JPH01112663A - アルカリ二次電池 - Google Patents
アルカリ二次電池Info
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- JPH01112663A JPH01112663A JP62271295A JP27129587A JPH01112663A JP H01112663 A JPH01112663 A JP H01112663A JP 62271295 A JP62271295 A JP 62271295A JP 27129587 A JP27129587 A JP 27129587A JP H01112663 A JPH01112663 A JP H01112663A
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- negative electrode
- active material
- hydroxide
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- 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
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/34—Gastight accumulators
- H01M10/345—Gastight metal hydride accumulators
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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
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- Inorganic Chemistry (AREA)
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、水酸化ニッケルを正極活物質とするアルカリ
二次電池に関するものである。
二次電池に関するものである。
本発明は、水酸化ニッケルを主体とする正極活物質と結
合剤と導電補助剤よりなる成形体を正極としたアルカリ
二次電池の上記正極活物質である水酸化ニッケルの粒径
を規定することにより、初期放電性能に優れ、且つ安価
なアルカリ二次電池を提供しようとするものである。
合剤と導電補助剤よりなる成形体を正極としたアルカリ
二次電池の上記正極活物質である水酸化ニッケルの粒径
を規定することにより、初期放電性能に優れ、且つ安価
なアルカリ二次電池を提供しようとするものである。
−Ｃに水酸化ニッケル等のニッケル酸化物を正極活物質
としたアルカリ二次電池の正極の形式としては、焼結式
、ペースト式、粉末成形式の三方式が知られている。
としたアルカリ二次電池の正極の形式としては、焼結式
、ペースト式、粉末成形式の三方式が知られている。
上記焼結式は、急速充放電性能やサイクル寿命等の電池
時１世や機械的強度に優れている反面、ニッケル粉末を
極板芯材に焼結させたものにニッケル塩の含浸、アルカ
リ処理、水洗、乾燥の工程を繰り返すという煩雑な製造
方法を経なくてはならずかなり高価であるという欠点を
有している。
時１世や機械的強度に優れている反面、ニッケル粉末を
極板芯材に焼結させたものにニッケル塩の含浸、アルカ
リ処理、水洗、乾燥の工程を繰り返すという煩雑な製造
方法を経なくてはならずかなり高価であるという欠点を
有している。
また、ペースト式は近年改良が重ねられ電池特性はかな
り焼結式に近づいてきて高容量なものが得られるように
なってきたが、価格面において焼結式より幾分安価なも
のの電極芯けに高価な発泡ニッケル等の金属多孔体を使
用するので尚コスト低減の努力が必要とされる。
り焼結式に近づいてきて高容量なものが得られるように
なってきたが、価格面において焼結式より幾分安価なも
のの電極芯けに高価な発泡ニッケル等の金属多孔体を使
用するので尚コスト低減の努力が必要とされる。
これに対して粉末成形式は、正極合剤をプレス成形する
だけの非常に安価なものであるため実用性が高い。しか
しながら電池性能面では、初期放電性能、急速充放電性
能、サイクル寿命等で他の２方式に劣っている。なかで
も充放電サイクルを充分繰り返さないと放電容量が大き
くならないという初期充放電性能は大きな改良課題であ
る。
