JPS6157657B2 - - Google Patents
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- JPS6157657B2 JPS6157657B2 JP52000300A JP30077A JPS6157657B2 JP S6157657 B2 JPS6157657 B2 JP S6157657B2 JP 52000300 A JP52000300 A JP 52000300A JP 30077 A JP30077 A JP 30077A JP S6157657 B2 JPS6157657 B2 JP S6157657B2
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- hydride
- electrode
- hydrogen
- intermetallic compound
- nickel
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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
- 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
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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
- 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
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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)
- Inert Electrodes (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Description
本発明は、電気化学的活性部分が水素化物を生
成する金属間化合物から成る一次または二次電池
用電極、およびそのような電極を設けた一次、二
次および燃料電池に関するものである。 電気化学的活性部分が水素化物を生成する金属
間化合物から成る電極および、電極を設けた電池
と燃料電池とは、それ自体既知である。一般にそ
れは、水素平衡圧が室温で１気圧を越える水素化
物を生成する金属間化合物に関する。そのような
金属間化合物の例は、例えば、LaNi5および
Ti2Niである。これらの金属間化合物の水素化物
の周囲温度における水素平衡圧は、略々それぞれ
3.5気圧および１気圧である。ランタンおよび／
またはニツケルが他の金属によつて一部置換する
ことができる。LaNi5から誘導される金属化合物
の群の中において、周囲温度における水素化物の
平衡圧が１気圧より低い金属間化合物は既知であ
るが、しかし稀土類金属の高い価格が大規模の使
用に対し障害となる。周囲温度における水素化物
の１気圧を越える水素平衡圧を有する水素化物を
生成する金属間化合物の電池における使用が、周
囲から遮断された系に限定される。周囲から遮断
されない系においては、そのような水素化物は、
周囲の媒体中に水素を放出するだろう。しかしこ
のことは、例えば、充電状態における二次電池を
急速に空にする結果をもたらすことになる。 この危険は、周囲の媒体から遮断された系にお
いて漏洩が起る場合にも存在する。周囲の媒体か
ら遮断される系によつて、例えば、与えられた一
定圧力によつて作用するようになるバルブのよう
な装置における許されない過圧を防ぐ用意をする
ことがさらに得策である。勿論、これらの弁が働
くようになる場合水素がまた失われる。これらの
理由のため、水素化物が１気圧よりも低い周囲温
度における水素平衡圧を有し、稀土類金属から成
る金属間化合物と比較してより安い金属間化合物
の必要がある。高温においてこれらの使用を可能
にするには、周囲温度における平衡圧が低いため
運転温度においても平衡圧が１気圧より低く維持
されることがまさに望ましい。チタンとニツケル
との化合物を除いて−10KCal.に等しいかまたは
それより低い水素１瓦分子当りの金属間化合物か
ら生成する水素化物の生成熱を有する、チタン、
