JPS622453A - 水素吸蔵合金電極 - Google Patents

水素吸蔵合金電極

Info

Publication number
JPS622453A
JPS622453A JP60140168A JP14016885A JPS622453A JP S622453 A JPS622453 A JP S622453A JP 60140168 A JP60140168 A JP 60140168A JP 14016885 A JP14016885 A JP 14016885A JP S622453 A JPS622453 A JP S622453A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hydrogen
hydrogen storage
binder
storage alloy
electrode
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.)
Granted
Application number
JP60140168A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0810591B2 (ja
Inventor
Kiyoshi Mitsuyasu
光安 清志
Motoi Kanda
基 神田
Yuji Sato
優治 佐藤
Eriko Shinnaga
新長 えり子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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 Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP60140168A priority Critical patent/JPH0810591B2/ja
Publication of JPS622453A publication Critical patent/JPS622453A/ja
Publication of JPH0810591B2 publication Critical patent/JPH0810591B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/24Electrodes for alkaline accumulators
    • H01M4/242Hydrogen storage electrodes
    • 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

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

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】 [発明の技術分野] 本発明は例えば水素電池の水素極に用いられる水素吸蔵
合金電極に関し、更に詳しくは、水素電池の容量増加に
寄与するに有効な水素吸蔵合金電極、とりわけ該電極の
基本的な構成要素である電極本体に関する。
[発明の技術的背景とその問題点] 水素二次電池の水素極の素材として水素吸蔵合金が注目
を集めている。これは、水素吸蔵′合金が常圧下で大量
の水素を吸蔵しかつまた放出するという性質を備えてい
るからである。
この水素吸蔵合金を用いた水素電池の電極は、概ね次の
ような構造体である。すなわち、所定粒径の水素吸蔵合
金の粉末を所定量のバインダーで結着せしめて成る所定
の厚みの電極本体と、この電極本体の少なくとも片面に
圧着して一体的に添着された集電体とから構成されてい
る。
この電極を組込んだ水素電池の場合、まず充電時におけ
る電極本体内の水素吸蔵合金の表面では水の電気分解に
よって水素が発生し、この水素が該水素吸蔵合金に吸蔵
され、また放電時にあっては、この吸蔵水素は電解液中
の水酸基と反応して水を生成する。
したがって、水素吸蔵合金は、■電池の外部回路と電気
的導通が維持されていること、■電解液が該水素吸蔵合
金の表面と接触していること、この 2つの条件を同時
に満足することが必要であリ、これら条件のうち 1つ
でも欠落する状態の場合には水素吸蔵合金の表面におけ
る上記電気化学反応が円滑に進行せず電池の電気容量は
大幅に低下することになる。
ところで、上記した2つの条件は、電極本体の表面近傍
では比較的単時間のうちに容易に充足せしめられるが、
しかし、電極本体の内部、すなわち該本体中心部におい
ては、電解液が滲透して該部位の水素吸蔵合金と接触す
るまでには相当の時間を必要とするので内部の水素吸蔵
