JPS6261273A - 水素固体電池 - Google Patents
水素固体電池Info
- Publication number
- JPS6261273A JPS6261273A JP60201156A JP20115685A JPS6261273A JP S6261273 A JPS6261273 A JP S6261273A JP 60201156 A JP60201156 A JP 60201156A JP 20115685 A JP20115685 A JP 20115685A JP S6261273 A JPS6261273 A JP S6261273A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hydrogen
- solid
- battery
- positive electrode
- solid battery
- 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
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
-
- 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)
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- 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】
く技術分野〉
本発明は負極活物質、電解質及び１椿活物質がいずれも
固体からなる固体水素電池の正極に関するものである。
固体からなる固体水素電池の正極に関するものである。
〈従来技術〉
近年生導体技術及びこれらの応用技術の発展に伴ない、
電子機器の消費電力は漸次低下される方向にある。また
、これら電子機器に用いられる電池も消費電力の低下と
ともに小型・薄型化が望まれ同時に信頼性の高いことが
要求されるようになってきた。このような要求に応える
ものとして、固体電解質電池がある。固体電解質電池は
電解質にイオン導電体を有する固体を用いるため′１［
池からの液漏れがなく、また量産化も１〜易い。
電子機器の消費電力は漸次低下される方向にある。また
、これら電子機器に用いられる電池も消費電力の低下と
ともに小型・薄型化が望まれ同時に信頼性の高いことが
要求されるようになってきた。このような要求に応える
ものとして、固体電解質電池がある。固体電解質電池は
電解質にイオン導電体を有する固体を用いるため′１［
池からの液漏れがなく、また量産化も１〜易い。
従来このような固体電解質電池としては、銀、銅、リチ
ウム系の電池が開発されている。この中で銀イオンまた
は銅イオンを用いた′電池は固体電解質のイオン電導度
が比較的大きく、大電流での放電が可能であるという性
質を有する。−力、リチウム系の固体電解質電池は高い
エネルギー密度と高い出力電圧を有するが、用いる固体
電解質のイオン電導度が余り大きくないので大きな電流
での放電ができない。また、リチウム金属が非常に活性
であるため、耐酸化、耐湿気のために電池の製造工程や
封口技術が複雑となる。さらに上記いずれの系の固体電
池においても、二次電池化を考えた場合、充電時に負極
において還元される・、４電種が樹枝状に析出するため
、ザイクル寿命が悪く、深い放電ができないという大き
な問題が残存している。
ウム系の電池が開発されている。この中で銀イオンまた
は銅イオンを用いた′電池は固体電解質のイオン電導度
が比較的大きく、大電流での放電が可能であるという性
質を有する。−力、リチウム系の固体電解質電池は高い
エネルギー密度と高い出力電圧を有するが、用いる固体
電解質のイオン電導度が余り大きくないので大きな電流
での放電ができない。また、リチウム金属が非常に活性
であるため、耐酸化、耐湿気のために電池の製造工程や
封口技術が複雑となる。さらに上記いずれの系の固体電
池においても、二次電池化を考えた場合、充電時に負極
において還元される・、４電種が樹枝状に析出するため
、ザイクル寿命が悪く、深い放電ができないという大き
な問題が残存している。
〈発明の概要〉
本発明は、負極を水素吸蔵合金、電解質を水素イオン導
電種〈１間体電解質、正極を水素イオン受容１／ｌのあ
る物質で構成することによって水素固体電池となること
に着目しこれを基本として＋Ｅ極に独特の技術を駆使し
たものである。水素固体電池の場合、水素の拡散のみが
反応に開力する拡散型の電極となるので、従来のように
金属イオンを導電種に用いた析出型の電極のように、充
放電の繰り返しによって生ずる樹枝状の析出物はなく、
充放電の繰り返し特性がよいという特徴がある。本発明
はこのような充放電性１Ｊｔの良好な水素固体電池を提
供することを目的とする。
電種〈１間体電解質、正極を水素イオン受容１／ｌのあ
る物質で構成することによって水素固体電池となること
に着目しこれを基本として＋Ｅ極に独特の技術を駆使し
たものである。水素固体電池の場合、水素の拡散のみが
反応に開力する拡散型の電極となるので、従来のように
金属イオンを導電種に用いた析出型の電極のように、充
放電の繰り返しによって生ずる樹枝状の析出物はなく、
充放電の繰り返し特性がよいという特徴がある。本発明
はこのような充放電性１Ｊｔの良好な水素固体電池を提
供することを目的とする。
〈構成及び効果の説明〉
水素を金属水素化物の状態で吸蔵する合金は水素を吸蔵
し７た状態においても固体である。水素吸蔵合金は中休
とり、て水素を吸収する元素（Ｍｇ、Ｃａ。
し７た状態においても固体である。水素吸蔵合金は中休
とり、て水素を吸収する元素（Ｍｇ、Ｃａ。
Ｌａ、Ｔｉ、Ｖ等）と水素を前件化する触媒能をイ」Ｊ
る元素（Ｆｅ、 Ｃｏ、 Ｎ ｉ＋ Ｃｕ等）とを絹み
合わ一＋ノーることによって様々な解離圧、吸蔵匿をも
つものが実現する。この水素吸蔵合金を負極として用い
る。
る元素（Ｆｅ、 Ｃｏ、 Ｎ ｉ＋ Ｃｕ等）とを絹み
合わ一＋ノーることによって様々な解離圧、吸蔵匿をも
つものが実現する。この水素吸蔵合金を負極として用い
る。
固体′電解質としては５酸化アンチモン（Ｓｂ２０５＠
ｎＨｏ）、２酸化スズ（Ｓｎ０２− ｎｌ＋２ｏ ）等
の水素イオン導電性酸化物や、バー フルオロカーボン
系等の高分子固体電解質等を用いる。またｉ「極材料と
しては、水素イオンをゲスト物質として受答する物質を
用いる。以上の材料を用いて例えば第１図に示すように
電池を構成する。第１図においてｌは負極、２は固体電
解質、３はＩＬ極、４は集電体、５はリード線、６は加
圧用板、７はビスである。この電池の電位は用いる負極
材料、正極材料によって異なる。本発明はこの正極材料
としてモリブデン酸化物（ＭｏＯａ −Ｘ：Ｏ≦Ｘ≦０
３）を」ご成分に用いることを特徴とする０種々の電極
材料を検討した結果、正極旧材としてモリブデン酸化物
を用いることによって放電特性が最も良くなりかつ充放
電が繰り返し可能な電池が実現されることが解明された
。
ｎＨｏ）、２酸化スズ（Ｓｎ０２− ｎｌ＋２ｏ ）等
の水素イオン導電性酸化物や、バー フルオロカーボン
系等の高分子固体電解質等を用いる。またｉ「極材料と
しては、水素イオンをゲスト物質として受答する物質を
用いる。以上の材料を用いて例えば第１図に示すように
電池を構成する。第１図においてｌは負極、２は固体電
解質、３はＩＬ極、４は集電体、５はリード線、６は加
圧用板、７はビスである。この電池の電位は用いる負極
材料、正極材料によって異なる。本発明はこの正極材料
としてモリブデン酸化物（ＭｏＯａ −Ｘ：Ｏ≦Ｘ≦０
３）を」ご成分に用いることを特徴とする０種々の電極
材料を検討した結果、正極旧材としてモリブデン酸化物
を用いることによって放電特性が最も良くなりかつ充放
電が繰り返し可能な電池が実現されることが解明された
