JPS5835351B2 - 一次または二次電池用電極 - Google Patents
一次または二次電池用電極Info
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- JPS5835351B2 JPS5835351B2 JP51111284A JP11128476A JPS5835351B2 JP S5835351 B2 JPS5835351 B2 JP S5835351B2 JP 51111284 A JP51111284 A JP 51111284A JP 11128476 A JP11128476 A JP 11128476A JP S5835351 B2 JPS5835351 B2 JP S5835351B2
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- electrodes
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- Y02E60/32—Hydrogen storage
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- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は一次または二次電池の電気化学的活性部分が水
素化物を形成する間水素を交互に吸着および解放するこ
とができる金属間化合物からなる一次または二次電池用
電極に関する。
素化物を形成する間水素を交互に吸着および解放するこ
とができる金属間化合物からなる一次または二次電池用
電極に関する。
この種の電極は、例えば−次または二次電池において負
極を構成する。
極を構成する。
電気エネルギーの供給中、反応:H−+H++eが生ず
る。
る。
この目的0ために用いられる金属間化合物は、一般に砕
けやすい。
けやすい。
このような反復充電および放電は二次電池または乾電池
により生じ、材料は膨張および収縮によって粉砕される
。
により生じ、材料は膨張および収縮によって粉砕される
。
この理由のために、例えば焼結により材料のみから適当
な寿命を有する電極を製造することが殆んど不可能であ
る。
な寿命を有する電極を製造することが殆んど不可能であ
る。
活性電極材料を金属支持体上に被着することによって電
極の機械的強度を高めることは知られている。
極の機械的強度を高めることは知られている。
この方法においては、電気化学的活性部分が金属間化合
物からなり、充電および放電中、水素化物の形成中水素
を交互に吸着および解放して電極の電気化学的活性部分
に凝着力(cohesion )が保持されるので電極
の製造には望ましくない。
物からなり、充電および放電中、水素化物の形成中水素
を交互に吸着および解放して電極の電気化学的活性部分
に凝着力(cohesion )が保持されるので電極
の製造には望ましくない。
更に、使用すべき金属間化合物の良好な電気化学荷重性
(electro−chemical 1oadabi
lity )を十分利用する場合には、電極に大きい表
面積を与え、かつ内部抵抗の観点から電極間の距離を小
さく選択するのが望ましい。
(electro−chemical 1oadabi
lity )を十分利用する場合には、電極に大きい表
面積を与え、かつ内部抵抗の観点から電極間の距離を小
さく選択するのが望ましい。
この事は正極および負極をストリップ状に形成すること
ができ、例えばセパレータによりこれらを互いに別々に
ロールに巻くことができる。
ができ、例えばセパレータによりこれらを互いに別々に
ロールに巻くことができる。
この構造により電極は、勿論、可撓性である必要がある
。
。
また、多数のスl−IJツブ状電極をセパレータ層によ
り分離したパッケージに組合せることができる。
り分離したパッケージに組合せることができる。
本発明の目的は電極の電気化学的活性部が水素を交互に
吸着および解放することのできる金属間化合物からなる
所望目的を満足する寿命を有する可撓性電極を提供する
ことにある。
吸着および解放することのできる金属間化合物からなる
所望目的を満足する寿命を有する可撓性電極を提供する
ことにある。
本発明に係る電極は金属間化合物の多孔性焼結層の孔に
親水性、水不溶性高分子材料(hydroph−yl
ic 、 water−insoluple macr
omolecular 5ubstance)を含有す
るかかる多孔性焼結層を設けた多孔性支持体からなるこ
とを特徴とする。
親水性、水不溶性高分子材料(hydroph−yl
ic 、 water−insoluple macr
omolecular 5ubstance)を含有す
るかかる多孔性焼結層を設けた多孔性支持体からなるこ
