JPH11329480A - アルカリ二次電池 - Google Patents
アルカリ二次電池Info
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- JPH11329480A JPH11329480A JP10131530A JP13153098A JPH11329480A JP H11329480 A JPH11329480 A JP H11329480A JP 10131530 A JP10131530 A JP 10131530A JP 13153098 A JP13153098 A JP 13153098A JP H11329480 A JPH11329480 A JP H11329480A
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- Japan
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- negative electrode
- secondary battery
- vessel
- conductive substrate
- nickel
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- Pending
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- 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
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高率放電特性に優れ、かつ高容量なアルカリ
二次電池を提供することを目的とする。 【解決手段】 水素吸蔵合金及び導電性基板を含む負極
４を具備するアルカリ二次電池であって、前記二次電池
のエネルギー充填密度は３１０Ｗｈ／ｌ以上であり、か
つ前記導電性基板は、厚さが１０〜２０μｍのニッケル
箔であることを特徴とする。
二次電池を提供することを目的とする。 【解決手段】 水素吸蔵合金及び導電性基板を含む負極
４を具備するアルカリ二次電池であって、前記二次電池
のエネルギー充填密度は３１０Ｗｈ／ｌ以上であり、か
つ前記導電性基板は、厚さが１０〜２０μｍのニッケル
箔であることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水素を活物質とす
る負極を改良したアルカリ二次電池に関するものであ
る。
る負極を改良したアルカリ二次電池に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】アルカリ二次電池の一例であるニッケル
水素二次電池は、水酸化ニッケルを活物質として含むペ
ースト式正極と水素吸蔵合金を含むペースト式負極との
間にセパレータを介在させた電極群をアルカリ電解液と
共に容器内に収納し、密閉した構造を有する。このニッ
ケル水素二次電池は、ペースト式水素吸蔵合金負極の代
わりにカドミウム化合物を含む負極を用いるニッケルカ
ドミウム二次電池と電圧の互換性があり、かつニッケル
カドミウム二次電池に比べて高容量であるという優れた
特性を有する。また、ニッケル水素二次電池は、携帯用
電話機や携帯型撮像機などの各種電子機器の作動電源と
して広く実用化され、近年、さらなる高容量化と長寿命
化が要望されている。
水素二次電池は、水酸化ニッケルを活物質として含むペ
ースト式正極と水素吸蔵合金を含むペースト式負極との
間にセパレータを介在させた電極群をアルカリ電解液と
共に容器内に収納し、密閉した構造を有する。このニッ
ケル水素二次電池は、ペースト式水素吸蔵合金負極の代
わりにカドミウム化合物を含む負極を用いるニッケルカ
ドミウム二次電池と電圧の互換性があり、かつニッケル
カドミウム二次電池に比べて高容量であるという優れた
特性を有する。また、ニッケル水素二次電池は、携帯用
電話機や携帯型撮像機などの各種電子機器の作動電源と
して広く実用化され、近年、さらなる高容量化と長寿命
化が要望されている。
【０００３】密閉型ニッケル水素二次電池をより高容量
にするには容量規制極である正極容量を増加させる必要
がある。しかしながら、電極群及びアルカリ電解液を収
容するスペースには限りがあるため、正極容量を増加さ
せるとアルカリ電解液を収容するためのスペースが不足
し、過充電時に漏液を生じやすくなるという問題点を招
く。漏液を防ぐためにアルカリ電解液量を削減すると、
放電容量及びサイクル寿命が低下する。
にするには容量規制極である正極容量を増加させる必要
