JPH07320775A - 密閉形ニッケル−水素蓄電池の単電池および単位電池 - Google Patents
密閉形ニッケル−水素蓄電池の単電池および単位電池Info
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- JPH07320775A JPH07320775A JP11549294A JP11549294A JPH07320775A JP H07320775 A JPH07320775 A JP H07320775A JP 11549294 A JP11549294 A JP 11549294A JP 11549294 A JP11549294 A JP 11549294A JP H07320775 A JPH07320775 A JP H07320775A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電気自動車等の移動用電源として要求される
軽量、安価、安全の要求を同時に満たす密閉型ニッケル
−水素蓄電池を提供する。 【構成】 Ｈ／Ｍ＝０．５のとき４５℃における水素平
衡圧力が０．０１〜０．１ＭＰａの水素吸蔵合金負極を
含む発電要素部を収容する合成樹脂の電槽、安全弁を備
え電槽の開口を封じる蓋を具備し、安全弁の作動弁を
０．２〜０．８ＭＰａ、電槽および蓋により構成される
電池ケースの耐圧強度を安全弁の作動圧よりも０．５Ｍ
Ｐａ以上高い０．７〜２．０ＭＰａとする。
軽量、安価、安全の要求を同時に満たす密閉型ニッケル
−水素蓄電池を提供する。 【構成】 Ｈ／Ｍ＝０．５のとき４５℃における水素平
衡圧力が０．０１〜０．１ＭＰａの水素吸蔵合金負極を
含む発電要素部を収容する合成樹脂の電槽、安全弁を備
え電槽の開口を封じる蓋を具備し、安全弁の作動弁を
０．２〜０．８ＭＰａ、電槽および蓋により構成される
電池ケースの耐圧強度を安全弁の作動圧よりも０．５Ｍ
Ｐａ以上高い０．７〜２．０ＭＰａとする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、合成樹脂製の電槽を用
いた密閉形ニッケル−水素蓄電池の単位電池およびこれ
を構成する単電池に関する。
いた密閉形ニッケル−水素蓄電池の単位電池およびこれ
を構成する単電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、地球規模の環境破壊が急速に進ん
でおり、その要因の一つとしてガソリン自動車の排出ガ
スが取り上げられている。この問題に対処するため、電
気自動車の開発が急速に進められているが、その開発に
はその電源電池の開発が鍵を握っている。これらの駆動
用電源電池として、これまでの鉛酸電池と比較し、高出
力、高エネルギー密度、長寿命で、ニッケル−カドミウ
ム蓄電池のようにカドミウムを含まない、ニッケル−水
素蓄電池の開発の要望が非常に高い。しかし、元来ニッ
ケル−水素蓄電池はその基本反応物質として水素が存在
し、電槽内が高圧状態となるため、高圧に耐えうる密閉
化の際のシール技術が必要である。従来の小型シリンダ
ー型ニッケル−水素蓄電池では、耐圧性が高い金属電槽
が用いられ、その密閉化の際には金属ケースをかしめる
ことにより、密閉化状態を得ていた。また、小型角型ニ
ッケル−水素蓄電池では、金属電槽をレーザー溶接によ
って封口することにより密閉化していた。
でおり、その要因の一つとしてガソリン自動車の排出ガ
スが取り上げられている。この問題に対処するため、電
気自動車の開発が急速に進められているが、その開発に
はその電源電池の開発が鍵を握っている。これらの駆動
用電源電池として、これまでの鉛酸電池と比較し、高出
力、高エネルギー密度、長寿命で、ニッケル−カドミウ
ム蓄電池のようにカドミウムを含まない、ニッケル−水
素蓄電池の開発の要望が非常に高い。しかし、元来ニッ
ケル−水素蓄電池はその基本反応物質として水素が存在
し、電槽内が高圧状態となるため、高圧に耐えうる密閉
化の際のシール技術が必要である。従来の小型シリンダ
ー型ニッケル−水素蓄電池では、耐圧性が高い金属電槽
が用いられ、その密閉化の際には金属ケースをかしめる
ことにより、密閉化状態を得ていた。また、小型角型ニ
ッケル−水素蓄電池では、金属電槽をレーザー溶接によ
って封口することにより密閉化していた。
【０００３】これら従来のニッケル−水素蓄電池は、小
型であるため、従来の技術によって簡単に耐圧電槽を得
ることが可能であった。しかし、前述の電気自動車に用
いられるような大型電池では、金属電槽を用いることは
重量エネルギー密度、コストの観点から不利であり、ま
た移動用電源としての最大の課題である衝突時の安全性
の課題があり、軽く、安価で安全な樹脂電槽を用いるこ
とが望まれていた。
型であるため、従来の技術によって簡単に耐圧電槽を得
ることが可能であった。しかし、前述の電気自動車に用
いられるような大型電池では、金属電槽を用いることは
重量エネルギー密度、コストの観点から不利であり、ま
た移動用電源としての最大の課題である衝突時の安全性
の課題があり、軽く、安価で安全な樹脂電槽を用いるこ
とが望まれていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の樹脂電
槽は、電槽内部が高圧にならない鉛蓄電池用に設計され
ていたため、ニッケル−水素蓄電池の充放電時における
高圧状態を考慮した構造となっていなかった。このよう
な従来の電槽を用いると、過充電時に正極から発生する
酸素ガスにより電槽内部の圧力が上昇し、樹脂電槽が膨
張したり、さらには破裂もしくは爆発することがあっ
た。また、従来用いられてきた安全弁も上記のような高
圧を保持することを考慮に入れていなかったため、発生
するガスを外部へ放出することにより水分が減少し、電
解液の液枯れを起こし、電池が発火することがあった。
槽は、電槽内部が高圧にならない鉛蓄電池用に設計され
ていたため、ニッケル−水素蓄電池の充放電時における
高圧状態を考慮した構造となっていなかった。このよう
な従来の電槽を用いると、過充電時に正極から発生する
酸素ガスにより電槽内部の圧力が上昇し、樹脂電槽が膨
張したり、さらには破裂もしくは爆発することがあっ
た。また、従来用いられてきた安全弁も上記のような高
圧を保持することを考慮に入れていなかったため、発生
するガスを外部へ放出することにより水分が減少し、電
解液の液枯れを起こし、電池が発火することがあった。
【０００５】本発明は、以上に鑑み、適切な内圧状態を
保持し、活物質の利用率が高く、高エネルギー密度で長
寿命の密閉形ニッケル−水素蓄電池を提供することを目
的とする。本発明は、また充放電時に発生した電池内の
熱を電池系外へ効率よく放出することができる軽量、安
価な密閉形ニッケル−水素蓄電池を提供することを目的
とする。さらに本発明は、大型の駆動用電源として利用
することができる安全な密閉形ニッケル−水素蓄電池を
提供することを目的とする。
保持し、活物質の利用率が高く、高エネルギー密度で長
寿命の密閉形ニッケル−水素蓄電池を提供することを目
的とする。本発明は、また充放電時に発生した電池内の
熱を電池系外へ効率よく放出することができる軽量、安
価な密閉形ニッケル−水素蓄電池を提供することを目的
とする。さらに本発明は、大型の駆動用電源として利用
することができる安全な密閉形ニッケル−水素蓄電池を
提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の密閉形ニッケル
−水素蓄電池の単電池は、水素吸蔵合金を主成分とする
負極、ニッケル酸化物を主成分とする正極、セパレータ
およびアルカリ電解液から構成される発電要素部を収容
する合成樹脂製電槽と、前記電槽の開口部を封じる蓋
と、前記蓋に装着された再復帰可能な安全弁とを具備
し、前記水素吸蔵合金は吸蔵水素の合金に対する原子数
比Ｈ／Ｍが０．５のときの４５℃における水素平衡圧力
が０．０１〜０．１ＭＰａであり、前記安全弁の作動圧
が０．２〜０．８ＭＰａであり、前記電槽および蓋によ
り構成される電池ケースの耐圧強度が０．７〜２．０Ｍ
Ｐａの範囲内で、かつ安全弁の作動圧より０．５ＭＰａ
以上高く設定されたものである。
−水素蓄電池の単電池は、水素吸蔵合金を主成分とする
負極、ニッケル酸化物を主成分とする正極、セパレータ
およびアルカリ電解液から構成される発電要素部を収容
する合成樹脂製電槽と、前記電槽の開口部を封じる蓋
と、前記蓋に装着された再復帰可能な安全弁とを具備
し、前記水素吸蔵合金は吸蔵水素の合金に対する原子数
比Ｈ／Ｍが０．５のときの４５℃における水素平衡圧力
が０．０１〜０．１ＭＰａであり、前記安全弁の作動圧
が０．２〜０．８ＭＰａであり、前記電槽および蓋によ
り構成される電池ケースの耐圧強度が０．７〜２．０Ｍ
Ｐａの範囲内で、かつ安全弁の作動圧より０．５ＭＰａ
以上高く設定されたものである。
【０００７】また、本発明の密閉形ニッケル−水素蓄電
池の単位電池は、水素吸蔵合金を主成分とする負極、ニ
ッケル酸化物を主成分とする正極、セパレータおよびア
ルカリ電解液から構成される発電要素部を収容する複数
のセル室を有する合成樹脂製電槽と、前記電槽の各セル
室の開口部を封じる蓋と、前記蓋に前記セルに対応して
装着された再復帰可能な安全弁とを具備し、前記水素吸
蔵合金は吸蔵水素の合金に対する原子数比Ｈ／Ｍが０．
５のときの４５℃における水素平衡圧力が０．０１〜
０．１ＭＰａであり、前記安全弁の作動圧が０．２〜
０．８ＭＰａであり、前記電槽および蓋により構成され
る電池ケースの耐圧強度が０．７〜２．０ＭＰａの範囲
内で、かつ安全弁の作動圧より０．５ＭＰａ以上高く設
定されたものである。さらに、本発明の密閉形ニッケル
−水素蓄電池の単位電池は、上記の単電池５〜４０セル
を一方向に積層し、電気的に連結した単位電池であっ
て、両端面に配したエンドプレートとエンドプレートを
相互に連結する架橋体により積層方向に緊縛され、積層
方向の電槽外表面に設けた複数の平行なリブによって隣
接する単電池間に空気の流通する空間を形成したもので
ある。
池の単位電池は、水素吸蔵合金を主成分とする負極、ニ
ッケル酸化物を主成分とする正極、セパレータおよびア
ルカリ電解液から構成される発電要素部を収容する複数
のセル室を有する合成樹脂製電槽と、前記電槽の各セル
室の開口部を封じる蓋と、前記蓋に前記セルに対応して
装着された再復帰可能な安全弁とを具備し、前記水素吸
蔵合金は吸蔵水素の合金に対する原子数比Ｈ／Ｍが０．
５のときの４５℃における水素平衡圧力が０．０１〜
０．１ＭＰａであり、前記安全弁の作動圧が０．２〜
０．８ＭＰａであり、前記電槽および蓋により構成され
る電池ケースの耐圧強度が０．７〜２．０ＭＰａの範囲
内で、かつ安全弁の作動圧より０．５ＭＰａ以上高く設
定されたものである。さらに、本発明の密閉形ニッケル
−水素蓄電池の単位電池は、上記の単電池５〜４０セル
を一方向に積層し、電気的に連結した単位電池であっ
て、両端面に配したエンドプレートとエンドプレートを
相互に連結する架橋体により積層方向に緊縛され、積層
方向の電槽外表面に設けた複数の平行なリブによって隣
接する単電池間に空気の流通する空間を形成したもので
ある。
【０００８】ここで、負極の正極に対する理論容量比
は、１．２〜２．０が好ましい。また、電解液量は、正
極の理論容量１Ａｈ当たり１．３〜２．８ｃｍ3が好ま
しい。前記の電解液は、水酸化カリウムと水酸化リチウ
ムの２成分、またはさらに水酸化ナトリウムを加えた３
成分からなり、その密度が１．２〜１．４ｇ／ｃｍ3で
あることが好ましい。
は、１．２〜２．０が好ましい。また、電解液量は、正
極の理論容量１Ａｈ当たり１．３〜２．８ｃｍ3が好ま
しい。前記の電解液は、水酸化カリウムと水酸化リチウ
ムの２成分、またはさらに水酸化ナトリウムを加えた３
成分からなり、その密度が１．２〜１．４ｇ／ｃｍ3で
あることが好ましい。
【０００９】電槽および蓋の構成材は、曲げ弾性係数１
４，０００〜２８，０００ｋｇ／ｃｍ2の合成樹脂が適
当である。積層して単位電池を構成するための単電池の
電槽は、その側壁の肉厚が１〜３ｍｍであり、前記リブ
高さが１〜２ｍｍ、リブ間の間隔が１０〜１５ｍｍ、リ
ブの幅が３〜１０ｍｍであることが好ましい。
４，０００〜２８，０００ｋｇ／ｃｍ2の合成樹脂が適
当である。積層して単位電池を構成するための単電池の
電槽は、その側壁の肉厚が１〜３ｍｍであり、前記リブ
高さが１〜２ｍｍ、リブ間の間隔が１０〜１５ｍｍ、リ
ブの幅が３〜１０ｍｍであることが好ましい。
【００１０】
【作用】上記のように構成された本発明の密閉形ニッケ
ル−水素蓄電池においては、電池内圧に占める水素分圧
が適正であるため、過充電時に通常の充放電反応の競争
反応として水素放出反応が起こりやすくなったり、正極
から発生する酸素ガスを水に戻すための十分な水素ガス
が存在しなくなったりすることがない。従って、電池内
圧が適切に保持され、かつ活物質の充電が妨げられるこ
となく、利用率が高い水準に維持される。
ル−水素蓄電池においては、電池内圧に占める水素分圧
が適正であるため、過充電時に通常の充放電反応の競争
反応として水素放出反応が起こりやすくなったり、正極
から発生する酸素ガスを水に戻すための十分な水素ガス
が存在しなくなったりすることがない。従って、電池内
圧が適切に保持され、かつ活物質の充電が妨げられるこ
となく、利用率が高い水準に維持される。
【００１１】また、安全弁の作動圧が上記で定められる
最大電池内圧以上に設定されているので、放電末期に安
全弁が作動し、電解液量の減少による容量低下や発火な
どの不都合を生じることがない。さらに、安全弁の作動
圧と電池ケースの耐圧強度との関係を適切にしたので、
電池ケースの膨張により電極群との間に空間を形成し、
電極群の熱を系外へ放出できなくなることもない。
最大電池内圧以上に設定されているので、放電末期に安
全弁が作動し、電解液量の減少による容量低下や発火な
どの不都合を生じることがない。さらに、安全弁の作動
圧と電池ケースの耐圧強度との関係を適切にしたので、
電池ケースの膨張により電極群との間に空間を形成し、
電極群の熱を系外へ放出できなくなることもない。
【００１２】また、上記の構成による単位電池において
は、電極群の膨張や電池内圧が上昇しても、単電池は架
橋体により連結されたエンドプレートによって強固に保
持されており、しかも単電池間にはリブの突き合わせに
よって冷却用空気の流通する空間が確保される。従っ
て、放熱が適切に行われる。さらに、電池ケースの構成
材の曲げ弾性係数や肉厚、リブの構成を適切にすること
により、エンドプレートと架橋体による緊縛力および電
極群の膨張に耐え、ケース側面からの放熱を有効に行わ
せることができる。
は、電極群の膨張や電池内圧が上昇しても、単電池は架
橋体により連結されたエンドプレートによって強固に保
持されており、しかも単電池間にはリブの突き合わせに
よって冷却用空気の流通する空間が確保される。従っ
て、放熱が適切に行われる。さらに、電池ケースの構成
材の曲げ弾性係数や肉厚、リブの構成を適切にすること
により、エンドプレートと架橋体による緊縛力および電
極群の膨張に耐え、ケース側面からの放熱を有効に行わ
せることができる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明による密閉形ニッケル−水素蓄
電池の単位電池、およびこれを構成する単電池の構成例
を図面により説明する。
電池の単位電池、およびこれを構成する単電池の構成例
を図面により説明する。
【００１４】１０で示す単電池は、正極板と負極板およ
びセパレータを積層した電極群１１および電解液を収容
した合成樹脂、例えばポリプロピレン製の電池ケースか
ら構成されている。電池ケースは、合成樹脂製の電槽１
２とその上部開口部に熱溶着された同じ合成樹脂製の蓋
１３から構成されており、蓋１３には銅とニッケルで構
成された正極端子１４と負極端子１５および安全弁１６
が固定されている。負極端子１５は、その下端の図示し
ない垂下部に負極板のリード片１７を溶接によって接続
されるとともに、上部は蓋１３に液密かつ気密に取り付
けられている。正極端子１４も図示しないがその下端に
正極板のリード片が接続されている。
びセパレータを積層した電極群１１および電解液を収容
した合成樹脂、例えばポリプロピレン製の電池ケースか
ら構成されている。電池ケースは、合成樹脂製の電槽１
２とその上部開口部に熱溶着された同じ合成樹脂製の蓋
１３から構成されており、蓋１３には銅とニッケルで構
成された正極端子１４と負極端子１５および安全弁１６
が固定されている。負極端子１５は、その下端の図示し
ない垂下部に負極板のリード片１７を溶接によって接続
されるとともに、上部は蓋１３に液密かつ気密に取り付
けられている。正極端子１４も図示しないがその下端に
正極板のリード片が接続されている。
【００１５】電槽１２は、積層方向に位置する幅の広い
側壁１８と他方の幅の狭い側壁１９、および底壁から構
成されている。そして、側壁１８の外表面には、単電池
同士を突き合わせるためのリブ２０を所定間隔をおいて
縦方向に平行に設け、側壁１９の外表面には、後述する
架橋体位置決め用の２組の凹部２１を設けている。前記
リブのうち、両端のリブには、突き合わせる際の位置決
め用の凸部２２と凹部２３をそれぞれ上下位置を逆にし
て設けている。
側壁１８と他方の幅の狭い側壁１９、および底壁から構
成されている。そして、側壁１８の外表面には、単電池
同士を突き合わせるためのリブ２０を所定間隔をおいて
縦方向に平行に設け、側壁１９の外表面には、後述する
架橋体位置決め用の２組の凹部２１を設けている。前記
リブのうち、両端のリブには、突き合わせる際の位置決
め用の凸部２２と凹部２３をそれぞれ上下位置を逆にし
て設けている。
【００１６】蓋１３は、その幅の広い方の側壁の外表面
に、電槽１２のリブ２０と同様のリブ２４を有してい
る。蓋１３と電槽１２との溶着部は２５で示されてお
り、溶着の際に溶着代の溶解して外方へ突出した部分
は、研削により除去してある。また、電槽１２の側壁１
９は、側壁１８より肉厚としてあり、リブ２０の外側に
設けたリブ２６と連続する構成となっている。蓋１３に
おいてもこれと同様の構成がとられている。
に、電槽１２のリブ２０と同様のリブ２４を有してい
る。蓋１３と電槽１２との溶着部は２５で示されてお
り、溶着の際に溶着代の溶解して外方へ突出した部分
は、研削により除去してある。また、電槽１２の側壁１
９は、側壁１８より肉厚としてあり、リブ２０の外側に
設けたリブ２６と連続する構成となっている。蓋１３に
おいてもこれと同様の構成がとられている。
【００１７】図２は、上記の単電池１０を５個直列に積
層した単位電池２７を示している。隣接する単電池は、
電槽１２のリブ２０、２６が互いに突き合わされ、しか
も一方の単電池のリブ２０に設けた凸部２２が他方の単
電池のリブ２０に設けた凹部２３に嵌合して相互の位置
決めがなされる。また、隣接する単電池の正極端子と負
極端子とが接続導体２８により接続される。
層した単位電池２７を示している。隣接する単電池は、
電槽１２のリブ２０、２６が互いに突き合わされ、しか
も一方の単電池のリブ２０に設けた凸部２２が他方の単
電池のリブ２０に設けた凹部２３に嵌合して相互の位置
決めがなされる。また、隣接する単電池の正極端子と負
極端子とが接続導体２８により接続される。
【００１８】このようにして直列に接続された５個の単
電池の積層体は、両端面にアルミニウム製のエンドプレ
ート２９、２９を当て、これらを４本の角柱状の架橋体
３０により連結して、電極群の膨張や電池内圧の上昇に
よって単電池が相互に離間しないよう強固に緊縛した構
造としてある。エンドプレート２９は、補強用のリブ３
１を有する。エンドプレート２９および架橋体３０の寸
法は、電極群の膨張力、電池内圧および単電池の積層数
によって決定される。以下の実施例においては、エンド
プレート２９のリブも含めた厚みは１０ｍｍであり、架
橋体３０の断面は８×８ｍｍ角とした。
電池の積層体は、両端面にアルミニウム製のエンドプレ
ート２９、２９を当て、これらを４本の角柱状の架橋体
３０により連結して、電極群の膨張や電池内圧の上昇に
よって単電池が相互に離間しないよう強固に緊縛した構
造としてある。エンドプレート２９は、補強用のリブ３
１を有する。エンドプレート２９および架橋体３０の寸
法は、電極群の膨張力、電池内圧および単電池の積層数
によって決定される。以下の実施例においては、エンド
プレート２９のリブも含めた厚みは１０ｍｍであり、架
橋体３０の断面は８×８ｍｍ角とした。
【００１９】上記のように構成された単位電池において
は、リブ２０、２６の間に空間３２が形成される。端の
単電池とエンドプレート２９との間にもリブ２０の高さ
に相当する空間３３が形成される。上記の例において
は、架橋体は角柱状構造のものを用いたが、円柱状また
は帯状構造のものを用いてもよい。また、リブ２０は、
電池ケースの縦方向に連続する構成としたが、いくつか
に区分されていてもよい。しかし、連続する構成の方
が、空気流を一定方向とし、放熱をよくすることができ
る。
は、リブ２０、２６の間に空間３２が形成される。端の
単電池とエンドプレート２９との間にもリブ２０の高さ
に相当する空間３３が形成される。上記の例において
は、架橋体は角柱状構造のものを用いたが、円柱状また
は帯状構造のものを用いてもよい。また、リブ２０は、
電池ケースの縦方向に連続する構成としたが、いくつか
に区分されていてもよい。しかし、連続する構成の方
が、空気流を一定方向とし、放熱をよくすることができ
る。
【００２０】［実施例１］水酸化ニッケル粉末を主とす
る活物質混合物を発泡状ニッケル多孔体に充填し、所定
の寸法に圧延、切断して極板１枚当たりの容量が１０Ａ
ｈのニッケル正極を作製した。また、ＭｍＮｉ3.6Ｃｏ
0.7Ｍｎ0.4Ａｌ0.4（Ｍｍ：ミッシュメタル）の組成の
水素吸蔵合金粉末を結着剤とともにパンチングメタルに
塗着し、所定の寸法に圧延・切断して、極板１枚当たり
の容量が１３Ａｈの水素吸蔵合金負極を作製した。
る活物質混合物を発泡状ニッケル多孔体に充填し、所定
の寸法に圧延、切断して極板１枚当たりの容量が１０Ａ
ｈのニッケル正極を作製した。また、ＭｍＮｉ3.6Ｃｏ
0.7Ｍｎ0.4Ａｌ0.4（Ｍｍ：ミッシュメタル）の組成の
水素吸蔵合金粉末を結着剤とともにパンチングメタルに
塗着し、所定の寸法に圧延・切断して、極板１枚当たり
の容量が１３Ａｈの水素吸蔵合金負極を作製した。
【００２１】これら正・負極板にリード片を接続した後
それぞれ袋状のセパレータで包み、正極板１０枚と負極
板１１枚を交互に組み合わせて電極群を構成した。負極
の正極に対する理論容量比は１．４３である。なお、電
極群１１は電槽１２の内寸に対して約９５％の厚みを有
するように作製した。この電極群１１の正・負それぞれ
のリード片を端子に結合して上記のポリプロピレン製の
電槽に挿入した。次に水酸化カリウムおよび水酸化リチ
ウムの２成分からなる密度１．３ｇ／ｃｍ3のアルカリ
電解液を１８０ｃｍ3注液した。正極の理論容量１Ａｈ
当たりの電解液量は１．８ｃｍ3である。
それぞれ袋状のセパレータで包み、正極板１０枚と負極
板１１枚を交互に組み合わせて電極群を構成した。負極
の正極に対する理論容量比は１．４３である。なお、電
極群１１は電槽１２の内寸に対して約９５％の厚みを有
するように作製した。この電極群１１の正・負それぞれ
のリード片を端子に結合して上記のポリプロピレン製の
電槽に挿入した。次に水酸化カリウムおよび水酸化リチ
ウムの２成分からなる密度１．３ｇ／ｃｍ3のアルカリ
電解液を１８０ｃｍ3注液した。正極の理論容量１Ａｈ
当たりの電解液量は１．８ｃｍ3である。
【００２２】次いで、電槽１２の開口部を作動圧が０．
３ＭＰａの安全弁１６を備えた蓋１３により密閉して単
電池１０を作製した。ここで、電槽１２は、側壁１８の
肉厚を２ｍｍ、リブ２０および２６の高さは１．５ｍ
ｍ、リブ２０の幅を５ｍｍ、リブ間の間隔を１２ｍｍと
し、側壁１９および底壁の肉厚を４ｍｍとした。また、
蓋１３の肉厚は４ｍｍとした。そして、電槽とこれに溶
着された蓋により構成される電池ケースの耐圧強度は
０．８ＭＰａである。なお、電池ケースの耐圧強度は、
空の電槽および蓋から構成された電池ケースの蓋中央部
（安全弁装着部）の穴から水圧をかけ、電池ケースに亀
裂が入る直前の最大圧力値とした。
３ＭＰａの安全弁１６を備えた蓋１３により密閉して単
電池１０を作製した。ここで、電槽１２は、側壁１８の
肉厚を２ｍｍ、リブ２０および２６の高さは１．５ｍ
ｍ、リブ２０の幅を５ｍｍ、リブ間の間隔を１２ｍｍと
し、側壁１９および底壁の肉厚を４ｍｍとした。また、
蓋１３の肉厚は４ｍｍとした。そして、電槽とこれに溶
着された蓋により構成される電池ケースの耐圧強度は
０．８ＭＰａである。なお、電池ケースの耐圧強度は、
空の電槽および蓋から構成された電池ケースの蓋中央部
（安全弁装着部）の穴から水圧をかけ、電池ケースに亀
裂が入る直前の最大圧力値とした。
【００２３】本実施例で用いた水素吸蔵合金は、Ｈ／Ｍ
＝０．５のときの雰囲気温度４５℃における水素平衡圧
力が０．０５ＭＰａである。なお、Ｈ／Ｍとは水素吸蔵
合金中の水素吸蔵量を示す指標であり、Ｈは吸蔵された
水素の原子数、Ｍは水素吸蔵合金を構成する金属の原子
数を示す。つまり、ここに用いたＭｍＮｉ3.6Ｃｏ0.7Ｍ
ｎ0.4Ａｌ0.4合金１分子中に含まれる原子数Ｍは６．１
となり、水素吸蔵合金１分子中に吸蔵された水素原子数
が３．０５のとき、Ｈ／Ｍ＝０．５となる。
＝０．５のときの雰囲気温度４５℃における水素平衡圧
力が０．０５ＭＰａである。なお、Ｈ／Ｍとは水素吸蔵
合金中の水素吸蔵量を示す指標であり、Ｈは吸蔵された
水素の原子数、Ｍは水素吸蔵合金を構成する金属の原子
数を示す。つまり、ここに用いたＭｍＮｉ3.6Ｃｏ0.7Ｍ
ｎ0.4Ａｌ0.4合金１分子中に含まれる原子数Ｍは６．１
となり、水素吸蔵合金１分子中に吸蔵された水素原子数
が３．０５のとき、Ｈ／Ｍ＝０．５となる。
【００２４】以上の構成の単電池を１０Ａの電流で１５
時間充電し、２０Ａの電流で１．０Ｖまで放電する初充
放電を行い、電極群を膨張させることにより電極群の外
面が電槽内面に接する状態とした。この単電池は、正極
で電池容量が規制され、電池容量は１００Ａｈである。
時間充電し、２０Ａの電流で１．０Ｖまで放電する初充
放電を行い、電極群を膨張させることにより電極群の外
面が電槽内面に接する状態とした。この単電池は、正極
で電池容量が規制され、電池容量は１００Ａｈである。
【００２５】水素吸蔵合金の水素吸蔵能力を示す指標で
あるＨ／Ｍ＝０．５のときの水素平衡圧力はその水素吸
蔵合金中のミッシュメタル（Ｍｍ）に含まれるランタン
量により大きく左右される。そこで、比較例として水素
吸蔵合金中のランタン量を７〜３３ｗｔ％と変化させて
異なる水素平衡圧力を示す合金を作製し、それらの合金
を用いて上記と同重量の負極を作製し、その他は上記と
同様に単電池を作製した。水素吸蔵合金のＬａ量と、Ｈ
／Ｍ＝０．５のときの雰囲気温度４５℃における水素平
衡圧力（Ｐ）、および１０Ａで１２時間充電し、２０Ａ
で１．０Ｖまで放電したときの電池内圧と放電容量を測
定した結果を表１に示す。
あるＨ／Ｍ＝０．５のときの水素平衡圧力はその水素吸
蔵合金中のミッシュメタル（Ｍｍ）に含まれるランタン
量により大きく左右される。そこで、比較例として水素
吸蔵合金中のランタン量を７〜３３ｗｔ％と変化させて
異なる水素平衡圧力を示す合金を作製し、それらの合金
を用いて上記と同重量の負極を作製し、その他は上記と
同様に単電池を作製した。水素吸蔵合金のＬａ量と、Ｈ
／Ｍ＝０．５のときの雰囲気温度４５℃における水素平
衡圧力（Ｐ）、および１０Ａで１２時間充電し、２０Ａ
で１．０Ｖまで放電したときの電池内圧と放電容量を測
定した結果を表１に示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】表１から明らかなように、電池Ｎｏ．５に
用いた水素吸蔵合金は、Ｈ／Ｍ＝０．５のときの４５℃
における水素平衡圧力（Ｐ）が０．１５ＭＰａと高いの
で、水素分圧の電池内圧に占める割合が大きくなるた
め、過充電時に通常の充電反応と同時に起こる競争反応
である水素放出反応が起こりやすくなり、最大電池内圧
は高くなっている。さらに、前記の競争反応が起こりや
すいため、充電の進行は妨げられ、かつ物質の利用率は
低下し、測定された電池容量は小さい。一方、電池Ｎ
ｏ．１は、その水素吸蔵合金のＨ／Ｍ＝０．５のときの
４５℃における水素平衡圧力（Ｐ）が、０．００７ＭＰ
ａと低いので、水素分圧の電池内圧に占める割合が小さ
くなるため、過充電時に正極から発生する酸素ガスを水
に戻す反応を起こし電池内圧を低下させるのに十分な水
素ガスが存在しない。そのため、過充電に入ると電池内
圧が急上昇し最大電池内圧は高くなる。以上のことか
ら、Ｈ／Ｍ＝０．５のときの雰囲気温度４５℃における
水素平衡圧力が０．０１〜０．１ＭＰａの水素吸蔵合金
を用いて電池を構成することが望ましい。
用いた水素吸蔵合金は、Ｈ／Ｍ＝０．５のときの４５℃
における水素平衡圧力（Ｐ）が０．１５ＭＰａと高いの
で、水素分圧の電池内圧に占める割合が大きくなるた
め、過充電時に通常の充電反応と同時に起こる競争反応
である水素放出反応が起こりやすくなり、最大電池内圧
は高くなっている。さらに、前記の競争反応が起こりや
すいため、充電の進行は妨げられ、かつ物質の利用率は
低下し、測定された電池容量は小さい。一方、電池Ｎ
ｏ．１は、その水素吸蔵合金のＨ／Ｍ＝０．５のときの
４５℃における水素平衡圧力（Ｐ）が、０．００７ＭＰ
ａと低いので、水素分圧の電池内圧に占める割合が小さ
くなるため、過充電時に正極から発生する酸素ガスを水
に戻す反応を起こし電池内圧を低下させるのに十分な水
素ガスが存在しない。そのため、過充電に入ると電池内
圧が急上昇し最大電池内圧は高くなる。以上のことか
ら、Ｈ／Ｍ＝０．５のときの雰囲気温度４５℃における
水素平衡圧力が０．０１〜０．１ＭＰａの水素吸蔵合金
を用いて電池を構成することが望ましい。
【００２８】［実施例２］実施例１の電池Ｎｏ．２〜４
を用いて過充電試験を行った。放電状態の電池に１０Ａ
で連続的に充電を行い、そのときの最大電池内圧を測定
した。その結果、電池Ｎｏ．２〜４の最大電池内圧はそ
れぞれ０．２、０．３、０．８ＭＰａであることがわか
った。安全弁の作動圧をこの最大電池内圧以下の設定に
すると、充電末期に安全弁が作動してしまうため電池内
で水の分解により発生するガスが外部へ放出されてしま
い、徐々に電池内の電解液量が減少し、放電容量が低下
し、ついには液枯れによる電池の発火に至る。よって安
全弁の作動圧は、緊急時のみ作動するよう最大電池内圧
以上に設定するため、Ｈ／Ｍ＝０．５のときの雰囲気温
度４５℃における水素平衡圧力が０．０１〜０．１ＭＰ
ａの水素吸蔵合金を用いて電池を構成する場合の安全弁
の作動圧は０．２〜０．８ＭＰａとすることが望まし
い。
を用いて過充電試験を行った。放電状態の電池に１０Ａ
で連続的に充電を行い、そのときの最大電池内圧を測定
した。その結果、電池Ｎｏ．２〜４の最大電池内圧はそ
れぞれ０．２、０．３、０．８ＭＰａであることがわか
った。安全弁の作動圧をこの最大電池内圧以下の設定に
すると、充電末期に安全弁が作動してしまうため電池内
で水の分解により発生するガスが外部へ放出されてしま
い、徐々に電池内の電解液量が減少し、放電容量が低下
し、ついには液枯れによる電池の発火に至る。よって安
全弁の作動圧は、緊急時のみ作動するよう最大電池内圧
以上に設定するため、Ｈ／Ｍ＝０．５のときの雰囲気温
度４５℃における水素平衡圧力が０．０１〜０．１ＭＰ
ａの水素吸蔵合金を用いて電池を構成する場合の安全弁
の作動圧は０．２〜０．８ＭＰａとすることが望まし
い。
【００２９】［実施例３］Ｈ／Ｍ＝０．５のときの雰囲
気温度４５℃における水素平衡圧力が０．０５ＭＰａで
ある水素吸蔵合金を負極に用い、実施例２の過充電試験
における最大電池内圧が０．３ＭＰａであった構成の発
電要素部を用い、電槽の耐圧強度を０．７〜２．１ＭＰ
ａとし、その他は前記と同様の単電池を作製した。これ
らの単電池を用いて過充電試験（充電＝１０Ａ連続）を
行った。そのときの単電池の電池ケースの状況を調べた
結果を表２に示す。
気温度４５℃における水素平衡圧力が０．０５ＭＰａで
ある水素吸蔵合金を負極に用い、実施例２の過充電試験
における最大電池内圧が０．３ＭＰａであった構成の発
電要素部を用い、電槽の耐圧強度を０．７〜２．１ＭＰ
ａとし、その他は前記と同様の単電池を作製した。これ
らの単電池を用いて過充電試験（充電＝１０Ａ連続）を
行った。そのときの単電池の電池ケースの状況を調べた
結果を表２に示す。
【００３０】
【表２】
【００３１】耐圧強度が０．７ＭＰａの電池ケースを用
いた電池Ｎｏ．６は、その耐圧強度が低いため、電池内
圧の上昇にともない電池ケースが膨張し、電極群と電槽
の間に空間を生じる。そのため電池内部で発生する熱を
系外へ放出することが困難になり、電池内部温度が上昇
し、これにより水素吸蔵合金の水素吸蔵能力が低下して
電池内圧が上昇し、安全弁が作動することにより、電解
液枯れを起こし容量低下を起こす。耐圧強度が実施例２
の過充電試験における最大電池内圧にあわせて設定した
安全弁の作動圧より０．５ＭＰａ高い０．８ＭＰａの電
池ケースを用いた電池Ｎｏ．７は、電池ケースが膨張し
ないため、電極群と電槽の間に空間を生じることがな
い。そのため電池内部で発生する熱を系外へ放出するこ
とが可能となり、問題は生じない。従って、電池ケース
の耐圧強度は、安全弁作動圧より０．５ＭＰａ以上高い
ことが望ましい。また、耐圧強度が２．１ＭＰａの電池
ケースを用いた電池Ｎｏ．９は、電槽の耐圧強度を高く
するため、電槽の肉厚を４ｍｍとしているので、単電池
から発生する熱が外部へ伝達しにくくなり、電池内部温
度が上昇し水素吸蔵合金の水素吸蔵能力が低下して電池
内圧が上昇し、安全弁が作動することにより、電解液枯
れを起こし容量低下を起こす。
いた電池Ｎｏ．６は、その耐圧強度が低いため、電池内
圧の上昇にともない電池ケースが膨張し、電極群と電槽
の間に空間を生じる。そのため電池内部で発生する熱を
系外へ放出することが困難になり、電池内部温度が上昇
し、これにより水素吸蔵合金の水素吸蔵能力が低下して
電池内圧が上昇し、安全弁が作動することにより、電解
液枯れを起こし容量低下を起こす。耐圧強度が実施例２
の過充電試験における最大電池内圧にあわせて設定した
安全弁の作動圧より０．５ＭＰａ高い０．８ＭＰａの電
池ケースを用いた電池Ｎｏ．７は、電池ケースが膨張し
ないため、電極群と電槽の間に空間を生じることがな
い。そのため電池内部で発生する熱を系外へ放出するこ
とが可能となり、問題は生じない。従って、電池ケース
の耐圧強度は、安全弁作動圧より０．５ＭＰａ以上高い
ことが望ましい。また、耐圧強度が２．１ＭＰａの電池
ケースを用いた電池Ｎｏ．９は、電槽の耐圧強度を高く
するため、電槽の肉厚を４ｍｍとしているので、単電池
から発生する熱が外部へ伝達しにくくなり、電池内部温
度が上昇し水素吸蔵合金の水素吸蔵能力が低下して電池
内圧が上昇し、安全弁が作動することにより、電解液枯
れを起こし容量低下を起こす。
【００３２】以上のことから、Ｈ／Ｍ＝０．５のときの
雰囲気温度４５℃における水素平衡圧力が０．０１〜
０．１ＭＰａの水素吸蔵合金を発電要素部に用いた場
合、電池ケースの耐圧強度は、過充電試験における最大
電池内圧にあわせて設定した安全弁の作動圧０．２〜
０．８ＭＰａより、０．５ＭＰａ以上高い０．７〜２．
０ＭＰａであることが望ましい。なお、本実施例では電
池として単電池を用いたが、２〜１０個の発電要素群を
電気的に接続した単位電池でも同様である。
雰囲気温度４５℃における水素平衡圧力が０．０１〜
０．１ＭＰａの水素吸蔵合金を発電要素部に用いた場
合、電池ケースの耐圧強度は、過充電試験における最大
電池内圧にあわせて設定した安全弁の作動圧０．２〜
０．８ＭＰａより、０．５ＭＰａ以上高い０．７〜２．
０ＭＰａであることが望ましい。なお、本実施例では電
池として単電池を用いたが、２〜１０個の発電要素群を
電気的に接続した単位電池でも同様である。
【００３３】［実施例４］負極の正極に対する容量比の
異なる発電要素を作製し、その他は実施例１と同様にし
て単電池を作製した。これらの単電池について、１０Ａ
で１２時間充電し、２０Ａで１．０Ｖまで放電して放電
容量を測定し、次式によりエネルギー密度を求めた。
異なる発電要素を作製し、その他は実施例１と同様にし
て単電池を作製した。これらの単電池について、１０Ａ
で１２時間充電し、２０Ａで１．０Ｖまで放電して放電
容量を測定し、次式によりエネルギー密度を求めた。
【００３４】エネルギー密度＝（放電容量）×（放電時
の平均電圧）／（単電池重量）
の平均電圧）／（単電池重量）
【００３５】このエネルギー密度は、電池が保持できる
単位重量当たりのエネルギー量を示し、移動用電源の性
能を比較する上で重要なファクターとなっており、この
数値を向上させることが望まれている。また、同時にサ
イクル寿命試験を、同様の従放電条件を繰り返すことに
より行った。これらの結果も併せて表３に示す。
単位重量当たりのエネルギー量を示し、移動用電源の性
能を比較する上で重要なファクターとなっており、この
数値を向上させることが望まれている。また、同時にサ
イクル寿命試験を、同様の従放電条件を繰り返すことに
より行った。これらの結果も併せて表３に示す。
【００３６】
【表３】
【００３７】表３から明らかなように、エネルギー密度
は容量比が小さいほど大きくなることがわかる。これは
容量比を小さくすることにより、負極板の容量が小さく
なり、それにともない負極板の占める重量も低減するた
め単電池の重量が軽くなることにより、単電池が保持で
きる重量当たりのエネルギー量が大きくなるためであ
る。一方、容量比を２．１としたＮｏ．１６の電池のエ
ネルギー密度は、顕著に低下している。これは負極板の
重量増加によるエネルギー密度の低下に加えて、負極板
が厚くなることにより、単電池自体の厚みが厚くなり、
単電池から発生する熱が外部へ伝達しにくくなり、単電
池内に熱が蓄積し充電効率が低下したことによる。よっ
て容量比は２．０以下が望ましい。
は容量比が小さいほど大きくなることがわかる。これは
容量比を小さくすることにより、負極板の容量が小さく
なり、それにともない負極板の占める重量も低減するた
め単電池の重量が軽くなることにより、単電池が保持で
きる重量当たりのエネルギー量が大きくなるためであ
る。一方、容量比を２．１としたＮｏ．１６の電池のエ
ネルギー密度は、顕著に低下している。これは負極板の
重量増加によるエネルギー密度の低下に加えて、負極板
が厚くなることにより、単電池自体の厚みが厚くなり、
単電池から発生する熱が外部へ伝達しにくくなり、単電
池内に熱が蓄積し充電効率が低下したことによる。よっ
て容量比は２．０以下が望ましい。
【００３８】次に、サイクル寿命は、容量比が大きいほ
ど長くなることがわかる。これは充放電サイクルを重ね
ていくにつれ、負極に用いられている水素吸蔵合金の酸
化や溶出等による劣化により、負極の容量が徐々に低下
することによる。さらに、容量比が１．２以上である
と、負極に存在する余剰分の水素吸蔵合金が過充電時に
発生する酸素ガスを吸収することが可能であるが、容量
比を１．１としたＮｏ．１０の電池は過充電時に発生す
る酸素ガスを負極の水素吸蔵合金が吸収しきれず、電池
内圧の上昇が起こる。電池内圧が０．３ＭＰａ以上にな
ると安全弁が作動し、内部のガスを外部へ放出し、それ
により内部の電解液の減少が起こる。これを毎サイクル
繰り返すことにより、電解液の液枯れを起こし寿命が劣
化する。さらに充放電サイクルを重ねると発火の原因と
なる。以上のことから、負極の正極に対する理論容量比
は１．２〜２．０が望ましい。なお、本実施例では実験
に単電池を用いたが、２セル以上が電気的に接続された
単位電池でも同様の結果が得られる。
ど長くなることがわかる。これは充放電サイクルを重ね
ていくにつれ、負極に用いられている水素吸蔵合金の酸
化や溶出等による劣化により、負極の容量が徐々に低下
することによる。さらに、容量比が１．２以上である
と、負極に存在する余剰分の水素吸蔵合金が過充電時に
発生する酸素ガスを吸収することが可能であるが、容量
比を１．１としたＮｏ．１０の電池は過充電時に発生す
る酸素ガスを負極の水素吸蔵合金が吸収しきれず、電池
内圧の上昇が起こる。電池内圧が０．３ＭＰａ以上にな
ると安全弁が作動し、内部のガスを外部へ放出し、それ
により内部の電解液の減少が起こる。これを毎サイクル
繰り返すことにより、電解液の液枯れを起こし寿命が劣
化する。さらに充放電サイクルを重ねると発火の原因と
なる。以上のことから、負極の正極に対する理論容量比
は１．２〜２．０が望ましい。なお、本実施例では実験
に単電池を用いたが、２セル以上が電気的に接続された
単位電池でも同様の結果が得られる。
【００３９】［実施例５］実施例１の本発明の密閉形ニ
ッケル−水素蓄電池を用い、電解液の量を変化させて実
施例１と同様な単電池を作製した。これらの単電池を用
いて１０Ａで１２時間充電し、２０Ａで１．０Ｖまで放
電し、そのときの放電容量を測定して正極の利用率を比
較した。また、同時に同様の充放電条件を繰り返すこと
によりサイクル寿命試験を行った。結果を併せて表４に
示す。
ッケル−水素蓄電池を用い、電解液の量を変化させて実
施例１と同様な単電池を作製した。これらの単電池を用
いて１０Ａで１２時間充電し、２０Ａで１．０Ｖまで放
電し、そのときの放電容量を測定して正極の利用率を比
較した。また、同時に同様の充放電条件を繰り返すこと
によりサイクル寿命試験を行った。結果を併せて表４に
示す。
【００４０】
【表４】
【００４１】電解液量が１２０ｃｃであるＮｏ．１７の
単電池は、ニッケル正極に対して液不足であるため、利
用率およびサイクル寿命とも低い。また、電解液量が２
９０ｃｃであるＮｏ．２１の単電池は、利用率が９２％
と良好であるが、サイクル寿命は２８０ｃｃのものより
低い。これは、電解液量が多量であるため１０Ａの電流
値で充電した場合、過充電時に正極から発生する酸素ガ
スの負極での吸収反応が低下し、安全弁からガスや電解
液が漏れたためである。Ｎｏ．１８〜２０の電池の理論
容量は１００Ａｈであるから、１Ａｈ当たりの電解液量
はそれぞれ１．３、２．０、２．８である。以上のこと
から、電解液量は１．０〜２．８ｃｃ／Ａｈであること
が望ましい。なお、本実施例では実験に単電池を用いた
が、２セル以上が電気的に接続された単位電池でも同様
の結果が得られる。
単電池は、ニッケル正極に対して液不足であるため、利
用率およびサイクル寿命とも低い。また、電解液量が２
９０ｃｃであるＮｏ．２１の単電池は、利用率が９２％
と良好であるが、サイクル寿命は２８０ｃｃのものより
低い。これは、電解液量が多量であるため１０Ａの電流
値で充電した場合、過充電時に正極から発生する酸素ガ
スの負極での吸収反応が低下し、安全弁からガスや電解
液が漏れたためである。Ｎｏ．１８〜２０の電池の理論
容量は１００Ａｈであるから、１Ａｈ当たりの電解液量
はそれぞれ１．３、２．０、２．８である。以上のこと
から、電解液量は１．０〜２．８ｃｃ／Ａｈであること
が望ましい。なお、本実施例では実験に単電池を用いた
が、２セル以上が電気的に接続された単位電池でも同様
の結果が得られる。
【００４２】［実施例６］実施例１の本発明の密閉形ニ
ッケル−水素蓄電池を用い、電解液の密度を変化させて
実施例１と同様な単電池を作製した。これらの単電池を
用いて１０Ａで１２時間充電し、２０Ａで１．０Ｖまで
放電し、そのときの正極の利用率を比較した。また、同
時に同様の充放電条件を繰り返すことによりサイクル寿
命試験を行った。結果を併せて表５に示す。
ッケル−水素蓄電池を用い、電解液の密度を変化させて
実施例１と同様な単電池を作製した。これらの単電池を
用いて１０Ａで１２時間充電し、２０Ａで１．０Ｖまで
放電し、そのときの正極の利用率を比較した。また、同
時に同様の充放電条件を繰り返すことによりサイクル寿
命試験を行った。結果を併せて表５に示す。
【００４３】
【表５】
【００４４】電解液密度が１．１５ｇ／ｃｍ3であるＮ
ｏ．２２の単電池は、電解液中のイオン量が少ないため
極板間の導電性が悪く、利用率およびサイクル寿命とも
低い。また、電解液密度が１．４５ｇ／ｃｍ3であるＮ
ｏ．２６の単電池は、利用率が８５％と比較的良好であ
るが、サイクル寿命は低い。これは、電解液密度が高い
ため、負極に用いられている水素吸蔵合金が高濃度のア
ルカリ水溶液中へ溶出する割合が高くなることにより、
負極容量が徐々に減少したことによる。以上のことか
ら、電解液密度は１．２０〜１．４０ｇ／ｃｍ3である
ことが望ましい。なお、本実施例ではアルカリ電解液と
して、水酸化カリウムと水酸化リチウムの２成分系を用
いたが、さらにそれに水酸化ナトリウムを加えた３成分
系でも同様の結果が得られる。また、本実施例では実験
に単電池を用いたが、２セル以上が電気的に接続された
単位電池でも同様の結果が得られる。
ｏ．２２の単電池は、電解液中のイオン量が少ないため
極板間の導電性が悪く、利用率およびサイクル寿命とも
低い。また、電解液密度が１．４５ｇ／ｃｍ3であるＮ
ｏ．２６の単電池は、利用率が８５％と比較的良好であ
るが、サイクル寿命は低い。これは、電解液密度が高い
ため、負極に用いられている水素吸蔵合金が高濃度のア
ルカリ水溶液中へ溶出する割合が高くなることにより、
負極容量が徐々に減少したことによる。以上のことか
ら、電解液密度は１．２０〜１．４０ｇ／ｃｍ3である
ことが望ましい。なお、本実施例ではアルカリ電解液と
して、水酸化カリウムと水酸化リチウムの２成分系を用
いたが、さらにそれに水酸化ナトリウムを加えた３成分
系でも同様の結果が得られる。また、本実施例では実験
に単電池を用いたが、２セル以上が電気的に接続された
単位電池でも同様の結果が得られる。
【００４５】［実施例７］実施例１の本発明の密閉形ニ
ッケル−水素蓄電池を用い、電槽材料の曲げ弾性率（試
験法は、ＡＳＴＮ、Ｄ−７９０）を１０，０００ｋｇ／
ｃｍ2、１４，０００ｋｇ／ｃｍ2、２８，０００ｋｇ／
ｃｍ2、３２，０００ｋｇ／ｃｍ2に変化させた樹脂製の
電槽を用い、他は実施例１と同様にして単電池を作製し
た。これらの単電池を用いて１０Ａで１２時間充電し、
２０Ａで１．０Ｖまで放電して、そのときの正極の利用
率を比較した。また、同時に同様の充放電条件を繰り返
すことによりサイクル寿命試験を行った。結果を併せて
表６に示す。
ッケル−水素蓄電池を用い、電槽材料の曲げ弾性率（試
験法は、ＡＳＴＮ、Ｄ−７９０）を１０，０００ｋｇ／
ｃｍ2、１４，０００ｋｇ／ｃｍ2、２８，０００ｋｇ／
ｃｍ2、３２，０００ｋｇ／ｃｍ2に変化させた樹脂製の
電槽を用い、他は実施例１と同様にして単電池を作製し
た。これらの単電池を用いて１０Ａで１２時間充電し、
２０Ａで１．０Ｖまで放電して、そのときの正極の利用
率を比較した。また、同時に同様の充放電条件を繰り返
すことによりサイクル寿命試験を行った。結果を併せて
表６に示す。
【００４６】
【表６】
【００４７】表６から明らかなように、曲げ弾性率が１
０，０００ｋｇ／ｃｍ2である低密度のポリエチレン製
の電槽を用いたＮｏ．２７の単電池は、電池内圧に対し
て電槽の剛性が小さいため電槽が変形し、極板と電槽間
に空気の断熱層が発生することにより、発電要素部で発
生した熱が外部へ伝達しにくくなり、単電池内に熱が蓄
積し充電効率が低下することにより、利用率が８８％と
低く、サイクル寿命も短い。しかしながら、曲げ弾性率
が３２，０００ｋｇ／ｃｍ2であるＡＢＳ樹脂製の電槽
を用いたＮｏ．３０の単電池は、サイクル寿命が１８０
サイクルと短い。これは曲げ弾性率が高い材料は一般に
脆性が低く、特に電槽と蓋の熱溶着部において脆くな
り、極板群の膨張により亀裂が発生し、電解液が漏液し
たためである。以上から、曲げ弾性率としては、１４，
０００〜２８，０００ｋｇ／ｃｍ2が適当である。な
お、本実施例では、曲げ弾性率が１４，０００〜２８，
０００ｋｇ／ｃｍ2の合成樹脂としてポリプロピレンを
用いたが、他に変性ポリフェニレンエーテル、ポリアミ
ドあるいはこれらの合成樹脂とポリプロピレンとのアロ
イを用いることができる。また、本実施例では実験に単
電池を用いたが、２セル以上が電気的に接続された単位
電池でも同様の結果が得られる。
０，０００ｋｇ／ｃｍ2である低密度のポリエチレン製
の電槽を用いたＮｏ．２７の単電池は、電池内圧に対し
て電槽の剛性が小さいため電槽が変形し、極板と電槽間
に空気の断熱層が発生することにより、発電要素部で発
生した熱が外部へ伝達しにくくなり、単電池内に熱が蓄
積し充電効率が低下することにより、利用率が８８％と
低く、サイクル寿命も短い。しかしながら、曲げ弾性率
が３２，０００ｋｇ／ｃｍ2であるＡＢＳ樹脂製の電槽
を用いたＮｏ．３０の単電池は、サイクル寿命が１８０
サイクルと短い。これは曲げ弾性率が高い材料は一般に
脆性が低く、特に電槽と蓋の熱溶着部において脆くな
り、極板群の膨張により亀裂が発生し、電解液が漏液し
たためである。以上から、曲げ弾性率としては、１４，
０００〜２８，０００ｋｇ／ｃｍ2が適当である。な
お、本実施例では、曲げ弾性率が１４，０００〜２８，
０００ｋｇ／ｃｍ2の合成樹脂としてポリプロピレンを
用いたが、他に変性ポリフェニレンエーテル、ポリアミ
ドあるいはこれらの合成樹脂とポリプロピレンとのアロ
イを用いることができる。また、本実施例では実験に単
電池を用いたが、２セル以上が電気的に接続された単位
電池でも同様の結果が得られる。
【００４８】［実施例８］実施例１の単電池５個を直列
に接続して図２のような単位電池を作製した。 ［比較例１］電池ケースの外表面にリブを設けず平面と
