JPH09204930A - ニッケル水素二次電池 - Google Patents
ニッケル水素二次電池Info
- Publication number
- JPH09204930A JPH09204930A JP8012412A JP1241296A JPH09204930A JP H09204930 A JPH09204930 A JP H09204930A JP 8012412 A JP8012412 A JP 8012412A JP 1241296 A JP1241296 A JP 1241296A JP H09204930 A JPH09204930 A JP H09204930A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nickel
- secondary battery
- alloy powder
- storage alloy
- hydrogen
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】アルミニウムを含む組成の水素吸蔵合金粉末を
負極に用いるニッケル水素二次電池の経時的な性能劣化
を防止すること。 【解決手段】アルミニウムを含む組成の水素吸蔵合金粉
末を負極に用いるニッケル水素二次電池において、水酸
化アルミニウム又はアルミン酸塩（ｘＭ2 Ｏ・ｙＡｌ2
Ｏ3 ・Ｈ2 Ｏ）を電解液又は負極に添加した。実験によ
れば、これにより経時的な容量劣化を防止することがで
きた。この理由を推察すると、添加した水酸化アルミニ
ウム又はアルミン酸塩は電解液に溶解し、電解液中のア
ルミン酸イオンはＡｌ（ＯＨ）4 （Ｈ2 Ｏ）2 - 、Ａｌ
（ＯＨ）6 （Ｈ2 Ｏ） 3- のような形で存在すると推定
される。このため、水素吸蔵合金粉末中のＡｌがアルミ
ン酸イオンの形でアルカリ電解液へ溶出することが抑止
され、水素吸蔵合金粉末中のＡｌの不足による微粉化進
行や反応性の低下による経時的な容量劣化を防止するこ
とができるものと思われる。
負極に用いるニッケル水素二次電池の経時的な性能劣化
を防止すること。 【解決手段】アルミニウムを含む組成の水素吸蔵合金粉
末を負極に用いるニッケル水素二次電池において、水酸
化アルミニウム又はアルミン酸塩（ｘＭ2 Ｏ・ｙＡｌ2
Ｏ3 ・Ｈ2 Ｏ）を電解液又は負極に添加した。実験によ
れば、これにより経時的な容量劣化を防止することがで
きた。この理由を推察すると、添加した水酸化アルミニ
ウム又はアルミン酸塩は電解液に溶解し、電解液中のア
ルミン酸イオンはＡｌ（ＯＨ）4 （Ｈ2 Ｏ）2 - 、Ａｌ
（ＯＨ）6 （Ｈ2 Ｏ） 3- のような形で存在すると推定
される。このため、水素吸蔵合金粉末中のＡｌがアルミ
ン酸イオンの形でアルカリ電解液へ溶出することが抑止
され、水素吸蔵合金粉末中のＡｌの不足による微粉化進
行や反応性の低下による経時的な容量劣化を防止するこ
とができるものと思われる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ニッケル水素二次
電池に関する。
電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えばニッケル金属水素化物電池の負極
として用いられる水素吸蔵合金電極は、従来、水素吸蔵
合金粉末を結着材と混合して形成したペーストを金属集
電体に被着して形成されている。この水素吸蔵合金とし
ては、ＬａＮｉ5 やＭｍＮｉ5中のＮｉを一部、Ｃｏ、
Ａｌ、Ｍｎに置換して微粉化（崩壊）を抑止し、その寿
命を向上させることが一般的である。
として用いられる水素吸蔵合金電極は、従来、水素吸蔵
合金粉末を結着材と混合して形成したペーストを金属集
電体に被着して形成されている。この水素吸蔵合金とし
ては、ＬａＮｉ5 やＭｍＮｉ5中のＮｉを一部、Ｃｏ、
Ａｌ、Ｍｎに置換して微粉化（崩壊）を抑止し、その寿
命を向上させることが一般的である。
【０００３】また、水素吸蔵合金粉末にＣｕ、Ｎｉ、Ｃ
ｏなどのメッキ膜やＰＴＦＥ膜を被着してその酸化や腐
食、微粉化を抑止することが、例えば特開平６−１６３
０７２号公報や特開平６−２２３８２４号公報に開示さ
れている。
ｏなどのメッキ膜やＰＴＦＥ膜を被着してその酸化や腐
食、微粉化を抑止することが、例えば特開平６−１６３
０７２号公報や特開平６−２２３８２４号公報に開示さ
れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、水素吸蔵合金
粉末自体は気、固、液三相界面と接触して電池反応を行
うので、水素吸蔵合金粉末は上記めっき膜やＰＴＦＥ膜
の被着にもかかわらず強アルカリ（アルカリ金属水酸化
物）の水溶液からなる電解液に接触し、更には過充電時
には酸素などとも接触するので、酸化や腐食を防止する
ことは困難である。一方、発明者らは、充放電を繰り返
して容量が低下した電池より水素吸蔵合金を取り出し、
合金元素の定量分析を行ったところ、水素吸蔵合金を構
成する他の元素に比べてＡｌが著しく減少していること
を見出した。
粉末自体は気、固、液三相界面と接触して電池反応を行
うので、水素吸蔵合金粉末は上記めっき膜やＰＴＦＥ膜
の被着にもかかわらず強アルカリ（アルカリ金属水酸化
物）の水溶液からなる電解液に接触し、更には過充電時
には酸素などとも接触するので、酸化や腐食を防止する
ことは困難である。一方、発明者らは、充放電を繰り返
して容量が低下した電池より水素吸蔵合金を取り出し、
合金元素の定量分析を行ったところ、水素吸蔵合金を構
成する他の元素に比べてＡｌが著しく減少していること
を見出した。
【０００５】すなわち、水素吸蔵合金粉末のＡｌは、強
アルカリ水溶液からなる電解液に接触してアルミン酸イ
オンＡｌ（ＯＨ）4 （Ｈ2 Ｏ）2 - 、Ａｌ（ＯＨ）
6 （Ｈ2Ｏ） 3- となって電解液に溶解し、その結果、
水素吸蔵合金粉末中のＡｌ量の減少により水素吸蔵合金
粉末の容量低下を招くという問題があることが推定され
る。
アルカリ水溶液からなる電解液に接触してアルミン酸イ
オンＡｌ（ＯＨ）4 （Ｈ2 Ｏ）2 - 、Ａｌ（ＯＨ）
6 （Ｈ2Ｏ） 3- となって電解液に溶解し、その結果、
水素吸蔵合金粉末中のＡｌ量の減少により水素吸蔵合金
粉末の容量低下を招くという問題があることが推定され
る。
【０００６】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、アルミニウムを含む組成の水素吸蔵合金粉末を負
極に用いるニッケル水素二次電池の経時的な性能劣化を
防止することを、その解決すべき課題としている。
あり、アルミニウムを含む組成の水素吸蔵合金粉末を負
極に用いるニッケル水素二次電池の経時的な性能劣化を
防止することを、その解決すべき課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の電池で
は、アルミニウムを含む組成の水素吸蔵合金粉末を負極
に用いるニッケル水素二次電池において、アルミン酸又
はその塩（ｘＭ2 Ｏ・ｙＡｌ2 Ｏ3 ・Ｈ2 Ｏ）を電解液
又は負極に添加した。実験によれば、これにより経時的
な容量劣化を防止することができた。
は、アルミニウムを含む組成の水素吸蔵合金粉末を負極
に用いるニッケル水素二次電池において、アルミン酸又
はその塩（ｘＭ2 Ｏ・ｙＡｌ2 Ｏ3 ・Ｈ2 Ｏ）を電解液
又は負極に添加した。実験によれば、これにより経時的
な容量劣化を防止することができた。
【０００８】この理由を推察すると、添加した水酸化ア
ルミニウム又はアルミン酸塩は電解液に溶解し、電解液
中のアルミン酸イオンはＡｌ（ＯＨ）4 （Ｈ
2 Ｏ）2 - 、Ａｌ（ＯＨ）6 （Ｈ2 Ｏ） 3- のような形
で存在すると推定される。このため、水素吸蔵合金粉末
中のＡｌがアルミン酸イオンの形でアルカリ電解液へ溶
出することが抑止され、水素吸蔵合金粉末中のＡｌの不
足による微粉化進行や反応性の低下による経時的な容量
劣化を防止することができるものと思われる。
ルミニウム又はアルミン酸塩は電解液に溶解し、電解液
中のアルミン酸イオンはＡｌ（ＯＨ）4 （Ｈ
2 Ｏ）2 - 、Ａｌ（ＯＨ）6 （Ｈ2 Ｏ） 3- のような形
で存在すると推定される。このため、水素吸蔵合金粉末
中のＡｌがアルミン酸イオンの形でアルカリ電解液へ溶
出することが抑止され、水素吸蔵合金粉末中のＡｌの不
足による微粉化進行や反応性の低下による経時的な容量
劣化を防止することができるものと思われる。
【０００９】請求項４記載の電池によれば、上記請求項
１乃至３のいずれか記載の電池において更に、水酸化ア
ルミニウム又はアルミン酸塩に含まれるアルミニウム量
は使用する電解液に対し０．１〜１ｗｔ％の濃度とされ
る。水酸化アルミニウム又はアルミン酸塩に含まれるア
ルミニウム量がこれより少ないと、充放電サイクルに伴
う容量低下の抑止効果が減少するという問題が生じ、こ
れより多いと電池放電特性の低下や自己放電の増加とい
う問題が生じる。
１乃至３のいずれか記載の電池において更に、水酸化ア
ルミニウム又はアルミン酸塩に含まれるアルミニウム量
は使用する電解液に対し０．１〜１ｗｔ％の濃度とされ
る。水酸化アルミニウム又はアルミン酸塩に含まれるア
ルミニウム量がこれより少ないと、充放電サイクルに伴
う容量低下の抑止効果が減少するという問題が生じ、こ
れより多いと電池放電特性の低下や自己放電の増加とい
う問題が生じる。
【００１０】
【発明を実施する形態】本発明の好適な態様を以下の実
施例に基づいて説明する。 （実施例）組成がＭｍＮｉ3.6 Ｃｏ0.75Ａｌ0.3 Ｍｎ
0.35（Ｌａ／Ｍｍ＝０．６）である水素吸蔵合金を機械
粉砕して１００メッシュ以下とした水素吸蔵合金粉末を
６０℃の６ＮＫＯＨ水溶液中に２４時間浸漬して合金表
面をアルカリエッチングし、水洗し、乾燥（空気中）し
て水素吸蔵合金粉末を形成した。この粉末とＭＣ（カル
ボキシメチルセルロース）水溶液を混練してペーストを
形成し、ペーストを一枚の発泡ニッケル集電体に充填
し、７０〜８０℃で乾燥し、ロールプレスして水素吸蔵
合金電極を作製した。
施例に基づいて説明する。 （実施例）組成がＭｍＮｉ3.6 Ｃｏ0.75Ａｌ0.3 Ｍｎ
0.35（Ｌａ／Ｍｍ＝０．６）である水素吸蔵合金を機械
粉砕して１００メッシュ以下とした水素吸蔵合金粉末を
６０℃の６ＮＫＯＨ水溶液中に２４時間浸漬して合金表
面をアルカリエッチングし、水洗し、乾燥（空気中）し
て水素吸蔵合金粉末を形成した。この粉末とＭＣ（カル
ボキシメチルセルロース）水溶液を混練してペーストを
形成し、ペーストを一枚の発泡ニッケル集電体に充填
し、７０〜８０℃で乾燥し、ロールプレスして水素吸蔵
合金電極を作製した。
【００１１】得られた水素吸蔵合金電極をポリプロピレ
ン不織布からなるセパレータを介してペースト式ニッケ
ル極からなる正極と組合せて電極ユニットを構成した。
電解液として比重１．２８のＫＯＨ水溶液に水酸化アル
ミニウムを１ｗｔ％濃度となるように溶解させたものを
２．３ｍｌだけ上記電極ユニットを収容する電池に注入
して公称容量１１００ｍＡｈのＡＡサイズ円筒密閉型電
池（実施例品１）を構成した。
ン不織布からなるセパレータを介してペースト式ニッケ
ル極からなる正極と組合せて電極ユニットを構成した。
電解液として比重１．２８のＫＯＨ水溶液に水酸化アル
ミニウムを１ｗｔ％濃度となるように溶解させたものを
２．３ｍｌだけ上記電極ユニットを収容する電池に注入
して公称容量１１００ｍＡｈのＡＡサイズ円筒密閉型電
池（実施例品１）を構成した。
【００１２】次に、比重１．２８のＫＯＨ水溶液を２．
３ｍｌだけ上記電極ユニットを収容する電池に注入して
公称容量１１００ｍＡｈのＡＡサイズ円筒密閉型電池
（比較例１品）を構成した。次に、水素吸蔵合金粉末を
１００メッシュ以下とした後、水素吸蔵合金粉末９５重
量部に対しＮｉ５重量部を無電解めっきした他は比較例
品２と同じとしてＡＡサイズ円筒密閉型電池（比較例２
品）を構成した。 （試験）上記３種類の電池を０．１Ｃで１２時間充電
し、０．２Ｃで１．０Ｖまで放電する充放電サイクルを
６００〜７００サイクル実施して放電容量の維持率（放
電容量／ピーク放電容量）を求めた。
３ｍｌだけ上記電極ユニットを収容する電池に注入して
公称容量１１００ｍＡｈのＡＡサイズ円筒密閉型電池
（比較例１品）を構成した。次に、水素吸蔵合金粉末を
１００メッシュ以下とした後、水素吸蔵合金粉末９５重
量部に対しＮｉ５重量部を無電解めっきした他は比較例
品２と同じとしてＡＡサイズ円筒密閉型電池（比較例２
品）を構成した。 （試験）上記３種類の電池を０．１Ｃで１２時間充電
し、０．２Ｃで１．０Ｖまで放電する充放電サイクルを
６００〜７００サイクル実施して放電容量の維持率（放
電容量／ピーク放電容量）を求めた。
【００１３】本実施例品は、７００回のサイクル試験後
もほとんど容量維持率の急低下が発生せず、また容量も
メッキ品（比較例２品）より大きかった。以上説明した
ように、本実施例によれば、水酸化アルミニウムの添加
という極めて簡単な方法でサイクル寿命を延長できた。 （変形態様）上記実施例では、電解液に水酸化アルミニ
ウムを添加したが、負極形成用のペースト又は完成した
負極に添加又は塗布することも可能であり、水酸化アル
ミニウムの代わりにアルミン酸塩としてリチウム塩やナ
トリウム塩やカリウム塩又はそれらの混合物とすること
も可能であることはもちろんである。
もほとんど容量維持率の急低下が発生せず、また容量も
メッキ品（比較例２品）より大きかった。以上説明した
ように、本実施例によれば、水酸化アルミニウムの添加
という極めて簡単な方法でサイクル寿命を延長できた。 （変形態様）上記実施例では、電解液に水酸化アルミニ
ウムを添加したが、負極形成用のペースト又は完成した
負極に添加又は塗布することも可能であり、水酸化アル
ミニウムの代わりにアルミン酸塩としてリチウム塩やナ
トリウム塩やカリウム塩又はそれらの混合物とすること
も可能であることはもちろんである。
【図１】本実施例品と比較例品の電池の容量維持率の変
化を示す特性図である。
化を示す特性図である。
Claims (4)
- 【請求項１】アルミニウムを含む組成の水素吸蔵合金粉
末を金属集電体に被着して形成した負極と、ニッケルを
主成分とする正極と、アルカリ金属水酸化物の水溶液か
らなる電解液とを有するニッケル水素二次電池におい
て、 水酸化アルミニウム又はアルミン酸塩が電解液又は負極
に添加されていることを特徴とするニッケル水素二次電
池。 - 【請求項２】前記塩は、Ｌｉ塩、Ｎａ塩、Ｋ塩のうちの
少なくとも一つを含む請求項１記載のニッケル水素二次
電池。 - 【請求項３】前記塩は、前記電解液と同種のアルカリ金
属を含む請求項１記載のニッケル水素二次電池。 - 【請求項４】前記水酸化アルミニウム又はアルミン酸塩
