JPS63266767A - 水素吸蔵電極の製造方法 - Google Patents
水素吸蔵電極の製造方法Info
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- JPS63266767A JPS63266767A JP62100368A JP10036887A JPS63266767A JP S63266767 A JPS63266767 A JP S63266767A JP 62100368 A JP62100368 A JP 62100368A JP 10036887 A JP10036887 A JP 10036887A JP S63266767 A JPS63266767 A JP S63266767A
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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・放出する水素吸蔵合金
を用いる水素吸蔵電極の製造方法に関するもので、無公
害で高エネルギー密度のアルカリ蓄電池が提供できるも
のである。
を用いる水素吸蔵電極の製造方法に関するもので、無公
害で高エネルギー密度のアルカリ蓄電池が提供できるも
のである。
従来の技術
各種の電源のうち二次電池としては、鉛蓄電池とアルカ
リ蓄電池とが広く使われている。
リ蓄電池とが広く使われている。
アルカリ蓄電池のうち、最も広く使われているのは、ニ
ッケルーカドミウム蓄電池である。この電池は性能的に
かなり優れているが、依然おして高エネルギー密度や無
公害への期待が高く新しい電池系が検討されている。
ッケルーカドミウム蓄電池である。この電池は性能的に
かなり優れているが、依然おして高エネルギー密度や無
公害への期待が高く新しい電池系が検討されている。
例えばこの中で負極のカドミウムに代わって亜鉛が取り
上げられてきたが、よ（知られているように寿命に問題
があるので広い実用化には至っていない。
上げられてきたが、よ（知られているように寿命に問題
があるので広い実用化には至っていない。
最近注目されてきたのは水素を可逆的に吸蔵・放出する
水素吸蔵合金を負極に用いるアルカリ蓄電池である。こ
の場合は、カドミウムや亜鉛などと同じ取扱いで電池を
構成でき、実際の放電可能な容量密度をカドミウムより
大きくできることや亜鉛のようなデンドライトの形成や
電極の形状変化などがないことから、高エネルギー密度
で長寿命、無公害のアルカリ蓄電池として有望である。
水素吸蔵合金を負極に用いるアルカリ蓄電池である。こ
の場合は、カドミウムや亜鉛などと同じ取扱いで電池を
構成でき、実際の放電可能な容量密度をカドミウムより
大きくできることや亜鉛のようなデンドライトの形成や
電極の形状変化などがないことから、高エネルギー密度
で長寿命、無公害のアルカリ蓄電池として有望である。
この水素吸蔵合金を用いた水素吸蔵電極の製造方法とし
ては、従来から水素吸蔵合金を焼結して電極を得る焼結
式や発泡金属、金属繊維などの金属三次元多孔体に水素
吸蔵合金を結着剤などと共に充填した方式がよく用いら
れていた。
ては、従来から水素吸蔵合金を焼結して電極を得る焼結
式や発泡金属、金属繊維などの金属三次元多孔体に水素
吸蔵合金を結着剤などと共に充填した方式がよく用いら
れていた。
しかし、これらの方式による水素吸蔵電極の製造方法は
、材料コストが高くなることや製造工程が複雑であるこ
となどの問題があった。
、材料コストが高くなることや製造工程が複雑であるこ
となどの問題があった。
一方、水゛素吸蔵合金粉末と結着剤などを予め混練しペ
ーストとし、これをパンチングメタルやエキスパンドメ
タル、金属ネットなどの金属二次元多孔体に塗着しその
後乾燥して得るいわゆるペースト式水素吸蔵電極の製造
方法は、製造方法が簡単であり、金属三次元多孔体のよ
うな高価な材料を使用しないことから安価な電極が得ら
れるという特徴があった。
ーストとし、これをパンチングメタルやエキスパンドメ
タル、金属ネットなどの金属二次元多孔体に塗着しその
後乾燥して得るいわゆるペースト式水素吸蔵電極の製造
方法は、製造方法が簡単であり、金属三次元多孔体のよ
うな高価な材料を使用しないことから安価な電極が得ら
れるという特徴があった。
発明が解決しようとする問題点
この水素吸蔵合金粉末と結着剤などを予め混練しペース
トとし、これをパンチングメタルやエキスパンドメタル
、金属ネットなどの金属二次元多孔体に塗着しその後乾
燥して得るペースト式水素吸蔵電極の製造方法は、本来
製造方法が簡単で安価な電極が得られるという特徴があ
るが、この方法で得た電極を用いてアルカリ蓄電池を構
成すると次のような問題がありこれまであまり用いられ
ていなかった。
トとし、これをパンチングメタルやエキスパンドメタル
、金属ネットなどの金属二次元多孔体に塗着しその後乾
燥して得るペースト式水素吸蔵電極の製造方法は、本来
製造方法が簡単で安価な電極が得られるという特徴があ
るが、この方法で得た電極を用いてアルカリ蓄電池を構
成すると次のような問題がありこれまであまり用いられ
ていなかった。
すなわち、その主たる問題は、従来の水素吸蔵合金を焼
結して電極を得る焼結式や発泡金属、金属繊維などの金
属三次元多孔体に水素吸蔵合金を結着剤などと共に充填
した方式の電極と比較して電極の導電性が悪（、とくに
大電流充放電特性に難点があった。放電電圧の低下が大
きく実用上大きな問題点であった。
結して電極を得る焼結式や発泡金属、金属繊維などの金
属三次元多孔体に水素吸蔵合金を結着剤などと共に充填
した方式の電極と比較して電極の導電性が悪（、とくに
大電流充放電特性に難点があった。放電電圧の低下が大
きく実用上大きな問題点であった。
本発明は、製造が簡単で低価格化が図れるパンチングメ
タルやエキスパンドメタル、金属ネットなどの金属二次
元多孔体を用いたペースト式水素吸蔵電極の導電性を改
善し、急速な充放電特性に優れた水素吸蔵合金電極の製
造方法を提供することを目的とする。
タルやエキスパンドメタル、金属ネットなどの金属二次
元多孔体を用いたペースト式水素吸蔵電極の導電性を改
善し、急速な充放電特性に優れた水素吸蔵合金電極の製
造方法を提供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、水素吸蔵合金粉末と結着剤、ペースト粘度調
整剤などを予め混練しペーストとし、これをパンチング
メタルやエキスパンドメタル、金属ネットなどの金属二
次元多孔体に塗着しその後乾燥して得た極板の表面に、
さらに多孔性の導電性層を形成したことを特徴とする水
素吸蔵電極の製造方法である。
整剤などを予め混練しペーストとし、これをパンチング
メタルやエキスパンドメタル、金属ネットなどの金属二
次元多孔体に塗着しその後乾燥して得た極板の表面に、
さらに多孔性の導電性層を形成したことを特徴とする水
素吸蔵電極の製造方法である。
作用
通常パンチングメタルやエキスパンドメタル、金属ネッ
トなどの金属二次元多孔体を芯材として用いたペースト
式水素吸蔵電極は、焼結式や発泡金属、金属繊維などの
金属三次元多孔体に水素吸蔵合金を結着剤などと共に充
填した方式の電極と比較して明らかに電極の導電性が悪
い。しかし、本発明はこの極板の表面に、さらに多孔性
の導電性層を形成することにより金属二次元多孔体を芯
材として用いたペースト式水素吸蔵電極でも電極の導電
性を向上することが可能になり、急速な充放電を行なっ
ても特性に優れたアルカリ蓄電池用の水素吸蔵合金電極
が得られる。またこれらの導電性層は多孔性であること
から、水素吸蔵合金粉末相互の電子伝導を向上させつつ
、イオン伝導への悪影響は少ない。さらに水素吸蔵電極
で重要な特性である密閉形アルカリ蓄電池の過充電時に
発生す、る酸素ガスを吸収する能力が一段と向上し、充
放電サイクル寿命の向上が図られる。
トなどの金属二次元多孔体を芯材として用いたペースト
式水素吸蔵電極は、焼結式や発泡金属、金属繊維などの
金属三次元多孔体に水素吸蔵合金を結着剤などと共に充
填した方式の電極と比較して明らかに電極の導電性が悪
い。しかし、本発明はこの極板の表面に、さらに多孔性
の導電性層を形成することにより金属二次元多孔体を芯
材として用いたペースト式水素吸蔵電極でも電極の導電
性を向上することが可能になり、急速な充放電を行なっ
ても特性に優れたアルカリ蓄電池用の水素吸蔵合金電極
が得られる。またこれらの導電性層は多孔性であること
から、水素吸蔵合金粉末相互の電子伝導を向上させつつ
、イオン伝導への悪影響は少ない。さらに水素吸蔵電極
で重要な特性である密閉形アルカリ蓄電池の過充電時に
発生す、る酸素ガスを吸収する能力が一段と向上し、充
放電サイクル寿命の向上が図られる。
実施例
以下、本発明の実施例について説明する。
水素吸蔵合金として市販のＭｍ（ミツシュメタル）、Ｎ
ｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、ＡＩの各原材料を一定の組成比に秤量
してアルゴンアーク溶解炉によってＭｍＮ ｉｓ、５Ｃ
Ｏｏ、ａＭｎｏ、４Ａ＋ｏ、ｓ合金を製造した。ついで
この合金を公知の方法に従って真空熱処理炉で熱処理し
その後、この合金試料を４００メツシユ以下の粒径にな
るように粉砕した。
ｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、ＡＩの各原材料を一定の組成比に秤量
してアルゴンアーク溶解炉によってＭｍＮ ｉｓ、５Ｃ
Ｏｏ、ａＭｎｏ、４Ａ＋ｏ、ｓ合金を製造した。ついで
この合金を公知の方法に従って真空熱処理炉で熱処理し
その後、この合金試料を４００メツシユ以下の粒径にな
るように粉砕した。
このようにして得られた水素吸蔵合金にポリビニルアル
コールの５％（重量）のエチレングリコール溶液、重量
比で０．８％のポリエチレン微粉末、同じ（０，５％の
塩化ビニル−アクリロニトリル短繊維を加えて混練しペ
ーストとした。このペーストを厚さ０．１５ｍ、孔径１
．８ｍｍ、開孔度５０％の鉄製でニッケルメッキを施し
たパンチングメタル板に塗着し、０．６ｍ幅のスリット
を通して平滑化し、その後１２０℃で１時間乾燥して水
素吸蔵電極を得た。
コールの５％（重量）のエチレングリコール溶液、重量
比で０．８％のポリエチレン微粉末、同じ（０，５％の
塩化ビニル−アクリロニトリル短繊維を加えて混練しペ
ーストとした。このペーストを厚さ０．１５ｍ、孔径１
．８ｍｍ、開孔度５０％の鉄製でニッケルメッキを施し
たパンチングメタル板に塗着し、０．６ｍ幅のスリット
を通して平滑化し、その後１２０℃で１時間乾燥して水
素吸蔵電極を得た。
このようにして作った水素吸蔵電極を、さらに加圧プレ
ス処理を行なった後、水素吸蔵電極の表面に以下の様に
水素吸蔵電極Ａ−Ｌとして各種の多孔性の導電性層を形
成した。また比較のために多孔性の導電性層を形成しな
い水素吸蔵電極Ｍを加えた。
ス処理を行なった後、水素吸蔵電極の表面に以下の様に
水素吸蔵電極Ａ−Ｌとして各種の多孔性の導電性層を形
成した。また比較のために多孔性の導電性層を形成しな
い水素吸蔵電極Ｍを加えた。
水素吸蔵電極Ａ−無無電銅鋼メッ
キ素吸蔵電極Ｂ−−電解ニッケルメッキ水素吸蔵電極Ｃ
−電気銅メッキ 水素吸蔵電極り一電気ニッケルメッキ 水素吸蔵電極Ｅ−電気（鋼＋ニッケル）メッキ水素吸蔵
電極Ｆ−ニッケル粉末塗布 水素吸蔵電極Ｇ−炭素粉末塗布 水素吸蔵電極Ｈ−（炭素子パラジウム）粉末塗布 水素吸蔵電極■−パラジウム析出 水素吸蔵電極Ｊ−−金析出 水素吸蔵電極に一ニッケル蒸着 水素吸蔵電極り一銅蒸着 水素吸蔵電極Ｍ−一孔性の導電性層なしこのようにして
得た水素吸蔵電極Ａ−Ｍは、その後密閉形ニッケルー水
素二次電池として単２形で評価を行なった。
−電気銅メッキ 水素吸蔵電極り一電気ニッケルメッキ 水素吸蔵電極Ｅ−電気（鋼＋ニッケル）メッキ水素吸蔵
電極Ｆ−ニッケル粉末塗布 水素吸蔵電極Ｇ−炭素粉末塗布 水素吸蔵電極Ｈ−（炭素子パラジウム）粉末塗布 水素吸蔵電極■−パラジウム析出 水素吸蔵電極Ｊ−−金析出 水素吸蔵電極に一ニッケル蒸着 水素吸蔵電極り一銅蒸着 水素吸蔵電極Ｍ−一孔性の導電性層なしこのようにして
得た水素吸蔵電極Ａ−Ｍは、その後密閉形ニッケルー水
素二次電池として単２形で評価を行なった。
すなわち、先の水素吸蔵電極を各々幅３．９ｃｍ長さ２
６ＣＩｌに裁断し、リード板を所定の２カ所にスポット
溶接により取り付けた。相手径としては、公知の発泡式
ニッケル極を選び、幅３．９ｃｍ＋長さ２２ｃｎとして
用いた。この場合もリード板を２カ所取り付けた。
６ＣＩｌに裁断し、リード板を所定の２カ所にスポット
溶接により取り付けた。相手径としては、公知の発泡式
ニッケル極を選び、幅３．９ｃｍ＋長さ２２ｃｎとして
用いた。この場合もリード板を２カ所取り付けた。
セパレータとしては、ボリアミド不織布、電解液として
は、比重１．２０の苛性カリ水溶液に水酸化リチウムを
２０ ｇ／ｅ溶解して用いた。公称容量は３．ＯＡｈで
ある。
は、比重１．２０の苛性カリ水溶液に水酸化リチウムを
２０ ｇ／ｅ溶解して用いた。公称容量は３．ＯＡｈで
ある。
これらの電池を通常の充放電サイクル試験によって２０
℃で評価した結果を説明する。
℃で評価した結果を説明する。
充電は、０．２Ｃ（５時間率）で１３０％まで、放電は
０．５Ｃ（２時間率）で終止電圧０゜８Ｖとし充放電サ
イクルを１０サイクルまで繰り返し、その後は、充電を
、Ｃ）、５Ｃ（２時間率）で１５０％まで、放電は１．
０Ｃ（１時間率）で同様の試験を行なった。
０．５Ｃ（２時間率）で終止電圧０゜８Ｖとし充放電サ
イクルを１０サイクルまで繰り返し、その後は、充電を
、Ｃ）、５Ｃ（２時間率）で１５０％まで、放電は１．
０Ｃ（１時間率）で同様の試験を行なった。
その結果の中から、単２形密閉形ニッケルー水素二次電
池を構成するのに使用した水素吸蔵電極Ａ−Ｍと２０サ
イクル、２００サイクルでの充放電サイクル試験での電
池放電容量と中間放電電位の関係をまとめて表に示す。
池を構成するのに使用した水素吸蔵電極Ａ−Ｍと２０サ
イクル、２００サイクルでの充放電サイクル試験での電
