JPH03226539A - 水素吸蔵合金電極 - Google Patents
水素吸蔵合金電極Info
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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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】
（産業上の利用分野）
本発明は二次電池などの負極に用いる、電気化学的に水
素の吸蔵・放出が可能な水素吸蔵合金電極に関するもの
である。
素の吸蔵・放出が可能な水素吸蔵合金電極に関するもの
である。
（従来の技術）
従来二次電池としては、ニッケルーカドミウム蓄電池、
鉛蓄電池等が良（知られているが、これらの蓄電池は単
位重量又は単位体積当たりのエネルギー密度が比較的小
さい欠点がある。そこで電気化学的に多量の水素の吸蔵
・放出が可能な水素吸蔵合金を用いた電極を負極とし、
正極にはニッケル酸化物を用い電解液としてアルカリ水
溶液を用いたエネルギー密度の大きいニッケルー水素電
池が提案されている。ここでの負極にはＬａＮｉ５等の
水素吸蔵合金が用いられている。
鉛蓄電池等が良（知られているが、これらの蓄電池は単
位重量又は単位体積当たりのエネルギー密度が比較的小
さい欠点がある。そこで電気化学的に多量の水素の吸蔵
・放出が可能な水素吸蔵合金を用いた電極を負極とし、
正極にはニッケル酸化物を用い電解液としてアルカリ水
溶液を用いたエネルギー密度の大きいニッケルー水素電
池が提案されている。ここでの負極にはＬａＮｉ５等の
水素吸蔵合金が用いられている。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、上記従来の水素吸蔵合金は、常温におけ
る水素解離圧が２気圧以上となり常圧で電気化学的に十
分な水素を吸蔵させることが困難であるとともに、充放
電の繰り返しに対するサイクル寿命も３０サイクル程度
と短く実用的とは言えなかった。
る水素解離圧が２気圧以上となり常圧で電気化学的に十
分な水素を吸蔵させることが困難であるとともに、充放
電の繰り返しに対するサイクル寿命も３０サイクル程度
と短く実用的とは言えなかった。
（課題を解決するための手段）
本発明は、常圧で十分な水素を吸蔵し得るとともに、放
電容量が大きく、かつ長寿命の新規な水素吸蔵合金電極
を得ることを目的とし、水素吸蔵合金電極として、 Ｔ ＩＸ Ｚ ｒ＋−ｘ Ｖｙ Ｆ ｅｇ Ｎ １ｇ−
ｙ−２但し、 ０．１ ≦Ｘ≦０．９．０．３ ≦Ｙ≦
０．９、０．０５≦Ｚ≦０．５、の−船式で表される水
素吸蔵合金又はその水素化物からなることを特徴とする
ものである。
電容量が大きく、かつ長寿命の新規な水素吸蔵合金電極
を得ることを目的とし、水素吸蔵合金電極として、 Ｔ ＩＸ Ｚ ｒ＋−ｘ Ｖｙ Ｆ ｅｇ Ｎ １ｇ−
ｙ−２但し、 ０．１ ≦Ｘ≦０．９．０．３ ≦Ｙ≦
０．９、０．０５≦Ｚ≦０．５、の−船式で表される水
素吸蔵合金又はその水素化物からなることを特徴とする
ものである。
（実施例）
以下本発明の実施例を詳細に説明すると、市販のジルコ
ニウム チタン、バナジウム、ニッケル、鉄の各粉末を
所定の組成比、例えばＴｏｏ、ｓＺｒ ０，５ ＶＯ９
Ｓ Ｆ ｅ Ｏ０２Ｎ ｉ １．３ となるように秤量
混合し、これらをアーク熔解法により加熱溶解して水素
吸蔵合金を得、該合金を粗粉砕した後真空加熱装置で９
００℃に加熱し、１気圧の水素を導入後室温まで冷却し
て合金の水素化と活性化を行った。得られた水素化した
合金をさらに粉砕し、４００メ、シュ以下の微粉末とし
た。こうして得られた水素吸蔵合金微粉末を５ｔ／ｃ＋
ｎ２で加圧成形し、直径１ｃｍの円形ペレット状に成形
した後、真空中９００℃で焼結を行いこれにリード線を
取りつけて水素吸蔵合金電極とした。尚電極中の水素吸
蔵合金粉末の重量は約１ｇである。このようにして種々
の合金組成の水素吸蔵合金からなる電極を作成し、得ら
れた水素吸蔵合金電極を作用極とし、ニッケル板を対極
として組み合わせ、アルカリ電解液として３０−ｔ％の
水酸化カリウム水溶液を用いて開放型の試験セルとした
。試験セルの充電は６ ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で、水
素吸蔵合金電極の電気化学的水素吸蔵量の１３０％まで
行った。放電は、放電電流１０ｍＡ／ｃｍ２で電圧が一
〇、７５Ｖｖｓ、 Ｈｇ／ＨｇＯになるまで行った。こ
のような条件で充放電を繰り返し行い、水素吸蔵合金電
極の安定した状態での容量の測定および、容量がこの６
０％まで低下するのに要した充放電の繰り返し数、すな
わちサイクル寿命の測定を行った。合金の各組成におけ
る放電容量およびサイクル寿命を第１表に示す。
ニウム チタン、バナジウム、ニッケル、鉄の各粉末を
所定の組成比、例えばＴｏｏ、ｓＺｒ ０，５ ＶＯ９
Ｓ Ｆ ｅ Ｏ０２Ｎ ｉ １．３ となるように秤量
混合し、これらをアーク熔解法により加熱溶解して水素
吸蔵合金を得、該合金を粗粉砕した後真空加熱装置で９
００℃に加熱し、１気圧の水素を導入後室温まで冷却し
て合金の水素化と活性化を行った。得られた水素化した
合金をさらに粉砕し、４００メ、シュ以下の微粉末とし
た。こうして得られた水素吸蔵合金微粉末を５ｔ／ｃ＋
ｎ２で加圧成形し、直径１ｃｍの円形ペレット状に成形
した後、真空中９００℃で焼結を行いこれにリード線を
取りつけて水素吸蔵合金電極とした。尚電極中の水素吸
蔵合金粉末の重量は約１ｇである。このようにして種々
の合金組成の水素吸蔵合金からなる電極を作成し、得ら
れた水素吸蔵合金電極を作用極とし、ニッケル板を対極
として組み合わせ、アルカリ電解液として３０−ｔ％の
水酸化カリウム水溶液を用いて開放型の試験セルとした
。試験セルの充電は６ ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で、水
素吸蔵合金電極の電気化学的水素吸蔵量の１３０％まで
行った。放電は、放電電流１０ｍＡ／ｃｍ２で電圧が一
〇、７５Ｖｖｓ、 Ｈｇ／ＨｇＯになるまで行った。こ
のような条件で充放電を繰り返し行い、水素吸蔵合金電
極の安定した状態での容量の測定および、容量がこの６
０％まで低下するのに要した充放電の繰り返し数、すな
わちサイクル寿命の測定を行った。合金の各組成におけ
る放電容量およびサイクル寿命を第１表に示す。
以下余白
第
表
この表からも明らかなように、本発明による水素吸蔵合
金電極（セル番号１〜８）は、水素吸蔵合金電極として
一般に要求される放電容量２００ｍ Ａ ｈ ／ ｇを
何れも上回り、かつサイクル寿命も１００サイクル以上
と良好な結果を得た。しかし、組成中にジルコニウムを
含まない合金（セル番号１３）は放電容量が２００ ｍ
Ａ ｈ ／ ｇを下回った。従って、ジルコニウムの
チタンでの置換は０．１≦Ｘ≦０．９である必要がある
。また、鉄を含まない合金（セル番号１４）は放電容量
こそ大きいがサイクル寿命が５０サイクルと短く、実用
上問題がある。そして、鉄の量が多すぎる場合（セル番
号１１）は容量低下を招き、少ない場合（セル番号１２
）はサイクル寿命の低下を招くことがら、鉄の量として
は、０．０５≦Ｚ≦０．５である必要がある。さらに、
バナジウムの量も容量、サイクル寿命の両方に影響を及
ぼし、量が多い場合（セル番号１０）はサイクル寿命の
低下を招き、少ない場合（セル番号９）は容量低下を招
くことから、バナジウムの量としては０．３≦Ｙ≦０．
９である必要がある。
金電極（セル番号１〜８）は、水素吸蔵合金電極として
一般に要求される放電容量２００ｍ Ａ ｈ ／ ｇを
何れも上回り、かつサイクル寿命も１００サイクル以上
と良好な結果を得た。しかし、組成中にジルコニウムを
含まない合金（セル番号１３）は放電容量が２００ ｍ
Ａ ｈ ／ ｇを下回った。従って、ジルコニウムの
チタンでの置換は０．１≦Ｘ≦０．９である必要がある
。また、鉄を含まない合金（セル番号１４）は放電容量
こそ大きいがサイクル寿命が５０サイクルと短く、実用
上問題がある。そして、鉄の量が多すぎる場合（セル番
号１１）は容量低下を招き、少ない場合（セル番号１２
）はサイクル寿命の低下を招くことがら、鉄の量として
は、０．０５≦Ｚ≦０．５である必要がある。さらに、
バナジウムの量も容量、サイクル寿命の両方に影響を及
ぼし、量が多い場合（セル番号１０）はサイクル寿命の
低下を招き、少ない場合（セル番号９）は容量低下を招
くことから、バナジウムの量としては０．３≦Ｙ≦０．
９である必要がある。
尚、本発明による合金を用いてこれを負極とし、正極と
して公知の焼結式Ｎｉ極を用い、３０％の水酸化カリウ
ム水溶液を電解液として円筒型ニッケルー水素電池を作
製した場合もほぼ同様に良好な結果が得られた。さらに
、上記実施例では焼結式の水素吸蔵合金電極を示したが
、水素吸蔵合金の微粉末を結着剤等で混練してペースト
状とし、これを集電体等に塗布充填したペースト式電極
等としても良い。
して公知の焼結式Ｎｉ極を用い、３０％の水酸化カリウ
ム水溶液を電解液として円筒型ニッケルー水素電池を作
製した場合もほぼ同様に良好な結果が得られた。さらに
、上記実施例では焼結式の水素吸蔵合金電極を示したが
、水素吸蔵合金の微粉末を結着剤等で混練してペースト
状とし、これを集電体等に塗布充填したペースト式電極
等としても良い。
（発明の効果）
以上の通り、本発明によれば、水素吸蔵合金電極が一般
式、 Ｔ ｉ＊ Ｚ ｒ＋−ｘ Ｖｖ Ｆ ｅｇ Ｎ １ｇ−
ｙ−ｇ但し、 ０．１ ≦Ｘ≦０．９．０．３ ≦Ｙ
≦０．９．０．０５≦Ｚ≦０．５、で表される水素吸蔵
合金又はその水素化物からなるので、常圧で水素の吸蔵
、放出をし得るとともに、高容量でサイクル寿命の長い
水素吸蔵合金電極が得られる等の効果を奏するものであ
る。
式、 Ｔ ｉ＊ Ｚ ｒ＋−ｘ Ｖｖ Ｆ ｅｇ Ｎ １ｇ−
ｙ−ｇ但し、 ０．１ ≦Ｘ≦０．９．０．３ ≦Ｙ
≦０．９．０．０５≦Ｚ≦０．５、で表される水素吸蔵
合金又はその水素化物からなるので、常圧で水素の吸蔵
、放出をし得るとともに、高容量でサイクル寿命の長い
水素吸蔵合金電極が得られる等の効果を奏するものであ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 一般式、 Ｔｉ＿ＸＺｒ＿１＿−＿ＸＶ＿ＹＦｅ＿２Ｎｉ＿２＿−
＿Ｙ＿−＿Ｚ但し、０．１≦Ｘ≦０．９ ０．３≦Ｙ≦０．９ ０．０５≦Ｚ≦０．５ で表される水素吸蔵合金又はその水素化物からなる水素
吸蔵合金電極。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021181A JP2627963B2 (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | 水素吸蔵合金電極 |
| EP91100064A EP0440015B1 (en) | 1990-01-31 | 1991-01-02 | Hydrogen-occlusion alloy electrode |
| DE69105284T DE69105284T2 (de) | 1990-01-31 | 1991-01-02 | Elektrode aus Wasserstoffeinlagerungslegierung. |
| US07/636,754 US5401463A (en) | 1990-01-31 | 1991-01-02 | Hydrogen-occlusion alloy electrode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021181A JP2627963B2 (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | 水素吸蔵合金電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03226539A true JPH03226539A (ja) | 1991-10-07 |
| JP2627963B2 JP2627963B2 (ja) | 1997-07-09 |
Family
ID=12047769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021181A Expired - Lifetime JP2627963B2 (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | 水素吸蔵合金電極 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5401463A (ja) |
| EP (1) | EP0440015B1 (ja) |
| JP (1) | JP2627963B2 (ja) |
| DE (1) | DE69105284T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021017628A (ja) * | 2019-07-22 | 2021-02-15 | トヨタ自動車株式会社 | 水素ガスの製造装置、水素ガスの製造方法、および水素吸蔵合金 |
Families Citing this family (2)
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|---|---|---|---|---|
| IL96391A (en) * | 1989-11-24 | 1995-05-26 | Energy Conversion Devices Inc | Catalytic electrode materials for hydrogen storage for use in electrochemical cells |
| JPH04176833A (ja) * | 1990-11-09 | 1992-06-24 | Furukawa Battery Co Ltd:The | 水素吸蔵合金電極 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01290742A (ja) * | 1988-05-17 | 1989-11-22 | Mitsubishi Metal Corp | 密閉型アルカリ蓄電池 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59208036A (ja) * | 1983-05-11 | 1984-11-26 | Agency Of Ind Science & Technol | 水素吸蔵用合金 |
