JP6876442B2 - アルカリ電池、アルカリ電池の製造方法 - Google Patents
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Description
前記電池缶は、内面の表層にニッケルコバルト合金からなるメッキ層が形成され、
前記正極合剤には、対アルカリベース電位が270mV以上290mV以下の二酸化マンガンが正極活物質として含まれているとともに、黒鉛からなる導電助剤が前記正極活物質に対して4wt%以上6wt%以下の割合で含まれている、
ことを特徴とするアルカリ電池としている。そして前記黒鉛を膨張黒鉛とすればより好ましい。
正極活物質を含んで環状に成型されてなる正極合剤が正極集電体を兼ねる有底円筒状の電池缶内に配置されてなるインサイドアウト型のアルカリ電池の製造方法であって、
正極集電子を兼ねて上方が開口する有底円筒状の電池缶内に、環状の前記正極合剤と、当該正極合剤の内方にセパレーターを介して配置される負極ゲルをアルカリ電解液とともに収納するとともに、円板状の負極端子板の下面に接続された棒状の負極集電子を上下方向に立てた状態で前記負極ゲル中に挿入しつつ、前記電池缶の開口を、封口ガスケットを介して前記負極端子板で封口してアルカリ電池を組み立てる組立ステップと、組立後の前記アルカリ電池に対して室温よりも高い所定の温度で所定時間放置するエージングステップを含み、
前記組立ステップでは、内面の表層にニッケルコバルト合金からなるメッキ層が形成された電池缶と、アルカリベース電位が270mV以上290mV以下の二酸化マンガンを正極活物質とするとともに、黒鉛からなる導電助剤が前記正極活物質に対しして4wt%以上6wt%以下の割合で含まれている正極合剤を用い、
前記エージングステップでは、前記電池缶における前記ニッケルコバルト合金中のコバルトを酸化させる、
ことを特徴とするアルカリ電池の製造方法としている。
上述したように、内面の表層にNiメッキ層が形成されている電池缶を用いたアルカリ電池では、高温環境下で保存するとNiが酸化して電池缶の導電性が低下する。内面の表層にNi−Co合金からなるメッキ層(以下、Ni−Coメッキ層とも言う)が形成されている電池缶を用いたアルカリ電池では、電池缶の内面が酸化しても導電性が低下しない。しかし、Ni−Coメッキ層が形成された電池缶を用いたアルカリ電池であっても、10年以上など、極めて長い期間にわたって保存すると漏液が発生する可能性がある。
図2に、本発明の実施例に係るアルカリ電池1aの構造を示した。図2(A)は、当該アルカリ電池1aの縦断面図であり、(B)は、(A)における円102内の拡大図である。当該アルカリ電池1aの基本的な構造は、図1に示した一般的なアルカリ電池1と同様であるが、本実施例のアルカリ電池1aでは、電池缶2aの内面の表層にNi−Coメッキ層23が形成されており、図2(B)に示したように、電池缶2aを構成する金属素材は、Niメッキ層22が形成された鋼板21を基材として、その基材の表層にNi−Coメッキ層23が形成されたものである。そして、少なくも電池缶2aの内面側に、Niメッキ層22とNi―Coメッキ層23が形成されている。
本実施例のアルカリ電池1aにおける高温貯蔵性能と長期保存性能とを評価するために正極合剤3の作製条件が異なる各種アルカリ電池1aをサンプルとして作製した。また、 図1に示したように、表層にNiメッキ層22のみが形成された鋼板21からなる電池缶2を備えたアルカリ電池1もサンプルとして作製した。なお、電池缶(2、2a)は、約0.15mmの厚さを有する鋼板21を基材として、例えば1.5μm程度の厚さのNiメッキ層22が形成されたものを基本とし、サンプルに応じ、Niメッキ層22の表層に、0.2μm程度の厚さのNi−Coメッキ層23を形成したものである。
電池缶(2、2a)の構成や正極合剤3の作製条件が異なる各種サンプルにおける高温貯蔵性能や長期保存性能を評価するために、各サンプルに対し、高温環境下で保存した際の放電性能の安定性や常温で長期保存したときの漏液の有無などを調べる試験を行った。ここでは各サンプルについて10個の個体を作製し、全個体に対して60℃の温度で2ヶ月間保存する高温貯蔵試験を行った。また、同様にサンプル毎に10個の個体を作製し、全個体に対して80℃の温度で4ヶ月保存する長期保存試験を行った。
表1に示した試験結果より、内面の表層にNi−Coメッキ層23が形成された鋼板21からなる電池缶2aを用いるともに、EMDが270mV以上290mV以下のアルカリベース電位を有し、かつ黒鉛がEMDに対して4wt以上%6wt%以下添加されている正極合剤3を用いたアルカリ電池1aは、優れた高温保存性能と長期保存性能を備えたものとなる。そして長期保存性能についてはCoの酸化を促進させることでさらに向上させる余地がある可能性がある。そこで、組立後のアルカリ電池1aに対して熱処理を施すエージング処理を行うことで、電池缶2aの内面に形成されているNi−Coメッキ層23中のCoの酸化をさらに促進させ、長期保存性能をさらに向上させることを試みた。
5 負極ゲル、6 負極集電子、7 負極端子板、8 封口ガスケット、
9 正極端子、21 鋼鈑、22 Niメッキ層、23 Ni−Coメッキ層
Claims (3)
- 正極活物質を含んで環状に成型されてなる正極合剤が正極集電体を兼ねる有底円筒状の電池缶内に配置されてなるインサイドアウト型のアルカリ電池であって、
前記電池缶は、内面の表層にニッケルコバルト合金からなるメッキ層が形成され、
前記正極合剤には、アルカリベース電位が270mV以上290mV以下の二酸化マンガンが正極活物質として含まれているとともに、黒鉛からなる導電助剤が前記正極活物質に対して4wt%以上6wt%以下の割合で含まれている、
ことを特徴とするアルカリ電池。 - 請求項1において、前記黒鉛が膨張黒鉛であることを特徴とするアルカリ電池。
- 正極活物質を含んで環状に成型されてなる正極合剤が正極集電体を兼ねる有底円筒状の電池缶内に配置されてなるインサイドアウト型のアルカリ電池の製造方法であって、
正極集電子を兼ねて上方が開口する有底円筒状の電池缶内に、環状の前記正極合剤と、当該正極合剤の内方にセパレーターを介して配置される負極ゲルをアルカリ電解液とともに収納するとともに、円板状の負極端子板の下面に接続された棒状の負極集電子を上下方向に立てた状態で前記負極ゲル中に挿入しつつ、前記電池缶の開口を、封口ガスケットを介して前記負極端子板で封口してアルカリ電池を組み立てる組立ステップと、組立後の前記アルカリ電池に対して室温よりも高い所定の温度で所定時間放置するエージングステップを含み、
前記組立ステップでは、内面の表層にニッケルコバルト合金からなるメッキ層が形成された電池缶と、アルカリベース電位が270mV以上290mV以下の二酸化マンガンを正極活物質とするとともに、黒鉛からなる導電助剤が前記正極活物質に対しして4wt%以上6wt%以下の割合で含まれている正極合剤を用い、
前記エージングステップでは、前記電池缶における前記ニッケルコバルト合金中のコバルトを酸化させる、
ことを特徴とするアルカリ電池の製造方法。
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