JPH06145849A - 水素吸蔵合金電極 - Google Patents
水素吸蔵合金電極Info
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- JPH06145849A JPH06145849A JP4300863A JP30086392A JPH06145849A JP H06145849 A JPH06145849 A JP H06145849A JP 4300863 A JP4300863 A JP 4300863A JP 30086392 A JP30086392 A JP 30086392A JP H06145849 A JPH06145849 A JP H06145849A
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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
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- 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
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- 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)
Abstract
(57)【要約】
【目的】この発明は、水素吸蔵−放出量が大きく、電気
化学的な充放電特性においても効率よく多量に水素を吸
蔵・放出可能であることを主要な目的とする。 【構成】一般式Ｔｉx Ｚｒ1-x Ｍｎ0.6 Ｖ0.2 Ｎｉ1.2
Ｍ0.1 で示され、ＭがＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｒよりなる
群から選ばれた少なくとも１種の元素であり、かつ０≦
ｘ≦０．１で表わされる水素吸蔵合金または水素化物で
あることを特徴とする水素吸蔵合金電極。
化学的な充放電特性においても効率よく多量に水素を吸
蔵・放出可能であることを主要な目的とする。 【構成】一般式Ｔｉx Ｚｒ1-x Ｍｎ0.6 Ｖ0.2 Ｎｉ1.2
Ｍ0.1 で示され、ＭがＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｒよりなる
群から選ばれた少なくとも１種の元素であり、かつ０≦
ｘ≦０．１で表わされる水素吸蔵合金または水素化物で
あることを特徴とする水素吸蔵合金電極。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は水素吸蔵合金電極に関
し、特に二次電池などの負極に用いる，電気・化学的に
水素の吸蔵・放出が可能な水素合金電極に関する。
し、特に二次電池などの負極に用いる，電気・化学的に
水素の吸蔵・放出が可能な水素合金電極に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、二次電池としては、例えばニッケ
ル−カドミウム蓄電池、鉛蓄電池が良く知られている
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
いた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−水素電池が提案されている。
ル−カドミウム蓄電池、鉛蓄電池が良く知られている
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
いた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−水素電池が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これま
でに開発された水素吸蔵合金を用いた場合、初期の充放
電効率が低く、充放電のサイクル初期から充分な電気化
学容量が得られないという問題があった。即ち、水素吸
蔵合金電極は初期から充電は容易であるが、放電の場合
は合金内から合金表面に水素が拡散するプロセスが律速
段階となり、合金内に水素が残留してしまう現象が見ら
れ、放電効率の点で問題があった。
でに開発された水素吸蔵合金を用いた場合、初期の充放
電効率が低く、充放電のサイクル初期から充分な電気化
学容量が得られないという問題があった。即ち、水素吸
蔵合金電極は初期から充電は容易であるが、放電の場合
は合金内から合金表面に水素が拡散するプロセスが律速
段階となり、合金内に水素が残留してしまう現象が見ら
れ、放電効率の点で問題があった。
【０００４】この発明はこうした事情を考慮してなされ
たもので、従来に比べて水素吸蔵−放出量が大きくな
り、電気化学的な充放電特性においても効率よく多量に
水素を吸蔵・放出可能な水素吸蔵合金電極を提供するこ
とを目的とする。
たもので、従来に比べて水素吸蔵−放出量が大きくな
り、電気化学的な充放電特性においても効率よく多量に
水素を吸蔵・放出可能な水素吸蔵合金電極を提供するこ
とを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、一般式Ｔｉ
x Ｚｒ1-x Ｍｎ0.6 Ｖ0.2 Ｎｉ1.2 Ｍ0.1 で示され、Ｍ
がＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｒよりなる群から選ばれた少な
くとも１種の元素であり、かつ０≦ｘ≦０．１で表わさ
れる水素吸蔵合金または水素化物であることを特徴とす
る水素吸蔵合金電極である。
x Ｚｒ1-x Ｍｎ0.6 Ｖ0.2 Ｎｉ1.2 Ｍ0.1 で示され、Ｍ
がＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｒよりなる群から選ばれた少な
くとも１種の元素であり、かつ０≦ｘ≦０．１で表わさ
れる水素吸蔵合金または水素化物であることを特徴とす
る水素吸蔵合金電極である。
【０００６】
【作用】この発明のように、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｍｎ，Ｖ，Ｎ
ｉ並びにＦｅ，Ｃｏ，Ｃｒのうちから選ばれた一種以上
の金属を主成分とする水素吸蔵合金電極は、ＡＢ2 タイ
プのＬaves（ラーベス）相合金の最適化を図ったもので
あり、従来合金に比べて水素吸蔵−放出量が大きくな
り、電気化学的な充放電特性においても効率よく多量に
水素を吸蔵・放出させることができる。
ｉ並びにＦｅ，Ｃｏ，Ｃｒのうちから選ばれた一種以上
の金属を主成分とする水素吸蔵合金電極は、ＡＢ2 タイ
プのＬaves（ラーベス）相合金の最適化を図ったもので
あり、従来合金に比べて水素吸蔵−放出量が大きくな
り、電気化学的な充放電特性においても効率よく多量に
水素を吸蔵・放出させることができる。
【０００７】従って、この発明の電極を用いてアルカリ
蓄電池，例えばニッケル−水素蓄電池を製造すれば、従
来の電池に比べて高容量，優れた急速充放電特性を有す
ることが可能になる。
蓄電池，例えばニッケル−水素蓄電池を製造すれば、従
来の電池に比べて高容量，優れた急速充放電特性を有す
ることが可能になる。
【０００８】
【実施例】以下、この発明の一実施例について製造方法
を併記して説明する。
を併記して説明する。
【０００９】まず、市販のジルコニウム，マンガン，バ
ナジウム，ニッケル，鉄の各粉末を所定の組成比，例え
ばＺｒ1.0 Ｍｎ0.6 Ｖ0.2 Ｎｉ1.2 Ｆｅ0.1 となるよう
に秤量混合し、これらをアーク溶解法により加熱溶解し
て水素吸蔵合金をえ、該合金を粉砕して４００メッシュ
以下の微粉末とした。次に、こうして得られた水素吸蔵
合金粉末を５ｔ／cm2 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付けて水素吸蔵合金電極とした。
ナジウム，ニッケル，鉄の各粉末を所定の組成比，例え
ばＺｒ1.0 Ｍｎ0.6 Ｖ0.2 Ｎｉ1.2 Ｆｅ0.1 となるよう
に秤量混合し、これらをアーク溶解法により加熱溶解し
て水素吸蔵合金をえ、該合金を粉砕して４００メッシュ
以下の微粉末とした。次に、こうして得られた水素吸蔵
合金粉末を５ｔ／cm2 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付けて水素吸蔵合金電極とした。
【００１０】このように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３０wt％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３ｍＡ／
cm2 の電流密度で、水素吸蔵合金の電気化学的水素吸蔵
量の１３０％まで行った。放電は放電電流を３，10，2
0，40ｍＡ／cm2 と変化させて電圧が−０．６５Ｖ（対
Ｈｇ／ＨｇＯ）になるまで行った。合金の各組成並びに
放電電流における放電容量は、下記「表１」に示す通り
である。
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３０wt％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３ｍＡ／
cm2 の電流密度で、水素吸蔵合金の電気化学的水素吸蔵
量の１３０％まで行った。放電は放電電流を３，10，2
0，40ｍＡ／cm2 と変化させて電圧が−０．６５Ｖ（対
Ｈｇ／ＨｇＯ）になるまで行った。合金の各組成並びに
放電電流における放電容量は、下記「表１」に示す通り
である。
【００１１】
【表１】
【００１２】表１から明らかなように、本発明による水
素吸蔵合金電極（Ｎo.１〜Ｍo.７）は放電容量が何れも
３００ｍＡｈ／ｇを上回り、しかも放電電流が４０ｍＡ
／cm2 と大電流になっても良好な容量を示している。し
かし、組成中のマンガンが少ない合金（Ｎo.８）は放電
容量が３００ｍＡｈ／ｇを下回った。従って、マンガン
の量としては、０．６は必要である。
素吸蔵合金電極（Ｎo.１〜Ｍo.７）は放電容量が何れも
３００ｍＡｈ／ｇを上回り、しかも放電電流が４０ｍＡ
／cm2 と大電流になっても良好な容量を示している。し
かし、組成中のマンガンが少ない合金（Ｎo.８）は放電
容量が３００ｍＡｈ／ｇを下回った。従って、マンガン
の量としては、０．６は必要である。
【００１３】また、バナジウムが多い合金（Ｎo.10）は
４０ｍＡ／cm2 の大放電電流値のとき、放電容量が大幅
に低下している。従って、バナジウム量としては、０．
２程度に抑える必要がある。
４０ｍＡ／cm2 の大放電電流値のとき、放電容量が大幅
に低下している。従って、バナジウム量としては、０．
２程度に抑える必要がある。
【００１４】また、ジルコニウムの一部をチタン（Ｔ
ｉ）に置換した場合、Ｔｉの置換量が０．５の合金（Ｎ
o.13）では放電容量が大幅に低下した。従って、置換量
としては、０≦ｘ≦０．１である必要がある。更に、ニ
ッケルが少ない合金（Ｎo.11）も放電容量が低下してお
り、ニッケルの量としては１．２は必要である。
ｉ）に置換した場合、Ｔｉの置換量が０．５の合金（Ｎ
o.13）では放電容量が大幅に低下した。従って、置換量
としては、０≦ｘ≦０．１である必要がある。更に、ニ
ッケルが少ない合金（Ｎo.11）も放電容量が低下してお
り、ニッケルの量としては１．２は必要である。
【００１５】また、一般式Ｚｒ1.0 Ｍｎ0.6 Ｖ0.2 Ｎｉ
1.2 Ｍ0.1 で示され、式中のＭがＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃ
ｒのいずれか一つの合金（Ｎo.１〜Ｎo.４）の場合、何
れも放電容量が３００ｍＡｈ／ｇ以上を示しており、Ｍ
はＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｒのいずれか一つの合金から選
ばれるば良いことを示している。
1.2 Ｍ0.1 で示され、式中のＭがＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃ
ｒのいずれか一つの合金（Ｎo.１〜Ｎo.４）の場合、何
れも放電容量が３００ｍＡｈ／ｇ以上を示しており、Ｍ
はＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｒのいずれか一つの合金から選
ばれるば良いことを示している。
【００１６】このように、上記実施例に係る水素吸蔵合
金電極によれば、一般式Ｔｉx Ｚｒ1-x Ｍｎ0.6 Ｖ0.2
Ｎｉ1.2 Ｍ0.1 で示され、ＭがＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｒ
よりなる群から選ばれた少なくとも１種の元素で、かつ
０≦ｘ≦０．１で表わされる構成になっているため、放
電容量が大電流になっても良好な容量が得られることが
確認できる。
金電極によれば、一般式Ｔｉx Ｚｒ1-x Ｍｎ0.6 Ｖ0.2
Ｎｉ1.2 Ｍ0.1 で示され、ＭがＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｒ
よりなる群から選ばれた少なくとも１種の元素で、かつ
０≦ｘ≦０．１で表わされる構成になっているため、放
電容量が大電流になっても良好な容量が得られることが
確認できる。
【００１７】なお、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焼結剤等
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，あるいは水素吸蔵合金の微粉末に
ＣｕやＮｉ等の集電剤をメッキし、これに少量のポリビ
ニルアルコールを添加した発泡ニッケルに充填プレスし
た発泡ニッケル式電極等としても良い。更に、合金溶解
時、特にマンガンは飛散しやすく適正量の０．６に固定
するのが難しいが、±０．２程度の変動は許容される。
合金電極を示したが、水素吸蔵合金の微粉末を焼結剤等
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，あるいは水素吸蔵合金の微粉末に
ＣｕやＮｉ等の集電剤をメッキし、これに少量のポリビ
ニルアルコールを添加した発泡ニッケルに充填プレスし
た発泡ニッケル式電極等としても良い。更に、合金溶解
時、特にマンガンは飛散しやすく適正量の０．６に固定
するのが難しいが、±０．２程度の変動は許容される。
【００１８】
【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
従来に比べて水素吸蔵−放出量が大きくなり、電気化学
的な充放電特性においても効率よく多量に水素を吸蔵・
放出可能となり、アルカリ蓄電池例えばニッケル−水素
蓄電池に用いれば、従来の電池に比べて高容量，優れた
急速充放電特性を有する特性上優れた水素吸蔵合金電極
を提供できる。
従来に比べて水素吸蔵−放出量が大きくなり、電気化学
的な充放電特性においても効率よく多量に水素を吸蔵・
放出可能となり、アルカリ蓄電池例えばニッケル−水素
蓄電池に用いれば、従来の電池に比べて高容量，優れた
急速充放電特性を有する特性上優れた水素吸蔵合金電極
を提供できる。
Claims (1)
- 【請求項１】 一般式Ｔｉx Ｚｒ1-x Ｍｎ0.6 Ｖ0.2 Ｎ
ｉ1.2 Ｍ0.1 で示され、ＭがＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｒよ
りなる群から選ばれた少なくとも１種の元素であり、か
つ０≦ｘ≦０．１で表わされる水素吸蔵合金または水素
化物であることを特徴とする水素吸蔵合金電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4300863A JPH06145849A (ja) | 1992-11-11 | 1992-11-11 | 水素吸蔵合金電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4300863A JPH06145849A (ja) | 1992-11-11 | 1992-11-11 | 水素吸蔵合金電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06145849A true JPH06145849A (ja) | 1994-05-27 |
Family
ID=17890024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4300863A Withdrawn JPH06145849A (ja) | 1992-11-11 | 1992-11-11 | 水素吸蔵合金電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06145849A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100477729B1 (ko) * | 1997-09-09 | 2005-05-16 | 삼성에스디아이 주식회사 | 니켈수소전지의수소저장합금 |
| KR100477728B1 (ko) * | 1997-09-09 | 2005-05-16 | 삼성에스디아이 주식회사 | 니켈수소전지의수소저장합금 |
| KR100477730B1 (ko) * | 1997-09-09 | 2005-05-16 | 삼성에스디아이 주식회사 | 니켈수소전지의수소저장합금 |
-
1992
- 1992-11-11 JP JP4300863A patent/JPH06145849A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100477729B1 (ko) * | 1997-09-09 | 2005-05-16 | 삼성에스디아이 주식회사 | 니켈수소전지의수소저장합금 |
| KR100477728B1 (ko) * | 1997-09-09 | 2005-05-16 | 삼성에스디아이 주식회사 | 니켈수소전지의수소저장합금 |
| KR100477730B1 (ko) * | 1997-09-09 | 2005-05-16 | 삼성에스디아이 주식회사 | 니켈수소전지의수소저장합금 |
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