JPH08222267A - ニッケル水素二次電池の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電池外装缶の洗浄と、電極体内への電解液の
浸漬とを同時に行うことができる密閉型ニッケル水素二
次電池の製造方法を提供する。 【構成】 ニッケル水酸化物から成る正極と水素吸蔵合
金から成る負極をセパレータを介して積層し、これを渦
巻状に捲回して成る電極体を外装缶に収納後、アルカリ
電解液を注入し、封口体にて蓋をして密閉型蓄電池を作
成する。次いで、上記電池を防錆溶液が満たされた超音
波洗浄器内に投入し、振動数２０ＫＨｚ以上で洗浄を行
うことにより、電解液の電極体内への浸漬を促進し、短
時間で電解液を電池内に拡散させる。 【効果】 電池の初期容量を向上させることができ、さ
らに製造過程において生産性を上げることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、負極に電気化学的に水
素を吸蔵・放出できる水素吸蔵合金を用いたニッケル水
素二次電池の製造方法に関し、詳しくは、封口後に電池
外装缶の洗浄と、電極体内への電解液の浸漬を同時に行
うことができる密閉型ニッケル水素二次電池の製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、コードレス機器や携帯機器などの
電子機器の電源として、ニッケルカドミウム電池などの
アルカリ蓄電池が用いられている。最近では、上記電子
機器の高性能化、小型軽量化に伴い、高容量を有する電
池が求められ、負極に電気化学的に水素を吸蔵、放出す
る水素吸蔵合金を用いた比較的高容量のニッケル水素二
次電池が提案され、実用化されている。上記ニッケル水
素二次電池は、ニッケルカドミウム電池とほぼ同じ充放
電電圧を有するため、装着対象の機器の設計変更が必要
なく、また、有害なカドミウムを含まないため環境保護
の観点からも好ましい、などの理由からニッケルカドミ
ウム電池に取って代わりつつある。このニッケル水素二
次電池は、水酸化ニッケルから成る正極と水素吸蔵合金
から成る負極をセパレータを介して積層して成る電極体
を外装缶に収納し、アルカリ電解液を注液後、該外装缶
を蓋にて封口してその後充電を行うことで製造されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のニッケル水素二次電池では電解液の注液直後にはセ
パレータを介して正極板、負極板を積層して成る電極体
内に電解液が十分に浸漬していないため、電池の初期活
性化に影響を及ぼし、初期容量が低いという問題点があ
った。特に、水素吸蔵合金から成る負極においては、結
着剤に、例えばポリビニリデンフルオライド、ポリテト
ラフルオロエチレンなどの撥水性の強いフッ素系樹脂を
用いているため、正極に比べてより電解液が浸漬しにく
い状態にあった。このため、注液直後の電池の内部抵抗
が高く、この状態で充放電を行っても分極特性が悪く、
充放電効率が良くないという問題点を抱えていた。

【０００４】そこで、特開平４−２８２５６９号には超
音波振動、加温、回転などを利用して、電解液を電池内
部に拡散させる工程を有するニッケル水素二次電池の製
造方法が提案されている。上記製造方法は、水素吸蔵合
金からなる負極と、焼結式ニッケル正極とをセパレータ
ーを介して捲回させた電極体を電池缶に挿入し、電解液
を注入後、封口して完全密閉した電池に上記超音波振
動、加温、回転のうち少なくとも一つ以上を利用して、
電解液を水素吸蔵合金表面に拡散させたものである。

【０００５】通常、上記ニッケル水素二次電池などのア
ルカリ蓄電池は、その製造過程で電極体を挿入して成る
外装缶へ電解液を注入し、蓋にて封口した後に、該電池
表面に防錆剤を塗布するなどして防錆処理を施してい
る。ところが、上記製造方法では、これまでの製造工程
に新たに電解液の拡散工程を必要とするため、製造工程
が一つ増え、生産性が落ちてしまうという問題がある。

【０００６】そこで、本発明は製造工程を増やすことな
く、電極体内に電解液を均一に浸漬させるニッケル水素
二次電池の製造方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、水酸化ニッケル等のニッケル水酸化物か
ら成る正極と水素吸蔵合金から成る負極をセパレータを
介して積層して成る極板群を外装缶に収納後、アルカリ
電解液を注入して該外装缶を封口し、その後充放電を行
うニッケル水素二次電池の製造方法において、注液、封
口工程の後に超音波にて電池に振動を与え、且つ電池外
装缶を洗浄する超音波洗浄工程を設け、その後充電を行
うものである。

【０００８】また、上記超音波洗浄を防錆剤を含む防錆
溶液中で行うことで、外装缶への防錆処理と、電解液の
電極体内への浸漬処理を同時に行うことができる。な
お、上記超音波振動を利用した洗浄、若しくは防錆処理
は、該振動数が２０ＫＨｚ未満だと、電解液の電極体内
への浸漬が不十分であるため、２０ＫＨｚ以上が好まし
い。さらに、本発明では亜硝酸ソーダなどの水溶性防錆
剤を用いているが、要は防錆効果を有すればよく、特に
上記亜硝酸ソーダに限定されるものではない。

【０００９】

【作用】本発明によれば、注液、封口工程を終えた組み
立て直後の電池に、超音波洗浄器により超音波振動を与
えることにより、電極体の表面にあった電解液が該電極
体の内部まで均一に、且つ短時間で浸漬する。また、洗
浄に超音波振動を利用することで、電池の隅々まで洗浄
を行うことができ洗浄効果が上がる。さらに、洗浄と電
解液の浸漬を同時に行えるので、製造工程が増えずに済
む。

【００１０】

【実施例】以下、実施例、及び図面に基づいて本発明を
具体的に説明する。

【００１１】（１）ニッケル正極の作製 水酸化ニッケル粉９５重量部に、ニッケル粉５重量部、
酸化コバルト粉５重量部から成る導電剤と、ＣＭＣ（カ
ルボキシメチルセルロース）０．２重量部をイオン交換
水１００重量部に溶解して成る増粘剤水溶液とを混合し
て、スラリーを調整した。該スラリーを厚み１．１ｍ
ｍ，多孔度９４％の発泡ニッケル基板に充填し、８０℃
の空気雰囲気中で、１時間乾燥し、５ｔｏｎ／ｃｍ^２の
圧力で圧延した後、さらに、所定の大きさに裁断し、極
板耳を取り付けてニッケル正極板を作製した。

【００１２】（２）水素吸蔵合金負極の作製 市販のＭｍ（ミッシュメタル）粉末をニッケル粉、コバ
ルト粉、アルミニウム粉、マンガン粉をＭｍ：Ｎｉ：Ｃ
ｏ：Ａｌ：Ｍｎ＝１：３．３：１．０：０．３：０．４
となるように秤量し、これをアルゴンアーク溶解炉にて
溶解して、ＭｍＮｉ_３．３Ｃｏ_１．０Ａｌ_０．３Ｍｎ
_０．４の組成に調整した水素吸蔵合金を作製した。該水
素吸蔵合金を機械的に粉末にして、これに、増粘剤とし
てＣＭＣ１重量部をイオン交換水１００重量部に溶解し
て成る増粘剤水溶液を１重量部と、導電剤としてニッケ
ル粉（商品名ＴＹＰＥ２１０，ＩＮＣＯ社製）を１５重
量部と、結着剤としてＰＶｄＦ（ポリビニリデンフルオ
ライド）を３重量部とを混合してスラリーとした。該ス
ラリーを表面にニッケルメッキを施した多孔度３８％の
パンチングニッケル基板の両面に塗付、充填し、次いで
８０℃の空気雰囲気中で１時間乾燥し、５ｔｏｎ／ｃｍ
^２の圧力で圧延した。そして、さらに１７０℃の真空雰
囲気中で１時間焼成させた後、所定の大きさに裁断して
水素吸蔵合金負極板を作製した。

【００１３】（３）電池の作製 上記正極板、及び負極板を用いて、図１に示される密閉
型蓄電池を作製した。正極板１、及び負極板２をナイロ
ンセパレータ３を介して積層し、これを渦巻状に捲回し
て直径１３ｍｍの電極体４を作製した。次いで、該電極
体４を表面にニッケルメッキが施されたステンレス鋼製
の円筒型の外装缶５に挿入し、比重１．３６の水酸化カ
リウムを主成分とする電解液を１．９５ｃｃ注入し、絶
縁ガスケット９を介して封口板６と安全弁７を備えた封
口体８にて蓋をして、該外装缶５の上部周縁部をかしめ
て定格容量１０００ｍＡｈのＡＡサイズの円筒密閉型蓄
電池１０を作製した。

【００１４】（４）超音波洗浄工程 図２に示されるように洗浄剤を含む溶液の代わりに、例
えば亜硝酸ソーダなどの水溶性防錆剤を、水１００重量
部に対して１重量部溶解して成る防錆溶液１１を満たし
た超音波洗浄器１２（日本エマソン社製）中で、上記密
閉型蓄電池１０の洗浄を行った。上記超音波洗浄器１２
の洗浄槽中に、振動数４７ＫＨｚの条件で１０分間投入
して洗浄槽に備えられた振動子により電池に振動を与え
た後、常温にて３０分間放置して本発明電池Ａを得た。

【００１５】（５）比較試験 また、上記超音波洗浄器１２を用いずに、単に防錆溶液
中に２、３度浸漬して洗浄とともに防錆剤を塗付して、
常温にて１時間放置した電池を比較電池Ｂとする。上記
電池Ａ及び電池Ｂをそれぞれ１０個ずつ作製し、それぞ
れの諸特性について比較試験を行い、その結果の平均値
を表１に示す。なお、充放電はいずれの電池も０．１Ｃ
で１５０％まで充電し、０．２Ｃで１．０Ｖまで放電し
た。

【００１６】

【表１】

【００１７】上記表１に示されるように超音波洗浄器で
振動を与えるとともに、洗浄と防錆処理を行った電池Ａ
は、超音波洗浄器を用いずに洗浄と防錆処理を行った電
池Ｂに比べて、電池容量が大きく、また注液後の内部抵
抗が大きく低下している。これは超音波の振動により、
電池Ａ内の電解液が電極体内に十分に浸漬していること
がもたらす効果である。また、本実施例ではステンレス
鋼製の外装缶にニッケルメッキを施しているが、製造工
程中に該外装缶表面に微小な傷が発生したとしても、超
音波振動により傷の隅々まで防錆剤を塗布することがで
きる。さらに、超音波洗浄器で振動を与えるとともに洗
浄と防錆処理を行ったので、これらを一つの工程で行う
ことができ生産性を上げることができる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明はニッケル
水素二次電池の製造方法において、超音波洗浄工程を設
けたことにより、電池缶の洗浄と電池の初期容量の向上
をもたらす電極体内への電解液の均一な浸漬を同じ工程
で行うことができるため、生産性を上げることができ
る。また、洗浄液として防錆溶液を用いることにより、
防錆処理も同時に行うことができ、より一層生産性を上
げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明により作製した電池の構成を示す図で
ある。

【図２】 防錆溶液を満たし、その中に電池を収納した
超音波洗浄器の断面図である。

【符号の説明】

１ 正極板 ７ 安全弁 ２ 負極板 ８ 封口体 ３ ナイロンセパレータ ９ 絶縁ガスケ
ット ４ 電極体 １０ 密閉型蓄
電池 ５ 外装缶 １１ 防錆溶液 ６ 封口板 １２ 超音波洗
浄器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ニッケル水酸化物から成る正極と水素吸
   蔵合金から成る負極をセパレータを介して積層して成る
   電極体を外装缶に収納後、アルカリ電解液を注入して該
   外装缶を封口し、その後充放電を行うニッケル水素二次
   電池の製造方法において、注液、封口工程の後に、超音
   波にて電池に振動を与え、且つ電池外装缶を洗浄する超
   音波洗浄工程を設け、その後充電を行うことを特徴とす
   るニッケル水素二次電池の製造方法。
2. 【請求項２】 上記超音波洗浄を、防錆溶液中で行うこ
   とを特徴とする請求項１に記載のニッケル水素二次電池
   の製造方法。