JPH061695B2 - 水素吸蔵電極 - Google Patents
水素吸蔵電極Info
- Publication number
- JPH061695B2 JPH061695B2 JP60131282A JP13128285A JPH061695B2 JP H061695 B2 JPH061695 B2 JP H061695B2 JP 60131282 A JP60131282 A JP 60131282A JP 13128285 A JP13128285 A JP 13128285A JP H061695 B2 JPH061695 B2 JP H061695B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hydrogen storage
- alloy
- electrode
- hydrogen
- nickel
- 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
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
- H01M4/383—Hydrogen absorbing alloys
-
- Y—GENERAL 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
- 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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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明はアルカリ蓄電池の負極として用いられる水素吸
蔵電極に関し、特に高容量を長期にわたつて維持するよ
う改良された水素吸蔵電極に関する。
蔵電極に関し、特に高容量を長期にわたつて維持するよ
う改良された水素吸蔵電極に関する。
(ロ) 従来の技術 従来からよく用いられる蓄電池としては鉛電池及びニッ
ケル−カドミウム電池があるが、近年これら電池より軽
量で且つ高容量となる可能性があるということで、特に
低圧に於いて負極活物質である水素を可逆的に吸蔵及び
放出することのできる水素吸蔵合金を備えた電極を負極
に用い、水酸化ニッケルになどの金属酸化物からなる正
極活物質を備えた電極を正極に用いた金属−水素アルカ
リ蓄電池が注目されている。
ケル−カドミウム電池があるが、近年これら電池より軽
量で且つ高容量となる可能性があるということで、特に
低圧に於いて負極活物質である水素を可逆的に吸蔵及び
放出することのできる水素吸蔵合金を備えた電極を負極
に用い、水酸化ニッケルになどの金属酸化物からなる正
極活物質を備えた電極を正極に用いた金属−水素アルカ
リ蓄電池が注目されている。
一般にこの種蓄電池に用いられる水素吸蔵合金を備えた
水素吸蔵電極は特公昭５８−４６８２７号公報に於いて
提案されているように水素を吸蔵する合金粉末と水素を
吸蔵しない合金粉末との混合物を焼結して焼結多孔体を
作製し、これを水素吸蔵電極とする方法、あるいは特開
昭５３−１０３５４１号公報に於いて提案されているよ
うに水素を吸蔵する合金粉末とアセチレンブラック及び
電極支持体とを耐電解液性の粒子状結着剤により相互に
結合させて水素吸蔵電極とする方法によつて作製されて
おり、これら電極に用いる水素吸蔵合金の１つに特公昭
５６−３６７８６号公報及び特公昭５６−４８５６１号
公報に於いて示されるようなチタン−ニッケル二元系合
金がある。しかしながらTiNi合金を備えた水素吸蔵電極
は、水素吸蔵材えあるＴｉＮｉの水素吸蔵量が少ないた
め充分な容量を得ることができず、またサイクル寿命が
短く満足できるものではなかつた。
水素吸蔵電極は特公昭５８−４６８２７号公報に於いて
提案されているように水素を吸蔵する合金粉末と水素を
吸蔵しない合金粉末との混合物を焼結して焼結多孔体を
作製し、これを水素吸蔵電極とする方法、あるいは特開
昭５３−１０３５４１号公報に於いて提案されているよ
うに水素を吸蔵する合金粉末とアセチレンブラック及び
電極支持体とを耐電解液性の粒子状結着剤により相互に
結合させて水素吸蔵電極とする方法によつて作製されて
おり、これら電極に用いる水素吸蔵合金の１つに特公昭
５６−３６７８６号公報及び特公昭５６−４８５６１号
公報に於いて示されるようなチタン−ニッケル二元系合
金がある。しかしながらTiNi合金を備えた水素吸蔵電極
は、水素吸蔵材えあるＴｉＮｉの水素吸蔵量が少ないた
め充分な容量を得ることができず、またサイクル寿命が
短く満足できるものではなかつた。
(ハ) 発明が解決しようとする問題点 本発明はTiNiをベースとして他の元素を含有させてなる
合金を負極に用いることにより、負極の水素吸蔵量の増
加やサイクル寿命の向上をはかろうとするものである。
合金を負極に用いることにより、負極の水素吸蔵量の増
加やサイクル寿命の向上をはかろうとするものである。
(ニ) 問題点を解決するための手段 本発明の水素吸蔵電極はTiNi合金をベースとして該合金
中のニッケルを部分的にAl、Si、Ｖ、Mn、Zn、Nb、Mo、
から選ばれる少なくとも一種の元素と置き換えてなる合
金を備えたものである。
中のニッケルを部分的にAl、Si、Ｖ、Mn、Zn、Nb、Mo、
から選ばれる少なくとも一種の元素と置き換えてなる合
金を備えたものである。
(ホ) 作 用 負極の水素吸蔵合金としてTiNiをベースとし合金中のニ
ッケルを部分的に前記元素の少なくとも一種と置き換え
てなる合金を用いると、負極である水素吸蔵電極の寿命
が伸び容量が増大する。
ッケルを部分的に前記元素の少なくとも一種と置き換え
