組成制御したMg系水素吸蔵合金の表面構造解析と負極特性

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11118264
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 岩倉 千秋 大阪府立大学, 工学部, 教授 (00029183)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 張 樹国 大阪府立大学, 工学部, 助手 (10295719) ; 井上 博史 大阪府立大学, 工学部, 助教授 (00213174)
• Keywords: ニッケル-水素電池 / Mg系水素吸蔵合金 / MgNi / 充放電サイクル特性 / 負極特性 / 炭素材料 / ボールミル / 表面改質

Research Abstract

研究代表者らは、メカニカルアロイング法で作製したMgNiをさらにグラファイトで表面改質すると水素吸蔵特性や負極特性が飛躍的に向上することをすでに見出している。本研究では、種々の炭素材料によりMgNiの表面を改質したときの水素放出特性および負極特性を調べ、これらに及ぼす添加した炭素材料の結晶性と改質時間の影響を検討した。得られた知見を総括すると以下のようになる。
1. グラファイト>MCMB1800℃>ケッチェンブラックの順に結晶性が低くなる3種類の炭素材料で10分間表面改質することにより作製したMgNi-炭素材料複合体の水素化物に対する熱重量分析により、水素放出は炭素材料によらず室温付近から始まることおよび水素放出量は結晶性の増加とともに増大することが明らかになった。
2. 三種類のMgNi-炭素材料複合体のX線回折測定により、結晶性の低い炭素材料で表面改質した場合にMgNi_3Cの生成することがわかった。また、水素吸蔵・放出能をもたないMgNi_3Cの生成量は改質時間に比例して増大することが明らかになった。
3. 三種類のMgNi-炭素材料複合体負極を用いて充放電測定したところ、いずれもMgNi負極の場合に比べて優れたサイクル特性を示すことがわかった。また、いずれの炭素材料を用いた場合にも放電容量が極大となる最適な改質時間が存在し、それは炭素材料の結晶性の低下とともに短くなることがわかった。

Research Products

• [Publications] Chiaki Iwakura: "Roman and X-Ray Photoelectron Spectroscopic Investigations on a New Electrode Material for Nickel-Metal Hydride Batteries : MgNi-Graphite Composites Prepared by Ballmilling"J. Electrochem. Soc.. 146・5. 1659-1663 (1999)
• [Publications] Shu G. Zhang: "Electrochemlcal and Structural Characteristics of Amorphous MgNi_×(XZ1) alloys prepared by mechanical alloying"J. Alloys Comp.. 293-295. 552-555 (1999)
• [Publications] Chiaki Iwakura: "A New Electrode Material for Nickel-Metal Hydride Batteries : MgNi-Graphite Composites Prepared by Ball-Milling"J. Alloys Comp.. 293-295. 653-657 (1999)
• [Publications] Shu G. Zhang: "Physicochemical and Electrochemical Hydriding-Dehydriding Characteristics of Amorphous MgNi_×(X=1.0, 1.5, 2.0)Alloys Prepared by Mechanical Alloying"J. Solid State Electrochem.. (in press). (2000)
• [Publications] 岩倉千秋: "電池技術第11巻"(社)電気化学会電池技術委員会. 140 (1999)