だけの非常に安価なものであるため実用性が高い。しか
しながら電池性能面では、初期放電性能、急速充放電性
能、サイクル寿命等で他の２方式に劣っている。なかで
も充放電サイクルを充分繰り返さないと放電容量が大き
くならないという初期充放電性能は大きな改良課題であ
る。
上述のように、正極活物質として水酸化ニッケルを用い
たアルカリ二次電池のなかで、正極を最も安価に作製す
ることができる粉末成形式のものは、電池性能面からみ
たときに初期放電性能、急速充放電性能、サイクル寿命
等の点で不満を残しており、なかでも初期充放電性能は
大きな改良課題である。
たアルカリ二次電池のなかで、正極を最も安価に作製す
ることができる粉末成形式のものは、電池性能面からみ
たときに初期放電性能、急速充放電性能、サイクル寿命
等の点で不満を残しており、なかでも初期充放電性能は
大きな改良課題である。
そこで、本発明は上述の問題点を解決するために提案さ
れたものであって、初期放電性能に優れ且つ安価なアル
カリ二次電池を提供することを目的とする。
れたものであって、初期放電性能に優れ且つ安価なアル
カリ二次電池を提供することを目的とする。
ｃ問題点を解決するための手段〕
本発明は、上述の目的を達成するために、水酸化ニッケ
ルを主体とする正極活物質と結合剤と導電補助剤よりな
る成形体を正極とし、前記正極活物質である水酸化ニッ
ケルの粒径が３〜３０μｍであることを特徴とするもの
である。
ルを主体とする正極活物質と結合剤と導電補助剤よりな
る成形体を正極とし、前記正極活物質である水酸化ニッ
ケルの粒径が３〜３０μｍであることを特徴とするもの
である。
ここで、上記アルカリ二次電池の正極を構成する水酸化
ニッケルの粒径は３〜３０ｕｍの範囲にあることが好ま
しい。従来のアルカリ二次電池に使用されていた水酸化
ニッケルの粒度は３〜１００μｍ程度であったが、導電
性の低い水酸化ニンケルの大きな粒子が正極中に存在す
るとアルカリ電解液と充分に接触せず充放電反応が粒子
内部にまで及ばないこととなり、初期において放電性能
を劣化させる原因となっていた。そのため、水酸化ニッ
ケルの粒径を３〜３０μｍの範囲としたのである。これ
により微細となった水酸化ニッケルの粒子は、電解質液
との接触効率が増加し充放電反応が活発となる。
ニッケルの粒径は３〜３０ｕｍの範囲にあることが好ま
しい。従来のアルカリ二次電池に使用されていた水酸化
ニッケルの粒度は３〜１００μｍ程度であったが、導電
性の低い水酸化ニンケルの大きな粒子が正極中に存在す
るとアルカリ電解液と充分に接触せず充放電反応が粒子
内部にまで及ばないこととなり、初期において放電性能
を劣化させる原因となっていた。そのため、水酸化ニッ
ケルの粒径を３〜３０μｍの範囲としたのである。これ
により微細となった水酸化ニッケルの粒子は、電解質液
との接触効率が増加し充放電反応が活発となる。
上記水酸化ニッケルを主体とする正極活物質は粉末成形
方法によって成形されたものを使用する。
方法によって成形されたものを使用する。
この粉末成形方法は、非常に安価に正極合剤を成形する
ことができるため実用性が高い。
ことができるため実用性が高い。
また、正極を形成するための結合剤としては、ポリテト
ラフルオロエチレン等を添加することが好ましい。
ラフルオロエチレン等を添加することが好ましい。
さらに、電池反応を促進させるための導電補助剤として
は、ニッケル粉、グラファイトやニッケル粉とグラファ
イトを併用したもの等が挙げられるが、特に水酸化ニッ
ケルを主体とする正極にはニッケル粉等を導電補助剤と
して用いることが好ましい。なお、使用するニッケル粉
の粒径ば５０μｍ以下であることが好ましく、特に平均
粒径が２０μ°ｍ程度であることが好ましい。
は、ニッケル粉、グラファイトやニッケル粉とグラファ
イトを併用したもの等が挙げられるが、特に水酸化ニッ
ケルを主体とする正極にはニッケル粉等を導電補助剤と
して用いることが好ましい。なお、使用するニッケル粉
の粒径ば５０μｍ以下であることが好ましく、特に平均
粒径が２０μ°ｍ程度であることが好ましい。
上述のように正極を構成する水酸化ニッケル。
結合剤、導電補助剤はそれぞれ次に示す組成で正極を構
成することが好ましい。すなわち、水酸化ニッケルは３
５〜６５重世％の範囲、好ましくは３５〜５０重量％程
度、結合剤は５重量％程度、導電補助剤は３０〜６０重
景％の範囲、好ましくむ苓４５〜６０重量％である。
成することが好ましい。すなわち、水酸化ニッケルは３
５〜６５重世％の範囲、好ましくは３５〜５０重量％程
