JP2000030736A

JP2000030736A - ニッケル・水素二次電池

Info

Publication number: JP2000030736A
Application number: JP10199010A
Authority: JP
Inventors: Hideji Suzuki; 秀治鈴木; Koji Taguchi; 幸治田口
Original assignee: Toshiba Battery Co Ltd
Current assignee: FDK Twicell Co Ltd
Priority date: 1998-07-14
Filing date: 1998-07-14
Publication date: 2000-01-28

Abstract

(57)【要約】【課題】常温下は勿論のこと、低温下でも大電流放電
が可能なニッケル・水素二次電池を提供する。【解決手段】集電体シートにニッケル化合物を主体と
する正極合剤が担持されている正極２と、集電体シート
に水素吸蔵合金を主体とする負極合剤が担持されている
負極１とをセパレータ３を介して積層または巻回して成
る電極群Ａが電池缶５の中に電解液と一緒に収容され、
電池缶５の開口部は正極端子を備えた封口板８で密閉さ
れており、電極群Ａにおける正極２の正極合剤が担持さ
れている部分の面積が電池の理論容量（単位：Ah）当た
り３０cm²以上の値であり、かつ、水素吸蔵合金の表面
が酸またはアルカリで処理され、好ましくは更にＥｒ₂
Ｏ₃が付着しており、電極群Ａにおける負極１の下端部
１Ａが正極２の下端部２Ａよりも突出しており、かつ少
なくとも負極の下端部１Ａが集電板６ａを介して電池缶
５と導通しているニッケル・水素二次電池。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はニッケル・水素二次
電池に関し、更に詳しくは、電池の内部抵抗が低く、従
来のニッケル・水素二次電池に比べると、常温下は勿論
のこと低温下でも大電流を取り出すことができるニッケ
ル・水素二次電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種の電動工具や電動補助付き自転車、
また最近開発が進められている電気自動車などの駆動電
源としては、充放電が可能でかつ携帯可能という点で各
種の二次電池が使用されている。

【０００３】上記用途に適合する二次電池には、大電流
放電が可能であるという特性が必要事項とされ、従来か
らは、ニッケル・カドミウム二次電池を採用するケース
が多い。これは、つぎのような理由による。すなわち、
ニッケル・カドミウム二次電池は、その内部抵抗が低
く、時間率当たりの放電電流（放電率）は大きく、また
過充・過放電した場合であっても電池特性の劣化を起こ
しにくいという特性を備えているからである。

【０００４】一方、ノート型パソコンや携帯電話などの
小型電子機器の駆動電源としては、前記したニッケル・
カドミウム二次電池よりもニッケル・水素二次電池が広
く使用されている。これはつぎの理由による。すなわ
ち、ニッケル・水素二次電池は、同一サイズのニッケル
・カドミウム二次電池に比べると、その内部抵抗が高
く、放電率も小さいとはいえ、その放電容量は１.５〜
２倍と大きいので、形状が小型であっても、微小電流で
駆動可能な電子機器を長時間に亘って駆動せしめること
ができるからである。

【０００５】このニッケル・水素二次電池には円筒形の
ものと角形のものがあるが、円筒形のものについて、そ
の概略を以下に説明する。

【０００６】最初に、正極と負極の製造について説明す
る。

【０００７】正極の製造に際しては、活物質である水酸
化ニッケルのようなニッケル化合物の粉末を主体とし、
これとＰＴＦＥのような結着剤と例えばコバルト酸化物
やコバルト水酸化物のようなコバルト化合物の導電材と
水とを混練して正極合剤のペーストを調製する。

【０００８】ついで、このペーストの所定量を、例えば
３次元網状構造を有するスポンジ状の金属多孔体や金属
繊維マットなどの耐アルカリ性の金属多孔構造体（集電
体シート）に充填したのち、乾燥、必要に応じては加圧
成形，裁断などを行って、所定の厚みと所定の平面形状
を有するシート状の正極にする。したがって、得られた
正極は、集電体シートの内部空隙部と表面に、乾燥した
正極合剤が担持された状態になっている。そして、正極
の上端部には、小片形状をした例えばニッケル製のタブ
端子が取り付けられる。

