Mg系水素吸蔵合金のナノ結晶構造制御と表面改質の効果

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09555273
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 岩倉 千秋 大阪府立大学, 工学部, 教授 (00029183)
• 研究分担者: 張 樹国 大阪府立大学, 工学部, 助手 (10295719) ; 古川 直治 大阪府立大学, 工学部, 講師 (70081338) ; 井上 博史 大阪府立大学, 工学部, 助教授 (00213174)
• キーワード: ニッケル-水素電池 / Mg系水素吸蔵合金 / Mg_2Ni-Ni複合体 / 非晶質構造 / ボールミル / 改質 / 負極特性 / 水素吸蔵特性

研究概要

本年度は、結晶性のMg_2Ni合金を50〜150wt.%のNiとボールミルすることによりMg_2Ni-Ni複合体を作製し、それらの負極特性や水素吸蔵特性を調べた。本研究により得られた知見を総括すると以下のようになる。
1. 結晶性のMg_2Ni合金をNiとボールミルすることにより改質すると、Ni量によらず、非晶質構造に変化することが明らかになった。
2. Mg_2Ni-Ni複合体のNi量増加させることにより、放電曲線において水素放出に基づくプラトー電位がより卑な方向にシフトし、サイクル特性も向上することが明らかになった。これは、水素の平衡解離圧の上昇と水素放出速度の増大に起因すると考えられる。
3. Mg_2Ni-70wt.%Ni複合体は、30℃において1サイクル目で約870mAh g(Mg_2Ni)^<-1>[510mAh g(Mg_2Ni+Ni)^<-1>]という最高の放電容量を示した。また、導電材をCu粉末の代わりに10倍量のNi粉末を用いた場合には、約1080mAh g(Mg_2Ni)^<-1>[636mAh g(Mg_2Ni+Ni)^<-1>]とさらに高い放電容量を示すことが明らかになった。
4. Mg_2Ni-Ni複合体のNi量の増加により、高率放電能が向上することがわかった。また、Ni量が少ないほど放電電流密度の低下により放電容量が増大し、サイクル特性が大きく向上することが明らかになった。

研究成果

• [文献書誌] Shinji Nohara: "Electrochemical Characteristics of a Homogeneous Amorphous Alloy Prepared by Ball-Milling Mg_2Ni with Ni" J.Alloys Comp.267・1-2. 76-78 (1998)
• [文献書誌] Hiroshi Inoue: "Effect of Ball-Milling on Electrochemical and Physicochemical Characteristics of Crystalline Mg_2Ni Alloy" Electrochem.Acta. 43・14-15. 2215-2219 (1998)
• [文献書誌] Hiroshi Inoue: "Preparation and Electrochemical Characterization of Mg_2Ni Alloys with Different Crystallinities" Electrochem.Acta. 43・14-15. 2221-2224 (1998)
• [文献書誌] Shu Guo Zhang: "Surface Analysis of an Amorphous MgNi Alloy Prepared by Mechanical Alloying for Use in Nickel-Metal Hydride Batteries" J.Alloys Comp.270・1-2. 123-126 (1998)
• [文献書誌] Chiaki Iwakura: "Hydriding and Electrochemical Characteristics of a Homogeneous Amorphous Mg_2Ni-Ni Composite" J.Alloys Comp.270・1-2. 142-144 (1998)
• [文献書誌] Shinji Nohara: "Electrochemical Characteristics of an Amorphous Mg_<0.9>V_<0.1>Ni Alloy Prepared by Mechanical Alloying" J.Alloys Comp.280・1-2. 104-106 (1998)
• [文献書誌] Chiaki Iwakura: "Hydriding and Dehydriding Characteristics of an Amorphous Mg_2Ni-Ni Composite" J.Alloys.Comp.(in press). (1999)
• [文献書誌] Chiaki Iwakura: "Raman and X-Ray Photoelectron Spectroscopic Investigations on a New Electrode Material for Nickel-Metal Hydride Batteries: MgNi-Graphite Composites Prepared by Ball-Milling" J.Electrochem.Soc.(in press). (1999)