ジルコニウムおよびハフニウムによつて構成され
る群から選ばれる金属と、銅、コバルト、クロ
ム、ニツケル、バナジウム、マンガンおよび鉄に
よつて構成される群から選ばれる金属との水素化
物を生成する金属間化合物から電気化学的活性部
分が構成されることを特徴とする電極によつて本
発明に従いこの要求が満足される。 金属間化合物ABnおよび気体水素から生成する
一般式ABnHmによつて定義される水素化物の生
成熱は次のように書くことができる。 すなわち、ｎ１に対して ｎ＜１に対して ここで、Ａ＝Ti，ZrまたはHf，Ｂ＝Cu，Co，
Cr，Ni，Ｖ，MnまたはFe。 △Ｈ（ABnHm）は水素化物の生成熱に等し
く、これは完全な水素化の場合に適用するｍに対
する値を書入れることによつて計算することがで
きる。通常これは、金属原子当り水素原子が１と
２との間の数である。二元水素化物と金属間化合
物との生成熱は通常実験的に計算されまたは既知
の熱力学的データを基礎に、または実験模型の描
写によつて概算することができる。 この方程式から生じる△Ｈが−10KCal.／水素
１瓦分子に等しいかまたはこれよりも負に大きい
場合には、水素化物の周囲温度（約20℃）におけ
る水素平衡圧は、約20℃を越えて、例えば、70℃
までその使用を可能にするには１気圧より十分に
小さいものであるということが確められた。 次表に、多数の金属間化合物、完全水素化にお
いてそれから生成する水素化物およびH2瓦分子
当りこの方法で計算された△Ｈを挙げる。
成する金属間化合物から成る一次または二次電池
用電極、およびそのような電極を設けた一次、二
次および燃料電池に関するものである。 電気化学的活性部分が水素化物を生成する金属
間化合物から成る電極および、電極を設けた電池
と燃料電池とは、それ自体既知である。一般にそ
れは、水素平衡圧が室温で１気圧を越える水素化
物を生成する金属間化合物に関する。そのような
金属間化合物の例は、例えば、LaNi5および
Ti2Niである。これらの金属間化合物の水素化物
の周囲温度における水素平衡圧は、略々それぞれ
3.5気圧および１気圧である。ランタンおよび／
またはニツケルが他の金属によつて一部置換する
ことができる。LaNi5から誘導される金属化合物
の群の中において、周囲温度における水素化物の
平衡圧が１気圧より低い金属間化合物は既知であ
るが、しかし稀土類金属の高い価格が大規模の使
用に対し障害となる。周囲温度における水素化物
の１気圧を越える水素平衡圧を有する水素化物を
生成する金属間化合物の電池における使用が、周
囲から遮断された系に限定される。周囲から遮断
されない系においては、そのような水素化物は、
周囲の媒体中に水素を放出するだろう。しかしこ
のことは、例えば、充電状態における二次電池を
急速に空にする結果をもたらすことになる。 この危険は、周囲の媒体から遮断された系にお
いて漏洩が起る場合にも存在する。周囲の媒体か
ら遮断される系によつて、例えば、与えられた一
定圧力によつて作用するようになるバルブのよう
な装置における許されない過圧を防ぐ用意をする
ことがさらに得策である。勿論、これらの弁が働
くようになる場合水素がまた失われる。これらの
理由のため、水素化物が１気圧よりも低い周囲温
度における水素平衡圧を有し、稀土類金属から成
る金属間化合物と比較してより安い金属間化合物
の必要がある。高温においてこれらの使用を可能
にするには、周囲温度における平衡圧が低いため
運転温度においても平衡圧が１気圧より低く維持
されることがまさに望ましい。チタンとニツケル
との化合物を除いて−10KCal.に等しいかまたは
それより低い水素１瓦分子当りの金属間化合物か
ら生成する水素化物の生成熱を有する、チタン、
ジルコニウムおよびハフニウムによつて構成され
る群から選ばれる金属と、銅、コバルト、クロ
ム、ニツケル、バナジウム、マンガンおよび鉄に
よつて構成される群から選ばれる金属との水素化
物を生成する金属間化合物から電気化学的活性部
分が構成されることを特徴とする電極によつて本
発明に従いこの要求が満足される。 金属間化合物ABnおよび気体水素から生成する
一般式ABnHmによつて定義される水素化物の生
成熱は次のように書くことができる。 すなわち、ｎ１に対して ｎ＜１に対して ここで、Ａ＝Ti，ZrまたはHf，Ｂ＝Cu，Co，
Cr，Ni，Ｖ，MnまたはFe。 △Ｈ（ABnHm）は水素化物の生成熱に等し
