JPH06163071A - 密閉型ニッケル・水素電池並びにその製造法 - Google Patents
密閉型ニッケル・水素電池並びにその製造法Info
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- JPH06163071A JPH06163071A JP4336655A JP33665592A JPH06163071A JP H06163071 A JPH06163071 A JP H06163071A JP 4336655 A JP4336655 A JP 4336655A JP 33665592 A JP33665592 A JP 33665592A JP H06163071 A JPH06163071 A JP H06163071A
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Classifications
-
- 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
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 充放電特性などの電池特性を安定良好に維持
する電池寿命の増大した密閉型ニッケル・水素電池を提
供する。 【構成】 内部に不活性ガスが封入されている密閉型ニ
ッケル水素電池。
する電池寿命の増大した密閉型ニッケル・水素電池を提
供する。 【構成】 内部に不活性ガスが封入されている密閉型ニ
ッケル水素電池。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、密閉型ニッケル・水素
電池並びにその製造法に関する。
電池並びにその製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の密閉型ニッケル・水素電池は、電
池容器内に、水素吸蔵合金負極とニッケル正極とをセパ
レータを介して積層して成る極板群を挿入し、更にアル
カリ電解液を注入した後、施蓋封口して製造したものが
一般である。
池容器内に、水素吸蔵合金負極とニッケル正極とをセパ
レータを介して積層して成る極板群を挿入し、更にアル
カリ電解液を注入した後、施蓋封口して製造したものが
一般である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の密閉型ニッ
ケル・水素電池は、充放電の繰り返しで、該負極は、水
素の吸蔵放出を繰り返し、合金の微粉化による充電効率
の低下が起こり、正極は、アルカリ電解液中でニッケル
の酸化還元を繰り返し、体積変化による膨脹を生じ、活
物質の利用率の低下を起こし、電池、容量及び寿命に悪
影響を与える。
ケル・水素電池は、充放電の繰り返しで、該負極は、水
素の吸蔵放出を繰り返し、合金の微粉化による充電効率
の低下が起こり、正極は、アルカリ電解液中でニッケル
の酸化還元を繰り返し、体積変化による膨脹を生じ、活
物質の利用率の低下を起こし、電池、容量及び寿命に悪
影響を与える。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記従来の密
閉型ニッケル・水素電池の課題を解決し、充放電の繰り
返しによる正、負極の劣化を防止し、電池特性の向上し
た密閉型ニッケル・水素電池を提供するもので、水素吸
蔵合金負極とニッケル正極とをセパレータを介して積層
して成る極板群を挿入し且つアルカリ電解液を注入して
成る密閉型ニッケル・水素電池において、内部に不活性
ガスが封入されていることを特徴とする。更に本発明
は、上記の密閉型ニッケル・水素電池の製造法に係り、
ニッケル正極と水素吸蔵合金負極とをセパレータを介し
て組み立てた極板群を挿入し、且つアルカリ電解液を注
入した後、該電池容器内に不活性ガスを注入し、次で、
施蓋封口することを特徴とする。
閉型ニッケル・水素電池の課題を解決し、充放電の繰り
返しによる正、負極の劣化を防止し、電池特性の向上し
た密閉型ニッケル・水素電池を提供するもので、水素吸
蔵合金負極とニッケル正極とをセパレータを介して積層
して成る極板群を挿入し且つアルカリ電解液を注入して
成る密閉型ニッケル・水素電池において、内部に不活性
ガスが封入されていることを特徴とする。更に本発明
は、上記の密閉型ニッケル・水素電池の製造法に係り、
ニッケル正極と水素吸蔵合金負極とをセパレータを介し
て組み立てた極板群を挿入し、且つアルカリ電解液を注
入した後、該電池容器内に不活性ガスを注入し、次で、
施蓋封口することを特徴とする。
【０００５】
【作用】一般に、この種電池では、その充放電の繰り返
しにより、ニッケル正極板ではその酸化還元及び電解液
の滲み込み、これに伴い、該極板の膨潤が起きる一方、
水素吸蔵合金負極では、合金の微粉化が起きるが、本発
明の密閉電池は、予め不活性ガスが封入されているの
で、そのガス圧により、正極の膨潤を抑制し集電体と活
物質との密着性を良好に保つと同時に、水素吸蔵合金負
極の微細化を抑制し集電体、導電材との密着性を良好に
保つことができ、これにより、正負極の利用率の低下、
充放電効率の低下を防止し、電池容量の低下や内圧の上
昇、短命化等が防止される。
しにより、ニッケル正極板ではその酸化還元及び電解液
の滲み込み、これに伴い、該極板の膨潤が起きる一方、
水素吸蔵合金負極では、合金の微粉化が起きるが、本発
明の密閉電池は、予め不活性ガスが封入されているの
で、そのガス圧により、正極の膨潤を抑制し集電体と活
物質との密着性を良好に保つと同時に、水素吸蔵合金負
極の微細化を抑制し集電体、導電材との密着性を良好に
保つことができ、これにより、正負極の利用率の低下、
充放電効率の低下を防止し、電池容量の低下や内圧の上
昇、短命化等が防止される。
【０００６】
【実施例】次に本発明の実施例を説明する。水素吸蔵合
金負極は、例えば、次のように製造したものを使用す
る。所望の水素吸蔵合金、例えばMmNi3.5 Co1.0 Al0.5
から成る組成のものを機械的に粉砕し、その合金粉末
に、結着剤として例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄ
Ｆ）粉末とカーボニルニッケルから成るNi粉末と増粘剤
として例えばＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース）の
１wt.%水溶液とを混ぜ、均一に混練してスラリー状物と
する。次に、このスラリー状物をニッケル多孔シートの
両面に塗布、乾燥、圧延を行い、次でこれを真空雰囲気
下で 170℃、２時間加熱して水素吸蔵合金から成る負極
を製造する。
金負極は、例えば、次のように製造したものを使用す
る。所望の水素吸蔵合金、例えばMmNi3.5 Co1.0 Al0.5
から成る組成のものを機械的に粉砕し、その合金粉末
に、結着剤として例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄ
Ｆ）粉末とカーボニルニッケルから成るNi粉末と増粘剤
として例えばＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース）の
１wt.%水溶液とを混ぜ、均一に混練してスラリー状物と
する。次に、このスラリー状物をニッケル多孔シートの
両面に塗布、乾燥、圧延を行い、次でこれを真空雰囲気
下で 170℃、２時間加熱して水素吸蔵合金から成る負極
を製造する。
【０００７】ニッケル正極は、例えば次のように製造し
たものを使用する。即ち、水酸化ニッケル粉末とカーボ
ニルニッケルから成るNi粉末とを混合し、更に、ＣＭＣ
の１wt.%水溶液を加えて混練してペースト状物とし、こ
れを多孔金属性基板、例えば発泡ニッケル基板に充填
し、乾燥、圧延を行うことにより製造する。
たものを使用する。即ち、水酸化ニッケル粉末とカーボ
ニルニッケルから成るNi粉末とを混合し、更に、ＣＭＣ
の１wt.%水溶液を加えて混練してペースト状物とし、こ
れを多孔金属性基板、例えば発泡ニッケル基板に充填
し、乾燥、圧延を行うことにより製造する。
【０００８】このように製造した負極板と正極板とを、
これらの間に厚さ0.18mmのナイロンセパレータを介在さ
せて積層、捲回して極板群を作製し、これを、電池容
器、例えば、鉄にニッケルメッキした円筒缶に挿入し、
次で所定量のＫＯＨなどのアルカリ電解液を注入する。
本発明によれば、次で該電池容器を、例えば不活性ガス
を充満させた密閉処理室内に導入し、不活性ガス、例え
ば、窒素ガスを該電池容器内に注入し、窒素ガス圧３Kg
f/cm2 まで注入した後、施蓋し、封口結着することによ
り、定格AA-1000mAhの本発明の不活性ガス封入の密閉型
ニッケル・水素電池を製造した。以下この本発明電池を
Ａ電池と称する。
これらの間に厚さ0.18mmのナイロンセパレータを介在さ
せて積層、捲回して極板群を作製し、これを、電池容
器、例えば、鉄にニッケルメッキした円筒缶に挿入し、
次で所定量のＫＯＨなどのアルカリ電解液を注入する。
本発明によれば、次で該電池容器を、例えば不活性ガス
を充満させた密閉処理室内に導入し、不活性ガス、例え
ば、窒素ガスを該電池容器内に注入し、窒素ガス圧３Kg
f/cm2 まで注入した後、施蓋し、封口結着することによ
り、定格AA-1000mAhの本発明の不活性ガス封入の密閉型
ニッケル・水素電池を製造した。以下この本発明電池を
Ａ電池と称する。
【０００９】比較のため、これとは別個に、前記の電解
液を注入した金属缶を、従来法に倣い、直ちに施蓋、封
口結着することにより、従来の製造法により定格AA-100
0mAhの密閉型ニッケル・水素電池を製造した。以下この
従来電池をＢ電池と称する。
液を注入した金属缶を、従来法に倣い、直ちに施蓋、封
口結着することにより、従来の製造法により定格AA-100
0mAhの密閉型ニッケル・水素電池を製造した。以下この
従来電池をＢ電池と称する。
【００１０】これらのＡ電池及びＢ電池につき、充放電
サイクル試験を行った。充放電サイクル試験は、充電を
１Ａで75分、終止電圧を１Ｖとして１Ａで放電すること
を繰り返した。その結果は、図１に示す通りであった。
同図のＡ電池及びＢ電池の充放電サイクルに対する容量
維持率を示す夫々の特性曲線から明らかなように、Ｂ電
池は、充放電サイクルの進行に伴う容量の低下が見られ
るが、Ａ電池は、当初の容量を維持している。このこと
は、Ａ電池は、封入されている不活性ガス圧により、正
極の膨脹を抑制し、また負極の合金の膨脹、微細化を抑
制し、夫々の活物質の利用率の低下を防止しているから
であると考えられる。
サイクル試験を行った。充放電サイクル試験は、充電を
１Ａで75分、終止電圧を１Ｖとして１Ａで放電すること
を繰り返した。その結果は、図１に示す通りであった。
同図のＡ電池及びＢ電池の充放電サイクルに対する容量
維持率を示す夫々の特性曲線から明らかなように、Ｂ電
池は、充放電サイクルの進行に伴う容量の低下が見られ
るが、Ａ電池は、当初の容量を維持している。このこと
は、Ａ電池は、封入されている不活性ガス圧により、正
極の膨脹を抑制し、また負極の合金の膨脹、微細化を抑
制し、夫々の活物質の利用率の低下を防止しているから
であると考えられる。
【００１１】また、Ａ電池とＢ電池につき、内圧試験を
行った。内圧試験は、充電を１Ａで4.5HR行い、終止電
圧を１Ｖとして、 0.2Ａで放電した。温度は20℃とし
た。その結果、50サイクル目の夫々の電池の内圧を測定
した所、Ｂ電池は12Kgf/cm2 であったに対し、Ａ電池は
４Kgf/cm2 と不活性ガスを封入したときの当初のガス圧
３Kgf/cm2 と殆ど変らない４Kgf/cm2 にすぎず、Ｂ電池
の内圧の３分の１の内圧に抑制することができた。この
ことは、Ｂ電池では、負極表面で正極から発生する酸素
を吸収し、その時の反応熱で負極の充電効率が低下し、
水素ガスを発生することにより、内圧が12Kgf/cm2 と上
昇したに対し、Ａ電池では、封入した不活性ガス圧によ
り、その水素ガスの発生が抑えられ、充電効率の低下が
少なくなるからであると考えられる。尚、不活性ガスの
注入方法は、上記の実施例に限定されるものではない。
例えば、電池容器を、トンネル状通路内に順次導入し、
その通路内で不活性ガスの注入と施蓋を自動的に行うよ
うにしてもよい。
行った。内圧試験は、充電を１Ａで4.5HR行い、終止電
圧を１Ｖとして、 0.2Ａで放電した。温度は20℃とし
た。その結果、50サイクル目の夫々の電池の内圧を測定
した所、Ｂ電池は12Kgf/cm2 であったに対し、Ａ電池は
４Kgf/cm2 と不活性ガスを封入したときの当初のガス圧
３Kgf/cm2 と殆ど変らない４Kgf/cm2 にすぎず、Ｂ電池
の内圧の３分の１の内圧に抑制することができた。この
ことは、Ｂ電池では、負極表面で正極から発生する酸素
を吸収し、その時の反応熱で負極の充電効率が低下し、
水素ガスを発生することにより、内圧が12Kgf/cm2 と上
