JPH0812778B2 - 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

Publication number
JPH0812778B2
JPH0812778B2 JP1235144A JP23514489A JPH0812778B2 JP H0812778 B2 JPH0812778 B2 JP H0812778B2 JP 1235144 A JP1235144 A JP 1235144A JP 23514489 A JP23514489 A JP 23514489A JP H0812778 B2 JPH0812778 B2 JP H0812778B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silicone rubber
hydrogen storage
electrode
storage electrode
microcapsules
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP1235144A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0398260A (ja
Inventor
哲男 境
博 石川
淳 高木
Original Assignee
工業技術院長
株式会社豊田自動織機製作所
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 工業技術院長, 株式会社豊田自動織機製作所 filed Critical 工業技術院長
Priority to JP1235144A priority Critical patent/JPH0812778B2/ja
Priority to US07/576,701 priority patent/US5104753A/en
Priority to EP90117398A priority patent/EP0417697B1/en
Priority to DE69008977T priority patent/DE69008977T2/de
Publication of JPH0398260A publication Critical patent/JPH0398260A/ja
Publication of JPH0812778B2 publication Critical patent/JPH0812778B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、水素を負極活物質とするアルカリ二次電池
の負極として用いられる水素吸蔵電極の製造方法に関
し、例えば、大型電極の製造を容易化しかつその放電特
性の改善を図った水素吸蔵電極の製造方法に関する。
[従来技術] 従来、アルカリ二次電池の一つとして金属酸化物を正
極活物質とし水素を負極活物質とする金属酸化物/水素
電池があるが、この金属酸化物/水素電池の一つとし
て、水素を可逆的に吸蔵・放出する水素吸蔵合金を含有
する水素吸蔵電極を負極としたものがある。この水素吸
蔵電極は水素の吸蔵放出が良好でかつ、低抵抗とする必
要があり、例えば、水素吸蔵合金粉末を結着材と混合し
て成型される。
既に知られる上記結着材の使用例として、特開昭61−
16470号公報は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)
粉末を開示している。
特開昭61−101957号公報は、水素吸蔵合金粉末の表面
を銅で被覆してマイクロカプセル化し、このマイクロカ
プセルとフッ素樹脂粉末(結着材)とを混練し、集電体
に圧接して水素吸蔵電極とすることを開示している。
[発明が解決しようとする課題] ところが、上記した各先行技術に開示された従来の水
素吸蔵電極は、水素吸蔵合金粉末が充放電により変形す
るので形状安定性に劣る点と、急速(高率)放電時の容
量低下が大きい点とに問題があった。これらの問題は特
に大型電極において顕著である。すなわち、体積変化率
や変形率が同じでも、大型電極は小型電極よりも絶対的
な体積変化量や変形量が大となり、その結果として、水
素吸蔵電極よりの合金粉末の脱落や破損が生じやすい。
結着材の増量により強度向上を図ることは可能である
が、そうすると、合金粉末の減量、水素流通の妨害、電
気抵抗の増加が生じ、高率放電時の容量低下が顕著とな
る。
したがって、結着材量をいたずらに増加することな
く、形状保持性及び放電特性に優れる水素吸蔵電極が、
特に大型電極分野において求められていた。
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、優れ
た放電特性及び形状保持性を有する水素吸蔵電極の製造
方法を提供することをその解決すべき課題としている。
[課題を解決するための手段] 本発明の水素吸蔵電極の製造方法は、水素吸蔵合金粉
末の表面を銅又はニッケルで水素流通可能に被覆してマ
イクロカプセル化し、該マイクロカプセルを未架橋のシ
リコーンゴムと混練した後、該混合物を集電体で支持し
て100〜250kg/cm2の圧力で加圧成型すると同時に前記シ
リコーンゴムを架橋させることを特徴としている。
水素吸蔵合金粉末としては、チタン−ニッケル合金、
ランタン−ニッケル合金、ジルコニウム−ニッケル合金
などを採用することができ、平均粒径は、10〜100μm
程度が好適である。銅又はニッケル被膜は、マイクロカ
プセル(銅又はニッケルにより被覆された水素吸蔵合金
粉末)重量の5〜30重量%程度とすることが好ましい。
シリコーンゴムとしては、ジメチルシリコーンゴム、
メチルビニルシリコーンゴム、メチルフェニールシリコ
ーンゴム、フェニールビニルシリコーンゴム、フッ化シ
リコーンゴムなどを採用することができる。
未架橋のシリコーンゴムとしては、例えば一液型室温
硬化型、二液型加熱硬化型のものが挙げられる。一液型
室温硬化型のものとして、例えば東レKK製のSE9155な
ど、二液型加熱硬化型のものとして、例えば東レKK製の
CY52−237などがある。
シリコーンゴムの混合量は混合物の3〜20重量%特に
5〜15重量%とすることが重要である。3重量%を下回
ると充分な結合力が得られず、理由は不明であるが高率
放電時の容量が低下する。20重量%を超えると内部抵抗
が増加して高率放電時の容量が低下する。
成型圧力は50〜300kg/cm2、特に、100〜250kg/cm2
範囲とすることが重要である。50kg/cm2を下回ると電極
の機械的強度が低下するため充分な結合力が得られず、
マイクロカプセルの脱落が生じやすくなる。また、理由
は不明であるが高率放電時の容量が低下する。300kg/cm
2を超えるとマイクロカプセル間が密になり過ぎて多孔
構造が失われ、電気化学的な水素の吸蔵放出が円滑に行
なわれなくなり、また、内部抵抗が増加して高率放電時
の容量が低下する。
[実施例] (第1実施例) 合金組成LaNi2.5CO2.4Al0.1を負極用の水素吸蔵合金
として用いた。この合金を機械的に100メッシュ以下の
粉末とし、市販のメッキ溶液を用いて無電解銅メッキを
行った。この時のメッキ量はメッキした合金に対して20
重量%になるようにした。
この銅メッキした合金粉末4.5gに、合金粉末と結着剤
とを合わせた重量に対して約10重量%となるように未架
橋シリコーンゴムを結着材として加え、混練してシート
状に予備成型した後、その両側をニッケルメッシュ(す
なわち本発明でいう集電体)で挟んで室温で200kg/cm2
の圧力で加圧成型して水素吸蔵電極を製作した。未架橋
シリコーンゴムの架橋は電極成型後に完了させている。
未架橋シリコーンゴム液としては、一液型室温硬化型の
ものとして、東レKK製のSE9155、SE9158、SE737、SE73
8、信越化学KK製のKE45、KE42、KE3492、KE3493を用い
た。二液型加熱硬化型のものとして、東レKK製のCY52−
237、SE1700を用い、これらの硬化には、加圧成型状態
で150℃に30分保持した。電極の大きさは4×3cm2で厚
さは約1mmとした。この電極をニッケル極を対極として6
N水酸化カリウム水溶液中に浸漬して充放電を繰り返
し、完全に活性化処理したものを電池用の負極として供
した。この水素吸蔵電極の初期容量は約900mAhであっ
た。
一方、正極として容量350mAhの焼結式酸化ニッケル板
を用意し、これら正、負極をナイロン不織布製のセパレ
ータを介して対置し、5N水酸化カリウム水溶液に水酸化
リチウムを1mol/の割合で溶解した電解液中に浸漬し
て、公称容量が350mAhである正極規制の電池を構成し
た。
作成したこれらの電池を20℃、0.5Cの電流で3時間充
電し、0.5C、1C、2C、3C、4C、5Cの各放電電流で終止電
圧0.8Vまで放電し、電池容量の放電電流依存性を調べ
た。この結果を第1図に示す。比較例としてPTFE粉末を
結着材として用い300℃、300kg/cm2で加熱加圧成型した
ものも示した。PTFE粉末は、銅メッキした合金粉末とPT
FE粉末との和に対して5重量%とした。
シリコーンゴムを用いた水素吸蔵電極を具備する電池
の容量特性は第1図の斜線領域の範囲に含まれていた。
この結果から明らかなように、シリコーンゴムを用いる
ものは、PTFEを用いるものに比べて高率放電での容量低
下が格段に小さい。
(第2実施例) 次に、結着剤としてシリコーンゴムを用いた水素吸蔵
電極の充放電サイクル数と容量(負極容量)低下との関
連を第2図に示す。電極の成型条件は第1実施例と同じ
である。
充放電サイクルは、充電が400mA×3時間、放電が400
mAで放電終了電圧0.8Vとした。比較例として上記したPT
FE粉末を結着材として用いたものも用意した。この試験
結果から明らかなように、シリコーンゴムを用いた水素
吸蔵電極はPTFEを結着材とする従来のもの比較して更に
優れたサイクル寿命を有していることがわかった。
(第3実施例) 次に、結着剤としてシリコーンゴムを用いた水素吸蔵
電極におけるシリコーンゴムの混合量と高率放電時の容
量維持率との関係を第3図に示す。なお、上記容量維持
率は0.5C放電に対する5C放電時の放電容量の割合を示
す。混合量以外の条件は第1実施例と同じである。
この結果から、シリコーンゴムの混合量は3〜20重量
%さらに好ましくは5〜15重量%とするのがよいことが
わかった。
(第4実施例) 次に、結着剤としてシリコーンゴムを用いた水素吸蔵
電極における成型圧力と高率放電時の容量維持率との関
係を第4図に示す。上記容量維持率も0.5C放電に対する
5C放電時の放電容量の割合を示す。成型圧力以外の条件
は第1実施例と同じである。
この結果から、成型圧力は50〜300kg/cm2さらに好ま
しくは100〜250kg/cm2とするのがよいことがわかった。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明の水素吸蔵電極の製造方
法は、マイクロカプセル化された水素吸蔵合金粉末を未
架橋のシリコーンゴムと混練した後、この混合物を集電
体で支持して100〜250kg/cm2の圧力で加圧成型すると同
時にシリコーンゴムを架橋させて水素吸蔵電極を作製し
ているので、実験結果からわかるように、高率放電時の
容量維持率の向上及び充放電サイクル寿命の改善が可能
となる。
なお、このような作用効果は、本発明が、混合物と集
電体とを強固に一体化させるために加圧成型する工程で
シリコーンゴムの架橋反応を進行させるので、マイクロ
カプセル同士及びその混合物と集電体とが相互に緊密か
つ良好に接触した状態下においてシリコーンゴムを架橋
することができ、その結果として、脱型後もマイクロカ
プセル同士及びその混合物と集電体とを緊密かつ良好な
接触状態に保つことができ、電極内部の電気抵抗も低減
することができるためではないかと考えられる。
恐らくは、シリコーンゴムが隣接するマイクロカプセ
ル間を弾性的に結合するので、マイクロカプセルの変形
及びそれによる電気抵抗の増加や水素流通性の劣化が抑
止され、高率放電時の容量低下が抑制される。換言すれ
ば、シリコーンゴムはその大きなゴム弾性により、マイ
クロカプセルの変形を抑止し、かつマイクロカプセルと
結着材とが分離するのを防止するものと思われ、その結
果、電極の形状安定性、及び、マイクロカプセルとシリ
コーンゴムとの結合性が改善され、絶対変形量が大きな
大型電極の製造が容易となるものと思われる。
なお、従来のPTFEやフッ素樹脂製の結着材でも、マイ
クロカプセルの変形に追従して多少は弾性変形する。し
かし、このような結着材の弾性変形限界は低く、マイク
ロカプセルの変形量が大きくなると、結着材とマイクロ
カプセルとの結合が微視的には破れ(結着材のマイクロ
カプセル保持力が劣化し)、大型電極の形状安定性が損
われるとともにその内部電気抵抗が増加し、高率放電に
おける容量低下が著しくなるのではないかと考えられ
る。
また本発明によれば、水素吸蔵電極の製造において、
高温(例えば300℃程度)加熱を必要としないので電極
製造が容易であり、成型性及び経済性に優れる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の製造方法で製造された水素吸蔵電極
を用いた電池の高率放電時における容量低下特性を示す
特性図、第2図は、本発明の製造方法で製造された水素
吸蔵電極の充放電サイクル寿命を示す特性図、第3図は
シリコンゴム組成量と高率放電時の容量維持率との関係
を示す特性図、第4図は成型圧力と高率放電時の容量維
持率との関係を示す特性図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】水素吸蔵合金粉末の表面を銅又はニッケル
    で水素流通可能に被覆してマイクロカプセル化し、該マ
    イクロカプセルを未架橋のシリコーンゴムと混練した
    後、該混合物を集電体で支持して100〜250kg/cm2の圧力
    で加圧成型すると同時に前記シリコーンゴムを架橋させ
    ることを特徴とする水素吸蔵電極の製造方法。
  2. 【請求項2】未架橋のシリコーンゴムは、該シリコーン
    ゴムと前記マイクロカプセルの合計に対して3〜20重量
    %の添加比率で前記マイクロカプセルに混合される特許
    請求の範囲第1項記載の水素吸蔵電極の製造方法。
JP1235144A 1989-09-11 1989-09-11 水素吸蔵電極の製造方法 Expired - Lifetime JPH0812778B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1235144A JPH0812778B2 (ja) 1989-09-11 1989-09-11 水素吸蔵電極の製造方法
US07/576,701 US5104753A (en) 1989-09-11 1990-08-31 Hydrogen storage electrode and process for producing the same
EP90117398A EP0417697B1 (en) 1989-09-11 1990-09-10 Hydrogen storage electrode and process for producing the same
DE69008977T DE69008977T2 (de) 1989-09-11 1990-09-10 Wasserstoffspeichernde Elektrode und Verfahren zu ihrer Herstellung.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1235144A JPH0812778B2 (ja) 1989-09-11 1989-09-11 水素吸蔵電極の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0398260A JPH0398260A (ja) 1991-04-23
JPH0812778B2 true JPH0812778B2 (ja) 1996-02-07

Family

ID=16981706

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1235144A Expired - Lifetime JPH0812778B2 (ja) 1989-09-11 1989-09-11 水素吸蔵電極の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0812778B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0795444B2 (ja) * 1990-04-03 1995-10-11 松下電器産業株式会社 アルカリ電池負極の製造法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS581032A (ja) * 1981-06-27 1983-01-06 Nippon Steel Corp 水素吸蔵金属材料の製造方法
JPS5814463A (ja) * 1981-07-16 1983-01-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 鉛蓄電池用電極の製造法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS581032A (ja) * 1981-06-27 1983-01-06 Nippon Steel Corp 水素吸蔵金属材料の製造方法
JPS5814463A (ja) * 1981-07-16 1983-01-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 鉛蓄電池用電極の製造法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0398260A (ja) 1991-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS5937667A (ja) 金属酸化物・水素電池
JPS61163569A (ja) 金属酸化物・水素二次電池
JPH0812778B2 (ja) 水素吸蔵電極の製造方法
JPS6166366A (ja) 水素吸蔵電極
JP3567021B2 (ja) アルカリ二次電池
JP3136738B2 (ja) 水素吸蔵合金電極の製造法
JP3748122B2 (ja) アルカリ蓄電池の製造方法
JPH06302319A (ja) 水素吸蔵電極の製造法およびその電極を備えた金属酸化物−水素蓄電池
JPH0750608B2 (ja) 水素吸蔵電極の製造方法
JP3520573B2 (ja) ニッケル・金属水素化物電池の製造方法
JPH06168719A (ja) ニッケル・水素電池用負極板、その製造法並びにニッケル・水素電池
JPH07107848B2 (ja) アルカリ蓄電池用非焼結式正極
JP3306058B2 (ja) 水素吸蔵合金電極及びニッケル水素二次電池
JPH10334899A (ja) アルカリ蓄電池とその電極の製造法
JPH0992271A (ja) 水素吸蔵合金電極
JPS61124054A (ja) 水素吸蔵電極の製造方法
JP3387763B2 (ja) アルカリ蓄電池の製造方法
JP2003297350A (ja) ニッケル水素蓄電池とその製造方法
JP3377576B2 (ja) アルカリ二次電池の製造方法
JPH0475256A (ja) 非焼結式水素吸蔵電極とそれを用いたニッケル・水素蓄電池
JP2000268825A (ja) アルカリ二次電池
JP4118991B2 (ja) ニッケル水素蓄電池の製造方法
JPH10334898A (ja) アルカリ蓄電池とその電極およびその製造法
JPH088101B2 (ja) 水素吸蔵電極の製造方法
JPH11260358A (ja) 水素吸蔵合金電極及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

EXPY Cancellation because of completion of term