に含まれるアルミニウム量は前記電解液に対し０．１〜
１ｗｔ％の濃度とされる請求項１乃至３のいずれか記載
のニッケル水素二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8012412A JPH09204930A (ja) | 1996-01-29 | 1996-01-29 | ニッケル水素二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8012412A JPH09204930A (ja) | 1996-01-29 | 1996-01-29 | ニッケル水素二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09204930A true JPH09204930A (ja) | 1997-08-05 |
Family
ID=11804557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8012412A Pending JPH09204930A (ja) | 1996-01-29 | 1996-01-29 | ニッケル水素二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09204930A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1182718A1 (de) * | 2000-08-16 | 2002-02-27 | NBT GmbH | Ni/Metallhydrid-Sekundärelement |
| JP2007123228A (ja) * | 2005-09-28 | 2007-05-17 | Sanyo Electric Co Ltd | 水素吸蔵合金電極、アルカリ蓄電池及びアルカリ蓄電池の製造方法 |
| JP2011044388A (ja) * | 2009-08-24 | 2011-03-03 | Gs Yuasa Corp | ニッケル水素蓄電池 |
| JP2015144057A (ja) * | 2014-01-31 | 2015-08-06 | 川崎重工業株式会社 | アルカリ二次電池用正極及びその製造方法、アルカリ二次電池及びその製造方法 |
| WO2016136132A1 (ja) * | 2015-02-27 | 2016-09-01 | ソニー株式会社 | 電解質、電池、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システム |
-
1996
- 1996-01-29 JP JP8012412A patent/JPH09204930A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1182718A1 (de) * | 2000-08-16 | 2002-02-27 | NBT GmbH | Ni/Metallhydrid-Sekundärelement |
| US6881519B2 (en) | 2000-08-16 | 2005-04-19 | Varta Automotive Systems Gmbh | Ni/metal hydride secondary element |
| JP2007123228A (ja) * | 2005-09-28 | 2007-05-17 | Sanyo Electric Co Ltd | 水素吸蔵合金電極、アルカリ蓄電池及びアルカリ蓄電池の製造方法 |
| JP2011044388A (ja) * | 2009-08-24 | 2011-03-03 | Gs Yuasa Corp | ニッケル水素蓄電池 |
| JP2015144057A (ja) * | 2014-01-31 | 2015-08-06 | 川崎重工業株式会社 | アルカリ二次電池用正極及びその製造方法、アルカリ二次電池及びその製造方法 |
| WO2016136132A1 (ja) * | 2015-02-27 | 2016-09-01 | ソニー株式会社 | 電解質、電池、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システム |
| US10749209B2 (en) | 2015-02-27 | 2020-08-18 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Electrolyte, battery, battery pack, electronic apparatus, electric vehicle, power storage apparatus, and power system |
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