JPH03108259A - ニッケル・水素アルカリ蓄電池 - Google Patents

ニッケル・水素アルカリ蓄電池

Info

Publication number
JPH03108259A
JPH03108259A JP1244946A JP24494689A JPH03108259A JP H03108259 A JPH03108259 A JP H03108259A JP 1244946 A JP1244946 A JP 1244946A JP 24494689 A JP24494689 A JP 24494689A JP H03108259 A JPH03108259 A JP H03108259A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
negative electrode
capacity
storage alloy
positive electrode
hydrogen storage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP1244946A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3101622B2 (ja
Inventor
Yuji Sato
優治 佐藤
Kazuta Takeno
和太 武野
Hirotaka Hayashida
浩孝 林田
Hiroyuki Takahashi
浩之 高橋
Ichiro Saruwatari
一郎 猿渡
Hiroyuki Hasebe
裕之 長谷部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
FDK Twicell Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Battery Co Ltd
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Battery Co Ltd, Toshiba Corp filed Critical Toshiba Battery Co Ltd
Priority to JP01244946A priority Critical patent/JP3101622B2/ja
Publication of JPH03108259A publication Critical patent/JPH03108259A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3101622B2 publication Critical patent/JP3101622B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Secondary Cells (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。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明はニッケル・水素アルカリ蓄電池に関し、特に電
極の容量を改良したニッケル・水素アルカリ蓄電池に係
る。
(従来の技術) 近年、非焼結式ニッケル正極及び水素吸蔵合金負極を用
いたニッケル・水素アルカリ蓄電池は、−殻内なニッケ
ル・カドミウム蓄電池と比較して電極のエネルギー密度
が1.5倍以上も大きく電池の高容量化に対応可能であ
ることから開発が進められて来ている。
前記ニッケル・水素アルカリ蓄電池はニッケル・カドミ
ウム蓄電池と基本的には同構造・同構成であるが、過充
電時に電池内圧が上昇するのを抑えたり過放電時に電極
が転極するを防止するため、前記非焼結式ニッケル正極
と前記水素吸蔵合金負極との電極容量バランスを調整し
て製造されている。
従来、電極容量バランスを調整したニッケル・水素アル
カリ蓄電池としては、非焼結式ニッケル正極と水素吸蔵
合金負極との全容量比を規定したニッケル・水素アルカ
リ蓄電池(特公昭61−5264、特開昭83−230
274号)や、非焼結式ニッケル正極と水素吸蔵合金負
極との単位容積当りの容量比を規定したニッケル・水素
アルカリ蓄電池(特開昭82−15769号)が提案さ
れている。
しかしながら、前述したニッケル・水素アルヵリ蓄電池
は放電時において、特に過放電時や大電流放電時におい
て、水素吸蔵合金負極の利用率が非焼結式ニッケル正極
の利用率よりも劣るため負極容量規制となることがある
。そのため、充放電サイクル特性が悪化したり電池内圧
が大幅に上昇することがあるという不都合がある。
そこで、この不都合を解消するために電池が完全放電す
るかなり以前の状態で放電を終了させることが提案され
ている(特公昭61−5284号、特開昭61−807
70号、特開昭62−78185号)。しかしながら、
これらの蓄電池では過放電時や大電流放電時では前記不
具合を充分に解消することができないという問題がある
。また、この不都合を解消するために予め水素吸蔵合金
負極の一部を充電状態にしたニッケル・水素アルカリ蓄
電池も提案されているが、これを製造する工程が繁雑に
なるという問題や水素を吸蔵した状態の水素吸蔵合金粉
末を使用するので危険であるという問題がある。
(発明が解決しようとする課題) 本発明は従来の課題を解決するためになされたもので、
過放電時や大電流放電でも負極容量規制にならず、充放
電サイクル特性等の電池特性が良好に安定して維持され
電池内圧の大幅な上昇を抑えることができ、しかも簡単
に安全な方法で製造することができるニッケル・水素ア
ルカリ蓄電池を提供しようとするものである。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明は、非焼結式ニッケル正極と、前記非焼結式ニッ
ケル正極に対して単位表面積当りの容量が1.2倍以上
である水素吸蔵合金負極とを具備することを特徴とする
ニッケル・水素アルカリ蓄電池である。
前記非焼結式ニッケル正極は、主に容量を規定する酸化
ニッケルを含有する。かかる非焼結式ニッケル正極中に
は、前記酸化ニッケルに対して5〜20重量%の配合割
合で一酸化コバルトを含有することが望ましい。この理
由は、−酸化コバルトの配合割合が5重量%未満である
場合、放電時に水素吸蔵合金負極の水素化物量が少なく
なって負極容量規制になる恐れがある。一方、−酸化コ
バルトの配合割合が20重量%を越える場合、非焼結式
ニッケル正極中に占める一酸化コバルトの割合が過大と
なり電極容量が低下したり、又、−酸化コバルトの充電
に伴なう水素吸蔵合金負極の充電可能容量の低下に起因
して、充電時に水素吸蔵合金負極は水素吸蔵能力が低下
して水素を充分に吸蔵できず、電池内圧が上昇する恐れ
がある。この非焼結式ニッケル正極は、例えば焼結金属
繊維基板、発泡メタル、不織布めっき基板などに、水酸
化ニッケルを主成分とするペーストを充填することによ
り製造されたものである。
前記水素吸蔵合金負極は、水素吸蔵合金粉末に高分子結
着剤を配合し、必要に応じて導電性粉末を配合した合剤
を集電体である導電性芯体に被覆、固定した構造を有す
る。
前記合剤中に配合される水素吸蔵合金としては、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が、特にL a 、 M
m (Mm ;ミツシュメタル)、及びLm(Lm;L
a富化ミツシュメタル)よりなる群から選択される少な
くとも一種と、Ni1(: o、All SMn、Fe
s及びCuよりなる群から選択される少なくとも一種と
を含む組成のものを用いることが望ましい。
前記合剤中に配合される高分子結着剤としては、例えば
ポリアクリル酸ソーダ、ポリテトラプルオロエチレン(
PTFE) 、カルボキシメチルセルロース(CMC)
等を挙げることができる。かかる高分子結着剤の配合割
合は、水素吸蔵合金粉末100重量部に対して0.5〜
5重量部の範囲とすることが望ましい。
前記合剤中に配合される導電性粉末としては、例えばカ
ーボンブラック、黒鉛等を挙げることができる。かかる
導電性粉末の配合割合は、前記水素吸蔵合金粉末100
重量部に対して0.1〜4重量部とすることが望ましい
前記集電体である導電性芯体としては、例えばパンチト
メタル、エキスバンドメタル、金網等の二次元構造のも
の、発泡メタル、網状焼結金属繊維などの三次元構造の
もの等を挙げることができる。
前記水素吸蔵合金負極の前記非焼結式ニッケル正極に対
する単位表面積当りの容量を限定した理由は、その容量
を1.2倍未満にすると負極容量規制を防止する等の効
果が達成できなくなるからである。
(作用) 本発明によれば、水素吸蔵合金負極の単位表面積当りの
容量が非焼結式ニッケル正極の単位表面積当りの容量の
 1.2倍以上にすることによって、従来のように全容
量や単位容積で容量を規定した場合に比べて電池反応の
実態により適合した条件で正極、負極の容量を決定して
いるため、過放電時や大電流放電時においても、水素吸
蔵合金負極の利用率が非焼結式ニッケル正極の利用率よ
り劣ることに起因する負極容量規制を回避できる。その
結果、負極容量規制に伴う充放電サイクル特性の悪化や
電池内圧の大幅な上昇を防止したニッケル・水素アルカ
リ蓄電池を得ることができる。しかも、完全放電のかな
り以前の状態で放電を終了させる必要がなく、また予め
水素吸蔵合金負極の一部を充電状態にして製造する必要
もないため、前記蓄電池を簡単かつ安全な方法で製造す
ることができる。
また、前記非焼結式ニッケル正極が一酸化コバルトを酸
化ニッケルに対して5〜20重量%の配合割合で含有す
れば、低電流等で初充電することにより前記−酸化コバ
ルトを酸化してその後の放電時に還元されずに安定して
残存するオキシ水酸化コバルトを生成できる。したがっ
て、前記−酸化コバルトの酸化に消費された電気量に相
当する水素が水素吸蔵合金負極に常に吸蔵された状態に
なるため、放電時における水素吸蔵合金負極の利用率が
向上し、負極容量規制をより一層効果的に防止すること
ができる。なお、前記のような水素が水素吸蔵合金負極
に常に吸蔵された状態になることに伴って、その水素量
だけ水素吸蔵合金負極が吸収できる水素量が少なくなる
が、水素吸蔵合金負極の容量を前述したように規定して
いるため、充電時において酸化ニッケルの酸化に伴って
発生する水素を水素吸蔵合金により充分に吸収すること
ができ、電池内圧の大幅な上昇を防止できる。
(実施例) 以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
実施例1 まず、LIN14.2 COo、2 Mno5AIIo
、s  (L■;La富化ミツシュメタル)で示される
組成の水素吸蔵合金に水素を2回吸収放出させて微粉化
し、200メツシユバスの水素吸蔵合金粉末を用いた。
つづいて、前記水素吸蔵合金粉末に高分子結着剤として
PTFE3ffi量%、導電性粉末としてカーボンブラ
ック1重量%及び水を添加してペーストを混合調製した
後、このペーストをパン千トメタル基板に塗布・乾燥・
圧延し83X 39X 0.40a+++に裁断するこ
とにより水素吸蔵合金負極を作製した。
一方、水酸化ニッケル90重量部及び−酸化コバルト1
0重量部に、結合剤、粘性材及び水を添加−してペース
トを混合調製した。このペーストを多孔度95%のニッ
ケル焼結繊維基板に充填・乾燥・圧延し63X 39X
 0.70amに裁断することにより非焼結式ニッケル
正極を作製した。
前記水素吸蔵合金負極及び非焼結式ニッケル正極を、ポ
リアミド製の0.201厚の不織布を介して捲回して電
極群を作製した。この電極群を圧力検出器を付けたアク
リル樹脂製容器のAAサイズの空間に挿入し、この空間
にKOH7規定、Li0H1規定の電解液を2.41m
g注液し、封口し、電池の容量がlooomAhで、水
素吸蔵合金負極の単位表面積当りの容量が非焼結式ニッ
ケル正極に対して1.23倍である第1図に示すような
試験セルを製造した。即ち、この試験セルは前記アクリ
ル樹脂製のケース本体1とキャップ2とからなる電池ケ
ースを備える。前記ケース本体1の中心部には、AAサ
イズの電池の金属容器と同一の内径及び高さを有する空
間3が形成されており、この空間3内部には電極群4が
収納され、更に電解液が収容されている。前記キャップ
2は封目板の役割を果たしていると共に、圧力検出器5
を取り付けて電池内圧を検出できるようになっている。
前記ケース本体1上には前記キャップ2がゴムシート6
及びOリング7を介してボルト8及びナツト9により気
密に固定されている。水素吸蔵合金負極からの負極リー
ド10と非焼結式ニッケル正極からの正極リード11は
前記ゴムシート6と前記Oリング7との間を通して導出
されている。
実施例2 水素吸蔵合金負極の合金充填密度を高めて単位容積当り
の容量を実施例1よりも 100mAh/cc増加させ
た以外は実施例1と同様な試験セルを製造した。なお、
この時の水素吸蔵合金負極の単位表面積当りの容量は、
非焼結式ニッケル正極に対して1.33倍であった。
実施例3 水素吸蔵合金負極の合金充填密度を高めて単位容積当り
の容量を実施例1よりも200mAh/cc増加させた
以外は実施例1と同様な試験セルを製造した。なお、こ
の時の水素吸蔵合金負極の単位表面に当りの容量は、非
焼結式ニッケル正極に対して1.43倍であった。
比較例1 水素吸蔵合金負極の合金充填密度を低めて単位容積当り
の容量を実施例1よりも20G+aAh/cc減少させ
た以外は実施例1と同様な試験セルを製造した。なお、
この時の水素吸蔵合金負極の単位表面積当りの容量は、
非焼結式ニッケル正極に対して0.95倍であった。
比較例2 水素吸蔵合金負極の合金充填密度を低めて単位容積当り
の容量を実施例1よりも1oOIIAh/cc減少させ
た以外は実施例1と同様な試験セルを製造した。なお、
この時の水素吸蔵合金負極の単位表面積当りの容量は、
非焼結式ニッケル正極に対して1.14倍であった。
実施例1〜3及び比較例1.2の試験セルを100−A
で15時間充電しIAでQ、8Vまで放電し、つづいて
IAで1.5時間充電しIAで0.8vまで放電する条
件で充放電を繰り返し、充電から放電の休止時間と放電
から充電の休止時間とをそれぞれ30分としてサイクル
特性試験を行ない、各サイクルの充電末期における電池
内部圧力を測定した。
その結果を第2図に示す。また、前記サイクル特性試験
において30サイクル目で過放電を行ない、過放電時間
に対する電池内部圧力の変化を調べた。
その結果を第3図に示す。この第2図、第3図から実施
例1〜3及び比較例1,2の試験セルにおけるサイクル
寿命、過放電特性を下記第1表にまとめて示す。なお、
サイクル寿命は第2図の特性図において電池内部圧カカ
月Okg/e12に達したサイクル数で表示した。
第   1   表 *1・・・水素吸蔵合金負極の単位表面積当りの容量÷
非焼結式ニッケル正極の単位表面積当りの容量。
*2・・・水素吸蔵合金負極の全容量+非焼結式ニッケ
ル正極の全容量。
*3・・・水素吸蔵合金負極の単位容積当りの容量+非
焼結式ニッケル正極の単位容積当りの容量。
前記第1表より明らかなように、実施例1〜3の電池は
サイクル寿命が長く、過放電特性が良好であった。なお
、第1表には示さなかったが実施例1〜3及び比較例1
,2の電池はいずれも過充電特性が良好であった。これ
に対し、比較例1の電池は、電極の全容量及び単位容積
当りの容量とも、水素吸蔵合金負極の方が非焼結式ニッ
ケル正極よりも大きいにもかかわらず、単位表面積当り
の容量では水素吸蔵合金負極電極が非焼結式ニッケル正
極の0.95倍であり1.20倍未満なので、サイクル
寿命が短く、過放電特性が劣るのがわかった。
また、比較例2の電池は比較例1の電池よりもサイクル
寿命及び過放電特性が改善されているものの、比較例1
と同様に単位表面積当りの容量では水素吸蔵合金負極が
非焼結式ニッケル正極の1.14倍であり1.20倍未
満なので、それらの特性が実用的に充分に満足できる程
度のものではないのがわかった。
[発明の効果コ 以上詳述した如く、本発明によれば過放電時や大電流放
電でも負極容量規制にならず、充放電サイクル特性等の
電池特性が良好に安定して維持され電池内圧の大幅な上
昇を抑えることができ、しかも簡単に安全な方法で製造
することが可能なニッケル・水素アルカリ蓄電池を提供
することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例で用いた試験セルを示す断面図
、第2図は実施例のサイクル特性試験におけるサイクル
数に対する電池内部圧力の変化を示す特性図、第3図は
実施例の過放電試験における過放電時間に対する電池内
部圧力の変化を示す特性図である。 1・・・ケース本体、2・・・キャップ、4・・・電極
群、5・・・圧力検出器。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)非焼結式ニッケル正極と、前記非焼結式ニッケル
    正極に対して単位表面積当りの容量が1.2倍以上であ
    る水素吸蔵合金負極とを具備することを特徴とするニッ
    ケル・水素アルカリ蓄電池。
  2. (2)前記非焼結式ニッケル正極が一酸化コバルトを含
    有することを特徴とする請求項1記載のニッケル・水素
    アルカリ蓄電池。
JP01244946A 1989-09-22 1989-09-22 ニッケル・水素アルカリ蓄電池 Expired - Fee Related JP3101622B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP01244946A JP3101622B2 (ja) 1989-09-22 1989-09-22 ニッケル・水素アルカリ蓄電池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP01244946A JP3101622B2 (ja) 1989-09-22 1989-09-22 ニッケル・水素アルカリ蓄電池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03108259A true JPH03108259A (ja) 1991-05-08
JP3101622B2 JP3101622B2 (ja) 2000-10-23

Family

ID=17126314

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP01244946A Expired - Fee Related JP3101622B2 (ja) 1989-09-22 1989-09-22 ニッケル・水素アルカリ蓄電池

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3101622B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7824800B1 (en) * 2004-04-08 2010-11-02 Electrochemical Systems, Inc. Lithium-ion cell with a wide operating temperature range

Also Published As

Publication number Publication date
JP3101622B2 (ja) 2000-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3097347B2 (ja) ニッケル・水素蓄電池
EP0869565B1 (en) Alkaline storage battery
US5032475A (en) Nickel-metal hydride secondary cell
JP3246345B2 (ja) アルカリ蓄電池用ニッケル正極とこれを用いたニッケル・水素蓄電池
EP0544011A1 (en) Nickel electrode for alkali storage batteries
JPH0278155A (ja) 水素吸蔵合金電極の乾式製造方法
JP2001338645A (ja) アルカリ蓄電池用ペースト型正極およびニッケル水素蓄電池
JPH0521064A (ja) 水酸化ニツケル活物質粉末およびニツケル正極とこれを用いたアルカリ蓄電池
JPH0541212A (ja) 水酸化ニツケル活物質およびニツケル正極とこれを用いたアルカリ蓄電池
JP3389252B2 (ja) アルカリ蓄電池及びその充電方法
US5131920A (en) Method of manufacturing sealed rechargeable batteries
JPH03108259A (ja) ニッケル・水素アルカリ蓄電池
JP2989877B2 (ja) ニッケル水素二次電池
JP2591988B2 (ja) カドミウム負極板およびその負極板を用いたアルカリ二次電池
JPH04109556A (ja) 密閉型二次電池
JP3012658B2 (ja) ニッケル水素二次電池
JP2600307B2 (ja) カドミウム負極板およびその負極板を用いたアルカリ二次電池
JP2591985B2 (ja) カドミウム負極板およびその負極板を用いたアルカリ二次電池
JP2577964B2 (ja) カドミウム負極板およびその負極板を用いたアルカリ二次電池
JP2796674B2 (ja) カドミウム負極板およびその負極板を用いたアルカリ二次電池
JP2591987B2 (ja) カドミウム負極板およびその負極板を用いたアルカリ二次電池
JP3392700B2 (ja) アルカリ二次電池
JPH103940A (ja) ニッケル−金属水素化物蓄電池及びその製造方法
JP3362400B2 (ja) ニッケル−金属水素化物蓄電池
JP2595664B2 (ja) カドミウム負極板およびその負極板を用いたアルカリ二次電池

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080818

Year of fee payment: 8

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080818

Year of fee payment: 8

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080818

Year of fee payment: 8

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees