JPH07105943A - 水素吸蔵合金電極 - Google Patents
水素吸蔵合金電極Info
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- JPH07105943A JPH07105943A JP5276166A JP27616693A JPH07105943A JP H07105943 A JPH07105943 A JP H07105943A JP 5276166 A JP5276166 A JP 5276166A JP 27616693 A JP27616693 A JP 27616693A JP H07105943 A JPH07105943 A JP H07105943A
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- Japan
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- hydrogen storage
- storage alloy
- electrode
- discharge
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- 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
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】水素吸蔵合金の球状粉と粉砕粉とを重量比２
０：８０〜９５：５で混合してなる混合粉末が電極材料
として使用されてなる。 【効果】水素吸蔵合金の球状粉と粉砕粉とが特定の割合
で混合されてなる混合粉末が電極材料として使用されて
いるので、充填密度が高く、しかも電子伝導性に優れ
る。このため、これを負極に用いることにより、高率放
電及び低率放電を問わず高容量を示す電池を得ることが
可能となる。
０：８０〜９５：５で混合してなる混合粉末が電極材料
として使用されてなる。 【効果】水素吸蔵合金の球状粉と粉砕粉とが特定の割合
で混合されてなる混合粉末が電極材料として使用されて
いるので、充填密度が高く、しかも電子伝導性に優れ
る。このため、これを負極に用いることにより、高率放
電及び低率放電を問わず高容量を示す電池を得ることが
可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は金属−水素化物二次電池
などの負極として使用されている水素吸蔵合金電極に係
わり、詳しくは、低率放電及び高率放電を問わず優れた
放電特性を発現する電池を得ることを可能にする水素吸
蔵合金電極を提供することを目的とした、電極材料たる
水素吸蔵合金粉末の改良に関する。
などの負極として使用されている水素吸蔵合金電極に係
わり、詳しくは、低率放電及び高率放電を問わず優れた
放電特性を発現する電池を得ることを可能にする水素吸
蔵合金電極を提供することを目的とした、電極材料たる
水素吸蔵合金粉末の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
水素吸蔵合金が、従前のカドミウムに比し、電池の高容
量化が可能である、環境汚染の心配が少ないなどの理由
から、アルカリ蓄電池の新たな負極材料として脚光を浴
びつつある。
水素吸蔵合金が、従前のカドミウムに比し、電池の高容
量化が可能である、環境汚染の心配が少ないなどの理由
から、アルカリ蓄電池の新たな負極材料として脚光を浴
びつつある。
【０００３】かかる電極用の水素吸蔵合金としては、水
素吸蔵合金の合金塊（インゴット）、薄片若しくは球状
粉を機械的又は電気化学的に粉砕して得た粉砕粉（特開
平４−１２６３６１号）、ガスアトマイズ法により作製
した球状粉（特開平３−１１６６５５号）などが紹介さ
れている。
素吸蔵合金の合金塊（インゴット）、薄片若しくは球状
粉を機械的又は電気化学的に粉砕して得た粉砕粉（特開
平４−１２６３６１号）、ガスアトマイズ法により作製
した球状粉（特開平３−１１６６５５号）などが紹介さ
れている。
【０００４】しかしながら、これらの粉砕粉又は球状粉
を単独使用した従来の水素吸蔵合金電極には、それぞれ
次の如き問題があった。
を単独使用した従来の水素吸蔵合金電極には、それぞれ
次の如き問題があった。
【０００５】すなわち、粉砕粉を単独使用した水素吸蔵
合金電極には、合金粒子間の接触が主として面接触とな
るため電気的接触抵抗が小さいという利点がある反面、
充填密度が低いという欠点があり、一方球状粉を単独使
用した水素吸蔵合金電極には、充填密度が高いという利
点がある反面、合金粒子間の接触が主として点接触とな
るため電気的接触抵抗が大きいという欠点があった。因
みに、充填密度が低い水素吸蔵合金電極を負極に用いる
と、低率放電特性が低下し、また合金粒子間の接触抵抗
が大きく電気的接触抵抗が大きい電子伝導性の良くない
水素吸蔵合金電極を負極に用いると、高率放電特性が低
下する。
合金電極には、合金粒子間の接触が主として面接触とな
るため電気的接触抵抗が小さいという利点がある反面、
充填密度が低いという欠点があり、一方球状粉を単独使
用した水素吸蔵合金電極には、充填密度が高いという利
点がある反面、合金粒子間の接触が主として点接触とな
るため電気的接触抵抗が大きいという欠点があった。因
みに、充填密度が低い水素吸蔵合金電極を負極に用いる
と、低率放電特性が低下し、また合金粒子間の接触抵抗
が大きく電気的接触抵抗が大きい電子伝導性の良くない
水素吸蔵合金電極を負極に用いると、高率放電特性が低
下する。
【０００６】本発明は以上の事情に鑑みなされたもので
あって、その目的とするところは、低率放電及び高率放
電を問わず優れた放電特性を発現する電池を得ることを
可能にする水素吸蔵合金電極を提供するにある。
あって、その目的とするところは、低率放電及び高率放
電を問わず優れた放電特性を発現する電池を得ることを
可能にする水素吸蔵合金電極を提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る水素吸蔵合金電極（以下、「本発明電
極」と称する。）は、水素吸蔵合金の球状粉と粉砕粉と
が重量比２０：８０〜９５：５で混合されてなる混合粉
末が電極材料として使用されてなる。
の本発明に係る水素吸蔵合金電極（以下、「本発明電
極」と称する。）は、水素吸蔵合金の球状粉と粉砕粉と
が重量比２０：８０〜９５：５で混合されてなる混合粉
末が電極材料として使用されてなる。
【０００８】混合粉末中の球状粉の割合が上記範囲を外
れて小さくなると、粉砕粉単独を使用した場合に近づ
く。すなわち、充填密度が低下して、低率放電における
放電容量が小さくなる。一方、球状粉の割合が上記範囲
を外れて大きくなると、球状粉単独を使用した場合に近
づく。すなわち、合金粒子間の接触が点接触に近づくた
め、電子伝導性が低下して、高率放電における放電容量
が小さくなる。
れて小さくなると、粉砕粉単独を使用した場合に近づ
く。すなわち、充填密度が低下して、低率放電における
放電容量が小さくなる。一方、球状粉の割合が上記範囲
を外れて大きくなると、球状粉単独を使用した場合に近
づく。すなわち、合金粒子間の接触が点接触に近づくた
め、電子伝導性が低下して、高率放電における放電容量
が小さくなる。
【０００９】本発明における球状粉としては、回転円盤
法、回転ノズル法、単ロール法、双ロール法、ガスアト
マイズ法などによるものが例示される（特開平３−１１
６６５５号参照）。なお、本発明における球状粉には、
真球の他、回転楕円体などの表面が曲面で形成され球状
に近似した形状を有するものも含まれる。
法、回転ノズル法、単ロール法、双ロール法、ガスアト
マイズ法などによるものが例示される（特開平３−１１
６６５５号参照）。なお、本発明における球状粉には、
真球の他、回転楕円体などの表面が曲面で形成され球状
に近似した形状を有するものも含まれる。
【００１０】本発明における粉砕粉としては、水素吸蔵
合金の合金塊（インゴット）、薄片、球状粉などをボー
ルミル等の機械的粉砕手段を用いて粉砕したものが例示
される。
合金の合金塊（インゴット）、薄片、球状粉などをボー
ルミル等の機械的粉砕手段を用いて粉砕したものが例示
される。
【００１１】
【作用】混合粉末中の粉砕粉の割合が８０重量％以下
（球状粉：２０重量％以上）に規制されているので、充
填密度が殆ど低下せず、球状粉を単独使用した電極と同
等の優れた低率放電特性を発現する。また、混合粉末中
の球状粉の割合が９５重量％以下（粉砕粉：５重量％以
上）に規制されているので、電子伝導性が殆ど低下せ
ず、粉砕粉を単独使用した電極とほぼ同等の優れた高率
放電特性を発現する。
（球状粉：２０重量％以上）に規制されているので、充
填密度が殆ど低下せず、球状粉を単独使用した電極と同
等の優れた低率放電特性を発現する。また、混合粉末中
の球状粉の割合が９５重量％以下（粉砕粉：５重量％以
上）に規制されているので、電子伝導性が殆ど低下せ
ず、粉砕粉を単独使用した電極とほぼ同等の優れた高率
放電特性を発現する。
【００１２】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細
に説明するが、本発明は下記実施例により何ら限定され
るものではなく、その要旨を変更しない範囲において適
宜変更して実施することが可能なものである。
に説明するが、本発明は下記実施例により何ら限定され
るものではなく、その要旨を変更しない範囲において適
宜変更して実施することが可能なものである。
【００１３】（水素吸蔵合金電極の作製）下記に示す水
素吸蔵合金粉末（ＭｍＮｉ3.5 Ｃｏ0.7 Ｍｎ0.6 Ａｌ
0.2 ；Ｍｍ：ミッシュメタル）１〜４を、表１に示すよ
うに、単独又は所定の割合で混合し、各水素吸蔵合金粉
末８００ｇに、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）の５％
水溶液１６０ｇを加えて混合し、スラリーを調製した。
各スラリーを厚み０．０８ｍｍのパンチングメタルの両
面に塗布し、乾燥して、１９種の水素吸蔵合金電極を作
製した（電極寸法：０．５ｍｍ×２０ｍｍ×３０ｍ
ｍ）。
素吸蔵合金粉末（ＭｍＮｉ3.5 Ｃｏ0.7 Ｍｎ0.6 Ａｌ
0.2 ；Ｍｍ：ミッシュメタル）１〜４を、表１に示すよ
うに、単独又は所定の割合で混合し、各水素吸蔵合金粉
末８００ｇに、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）の５％
水溶液１６０ｇを加えて混合し、スラリーを調製した。
各スラリーを厚み０．０８ｍｍのパンチングメタルの両
面に塗布し、乾燥して、１９種の水素吸蔵合金電極を作
製した（電極寸法：０．５ｍｍ×２０ｍｍ×３０ｍ
ｍ）。
【００１４】粉末１：ガスアトマイズ法により得た平均
粒径５０μｍ（１００メッシュアンダー）の球状粉 粉末２：インゴットを機械的に粉砕して得た平均粒径５
０μｍ（１００メッシュアンダー）の粉砕粉 粉末３：１００メッシュオーバーのガスアトマイズ粉を
機械的に粉砕して得た平均粒径５０μｍ（１００メッシ
ュアンダー）の粉砕粉 粉末４：ストリップ鋳造により作製した薄帯状の合金
（薄片）を機械的に粉砕して得た平均粒径５０μｍ（１
００メッシュアンダー）の粉砕粉
粒径５０μｍ（１００メッシュアンダー）の球状粉 粉末２：インゴットを機械的に粉砕して得た平均粒径５
０μｍ（１００メッシュアンダー）の粉砕粉 粉末３：１００メッシュオーバーのガスアトマイズ粉を
機械的に粉砕して得た平均粒径５０μｍ（１００メッシ
ュアンダー）の粉砕粉 粉末４：ストリップ鋳造により作製した薄帯状の合金
（薄片）を機械的に粉砕して得た平均粒径５０μｍ（１
００メッシュアンダー）の粉砕粉
【００１５】各水素吸蔵合金電極の充填密度（ｇ／ｃ
ｃ）を表１及び表２に示す。
ｃ）を表１及び表２に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】
【表２】
【００１８】（ニッケル−水素化物二次電池の組立）各
水素吸蔵合金電極の両面に焼結式ニッケル極を対峙させ
て１９種の開放型のニッケル−水素化物二次電池Ａ１〜
Ａ１９を組み立てた。電解液としては、６Ｍの水酸化カ
リウム水溶液に水酸化リチウムを１Ｍ溶かしたアルカリ
水溶液を用いた。
水素吸蔵合金電極の両面に焼結式ニッケル極を対峙させ
て１９種の開放型のニッケル−水素化物二次電池Ａ１〜
Ａ１９を組み立てた。電解液としては、６Ｍの水酸化カ
リウム水溶液に水酸化リチウムを１Ｍ溶かしたアルカリ
水溶液を用いた。
【００１９】（各水素吸蔵合金電極の特性評価）５０ｍ
Ａで１０時間充電した後、５０ｍＡで放電終止電圧１．
０Ｖまで放電する工程を５サイクル繰り返して、負極
（水素吸蔵合金電極）の活性化処理を行った。
Ａで１０時間充電した後、５０ｍＡで放電終止電圧１．
０Ｖまで放電する工程を５サイクル繰り返して、負極
（水素吸蔵合金電極）の活性化処理を行った。
【００２０】活性化処理後、５０ｍＡで１０時間充電し
た後、２００ｍＡで放電終止電圧１．０Ｖまで放電して
各ニッケル−水素化物二次電池の放電容量Ｃ１（高率放
電における放電容量）を求めた。
た後、２００ｍＡで放電終止電圧１．０Ｖまで放電して
各ニッケル−水素化物二次電池の放電容量Ｃ１（高率放
電における放電容量）を求めた。
【００２１】その後、放電電流を２００ｍＡから５０ｍ
Ａに変えて放電終止電圧１．０Ｖまで放電を行い、放電
容量Ｃを求めた。先の放電容量Ｃ１にこの放電容量Ｃを