【０００９】一方、負極の製造に際しては、まず、水素
吸蔵合金の粉末を主体とし、更にはカルボキシメチルセ
ルロースのような増粘剤や炭素粉末のような導電材が配
合されている負極合剤のペーストを調製する。

【００１０】ついで、このペーストの所定量を、所定の
開口率を有する例えばニッケルパンチングシート（集電
体シート）に塗着，乾燥したのち、圧延処理，裁断を行
って、所定の厚みと平面形状を有するシート状の負極に
する。したがって、得られた負極は、集電体シートの開
口部と表面に乾燥した負極合剤が担持された状態になっ
ている。

【００１１】そして、この負極の場合、正極の場合と同
じように、端部にタブ端子を取り付けることもある。

【００１２】このようにして製造された正極と負極を用
いて、次に、電極群が製造される。

【００１３】まず、負極と、一方の端部にタブ端子が取
り付けられている正極の間に、保液性と電機絶縁性を備
えたセパレータを挟んでシート積層体を製造する。そし
て、このシート積層体の正極側に巻き芯を配置したの
ち、負極が外側となるように巻回して渦巻形状をした所
定外径の電極群にする。

【００１４】したがって、この電極群の断面構造は、図
３で示したように、負極１と正極２がセパレータ３を介
して交互に積層して成る積層構造になっていて、その中
心部に巻き芯を脱抜したのちに残る空孔４が形成され、
また上端部にはタブ端子２ａが突出している。

【００１５】そして、この電極群Ａがタブ端子２ａ側を
上にして所定内径の電池缶の中に挿入され、かつ所定の
アルカリ電解液が注液され、正極端子を備えた封口板で
電池缶の上部開口が密閉される。このとき、電極群の負
極１は電池缶の内壁と接触するので電池缶は負極端子と
して機能する。そして、電極群の電池缶への挿入時には
正極２のタブ端子２ａが封口板に接続される。

【００１６】なお、角形電池の電極群の場合は、負極と
正極をセパレータを介して複数枚交互に重ね合わせて所
定の厚みにしたものが用いられる。したがって、この場
合も電極群の断面構造は積層構造になっている。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記したニ
ッケル・カドミウム二次電池は、大電流を取り出すこと
ができるにもかかわらず、電極中のカドミウムが環境に
悪影響を及ぼす虞があるとのことから最近では前記した
電動工具などの駆動電源としては敬遠されはじめ、無公
害でかつニッケル・カドミウム二次電池よりも高容量な
ニッケル・水素二次電池と置換することが検討されてい
る。

【００１８】しかしながら、従来から市販されているニ
ッケル・水素二次電池は、１時間率の１〜３倍程度の放
電時にはじめて公称容量に相当する容量を得ることがで
きる。しかも、そのことは、常温下における事態であっ
て、−１０℃以下の低温環境下にあっては上記した効果
も得られない。

【００１９】したがって、従来のニッケル・水素二次電
池は、微小電流で駆動可能な前記小型電子機器の電源と
しては有効であるとはいえ、大電流を必要とし、とりわ
け低温下で使用される電動工具や電気自動車などの電源
としては事実上使用できないという問題があった。

【００２０】例えば、従来のニッケル・水素二次電池の
場合、１時間率の５倍を超えるような大電流で放電させ
ると、作動電圧は大幅に低下してしまい、また低温下に
おいて使用した場合に作動電圧が著しく低下し、実用に
耐え得ないという現状にある。

【００２１】本発明は、従来のニッケル・水素二次電池
における上記した問題を解決し、高容量であり、かつ常
温下，低温下で大電流放電を行っても作動電圧が低下す
ることを抑制することができる新規構造のニッケル・水
素二次電池の提供を目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するための研究を進めるに当たり、以下のような
考察を行った。

【００２３】（１）ニッケル・水素二次電池はニッケル
・カドミウム二次電池に比べてその容積エネルギー密度
が大きいので、同一サイズの電池を同じ時間率で放電さ
せた場合、ニッケル・水素二次電池の放電電流の方が大
きくなる。

