JP3369838B2 - 水素吸蔵合金電極 - Google Patents
水素吸蔵合金電極Info
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Classifications
-
- 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
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電池の負極として
用いる水素吸蔵合金電極に関し、特に初期活性化につい
ての性能を改善した水素吸蔵合金電極に関するものであ
る。
用いる水素吸蔵合金電極に関し、特に初期活性化につい
ての性能を改善した水素吸蔵合金電極に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】水素吸蔵合金を負極として用いたニッケ
ル水素電池においては、水素吸収合金の初期活性化を図
るため、一般的には、電池封口後、充放電を複数回繰り
返す化成処理が施される。
ル水素電池においては、水素吸収合金の初期活性化を図
るため、一般的には、電池封口後、充放電を複数回繰り
返す化成処理が施される。
【０００３】このニッケル水素電池の初期活性化は、合
金表面の触媒活性と導電性によって大きく左右される。
金表面の触媒活性と導電性によって大きく左右される。
【０００４】そこで、水素吸蔵合金電極の製造工程に
て、合金粒子や電極の表面をアルカリ水溶液で改質処理
する方法(特公平4-79474)、合金粒子に塩酸処理を施す
方法(特開平5-225975)、電極表面をニッケルで部分的に
被覆して化学修飾を施す方法(特開昭62-22370)等が提案
されている。
て、合金粒子や電極の表面をアルカリ水溶液で改質処理
する方法(特公平4-79474)、合金粒子に塩酸処理を施す
方法(特開平5-225975)、電極表面をニッケルで部分的に
被覆して化学修飾を施す方法(特開昭62-22370)等が提案
されている。
【０００５】合金表面をアルカリ水溶液或いは塩酸で処
理する方法によれば、合金表面に形成された酸化膜が除
去されて、合金を構成するニッケルなどの元素が表面に
露出して、触媒活性及び導電性が改良される。又、電極
表面をニッケルで被覆する方法によれば、電極表面のニ
ッケルによって触媒活性及び導電性が改善される。
理する方法によれば、合金表面に形成された酸化膜が除
去されて、合金を構成するニッケルなどの元素が表面に
露出して、触媒活性及び導電性が改良される。又、電極
表面をニッケルで被覆する方法によれば、電極表面のニ
ッケルによって触媒活性及び導電性が改善される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、何れの
方法によっても、依然として充分な初期活性化効果が得
られない問題があった。本発明の目的は、充分な初期活
性化効果の得られる水素吸蔵合金電極を提供することで
ある。
方法によっても、依然として充分な初期活性化効果が得
られない問題があった。本発明の目的は、充分な初期活
性化効果の得られる水素吸蔵合金電極を提供することで
ある。
【０００７】
【課題を解決する為の手段】そこで本発明者らは、鋭意
研究を重ねた結果、触媒活性及び導電性の改善に寄与す
べき従来のニッケル合金が結晶性の合金であったことに
問題点を見出し、この結晶性のニッケル合金に代えて、
アモルファス化されたニッケル合金を用いることが触媒
活性及び導電性の改善、ひいては初期活性化の向上に有
効であることを実験的に明らかにして、本発明の完成に
至った。
研究を重ねた結果、触媒活性及び導電性の改善に寄与す
べき従来のニッケル合金が結晶性の合金であったことに
問題点を見出し、この結晶性のニッケル合金に代えて、
アモルファス化されたニッケル合金を用いることが触媒
活性及び導電性の改善、ひいては初期活性化の向上に有
効であることを実験的に明らかにして、本発明の完成に
至った。
【０００８】本発明に係る水素吸蔵合金電極は、水素吸
蔵合金の粉末Ａと、ニッケルを含有するアモルファス合
金の粉末Ｂとの混合物からなり、前記粉末Ａの粒子と前
記粉末Ｂの粒子は互いに接合され、該接合界面には、前
記粉末Ａの成分元素と前記粉末Ｂの成分元素を含む新た
な組成の接合層Ｃが形成されている。具体的には、粉末
Ｂは、混合物全体の重量に対し、0.1％以上20％以下の
重量割合で混合する。
蔵合金の粉末Ａと、ニッケルを含有するアモルファス合
金の粉末Ｂとの混合物からなり、前記粉末Ａの粒子と前
記粉末Ｂの粒子は互いに接合され、該接合界面には、前
記粉末Ａの成分元素と前記粉末Ｂの成分元素を含む新た
な組成の接合層Ｃが形成されている。具体的には、粉末
Ｂは、混合物全体の重量に対し、0.1％以上20％以下の
重量割合で混合する。
【０００９】該水素吸蔵合金電極において、粉末Ｂを構
成するアモルファス合金の表面は、結晶性ニッケル合金
の表面よりも大きく乱れることになるため、結晶性ニッ
ケル合金に比べて触媒活性が改善される。
成するアモルファス合金の表面は、結晶性ニッケル合金
の表面よりも大きく乱れることになるため、結晶性ニッ
ケル合金に比べて触媒活性が改善される。
【００１０】具体的には、アモルファス合金は、Ｂ、Ｃ
a、Ｎb、Ｐ、Ｔa、Ｙ、Ｚr、及び希土類系元素の中から
選ばれた少なくとも１つの元素を含有している。これに
よって、ニッケル合金のアモルファス化が容易となる。
a、Ｎb、Ｐ、Ｔa、Ｙ、Ｚr、及び希土類系元素の中から
選ばれた少なくとも１つの元素を含有している。これに
よって、ニッケル合金のアモルファス化が容易となる。
【００１１】本願発明において、粉末Ａの粒子と粉末Ｂ
の粒子の接合は、例えば焼結法やメカニカルアロイング
によって行なわれる。これによって、両粒子の接合面に
熱が加わり、該接合部には、粉末Ａの成分元素と粉末Ｂ
の成分元素の拡散により、新たな組成の接合層Ｃが形成
されることになる。該接合層Ｃは触媒活性の向上に寄与
すると共に、粉末Ａの粒子と粉末Ｂの粒子を強固に接合
して、導電性を更に改善する。
の粒子の接合は、例えば焼結法やメカニカルアロイング
によって行なわれる。これによって、両粒子の接合面に
熱が加わり、該接合部には、粉末Ａの成分元素と粉末Ｂ
の成分元素の拡散により、新たな組成の接合層Ｃが形成
されることになる。該接合層Ｃは触媒活性の向上に寄与
すると共に、粉末Ａの粒子と粉末Ｂの粒子を強固に接合
して、導電性を更に改善する。
【００１２】粉末Ｂとなるニッケル合金をアモルファス
化する方法としては、公知の単ロール急冷法や、合金粉
末に水素化／脱水素化を繰り返す水素吸収励起法が採用
可能であるが、後者の方法によれば、水素を利用したア
モルファス化が行なわれるので、水素に対して反応性の
高いアモルファス合金が得られ、更に触媒活性及び導電
性が改善されることになる。
化する方法としては、公知の単ロール急冷法や、合金粉
末に水素化／脱水素化を繰り返す水素吸収励起法が採用
可能であるが、後者の方法によれば、水素を利用したア
モルファス化が行なわれるので、水素に対して反応性の
高いアモルファス合金が得られ、更に触媒活性及び導電
性が改善されることになる。
【００１３】
【発明の効果】本発明に係る水素吸蔵合金電極によれ
ば、従来よりも高い初期活性化効果が得られる。
ば、従来よりも高い初期活性化効果が得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、図面に沿って具体的に説明する。本発明に係る水素
吸蔵合金電極は、図１に示す如く、水素吸蔵合金の粉末
Ａと、ニッケルを含有するアモルファス合金の粉末Ｂと
の混合物から形成されている。水素吸蔵合金としては、
Ｌa−Ｎi基合金、Ｚr−Ｎi基合金等の周知の合金を用い
ることが出来る。又、ニッケルを含有するアモルファス
合金としては、ＬaＮi2、Ｔi2Ｎi、Ｚr2Ｎi、Ｃa3Ｎ
i2、ＮbＮi、Ｎi3Ｙ7、Ｎi3Ｂ2等を採用することが出来
る。粉末Ｂは、混合物全体の重量に対し、０.１重量％
以上２０重量％以下の重量割合で混合される。
き、図面に沿って具体的に説明する。本発明に係る水素
吸蔵合金電極は、図１に示す如く、水素吸蔵合金の粉末
Ａと、ニッケルを含有するアモルファス合金の粉末Ｂと
の混合物から形成されている。水素吸蔵合金としては、
Ｌa−Ｎi基合金、Ｚr−Ｎi基合金等の周知の合金を用い
ることが出来る。又、ニッケルを含有するアモルファス
合金としては、ＬaＮi2、Ｔi2Ｎi、Ｚr2Ｎi、Ｃa3Ｎ
i2、ＮbＮi、Ｎi3Ｙ7、Ｎi3Ｂ2等を採用することが出来
る。粉末Ｂは、混合物全体の重量に対し、０.１重量％
以上２０重量％以下の重量割合で混合される。
【００１５】次に、本発明に係る水素吸蔵合金電極の製
造方法について説明する。水素吸蔵合金粉末の作製 水素吸蔵合金を構成すべき所定の成分元素を夫々所定の
モル比で混合し、これをアルゴン雰囲気中のアーク溶解
或いは高周波誘導溶解によって溶解した後、自然冷却を
施して、水素吸蔵合金塊を作製する。その後、該水素吸
蔵合金塊を粉砕して、平均粒径１０〜１５０μｍの水素
吸蔵合金粉末Ａを得る。
造方法について説明する。水素吸蔵合金粉末の作製 水素吸蔵合金を構成すべき所定の成分元素を夫々所定の
モル比で混合し、これをアルゴン雰囲気中のアーク溶解
或いは高周波誘導溶解によって溶解した後、自然冷却を
施して、水素吸蔵合金塊を作製する。その後、該水素吸
蔵合金塊を粉砕して、平均粒径１０〜１５０μｍの水素
吸蔵合金粉末Ａを得る。
【００１６】アモルファス合金粉末の作製
単ロール急冷法による作製
ニッケル合金を構成すべき所定の成分元素を夫々所定の
モル比で混合し、これをアルゴン雰囲気中のアーク溶解
或いは高周波誘導溶解によって溶解した後、自然冷却を
施して、ニッケル合金塊を作製する。その後、該ニッケ
ル合金塊を、図２に示す如く石英管(14)中に投入して、
これを高周波誘導溶解によって溶解し、その溶湯を石英
管(14)先端のノズル孔から回転ロール(15)の表面へ射出
する。これによって得られるリボン状のアモルファス合
金を、１０μｍ以下の粒径に粉砕して、アモルファス合
金粉末を作製する。
モル比で混合し、これをアルゴン雰囲気中のアーク溶解
或いは高周波誘導溶解によって溶解した後、自然冷却を
施して、ニッケル合金塊を作製する。その後、該ニッケ
ル合金塊を、図２に示す如く石英管(14)中に投入して、
これを高周波誘導溶解によって溶解し、その溶湯を石英
管(14)先端のノズル孔から回転ロール(15)の表面へ射出
する。これによって得られるリボン状のアモルファス合
金を、１０μｍ以下の粒径に粉砕して、アモルファス合
金粉末を作製する。
【００１７】尚、単ロール急冷法は４００ＴｏｒｒのＡ
ｒガス雰囲気中で行ない、ロール(15)はＣｕ製であっ
て、その直径は２０ｃｍ、回転速度は４０００ｒｐｍで
ある。石英管先端のノズル孔は内径０.３ｍｍ、ロール
表面とのギャップは１ｍｍである。又、溶湯に与える押
圧力Ｐは０.５〜１.０ｋｇｆ／ｃｍ2に設定する。
ｒガス雰囲気中で行ない、ロール(15)はＣｕ製であっ
て、その直径は２０ｃｍ、回転速度は４０００ｒｐｍで
ある。石英管先端のノズル孔は内径０.３ｍｍ、ロール
表面とのギャップは１ｍｍである。又、溶湯に与える押
圧力Ｐは０.５〜１.０ｋｇｆ／ｃｍ2に設定する。
【００１８】 水素吸収励起法による作製
アーク溶解或いは高周波誘導溶解によって同様にニッケ
ル合金塊を作製した後、該ニッケル合金塊を１５０μｍ
以下の粒径に粉砕し、該合金粉末を耐圧ＳＵＳ製容器に
充填した後、室温で水素化／脱水素化を２００サイクル
繰り返す。ここで、水素化は、容器内に１０ａｔｍの水
素を５分間供給することによって行なう。又、脱水素化
は、ロータリポンプにより１０分間、容器内を真空排気
することによって行なう。この結果、粒径１０μｍ以下
のアモルファス合金粉末Ｂが得られることになる。
ル合金塊を作製した後、該ニッケル合金塊を１５０μｍ
以下の粒径に粉砕し、該合金粉末を耐圧ＳＵＳ製容器に
充填した後、室温で水素化／脱水素化を２００サイクル
繰り返す。ここで、水素化は、容器内に１０ａｔｍの水
素を５分間供給することによって行なう。又、脱水素化
は、ロータリポンプにより１０分間、容器内を真空排気
することによって行なう。この結果、粒径１０μｍ以下
のアモルファス合金粉末Ｂが得られることになる。
【００１９】水素吸蔵合金電極の作製
単純混合による方法
水素吸蔵合金粉末Ａとアモルファス合金粉末Ｂを夫々所
定量ずつ混合した後、該混合物に結着剤の水溶液を混合
して、ペーストを調整し、該ペーストをニッケル鍍金を
施したパンチングメタルからなる芯体の両面に塗布し
て、合金電極を作製する。
定量ずつ混合した後、該混合物に結着剤の水溶液を混合
して、ペーストを調整し、該ペーストをニッケル鍍金を
施したパンチングメタルからなる芯体の両面に塗布し
て、合金電極を作製する。
【００２０】 メカニカルアロイングによる方法
水素吸蔵合金粉末Ａとアモルファス合金粉末Ｂを夫々所
定量ずつ混合した後、該混合物を、乾式水冷ボールミル
に投入し、ボールミル処理(メカニカルアロイング)を施
す。ここで、ボールミルはＳＵＳ製であって、その直径
は２ｃｍ、ボール量は合金量と略同量である。又、ボー
ルミルの回転数は８０ｒｐｍに設定し、室温のアルゴン
雰囲気中で約１０時間の処理を施す。これによって、粉
末Ａの粒子と粉末Ｂの粒子は図１に示す如く互いに接合
され、該接合界面には、粉末Ａの成分元素と粉末Ｂの成
分元素を含む新たな組成の接合層Ｃが形成されることに
なる。
定量ずつ混合した後、該混合物を、乾式水冷ボールミル
に投入し、ボールミル処理(メカニカルアロイング)を施
す。ここで、ボールミルはＳＵＳ製であって、その直径
は２ｃｍ、ボール量は合金量と略同量である。又、ボー
ルミルの回転数は８０ｒｐｍに設定し、室温のアルゴン
雰囲気中で約１０時間の処理を施す。これによって、粉
末Ａの粒子と粉末Ｂの粒子は図１に示す如く互いに接合
され、該接合界面には、粉末Ａの成分元素と粉末Ｂの成
分元素を含む新たな組成の接合層Ｃが形成されることに
なる。
【００２１】次に、前記の如く粒子どうしが接合された
合金を粉砕して、平均粒径７５μｍの合金粉末を作製し
た後、該合金粉末に結着剤の水溶液を混合して、ペース
トを調整し、該ペーストをニッケル鍍金を施したパンチ
ングメタルからなる芯体の両面に塗布して、合金電極を
作製する。
合金を粉砕して、平均粒径７５μｍの合金粉末を作製し
た後、該合金粉末に結着剤の水溶液を混合して、ペース
トを調整し、該ペーストをニッケル鍍金を施したパンチ
ングメタルからなる芯体の両面に塗布して、合金電極を
作製する。
【００２２】尚、合金電極の作製においては、合金粉末
に結着剤を混合した後、これを発泡ニッケル多孔体に充
填した上、加圧成型を施して、所定の電極形状に成形す
る方法も採用可能である。後述する単極セル試験に用い
る試験電極はこの方法で作製される。
に結着剤を混合した後、これを発泡ニッケル多孔体に充
填した上、加圧成型を施して、所定の電極形状に成形す
る方法も採用可能である。後述する単極セル試験に用い
る試験電極はこの方法で作製される。
【００２３】
【実施例】図４は、本発明の水素吸蔵合金電極の初期活
性化性能を調べるために行なった実験１〜１９の条件、
図５はその実験結果を表わしている。ここで、基合金Ａ
は水素吸蔵合金、合金Ｂはニッケル合金であって、合金
Ｂの混合物全体の重量に対する重量割合は、５重量％に
設定されている。
性化性能を調べるために行なった実験１〜１９の条件、
図５はその実験結果を表わしている。ここで、基合金Ａ
は水素吸蔵合金、合金Ｂはニッケル合金であって、合金
Ｂの混合物全体の重量に対する重量割合は、５重量％に
設定されている。
【００２４】尚、実験には、図３に示す構造の単極試験
セルを作製した。該試験セルは、ポリプロピレン製の絶
縁性密閉容器(５)内に、水素吸蔵合金を主体として作製
された試験電極(２)、該試験電極(２)よりも充分に大き
な電気化学容量を有する円筒状の焼結式ニッケル極
(３)、及び板状の焼結式ニッケル参照極(４)を配置して
いる。焼結式ニッケル極(３)は、密閉容器(５)の上面
(６)に連結した正極リード(７)の下端部に支持されてい
る。又、試験電極(２)は、密閉容器(５)の上面(６)に連
結した負極リード(８)の下端部に垂直に支持されて、焼
結式ニッケル極(３)の内部中央に収容されている。
セルを作製した。該試験セルは、ポリプロピレン製の絶
縁性密閉容器(５)内に、水素吸蔵合金を主体として作製
された試験電極(２)、該試験電極(２)よりも充分に大き
な電気化学容量を有する円筒状の焼結式ニッケル極
(３)、及び板状の焼結式ニッケル参照極(４)を配置して
いる。焼結式ニッケル極(３)は、密閉容器(５)の上面
(６)に連結した正極リード(７)の下端部に支持されてい
る。又、試験電極(２)は、密閉容器(５)の上面(６)に連
結した負極リード(８)の下端部に垂直に支持されて、焼
結式ニッケル極(３)の内部中央に収容されている。
【００２５】正極リード(７)及び負極リード(８)は、密
閉容器(５)の上面(６)を貫通して外部に臨出し、夫々正
極端子(９)及び負極端子(10)に接続されている。試験電
極(２)及び焼結式ニッケル極(３)は、密閉容器(５)内に
注入されているアルカリ電解液(３０重量％水酸化カリ
ウム水溶液)中に浸漬されている。又、密閉容器(５)の
内部には、該アルカリ電解液の上方空間に、窒素ガスが
充填されており、試験電極(２)に所定の圧力(７ａｔｍ)
をかけている。更に、密閉容器(５)の上面(６)中央部に
は、密閉容器(５)の内圧が所定値以上に上昇することを
防止するべく、圧力計(11)及びリリーフ弁(12)を具えた
リリーフ管(13)が接続されている。
閉容器(５)の上面(６)を貫通して外部に臨出し、夫々正
極端子(９)及び負極端子(10)に接続されている。試験電
極(２)及び焼結式ニッケル極(３)は、密閉容器(５)内に
注入されているアルカリ電解液(３０重量％水酸化カリ
ウム水溶液)中に浸漬されている。又、密閉容器(５)の
内部には、該アルカリ電解液の上方空間に、窒素ガスが
充填されており、試験電極(２)に所定の圧力(７ａｔｍ)
をかけている。更に、密閉容器(５)の上面(６)中央部に
は、密閉容器(５)の内圧が所定値以上に上昇することを
防止するべく、圧力計(11)及びリリーフ弁(12)を具えた
リリーフ管(13)が接続されている。
【００２６】実験に於いては、各試験セルについて、常
温下、５０ｍＡ／ｇで８時間の充電を施した後、１時間
休止し、続いて５０ｍＡ／ｇで放電休止電圧０.９Ｖま
で放電した後、１時間休止する工程を１サイクルとし
て、充放電を繰り返し、各充放電サイクルで放電容量
(ｍＡｈ／ｇ)を測定した。
温下、５０ｍＡ／ｇで８時間の充電を施した後、１時間
休止し、続いて５０ｍＡ／ｇで放電休止電圧０.９Ｖま
で放電した後、１時間休止する工程を１サイクルとし
て、充放電を繰り返し、各充放電サイクルで放電容量
(ｍＡｈ／ｇ)を測定した。
【００２７】図４に示す如く実験番号１〜６は、基合金
ＡとしてＬaＮi3.2ＣoＭn0.6Ａl0.2を採用し、該合金に
対し、アモルファス化された合金ＢとしてＬaＮi2、Ｔi
2Ｎi、Ｚr2Ｎi、或いはＣa3Ｎi2を混合した電極(実験番
号１〜４)と、比較例として結晶性の合金ＬaＮi2を混合
した電極(実験番号５)と、基合金のみからなる電極(実
験番号６)とを作製して、実験を行なったものである。
アモルファス合金の作製方法としては単ロール急冷法、
合金混合方法としては単純混合を採用した。
ＡとしてＬaＮi3.2ＣoＭn0.6Ａl0.2を採用し、該合金に
対し、アモルファス化された合金ＢとしてＬaＮi2、Ｔi
2Ｎi、Ｚr2Ｎi、或いはＣa3Ｎi2を混合した電極(実験番
号１〜４)と、比較例として結晶性の合金ＬaＮi2を混合
した電極(実験番号５)と、基合金のみからなる電極(実
験番号６)とを作製して、実験を行なったものである。
アモルファス合金の作製方法としては単ロール急冷法、
合金混合方法としては単純混合を採用した。
【００２８】その結果、図５に示す結果が得られた。図
５において、活性化度は、最大容量に対する１サイクル
目の放電容量の比率(％)を表わしており、この値によっ
て初期活性化度を定量的に評価することが出来る。図示
の如く、アモルファス化されたニッケル合金を混合した
実験番号１〜４においては、高い活性化度が得られてい
るのに対し、結晶性ニッケル合金を混合した実験番号５
や、水素吸蔵合金のみから電極を作製した実験番号６で
は、活性化度が低くなっている。
５において、活性化度は、最大容量に対する１サイクル
目の放電容量の比率(％)を表わしており、この値によっ
て初期活性化度を定量的に評価することが出来る。図示
の如く、アモルファス化されたニッケル合金を混合した
実験番号１〜４においては、高い活性化度が得られてい
るのに対し、結晶性ニッケル合金を混合した実験番号５
や、水素吸蔵合金のみから電極を作製した実験番号６で
は、活性化度が低くなっている。
【００２９】図３に示す実験番号７〜１５は、基合金Ａ
としてＺrＮi1.1Ｍn0.7Ｖ0.2を採用し、該合金に対し、