とを特徴とする。
本発明に係る電極は、例えば次0ようにして作ることが
できる: 金属間化合物を水素と一緒に装填して、かかる化合物を
水素から1回または数回分離してかかる金属間化合物を
粉砕する。
できる: 金属間化合物を水素と一緒に装填して、かかる化合物を
水素から1回または数回分離してかかる金属間化合物を
粉砕する。
適当な金属間化合物としては、例えばランタン−ニッケ
ル(LaNi5) 化合物およびランタンを他の稀土類
金属で1部置換し、かつニッケルをコバルト、銅および
鉄で1部置換したランタン−ニッケル化合物を挙げるこ
とができる。
ル(LaNi5) 化合物およびランタンを他の稀土類
金属で1部置換し、かつニッケルをコバルト、銅および
鉄で1部置換したランタン−ニッケル化合物を挙げるこ
とができる。
いわゆる、平坦圧(plateau−pressure
)が操作温度において1気圧以上でない化合物を用い
るのが好ましい。
)が操作温度において1気圧以上でない化合物を用い
るのが好ましい。
適当な化合物は、例えばLaN i、i Cuであり、
その平坦圧は20℃の温度において0.7〜0.8気圧
の範囲である。
その平坦圧は20℃の温度において0.7〜0.8気圧
の範囲である。
こSに記載する「平坦圧」とは金属間化合物における水
素濃度に関係しなくかかる化合物上の与えられた温度に
おける水素圧を意味するものとする。
素濃度に関係しなくかかる化合物上の与えられた温度に
おける水素圧を意味するものとする。
金属間化合物の粉末は種々の手段、例えばバインダーに
よって金属支持体に被着する。
よって金属支持体に被着する。
この目的のために、水素化物の全部または1部からなる
粉末を、例えばバインダーを溶解することができる有機
溶剤中に懸濁する。
粉末を、例えばバインダーを溶解することができる有機
溶剤中に懸濁する。
適当な有機溶剤としては、例えばトルエン、キシレン、
プロパツール等である。
プロパツール等である。
しかる後に、有機バインダーを得られた懸濁物に添加し
、次の工程においてこのバインダーを焼成により除去す
る。
、次の工程においてこのバインダーを焼成により除去す
る。
この場合、かかるバインダーの残渣を殆んど残留させる
ことなく除去する。
ことなく除去する。
この目的のために、例えばポリスチレンおよびニトロセ
ルロースを溶剤100m1当り例えば2(Bi’の割合
でバインダーとして用いることができる。
ルロースを溶剤100m1当り例えば2(Bi’の割合
でバインダーとして用いることができる。
しかる後に、金属ガーゼのスI−IJツブを必要に応じ
て両側または片側に懸濁物で均一に被覆し、乾燥する。
て両側または片側に懸濁物で均一に被覆し、乾燥する。
金属ガーゼは、例えばニッケルまたはステンレススチー
ルからなる。
ルからなる。
また、多孔性金属プレートを多孔性金属支持体として用
いることができる。
いることができる。
先づ、バインダーは炉内で焼成して除去し、次いで粉末
を焼結する。
を焼結する。
この目的のために、バインダーを蒸発または分解する温
度に一定にある時間維持する。
度に一定にある時間維持する。
上述するバインダーにおいて、かかる温度は一般に25
0〜300℃である。
0〜300℃である。
焼結は少なくとも5分間、役900℃で生ずる。
焼結は真空中または減圧において行なうのが好ましい。
また、金属間化合物の粉末を金属ガーゼに電気泳動によ
って被着することができる。
って被着することができる。
この場合、粉末をメタノールの如き極性有機溶剤に懸濁
する。
する。
金属支持体を懸濁物中に入れ、例えば負極として接続す
る。
る。
所望厚さの層が被着した後、これを上述するように焼結
する。
する。
このようにして得られた多孔性層を、親水性でかつ次の
処理例えば熱処理または還元において水不溶性となるか
、または水不溶性でかつ次の処理例えば鹸化(この場合
において高分子材料は、勿論水不溶性に維持する必要が
ある)において親水性になる高分子材料の溶液に浸す。
処理例えば熱処理または還元において水不溶性となるか
、または水不溶性でかつ次の処理例えば鹸化(この場合
において高分子材料は、勿論水不溶性に維持する必要が
ある)において親水性になる高分子材料の溶液に浸す。
親水性高分子材料、特に硬化または架橋を促進する助剤
の存在または不存在で熱処理の如き物理的処理により例
えば水性電解液において水に不溶性であるアルコール性
ヒドロキシル基を有する高分子材料を用いることができ
る。
の存在または不存在で熱処理の如き物理的処理により例
えば水性電解液において水に不溶性であるアルコール性
ヒドロキシル基を有する高分子材料を用いることができ
る。
この場合、例えば塩化アンモニウムまたは重硫酸ナトリ
ウム(sodium hydrosulphate )