【００２４】したがって、ニッケル・水素二次電池を高
い放電率で作動させても電池の作動電圧が低下しないよ
うにするためには、正極と負極の両極間を流れる電流値
を小さくすることが必要になる。その場合、電極群にお
いて、正極と負極との対向面積を大きくすれば、両極間
を流れる電流の電流密度は小さくなるので、作動電圧の
低下を抑制することが可能となる。

【００２５】したがって、正極と負極との対向面積、基
本的には正極における正極合剤を担持している部分の面
積を大きくすることは、大電流放電の実現にとって有効
であると考えられる。

【００２６】（２）一方、低温下で作動電圧が著しく低
下するという現象は、アルカリ電解液の凍結という問題
を除けば、負極を構成して水素の吸蔵・放出を行う水素
吸蔵合金粉末の表面活性が失活していることに基づくも
のであると考えられる。

【００２７】この水素吸蔵合金粉末は、そのインゴット
を例えばＡｒ雰囲気のような不活性雰囲気下で粉砕して
製造されたのち、前記した負極合剤ペーストの調製に使
用されているが、これらの一連の過程で表面活性を失活
することも考えられる。

【００２８】したがって、負極合剤ペーストの調製に先
立ち、対象とする水素吸蔵合金粉末の表面を活性化させ
ることにより低温下における電池の作動電圧の低下も抑
制することができるものと考えられる。また、表面を活
性化させた水素吸蔵合金粉末で負極合剤ペーストを調製
した場合、その過程で表面酸化を受けることが考えられ
るので、それを抑制することも必要であると考えられ
る。

【００２９】（３）従来のニッケル・水素二次電池の場
合には、負極と電池缶の内壁との接触界面が一方の導通
経路であった。そして微小電流の取り出し時には、その
接触抵抗は大きな電圧低下を引き起こすことはないが、
放電電流が大きくなると、上記接触抵抗は作動電圧の低
下に大きな影響を与えることになる。

【００３０】したがって、別の低抵抗な導通経路を組み
込めば、電池の内部抵抗が下がり更なる大電流放電は可
能になるものと考えられる。

【００３１】以上の観点に立って、本発明者らは鋭意研
究を進め、本発明のニッケル・水素二次電池を開発する
に至った。

【００３２】すなわち、本発明のニッケル・水素二次電
池は、集電体シートにニッケル化合物を主体とする正極
合剤が担持されている正極と、集電体シートに水素吸蔵
合金を主体とする負極合剤が担持されている負極とをセ
パレータを介して積層または巻回して成る電極群が電池
缶の中に電解液と一緒に収容され、前記電池缶の開口部
は正極端子を備えた封口板で密閉されているニッケル・
水素二次電池において、前記電極群における前記正極の
正極合剤が担持されている部分の面積が電池の理論容量
（単位：Ah）当たり３０cm²以上の値であり、かつ、前
記水素吸蔵合金の表面が酸またはアルカリで処理されて
いることを特徴とする。

【００３３】とくに、本発明においては、前記水素吸蔵
合金の前記表面の少なくとも一部にはＥｒ₂Ｏ₃を好適例
とする希土類元素化合物が付着しており、また、前記電
極群における前記負極の下端部が前記正極の下端部より
も突出しており、かつ少なくとも前記負極の下端部が集
電板を介して前記電池缶と導通しているニッケル・水素
二次電池が提供される。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、図面に則して本発明のニッ
ケル・水素二次電池を詳細に説明する。

【００３５】図１は、電極群の下部と上部の双方に集電
板を配設した本発明の円筒形ニッケル・水素二次電池の
好適な１例を示す断面図である。

【００３６】図１において、電池缶５の中には、負極１
とセパレータ３と正極２のシート積層体を渦巻状に巻回
して成る電極群Ａが図示しないアルカリ電解液と一緒に
収容されている。

【００３７】そして、電池缶５の缶底には、所定の直径
を有する円板形状の集電板６ａが溶接して配設され、そ
の上に前記電極群Ａが配設され、そして電極群Ａの上に
は、正極端子１０を備えた封口板８に溶接されたリード
７に接続して所定の直径を有する集電板６ｂが配設さ
れ、封口板８はガスケット９を介して電池缶５の上部開
口に嵌め込まれ、そこに加締め加工を施すことにより全
体が密閉された構造になっている。

【００３８】本発明の電池の場合、上記した電極群Ａに
巻回されている正極２において正極合剤を担持している
部分の面積が、製造目的の電池の理論容量（単位：Ah）
当たり３０cm²以上、すなわち３０cm²／Ah以上になって
いる。

【００３９】この値が３０cm²／Ahより小さい場合に
は、低温下はもとよりのこと常温下であっても、大電流
放電時における電池の作動電圧が低下してしまうからで
ある。

【００４０】正極２の上記した面積を大きくするために
は、例えば電極群Ａの外径や高さが一定であれば、正極
２の厚みを薄くすればよい。電極群Ａに巻回される正極
２の長さは長くなり、その結果、巻回後の正極の層数も
多くなり、電極群Ａにおける正極の面積が広くなるから
である。しかし、あまり薄くすると、正極の強度が低下
して巻回時にワレや亀裂などが発生し電極群Ａの不良本
数が増加したり、電池内のセパレータの占有体積が増加
する結果、電池容量の低下を招いてしまうので、厚みの
上限は１００cm²／Ahに設定することが好ましい。

【００４１】また、本発明の電池において、負極１に担
持されている負極合剤を構成する水素吸蔵合金粉末は、
次のような表面処理が施されたものである。

【００４２】すなわち、インゴットを粉砕して得られた
粉末を酸またはアルカリで処理したものである。

【００４３】このような処理を施すことにより、粉末表
面の例えば酸化皮膜などが除去され、水素の吸蔵・放出
にとって好適な活性表面が表出することになる。

【００４４】酸としては例えばＨＣｌ水溶液などを用い
ることができ、またアルカリとしては例えばＫＯＨ水溶
液などを用いることができる。

【００４５】この表面処理は次のような条件下で進めら
れる。

【００４６】例えば酸がＨＣｌ水溶液である場合、その
濃度は０.０１〜０.５Ｎのものが用いられる。濃度が低
すぎるものは粉末表面を充分に活性化することができ
ず、逆に濃度が高すぎるものは、粉末表面を腐食して水
素吸蔵能を奪うようになるからである。

【００４７】また液温が低すぎると表面の活性化を充分
に進めることができず、逆に液温を高くしすぎると、合
金の表面を腐食して水素吸蔵能を奪うような問題が生じ
てくるので、液温は０〜４０℃に設定することが好まし
い。更に処理時間が短すぎると表面の活性化は充分に進
まず、逆に処理時間が長くなりすぎると表面腐食が起こ
るようになるので、処理時間は１〜６０分間程度に設定
することが好ましい。

【００４８】また例えばアルカリがＫＯＨ水溶液である
場合、上記したＨＣｌ水溶液の場合と同様の理由で、そ
の濃度は０.１〜８.０Ｎ，液温は４０〜１００℃，処理
時間は１０〜１２０分に設定することが好ましい。

【００４９】上記した酸またはアルカリに水素吸蔵合金
粉末を投入し、上記した条件下で全体を撹拌したのち、
粉末を取り出し、更にそれを水洗して負極合剤ペースト
用の素材が製造される。

【００５０】なお、このとき、酸またはアルカリに所定
量の希土類元素化合物を添加して共存させておくと、こ
の希土類元素化合物が水素吸蔵合金粉末の活性表面に付
着する。そして、活性化した粉末表面に付着しているこ
の希土類元素は、負極合剤ペーストの調製時に水素吸蔵
合金粉末の前記活性表面の失活を防止する働きをする。
すなわち、酸またはアルカリの処理によって実現された
水素吸蔵合金粉末の表面の活性状態を保持し、もって低
温下における電池の作動電圧の低下を抑制するのであ
る。

【００５１】このような働きをする希土類元素化合物と
しては、例えば、Ｅｒ₂Ｏ₃，Ｙ₂Ｏ₃，Ｙｂ₂Ｏ₃などをあ
げることができる。これらは単独で用いてもよく、また
２種以上を混合して用いてもよい。これらのうち、とく
にＥｒ₂Ｏ₃は好適である。