池放電容量と中間放電電位の関係をまとめて表に示す。
表から明らかな様に、多孔性の導電性層を形成しない水
素吸蔵電極Ｍは、２００サイクルで電池の放電容量は公
称容量の３．ＯＡｈを大幅に下回り、また中間放電電位
の低下も大きかった。さらにこの電池の充電時の電池内
圧を調べたところ、最高内圧は１０ｋｇ／ｃ−以上を示
し、ガス吸収能力も不足していることが認められた。
素吸蔵電極Ｍは、２００サイクルで電池の放電容量は公
称容量の３．ＯＡｈを大幅に下回り、また中間放電電位
の低下も大きかった。さらにこの電池の充電時の電池内
圧を調べたところ、最高内圧は１０ｋｇ／ｃ−以上を示
し、ガス吸収能力も不足していることが認められた。
表
これに対して水素吸蔵電極Ａ−Ｌで構成した電池は、放
電容量、中間放電電位とも非常に優れており、従来の発
泡金属、金属繊維などの金属三次元多孔体に水素吸蔵合
金を結着剤などと共に充填した方式で得た電極と比較し
ても全く遜色のない性能を有していた。またこれらの電
池の充電時の電池内圧は、最高時でもいずれも３．２〜
８．７ｋｇ／−であり高いガス吸収能力を有していたが
、その中でも多孔性の導電性層を銅もしくはニッケルの
電気メッキまたは無電解メッキにより形成したものが特
に優れていた。
電容量、中間放電電位とも非常に優れており、従来の発
泡金属、金属繊維などの金属三次元多孔体に水素吸蔵合
金を結着剤などと共に充填した方式で得た電極と比較し
ても全く遜色のない性能を有していた。またこれらの電
池の充電時の電池内圧は、最高時でもいずれも３．２〜
８．７ｋｇ／−であり高いガス吸収能力を有していたが
、その中でも多孔性の導電性層を銅もしくはニッケルの
電気メッキまたは無電解メッキにより形成したものが特
に優れていた。
そして多孔性の導電性層としては銅、ニッケル、炭素、
パラジウム、白金などが適当であり、多孔性の導電性層
の形成には、メッキ法、塗布法、吹き付は法、蒸着法、
スパッター法などが適応できる。この中で最も有効な方
法としては、多孔性の導電性層を特に鋼もしくはニッケ
ルの電−気メッキまたは無電解メッキにより形成する。
パラジウム、白金などが適当であり、多孔性の導電性層
の形成には、メッキ法、塗布法、吹き付は法、蒸着法、
スパッター法などが適応できる。この中で最も有効な方
法としては、多孔性の導電性層を特に鋼もしくはニッケ
ルの電−気メッキまたは無電解メッキにより形成する。
発明の効果
以上のように本発明の水素吸蔵電極の製造方法では、密
閉電池を構成した場合、本来の特徴である製造が簡単で
低価格化が図れることとともに、導電性やガス吸収能の
向上が図られ合わせて電極強度も向上することから、高
容量で長寿命、かつ急速充放電特性に優れた電池を提供
できる。
閉電池を構成した場合、本来の特徴である製造が簡単で
低価格化が図れることとともに、導電性やガス吸収能の
向上が図られ合わせて電極強度も向上することから、高
容量で長寿命、かつ急速充放電特性に優れた電池を提供
できる。
Claims (3)
- （１）水素吸蔵合金粉末結着剤およびペースト粘度調整
剤を予め混練してペーストとし、前記ペーストをパンチ
ングメタル、エキスパンドメタルや金属ネットなどの金
属二次元多孔体に塗着し、乾燥して得た極板の表面に、
さらに多孔性の導電性層を形成したことを特徴とする水
素吸蔵電極の製造方法。 - （２）多孔性の導電性層を銅、ニッケル、炭素、パラジ
ウム、白金の少なくとも１種により形成したことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の水素吸蔵電極の製造
方法。 - （３）多孔性の導電性層を銅もしくはニッケルの電気メ
ッキまたは無電解メッキにより形成したことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の水素吸蔵電極の製造方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62100368A JPH0763006B2 (ja) | 1987-04-23 | 1987-04-23 | 水素吸蔵電極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62100368A JPH0763006B2 (ja) | 1987-04-23 | 1987-04-23 | 水素吸蔵電極の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63266767A true JPS63266767A (ja) | 1988-11-02 |
| JPH0763006B2 JPH0763006B2 (ja) | 1995-07-05 |
Family
ID=14272112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62100368A Expired - Lifetime JPH0763006B2 (ja) | 1987-04-23 | 1987-04-23 | 水素吸蔵電極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0763006B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07234200A (ja) * | 1994-02-24 | 1995-09-05 | Nec Corp | 修飾電極用平板金属電極とその製造方法 |
| WO1995027315A1 (en) * | 1994-03-31 | 1995-10-12 | Motorola, Inc. | Improved metal hydride hydrogen storage electrodes |
| EP0975034A1 (en) * | 1997-05-19 | 2000-01-26 | Sociedad Espanola Del Acumulador Tudor, S.A. | Procedure for the manufacture of negative electrodes for alkaline storage batteries and electrode so obtained |
| JP2000323133A (ja) * | 1999-05-11 | 2000-11-24 | Yuasa Corp | 水素吸蔵合金電極およびその製造方法 |
| US6579645B2 (en) | 2000-03-28 | 2003-06-17 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Hydrogen absorbing alloy for electrode, hydrogen absorbing alloy electrode and alkaline storage battery |
| JP2006196280A (ja) * | 2005-01-13 | 2006-07-27 | Univ Of Fukui | 複合シート体及びその製造方法 |
-
1987
- 1987-04-23 JP JP62100368A patent/JPH0763006B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07234200A (ja) * | 1994-02-24 | 1995-09-05 | Nec Corp | 修飾電極用平板金属電極とその製造方法 |
| WO1995027315A1 (en) * | 1994-03-31 | 1995-10-12 | Motorola, Inc. | Improved metal hydride hydrogen storage electrodes |
| EP0975034A1 (en) * | 1997-05-19 | 2000-01-26 | Sociedad Espanola Del Acumulador Tudor, S.A. | Procedure for the manufacture of negative electrodes for alkaline storage batteries and electrode so obtained |
| JP2000323133A (ja) * | 1999-05-11 | 2000-11-24 | Yuasa Corp | 水素吸蔵合金電極およびその製造方法 |
| US6579645B2 (en) | 2000-03-28 | 2003-06-17 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Hydrogen absorbing alloy for electrode, hydrogen absorbing alloy electrode and alkaline storage battery |
| JP2006196280A (ja) * | 2005-01-13 | 2006-07-27 | Univ Of Fukui | 複合シート体及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0763006B2 (ja) | 1995-07-05 |
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