く、これは完全な水素化の場合に適用するｍに対
する値を書入れることによつて計算することがで
きる。通常これは、金属原子当り水素原子が１と
２との間の数である。二元水素化物と金属間化合
物との生成熱は通常実験的に計算されまたは既知
の熱力学的データを基礎に、または実験模型の描
写によつて概算することができる。 この方程式から生じる△Ｈが−10KCal.／水素
１瓦分子に等しいかまたはこれよりも負に大きい
場合には、水素化物の周囲温度（約20℃）におけ
る水素平衡圧は、約20℃を越えて、例えば、70℃
までその使用を可能にするには１気圧より十分に
小さいものであるということが確められた。 次表に、多数の金属間化合物、完全水素化にお
いてそれから生成する水素化物およびH2瓦分子
当りこの方法で計算された△Ｈを挙げる。
【表】
【表】
この表に挙げられた水素化物の平衡圧は、約
10-1気圧またはそれ以下に達する。比較のため、
計算された約−6kcalの△Ｈ／H2瓦分子における
LaNi5の平衡圧が、約3.5気圧に達し、計算された
約−9kcalの△Ｈ／H2瓦分子におるTi2Niの平衡
圧が、約１気圧に達するということは注意すべき
である。 本発明により電解質水溶液と共同して用いる電
極は、例えば、次の如く製造することができる。
すなわち、 例えば、所望の金属を適当な比にして溶融する
ことにある調製後、この金属間化合物を１回また
は２回以上これを水素と共に充電することによつ
て粉末にし、水素からそれを遊離させる。その後
この粉末を、例えばバインダーによつて金属支持
体に塗布する。この目的のため、金属間化合物の
水素化物の全部または一部から成るこの粉末を、
このバインダーをも溶解することのできる有機溶
剤中に懸濁させる。適当な有機溶剤は、例えば、
トルエン、キシレン、プロパノールである。 その後、得られた懸濁液に有機バインダーを加
え、次の工程にてこのバインダーをなんら残渣を
残さずに焼成することによつて除去しなければな
らない。この目的のための好適のバインダーは、
例えば、溶剤100ml当り20ｇの量の、例えば、ポ
リスチレンまたはニトロセルロースである。その
後、金属ガーゼの細条が、要求いかんによつて、
その両面または片面に、この懸濁液にて均一に被
覆され、乾燥される。この金属ガーゼは、例え
ば、ニツケルまたはステンレス鋼から成る。孔を
あけた金属板または有孔性金属支持体として用い
ることができる。炉内にてバインダーを先ず焼い
て除去し、その後粉末を焼結する。この目的のた
め、バインダーが蒸発または分解する温度にてし
ばらくの間、一定温度に保つ。一般にこの温度は
前記バインダーに対しては250―300℃である。焼
結は、好ましくは真空中または還元性雰囲気にて
融点より少し下の温度にて行う。金属間化合物の
粉末は、また電気泳動によつて金属ガーゼに塗布
することができる。ここでは粉末はメタノールの
ような極性有機溶剤中に懸濁されている。金属支
持体をこの懸濁液中に入れ、例えば陰極に接続す
る。所望の厚みの層を得た後、前述のように焼結
する。その後、得られた有孔層を巨大分子物質の
溶液で含浸させることがきる。しかしてこの巨大
分子物質は、親水性であつて、次の操作におい
て、例えば熱処理によつてまたは赤外線放射によ
つて、水に不溶性にされるか、または水に不溶性
であつて、巨大分子物質を、勿論、水に不溶性の
まゝで残さなければならない次の操作において、
例えば齢化によつて、親水性にされるか何れかで
ある。この手段を用いることによつて、電極の充
電および放電中に、電極材料の結合を保持させる
ことができる。硬化または架橋を促進しまたは生
じさせる補助物質の存在でまたは存在なしに熱処
理のような物理的処理によつて、例えば、電解質
水溶液に不溶性にすることができる巨大分子物質
を、アルコール性水酸基を有する親水性巨大分子
物質として特に用いることができる。例えば、ポ
リピニルアルコールは、本発明による電極として
電解質水溶液に用いるのに特に好適であるように
思われる。その場合に、例えば、補助物質として
塩化アンモニウムまたは水硫化ナトリウムを用い
ることができる。次いで熱処理は、空気中で10〜
20分間120〜150℃まで炉にて加熱することから成
る。この製造に用いることができる水に不溶性の
巨大分子物質は、例えば、有機溶剤に溶解するこ
とができる齢化性のセルロース アセトブチレー
トである。含浸後、この巨大分子物質は、例え
ば、アルコール性溶液で齢化される。 上述の焼結作業は、金属間化合物の粒子間の水
素移動が十分に行なわれるようにする。この親水
性巨大分子物質は、充電および放電中における有
孔層の永久的凝集を保証するバインダーとして役
立つ。このバインダーの親水性の特性により、電
解質水溶液がイオン輸送を可能にする焼結層の中
に浸入することができる。一般に浸水性バインダ
ーは、電気化学装置の内部抵抗を全く増加しない
か、または殆んど増加しない。 望ましい電極材料を試験するのに特に好適であ
るもう一つ他の方法によれば、電気化学的活性の
粉末物質をニツケルまたは銅粉末と混合し加圧し
て電極を形成する。 本発明による電極を備えた一次電池は、例え
ば、次のように構成することができる。 この陽極または陰極は、電気化学的活性材料と
して本発明による金属間化合物の１つの水素化物
を含む。陰極すなわち電位の低い方の極は、例え
ば、NiOCHまたはMnOOHから構成することがで
きる。電解質はKOH溶液のようなアルカリ溶液
から構成することができる。本発明による電極を
有する二次電池の構造は、陰極すなわち電位の低
い方の極の一部である金属間化合物が、所望なら
ば、電池が充電される瞬間までは水素化物に変化
されないという違いはあるが、一次電池の構造と
本質的には違わない。前記の電池が放電される場
合には、次の反応が起る。 ABnHm→ABn＋mH+＋me （陽極） mNiOOH＋mH+＋me→mNi（OH）2 （陰極） 二次電池を充電する場合には、これらの反応が
反対方向に進行する。勿論、記載されたこの電極
はまた燃料電池に用いることができ、次いで水素
が気体の形状で提供される。次いで次式が陽極に
おいて起る。 ABn＋ｍ／２H2→ABnHm （吸収） ABnHm→ABn＋mH+＋me 水より他の溶剤を用いることは勿論また可能で
あり、いくらかの金属間化合物のそれほど不活性
でない特性に鑑みて、水との反応の危険性があ
り、酸化物が同時に生成される場合には、これは
重要である。 実際に、電極材料が電解液によつて腐食される
危険性があるようであれば、それは、電解、化学
的蒸気堆積、無電解鍍金、電気泳動またはこの目
的に好適の方法によつて、例えばパラジウムまた
はTiNi3の耐食性、水素透過性の被覆を既知の方
法で設けることができる。 本発明をさらに図面について説明する。 記号１および２は、金属線織物の縦横交差線を
示す。金属間化合物の粒子３の被覆が、この織物
１―２のどちらか一方の側面に焼結される。親水
性巨大分子物質がこれらの粒子３の間に存在す
る。 第２図に模式的に示された二次電池は、本発明
による水素化物を生成する金属間化合物で被覆さ
れた金属ガーゼ細条２２（陽極）すなわち電位の
高い方の電極Ni（OH）2を含む多孔性ニツケル層
２３（陰極）電位の低い方の電極およびポリプロ
ピレン繊維のセパレータ（フエルト）２４から構
成された組立てを、例えば、ニツケルまたはニツ
ケル鍍金した鋼の管体２１に具える。細条２２お
よび層２３の各々は、相互に連結され（図示せ
ず）、電極２５および２６それぞれに接続され
る。 実施態様： 溶融体から得られたZr2Niをニツケルカルボニ
ル粉末と共に１：１の比に窒素雰囲気中で100μ
より小さい粒子の大きさまで磨砕した。周囲温度
においてプレスにて0.5ton／cm2の圧力で、この混
合物から直径８mm厚さ約1.0mmのプレートが加圧
成形された。各プレートは約250mgの目方があつ
た。このことの結果から有孔率が約40％になり、
これは電解液を適当に含浸させるのに重要であ
る。この処理工程によつて作られかつZr2Ni130mg
を含むプレートを電気化学電池の試験電極として
用いた。しかしてこの電池にはまたNi（OH）2／
NiOOHの反対電極、Ag／AgClの参考電極および
6HKOH電解液を用いた。その温度は22℃であつ
た。可逆的水素電極の電位が、１気圧のH2圧力
において参考電極に関して―1085mVであること
が、これらの条件において明白になつた。試験電
極が参考電極に関し―1080mVにもたらされた
時、最初30mAでありその後急速に減少した陽極
電流が流れたことが明白になつた。電流の強さが
1.5mAより低く落ちた時、静電位電法（ポテンシ
オスタチツクチヤージング プロセス）を中止し
た。その瞬間に104Asec荷電が変換された。その
後、試験電極の静止した電位が、Ａｇ／ＡｇCl
