JPH0652655B2 - 水素吸蔵電極 - Google Patents
水素吸蔵電極Info
- Publication number
- JPH0652655B2 JPH0652655B2 JP60131283A JP13128385A JPH0652655B2 JP H0652655 B2 JPH0652655 B2 JP H0652655B2 JP 60131283 A JP60131283 A JP 60131283A JP 13128385 A JP13128385 A JP 13128385A JP H0652655 B2 JPH0652655 B2 JP H0652655B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hydrogen storage
- alloy
- electrode
- titanium
- cobalt
- 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)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- 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
うに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
うに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。
この金属−水素アルカリ蓄電池の負極となる水素吸蔵電
極に用いる水素吸蔵合金は従来から種々提案されてお
り、特公昭５９−３１８２９号公報ではこの水素吸蔵合
金としてチタンとコバルトからなる合金が使用できるこ
とが開示されている。しかしながら、チタン−コバルト
の二元合金を備えた水素吸蔵電極は、電極容量を規定す
る水素吸蔵量が充分ではなく、充放電によるサイクル寿
命も短いため充分に満足できるとは言えなかつた。
極に用いる水素吸蔵合金は従来から種々提案されてお
り、特公昭５９−３１８２９号公報ではこの水素吸蔵合
金としてチタンとコバルトからなる合金が使用できるこ
とが開示されている。しかしながら、チタン−コバルト
の二元合金を備えた水素吸蔵電極は、電極容量を規定す
る水素吸蔵量が充分ではなく、充放電によるサイクル寿
命も短いため充分に満足できるとは言えなかつた。
(ハ)発明が解決しようとする問題点 本発明は水素吸蔵合金としてチタン−コバルト系合金を
備えた水素吸蔵電極に於いて不充分であつた水素吸蔵量
を増加させると共に、サイクル寿命の向上をはかろうと
するものである。
備えた水素吸蔵電極に於いて不充分であつた水素吸蔵量
を増加させると共に、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 上記目的を達成するための本発明に係る水素吸蔵電極
は、チタン−コバルト合金のチタン及び／又はコバルト
の一部を元素Ｍ1及び／又はＭ2で置換してなるＴｉ
(1-x)Ｍ1 xＣｏ(1-y)Ｍ2 y〔式中、０≦ｘ≦０．２、０≦
ｙ≦０．２（但し、ｘ＝ｙ＝０の場合を除く。）であ
り、Ｍ1はＹ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ及びＴａから選ばれた
少なくとも一種の元素であり、またＭ2はＡｌ、Ｓｉ、
Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ及びアルカリ土類金
属から選ばれた少なくとも一種の元素である。〕が電極
材料として用いられてなる。
は、チタン−コバルト合金のチタン及び／又はコバルト
の一部を元素Ｍ1及び／又はＭ2で置換してなるＴｉ
(1-x)Ｍ1 xＣｏ(1-y)Ｍ2 y〔式中、０≦ｘ≦０．２、０≦
ｙ≦０．２（但し、ｘ＝ｙ＝０の場合を除く。）であ
り、Ｍ1はＹ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ及びＴａから選ばれた
少なくとも一種の元素であり、またＭ2はＡｌ、Ｓｉ、
Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ及びアルカリ土類金
属から選ばれた少なくとも一種の元素である。〕が電極
材料として用いられてなる。
(ホ)作用 水素吸蔵合金として上記合金を備えた水素吸蔵電極を用
いると、チタン−コバルト二元合金を備えた水素吸蔵電
極に比べて、充放電時の水素の吸蔵及び放出量が増し容
量が増大すると共に、充放電の繰り返しによるサイクル
寿命が向上する。
いると、チタン−コバルト二元合金を備えた水素吸蔵電
極に比べて、充放電時の水素の吸蔵及び放出量が増し容
量が増大すると共に、充放電の繰り返しによるサイクル
寿命が向上する。
(ヘ)実施例 市販のチタン及びコバルトを組成比でTi：Co＝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TiCo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TiCo粉末を得た。
また、チタン、コバルト及びアルミニウムを組成比でT
i：Co：Al＝１：0.9：0.1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TiCo0.
9Al0.1粉末を得ると共に、前記混合、合金化及び粉砕と
いう操作を行なつて組成が種々異なる各種水素吸蔵合金
粉末を得た。こうして得られた各種水素吸蔵合金粉末８
０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
れた水素吸蔵電極を作製した。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。
i：Co：Al＝１：0.9：0.1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TiCo0.
9Al0.1粉末を得ると共に、前記混合、合金化及び粉砕と
いう操作を行なつて組成が種々異なる各種水素吸蔵合金
粉末を得た。こうして得られた各種水素吸蔵合金粉末８
０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
れた水素吸蔵電極を作製した。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夫々理論容量が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
を種々作製し、負極に用いた水素吸蔵合金の種類により
第１表に示す如く電池Ａ乃至Ｒとする。これら電池を0.
1Ｃ電流で１６時間充電した後、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い電池性能を測定し、各電池
の放電容量を第１表に示すと共にそのサイクル特性を各
電池の初期容量を夫々１００として第１図に示す。
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
を種々作製し、負極に用いた水素吸蔵合金の種類により
第１表に示す如く電池Ａ乃至Ｒとする。これら電池を0.
1Ｃ電流で１６時間充電した後、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い電池性能を測定し、各電池
の放電容量を第１表に示すと共にそのサイクル特性を各
電池の初期容量を夫々１００として第１図に示す。
第１表及び第１図から明らかなようにチタン−コバルト
合金に上記各種元素を含有させた水素吸蔵合金を負極に
用いた電池Ｂ乃至Ｒは、TiCoを負極に用いた電池Ａと比
較して何れも放電容量及びサイクル寿命が向上してい
る。放電容量に関しては特に電池Ｂ、Ｅ、Ｆ及びＨが著
しく増加しており、サイクル寿命に関しては特に電池
Ｊ、Ｋ及びＭに於いて大きな向上がみられる。これによ
つて、放電容量を増大するためにはAl、Cr、Mn及びCuを合
金に含有させることが効果的であり、またサイクル特性
を向上させるためにはＹ、Nb及びHfを合金に含有させる
ことが効果的であると推測できる。
合金に上記各種元素を含有させた水素吸蔵合金を負極に
用いた電池Ｂ乃至Ｒは、TiCoを負極に用いた電池Ａと比
較して何れも放電容量及びサイクル寿命が向上してい
る。放電容量に関しては特に電池Ｂ、Ｅ、Ｆ及びＨが著
しく増加しており、サイクル寿命に関しては特に電池
Ｊ、Ｋ及びＭに於いて大きな向上がみられる。これによ
つて、放電容量を増大するためにはAl、Cr、Mn及びCuを合
金に含有させることが効果的であり、またサイクル特性
を向上させるためにはＹ、Nb及びHfを合金に含有させる
ことが効果的であると推測できる。
また、ＴｉＭｎ合金のＭｎをＣｏで一部置換した合金を
用いた負極を備える電池Ｗは、放電容量が、本発明に係
る電池Ｂ〜Ｒに比し、放電容量が小さいことが分かる。
用いた負極を備える電池Ｗは、放電容量が、本発明に係
る電池Ｂ〜Ｒに比し、放電容量が小さいことが分かる。
上記結果によりチタン−コバルト合金のチタン又はコバ
ルトの一部を第１表に示す一種類の元素で置換してなる
水素吸蔵合金を負極に備えた電池の放電容量及びサイク
ル寿命が向上することは明らかであるが、同時にして二
種以上の元素で置換した場合にも同様の効果が得られ
る。以下にTiCoをベースとし二種以上の元素で置換した
水素吸蔵合金を負極に用いた電池について示す。
ルトの一部を第１表に示す一種類の元素で置換してなる
水素吸蔵合金を負極に備えた電池の放電容量及びサイク
ル寿命が向上することは明らかであるが、同時にして二
種以上の元素で置換した場合にも同様の効果が得られ
る。以下にTiCoをベースとし二種以上の元素で置換した
水素吸蔵合金を負極に用いた電池について示す。
前述と同様の操作でTi0.9Nb0.1Co0.9Mn0.1、TiCo0.8Mg
0.1Al0.1及びTi0.8Nb0.1Ca0.1Co粉末を作製すると共
に、これら合金を負極に使用して電池を組立て電池性能
を測定した。こうして作製した電池を第２表に示すよう
に電池Ｓ、Ｔ及びＵとし第２表にその放電容量を、また
第２図にそのサイクル特性を夫々示す。
0.1Al0.1及びTi0.8Nb0.1Ca0.1Co粉末を作製すると共
に、これら合金を負極に使用して電池を組立て電池性能
を測定した。こうして作製した電池を第２表に示すよう
に電池Ｓ、Ｔ及びＵとし第２表にその放電容量を、また
第２図にそのサイクル特性を夫々示す。
(ト)発明の効果 本発明の水素吸蔵合金電極はチタン−コバルト合金のチ
タン及び／又はコバルトの一部を元素Ｍ1及び／又はＭ2
で置換してなるＴｉ(1-x)Ｍ1 xＣｏ(1-y)Ｍ2 y〔式中、０
≦ｘ≦０．２、０≦ｙ≦０．２（但し、ｘ＝ｙ＝０の場
合を除く。）であり、Ｍ1はＹ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ及び
Ｔａから選ばれた少なくとも一種の元素であり、またＭ
2はＡｌ、Ｓｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ及
びアルカリ土類金属から選ばれた少なくとも一種の元素
である。〕が電極材料として用いられてなるものであ
り、放電容量の増大及びサイクル寿命の向上がはかれ、
この水素吸蔵電極を負極に用いることにより優れた性能
の蓄電池を提供することができるため、その工業的価値
は極めて大きい。
タン及び／又はコバルトの一部を元素Ｍ1及び／又はＭ2
で置換してなるＴｉ(1-x)Ｍ1 xＣｏ(1-y)Ｍ2 y〔式中、０
≦ｘ≦０．２、０≦ｙ≦０．２（但し、ｘ＝ｙ＝０の場
合を除く。）であり、Ｍ1はＹ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ及び
Ｔａから選ばれた少なくとも一種の元素であり、またＭ
2はＡｌ、Ｓｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ及
びアルカリ土類金属から選ばれた少なくとも一種の元素
である。〕が電極材料として用いられてなるものであ
り、放電容量の増大及びサイクル寿命の向上がはかれ、
この水素吸蔵電極を負極に用いることにより優れた性能
の蓄電池を提供することができるため、その工業的価値
は極めて大きい。
第１図及び第２図は各種水素吸蔵電極を負極に備えた電
池のサイクル特性図である。
池のサイクル特性図である。
Claims (1)
- 【請求項１】チタン−コバルト合金のチタン及び／又は
コバルトの一部を元素Ｍ1及び／又はＭ2で置換してなる
Ｔｉ(1-x)Ｍ1 xＣｏ(1-y)Ｍ2 y（式中、０≦ｘ≦０．２、
０≦ｙ≦０．２〔但し、ｘ＝ｙ＝０の場合を除く。）で
あり、Ｍ1はＹ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ及びＴａから選ばれ
た少なくとも一種の元素であり、またＭ2はＡ、Ｓ
ｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ及びアルカリ土
類金属から選ばれた少なくとも一種の元素である。〕が
電極材料として用いられてなる水素吸蔵電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60131283A JPH0652655B2 (ja) | 1985-06-17 | 1985-06-17 | 水素吸蔵電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60131283A JPH0652655B2 (ja) | 1985-06-17 | 1985-06-17 | 水素吸蔵電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61288373A JPS61288373A (ja) | 1986-12-18 |
| JPH0652655B2 true JPH0652655B2 (ja) | 1994-07-06 |
Family
ID=15054325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60131283A Expired - Lifetime JPH0652655B2 (ja) | 1985-06-17 | 1985-06-17 | 水素吸蔵電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0652655B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5328244A (en) * | 1976-08-30 | 1978-03-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Negative electrode plate of storage battery and method of manufacturing thereof |
-
1985
- 1985-06-17 JP JP60131283A patent/JPH0652655B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5328244A (en) * | 1976-08-30 | 1978-03-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Negative electrode plate of storage battery and method of manufacturing thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61288373A (ja) | 1986-12-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |