JPH09199160A - 密閉式アルカリ蓄電池 - Google Patents
密閉式アルカリ蓄電池Info
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- JPH09199160A JPH09199160A JP7330861A JP33086195A JPH09199160A JP H09199160 A JPH09199160 A JP H09199160A JP 7330861 A JP7330861 A JP 7330861A JP 33086195 A JP33086195 A JP 33086195A JP H09199160 A JPH09199160 A JP H09199160A
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Classifications
-
- 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
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-
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 内圧上昇が抑制され、サイクル寿命特性が優
れている密閉式アルカリ蓄電池を提供する。 【解決手段】 この電池は、正極板と負極板との間にセ
パレータを介在させて成る極板群がアルカリ電解液と一
緒に缶体内に密封されていて、電池組立て時に、注液さ
れた電解液の５０重量％以上がセパレータに配分されて
いる電池である。
れている密閉式アルカリ蓄電池を提供する。 【解決手段】 この電池は、正極板と負極板との間にセ
パレータを介在させて成る極板群がアルカリ電解液と一
緒に缶体内に密封されていて、電池組立て時に、注液さ
れた電解液の５０重量％以上がセパレータに配分されて
いる電池である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は密閉式アルカリ蓄電
池に関し、更に詳しくは、内圧特性と寿命特性のいずれ
もが優れている密閉式アルカリ蓄電池に関する。
池に関し、更に詳しくは、内圧特性と寿命特性のいずれ
もが優れている密閉式アルカリ蓄電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】密閉式アルカリ蓄電池は、通常、集電体
シートに正極活物質を担持させて成る正極板と、同じく
集電体シートに負極活物質を担持させて成る負極板の間
に、電気絶縁性でかつ保液性を有するセパレータを介在
させて極板群を構成し、この極板群を負極端子も兼ねる
導電性の有底缶体の中に収容し、またそこに所定のアル
カリ電解液を注液したのち、前記缶体上部を正極端子も
兼ねる封口板で密封した構造になっている。
シートに正極活物質を担持させて成る正極板と、同じく
集電体シートに負極活物質を担持させて成る負極板の間
に、電気絶縁性でかつ保液性を有するセパレータを介在
させて極板群を構成し、この極板群を負極端子も兼ねる
導電性の有底缶体の中に収容し、またそこに所定のアル
カリ電解液を注液したのち、前記缶体上部を正極端子も
兼ねる封口板で密封した構造になっている。
【０００３】例えば、ニッケル・水素蓄電池の場合、正
極板に担持されている活物質は所定粒径のＮｉ（ＯＨ）
2 粉末であり、負極板には所定粒径の水素吸蔵合金粉末
が担持されている。したがって、正極板、負極板のいず
れも、担持されているＮｉ（ＯＨ）2 粉末の層や水素吸
蔵合金粉末の層には空隙が存在し、そこに電解液が滲透
して電池反応を実現することになる。そして、セパレー
タとしては、通常、ポリアミド樹脂の繊維やポリプロピ
レン樹脂のようなポリオレフィン樹脂の繊維で構成され
る不織布が広く用いられている。
極板に担持されている活物質は所定粒径のＮｉ（ＯＨ）
2 粉末であり、負極板には所定粒径の水素吸蔵合金粉末
が担持されている。したがって、正極板、負極板のいず
れも、担持されているＮｉ（ＯＨ）2 粉末の層や水素吸
蔵合金粉末の層には空隙が存在し、そこに電解液が滲透
して電池反応を実現することになる。そして、セパレー
タとしては、通常、ポリアミド樹脂の繊維やポリプロピ
レン樹脂のようなポリオレフィン樹脂の繊維で構成され
る不織布が広く用いられている。
【０００４】前記極板群が収容されている有底缶体に電
解液を注液すると、電解液は、いずれも多孔構造になっ
ている正極板、負極板、およびセパレータに所定の割合
で配分される。そして、ある比率でバランスをとった状
態でそれぞれに保液される。そして、この電解液バラン
スが崩れると、電池は正規の機能を発揮することが困難