度、結合剤は５重量％程度、導電補助剤は３０〜６０重
景％の範囲、好ましくむ苓４５〜６０重量％である。
一方、アルカリ二次電池を構成するセパレータ中に含浸
させる電解液としては、アルカリ二次電池の電解液とし
て通常使用される電解液がいずれも挙げられる。
させる電解液としては、アルカリ二次電池の電解液とし
て通常使用される電解液がいずれも挙げられる。
また、アルカリ二次電池を構成する負極活物質としては
カドミウムや水素吸蔵合金等が挙げられるが、近年特に
電気化学的な方法により可逆的に水素を吸蔵放出する水
素吸蔵合金を電池の負極活物質として用いる水素吸蔵合
金電池が無公害で且つ高エネルギ密度が期待できるとし
て注目されている。
カドミウムや水素吸蔵合金等が挙げられるが、近年特に
電気化学的な方法により可逆的に水素を吸蔵放出する水
素吸蔵合金を電池の負極活物質として用いる水素吸蔵合
金電池が無公害で且つ高エネルギ密度が期待できるとし
て注目されている。
ところで、この水素吸蔵合金を負極活物質とするアルカ
リ二次電池では、充放電サイクルを繰り返すと放電容量
が次第に減少するという欠点を有している。これは一般
に水素吸蔵合金電極は充放電を繰り返すと水素吸蔵合金
が水素の吸蔵放出に伴って歪んで割れて微粉末化すると
ともに、第４図に示すように、負極としての占有体積を
増大させる特徴があり、そのためにナイロンやポリプロ
ピレン等からなる不織布セパレータ（４１）を押し潰し
てしまいその機能を損なわせることに起因している。
リ二次電池では、充放電サイクルを繰り返すと放電容量
が次第に減少するという欠点を有している。これは一般
に水素吸蔵合金電極は充放電を繰り返すと水素吸蔵合金
が水素の吸蔵放出に伴って歪んで割れて微粉末化すると
ともに、第４図に示すように、負極としての占有体積を
増大させる特徴があり、そのためにナイロンやポリプロ
ピレン等からなる不織布セパレータ（４１）を押し潰し
てしまいその機能を損なわせることに起因している。
この問題を解消するためにアルカリ二次電池の負極側の
負極罐（４２）に水素吸蔵合金（４３）の体積膨張を見
込んで径方向に空間部（４４）を設けているが、水素吸
蔵合金（４３）の体積膨張は、厚み方向に多く径方向に
は少ないため、この空間部（４４）を充分利用するに至
っていない。
負極罐（４２）に水素吸蔵合金（４３）の体積膨張を見
込んで径方向に空間部（４４）を設けているが、水素吸
蔵合金（４３）の体積膨張は、厚み方向に多く径方向に
は少ないため、この空間部（４４）を充分利用するに至
っていない。
そこで、水酸化ニッケルを主体とする正極と、水素吸蔵
合金を主体とする負極とをアルカリ電解液を含浸させた
セパレータを介して対向配置してなるアルカリ二次電池
において、上記負極を構成する水素吸蔵合金中に高分子
吸収剤と導電性カーボンを添加するとともに、負極側の
負極罐には水素吸蔵合金の充放電の繰り返しによる体積
膨張を緩衝するための空間を設けることとする。これに
より、水素吸蔵合金が径方向に膨張するようになり充放
電サイクル寿命を向上させることができるようになる。
合金を主体とする負極とをアルカリ電解液を含浸させた
セパレータを介して対向配置してなるアルカリ二次電池
において、上記負極を構成する水素吸蔵合金中に高分子
吸収剤と導電性カーボンを添加するとともに、負極側の
負極罐には水素吸蔵合金の充放電の繰り返しによる体積
膨張を緩衝するための空間を設けることとする。これに
より、水素吸蔵合金が径方向に膨張するようになり充放
電サイクル寿命を向上させることができるようになる。
ここで、上記負極活物質として用いられる水素吸蔵合金
としては例えばＬａＮ１ａ、＋ Ａｊ！ｏ、＋が使用可
能であり、その他各種の水素吸蔵合金が使用できる。
としては例えばＬａＮ１ａ、＋ Ａｊ！ｏ、＋が使用可
能であり、その他各種の水素吸蔵合金が使用できる。
上記負極に添加される高分子吸収剤としては、例えばカ
ルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポ
リエチレンオキサイド、架橋でんぷん等が挙げられる。
ルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポ
リエチレンオキサイド、架橋でんぷん等が挙げられる。
これら高分子吸収剤の添加量は、負極罐側に予め用意さ
れた空間に水素吸蔵合金が充分に膨張しうる量を添加す
ることが好ましく、０．１〜５重量％程度であることが
好ましい。