がある。しかしながら、電極群及びアルカリ電解液を収
容するスペースには限りがあるため、正極容量を増加さ
せるとアルカリ電解液を収容するためのスペースが不足
し、過充電時に漏液を生じやすくなるという問題点を招
く。漏液を防ぐためにアルカリ電解液量を削減すると、
放電容量及びサイクル寿命が低下する。
【０００４】アルカリ電解液を収容するためのスペース
を確保するためには、負極の体積エネルギー密度を高め
て負極体積を低減する必要がある。ところで、ペースト
式負極は、水素吸蔵合金粉末、導電材及び結着剤を水の
存在下で混練してペーストを調製し、このペーストをパ
ンチドメタル、フェルト状金属多孔体などの多孔質構造
の導電性基板に充填し、乾燥し、加圧成形することによ
り得られる。この負極の体積エネルギー密度を高める手
法として導電性基板の厚さを薄くすることが考えられて
いる。
を確保するためには、負極の体積エネルギー密度を高め
て負極体積を低減する必要がある。ところで、ペースト
式負極は、水素吸蔵合金粉末、導電材及び結着剤を水の
存在下で混練してペーストを調製し、このペーストをパ
ンチドメタル、フェルト状金属多孔体などの多孔質構造
の導電性基板に充填し、乾燥し、加圧成形することによ
り得られる。この負極の体積エネルギー密度を高める手
法として導電性基板の厚さを薄くすることが考えられて
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た多孔質な導電性基板の厚さを薄くすると、導電性が低
下し、大電流で放電した際の放電容量が低下するという
問題点を生じる。また、導電性基板の強度が低下するた
め、加圧成形時に基板が破断しやすくなる。
た多孔質な導電性基板の厚さを薄くすると、導電性が低
下し、大電流で放電した際の放電容量が低下するという
問題点を生じる。また、導電性基板の強度が低下するた
め、加圧成形時に基板が破断しやすくなる。
【０００６】従って、従来の技術ではエネルギー密度が
３１０Ｗｈ／ｌ以上の高容量で、高率放電特性に優れた
ニッケル水素二次電池を作ることが困難であった。
３１０Ｗｈ／ｌ以上の高容量で、高率放電特性に優れた
ニッケル水素二次電池を作ることが困難であった。
【０００７】本発明は、高率放電特性に優れ、かつ高容
量なアルカリ二次電池を提供しようとするものである。
量なアルカリ二次電池を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係るアルカリ二
次電池は、水素吸蔵合金及び導電性基板を含む負極を具
備するアルカリ二次電池であって、前記二次電池のエネ
ルギー充填密度は３１０Ｗｈ／ｌ以上であり、かつ前記
導電性基板は、厚さが１０〜２０μｍのニッケル箔であ
ることを特徴とするものである。
次電池は、水素吸蔵合金及び導電性基板を含む負極を具
備するアルカリ二次電池であって、前記二次電池のエネ
ルギー充填密度は３１０Ｗｈ／ｌ以上であり、かつ前記
導電性基板は、厚さが１０〜２０μｍのニッケル箔であ
ることを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係わるアルカリ二
次電池（例えば円筒形アルカリ二次電池）を図１を参照
して詳細に説明する。
次電池（例えば円筒形アルカリ二次電池）を図１を参照
して詳細に説明する。
【００１０】有底円筒状の容器１内には、正極２とセパ
レータ３と負極４とを積層してスパイラル状に捲回する
ことにより作製された電極群５が収納されている。前記
負極４は、前記電極群５の最外周に配置されて前記容器
１と電気的に接触している。アルカリ電解液は、前記容
器１内に収容されている。中央に孔６を有する円形の第
１の封口板７は、前記容器１の上部開口部に配置されて
いる。リング状の絶縁性ガスケット８は、前記封口板７
の周縁と前記容器１の上部開口部内面の間に配置され、
前記上部開口部を内側に縮径するカシメ加工により前記
容器１に前記封口板７を前記ガスケット８を介して気密
に固定している。正極リード９は、一端が前記正極２に
接続、他端が前記封口板７の下面に接続されている。帽
子形状をなす正極端子１０は、前記封口板７上に前記孔
６を覆うように取り付けられている。ゴム製の安全弁１
１は、前記封口板７と前記正極端子１０で囲まれた空間
内に前記孔６を塞ぐように配置されている。中央に穴を
有する絶縁材料からなる円形の押え板１２は、前記正極
端子１０上に前記正極端子１０の突起部がその押え板１
２の前記穴から突出されるように配置されている。外装
チューブ１３は、前記押え板１２の周縁、前記容器１の
側面及び前記容器１の底部周縁を被覆している。
レータ３と負極４とを積層してスパイラル状に捲回する
ことにより作製された電極群５が収納されている。前記
負極４は、前記電極群５の最外周に配置されて前記容器
１と電気的に接触している。アルカリ電解液は、前記容
器１内に収容されている。中央に孔６を有する円形の第
１の封口板７は、前記容器１の上部開口部に配置されて
いる。リング状の絶縁性ガスケット８は、前記封口板７
の周縁と前記容器１の上部開口部内面の間に配置され、
前記上部開口部を内側に縮径するカシメ加工により前記
容器１に前記封口板７を前記ガスケット８を介して気密
に固定している。正極リード９は、一端が前記正極２に
接続、他端が前記封口板７の下面に接続されている。帽
子形状をなす正極端子１０は、前記封口板７上に前記孔
６を覆うように取り付けられている。ゴム製の安全弁１
１は、前記封口板７と前記正極端子１０で囲まれた空間
内に前記孔６を塞ぐように配置されている。中央に穴を
有する絶縁材料からなる円形の押え板１２は、前記正極
端子１０上に前記正極端子１０の突起部がその押え板１
２の前記穴から突出されるように配置されている。外装
チューブ１３は、前記押え板１２の周縁、前記容器１の
側面及び前記容器１の底部周縁を被覆している。
【００１１】以下、前記負極４、正極２、セパレータ３
およびアルカリ電解液について詳細に説明する。
およびアルカリ電解液について詳細に説明する。
【００１２】（１）負極４ この負極４は、水素吸蔵合金を含むペーストを導電性基
板に塗布した構造を有し、前記導電性基板は、厚さが１
０〜２０μｍのニッケル箔である。
板に塗布した構造を有し、前記導電性基板は、厚さが１
０〜２０μｍのニッケル箔である。
【００１３】前記負極４は、例えば、水素吸蔵合金粉末
に導電材を添加し、結着剤及び水と共に混練してペース
トを調製し、前記ペーストを導電性基板に塗布し、乾燥
させた後、プレス成形することにより製造される。
に導電材を添加し、結着剤及び水と共に混練してペース
トを調製し、前記ペーストを導電性基板に塗布し、乾燥
させた後、プレス成形することにより製造される。
【００１４】前記水素吸蔵合金は、格別制限されるもの
ではなく、電解液中で電気化学的に発生させた水素を吸
蔵でき、かつ放電時にその吸蔵水素を容易に放出できる
ものであればよい。例えば、ＬａＮｉ5 、ＭｍＮｉ
5 （Ｍｍはミッシュメタル）、ＬｍＮｉ5 （ＬｍはＬａ
を含む希土類元素から選ばれる少なくとも一種）、これ
らの合金のＮｉの一部をＡｌ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｃ
ｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｂの様な元素で置換した多元素
系のもの、またはＴｉＮｉ系、ＴｉＦｅ系のものを挙げ
ることができる。中でも、一般式ＬｍＮｉw Ｃｏx Ａｌ
y Ｍｎz （但し、Ｌｍは、Ｌａを含む希土類元素から選
ばれる少なくとも１種であり、原子比ｗは３．３０≦ｗ
≦４．５０、原子比ｘは０．５０≦ｘ≦１．１０、原子
比ｙは０．２０≦ｙ≦０．５０、原子比ｚは０．０５≦
ｚ≦０．２０で、かつ原子比ｗ，ｘ，ｙ，ｚの合計値は
４．９０≦ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚ≦５．５０である）で表され
る組成の希土類−ニッケル系水素吸蔵合金が好ましい。
前記一般式で表される希土類−ニッケル系水素吸蔵合金
は、Ｍｎの溶出が少ないため、サイクル寿命を長くする
ことができ、かつ低コストである。前記原子比ｗ，ｘ，
ｙ，ｚのより好ましい値は、それぞれ３．８０≦ｗ≦
４．２０、０．７０≦ｘ≦０．９０、０．３０≦ｙ≦
０．４０、０．０８≦ｚ≦０．１３で、かつその合計値
が５．００≦ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚ≦５．２０である。
ではなく、電解液中で電気化学的に発生させた水素を吸
蔵でき、かつ放電時にその吸蔵水素を容易に放出できる
ものであればよい。例えば、ＬａＮｉ5 、ＭｍＮｉ
5 （Ｍｍはミッシュメタル）、ＬｍＮｉ5 （ＬｍはＬａ
を含む希土類元素から選ばれる少なくとも一種）、これ
らの合金のＮｉの一部をＡｌ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｃ
ｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｂの様な元素で置換した多元素
系のもの、またはＴｉＮｉ系、ＴｉＦｅ系のものを挙げ
ることができる。中でも、一般式ＬｍＮｉw Ｃｏx Ａｌ
y Ｍｎz （但し、Ｌｍは、Ｌａを含む希土類元素から選
ばれる少なくとも１種であり、原子比ｗは３．３０≦ｗ
≦４．５０、原子比ｘは０．５０≦ｘ≦１．１０、原子
比ｙは０．２０≦ｙ≦０．５０、原子比ｚは０．０５≦
ｚ≦０．２０で、かつ原子比ｗ，ｘ，ｙ，ｚの合計値は
４．９０≦ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚ≦５．５０である）で表され
る組成の希土類−ニッケル系水素吸蔵合金が好ましい。
前記一般式で表される希土類−ニッケル系水素吸蔵合金
は、Ｍｎの溶出が少ないため、サイクル寿命を長くする
ことができ、かつ低コストである。前記原子比ｗ，ｘ，
ｙ，ｚのより好ましい値は、それぞれ３．８０≦ｗ≦
４．２０、０．７０≦ｘ≦０．９０、０．３０≦ｙ≦
０．４０、０．０８≦ｚ≦０．１３で、かつその合計値
が５．００≦ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚ≦５．２０である。
【００１５】前記導電性基板であるニッケル箔の厚さを
前記範囲に規定したのは、次のような理由によるもので
ある。厚さを１０μｍ未満にすると、導電性基板の強度
が低下し、加圧成形時に基板が断裂しやすくなる。一
方、厚さが２０μｍを越えると、負極の体積効率が低下
するため、エネルギー充填密度が３１０Ｗｈ／ｌ以上の
アルカリ二次電池において漏液、あるいは充放電特性の
低下を招く。
前記範囲に規定したのは、次のような理由によるもので
ある。厚さを１０μｍ未満にすると、導電性基板の強度
が低下し、加圧成形時に基板が断裂しやすくなる。一
方、厚さが２０μｍを越えると、負極の体積効率が低下
するため、エネルギー充填密度が３１０Ｗｈ／ｌ以上の
アルカリ二次電池において漏液、あるいは充放電特性の
低下を招く。
【００１６】前記導電材としては、例えばカーボンブラ
ック、黒鉛等を挙げることができる。
ック、黒鉛等を挙げることができる。
【００１７】前記結着剤としては、例えばポリアクリル
酸ソーダ、ポリアクリル酸カリウム等のポリアクリル酸
塩、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのフ
ッ素系樹脂、またはカルボキシメチルセルロース（ＣＭ
Ｃ）等を挙げることができる。
酸ソーダ、ポリアクリル酸カリウム等のポリアクリル酸
塩、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのフ
ッ素系樹脂、またはカルボキシメチルセルロース（ＣＭ
Ｃ）等を挙げることができる。
【００１８】（２）正極２ この正極２は、水酸化ニッケル粉末及び結着剤を含む正
極材料が集電体に担持されたものから形成される。
極材料が集電体に担持されたものから形成される。
【００１９】水酸化ニッケル粉末としては、例えば無共
晶の水酸化ニッケル粉末、または亜鉛、コバルト、ビス
マス、銅のような金属が共晶された水酸化ニッケル粉末
を用いることができる。後者の水酸化ニッケル粉末を含
む正極は、高温状態における充電効率を更に向上するこ
とが可能になる。
晶の水酸化ニッケル粉末、または亜鉛、コバルト、ビス
マス、銅のような金属が共晶された水酸化ニッケル粉末
を用いることができる。後者の水酸化ニッケル粉末を含
む正極は、高温状態における充電効率を更に向上するこ
とが可能になる。
【００２０】前記水酸化ニッケル粉末は、Ｘ線粉末回折
法による（１０１）面のピーク半価幅が０．８゜／２θ
（Ｃｕ−Ｋα）以上であることが好ましい。ピークの半
価幅のより好ましい値は、０．９〜１．０゜／２θ（Ｃ
ｕ−Ｋα）である。
法による（１０１）面のピーク半価幅が０．８゜／２θ
（Ｃｕ−Ｋα）以上であることが好ましい。ピークの半
価幅のより好ましい値は、０．９〜１．０゜／２θ（Ｃ
ｕ−Ｋα）である。
【００２１】前記結着剤としては、例えば、ポリテトラ
フルオロエチレン、カルボキシメチルセルロース、メチ
ルセルロース、ポリアクリル酸塩、ポリビニルアルコー
ルを挙げることができる。
フルオロエチレン、カルボキシメチルセルロース、メチ
ルセルロース、ポリアクリル酸塩、ポリビニルアルコー
ルを挙げることができる。
【００２２】前記集電体としては、例えばニッケル、ス
テンレス等の金属や、ニッケルメッキが施された樹脂な
どからなるスポンジ状、繊維状、フェルト状、網状の多
孔質構造を有するものを挙げることができる。
テンレス等の金属や、ニッケルメッキが施された樹脂な
どからなるスポンジ状、繊維状、フェルト状、網状の多
孔質構造を有するものを挙げることができる。
【００２３】前記正極は、例えば、水酸化ニッケル粉