アモルファス化された合金Ｂとして夫々ＬaＮi2、Ｔi2
Ｎi、Ｚr2Ｎi、ＮbＮi、ＮiにＰを２０重量％添加した
もの、Ｎi3Ｙ7、Ｎi3Ｂ2を混合した電極(実験番号７〜
１３)と、比較例として結晶性の合金Ｚr2Ｎiを混合した
電極(実験番号１４)と、基合金のみからなる電極(実験
番号１５)とを作製して、実験を行なったものである。
同じく、アモルファス合金の作製方法としては単ロール
急冷法、合金混合方法としては単純混合を採用した。
としてＺrＮi1.1Ｍn0.7Ｖ0.2を採用し、該合金に対し、
アモルファス化された合金Ｂとして夫々ＬaＮi2、Ｔi2
Ｎi、Ｚr2Ｎi、ＮbＮi、ＮiにＰを２０重量％添加した
もの、Ｎi3Ｙ7、Ｎi3Ｂ2を混合した電極(実験番号７〜
１３)と、比較例として結晶性の合金Ｚr2Ｎiを混合した
電極(実験番号１４)と、基合金のみからなる電極(実験
番号１５)とを作製して、実験を行なったものである。
同じく、アモルファス合金の作製方法としては単ロール
急冷法、合金混合方法としては単純混合を採用した。
【００３０】図５に示す如く、アモルファス化されたニ
ッケル合金を混合した実験番号７〜１３においては、高
い活性化度が得られているのに対し、結晶性ニッケル合
金を混合した実験番号１４や、水素吸蔵合金のみから電
極を作製した実験番号１５では、活性化度が低くなって
いる。この結果から、水素吸蔵合金粉末にニッケル合金
粉末を混合して電極を作製すれば、初期活性化が向上
し、ここでニッケル合金としてアモルファス化された合
金を用いれば更に初期活性化が向上することが裏付けら
れる。
ッケル合金を混合した実験番号７〜１３においては、高
い活性化度が得られているのに対し、結晶性ニッケル合
金を混合した実験番号１４や、水素吸蔵合金のみから電
極を作製した実験番号１５では、活性化度が低くなって
いる。この結果から、水素吸蔵合金粉末にニッケル合金
粉末を混合して電極を作製すれば、初期活性化が向上
し、ここでニッケル合金としてアモルファス化された合
金を用いれば更に初期活性化が向上することが裏付けら
れる。
【００３１】図４に示す実験番号１６及び１７は、上記
実験番号１〜６、及び７〜１５で夫々最も優れた効果の
得られた実験番号１及び実験番号９の合金の組合せにお
いて、合金混合方法としてメカニカルアロイングを採用
したものである。
実験番号１〜６、及び７〜１５で夫々最も優れた効果の
得られた実験番号１及び実験番号９の合金の組合せにお
いて、合金混合方法としてメカニカルアロイングを採用
したものである。
【００３２】何れの場合も、図５に示す如く、単純混合
の場合に比べて高い活性化度が得られている。これは、
メカニカルアロイングの採用によって、図１の如く粉末
Ａの粒子と粉末Ｂの粒子の接合界面に、両粉末の成分元
素を含む新たな組成の接合層Ｃが形成され、該接合層Ｃ
が初期活性化の向上に寄与しているものと考えられる。
の場合に比べて高い活性化度が得られている。これは、
メカニカルアロイングの採用によって、図１の如く粉末
Ａの粒子と粉末Ｂの粒子の接合界面に、両粉末の成分元
素を含む新たな組成の接合層Ｃが形成され、該接合層Ｃ
が初期活性化の向上に寄与しているものと考えられる。
【００３３】図４の実験番号１８及び１９は、実験番号
１の合金の組合せにおいて、アモルファス合金の作製方
法として水素吸収励起法を採用したものであって、合金
混合方法として、実験番号１８では単純混合を採用し、
実験番号１９ではメカニカルアロイングを採用してい
る。
１の合金の組合せにおいて、アモルファス合金の作製方
法として水素吸収励起法を採用したものであって、合金
混合方法として、実験番号１８では単純混合を採用し、
実験番号１９ではメカニカルアロイングを採用してい
る。
【００３４】図５に示す如く何れの混合方法において
も、単ロール急冷法によるアモルファス化を採用した場
合に比べて、高い活性化度が得られている。
も、単ロール急冷法によるアモルファス化を採用した場
合に比べて、高い活性化度が得られている。
【００３５】一方、図４の実験番号２０及び２１は、実
験番号９の合金の組合せにおいて、アモルファス合金の
作製方法として水素吸収励起法を採用したものであっ