参考電極に関し―1041mVであつた。Zr2Niの水素
化物の生成のほかは、調節された電位において陽
極電流を生じさせることができる何等の方法もこ
の装置にはない。１気圧のH2圧力において可逆
的水素電位に関し陰極に電位の低い方の電極にな
るこの電位から、明らかに１気圧より低い平衡圧
を有する水素化物が生成されることは明白であ
る。ネルンストの式が測定された平衡電位に適用
される時、それが約0.035気圧の平衡圧に相当す
ることが明白になる。消費された荷電がZr2Niの
量に関係するならば、222Ah／Kgの容量が見出さ
れる。この点において、静電位充電法（ポテンシ
オ スタチツク チヤージンク プロセス）を中
止することによつてこの材料が最大容量まで充電
されないということは注意すべきである。 以上要するに本発明は、一次、二次電池および
燃料電池用電極が、水素１瓦分子当り―10kCal
より小さい生成熱を有する水素化物を生成する金
属間化合物から成るものである。
10-1気圧またはそれ以下に達する。比較のため、
計算された約−6kcalの△Ｈ／H2瓦分子における
LaNi5の平衡圧が、約3.5気圧に達し、計算された
約−9kcalの△Ｈ／H2瓦分子におるTi2Niの平衡
圧が、約１気圧に達するということは注意すべき
である。 本発明により電解質水溶液と共同して用いる電
極は、例えば、次の如く製造することができる。
すなわち、 例えば、所望の金属を適当な比にして溶融する
ことにある調製後、この金属間化合物を１回また
は２回以上これを水素と共に充電することによつ
て粉末にし、水素からそれを遊離させる。その後
この粉末を、例えばバインダーによつて金属支持
体に塗布する。この目的のため、金属間化合物の
水素化物の全部または一部から成るこの粉末を、
このバインダーをも溶解することのできる有機溶
剤中に懸濁させる。適当な有機溶剤は、例えば、
トルエン、キシレン、プロパノールである。 その後、得られた懸濁液に有機バインダーを加
え、次の工程にてこのバインダーをなんら残渣を
残さずに焼成することによつて除去しなければな
らない。この目的のための好適のバインダーは、
例えば、溶剤100ml当り20ｇの量の、例えば、ポ
リスチレンまたはニトロセルロースである。その
後、金属ガーゼの細条が、要求いかんによつて、
その両面または片面に、この懸濁液にて均一に被
覆され、乾燥される。この金属ガーゼは、例え
ば、ニツケルまたはステンレス鋼から成る。孔を
あけた金属板または有孔性金属支持体として用い
ることができる。炉内にてバインダーを先ず焼い
て除去し、その後粉末を焼結する。この目的のた
め、バインダーが蒸発または分解する温度にてし
ばらくの間、一定温度に保つ。一般にこの温度は
前記バインダーに対しては250―300℃である。焼
結は、好ましくは真空中または還元性雰囲気にて
融点より少し下の温度にて行う。金属間化合物の
粉末は、また電気泳動によつて金属ガーゼに塗布
することができる。ここでは粉末はメタノールの
ような極性有機溶剤中に懸濁されている。金属支
持体をこの懸濁液中に入れ、例えば陰極に接続す
る。所望の厚みの層を得た後、前述のように焼結
する。その後、得られた有孔層を巨大分子物質の
溶液で含浸させることがきる。しかしてこの巨大
分子物質は、親水性であつて、次の操作におい
て、例えば熱処理によつてまたは赤外線放射によ
つて、水に不溶性にされるか、または水に不溶性
であつて、巨大分子物質を、勿論、水に不溶性の
まゝで残さなければならない次の操作において、
例えば齢化によつて、親水性にされるか何れかで
ある。この手段を用いることによつて、電極の充
電および放電中に、電極材料の結合を保持させる
ことができる。硬化または架橋を促進しまたは生
じさせる補助物質の存在でまたは存在なしに熱処
理のような物理的処理によつて、例えば、電解質
水溶液に不溶性にすることができる巨大分子物質
を、アルコール性水酸基を有する親水性巨大分子
物質として特に用いることができる。例えば、ポ
リピニルアルコールは、本発明による電極として
電解質水溶液に用いるのに特に好適であるように
思われる。その場合に、例えば、補助物質として
塩化アンモニウムまたは水硫化ナトリウムを用い
ることができる。次いで熱処理は、空気中で10〜
20分間120〜150℃まで炉にて加熱することから成
る。この製造に用いることができる水に不溶性の
巨大分子物質は、例えば、有機溶剤に溶解するこ
とができる齢化性のセルロース アセトブチレー
トである。含浸後、この巨大分子物質は、例え
ば、アルコール性溶液で齢化される。 上述の焼結作業は、金属間化合物の粒子間の水
素移動が十分に行なわれるようにする。この親水
性巨大分子物質は、充電および放電中における有
孔層の永久的凝集を保証するバインダーとして役
立つ。このバインダーの親水性の特性により、電
解質水溶液がイオン輸送を可能にする焼結層の中
に浸入することができる。一般に浸水性バインダ
ーは、電気化学装置の内部抵抗を全く増加しない
か、または殆んど増加しない。 望ましい電極材料を試験するのに特に好適であ
るもう一つ他の方法によれば、電気化学的活性の
粉末物質をニツケルまたは銅粉末と混合し加圧し
て電極を形成する。 本発明による電極を備えた一次電池は、例え
ば、次のように構成することができる。 この陽極または陰極は、電気化学的活性材料と
して本発明による金属間化合物の１つの水素化物
を含む。陰極すなわち電位の低い方の極は、例え
ば、NiOCHまたはMnOOHから構成することがで
きる。電解質はKOH溶液のようなアルカリ溶液
から構成することができる。本発明による電極を
有する二次電池の構造は、陰極すなわち電位の低
い方の極の一部である金属間化合物が、所望なら
ば、電池が充電される瞬間までは水素化物に変化
されないという違いはあるが、一次電池の構造と
本質的には違わない。前記の電池が放電される場
合には、次の反応が起る。 ABnHm→ABn＋mH+＋me （陽極） mNiOOH＋mH+＋me→mNi（OH）2 （陰極） 二次電池を充電する場合には、これらの反応が
反対方向に進行する。勿論、記載されたこの電極
はまた燃料電池に用いることができ、次いで水素
が気体の形状で提供される。次いで次式が陽極に
おいて起る。 ABn＋ｍ／２H2→ABnHm （吸収） ABnHm→ABn＋mH+＋me 水より他の溶剤を用いることは勿論また可能で
あり、いくらかの金属間化合物のそれほど不活性
でない特性に鑑みて、水との反応の危険性があ
り、酸化物が同時に生成される場合には、これは
重要である。 実際に、電極材料が電解液によつて腐食される
危険性があるようであれば、それは、電解、化学
的蒸気堆積、無電解鍍金、電気泳動またはこの目
的に好適の方法によつて、例えばパラジウムまた
はTiNi3の耐食性、水素透過性の被覆を既知の方
法で設けることができる。 本発明をさらに図面について説明する。 記号１および２は、金属線織物の縦横交差線を
示す。金属間化合物の粒子３の被覆が、この織物
１―２のどちらか一方の側面に焼結される。親水
性巨大分子物質がこれらの粒子３の間に存在す
る。 第２図に模式的に示された二次電池は、本発明
による水素化物を生成する金属間化合物で被覆さ
れた金属ガーゼ細条２２（陽極）すなわち電位の
高い方の電極Ni（OH）2を含む多孔性ニツケル層
２３（陰極）電位の低い方の電極およびポリプロ
ピレン繊維のセパレータ（フエルト）２４から構
成された組立てを、例えば、ニツケルまたはニツ
ケル鍍金した鋼の管体２１に具える。細条２２お
よび層２３の各々は、相互に連結され（図示せ
ず）、電極２５および２６それぞれに接続され
る。 実施態様： 溶融体から得られたZr2Niをニツケルカルボニ
ル粉末と共に１：１の比に窒素雰囲気中で100μ
より小さい粒子の大きさまで磨砕した。周囲温度
においてプレスにて0.5ton／cm2の圧力で、この混
合物から直径８mm厚さ約1.0mmのプレートが加圧
成形された。各プレートは約250mgの目方があつ
た。このことの結果から有孔率が約40％になり、
これは電解液を適当に含浸させるのに重要であ
る。この処理工程によつて作られかつZr2Ni130mg
を含むプレートを電気化学電池の試験電極として
用いた。しかしてこの電池にはまたNi（OH）2／
NiOOHの反対電極、Ag／AgClの参考電極および
6HKOH電解液を用いた。その温度は22℃であつ
た。可逆的水素電極の電位が、１気圧のH2圧力
において参考電極に関して―1085mVであること
が、これらの条件において明白になつた。試験電
極が参考電極に関し―1080mVにもたらされた
時、最初30mAでありその後急速に減少した陽極
電流が流れたことが明白になつた。電流の強さが
1.5mAより低く落ちた時、静電位電法（ポテンシ
