JPH0461756A - ニッケル―水素蓄電池の製造方法 - Google Patents

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】 （イ）産業−にの利用分野 本発明は、工１極に水素Ｉｌ＆蔵合金合金いた密閉型ニ
ッケル−水素蓄電池の製造方法に関するものである。

（ロ）従来の技術 従来からよく用いられている蓄電池には、ニッケル−カ
ドミウム蓄電池、鉛蓄電池などがある。

近年、これらのｔｔ池より軽Ｉｌｌ：Ｉｔつ高エネルギ
ー密度となる可能性のある電池として、水素吸蔵合金を
工１極材料として用いた水素吸蔵合金電極を備えたニッ
ケル−水素蓄電池が注目されている。

この種のニッケル−水素電池の１１極材料として用いる
水素吸蔵合金は、たとえば、特開昭６２２４６　：４５
９号公報や特開昭６３−２１７５０号・公報などに示さ
れるように、水素吸蔵合金の組成を改良することにより
、充放電時の合金の耐腐食性の向１−及び合金の微粉化
の抑制がはかられている。しかしながら、水素吸蔵合金
を用いた工１極は、初期の活性度が低いため、放電界！
、ｔが小さく、作動電圧が低いという問題があり、特に
、この傾向は高率放電や低温での放１ｔの際に苦しくな
る。充分な放電容晴と作動Ｓａ圧を得るためには、電池
を構成した後、１・数サイクルの充放電を行なって活性
化する必要があるが、製造上ｒｌ！が複雑になるため、
筒中−な方法で活性度を高める必要がある。

この活性度を高める方法として、特公昭６０−４０６６
８号公報では、水素吸蔵合金材料を水素雰囲気下で水素
の吸蔵・放出させる方法が提案され、特開平１−１０２
８６１号公報では、電池作製時の電解液注液、封［１−
Ｔ′、程の前に、水素雰囲気ドで負極に水素の吸蔵・放
出を行なう方法が提案されている。しかし、これらの方
法では、水素を吸蔵・放出させるために、高圧の水素雰
囲気を作らなければならず、このための大がかりな装置
が必要であり、製造工程も複雑になる。

また、特開昭６１　７５７５号公報では、水素吸蔵合金
１１棒をアルカリ水溶液中で充放電した後、正極及びセ
パレータと共に電池に組み込む方法が提案されているが
、アルカリ水溶液中での充放電や水洗、乾燥などの繁雑
な工程が必要となる。

そして、活性度を高める上記の何れの方法においても、
活性化された工１極が大１（に触れた場合には、負極材
料の水素吸蔵合金が酸化され、活性度が低ドするため、
電池を封［ｌするまでの工程をアルゴンなどの不活性ガ
ス雰囲気ドで行ない、合金の酸化を抑える必要がある。

（ハ）発明が解決しようとする。１！題本発明は１−記
問題を解決するため、低温放電や高率放電などの放電特
性の向１−シた密閉型ニッケル−水素蓄電池の製造方法
を提供しようとするものである。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明のニッケル−水素蓄電池の製造方法は、１、記課
題を解決するために、電池を封［１した後、ＩＦ極の充
１を可能な容Ｉ＾の５０％以−Ｌの充電量を正、ｔｔ極
に保持させ、３０〜８０℃の温度雰囲気ドで放電するこ
とを特徴とする。

（ホ）作用 水素吸蔵合金は、粉砕や電極作製などの製造過程におい
て表面が酸化され、電極の活性度が低下して、充放電効
率や、満充電時に正極から発生する酸素ガスの消費効率
が低下することが知られている。

ところが、正極の充電可能な容ＩＩ（の５０％以１―の
充電ｌｉｔを正、負極に保持させた状態で、３０〜８０
℃の温度雰囲気下で放電すると、合金表面の酸化被膜を
部分的に破壊でき、これによって、合金内部の活性な断
面が表面に露出すると共に、反応表面積も大きくなり、
活性度が向！−する。そして、この活性度の向−１−に
よって、充電効率が向−１ニし、低温放電や高率放電が
１１丁能となる。

（へ）実施例 工１極に用いる水素吸蔵合金の原材料金属として、市販
のミツシュメタル（Ｍｍ、希−Ｌ類元素の混合物）と、
ニッケルと、コバルトと、アルミニウムと、マンガンを
用い、これらを元素比で１゜０：３．２：］　　Ｏ：０
　２：０　６に秤猜したのち、高周波誘導炉内で溶解鋳
造し、Ｍ　ｍ　Ｎ　ｉＬ　ｔｃ　ＯＡ　Ｉ　ｏ、　ＩＭ
　ｎ　ｏ、　ａの組成を有する合金を得る。この合金を
機械的に粉砕して、ＩＶ均約８０μｍの粉末した後、合
金型１Ｍに対して１．０重酸％のポリエチレンオキサイ
ドと、分散媒としての水を加えて混合し、スラリー状に
した。このスラリーをニッケル鍍金を施したパンチング
メタルからなる集電体に塗４Ｊ後、所定の厚みに加圧し
、ＡＡサイズの１法に切断して水素吸蔵合金工１極を得
た。この負極を、容晴が負極より小さな公知のニッケル
正極と組み合わせ、正極容１７）規制で公称容％ｊ１０
００ｍＡＩＩのＡＡサイズの密閉型ニッケル−水素蓄電
池を作製した。

１、記−に池を、第１表に示すように、充電１１ｔを正
極の充電ｉＩ（能な容ｆａｔに対して種々変化させて、
室温において１００ｍＡの電流で充電した後、各神雰囲
気温度において２００ｍＡの電流で放電して活性化処理
を行なった。

また、−１−記電池Ａ〜０の活性度を調べるため、これ
らの電池を、２０℃で１００ｍＡの電流で１６時間充電
を行なった後、０℃で約１時間放置後、同じく０℃でＩ
　Ｏ００ｍＡの電流で放電を行なった。

この時の放電曲線を第１図に示す。また、第２図には、
横軸に活性化処理時の充電１，１、縦軸に放電界１ｉｊ
をとり、これらと活性化処理時の放電温度の関係を、Ｊ
クシた。

第１表 第１図の放電曲線から明らかなように、０℃におけるＩ
Ｃ（１０００ｍＡ）放電という低温高率放ｔｔでは、活
性化処理時の充電量が０〜３０％のである電池Ａ−Ｅは
、放電開始直後に放電電圧が急激に低下した。また、活
性化処理時の放電温度が２０℃である電池Ｆ及びＫは、
活性化処理時の充電量が５０％以−１−であるにもかか
わらず、比較的１１１−い時ｊ［ＪＪに充電電圧が低ド
し、１・分な放電界１．（は得られなかった。

これに対して、活性化処理時に５０％以−１−の充電量
を充電した状態で、３０℃以−Ｆの雰囲気温度で放電し
た電池Ｇ−Ｊ及びＬ−０は、放電容量が大きくなってお
り、この活性化処理の条件で良好な結果が得られること
は、第２図からも明らがである。

また、第３図は、活性化処理時に、正極の充電可能な容
量の５０％充電した後、２０℃の温度雰囲気で放電した
電池Ｆと、６０℃の温度雰囲気で放電型した電池■に用
いた艮極の水素吸蔵合金の粒度分布を示す図面であり、
第４図は、上記電池Ｆ及びｌの電池外装缶の缶底に孔を
開け、圧力センサーを取り付け、Ｉｃ（１０００ｍＡ）
の電流で高率充電した際の電池内部圧力を測定した結果
を示す図面である。

第３図より明らかなように、２０℃で放電を行なった電
池Ｆより、６０℃で放電を行なった電池■の負極合金の
方が小さな粒径になっている。すなわち、反応面積が大
きくなっていることがわかる。また、第４図から、前記
電池■は電池Ｆより電池内部圧力の上昇が低く抑えられ
ていることがわかり、電池１は負極における酸素ガス吸
収性能が向１−シていると理解できる。

このように、正極の充電可能な容量の５０％以り充電し
、３０〜８０℃の温度雰囲気下で放電して活性化処理し
た電池の特性が向−１−するのは、この条ｆ′１で活性
化処理すると、工１極に用いた水素吸蔵合金の表面１〕
の酸化被膜が壊れ易いためであり、合金内部の活性な断
面が表面に露出し、これと共に反応表面積が大きくなっ
て、充電効率がが向上したためと考えられる。

また、活性化処理時の放電雰囲気温度については、水素
吸蔵合金の脱水素反応（放電反応）が吸熱反応であるた
め、雰囲気温度が高くなるほど反応が進行し易くなる。

これによって、放電深度が深くなることも、工１極を活
性化する原因であると考えられる。

ただし、電池の構成」二、極端な高温中での放電はセパ
レータや封［１バツキングなどの劣化の危険性があるた
め、活性化処理時の放電雰囲気温度は８０℃以下が好ま
しい。

（ト）発明の効果 本発明により、ｔｔ池を封１１後に、正極の充電ｉ＋ｆ
能な容１．」の５０％以１−の充電１１［を正、負極に
保持させ、３０〜８０℃の温度雰囲気ドで放電すること
により、初期活性瓜の高い放電性能の優れたニッケル−
水素晶電池を提供することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は放’ＩＩＥ特性図、第２図は活性化処理時の充
電；１１と０℃での放電容量との関係を示す図、第３図
は負極の水素吸蔵合金の粒度分布を示す図面、第４図は
活性化処理時の充電量と高率放電時における電池内部圧
力との関係を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）水素を可逆的に吸蔵、放出する水素吸蔵合金を主
   体として構成した負極と、水酸化ニッケルを活物質とす
   る正極と、セパレータと、電解液とを備えた密閉型ニッ
   ケル−水素蓄電池を封口した後、正極の充電可能な容量
   の５０％以上の充電量を正、負極に保持させ、３０〜８
   ０℃の温度雰囲気下で放電することを特徴とするニッケ
   ル−水素蓄電池の製造方法。