て、合金混合方法として、実験番号２０では単純混合を
採用し、実験番号２１ではメカニカルアロイングを採用
している。図５に示す如く、何れの混合方法において
も、単ロール急冷法によるアモルファス化を採用した場
合に比べて、高い活性化度が得られている。
験番号９の合金の組合せにおいて、アモルファス合金の
作製方法として水素吸収励起法を採用したものであっ
て、合金混合方法として、実験番号２０では単純混合を
採用し、実験番号２１ではメカニカルアロイングを採用
している。図５に示す如く、何れの混合方法において
も、単ロール急冷法によるアモルファス化を採用した場
合に比べて、高い活性化度が得られている。
【００３６】従って、実験番号１８〜２１の結果から、
アモルファス化の方法として、水素吸収励起法が優れて
いると言える。この優位性は、水素吸収励起法は水素を
利用したアモルファス化であるため、水素に対して反応
性の高いアモルファス合金が得られることによるものと
考えられる。
アモルファス化の方法として、水素吸収励起法が優れて
いると言える。この優位性は、水素吸収励起法は水素を
利用したアモルファス化であるため、水素に対して反応
性の高いアモルファス合金が得られることによるものと
考えられる。
【００３７】更に図６は、実験番号９の合金の組合せに
おいて、アモルファス合金Ｂの混合物全体の重量に対す
る重量割合を０〜４０重量％の範囲で変化させて、活性
化度を測定した結果を表わしている。この結果から明ら
かな様に、合金Ｂの重量割合が０.１重量％を越える
と、高い活性化度が得られ、混合率が更に増大するにつ
れて活性化度は上昇している。しかし、合金Ｂの重量割
合が３０重量％を越えると、活性化度の上昇率は低くな
っており、然も、最大容量が急激に低下している。従っ
て、アモルファス合金の混合物全体の重量に対する重量
割合は、０.１重量％〜２０重量％の範囲に設定するこ
とが望ましいと言える。
おいて、アモルファス合金Ｂの混合物全体の重量に対す
る重量割合を０〜４０重量％の範囲で変化させて、活性
化度を測定した結果を表わしている。この結果から明ら
かな様に、合金Ｂの重量割合が０.１重量％を越える
と、高い活性化度が得られ、混合率が更に増大するにつ
れて活性化度は上昇している。しかし、合金Ｂの重量割
合が３０重量％を越えると、活性化度の上昇率は低くな
っており、然も、最大容量が急激に低下している。従っ
て、アモルファス合金の混合物全体の重量に対する重量
割合は、０.１重量％〜２０重量％の範囲に設定するこ
とが望ましいと言える。
【００３８】上記実施の形態及び実施例の説明は、本発
明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記
載の発明を限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきで
はない。又、本発明の各部構成は上記実施の形態及び実
施例に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で
種々の変形が可能であることは勿論である。
明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記
載の発明を限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきで
はない。又、本発明の各部構成は上記実施の形態及び実
施例に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で
種々の変形が可能であることは勿論である。
【図１】本発明に係る水素吸蔵合金電極の組織を表わす
拡大図である。
拡大図である。
【図２】単ロール急冷法によるアモルファス合金の製造
工程を示す図である。
工程を示す図である。
【図３】単極試験セルの構造を表わす一部破断斜視図で
ある。
ある。
【図４】本発明の効果を実証するために行なった実験の
条件を表わす図表である。
条件を表わす図表である。
【図５】同上の実験結果を表わす図表である。
【図６】アモルファス合金の混合率を最適化するために
行なった実験の結果を表わす図表である。
行なった実験の結果を表わす図表である。
Ａ 水素吸蔵合金粉末
Ｂ アモルファス合金粉末