末、導電助剤、結着剤および水を含むペーストを調製
し、前記ペーストを集電体に充填し、これを乾燥、加圧
成形することにより作製される。
末、導電助剤、結着剤および水を含むペーストを調製
し、前記ペーストを集電体に充填し、これを乾燥、加圧
成形することにより作製される。
【００２４】前記導電助剤としては、例えば、金属コバ
ルト及びコバルト化合物から選ばれる少なくとも１種を
用いることができる。前記コバルト化合物としては、三
酸化二コバルト（Ｃｏ2 Ｏ3 ）、一酸化コバルト（Ｃｏ
Ｏ）、水酸化コバルト｛Ｃｏ（ＯＨ）2 ｝等を挙げるこ
とができる。
ルト及びコバルト化合物から選ばれる少なくとも１種を
用いることができる。前記コバルト化合物としては、三
酸化二コバルト（Ｃｏ2 Ｏ3 ）、一酸化コバルト（Ｃｏ
Ｏ）、水酸化コバルト｛Ｃｏ（ＯＨ）2 ｝等を挙げるこ
とができる。
【００２５】（３）セパレータ３ このセパレータ３としては、例えば、ポリアミド繊維製
不織布、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフ
ィン繊維製不織布に親水性官能基を付与したものを挙げ
ることができる。
不織布、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフ
ィン繊維製不織布に親水性官能基を付与したものを挙げ
ることができる。
【００２６】（４）アルカリ電解液 前記アルカリ電解液としては、例えば、水酸化ナトリウ
ム（ＮａＯＨ）の水溶液、水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）
の水溶液、水酸化カリウム（ＫＯＨ）の水溶液、ＮａＯ
ＨとＬｉＯＨの混合液、ＫＯＨとＬｉＯＨの混合液、Ｋ
ＯＨとＬｉＯＨとＮａＯＨの混合液等を用いることがで
きる。
ム（ＮａＯＨ）の水溶液、水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）
の水溶液、水酸化カリウム（ＫＯＨ）の水溶液、ＮａＯ
ＨとＬｉＯＨの混合液、ＫＯＨとＬｉＯＨの混合液、Ｋ
ＯＨとＬｉＯＨとＮａＯＨの混合液等を用いることがで
きる。
【００２７】前記二次電池は、エネルギー充填密度が３
１０Ｗｈ／ｌ以上である。このエネルギー充填密度Ｃ
（Ｗｈ／ｌ）（体積エネルギー密度）は、次式で定義さ
れる。
１０Ｗｈ／ｌ以上である。このエネルギー充填密度Ｃ
（Ｗｈ／ｌ）（体積エネルギー密度）は、次式で定義さ
れる。
【００２８】 Ｃ＝（ＣT ×Ｚ）／Ｖ …（１） ここで、ＣT （Ａｈ）は二次電池の理論容量、Ｚ（Ｖ）
は二次電池の電圧、Ｖ（ｌ）は二次電池の体積（容器の
内容積）を示す。
は二次電池の電圧、Ｖ（ｌ）は二次電池の体積（容器の
内容積）を示す。
【００２９】以上詳述したように本発明に係るアルカリ
二次電池は、水素吸蔵合金及び導電性基板を含む負極を
具備し、かつエネルギー充填密度が３１０Ｗｈ／ｌ以上
であり、前記導電性基板は厚さが１０〜２０μｍのニッ
ケル箔である。このような導電性基板は、厚さが同じ
で、多孔質構造を有するもの（例えば、パンチドメタ
ル）に比べて強度及び導電性を向上することができる。
この導電性基板に水素吸蔵合金を含むペーストを塗布
し、乾燥し、加圧成形を施すことによって、加圧成形時
に基板の破断を招くことなく、導電性に優れ、かつ体積
効率が向上された負極を得ることができる。この負極を
用いてエネルギー充填密度が３１０Ｗｈ／ｌ以上のアル
カリ二次電池を構成することによって、大電流放電特性
を損なわずにアルカリ電解液を収容するスペースを確保
することができるため、優れたサイクル寿命及び大電流
放電特性を維持しつつ、高容量化を図ることができる。
二次電池は、水素吸蔵合金及び導電性基板を含む負極を
具備し、かつエネルギー充填密度が３１０Ｗｈ／ｌ以上
であり、前記導電性基板は厚さが１０〜２０μｍのニッ
ケル箔である。このような導電性基板は、厚さが同じ
で、多孔質構造を有するもの（例えば、パンチドメタ
ル）に比べて強度及び導電性を向上することができる。
この導電性基板に水素吸蔵合金を含むペーストを塗布
し、乾燥し、加圧成形を施すことによって、加圧成形時
に基板の破断を招くことなく、導電性に優れ、かつ体積
効率が向上された負極を得ることができる。この負極を
用いてエネルギー充填密度が３１０Ｗｈ／ｌ以上のアル
カリ二次電池を構成することによって、大電流放電特性
を損なわずにアルカリ電解液を収容するスペースを確保
することができるため、優れたサイクル寿命及び大電流
放電特性を維持しつつ、高容量化を図ることができる。
【００３０】
【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照
して詳細に説明する。
して詳細に説明する。
【００３１】（実施例１） ＜ペースト式正極の作製＞水酸化ニッケル粉末９０重量
部および一酸化コバルト粉末１０重量部からなる混合粉
体に、前記水酸化ニッケル粉末に対してカルボキシメチ
ルセルロース０．３重量部およびポリテトラフルオロエ
チレンのディスパージョン（固形分６０重量％）を固形
分換算で０．５重量部添加し、これらに水４５重量部添
加して混練することによりペーストを調製した。このペ
ーストを導電性基板としてのニッケルメッキ金属多孔体
内に充填し、乾燥した後、ローラプレスして圧延成形す
ることにより正極を作製した。
部および一酸化コバルト粉末１０重量部からなる混合粉
体に、前記水酸化ニッケル粉末に対してカルボキシメチ
ルセルロース０．３重量部およびポリテトラフルオロエ
チレンのディスパージョン（固形分６０重量％）を固形
分換算で０．５重量部添加し、これらに水４５重量部添
加して混練することによりペーストを調製した。このペ
ーストを導電性基板としてのニッケルメッキ金属多孔体
内に充填し、乾燥した後、ローラプレスして圧延成形す
ることにより正極を作製した。
【００３２】＜ペースト式負極の作製＞市販のランタン
富化したミッシュメタルＬｍ、Ｎｉ，Ｃｏ，Ｍｎ及びＡ
ｌを用いて高周波溶解によって、ＬｍＮｉ4.0 Ｃｏ0.4
Ｍｎ0.3 Ａｌ0.3 の組成からなる水素吸蔵合金を作製し
た。得られた水素吸蔵合金を機械粉砕し、これを２００
メッシュのふるいに通過させた。
富化したミッシュメタルＬｍ、Ｎｉ，Ｃｏ，Ｍｎ及びＡ
ｌを用いて高周波溶解によって、ＬｍＮｉ4.0 Ｃｏ0.4
Ｍｎ0.3 Ａｌ0.3 の組成からなる水素吸蔵合金を作製し
た。得られた水素吸蔵合金を機械粉砕し、これを２００
メッシュのふるいに通過させた。
【００３３】得られた水素吸蔵合金粉末１００重量部
に、ポリアクリル酸ナトリウム０．５重量部、カルボキ
シメチルセルロース（ＣＭＣ）０．１２５重量部、ポリ
テトラフルオロエチレンのディスパージョン（固形分６
０重量％）を固形分換算で１．０重量部及び導電材とし
てカーボンブラック１．０重量部を添加し、水５０重量
部と共に混合することによってペーストを調製した。こ
のペーストを導電性基板としての厚さが１０μｍのニッ
ケル箔に塗布し、乾燥した後、加圧成形することにより
ペースト式負極を作製した。
に、ポリアクリル酸ナトリウム０．５重量部、カルボキ
シメチルセルロース（ＣＭＣ）０．１２５重量部、ポリ
テトラフルオロエチレンのディスパージョン（固形分６
０重量％）を固形分換算で１．０重量部及び導電材とし
てカーボンブラック１．０重量部を添加し、水５０重量
部と共に混合することによってペーストを調製した。こ
のペーストを導電性基板としての厚さが１０μｍのニッ
ケル箔に塗布し、乾燥した後、加圧成形することにより
ペースト式負極を作製した。
【００３４】次いで、親水性処理が施されたポリオレフ
ィン製不織布からなるセパレータを前記負極及び前記正
極の間に介在し、渦巻状に捲回して電極群を作製した。
このような電極群を有底円筒状容器に収納した後、７Ｎ
のＫＯＨ及び１ＮのＬｉＯＨからなるアルカリ電解液を
収容し、封口等を行うことにより前述した図１に示す構
造を有し、理論容量が４５００ｍＡｈ（エネルギー充填
密度が３１０Ｗｈ／ｌ以上）で、４／３Ａサイズの円筒
形ニッケル水素二次電池を組み立てた。
ィン製不織布からなるセパレータを前記負極及び前記正
極の間に介在し、渦巻状に捲回して電極群を作製した。
このような電極群を有底円筒状容器に収納した後、７Ｎ
のＫＯＨ及び１ＮのＬｉＯＨからなるアルカリ電解液を
収容し、封口等を行うことにより前述した図１に示す構
造を有し、理論容量が４５００ｍＡｈ（エネルギー充填
密度が３１０Ｗｈ／ｌ以上）で、４／３Ａサイズの円筒
形ニッケル水素二次電池を組み立てた。
【００３５】（実施例２）負極の導電性基板であるニッ
ケル箔の厚さを１５μｍにすること以外は、前述した実
施例１と同様な円筒形ニッケル水素二次電池を組み立て
た。
ケル箔の厚さを１５μｍにすること以外は、前述した実
施例１と同様な円筒形ニッケル水素二次電池を組み立て
た。
【００３６】（実施例３）負極の導電性基板であるニッ
ケル箔の厚さを２０μｍにすること以外は、前述した実
施例１と同様な円筒形ニッケル水素二次電池を組み立て
た。
ケル箔の厚さを２０μｍにすること以外は、前述した実
施例１と同様な円筒形ニッケル水素二次電池を組み立て
た。
【００３７】（比較例１） ＜ペースト式負極の作製＞実施例１で説明したのと同様
