JP2000067905A - 二次電池 - Google Patents
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 充放電サイクル時の放電電圧の低下および放
電容量の減少を抑制し、かつ自己放電の少ない高容量の
二次電池を提供する。 【解決手段】 容器と、この容器内に収納された発電要
素とを具備し、前記発電要素の電極表面は、多孔質導電
性被膜またはパターン状の導電性被膜で覆われているこ
とを特徴とする。
電容量の減少を抑制し、かつ自己放電の少ない高容量の
二次電池を提供する。 【解決手段】 容器と、この容器内に収納された発電要
素とを具備し、前記発電要素の電極表面は、多孔質導電
性被膜またはパターン状の導電性被膜で覆われているこ
とを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、二次電池に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】二次電池は、一般に正極および負極の間
にセパレータを配置して作られた電極群を電解液（また
は電解質）と共に容器内に収納した構造を有する。この
二次電池は、一次電池と異なり、充放電を繰り返して使
用できる特徴を有する。このような二次電池は、高容量
であることが要求されている。
にセパレータを配置して作られた電極群を電解液（また
は電解質）と共に容器内に収納した構造を有する。この
二次電池は、一次電池と異なり、充放電を繰り返して使
用できる特徴を有する。このような二次電池は、高容量
であることが要求されている。
【０００３】しかしながら、高容量化された二次電池で
はサイクルの進行に伴って内部に微妙な変化が生じて放
電電圧の低下や放電容量の減少が認められる。
はサイクルの進行に伴って内部に微妙な変化が生じて放
電電圧の低下や放電容量の減少が認められる。
【０００４】また、組電池の形態で用いられることの多
い二次電池では、個々の二次電池間の放電容量の差が生
じた場合、充電深度の度合の相違がさらに固体差を生じ
る問題が起こる。
い二次電池では、個々の二次電池間の放電容量の差が生
じた場合、充電深度の度合の相違がさらに固体差を生じ
る問題が起こる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、充放電サイ
クル時の放電電圧の低下および放電容量の減少を抑制
し、かつ自己放電の少ない高容量の二次電池を提供しよ
うとするものである。
クル時の放電電圧の低下および放電容量の減少を抑制
し、かつ自己放電の少ない高容量の二次電池を提供しよ
うとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる二次電池
は、容器と、この容器内に収納された発電要素とを具備
し、前記発電要素の電極表面は、多孔質導電性被膜また
はパターン状の導電性被膜で覆われていることを特徴と
するものである。
は、容器と、この容器内に収納された発電要素とを具備
し、前記発電要素の電極表面は、多孔質導電性被膜また
はパターン状の導電性被膜で覆われていることを特徴と
するものである。
【０００７】本発明に係わる別の二次電池は、容器と、
この容器内に収納された発電要素とを具備し、前記容器
内面は、導電性被膜で覆われていることを特徴とするも
のである。
この容器内に収納された発電要素とを具備し、前記容器
内面は、導電性被膜で覆われていることを特徴とするも
のである。
【０００８】本発明に係わるさらに別の二次電池は、容
器と、この容器内に収納された発電要素とを具備し、前
記発電要素の電極表面は、多孔質導電性被膜またはパタ
ーン状の導電性被膜で覆われ、かつ前記容器内面は導電
性被膜で覆われていることを特徴とするものである。
器と、この容器内に収納された発電要素とを具備し、前
記発電要素の電極表面は、多孔質導電性被膜またはパタ
ーン状の導電性被膜で覆われ、かつ前記容器内面は導電
性被膜で覆われていることを特徴とするものである。
【０００９】本発明に係わる二次電池において、前記容
器内面に被覆される導電性被膜または前記電極面に被覆
されるパターン状の導電性被膜はは金、炭素または炭化
チタンからなることが好ましい。
器内面に被覆される導電性被膜または前記電極面に被覆
されるパターン状の導電性被膜はは金、炭素または炭化
チタンからなることが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる二次電池を
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００１１】本発明に係わる二次電池は、容器とこの容
器内に収納された発電要素とを具備し、前記容器の内面
に導電性被膜を被覆するか、前記電極群の電極表面に多
孔質導電性被膜またはパターン状の導電性被膜を被覆す
るか、もしくは前記容器内面および前記電極群の電極表
面に前記導電性被膜を被覆するか、いずれかの構造を有
する。
器内に収納された発電要素とを具備し、前記容器の内面