【００５２】希土類元素化合物の添加量が少なすぎる
と、上記した効果は充分に発揮されず、負極合剤ペース
トの調製過程で合金粉末は表面酸化されて表面活性を失
活するようになり、また添加量が過多であっても上記し
た効果は飽和に達するのみならず、徒に高価な希土類元
素化合物を浪費することになるので、添加量は、処理対
象の水素吸蔵合金粉末１００重量部に対し、０.１〜３.
０重量部に設定することが好ましい。

【００５３】図１で示した本発明の電池例において、集
電板６ａ，６ｂはいずれも電池の内部抵抗を下げるため
の手段である。これらは、図１で示したように、電極群
Ａの下端面と上端面にそれぞれ配設されることが好まし
い。

【００５４】なお、本発明の電池においては、少なくと
も電極群Ａの下端部１Ａに集電板６ａを配設することが
好適であり、正極２の上端部２Ｂへの集電板６ｂの配設
は必ずしも必要としない。そして、電極群Ａの上端部２
Ｂに集電板６ｂを配設することに代えて、例えば正極の
製造時に、その上端に複数個のタブ端子を取り付けた態
様になっていてもよい。しかしながら、複数個のタブ端
子の取り付けの場合に比べると、図１で示したように、
電極群Ａの上端部にも集電板６ｂを配設した場合は、電
池の内部抵抗が下がるという点で有利であるとともに、
電池の組立作業も容易になるので好適である。

【００５５】電極群Ａは次のようにして製造される。

【００５６】一方の端部１Ａに負極合剤が担持されてい
ない前記した負極１と、一方の端部２Ｂには正極合剤が
担持されていない前記した正極２を製造し、上記した下
端部１Ａと上端部２Ｂが互いに反対方向を向くようにし
て負極１と正極２をセパレータ３を介して重ね合わせた
のち負極１を外側にして巻回する。

【００５７】したがって、得られた電極群Ａは、その下
端面に負極集電体シートの下端部１Ａが渦巻状に突出し
ており、また上端面には、正極集電体シートの上端部２
Ｂが同じく渦巻状に突出している。

【００５８】ここで、上記した電極群Ａの下端面への集
電板６ａの配設を実現するためには、製造された電極群
Ａの下端面において、図１で示したように、負極１の下
端部１Ａを少なくとも正極２の下端部２Ａよりも突出さ
せることが必要である。仮に正極２の下端部２Ａの方が
負極１の下端部１Ａより突出していると、集電板６ａは
正極２と導通してしまうからである。

【００５９】そして、得られた電極群Ａを電池缶５に挿
入するに際しては、まず、渦巻状に突出している負極集
電体シートの下端部１Ａの上に後述する集電板６ａを配
置して当該集電板と前記下端部１Ａの端面を接触させた
のち、その接触部の複数箇所を溶接して電極群Ａと集電
板６ａを一体化する。

【００６０】その後、電極群Ａにおける正極の上端部２
Ｂに集電板６ｂを配設して両者を溶接したのち、電池缶
５の開口部が封口体８で密閉され、図１で示した電池が
組み立てられる。

【００６１】

【実施例】実施例１〜４，比較例１〜６（１）負極の製造組成：ＬｍＮｉ_4.35Ｃｏ_0.40Ｍｎ_0.29Ａｌ_0.30（ただ
し、ＬｍはＬａ富化ミッシュメタル）の水素吸蔵合金粉
末（平均粒径３５μｍ）を用意した。

【００６２】上記合金粉末５００ｇを８Ｎ−ＫＯＨ水溶
液（液温８０℃）に投入して３０分間撹拌したのち取り
出し、充分に水洗して温度８０℃のＡｒ雰囲気中で乾燥
した。これを処理粉末Ａとする。合金粉末５００ｇとＥ
ｒ₂Ｏ₃粉末５ｇとを８Ｎ−ＫＯＨ水溶液（液温８０℃）
に投入して３０分間撹拌したのち取り出し、充分に水洗
して温度８０℃のＡｒ雰囲気中で乾燥した。これを処理
粉末Ｂとする。合金粉末５００ｇを０.５Ｎ−ＨＣｌ水
溶液（液温２０℃，ｐＨ１）に投入して３０分間撹拌し
たのち取り出し、充分に水洗して温度８０℃のＡｒ雰囲
気中で乾燥した。これを処理粉末Ｃとする。合金粉末５
００ｇとＥｒ₂Ｏ₃粉末５ｇとを０.５Ｎ−ＨＣｌ水溶液
（液温８０℃，ｐＨ１）に投入して３０分間撹拌したの
ち取り出し、充分に水洗して温度８０℃のＡｒ雰囲気中
で乾燥した。これを処理粉末Ｄとする。これら４種類の
処理粉末のそれぞれ１００重量部に対し、アクリル酸ナ
トリウムとビニルアルコールとの共重合体０.３重量
部，カルボキシル化スチレン・ブタジエンゴム（トルエ
ン不溶分６０重量％）１重量部，カーボンブラック１重
量部，Ｎｉ粉末１重量部を混合し、ここに水５０重量部
を添加して撹拌し、４種類の負極合剤ペーストを調製し
た。

【００６３】ついで、各ペーストを、ニッケルパンチン
グシートに塗着し、温度８０℃で０.５時間乾燥したの
ちロール圧延し、図１の下端部１Ａに相当する箇所の乾
燥ペーストを除去して４種類の負極を製造した。

【００６４】ここで、処理粉末Ａを担持する負極を負極
Ａ，処理粉末Ｂを担持する負極を負極Ｂ，処理粉末Ｃを
担持する負極を負極Ｃ，処理粉末Ｄを担持する負極を負
極Ｄとする。

【００６５】なお、比較のために、未処理の合金粉末を
用いて同様の条件で負極合剤ペーストを調製し、それを
用いて負極を製造した。この負極を負極Ｅとする。（２）正極の製造水酸化ニッケル粉末１００重量部に対し、一酸化コバル
ト粉末１１重量部，カルボキシメチルセルロース０.３
３重量部，ＰＴＦＥディスパージョン（比重１.５，固
形分６０重量％）０.５６重量部，水５０重量部を配合
して全体を混練することにより正極合剤ペーストを調製
した。

【００６６】このペーストを、Ｎｉめっき繊維基板に充
填し、更にその両面にも塗着したのち乾燥し、ロール圧
延して正極を製造した。

【００６７】このとき、正極合剤ペーストの充填量や塗
着厚みを変えることにより、合剤の量は一定のまま、電
池の理論容量当たりの面積が２０cm²／Ah，３０cm²／Ah
となるようにした。

【００６８】ここで、前者の正極を正極Ａ，後者の正極
を正極Ｂとする。

【００６９】（３）電池の組み立て図１で示した４／５Ａサイズの円筒形ニッケル・水素二
次電池を次のようにして組み立てた。

【００７０】まず、上記した各正極と各負極を表１で示
したように組み合わせ、両極間に親水化ポリオレフィン
製不織布のセパレータを挟んでシート積層体とし、これ
を負極が外側となるように巻回して図１で示した電極群
Ａを製造した。

【００７１】各電極群Ａにおける下端部１ＡをＮｉ製の
集電板６ａに圧接したのち２０箇所を点溶接して両者を
一体化した。

【００７２】ついで、電極群Ａを集電板６ａを下にして
電池缶５の中に挿入して缶底に集電板６ａを接触させた
のち、電極群Ａの空孔４から上部溶接電極（図示しな
い）を挿入して集電板６ａを加圧し、また電池缶５の外
側には下部溶接電極（図示しない）を配置して前記電池
缶５の缶底を上方に加圧し、両電極間に溶接電流を通電
することにより、集電板６ａを電池缶５の缶底に溶接し
た。そして電池缶５の中に７Ｎ−ＫＯＨと１Ｎ−ＬｉＯ
Ｈを主体とする電解液を注液した。

【００７３】更に電極群Ａの上に同じＮｉ製集電板６ｂ
を配置し、２０箇所を点溶接し、更に集電板６ｂにＮｉ
製のリード７を溶接したのち封口板８にも溶接した。そ
して、ガスケット９を介して封口板８を電池缶５の上部
開口に嵌め込み、全体に加締め加工を行って電池を組み
立てた。

