JPS62285360A - アルカリ蓄電池用負極 - Google Patents
アルカリ蓄電池用負極Info
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- JPS62285360A JPS62285360A JP61128633A JP12863386A JPS62285360A JP S62285360 A JPS62285360 A JP S62285360A JP 61128633 A JP61128633 A JP 61128633A JP 12863386 A JP12863386 A JP 12863386A JP S62285360 A JPS62285360 A JP S62285360A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Electrochemistry (AREA)
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- Composite Materials (AREA)
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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】
３、発明の詳細な説明
産業上の利用分野
本発明は、正極にニッケル電極などを用いるアルカリ蓄
電池の負極に関する。
電池の負極に関する。
従来の技術
各種のポータプル機器２通信、鉄道などの電源、さらに
は、非常灯、予備用などの電源に、鉛蓄電池とともにア
ルカリ蓄電池が用いられている。
は、非常灯、予備用などの電源に、鉛蓄電池とともにア
ルカリ蓄電池が用いられている。
最も広く使われているアルカリ蓄電池は、ニッケルーカ
ドミウム蓄電池である。また、宇宙用など特殊な用途に
ニッケルー水素蓄電池が注目されて採用されている。
ドミウム蓄電池である。また、宇宙用など特殊な用途に
ニッケルー水素蓄電池が注目されて採用されている。
まず、ニスケル−カドミウム蓄電池は、放電特性の点で
優れ、とくに高放電で容量の減少が少ない。焼結式電極
の採用でこの放電特性は一層向上し、また、寿命、低温
特性などの点でも覆れている。
優れ、とくに高放電で容量の減少が少ない。焼結式電極
の採用でこの放電特性は一層向上し、また、寿命、低温
特性などの点でも覆れている。
ところが高エネルギー密度に関しては、相轟改良すべき
であって、ニッケル電極の高容量化がはかられた。発泡
状二ソケル極はその１例である。
であって、ニッケル電極の高容量化がはかられた。発泡
状二ソケル極はその１例である。
しかし、一方のカドミウム極については、現在のところ
顕著な改良は進んでいない。
顕著な改良は進んでいない。
そこで、カドミウムに代って金属水素化物、つまり水素
吸蔵合金が注目されている。宇宙用に採用されている水
素ガス拡散電極と異なり、この水素吸蔵合金は、通常の
カドミウム、亜鉛や鉄などの負極と同じ扱いで電池を構
成できる。その他に、実質的にはカドミウム極よシも単
位当りの容量を大きくすることができるので、カドミウ
ム極に代って高エネルギー密度のアルカリ蓄電池の負極
としても注目されている。
吸蔵合金が注目されている。宇宙用に採用されている水
素ガス拡散電極と異なり、この水素吸蔵合金は、通常の
カドミウム、亜鉛や鉄などの負極と同じ扱いで電池を構
成できる。その他に、実質的にはカドミウム極よシも単
位当りの容量を大きくすることができるので、カドミウ
ム極に代って高エネルギー密度のアルカリ蓄電池の負極
としても注目されている。
発明が解決しようとする問題点
ところがこの水素吸蔵合金をアルカリ蓄電池、とくに密
閉形アルカリ電池で、ノイマン方式でガス吸収を行なう
電池に用いると相手極（正極）から発生する酸素ガスに
より表面が酸化されて水素の吸蔵、放出能力の低下をも
たらす。したがって、充放電サイクル中に負極の電位や
容量が低下してしまう。その他に、水素吸蔵合金は、水
素の吸蔵放出の繰り返しで微粉化が促進され、嵩比重の
低下とともに電極の変形や脱落などが生ずる。
閉形アルカリ電池で、ノイマン方式でガス吸収を行なう
電池に用いると相手極（正極）から発生する酸素ガスに
より表面が酸化されて水素の吸蔵、放出能力の低下をも
たらす。したがって、充放電サイクル中に負極の電位や
容量が低下してしまう。その他に、水素吸蔵合金は、水
素の吸蔵放出の繰り返しで微粉化が促進され、嵩比重の
低下とともに電極の変形や脱落などが生ずる。
そこで、このような酸化や微粉化を抑制する目的で、表
面を金属で被覆する試みがあり、とくに銅を用いたもの
がマイクロカプセルの名称でよく知られている。このよ
うな銅によるマイクロカプセルは、酸化や微粉化の抑制
には効果があることが示されているが、本発明の目的と
するエネルギー密度の向上には、むしろ水素の吸蔵、放
出の能力が減少するので適した手段とはいえない。
面を金属で被覆する試みがあり、とくに銅を用いたもの
がマイクロカプセルの名称でよく知られている。このよ
うな銅によるマイクロカプセルは、酸化や微粉化の抑制
には効果があることが示されているが、本発明の目的と
するエネルギー密度の向上には、むしろ水素の吸蔵、放
出の能力が減少するので適した手段とはいえない。
本発明は、カドミウム負極からみれば、単独のカドミウ
ム極よシも高容量化を可能にするものであり、水素吸蔵
合金負極からみれば、高エネルギー密度を若干犠牲にし
て、酸化の抑制、微粉化の抑制、さらにガス吸収能力の
向上などを可能にすることを目的とする。
ム極よシも高容量化を可能にするものであり、水素吸蔵
合金負極からみれば、高エネルギー密度を若干犠牲にし
て、酸化の抑制、微粉化の抑制、さらにガス吸収能力の
向上などを可能にすることを目的とする。
問題点を解決するための手段
本発明は、水素吸蔵合金粉末の表面を多孔性のカドミウ
ム、酸化カドミウム、水酸化カドミウムのうちの少なく
とも１種で被覆してアルカリ蓄電池用の負極としたもの
である。
ム、酸化カドミウム、水酸化カドミウムのうちの少なく
とも１種で被覆してアルカリ蓄電池用の負極としたもの
である。
作 用
このように金属カドミウムあるいは酸化カドミウム、水
酸化カドミウムなどによシ水素吸蔵合金の粉末表面を被
覆することにより、相手極からの酸素による酸化を抑制
し、また、極端な微粉化も防止できる。また、表面に付
着しているカドミウムも負極活物質であるから、単に他
の金属を被覆するよりも高容量になシ、また、カドミウ
ムはすぐれた酸素ガス吸収能を有するので、密閉の保持
ニ都合がよい。なお、カドミウムによる表面層も活物質
として働くので、充電時には主にカドミウム、一部が水
酸化カドミウムに、放電時には逆に一部がカドミウム、
大部分が水酸化カドミウムになる。
酸化カドミウムなどによシ水素吸蔵合金の粉末表面を被
覆することにより、相手極からの酸素による酸化を抑制
し、また、極端な微粉化も防止できる。また、表面に付
着しているカドミウムも負極活物質であるから、単に他
の金属を被覆するよりも高容量になシ、また、カドミウ
ムはすぐれた酸素ガス吸収能を有するので、密閉の保持
ニ都合がよい。なお、カドミウムによる表面層も活物質
として働くので、充電時には主にカドミウム、一部が水
酸化カドミウムに、放電時には逆に一部がカドミウム、
大部分が水酸化カドミウムになる。
したがって、水素吸蔵合金の表面に、カドミウム、酸化
カドミウム、水酸化カドミウム、さらには他のカドミウ
ム化合物を用いて被覆しても、電池の充放電時には、こ
のように金属カドミウムと水酸化カドミウムになる。
カドミウム、水酸化カドミウム、さらには他のカドミウ
ム化合物を用いて被覆しても、電池の充放電時には、こ
のように金属カドミウムと水酸化カドミウムになる。
なお、水素吸蔵合金表面へのカドミウムあるいはその化
合物の被覆法としては、カドミウムの場合には、無電解
メッキや粉末電解メッキ、塩の含浸後の還元などの方法
がある。また、酸化カドミウムの場合には、極く微細な
粉末を製造し、これを水素吸蔵合金上に吸着させる方法
がよい。水酸化カドミウムも同じ方法でよいが、この場
合は、塩を含浸した後に乾燥し、か性アルカリ水溶液中
に浸せきして水酸化カドミウムに転化させてもよい。
合物の被覆法としては、カドミウムの場合には、無電解
メッキや粉末電解メッキ、塩の含浸後の還元などの方法
がある。また、酸化カドミウムの場合には、極く微細な
粉末を製造し、これを水素吸蔵合金上に吸着させる方法
がよい。水酸化カドミウムも同じ方法でよいが、この場
合は、塩を含浸した後に乾燥し、か性アルカリ水溶液中
に浸せきして水酸化カドミウムに転化させてもよい。
また、水素吸蔵合金上に形成するカドミウム活物質の量
については、とくに限定することはないが、水素吸蔵合
金の高エネルギー密度を発揮させるためには、これを主
体とし、カドミウム活物質層は、金属カドミウム換算で
５〜３ｏ重量係が好ましい。
については、とくに限定することはないが、水素吸蔵合
金の高エネルギー密度を発揮させるためには、これを主
体とし、カドミウム活物質層は、金属カドミウム換算で
５〜３ｏ重量係が好ましい。
実施例
水素吸蔵合金へのカドミウム活物質層の形成法として最
も簡単なカドミウム塩溶液含浸、か性アルカリ浸せきに
よる方法を例にして詳述する。
も簡単なカドミウム塩溶液含浸、か性アルカリ浸せきに
よる方法を例にして詳述する。
水素吸蔵合金としてＭｍＮｌ ３．８Ｍｎｏ 、 ４Ａ
ｔＯ，２ＣＯｏ 、６を取り上げ、重量比でこの粉末９
０部、ニッケル粉末５部、アクリロニトリル系繊維０．
５を十分混合し、１ｏｑｂポリビニルアルコール水溶液
によシペーストにする。これを厚さＱ 、 １５ ｔｔ
