JPH0752655B2 - 金属−水素アルカリ蓄電池 - Google Patents
金属−水素アルカリ蓄電池Info
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- JPH0752655B2 JPH0752655B2 JP61158435A JP15843586A JPH0752655B2 JP H0752655 B2 JPH0752655 B2 JP H0752655B2 JP 61158435 A JP61158435 A JP 61158435A JP 15843586 A JP15843586 A JP 15843586A JP H0752655 B2 JPH0752655 B2 JP H0752655B2
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- battery
- metal
- negative electrode
- storage battery
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- 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
-
- 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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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Electrochemistry (AREA)
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は水素を吸蔵及び放出することのできる水素吸蔵
合金を主活物質とする負極を備えた金属−水素アルカリ
蓄電池に関する。
合金を主活物質とする負極を備えた金属−水素アルカリ
蓄電池に関する。
（ロ）従来の技術 従来からよく用いられる蓄電池としてはニツケル−カド
ミウム蓄電池の如きアルカリ蓄電池、あるいは鉛蓄電池
などがあるが、近年、これらの電池より軽量且つ高容量
で高エネルギー密度となる可能性のある、水素吸蔵合金
を用いてなる水素吸蔵電極を負極に備えた金属−水素ア
ルカリ蓄電池が注目されている。
ミウム蓄電池の如きアルカリ蓄電池、あるいは鉛蓄電池
などがあるが、近年、これらの電池より軽量且つ高容量
で高エネルギー密度となる可能性のある、水素吸蔵合金
を用いてなる水素吸蔵電極を負極に備えた金属−水素ア
ルカリ蓄電池が注目されている。
この種電池の負極に用いられる水素吸蔵合金としては、
例えば特公昭59−49671号公報に開示されているよう
に、LaNi5やその改良である三元素系のLaNi4Co,LaNi4Cu
及びLaNi4.8Fe0.2などの合金が知られている。これらの
合金粉末を導電材粉末と共に焼結してなる多孔体を水素
吸蔵電極としたり（特公昭59−49669号公報）、あるい
はこれら水素吸蔵合金粉末と導電材粉末との混合物を耐
電解液性の粒子状結着剤によって電極支持体に固着させ
て水素吸蔵電極とする方法（特公昭57−30273号公報）
などが採られている。又、正極としては、ニツケル−カ
ドミウム蓄電池などに用いられる焼結式ニツケル極が用
いられている。
例えば特公昭59−49671号公報に開示されているよう
に、LaNi5やその改良である三元素系のLaNi4Co,LaNi4Cu
及びLaNi4.8Fe0.2などの合金が知られている。これらの
合金粉末を導電材粉末と共に焼結してなる多孔体を水素
吸蔵電極としたり（特公昭59−49669号公報）、あるい
はこれら水素吸蔵合金粉末と導電材粉末との混合物を耐
電解液性の粒子状結着剤によって電極支持体に固着させ
て水素吸蔵電極とする方法（特公昭57−30273号公報）
などが採られている。又、正極としては、ニツケル−カ
ドミウム蓄電池などに用いられる焼結式ニツケル極が用
いられている。
しかしながらこの種の金属−水素アルカリ蓄電池は、水
素吸蔵合金よりなる負極に吸蔵されている活性な水素が
正極と反応して自己放電し、保存特性が悪いという問題
点がある。
素吸蔵合金よりなる負極に吸蔵されている活性な水素が
正極と反応して自己放電し、保存特性が悪いという問題
点がある。
又、負極においては前記問題点に加えて、負極の水素吸
蔵合金は上記電池に組込まれた状態において、電池の充
放電によって負極活物質である水素を吸蔵しあるいは放
出するものであり、充放電サイクルに伴う上記吸蔵・放
出の繰り返しによって合金格子が変形して微粉化を起こ
すという問題もあり、微粉化した水素吸蔵合金が電極か
ら脱落するので電池サイクル中における電極容量の低下
が大きくなってサイクル特性が低下する。
蔵合金は上記電池に組込まれた状態において、電池の充
放電によって負極活物質である水素を吸蔵しあるいは放
出するものであり、充放電サイクルに伴う上記吸蔵・放
出の繰り返しによって合金格子が変形して微粉化を起こ
すという問題もあり、微粉化した水素吸蔵合金が電極か
ら脱落するので電池サイクル中における電極容量の低下
が大きくなってサイクル特性が低下する。
一方、正極においてはこの種電池の保存特性が悪いとい
う前記問題点に加えて次のような問題点がある。この種
の蓄電池は充電する際負極から水素発生がおこり電池缶
内が加圧水素雰囲気となり、正極の充電生成物が水素に
より還元されるため正極の主活物質である金属酸化物が
充電生成物である高次の酸化物に十分なり得ず、充電不
良になり易く、さらにこの傾向はサイクル数が進行すれ
ば著しくなり電池容量の低下につながるという問題点が
あった。また更に、正極においては金属酸化物を主活物
質とする正極がサイクル数の進行とともに膨張し、電解
液を吸収するためセパレータ部のドライアウトが発生し
電池容量が低下するといった問題点もある。
う前記問題点に加えて次のような問題点がある。この種
の蓄電池は充電する際負極から水素発生がおこり電池缶
内が加圧水素雰囲気となり、正極の充電生成物が水素に
より還元されるため正極の主活物質である金属酸化物が
充電生成物である高次の酸化物に十分なり得ず、充電不
良になり易く、さらにこの傾向はサイクル数が進行すれ
ば著しくなり電池容量の低下につながるという問題点が
あった。また更に、正極においては金属酸化物を主活物
質とする正極がサイクル数の進行とともに膨張し、電解
液を吸収するためセパレータ部のドライアウトが発生し
電池容量が低下するといった問題点もある。
（ハ）発明が解決しようとする問題点 本発明は、水素吸蔵合金を主活物質とする負極を備えた
金属−水素アルカリ蓄電池の保存特性を大幅に改善する
ことを主たる目的とする。また本発明はサイクル特性を
向上させることを目的とし、更に本発明はこの種電池の
負極微粉化に伴う容量低下、正極が膨張し電解液を吸収
することに基づくセパレータ部のドライアウトによる容
量低下を抑制することを目的とするものである。
金属−水素アルカリ蓄電池の保存特性を大幅に改善する
ことを主たる目的とする。また本発明はサイクル特性を
向上させることを目的とし、更に本発明はこの種電池の
負極微粉化に伴う容量低下、正極が膨張し電解液を吸収
することに基づくセパレータ部のドライアウトによる容
量低下を抑制することを目的とするものである。
（ニ）問題点を解決するための手段 本発明の金属−水素アルカリ蓄電池は、水素吸蔵合金を
主活物質とする負極と、正極と、アルカリ電解液と、セ
パレータと、ケイ酸塩、シラノール、オルトケイ酸エチ
ル、オルトケイ酸メチルからなる群より選択された化合
物、若しくは二酸化ケイ素を含むガラス繊維体とから構
成されることを特徴とするものである。
主活物質とする負極と、正極と、アルカリ電解液と、セ
パレータと、ケイ酸塩、シラノール、オルトケイ酸エチ
ル、オルトケイ酸メチルからなる群より選択された化合
物、若しくは二酸化ケイ素を含むガラス繊維体とから構
成されることを特徴とするものである。
尚、ケイ酸塩としては、液状のケイ酸ナトリウムが好適
である。また、二酸化ケイ素を含むガラス繊維体を用い
る場合は、正極若しくは負極に接するように配置すれば
よい。更に、ケイ酸塩、シラノール、オルトケイ酸エチ
ル、オルトケイ酸メチルのような化合物は、液体もしく
は粉末として使用でき、アルカリ電解液中に添加した
り、電極製造時の活物質ペースト中に混入することがで
きる。
である。また、二酸化ケイ素を含むガラス繊維体を用い
る場合は、正極若しくは負極に接するように配置すれば
よい。更に、ケイ酸塩、シラノール、オルトケイ酸エチ
ル、オルトケイ酸メチルのような化合物は、液体もしく
は粉末として使用でき、アルカリ電解液中に添加した
り、電極製造時の活物質ペースト中に混入することがで
きる。
（ホ）作用 アルカリ電解液に溶解しうるSi-O結合を有する化合物を
蓄電池内に組込むことにより、アルカリ電解液と反応し
てケイ酸が生成し、これが縮合して高分子化合物になり
正負極表面を覆う。この高分子化合物はSiO4の基本構成
単位よりなる化合物であって、立体網目状構造となり、
この構造中をこの種電池の放電種であるOH-は透過でき
るが、正極より発生する酸素ガスはOH-より大きいため
前記構造中を通過できないので、保存特性の劣化つまり
自己放電の原因である正極からの酸素発生および酸素拡
散を抑制することができる。尚、前記高分子化合物中を
放電種であるOH-が何ら影響を受けず通過できるので放
電特性に何ら悪影響を与えるものではない。
蓄電池内に組込むことにより、アルカリ電解液と反応し
てケイ酸が生成し、これが縮合して高分子化合物になり
正負極表面を覆う。この高分子化合物はSiO4の基本構成
単位よりなる化合物であって、立体網目状構造となり、
この構造中をこの種電池の放電種であるOH-は透過でき
るが、正極より発生する酸素ガスはOH-より大きいため
前記構造中を通過できないので、保存特性の劣化つまり
自己放電の原因である正極からの酸素発生および酸素拡
散を抑制することができる。尚、前記高分子化合物中を
放電種であるOH-が何ら影響を受けず通過できるので放
電特性に何ら悪影響を与えるものではない。
特に負極に接するようにSiO2を含むガラス繊維体を配置
することにより、アルカリ電解液と反応して生成したケ
イ酸が負極の主活物質である水素吸蔵合金の表面に吸着
され、これが縮合し、高分子化合物となって、水素吸蔵
合金の表面を部分的に覆うことによって、アルカリ電解
液による腐食による水素吸蔵能力の低下を抑えると共
に、粒子間の結着力も縮合により生じる高分子化合物に
より向上するため負極活物質の微粉化、脱落及び容量低
下を抑制することができる。
することにより、アルカリ電解液と反応して生成したケ
イ酸が負極の主活物質である水素吸蔵合金の表面に吸着
され、これが縮合し、高分子化合物となって、水素吸蔵
合金の表面を部分的に覆うことによって、アルカリ電解
液による腐食による水素吸蔵能力の低下を抑えると共
に、粒子間の結着力も縮合により生じる高分子化合物に
より向上するため負極活物質の微粉化、脱落及び容量低
下を抑制することができる。
また特に、正極に接するようにSiO2を含むガラス繊維体
を配置することにより、アルカリ電解液と反応して生成
してケイ酸が正極の主活物質である金属酸化物の表面に
吸着され、これが縮合し、高分子化合物となって金属酸
化物の表面を部分的に覆い、電池内の加圧水素雰囲気に
よる還元を抑制すると同時に、前記高分子化合物が正極
の膨張をおさえ、正極の保液量の増加を抑制することが
でき、セパレータ部のドライアウトを抑制しうる。
を配置することにより、アルカリ電解液と反応して生成
してケイ酸が正極の主活物質である金属酸化物の表面に
吸着され、これが縮合し、高分子化合物となって金属酸
化物の表面を部分的に覆い、電池内の加圧水素雰囲気に
よる還元を抑制すると同時に、前記高分子化合物が正極
の膨張をおさえ、正極の保液量の増加を抑制することが
でき、セパレータ部のドライアウトを抑制しうる。
一方、ケイ酸ナトリウムを用いた場合には前記作用効果
に加え、ケイ酸ナトリウムが水溶性であることから、電
池構成を変更することなく添加できるので、工程上きわ
めて有利である。
に加え、ケイ酸ナトリウムが水溶性であることから、電
池構成を変更することなく添加できるので、工程上きわ
めて有利である。
更にペースト混練時にケイ酸ナトリウムを添加すると、
負極全体が前記高分子化合物によって結着されるので負
極の強度が向上し、一方電解液にケイ酸ナトリウムを添
加した時はケイ酸ナトリウムの浸透により前記高分子化
合物が負極全面を覆うので保存特性が向上する。
負極全体が前記高分子化合物によって結着されるので負
極の強度が向上し、一方電解液にケイ酸ナトリウムを添
加した時はケイ酸ナトリウムの浸透により前記高分子化
合物が負極全面を覆うので保存特性が向上する。
（ヘ）実施例 実施例１ 負極活物質としてLaNi5を粉砕して微粉化したものを96
重量部、PTFE（フッ素樹脂）粉末を６重量部添加し均一
に混合しPTFEを繊維化させる。これに水を加えてペース
ト状としニツケルメツキを施したパンチングメタル集電
体の両面に貼り付け負極を得る。同様に水酸化ニツケル
粉末にPTFEを加え混練し、ペースト状とした後ニツケル
メツキを施したパンチングメタル集電体に貼り付け、ニ
ツケル正極を得た。このようにして得られた正極
（３）、負極（１）を第１図に示すようにSiO2を含むガ
ラス繊維体（２）が負極（１）の水素吸蔵電極の片面に
接するように配置し、ポリプロピレン製のセパレータ
（４）と共に巻回し渦巻電極体を得、電池外装缶にこの
電極体を挿入した後アルカリ電解液を注入し、封口を行
い公称容量1200mAHの本発明電池（Ａ）を作製した。
重量部、PTFE（フッ素樹脂）粉末を６重量部添加し均一
に混合しPTFEを繊維化させる。これに水を加えてペース
ト状としニツケルメツキを施したパンチングメタル集電
体の両面に貼り付け負極を得る。同様に水酸化ニツケル
粉末にPTFEを加え混練し、ペースト状とした後ニツケル
メツキを施したパンチングメタル集電体に貼り付け、ニ
ツケル正極を得た。このようにして得られた正極
（３）、負極（１）を第１図に示すようにSiO2を含むガ
ラス繊維体（２）が負極（１）の水素吸蔵電極の片面に
接するように配置し、ポリプロピレン製のセパレータ
（４）と共に巻回し渦巻電極体を得、電池外装缶にこの
電極体を挿入した後アルカリ電解液を注入し、封口を行
い公称容量1200mAHの本発明電池（Ａ）を作製した。
実施例２ 第２図に示す如く、SiO2を含むガラス繊維体（２）が負
極（１）の両面と接している渦巻電極体を用いることを
除いては、実施例１と同様にして本発明電池（Ｂ）を得
た。
極（１）の両面と接している渦巻電極体を用いることを
除いては、実施例１と同様にして本発明電池（Ｂ）を得
た。
実施例３ 第３図に示す如く、SiO2を含むガラス繊維体（２）が正
極（３）片面と接している渦巻電極体を用いることを除
いては、実施例１と同様にして本発明電池（Ｃ）を得
た。
極（３）片面と接している渦巻電極体を用いることを除
いては、実施例１と同様にして本発明電池（Ｃ）を得
た。
実施例４ 第４図に示す如く、SiO2を含むガラス繊維体（２）が正
極（３）の両面と接している渦巻電極体を用いることを
除いては、実施例１と同様にして本発明電池（Ｄ）を得
た。
極（３）の両面と接している渦巻電極体を用いることを
除いては、実施例１と同様にして本発明電池（Ｄ）を得
た。
実施例５ 前述の実施例１と同様にして得た負極ペーストにケイ酸
ナトリウム（水ガラス）を10重量％添加し、混練後、負
極を得た。この負極を用いSiO2を含む繊維体を用いない
他は、実施例１と同様の本発明電池（Ｅ）を作製した。
ナトリウム（水ガラス）を10重量％添加し、混練後、負
極を得た。この負極を用いSiO2を含む繊維体を用いない
他は、実施例１と同様の本発明電池（Ｅ）を作製した。
実施例６ 前述の実施例１においてSiO2を含む繊維体を用いず、ケ
イ酸ナトリウムを10重量％溶解させた電解液を用いた他
は、実施例１と同様の本発明電池（Ｆ）を作製した。
イ酸ナトリウムを10重量％溶解させた電解液を用いた他
は、実施例１と同様の本発明電池（Ｆ）を作製した。
比較例 第５図に示す如くSiO2を含むガラス繊維体を用いない以
外は、実施例１と同様にして比較電池（Ｇ）を得た。
外は、実施例１と同様にして比較電池（Ｇ）を得た。
これらの本発明電池（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、
（Ｅ）、（Ｆ）及び、比較電池（Ｇ）を120mAで16時間
充電し、次いで240mAで電池電圧が1.0Vになる迄放電し
サイクル特性の比較を行った。その結果を第６図に示
す。
（Ｅ）、（Ｆ）及び、比較電池（Ｇ）を120mAで16時間
充電し、次いで240mAで電池電圧が1.0Vになる迄放電し
サイクル特性の比較を行った。その結果を第６図に示
す。
次に第７図に、電池充電後の放置日数と電池残存容量と
の関係を保存特性比較図として示す。保存特性について
いえば、本発明電池（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、
（Ｅ）、（Ｆ）が比較電池（Ｇ）に比べ、大幅に向上し
ている。これはアルカリ電解液に溶解し生成されるケイ
酸が縮合してできた高分子化合物はSiO4を基本構成単位
とし立体網目状構造をとり、この網目構造中を正極から
発生する酸素及び拡散する酸素が通過できないので、負
極の活性な水素と反応し、消費されないので、保存特性
が向上したと考えられる。
の関係を保存特性比較図として示す。保存特性について
いえば、本発明電池（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、
（Ｅ）、（Ｆ）が比較電池（Ｇ）に比べ、大幅に向上し
ている。これはアルカリ電解液に溶解し生成されるケイ
酸が縮合してできた高分子化合物はSiO4を基本構成単位
とし立体網目状構造をとり、この網目構造中を正極から
発生する酸素及び拡散する酸素が通過できないので、負
極の活性な水素と反応し、消費されないので、保存特性
が向上したと考えられる。
一方更に、第６図より明らかなように、本発明電池
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）は比
較電池（Ｇ）に比べサイクル特性がよい。これは電池内
にSi-O結合を有する化合物が、アルカリ電解液と反応し
ケイ酸を生じ、これが縮合し、高分子化合物を生じたた
めと考えられる。サイクル試験後SiO2を含むガラス繊維
体を組込んだ本発明電池（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、
（Ｄ）、及び前記繊維体を用いない比較電池（Ｇ）を分
解し、検討した。
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）は比
較電池（Ｇ）に比べサイクル特性がよい。これは電池内
にSi-O結合を有する化合物が、アルカリ電解液と反応し
ケイ酸を生じ、これが縮合し、高分子化合物を生じたた
めと考えられる。サイクル試験後SiO2を含むガラス繊維
体を組込んだ本発明電池（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、
（Ｄ）、及び前記繊維体を用いない比較電池（Ｇ）を分
解し、検討した。
特に負極についてみると比較電池（Ｇ）はSiO2を含むガ
ラス繊維体を組込んでいないので、水素吸蔵合金の微粉
化が著しく進行しており、分析の結果LaNi5が減少し、
アルカリ電解液の影響により生成したと考えられるLa(O
H)3が多量に形成されていた。これに対し、本発明電池
（Ａ）、（Ｂ）の負極はSiO2を含むガラス繊維体と接し
ているので水素吸蔵合金の微粉化の進行が遅くLa(OH)3
の生成量も少ない。一方、挿入したガラス繊維体を観察
すると、ガラス繊維体が薄くなっていた。ここで本発明
電池（Ｂ）の負極においてSiの分布をEPMA分析にて検討
してみると、第９図に示す如く、主にSiは負極の表面部
分に分布し、負極活物質を保存していると同時に、酸素
ガスの拡散、侵入を抑制していると考えられる。
ラス繊維体を組込んでいないので、水素吸蔵合金の微粉
化が著しく進行しており、分析の結果LaNi5が減少し、
アルカリ電解液の影響により生成したと考えられるLa(O
H)3が多量に形成されていた。これに対し、本発明電池
（Ａ）、（Ｂ）の負極はSiO2を含むガラス繊維体と接し
ているので水素吸蔵合金の微粉化の進行が遅くLa(OH)3
の生成量も少ない。一方、挿入したガラス繊維体を観察
すると、ガラス繊維体が薄くなっていた。ここで本発明
電池（Ｂ）の負極においてSiの分布をEPMA分析にて検討
してみると、第９図に示す如く、主にSiは負極の表面部
分に分布し、負極活物質を保存していると同時に、酸素
ガスの拡散、侵入を抑制していると考えられる。
負極と接するように前記ガラス繊維体を配置することに
より、アルカリ電解液に前記ガラス繊維体が溶解し、ケ
イ酸が生じ、これが縮合し高分子化合物が生成され、水
素吸蔵合金負極の表面を覆い、腐蝕による水素吸蔵能力
の低下をおさえると共に、前記高分子化合物によって水
素吸蔵合金粒子が強力に結着保持されるので、負極の微
粉化、脱落、容量低下を抑制したと考えられる。
より、アルカリ電解液に前記ガラス繊維体が溶解し、ケ
イ酸が生じ、これが縮合し高分子化合物が生成され、水
素吸蔵合金負極の表面を覆い、腐蝕による水素吸蔵能力
の低下をおさえると共に、前記高分子化合物によって水
素吸蔵合金粒子が強力に結着保持されるので、負極の微
粉化、脱落、容量低下を抑制したと考えられる。
また特に正極と接するように前記ガラス繊維体を配置し
た本発明電池（Ｃ）、（Ｄ）は比較電池（Ｇ）に比べ、
第６図からわかるように初期容量が大きい。この種の金
属−水素アルカリ蓄電池の容量は正極支配であることか
ら、正極容量が増大したため初期容量が大きくなったと
考えられる。初期容量について（Ｄ）＞（Ｃ）＞（Ｇ）
の関係はサイクル数が進行しても変わらず、電池容量は
充電生成物である高次の酸化物NiOOHの量を示してい
る。このNiOONは高次の酸化物であるため、不安定で加
圧水素雰囲気下に置かれると容易にNi(OH)2に変化し放
電生成物となる。本発明電池（Ｃ）、（Ｄ）はSiO2を含
むガラス繊維体が正極と接するように配置されており、
アルカリ電解液と反応してケイ酸が生成し、これが縮合
し、高分子化合物が生じ正極活物質を部分的に覆うた
め、充電生成物であるNiOOHと、電池缶内の加圧水素と
の反応が抑制され、Ni(OH)2に還元される量が減少し、
充電効率が向上し、それに伴い電池容量が増加したと考
えられる。また50サイクルを経過した電池を分解すると
比較電池（Ｇ）の正極は膨張し多量の電解液を含んでい
たが、本発明電池（Ｃ）、（Ｄ）の前記ガラス繊維体と
接していた部分の正極は膨張が小さく適度の電解液を含
んでいた。
た本発明電池（Ｃ）、（Ｄ）は比較電池（Ｇ）に比べ、
第６図からわかるように初期容量が大きい。この種の金
属−水素アルカリ蓄電池の容量は正極支配であることか
ら、正極容量が増大したため初期容量が大きくなったと
考えられる。初期容量について（Ｄ）＞（Ｃ）＞（Ｇ）
の関係はサイクル数が進行しても変わらず、電池容量は
充電生成物である高次の酸化物NiOOHの量を示してい
る。このNiOONは高次の酸化物であるため、不安定で加
圧水素雰囲気下に置かれると容易にNi(OH)2に変化し放
電生成物となる。本発明電池（Ｃ）、（Ｄ）はSiO2を含
むガラス繊維体が正極と接するように配置されており、
アルカリ電解液と反応してケイ酸が生成し、これが縮合
し、高分子化合物が生じ正極活物質を部分的に覆うた
め、充電生成物であるNiOOHと、電池缶内の加圧水素と
の反応が抑制され、Ni(OH)2に還元される量が減少し、
充電効率が向上し、それに伴い電池容量が増加したと考
えられる。また50サイクルを経過した電池を分解すると
比較電池（Ｇ）の正極は膨張し多量の電解液を含んでい
たが、本発明電池（Ｃ）、（Ｄ）の前記ガラス繊維体と
接していた部分の正極は膨張が小さく適度の電解液を含
んでいた。
尚、実施例において負極に水素吸蔵合金としてLaNi5、
正極としてニツケル極を示したが何らこれらに限定され
ず、水素吸蔵合金としてTi−Ni系合金、Ti−Mn系合金、
正極として酸化銀電極などを用いることが可能である。
正極としてニツケル極を示したが何らこれらに限定され
ず、水素吸蔵合金としてTi−Ni系合金、Ti−Mn系合金、
正極として酸化銀電極などを用いることが可能である。
（ト）発明の効果 水素吸蔵合金よりなる負極を備える金属−水素アルカリ
蓄電池において、セパレータと、アルカリ電解液に溶解
しうるような、ケイ酸塩、シラノール、オルトケイ酸エ
チル、オルトケイ酸メチルからなる群より選択された化
合物若しくは二酸化ケイ素を含むガラス繊維体を使用す
ることにより、保存特性の向上が計れ、電池容量の低下
を抑制しサイクル特性に優れた金属−水素アルカリ蓄電
池が得られる。また特に、負極と接するようにSiO2を含
むガラス繊維体を配置した時は水素吸蔵合金の脱落及び
腐食が抑制され、一方、正極と接するようにSiO2を含む
ガラス繊維体を配置した時にはサイクル特性の向上に加
え、電池初期容量が大幅に向上する。また更に、ケイ酸
ナトリウムを用いた時は何ら電池構成を変えることな
く、添加でき前記効果が得られるのでその工業的価値は
きわめて大きい。
蓄電池において、セパレータと、アルカリ電解液に溶解
しうるような、ケイ酸塩、シラノール、オルトケイ酸エ
チル、オルトケイ酸メチルからなる群より選択された化
合物若しくは二酸化ケイ素を含むガラス繊維体を使用す
ることにより、保存特性の向上が計れ、電池容量の低下
を抑制しサイクル特性に優れた金属−水素アルカリ蓄電
池が得られる。また特に、負極と接するようにSiO2を含
むガラス繊維体を配置した時は水素吸蔵合金の脱落及び
腐食が抑制され、一方、正極と接するようにSiO2を含む
ガラス繊維体を配置した時にはサイクル特性の向上に加
え、電池初期容量が大幅に向上する。また更に、ケイ酸
ナトリウムを用いた時は何ら電池構成を変えることな
く、添加でき前記効果が得られるのでその工業的価値は
きわめて大きい。
第１図はSiO2を含むガラス繊維体が負極の片面のみと接
している本発明電池（Ａ）の渦巻電極体の図、第２図は
SiO2を含むガラス繊維体が負極の両面と接している本発
明電池（Ｂ）の渦巻電極体の図、第３図はSiO2を含むガ
ラス繊維体が正極の片面のみと接している本発明電池
（Ｃ）の渦巻電極体の図、第４図はSiO2を含むガラス繊
維体が正極の両面と接している本発明電池（Ｄ）の渦巻
電極体の図、第５図は比較電池（Ｇ）の渦巻電極体の
図、第６図はサイクル特性比較図、第７図は保存特性比
較図、第８図は比較電池（Ｇ）負極のSiのEMPA分析図、
第９図は本発明電池（Ｂ）負極のSiのEMPA分析図であ
る。 （１）……負極（水素吸蔵合金電極）、（２）……SiO2
を含むガラス繊維体、（３）……正極（ニツケル極）、
（４）……セパレータ、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、
（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）……本発明電池 （Ｇ）……比較電池
している本発明電池（Ａ）の渦巻電極体の図、第２図は
SiO2を含むガラス繊維体が負極の両面と接している本発
明電池（Ｂ）の渦巻電極体の図、第３図はSiO2を含むガ
ラス繊維体が正極の片面のみと接している本発明電池
（Ｃ）の渦巻電極体の図、第４図はSiO2を含むガラス繊
維体が正極の両面と接している本発明電池（Ｄ）の渦巻
電極体の図、第５図は比較電池（Ｇ）の渦巻電極体の
図、第６図はサイクル特性比較図、第７図は保存特性比
較図、第８図は比較電池（Ｇ）負極のSiのEMPA分析図、
第９図は本発明電池（Ｂ）負極のSiのEMPA分析図であ
る。 （１）……負極（水素吸蔵合金電極）、（２）……SiO2
を含むガラス繊維体、（３）……正極（ニツケル極）、
（４）……セパレータ、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、
（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）……本発明電池 （Ｇ）……比較電池
Claims (6)
- 【請求項１】水素吸蔵合金を主活物質とする負極と、正
極と、アルカリ電解液と、セパレータと、ケイ酸塩、シ
ラノール、オルトケイ酸エチル、オルトケイ酸メチルか
らなる群より選択された化合物、若しくは二酸化ケイ素
を含むガラス繊維体とから構成されることを特徴とする
金属−水素アルカリ蓄電池。 - 【請求項２】前記ケイ酸塩が、ケイ酸ナトリウムである
ことを特徴とする特許請求の範囲第項記載の金属−水
素アルカリ蓄電池。 - 【請求項３】前記二酸化ケイ素を含むガラス繊維体を、
負極に接するように配置したことを特徴とする特許請求
の範囲第項記載の金属−水素アルカリ蓄電池。 - 【請求項４】前記二酸化ケイ素を含むガラス繊維体を、
正極に接するように配置したことを特徴とする特許請求
の範囲第項記載の金属−水素アルカリ蓄電池。 - 【請求項５】前記ケイ酸ナトリウムを、前記アルカリ電
解液中に添加したことを特徴とする特許請求の範囲第
項記載の金属−水素アルカリ蓄電池。 - 【請求項６】前記ケイ酸ナトリウムを、前記水素吸蔵合
金を主活物質とする負極中に添加したことを特徴とする
特許請求の範囲第項記載の金属−水素アルカリ蓄電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61158435A JPH0752655B2 (ja) | 1986-07-04 | 1986-07-04 | 金属−水素アルカリ蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61158435A JPH0752655B2 (ja) | 1986-07-04 | 1986-07-04 | 金属−水素アルカリ蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6313281A JPS6313281A (ja) | 1988-01-20 |
| JPH0752655B2 true JPH0752655B2 (ja) | 1995-06-05 |
Family
ID=15671701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61158435A Expired - Lifetime JPH0752655B2 (ja) | 1986-07-04 | 1986-07-04 | 金属−水素アルカリ蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0752655B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2627336B2 (ja) * | 1989-04-18 | 1997-07-02 | 三洋電機株式会社 | 金属一水素アルカリ蓄電池 |
| JP5062929B2 (ja) * | 2001-06-04 | 2012-10-31 | パナソニック株式会社 | アルカリ蓄電池 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4925135A (ja) * | 1972-06-29 | 1974-03-06 | ||
| JPS60109183A (ja) * | 1983-11-17 | 1985-06-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 密閉形ニッケル−水素蓄電池 |
| JPS62234876A (ja) * | 1986-04-04 | 1987-10-15 | Sharp Corp | 電池の製造法 |
-
1986
- 1986-07-04 JP JP61158435A patent/JPH0752655B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6313281A (ja) | 1988-01-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |