JPH01241755A - 水素吸蔵合金電極の製造方法 - Google Patents
水素吸蔵合金電極の製造方法Info
- Publication number
- JPH01241755A JPH01241755A JP63068140A JP6814088A JPH01241755A JP H01241755 A JPH01241755 A JP H01241755A JP 63068140 A JP63068140 A JP 63068140A JP 6814088 A JP6814088 A JP 6814088A JP H01241755 A JPH01241755 A JP H01241755A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hydrogen storage
- storage alloy
- conductive material
- electrode
- capacity
- 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.)
- Pending
Links
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
- H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
- H01M4/242—Hydrogen storage electrodes
-
- 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
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は、アルカリニ次電池に用いる負極の製造方法に
関する。さらに詳しくは、水素吸蔵合金を主成分とする
水素吸蔵合金電極の製造方法に係わる。
関する。さらに詳しくは、水素吸蔵合金を主成分とする
水素吸蔵合金電極の製造方法に係わる。
（従来の技術）
水素吸蔵合金電極を負極に用いるアルカリニ次電池、例
えばニッケル・水素電池は、高容ｆｆｉ電池として注目
されている。高容量化が可能な理由は、水素吸蔵合金電
極の容量密度が従来の負極、例えばカドミウム極に比較
して大きいためである。
えばニッケル・水素電池は、高容ｆｆｉ電池として注目
されている。高容量化が可能な理由は、水素吸蔵合金電
極の容量密度が従来の負極、例えばカドミウム極に比較
して大きいためである。
この電極の理論容量、特に容積あたりの容量は確かに大
きいが、電極として実際にとりだせる容量は現状では必
ずしも期待されるほど大きくはない。
きいが、電極として実際にとりだせる容量は現状では必
ずしも期待されるほど大きくはない。
水素吸蔵合金電極の容量が理論的に予想される値よりも
小さな理由はいくつか考えられるが、その中で電極の製
造方法の問題も大きい。
小さな理由はいくつか考えられるが、その中で電極の製
造方法の問題も大きい。
まず、電極作成に使用する水素吸蔵合金は、通常粉末（
粒子）状で用いる（０．１〜５０μｍ程度）が、粒子形
状をしており、しかも多数のクラックが存在している。
粒子）状で用いる（０．１〜５０μｍ程度）が、粒子形
状をしており、しかも多数のクラックが存在している。
このクラックの状態は多様で、表面の浅い部分にとどま
っていたり、深く内部まで進行しているものもある。一
方、この水素吸蔵合金を用いた電極を充放電させると、
合金粒子は膨張収縮をくりかえして割れ、微粉化してゆ
く。
っていたり、深く内部まで進行しているものもある。一
方、この水素吸蔵合金を用いた電極を充放電させると、
合金粒子は膨張収縮をくりかえして割れ、微粉化してゆ
く。
この際おそらく上記のクラックが深くなり、あるいは新
たなりラックが生じて微粉化が進行してゆくものと考え
られる。このとき、割れ落ちた微粒子は、元の粒子から
離れるため、多数の微粒子は電極体の中で浮いた状態に
なってしまう。割れおちたところに他の粒子が存在して
いてもその形状が角ばったもの同志のため点接触しかだ
きず、実質的に導通がとれないことが多く、この場合電
極容量が低下することになる。
たなりラックが生じて微粉化が進行してゆくものと考え
られる。このとき、割れ落ちた微粒子は、元の粒子から
離れるため、多数の微粒子は電極体の中で浮いた状態に
なってしまう。割れおちたところに他の粒子が存在して
いてもその形状が角ばったもの同志のため点接触しかだ
きず、実質的に導通がとれないことが多く、この場合電
極容量が低下することになる。
これを防止する目的で、導電材を混合して電極体形成し