になる。
解液を注液すると、電解液は、いずれも多孔構造になっ
ている正極板、負極板、およびセパレータに所定の割合
で配分される。そして、ある比率でバランスをとった状
態でそれぞれに保液される。そして、この電解液バラン
スが崩れると、電池は正規の機能を発揮することが困難
になる。
【０００５】ところで、近年、電子機器の小型化・軽量
化の進展に伴い、その駆動源である電池に対しては、小
型化・高容量化の要求が強まっている。このような要求
に対しては、概ね、缶体の肉厚を薄くして内容積を大き
くすることにより収容する前記極板群の占有率を高めた
り、また電池容量に寄与しないセパレータの厚みを薄く
して極板群における正極板と負極板の占有率を高めたり
する対策が講じられている。
化の進展に伴い、その駆動源である電池に対しては、小
型化・高容量化の要求が強まっている。このような要求
に対しては、概ね、缶体の肉厚を薄くして内容積を大き
くすることにより収容する前記極板群の占有率を高めた
り、また電池容量に寄与しないセパレータの厚みを薄く
して極板群における正極板と負極板の占有率を高めたり
する対策が講じられている。
【０００６】しかしながら、後者の対策、すなわちセパ
レータの厚みを薄くするという対策を講ずると、組み立
てた電池では次のような問題が発生してくる。まず、セ
パレータを薄くすると、当該セパレータが保持する電解
液の量が減少することになる。そのため、電池の充放電
サイクルを継続したときに、比較的早期の段階でセパレ
ータにおける液枯れ現象が起こり、電池機能が停止す
る。
レータの厚みを薄くするという対策を講ずると、組み立
てた電池では次のような問題が発生してくる。まず、セ
パレータを薄くすると、当該セパレータが保持する電解
液の量が減少することになる。そのため、電池の充放電
サイクルを継続したときに、比較的早期の段階でセパレ
ータにおける液枯れ現象が起こり、電池機能が停止す
る。
【０００７】とくに、正極活物質がＮｉ（ＯＨ）2 から
成るニッケル・水素二次電池の場合は、充放電の過程
で、正極板の膨張や変形が起こりやすく、そのため、セ
パレータに保持されていた電解液が正極板に搾取されて
液枯れ現象を起こしやすいという問題がある。この電池
寿命の劣化という問題は、電解液の注液量を増加するこ
とによって解消することができる。しかし、電解液を増
量すると、他方では充放電時における電池内圧の上昇が
進んで、電解液の漏洩が起こりやすくなるという問題が
発生してくる。このような問題も、電池内の極板群にお
ける電解液のバランスを崩すことになり、結局は、電池
寿命の劣化を招く。
成るニッケル・水素二次電池の場合は、充放電の過程
で、正極板の膨張や変形が起こりやすく、そのため、セ
パレータに保持されていた電解液が正極板に搾取されて
液枯れ現象を起こしやすいという問題がある。この電池
寿命の劣化という問題は、電解液の注液量を増加するこ
とによって解消することができる。しかし、電解液を増
量すると、他方では充放電時における電池内圧の上昇が
進んで、電解液の漏洩が起こりやすくなるという問題が
発生してくる。このような問題も、電池内の極板群にお
ける電解液のバランスを崩すことになり、結局は、電池
寿命の劣化を招く。
【０００８】また、充放電が進む過程で正極板または負
極板にはデンドライド状の析出物が生じてくるが、セパ
レータが薄い場合には、この析出物がセパレータを破る
ことにより正極板と負極板が短絡するという事態が発生
しやすくなる。そして、このような内部短絡が起こる
と、電池の自己放電が大きくなって、電池寿命の劣化が
進むことになる。
極板にはデンドライド状の析出物が生じてくるが、セパ
レータが薄い場合には、この析出物がセパレータを破る
ことにより正極板と負極板が短絡するという事態が発生
しやすくなる。そして、このような内部短絡が起こる
と、電池の自己放電が大きくなって、電池寿命の劣化が
進むことになる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は従来の密閉式
アルカリ蓄電池における上記問題を解決し、電池内圧の
上昇は抑制され、充放電サイクルを長期間継続した場合
であっても電池容量の低下が起こりづらくサイクル寿命
特性に優れている密閉式アルカリ蓄電池の提供、とく
に、ニッケル・水素蓄電池の提供を目的とする。
アルカリ蓄電池における上記問題を解決し、電池内圧の
上昇は抑制され、充放電サイクルを長期間継続した場合
であっても電池容量の低下が起こりづらくサイクル寿命
特性に優れている密閉式アルカリ蓄電池の提供、とく
に、ニッケル・水素蓄電池の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記した
目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、上記した
内圧特性や寿命特性は、電池組立時にセパレータに配分
された電解液の量と、完全放電時にセパレータが保持し
ている電解液の量によって影響されるとの知見を得た。
具体的には、組立時に、セパレータへの電解液の配分量
が注液された電解液の全量に対し５０重量％であること
が必要であるとの知見である。更に、完全放電終了時
に、セパレータへの電解液の配分量が３０重量％以上に
なるような状態の電池は、その内圧特性、寿命特性が一
層向上するとの知見である。
目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、上記した
内圧特性や寿命特性は、電池組立時にセパレータに配分
された電解液の量と、完全放電時にセパレータが保持し
ている電解液の量によって影響されるとの知見を得た。
具体的には、組立時に、セパレータへの電解液の配分量
が注液された電解液の全量に対し５０重量％であること
が必要であるとの知見である。更に、完全放電終了時
に、セパレータへの電解液の配分量が３０重量％以上に
なるような状態の電池は、その内圧特性、寿命特性が一
層向上するとの知見である。
【００１１】本発明は、上記した知見に基づいてなされ
たものである。すなわち、本発明の密閉式アルカリ蓄電
池は、正極板と負極板の間にセパレータを介在させて成
る極板群がアルカリ電解液と一緒に缶体内に密封されて
いる密閉式アルカリ電池において、電池の組立て時点に
おける前記セパレータに配分された電解液の割合が、電
解液全量に対し、５０重量％以上になっていることを特
徴とする密閉式アルカリ蓄電池である。
たものである。すなわち、本発明の密閉式アルカリ蓄電
池は、正極板と負極板の間にセパレータを介在させて成
る極板群がアルカリ電解液と一緒に缶体内に密封されて
いる密閉式アルカリ電池において、電池の組立て時点に
おける前記セパレータに配分された電解液の割合が、電
解液全量に対し、５０重量％以上になっていることを特
徴とする密閉式アルカリ蓄電池である。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の密閉式アルカリ蓄電池
は、前記した従来の密閉式アルカリ蓄電池と同じよう
に、極板群が電解液と一緒に缶体に収容され、全体が封
口板によって密封された構造になっている。そして、電
池の組立て時において、注液された電解液の５０重量％
以上がセパレータに保持されているものである。
は、前記した従来の密閉式アルカリ蓄電池と同じよう
に、極板群が電解液と一緒に缶体に収容され、全体が封
口板によって密封された構造になっている。そして、電
池の組立て時において、注液された電解液の５０重量％
以上がセパレータに保持されているものである。
【００１３】組立て時におけるセパレータへの電解液の
配分量が電解液全量に対し５０重量％より少ない電池の
場合は、電池内圧の上昇が大きくなり、また充放電サイ
クルが比較的早期の段階からセパレータの液枯れ現象や
内部短絡が発生しやすくなって、内圧特性と寿命特性に
優れた電池とはいいがたくなる。しかし、この配分量が
多くなりすぎると、余分に電解液を補充しなければなら
ず、経済性が悪くなる。また、正極板から発生する酸素
ガスの負極板への移動が起こりにくくなり、同時に、吸
収されない電解液が比較的多い場合には、脱落した活物
質粉末が酸素ガスや水素ガスによって吹き上がり、セパ
レータで遮蔽されていない両極リード部に堆積して短絡
を起こすこともあり、結局、電池の内圧上昇やサイクル
寿命特性も低下するようになるので、上限値は８０重量
％に規制することが好ましい。より好ましい配分量は、
５５〜６５重量％である。
配分量が電解液全量に対し５０重量％より少ない電池の
場合は、電池内圧の上昇が大きくなり、また充放電サイ
クルが比較的早期の段階からセパレータの液枯れ現象や
内部短絡が発生しやすくなって、内圧特性と寿命特性に
優れた電池とはいいがたくなる。しかし、この配分量が
多くなりすぎると、余分に電解液を補充しなければなら
ず、経済性が悪くなる。また、正極板から発生する酸素
ガスの負極板への移動が起こりにくくなり、同時に、吸
収されない電解液が比較的多い場合には、脱落した活物
質粉末が酸素ガスや水素ガスによって吹き上がり、セパ
レータで遮蔽されていない両極リード部に堆積して短絡
を起こすこともあり、結局、電池の内圧上昇やサイクル
寿命特性も低下するようになるので、上限値は８０重量
％に規制することが好ましい。より好ましい配分量は、
５５〜６５重量％である。
【００１４】上記した電解液保持量を確保できるセパレ
ータとしては次のようなものを好適例としてあげること
ができる。すなわち、平均径が３〜９μｍの繊維から成
り、目付重量は６０〜７０ｇ／ｍ 2 程度で、ダイヤルシ
ックネスゲージ（測定力：1.４Ｎ）で測定したときの厚
みが１４０〜２５０μｍであり、また、0.５ＮのＮａＯ
Ｈと１ＮのＬｉＯＨと７ＮのＫＯＨから成るアルカリ水
溶液に３０分間浸漬したときの保液率が重量比で３００
％以上、好ましくは３５０％以上であり、同時に上記ア
ルカリ水溶液の吸液速度が２０ｍｍ／３０ｍｉｎ、好ま
しくは２５ｍｍ／３０ｍｉｎの値を示す不織布である。
ータとしては次のようなものを好適例としてあげること
ができる。すなわち、平均径が３〜９μｍの繊維から成
り、目付重量は６０〜７０ｇ／ｍ 2 程度で、ダイヤルシ
ックネスゲージ（測定力：1.４Ｎ）で測定したときの厚
みが１４０〜２５０μｍであり、また、0.５ＮのＮａＯ
Ｈと１ＮのＬｉＯＨと７ＮのＫＯＨから成るアルカリ水
溶液に３０分間浸漬したときの保液率が重量比で３００
％以上、好ましくは３５０％以上であり、同時に上記ア
ルカリ水溶液の吸液速度が２０ｍｍ／３０ｍｉｎ、好ま
しくは２５ｍｍ／３０ｍｉｎの値を示す不織布である。
【００１５】なお、前記した不織布の保液率とは、前記
した条件下で不織布をアルカリ水溶液に浸漬したのちの
不織布全体の重量をＷ1 とし、浸漬前の不織布全体の重
量をＷ0 としたとき、次式： （Ｗ1 −Ｗ0 ）×１００／Ｗ0 （％） に基づいて算出される値をいう。この値が大きい不織布
であるほど、その不織布はアルカリ水溶液の保液性が優
れていることになる。
した条件下で不織布をアルカリ水溶液に浸漬したのちの
不織布全体の重量をＷ1 とし、浸漬前の不織布全体の重
量をＷ0 としたとき、次式： （Ｗ1 −Ｗ0 ）×１００／Ｗ0 （％） に基づいて算出される値をいう。この値が大きい不織布
であるほど、その不織布はアルカリ水溶液の保液性が優
れていることになる。
【００１６】また、吸液速度とは、不織布の下端を前記
したアルカリ水溶液に浸漬し、３０分後に、アルカリ水
溶液が滲みあがったときの高さ（ｍｍ）である。この値
が大きい不織布であるほど、その不織布は短時間でアル
カリ水溶液を吸い込むことができる。このような不織布
は、電解液の保持性能が優れているとともに、引張強度
も大きいので、極板群を製造するときに好適である。と
くに、上記仕様を満たし、メルトブロー法で製造された
不織布は好適である。
したアルカリ水溶液に浸漬し、３０分後に、アルカリ水
溶液が滲みあがったときの高さ（ｍｍ）である。この値
が大きい不織布であるほど、その不織布は短時間でアル
カリ水溶液を吸い込むことができる。このような不織布
は、電解液の保持性能が優れているとともに、引張強度
も大きいので、極板群を製造するときに好適である。と
くに、上記仕様を満たし、メルトブロー法で製造された
不織布は好適である。
【００１７】この不織布を構成する繊維としては、６−
ナイロン、６，６−ナイロン、４，６−ナイロンのよう
なポリアミド樹脂から成る繊維や、ポリプロピレンやポ
リエチレンのようなポリオレフィン樹脂から成る繊維の
表面を例えば発煙硫酸で処理してスルホン化することに
より親水化した繊維を好適例としてあげることができ
る。しかし、ポリアミド樹脂の繊維のものは保液性に優
れているとはいえ電池の自己放電特性を低下させる傾向
があるので、表面をスルホン化したポリオレフィン樹脂
の繊維から成るものの方がより好適である。
ナイロン、６，６−ナイロン、４，６−ナイロンのよう
なポリアミド樹脂から成る繊維や、ポリプロピレンやポ
リエチレンのようなポリオレフィン樹脂から成る繊維の
表面を例えば発煙硫酸で処理してスルホン化することに
より親水化した繊維を好適例としてあげることができ
る。しかし、ポリアミド樹脂の繊維のものは保液性に優
れているとはいえ電池の自己放電特性を低下させる傾向
があるので、表面をスルホン化したポリオレフィン樹脂
の繊維から成るものの方がより好適である。
【００１８】また、本発明の電池の場合、完全放電の終
了時点で、電解液の３０重量％以上がセパレータに配分
された状態になっていると、その電池は内圧特性と寿命
特性が一層優れたものになるので好適である。その場
合、残りの電解液は、正極板に１５〜２５重量％配分さ
れた状態にあり、負極板に１５〜３５重量％配分された
状態になっていることが好適である。
了時点で、電解液の３０重量％以上がセパレータに配分
された状態になっていると、その電池は内圧特性と寿命
特性が一層優れたものになるので好適である。その場
合、残りの電解液は、正極板に１５〜２５重量％配分さ
れた状態にあり、負極板に１５〜３５重量％配分された
状態になっていることが好適である。
【００１９】
実施例１ スポンジ状ニッケルシートにＮｉ（ＯＨ）2 を主成分と
する活物質ペーストを2.８ｇ／ｍｌ充填して成り、気孔
率３０％、厚み0.７ｍｍの正極板を製造した。また、ア
ーク溶解法で組成：ＭｍＮｉ3.3 Ｃｏ1.0 Ｍｎ0.4 Ａｌ
0.3 （Ｍｍ：ミッシュメタル）で示される水素吸蔵合金
を製造したのち、これを粉砕して１５０メッシュ下（タ
イラー篩、１００μｍ以下）の合金粉末とし、ついで、
この合金粉末１００重量部に対し、ポリビニリデン粉末
２重量部とニッケル粉（導電材）１０重量部を混合し、
その混合粉末を１％カルボキシメチルセルロース（増粘
剤）水溶液２０重量部に添加したのち撹拌して各種の合
金粉末スラリーを調製した。
する活物質ペーストを2.８ｇ／ｍｌ充填して成り、気孔
率３０％、厚み0.７ｍｍの正極板を製造した。また、ア
ーク溶解法で組成：ＭｍＮｉ3.3 Ｃｏ1.0 Ｍｎ0.4 Ａｌ
0.3 （Ｍｍ：ミッシュメタル）で示される水素吸蔵合金
を製造したのち、これを粉砕して１５０メッシュ下（タ
イラー篩、１００μｍ以下）の合金粉末とし、ついで、
この合金粉末１００重量部に対し、ポリビニリデン粉末
２重量部とニッケル粉（導電材）１０重量部を混合し、
その混合粉末を１％カルボキシメチルセルロース（増粘
剤）水溶液２０重量部に添加したのち撹拌して各種の合
金粉末スラリーを調製した。
【００２０】この合金粉末スラリーに、開口率３８％の
パンチングニッケルシート（厚み0.０７ｍｍ，開口の径
1.５ｍｍ）を浸漬したのち引き上げ、ついで大気中で乾
燥し、２ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力で圧延して全体の厚みが
0.３６ｍｍである負極板を製造した。更に、セパレータ
としては、繊維の平均径が6.２μｍ、目付重量が６０ｇ
／ｍ 2 、厚みが２２０μｍ、0.５ＮのＮａＯＨと１Ｎの
ＬｉＯＨと７ＮのＫＯＨとから成る電解液の保液率が３
７５％、吸液速度が２５ｍｍ／３０ｍｉｎであるスルホ
ン化ポリプロピレン不織布を用意した。
パンチングニッケルシート（厚み0.０７ｍｍ，開口の径
1.５ｍｍ）を浸漬したのち引き上げ、ついで大気中で乾
燥し、２ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力で圧延して全体の厚みが
0.３６ｍｍである負極板を製造した。更に、セパレータ
としては、繊維の平均径が6.２μｍ、目付重量が６０ｇ
／ｍ 2 、厚みが２２０μｍ、0.５ＮのＮａＯＨと１Ｎの
ＬｉＯＨと７ＮのＫＯＨとから成る電解液の保液率が３
７５％、吸液速度が２５ｍｍ／３０ｍｉｎであるスルホ
ン化ポリプロピレン不織布を用意した。
【００２１】上記負極板とセパレータと正極板をこの順
序で重ね合わせて巻回して極板群を形成したのち、これ
を円筒容器に収容し、0.５ＮのＮａＯＨと１ＮのＬｉＯ
Ｈと７ＮのＫＯＨとから成るアルカリ電解液を注液し、
全体を封口板で密封して、４／５Ａサイズで定格容量１
２００ｍＡｈの電池を組み立てた。この電池２００個に
つき、下記の仕様で各種の特性を測定した。
序で重ね合わせて巻回して極板群を形成したのち、これ
を円筒容器に収容し、0.５ＮのＮａＯＨと１ＮのＬｉＯ
Ｈと７ＮのＫＯＨとから成るアルカリ電解液を注液し、
全体を封口板で密封して、４／５Ａサイズで定格容量１
２００ｍＡｈの電池を組み立てた。この電池２００個に
つき、下記の仕様で各種の特性を測定した。
【００２２】電池内圧：電池にガス圧ゲージを取り付
け、温度０℃において、１２００ｍＡで２時間の充電、
１Ωの定抵抗に接続した状態で電池電圧が1.０Ｖになる
までの放電を１サイクルとする充放電サイクルを５サイ
クル行い、５サイクル終了時点で電池内圧を測定。 寿命特性：電池に対し、１２００ｍＡで1.５時間の充
電、１２００ｍＡで電池電圧が０Ｖの完全放電状態にな
るように1.２５時間放電、休止0.２５時間を１サイクル
とするサイクル寿命試験を１０００サイクル行ない、そ
のときの放電容量を測定し、試験前の放電容量に対する
割合を容量保持率（％）として算出。
け、温度０℃において、１２００ｍＡで２時間の充電、
１Ωの定抵抗に接続した状態で電池電圧が1.０Ｖになる
までの放電を１サイクルとする充放電サイクルを５サイ
クル行い、５サイクル終了時点で電池内圧を測定。 寿命特性：電池に対し、１２００ｍＡで1.５時間の充
電、１２００ｍＡで電池電圧が０Ｖの完全放電状態にな
るように1.２５時間放電、休止0.２５時間を１サイクル
とするサイクル寿命試験を１０００サイクル行ない、そ
のときの放電容量を測定し、試験前の放電容量に対する
割合を容量保持率（％）として算出。
【００２３】この値が大きいほど放電容量の低下は少な
く寿命特性に優れていることを表す。 組立て時におけるセパレータへの電解液の配分量：充放
電試験を行う前に、組み立てた電池の１００個を分解し
て正極板、負極板、セパレータを取り出し、それぞれの
重量を測定してそれぞれに配分されている電解液の量を
測定し、注液した電解液の全量に対する百分率（％）と
して計算。 完全放電時のセパレータへの電解液配分量：１２００ｍ
Ａで電池電圧が1.０Ｖになるまで放電し、更に１Ωの定
抵抗に接続した状態で１時間放電して電池電圧が０Ｖに
なる完全放電を行ったのち、電池を分解して正極板、負
極板、およびセパレータを取り出し、セパレータの重量
を測定して保持されている電解液の重量を算出し、電解
液全量に対する百分率を計算。
く寿命特性に優れていることを表す。 組立て時におけるセパレータへの電解液の配分量：充放
電試験を行う前に、組み立てた電池の１００個を分解し
て正極板、負極板、セパレータを取り出し、それぞれの
重量を測定してそれぞれに配分されている電解液の量を
測定し、注液した電解液の全量に対する百分率（％）と
して計算。 完全放電時のセパレータへの電解液配分量：１２００ｍ
Ａで電池電圧が1.０Ｖになるまで放電し、更に１Ωの定
抵抗に接続した状態で１時間放電して電池電圧が０Ｖに
なる完全放電を行ったのち、電池を分解して正極板、負
極板、およびセパレータを取り出し、セパレータの重量
を測定して保持されている電解液の重量を算出し、電解
液全量に対する百分率を計算。
【００２４】以上の結果を表１に示した。 実施例２ セパレータとして、繊維の平均径が5.１μｍ、目付重量
が７０ｇ／ｍ2 、厚みが１７５μｍ、0.５ＮのＮａＯＨ
と１ＮのＬｉＯＨと７ＮのＫＯＨとから成る電解液の保
液率が３６０％、吸液速度が２２ｍｍ／３０ｍｉｎであ
る６，６−ナイロン不織布を用意した。
が７０ｇ／ｍ2 、厚みが１７５μｍ、0.５ＮのＮａＯＨ
と１ＮのＬｉＯＨと７ＮのＫＯＨとから成る電解液の保
液率が３６０％、吸液速度が２２ｍｍ／３０ｍｉｎであ
る６，６−ナイロン不織布を用意した。
【００２５】このセパレータと、実施例１で用いた正極
板および負極板とを組み合わせて極板群を製造し、電解
液としては、0.５ＮのＮａＯＨと１ＮのＬｉＯＨと７Ｎ
のＫＯＨとから成るアルカリ水溶液を用いて４／５Ａサ
イズで定格容量８００ｍＡｈの電池を組み立てた。この
電池２００個につき、下記の仕様で電池特性を測定し
た。 電池内圧：充電電流が８００ｍＡであったこと、定抵抗
値が1.５Ωであったことを除いては、実施例１の場合と
同様にして測定。 寿命特性：充電電流および完全放電までの放電電流が８
００ｍＡであったことを除いては、実施例１の場合と同
様に測定。 組立て時におけるセパレータへの電解液の配分量：実施
例１の場合と同様にして測定。 完全放電時のセパレータへの電解液配分量：放電電流が
８００ｍＡであったこと、定抵抗値が1.５Ωであったこ
とを除いては実施例１の場合と同様にして測定。
板および負極板とを組み合わせて極板群を製造し、電解
液としては、0.５ＮのＮａＯＨと１ＮのＬｉＯＨと７Ｎ
のＫＯＨとから成るアルカリ水溶液を用いて４／５Ａサ
イズで定格容量８００ｍＡｈの電池を組み立てた。この
電池２００個につき、下記の仕様で電池特性を測定し
た。 電池内圧：充電電流が８００ｍＡであったこと、定抵抗
値が1.５Ωであったことを除いては、実施例１の場合と
同様にして測定。 寿命特性：充電電流および完全放電までの放電電流が８
００ｍＡであったことを除いては、実施例１の場合と同
様に測定。 組立て時におけるセパレータへの電解液の配分量：実施
例１の場合と同様にして測定。 完全放電時のセパレータへの電解液配分量：放電電流が
８００ｍＡであったこと、定抵抗値が1.５Ωであったこ
とを除いては実施例１の場合と同様にして測定。
【００２６】以上の結果を、表１に示した。 実施例３ セパレータ用の素材として、繊維の平均径が5.０μｍ、
目付重量が７３ｇ／ｍ 2 、厚みが１５０μｍ、0.５Ｎの
ＮａＯＨと１ＮのＬｉＯＨと７ＮのＫＯＨとから成る電
解液の保液率が３９１％、吸液速度が２６ｍｍ／３０ｍ
ｉｎである、特開平１−１３２０４４号公報に記載され
ているスルホン化ポリオレフィン系樹脂の不織布を用意
した。
目付重量が７３ｇ／ｍ 2 、厚みが１５０μｍ、0.５Ｎの
ＮａＯＨと１ＮのＬｉＯＨと７ＮのＫＯＨとから成る電
解液の保液率が３９１％、吸液速度が２６ｍｍ／３０ｍ
ｉｎである、特開平１−１３２０４４号公報に記載され
ているスルホン化ポリオレフィン系樹脂の不織布を用意
した。
【００２７】すなわち、前記ポリオレフィン系樹脂は、
特開平１−１３２０４４号公報に記載されているよう
に、外層はスルホン化しやすいポリエチレン層から成
り、内層はポリエチレン−ポリプロピレン共重合体の層
で構成されている。この不織布を、温度３５℃、濃度２
０％の発煙硫酸中に役３０分間浸漬して、繊維表面をス
ルホン化してセパレータとした。スルホン基の付着量は
全樹脂量１ｇ当り１ミリグラム当量であった。
特開平１−１３２０４４号公報に記載されているよう
に、外層はスルホン化しやすいポリエチレン層から成
り、内層はポリエチレン−ポリプロピレン共重合体の層
で構成されている。この不織布を、温度３５℃、濃度２
０％の発煙硫酸中に役３０分間浸漬して、繊維表面をス
ルホン化してセパレータとした。スルホン基の付着量は
全樹脂量１ｇ当り１ミリグラム当量であった。
【００２８】このセパレータと、実施例１で用いた正極
板および負極板とを組み合わせて極板群を製造し、電解
液としては、0.５ＮのＮａＯＨと１ＮのＬｉＯＨと７Ｎ
のＫＯＨとから成るアルカリ水溶液を用いて４／５Ａサ
イズで定格容１２００ｍＡの電池を組み立てた。この電
池２００個につき、実施例１の場合と同じ条件で電池特
性を測定した。
板および負極板とを組み合わせて極板群を製造し、電解
液としては、0.５ＮのＮａＯＨと１ＮのＬｉＯＨと７Ｎ
のＫＯＨとから成るアルカリ水溶液を用いて４／５Ａサ
イズで定格容１２００ｍＡの電池を組み立てた。この電
池２００個につき、実施例１の場合と同じ条件で電池特
性を測定した。
【００２９】その結果を表１に示した。 比較例１ セパレータとして、繊維の平均径が２０μｍ、目付重量
が８０ｇ／ｍ2 、厚みが２３０μｍ、0.５ＮのＮａＯＨ
と１ＮのＬｉＯＨと７ＮのＫＯＨとから成る電解液の保
液率が２３６％、吸液速度が１６ｍｍ／３０ｍｉｎであ
る６，６−ナイロン不織布に対し、実施例３と同じ条件
下でスルホン化処理を行ったものを用意した。
が８０ｇ／ｍ2 、厚みが２３０μｍ、0.５ＮのＮａＯＨ
と１ＮのＬｉＯＨと７ＮのＫＯＨとから成る電解液の保
液率が２３６％、吸液速度が１６ｍｍ／３０ｍｉｎであ
る６，６−ナイロン不織布に対し、実施例３と同じ条件
下でスルホン化処理を行ったものを用意した。
【００３０】このセパレータと、実施例１で用いた正極
板および負極板とを組み合わせて極板群を製造し、電解
液としては、実施例１と同じアルカリ水溶液を用いて４
／５Ａサイズで定格容量１２００ｍＡｈの電池を組み立
てた。この電池２００個につき、実施例１の場合と同じ
条件で電池特性を測定した。その結果を表１に示した。
板および負極板とを組み合わせて極板群を製造し、電解
液としては、実施例１と同じアルカリ水溶液を用いて４
／５Ａサイズで定格容量１２００ｍＡｈの電池を組み立
てた。この電池２００個につき、実施例１の場合と同じ
条件で電池特性を測定した。その結果を表１に示した。
【００３１】比較例２ セパレータとして、繊維の平均径が２4.３μｍ、目付重
量が８３ｇ／ｍ2 、厚みが２１０μｍ、0.５ＮのＮａＯ
Ｈと１ＮのＬｉＯＨと７ＮのＫＯＨとから成る電解液の
保液率が２６３％、吸液速度が１８ｍｍ／３０ｍｉｎで
ある６，６−ナイロン不織布に対し、実施例３と同じ条
件下でスルホン化処理を行ったものを用意した。
量が８３ｇ／ｍ2 、厚みが２１０μｍ、0.５ＮのＮａＯ
Ｈと１ＮのＬｉＯＨと７ＮのＫＯＨとから成る電解液の
保液率が２６３％、吸液速度が１８ｍｍ／３０ｍｉｎで
ある６，６−ナイロン不織布に対し、実施例３と同じ条
件下でスルホン化処理を行ったものを用意した。
【００３２】このセパレータと、実施例１で用いた正極
板および負極板とを組み合わせて極板群を製造し、電解
液としては、実施例３のアルカリ水溶液を用いて４／５
Ａサイズで定格容１２００ｍＡｈの電池を組み立てた。
この電池２００個につき、実施例１の場合と同じ条件で
電池特性を測定した。その結果を表１に示した。
板および負極板とを組み合わせて極板群を製造し、電解
液としては、実施例３のアルカリ水溶液を用いて４／５
Ａサイズで定格容１２００ｍＡｈの電池を組み立てた。
この電池２００個につき、実施例１の場合と同じ条件で
電池特性を測定した。その結果を表１に示した。
【００３３】
【表１】
【００３４】表１から明らかなように、組立て時におけ
るセパレータへの電解液の配分量が５０重量％より多く
なると、電池内圧の上昇は小さくなり、また容量保持率
が著しく大きくなって寿命特性の向上が実現している。
また、完全放電終了時におけるセパレータへの電解液の
配分量が３０重量％より少なくなると、その電池は、液
枯れ現象を起こし、内圧特性、寿命特性のいずれもが低
下している。
るセパレータへの電解液の配分量が５０重量％より多く
なると、電池内圧の上昇は小さくなり、また容量保持率
が著しく大きくなって寿命特性の向上が実現している。
また、完全放電終了時におけるセパレータへの電解液の
配分量が３０重量％より少なくなると、その電池は、液
枯れ現象を起こし、内圧特性、寿命特性のいずれもが低
下している。
【００３５】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
密封式アルカリ蓄電池は、組立て時に注液された電解液
の５０重量％以上が配分されるセパレータを用いている
ので、電解液の注液量を増加することなく電池内圧の上
昇が抑制されており、またセパレータの液枯れ現象を起
こしづらく、そのサイクル寿命特性は非常に優れたもの
になっている。
密封式アルカリ蓄電池は、組立て時に注液された電解液
の５０重量％以上が配分されるセパレータを用いている
ので、電解液の注液量を増加することなく電池内圧の上
昇が抑制されており、またセパレータの液枯れ現象を起
こしづらく、そのサイクル寿命特性は非常に優れたもの
になっている。
【００３６】したがって、この構成は、密閉型のニッケ
ル・水素二次電池に適用してとくに有用である。正極活
物質がＮｉ（ＯＨ）2 から成る上記電池の場合には、充
放電の過程で正極板の膨潤や変形が起こりやすく、その
ため、電解液バランスが崩れてセパレータの液枯れが発
生しやすいからである。
ル・水素二次電池に適用してとくに有用である。正極活
物質がＮｉ（ＯＨ）2 から成る上記電池の場合には、充
放電の過程で正極板の膨潤や変形が起こりやすく、その
ため、電解液バランスが崩れてセパレータの液枯れが発
生しやすいからである。
Claims (3)
- 【請求項１】 正極板と負極板の間にセパレータを介在
させて成る極板群がアルカリ電解液と一緒に缶体内に密
封されている密閉式アルカリ電池において、電池の組立
て時点における前記セパレータに配分された電解液の割
合が、電解液全量に対し５０重量％以上になっているこ
とを特徴とする密閉式アルカリ蓄電池。 - 【請求項２】 完全放電時において、前記セパレータに
保持されている電解液の量は、電解液全量に対し３０重
量％以上の量になる請求項１の密閉式アルカリ蓄電池。 - 【請求項３】 前記正極板が集電体に水酸化ニッケルを
主体とする活物質合剤を担持させて成り、前記負極板が
集電体に水素吸蔵合金を担持させて成り、前記セパレー
タが表面にスルホン化処理を施したポリオレフィン樹脂
繊維の不織布から成り、かつ前記電解液が水酸化カリウ
ムと水酸化リチウムと水酸化ナトリウムを同時に含む電
解液である請求項１の密閉式アルカリ蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7330861A JPH09199160A (ja) | 1995-11-14 | 1995-12-19 | 密閉式アルカリ蓄電池 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29568295 | 1995-11-14 | ||
| JP7-295682 | 1995-11-14 | ||
| JP7330861A JPH09199160A (ja) | 1995-11-14 | 1995-12-19 | 密閉式アルカリ蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09199160A true JPH09199160A (ja) | 1997-07-31 |
Family
ID=26560371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7330861A Pending JPH09199160A (ja) | 1995-11-14 | 1995-12-19 | 密閉式アルカリ蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09199160A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009259846A (ja) * | 2009-08-04 | 2009-11-05 | Panasonic Corp | 角型ニッケル水素蓄電池 |
-
1995
- 1995-12-19 JP JP7330861A patent/JPH09199160A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009259846A (ja) * | 2009-08-04 | 2009-11-05 | Panasonic Corp | 角型ニッケル水素蓄電池 |
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