Ｃ 接合界面
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 藤谷 伸
大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号
三洋電機株式会社内
(72)発明者 米津 育郎
大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号
三洋電機株式会社内
(72)発明者 西尾 晃治
大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号
三洋電機株式会社内
(56)参考文献 特開 平２−82448（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−124705（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01M 4/24 - 4/26
H01M 4/62
Claims (4)
- 【請求項１】 水素吸蔵合金の粉末Aと、ニッケルを含
有するアモルファス合金の粉末Bとの混合物からなり、
前記粉末Aの粒子と前記粉末Bの粒子は互いに接合され、
該接合界面には、前記粉末Aの成分元素と前記粉末Bの成
分元素を含む新たな組成の接合層Cが形成されている水
素吸蔵合金電極。 - 【請求項２】 アモルファス合金は、B、Ca、Nb、P、T
a、Y、Zr、及び希土類系元素の中から選ばれた少なくと
も１つの元素を含有している請求項１に記載の水素吸蔵
合金電極。 - 【請求項３】 前記粉末Ｂは、合金粉末に水素化／脱水
素化を繰り返す水素吸収励起法によってアモルファス化
されている請求項１または請求項２に記載の水素吸蔵合
金電極。 - 【請求項４】 前記粉末Bは、混合物全体の重量に対
し、0.1重量％以上20重量％以下の重量割合で混合され
ている請求項１乃至請求項３の何れかに記載の水素吸蔵
合金電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06503896A JP3369838B2 (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | 水素吸蔵合金電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06503896A JP3369838B2 (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | 水素吸蔵合金電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09259871A JPH09259871A (ja) | 1997-10-03 |
| JP3369838B2 true JP3369838B2 (ja) | 2003-01-20 |
Family
ID=13275401
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06503896A Expired - Fee Related JP3369838B2 (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | 水素吸蔵合金電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3369838B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2988479B1 (ja) | 1998-09-11 | 1999-12-13 | 松下電器産業株式会社 | アルカリ蓄電池と水素吸蔵合金電極及びその製造法 |
-
1996
- 1996-03-22 JP JP06503896A patent/JP3369838B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09259871A (ja) | 1997-10-03 |
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