、割れた微粒子の導通を図ろうとすることが従来から行
なわれているが、導電材が電極体中でかたよって存在し
たり、結着材中にとり込まれてしまうなどの理由で、電
極容量の低下はまぬがれなかった。このことは、電極体
の形成の当初から導電材が十分に役割を果していなかっ
たことを意味し、電極容量がはじめから不十分であった
ことになる。
、割れた微粒子の導通を図ろうとすることが従来から行
なわれているが、導電材が電極体中でかたよって存在し
たり、結着材中にとり込まれてしまうなどの理由で、電
極容量の低下はまぬがれなかった。このことは、電極体
の形成の当初から導電材が十分に役割を果していなかっ
たことを意味し、電極容量がはじめから不十分であった
ことになる。
以上のように、当初から容量が十分大きくなく、また充
放電で容量低下がおきる水素吸蔵合金電極を使った電池
は、電池の容量、寿命とも大きくな以上のような問題を
解決し、当初から容量が大きく充放電によっても容量低
下の少ない水素吸蔵合金で電極の製造方法を提供するこ
が本発明の目的である。
放電で容量低下がおきる水素吸蔵合金電極を使った電池
は、電池の容量、寿命とも大きくな以上のような問題を
解決し、当初から容量が大きく充放電によっても容量低
下の少ない水素吸蔵合金で電極の製造方法を提供するこ
が本発明の目的である。
上述したような問題が何によるかを詳細に調べた結果、
導電材を含めた各成分を同時に混合することにあること
がわかった。すなわち導電材は、他成分との比重の差異
、あるいは結着剤との親和性により、同時混合ではどう
しても均一分散しないことがあきらかになった。
導電材を含めた各成分を同時に混合することにあること
がわかった。すなわち導電材は、他成分との比重の差異
、あるいは結着剤との親和性により、同時混合ではどう
しても均一分散しないことがあきらかになった。
種々検討の結果、水素吸蔵合金と導電材をまず最初に十
分混合することが極めて有効であることを見出した。
分混合することが極めて有効であることを見出した。
水素吸蔵合金粉末と導電材のみを最初によく混合すると
、導電材の微粉末が合金の表面上に均一に分散して付着
するようになり、さらに先に述べたクラックの中にも入
り込んでゆく。このとき導電材が平均粒径の５０ｎｍ程
度のファーネスブラックのような導電性カーボンである
場合はその効果はより顕著で、水素吸蔵合金粒子表面の
細かい凹凸部に入り込むようにしてよく付着する。した
がってこの後に他の添加物や結着材を加えて混合し、あ
゛るいはさらに水等の溶媒加えて混合しても、これらの
導電材はあまり水素吸蔵合金にから脱落しない。したが
って最終的に電極体を形成した場合にも導電材は電極体
中で均一に分散していることになる。
、導電材の微粉末が合金の表面上に均一に分散して付着
するようになり、さらに先に述べたクラックの中にも入
り込んでゆく。このとき導電材が平均粒径の５０ｎｍ程
度のファーネスブラックのような導電性カーボンである
場合はその効果はより顕著で、水素吸蔵合金粒子表面の
細かい凹凸部に入り込むようにしてよく付着する。した
がってこの後に他の添加物や結着材を加えて混合し、あ
゛るいはさらに水等の溶媒加えて混合しても、これらの
導電材はあまり水素吸蔵合金にから脱落しない。したが
って最終的に電極体を形成した場合にも導電材は電極体
中で均一に分散していることになる。
このような本発明によればＳＥＭによる観察によると、
電極材中に混合した導電材粒子が水素吸蔵合金粉末のク
ラック等の四部に十分に入り込んでいることが認められ
た。
電極材中に混合した導電材粒子が水素吸蔵合金粉末のク
ラック等の四部に十分に入り込んでいることが認められ
た。
また本発明において用いる水素吸蔵合金粉末としては、
粒径０．１〜５０μｍのものを用いる事が好ましく、導
電材粉末としては一次粒径として１〜６００ｎｍのもの
を用いる事が好ましい。
粒径０．１〜５０μｍのものを用いる事が好ましく、導
電材粉末としては一次粒径として１〜６００ｎｍのもの
を用いる事が好ましい。
混合条件は電極材に用いる結着材としてはＰＴＦＥ、
ポリエチレン、ポリプロピレン。
ポリエチレン、ポリプロピレン。
ＣＭＣ，ＰＶ、Ａ、 ポリアクリル酸ソーダを用い、そ
の添加量は０．１〜１０ｗｔ％とする事が好ましい。
の添加量は０．１〜１０ｗｔ％とする事が好ましい。
この結果、電極としての電気容量を測定すると初期から
大きな値を得ることができ、また充放電サイクルによる
容量低下も少なくなる。これは導電材が最初から均一に
分散していてほとんど全ての水素吸蔵合金が有効に使わ
れていること、および微粉化によって粒子が割れおちて