れた空間に水素吸蔵合金が充分に膨張しうる量を添加す
ることが好ましく、０．１〜５重量％程度であることが
好ましい。
高分子吸収剤の添加量がＯ，１重量％より少ない場合に
は高分子吸収剤を添加した効果が期待できず、５重世％
より多い場合には正極側に寄与する電解液までも負極側
に寄与せしめてしまい充分な充放電反応が進行しなくな
ってしまう。水素吸蔵合金に高分子吸収剤を添加するこ
とにより、水素吸蔵合金の厚み方向へ膨張するという特
性を径方向へ膨張する特性へと変化させることができる
。
は高分子吸収剤を添加した効果が期待できず、５重世％
より多い場合には正極側に寄与する電解液までも負極側
に寄与せしめてしまい充分な充放電反応が進行しなくな
ってしまう。水素吸蔵合金に高分子吸収剤を添加するこ
とにより、水素吸蔵合金の厚み方向へ膨張するという特
性を径方向へ膨張する特性へと変化させることができる
。
また、水素吸蔵合金に添加する導電性カーボンとしては
、グラファイト、アセチレンブラック等が挙げられる。
、グラファイト、アセチレンブラック等が挙げられる。
これら導電性カーボンを添加することによって作製され
る電池の内部抵抗が低下し、放電容量の増大とサイクル
寿命の延長が図れる。
る電池の内部抵抗が低下し、放電容量の増大とサイクル
寿命の延長が図れる。
さらに、このアルカリ二次電池の負極罐には、上記水素
吸蔵合金が径方向に膨張した場合にも該水素吸蔵合金を
充分収容可能なように空間が設けられている。
吸蔵合金が径方向に膨張した場合にも該水素吸蔵合金を
充分収容可能なように空間が設けられている。
本発明においては、アルカリ二次電池の正極として粒度
が３〜３０μｍの小径の水酸化ニッケルを使用している
ので、アルカリ電解液が正極内部にまで及び比表面積の
大きな粒子と充分接触することができ、充放電反応が良
好に進行するため、初期放電性能が向上する。
が３〜３０μｍの小径の水酸化ニッケルを使用している
ので、アルカリ電解液が正極内部にまで及び比表面積の
大きな粒子と充分接触することができ、充放電反応が良
好に進行するため、初期放電性能が向上する。
以下、本発明を適用したアルカリ二次電池の実施例につ
いて図面を参考にして説明する。
いて図面を参考にして説明する。
先ず、正極活物質の水酸化ニッケルの粒度の違いによる
影響を検討した。
影響を検討した。
大施貫上
本発明に係るアルカリ二次電池は、第１図に示すように
、水酸化ニッケルからなる正極活物質（２）を装着した
正極罐（１）と水素吸蔵合金からなる負極活物質（５）
を装着した負極罐（６）とを間にセパレータ（３）を介
して重ねあわせ、正極罐（１）と負極罐（６）の開口部
をガスケット（４）によって封止し、正極罐（１）をか
しめることによって構成されるものである。
、水酸化ニッケルからなる正極活物質（２）を装着した
正極罐（１）と水素吸蔵合金からなる負極活物質（５）
を装着した負極罐（６）とを間にセパレータ（３）を介
して重ねあわせ、正極罐（１）と負極罐（６）の開口部
をガスケット（４）によって封止し、正極罐（１）をか
しめることによって構成されるものである。
上述のアルカリ二次電池を作製するにあたっては、次の
ようにして行う。即ち、先ず正極罐（１）に３０重量％
の水酸化カリウム水溶液に２０ｇ／ｌの水酸化リチウム
を加えたアルカリ電解液を滴下した後、水酸化ニッケル
を主体とした粒度３〜３０μｍの水酸化ニッケル４５％
、ニッケル５０％、ポリテトラフルオロエチレン５％と
からなる水酸化ニッケル合剤を５トン／ｄの圧力で加圧
成形した高さ１．０５龍、直径７．３ｍｍ、重さ０．２
ｇの正極活物質（２）を装着した。これにナイロン製
不織布よりなるセパレータ（３）を介し、封ロガスケソ
ト（４）を設置した。そして、ＬＡＮ ！ｎ、、Ａｊ！
ｏ、ｚ９７重量％、ポリテトラフルオロエチレン３重量
％からなる水素吸蔵合金を主体としてなる高さ１゜７龍
、直径４１１重さ０．１２ ｇのペレット型水素吸蔵合
金負極活物質（５）を３０重量％の水酸化カリウム水溶
液に２０ｇ／Ｒの水酸化リチウムを加えたアルカリ電解
液を負極罐（６）中に滴下した後に装着した。このよう
に負極活物質（５）を装着した負極罐（１）を前記正極
罐（２）上に重ね合わせガスケット部をかしめて直径７
．８４ｍｍ、１ｔｌｌｊさ３．５２ｎのボタン型ニッケ
ルー水素吸蔵合金よりなる実施例サンプル電池１を作製
した。
ようにして行う。即ち、先ず正極罐（１）に３０重量％
の水酸化カリウム水溶液に２０ｇ／ｌの水酸化リチウム
を加えたアルカリ電解液を滴下した後、水酸化ニッケル
を主体とした粒度３〜３０μｍの水酸化ニッケル４５％
、ニッケル５０％、ポリテトラフルオロエチレン５％と
からなる水酸化ニッケル合剤を５トン／ｄの圧力で加圧
成形した高さ１．０５龍、直径７．３ｍｍ、重さ０．２
ｇの正極活物質（２）を装着した。これにナイロン製
不織布よりなるセパレータ（３）を介し、封ロガスケソ
ト（４）を設置した。そして、ＬＡＮ ！ｎ、、Ａｊ！
ｏ、ｚ９７重量％、ポリテトラフルオロエチレン３重量
％からなる水素吸蔵合金を主体としてなる高さ１゜７龍
、直径４１１重さ０．１２ ｇのペレット型水素吸蔵合
金負極活物質（５）を３０重量％の水酸化カリウム水溶
液に２０ｇ／Ｒの水酸化リチウムを加えたアルカリ電解
液を負極罐（６）中に滴下した後に装着した。このよう
に負極活物質（５）を装着した負極罐（１）を前記正極
罐（２）上に重ね合わせガスケット部をかしめて直径７
．８４ｍｍ、１ｔｌｌｊさ３．５２ｎのボタン型ニッケ
ルー水素吸蔵合金よりなる実施例サンプル電池１を作製
した。
十六 １〜 六 ２
実施例１で使用した水酸化ニッケルの粒度を比較例１で
は３〜１００μｍのものを使用し、比較例２では３０〜
１００μｍのものを使用し、他は実施例１と同様の方法
により比較例サンプル電池１〜比較例サンプル電池２を
作製した。
は３〜１００μｍのものを使用し、比較例２では３０〜
１００μｍのものを使用し、他は実施例１と同様の方法
により比較例サンプル電池１〜比較例サンプル電池２を
作製した。
上述のようにして作製した各サンプル電池について２．
５ ｍ Ａで８時間充電し、１．２にΩの定抵抗で放電
する充放電サイクモ−試験を行った。その結果を第２回
に示す。
５ ｍ Ａで８時間充電し、１．２にΩの定抵抗で放電
する充放電サイクモ−試験を行った。その結果を第２回
に示す。
第２図から明らかなように、充放電サイクルを繰り返し
、２０サイクル目程になると第２図中・印で示す実施例
サンプル電池１も第２図中Ｏ印で示す比較例サンプル電
池１及びΔ印で示す比較例サンプル電池２もその容量に
差はなくなってくる。
、２０サイクル目程になると第２図中・印で示す実施例
サンプル電池１も第２図中Ｏ印で示す比較例サンプル電
池１及びΔ印で示す比較例サンプル電池２もその容量に
差はなくなってくる。
しかしながら、充放電サイクルの初期の段階においては
実施例サンプル電池である水酸化ニッケルの粒度３〜３
０Ｉ！ｍとしたものがもっとも優れた高容量を示してお
り、比較例サンプル電池１として示した水酸化ニッケル
粒度３〜１００μｍと広い範囲のものを用いたものは中
程度、３０〜１００μｍの水酸化ニッケル粒度のものを
使用した比較例サンプル電池２は最も容量が劣ったもの
となった。
実施例サンプル電池である水酸化ニッケルの粒度３〜３
０Ｉ！ｍとしたものがもっとも優れた高容量を示してお
り、比較例サンプル電池１として示した水酸化ニッケル
粒度３〜１００μｍと広い範囲のものを用いたものは中
程度、３０〜１００μｍの水酸化ニッケル粒度のものを
使用した比較例サンプル電池２は最も容量が劣ったもの
となった。
これは正極活物質として使用した水酸化ニッケルの粒度
が電池の容量に与える影響が大きいことを表しており、
粒度が細かい程セパレータ中の電解液との接触面積が大
きくなり、電池反応が良好に進行することを表すもので
ある。
が電池の容量に与える影響が大きいことを表しており、
粒度が細かい程セパレータ中の電解液との接触面積が大
きくなり、電池反応が良好に進行することを表すもので
ある。
次に、負極の組成モ変化させた場合の影響を検討した。
方 仔１２〜 ｔ １７
本発明に係るアルカリ二次電池は、第１図に示すように
、水酸化ニッケルからなる正極活物質（２）を装着した
正極罐（１）と水素吸蔵合金からなる負極活物質（５）
を装着した負極罐（６）とを間にセパレータ（３）を介
して重ねあわせ、正極罐（１）と負極罐（６）の開口部
をガスケット（４）によって封止し、正極罐（１）をか
しめることによって構成されるものである。なお、上記
負極罐（６）及び負極活物質（５）は、第１図に示すよ
うに、負極罐（６）内全体にわたって負極活物質（５）
が充填されているのではなく、所定の隙間部（７）を存
している。この隙間部（７）は、負極活物質（５）の径
方向に設けられており、このように隙間部（７）を設け
ることによって、充放電反応によって水素吸蔵合金が径
方向に膨張した際にもセパレータ（３）を押し潰すこと
のないよう緩衝する役目を果たしている。
、水酸化ニッケルからなる正極活物質（２）を装着した
正極罐（１）と水素吸蔵合金からなる負極活物質（５）
を装着した負極罐（６）とを間にセパレータ（３）を介
して重ねあわせ、正極罐（１）と負極罐（６）の開口部
をガスケット（４）によって封止し、正極罐（１）をか
しめることによって構成されるものである。なお、上記
負極罐（６）及び負極活物質（５）は、第１図に示すよ
うに、負極罐（６）内全体にわたって負極活物質（５）
が充填されているのではなく、所定の隙間部（７）を存
している。この隙間部（７）は、負極活物質（５）の径
方向に設けられており、このように隙間部（７）を設け
ることによって、充放電反応によって水素吸蔵合金が径
方向に膨張した際にもセパレータ（３）を押し潰すこと
のないよう緩衝する役目を果たしている。
上述のアルカリ二次電池を作製するにあたっては、次の
ようにしておこなう。即ち、先ず正極罐（１）に３０重
量％の水酸化カリウム水溶液に２０ｇ／ｌの水酸化リチ
ウムを加えたアルカリ電解液を滴下した後、水酸化ニッ
ケルを主体とした、粒度３〜３０μｍの水酸化ニッケル
４５％、ニッケル５０％、ポリテトラフルオロエチレン
５％とからなる水酸化ニッケル合剤を５トン／−の圧力
で加圧成形した高さ１．０５ｍ、直径７．８ 龍、重さ
０゜２ｇの正極活物質（２）を装着した。なお、この正
極活物質（２）は理論容量２０ｍＡＨである。
ようにしておこなう。即ち、先ず正極罐（１）に３０重
量％の水酸化カリウム水溶液に２０ｇ／ｌの水酸化リチ
ウムを加えたアルカリ電解液を滴下した後、水酸化ニッ
ケルを主体とした、粒度３〜３０μｍの水酸化ニッケル
４５％、ニッケル５０％、ポリテトラフルオロエチレン
５％とからなる水酸化ニッケル合剤を５トン／−の圧力
で加圧成形した高さ１．０５ｍ、直径７．８ 龍、重さ
０゜２ｇの正極活物質（２）を装着した。なお、この正
極活物質（２）は理論容量２０ｍＡＨである。
これにナイロン製不織布よりなるセパレータ（３）を介
し、封口ガスケット（４）を設置した。そして、粒径を
５０μｍ以下に粉砕したＬ ａ Ｎ ｒａ、ｑＡ ｌｏ
、ｚとポリテトラフルオロエチレンとカルボキシメチル
セルロース及びグラファイトを第１表に示すように変え
水素吸蔵合金を主体としてなる高さ１．７鰭、直径４ｍ
、重さ０．１２ ｇのペレット型水素吸藏合金負極活物
質（５）を３０重量％の水酸化カリウム水溶液に２０ｇ
／ｌの水酸化リチウムを加えたアルカリ電解液を負極罐
（６）中に滴下した後に装着した。このように負極活物
質（５）を装着した負極罐を前記正極罐（１）上に重ね
合わせガスケット部をかしめて直径７．８４ｍｍ、高さ
３．５２■■のボタン型ニッケルー水素吸藏合金実施例
サンプル電池２〜実施例サンプル電池７を作製した。
し、封口ガスケット（４）を設置した。そして、粒径を
５０μｍ以下に粉砕したＬ ａ Ｎ ｒａ、ｑＡ ｌｏ
、ｚとポリテトラフルオロエチレンとカルボキシメチル
セルロース及びグラファイトを第１表に示すように変え
水素吸蔵合金を主体としてなる高さ１．７鰭、直径４ｍ
、重さ０．１２ ｇのペレット型水素吸藏合金負極活物
質（５）を３０重量％の水酸化カリウム水溶液に２０ｇ
／ｌの水酸化リチウムを加えたアルカリ電解液を負極罐
（６）中に滴下した後に装着した。このように負極活物
質（５）を装着した負極罐を前記正極罐（１）上に重ね
合わせガスケット部をかしめて直径７．８４ｍｍ、高さ
３．５２■■のボタン型ニッケルー水素吸藏合金実施例
サンプル電池２〜実施例サンプル電池７を作製した。
止較■主
実施例２〜実施例７で使用したＬ ａ Ｎ ｉ ａ、ｑ
Ａ １゜、。
Ａ １゜、。
とポリテトラフルオロエチレンを第１表に示すように変
え、カルボキシメチルセルロース及びグラファイトは使
用せず、他は実施例２〜実施例７と同様にして比較例サ
ンプル電池３を作製した。
え、カルボキシメチルセルロース及びグラファイトは使
用せず、他は実施例２〜実施例７と同様にして比較例サ
ンプル電池３を作製した。
第１表
（尚、第１表中数値は全て重量％である。）上述のよう
にして作製した各サンプル電池について８ｍＡで２時間
充電し、１．２にΩの定抵抗で放電する充放電サイクル
試験を行った。その際の電池内部の状態を第３図に、ま
た電池の内部抵抗の測定結果を第２表に示す。
にして作製した各サンプル電池について８ｍＡで２時間
充電し、１．２にΩの定抵抗で放電する充放電サイクル
試験を行った。その際の電池内部の状態を第３図に、ま
た電池の内部抵抗の測定結果を第２表に示す。