ｒｍ 、孔径１．８ｍ、開孔度６２％のニッケルメッキ
鉄製のパンチングメタルに塗着し、スリットを通して厚
さを０．６ｍに調整する。ついで８０℃で２時間乾燥す
る。
ｔＯ，２ＣＯｏ 、６を取り上げ、重量比でこの粉末９
０部、ニッケル粉末５部、アクリロニトリル系繊維０．
５を十分混合し、１ｏｑｂポリビニルアルコール水溶液
によシペーストにする。これを厚さＱ 、 １５ ｔｔ
ｒｍ 、孔径１．８ｍ、開孔度６２％のニッケルメッキ
鉄製のパンチングメタルに塗着し、スリットを通して厚
さを０．６ｍに調整する。ついで８０℃で２時間乾燥す
る。
これを、硝酸カドミウム（ｃｄ（ＮＯ３）２・４Ｈ２０
） ：水を７５：２５（重量比）とした水溶液中に、室
温で約３分間浸せきし、その後に６０℃で３時間乾燥す
る。ついで、２０重量％のか性カリ水溶液中に、ＳＯ℃
で１．５時間浸せきし、水洗して６００３時間乾燥する
。このようなカドミウム塩含浸、アルカリ浸せきの工程
をくり返してもよいが、１回の工程で本発明の目的は達
成できる。このようにして、水素吸蔵合金上に水酸化カ
ドミウムの層を形成する。
） ：水を７５：２５（重量比）とした水溶液中に、室
温で約３分間浸せきし、その後に６０℃で３時間乾燥す
る。ついで、２０重量％のか性カリ水溶液中に、ＳＯ℃
で１．５時間浸せきし、水洗して６００３時間乾燥する
。このようなカドミウム塩含浸、アルカリ浸せきの工程
をくり返してもよいが、１回の工程で本発明の目的は達
成できる。このようにして、水素吸蔵合金上に水酸化カ
ドミウムの層を形成する。
用いる電池としては、ニッケルーカドミウム蓄電池を例
とし、密閉形の単二サイズとした。
とし、密閉形の単二サイズとした。
まず、相手極のニッケル極としては、厚さ０．６６ｍ、
幅３８団、長さ２１０厘、充てん容量密度５００ｍＡｈ
／ｃｃの発泡状ニッケル極を用い九公称容量は２．ｅＡ
ｈである。セパレータトシては、ポリアミド不織布、電
解液としては比重１．２のか性カリ水溶液に水酸化リチ
ウムを２５１／を溶解して用いた。
幅３８団、長さ２１０厘、充てん容量密度５００ｍＡｈ
／ｃｃの発泡状ニッケル極を用い九公称容量は２．ｅＡ
ｈである。セパレータトシては、ポリアミド不織布、電
解液としては比重１．２のか性カリ水溶液に水酸化リチ
ウムを２５１／を溶解して用いた。
本発明の電池Ａでは、この水酸化カドミウム含浸水素吸
蔵合金電極を幅は同じり３８ｒｒｒ！ｎとし、長さを２
５０ｍに裁断して用いた。なお、この水素吸蔵合金電極
の放電可能な容量は、２０℃、ｏ 、 ２Ｃで３．６Ａ
ｈ、（水酸化）カドミウムがｏ、８Ａｈである。
蔵合金電極を幅は同じり３８ｒｒｒ！ｎとし、長さを２
５０ｍに裁断して用いた。なお、この水素吸蔵合金電極
の放電可能な容量は、２０℃、ｏ 、 ２Ｃで３．６Ａ
ｈ、（水酸化）カドミウムがｏ、８Ａｈである。
比較例として、水素吸蔵合金は、電池Ａと同じ製法によ
り製作し、水酸化カドミウムによる被覆は行なわず、そ
の代り、放電可能の容量を４．４Ａｈとした電池を加え
、これをＢとした。
り製作し、水酸化カドミウムによる被覆は行なわず、そ
の代り、放電可能の容量を４．４Ａｈとした電池を加え
、これをＢとした。
まず、電池ＡとＢについて、室温２５℃および４５℃で
放電を行なった。充電は、いずれも２５℃で０．２Ｃで
７時間とした。
放電を行なった。充電は、いずれも２５℃で０．２Ｃで
７時間とした。
その結果、電池Ａ、Ｂとも０．２Ｃ放電で約２．６Ａｈ
、１Ｃ放電で２．４ｓＡｈが２５℃で得られ、４５℃で
は、それぞれ２ 、７Ａｈ、２．５ｓＡｈであった。
、１Ｃ放電で２．４ｓＡｈが２５℃で得られ、４５℃で
は、それぞれ２ 、７Ａｈ、２．５ｓＡｈであった。
つぎに、充電時での発生酸素ガスの吸収能を比較した。
周囲温度０℃、充電ＩＣ（１，４時間）の条件で電池内
圧を測定したところ、電池Ａでは、最高圧力が３ Ｋｙ
／ ａｄであったのに対して電池Ｂでは５ ＫＰ ／
ｃｒｄであった。その後、同じく０℃で０．２０放電
を行ない、ふたたびこの条件で充電・放電を１０回くり
返した。その結果、電池Ａでは、３〜４に９／−の最高
内圧であったが、電池Ｂでは、徐々に内圧が上昇し、１
ｏプサイル充電時には８ Ｋｐ ／ ｃｒｌに達しだ。
圧を測定したところ、電池Ａでは、最高圧力が３ Ｋｙ
／ ａｄであったのに対して電池Ｂでは５ ＫＰ ／
ｃｒｄであった。その後、同じく０℃で０．２０放電
を行ない、ふたたびこの条件で充電・放電を１０回くり
返した。その結果、電池Ａでは、３〜４に９／−の最高
内圧であったが、電池Ｂでは、徐々に内圧が上昇し、１
ｏプサイル充電時には８ Ｋｐ ／ ｃｒｌに達しだ。
すなわち、本願は、充電時の酸素ガスの吸収にすぐれた
負極を提供していることがわかる。
負極を提供していることがわかる。
最後に、寿命特性を比較した。室温２５℃のもとで、０
．２Ｃ−７時間充電−０、ｓＣｏ 、 ８Ｖまで放電の
条件で充放電サイクルを繰り返した。
．２Ｃ−７時間充電−０、ｓＣｏ 、 ８Ｖまで放電の
条件で充放電サイクルを繰り返した。
その結果、１Ｑサイクルにおいては、電池Ａ。
Ｂとも平均放電電圧は１．２２Ｖ、放電容量は２．６２
Ａｈであった。ところが、２００サイクルで、容量はい
ずれも２．４８Ａｈであったが、平均放電電圧がＡでは
、１．２２ＶであったのにＢでは１．２０Ｖになシ、さ
らに３００サイクルでは、容量は２．４２Ａｈであった
が、電圧はＡが１．２０Ｖに対してＢは１．１４ｖにな
った。
Ａｈであった。ところが、２００サイクルで、容量はい
ずれも２．４８Ａｈであったが、平均放電電圧がＡでは
、１．２２ＶであったのにＢでは１．２０Ｖになシ、さ
らに３００サイクルでは、容量は２．４２Ａｈであった
が、電圧はＡが１．２０Ｖに対してＢは１．１４ｖにな
った。
さらに６００サイクルになると、Ａでは２．４３Ａｈ。
１．１９６Ｖ に対してＢでは１．８６Ａｈで１．０
３Ｖのように電池電圧、容量ともに低下した。Ｂの゛低
下の原因は、サイクル時に負極の酸化による劣化が表面
にカドミウム活物質層を持つＡよりも大きいことが主で
あると考えられる。
３Ｖのように電池電圧、容量ともに低下した。Ｂの゛低
下の原因は、サイクル時に負極の酸化による劣化が表面
にカドミウム活物質層を持つＡよりも大きいことが主で
あると考えられる。
発明の効果
以上詳述したように水素吸蔵合金上にカドミウム活物質
層を形成させることにより、充電時での酸素ガス吸収能
の向上と、サイクル寿命での放電電圧や容量の低下の抑
制が可能になる。
層を形成させることにより、充電時での酸素ガス吸収能
の向上と、サイクル寿命での放電電圧や容量の低下の抑
制が可能になる。
Claims (2)
- （１）水素吸蔵合金粉末の表面に、多孔性のカドミウム
活物質層が形成されていることを特徴とするアルカリ蓄
電池用負極。 - （２）水素吸蔵合金電極面に、カドミウム、酸化カドミ
ウム、水酸化カドミウムよりなる群から選んだ少なくと
も１種の層が形成されている特許請求の範囲第１項記載
のアルカリ蓄電池用負極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61128633A JPS62285360A (ja) | 1986-06-03 | 1986-06-03 | アルカリ蓄電池用負極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61128633A JPS62285360A (ja) | 1986-06-03 | 1986-06-03 | アルカリ蓄電池用負極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62285360A true JPS62285360A (ja) | 1987-12-11 |
Family
ID=14989638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61128633A Pending JPS62285360A (ja) | 1986-06-03 | 1986-06-03 | アルカリ蓄電池用負極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62285360A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5043233A (en) * | 1989-03-10 | 1991-08-27 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Hydrogen-absorbing alloy electrode for use in an alkaline storage cell and its manufacturing method |
| USRE34471E (en) * | 1989-03-10 | 1993-12-07 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Hydrogen-absorbing alloy electrode for use in an alkaline storage cell and its manufacturing method |
| WO2000010219A1 (fr) * | 1998-08-10 | 2000-02-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Procede d'estimation de l'etat d'un accumulateur, dispositif d'estimation de son etat et procede de regeneration d'un accumulateur |