昇したに対し、Ａ電池では、封入した不活性ガス圧によ
り、その水素ガスの発生が抑えられ、充電効率の低下が
少なくなるからであると考えられる。尚、不活性ガスの
注入方法は、上記の実施例に限定されるものではない。
例えば、電池容器を、トンネル状通路内に順次導入し、
その通路内で不活性ガスの注入と施蓋を自動的に行うよ
うにしてもよい。
【００１２】
【発明の効果】このように本発明によるときは、不活性
ガスが封入された密閉型ニッケル・水素電池としたの
で、その不活性ガス圧により、電池充電時の正極の膨潤
を抑制すると共に、負極の充電効率の低下を抑制するこ
とができ、その結果、電池特性を安定良好に維持し、従
来のものに比し、電池特性の向上をもたらす。
ガスが封入された密閉型ニッケル・水素電池としたの
で、その不活性ガス圧により、電池充電時の正極の膨潤
を抑制すると共に、負極の充電効率の低下を抑制するこ
とができ、その結果、電池特性を安定良好に維持し、従
来のものに比し、電池特性の向上をもたらす。
【図１】本発明の電池と従来の電池との充放電サイクル
試験の比較グラフを示す。
試験の比較グラフを示す。
Claims (2)
- 【請求項１】 水素吸蔵合金負極とニッケル正極とをセ
パレータを介して積層して成る極板群を挿入し且つアル
カリ電解液を注入して成る密閉型ニッケル・水素電池に
おいて、内部に不活性ガスが封入されていることを特徴
とする密閉型ニッケル・水素電池。 - 【請求項２】 ニッケル正極と水素吸蔵合金負極とをセ
パレータを介して組み立てた極板群を挿入し、且つアル
カリ電解液を注入した後、該電池容器内に不活性ガスを
注入し、次で、施蓋封口することを特徴とする密閉型ニ
ッケル・水素電池の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4336655A JPH06163071A (ja) | 1992-11-24 | 1992-11-24 | 密閉型ニッケル・水素電池並びにその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4336655A JPH06163071A (ja) | 1992-11-24 | 1992-11-24 | 密閉型ニッケル・水素電池並びにその製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06163071A true JPH06163071A (ja) | 1994-06-10 |
Family
ID=18301420
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4336655A Pending JPH06163071A (ja) | 1992-11-24 | 1992-11-24 | 密閉型ニッケル・水素電池並びにその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06163071A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015225826A (ja) * | 2014-05-30 | 2015-12-14 | エクセルギー・パワー・システムズ株式会社 | ニッケル水素電池の充電量表示装置および充電量表示方法 |
| CN111740171A (zh) * | 2020-05-20 | 2020-10-02 | 湖南科霸汽车动力电池有限责任公司 | 镍氢电池及其制备方法 |
-
1992
- 1992-11-24 JP JP4336655A patent/JPH06163071A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015225826A (ja) * | 2014-05-30 | 2015-12-14 | エクセルギー・パワー・システムズ株式会社 | ニッケル水素電池の充電量表示装置および充電量表示方法 |
| CN111740171A (zh) * | 2020-05-20 | 2020-10-02 | 湖南科霸汽车动力电池有限责任公司 | 镍氢电池及其制备方法 |
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