なペーストをパンチドメタル（ニッケルメッキが施され
た鋼板を素材として用い、厚さが６０μｍで、目付量が
３４５ｇ／ｍ2 で、開口率が４０％である）に塗布し、
乾燥した後、加圧成形することによりペースト式負極を
作製した。
なペーストをパンチドメタル（ニッケルメッキが施され
た鋼板を素材として用い、厚さが６０μｍで、目付量が
３４５ｇ／ｍ2 で、開口率が４０％である）に塗布し、
乾燥した後、加圧成形することによりペースト式負極を
作製した。
【００３８】次いで、前記負極及び実施例１で説明した
のと同様な正極の間に実施例１で説明したのと同様なセ
パレータを介在し、渦巻状に捲回して電極群を作製し
た。このような電極群を有底円筒状容器に収納した後、
実施例１で説明したのと同様な組成のアルカリ電解液を
収容し、封口等を行うことにより前述した図１に示す構
造を有し、理論容量が３０００ｍＡｈ（エネルギー充填
密度が３１０Ｗｈ／ｌ未満）で、４／３Ａサイズの円筒
形ニッケル水素二次電池を組み立てた。
のと同様な正極の間に実施例１で説明したのと同様なセ
パレータを介在し、渦巻状に捲回して電極群を作製し
た。このような電極群を有底円筒状容器に収納した後、
実施例１で説明したのと同様な組成のアルカリ電解液を
収容し、封口等を行うことにより前述した図１に示す構
造を有し、理論容量が３０００ｍＡｈ（エネルギー充填
密度が３１０Ｗｈ／ｌ未満）で、４／３Ａサイズの円筒
形ニッケル水素二次電池を組み立てた。
【００３９】（比較例２）実施例１で説明したのと同様
な負極ペーストを厚さが５μｍのニッケル箔に塗布し、
乾燥した後、加圧成形を施したところ、ニッケル箔が破
断し、負極を作製することができなかった。
な負極ペーストを厚さが５μｍのニッケル箔に塗布し、
乾燥した後、加圧成形を施したところ、ニッケル箔が破
断し、負極を作製することができなかった。
【００４０】（比較例３）負極の導電性基板であるニッ
ケル箔の厚さを３０μｍにすること以外は、前述した実
施例１と同様な円筒形ニッケル水素二次電池を組み立て
た。
ケル箔の厚さを３０μｍにすること以外は、前述した実
施例１と同様な円筒形ニッケル水素二次電池を組み立て
た。
【００４１】得られた実施例１〜３及び比較例１、３の
二次電池について、活性化を行った後、０．２Ｃの電流
で９０分間充電し、０．２Ｃの電流で終止電圧１．０Ｖ
まで放電する充放電サイクルを繰り返し、６サイクル目
の放電容量を測定し、その結果を下記表１に示す。ま
た、実施例１〜３及び比較例１、３の二次電池につい
て、０．２Ｃの電流で９０分間充電し、各レート（１
Ｃ，２Ｃ，３Ｃ，５Ｃ）で終止電圧１．０Ｖまで放電し
た際の放電容量を測定し、１Ｃでの放電容量に対する各
レート（２Ｃ，３Ｃ，５Ｃ）での放電容量比を算出し
（１Ｃでの放電容量を１００％とする）、その結果を下
記表１に併記する。
二次電池について、活性化を行った後、０．２Ｃの電流
で９０分間充電し、０．２Ｃの電流で終止電圧１．０Ｖ
まで放電する充放電サイクルを繰り返し、６サイクル目
の放電容量を測定し、その結果を下記表１に示す。ま
た、実施例１〜３及び比較例１、３の二次電池につい
て、０．２Ｃの電流で９０分間充電し、各レート（１
Ｃ，２Ｃ，３Ｃ，５Ｃ）で終止電圧１．０Ｖまで放電し
た際の放電容量を測定し、１Ｃでの放電容量に対する各
レート（２Ｃ，３Ｃ，５Ｃ）での放電容量比を算出し
（１Ｃでの放電容量を１００％とする）、その結果を下
記表１に併記する。
【００４２】さらに、実施例１〜３及び比較例１、３の
二次電池それぞれ１００個ずつについて、１Ｃで１５０
％充電を施した際に漏液を生じた個数を測定し、その結
果を下記表２に示す。
二次電池それぞれ１００個ずつについて、１Ｃで１５０
％充電を施した際に漏液を生じた個数を測定し、その結
果を下記表２に示す。
【００４３】
【表１】
【００４４】
【表２】
【００４５】表１から明らかなように、導電性基板とし
て厚さが１０〜２０μｍのニッケル箔を含む負極を備え
た実施例１〜３の二次電池は、導電性基板として厚さが
６０μｍのパンチドメタルを含む負極を備えた比較例１
の二次電池に比べて放電容量が高く、かつニッケル箔の
厚さが２０μｍを越える比較例３の二次電池に比べて２
Ｃ以上の高率で放電した際の容量が高いことがわかる。
また、実施例１〜３の二次電池は過充電時に漏液を生じ
た個数が皆無であるのに対し、ニッケル箔の厚さが２０
μｍを越える比較例３の二次電池は過充電時に漏液を生
じた個数が５個と多かった。
て厚さが１０〜２０μｍのニッケル箔を含む負極を備え
た実施例１〜３の二次電池は、導電性基板として厚さが
６０μｍのパンチドメタルを含む負極を備えた比較例１