も表面についている導電材が他の粒子との接触を良好に
保っているためと思われる。
大きな値を得ることができ、また充放電サイクルによる
容量低下も少なくなる。これは導電材が最初から均一に
分散していてほとんど全ての水素吸蔵合金が有効に使わ
れていること、および微粉化によって粒子が割れおちて
も表面についている導電材が他の粒子との接触を良好に
保っているためと思われる。
（実施例）
次に本発明を実施例にて説明する。まず水素吸蔵合金と
してＬｍＮｉ Ｃｏ Ｍｎ４．０ ０．５
０．３ Ｃｕ を選んだ。Ｌｍはランタンを約５０％含０．
２ むミツシュメタルである。この合金のインゴットを１回
だけ活性化したものを試料とした。このときの合金粒子
は０．１〜３０μｍ程度の粒径をもっている。
してＬｍＮｉ Ｃｏ Ｍｎ４．０ ０．５
０．３ Ｃｕ を選んだ。Ｌｍはランタンを約５０％含０．
２ むミツシュメタルである。この合金のインゴットを１回
だけ活性化したものを試料とした。このときの合金粒子
は０．１〜３０μｍ程度の粒径をもっている。
実施例−１
前記平均粒径２０μｍの水素吸蔵合金９５重量部と粒径
５０ｎｍのファーネスブラック導電性カーボン１重量部
を乳鉢中にとる。ついで乳棒にてよく混合するが、この
とき乳棒をおしつけるようにして、カーボンの黒色が偏
在してみえることがなくなるまで混合する。次にこれに
４重量部のＰＴＦＥを加えて混合し、シート状物質とし
、これを集電体に圧着して電極とした。
５０ｎｍのファーネスブラック導電性カーボン１重量部
を乳鉢中にとる。ついで乳棒にてよく混合するが、この
とき乳棒をおしつけるようにして、カーボンの黒色が偏
在してみえることがなくなるまで混合する。次にこれに
４重量部のＰＴＦＥを加えて混合し、シート状物質とし
、これを集電体に圧着して電極とした。
実施例−２
実施例−１と同様の作成法で、導電材として粒径５０ｎ
ｍの０．１ｗｔ％ｐｔを付与したファーネスブラックを
用いて電極を作成した。
ｍの０．１ｗｔ％ｐｔを付与したファーネスブラックを
用いて電極を作成した。
実施例−３
実施例−１と同様の作成法で、導電材とじて５Ｑｎｍの
１０ ｗ ｔ％Ａｇを付与したファーネスブラックを用
いて電極を作成した。
１０ ｗ ｔ％Ａｇを付与したファーネスブラックを用
いて電極を作成した。
実施例−４
実施例−１と同様の作成方法で、導電材として粒径１０
μｍのグラファイトを用いて電極を作成した。
μｍのグラファイトを用いて電極を作成した。
実施例−５
実施例−１と同一の水素吸蔵合金９５重量部とファーネ
スブラック１重量部をよく混合した。ついでこれを、Ｃ
ＭＣを１ ｗ ｔ％ＰＴＦＥを３ ｗ ｔ％含む溶液６
０重量部の中に分散させ、ペーストの電極材を作成する
。この中に集電体を通過させてペーストを塗布し、乾燥
してロールがけし、電極体を作成した。
スブラック１重量部をよく混合した。ついでこれを、Ｃ
ＭＣを１ ｗ ｔ％ＰＴＦＥを３ ｗ ｔ％含む溶液６
０重量部の中に分散させ、ペーストの電極材を作成する
。この中に集電体を通過させてペーストを塗布し、乾燥
してロールがけし、電極体を作成した。
比較例−Ａ
実施例−１と同様の水素吸蔵合金９５重量部とファーネ
スブラック１重量部およびＰＴＦＥ４重量部を同時に乳
鉢中にとり、これらをいっしょに乳棒で混合シート状物
質とし、これに集電体を圧着して電極とした。
スブラック１重量部およびＰＴＦＥ４重量部を同時に乳
鉢中にとり、これらをいっしょに乳棒で混合シート状物
質とし、これに集電体を圧着して電極とした。
比較例−Ｂ
実施例−５の作成方法において、ＣＭＣを１％。
ＰＴＦＥを３％含む溶液６０重１部の中に、水素吸蔵合
金９５重量部、ファーネスブラック１重量部を同時に加
えよく混合してペーストを作成した。
金９５重量部、ファーネスブラック１重量部を同時に加
えよく混合してペーストを作成した。
これを同様の方法で電極を作成した。
以上のように作成した電極を７Ｍ−ＫＯＨとＩＭ−Ｌｉ
ＯＨからなる溶液中に入れ、対極として十分大きな容量
をもったＮｉ極を用いて充放電を行い初期における電極
容量を調べた。
ＯＨからなる溶液中に入れ、対極として十分大きな容量
をもったＮｉ極を用いて充放電を行い初期における電極
容量を調べた。
その結果を第１図に示す。またこれらの電極に合金１ｇ
あたり２２０ｍＡｈの充電と放電を５００回繰り返した
後に同様な測定を行って電極容量を調べたものが第２図
である。
あたり２２０ｍＡｈの充電と放電を５００回繰り返した
後に同様な測定を行って電極容量を調べたものが第２図
である。
なお図中の番号及びＡ、Ｂは上記実施例、比較例の番号
、符号に対応する図でわかるように、比較例では２つと
も容量が小さく、容量劣化が速いことが認められるが、
実施例では初期も２００サイクル後も容量が大きく、変
化も少ない。
、符号に対応する図でわかるように、比較例では２つと
も容量が小さく、容量劣化が速いことが認められるが、
実施例では初期も２００サイクル後も容量が大きく、変
化も少ない。
またファーネスブラックの方がグラファイトよりも効果
があり、さらに有効であることがわかる。
があり、さらに有効であることがわかる。
［発明の効果］
以上述べたように、水素吸蔵合金し導電材を先に混合し
、そのあとで結着剤等を加えることが高容量電極を得る
うえで非常に有効であることが明らかになった。
、そのあとで結着剤等を加えることが高容量電極を得る
うえで非常に有効であることが明らかになった。
また水素吸蔵合金はここに述べたものに限らず、ＬａＮ
ｉ５系、ＭｍＮｉ５系、ＦｅＴｏ系、Ｔｉ−Ｎｉ系の全
てが使えることも自明である。
ｉ５系、ＭｍＮｉ５系、ＦｅＴｏ系、Ｔｉ−Ｎｉ系の全
てが使えることも自明である。
第１図は、電極作成方法による電極容量の差異を示すも
ので、初期の結果を示す特性図。第２図は５００サイク
ルの充放電を行った後の電極容量を示す特性図。 代理人弁に± １ｊ迫：・二’：１＋１同 松山光之 枝電ｆ（ｆｎＡｈ／′、−合金） 放電量（−ｎＡｈ今一合金）
ので、初期の結果を示す特性図。第２図は５００サイク
ルの充放電を行った後の電極容量を示す特性図。 代理人弁に± １ｊ迫：・二’：１＋１同 松山光之 枝電ｆ（ｆｎＡｈ／′、−合金） 放電量（−ｎＡｈ今一合金）
Claims (2)
- （１）水素吸蔵合金粉末を主成分とし、これに導電材、
および結着材を混合した電極材を金属芯体に設ける水素
吸蔵合金電極の製造方法において、水素吸蔵合金粉末と
導電材とを混合する工程を行い、次いで、これと他の成
分との混合を行うことを特徴とする水素吸蔵合金電極の
製造方法。 - （２）導電材がファーネスブラック粒子または貴金属触
媒を付与したファーネスブラック粒子であることを特徴
とする請求項１記載の水素吸蔵合金電極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63068140A JPH01241755A (ja) | 1988-03-24 | 1988-03-24 | 水素吸蔵合金電極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63068140A JPH01241755A (ja) | 1988-03-24 | 1988-03-24 | 水素吸蔵合金電極の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01241755A true JPH01241755A (ja) | 1989-09-26 |
Family
ID=13365143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63068140A Pending JPH01241755A (ja) | 1988-03-24 | 1988-03-24 | 水素吸蔵合金電極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01241755A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003026046A1 (fr) | 2001-09-17 | 2003-03-27 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Materiau actif pour cellule et procede de fabrication correspondant |
| WO2003028142A1 (fr) * | 2001-09-19 | 2003-04-03 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Cellule tridimensionnelle, sa structure d'electrodes, et procede de fabrication de matiere d'electrode de cellule tridimensionnelle |
| JP2003197187A (ja) * | 2002-12-12 | 2003-07-11 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 電池用活物質及びその製造方法 |
-
1988
- 1988-03-24 JP JP63068140A patent/JPH01241755A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003026046A1 (fr) | 2001-09-17 | 2003-03-27 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Materiau actif pour cellule et procede de fabrication correspondant |
| WO2003028142A1 (fr) * | 2001-09-19 | 2003-04-03 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Cellule tridimensionnelle, sa structure d'electrodes, et procede de fabrication de matiere d'electrode de cellule tridimensionnelle |
| JPWO2003028142A1 (ja) * | 2001-09-19 | 2005-01-13 | 川崎重工業株式会社 | 三次元電池及びその電極構造並びに三次元電池の電極材の製造方法 |
| JP2003197187A (ja) * | 2002-12-12 | 2003-07-11 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 電池用活物質及びその製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2708452B2 (ja) | 水素吸蔵合金電極とその製造方法 | |
| DE69916921T2 (de) | Wasserstoffabsorbierende Legierung für Batterien, Verfahren zu ihrer Herstellung und alkalische Speicherbatterie die diese Legierung verwendet | |
| JP2008053223A (ja) | ニッケル水素電池用負極活物質およびニッケル水素電池、およびニッケル水素電池用負極活物質の処理方法 | |
| JP5142428B2 (ja) | ニッケル水素蓄電池用水素吸蔵合金電極の製造方法 | |
| JP2962957B2 (ja) | 蓄電池用ペースト式ニッケル極板、蓄電池並びに導電材の製造法 | |
| JP2000306574A (ja) | 電池用電極の製造方法 | |
| JPH01241755A (ja) | 水素吸蔵合金電極の製造方法 | |
| JP3553750B2 (ja) | アルカリ蓄電池用水素吸蔵合金の製造方法 | |
| JP4743997B2 (ja) | 水素吸蔵合金電極 | |
| JPH0423381B2 (ja) | ||
| JP3114402B2 (ja) | アルカリ蓄電池の製造方法 | |
| JPH09161776A (ja) | 非水二次電池 | |
| JP3433008B2 (ja) | アルカリ蓄電池用水素吸蔵合金の製造方法 | |
| JP3186071B2 (ja) | 鉛蓄電池用極板及び凝集粒の製造方法 | |
| JP2628013B2 (ja) | 水素吸蔵合金電極用導電材とその製造方法 | |
| JP2733231B2 (ja) | 水素吸蔵合金電極の製造法 | |
| JP4536209B2 (ja) | 水素吸蔵合金電極の製造方法 | |
| JPH07114919A (ja) | ペースト式ニッケル極の製造方法 | |
| JP2010182684A (ja) | ニッケル水素電池用負極活物質の処理方法ならびにニッケル水素電池用負極活物質およびニッケル水素電池 | |
| JPH0799055A (ja) | 水素二次電池 | |
| JPH0834100B2 (ja) | 水素吸蔵合金電極 | |
| JPH09320583A (ja) | ニッケル極 | |
| US4649092A (en) | Cadmium negative electrode | |
| JPH02306541A (ja) | アルカリ蓄電池用水素吸蔵合金電極の製造方法 | |
| 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 |