を助剤として用いることができる。
ウム(sodium hydrosulphate )
を助剤として用いることができる。
この場合、熱処理は空気中、炉内において10〜20分
間120〜150℃に加熱して行なう。
間120〜150℃に加熱して行なう。
本発明の方法に用いることのできる水不溶性高分子材料
は、例えば有機溶剤に溶解するアセチルブチルセルロー
スの如き鹸化性セルロース誘導体である。
は、例えば有機溶剤に溶解するアセチルブチルセルロー
スの如き鹸化性セルロース誘導体である。
含浸処理後、高分子材料を例えばアルコール性アルカリ
液(alcohol 1clye )により鹸化する。
液(alcohol 1clye )により鹸化する。
上述する焼結操作によって金属間化合物の粒子相互間の
水素移動を十分に遠戚させる。
水素移動を十分に遠戚させる。
親水性高分子材料は充電および放電中多孔性層の永久凝
着力を保証するバインダーとして作用する。
着力を保証するバインダーとして作用する。
バインダーは親水性であるため、水性電解液をイオン輸
送しうる焼結層に浸透することができる。
送しうる焼結層に浸透することができる。
水性電解液は、例えば水酸化カリウム溶液からなる。
この場合、対向電極は例えばNi00Hまたは二酸化マ
ンガンからなる。
ンガンからなる。
一般に、親水性バインダーは内部抵抗を増加しないかま
たは殆んど増加しない。
たは殆んど増加しない。
次に本発明の方法を添付図面について説明する。
第1図において、1および2は金属ガーゼの直交針金(
crosswise wi res )を示す。
crosswise wi res )を示す。
金属間化合物の粒子3の層をかかるガーゼの両側に焼結
する。
する。
親水性高分子材料を粒子3の間に配置する。
実施例 I
電極を次のようにして作った:25容量部のLaNi、
Cu粉末を水素と作用させ、しかる後生成した水素化物
から水素を除去し、75容量部のトルエンに懸濁させた
。
Cu粉末を水素と作用させ、しかる後生成した水素化物
から水素を除去し、75容量部のトルエンに懸濁させた
。
この懸濁物100m1当り2(Bi’のポリスチレンを
かかる懸濁物に添加した。
かかる懸濁物に添加した。
ポリスチレンを攪拌しながら完全に溶解した後、この懸
濁物をニッケル ガーゼのスl−IJツブ(針金直径0
.15mm、■−当り64本の針金)の両側に均一に被
覆し、次いで懸濁物を空気中において80℃で乾燥した
。
濁物をニッケル ガーゼのスl−IJツブ(針金直径0
.15mm、■−当り64本の針金)の両側に均一に被
覆し、次いで懸濁物を空気中において80℃で乾燥した
。
次いで、バインダーを250℃で駆出し、層を真空中に
おいて900℃で5分間にわたり焼結した。
おいて900℃で5分間にわたり焼結した。
次いで、多孔性層に、NH4CJ? (ポリビニルアル
コール10g当り0.1.9)を含有する水(100m
l当り10g)にポリビニルアルコールを溶解した溶液
を含浸させた。
コール10g当り0.1.9)を含有する水(100m
l当り10g)にポリビニルアルコールを溶解した溶液
を含浸させた。
この含浸層を空気中において80℃で乾燥した後、ポリ
ビニルアルコールは120℃で15分間加熱することに
よって不溶性にした。
ビニルアルコールは120℃で15分間加熱することに
よって不溶性にした。
しかる後、硬化剤として作用する塩化アンモニウムを水
で洗浄して除去した。
で洗浄して除去した。
かようにして得られた生成物は電極として適当に用いた
。
。
実施例 ■
10gのLaNi、Cu粉末を100m1のメタノール
に攪拌しながら懸濁させた。
に攪拌しながら懸濁させた。
被覆すべき金属ガーゼを対向電極と一緒にかかる懸濁物
に入れた。
に入れた。
30ボルト/CrrLの直流を加えた。
この場合、被覆すべき金属ガーゼを負極として作用させ
た。
た。
このようにして、■a当り約25■のLaNi4Cuが
金属ガーゼ上に30秒で堆積した。
金属ガーゼ上に30秒で堆積した。
この方法においては、上記実施例Iに記載する方法を用
いる場合にはしばしば困難であった金属支持体の縁およ
びコーナー上に十分な量の金属間化合物を堆積した。
いる場合にはしばしば困難であった金属支持体の縁およ
びコーナー上に十分な量の金属間化合物を堆積した。
乾燥後、LaNi4Cu−被覆ガーゼを焼結処理した(
真空中900℃で5分間)。
真空中900℃で5分間)。
冷却後かかるガーゼを、15gのアセチルブチルセルロ
ースを85gの塩化メチレンに溶解した溶液に浸した。
ースを85gの塩化メチレンに溶解した溶液に浸した。
乾燥後、アセチルブチルセルロースをアルコール性アル
カリ溶液(6,9のKOHを9,1のエタノールに溶解
した溶液)中で1分間鹸化した。