加算して放電容量Ｃ２とした。この放電容量Ｃ２は、５
０ｍＡで１０時間充電した後、５０ｍＡで放電終止電圧
１．０Ｖまで放電したときの放電容量（低率放電におけ
る放電容量）に略相当する。また、放電容量Ｃ１と放電
容量Ｃ２との比の値Ｃ１／Ｃ２は水素吸蔵合金電極の電
子伝導性の良否を示す指標であり、この値が大きいもの
ほど電子伝導性が高い。各ニッケル−水素化物二次電池
の放電容量Ｃ１、放電容量Ｃ２、及び、Ｃ１／Ｃ２を先
の表１又は表２に示す。
Ａに変えて放電終止電圧１．０Ｖまで放電を行い、放電
容量Ｃを求めた。先の放電容量Ｃ１にこの放電容量Ｃを
加算して放電容量Ｃ２とした。この放電容量Ｃ２は、５
０ｍＡで１０時間充電した後、５０ｍＡで放電終止電圧
１．０Ｖまで放電したときの放電容量（低率放電におけ
る放電容量）に略相当する。また、放電容量Ｃ１と放電
容量Ｃ２との比の値Ｃ１／Ｃ２は水素吸蔵合金電極の電
子伝導性の良否を示す指標であり、この値が大きいもの
ほど電子伝導性が高い。各ニッケル−水素化物二次電池
の放電容量Ｃ１、放電容量Ｃ２、及び、Ｃ１／Ｃ２を先
の表１又は表２に示す。
【００２２】両表に示すように、球状粉１と粉砕粉２、
３又は４とを重量比２０：８０〜９５：５の範囲内で混
合してなる混合粉末を使用した水素吸蔵合金電極を負極
に用いた電池Ａ２〜Ａ１３は、負極の充填密度が５．１
〜５．５ｇ／ｃｃと高く、しかもＣ１／Ｃ２の値が０．
８０〜０．８４と大きい。これに対して、球状粉を単独
使用した水素吸蔵合金電極を負極に用いた電池Ａ１は、
負極の充填密度は５．４ｇ／ｃｃと高いものの、Ｃ１／
Ｃ２の値が０．６２と小さく、また粉砕粉を９０重量％
以上使用した水素吸蔵合金電極を負極に用いた電池Ａ１
４〜Ａ１９は、Ｃ１／Ｃ２の値は０．７８〜０．８２と
ある程度大きいものの、負極の充填密度が４．７〜５．
０ｇ／ｃｃと小さい。これらの結果から、高率放電及び
低率放電のいずれにおいても優れた放電特性を発現する
電池を得るためには、球状粉と粉砕粉との重量比が２
０：８０〜９５：５の範囲内にある混合粉末を使用し
た、充填密度が高く、且つ、電子伝導性が高い水素吸蔵
合金電極を使用する必要があることが分かる。
３又は４とを重量比２０：８０〜９５：５の範囲内で混
合してなる混合粉末を使用した水素吸蔵合金電極を負極
に用いた電池Ａ２〜Ａ１３は、負極の充填密度が５．１
〜５．５ｇ／ｃｃと高く、しかもＣ１／Ｃ２の値が０．
８０〜０．８４と大きい。これに対して、球状粉を単独
使用した水素吸蔵合金電極を負極に用いた電池Ａ１は、
負極の充填密度は５．４ｇ／ｃｃと高いものの、Ｃ１／
Ｃ２の値が０．６２と小さく、また粉砕粉を９０重量％
以上使用した水素吸蔵合金電極を負極に用いた電池Ａ１
４〜Ａ１９は、Ｃ１／Ｃ２の値は０．７８〜０．８２と
ある程度大きいものの、負極の充填密度が４．７〜５．
０ｇ／ｃｃと小さい。これらの結果から、高率放電及び
低率放電のいずれにおいても優れた放電特性を発現する
電池を得るためには、球状粉と粉砕粉との重量比が２
０：８０〜９５：５の範囲内にある混合粉末を使用し
た、充填密度が高く、且つ、電子伝導性が高い水素吸蔵
合金電極を使用する必要があることが分かる。
【００２３】
【発明の効果】水素吸蔵合金の球状粉と粉砕粉とが特定
の割合で混合されてなる混合粉末が電極材料として使用
されているので、充填密度が高く、しかも電子伝導性に
優れる。このため、これを負極に用いることにより、高
率放電及び低率放電を問わず優れた放電特性を発現する
電池を得ることが可能となる。
の割合で混合されてなる混合粉末が電極材料として使用
されているので、充填密度が高く、しかも電子伝導性に
優れる。このため、これを負極に用いることにより、高
率放電及び低率放電を問わず優れた放電特性を発現する
電池を得ることが可能となる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斎藤 俊彦 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三洋 電機株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】水素吸蔵合金の球状粉と粉砕粉とが重量比
２０：８０〜９５：５で混合されてなる混合粉末が電極
材料として使用されていることを特徴とする水素吸蔵合
金電極。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5276166A JPH07105943A (ja) | 1993-10-06 | 1993-10-06 | 水素吸蔵合金電極 |
| US08/318,108 US5529857A (en) | 1993-10-06 | 1994-10-05 | Hydrogen-absorbing alloy electrode and process for producing the same |
| EP94115782A EP0647973B1 (en) | 1993-10-06 | 1994-10-06 | Hydrogen-absorbing alloy electrode and process for producing the same |
| DE69408504T DE69408504T2 (de) | 1993-10-06 | 1994-10-06 | Elektrode aus einer wasserstoffabsorbierenden Legierung und Herstellungsverfahren dafür |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5276166A JPH07105943A (ja) | 1993-10-06 | 1993-10-06 | 水素吸蔵合金電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07105943A true JPH07105943A (ja) | 1995-04-21 |
Family
ID=17565656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5276166A Pending JPH07105943A (ja) | 1993-10-06 | 1993-10-06 | 水素吸蔵合金電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07105943A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997008439A1 (de) * | 1995-08-31 | 1997-03-06 | Isad Electronic Systems Gmbh & Co. Kg | Antriebssystem mit antriebsmotor, elektrischer maschine und batterie |
| WO2002017415A1 (fr) * | 2000-08-22 | 2002-02-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Batterie alcaline de stockage et electrode en alliage absorbant l'hydrogene utilisee dans ladite batterie |
-
1993
- 1993-10-06 JP JP5276166A patent/JPH07105943A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997008439A1 (de) * | 1995-08-31 | 1997-03-06 | Isad Electronic Systems Gmbh & Co. Kg | Antriebssystem mit antriebsmotor, elektrischer maschine und batterie |
| WO2002017415A1 (fr) * | 2000-08-22 | 2002-02-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Batterie alcaline de stockage et electrode en alliage absorbant l'hydrogene utilisee dans ladite batterie |
| US7247409B2 (en) | 2000-08-22 | 2007-07-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Alkaline storage battery and hydrogen storage alloy electrode used therefor |
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