分混合する。
ケル（純度９９．５％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
ランタン対ニッケルが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メツシユ以下の微粉末に
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１０係のパラジウムを担持したものを使用し
た〇オた、今風カドミ室ム、酸化カドミウム、水酸化カ
ドミウムは市販のものをそのまま使用した。結着剤とし
てポリエチレンの粉末を用いて、前記の材料と第１表に
示すように各種の割合で均一になる壕で十分混合する。
なお、水素吸蔵合金以外の粉末はすべて、２００メツシ
ユ以下の粉末を用いた０ これらの混合物をエチルアルコールで泥状にして、極板
寸法２６０ Ｘ ３８ ｎｕｎ、厚さ１市の発泡状ニッ
ケル多孔体（多孔度９６％）に充てんした。
ユ以下の粉末を用いた０ これらの混合物をエチルアルコールで泥状にして、極板
寸法２６０ Ｘ ３８ ｎｕｎ、厚さ１市の発泡状ニッ
ケル多孔体（多孔度９６％）に充てんした。
その後、真空中で１３０”Ｃに１時間保持し、最後に５
００Ｈ／ｃｒＨの圧力でプレスして厚さ０．６２〜０．
６５脳のａ−ｍに対応する水素吸蔵電極Ａ〜Ｍイヒ′イ
４ｔだ。
００Ｈ／ｃｒＨの圧力でプレスして厚さ０．６２〜０．
６５脳のａ−ｍに対応する水素吸蔵電極Ａ〜Ｍイヒ′イ
４ｔだ。
一方、ニッケル極としては公知の焼結式ニッケル極を用
い、その極板寸法は２１５Ｘ３８配で厚さは０．６８〜
Ｏ、ｆｌ ｍｍの範囲で、理論容量は２１００〜２２２
０ ｍＡ）１の極板をイ史用した０セパレークはボリア
ミド不織布を用いて渦巻状に巻き、単２形のニッケルー
水素蓄電池を構成した。ただし、電解液は比：ｉｌ、３
（２０″Ｃ）の苛性カリ水溶液１β中に水酸化リチウム
を３０ｙ−溶解したものを１セル当たり６．６コ使用し
、公称容量は２．○Ａｈに設定した。
い、その極板寸法は２１５Ｘ３８配で厚さは０．６８〜
Ｏ、ｆｌ ｍｍの範囲で、理論容量は２１００〜２２２
０ ｍＡ）１の極板をイ史用した０セパレークはボリア
ミド不織布を用いて渦巻状に巻き、単２形のニッケルー
水素蓄電池を構成した。ただし、電解液は比：ｉｌ、３
（２０″Ｃ）の苛性カリ水溶液１β中に水酸化リチウム
を３０ｙ−溶解したものを１セル当たり６．６コ使用し
、公称容量は２．○Ａｈに設定した。
（以下余白）
第 １ 表
単位二重量パルセント
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を第１表に示す混合
粉末ａ−ｍを用い得られた水素吸蔵電極Ａ−Ｍに置きか
えた密閉形ニッケルー水素蓄電池Ａ−１〜Ｍ−１を製作
した。
ーカドミウム蓄電池のカドミウム極を第１表に示す混合
粉末ａ−ｍを用い得られた水素吸蔵電極Ａ−Ｍに置きか
えた密閉形ニッケルー水素蓄電池Ａ−１〜Ｍ−１を製作
した。
これらの′電池の底部に直径２簡の穴を明け、電池内の
圧力が測定できるように電池内圧測定器に固定した。そ
の後、２０°Ｃの一定温度下で、充電電流が２００ｍＡ
で１５時間、放電電流４００ｍＡで端子電圧が０．９Ｖ
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、電池電
圧、放電容量などを６川定し、その一部、２，１０，１
００ザ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、平均放電電圧を第２表に示す。
圧力が測定できるように電池内圧測定器に固定した。そ
の後、２０°Ｃの一定温度下で、充電電流が２００ｍＡ
で１５時間、放電電流４００ｍＡで端子電圧が０．９Ｖ
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、電池電
圧、放電容量などを６川定し、その一部、２，１０，１
００ザ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、平均放電電圧を第２表に示す。
たたし、電池内圧が異常に上昇した場合危険なため２ｏ
気圧以上になれば作動する安全弁を電池封口板に使用し
た。
気圧以上になれば作動する安全弁を電池封口板に使用し
た。
初期においては、いずれの水素吸蔵電極もニッケル極の
放電容量以上を示し、ニッケル極律速で電池電圧が低下
していることがわかる。しかし、１０サイクル目になる
と電池Ａ−１は充電中の電池内圧の上昇が大きく、放電
容量も低下してきた。
放電容量以上を示し、ニッケル極律速で電池電圧が低下
していることがわかる。しかし、１０サイクル目になる
と電池Ａ−１は充電中の電池内圧の上昇が大きく、放電
容量も低下してきた。
これは水素吸蔵合金が過充電時にニッケル極から発生す
る酸素ガスにより酸化され、水素放出量が低下したこと
に起因する。さらに２８サイクル後には電池内圧が２０
Ｈ／ ｃｒｉ以上になり、ｉｏｏサイクル繰りかえすと
放電容量は零になった。これば１）ＩＪ述した合金の酸
化と電池内圧の上昇により、７１： ｌＱ’ｉ液の逸散
が起きたものである。これは電池型ｈｊ″の減少からも
４゛ｆ（認さオ′シた。
る酸素ガスにより酸化され、水素放出量が低下したこと
に起因する。さらに２８サイクル後には電池内圧が２０
Ｈ／ ｃｒｉ以上になり、ｉｏｏサイクル繰りかえすと
放電容量は零になった。これば１）ＩＪ述した合金の酸
化と電池内圧の上昇により、７１： ｌＱ’ｉ液の逸散
が起きたものである。これは電池型ｈｊ″の減少からも
４゛ｆ（認さオ′シた。
（以下余白）
また、人の電極に触媒だけを添加したＢ、０゜Ｄの電極
を用いて得られた電池Ｂ−１，Ｃ−１゜Ｄ−１と人の電
極に酸化カドミウムだけを添加したＥ、Ｆ、Ｇの電極を
用いて得られた電池Ｅ−１゜Ｆ−１，Ｇ−１ｉｊ）１０
ザイクル目の容量低下はわずかで、電池内圧も１０気圧
以下でＡ−１の電池に比べ特性の低下は少なかったが、
４８〜８１サイクルの範囲で２０気圧以上の内圧を示し