てなる合金を用いると、負極である水素吸蔵電極の寿命
が伸び容量が増大する。
(ヘ) 実施例 市販のチタン及びニッケルを組成比でTi：Ni＝１：１に
なるように混合し、アーク溶解炉に入れて加熱、溶解し
て合金化した後粉砕してTiNi粉末を得た。
なるように混合し、アーク溶解炉に入れて加熱、溶解し
て合金化した後粉砕してTiNi粉末を得た。
またチタン、ニッケル及びアルミニウムを組成比で１：
0.8：0.2になるよう混合し、同様にして加熱、溶解によ
つて合金化した後粉砕を行ない、TiNi0.8Al0.2粉末を得
ると共に、前記混合、合金及び粉砕という操作を行なつ
て各種水素吸蔵合金粉末を得た。
0.8：0.2になるよう混合し、同様にして加熱、溶解によ
つて合金化した後粉砕を行ない、TiNi0.8Al0.2粉末を得
ると共に、前記混合、合金及び粉砕という操作を行なつ
て各種水素吸蔵合金粉末を得た。
こうして得られた各種水素吸蔵合金粉末８０重量％、導
電材としてのアセチレンブラック１０重量％及び結着剤
としてのフッ素樹脂粉末１０重量％を混合機で均一に混
合すると共にフッ素樹脂を繊維化する。そして得られた
混練物をニッケル金網で包み込み３ton／cm2で加圧成型
することにより、外面がニッケル金網で覆われた直径２
cm、厚み1.2mmの円形の水素吸蔵電極を種々作製した。
上記外面がニッケル金網で覆われた構造の水素吸蔵電極
は、充電時に電極中の水素吸蔵合金が水素を吸蔵すると
共に水素ガスを発生して生じる電極の膨張を前記ニッケ
ル金網によつて機械的に抑え、この電極の膨張による電
極の機械的強度の劣化及びそれに伴う水素吸蔵合金の脱
落が抑えられて、充放電サイクルによる性能の早期低下
を抑制する。尚、これら水素吸蔵電極に用いた合金粉末
は夫々約1.5ｇである。
電材としてのアセチレンブラック１０重量％及び結着剤
としてのフッ素樹脂粉末１０重量％を混合機で均一に混
合すると共にフッ素樹脂を繊維化する。そして得られた
混練物をニッケル金網で包み込み３ton／cm2で加圧成型
することにより、外面がニッケル金網で覆われた直径２
cm、厚み1.2mmの円形の水素吸蔵電極を種々作製した。
上記外面がニッケル金網で覆われた構造の水素吸蔵電極
は、充電時に電極中の水素吸蔵合金が水素を吸蔵すると
共に水素ガスを発生して生じる電極の膨張を前記ニッケ
ル金網によつて機械的に抑え、この電極の膨張による電
極の機械的強度の劣化及びそれに伴う水素吸蔵合金の脱
落が抑えられて、充放電サイクルによる性能の早期低下
を抑制する。尚、これら水素吸蔵電極に用いた合金粉末
は夫々約1.5ｇである。
次いで、上記水素吸蔵電極を理論容量が６００ｍＡＨの
焼結式ニッケル正極と組み合わせ電解液に水酸化カリウ
ム水溶液を用いて密閉型ニッケル−水素アルカリ蓄電池
を作製し、負極に水素吸蔵材として用いた合金粉末の種
類によつて、これら電池を第１表に示すように電池Ａ乃
至Ｈとする。また、これら電池を0.1Ｃ電流で１１６時
間充電し、0.2Ｃ電流で放電して電池電圧が1.0Ｖになつ
た時点で放電停止するサイクル条件で充放電を繰り返し
行なつたときの放電容量を第１表に併せて示すと共にそ
のサイクル特性を初期容量を１００として示す。
焼結式ニッケル正極と組み合わせ電解液に水酸化カリウ
ム水溶液を用いて密閉型ニッケル−水素アルカリ蓄電池
を作製し、負極に水素吸蔵材として用いた合金粉末の種
類によつて、これら電池を第１表に示すように電池Ａ乃
至Ｈとする。また、これら電池を0.1Ｃ電流で１１６時
間充電し、0.2Ｃ電流で放電して電池電圧が1.0Ｖになつ
た時点で放電停止するサイクル条件で充放電を繰り返し
行なつたときの放電容量を第１表に併せて示すと共にそ
のサイクル特性を初期容量を１００として示す。
第１表からTiNiをベースとして該合金中のニッケルを部
分的に他の元素で置き換えて作製した三元系合金を備え
た負極を有する電池Ｂ乃至Ｈは、何れもTiNiを備えた負
極を有する電池Ａより放電容量が増大しており、特に電
池Ｂ及びＥに於ける効果が顕著であり、放電容量が著し
く向上していることがわかる。サイクル特性についても
第１図から明らかなように電池Ｂ乃至Ｈは電池Ａより向
上しており、特に電池Ｃ、Ｆ及びＧのサイクル特性が著
しく向上している。
分的に他の元素で置き換えて作製した三元系合金を備え
た負極を有する電池Ｂ乃至Ｈは、何れもTiNiを備えた負
極を有する電池Ａより放電容量が増大しており、特に電
池Ｂ及びＥに於ける効果が顕著であり、放電容量が著し
く向上していることがわかる。サイクル特性についても
第１図から明らかなように電池Ｂ乃至Ｈは電池Ａより向
上しており、特に電池Ｃ、Ｆ及びＧのサイクル特性が著
しく向上している。
上述したようにTiNiをベースとして第１表で示す各種元
素を含有する合金を負極の水素吸蔵材として用いると放
電容量及びサイクル特性が向上する。またTiNiをベース
として２種以上の元素を含有させた四元以上の合金を用
いた場合にも放電容量及びサイクル特性が向上するた
め、目的に応じて２種以上の元素を適宜含有させること
が可能である。以下にTiNiをベースとする四元合金を負
極の水素吸蔵材として用いた実施例を示す。
素を含有する合金を負極の水素吸蔵材として用いると放
電容量及びサイクル特性が向上する。またTiNiをベース
として２種以上の元素を含有させた四元以上の合金を用
いた場合にも放電容量及びサイクル特性が向上するた
め、目的に応じて２種以上の元素を適宜含有させること
が可能である。以下にTiNiをベースとする四元合金を負
極の水素吸蔵材として用いた実施例を示す。
前述と同様にしてTiNi0.8Al0.1Mn0.1、TiNi0.7Al0.2Zn
0.1及びTiNi0.8Mn0.1Nb0.1からなる合金粉末を作製し、
これら合金を負極に使用して電池を組み立て放電容量及
びサイクル特性を測定した。こうして作製された電池を
第２表に示すように電池Ｉ乃至Ｋとすると共に、その放
電容量を第２表に、サイクル特性を第２図に夫々示す。
0.1及びTiNi0.8Mn0.1Nb0.1からなる合金粉末を作製し、
これら合金を負極に使用して電池を組み立て放電容量及
びサイクル特性を測定した。こうして作製された電池を
第２表に示すように電池Ｉ乃至Ｋとすると共に、その放
電容量を第２表に、サイクル特性を第２図に夫々示す。
(ヘ) 発明の効果 本発明の水素吸蔵電極はTiNiで表わされる合金のニッケ
ルを部分的にAl、Si、Ｖ、Mn、Zn、Nb、Moから選ばれる
少なくとも一種の元素と置き換えてなる合金を水素吸蔵
材として用いたものであり、放電容量及びサイクル特性
の向上をもたらすものであるから、優れた性能の蓄電池
を提供することができ、その工業的価値は極めて大き
い。
ルを部分的にAl、Si、Ｖ、Mn、Zn、Nb、Moから選ばれる
少なくとも一種の元素と置き換えてなる合金を水素吸蔵
材として用いたものであり、放電容量及びサイクル特性
の向上をもたらすものであるから、優れた性能の蓄電池
を提供することができ、その工業的価値は極めて大き
い。
第１図及び第２図は本発明の水素吸蔵電極を負極に用い
た電池と比較電池のサイクル特性図である。
た電池と比較電池のサイクル特性図である。
Claims (1)
- 【請求項１】TiNiで表わされる合金のニッケルを部分的
にAl、Si、Ｖ、Mn、Zn、Nb、Moから選ばれる少なくとも
一種の元素と置き換えてなる合金を備えたことを特徴と
する水素吸蔵電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60131282A JPH061695B2 (ja) | 1985-06-17 | 1985-06-17 | 水素吸蔵電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60131282A JPH061695B2 (ja) | 1985-06-17 | 1985-06-17 | 水素吸蔵電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61288372A JPS61288372A (ja) | 1986-12-18 |
| JPH061695B2 true JPH061695B2 (ja) | 1994-01-05 |
Family
ID=15054300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60131282A Expired - Lifetime JPH061695B2 (ja) | 1985-06-17 | 1985-06-17 | 水素吸蔵電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH061695B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4728586A (en) * | 1986-12-29 | 1988-03-01 | Energy Conversion Devices, Inc. | Enhanced charge retention electrochemical hydrogen storage alloys and an enhanced charge retention electrochemical cell |
| KR950011630A (ko) * | 1993-10-27 | 1995-05-15 | 전성원 | 전지용 타이타늄-니오븀-니켈계 수소저장합금 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4938344A (ja) * | 1972-08-25 | 1974-04-10 | ||
| JPS5273342A (en) * | 1975-12-16 | 1977-06-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Storage battery |
| JPS5286127A (en) * | 1976-01-05 | 1977-07-18 | Philips Nv | Electrode for primary * secondary or fuel cell |
-
1985
- 1985-06-17 JP JP60131282A patent/JPH061695B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4938344A (ja) * | 1972-08-25 | 1974-04-10 | ||
| JPS5273342A (en) * | 1975-12-16 | 1977-06-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Storage battery |
| JPS5286127A (en) * | 1976-01-05 | 1977-07-18 | Philips Nv | Electrode for primary * secondary or fuel cell |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61288372A (ja) | 1986-12-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |