JPH0434857A - 密閉式アルカリ蓄電池およびその製造法 - Google Patents
密閉式アルカリ蓄電池およびその製造法Info
- Publication number
- JPH0434857A JPH0434857A JP2140945A JP14094590A JPH0434857A JP H0434857 A JPH0434857 A JP H0434857A JP 2140945 A JP2140945 A JP 2140945A JP 14094590 A JP14094590 A JP 14094590A JP H0434857 A JPH0434857 A JP H0434857A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- storage battery
- porous body
- dimensional structure
- alkaline storage
- 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.)
- Pending
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-
- 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
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- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- 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。
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、密閉式アルカリ蓄電池の放電性能の改善に関
するものである・ 従来の技術 密閉式アルカリ蓄電池は過充電特電池内で発生するガス
を電池内で吸収する構成を採用している。
するものである・ 従来の技術 密閉式アルカリ蓄電池は過充電特電池内で発生するガス
を電池内で吸収する構成を採用している。
すなわち、正極容量に対し、負極容量を過剰に設け、過
充電時に正極で発生する酸素ガスを、負極活物質に環元
させる方法である。
充電時に正極で発生する酸素ガスを、負極活物質に環元
させる方法である。
しかし急速充電を行なった場合、充電電流が増加するた
めに、それに対応して、充電完了後正極よシ発生する酸
素ガス量が増大する結果、電池内圧が上昇して、電池の
特性を損うことがある。この対策として従来電解液量を
規制してセパレータや、電解液層の気孔部分を増し、酸
素ガスをより多く正極より負極へ透過させ、電池内圧の
上昇を抑制していた。
めに、それに対応して、充電完了後正極よシ発生する酸
素ガス量が増大する結果、電池内圧が上昇して、電池の
特性を損うことがある。この対策として従来電解液量を
規制してセパレータや、電解液層の気孔部分を増し、酸
素ガスをより多く正極より負極へ透過させ、電池内圧の
上昇を抑制していた。
発明が解決しようとする課題
しかし、こうした従来の方法、すなわち電解液量を規制
して急速充電性能を改善する方法では電極中の電解液が
不足して、放電時の電極反応が円滑に進行せず、放電電
圧が低下する問題があった。
して急速充電性能を改善する方法では電極中の電解液が
不足して、放電時の電極反応が円滑に進行せず、放電電
圧が低下する問題があった。
課題を解決するための手段
本発明は上記の問題を解決するものであり、電極活物質
を保持し、かつ集電を行っている三次元構造の多孔体を
構成する金層骨格の表面層に平均粒径５μｍ以下の無数
の細孔を設けたものである。
を保持し、かつ集電を行っている三次元構造の多孔体を
構成する金層骨格の表面層に平均粒径５μｍ以下の無数
の細孔を設けたものである。
作用
前記の細孔を設けることにより、多孔体内部およびその
表面に電解液が侵入し、保持される。このため電解液量
をその相当量だけ増加させても従来通りの急速充電が可
能で放電特性も長期に優れることとなる。つまり、増加
金せた電解液は電極の多孔基板の表面にのみ保持され、
充放電サイクルの進行につれて起きる電極の膨張に起因
する電極の電解液不足が前記した多孔基板表面の電解液
で補なわれることにより充放電特性の劣化が抑制される
。
表面に電解液が侵入し、保持される。このため電解液量
をその相当量だけ増加させても従来通りの急速充電が可
能で放電特性も長期に優れることとなる。つまり、増加
金せた電解液は電極の多孔基板の表面にのみ保持され、
充放電サイクルの進行につれて起きる電極の膨張に起因
する電極の電解液不足が前記した多孔基板表面の電解液
で補なわれることにより充放電特性の劣化が抑制される
。
実施例
以下本発明の詳細な説明する。三次元構造の多孔体とし
て市販の発泡状ニッケル基体を用い、以下の手順にて単
玉型公称容量５００１１Ａｈの密閉式アルカリ蓄電池を
作成した。
て市販の発泡状ニッケル基体を用い、以下の手順にて単
玉型公称容量５００１１Ａｈの密閉式アルカリ蓄電池を
作成した。
まず発泡状ニッケル基体（以後基体と呼ぶ）１に真空中
でアルミニウム２を体積比で１ ／４０ 。
でアルミニウム２を体積比で１ ／４０ 。
１／２０．１１５ 、４／ｓ 、９／１０に相当する量
を蒸着し基体ｂ〜、ｆを作成した。なお、蒸着処理を行
なわなかった基体をａとする。
を蒸着し基体ｂ〜、ｆを作成した。なお、蒸着処理を行
なわなかった基体をａとする。
基体ｂ−ｆは蒸着したアルミニウムを、ニッケル基体中
へ分散させるために不活性ガス雰囲気中で１０００℃に
て３０分間焼成した。これ等基体ＩＬ ％ ｆに対し活
物質として水素吸蔵合金粉末３を充填し、加圧成形後、
定寸に切断して厚さ０．５ｒｒｒＩｎ、寸法３９１１１
１１１Ｘ８０１１１１１１１公称容量８００ｍムｈｏ負
極ｇ−１を得た。
へ分散させるために不活性ガス雰囲気中で１０００℃に
て３０分間焼成した。これ等基体ＩＬ ％ ｆに対し活
物質として水素吸蔵合金粉末３を充填し、加圧成形後、
定寸に切断して厚さ０．５ｒｒｒＩｎ、寸法３９１１１
１１１Ｘ８０１１１１１１１公称容量８００ｍムｈｏ負
極ｇ−１を得た。
つぎに、同様の基体に水酸化ニッケル粉末を充填し、加
圧成形後に、定寸に切断して厚さ０．６ ｒａｎ寸−法
３９ｍＸ５６ｍ、公称容量５００ｍＡｈの正極ｍを得た
。なお電極の長辺端部にはニッケルリードを溶接し、集
電端子とした。
圧成形後に、定寸に切断して厚さ０．６ ｒａｎ寸−法
３９ｍＸ５６ｍ、公称容量５００ｍＡｈの正極ｍを得た
。なお電極の長辺端部にはニッケルリードを溶接し、集
電端子とした。
次に前述のｇの負極２枚を用意し、厚さｏ、２ｒｒｒＩ
ｎ寸法４０ Ｘ １５０ＭＭのポリプロピレンセパレー
タ２枚、正極ｍ２枚を用いて２個の渦巻状の電極群を構
成し単３型金属ケースに挿入後、電解液である８Ｍの苛
性カリ水溶液を１つの群に２．０ｍ／、いま一方の群に
２．２−注液して封口板を取り付けて封口し電池ｎ、ｏ
を得た。また負極ｈ〜ｌを各々１枚づつ用意し、前記と
同じ正極及びセパレータを用いて渦巻状の電極群に構成
し、同様に８Ｍの苛性カリ水溶液を２．２−づつ注液封
口し電池ｐ〜ｔを得た。これ等の電池を２０”（、にて
充電電流ｓｏｏｍムで１．５時間充電した後に５００１
＋１Ａで放電し、電池放電電圧を測定した。さらに同じ
条件で充放電を３０サイクル繰シかえし電池の安全弁の
作動を確認した。下表に１サイクル目の放電中間電圧の
値と弁作動の有無を示す。
ｎ寸法４０ Ｘ １５０ＭＭのポリプロピレンセパレー
タ２枚、正極ｍ２枚を用いて２個の渦巻状の電極群を構
成し単３型金属ケースに挿入後、電解液である８Ｍの苛
性カリ水溶液を１つの群に２．０ｍ／、いま一方の群に
２．２−注液して封口板を取り付けて封口し電池ｎ、ｏ
を得た。また負極ｈ〜ｌを各々１枚づつ用意し、前記と
同じ正極及びセパレータを用いて渦巻状の電極群に構成
し、同様に８Ｍの苛性カリ水溶液を２．２−づつ注液封
口し電池ｐ〜ｔを得た。これ等の電池を２０”（、にて
充電電流ｓｏｏｍムで１．５時間充電した後に５００１
＋１Ａで放電し、電池放電電圧を測定した。さらに同じ
条件で充放電を３０サイクル繰シかえし電池の安全弁の
作動を確認した。下表に１サイクル目の放電中間電圧の
値と弁作動の有無を示す。
（以下余白）
以上の結果より、負極基体中にアルミニウムを１ ／２
０〜４１５ マＯｌ ％添加した場合はｏ〜１／４０ｖ
ｏｌ ％添加したものに比べ、電池内圧が低く、弁作動
をしていない。またアルミニウムを添加せず、電解液を
２．２−より２．０−へ減少させたものは、弁作動は生
じなかったが放電電圧の低下が見られた。この様に基体
中にアルミニウムを添加したものは電池組立後電解液中
へアルミニウムが溶出し、細孔からなる保液部分が形成
され、この細孔部分に電解液が保持される。従ってセパ
レータの保液量は増大せずセパレータ中に気孔が生じて
ガフの透過を容易としたため弁作動を防止することが出
来た。またアルミニウムを９／１０’ＩＯ１％添加した
ものは放電電圧が低く分解調査を行なったところ、負極
基体が崩れていた。これは添加量が多過ぎ基体強度が低
下したためである。以上の様にアルミニウムの添加は１
／２ｏ〜４１５マＯＥ％程度が好ましい。なお本実施例
では、ニッケル・水素蓄電池の負極ニッケル基体にアル
ミニウムを添加した例を示したが電池系としてはニッケ
ルカドミウム電池など他の電池系でも良く、また、添加
については負極に限らず正極基体にも効果があシ、添加
物もアルミニウムに限らず、他のアルカリ金属、アルカ
リ土類金属、およびその塩類であっても良好な効果があ
る。また本実施例では、基体へのアルミニウムの配合を
真空蒸着と熱処理で行なっているが真空蒸着のみや他の
方法としてイオンスパッタ法、ニッケルーアルミニウム
合金蒸着法でも効果がある。
０〜４１５ マＯｌ ％添加した場合はｏ〜１／４０ｖ
ｏｌ ％添加したものに比べ、電池内圧が低く、弁作動
をしていない。またアルミニウムを添加せず、電解液を
２．２−より２．０−へ減少させたものは、弁作動は生
じなかったが放電電圧の低下が見られた。この様に基体
中にアルミニウムを添加したものは電池組立後電解液中
へアルミニウムが溶出し、細孔からなる保液部分が形成
され、この細孔部分に電解液が保持される。従ってセパ
レータの保液量は増大せずセパレータ中に気孔が生じて
ガフの透過を容易としたため弁作動を防止することが出
来た。またアルミニウムを９／１０’ＩＯ１％添加した
ものは放電電圧が低く分解調査を行なったところ、負極
基体が崩れていた。これは添加量が多過ぎ基体強度が低
下したためである。以上の様にアルミニウムの添加は１
／２ｏ〜４１５マＯＥ％程度が好ましい。なお本実施例
では、ニッケル・水素蓄電池の負極ニッケル基体にアル
ミニウムを添加した例を示したが電池系としてはニッケ
ルカドミウム電池など他の電池系でも良く、また、添加
については負極に限らず正極基体にも効果があシ、添加
物もアルミニウムに限らず、他のアルカリ金属、アルカ
リ土類金属、およびその塩類であっても良好な効果があ
る。また本実施例では、基体へのアルミニウムの配合を
真空蒸着と熱処理で行なっているが真空蒸着のみや他の
方法としてイオンスパッタ法、ニッケルーアルミニウム
合金蒸着法でも効果がある。
発明の効果
以上の様に本発明によれば、優れた高率放電性能を有す
る密閉式アルカリ蓄電池を提供出来る。
る密閉式アルカリ蓄電池を提供出来る。
第１図ａおよびｂ−ｆは従来例と本発明の三次元構造多
孔体の全体図ならびに断面の部分拡大図、１′＠ 第２図枠これらの多孔体に水素吸蔵合金を充填しＬ） た負極の全体図および部分拡大図、第３図授電池とし充
放電を行なった後分解して得られた従来例と本発明によ
る負極の全体図および部分拡大図、ｓ 第４図に本実施例１により構成した電池の構造図である
。 １・・・・・・ニッケル基体、２・・・・・・ニッケル
アルミニウム合金。 代理人の氏名 弁理士 粟 野 重 孝 ほか１名第３
図 第４ＦＡ ４−ｍ−うオー二−ノケ／Ｌ禾俸 ５−一一正４を ６−−−セ八′Ｌ−ダ 手続補正書（方式） 平成２年９月７０日
孔体の全体図ならびに断面の部分拡大図、１′＠ 第２図枠これらの多孔体に水素吸蔵合金を充填しＬ） た負極の全体図および部分拡大図、第３図授電池とし充
放電を行なった後分解して得られた従来例と本発明によ
る負極の全体図および部分拡大図、ｓ 第４図に本実施例１により構成した電池の構造図である
。 １・・・・・・ニッケル基体、２・・・・・・ニッケル
アルミニウム合金。 代理人の氏名 弁理士 粟 野 重 孝 ほか１名第３
図 第４ＦＡ ４−ｍ−うオー二−ノケ／Ｌ禾俸 ５−一一正４を ６−−−セ八′Ｌ−ダ 手続補正書（方式） 平成２年９月７０日
Claims (7)
- （１）金属を主成分とする三次元構造の多孔体に活物質
を充填した電極を用いる密閉式アルカリ蓄電池であって
、該多孔体を構成する金属骨格の表面層付近には、平均
孔径６μｍ以下の無数の孔を設けたことを特徴とする密
閉式アルカリ蓄電池。 - （２）三次元構造の多孔体の主成分が、ニッケルである
特許請求の範囲第１項記載の密閉式アルカリ蓄電池。 - （３）三次元構造の多孔体は、その骨格表面もしくは骨
格表面から内部に及ぶ部分に、あらかじめ主構成金属と
アルカリ金属、アルカリ土類金属およびそれ等の塩類か
ら選ばれた１種又は２種以上の物質の混合層を設け、つ
いでアルカリ性溶液により該物質の一部もしくは全部を
溶出させるものである密閉式アルカリ蓄電池の製造法。 - （４）三次元構造の多孔体に設ける混合層が、主として
ニッケルとアルミニウムからなる特許請求の範囲第３項
記載の密閉式アルカリ蓄電池の製造法。 - （５）三次元構造の多孔体へ混合するアルミニウムの量
は、体積比でニッケルに対し４／６〜１／２０である特
許請求の範囲第４項記載の密閉式アルカリ蓄電池の製造
法。 - （６）三次元構造の多孔体の骨格表面層にアルカリ金属
、アルカリ土類金属のうち１種類もしくは２種類以上を
主成分とする金属もしくは合金の層をイオンスパッタ法
により形成した特許請求の範囲第３項記載の密閉式アル
カリ蓄電池の製造法。 - （７）三次元構造の多孔体の骨格表面に、アルカリ金属
、アルカリ土類金属のうち１種類もしくは２種類以上を
主成分とする金属もしくは合金の層を真空蒸着法により
形成した特許請求の範囲第３項記載の密閉式アルカリ蓄
電池の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2140945A JPH0434857A (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | 密閉式アルカリ蓄電池およびその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2140945A JPH0434857A (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | 密閉式アルカリ蓄電池およびその製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0434857A true JPH0434857A (ja) | 1992-02-05 |
Family
ID=15280469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2140945A Pending JPH0434857A (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | 密閉式アルカリ蓄電池およびその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0434857A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996031306A1 (fr) * | 1995-04-03 | 1996-10-10 | Mitsubishi Materials Corporation | Corps metallique poreux a vaste region de surface specifique, procede de fabrication, materiau metallique poreux en plaquette et electrode de pile electrique alcaline secondaire |
| JP2011009609A (ja) * | 2009-06-29 | 2011-01-13 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ニッケルアルミニウム多孔集電体およびそれを用いた電極、キャパシタ |
| JP2011009608A (ja) * | 2009-06-29 | 2011-01-13 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ニッケルアルミニウム多孔集電体およびそれを用いた電極、キャパシタ |
-
1990
- 1990-05-30 JP JP2140945A patent/JPH0434857A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996031306A1 (fr) * | 1995-04-03 | 1996-10-10 | Mitsubishi Materials Corporation | Corps metallique poreux a vaste region de surface specifique, procede de fabrication, materiau metallique poreux en plaquette et electrode de pile electrique alcaline secondaire |
| US5848351A (en) * | 1995-04-03 | 1998-12-08 | Mitsubishi Materials Corporation | Porous metallic material having high specific surface area, method of producing the same, porous metallic plate material and electrode for alkaline secondary battery |
| US6117592A (en) * | 1995-04-03 | 2000-09-12 | Mitsubishi Materials Corporation | Porus metallic material having high specific surface area, method of producing the same, porus metallic plate material and electrode for alkaline secondary battery |
| JP2011009609A (ja) * | 2009-06-29 | 2011-01-13 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ニッケルアルミニウム多孔集電体およびそれを用いた電極、キャパシタ |
| JP2011009608A (ja) * | 2009-06-29 | 2011-01-13 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ニッケルアルミニウム多孔集電体およびそれを用いた電極、キャパシタ |
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