。
〈実施例〉
以下本発明の１実施例について第１１Ｑを参照しながら
詳説する。市販のチタン（純度９９５％）とニッケル（
純度９９９５％）及びミツシュメタルを原子比で］ ：
］ ： ０．０１になるように秤量、混合する。
詳説する。市販のチタン（純度９９５％）とニッケル（
純度９９９５％）及びミツシュメタルを原子比で］ ：
］ ： ０．０１になるように秤量、混合する。
これをアーク溶解炉で溶解する。この合金をステンレス
容器に入れ高圧水素ガスを導入ｊ〜、加温して水素化さ
せる。即ち、水素吸蔵合金とする。水素化した合金を取
り出し、アルゴンガス雰囲気で粒径４４７ｚｍ以下に粉
砕する。この粉末０２ｇとカルボキシメチルセルローズ
粉末０．０１ ｇ 、アセチレンブラック００１ｇ及び
後述する固体電解質００５ｇを混合し、錠剤成型器でペ
レットにする。これを負極１とする。
容器に入れ高圧水素ガスを導入ｊ〜、加温して水素化さ
せる。即ち、水素吸蔵合金とする。水素化した合金を取
り出し、アルゴンガス雰囲気で粒径４４７ｚｍ以下に粉
砕する。この粉末０２ｇとカルボキシメチルセルローズ
粉末０．０１ ｇ 、アセチレンブラック００１ｇ及び
後述する固体電解質００５ｇを混合し、錠剤成型器でペ
レットにする。これを負極１とする。
次に５塩化アンチモン（ＳｂＣｔ５）を純水中へ滴下し
、得られた沈殿を洗浄・乾燥し、５酸化アンチモンを得
る。これを０２ｇ秤量し、錠剤成型器でペレットにする
。以上により水素イオン導電性酸化物である５酸化アン
チモンで固体電解質２を構成する。
、得られた沈殿を洗浄・乾燥し、５酸化アンチモンを得
る。これを０２ｇ秤量し、錠剤成型器でペレットにする
。以上により水素イオン導電性酸化物である５酸化アン
チモンで固体電解質２を構成する。
次にモリブデン酸アンモニウム・４水和物（（ＮＦＩ４
）６Ｍｏ７０２４・４Ｉ■２０）を純水中へ溶解し、加
熱した後熱硝酸を滴下し、得られた沈殿物を洗浄・乾燥
して酸化モリブデン（ＭｏＯａ）を得る。この酸化モリ
ブデン０２ｇ１カルボキシメチルセルローズ粉末０．０
１ ｇｌ アセチレンブラック旧１２ｇ及び上述した固
体電解質０．０５ｇを秤；ｉｉ 、混合し錠剤成型器で
ペレットにする。これを１１゛極３とする〇これら負極
１１電解質２及び正極３を重ね合せ、集電板４及び加圧
用板６で挾持し、ビス、７′で固定して水素固体電池を
構成する０集電体４は正極３及び負極ｌと外部接続用リ
ード線５間のコンタクトを良好にする。本実施例の水素
固体電池の初！１１開放電位は４２０ｍＶであった。
）６Ｍｏ７０２４・４Ｉ■２０）を純水中へ溶解し、加
熱した後熱硝酸を滴下し、得られた沈殿物を洗浄・乾燥
して酸化モリブデン（ＭｏＯａ）を得る。この酸化モリ
ブデン０２ｇ１カルボキシメチルセルローズ粉末０．０
１ ｇｌ アセチレンブラック旧１２ｇ及び上述した固
体電解質０．０５ｇを秤；ｉｉ 、混合し錠剤成型器で
ペレットにする。これを１１゛極３とする〇これら負極
１１電解質２及び正極３を重ね合せ、集電板４及び加圧
用板６で挾持し、ビス、７′で固定して水素固体電池を
構成する０集電体４は正極３及び負極ｌと外部接続用リ
ード線５間のコンタクトを良好にする。本実施例の水素
固体電池の初！１１開放電位は４２０ｍＶであった。
以上により作製された水素固体電池の性能を調べるため
、Ｉ＝ ｌ Ｏ０７！Ａ／ｃｎの′電流密度で放電させ
た。このときの放電特性を第２図に示す。特１／ト曲線
より明らかな如く、放電開始後９０時間経過後も放電々
圧はほぼ一定であり、電池特性として良好な結果がイ（
Ｊられた。次に同様にして作製した電池を５０ ｌｔ
Ａ／ｃｒＩの電流密度で２時間毎に充電と放電を繰り返
す充放電テスｌ−を行な一〕た。その結果を第３図に示
す。充放電操作を１ （１０回繰り返しても易性曲線は
ほとんど変化していない。第２図及び第３図より明らか
な如くモリブデン酸化物を正極に用いることＶＣより、
−次電池としてもまた二次ｊＩ［ｉｉ池としても実用「
ｊＪ能な充放電４４件の非常に良々ｆな水素固体電池が
得られる。
、Ｉ＝ ｌ Ｏ０７！Ａ／ｃｎの′電流密度で放電させ
た。このときの放電特性を第２図に示す。特１／ト曲線
より明らかな如く、放電開始後９０時間経過後も放電々
圧はほぼ一定であり、電池特性として良好な結果がイ（
Ｊられた。次に同様にして作製した電池を５０ ｌｔ
Ａ／ｃｒＩの電流密度で２時間毎に充電と放電を繰り返
す充放電テスｌ−を行な一〕た。その結果を第３図に示
す。充放電操作を１ （１０回繰り返しても易性曲線は
ほとんど変化していない。第２図及び第３図より明らか
な如くモリブデン酸化物を正極に用いることＶＣより、
−次電池としてもまた二次ｊＩ［ｉｉ池としても実用「
ｊＪ能な充放電４４件の非常に良々ｆな水素固体電池が
得られる。
尚、正極材料としてＭｏ８０２３ 、” ４０Ｉ ｌ
ｆ用イた場合、電池作製後の開放電位はそれぞれ２８０
ｒｎＶ。
ｆ用イた場合、電池作製後の開放電位はそれぞれ２８０
ｒｎＶ。
４１０ｍＶであり、同様に良好な放電時［トを示した。
ｉＦ、 極材＊−１としては上記以外にもＭｏ９０２６
１Ｍ００２８等神々の酸化モリブデンを用いることがで
きる。
１Ｍ００２８等神々の酸化モリブデンを用いることがで
きる。
第１図は本発明のｌ実施例の説明に供する水素「・）固
体電池の概略構成図である。第２肉は本発明のニー、、
５．−０ ￥ｌ謬実施例に係る水素固体電池の放電特性図である。 第３１・ど１は本発明の１実施例に係る水素ｌｉｄ体電
池の充放電４４件図である。
体電池の概略構成図である。第２肉は本発明のニー、、
５．−０ ￥ｌ謬実施例に係る水素固体電池の放電特性図である。 第３１・ど１は本発明の１実施例に係る水素ｌｉｄ体電
池の充放電４４件図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、負極を金属水素化物として水素を吸蔵する水素吸蔵
物質、固体電解質を水素イオン導電体、正極を水素イオ
ンの受容される物質でそれぞれ構成した水素固体電池に
おいて、前記正極がモリブデン酸化物（ＭｏＯ＿３＿−
＿ｘ）（０≦ｘ≦０．３）を主とする材料で構成されて
いることを特徴とする水素固体電池。 ２、モリブデン酸化物はＭｏＯ＿３、Ｍｏ＿９Ｏ＿２＿
６、Ｍｏ＿８Ｏ＿２＿３、Ｍｏ＿４Ｏ＿１＿１又はＭｏ
Ｏ＿２＿．＿８である特許請求の範囲第１項記載の水素
固体電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60201156A JPS6261273A (ja) | 1985-09-10 | 1985-09-10 | 水素固体電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60201156A JPS6261273A (ja) | 1985-09-10 | 1985-09-10 | 水素固体電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6261273A true JPS6261273A (ja) | 1987-03-17 |
Family
ID=16436309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60201156A Pending JPS6261273A (ja) | 1985-09-10 | 1985-09-10 | 水素固体電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6261273A (ja) |
-
1985
- 1985-09-10 JP JP60201156A patent/JPS6261273A/ja active Pending
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