した単電池５個を単電池間の間隔が３ｍｍとなるように
固定した構成の単位電池を作製する。 ［比較例２］エンドプレートと架橋体を用いず、単電池
相互は単に端子を接続導体により接続するのみとした単
位電池を構成する。
に接続して図２のような単位電池を作製した。 ［比較例１］電池ケースの外表面にリブを設けず平面と
した単電池５個を単電池間の間隔が３ｍｍとなるように
固定した構成の単位電池を作製する。 ［比較例２］エンドプレートと架橋体を用いず、単電池
相互は単に端子を接続導体により接続するのみとした単
位電池を構成する。
【００４９】上記実施例８、比較例１および比較例２の
単位電池について、放電容量試験とサイクル寿命試験を
行った。放電容量試験は、１０Ａの電流で１２時間充電
後、１時間放置し、２０Ａの電流で電池電圧が５Ｖに低
下するまで放電した。単位電池の放電容量は、電池電圧
が５Ｖに低下するまでの放電時間を用いて計算した。ま
た、単電池は１Ｖまでの放電時間を用いて計算した。充
電時には、単位電池の単電池間の空間部分および側面、
またエンドプレート表面のそれぞれに電池の下部からフ
ァンにより送風を行った。ファンの能力は、空間部分３
２を通過する空気の風速が平均１．０ｍ／秒となるよう
に調整した。環境温度は２０℃とした。試験結果を表７
に示した。サイクル寿命試験は、放電容量を調べた充放
電条件と同じ条件を繰り返すことにより行った。試験結
果を表８に示した。
単位電池について、放電容量試験とサイクル寿命試験を
行った。放電容量試験は、１０Ａの電流で１２時間充電
後、１時間放置し、２０Ａの電流で電池電圧が５Ｖに低
下するまで放電した。単位電池の放電容量は、電池電圧
が５Ｖに低下するまでの放電時間を用いて計算した。ま
た、単電池は１Ｖまでの放電時間を用いて計算した。充
電時には、単位電池の単電池間の空間部分および側面、
またエンドプレート表面のそれぞれに電池の下部からフ
ァンにより送風を行った。ファンの能力は、空間部分３
２を通過する空気の風速が平均１．０ｍ／秒となるよう
に調整した。環境温度は２０℃とした。試験結果を表７
に示した。サイクル寿命試験は、放電容量を調べた充放
電条件と同じ条件を繰り返すことにより行った。試験結
果を表８に示した。
【００５０】
【表７】
【００５１】
【表８】
【００５２】表７から明らかなように、本発明による実
施例８の単位電池は、放電容量が９８Ａｈであり、単電
池の放電容量１００Ａｈの９８％の放電容量が得られ
た。これに対し、比較例１と２の単位電池は、それぞれ
８２Ａｈ、７７Ａｈであり、単電池の放電容量１００Ａ
ｈに比較して７５〜８５％の容量しか得られない。ま
た、表７に、単位電池を構成しているそれぞれの単電池
１〜５の放電容量および充電末期の電極群温度も併せて
示した。単電池の番号は積層順に付したもので、単電池
１と５は、単位電池の両端に配置され、単電池３は単位
電池の中心部に配置されている。本発明の単位電池を構
成している単電池１〜５は、それぞれ同様の放電容量を
示し、単位電池の特性と一致している。これは、充電時
に各単電池の電極群等で発生した熱が、単電池間の下部
から上部に流している空気により均一に十分放熱され、
それぞれの単電池温度が環境温度に対して１５℃上昇し
たにとどまっている。すなわち、優れた放電容量が得ら
れた理由は、表７に示したように、単位電池を構成する
各単電池の充電時における電池内温度は３５℃と一定で
あり、各単電池のニッケル正極の充電効率が低下しない
温度条件下で十分にしかも均一に充電されたことによ
る。また、表８に示したように、本発明の単位電池は、
９００サイクルの充放電を繰り返しても放電容量が低下
せず、優れたサイクル寿命特性が得られる。
施例８の単位電池は、放電容量が９８Ａｈであり、単電
池の放電容量１００Ａｈの９８％の放電容量が得られ
た。これに対し、比較例１と２の単位電池は、それぞれ
８２Ａｈ、７７Ａｈであり、単電池の放電容量１００Ａ
ｈに比較して７５〜８５％の容量しか得られない。ま
た、表７に、単位電池を構成しているそれぞれの単電池
１〜５の放電容量および充電末期の電極群温度も併せて
示した。単電池の番号は積層順に付したもので、単電池
１と５は、単位電池の両端に配置され、単電池３は単位
電池の中心部に配置されている。本発明の単位電池を構
成している単電池１〜５は、それぞれ同様の放電容量を
示し、単位電池の特性と一致している。これは、充電時
に各単電池の電極群等で発生した熱が、単電池間の下部
から上部に流している空気により均一に十分放熱され、
それぞれの単電池温度が環境温度に対して１５℃上昇し
たにとどまっている。すなわち、優れた放電容量が得ら
れた理由は、表７に示したように、単位電池を構成する
各単電池の充電時における電池内温度は３５℃と一定で
あり、各単電池のニッケル正極の充電効率が低下しない
温度条件下で十分にしかも均一に充電されたことによ
る。また、表８に示したように、本発明の単位電池は、
９００サイクルの充放電を繰り返しても放電容量が低下
せず、優れたサイクル寿命特性が得られる。
【００５３】比較例１の単位電池は、ケースの外側が凹
凸のない平面の単電池で、単電池間を３ｍｍとして空気
の通過を可能としたものであるが、隣接する単電池のケ
ース部分が接していない状態で構成している。表７に示
したように、単位電池の放電容量は８２Ａｈであり、本
発明の単位電池に比べ放電容量が小さい。これは、次の
理由による。すなわち、充電時に電極群の膨張や電池内
圧の上昇によりケースが変形した場合、隣接する単電池
間の間隔を保持するリブを形成していないため、ケース
の変形にともない単電池間の空間幅が変化し、空気の流
通が一定でなくなる。このため、単電池間に空気を送風
しても放熱されにくく、特に単位電池の中心に位置する
単電池は隣接する単電池の熱により温度上昇は顕著とな
る。また、各単電池の放電容量も８０〜８５Ａｈと均一
でなくなる。また、表８に示したように、この単位電池
は３５０サイクルで初期の放電容量に対して５０％の容
量しか得られなくなる。これは、充放電を繰り返すこと
によりケースの変形が増大し、空間幅が顕著に減少する
ことにより送風による放熱効果が低下し、電池温度が上
昇することにより、負極の性能が劣化し放電容量が減少
したものと考えられる。
凸のない平面の単電池で、単電池間を３ｍｍとして空気
の通過を可能としたものであるが、隣接する単電池のケ
ース部分が接していない状態で構成している。表７に示
したように、単位電池の放電容量は８２Ａｈであり、本
発明の単位電池に比べ放電容量が小さい。これは、次の
理由による。すなわち、充電時に電極群の膨張や電池内
圧の上昇によりケースが変形した場合、隣接する単電池
間の間隔を保持するリブを形成していないため、ケース
の変形にともない単電池間の空間幅が変化し、空気の流
通が一定でなくなる。このため、単電池間に空気を送風
しても放熱されにくく、特に単位電池の中心に位置する
単電池は隣接する単電池の熱により温度上昇は顕著とな
る。また、各単電池の放電容量も８０〜８５Ａｈと均一
でなくなる。また、表８に示したように、この単位電池
は３５０サイクルで初期の放電容量に対して５０％の容
量しか得られなくなる。これは、充放電を繰り返すこと
によりケースの変形が増大し、空間幅が顕著に減少する
ことにより送風による放熱効果が低下し、電池温度が上
昇することにより、負極の性能が劣化し放電容量が減少
したものと考えられる。
【００５４】比較例２の単位電池は、エンドプレートお
よび架橋体により両端の単電池が集合方向に挾持されて
いない状態で構成されているため、充電時に電極群の膨
張や電池内圧の上昇によるケースの変形を抑制できず、
電極群の膨張は最も顕著となる。このため、正負極芯材
である発泡状ニッケル多孔体またはパンチングメタルと
正負極活物質との接触面積が減少し、導電性が低下す
る。正負極板の導電性が低下することにより、単電池の
充電効率は低下し、充電時の発熱量は増大する。表７に
示したように、比較例２の単位電池を構成する単電池の
充電末期温度は５０〜５４℃であり、実施例１の単位電
池に比べ１５〜１９℃温度が高く、放電容量も７６〜８
１Ａｈと低い。また、表８に示したように、この単位電
池は３２０サイクルで初期の放電容量に対して５０％の
容量しか得られなくなる。これは、充放電を繰り返すこ
とにより電極群が膨張し、正負極板の導電性が低下する
ことにより充電効率が低下し、電池温度が上昇すること
により、負極の性能が劣化し放電容量が減少したものと
考えられる。上記の実施例では、単位電池は５個の単電
池で構成したが、組電池を構成した場合の電池管理やメ
ンテナンスおよび電池交換等の持ち運びを考慮すると５
〜４０個が適当である。
よび架橋体により両端の単電池が集合方向に挾持されて
いない状態で構成されているため、充電時に電極群の膨
張や電池内圧の上昇によるケースの変形を抑制できず、
電極群の膨張は最も顕著となる。このため、正負極芯材
である発泡状ニッケル多孔体またはパンチングメタルと
正負極活物質との接触面積が減少し、導電性が低下す
る。正負極板の導電性が低下することにより、単電池の
充電効率は低下し、充電時の発熱量は増大する。表７に
示したように、比較例２の単位電池を構成する単電池の
充電末期温度は５０〜５４℃であり、実施例１の単位電
池に比べ１５〜１９℃温度が高く、放電容量も７６〜８
１Ａｈと低い。また、表８に示したように、この単位電
池は３２０サイクルで初期の放電容量に対して５０％の
容量しか得られなくなる。これは、充放電を繰り返すこ
とにより電極群が膨張し、正負極板の導電性が低下する
ことにより充電効率が低下し、電池温度が上昇すること
により、負極の性能が劣化し放電容量が減少したものと
考えられる。上記の実施例では、単位電池は５個の単電
池で構成したが、組電池を構成した場合の電池管理やメ
ンテナンスおよび電池交換等の持ち運びを考慮すると５
〜４０個が適当である。
【００５５】［実施例９］電池ケースの外形寸法を一定
として、表９に示したようにリブの高さを０．５ｍｍ、
１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍとした電池ケースを作製し、こ
れを用いて実施例７と同様な単電池および単位電池を作
製した。これらの電池について、１０Ａで１２時間充電
し、２０Ａで５Ｖまで放電して放電容量を比較した。ま
た、同様の充放電を繰り返すことによりサイクル寿命試
験を行った。これらの結果を表９に示した。
として、表９に示したようにリブの高さを０．５ｍｍ、
１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍとした電池ケースを作製し、こ
れを用いて実施例７と同様な単電池および単位電池を作
製した。これらの電池について、１０Ａで１２時間充電
し、２０Ａで５Ｖまで放電して放電容量を比較した。ま
た、同様の充放電を繰り返すことによりサイクル寿命試
験を行った。これらの結果を表９に示した。
【００５６】
【表９】
【００５７】表９から明らかなように、リブ高さが０．
５ｍｍである電池ケースを用いた電池Ｎｏ．３１は、放
電容量が８８Ａｈと低く、サイクル寿命も短い。これは
単電池間にリブ同士の突き合わせにより形成された空気
の通る空間面積幅が小さく、そのため、圧損により空間
部分の風速が充電開始時において０〜０．１ｍ／秒程度
しか得られず、ケース表面に伝わった熱が放出されず、
単電池の充電末期温度が上昇するためである。空間部分
の風速を上げる手段としてファンの能力をアップすれ
ば、ファンの消費電力が増大するので好ましくない。ま
た電池Ｎｏ．３４のようにリブ高さが３ｍｍまで大きく
なると、放電容量およびサイクル寿命においては低下が
確認された。これは空気の通る空間面積の増加により空
間部分風速が低下し、流れが層流に変化したこととも相
まって放熱効率が低下したたためである。また、電池ケ
ースの外形寸法が同じであるから、発電要素群のスペー
スが減少するため、体積エネルギー密度の点からも好ま
しくない。以上のことから、リブ高さは、１〜２ｍｍが
適当である。
５ｍｍである電池ケースを用いた電池Ｎｏ．３１は、放
電容量が８８Ａｈと低く、サイクル寿命も短い。これは
単電池間にリブ同士の突き合わせにより形成された空気
の通る空間面積幅が小さく、そのため、圧損により空間
部分の風速が充電開始時において０〜０．１ｍ／秒程度
しか得られず、ケース表面に伝わった熱が放出されず、
単電池の充電末期温度が上昇するためである。空間部分
の風速を上げる手段としてファンの能力をアップすれ
ば、ファンの消費電力が増大するので好ましくない。ま
た電池Ｎｏ．３４のようにリブ高さが３ｍｍまで大きく
なると、放電容量およびサイクル寿命においては低下が
確認された。これは空気の通る空間面積の増加により空
間部分風速が低下し、流れが層流に変化したこととも相
まって放熱効率が低下したたためである。また、電池ケ
ースの外形寸法が同じであるから、発電要素群のスペー
スが減少するため、体積エネルギー密度の点からも好ま
しくない。以上のことから、リブ高さは、１〜２ｍｍが
適当である。
【００５８】［実施例１０］表１０に示したようにリブ
の間隔を５ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍに変化
させた他は実施例８と同様にして電池ケースを作製し、
これを用いて単電池および単位電池を作製した。実施例
８と同じ条件で測定した放電容量およびサイクル寿命を
表１０に示した。
の間隔を５ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍに変化
させた他は実施例８と同様にして電池ケースを作製し、
これを用いて単電池および単位電池を作製した。実施例
８と同じ条件で測定した放電容量およびサイクル寿命を
表１０に示した。
【００５９】
【表１０】
【００６０】表１０から明らかなように、リブ間隔が５
ｍｍである電池Ｎｏ．３５は、ケース表面上におけるリ
ブの占める面積が大となり、空気が通過する面積が減少
するため、電極群で発生した熱が放熱しにくく、放電容
量が８５Ａｈと低下し、サイクル寿命も低下する。しか
しながら、リブ間隔を２０ｍｍとした電池Ｎｏ．３８に
おいては、電池内圧に対してリブによるケース突き合わ
せ間隔が大であるためケースが変形し、発電要素群とケ
ース間に空気の断熱層が発生することと、単電池間の空
気の通る空間面積幅が小さくなるために、発電要素群で
発生した熱が放熱しにくく、放電容量が８８Ａｈと低下
し、サイクル寿命も短くなる。以上のことから、突出リ
ブの間隔は、１０〜１５ｍｍが望ましい。
ｍｍである電池Ｎｏ．３５は、ケース表面上におけるリ
ブの占める面積が大となり、空気が通過する面積が減少
するため、電極群で発生した熱が放熱しにくく、放電容
量が８５Ａｈと低下し、サイクル寿命も低下する。しか
しながら、リブ間隔を２０ｍｍとした電池Ｎｏ．３８に
おいては、電池内圧に対してリブによるケース突き合わ
せ間隔が大であるためケースが変形し、発電要素群とケ
ース間に空気の断熱層が発生することと、単電池間の空
気の通る空間面積幅が小さくなるために、発電要素群で
発生した熱が放熱しにくく、放電容量が８８Ａｈと低下
し、サイクル寿命も短くなる。以上のことから、突出リ
ブの間隔は、１０〜１５ｍｍが望ましい。
【００６１】［実施例１１］表１１に示したようにリブ
の幅を１ｍｍ、３ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍに変化させ
た他は実施例８と同様にして電池ケースを作製し、これ
を用いて単電池および単位電池を作製した。実施例８と
同条件で測定した放電容量およびサイクル寿命を表１１
に示した。
の幅を１ｍｍ、３ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍに変化させ
た他は実施例８と同様にして電池ケースを作製し、これ
を用いて単電池および単位電池を作製した。実施例８と
同条件で測定した放電容量およびサイクル寿命を表１１
に示した。
【００６２】
【表１１】
【００６３】表１１から明らかなように、リブの幅が１
５ｍｍである電池Ｎｏ．４２は、ケース表面上における
リブの占める面積が大となり、空気が通過する面積が減
少するため、発電要素群で発生した熱が放熱しにくく、
放電容量が８５Ａｈと低下し、サイクル寿命も低下し
た。しかしながらリブ幅を１ｍｍとした電池Ｎｏ．３９
は、１２０サイクルにおいて急激に放電容量が低下しは
じめ、３５０サイクルで初期の放電容量に対して５０％
しか得られなくなった。これは、リブ端面同士の突き合
わせ部が電極群の膨張により破損してズレが発生し、相
殺されていた電池内圧による電槽の膨張が急激に起こ
り、電極群と電槽間に空間が生じる。これにより、電池
内部で発生した熱は放熱されることなく電池内部で蓄熱
され、充電の効率が極端に低下したためである。以上の
ことから突出リブの幅は、３〜１０ｍｍが望ましい。
５ｍｍである電池Ｎｏ．４２は、ケース表面上における
リブの占める面積が大となり、空気が通過する面積が減
少するため、発電要素群で発生した熱が放熱しにくく、
放電容量が８５Ａｈと低下し、サイクル寿命も低下し
た。しかしながらリブ幅を１ｍｍとした電池Ｎｏ．３９
は、１２０サイクルにおいて急激に放電容量が低下しは
じめ、３５０サイクルで初期の放電容量に対して５０％
しか得られなくなった。これは、リブ端面同士の突き合
わせ部が電極群の膨張により破損してズレが発生し、相
殺されていた電池内圧による電槽の膨張が急激に起こ
り、電極群と電槽間に空間が生じる。これにより、電池
内部で発生した熱は放熱されることなく電池内部で蓄熱
され、充電の効率が極端に低下したためである。以上の
ことから突出リブの幅は、３〜１０ｍｍが望ましい。
【００６４】［実施例１２］表１２に示したようにリブ
を含めない電池ケース厚みを０．５ｍｍ、１ｍｍ、３ｍ
ｍ、５ｍｍに変化させた他は実施例８と同様にして電池
ケースを作製し、これを用いて単電池および単位電池を
作製した。放電容量およびサイクル寿命試験の結果を表
１２に示した。
を含めない電池ケース厚みを０．５ｍｍ、１ｍｍ、３ｍ
ｍ、５ｍｍに変化させた他は実施例８と同様にして電池
ケースを作製し、これを用いて単電池および単位電池を
作製した。放電容量およびサイクル寿命試験の結果を表
１２に示した。
【００６５】
【表１２】
【００６６】表１２から明らかなように、ケースの厚み
を０．５ｍｍとした電池Ｎｏ．４３は、電池内圧に対し
てケース厚みが小であるためケースが変形し、極板とケ
ース間に空気の断熱層が発生することと、単電池間の空
気の通る空間面積幅が小さくなるために、電極群で発生
した熱が放熱しにくく、放電容量が８５Ａｈと低下し、
サイクル寿命も短くなる。しかしながらケースの厚みを
５ｍｍとした電池Ｎｏ．４６は、ケース厚みが厚いため
電極群で発生した熱が放熱しにくく放電容量が８８Ａｈ
と低下し、サイクル寿命も短くなる。以上のことから、
ケース厚みは１〜３ｍｍであることが望ましい。
を０．５ｍｍとした電池Ｎｏ．４３は、電池内圧に対し
てケース厚みが小であるためケースが変形し、極板とケ
ース間に空気の断熱層が発生することと、単電池間の空
気の通る空間面積幅が小さくなるために、電極群で発生
した熱が放熱しにくく、放電容量が８５Ａｈと低下し、
サイクル寿命も短くなる。しかしながらケースの厚みを
５ｍｍとした電池Ｎｏ．４６は、ケース厚みが厚いため
電極群で発生した熱が放熱しにくく放電容量が８８Ａｈ
と低下し、サイクル寿命も短くなる。以上のことから、
ケース厚みは１〜３ｍｍであることが望ましい。
【００６７】［実施例１３］表１３に示したように、積
層方向とは異なるケース側面、すなわち幅の狭い方のケ
ース側壁１９の厚みを１ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍ、７ｍｍ
に変化させた他は実施例８と同様にして電池ケースを作
製し、これを用いて単電池および単位電池を作製した。
放電容量およびサイクル寿命試験の結果を表１３に示し
た。
層方向とは異なるケース側面、すなわち幅の狭い方のケ
ース側壁１９の厚みを１ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍ、７ｍｍ
に変化させた他は実施例８と同様にして電池ケースを作
製し、これを用いて単電池および単位電池を作製した。
放電容量およびサイクル寿命試験の結果を表１３に示し
た。
【００６８】
【表１３】
【００６９】表１３から明らかなように、電池側面のケ
ース厚みを１．０ｍｍとした電池Ｎｏ．４７は、サイク
ル寿命が１１０サイクルと短い。これは電池内圧の上昇
に対するケース側面側の強度が不足し、応力集中部にお
いて１００サイクル前後で亀裂が発生し、電解液が漏れ
たためである。ケース底面および蓋の厚みにおいても同
様の結果となる。しかしながら電池側面のケース厚みを
７．０ｍｍとした電池Ｎｏ．５０は、ケース側面からの
放熱が減少した分放電容量が低下し、サイクル寿命が短
くなる。体積エネルギー密度の観点からも蓋、ケースの
側面、底面の厚みは３〜５ｍｍが適当である。さらに、
ケース底面においては、補強用として凹凸部を設けるこ
とが望ましい。
ース厚みを１．０ｍｍとした電池Ｎｏ．４７は、サイク
ル寿命が１１０サイクルと短い。これは電池内圧の上昇
に対するケース側面側の強度が不足し、応力集中部にお
いて１００サイクル前後で亀裂が発生し、電解液が漏れ
たためである。ケース底面および蓋の厚みにおいても同
様の結果となる。しかしながら電池側面のケース厚みを
７．０ｍｍとした電池Ｎｏ．５０は、ケース側面からの
放熱が減少した分放電容量が低下し、サイクル寿命が短
くなる。体積エネルギー密度の観点からも蓋、ケースの
側面、底面の厚みは３〜５ｍｍが適当である。さらに、
ケース底面においては、補強用として凹凸部を設けるこ
とが望ましい。
【００７０】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、電池内圧
を適切に保持し、充放電の繰り返しや長期間の使用にお
いてもケースの変形、破損、あるいは電解液の液枯れに
よる容量低下や発火がなく、安全で高エネルギー密度、
長寿命の密閉型ニッケル−水素蓄電池が得られる。ま
た、本発明によれば、信頼性の優れた中型ないし大型の
密閉型ニッケル−水素蓄電池システムを提供することが
できる。
を適切に保持し、充放電の繰り返しや長期間の使用にお
いてもケースの変形、破損、あるいは電解液の液枯れに
よる容量低下や発火がなく、安全で高エネルギー密度、
長寿命の密閉型ニッケル−水素蓄電池が得られる。ま
た、本発明によれば、信頼性の優れた中型ないし大型の
密閉型ニッケル−水素蓄電池システムを提供することが
できる。
【図１】本発明の実施例における密閉形ニッケル−水素
蓄電池の単電池の一部を切り欠いた斜視図である。
蓄電池の単電池の一部を切り欠いた斜視図である。
【図２】同実施例の単位電池の斜視図である。
１０ 単電池 １１ 電極群 １２ 電槽 １３ 蓋 １４ 正極端子 １５ 負極端子 １６ 安全弁 １７ リード片 １８ 積層方向の側壁 １９ 側壁 ２０ リブ ２１ 凹部 ２２ 凸部 ２３ 凹部 ２４ リブ ２５ 溶着部 ２６ リブ ２７ 単位電池 ２８ 接続導体 ２９ エンドプレート ３０ 架橋体 ３１ リブ ３２ 空間 ３３ 空間
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 生駒 宗久 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (8)
- 【請求項１】 水素吸蔵合金を主成分とする負極、ニッ
ケル酸化物を主成分とする正極、セパレータおよびアル
カリ電解液から構成される発電要素部を収容する合成樹
脂製電槽と、前記電槽の開口部を封じる蓋と、前記蓋に
装着された再復帰可能な安全弁とを具備し、前記水素吸
蔵合金は吸蔵水素の合金に対する原子数比Ｈ／Ｍが０．
５のときの４５℃における水素平衡圧力が０．０１〜
０．１ＭＰａであり、前記安全弁の作動圧が０．２〜
０．８ＭＰａであり、前記電槽および蓋により構成され
る電池ケースの耐圧強度が０．７〜２．０ＭＰａの範囲
内で、かつ安全弁の作動圧より０．５ＭＰａ以上高く設
定された密閉形ニッケル−水素蓄電池の単電池。 - 【請求項２】 水素吸蔵合金を主成分とする負極、ニッ
ケル酸化物を主成分とする正極、セパレータおよびアル
カリ電解液から構成される発電要素部を収容する複数の
セル室を有する合成樹脂製電槽と、前記電槽の各セル室
の開口部を封じる蓋と、前記蓋に前記セルに対応して装
着された再復帰可能な安全弁とを具備し、前記水素吸蔵
合金は吸蔵水素の合金に対する原子数比Ｈ／Ｍが０．５
のときの４５℃における水素平衡圧力が０．０１〜０．
１ＭＰａであり、前記安全弁の作動圧が０．２〜０．８
ＭＰａであり、前記電槽および蓋により構成される電池
ケースの耐圧強度が０．７〜２．０ＭＰａの範囲内で、
かつ安全弁の作動圧より０．５ＭＰａ以上高く設定され
た密閉形ニッケル−水素蓄電池の単位電池。 - 【請求項３】 請求項１記載のニッケル−水素蓄電池の
単電池５〜４０セルを一方向に積層し、電気的に連結し
た単位電池であって、両端面に配したエンドプレートと
エンドプレートを相互に連結する架橋体により積層方向
に緊縛され、積層方向の電槽外表面に設けた複数の平行
なリブによって隣接する単電池間に空気の流通する空間
を形成した密閉形ニッケル−水素蓄電池の単位電池。 - 【請求項４】 負極の正極に対する理論容量比が１．２
〜２．０である請求項２または３記載の密閉形ニッケル
−水素蓄電池の単位電池。 - 【請求項５】 電解液の液量が、正極の理論容量１Ａｈ
当たり１．３〜２．８ｃｍ3である請求項２または３記
載の密閉形ニッケル−水素蓄電池の単位電池。 - 【請求項６】 電解液が水酸化カリウムと水酸化リチウ
ムの２成分、またはさらに水酸化ナトリウムを加えた３
成分からなり、その密度が１．２〜１．４ｇ／ｃｍ3で
ある請求項２または３記載の密閉形ニッケル−水素蓄電
池の単位電池。 - 【請求項７】 電槽および蓋の構成材が、曲げ弾性係数
１４，０００〜２８，０００ｋｇ／ｃｍ2の合成樹脂で
ある請求項２または３記載の密閉形ニッケル−水素蓄電
池の単位電池。 - 【請求項８】 前記電槽の側壁の肉厚が１〜３ｍｍであ
り、前記リブ高さが１〜２ｍｍ、リブ間の間隔が１０〜
１５ｍｍ、リブの幅が３〜１０ｍｍである請求項３記載
の密閉形ニッケル−水素蓄電池の単位電池。
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|---|---|---|---|
| JP11549294A JP3365577B2 (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | 密閉形ニッケル−水素蓄電池の単電池および単位電池 |
| US08/562,132 US5747186A (en) | 1994-05-27 | 1995-11-22 | Cell and module battery of sealed nickel-metal hydride storage |
| EP19950118468 EP0776057A1 (en) | 1994-05-27 | 1995-11-23 | Cell and module battery of sealed nickel-metal hydride storage battery |
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|---|---|---|---|
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| US08/562,132 US5747186A (en) | 1994-05-27 | 1995-11-22 | Cell and module battery of sealed nickel-metal hydride storage |
| EP19950118468 EP0776057A1 (en) | 1994-05-27 | 1995-11-23 | Cell and module battery of sealed nickel-metal hydride storage battery |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07320775A true JPH07320775A (ja) | 1995-12-08 |
| JP3365577B2 JP3365577B2 (ja) | 2003-01-14 |
Family
ID=27236640
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|---|---|---|---|
| JP11549294A Expired - Lifetime JP3365577B2 (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | 密閉形ニッケル−水素蓄電池の単電池および単位電池 |
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| JP (1) | JP3365577B2 (ja) |
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| KR101505723B1 (ko) * | 2012-04-09 | 2015-03-25 | 주식회사 엘지화학 | 클립형 탄성구조체를 포함하는 리튬 이차전지 및 이의 제조방법 |
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