合金は有効に活用されない状態を招く。
一方、電池の高容量化にとっては、■単位体積当りの水
素吸蔵合金の量を多くすればよい、それは、■電極本体
の成形時にバインダー量を可及的に減少せしめればよい
ことを意味する。そして、上記した電解液と水素吸蔵合
金の表面との接触機会を大とすることの必要性からいえ
ば、■該電極本体の空孔率を大きくすればよい、しかし
ながら、■と■の問題は明確に相反する条件である。
また、■の条件も、あまりバインダー量を少なくすると
、水素吸蔵合金の水素吸蔵時における膨張、水素放出時
における体積増減の反復による該水素吸蔵合金の微細化
に基づく電極本体の崩壊を阻止する結着能が減少するこ
とになって不都合である。
しかしながら、水素電池の高容量化を可能たらしめる水
素吸蔵合金電極に関する適正なキャラクタリゼーション
は行なわれておらず、それゆえ適正な水素吸蔵合金電極
を製造する際に留意すべき条件に関する知見はいまだ体
系的に見出されていない。
[発明の目的] 本発明は、水素電池の高容量化を可能にする水素吸蔵合
金電極の提供を目的とする。
[発明の概要1 本発明者らは、上記目的を達成すべく水素吸蔵合金電極
のキャラクタリゼーションを行ない、その結果、電極本
体における水素吸蔵合金、バインダーの各量比及び空孔
率の適正な範囲を見出し1本発明の水素吸蔵合金電極を
開発するに到った。
すなわち、本発明の水素吸蔵合金電極は、水素吸蔵合金
とバインダーとを必須成分とする電極本体に集電体を一
体的に添着して成る水素吸蔵合金電極において、該電極
本体内の該水素吸蔵合金の占める体積割合が5〜40%
であり、該バインダーの占める体積割合が40〜85%
であり、かつ、該電極本体の空孔率が10〜50%であ
ることを特徴とする。
本発明の電極は、後述する電極本体とそれに添着された
例えばニッケルネット、ステンレスネットのような集電
体との一体構造体である。通常は、所定厚みの電極本体
の少なくとも片面に上記集電体が圧着されている。
電極本体は、水素吸蔵合金とバインダーを必須成分とし
て構成される。電極本体の導電性を高めるために上記必
須成分の外に更にカーボンブラック、黒鉛微粉のような
導電性粉末や、電極内部への電解液の滲透を促すKOH
,LiOHのような添加物を所定量添加しても何ら不都
合はない。
水素吸蔵合金としては、用いる電解液中で充電時には水
素を吸蔵でさかつ放電時には吸蔵水素を放出することが
できるものであればよく、とくに限定されるものではな
い、具体的には、LaNi5゜MmNi5(ただし、 
Mmはミツシュメタルを表わす)。
LaNi5(ただし、L+oはLaリッチのミツシュメ
タルを表わす)、又は、これら合金のNiの一部をA見
Mn、 Fe、 Go、 Ti、 Cu、 Zn、 Z
r、 Crなどの金属で置換した三元系若しくは四元系
の合金; Mg2Ni系合金HT1Ni系合金HTiF
e系合金を例示することができる。これら水素吸蔵合金
は、通常、平均粒径が 100μ以下の粉末の形で使用
に供される。
バインダーとしては、水素吸蔵合金粉末を結着して電極
本体を賦形し しかも電解液に対し耐性を有し、かつ適
正な撥水性を備えたものであれば何であってもよいが、
とりわけ、水素の吸蔵−放出に伴う水素吸蔵合金の微粉
化が生起しても電極本体の形状を維持し得るような結着
力を有するものが好適である。具体的には、ポリテトラ
フルオロエチレン、ポリエチレ乙ボリ才レフィ乙ポリビ
ニルアルコールのようなものをあげることzくできる。
電極本体は、上記2成分を所定量混合し、得られた混合
物にロール成形法などを適用して所定厚みにシート化す
ることによって製造される。 本発明にかかる電極本体
においては、まず空孔率が10〜50%の範囲内に設定
される。この空孔率が10%未満の場合には、電極本体
の内部にまで電解液が有効に滲透せず、その結果、水素
吸蔵合金の有効利用が阻害されて高容量化の目的達成が
充分に果たせない、逆に空孔率が50%より大きい場合
は、それは電極本体を構成する水素吸蔵合金の量が少な
くなるがゆえに高容量化の達成が困難となる。好ましく
は20〜45%である。
次にバインダーの量は、電極本体内で占有する体積割合
が5〜40%となるように設定される。この割合が5v
o1%未満の場合には、電極本体の成形が不可能であり
、逆に40vo1%より多い場合は。
他の必須成分である水素吸蔵合金の相対量が減少するの
で、電池の容量は高容量化にとっての目安である容量:
600mAh/cm3の値を大きく下まわることになっ
て不都合である。
水素吸蔵合金の電極本体内における体積割合は40〜8
5%、の範囲内に設定される。その割合が4゜7015
未満の場合には、前記した高容量化の目安値600ra
Ah/cr1以上の容量を取りだすことが困難であり、
また85vo I%より多い場合は、空孔率が10%未
満になるか又は/及びバインダー量が5マo1%未満と
なるため、前記した理由で電池の高容量化の達成が困難
である。
なお、水素吸蔵合金、バインダーいずれの場合も本発明
でいう体積割合の算出基礎となる各成分の体積とは、水
素吸蔵合金、バインダーの使用重量をそれぞれの比重で
除した値で表わしている。
[発明の効果] 本発明の水素吸蔵合金電極は、上記したように、高容量
化にとって必要な水素吸蔵合金とバインダーの量比関係
、並びに適正な空孔率を備えた電極本体をもって構成さ
れているので、水素電池の高容量化を達成するうえでそ
の工業的有用性は大である。しかも、この電極本体の製
造時における水素吸蔵合金、バインダーの使用量の管理
は体積管理で行なわれるため、使用する各成分が異なっ
た場合でも各成分の配合量は各成分が上記した体積割合
を構成するように設定すればよいので。
実際の品質管理を安定に行なうこ、とができる。
[発明の実施例] 1                     ′  
と         の水素吸蔵合金として8mNi4
.2Mno、Bの粉末を選んだ(粒径20g)、バイン
ダーとして、ポリエチレ71(低密度9粒径5〜20q
、比重0.915.M % IJテックス製)、ポリエ
チレン2(’商品名:フローセ7LF−7.低密度9粒
径約20戸、比重0.92.製鉄化学工業■製)、ポリ
テトラフルオロエチレン(KIO−J、三片フロロケミ
カル■製、比重2.2)、ポリオレフィン (商品名:
 ミペロン1粒径20% 。
比重0.94.平均分子量200万:三片石油化学■製
)を選んだ。
これらを用いて各種の水素吸蔵合金電極を製造した。こ
れら電極を組込んで水素電池を製造した。なお、電解液
はいずれの場合も8NKOHであった。
これらの水素電池について常法により容量をΔill定
し、その値を使用した水素吸蔵合金の重量で除して水素
吸蔵合金単位重量当りの電池容量(mAh/g)を算出
した。
これらを各電極本体の空孔率との関係として第1図に示
した。
図中、÷印はバインダーがポリエチレンlで・、これを
水素吸蔵合金と混合し、得られた混合物を金型に集電体
ネットと一緒にいれ、全体を3.25ton/−で加圧
成形したのち、 150’0に加熱処理したもの、+印
はバインダーがポリエチレン1で、これを水素吸蔵合金
と混合し、得られた混合物を金型に集電体ネットと一諸
にいれ、全体を150°Cに加熱したのち、3.25t
on/扇で加圧成形したもの、−ロー印は/ヘイングー
がポリエチレン2で、÷印の場合と同じように成形した
もの、−1−印はバインダーがポリテトラフルオロエチ
レンで。
これを水素吸蔵合金と混合し得られた混合物をシート化
したのもこの片面に集電体ネットを圧着したもの、−Δ
−印はバインダーがミペロンで、これを水素吸蔵合金と
混合し、得られた混合物を金型に集電体ネットと一緒に
いれ、 220℃に加熱したのちに3.25ton/c
711で加圧成形したもの、をそれぞれ表わす。
図から′明らかなように、容量と空孔率の間では用いた
バインダーの種類と無関係に一定の相関関係がある。す
なわち、空孔率が10%未満の場合には電池から容量を
ほとんど取り出すことができず、また40%を超えると
取り出せる容量はほぼ飽和してしまうということである
2      、 バインダーの    −とのl1 (1)で用いた水素電池において、その電極本体内の水
素吸蔵合金、バインダーの各体積割合と空孔率が相互に
電池容量に与える影響を第2図に示した。図中、各町は
(1)の場合と同じものを表わす、各町の近傍に記しで
ある数字は、各電池の容量を電極の体積で除した値であ
って、電極単位体積当たりの容量(mAh/a()を表
わす。
また1図中の曲&1A−11はいずれも各電池における
電極単位体積当りの等容量値を結んだ曲線で、いわば等
容量線を表わす、すなわち、A: 500+sAh/(
74、B: 800mAh/i 、 C: 700■A
h/cnt 、 D: 8o。
mAh/媚の等容量線を表わす。
図から明らかなように、電池の高容量化の目安値である
 800■Ah/CrA(曲線B)以上の電池を得るた
めには、水素吸蔵合金の体積割合は40マof%以上が
必要であり、バインダーのそれは40マO1%以下、空
孔率は10〜50%の範囲にあるべきであることが判明
した。
【図面の簡単な説明】
第1図は水素吸蔵合金電極を組込んだ水素電池の容量と
電極本体の空孔率との関係1表わす図である。第2図は
、水素吸蔵合金、バインダーの各体積割合並びに空孔率
との三元相互関係図である。 毛続補正書 昭和61年1月21日

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 水素吸蔵合金とバインダーとを必須成分とする電極本体
    に集電体を一体的に添着して成る水素吸蔵合金電極にお
    いて、 該電極本体内の該水素吸蔵合金の占める体積割合が5〜
    40%であり、該バインダーの占める体積割合が40〜
    85%であり、かつ、該電極本体の空孔率が10〜50
    %であることを特徴とする水素吸蔵合金電極。
JP60140168A 1985-06-28 1985-06-28 水素吸蔵合金電極 Expired - Lifetime JPH0810591B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60140168A JPH0810591B2 (ja) 1985-06-28 1985-06-28 水素吸蔵合金電極

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60140168A JPH0810591B2 (ja) 1985-06-28 1985-06-28 水素吸蔵合金電極

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS622453A true JPS622453A (ja) 1987-01-08
JPH0810591B2 JPH0810591B2 (ja) 1996-01-31

Family

ID=15262464

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60140168A Expired - Lifetime JPH0810591B2 (ja) 1985-06-28 1985-06-28 水素吸蔵合金電極

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0810591B2 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6243063A (ja) * 1985-08-20 1987-02-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd アルカリ蓄電池
JPS6481169A (en) * 1987-09-21 1989-03-27 Sanyo Electric Co Manufacture of hydrogen storage alloy electrode
JPH0644966A (ja) * 1992-07-21 1994-02-18 Agency Of Ind Science & Technol 水素吸蔵電極の製造方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6193556A (ja) * 1984-10-12 1986-05-12 Asahi Glass Co Ltd 電池用電極

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6193556A (ja) * 1984-10-12 1986-05-12 Asahi Glass Co Ltd 電池用電極

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6243063A (ja) * 1985-08-20 1987-02-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd アルカリ蓄電池
JPH07107845B2 (ja) * 1985-08-20 1995-11-15 松下電器産業株式会社 アルカリ蓄電池
JPS6481169A (en) * 1987-09-21 1989-03-27 Sanyo Electric Co Manufacture of hydrogen storage alloy electrode
JPH0557708B2 (ja) * 1987-09-21 1993-08-24 Sanyo Electric Co
JPH0644966A (ja) * 1992-07-21 1994-02-18 Agency Of Ind Science & Technol 水素吸蔵電極の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0810591B2 (ja) 1996-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2680669B2 (ja) アルカリ蓄電池用水素吸蔵合金電極
JPH07211316A (ja) 蓄電池
US5776626A (en) Hydrogen-occluding alloy and hydrogen-occluding alloy electrode
JPS622453A (ja) 水素吸蔵合金電極
JPS5944748B2 (ja) チクデンチ
JP2006040837A (ja) ニッケル−水素蓄電池
JP2000234134A (ja) 水素吸蔵合金及びこれを用いた電極
JP2566912B2 (ja) ニッケル酸化物・水素電池
JP3012658B2 (ja) ニッケル水素二次電池
JP3464717B2 (ja) 金属酸化物・水素二次電池の製造方法
JPH06306515A (ja) 水素吸蔵合金及びそれを用いた電極
JPH06145849A (ja) 水素吸蔵合金電極
JP2958786B2 (ja) 水素吸蔵電極
JP2634859B2 (ja) 電極の製造法
JP3268015B2 (ja) 水素吸蔵合金、及び、水素吸蔵合金電極
JPH04179052A (ja) ニッケル水素二次電池
JPH10172550A (ja) ニッケル正極をもつアルカリ電池及びその活性化方法
JPS61292855A (ja) 密閉型金属酸化物・水素電池
JP3362400B2 (ja) ニッケル−金属水素化物蓄電池
JP3268013B2 (ja) 水素吸蔵合金電極
JPH0517659B2 (ja)
JP2020068109A (ja) アルカリ二次電池
JPH06215764A (ja) 水素吸蔵電極の製造法およびその水素吸蔵電極を備えた金属酸化物−水素蓄電池
JPH0579736B2 (ja)
JPH11121009A (ja) 水素吸蔵合金電極とそれを用いたニツケル水素蓄電池

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term