カリ溶液(6,9のKOHを9,1のエタノールに溶解
した溶液)中で1分間鹸化した。
かようにして得られた生成物を電極として使用した。
第2図に示す二次電池は、例えばニッケルまたはニッケ
ルめっき鋼からなるケース21と、LaNi、Cu−被
覆金属ガーゼ ストリップ22(負極)、Ni(OH)
2からなる多孔性ニッケル層23(正極)およびポリプ
ロピレン ファイバーのセパレータ(フェルティー(f
elty ))24からなるパッケージとからなる。
ルめっき鋼からなるケース21と、LaNi、Cu−被
覆金属ガーゼ ストリップ22(負極)、Ni(OH)
2からなる多孔性ニッケル層23(正極)およびポリプ
ロピレン ファイバーのセパレータ(フェルティー(f
elty ))24からなるパッケージとからなる。
ストリップ22と層23は互いに接続しく図に示してい
ない)、極25および26のそれぞれに接続する。
ない)、極25および26のそれぞれに接続する。
電池における電解液25は40重量%のKOHを含有す
るKOH水溶液からなる。
るKOH水溶液からなる。
本発明に係る電極は充電および放電を繰返した後におい
て、容量の減少はなかった。
て、容量の減少はなかった。
第1図は本発明に係る電極の断面を拡大して示した説明
用線図、および第2図は本発明に係る電極からなる二次
電池の断面を示す説明用線図である。 1.2・・・・・・金属ガーゼの直交針金、3・・・・
・・金属間化合物の粒子、21・・・・・・ケース、2
2・・・・・・LaNi4Cu−被覆金属ガーゼ スト
リップ(負極)、23・・・・・・多孔性ニッケル層(
正極)、24・・・・・・セパレータ、25.26・・
・・・・極。
用線図、および第2図は本発明に係る電極からなる二次
電池の断面を示す説明用線図である。 1.2・・・・・・金属ガーゼの直交針金、3・・・・
・・金属間化合物の粒子、21・・・・・・ケース、2
2・・・・・・LaNi4Cu−被覆金属ガーゼ スト
リップ(負極)、23・・・・・・多孔性ニッケル層(
正極)、24・・・・・・セパレータ、25.26・・
・・・・極。
Claims (1)
- 1−次または二次電池の電気化学的活性部分が水素化物
の形成中に水素を交互に吸着および解放することのでき
る金属間化合物からなる一次または二次電池用電極にお
いて、金属間化合物の粉末の多孔性焼結層の孔に親水性
、水不溶性高分子材料を含有するかかる多孔性焼結層を
設けた多孔性金属支持体からなることを特徴とする一次
または二次電池用電極。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL7511044A NL7511044A (nl) | 1975-09-19 | 1975-09-19 | Elektrode voor primaire of secundaire batterij en werkwijze voor de vervaardiging van een dergelijke elektrode. |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5239138A JPS5239138A (en) | 1977-03-26 |
JPS5835351B2 true JPS5835351B2 (ja) | 1983-08-02 |
Family
ID=19824498
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP51111284A Expired JPS5835351B2 (ja) | 1975-09-19 | 1976-09-16 | 一次または二次電池用電極 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4048407A (ja) |
JP (1) | JPS5835351B2 (ja) |
DE (1) | DE2640345C3 (ja) |
FR (1) | FR2325202A1 (ja) |
GB (1) | GB1551989A (ja) |
NL (1) | NL7511044A (ja) |
SE (1) | SE412668B (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4339512A (en) * | 1980-03-19 | 1982-07-13 | General Motors Corporation | Battery having electrode with hydrophilic polymer binder |