の二次電池に比べて放電容量が高く、かつニッケル箔の
厚さが２０μｍを越える比較例３の二次電池に比べて２
Ｃ以上の高率で放電した際の容量が高いことがわかる。
また、実施例１〜３の二次電池は過充電時に漏液を生じ
た個数が皆無であるのに対し、ニッケル箔の厚さが２０
μｍを越える比較例３の二次電池は過充電時に漏液を生
じた個数が５個と多かった。
【００４６】なお、前述した実施例では負極および正極
の間にセパレータを介在して渦巻状に捲回し、有底円筒
状の容器内に収納したが、本発明のニッケル水素二次電
池はこのような構造に限定されない。例えば、負極と正
極との間にセパレータを介在し、これを複数枚積層した
積層物を有底矩形筒状の容器内に収納した角形ニッケル
水素二次電池にも同様に適用できる。
の間にセパレータを介在して渦巻状に捲回し、有底円筒
状の容器内に収納したが、本発明のニッケル水素二次電
池はこのような構造に限定されない。例えば、負極と正
極との間にセパレータを介在し、これを複数枚積層した
積層物を有底矩形筒状の容器内に収納した角形ニッケル
水素二次電池にも同様に適用できる。
【００４７】
【発明の効果】本発明に係るアルカリ二次電池によれ
ば、高率放電特性を維持しつつ負極の体積効率を高める
ことができ、高容量化を達成することができる等の顕著
な効果を奏する。
ば、高率放電特性を維持しつつ負極の体積効率を高める
ことができ、高容量化を達成することができる等の顕著
な効果を奏する。
【図１】本発明に係るアルカリ二次電池の一例を示す部
分切欠斜視図。
分切欠斜視図。
１…容器、 ２…正極、 ３…セパレータ、 ４…負極、 ５…電極群、 ７…封口板。
Claims (1)
- 【請求項１】 水素吸蔵合金及び導電性基板を含む負極
を具備するアルカリ二次電池であって、 前記二次電池のエネルギー充填密度は３１０Ｗｈ／ｌ以
上であり、かつ前記導電性基板は、厚さが１０〜２０μ
ｍのニッケル箔であることを特徴とするアルカリ二次電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10131530A JPH11329480A (ja) | 1998-05-14 | 1998-05-14 | アルカリ二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10131530A JPH11329480A (ja) | 1998-05-14 | 1998-05-14 | アルカリ二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11329480A true JPH11329480A (ja) | 1999-11-30 |
Family
ID=15060236
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10131530A Pending JPH11329480A (ja) | 1998-05-14 | 1998-05-14 | アルカリ二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11329480A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100341194C (zh) * | 2003-08-04 | 2007-10-03 | 三洋电机株式会社 | 圆筒形碱性蓄电池及圆筒形镍氢二次电池 |
| US7378182B2 (en) | 2003-08-04 | 2008-05-27 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Cylindrical alkaline storage battery |
-
1998
- 1998-05-14 JP JP10131530A patent/JPH11329480A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100341194C (zh) * | 2003-08-04 | 2007-10-03 | 三洋电机株式会社 | 圆筒形碱性蓄电池及圆筒形镍氢二次电池 |
| US7378182B2 (en) | 2003-08-04 | 2008-05-27 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Cylindrical alkaline storage battery |
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