JPS6077357A - 水素吸蔵電極 - Google Patents
水素吸蔵電極Info
- Publication number
- JPS6077357A JPS6077357A JP58185354A JP18535483A JPS6077357A JP S6077357 A JPS6077357 A JP S6077357A JP 58185354 A JP58185354 A JP 58185354A JP 18535483 A JP18535483 A JP 18535483A JP S6077357 A JPS6077357 A JP S6077357A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- nickel
- phase
- hydrogen storage
- sintered
- 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、例えばアルカリ蓄電池の陰極に用いられる水
素吸蔵電極の改良に関するものである。
素吸蔵電極の改良に関するものである。
従来例の構成とその問題点
水素吸蔵電極は水素吸蔵材を三次元の網目構造を有する
ニッケルなどの金属多孔体、いわゆる発泡状メタルの内
部に保持させる構造がとられている。
ニッケルなどの金属多孔体、いわゆる発泡状メタルの内
部に保持させる構造がとられている。
一般に発泡状のメタル（以下発泡メタルと記す）を用い
る電極は、三次元の網目の中に水素吸蔵材粉末、あるい
は水素吸蔵合金を形成する単体金属の混合粉末を充填し
て加圧成形し、焼結温度あるいは合金化する温度で熱処
理を行−て製造される。
る電極は、三次元の網目の中に水素吸蔵材粉末、あるい
は水素吸蔵合金を形成する単体金属の混合粉末を充填し
て加圧成形し、焼結温度あるいは合金化する温度で熱処
理を行−て製造される。
しかし、発泡メタル中に水素吸蔵材を充填して比較的強
固に電極を製造しても、電解液中で水素の吸蔵、放出を
繰り返している内に、水素吸蔵材の膨張、収縮が繰り返
され、電極構成材料相互の結合力は弱まり、電極表面よ
り徐々て水素吸蔵材の脱落が発生し始め容量低下の原因
となる。さらに、発泡メタルは電極作成時の熱処理によ
り、水素吸蔵材あるいは単体金属の一部と反応し１発泡
メタルが合金化する場合がある。その結果、発泡メタル
本来の骨格強度を消失してもろくなり、充・放電を繰り
返すことにより電極に亀裂を生じたりする。また１発泡
メタルが形成する合金の一部には水素吸蔵材を形成する
ものもある。この様な場合、電極支持体の一部が充・放
電により水素の吸蔵・放出を繰り返すことになり、電極
の強度は更に低下する。例えば、水素吸蔵材としてチタ
ン１二。
固に電極を製造しても、電解液中で水素の吸蔵、放出を
繰り返している内に、水素吸蔵材の膨張、収縮が繰り返
され、電極構成材料相互の結合力は弱まり、電極表面よ
り徐々て水素吸蔵材の脱落が発生し始め容量低下の原因
となる。さらに、発泡メタルは電極作成時の熱処理によ
り、水素吸蔵材あるいは単体金属の一部と反応し１発泡
メタルが合金化する場合がある。その結果、発泡メタル
本来の骨格強度を消失してもろくなり、充・放電を繰り
返すことにより電極に亀裂を生じたりする。また１発泡
メタルが形成する合金の一部には水素吸蔵材を形成する
ものもある。この様な場合、電極支持体の一部が充・放
電により水素の吸蔵・放出を繰り返すことになり、電極
の強度は更に低下する。例えば、水素吸蔵材としてチタ
ン１二。
ケル系合金を用いた場合、発泡メタルの材質がニッケル
であれば、一部分はＴ １２Ｎｉ 、 Ｔ ｉＮｉ等の
金属水素化物を形成する合金を生成し、充・放電により
更に電極の強度は低下すること（（なる。以上のような
問題を解決するために、例えば特開昭５３−３２３４９
号公報では水素吸蔵電極の表面を多孔性ニッケル焼結層
で被覆することが提案されている。しかし、この多孔性
ニッケル層の厚さは０．６〜３覗であり、単位重量当り
の容量（Ａｈ／ｆ）あるいは単位容積当りの容量（Ａｈ
／ｃｃ）が小さくなる。
であれば、一部分はＴ １２Ｎｉ 、 Ｔ ｉＮｉ等の
金属水素化物を形成する合金を生成し、充・放電により
更に電極の強度は低下すること（（なる。以上のような
問題を解決するために、例えば特開昭５３−３２３４９
号公報では水素吸蔵電極の表面を多孔性ニッケル焼結層
で被覆することが提案されている。しかし、この多孔性
ニッケル層の厚さは０．６〜３覗であり、単位重量当り
の容量（Ａｈ／ｆ）あるいは単位容積当りの容量（Ａｈ
／ｃｃ）が小さくなる。
発明の目的
本発明は、このような従来の問題点を除去するものであ
り、水素吸蔵材の脱落がなく、電極の亀裂や強度低下を
防止し、長期間、充・放電の可能な水素吸蔵電極を提供
するものである。
り、水素吸蔵材の脱落がなく、電極の亀裂や強度低下を
防止し、長期間、充・放電の可能な水素吸蔵電極を提供
するものである。
発明の構成
本発明は、発泡メタルに水素吸蔵材を充填した水素吸蔵
電極の表面を蒸着により金属薄膜を形成を用い、充・放
電によって、発泡メタル内にある水素吸蔵材の脱落、電
極自体の亀裂、強度の低下などによる容量減少とサイク
ル寿命の低下を防止する。
電極の表面を蒸着により金属薄膜を形成を用い、充・放
電によって、発泡メタル内にある水素吸蔵材の脱落、電
極自体の亀裂、強度の低下などによる容量減少とサイク
ル寿命の低下を防止する。
実施例の説明
以下本発明をその実施例により説明する。市販の純度９
９．５％以上のチタンとニッケルを原子比で２：ｌＫな
るように秤量し、アーク溶解炉でアルゴン雰囲気中で加
熱溶解させ、Ｔｉ２Ｎｉ合金を得た。この合金を粉砕し
て、３７μｍ （３０メツシユ）以下の合金粉末を得た
。得られた合金粉末は主としてＴ １２ Ｎ ｉ相から
なり、その他には、Ｔ１Ｎｉ相、ＴｉＮｉ３相、および
Ｔｉ相、Ｎｉ相の単体金属から成る。
９．５％以上のチタンとニッケルを原子比で２：ｌＫな
るように秤量し、アーク溶解炉でアルゴン雰囲気中で加
熱溶解させ、Ｔｉ２Ｎｉ合金を得た。この合金を粉砕し
て、３７μｍ （３０メツシユ）以下の合金粉末を得た
。得られた合金粉末は主としてＴ １２ Ｎ ｉ相から
なり、その他には、Ｔ１Ｎｉ相、ＴｉＮｉ３相、および
Ｔｉ相、Ｎｉ相の単体金属から成る。
この合金粉末を材質がニッケルである発泡メタル（３０
×３０順）に充填し、１ 、８ ｔ ｏｎ／ｃｉでプレ
スした後、真空中（１０’−’〜１０−’Ｔｏｒｒ）
テ９２０℃の温度で約１時間焼結して、焼結電極を得た
。
×３０順）に充填し、１ 、８ ｔ ｏｎ／ｃｉでプレ
スした後、真空中（１０’−’〜１０−’Ｔｏｒｒ）
テ９２０℃の温度で約１時間焼結して、焼結電極を得た
。
次て、この焼結電極の板状体の両面てスパッタ装置を用
いてニッケル薄膜の厚さが１ｏ○○人になるようにスパ
ッタ蒸着し、ニッケル薄膜で電極の両面を被覆した厚さ
０．９５＋＋＋ｍの水素吸蔵電極を得た。この電極をＡ
とし、比較のためにニッケル薄膜を被覆してない電極を
Ｂとする。本実施例の電極を第１図に示し、ａは正面図
、ｂは底面図、Ｃは側面図である。
いてニッケル薄膜の厚さが１ｏ○○人になるようにスパ
ッタ蒸着し、ニッケル薄膜で電極の両面を被覆した厚さ
０．９５＋＋＋ｍの水素吸蔵電極を得た。この電極をＡ
とし、比較のためにニッケル薄膜を被覆してない電極を
Ｂとする。本実施例の電極を第１図に示し、ａは正面図
、ｂは底面図、Ｃは側面図である。
第１図において、本発明の電極は、水素吸蔵材４を内蔵
した発泡メタル３の表面にニッケル薄膜２を蒸着形成し
、発泡メタル３にリード端子１を固定したものである。
した発泡メタル３の表面にニッケル薄膜２を蒸着形成し
、発泡メタル３にリード端子１を固定したものである。
これらの電極を陰極とし、公知のニッケル電極を陽極と
してアルカリ蓄電池を構成した。充電は水素吸蔵材１７
当たり２００ ｍＡで、放電は１７当だ９５０ ｍＡの
条件で行った。充放電を繰り返したときの放電容量の変
化を第２図に示す。なお、放電は酸化水銀電極に対する
陰極電位で一７００％Ｖ−Ｊでとし、寿命は初期１〜５
ザイクルの容量のＺ以下に低下した時点とした。放電容
量は陰極の水素吸蔵材の単位重量当たりの値で示した。
してアルカリ蓄電池を構成した。充電は水素吸蔵材１７
当たり２００ ｍＡで、放電は１７当だ９５０ ｍＡの
条件で行った。充放電を繰り返したときの放電容量の変
化を第２図に示す。なお、放電は酸化水銀電極に対する
陰極電位で一７００％Ｖ−Ｊでとし、寿命は初期１〜５
ザイクルの容量のＺ以下に低下した時点とした。放電容
量は陰極の水素吸蔵材の単位重量当たりの値で示した。
第２図かられかる様に、発泡メタルに水素吸蔵Ａ２を充
填した水素吸蔵電極の板状体の両面をニッケル薄膜で被
覆することにより、初期放電容量はＢに比較して低い、
充・放電サイクル数はＢの２倍以上向上している。すな
わち、Ｂは充・放電の繰り返しで水素吸蔵材の膨張・収
縮が繰り返され、電極構成材料相互の結合が弱くなり電
極表面から脱落が認められた。さらに、支持体の発泡メ
タルが水素吸蔵材と合金をつくり、強度が低下して電極
の中央部分に亀裂が生じた。
填した水素吸蔵電極の板状体の両面をニッケル薄膜で被
覆することにより、初期放電容量はＢに比較して低い、
充・放電サイクル数はＢの２倍以上向上している。すな
わち、Ｂは充・放電の繰り返しで水素吸蔵材の膨張・収
縮が繰り返され、電極構成材料相互の結合が弱くなり電
極表面から脱落が認められた。さらに、支持体の発泡メ
タルが水素吸蔵材と合金をつくり、強度が低下して電極
の中央部分に亀裂が生じた。
これに対し、本発明の電極Ａは、電極の両面をニッケル
薄膜で被覆しているので、水素吸蔵材の脱落および電極
の亀裂は発生しない。従って、４００サイクル以上充・
放電を繰り返しても、容量低下は殆んど認められず良好
な特性を示している。
薄膜で被覆しているので、水素吸蔵材の脱落および電極
の亀裂は発生しない。従って、４００サイクル以上充・
放電を繰り返しても、容量低下は殆んど認められず良好
な特性を示している。
上記実施例と同様な方法で焼結電極を作り、スパッタ装
置でニスケル薄膜の厚さの異なった水素吸蔵電極を作成
し、同様にアルカリ蓄電池を構成し充・放電試験をした
。この結果を下表に示す。
置でニスケル薄膜の厚さの異なった水素吸蔵電極を作成
し、同様にアルカリ蓄電池を構成し充・放電試験をした
。この結果を下表に示す。
以下余白
表に示した８種類の電極において、電極■、■のニッケ
ル薄膜の厚さでは、被覆の効果はほとんどないことがわ
かった。これは、ニッケル薄膜の厚さが非常に薄く、金
属薄膜を被覆しない場合と同様に、充・放電の繰り返し
で電極に亀裂が生じ、その部分から活物質の脱落が発生
する。電極■から効果が現われ、電極■〜■は４００サ
イクルでほとんど変化はなく、ニッケル薄膜の効果があ
ることがわかる。従って、ニッケル薄膜の厚さは、６０
０人〜２０００人程度が適当で、それより薄いとその効
果は小さく、それより厚いと放電容量密度が小さくなる
。蒸着が薄膜であるため、単位重量当りの容量（Ａｈ／
！ｉ′）、あるいは単位容積当りの容量（Ａｈ／ｃｃ）
は殆んと低下せず、高容量、長寿命の電柱が得られる。
ル薄膜の厚さでは、被覆の効果はほとんどないことがわ
かった。これは、ニッケル薄膜の厚さが非常に薄く、金
属薄膜を被覆しない場合と同様に、充・放電の繰り返し
で電極に亀裂が生じ、その部分から活物質の脱落が発生
する。電極■から効果が現われ、電極■〜■は４００サ
イクルでほとんど変化はなく、ニッケル薄膜の効果があ
ることがわかる。従って、ニッケル薄膜の厚さは、６０
０人〜２０００人程度が適当で、それより薄いとその効
果は小さく、それより厚いと放電容量密度が小さくなる
。蒸着が薄膜であるため、単位重量当りの容量（Ａｈ／
！ｉ′）、あるいは単位容積当りの容量（Ａｈ／ｃｃ）
は殆んと低下せず、高容量、長寿命の電柱が得られる。
などのアルカリ電解液中で耐食性のある材料が適用でき
る。
る。
発明の効果
以上のように本発明は、発泡メタルに水素吸蔵材を充填
した水素吸蔵電極の表面を蒸着金属薄膜で被覆する事に
より、電極表面からの水素吸蔵相の脱落、電極の亀裂が
なくし、機械的強度の優れた、充・放電ザイクル寿命の
良好な水素吸蔵電極を得るものである。
した水素吸蔵電極の表面を蒸着金属薄膜で被覆する事に
より、電極表面からの水素吸蔵相の脱落、電極の亀裂が
なくし、機械的強度の優れた、充・放電ザイクル寿命の
良好な水素吸蔵電極を得るものである。
電極ば今・１面図、第２図は水素吸蔵電極を用いたアｌ
＼ ルカリ蓄電池の充・放電に伴う放電容量の変化を示す図
