JPH03184275A - 水素貯蔵合金負極を用いる角形密閉アルカリ蓄電池 - Google Patents

水素貯蔵合金負極を用いる角形密閉アルカリ蓄電池

Info

Publication number
JPH03184275A
JPH03184275A JP1323349A JP32334989A JPH03184275A JP H03184275 A JPH03184275 A JP H03184275A JP 1323349 A JP1323349 A JP 1323349A JP 32334989 A JP32334989 A JP 32334989A JP H03184275 A JPH03184275 A JP H03184275A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
negative electrode
hydrogen storage
storage alloy
storage battery
sealed alkaline
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
JP1323349A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2936604B2 (ja
Inventor
Eiji Kadouchi
英治 門内
Isao Matsumoto
功 松本
Takafumi Fujii
隆文 藤井
Hiroshi Sato
廣 佐藤
Takashi Hino
樋野　隆
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=18153800&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JPH03184275(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP1323349A priority Critical patent/JP2936604B2/ja
Priority to US07/471,931 priority patent/US4977043A/en
Priority to CA002009026A priority patent/CA2009026C/en
Priority to DE69022825T priority patent/DE69022825T2/de
Priority to EP90102011A priority patent/EP0432342B1/en
Publication of JPH03184275A publication Critical patent/JPH03184275A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2936604B2 publication Critical patent/JP2936604B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
    • H01M4/32—Nickel oxide or hydroxide electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01M10/24—Alkaline accumulators
    • H01M10/26—Selection of materials as electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/52—Removing gases inside the secondary cell, e.g. by absorption
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
    • H01M4/242—Hydrogen storage electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/383—Hydrogen absorbing alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/317—Re-sealable arrangements
    • H01M50/325—Re-sealable arrangements comprising deformable valve members, e.g. elastic or flexible valve members
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H01M50/417—Polyolefins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/44—Fibrous material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0002—Aqueous electrolytes
    • H01M2300/0014—Alkaline electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
    • H01M4/80—Porous plates, e.g. sintered carriers
    • H01M4/808—Foamed, spongy materials
    • Y—GENERAL 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
    • 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
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Gas Exhaust Devices For Batteries (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】 産業上の利用分野 本発明は、負極の活物質に水素貯蔵合金中の水素を用い
た密閉式のアルカリ蓄電池、さらに詳しくは外形が例え
ば４角柱状を呈する角形密閉電池に関し、その容量密度
を改善するものである。
従来の技術 近年、特に普及の著しいＡＶ機器１通信機をはじめとす
る各種のポータプル電子機器は、小型軽量化、薄形化傾
向が強くなるとともに、これ等の機器側からの電源電池
に対しても高エネルギー密度化の要望が増大している。
これ等の電源には主として密閉式のアルカリ蓄電池を用
いている場合が多く、電源電池に対しても高容量密度化
、省スペース化の要望が強い。
現在密閉式のアルカリ蓄電池を代表する電池系はニッケ
ル・カドミウム蓄電池であり、これ等の要望に応じるた
めに、この電池系は、近年急速に高容量密度化が施され
できた。また省スペース化を目的として、外形形状も一
般的な円筒形から角形形状にしたニッケル・カドミウム
蓄電池も市販され始めた。
種々のポータプル機器における電池収納部の形状は、直
方体のスペースであることが多く、このスペースに円筒
形の電池を収容して用いる場合、隣接する電池間には、
利用できない余分な空間が生じる。これに対し、角形の
電池を用いれば、余分な空間を殆んど必要としない。従
って、適切な角形電池を用いると、円筒形電池に比べて
、約３０％の実装スペースの低減が可能である。
また、角形電池は、その厚さにおいても、円筒形電池に
比べ容易に小さくすることができ、薄い電池収納スペー
スを必要とする機器に適している。このような観点から
ニッケル・カドミウム蓄電池が実用化されはじめたが、
さらに容量密度を向上させようとした場合は、ニッケル
・カドミウム蓄電池よりもさらに高エネルギー密度が期
待される材料を適用した新電池系の開発が重要である。
最近、高密度に水素を吸蔵できる水素貯蔵合金負極がカ
ドミウム極よりも高エネルギー密度を有する点から、こ
れを利用した高容量密度の金属酸化物−水素化物蓄電池
の開発が注目されている。
そこで、この電池系を角形電池に応用し、高容量かつ高
スペース効率の電池開発に着目してきた。
しかし、近年のポータプル機器用電源への適用に際して
は高充電効率、急速充電性能を有していることが強く要
望される。水素貯蔵合金を用いる新しい電池系の角形密
閉電池を開発するには、これまでの電池構成技術の他に
、新しい電池構成法および構成材料の製法を付加してこ
れ等の要望を満たす必要がある。そのためには、以下の
諸技術課題を解決せねばならない。
発明が解決しようとする課題 １）負極の集電方式に関わる課題 高充電効率の角形電池の場合、複数枚の正負極を重ねて
極板群を構成することが好ましい。
しかし、水素貯蔵合金電極に集電のためのリード等を溶
接する場合溶接部分の熱で発火するなどの安全面での問
題がある。特に、合金電極に水素が吸蔵されている場合
はさらに発火しやすい傾向がある。また、負極より１本
ずつリードを取り出し、それらを１ケ所で溶接し群外側
の負極と外装金属ケースを圧接触させて集電を行なう従
来の技術を適用しただけでは１点の溶接点へ電流が集中
するため、電気抵抗が増大し、電池の内部抵抗値を高め
る結果、とくに高率放電時には、放電性能を低下させる
原因ともなる。
２）密閉構造に関する課題 水素貯蔵合金を負極活物質として密閉アルカリ蓄電池を
構成した場合、常に充放電の状態にかかわらず、電池内
部に合金の水素吸蔵平衡圧相当の水素ガスが存在する。
水素ガスは、分子半径が小さいため、極めて小さな空隙
が存在しても、それを通して外部に放出される。この結
果、負極活物質である水素が減少し、電池容量が低下す
る。こうした課題は、正常な状態で使用されるときの密
閉式Ｎｉ−Ｃｄ電池では生じなかったことである。この
ため、Ｎｉ−Ｈ電池独自の課題として電池の封口性能の
向上が必要である。
３）急速充電を行なう上での課題 急速充電を行なうために、１０程度の大きな電流で充電
を行なった場合、充電末期における正極からの酸素ガス
発生や負極水素吸蔵合金の水素吸蔵速度の不足による遊
離水素の発生により電池内部圧力が上昇する。円筒形に
比べ密閉容器側面が平面で構成される角形電池の場合、
ケースが内圧により変形しゃすく、低い圧力で金属容器
が降伏点に達する。したがって許容される電池内部圧力
は容器の降伏点に左右され、具体的には５　ｋｇ／ｃ！
１程度であり、それ以下に電池内部圧力の上昇を抑制し
なければならない。
本発明の主たる目的は電池の高容量化の方法として負極
活物質に水素貯蔵合金を用い適切な構成、材料、工法を
用いることにより前記課題を解決し、従来の角形ニッケ
ルカドミウム蓄電池より高い容量密度と同等以上の急速
充電性能、放電性能、保存性能、製造工程上の安全性等
を確保することにある。
課題を解決するための手段 本発明では、高容量密度で、製造工程上の安全が図れる
構成として、水素貯蔵合金粉末を三次元網状金属支持体
（以後支持体と呼ぶ）に保持させるとともに、この支持
体に合金粉末の未充填部分を設けてこれを加圧成形し、
弾性を有する集電用リード部として用いる。外装ケース
への集電は電極群が外装ケースへ挿入された特産じる群
圧により、該負極や集電リードの広い面積を外装金属ケ
ースと圧接触させて行なう。
こうした構成により充放電による水素貯蔵合金の脱落を
防止するとともに、電極体積中の支持体の占める体積を
５％以下に低減でき、高容量密度の水素貯蔵合金電極を
作成することができた。
また、支持体の未充填部分を用い、この部分のケースへ
の接触により外装ケースへ集電することにより、溶接等
発火を生じる操作を省略でき、工数、安全性に優れた電
極集電構造を得ることができた。また群中心部の負極の
集電も、支持体と外装金属ケースとの直接の接触によっ
て行なわれ、広い面積での接触が可能となり、電池内部
抵抗を低減することができた。
また、同様な支持体を用いた高エネルギー密度の正極と
組み合わせることにより、さらに高容量密度の電池を構
成することができる。
なお、正極活物質中にカルボニルコバルト等金属コバル
トを添加することにより電池構成後の初充電で、高次酸
化物たとえば、オキシ水酸化コバルトもしくは三二酸化
コバルトに変化する電気量に相当して、負極に充電子備
容量を与えることができる。言い換えれば充電子備容量
は負極の放電特性を改善するために必要であるが、こう
した構成により、電池構成に先立って極板状態で負極を
電気化学的に充電する必要がない。空気中で負極を充電
状態、すなわち水素を吸蔵した状態で取扱う場合、とく
に発火の危険があるが、前記の措置により安全性をより
高めることができた。
さらに本発明では充電時異常に電池内圧が上昇した場合
でも安全性を確保し、平常時は電池系内からの水素の漏
出を抑制するために、ゴム製の弁体と中空リベットより
構成される水素貯蔵合金の水素解離平衝圧よりも高い圧
力で差動する安全弁を備えている。
ここでの中空リベットは電池外装ケースに、絶縁性材料
を介してかしめにより固定し正極集電端子を兼ねるもの
とする。
また、かしめに先だってリベット−絶縁性材料、絶縁性
材料−電池外装ケース、ゴム弁体−リベット間にシール
材を塗布する。
こうした構成により、外装金属ケースに設ける端子孔を
最小にでき、また各間隙部をシール材で充填密閉するこ
とにより水素の放出が抑制できる結果、負極容量の低下
を防止することができた。
さらに本発明では電池の急速充電性能を向上するために
、■負極である水素貯蔵合金極の表面に粉末状のフッ素
樹脂等を塗布し、電極表面に撥水性を付与する。■電池
系内にパラジウム等のガス消失触媒を設ける。■電解液
量を正極１Ａｈに対シ１．５〜２．７ｍｌの範囲で注入
する、という策を講じている。
作用 これにより、セパレータ、正極、負極中の電解液は、充
放電反応に対して充分であり、かつ適当な空間部を生じ
る液量に設定することと、負極表面に撥水層を設けるこ
とにより、負極表面に気−液一固の三相界面が広く形成
され、負極より小さい容量に設計された正極より過充電
時に発生した酸素ガスや吸蔵反応の遅れで負極より遊離
した水素ガスを電極表面へ速やかに導いて反応させ、水
へ戻す反応を促進する。また、同様にして電池系内に設
けた触媒により酸素ガスおよび水素ガスを速やかに反応
させ、水へ戻すことにより、電池過充電時の電池内部圧
力の上昇を抑制し、急速充電性能を向上することができ
る。
なお、触媒表面を撥水処理したり、触媒を極板群より離
し、撥水性の樹脂でまわりをかこみ、電解液の侵入を少
なくすることによって、より高い効果が得られる。
実施例 以下本発明を実施例に基づき詳細に説明する。
実施例１ まず本発明による第１図に示す電池を作成した手順につ
いて負極、正極極板群、封口板１組電池の順に説明する
。
第１図において、１は外装金属ケース、２は金属製蓋体
、３は正極端子、４は正極、５は正極を包む袋状のセパ
レータ、６はＵ字状とした負極、７は正極のリードをそ
れぞれ示す。
まず負極６の作成手順を示す。
セリウム約４０ｗｔ％、ランタン約３Ｑｗｔ％、ネオジ
ウム約１３ｗｔ％を主成分とするミツシュメタル（Ｍｍ
）、ニッケル、コバルト、アルミニウムおよびマンガン
をそれぞれ原子比で１：３．５：０，８：０．３：０．
４となるように混合後、不活性ガス雰囲気の高周波溶解
炉で溶解し、攪拌しながら冷却装置を設けた容器内に移
し急冷する。得られた合金塊を機械的な手段で粗粉砕を
行なう。その後、この合金をアルゴン中で１０５０℃ま
で加熱し、３時間保持するとＳＦ値が２．５以下の水素
吸蔵合金が得られる。該合金の再粉砕を行ない３７μｍ
以下の粉末にする。さらに、この粉末を８０℃の力性カ
リ水溶液（７Ｎ）に３０分間浸漬し、水洗乾燥を施して
表面層近傍の約０．０１μｍ厚さ部分に無数の凹凸を有
する合金粉末を得る。
得られた水素吸蔵合金にポリビニルアルコール０．５ｗ
ｔ％を加えて水によりペースト状に練合し、発泡状ニッ
ケル多孔体（多孔度約９８％、厚さ約０．７ｍｍ、平均
球状空間径４００μｍ）に充填し、乾燥後加圧し、つい
で切断して、厚さ０．４ｍｍ、中１５ｍ、長さ１１５間
、中央部に３　ｍｍの活物質未充填部分である負極リー
ド８を有する第４図に示す負極６を得る。さらにこの負
極表面にはフッ素樹脂微粉末を０．８■／ｃｄの密度で
均一に塗布する。また、合金組成は特に前述の組成に限
定されない。また、使用に当っては、ＰＴＣ曲線におい
て、平坦なものが望ましく、前述のＳＦ値が０９２５以
下のもの、合金の組成としては、一般式Ｍ　ｍ　ｌ−ｘ
Ｍ　＋ｘＮ　ｉ　ＹＭ２ＺにおいてＭｍはミツシュメタ
ル、ＭｌはＣａ、Ｔｉ、Ｚｒの元素のうちのいずれか一
種またはこれ等の混合物、Ｍ２はＣｏ、Ａｌ。
Ｍｎ、Ｃｕ、Ｃｒ、ＦｅおよびＶの元素群から選択され
た一種もしくは組合わせたものであり、１〉Ｘ≧０、ｙ
＞３．０かツ４．７≦ｙ＋ｚ≦５．３を満足するものが
望ましい。また合金の表面凹凸化処理は、アルカリによ
るエツチング処理のほか、酸や塩類によるエツチング処
理、あるいは物理的方法によるエツチング処理など合金
表面に微細な凸凹を形成する手法ならば問題はない。ま
た合金粉末の支持体としては、三次元網状構造をもつ発
泡状ニッケル多孔体を用いたが、金属繊維など同様に３
次元網状構造を有し、耐アルカリ性能を有する支持体で
あれば、いずれも使用することができる。また負極表面
の撥水処理としてフッ素樹脂を用いたが、この他にポリ
オレフィン系樹脂を用いることも可能であり、他の撥水
性を持つ物質による処理も本発明の意図するところであ
る。また撥水性樹脂の形状も粒状に限らず、負極表面に
撥水性を付与できるものであれば支障なく用いられる。
また負極６におけるリード部８の形成に当っては、活物
質の多孔体への充填に先だって、機械的加圧により、活
物質未充填部分を作成したが、たとえばリード部８上に
マスキングを行なって未充填部分を作成したり、活物質
を充填した後、その部分の活物質を何等かの方法で除去
し、負極リード部を形成することも何ら支障にはならな
い。
次に水酸化ニッケル粉１００重量部に対し、酸化コバル
ト６重量部、金属コバルト３重量部の割合で混合し、こ
れに水を加えて練合し、ペースト状にした後、発泡状ニ
ッケル多孔体（多孔度９８％、厚さ０．７＋ｎ＋ｓ、平
均球状空間径４００μｍ）に充填し、乾燥後加圧して、
寸法１４ｍｍｘ５５帥、厚さ０．６ｍｎ＋、容量３００
ｍＡｈの発泡メタル式のニッケル正極４を得る。
この正極４に集電用のニッケルリード７をスポット溶接
し、ポリプロピレンの不織布にスルフォン基を導入した
厚さ０．２２ｍｍのセパレータ５を袋状に溶着したもの
で第３図の状態に包み込む。本実施例では正極活物質と
してニッケル酸化物を主成分とし、これにコバルトを加
えた混合物を用いたが、他の金属、たとえばマンガン等
アルカリ水溶液中で酸化還元反応を行なえる金属塩類で
あれば添加物として使用できる。
前述のＵ字状負極６を２枚、正極４を３枚用いて、第２
図に示した極板群を形成する。図中８は折り曲げた際、
底部をなす負極リードである。この極板群を内寸法５．
２Ｘ６０Ｘ１６．５ｍ＋＋ｎの外装金属ケース１内に挿
入する。次にこの極板群の上部にナイロン製ワタ体２２
に酸素還元性触媒を挿入したものを挿入する。
ワク体２２の材質は、耐アルカリ性と電気絶縁性を有す
るものであれば何でも使用可能であり、たとえばポリプ
ロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニール、フッ素樹
脂等が使用可能である。また酸素還元性触媒も本実施例
では炭素担体にパラジウムを担持させ、テフロン樹脂で
撥水処理を行なったものを用いたが、担体については、
耐アルカリ性を有するものであれば問題なく使用でき、
例えばアルミナ、マグネシア、ジルコニア、焼結式ニッ
ケル多孔体等を使用することが可能である。また、触媒
もパラジウムの他の白金族触媒の使用が可能であり、撥
水処理方法としてはフッ素樹脂による他にパラフィン処
理、シリコン系撥水処理剤による処理等が可能である。
次に蓋体の作成について第５図に基づいて説明する。
まずニッケルメッキ鋼板を５．２Ｘ１６．５＋ｎ＋ｎの
長方形に切断し、中央部に３　＋ｎｎ＋の穴を開けて座
金１３部分を作成する。ついで、ナイロン樹脂を成形し
て上部ガスケット１２．下部ガスケット１４を得る。こ
れとは別にニッケルメッキ鋼板を金型で打抜いてキャッ
プ９および正極集電用ワッシャ１５を得る。
次にゴムを成形して弁体１０を得る。そして座金１３の
開口部上下に撥水性材料としてブロンアスファルトを塗
布し、上下より上部ガスケット１２および下部ガスケッ
ト１４を重ねる。さらに上部ガスケット１２の穴部にブ
ロンアスファルトを塗布し、座金のくぼみ形状にほぼ対
応した座をもつ中空リベット１１を挿入する。これにさ
らに下部より正極集電用ワッシャ１５を挿入し、全体を
たて方向に加圧して、中空リベットの脚先端を拡張して
かしめる。次に、中空リベット穴部に液状シール剤とし
てポリブテンを塗布した後ゴム弁体１０を乗せ、上より
キャップ９で加圧しながらキャップ９と中空リベット１
１の座をスポット溶接する。以上の加工により、蓋体が
得られる。本実施例では、上下のガスケットはナイロン
製としたが、ポリエチレン樹脂や、ポリプロピレン樹脂
、フッ素樹脂のいずれであっても問題ない。また撥水材
として、ブロンアスファルト、ポリブテンを用いたが、
他の石油ピッチ類やフッ素樹脂でも何ら問題はない。こ
うして得られた蓋体の正極集電用ワッシャ１５に先に作
成した極板群から上方に伸び出た正極り−ド７の先端を
スポット溶接し、水酸化カリウム水溶液に少量の水酸化
リチウムを添加した電解液を１．５ｔｎｌ注入し、蓋体
と金属外装ケース１の口部をはめ合わせ、この部分をレ
ーザシーム溶接機で封口する。
このようにして第１図に示す電池Ａを得る。
次に比較例を示す。
まず、公知の方法で寸法１４Ｘ５５ｎｎ、厚さ０．４＋
ｍの容量２００ｍＡｈの発泡メタル式ニッケル正極を準
備し、これに集電用のニッケルリードをスポット溶接し
、厚さ０．２２ｍｍのボリアミド不織布セパレータを袋
状に溶着して正極を包み込む。負極は公知の方法で寸法
１５Ｘ５７ｍ１１．厚さ０．６閣とし、前述の正極に対
して約１．７倍の充電予備容量と０．３倍の放電予備容
量を有するペースト式カドミウム負極を試作する。負極
の上部にはあらかじめ芯材部分を露出させ舌状に突出さ
せたリード部を設けておく。こうして作成した正極およ
び負極を各３枚および４枚用いて極板群を構成する。
そしてこの極板群を内寸法５．２　Ｘ　６０　Ｘ　１６
．５ｍｍの金属ケースに挿入する。次に、ナイロン製ワ
ク体を挿入し、水酸化カリウム水溶液に少量の水酸化リ
チウムを添加した電解液を注入し、公知の方法で、ガス
ケットを有する角形封口体に正極リードを溶接した後、
ケース上部をかしめて封口体を取り付ける。これを電池
りとする。
電池Ａは、第１０図に示したように、従来のニッケルカ
ドミウム電池りに比較して容量密度を５０％向上できた
。また、同円筒形状のものに対し、機器への実装を考慮
すると、１００％容量密度を向上できた。本実施例では
、３次元網状金属基体に水素貯蔵合金粉末を充填するこ
とにより、高容量密度の負極を得るとともに充放電の繰
り返しで微細化する合金粉末を確実に保持できるように
した。また、水素平衡圧よりは高く、１２ｋｇ／ａｉｒ
より低い気圧で作動する復帰式安全弁の採用により電池
内部圧力の異常上昇に対しても安全性がはかれる。また
１、蓋体を構成する各部品にシール材を塗布することに
より、長期間放置されても、電池系外へ水素が漏れ出な
い構造をとることができた。また、負極をＵ字形の構成
とすることと一方の電極表面を外装ケースに接触させて
集電を行なうことにより、電池の内部抵抗を低減して、
第１０図に示すように従来のニッケル・カドミウム電池
と同等以上の放電電位を得るとともに、発火性の高い負
極にリード線を溶接する工程を省略して工程の安全性を
向上できた。
また、急速充電性能については、電解液量を適切にする
ことにより、セパレータ中および負極表面に適度の気−
液一固の三相界面を確保し、負極表面を撥水処理するこ
とにより、その効果をより向上させ、また、遊離水素と
正極から発生する酸素を反応させる触媒を設けることに
より、ガスを良好に消失させてケースの変形を防止する
ことができた。
実施例２ 第７図は本発明の別な実施例による極板群、第８図は同
極板群を作成するのに用いた負極をそれぞれ示す。
また、第１０図には本実施例による電池Ｂを周囲温度２
０℃にて、９０ｍＡで１５時間充電後、１時間休止させ
１８０ｍＡで放電を行なった結果の放電特性を示す。さ
らに、第１１図には本電池を２０℃の周囲温度で、９０
０ｍＡの定電流で充電を行なった場合の電池内圧の挙動
を示す。
次に、この電池を作成した手順について説明する。
まず実施例１と同じ手順で、負極活物質である水素貯蔵
合金粉末を作成する。次に、発泡状ニッケル多孔体（多
孔度約９８％、厚さ約０．７＋ｎｎ＋。
平均球状空間径４００μｍ）にこの粉末を充填し、乾燥
後加圧、切断し、厚さ０．４ｍｍ、巾１５ｍｍ、長さ５
７Ｍの負極と、長さ６２圓で長手方向の一端部に巾５閣
の活物質未充填部からなる負極リードを有した負極の２
種類を作成する。対極である正極は実施例１と同様にセ
パレータで袋状に包み作成した。
こうして作成した２種類の負極各２枚ずつと正極３枚を
組み合わせ、第７図に示した極板群を作成する。負極リ
ード８の作成方法は、活物質の充填に先だって発泡状ニ
ッケル多孔体を加圧成形する方法を用いたが、活物質の
充填に当りそのリード部分をマスキングで覆って活物質
を充填しない方法や、充填後リード部分の活物質を何等
かの方法で除去することにより作成することも可能であ
る。さて、こうして得られた極板群を実施例１と同様の
処方で用いて電池Ｂを作成する。こうして得られた電池
Ｂは実施例１の電池Ａとほぼ同等の性能を有する。実施
例１では負極枚数が４枚以上となった場合、極板群を構
成することが困難であるが、この実施例２の構成では、
負極枚数にかかわらず極板群を構成することができる。
次に比較例として、実施例１と同様の方法で全面に水素
貯蔵合金を充填した寸法１５Ｘ５７ｍｍ。
厚さ０．４Ｍの負極を作成する。これに集電用ニッケル
リードを溶接しようとした所、スポット溶接機の熱によ
り発火した。従って不活性ガス雰囲気で溶接を行なう等
の対策が必要となるが、反面それは製品のコストアップ
につながる。
以上のように、本発明によれば、発火等の心配がなく安
全に負極の集電部分を構成できる。
実施例３ 第９図に示したのが本実施例による電池Ｃの負極表面の
拡大図である。また、第１０図のＣにこの電池を２０℃
の周囲温度にて、９ＱｍＡで１５時間充電後１時間休止
させ、１８　ＱｍＡで放電を行なった結果の放電特性を
示す。さらに、第１１図にはこの電池を２０℃の雰囲気
で９００ｍＡの定電流で充電を行なった場合の電池内圧
の挙動を示す。
次に、この電池の作成手順を説明する。
まず、負極作成手順であるが、実施例１に従って水素貯
蔵合金粉末を作成し、これを発泡状ニッケル多孔体に充
填、加圧成形し、フッ素樹脂微粉末を表面に塗布する。
次に、この負極表面に市販のパラジウムブラックを４■
／ａｌの濃度で塗布する。以後実施例１と同じ処方で電
池Ｃを作成する。ただし、この時樹脂製ワタ体には触媒
を挿入しない。本実施例では負極表面に付与する触媒に
パラジウムブラックを用いたが、その代わりに他の白金
属触媒の微粒子、およびそれ等の混合物、カーボンブラ
ック粉にそれ等を担持したもの、他の耐アルカリ性微粉
末状触媒担体に、触媒を担持させたものも使用できる。
こうして得られた電池Ｃは、実施例１の電池Ａとほぼ同
等の性能を有する。
これと比較のために、負極表面への塗布をフッ素樹脂の
みとし、他の試作条件をすべて電池Ｃと同じ条件とした
電池Ｅ１および負極表面への塗布を一切行なわなかった
電池Ｆをそれぞれ試作した。
そして、これ等Ｃ，Ｅ、Ｆの電池を２０℃雰囲気で９０
０ｍＡの定電流にて充電を行なった場合の電池内圧挙動
を第１１図に示す。
このように電池Ｅは充電につれてＡやＣに比べて高い内
圧値を示し、ＦはＥよりもさらに高い内圧値の上昇を示
す。
以上のように電池系内への酸素還元触媒の添加や負極表
面の撥水処理により、急速充電性能を向上させることが
できる。
以上のように蓋体にブロンアスファルトや、ポリブテン
等を塗布しなかった角形ニッケル水素蓄電池の容量低下
は著しいが、封止剤を塗布したものは、塗布を行なわな
かったニッケル・カドミウム電池と同等かそれ以上の容
量維持率を確保している。容量低下の著しかった電池Ｇ
は系外に水素ガスが漏出していることが確認された。こ
れにより、負極容量が低下したのが容量低下の原因であ
ることが判明した。
実施例４ 実施例１と同じ処方で極板群を作成する。
次にナイロン製ワク体に酸素還元触媒を挿入し、極板群
とともに、金属製ケース内に挿入する。次に実施例１の
電池Ａに用いた蓋体をブロンアスファルトや、ポリブテ
ン等の封止剤を用いずに構成し、これらを用いて組立て
た電池を電池Ｇとする。同様にして、実施例１の極板群
を用い、封止剤は用いずに構成した蓋体を用いて組立て
た電池をＨとする。次にこれらの電池Ａ、Ｇ、Ｈを２０
℃、８０ｍＡで１５時間充電した後、２０℃で１ケ月間
保存し、１６０ｍＡの定電流で放電した際の容量とその
維持率の結果を下表に示す。
発明の効果 以上のように、本発明によれば、放電性能、充電性能、
保存性能を低下させることなくまた工法上の安全性を低
下させることなく、高容量密度をもち、かつ実装密度を
高めることのできるアルカリ蓄電池を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第１図Ａ、Ｂ、Ｃは本発明の第１実施例における電池の
斜視図およびＡのＢ−Ｂ’線とｃ−ｃ’線に沿った断面
図、第２図は第１実施例における極板群の構成を示す拡
大斜視図、第３図はそのセパレータで包まれた正極を示
す図、第４図は二つ折りする以前の負極を示す図、第５
図Ａ、Ｂ、Ｃは第１実施例における蓋体の斜視図と断面
図および部品図、第６図は第１実施例における電池の負
極表面部分の拡大断面図、第７図は第２実施例における
極板群の構成を示す斜視図、第８図はその負極を示す図
、第９図は第３実施例における電池の負極表面の拡大断
面図、第１０図は本発明による電池と従来例の電池の放
電特性を示す図、第１１図は本発明による電池と従来例
の電池を２０℃で充電を行なった場合の電池内部の圧力
挙動を示す図である。 １・・・・・・外装金属ケース、２・・・・・・蓋体、
３・・・・・・正極端子、４・・・・・・正極、５・・
・・・・セパレータ、６・・・・・・負極、７・・・・
・・正極リード、８・・・・・・負極リード。

Claims (74)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）角形の金属ケースに発電要素を収納し、安全弁を
    備えた金属製蓋体で上記ケースを封口した密閉アルカリ
    蓄電池であって、 （ａ）金属酸化物を主とする活物質から成る矩形の正極
    板 （ｂ）水素貯蔵合金粉末と導電性を有する支持体とを主
    構成材料とし、少なくとも電極表面の一部に撥水性を付
    与した矩形の負極板 （ｃ）アルカリ電解液および、 （ｄ）上記正極と負極とを電気的に絶縁し、充放電反応
    に必要な上記電解液と適切な空間部を内部に有し、アル
    カリに対し化学的に安定なセパレータとから成る発電要
    素における電極群の左右の両外側は上記負極板で構成さ
    れて金属ケースと直接接触し、正極板はリードを介して
    、金属製蓋体とは絶縁して設けられた端子に接続されて
    いることを特徴とする水素貯蔵合金負極を用いる角形密
    閉アルカリ蓄電池。
  2. （２）正極の主構成材料である金属酸化物は、主にニッ
    ケル酸化物、またはマンガン酸化物である特許請求の範
    囲第１項記載の水素貯蔵合金負極を用いる角形密閉アル
    カリ蓄電池。
  3. （３）正極は金属酸化物粉末を三次元網状基体内に充填
    した構造である特許請求の範囲第１項記載の水素貯蔵合
    金負極を用いる角形密閉アルカリ蓄電池。
  4. （４）三次元網状基体は、発泡状金属多孔体または金属
    繊維で構成された不織布である特許請求の範囲第３項記
    載の水素貯蔵合金負極を用いる角形密閉アルカリ蓄電池
    。
  5. （５）正極活物質として、ニッケルの酸化物または水酸
    化物に酸化コバルト、水酸化コバルト、金属コバルトの
    いずれかもしくはこれ等を組み合わせて添加したものを
    用いた特許請求の範囲第３項記載の水素貯蔵合金負極を
    用いる角形密閉アルカリ蓄電池。
  6. （６）水素貯蔵合金は一般式Ｍｍ＿１＿−＿ＸＭ＿１＿
    ＸＮｉ＿ＹＭ＿２＿Ｚで表わされる合金であって、その
    ＳＦ値は０．２５以下である特許請求の範囲第１項記載
    の水素貯蔵合金負極を用いる角形密閉アルカリ蓄電池。 （ここで、Ｍｍはミッシュメタルを意味する希土類金属
    の混合物、Ｍ＿１はＣａ、Ｔｉ、Ｚｒの元素群から選択
    された一種またはこれらを組み合せた金属、Ｍ＿２はＣ
    ｏ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｃｒ、ＦｅおよびＶの元素群か
    ら選択された一種またはこれらを組み合せた金属であり
    、１＞ｘ≧０、ｙ＞３．０、かつ４．５≦ｙ＋ｚ≦５．
    ５の関係式を満足するものであり、ＳＦ値は水素貯蔵合
    金の評価に一般に用いられるＰＣＴ曲線におけるプラト
    ー領域の平坦性を意味し、ＳＦ値はｌｎ（Ｐ＿Ｈ＿／＿
    Ｍ＿＝＿０＿．＿７＿５／Ｐ＿Ｈ＿／＿Ｍ＿＝＿０＿．
    ＿２＿５）で計算され、ここでのＰ＿Ｈ＿／＿Ｍ＿＝＿
    ０＿．＿７＿５およびＰ＿Ｈ＿／＿Ｍ＿＝＿０＿．＿２
    ＿５は水素貯蔵合金を構成する金属１元素当り水素を０
    ．７５原子および０．２５原子相当量吸蔵したときの水
    素平衡圧力を示す。）
  7. （７）水素貯蔵合金は、その表面に無数の凹凸を有する
    粉末である特許請求の範囲第６項記載の水素貯蔵合金負
    極を用いる角形密閉アルカリ蓄電池。
  8. （８）粉末表面の無数の凹凸は、アルカリまたは酸でエ
    ッチングして設けたことを特徴とする特許請求の範囲第
    ７項記載の水素貯蔵合金負極を用いる角形密閉アルカリ
    蓄電池。
  9. （９）負極の少なくとも表面の一部は、フッ素樹脂また
    はポリオレフィン系樹脂で被覆されている特許請求の範
    囲第１項記載の水素貯蔵合金負極を用いる角形密閉アル
    カリ蓄電池。
  10. （１０）負極は水素吸蔵合金粉末を三次元網状基体内に
    充填した構造である特許請求の範囲第１項記載の水素貯
    蔵合金負極を用いる角形密閉アルカリ蓄電池。
  11. （１１）三次元網状基体は、発泡状金属多孔体、または
    金属繊維で構成された不織布である特許請求の範囲第１
    ０項記載の水素貯蔵合金負極を用いる角形密閉アルカリ
    蓄電池。
  12. （１２）多孔性セパレータは、ポリオレフィン系樹脂基
    材に親水性処理を施したものである特許請求の範囲第１
    項記載の水素貯蔵合金負極を用いる角形密閉アルカリ蓄
    電池。
  13. （１３）親水性処理は、ポリオレフィン基材をスルホン
    化したものである特許請求の範囲第１２項記載の水素貯
    蔵合金負極を用いる角形密閉アルカリ蓄電池。
  14. （１４）スルホン化によって基材に設けられたスルホン
    基は、ＮａまたはＫにより水素の一部が置換されている
    特許請求の範囲第１３項記載の水素貯蔵合金負極を用い
    る角形密閉アルカリ蓄電池。
  15. （１５）アルカリ電解液はカ性カリ水溶液を主構成材料
    とし、正極容量１Ａｈ当り１．５〜２．７ｍｌ注液され
    ている特許請求の範囲第１項記載の水素貯蔵合金負極を
    用いる角形密閉アルカリ蓄電池。
  16. （１６）アルカリ電解液にはＬｉＯＨおよび／またはＮ
    ａＯＨを添加した特許請求の範囲第１５項記載の水素貯
    蔵合金負極を用いる角形密閉アルカリ蓄電池。
  17. （１７）安全弁はゴム製の弁体と、電池内部と外気を連
    通する中空リベットの中空部とが圧接した構造を採り、
    前記弁体の開閉圧力差は、水素貯蔵合金の水素平衡圧力
    〜１２ｋｇ／ｃｍ＾２の範囲である特許請求の範囲第１
    項記載の水素貯蔵合金負極を用いる角形密閉アルカリ蓄
    電池。
  18. （１８）中空リベットは電気絶縁性材料をかしめて一体
    化した構造である特許請求の範囲第１７項記載の水素貯
    蔵合金負極を用いる角形密閉アルカリ蓄電池。
  19. （１９）電気絶縁性材料は、ポリアミド系樹脂、ポリエ
    チレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂およびフッソ樹脂
    から選択されたものである特許請求の範囲第１８項記載
    の水素貯蔵合金負極を用いる角形密閉アルカリ蓄電池。
  20. （２０）中空リベットと電気絶縁性材料との間には撥水
    性材料が充填されている特許請求の範囲第１８項記載の
    水素貯蔵合金負極を用いる角形密閉アルカリ蓄電池。
  21. （２１）撥水性材料は、フッ素樹脂系、石油ピッチおよ
    びポリブテンからなる群より選択されたものである特許
    請求の範囲第２０項記載の水素貯蔵合金負極を用いる角
    形密閉アルカリ蓄電池。
  22. （２２）中空リベットと電気絶縁性材料のかしめ一体化
    物の少なくとも片面は、撥水性材料によってリベット周
    縁と電気絶縁性材料が同時に被覆されている特許請求の
    範囲第１８項記載の水素貯蔵合金負極を用いる角形密閉
    アルカリ蓄電池。
  23. （２３）金属製蓋体と金属ケースとは、溶接されている
    特許請求の範囲第１項記載の水素貯蔵合金負極を用いる
    角形密閉アルカリ蓄電池。
  24. （２４）角形の金属ケースに発電要素を収納し、安全弁
    を備えた金属製蓋体で上記ケースを封口した密閉アルカ
    リ蓄電池であって、 （ａ）金属酸化物を主とする活物質から成る矩形の正極
    板 （ｂ）水素貯蔵合金粉末と導電性を有する支持体とを主
    構成材料とし、少なくとも電極表面の一部に撥水性を付
    与した矩形の負極板 （ｃ）アルカリ電解液および、 （ｄ）上記正極と負極とを電気的に絶縁し、充放電反応
    に必要な上記電解液と適切な空間部を内部に有し、アル
    カリに対し化学的に安定なセパレータを備え、 電極群は、複数枚の正極と複数枚の負極がセパレータを
    介して電気的に絶縁されて、重ね合わさった構造であり
    、正極同志および負極同志は導電板または電極の一部に
    より電気的に接続され、左右の両外側に配された負極は
    金属ケースと直接接触して電気的に接続されていること
    を特徴とする水素貯蔵合金負極を用いる角形密閉アルカ
    リ蓄電池。
  25. （２５）負極は帯状の一枚の極板シートのほぼ中央を折
    り曲げ、一方を外側の、他方を内側の負極とし両電極を
    電気的に接続している特許請求の範囲第２４項記載の水
    素貯蔵合金負極を用いる角形密閉アルカリ蓄電池。
  26. （２６）極板シートのほぼ中央部は折り曲げ部に沿って
    、水素貯蔵合金がほとんど含まれない電極の支持体で主
    に構成されている特許請求の範囲第２５項記載の水素貯
    蔵合金負極を用いる角形密閉アルカリ蓄電池。
  27. （２７）折り曲げ部は、三次元網状多孔基体の相当部を
    あらかじめ加圧したのち、水素貯蔵合金粉末を充填した
    極板シート全体をさらに加圧して作製する特許請求の範
    囲第２５項記載の水素貯蔵合金負極を用いる角形密閉ア
    ルカリ蓄電池。
  28. （２８）三次元網状多孔基体は、発泡状金属基体または
    金属繊維より成るフェルトである特許請求の範囲第２７
    項記載の水素貯蔵合金負極を用いる角形密閉アルカリ蓄
    電池。
  29. （２９）電極群における負極は、電極支持体の一部が突
    出しており、これを隣りの突出部を備えない負極側に折
    り曲げることによって両負極同志が電気的に接続された
    少なくとも一対の電極を有している特許請求の範囲第２
    ４項記載の水素貯蔵合金負極を用いる角形密閉アルカリ
    蓄電池。
  30. （３０）突出部は、スポンジ状金属多孔体、金属繊維で
    構成された多孔性フェルト、エキスパンデッドメタル、
    または多孔性金属板のいずれかである特許請求の範囲第
    ２９項記載の水素貯蔵合金負極を用いる角形密閉アルカ
    リ蓄電池。
  31. （３１）スポンジ状金属多孔体または金属繊維で構成さ
    れた多孔性フェルトは、水素吸蔵合金粉末の充填に先だ
    って、突出部の相当部分が加圧されて形成されている特
    許請求の範囲第３０項記載の水素貯蔵合金負極を用いる
    角形密閉アルカリ蓄電池。
  32. （３２）電極群における負極は、隣りあう負極が折り曲
    げた金属板によって電気的に接続されている少なくとも
    一対の電極を有している特許請求の範囲第２４項記載の
    水素貯蔵合金負極を用いる角形密閉アルカリ蓄電池。
  33. （３３）金属製蓋体と金属ケースとは、溶接されている
    特許請求の範囲第２４項記載の水素貯蔵合金負極を用い
    る角形密閉アルカリ蓄電池。
  34. （３４）電極群における負極は、外側から２番目の負極
    に電極支持体の一部を突出させ、これを外側の負極側に
    折り曲げて外側の負極と同時に金属ケースとを電気的に
    接続した、少なくとも一対の負極を有している特許請求
    の範囲第２４項記載の水素貯蔵合金負極を用いる角形密
    閉アルカリ蓄電池。
  35. （３５）角形の金属ケースに発電要素と酸素還元触媒性
    能を有する材料とを収納し、安全弁を備えた金属製蓋体
    で上記ケースを封口した密閉アルカリ蓄電池であって、 （ａ）金属酸化物を主とする活物質から成る矩形の正極
    板 （ｂ）水素貯蔵合金粉末と導電性を有する支持体とを主
    構成材料とし、少なくとも電極の一部に撥水性を付与し
    た矩形の負極板 （ｃ）アルカリ電解液および、 （ｄ）上記正極と負極とを電気的に絶縁し、充放電反応
    に必要な上記電解液と適切な空間部を内部に有し、アル
    カリに対し化学的に安定なセパレータとから成る発電要
    素における電極群の左右の両外側は上記負極板で構成さ
    れて金属ケースと直接接触し、正極板はリードを介して
    金属製蓋体とは絶縁して設けられた端子に接続されてい
    ることを特徴とする水素貯蔵合金負極を用いる角形密閉
    アルカリ蓄電池。
  36. （３６）酸素還元触媒性能を有する材料は、主に白金族
    金属である特許請求の範囲第３５項記載の水素貯蔵合金
    負極を用いる角形密閉アルカリ蓄電池。
  37. （３７）酸素還元触媒性能を有する材料として、主に白
    金族金属をカーボンまたはアルミナ担体に担持させ、こ
    れに撥水処理を施したものである特許請求の範囲第３５
    項記載の水素貯蔵合金負極を用いる角形密閉アルカリ蓄
    電池。
  38. （３８）撥水処理が、フッ素樹脂またはパラフィンもし
    くはシリコン系撥水処理剤でなされている特許請求の範
    囲第３７項記載の水素貯蔵合金負極を用いる角形密閉ア
    ルカリ蓄電池。
  39. （３９）酸素還元触媒性能を有する材料は、水素吸蔵合
    金負極の主に表面に配されている特許請求の範囲第３５
    項記載の水素貯蔵合金負極を用いる角形密閉アルカリ蓄
    電池。
  40. （４０）酸素還元触媒性能を有する材料は、電極群およ
    び正負の両電極端子とは電気的に絶縁された電池内空間
    に配されている特許請求の範囲第３５項記載の水素貯蔵
    合金負極を用いる角形密閉アルカリ蓄電池。
  41. （４１）酸素還元触媒性能を有する材料は、電気的に絶
    縁性の枠体により固定されて電池内に存在する特許請求
    の範囲第３５項記載の水素貯蔵合金負極を用いる角形密
    閉アルカリ蓄電池。
  42. （４２）電気的絶縁性の枠体は、ポリアミド、ポリプロ
    ピレン、ポリエチレンおよびポリ塩化ビニル、弗素樹脂
    からなる群のいずれかを主構成材料とする特許請求の範
    囲第４１項記載の水素貯蔵合金負極を用いる角形密閉ア
    ルカリ蓄電池。
  43. （４３）酸素還元触媒性能を有する材料は、電池内空間
    のうち電極群と蓋体との間に配されている特許請求の範
    囲第３５項記載の水素貯蔵合金負極を用いる角形密閉ア
    ルカリ蓄電池。
  44. （４４）正極の主構成材料である金属酸化物が、ニッケ
    ル酸化物またはマンガン酸化物である特許請求の範囲第
    ３５項記載の水素貯蔵合金負極を用いる角形密閉アルカ
    リ蓄電池。
  45. （４５）正極は金属酸化物粉末を三次元網状基体内に充
    填した構造である特許請求の範囲第３５項記載の水素貯
    蔵合金負極を用いる角形密閉アルカリ蓄電池。
  46. （４６）三次元網状基体は、発泡状金属多孔体または金
    属繊維で構成された不織布である特許請求の範囲第４５
    項記載の水素貯蔵合金負極を用いる角形密閉アルカリ蓄
    電池。
  47. （４７）正極活物質として、ニッケル酸化物または水酸
    化物に酸化コバルト、水酸化コバルト、金属コバルトの
    いずれかもしくはこれ等を組み合わせて添加したものを
    用いた特許請求の範囲第４５項記載の水素貯蔵合金負極
    を用いる角形密閉アルカリ蓄電池。
  48. （４８）水素貯蔵合金は一般式Ｍｍ＿１＿−＿ｘＭ＿１
    ＿ｘＮｉ＿ｙＭ＿２＿ｚで表わされる合金であって、そ
    のＳＦ値は０．２５以下である特許請求の範囲第３５項
    記載の水素貯蔵合金負極を用いる角形密閉アルカリ蓄電
    池。 （ここで、Ｍｍはミッシュメタルを意味する希土類金属
    の混合物、Ｍ＿１はＣａ、Ｔｉ、Ｚｒの元素群から選択
    された一種またはこれらを組み合せた金属、Ｍ＿２はＣ
    ｏ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｃｒ、ＦｅおよびＶの元素群か
    ら選択された一種またはこれらを組み合せた金属であり
    、１＞ｘ≧０、ｙ＞３．０、かつ４．５≦ｙ＋ｚ≦５．
    ５の関係式を満足するものであり、ＳＦ値は水素貯蔵合
    金の評価に一般に用いられるＰＣＴ曲線におけるプラト
    −領域の平坦性を意味し、ＳＦ値はｌｎ（Ｐ＿Ｈ＿／＿
    Ｍ＿＝＿０＿．＿７＿５／Ｐ＿Ｈ＿／＿Ｍ＿＝＿０＿．
    ＿２＿５）で計算され、ここでのＰ＿Ｈ＿／＿Ｍ＿＝＿
    ０＿．＿７＿５およびＰ＿Ｈ＿／＿Ｍ＿＝＿０＿．＿２
    ＿５は水素貯蔵合金を構成する金属１元素当り水素を０
    ．７５原子および０．２５原子相当量吸蔵したときの水
    素平衡圧力を示す。）
  49. （４９）水素貯蔵合金は、その表面に無数の凹凸を有す
    る粉末である特許請求の範囲第４８項記載の水素貯蔵合
    金負極を用いる角形密閉アルカリ蓄電池。
  50. （５０）表面に無数の凹凸を有する粉末は、アルカリま
    たは酸で表面をエッチングしたものである特許請求の範
    囲第４９項記載の水素貯蔵合金負極を用いる角形密閉ア
    ルカリ蓄電池。
  51. （５１）負極の少なくとも表面の一部は、フッ素樹脂ま
    たはポリオレフィン系樹脂で被覆されている特許請求の
    範囲第３５項記載の水素貯蔵合金負極を用いる角形密閉
    アルカリ蓄電池。
  52. （５２）負極は水素吸蔵合金粉末を三次元網状基体内に
    充填した構造をとる特許請求の範囲第３５項記載の水素
    貯蔵合金負極を用いる角形密閉アルカリ蓄電池。
  53. （５３）三次元網状基体は、発泡状金属多孔体または金
    属繊維の不織布で構成されている特許請求の範囲第５２
    項記載の水素貯蔵合金負極を用いる角形密閉アルカリ蓄
    電池。
  54. （５４）多孔性セパレータは、ポリオレフィン系樹脂基
    材に親水性処理を施したものである特許請求の範囲第３
    ５項記載の水素貯蔵合金負極を用いる角形密閉アルカリ
    蓄電池。
  55. （５５）親水性処理はポリオレフィン系樹脂基材をスル
    ホン化したものである特許請求の範囲第５４項記載の水
    素貯蔵合金負極を用いる角形密閉アルカリ蓄電池。
  56. （５６）スルホン化によって基材に設けられたスルホン
    基は、ＮａまたはＫにより水素の一部が置換されている
    特許請求の範囲第５５項記載の水素貯蔵合金負極を用い
    る角形密閉アルカリ蓄電池。
  57. （５７）アルカリ電解液はカ性カリ水溶液を主構成材料
    とし、正極容量１Ａｈ当り１．５〜２．７ｍｌ注液した
    特許請求の範囲第３５項記載の水素貯蔵合金負極を用い
    る角形密閉アルカリ蓄電池。
  58. （５８）アルカリ電解液にはＬｉＯＨおよび／またはＮ
    ａＯＨを添加した特許請求の範囲第５７項記載の水素貯
    蔵合金負極を用いる角形密閉アルカリ蓄電池。
  59. （５９）安全弁はゴム製の弁体と、電池内部と外気を連
    通させる中空リベットの中空部とが圧接した構造をもち
    、該弁体の開閉圧力差は、水素貯蔵合金の水素平衡圧力
    〜１２ｋｇ／ｃｍ＾２の範囲である特許請求の範囲第３
    ５項記載の水素貯蔵合金負極を用いる角形密閉アルカリ
    蓄電池。
  60. （６０）中空リベットは電気絶縁性材料をかしめて一体
    化した構造である特許請求の範囲第５９項記載の水素貯
    蔵合金負極を用いる角形密閉アルカリ蓄電池。
  61. （６１）電気絶縁性材料は、ポリアミド系樹脂、ポリエ
    チレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂およびフッ素樹脂
    からなる群より選択されたものである特許請求の範囲第
    ６０項記載の水素貯蔵合金負極を用いる角形密閉アルカ
    リ蓄電池。
  62. （６２）中空リベットと電気絶縁性材料との間には撥水
    性材料が充填されている特許請求の範囲第６０項記載の
    水素貯蔵合金負極を用いる角形密閉アルカリ蓄電池。
  63. （６３）撥水性材料は、フッ素系樹脂、石油ピッチ、お
    よびポリブテンからなる群より選択されたものである特
    許請求の範囲第６２項記載の水素貯蔵合金負極を用いる
    角形密閉アルカリ蓄電池。
  64. （６４）中空リベットと電気絶縁性材料のかしめ一体化
    物の少なくとも片面は、撥水性材料によってリベット周
    縁と電気絶縁性材料が同時に被覆されている特許請求の
    範囲第６０項記載の水素貯蔵合金負極を用いる角形密閉
    アルカリ蓄電池。
  65. （６５）電極群は、複数枚の正極と複数枚の負極がセパ
    レータを介して電気的に絶縁され、重ね合わさった構造
    であり、正極同志および負極同志は導電板または電極の
    一部により電気的に接続され、左右の両外側に配された
    負極は金属ケースと直接接触して電気的に接続されてい
    る特許請求の範囲第３５項記載の水素貯蔵合金負極を用
    いる角形密閉アルカリ蓄電池。
  66. （６６）負極は一枚の極板シートのほぼ中央を折り曲げ
    、一方を外側の、他方を内側の負極とし両電極を電気的
    に接続している特許請求の範囲第６５項記載の水素貯蔵
    合金負極を用いる角形密閉アルカリ蓄電池。
  67. （６７）極板シートのほぼ中央部は折り曲げ部に沿って
    、水素貯蔵合金がほとんど含まれない電極の支持体が主
    体を成して構成されている特許請求の範囲第６６項記載
    の水素貯蔵合金負極を用いる角形密閉アルカリ蓄電池。
  68. （６８）折り曲げ部は、三次元網状多孔基体の相当部分
    をあらかじめ加圧したのち、水素貯蔵合金粉末を充填し
    た極板シート全体をさらに加圧して設けられている特許
    請求の範囲第６７項記載の水素貯蔵合金負極を用いる角
    形密閉アルカリ蓄電池。
  69. （６９）三次元網状多孔基体は、発泡状金属基体または
    金属繊維よりなるフェルトである特許請求の範囲第６８
    項記載の水素貯蔵合金負極を用いる角形密閉アルカリ蓄
    電池。
  70. （７０）電極群における負極は、その電極支持体の一部
    が突出していて、これを隣りの突出部を備えない負極側
    に折り曲げることによって両負極同志が電気的に接続さ
    れている、少なくとも一対の電極を有している特許請求
    の範囲第６５項記載の水素貯蔵合金負極を用いる角形密
    閉アルカリ蓄電池。
  71. （７１）突出部は、スポンジ状金属多孔体、金属繊維で
    構成された多孔性フェルト、エキスパンデッドメタルお
    よび多孔性金属板からなる群のいずれかである特許請求
    の範囲第７０項記載の水素貯蔵合金負極を用いる角形密
    閉アルカリ蓄電池。
  72. （７２）スポンジ状金属多孔体または金属繊維で構成さ
    れた多孔性フェルトは、水素貯蔵合金粉末の充填に先だ
    って、突出部の相当部分が加圧されている特許請求の範
    囲第７１項記載の水素貯蔵合金を用いる角形密閉アルカ
    リ蓄電池。
  73. （７３）電極群における負極は、隣りあう負極が折り曲
    げた金属板によって電気的に接続されている少なくとも
    一対の電極を有している特許請求の範囲第６５項記載の
    水素貯蔵合金負極を用いる角形密閉アルカリ蓄電池。
  74. （７４）電極群における負極は、外側から２番目の負極
    に電極支持体の一部を突出させ、これを外側の負極側に
    折り曲げて外側の負極と同時に金属ケースと電気的に接
    続された、少なくとも一対の負極を有している特許請求
    の範囲第６５項記載の水素貯蔵合金負極を用いる角形密
    閉アルカリ蓄電池。
JP1323349A 1989-12-13 1989-12-13 水素貯蔵合金負極を用いる角形密閉アルカリ蓄電池 Expired - Lifetime JP2936604B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1323349A JP2936604B2 (ja) 1989-12-13 1989-12-13 水素貯蔵合金負極を用いる角形密閉アルカリ蓄電池
US07/471,931 US4977043A (en) 1989-12-13 1990-01-29 Rectangular sealed alkaline storage battery with negative electrode comprising hydrogen storage alloy
CA002009026A CA2009026C (en) 1989-12-13 1990-01-31 Rectangular sealed alkaline storage battery with negative electrode comprising hydrogen storage alloy
DE69022825T DE69022825T2 (de) 1989-12-13 1990-02-01 Prismatischer gasdichter alkalischer Akkumulator mit wasserstoffspeichernde Legierung enthaltender negativer Elektrode.
EP90102011A EP0432342B1 (en) 1989-12-13 1990-02-01 Rectangular sealed alkaline storage battery with negative electrode comprising hydrogen storage alloy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1323349A JP2936604B2 (ja) 1989-12-13 1989-12-13 水素貯蔵合金負極を用いる角形密閉アルカリ蓄電池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03184275A true JPH03184275A (ja) 1991-08-12
JP2936604B2 JP2936604B2 (ja) 1999-08-23

Family

ID=18153800

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1323349A Expired - Lifetime JP2936604B2 (ja) 1989-12-13 1989-12-13 水素貯蔵合金負極を用いる角形密閉アルカリ蓄電池

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4977043A (ja)
EP (1) EP0432342B1 (ja)
JP (1) JP2936604B2 (ja)
CA (1) CA2009026C (ja)
DE (1) DE69022825T2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999065095A1 (en) * 1998-06-08 1999-12-16 Toshiba Battery Co., Ltd. Nickel-hydrogen secondary cell
JP2005332767A (ja) * 2004-05-21 2005-12-02 Toyota Motor Corp 密閉型アルカリ蓄電池

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04137368A (ja) * 1990-09-26 1992-05-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd ニッケル／水素蓄電池とその製造法
DE69219000T2 (de) * 1991-05-10 1997-07-24 Japan Storage Battery Co Ltd Prismatischer Gasdichter alkalischer Akkumulator mit einer Nickelhydroxydelektrode
US5372897A (en) * 1992-07-24 1994-12-13 Toshiba Battery Co., Ltd. Rectangular nickel-metal hydride secondary cell
EP0789409B1 (en) * 1992-09-14 2003-07-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Hydrogen-absorbing alloy for battery, method of manufacturing the same, and secondary nickel-metal hydride battery
JP3438142B2 (ja) * 1992-09-18 2003-08-18 松下電器産業株式会社 中・大容量密閉式金属酸化物・水素蓄電池
JP3265652B2 (ja) * 1992-10-09 2002-03-11 松下電器産業株式会社 アルカリ蓄電池およびその水素吸蔵合金の製造法
US5558950A (en) * 1993-03-05 1996-09-24 Ovonic Battery Company, Inc. Optimized cell pack for large sealed nickel-metal hydride batteries
JPH0773878A (ja) * 1993-08-31 1995-03-17 Sanyo Electric Co Ltd 金属水素化物電極の製造方法
JP3293287B2 (ja) * 1993-12-07 2002-06-17 松下電器産業株式会社 角形密閉式アルカリ蓄電池とその単位電池
US6136466A (en) * 1995-05-25 2000-10-24 Wilson Greatbatch Ltd. Prismatic high rate cell
JP2897104B2 (ja) * 1994-06-03 1999-05-31 古河電池株式会社 密閉型アルカリ蓄電池の製造方法
AU1733495A (en) * 1994-09-06 1996-03-27 Centurion International, Inc. A ventilated battery housing for use with rechargeable battery cells
JPH08250151A (ja) * 1995-03-14 1996-09-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 密閉形アルカリ蓄電池の単位電池
DE19544050A1 (de) * 1995-11-25 1997-05-28 Emmerich Christoph Gmbh Co Kg Verfahren zur Herstellung von prismatischen alkalischen Akkumulatorzellen
TW369734B (en) * 1997-03-12 1999-09-11 Sanyo Electric Co Cubical battery
US6197448B1 (en) 1997-05-30 2001-03-06 Duracell Inc. Hydrogen storage alloy
US5865874A (en) * 1997-06-27 1999-02-02 Duracell Inc. Hydrogen storage alloy
FR2766973B1 (fr) * 1997-08-04 1999-09-24 Alsthom Cge Alcatel Accumulateur ouvert de type industriel sans maintenance
JPH11111330A (ja) * 1997-09-30 1999-04-23 Sanyo Electric Co Ltd ニッケル−水素蓄電池
EP0948065B1 (fr) * 1998-03-30 2003-06-04 Renata AG Event de sécurité pour accumulateur ou pile
EP1039562A3 (en) * 1999-03-25 2001-10-31 SANYO ELECTRIC Co., Ltd. Rectangular battery
CA2363401A1 (en) 1999-03-29 2000-10-05 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Battery and equipment or device having the battery as part of structure and locally distributed power generation method and power generation device therefor
US6235422B1 (en) * 1999-05-28 2001-05-22 The Gillette Company Battery
US6245457B1 (en) 1999-06-11 2001-06-12 Alcatel Bussing structure in an electrochemical cell
DE19929950B4 (de) * 1999-06-29 2004-02-26 Deutsche Automobilgesellschaft Mbh Batterie in bipolarer Stapelbauweise
TW508860B (en) * 2000-08-30 2002-11-01 Mitsui & Amp Co Ltd Paste-like thin electrode for battery, its manufacturing method, and battery
US6833215B2 (en) * 2003-01-03 2004-12-21 The Gillette Company Alkaline cell with flat housing
KR100585760B1 (ko) * 2004-02-28 2006-06-07 엘지전자 주식회사 배터리의 몰딩부 보강장치
US8846161B2 (en) * 2006-10-03 2014-09-30 Brigham Young University Hydrophobic coating and method
CN102137722A (zh) * 2006-10-03 2011-07-27 杨百翰大学 疏水疏油涂层及其制备方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3976502A (en) * 1974-12-17 1976-08-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Nickel-zinc alkaline storage battery
CA1240363A (en) * 1983-10-28 1988-08-09 John E. Keem Electrodes made with disordered active material and method of making the same
US4605603A (en) * 1983-12-26 1986-08-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Hermetically sealed metallic oxide-hydrogen battery using hydrogen storage alloy
FR2569059B1 (fr) * 1984-08-10 1992-08-07 Sanyo Electric Co Accumulateur alcalin metal/hydrogene
US4696873A (en) * 1985-06-21 1987-09-29 Kabushiki Kaisha Toshiba Rechargeable electrochemical cell with a negative electrode comprising a hydrogen absorbing alloy including rare earth component
EP0271043B1 (en) * 1986-12-08 1992-01-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Sealed storage battery and method for making its electrode
US4898794A (en) * 1988-12-27 1990-02-06 Mitsubishi Metal Corporation Hydrogen absorbing Ni,Zr-based alloy and rechargeable alkaline battery

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999065095A1 (en) * 1998-06-08 1999-12-16 Toshiba Battery Co., Ltd. Nickel-hydrogen secondary cell
US6440607B1 (en) 1998-06-08 2002-08-27 Toshiba Battery Co., Ltd. Nickel-hydrogen secondary cell
JP2005332767A (ja) * 2004-05-21 2005-12-02 Toyota Motor Corp 密閉型アルカリ蓄電池

Also Published As

Publication number Publication date
EP0432342A1 (en) 1991-06-19
JP2936604B2 (ja) 1999-08-23
US4977043A (en) 1990-12-11
DE69022825D1 (de) 1995-11-09
EP0432342B1 (en) 1995-10-04
CA2009026A1 (en) 1991-06-13
DE69022825T2 (de) 1996-06-05
CA2009026C (en) 1993-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH03184275A (ja) 水素貯蔵合金負極を用いる角形密閉アルカリ蓄電池
JP4977951B2 (ja) 密閉形電池とその製造方法及び密閉形電池の複数個で構成した組電池
CN101048893B (zh) 密封式电池、密封式电池用引线以及由多个密封式电池构成的电池组
JP5119577B2 (ja) ニッケル水素電池
JP2002289170A (ja) アルカリ二次電池
JP2002298906A (ja) ニッケル水素二次電池
JP2000251871A (ja) アルカリ二次電池
JP2003045480A (ja) 薄型ニッケル水素二次電池、ハイブリッドカー及び電気自動車
JP2001118597A (ja) アルカリ二次電池
JPH08264174A (ja) 水素貯蔵合金陰極およびその製造方法
JP2000200612A (ja) 角形アルカリ二次電池
JP2002280057A (ja) アルカリ二次電池
JPH05326014A (ja) 角形密閉アルカリ蓄電池
JP2000090918A (ja) 水素吸蔵電極
JP3267156B2 (ja) ニッケル水素二次電池
JP2000188106A (ja) アルカリ二次電池
JP2000299123A (ja) ニッケル水素二次電池
JPH09213360A (ja) 角形電池の製造方法
JP2004087231A (ja) 電池
JP2000200599A (ja) アルカリ二次電池
JP2000277101A (ja) アルカリ二次電池用正極及びアルカリ二次電池
JPH10255833A (ja) 密閉形水素化物二次電池の製造方法
JP2000188105A (ja) アルカリ二次電池
JPH10284070A (ja) アルカリ二次電池
JPH1197001A (ja) 水素吸蔵合金電極の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080611

Year of fee payment: 9

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090611

Year of fee payment: 10

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100611

Year of fee payment: 11

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100611

Year of fee payment: 11