に導電性被膜を被覆するか、前記電極群の電極表面に多
孔質導電性被膜またはパターン状の導電性被膜を被覆す
るか、もしくは前記容器内面および前記電極群の電極表
面に前記導電性被膜を被覆するか、いずれかの構造を有
する。
【００１２】前記容器内面に被覆される導電性被膜は、
例えばスパッタ法、蒸着法または塗布法により金、炭素
または炭化チタン等を被覆することにより形成される。
例えばスパッタ法、蒸着法または塗布法により金、炭素
または炭化チタン等を被覆することにより形成される。
【００１３】前記電極表面に被覆されるパターン状の導
電性被膜は、例えばストライプ状、格子状、島状等の形
状を有する。このようなパターン状の導電性被膜は、例
えば金、炭素または炭化チタン等の導電性粉末を含む導
電性塗料を電極表面にシルク印刷によりパターン状に塗
布し、乾燥することにより形成される。
電性被膜は、例えばストライプ状、格子状、島状等の形
状を有する。このようなパターン状の導電性被膜は、例
えば金、炭素または炭化チタン等の導電性粉末を含む導
電性塗料を電極表面にシルク印刷によりパターン状に塗
布し、乾燥することにより形成される。
【００１４】前記電極表面に被覆される多孔質導電性被
膜は、例えば炭素または炭化チタン等の導電性粉末を含
む導電性塗料を電極表面全体に塗布し、乾燥することに
より形成される。この多孔質導電性被膜は、良好なガス
透過性を付与するために気孔率が５０〜９９％であるこ
とが好ましい。
膜は、例えば炭素または炭化チタン等の導電性粉末を含
む導電性塗料を電極表面全体に塗布し、乾燥することに
より形成される。この多孔質導電性被膜は、良好なガス
透過性を付与するために気孔率が５０〜９９％であるこ
とが好ましい。
【００１５】前記導電性被膜の厚さは、０．１〜２００
μｍであることが好ましい。
μｍであることが好ましい。
【００１６】本発明に係わる二次電池を図１のニッケル
水素二次電池を例示して具体的に説明する。有底円筒状
の容器１内には、正極２とセパレータ３と負極４とを積
層して渦巻き状に捲回することにより作製された電極群
５が収納されている。前記負極４は、前記電極群５の最
外周に配置されて前記容器１と電気的に接触している。
アルカリ電解液は、前記容器１内に収容されている。
水素二次電池を例示して具体的に説明する。有底円筒状
の容器１内には、正極２とセパレータ３と負極４とを積
層して渦巻き状に捲回することにより作製された電極群
５が収納されている。前記負極４は、前記電極群５の最
外周に配置されて前記容器１と電気的に接触している。
アルカリ電解液は、前記容器１内に収容されている。
【００１７】中央に穴６を有する円形の封口板７は、前
記容器１の上部開口部に配置されている。リング状の絶
縁性ガスケット８は、前記封口板７の周縁と前記容器１
の上部開口部内面の間に配置され、前記上部開口部を内
側に縮径するカシメ加工により前記容器１に前記封口板
７を前記ガスケット８を介して気密に固定されている。
正極リード９は、一端が前記正極２に接続、他端が前記
封口板７の下面に接続されている。帽子形状をなす正極
端子１０は、前記封口板７上に前記孔６を覆うように取
り付けられている。
記容器１の上部開口部に配置されている。リング状の絶
縁性ガスケット８は、前記封口板７の周縁と前記容器１
の上部開口部内面の間に配置され、前記上部開口部を内
側に縮径するカシメ加工により前記容器１に前記封口板
７を前記ガスケット８を介して気密に固定されている。
正極リード９は、一端が前記正極２に接続、他端が前記
封口板７の下面に接続されている。帽子形状をなす正極
端子１０は、前記封口板７上に前記孔６を覆うように取
り付けられている。
【００１８】ゴム製の安全弁１１は、前記封口板７と前
記正極端子１０で囲まれた空間内に前記孔６を塞ぐよう
に配置されている。中央に穴を有する絶縁材料からなる
円形の押え板１２は、前記正極端子１０上に前記正極端
子１０の突起部がその押え板１２の前記穴から突出され
るように配置されている。外装チューブ１３は、前記押
え板１２の周縁、前記容器１の側面及び前記容器１の底
部周縁を被覆している。
記正極端子１０で囲まれた空間内に前記孔６を塞ぐよう
に配置されている。中央に穴を有する絶縁材料からなる
円形の押え板１２は、前記正極端子１０上に前記正極端
子１０の突起部がその押え板１２の前記穴から突出され
るように配置されている。外装チューブ１３は、前記押
え板１２の周縁、前記容器１の側面及び前記容器１の底
部周縁を被覆している。
【００１９】次に、前記正極２、負極４、セパレータ３
および電解液について説明する。
および電解液について説明する。
【００２０】１）正極２ この正極２は、活物質である水酸化ニッケル粉末を含む
ペーストを金属多孔体に充填した構造を有する。
ペーストを金属多孔体に充填した構造を有する。
【００２１】前記水酸化ニッケルは、粉末Ｘ線回折法に
よる（１０１）面のピーク半価幅が０．８°／２θ以上
であることが好ましい。
よる（１０１）面のピーク半価幅が０．８°／２θ以上
であることが好ましい。
【００２２】前記水酸化ニッケルにおいて、Ｃｏ、Ｃ
ｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｓｉのよう
な金属を共沈することを許容する。
ｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｓｉのよう
な金属を共沈することを許容する。
【００２３】前記金属多孔体としては、例えばスポンジ
状、繊維状、もしくはフェルト状のものを挙げることが
できる。
状、繊維状、もしくはフェルト状のものを挙げることが
できる。
【００２４】前記正極は、例えば前記水酸化ニッケル粉
末に導電材を添加し、結着剤および水と共に混練してペ
ーストを調製し、このペーストを前記金属多孔体に充填
し、乾燥した後、成形することにより作製される。
末に導電材を添加し、結着剤および水と共に混練してペ
ーストを調製し、このペーストを前記金属多孔体に充填
し、乾燥した後、成形することにより作製される。
【００２５】前記導電材としては、例えば金属コバル
ト、コバルト酸化物、コバルト水酸化物等を挙げること
ができる。
ト、コバルト酸化物、コバルト水酸化物等を挙げること
ができる。
【００２６】前記結着剤としては、例えばカルボキシメ
チルセルロース、メチルセルロース、ポリアクリル酸ナ
トリウム、ポリテトラフルオロエチレン等を挙げること
ができる。
チルセルロース、メチルセルロース、ポリアクリル酸ナ
トリウム、ポリテトラフルオロエチレン等を挙げること
ができる。
【００２７】２）負極４ この負極４は、水素吸蔵合金粉末を含むペーストを導電
性基板に充填した構造を有する。
性基板に充填した構造を有する。
【００２８】前記水素吸蔵合金としては、格別制限され
るものではなく、電解液中で電気化学的に発生させた水
素を吸蔵でき、かつ放電時にその吸蔵水素を容易に放出
できるものであればよい。この水素吸蔵合金としては、
例えばＬａＮｉ5 、ＭｍＮｉ5 （Ｍｍ；ミッシュメタ
ル）、ＬｍＮｉ5 （Ｌｍ；ランタン富化したミッシュメ
タル）、またはこれらのＮｉの一部をＡｌ、Ｍｎ、Ｃ
ｏ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｂのような元素で
置換した多元素系のもの、もしくはＴｉＮｉ系、ＴｉＦ
ｅ系のものを挙げることができる。中でも、一般式Ｌｍ
Ｎｉx Ｍｎy Ａz （ただし、ＡはＡｌ，Ｃｏから選ばれ
る少なくとも一種の金属、原子比ｘ，ｙ，ｚはその合計
値が４．８≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦５．４を示す）で表されるも
のを用いることが好ましい。
るものではなく、電解液中で電気化学的に発生させた水
素を吸蔵でき、かつ放電時にその吸蔵水素を容易に放出
できるものであればよい。この水素吸蔵合金としては、
例えばＬａＮｉ5 、ＭｍＮｉ5 （Ｍｍ；ミッシュメタ
ル）、ＬｍＮｉ5 （Ｌｍ；ランタン富化したミッシュメ
タル）、またはこれらのＮｉの一部をＡｌ、Ｍｎ、Ｃ
ｏ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｂのような元素で
置換した多元素系のもの、もしくはＴｉＮｉ系、ＴｉＦ
ｅ系のものを挙げることができる。中でも、一般式Ｌｍ
Ｎｉx Ｍｎy Ａz （ただし、ＡはＡｌ，Ｃｏから選ばれ
る少なくとも一種の金属、原子比ｘ，ｙ，ｚはその合計
値が４．８≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦５．４を示す）で表されるも
のを用いることが好ましい。
【００２９】前記導電性基板としては、パンチドメタ
ル、エキスパンデッドメタル、穿孔剛板、ニッケルネッ
トなどの二次元基板や、フェルト状金属多孔体や、スポ
ンジ状金属基板などの三次元基板を挙げることができ
る。
ル、エキスパンデッドメタル、穿孔剛板、ニッケルネッ
トなどの二次元基板や、フェルト状金属多孔体や、スポ
ンジ状金属基板などの三次元基板を挙げることができ
る。
【００３０】前記負極は、例えば前記水素吸蔵合金に導
電材を添加し、結着剤および水と共に混練してペースト
を調製し、このペーストを前記導電性基板に充填し、乾
燥した後、成形することにより作製される。
電材を添加し、結着剤および水と共に混練してペースト
を調製し、このペーストを前記導電性基板に充填し、乾
燥した後、成形することにより作製される。
【００３１】前記導電材としては、例えばカーボンブラ
ック等を用いることができる。
ック等を用いることができる。
【００３２】前記結着剤としては、前記正極で用いたの
と同様なものを挙げることができる。
と同様なものを挙げることができる。
【００３３】３）セパレータ３ このセパレータ３は、例えばポリオレフィン繊維やナイ
ロン繊維からなる不織布、同繊維からなる織布もしくは
これら不織布および織布で複合化された複合シートから
作られる。特に、前記セパレータはポリオレフィン系合
成樹脂繊維を含むシート状物から形成され、かつ前記シ
ート状物がカルボキシル基を有するビニルモノマーでグ
ラフト共重合された物から形成されることが好ましい。
ロン繊維からなる不織布、同繊維からなる織布もしくは
これら不織布および織布で複合化された複合シートから
作られる。特に、前記セパレータはポリオレフィン系合
成樹脂繊維を含むシート状物から形成され、かつ前記シ
ート状物がカルボキシル基を有するビニルモノマーでグ
ラフト共重合された物から形成されることが好ましい。
【００３４】前記ポリオレフィン系合成樹脂繊維として
は、ポリオレフィン単一繊維、ポリオレフィン繊維から
なる芯材表面に前記ポリオレフィン繊維とは異なるポリ
オレフィン繊維が被覆された芯鞘構造の複合繊維、互い
に異なるポリオレフィン繊維同士が円形に接合された分
割構造の複合繊維等を挙げることができる。前記ポリオ
レフィンとしては、例えばポリエチレン、ポリプロピレ
ンなどを挙げることができる。
は、ポリオレフィン単一繊維、ポリオレフィン繊維から
なる芯材表面に前記ポリオレフィン繊維とは異なるポリ
オレフィン繊維が被覆された芯鞘構造の複合繊維、互い
に異なるポリオレフィン繊維同士が円形に接合された分
割構造の複合繊維等を挙げることができる。前記ポリオ
レフィンとしては、例えばポリエチレン、ポリプロピレ
ンなどを挙げることができる。
【００３５】前記ポリオレフィン系合成樹脂繊維を含む
シート状物としては、例えば前述したポリオレフィン系
合成樹脂繊維からなる不織布、同繊維からなる織布もし
くはこれら不織布および織布で複合化された複合シート
を挙げることができる。前記不織布は、例えば乾式法、
湿式法、スパンボンド法、メルトブロー法等によって作
製される。
シート状物としては、例えば前述したポリオレフィン系
合成樹脂繊維からなる不織布、同繊維からなる織布もし
くはこれら不織布および織布で複合化された複合シート
を挙げることができる。前記不織布は、例えば乾式法、
湿式法、スパンボンド法、メルトブロー法等によって作
製される。
【００３６】前記カルボキシル基を有するビニルモノマ
ーとしては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、前記ア
クリル酸や前記メタクリル酸のエステル類を挙げること
ができる。前記ビニルモノマーの中でも、アクリル酸が
好適である。
ーとしては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、前記ア
クリル酸や前記メタクリル酸のエステル類を挙げること
ができる。前記ビニルモノマーの中でも、アクリル酸が
好適である。
【００３７】４）アルカリ電解液 このアルカリ電解液としては、例えば水酸化ナトリウム
（ＮａＯＨ）、水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）、水酸化カ
リウム（ＫＯＨ）、水酸化セシウム（ＣｅＯＨ）および
水酸化ルビジウム（ＲｂＯＨ）から選ばれる少なくとも
１の水酸化物を含む組成のものが用いられる。この中
で、ＮａＯＨとＬｉＯＨの混合液、ＫＯＨとＬｉＯＨの
混合液、ＫＯＨとＬｉＯＨとＮａＯＨの混合液が好まし
い。
（ＮａＯＨ）、水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）、水酸化カ
リウム（ＫＯＨ）、水酸化セシウム（ＣｅＯＨ）および
水酸化ルビジウム（ＲｂＯＨ）から選ばれる少なくとも
１の水酸化物を含む組成のものが用いられる。この中
で、ＮａＯＨとＬｉＯＨの混合液、ＫＯＨとＬｉＯＨの
混合液、ＫＯＨとＬｉＯＨとＮａＯＨの混合液が好まし
い。
【００３８】前述したニッケル水素二次電池において、
前記容器１の内面に導電性被膜を被覆するか、前記電極
群５の電極（正負極２，４のいずれか一方もしくは両
者）の表面に多孔質導電性被膜またはパターン状の導電
性被膜を被覆するか、もしくは前記容器１内面および前
記電極群５の電極（正負極２，４のいずれか一方もしく
は両者）の表面に前記導電性被膜を被覆するか、いずれ
かの構造を有する。
前記容器１の内面に導電性被膜を被覆するか、前記電極
群５の電極（正負極２，４のいずれか一方もしくは両
者）の表面に多孔質導電性被膜またはパターン状の導電
性被膜を被覆するか、もしくは前記容器１内面および前
記電極群５の電極（正負極２，４のいずれか一方もしく
は両者）の表面に前記導電性被膜を被覆するか、いずれ
かの構造を有する。
【００３９】なお、本発明にかかる二次電池はニッケル
水素二次電池の他、リチウムイオン二次電池、ポリマー
二次電池にも同様に適用できる。
水素二次電池の他、リチウムイオン二次電池、ポリマー
二次電池にも同様に適用できる。
【００４０】以上説明した本発明に係わる二次電池によ
れば、容器とこの容器内に収納された発電要素とを具備
し、前記容器の内面に導電性被膜を被覆するか、前記電
極群の電極表面に多孔質導電性被膜またはパターン状の
導電性被膜を被覆するか、もしくは前記容器内面および
前記電極群の電極表面に前記導電性被膜を被覆するか、
いずれかの構造にすることによって、放電電圧を向上さ
せ、サイクル経過時の放電電圧の低下と放電容量の減少
を抑制し、かつ自己放電量を低減することができる。
