JPH02112165A - アルカリ蓄電池 - Google Patents

アルカリ蓄電池

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JPH02112165A
JPH02112165A JP63263769A JP26376988A JPH02112165A JP H02112165 A JPH02112165 A JP H02112165A JP 63263769 A JP63263769 A JP 63263769A JP 26376988 A JP26376988 A JP 26376988A JP H02112165 A JPH02112165 A JP H02112165A
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nickel
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    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
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    • H01M4/32Nickel oxide or hydroxide electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01M10/24Alkaline accumulators
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上辺−利−用−分野 本発明は、ニッケル正極と、負極と、電解液とを備えた
アルカリ蓄電池に関し、特にニッケル正極と電解液との
改良に関する。
従来−、(1!′)3.得 近年、蓄電池を使用する機器の多機能化等に伴って、蓄
電池の高容量化が望まれている。
そこで、従来、ニッケル正極を備えたアルカリ蓄電池で
は、以下に示すような提案かなされている。
■特開昭62−37874号公報等に示すように、基体
表面と活物質との間に導電性のコバルト酸化物層を形成
し、正極活物質の充放電利用率の向上を図っている。こ
のような構成であれば、主に放電末期の放電性の向トに
より、活物質である水酸化ニッケルの利用率は90%以
上に達する。
■特開昭62−71168号公報に示すように、活物質
を充填した多孔性金属基板を酸性コバルト塩溶液に含浸
させた後アルカリ処理を行って、活物質表面に水酸化コ
ハルI・を生成させる。
■特開昭52−1.14928号公報等に示す−ように
、電解液中に水酸化リチ・シムを添加してこれを正極に
作用させ、ニッケル正極の1h性を改良する。
このような構成であれば、サイクル初期の活物質の利用
率が向」ニし、特に水酸化カリウム主体の液に水酸化リ
チウJ、を添加した電解液であれは、′サイクル初期の
活物質の利用率は90%以上になる。
が  じょうとする しかしながら、上記■及び■の構成てあれば、通常使用
される焼結式ニッケル正極では基体そのものが優れた導
電性を有するため、放電性か良好となり、活物質利用率
の向上効果はそれほど大きなものではない。したがって
、改良の余地かある。
また、■の構成では、水酸化リチウムの添加により充電
か促進され、通常の二価のオキシ水酸化ニッケル(β−
N i 0OH)よりも高次のオキシ水酸化ニッケル(
r−Ni0011)が生成する。
このγ−Ni○OHは高次であるため高い容量を一時的
に示すが、比較的不活性であるため放電され難い。この
ため、充放電サイクルの進行にしたかって未放電活物質
として蓄積され、電池容量が低−ドする。加えて、この
蓄積された未放電活物質は密度か小さいため、極板強度
の低下をもたらす。
このため、活物質か極板から脱落して、更に電池容量が
低下するという課題を有していた。
そこで、本発明は上記課題を考慮してなされたものであ
り、活物質利用率を向上させると共に、充放電サイクル
を繰り返した場合であっても電池容量の低下を防止しう
るアルカリ蓄電池の提供を目的とじ一〇いる。
課Mii邂−決づLる−な一及−Φ」−段上記口的を達
成するため本第1発明は、ニッケル正極と、負極と、電
解液とを備えたアルカリ蓄電池において、11i」記ニ
ッケル正極の基体表面と活物質層との間には導電性コバ
ルト酸化物層が形成され、且つ前記電解液は水酸化リチ
ウムが添加された水酸化カリウム溶液から成ることを特
徴とする。
また、本第2発明は、ニッケル正極と、負極と、電解液
とを備えたアルカリ蓄電池において、iff記ニッケル
正極は水酸化ニッケルを主成分とする正極活物質を保持
した多孔性金属基板からなるとノ(に正極の活物質表面
には水酸化コバルトが添加されており、且つ前記電解液
は水酸化リチウムが添加された水酸化カリ・ラム溶液か
ら成ることを特徴とする。
拒−用 上記の構成であれば、水酸化リチウムの添加によって充
電性が向上したために、比較的不活性なr−N i O
OHが生成し易くなる。ところが、本第1発明のニッケ
ル正極には導電性の優れたコバルト酸化物層が形成され
ており、また本第2発明のニッケル正極には導電性の優
れた水酸化コバルトが添加されているため、上記r −
N i 00 Hをも放電させることが可能となる。こ
れによって、活物質利用率を向上させることができる。
また、サイクルの進行によっても密度が小さな未放電活
物質が蓄積されることがない。したがって、充放電を繰
り返しても極板強度が低下するのを防止することができ
、活物質が極板から脱落することかなく、電池容量が低
下するのを防止することができる。
即ち、基体と活物質との間のコバルト酸化物層及び水酸
化カリウムを主成分とする電解液中の水酸化リチウムの
添加効果、又は活物質表面に添加した水酸化コハル1〜
及び水酸化カリウムを主成分とする電解液中の水酸化リ
チウムの添加効果の相乗効果により、ニッケル正極の活
物質の利用率を向上さ−ヒうると共に、電池のサイクル
性能を向上さ一ロることができる。
$□□1実−b壬巨−イクリ 本発明の第1実施例を、第1図及び第2図に基づいて、
以下に説明する。
〔実施例〕
先ず初めに、多孔性焼結式ニッケル基板を比重1.2の
硝酸コバルトに浸漬した後、アルカリ中で硝酸コハルI
・を水酸化コバルトに化学変化させる。次に、上記処理
を行った基板を空気中(200℃)で1時間加熱して、
基板表面上にコバルト酸化物層を形成させる。この後、
この基板に通常の化学含浸法により活物質を充填して、
正極を作製した。
次いで、」二記正極と、充放電容量が正極よりも十分に
大きなカドミウム極から成る負極と、7Nの水酸化カリ
ウム(K○■I)に11;I記正極の理1自容量に対し
て約100 mg/A11rになるように水酸化リチウ
ム(LiOH)を添加した電解液とを用いてニッケルー
カドミウム電池を作製した。
このようにして作製した電池を、以下(A)電池と称す
る。
〔比較例I〕
基板表面上にコバルト酸化物層を形成するこなく正極を
作製する他は、上記実施例と同様にして電池を作製した
このようにして作製した電池を、以下(×1)電池と称
する。
〔比較例■〕
電解液に水酸化リチウムを添加しない他は、上記実施例
と同様にして電池を作製した。
このようにして作製した電池を、以下(×2)電池と称
する。
〔比較例ui〕
基板表面上にコバルト酸化物層を形成するこなく正極を
作製し、旧つ電解液に水酸化リチウムを添加しない他は
、上記実施例と同様にして電池を作製した。
このようにして作製した電池を、以下(X3)電池と称
する。
〔比較例■〕
加熱処理を行わず基板表面」−に水酸化コバルト層を形
成して正極を作製する他は、−上記実施例と同様にU2
て電池を作製した。
このようにし゛ζ作製した電池を、以下(X、)電池と
称する。
〔比較例■] 加熱処理を行わず基板表面」−に水酸化コバルト層を形
成して正極を作製し、且つ電解液に水酸化リチウムを添
カロしない他は、上記実施例と同様にして電池を作製し
た。
このようにしで作製した電池を、以下(X5)電池と称
する。
〔実験I〕
上記本発明の(A)電池及び比較例の(Xl)電池〜(
X、)電池のサイクル特性を、ili、]べたので、そ
の結果を第1図に示す。尚実験条件は以下の通りである
・充放電電流: 200mAttr ・充電量  :160% ・放電   :O,SVカット ・充放電温度=25℃ 第1図に示すように、比較例の(X、)電池、(x4)
電池では充放電サイクルを繰り返すにしたがって電池容
量が低下していることが認められる。また、比較例の(
×2)電池、(X3)電池、(X5)電池では充放電サ
イクルを繰り返しても電池容量は低下しないが、初jl
JJの電池容量か少ない(約1.0〜1.2AHr)こ
とか認められる。
これに対して、本発明の(A)電池では初期の電池容量
が多く (約1.3AHr) 、且つ充放電サイクルを
繰り返しても電池容量は低下しないことが認められる。
〔実験■〕
水酸化リチウムの添加量と電池容量との関係を調べたの
で、その結果を第2図に示す。
第2図より明らかなように、ニッケル正極の理論容量に
対して水酸化リチウムを僅かに添加すると電池容量かe
f#、に増加し始め、100 mg/AHr以上で電池
容量が著しく増加していることが認められる。したがっ
て、水酸化リチウムの添加量は100mg/AHr以」
二であることが望ましい。
喜1「実−施−桝 本発明の第2実施例を、第3図及び第4図に基ついて、
以下に説明する。
〔実施例〕
先ず初めに、硝酸ニッケルを主成分とする含浸液に多孔
性焼結式ニッケル基板を浸漬して、焼結式ニッケル極板
を作製する。次に、この焼結式ニッケル極板を比重1.
30の硝酸コハルI・水溶液(at、R,1’)に浸漬
した後、40°C30%の水酸化ナトリウム水)容量に
浸漬する。これにより、上記硝酸コバルトが水酸化コハ
ルI・に化学変化し、極板表面に水酸化コバル1〜が添
加された正極が作製される。このようにして正極を作製
する他は、−1記第1実施例の実施例と同様にして電池
を作製した。
このようにして作製した電池を、以下(B)電池と称す
る。
〔比較例1〕 水酸化コバルトを添加するこなく正極を作製する他は、
上記実施例と同様にして電池を作製した。
このようにして作製した電池を、以下(Yl)電池と称
する。
〔比較例■〕
電解液に水酸化リチウムを添加しない他は、上記実施例
と同様にして電池を作製した。
このようにして作製した電池を、以下(Y2)電池と称
する。
〔比較例■〕
水酸化コバルトを添加するごなく正極を作製し、且つ電
解液に水酸化リチウムを添加しない他は、」記実施例と
同様にして電池を作製した。
このようにして作製した電池を、以下(Y、)電池と称
する。
〔比較例IV) コバルト処理を粘物質充填前に1うい活物質にコバルト
を表面添加することなく正極を作製する他は、手記実施
例と同様にして電池を作製した。
このようにして作製した電池を、以下(Y、)電池と称
する。
〔比較例■〕
コハル]・処理を活物質充填前に行い活物質にコバルト
を表面添加しないようにして正極を作製し、且つ電解液
に水酸化リチ・シムを話力11L、ない他ば、上記実施
例と同様にして電池を作製した。
このようにして作製した電池を、以下(Y、)電池と称
する。
〔実験1〕 上記本発明の(I3)電池及び比較例の(Yl)電池〜
(Y、)電池のザイクル特性を調べたので、その結果を
第3図に示す。尚、実験条件は前記第N 1実施例の実験Iと同様の条件で行った。
第3図に示すように、比較例の(Yl)電池、(Y、)
電池では充放電サイクルを繰り返すにしたがって電池容
量が低下していることか認められる。また、比較例の、
(Y2 )電池、(Y3)電池、(Y、)電池では充放
電サイクルを繰り返し″(も電池容量は低下しないが、
初期の電池容量が少ない(約1.0〜1.2AHr)こ
とか認められる。
これに対して、本発明の(B)電池では初期の電池容量
が多く (約1.4AHr)、且つ充放電サイクルを繰
り返しても電池容量は低下しないことが認められる。
〔実験■〕
水酸化リチウムの添加量と電池容量との関係を調べたの
で、その結果を第4図に示す。
第4図より明らかなように、ニッケル正極の理論容量に
対して水酸化リチウムを僅かに添加すると電池容量が急
激に増加し始め、100mg/^fir以上で電池容量
が著しく増加していることが認められる。したがって、
水酸化リチI”ツムの添加1tt 1.上100mg/
AHr以]−であることが望ましい。
尚、活物質の充電性と利用率との向−4二を図るべく、
」二記第2実施例の実施例でjホべたように、より表面
積を大きくずろように水酸化コバルトを添加するごとか
望ましい。
発祖−Q効−果 以上説明したように本発明によれは、通常放電し健いT
−NiOOHをも放電させることが可能となる。したか
って、活物質利用率を向上させることができると共に、
充放電サイクルを繰り返した場合であっても極板強度か
低下し、電池容量が低下するのを防止することができる
。この結果、アルカリ蓄電池の性能を飛躍的に向上させ
ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1し1は本発明の(Δ)電池及び比較例の(×)電池
〜(X5)電池の充放電サイクル数と電池容量との関係
を示すグラフ、第2図は添加リチウム量と電池容量との
関係を示すグラフ、第3図は本発明の(B)電池及び比
較例の(Y、)電池〜(Y5)電池の充放電4Jイクル
数と電池容量との関係を示すグラフ、第4図は添加リチ
ウム量と電池容量との関係を示すグラフである。 特許出願人:三洋電機 株式会社

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ニッケル正極と、負極と、電解液とを備えたアル
    カリ蓄電池において、 前記ニッケル正極の基体表面と活物質層との間には導電
    性コバルト酸化物層が形成され、且つ前記電解液は水酸
    化リチウムが添加された水酸化カリウム溶液から成るこ
    とを特徴とするアルカリ蓄電池。
  2. (2)ニッケル正極と、負極と、電解液とを備えたアル
    カリ蓄電池において、 前記ニッケル正極は水酸化ニッケルを主成分とする正極
    活物質を保持した多孔性金属基板からなると共に正極の
    活物質表面には水酸化コバルトが添加されており、且つ
    前記電解液は水酸化リチウムが添加された水酸化カリウ
    ム溶液から成ることを特徴とするアルカリ蓄電池。
JP63263769A 1988-10-19 1988-10-19 アルカリ蓄電池 Expired - Lifetime JP2609911B2 (ja)

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