US4456520A (en) * | 1982-03-01 | 1984-06-26 | Medtronic, Inc. | Porous rigid titanium disulfide electrodes for electrochemical cells and method for preparing same |
EP0089141B1 (en) * | 1982-03-15 | 1986-12-30 | Inco Alloys International, Inc. | Process for the electrolytic production of hydrogen |
CN106111997B (zh) * | 2016-06-28 | 2018-01-19 | 湘潭大学 | 一种多孔镍合金电解析氢复合阴极材料的制备方法 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2708683A (en) * | 1953-07-03 | 1955-05-17 | Bjorksten Res Lab Inc | Electrode and material therefor |
FR1100088A (fr) * | 1954-02-24 | 1955-09-15 | Soc Gen Magnesium | Perfectionnement aux piles et accumulateurs électriques |
BE564027A (ja) * | 1958-02-04 | 1958-02-15 | ||
NL267589A (ja) * | 1960-07-28 | |||
US3918989A (en) * | 1971-01-18 | 1975-11-11 | Gates Rubber Co | Flexible electrode plate |
CH589945A5 (ja) * | 1973-02-28 | 1977-07-29 | Oerlikon Accumulatorenfabrik | |
US3874928A (en) * | 1973-06-29 | 1975-04-01 | Gen Electric | Hermetically sealed secondary battery with lanthanum nickel anode |
US3980501A (en) * | 1974-06-19 | 1976-09-14 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Use of hydrogen-absorbing electrode in alkaline battery |
-
1975
- 1975-09-19 NL NL7511044A patent/NL7511044A/xx not_active Application Discontinuation
-
1976
- 1976-09-08 DE DE2640345A patent/DE2640345C3/de not_active Expired
- 1976-09-09 US US05/721,662 patent/US4048407A/en not_active Expired - Lifetime
- 1976-09-16 SE SE7610273A patent/SE412668B/xx not_active IP Right Cessation
- 1976-09-16 JP JP51111284A patent/JPS5835351B2/ja not_active Expired
- 1976-09-16 GB GB38378/76A patent/GB1551989A/en not_active Expired
- 1976-09-17 FR FR7628005A patent/FR2325202A1/fr active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4048407A (en) | 1977-09-13 |
SE7610273L (sv) | 1977-03-20 |
DE2640345B2 (de) | 1980-05-14 |
DE2640345A1 (de) | 1977-03-24 |
SE412668B (sv) | 1980-03-10 |
NL7511044A (nl) | 1977-03-22 |
DE2640345C3 (de) | 1981-01-22 |
FR2325202B1 (ja) | 1980-05-23 |
GB1551989A (en) | 1979-09-05 |
JPS5239138A (en) | 1977-03-26 |
FR2325202A1 (fr) | 1977-04-15 |
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