【００７４】

【表１】（４）電池の特性以上の各電池につき、下記の仕様で電池特性を調査し
た。

【００７５】（ｉ）室温下において１時間率で１.２時
間の充電を行い、３０分の休止後に、−１０℃の温度下
において１時間率の１倍の電流で放電を実施し、（ii）
室温下において１時間率で１.２時間の充電を行い、３
０分の休止後に、−１０℃の温度下において１時間率の
３倍の電流で放電を実施し、（iii）室温下において１
時間率で１.２時間の充電を行い、３０分の休止後に、
−１０℃の温度下において１時間率の５倍の電流で放電
を実施し、（iv）室温下において１時間率で１.２時間
の充電を行い、３０分の休止後に、−１０℃の温度下に
おいて１時間率の１０倍の電流で放電を実施し、それぞ
れの場合、電池の作動電圧が１０００mVに達するまでの
放電容量を測定した。

【００７６】なお、(ｉ)〜（iv）の各場合の充放電後に
は、１時間率の１倍の電流で電池電圧が１０００mVにな
るまでの放電を行い、充電前の残存容量に揃えた。

【００７７】以上の結果を、放電率と放電容量との関係
として図２に示した。

【００７８】図１から次のことが明らかである。

【００７９】（１）正極合剤が担持されている部分の面
積が３０cm²／Ahである正極Ｂと、水素吸蔵合金粉末が
酸またはアルカリで処理されている負極Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ
とを組み合わせた実施例電池１〜４は、いずれも、上記
２つの要件のいずれかまたは全てを欠いている比較例電
池１〜６に比べて、−１０℃という低温下においても大
電流放電が実現されている。

【００８０】とくに、従来のニッケル・水素二次電池に
相当する比較例電池１に比べると、低温下における放電
特性が著しく向上している。

【００８１】（２）実施例電池２，４と実施例電池１，
３を対比して明らかなように、前者の方が低温下におけ
る放電特性は優れている。これは、水素吸蔵合金粉末の
表面処理時に配合したＥｒ₂Ｏ₃の効果を明瞭に示す事実
である。

【００８２】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
ニッケル・水素二次電池は、従来のニッケル・水素二次
電池では実現できなかった大電流放電が可能である。と
くに、低温下でも大電流放電が可能な電池になってい
る。

【００８３】したがって、この電池は、常温下は勿論の
こと低温下でも使用可能な電動工具や電気自動車などの
駆動電源としてその工業的価値は大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のニッケル・水素二次電池の好適例を示
す断面図である。

【図２】放電率と放電容量との関係を示すグラフであ
る。

【図３】従来の電極群の断面構造を示す断面図である。

【符号の説明】

１負極１Ａ負極１の下端部１Ｂ負極１の上端部２正極２Ａ正極２の下端部２Ｂ正極２の上端部２ａタブ端子３セパレータ４空孔５電池缶６ａ，６ｂ集電板７リード８封口板９ガスケット１０正極端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5H003 AA01 BA00 BB02 BB04 BD00 5H016 AA02 AA05 BB12 EE01 EE05 HH04 5H028 AA01 AA05 BB10 CC12 EE01 EE05 HH05 HH10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】集電体シートにニッケル化合物を主体と
する正極合剤が担持されている正極と、集電体シートに
水素吸蔵合金を主体とする負極合剤が担持されている負
極とをセパレータを介して積層または巻回して成る電極
群が電池缶の中に電解液と一緒に収容され、前記電池缶
の開口部は正極端子を備えた封口板で密閉されているニ
ッケル・水素二次電池において、前記電極群における前記正極の正極合剤が担持されてい
る部分の面積が電池の理論容量（単位：Ah）当たり３０
cm²以上の値であり、かつ、前記水素吸蔵合金の表面が
酸またはアルカリで処理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】前記水素吸蔵合金の前記表面の少なくと
も一部には希土類元素化合物が付着している請求項１の
ニッケル・水素二次電池。
【請求項３】前記希土類化合物がＥｒ₂Ｏ₃である請求
項２のニッケル・水素二次電池。
【請求項４】前記電極群における前記負極の下端部が
前記正極の下端部よりも突出しており、かつ少なくとも
前記負極の下端部が集電板を介して前記電池缶と導通し
ている請求項１のニッケル・水素二次電池。