である。 ２−ニッケル薄膜、３ ・・・発泡メタル、４・ ・水
素吸蔵材。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 （（Ｌ） （ｂ） （Ｃ） 第２図 光 放免サイクル数
＼ ルカリ蓄電池の充・放電に伴う放電容量の変化を示す図
である。 ２−ニッケル薄膜、３ ・・・発泡メタル、４・ ・水
素吸蔵材。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 （（Ｌ） （ｂ） （Ｃ） 第２図 光 放免サイクル数
Claims (1)
- 水素吸蔵材を充填した発泡メタルの表面を蒸着金属薄膜
で被覆したことを特徴とする水素吸蔵電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58185354A JPS6077357A (ja) | 1983-10-04 | 1983-10-04 | 水素吸蔵電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58185354A JPS6077357A (ja) | 1983-10-04 | 1983-10-04 | 水素吸蔵電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6077357A true JPS6077357A (ja) | 1985-05-01 |
Family
ID=16169316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58185354A Pending JPS6077357A (ja) | 1983-10-04 | 1983-10-04 | 水素吸蔵電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6077357A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6433848A (en) * | 1987-07-29 | 1989-02-03 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Manufacture of hydrogen absorbing electrode |
| WO1998021767A3 (en) * | 1996-11-13 | 1998-08-13 | Eltech Systems Corp | Metal foam support member for secondary battery electrode |
| US8440080B2 (en) * | 2006-05-17 | 2013-05-14 | Ozomax Inc. | Portable ozone generator and use thereof for purifying water |
-
1983
- 1983-10-04 JP JP58185354A patent/JPS6077357A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6433848A (en) * | 1987-07-29 | 1989-02-03 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Manufacture of hydrogen absorbing electrode |
| WO1998021767A3 (en) * | 1996-11-13 | 1998-08-13 | Eltech Systems Corp | Metal foam support member for secondary battery electrode |
| US8440080B2 (en) * | 2006-05-17 | 2013-05-14 | Ozomax Inc. | Portable ozone generator and use thereof for purifying water |
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