オスタチツクチヤージング プロセス）を中止し
た。その瞬間に104Asec荷電が変換された。その
後、試験電極の静止した電位が、Ａｇ／ＡｇCl
参考電極に関し―1041mVであつた。Zr2Niの水素
化物の生成のほかは、調節された電位において陽
極電流を生じさせることができる何等の方法もこ
の装置にはない。１気圧のH2圧力において可逆
的水素電位に関し陰極に電位の低い方の電極にな
るこの電位から、明らかに１気圧より低い平衡圧
を有する水素化物が生成されることは明白であ
る。ネルンストの式が測定された平衡電位に適用
される時、それが約0.035気圧の平衡圧に相当す
ることが明白になる。消費された荷電がZr2Niの
量に関係するならば、222Ah／Kgの容量が見出さ
れる。この点において、静電位充電法（ポテンシ
オ スタチツク チヤージンク プロセス）を中
止することによつてこの材料が最大容量まで充電
されないということは注意すべきである。 以上要するに本発明は、一次、二次電池および
燃料電池用電極が、水素１瓦分子当り―10kCal
より小さい生成熱を有する水素化物を生成する金
属間化合物から成るものである。
第１図は本発明に系る電極の一部を拡大して示
す横断面図、第２図は本発明に係る二次電池の側
縦断面図である。 １，２……金属線織物の縦横交差線、３……粒
子、２１……管体、２２……金属ガーゼ細条、２
３……多孔性ニツケル層、２４……ポリプロピレ
ン繊維から成るセパレータ（フエルト）、２５，
２６……電極。
す横断面図、第２図は本発明に係る二次電池の側
縦断面図である。 １，２……金属線織物の縦横交差線、３……粒
子、２１……管体、２２……金属ガーゼ細条、２
３……多孔性ニツケル層、２４……ポリプロピレ
ン繊維から成るセパレータ（フエルト）、２５，
２６……電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 電気化学的活性部分が水素化物を生成する金
属間化合物から成る一次、二次または燃料電池用
電極において、 電気化学的活性部分が、チタンとニツケルとの
化合物を除いて、−10KCal.に等しいかまたはそ
れより小さい水素１瓦分子当り金属間化合物から
生成する水素化物の生成熱を有する、チタン、ジ
ルコニウムまたはハフニウムによつて構成される
群から選ばれる金属と、銅、クロム、コバルト、
ニツケル、バナジウム、マンガンおよび鉄によつ
て構成される群から選ばれる金属との水素化物を
生成する金属間化合物から成ることを特徴とする
一次、二次または燃料電池用電極。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL7600029A NL7600029A (nl) | 1976-01-05 | 1976-01-05 | Elektrode, waarvan het elektrochemisch actieve deel uit een hydride vormende intermetallische verbinding bestaat en batterij en brandstofcel voorzien van een dergelijke elektrode. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5286127A JPS5286127A (en) | 1977-07-18 |
| JPS6157657B2 true JPS6157657B2 (ja) | 1986-12-08 |
Family
ID=19825396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30077A Granted JPS5286127A (en) | 1976-01-05 | 1977-01-05 | Electrode for primary * secondary or fuel cell |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5286127A (ja) |
| BE (1) | BE850081A (ja) |
| DE (1) | DE2659337B2 (ja) |
| FR (1) | FR2337437A1 (ja) |
| GB (1) | GB1571299A (ja) |
| NL (1) | NL7600029A (ja) |
| SE (1) | SE7700025L (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4107395A (en) * | 1977-09-20 | 1978-08-15 | Communication Satellite Corporation | Overchargeable sealed metal oxide/lanthanum nickel hydride battery |
| CA1240363A (en) * | 1983-10-28 | 1988-08-09 | John E. Keem | Electrodes made with disordered active material and method of making the same |
| JPH061695B2 (ja) * | 1985-06-17 | 1994-01-05 | 三洋電機株式会社 | 水素吸蔵電極 |
| JPH0648623B2 (ja) * | 1985-10-16 | 1994-06-22 | 三洋電機株式会社 | 水素吸蔵電極 |
| KR920010422B1 (ko) * | 1987-05-15 | 1992-11-27 | 마쯔시다덴기산교 가부시기가이샤 | 수소흡수저장전극 및 그 제조법 |
| NL8701778A (nl) * | 1987-07-28 | 1989-02-16 | Philips Nv | Elektrochemische cel. |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH495060A (de) * | 1967-05-02 | 1970-08-15 | Battelle Memorial Inst Interna | Akkumulator-Elektrode mit Speichervermögen für Wasserstoff und Verfahren zu deren Herstellung |
| IT1002897B (it) * | 1973-02-17 | 1976-05-20 | Deutsche Automobilgesellsch | Elettrodo di accumulo per celle galvaniche |
-
1976
- 1976-01-05 NL NL7600029A patent/NL7600029A/xx not_active Application Discontinuation
- 1976-12-29 DE DE2659337A patent/DE2659337B2/de not_active Ceased
- 1976-12-31 GB GB54428/76A patent/GB1571299A/en not_active Expired
-
1977
- 1977-01-03 SE SE7700025A patent/SE7700025L/xx unknown
- 1977-01-04 BE BE173832A patent/BE850081A/xx not_active IP Right Cessation
- 1977-01-05 JP JP30077A patent/JPS5286127A/ja active Granted
- 1977-01-05 FR FR7700151A patent/FR2337437A1/fr active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE7700025L (sv) | 1977-07-06 |
| FR2337437B1 (ja) | 1981-06-26 |
| DE2659337A1 (de) | 1977-07-14 |
| GB1571299A (en) | 1980-07-09 |
| JPS5286127A (en) | 1977-07-18 |
| FR2337437A1 (fr) | 1977-07-29 |
| NL7600029A (nl) | 1977-07-07 |
| DE2659337B2 (de) | 1979-05-10 |
| BE850081A (fr) | 1977-07-04 |
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