JPH08138658A - 水素吸蔵合金電極 - Google Patents

水素吸蔵合金電極

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JPH08138658A
JPH08138658A JP7200826A JP20082695A JPH08138658A JP H08138658 A JPH08138658 A JP H08138658A JP 7200826 A JP7200826 A JP 7200826A JP 20082695 A JP20082695 A JP 20082695A JP H08138658 A JPH08138658 A JP H08138658A
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JP
Japan
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hydrogen storage
storage alloy
hydrogen
powder
electrode
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Pending
Application number
JP7200826A
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English (en)
Inventor
Atsushi Furukawa
淳 古川
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Furukawa Battery Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Battery Co Ltd
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Publication date
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    • 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

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  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 過充電時における電池内圧の上昇を抑制し、
高温下における充電受け入れ性を高め、電池の放電容量
の増加と安定化を実現することができる水素吸蔵合金電
極を提供する。 【解決手段】 この水素吸蔵合金電極は、集電体に水素
吸蔵合金粉末を主体とする活物質合剤が担持されて成
り、ニッケル・水素二次電池の負極として組込まれる水
素吸蔵合金電極であって、前記活物質合剤には、酸化亜
鉛,酸化マグネシウム,酸化鉄の群から選ばれる少なく
とも1種の酸化物が含有されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は水素吸蔵合金電極に
関し、更に詳しくは、ニッケル・水素二次電池の負極と
して組込んでその電池を過充電したときに、過充電時に
おける電池内圧の上昇を抑制することができ、また高温
下での充電受け入れ性の向上を可能とし、もって電池容
量の増加と安定化を実現することができる水素吸蔵合金
電極に関する。
【0002】
【関連する技術】最近、高容量のアルカリ二次電池とし
てニッケル・水素二次電池が注目を集めている。このニ
ッケル・水素二次電池は水素を負極活物質として作動す
るものであり、通常、可逆的に水素を吸蔵・放出するこ
とができる水素吸蔵合金を主材とした活物質合剤を集電
体に担持させて成る負極と、例えば水酸化ニッケルのよ
うな正極活物質を導電材としてのニッケル粉やコバルト
粉と一緒に同じく集電体に担持させて成る正極とを、電
気絶縁性でかつ通液性を備えたセパレータを介して重ね
合わせて発電要素を形成し、この発電要素を水酸化カリ
ウムのようなアルカリ電解液の中に配置したのち全体を
密封構造にして構成されている。
【0003】上記した負極(水素吸蔵合金電極)は、通
常、次のようにして製造されている。すなわち、まず、
所定粒径の水素吸蔵合金粉末と、ニッケル粉やコバルト
粉のような所定粒径の導電材粉末と、ポリテトラフルオ
ロエチレン粉やポリエチレン粉のような所定粒径の結着
剤粉末と、更に必要に応じては、酸化コバルト粉末のよ
うな他の粉末とを、それぞれ、所定の割合で混合して混
合粉末とする。ついで、この混合粉末に、例えばイオン
交換水にメチルセルロースやカルボキシメチルセルロー
スのような増粘剤の所定量を溶解して成る増粘剤水溶液
を添加し、全体を混練して合金粉末スラリーを調製す
る。
【0004】そして、この合金粉末スラリーをパンチン
グメタルシートや網状シートのような集電体に塗着また
は充填したのち、乾燥処理を行って合金粉末スラリーを
乾燥させたのち圧延処理を行って、所定の厚みに成形す
る。このようにして得られた成形シートは、前記集電体
に、水素吸蔵合金粉末と導電材粉末とが結着剤によって
結着されて成る活物質合剤が担持された構造になってい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このニッケ
ル・水素二次電池の充電反応は、負極の活物質合剤中の
水素吸蔵合金がアルカリ電解液を構成する水からプロト
ン(H+ )を抜き取り、このプロトンが、一旦、水素吸
蔵合金の表面に吸着したのち合金組織内に吸蔵されると
いう反応として進行する。
【0006】したがって、水素吸蔵合金の水素過電圧が
低い場合は、過充電時の合金表面では、次式: 2H+ +2e→2H→H2 で示される反応が生起して、合金表面に一旦吸着された
+ は、合金組織内に吸蔵されることなく水素ガスにな
って合金表面から離脱する傾向が現れる。アルカリ・水
素二次電池の場合、とくに高温下においては上記した現
象が顕著に現れる。
【0007】このことは、電池内における水素ガスのガ
ス圧を高めることになる。また、上記した水素吸蔵合金
の充電反応が起こる電位は水の電解電位に近接した値で
あるため、アルカリ電解液中の水の電解によっても水素
ガスが多量に発生してそのガス圧が上昇する。このよう
に、ニッケル・水素二次電池においては、過充電を行っ
たときに水素ガスが発生して電池内圧が上昇するという
問題がある。
【0008】通常、ニッケル・水素二次電池は、電池内
圧が20気圧を超えると、電池に設けられている安全弁
が作動して内部ガスを排出するように設計されている
が、しかしこのような状態が反復すると、電解液は減量
して電池寿命が短期で尽きることになる。また、充電の
過程で水素吸蔵合金の表面から水素ガスが発生するとい
うことは、アルカリ電解液から抜き取られて合金表面に
吸着したH+ の全てが合金組織内に吸蔵されないという
ことを意味している。これは水素吸蔵合金における充電
反応が有効に進行していないことを意味する。すなわ
ち、このような挙動を引き起こす水素吸蔵合金は充電の
受け入れ性が悪いということである。
【0009】したがって、このような挙動を示す水素吸
蔵合金電極を組込んで電池を製造した場合、充電効率の
低下が引き起こされるとともに、その放電容量も低下し
かつばらつくようになる。本発明は、ニッケル・水素二
次電池に組込まれる水素吸蔵合金電極における上記した
問題を解決し、充電の受け入れ性、とりわけ過充電時に
おける電池内圧の上昇を引き起こすことがなく、もって
組立てた電池の放電容量を増加させかつ安定化させるこ
とができる水素吸蔵合金電極の提供を目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、集電体に水素吸蔵合金粉末
を主体とする活物質合剤が担持されて成り、ニッケル・
水素二次電池の負極として組込まれる水素吸蔵合金電極
であって、前記活物質合剤には、酸化亜鉛,酸化マグネ
シウム,酸化鉄の群から選ばれる少なくとも1種の酸化
物が含有されていることを特徴とする水素吸蔵合金電極
が提供される。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の水素吸蔵合金電極は、集
電体に担持されている活物質合剤に、酸化亜鉛,酸化マ
グネシウム,酸化鉄の1種または2種以上が含有されて
いることを除いては、従来からの水素吸蔵合金電極と変
わることはない。これらの酸化物は、いずれも、水素吸
蔵合金の表面に共存することにより、水素吸蔵合金の表
面活性を低下させてその水素過電圧を高める働きをする
ものと考えられる。
【0012】水素吸蔵合金表面の水素過電圧が高くなっ
ていることにより、充電時にアルカリ電解液から引き抜
かれて一旦合金表面に吸着したH+ はただちにH2 に転
化することなく、比較的長期に亘って合金表面への吸着
状態を維持するものと考えられる。そのため、合金表面
のH+ は即座に水素ガスに転化して合金表面から離脱す
ることがないので合金組織内に吸蔵されていく機会が増
大するものと考えられる。その結果、水素吸蔵合金の充
電受け入れ性は向上し、過充電時の電池内圧の上昇が抑
制され、電池の放電容量も増加する。
【0013】これら酸化物の含有量は、担持されている
水素吸蔵合金100重量部に対し、0.2〜1.0重量部で
あることが好ましい。この含有量が0.2重量部よりも少
ないと、上記した効果が充分に発揮されず、電池内圧の
上昇,放電容量の低下が引き起こされる。また、1.0重
量部よりも多くなると、電池内圧の上昇を抑制する効果
は飽和してしまうだけではなく、絶縁物であるこれら酸
化物が活物質合剤中に占める割合が増加するので、電極
としての集電能の低下が引き起こされる。好ましい含有
量は、水素吸蔵合金100重量部に対し0.5〜1.0重量
部である。
【0014】本発明の水素吸蔵合金電極は次のようにし
て製造することができる。まず、所望する組成と所望す
る粒径の水素吸蔵合金粉末が用意される。通常、平均粒
径が50〜70μm程度の粉末が用意される。ついで、
この水素吸蔵合金粉末に、導電材粉末や結着剤粉末の所
定量を添加し、更に前記した酸化物の粉末を水素吸蔵合
金粉末100重量部に対し0.2〜1.0重量部添加して全
体を混合する。
【0015】このとき、酸化物粉末としては、その粒径
が水素吸蔵合金粉末よりも小さいものを使用することが
好ましく、通常、平均粒径が0.1〜15μm程度のもの
が好適である。このことによって、水素吸蔵合金粉末の
表面にこれら酸化物粉末の多数が付着して前記合金の表
面における水素過電圧を有効に増大させるという効果が
効率よく起こりやすくなるからである。
【0016】その後、この混合粉末に増粘剤水溶液の所
定量を添加して合金粉末スラリーを調製し、これを集電
体に塗着させたのち乾燥・圧延処理を行って成形する。
【0017】
【実施例】
実施例1〜5,比較例 まず、アーク溶解法で組成:MmNi3.3 Co1.0 Mn
0.4 Al0.3 (Mm:ミッシュメタル)で示される水素
吸蔵合金を製造したのち、これを粉砕して150メッシ
ュ下(タイラー篩、100μm以下)の合金粉末とし
た。
【0018】ついで、この合金粉末100重量部に対
し、ポリビニリデン粉末2重量部とニッケル粉(導電
材)10重量部と表示の酸化物とを表示の割合(重量
部)で混合し、その混合粉末を1%カルボキシメチルセ
ルロース(増粘剤)水溶液20重量部に添加したのち攪
拌して各種の合金粉末スラリーを調製した。これら各合
金粉末スラリーに、開孔率38%のパンチングニッケル
シート(厚み0.07mm,穴の径1.5mm)を浸漬したのち
引き上げ、ついで大気中で乾燥し、2ton/cm2 の圧力で
圧延して全体の厚みが0.36mmである各種の負極シート
にした。
【0019】一方、スポンジ状ニッケルシートに水酸化
ニッケルペーストを4.6g/ml充填して成り、気孔率は
28%で、厚み0.60mmの正極シートを製造し、また、
厚み0.18mmで気孔率60%のナイロンシートをセパレ
ータとして用意した。各負極シートとセパレータと正極
シートをこの順序で重ね合わせて巻回して発電要素を形
成したのち、これを円筒容器に収容し、水酸化カリウム
と水酸化リチウムから成るアルカリ電解液(比重1.3
7)を注液し、全体をふたで密封して、AAサイズで定
格容量1300mAh の電池を組み立てた。
【0020】これらの各電池につき、温度20℃におい
て、1Cで4.5時間の過充電を行い、このときの電池内
圧(MPa)を測定した。その結果を表1に示した。ま
た各電池のそれぞれ5個を表示の温度に保持した状態
で、1Cで4.5時間の充電を行ったのち0.2Cで放電し
て各電池の放電容量とそのばらつきを測定した。その結
果を表1に示した。
【0021】比較のために、酸化物を配合しなかったこ
とを除いては、実施例と同じようにして負極シートを製
造し、それを用いて実施例と同じAAサイズ,1300
mAhの電池を組立てた。
【0022】
【表1】
【0023】つぎに、実施例1の負極シートと比較例の
シートにつき、Hg/HgO単極電位に対する水素過電
圧の経時変化を測定した。その結果を図1に示した。表
1から明らかなように、本発明の負極シートのように活
物質合剤に酸化物を含有しているものは、いずれも、比
較例のシートの場合に比べて、過充電時における電池内
圧を低下させている。また、高温下における放電容量も
増加しており、しかもその値はばらつきが小さくかつ安
定しており、この負極シートの高温下における充電受け
入れ性は優れている。
【0024】これは、図1からも明らかなように、本発
明の負極シートにおける水素吸蔵合金は、比較例の場合
に比べて、高い水素過電圧を示すようになっているから
である。
【0025】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
水素吸蔵合金電極は、過充電時における電池内圧の上昇
を抑制し、高温下における充電の受け入れ性を向上さ
せ、もって電池の放電容量を増加させかつ安定化させる
ことができる。これは、本発明の水素吸蔵合金電極がそ
の活物質合剤に酸化亜鉛,酸化マグネシウム,酸化鉄を
含有させることにより、水素吸蔵合金の水素過電圧を高
めるようにしたことがもたらす効果である。
【図面の簡単な説明】
【図1】水素吸蔵合金電極の充電時の単極電位の変化を
示すグラフである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 集電体に水素吸蔵合金粉末を主体とする
    活物質合剤が担持されて成り、ニッケル・水素二次電池
    の負極として組込まれる水素吸蔵合金電極であって、前
    記活物質合剤には、酸化亜鉛,酸化マグネシウム,酸化
    鉄の群から選ばれる少なくとも1種の酸化物が含有され
    ていることを特徴とする水素吸蔵合金電極。
JP7200826A 1994-09-12 1995-08-07 水素吸蔵合金電極 Pending JPH08138658A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7200826A JPH08138658A (ja) 1994-09-12 1995-08-07 水素吸蔵合金電極

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6-217676 1994-09-12
JP21767694 1994-09-12
JP7200826A JPH08138658A (ja) 1994-09-12 1995-08-07 水素吸蔵合金電極

Publications (1)

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JPH08138658A true JPH08138658A (ja) 1996-05-31

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ID=26512411

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JP7200826A Pending JPH08138658A (ja) 1994-09-12 1995-08-07 水素吸蔵合金電極

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6171727B1 (en) 1998-02-16 2001-01-09 Canon Kabushiki Kaisha Alkaline secondary battery and method of manufacturing the same
JP2007294418A (ja) * 2006-03-31 2007-11-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd アルカリ蓄電池用負極材料およびアルカリ蓄電池
WO2008038575A1 (fr) 2006-09-25 2008-04-03 Toray Industries, Inc. PROCÉDÉ DE FONCTIONNEMENT D'Une installation DE FILTRATION suR MEMBRANE D'OSMOSE INVERSE, ET installation DE FILTRATION sur MEMBRANE D'OSMOSE INVERSE
US7740983B2 (en) * 2005-02-28 2010-06-22 Sanyo Electric Co., Ltd. Alkaline storage cell

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6171727B1 (en) 1998-02-16 2001-01-09 Canon Kabushiki Kaisha Alkaline secondary battery and method of manufacturing the same
US7740983B2 (en) * 2005-02-28 2010-06-22 Sanyo Electric Co., Ltd. Alkaline storage cell
JP2007294418A (ja) * 2006-03-31 2007-11-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd アルカリ蓄電池用負極材料およびアルカリ蓄電池
WO2008038575A1 (fr) 2006-09-25 2008-04-03 Toray Industries, Inc. PROCÉDÉ DE FONCTIONNEMENT D'Une installation DE FILTRATION suR MEMBRANE D'OSMOSE INVERSE, ET installation DE FILTRATION sur MEMBRANE D'OSMOSE INVERSE

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