、１００サイクルロには放電容量は零か初期容量の３０
％以下になった。これは前述したＡ−１の電池と同様な
原因で低下したものである。
を用いて得られた電池Ｂ−１，Ｃ−１゜Ｄ−１と人の電
極に酸化カドミウムだけを添加したＥ、Ｆ、Ｇの電極を
用いて得られた電池Ｅ−１゜Ｆ−１，Ｇ−１ｉｊ）１０
ザイクル目の容量低下はわずかで、電池内圧も１０気圧
以下でＡ−１の電池に比べ特性の低下は少なかったが、
４８〜８１サイクルの範囲で２０気圧以上の内圧を示し
、１００サイクルロには放電容量は零か初期容量の３０
％以下になった。これは前述したＡ−１の電池と同様な
原因で低下したものである。
本発明によるＨ−１〜Ｍ−１の電池においてば１００サ
イクル経過しても放電容量の低下は認められず、電池最
高内圧も６気圧を越えることはなく、安全弁も作動しな
かった０これは、電池内で発生した酸素ガス、水素ガス
が触媒とカドミウム金属あるいは酸化カドミウム、水酸
化カドミウムが充電により転化したカドミウム金属の相
互作用により、イオン化、あるいは水に変化し、電池内
圧の上昇が少なく、水素吸蔵合金の酸化も防止されたも
のと考えられるゆ 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
別々に添加したが、２種類あるいは３柚類混合しても同
様な結果が得られた。したがって側斜の管理においても
好都合である。寸だ、酸化カドミウムを水素吸蔵電極の
拐料全体にメ」して２０ Ｈ亀パーセントまで示した。
イクル経過しても放電容量の低下は認められず、電池最
高内圧も６気圧を越えることはなく、安全弁も作動しな
かった０これは、電池内で発生した酸素ガス、水素ガス
が触媒とカドミウム金属あるいは酸化カドミウム、水酸
化カドミウムが充電により転化したカドミウム金属の相
互作用により、イオン化、あるいは水に変化し、電池内
圧の上昇が少なく、水素吸蔵合金の酸化も防止されたも
のと考えられるゆ 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
別々に添加したが、２種類あるいは３柚類混合しても同
様な結果が得られた。したがって側斜の管理においても
好都合である。寸だ、酸化カドミウムを水素吸蔵電極の
拐料全体にメ」して２０ Ｈ亀パーセントまで示した。
それ以上添加しても効果は認められたが、電極桐材単位
重鼠当りの放電界δＹが低下した。したがって、２０重
−（、′Ｌパーセント以下が最適範囲と考えられる。さ
らに触媒量は２．５ 、５重量パーセント２柚類につい
て示した。それ以上除却しても効果は認められるが、放
電容量の低下、電極コストの上昇を招き５重量パーセン
ト以下で十分である。
重鼠当りの放電界δＹが低下した。したがって、２０重
−（、′Ｌパーセント以下が最適範囲と考えられる。さ
らに触媒量は２．５ 、５重量パーセント２柚類につい
て示した。それ以上除却しても効果は認められるが、放
電容量の低下、電極コストの上昇を招き５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Ｌ ａ Ｎ １５合金に
ついて示したが、Ｔ ｉ２ Ｎ １１ ＣａＮ １ ｓ
などで示される合金においても同様な効果が得られ本
発明に准効である。
ついて示したが、Ｔ ｉ２ Ｎ １１ ＣａＮ １ ｓ
などで示される合金においても同様な効果が得られ本
発明に准効である。
発明の効果
以上のように、本発明によれは高容量で長寿命の密閉形
ニッケルー水素蓄電池が得られる。
ニッケルー水素蓄電池が得られる。
Claims (3)
- （１）金属カドミウム、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択される少なくとも１種類と、
水素吸蔵合金、触媒及び結着剤から構成された水素吸蔵
電極を備えた密閉形ニッケルー水素蓄電池。 - （２） カドミウム金属、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択されたものの量が電極拐料
に対して酸化カドミウム換算で２０重量パーセント以下
である特許請求の範囲第１項記載の密閉形ニッケルー水
素蓄電池。 - （３）前記触媒が酸素ガス、水素ガスのイオン化反応、
及び酸素ガスと水素ガスを水に変化させる反応に触媒能
を有゛し、そのｉｉが電極′４詞料に対して５重量パー
セント以下である特許請求の範囲第１項記載の密閉形ニ
ッケルー水素蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59076062A JPS60220557A (ja) | 1984-04-16 | 1984-04-16 | 密閉形ニツケル−水素蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59076062A JPS60220557A (ja) | 1984-04-16 | 1984-04-16 | 密閉形ニツケル−水素蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60220557A true JPS60220557A (ja) | 1985-11-05 |
Family
ID=13594280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59076062A Pending JPS60220557A (ja) | 1984-04-16 | 1984-04-16 | 密閉形ニツケル−水素蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60220557A (ja) |
-
1984
- 1984-04-16 JP JP59076062A patent/JPS60220557A/ja active Pending
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