| KR100509323B1 (ko) * | 2001-03-09 | 2005-08-23 | 캐논 가부시끼가이샤 | 재충전가능한 알칼리전지 및 그 제조방법 |
-
1986
- 1986-06-03 JP JP61128633A patent/JPS62285360A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5043233A (en) * | 1989-03-10 | 1991-08-27 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Hydrogen-absorbing alloy electrode for use in an alkaline storage cell and its manufacturing method |
| USRE34471E (en) * | 1989-03-10 | 1993-12-07 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Hydrogen-absorbing alloy electrode for use in an alkaline storage cell and its manufacturing method |
| WO2000010219A1 (fr) * | 1998-08-10 | 2000-02-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Procede d'estimation de l'etat d'un accumulateur, dispositif d'estimation de son etat et procede de regeneration d'un accumulateur |
| KR100447461B1 (ko) * | 1998-08-10 | 2004-09-07 | 도요다 지도샤 가부시끼가이샤 | 이차전지의 상태판정방법 및 상태판정장치, 그리고이차전지의 재생방법 |
| US6924623B2 (en) | 1998-08-10 | 2005-08-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method and device for judging the condition of secondary batteries and method for regenerating secondary batteries |
| US7030618B2 (en) | 1998-08-10 | 2006-04-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method and device for judging the condition of secondary batteries and method for regenerating secondary batteries |
| US7075305B2 (en) | 1998-08-10 | 2006-07-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method and device for judging the condition of secondary batteries and method for regenerating secondary batteries |
| US7180298B2 (en) | 1998-08-10 | 2007-02-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method and device for judging the condition of secondary batteries and method for regenerating secondary batteries |
| US7235326B2 (en) | 1998-08-10 | 2007-06-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method and device for judging the condition of secondary batteries and method for regenerating secondary batteries |
| KR100509323B1 (ko) * | 2001-03-09 | 2005-08-23 | 캐논 가부시끼가이샤 | 재충전가능한 알칼리전지 및 그 제조방법 |
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