（以下余白）
第２表
尚、第２表中、放電容量は充放電サイクルを繰り返して
その値の安定する１０サイクル目の放電容量を示した。
その値の安定する１０サイクル目の放電容量を示した。
また、サイクル寿命としては、１０サイクル目の放電容
量から４０％容量劣化した時点でのサイクル数を示した
。
量から４０％容量劣化した時点でのサイクル数を示した
。
第２表に示すように、比較例サンプル電池３に比ベカル
ボキシメチルセルロースを添加した電極を使用した電池
はいずれもサイクル寿命が伸びている。
ボキシメチルセルロースを添加した電極を使用した電池
はいずれもサイクル寿命が伸びている。
充放電サイクル試験終了後の電池を分解してみると第３
図に示すように空間的に余裕のある径方向に体積膨張を
示し、負極罐（３６）全体にわたって水素吸蔵合金を主
体とする負極活物質（３５）が充満してはいるものの、
セパレータ（３３）を押し潰すことはなかった。このよ
うにセパレータ（３３）を押し潰すことがないため、セ
パレータ（３３）との接触部の密度が高く成らず、その
ためアルカリ電解液が負極活物質（３５）内に充分浸み
込んで良好な電池反応が起こることとなる。ただし、カ
ルボキシメチルセルロースの添加量が０．１重量％のサ
ンプル電池１はその作用が充分でなく、逆にカルボキシ
メチルセルロースの添加量が５重量％のサンプル電池４
は電解液吸収作用が強くセパレータ内には電解液の存在
が観察されなかった。
図に示すように空間的に余裕のある径方向に体積膨張を
示し、負極罐（３６）全体にわたって水素吸蔵合金を主
体とする負極活物質（３５）が充満してはいるものの、
セパレータ（３３）を押し潰すことはなかった。このよ
うにセパレータ（３３）を押し潰すことがないため、セ
パレータ（３３）との接触部の密度が高く成らず、その
ためアルカリ電解液が負極活物質（３５）内に充分浸み
込んで良好な電池反応が起こることとなる。ただし、カ
ルボキシメチルセルロースの添加量が０．１重量％のサ
ンプル電池１はその作用が充分でなく、逆にカルボキシ
メチルセルロースの添加量が５重量％のサンプル電池４
は電解液吸収作用が強くセパレータ内には電解液の存在
が観察されなかった。
また、単にカルボキシメチルセルロースだけを、添加し
た実施例サンプル電池２．実施例サンプル電池３．実施
例サンプル電池４では第２表に示すように電池の内部抵
抗値が高くなってしまい、そのため放電容量の劣化をき
たしている。
た実施例サンプル電池２．実施例サンプル電池３．実施
例サンプル電池４では第２表に示すように電池の内部抵
抗値が高くなってしまい、そのため放電容量の劣化をき
たしている。
これを補うためにグラファイトを添加したサンプル電池
５〜サンプル電池７は電池の内部抵抗が低く放電容量も
従来電極を上回りサイクル寿命も２００回を越えている
。
５〜サンプル電池７は電池の内部抵抗が低く放電容量も
従来電極を上回りサイクル寿命も２００回を越えている
。
本実施例２〜実施例７ではカルボキシメチルセルロース
を用いて水素吸蔵合金負極に電解液を吸収させて軟らか
くすることによりサイクル寿命の効果を得たが、ポリビ
ニルアルコール、ポリエチレンオキサイド、架橋デンプ
ンでも同様の効果を得ることができた。
を用いて水素吸蔵合金負極に電解液を吸収させて軟らか
くすることによりサイクル寿命の効果を得たが、ポリビ
ニルアルコール、ポリエチレンオキサイド、架橋デンプ
ンでも同様の効果を得ることができた。
この作用の趣旨から他の高分子吸収剤を用いても同様の
効果が得られる。
効果が得られる。
またグラファイトの替わりにアセチレンブラック等の４
電性カーボンを用いてもよい。
電性カーボンを用いてもよい。
以上の説明から明らかなように、本発明のアルカリ二次
電池においては、アルカリ二次電池の正極として粒度が
３〜３０μｍの小径の水酸化ニッケルを使用しているの
で、アルカリ電解液が正極内部にまで及び比表面積の大
きな粒子と充分接触することができ、充放電反応が良好
に進行するため、初期放電性能が向上する。また、正極
合剤を加圧成形により作製しているため安価に正極を作
製することができる。
電池においては、アルカリ二次電池の正極として粒度が
３〜３０μｍの小径の水酸化ニッケルを使用しているの
で、アルカリ電解液が正極内部にまで及び比表面積の大
きな粒子と充分接触することができ、充放電反応が良好
に進行するため、初期放電性能が向上する。また、正極
合剤を加圧成形により作製しているため安価に正極を作
製することができる。
第１図は本発明を適用して作製したアルカリ二次電池の
概略断面図である。 第２図はサイクル数と放電容量との関係を示す特性図で
ある。 第３図は本発明を適用して作製したアルカリ二次電池の
充放電後の電池内部の状態を示す概略断面図である。 第４図は従来のアルカリ電池の充放電後の電池内部の状
態を示す概略断面図である。 ■・・・正極罐 ２・・・正極活物質 ３・・・セパレータ ４・・・ガスケット ５・・・負極活物質 ６・・・９．極罐 ７・・・隙間部 特許出願人 ソニー株式会社 代理人 弁理士 電池 晃 同 円柱 榮− 同 佐胚 勝 第１図 サイグーよ （回） 第２図
概略断面図である。 第２図はサイクル数と放電容量との関係を示す特性図で
ある。 第３図は本発明を適用して作製したアルカリ二次電池の
充放電後の電池内部の状態を示す概略断面図である。 第４図は従来のアルカリ電池の充放電後の電池内部の状
態を示す概略断面図である。 ■・・・正極罐 ２・・・正極活物質 ３・・・セパレータ ４・・・ガスケット ５・・・負極活物質 ６・・・９．極罐 ７・・・隙間部 特許出願人 ソニー株式会社 代理人 弁理士 電池 晃 同 円柱 榮− 同 佐胚 勝 第１図 サイグーよ （回） 第２図
Claims (1)
- 水酸化ニッケルを主体とする正極活物質と結合剤と導電
補助剤よりなる成形体を正極とし、前記正極活物質であ
る水酸化ニッケルの粒径が３〜３０μｍ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 |
|---|---|---|---|
| JP62271295A JPH01112663A (ja) | 1987-10-27 | 1987-10-27 | アルカリ二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62271295A JPH01112663A (ja) | 1987-10-27 | 1987-10-27 | アルカリ二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01112663A true JPH01112663A (ja) | 1989-05-01 |
Family
ID=17498056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62271295A Pending JPH01112663A (ja) | 1987-10-27 | 1987-10-27 | アルカリ二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01112663A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992022934A1 (en) * | 1991-06-14 | 1992-12-23 | Yuasa Corporation | Nickel electrode for alkali storage batteries |
| JP2001266886A (ja) * | 2000-03-21 | 2001-09-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アルカリ蓄電池用非焼結式正極およびアルカリ蓄電池 |
-
1987
- 1987-10-27 JP JP62271295A patent/JPH01112663A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992022934A1 (en) * | 1991-06-14 | 1992-12-23 | Yuasa Corporation | Nickel electrode for alkali storage batteries |
| US5366831A (en) * | 1991-06-14 | 1994-11-22 | Yuasa Corporation | Nickel electrode for alkaline battery |
| JP2001266886A (ja) * | 2000-03-21 | 2001-09-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アルカリ蓄電池用非焼結式正極およびアルカリ蓄電池 |
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