JPS6355857A - 密閉型アルカリ蓄電池 - Google Patents

密閉型アルカリ蓄電池

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JPS6355857A
JPS6355857A JP61200917A JP20091786A JPS6355857A JP S6355857 A JPS6355857 A JP S6355857A JP 61200917 A JP61200917 A JP 61200917A JP 20091786 A JP20091786 A JP 20091786A JP S6355857 A JPS6355857 A JP S6355857A
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alloy
battery
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伸行 柳原
Munehisa Ikoma
宗久 生駒
Hiroshi Kawano
川野 博志
Isao Matsumoto
功 松本
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    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/24Electrodes for alkaline accumulators
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    • H01M10/34Gastight accumulators
    • H01M10/345Gastight metal hydride accumulators
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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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。

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・放出する合金又は水素化
物からなる電極、すなわち水素吸蔵電極を負極とし、金
属酸化物電極を正極とする密閉型アルカリ蓄電池に係わ
るもので、特に負極の改良に関するものである。
従来の技術 従来、この種の水素吸蔵電極を負極とするアルカリ蓄電
池では、充・放電サイクルの繰り返しによって負極を構
成する水素吸蔵合金又は水素化物が細分化し、膨張によ
る亀裂を発生し電極支持体から脱落するなどの理由によ
り電池性能の低下がおこる。この現象はとくに開放型ア
ルカリ蓄電池に顕著に現われる。そこで、水素吸蔵合金
粒子の表面を銅で被覆する事によって上記の問題点全解
決しようとする試みが提案されている(特開昭60−1
11548号公報)。すなわち、水素吸蔵合金又は水素
化粒子の表面に銅・ニッケルを無電解メッキによって、
被覆膜を施す事により、電極自体の機械的強度と電気導
伝性の向上を図っている負甑が提案されている。そして
、この負極とセパレータ全弁して金属酸化物正極とを組
合せたアルカリ蓄電池も考えられている。
発明が解決しようとする問題点 このような従来の講説では、電纜自体の機械的強度と導
電性は良くなり、′!!池性能は向上する。
その反面水素吸蔵合金粒子の表面f:被被覆る金属は水
素に対して不活性でちるために、水素貯蔵量してよって
規制を受けるエネルギー貯蔵容量には無関係である。従
って、この被覆金属部分が多いとその分量だけ単位重量
当たりの容量は減少することになる。とくに密閉型アル
カリ蓄電池においては、一定体積中に正極と負極が占め
る容積は定まっているので、負極の占める容積の増大は
正極の占める容積の減少をまねき、正極容量で電池容量
が規制されているために、放電容量が減少する。
そこで負極の表面にのみ前記金属を被覆した水素吸蔵合
金又は水素化物粉末】を形成することが提案された。こ
の溝底では正極で発生する酸素ガス全負極表面で還元反
応により水にする必要があるが、酸素ガスの発生より消
費する反応がおくれ、電池内に酸素ガスが蓄積して電池
内圧を上昇させる。とくに、急速充電時においてこの現
象が顕著に現われ、安全性を低下させるという問題があ
った0 そこで、本発明はこのような問題点全解決するもので、
比較的充電電流の大きい場合でも酸素ガスによる水素吸
蔵合金の酸化防止と負極表面での酸素吸収又は酸素のイ
オン化をバランス良く進行させて、電池内圧上昇の抑制
と充・放電サイクル寿命の伸長を図ることを目的とする
ものである。
問題点を解決するための手段 この問題点を解決するために本発明は金属酸化物正極と
、水素吸蔵合金または水素化物からなる負極と、セパレ
ータ及びアルカリ電解液を備え、前記負極の表面に銅、
ニッケル又はそれらの合金で部分的に被覆した水素吸蔵
合金又は水素化物粉末と炭素粉末との混合物からなる酸
化抑制層?設けたものである。さらに好ましくは前記金
属で被覆した水素吸蔵合金又は水素化物粉末と炭素粉末
において、両者又はいずれか一方の粒子表面に触媒を担
持したものである。
作用 このように水素吸蔵合金又は水素化物粒子の表面に導電
性のある金属たとえば、銅、ニッケル又はそれらの合金
で被覆した水素吸蔵合金粉末や水素化物粉末をフッ素樹
脂などの結着材とともに炭素粉末と混合し、この多孔性
のある混合物を水素吸蔵合金又は水素化物からなる電極
基体の表面にのみ形成している。この溝成により、負極
表面の酸素触媒作用と酸化抑制作用を付与すると共に、
単位容積1重量当たりの放電容量の向上につながる。ま
念高率充電特注にも浸れる。これは、負極表面に形成し
ている金属で被覆している水素吸蔵合金も放電容量に関
与しているためである。また金属で被覆している水素吸
蔵合金と炭素粉末の混合物からなる表面層は多孔性でし
かも表面、債が大きいから酸素触媒と酸化抑制作用を助
長して電池内圧の上昇抑制と耐久性の向上を図ることが
できる。
以下その詳、細は実施例で説明する。
実施例 市販の血(ミソ/ユメタ/l/ ) 、 La 、 N
i 、 C。
から講説される試料を一定の組成比に秤量、混合し、ア
ーク溶解法により加熱溶解させた。−例として、合金組
成であるMmo、5 I4g、5Ni5,5C:Ots
を負極用の水素吸蔵合金とした。この合金を粉砕機で3
7μm以下まで粉砕し発砲状金属内に結着材と共に充填
し、その後加圧、乾燥して負極試料aとした。つぎに同
合金粉末の試料を取り、この試料の表面に公知の無電解
メッキ法により銅の被覆膜を多孔状に形成させた。その
時に採用した無電解メッキ条件はつぎの通りである。
無電解メッキ後水累吸蔵合金粒子の表面に均質な鋼の被
覆膜を形成しているように見えるが、多くの穴が存在し
ている。この穴を通して水素の吸蔵・放出が進行する。
この銅被覆の水素吸蔵合金粉末に対して5重量パーセン
トの炭素粉末、たとえば植物活性炭であるカルボラフイ
ンをフッ素樹脂分散媒と共に混合した。先に製造した負
極試料aの表面にこのペースト状混合物を塗着した後、
加圧・乾燥して一体化した負極試料b6作った。
この負極試料aとbにリードを取り付は電極とした。水
素吸蔵合金粉末15g1電極表面に形成する混合物は1
.5g1用いた。公知の発砲状ニッケル正極をセパレー
タを介して公称2ムhの密閉型アルカリ蓄電池を構成し
各々電池人・Bとする。
つぎに、先に製造した銅被覆の水素吸蔵合金粉末、及び
炭素粉末に公知の担持方法によってパラジウム触媒を各
々0・1重量%程担持した負極試料を作った。銅被覆の
水素吸蔵合金粉末にのみ触媒を担持した負極試料C1炭
素粉末にのみ触媒を担持した負極試料d1両者に触媒全
担持した負極試料eを用いた同様な電池を谷々C,D、
にとする。
第1図に負極の講説?示し、第2図に密閉型アルカリ蓄
電池を示す。第1図において、水素吸蔵合金1からなる
基板の両面に酸化抑制層2を形成した負極板3を示す。
Bは負極3の断面を表わしたものである。
第2図において、水素吸蔵合金からなる負極3とニッケ
ル正極4はセパレータ6を介して渦巻き状に巻回され、
負極端子を兼ねるケース6に挿入される。なお極板群の
上、下は絶縁板7.8が当てがわれ、安全弁9のある封
口板1oでケース6の開口部は密閉化されている。11
は封口板10を介して正極リード12と接続してキャッ
プ状の正極端子である。なお、充電時に負極からの水素
発生全抑制するために正極容量より負極容量を大きくし
正極律則とした。電池の充・放電条件として0.3 G
 (600m&)で6時間充電(150%充電)し、O
,C(20oma)で放電した。充・放電サイクル試験
の温度はすべて25Gとし、各種電池の150%充電時
における電池内圧をりj1定した。電池内圧の測定は初
期と100サイクル後で比較した。この測定結果を従来
型電池人と本発明型電池B、C,D、Eと比較して表2
に示す。但し、安全弁は1o kq/ci以上の内圧に
達すると作動する。
表2 表2かられかる様に電池人の内圧は初期において5.0
 kg/cA f示し、100サイクル後には10kq
 / d以上まで達し、安全弁作動による漏液現象が観
察された。したがって、電屏液の減少からおこる内部抵
抗の増大による放電容量の減少も著しい。50サイクル
後における放電容量はI Ah以下全示し、初期容量の
60%以下に減少している。
これに対して、本発明型電池B、C,D、Hの内圧は初
期において1. s −3,o kg/crA f示し
、1o。
サイクル後においても2.0−4. o kg、/ct
A程度しか上昇しない。この中でも触媒を担持した負極
を用いた電池にとくに電池内圧の上昇が少ない。したが
って1ooサイクル後における放電容量は2人りをすべ
て保持しており、容量の低下が殆ど認められない。この
結果から本発明型電池は従来型電池と比較して150%
充電時の電池内圧が非常に低く、放電容量の減少も殆ど
ない。よって安全性が高く、長寿命の電池を得ることが
できる。この様に高率充電において、電池内圧力の上昇
抑制と高容量化が得られた理由として、負極板の表面に
おいて、正極から発生する酸素ガスを効率よく吸収する
酸素触媒の働きと共に、この酸素ガスによる水素吸蔵合
金表面の酸化全抑制し、金属ヲ鼓覆した水素吸蔵合金を
も放電容量に寄与している1、また、炭素粉末との混合
物状態にあるので、酸化抑制層の表面積が大きく酸素触
媒も非常(で活性となり、酸素吸収速度を早くしている
ものと考えられる。
本実施例の様に、酸化抑Nl1層全形成する時に)ソ素
樹脂を用いることにより、酸素触媒の活性度を低下させ
ないで、両粉末を結合させることが出来る。金属を被覆
した水素吸蔵合金粉末、炭素粉末、フッ素樹脂粉末が各
々独立して、両者の結合間にフッ素樹脂が介在し、両粒
子の結合を強化している。しかも表面積を減少させてい
ない所に大きな効果が見られる。
本実施例では水素吸蔵合金を機械的に粉砕した粉末を用
いたが、水素吸蔵合金を水素化させて細分化した水素化
物を用いることも出来る。水素化した粉末を脱水素化し
た状態で負極を作り、銅の代わりにニッケルを金属被覆
膜とした他はすべて同様な試験方法で行なったが水素吸
蔵合金から出発した負極と殆ど同じ性能を示した。ただ
、ニラ。
ケルは銅と比べて被覆膜が固いので、加圧力を少し高く
する必要があり、銅よりは少し低多孔性体となるので酸
素ガスの吸収も少し悪く、相対的に電池内圧は0・5 
kqlcΔ程上昇した。この点が被覆金属によって少し
異なるが他は殆ど同じ特性を示した。また合金音用いて
も同様な効果がある。
発明の効果 以上の様に、本発明によれば高率充電時における安全性
が高く、サイクル寿命の長い、高容量の密閉型アルカリ
蓄電池が得られるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図ム、Bは本発明における負極板の購造を示した側
面図及び断面図、第2図は本発明の実施例に用いた密閉
型アルカリ蓄電池の構成を示す図である。 1・・・・・・負極板、2・・・・・・水素吸蔵合金、
水素化物、3・・・・・・酸化抑制層。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はが1名1−
−A燻碌双合会やヒ勿 2−麟妬卯粗屓 、3−*電板 第1図 A             B 第2図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)金属酸化物正極と、水素吸蔵合金又は水素化物か
    らなる負極と、セパレータおよびアルカリ電解液を備え
    、前記負極の表面に銅、ニッケル又はそれらの合金で部
    分的に被覆した水素吸蔵合金又は水素化物粉末と炭素粉
    末との混合物からなる酸化抑制層を設けたことを特徴と
    する密閉型アルカリ蓄電池。
  2. (2)銅、ニッケル又はそれらの合金で被覆した水素吸
    蔵合金又は水素化物粉末と炭素粉末の混合物において、
    両者又はいずれか一方の粒子表面に触媒を担持している
    特許請求の範囲第1項記載の密閉型アルカリ蓄電池。
JP61200917A 1986-08-27 1986-08-27 密閉型アルカリ蓄電池 Expired - Lifetime JPH0815077B2 (ja)

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