れば、容器とこの容器内に収納された発電要素とを具備
し、前記容器の内面に導電性被膜を被覆するか、前記電
極群の電極表面に多孔質導電性被膜またはパターン状の
導電性被膜を被覆するか、もしくは前記容器内面および
前記電極群の電極表面に前記導電性被膜を被覆するか、
いずれかの構造にすることによって、放電電圧を向上さ
せ、サイクル経過時の放電電圧の低下と放電容量の減少
を抑制し、かつ自己放電量を低減することができる。
【００４１】すなわち、容器の内面に導電性被膜を被覆
するか、電極群の電極表面に多孔質導電性被膜またはパ
ターン状の導電性被膜を被覆するか、もしくは容器内面
および電極群の電極表面に前記導電性被膜を被覆する
か、いずれかの構造にすることによって、電極自体の導
電性の向上、電極と容器との接触性が良好になるため、
電池自体の内部抵抗（インピーダンス）を低減すること
ができる。電池反応において、電極の導電性は放電レー
ト特性、インピーダンスに直接影響を及ぼすため、特に
二次電池ではサイクル特性に大きく影響を与える。
するか、電極群の電極表面に多孔質導電性被膜またはパ
ターン状の導電性被膜を被覆するか、もしくは容器内面
および電極群の電極表面に前記導電性被膜を被覆する
か、いずれかの構造にすることによって、電極自体の導
電性の向上、電極と容器との接触性が良好になるため、
電池自体の内部抵抗（インピーダンス）を低減すること
ができる。電池反応において、電極の導電性は放電レー
ト特性、インピーダンスに直接影響を及ぼすため、特に
二次電池ではサイクル特性に大きく影響を与える。
【００４２】したがって、本発明によれば放電電圧を向
上させ、サイクル経過時の放電電圧の低下と放電容量の
減少を抑制し、かつ自己放電量を低減することができ
る。
上させ、サイクル経過時の放電電圧の低下と放電容量の
減少を抑制し、かつ自己放電量を低減することができ
る。
【００４３】また、水溶液系の電解液を備える二次電池
やニッケル水素二次電池では自己放電が比較的大きいた
め、前述した導電性被膜を被覆した構造にすることによ
って、レート特性のみならず、自己放電の抑制を図るこ
とが可能になる。
やニッケル水素二次電池では自己放電が比較的大きいた
め、前述した導電性被膜を被覆した構造にすることによ
って、レート特性のみならず、自己放電の抑制を図るこ
とが可能になる。
【００４４】さらに、非水電解液を備えた二次電池では
電解質の導電率が水溶液系の電解液に比べて低く、かつ
使用する電極材料の導電率も低いことから、前述した導
電性被膜を被覆した構造にすることによって、レート特
性の向上のみならず、サイクル経過時の放電電圧の低下
抑制を図ることが可能になる。
電解質の導電率が水溶液系の電解液に比べて低く、かつ
使用する電極材料の導電率も低いことから、前述した導
電性被膜を被覆した構造にすることによって、レート特
性の向上のみならず、サイクル経過時の放電電圧の低下
抑制を図ることが可能になる。
【００４５】なお、電極群の電極に導電性被膜を被覆す
る際、多孔質状態にするか、パターン形状にすることに
よって、前記導電性被膜による電池反応時に発生するガ
スの遮断を防いで電極でのガスの放出・吸収を良好に行
なうことができるため、良好な電池反応の維持と内圧上
昇の抑制を図ることができる。
る際、多孔質状態にするか、パターン形状にすることに
よって、前記導電性被膜による電池反応時に発生するガ
スの遮断を防いで電極でのガスの放出・吸収を良好に行
なうことができるため、良好な電池反応の維持と内圧上
昇の抑制を図ることができる。
【００４６】
【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を前述した図
１を参照して詳細に説明する。
１を参照して詳細に説明する。
【００４７】（実施例１） ＜ペースト式正極の作製＞まず、Ｘ線回折法による（１
０１）面のピークの半価幅が０．９５／２θである水酸
化ニッケル粉末９７重量部および一酸化コバルト粉末６
重量部からなる混合粉末に、カルボキシメチルセルロー
ス０．３重量％およびポリテトラフルオロエチレン０．
５重量％を添加し、これら混合物に純水３０重量％を加
え、混練することによりペーストを調製した。つづい
て、このペーストをスポンジ状ニッケル多孔体に充填、
乾燥後、加圧成形し、さらに裁断することによって６．
１５ｃｍ×１２．７ｃｍの面積を持つペースト式正極を
作製した。ひきつづき、この正極表面に金粉末を含む導
電性塗料をシルク印刷し、乾燥することにより幅１ｍ
ｍ、間隔５ｍｍ、厚さの１００ｎｍのストライプ状金被
膜を形成した。
０１）面のピークの半価幅が０．９５／２θである水酸
化ニッケル粉末９７重量部および一酸化コバルト粉末６
重量部からなる混合粉末に、カルボキシメチルセルロー
ス０．３重量％およびポリテトラフルオロエチレン０．
５重量％を添加し、これら混合物に純水３０重量％を加
え、混練することによりペーストを調製した。つづい
て、このペーストをスポンジ状ニッケル多孔体に充填、
乾燥後、加圧成形し、さらに裁断することによって６．
１５ｃｍ×１２．７ｃｍの面積を持つペースト式正極を
作製した。ひきつづき、この正極表面に金粉末を含む導
電性塗料をシルク印刷し、乾燥することにより幅１ｍ
ｍ、間隔５ｍｍ、厚さの１００ｎｍのストライプ状金被
膜を形成した。
【００４８】＜ペースト式負極の作製＞ＬａおよびＮ
ｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌを用いて高周波炉によって、Ｌａ
Ｎｉ4.0Ｃｏ0.4 Ｍｎ0.3 Ａｌ0.3 の組成からなる水素
吸蔵合金を作製した。前記水素吸蔵合金を機械粉砕する
ことによりら得られた水素吸蔵合金粉末９５重量部、カ
ルボキシメチルセルロース１重量部、ポリテトラフルオ
ロエチレン３重量部および導電材としてカーボン粉末１
重量部を水５０重量部と共に混合することによって、ペ
ーストを調製した。このペーストをニッケル製網体に塗
布、乾燥した後、加圧成形することによってペースト式
負極を作製した。
ｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌを用いて高周波炉によって、Ｌａ
Ｎｉ4.0Ｃｏ0.4 Ｍｎ0.3 Ａｌ0.3 の組成からなる水素
吸蔵合金を作製した。前記水素吸蔵合金を機械粉砕する
ことによりら得られた水素吸蔵合金粉末９５重量部、カ
ルボキシメチルセルロース１重量部、ポリテトラフルオ
ロエチレン３重量部および導電材としてカーボン粉末１
重量部を水５０重量部と共に混合することによって、ペ
ーストを調製した。このペーストをニッケル製網体に塗
布、乾燥した後、加圧成形することによってペースト式
負極を作製した。
【００４９】次いで、前記正極と前記負極の間にポリプ
ロピレン製不織布からなるセパレータを介装させた後、
渦巻状に捲回して電極群を作製した。前記電極群を有底
円筒状容器に収納した後、７Ｎ−ＫＯＨおよび１Ｎ−Ｌ
ｉＯＨの混合アルカリ水溶液からなる電解液を前記容器
内に注入し、封口等を行うことにより前述した図１に示
す構造を有する４／３Ａサイズの円筒形ニッケル水素二
次電池（理論容量：４０００ｍＡｈ）を組み立てた。
ロピレン製不織布からなるセパレータを介装させた後、
渦巻状に捲回して電極群を作製した。前記電極群を有底
円筒状容器に収納した後、７Ｎ−ＫＯＨおよび１Ｎ−Ｌ
ｉＯＨの混合アルカリ水溶液からなる電解液を前記容器
内に注入し、封口等を行うことにより前述した図１に示
す構造を有する４／３Ａサイズの円筒形ニッケル水素二
次電池（理論容量：４０００ｍＡｈ）を組み立てた。
【００５０】（実施例２）実施例１と同様な方法により
正極および負極を作製し、この負極表面に金粉末を含む
導電性塗料をシルク印刷し、乾燥することにより幅１ｍ
ｍ、間隔５ｍｍ、厚さの１００ｎｍのストライプ状金被
膜を形成した以外、実施例１と同様で、前述した図１に
示す構造を有する４／３Ａサイズの円筒形ニッケル水素
二次電池（理論容量：４０００ｍＡｈ）を組み立てた。
正極および負極を作製し、この負極表面に金粉末を含む
導電性塗料をシルク印刷し、乾燥することにより幅１ｍ
ｍ、間隔５ｍｍ、厚さの１００ｎｍのストライプ状金被
膜を形成した以外、実施例１と同様で、前述した図１に
示す構造を有する４／３Ａサイズの円筒形ニッケル水素
二次電池（理論容量：４０００ｍＡｈ）を組み立てた。
【００５１】（実施例３）実施例１と同様な方法により
正極および負極を作製し、これら正負極表面に金粉末を
含む導電性塗料をシルク印刷し、乾燥することにより幅
１ｍｍ、間隔５ｍｍ、厚さの１００ｎｍのストライプ状
金被膜をそれぞれ形成した以外、実施例１と同様で、前
述した図１に示す構造を有する４／３Ａサイズの円筒形
ニッケル水素二次電池（理論容量：４０００ｍＡｈ）を
組み立てた。
正極および負極を作製し、これら正負極表面に金粉末を
含む導電性塗料をシルク印刷し、乾燥することにより幅
１ｍｍ、間隔５ｍｍ、厚さの１００ｎｍのストライプ状
金被膜をそれぞれ形成した以外、実施例１と同様で、前
述した図１に示す構造を有する４／３Ａサイズの円筒形
ニッケル水素二次電池（理論容量：４０００ｍＡｈ）を
組み立てた。
【００５２】（実施例４）実施例１と同様な方法により
正極および負極を作製し、有底円筒状容器の内面全体に
に炭素粉末を含む導電性塗料を塗布し、乾燥することに
より厚さ１０μｍ炭素被膜を形成した以外、実施例１と
同様で、前述した図１に示す構造を有する４／３Ａサイ
ズの円筒形ニッケル水素二次電池（理論容量：４０００
ｍＡｈ）を組み立てた。
正極および負極を作製し、有底円筒状容器の内面全体に
に炭素粉末を含む導電性塗料を塗布し、乾燥することに
より厚さ１０μｍ炭素被膜を形成した以外、実施例１と
同様で、前述した図１に示す構造を有する４／３Ａサイ
ズの円筒形ニッケル水素二次電池（理論容量：４０００
ｍＡｈ）を組み立てた。
【００５３】（実施例５）実施例１と同様な方法により
正極および負極を作製し、これら正負極表面に金粉末を
含む導電性塗料をシルク印刷し、乾燥することにより幅
１ｍｍ、間隔５ｍｍ、厚さの１００ｎｍのストライプ状
金被膜をそれぞれ形成し、かつ有底円筒状容器の内面全
体に炭素粉末を含む導電性塗料を塗布し、乾燥すること
により厚さ１０μｍの炭素被膜を形成した以外、実施例
１と同様で、前述した図１に示す構造を有する４／３Ａ
サイズの円筒形ニッケル水素二次電池（理論容量：４０
００ｍＡｈ）を組み立てた。
正極および負極を作製し、これら正負極表面に金粉末を
含む導電性塗料をシルク印刷し、乾燥することにより幅
１ｍｍ、間隔５ｍｍ、厚さの１００ｎｍのストライプ状
金被膜をそれぞれ形成し、かつ有底円筒状容器の内面全
体に炭素粉末を含む導電性塗料を塗布し、乾燥すること
により厚さ１０μｍの炭素被膜を形成した以外、実施例
１と同様で、前述した図１に示す構造を有する４／３Ａ
サイズの円筒形ニッケル水素二次電池（理論容量：４０
００ｍＡｈ）を組み立てた。
【００５４】（比較例１）実施例１と同様な方法により
正極および負極を作製し、これら正負極表面に金被膜を
形成させず、かつ有底円筒状容器の内面全体にも炭素被
膜を形成させない以外、実施例１と同様で、前述した図
１に示す構造を有する４／３Ａサイズの円筒形ニッケル
水素二次電池（理論容量：４０００ｍＡｈ）を組み立て
た。
正極および負極を作製し、これら正負極表面に金被膜を
形成させず、かつ有底円筒状容器の内面全体にも炭素被
膜を形成させない以外、実施例１と同様で、前述した図
１に示す構造を有する４／３Ａサイズの円筒形ニッケル
水素二次電池（理論容量：４０００ｍＡｈ）を組み立て
た。
【００５５】得られた実施例１〜５および比較例１の二
次電池について、２５℃、１Ｃ、−ΔＶ制御（１０ｍＶ
カットオフ電圧）で充電し、２５℃、１Ｃ、１Ｖカット
オフ電圧で放電した時の容量を測定した。その後、２５
℃、１Ｃ、−ΔＶ制御（１０ｍＶカットオフ電圧）で充
電し、４５℃にて３日間貯蔵し、２時間の放冷後、２５
℃、１Ｃ、１Ｖカットオフ電圧で放電して残存容量を測
定し、前記初期容量との比を算出した。その結果を下記
表１に示す。なお、表１には導電性被膜の有無および種
類を併記した。
次電池について、２５℃、１Ｃ、−ΔＶ制御（１０ｍＶ
カットオフ電圧）で充電し、２５℃、１Ｃ、１Ｖカット
オフ電圧で放電した時の容量を測定した。その後、２５
℃、１Ｃ、−ΔＶ制御（１０ｍＶカットオフ電圧）で充
電し、４５℃にて３日間貯蔵し、２時間の放冷後、２５
℃、１Ｃ、１Ｖカットオフ電圧で放電して残存容量を測
定し、前記初期容量との比を算出した。その結果を下記
表１に示す。なお、表１には導電性被膜の有無および種
類を併記した。
【００５６】
【表１】
【００５７】前記表１から明らかなように実施例１〜５
の二次電池は比較例１の二次電池に比べて自己放電が抑
制されることがわかる。
の二次電池は比較例１の二次電池に比べて自己放電が抑
制されることがわかる。
【００５８】また、得られた実施例１〜５および比較例
１の二次電池について、２５℃、１Ｃ、−ΔＶ制御（１
０ｍＶカットオフ電圧）で充電し、２５℃、１Ｃ、１Ｖ
カットオフ電圧で放電する充放電を４００サイクル行
い、サイクル数と放電容量、サイクル数と中心放電電圧
の関係を求めた。その結果を図２および図３にそれぞれ
示す。
１の二次電池について、２５℃、１Ｃ、−ΔＶ制御（１
０ｍＶカットオフ電圧）で充電し、２５℃、１Ｃ、１Ｖ
カットオフ電圧で放電する充放電を４００サイクル行
い、サイクル数と放電容量、サイクル数と中心放電電圧
の関係を求めた。その結果を図２および図３にそれぞれ
示す。
【００５９】図２および図３から明らかなように実施例
１〜５の二次電池は比較例１の二次電池に比べてサイク
ル経過時の放電容量および放電電位の低下を抑制でき、
高い作動電圧を維持できることがわかる。
１〜５の二次電池は比較例１の二次電池に比べてサイク
ル経過時の放電容量および放電電位の低下を抑制でき、
高い作動電圧を維持できることがわかる。
【００６０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
極自体の導電性の向上および電極と容器との電気的接触
性の向上により充放電サイクル時の放電電圧の低下およ
び放電容量の減少を抑制し、かつ自己放電の少ない高容
量の二次電池を提供することができる。
極自体の導電性の向上および電極と容器との電気的接触
性の向上により充放電サイクル時の放電電圧の低下およ
び放電容量の減少を抑制し、かつ自己放電の少ない高容
量の二次電池を提供することができる。
【図１】本発明に係わる二次電池の一例であるニッケル
水素二次電池を示す分解斜視図。
水素二次電池を示す分解斜視図。
【図２】実施例１〜５および比較例１の二次電池におけ
るサイクル数と放電容量との関係を示す特性図。
るサイクル数と放電容量との関係を示す特性図。
【図３】実施例１〜５および比較例１の二次電池におけ
るサイクル数と中心放電電圧との関係を示す特性図。
るサイクル数と中心放電電圧との関係を示す特性図。
１…容器、 ２…正極、 ３…セパレータ、 ３…セパレータ、 ４…負極、 ５…電極群、 ７…封口板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｍ 4/64 Ｈ０１Ｍ 4/64 Ｂ ５Ｈ０２８ Ｆターム(参考） 5H003 AA03 AA04 BB02 BB04 5H011 AA03 CC05 DD17 5H014 AA01 BB08 CC01 EE05 EE07 EE10 5H016 AA01 BB08 EE01 EE04 5H017 AA02 AS02 AS06 BB08 CC01 DD05 EE01 EE06 5H028 AA07 EE01 EE04
Claims (4)
- 【請求項１】 容器と、この容器内に収納された発電要
素とを具備し、 前記発電要素の電極表面は、多孔質導電性被膜またはパ
ターン状の導電性被膜で覆われていることを特徴とする
二次電池。 - 【請求項２】 容器と、この容器内に収納された発電要
素とを具備し、 前記容器内面は、導電性被膜で覆われていることを特徴
とする二次電池。 - 【請求項３】 容器と、この容器内に収納された発電要
素とを具備し、 前記発電要素の電極表面は、多孔質導電性被膜またはパ
ターン状の導電性被膜で覆われ、かつ前記容器内面は導
電性被膜で覆われていることを特徴とする二次電池。 - 【請求項４】 前記容器内面に被覆される導電性被膜ま
たは前記電極面に被覆されるパターン状の導電性被膜
は、金、炭素または炭化チタンからなることを特徴とす
る請求項１ないし３いずれか記載の二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10238340A JP2000067905A (ja) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | 二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10238340A JP2000067905A (ja) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | 二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000067905A true JP2000067905A (ja) | 2000-03-03 |
Family
ID=17028758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10238340A Pending JP2000067905A (ja) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | 二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000067905A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005123053A (ja) * | 2003-10-17 | 2005-05-12 | Fdk Energy Co Ltd | アルカリ電池 |
| US7052802B2 (en) | 2002-10-15 | 2006-05-30 | Quallion Llc | Fluorinated carbon active material |
| US8524397B1 (en) | 2004-11-08 | 2013-09-03 | Quallion Llc | Battery having high rate and high capacity capabilities |
| JP2021012835A (ja) * | 2019-07-09 | 2021-02-04 | マクセルホールディングス株式会社 | 全固体電池 |
-
1998
- 1998-08-25 JP JP10238340A patent/JP2000067905A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7052802B2 (en) | 2002-10-15 | 2006-05-30 | Quallion Llc | Fluorinated carbon active material |
| US7503943B2 (en) | 2002-10-15 | 2009-03-17 | Quallion Llc | Fluorinated carbon active material |
| JP2005123053A (ja) * | 2003-10-17 | 2005-05-12 | Fdk Energy Co Ltd | アルカリ電池 |
| US8524397B1 (en) | 2004-11-08 | 2013-09-03 | Quallion Llc | Battery having high rate and high capacity capabilities |
| JP2021012835A (ja) * | 2019-07-09 | 2021-02-04 | マクセルホールディングス株式会社 | 全固体電池 |
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