| US4551400A (en) * | 1984-04-18 | 1985-11-05 | Energy Conversion Devices, Inc. | Hydrogen storage materials and methods of sizing and preparing the same for electrochemical applications |
| JPS60251238A (ja) * | 1984-05-26 | 1985-12-11 | Nippon Yakin Kogyo Co Ltd | チタン系水素吸蔵用合金 |
| JPH0815079B2 (ja) * | 1986-02-06 | 1996-02-14 | 松下電器産業株式会社 | 水素吸蔵電極 |
| US5006328A (en) * | 1987-11-17 | 1991-04-09 | Kuochih Hong | Method for preparing materials for hydrogen storage and for hydride electrode applications |
| US4849205A (en) * | 1987-11-17 | 1989-07-18 | Kuochih Hong | Hydrogen storage hydride electrode materials |
| US4983474A (en) * | 1988-05-17 | 1991-01-08 | Mitsubishi Metal Corporation | Hydroen absorbing Ni-based alloy and rechargeable alkaline battery |
| US5281390A (en) * | 1988-06-28 | 1994-01-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of producing hydrogen-storing alloy and electrode making use of the alloy |
| US5104617A (en) * | 1990-04-26 | 1992-04-14 | Energy Conversion Devices, Inc. | Catalytic hydrogen storage electrode materials for use in electrochemical cells and electrochemical cells incorporating the materials |
-
1990
- 1990-01-31 JP JP2021181A patent/JP2627963B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-01-02 DE DE69105284T patent/DE69105284T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-01-02 EP EP91100064A patent/EP0440015B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-01-02 US US07/636,754 patent/US5401463A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
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| JP2021017628A (ja) * | 2019-07-22 | 2021-02-15 | トヨタ自動車株式会社 | 水素ガスの製造装置、水素ガスの製造方法、および水素吸蔵合金 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69105284T2 (de) | 1995-05-18 |
| US5401463A (en) | 1995-03-28 |
| EP0440015A2 (en) | 1991-08-07 |
| EP0440015A3 (en) | 1991-09-25 |
| JP2627963B2 (ja) | 1997-07-09 |
| DE69105284D1 (de) | 1995-01-12 |
| EP0440015B1 (en) | 1994-11-30 |
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