JP2000133302A - アルカリ蓄電池 - Google Patents
アルカリ蓄電池Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題解決手段】水酸化ニッケルを活物質とする非焼結
式ニッケル極と、負極と、マグネシウムが０．０５〜１
０ｍｇ／リットル溶けているアルカリ電解液とを備え
る。 【効果】活物質利用率、特に高温充電時の活物質利用率
が極めて高いアルカリ蓄電池が提供される。
式ニッケル極と、負極と、マグネシウムが０．０５〜１
０ｍｇ／リットル溶けているアルカリ電解液とを備え
る。 【効果】活物質利用率、特に高温充電時の活物質利用率
が極めて高いアルカリ蓄電池が提供される。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、水酸化ニッケルを
活物質とする非焼結式ニッケル極（正極）と、負極と、
アルカリ電解液とを備えるアルカリ蓄電池に関する。
活物質とする非焼結式ニッケル極（正極）と、負極と、
アルカリ電解液とを備えるアルカリ蓄電池に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】ニッケ
ル・水素蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池などの正
極としては、ニッケル粉末を穿孔鋼板等に焼結させて得
た多孔性の焼結基板の孔内に、活物質（水酸化ニッケ
ル）を含浸させてなる焼結式ニッケル極がよく知られて
いる。
ル・水素蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池などの正
極としては、ニッケル粉末を穿孔鋼板等に焼結させて得
た多孔性の焼結基板の孔内に、活物質（水酸化ニッケ
ル）を含浸させてなる焼結式ニッケル極がよく知られて
いる。
【０００３】ところで、焼結式ニッケル極において活物
質の充填量を多くするためには、多孔度の大きい焼結基
板を用いる必要がある。しかし、焼結によるニッケル粒
子間の結合は弱いので、焼結基板の多孔度を大きくする
と、ニッケル粒子が焼結基板から脱落しやすくなる。従
って、実用上は、焼結基板の多孔度を８０％より大きく
することができず、それゆえ焼結式ニッケル極には、活
物質の充填量が少ないという問題がある。また、一般
に、ニッケル粉末の焼結体の孔径は１０μｍ以下と小さ
いため、活物質の焼結基板への充填を、煩雑な含浸工程
を数回繰り返し行う必要がある溶液含浸法により行わな
ければならないという問題もある。
質の充填量を多くするためには、多孔度の大きい焼結基
板を用いる必要がある。しかし、焼結によるニッケル粒
子間の結合は弱いので、焼結基板の多孔度を大きくする
と、ニッケル粒子が焼結基板から脱落しやすくなる。従
って、実用上は、焼結基板の多孔度を８０％より大きく
することができず、それゆえ焼結式ニッケル極には、活
物質の充填量が少ないという問題がある。また、一般
に、ニッケル粉末の焼結体の孔径は１０μｍ以下と小さ
いため、活物質の焼結基板への充填を、煩雑な含浸工程
を数回繰り返し行う必要がある溶液含浸法により行わな
ければならないという問題もある。
【０００４】このようなことから、最近、非焼結式ニッ
ケル極が提案されている。非焼結式ニッケル極は、活物
質（水酸化ニッケル）と結合剤（メチルセルロース水溶
液など）との混練物（ペースト）を多孔性の基板の孔内
に充填することにより作製される。この非焼結式ニッケ
ル極では、多孔度の大きい基板を用いることができるの
で（多孔度９５％以上の基板を用いることができる）、
活物質の充填量を多くすることができるとともに、活物
質の充填が容易である。
ケル極が提案されている。非焼結式ニッケル極は、活物
質（水酸化ニッケル）と結合剤（メチルセルロース水溶
液など）との混練物（ペースト）を多孔性の基板の孔内
に充填することにより作製される。この非焼結式ニッケ
ル極では、多孔度の大きい基板を用いることができるの
で（多孔度９５％以上の基板を用いることができる）、
活物質の充填量を多くすることができるとともに、活物
質の充填が容易である。
【０００５】しかしながら、非焼結式ニッケル極におい
て活物質の充填量を多くするべく多孔度の大きい基板を
用いると、基板の集電能力が悪くなり、活物質利用率が
減少する。
て活物質の充填量を多くするべく多孔度の大きい基板を
用いると、基板の集電能力が悪くなり、活物質利用率が
減少する。
【０００６】そこで、非焼結式ニッケル極の活物質利用
率を高めるべく、マグネシウムを固溶した水酸化ニッケ
ルを活物質として使用することが提案されている（特開
平２−１０９２６１号公報参照）。
率を高めるべく、マグネシウムを固溶した水酸化ニッケ
ルを活物質として使用することが提案されている（特開
平２−１０９２６１号公報参照）。
【０００７】しかしながら、本発明者らが検討した結
果、上記の活物質では、活物質利用率、特に高温充電時
の活物質利用率を充分に高めることは困難であることが
分かった。
果、上記の活物質では、活物質利用率、特に高温充電時
の活物質利用率を充分に高めることは困難であることが
分かった。
【０００８】したがって、本発明は、活物質利用率、特
に高温充電時の活物質利用率が極めて高いアルカリ蓄電
池を提供することを目的とする。
に高温充電時の活物質利用率が極めて高いアルカリ蓄電
池を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係るアルカリ蓄電池（本発明電池）は、水酸
化ニッケルを活物質とする非焼結式ニッケル極と、負極
と、マグネシウムが０．０５〜１０ｍｇ／リットル溶け
ているアルカリ電解液とを備える。
の本発明に係るアルカリ蓄電池（本発明電池）は、水酸
化ニッケルを活物質とする非焼結式ニッケル極と、負極
と、マグネシウムが０．０５〜１０ｍｇ／リットル溶け
ているアルカリ電解液とを備える。
【００１０】アルカリ電解液中のマグネシウムが、充電
時に（主に初回充電時に）、水酸化ニッケル粒子間の細
孔に進入し、水酸化ニッケルの酸素過電圧を高めるの
で、充電電気量が、酸素発生に浪費されることなく、効
率良く、水酸化ニッケルの酸化（充電）に費やされる。
したがって、本発明電池は、活物質利用率、特に高温充
電時の活物質利用率が極めて高い。
時に（主に初回充電時に）、水酸化ニッケル粒子間の細
孔に進入し、水酸化ニッケルの酸素過電圧を高めるの
で、充電電気量が、酸素発生に浪費されることなく、効
率良く、水酸化ニッケルの酸化（充電）に費やされる。
したがって、本発明電池は、活物質利用率、特に高温充
電時の活物質利用率が極めて高い。
【００１１】アルカリ電解液としては、水酸化カリウム
４．０〜１０．０モル／リットル、水酸化リチウム０．
２〜１．０モル／リットル及び水酸化ナトリウム０．２
〜２．０モル／リットルを含有する水溶液が、高温充電
時の活物質利用率が高いアルカリ蓄電池を得る上で、好
ましい。
４．０〜１０．０モル／リットル、水酸化リチウム０．
２〜１．０モル／リットル及び水酸化ナトリウム０．２
〜２．０モル／リットルを含有する水溶液が、高温充電
時の活物質利用率が高いアルカリ蓄電池を得る上で、好
ましい。
【００１２】アルカリ電解液に対するマグネシウムの溶
解量が０．０５〜１０ｍｇ／リットルに規制されるの
は、同溶解量がこの範囲を外れると、正極の活物質利用
率が低下するからである。
解量が０．０５〜１０ｍｇ／リットルに規制されるの
は、同溶解量がこの範囲を外れると、正極の活物質利用
率が低下するからである。
【００１３】水酸化ニッケルとしては、亜鉛、マグネシ
ウム、カルシウム、マンガン、アルミニウム、カドミウ
ム、銅、イットリウム、コバルト、ビスマス、ランタ
ン、イッテルビウム、エルビウム、ガドリニウム及びセ
リウムよりなる群から選ばれた少なくとも１種の元素
を、当該元素とニッケルとの総量に基づいて、０．５〜
１０重量％固溶した水酸化ニッケルが、高温充電時の活
物質利用率を高める上で、好ましい。上記の固溶率が
０．５重量％未満の場合は、高温充電時の活物質利用率
が充分に高められず、一方同固溶率が１０重量％を超え
た場合は、水酸化ニッケルの充填量が減少して放電容量
が減少する。
ウム、カルシウム、マンガン、アルミニウム、カドミウ
ム、銅、イットリウム、コバルト、ビスマス、ランタ
ン、イッテルビウム、エルビウム、ガドリニウム及びセ
リウムよりなる群から選ばれた少なくとも１種の元素
を、当該元素とニッケルとの総量に基づいて、０．５〜
１０重量％固溶した水酸化ニッケルが、高温充電時の活
物質利用率を高める上で、好ましい。上記の固溶率が
０．５重量％未満の場合は、高温充電時の活物質利用率
が充分に高められず、一方同固溶率が１０重量％を超え
た場合は、水酸化ニッケルの充填量が減少して放電容量
が減少する。
【００１４】本発明電池の負極としては、亜鉛極、カド
ミウム極及び水素吸蔵合金電極が例示される。
ミウム極及び水素吸蔵合金電極が例示される。
【００１５】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細
に説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるも
のではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変
更して実施することが可能なものである。
に説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるも
のではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変
更して実施することが可能なものである。
【００１６】（実験１）本発明電池Ａ１及び比較電池Ｘ
１を作製し、両電池の活物質利用率を比較した。
１を作製し、両電池の活物質利用率を比較した。
【００１７】（本発明電池Ａ１） 〔非焼結式ニッケル極の作製〕水酸化ニッケル９０重量
部と、水酸化コバルト１０重量部と、１重量％メチルセ
ルロース水溶液２０重量部とを混練してペーストを調製
し、このペーストをニッケル発泡体（多孔度９５％、平
均孔径２００μｍ）からなる多孔性基板の孔内に充填
し、乾燥し、加圧成形して、非焼結式ニッケル極ａ１を
作製した。
部と、水酸化コバルト１０重量部と、１重量％メチルセ
ルロース水溶液２０重量部とを混練してペーストを調製
し、このペーストをニッケル発泡体（多孔度９５％、平
均孔径２００μｍ）からなる多孔性基板の孔内に充填
し、乾燥し、加圧成形して、非焼結式ニッケル極ａ１を
作製した。
【００１８】〔アルカリ電解液の調製〕比重１．３の水
酸化カリウム水溶液１リットルにＬｉＯＨ・Ｈ2 Ｏ４０
ｇ及び水酸化マグネシウム１２ｍｇ（マグネシウムとし
て５ｍｇ）を溶かして、アルカリ電解液ｂ１を調製し
た。
酸化カリウム水溶液１リットルにＬｉＯＨ・Ｈ2 Ｏ４０
ｇ及び水酸化マグネシウム１２ｍｇ（マグネシウムとし
て５ｍｇ）を溶かして、アルカリ電解液ｂ１を調製し
た。
【００１９】〔アルカリ蓄電池の作製〕非焼結式ニッケ
ル極ａ１（正極）、従来公知のペースト式カドミウム極
（負極）、ポリアミド不織布（セパレータ）、アルカリ
電解液ｂ１、金属製の電池缶、金属製の電池蓋などを用
いてＡＡサイズのアルカリ蓄電池Ａ１（理論容量：約１
０００ｍＡｈ）を作製した。なお、負極の容量を正極の
容量の１．８倍とした。
ル極ａ１（正極）、従来公知のペースト式カドミウム極
（負極）、ポリアミド不織布（セパレータ）、アルカリ
電解液ｂ１、金属製の電池缶、金属製の電池蓋などを用
いてＡＡサイズのアルカリ蓄電池Ａ１（理論容量：約１
０００ｍＡｈ）を作製した。なお、負極の容量を正極の
容量の１．８倍とした。
【００２０】（比較電池Ｘ１） 〔非焼結式ニッケル極の作製〕硫酸マグネシウム（Ｍｇ
ＳＯ4 ・７Ｈ2 Ｏ）３０．４ｇ及び硫酸ニッケル（Ｎｉ
ＳＯ4 ・７Ｈ2 Ｏ）４６４ｇを水に溶かした水溶液を５
リットル調製し、この水溶液に、１０重量％アンモニア
水と１０重量％水酸化ナトリウム水溶液の重量比３：１
の混合水溶液を滴下して、ｐＨを１０に調整した。ｐＨ
が低下した時点で１０重量％水酸化ナトリウム水溶液を
適宜滴下してｐＨを１０に保持しながら１時間攪拌混合
して、反応を終了させた。反応終了後、ろ過し、水洗
し、８０°Ｃで乾燥して、マグネシウムを３重量％固溶
した水酸化ニッケルを作製した。水酸化ニッケルに代え
て、マグネシウムを３重量％固溶した上記の水酸化ニッ
ケルを用いたこと以外は実施例１と同様にして、非焼結
式ニッケル極ｘ１を作製した。
ＳＯ4 ・７Ｈ2 Ｏ）３０．４ｇ及び硫酸ニッケル（Ｎｉ
ＳＯ4 ・７Ｈ2 Ｏ）４６４ｇを水に溶かした水溶液を５
リットル調製し、この水溶液に、１０重量％アンモニア
水と１０重量％水酸化ナトリウム水溶液の重量比３：１
の混合水溶液を滴下して、ｐＨを１０に調整した。ｐＨ
が低下した時点で１０重量％水酸化ナトリウム水溶液を
適宜滴下してｐＨを１０に保持しながら１時間攪拌混合
して、反応を終了させた。反応終了後、ろ過し、水洗
し、８０°Ｃで乾燥して、マグネシウムを３重量％固溶
した水酸化ニッケルを作製した。水酸化ニッケルに代え
て、マグネシウムを３重量％固溶した上記の水酸化ニッ
ケルを用いたこと以外は実施例１と同様にして、非焼結
式ニッケル極ｘ１を作製した。
【００２１】〔アルカリ電解液の調製〕比重１．３の水
酸化カリウム水溶液１リットルにＬｉＯＨ・Ｈ2 Ｏを４
０ｇを溶かしてアルカリ電解液ｂ２を調製した。
酸化カリウム水溶液１リットルにＬｉＯＨ・Ｈ2 Ｏを４
０ｇを溶かしてアルカリ電解液ｂ２を調製した。
【００２２】〔アルカリ蓄電池の作製〕非焼結式ニッケ
ル極ａ１及びアルカリ電解液ｂ１に代えて、それぞれ非
焼結式ニッケル極ｘ１及びアルカリ電解液ｂ２を用いた
こと以外は本発明電池Ａ１の作製方法と同様にして、比
較電池Ｘ１を作製した。
ル極ａ１及びアルカリ電解液ｂ１に代えて、それぞれ非
焼結式ニッケル極ｘ１及びアルカリ電解液ｂ２を用いた
こと以外は本発明電池Ａ１の作製方法と同様にして、比
較電池Ｘ１を作製した。
【００２３】〈活物質利用率〉本発明電池Ａ１及び比較
電池Ｘ１について、２５°Ｃにて０．１Ｃで１６時間充
電した後、２５°Ｃにて１Ｃで１．０Ｖまで放電する工
程を１サイクルとする充放電を１０サイクル行い、次い
で、各電池を２５°Ｃ、４５°Ｃ又は６０°Ｃにて０．
１Ｃで１６時間充電した後、２５°Ｃにて１Ｃで１．０
Ｖまで放電して、各電池の１１サイクル目の放電容量を
求め、この放電容量から活物質利用率を算出した。各電
池の１１サイクル目の活物質利用率を表１に示す。表１
中の活物質利用率は、本発明電池Ａ１の２５°Ｃ充電で
の１１サイクル目の活物質利用率を１００とした指数で
あり、表１中の括弧内の数値は、各電池の２５°Ｃ充電
での１１サイクル目の活物質利用率を１００とした指数
である。
電池Ｘ１について、２５°Ｃにて０．１Ｃで１６時間充
電した後、２５°Ｃにて１Ｃで１．０Ｖまで放電する工
程を１サイクルとする充放電を１０サイクル行い、次い
で、各電池を２５°Ｃ、４５°Ｃ又は６０°Ｃにて０．
１Ｃで１６時間充電した後、２５°Ｃにて１Ｃで１．０
Ｖまで放電して、各電池の１１サイクル目の放電容量を
求め、この放電容量から活物質利用率を算出した。各電
池の１１サイクル目の活物質利用率を表１に示す。表１
中の活物質利用率は、本発明電池Ａ１の２５°Ｃ充電で
の１１サイクル目の活物質利用率を１００とした指数で
あり、表１中の括弧内の数値は、各電池の２５°Ｃ充電
での１１サイクル目の活物質利用率を１００とした指数
である。
【００２４】
【表１】
【００２５】表１に示すように、本発明電池Ａ１は、比
較電池Ｘ１に比べて、いずれの充電温度においても１１
サイクル目の活物質利用率が高い。この事実から、正極
の活物質利用率を高めるためには、マグネシウムを水酸
化ニッケルに固溶させるよりも、アルカリ電解液にマグ
ネシウムを含有せしめる方が遙に有効であることが分か
る。
較電池Ｘ１に比べて、いずれの充電温度においても１１
サイクル目の活物質利用率が高い。この事実から、正極
の活物質利用率を高めるためには、マグネシウムを水酸
化ニッケルに固溶させるよりも、アルカリ電解液にマグ
ネシウムを含有せしめる方が遙に有効であることが分か
る。
【００２６】（実験２）アルカリ電解液のマグネシウム
溶解量と活物質利用率の関係を調べた。
溶解量と活物質利用率の関係を調べた。
【００２７】比重１．２の水酸化カリウム水溶液１リッ
トルにＬｉＯＨ・Ｈ2 Ｏ４０ｇ及び水酸化マグネシウム
０．１２ｍｇ、１．２ｍｇ、２４ｍｇ又は３０ｍｇを溶
かしてアルカリ電解液を調製した。各アルカリ電解液の
マグネシウム溶解量は、順に０．００５ｍｇ／リット
ル、０．０５ｍｇ／リットル、１０ｍｇ／リットル及び
１２．５ｍｇ／リットルである。これらのアルカリ電解
液を、それぞれ使用したこと以外は本発明電池Ａ１の作
製方法と同様にして、順にアルカリ蓄電池Ｂ１、Ｂ２、
Ｂ３、Ｂ４を作製し、実験１と同じ条件の充放電サイク
ル試験を行い、各電池の充電温度２５°Ｃ、４５°Ｃ及
び６０°Ｃでの１１サイクル目の活物質利用率を求め
た。結果を表２に示す。表２には、本発明電池Ａ１（マ
グネシウム溶解量：５ｍｇ／リットル）の充電温度２５
°Ｃ、４５°Ｃ及び６０°Ｃでの活物質利用率も示して
ある。表２中の活物質利用率は、本発明電池Ａ１の２５
°Ｃ充電での１１サイクル目の活物質利用率を１００と
した指数であり、表２中の括弧内の数値は、各電池の２
５°Ｃ充電での１１サイクル目の活物質利用率を１００
とした指数である。
トルにＬｉＯＨ・Ｈ2 Ｏ４０ｇ及び水酸化マグネシウム
０．１２ｍｇ、１．２ｍｇ、２４ｍｇ又は３０ｍｇを溶
かしてアルカリ電解液を調製した。各アルカリ電解液の
マグネシウム溶解量は、順に０．００５ｍｇ／リット
ル、０．０５ｍｇ／リットル、１０ｍｇ／リットル及び
１２．５ｍｇ／リットルである。これらのアルカリ電解
液を、それぞれ使用したこと以外は本発明電池Ａ１の作
製方法と同様にして、順にアルカリ蓄電池Ｂ１、Ｂ２、
Ｂ３、Ｂ４を作製し、実験１と同じ条件の充放電サイク
ル試験を行い、各電池の充電温度２５°Ｃ、４５°Ｃ及
び６０°Ｃでの１１サイクル目の活物質利用率を求め
た。結果を表２に示す。表２には、本発明電池Ａ１（マ
グネシウム溶解量：５ｍｇ／リットル）の充電温度２５
°Ｃ、４５°Ｃ及び６０°Ｃでの活物質利用率も示して
ある。表２中の活物質利用率は、本発明電池Ａ１の２５
°Ｃ充電での１１サイクル目の活物質利用率を１００と
した指数であり、表２中の括弧内の数値は、各電池の２
５°Ｃ充電での１１サイクル目の活物質利用率を１００
とした指数である。
【００２８】
【表２】
【００２９】表２より、常温充電時はもとより高温充電
時の活物質利用率が高いアルカリ蓄電池を得るために
は、アルカリ電解液のマグネシウム溶解量を０．０５〜
１０ｍｇ／リットルとする必要があることが分かる。
時の活物質利用率が高いアルカリ蓄電池を得るために
は、アルカリ電解液のマグネシウム溶解量を０．０５〜
１０ｍｇ／リットルとする必要があることが分かる。
【００３０】（実験３）アルカリ電解液の水酸化カリウ
ム、水酸化リチウム及び水酸化ナトリウムの各濃度と６
０°Ｃ充電での活物質利用率の関係を調べた。
ム、水酸化リチウム及び水酸化ナトリウムの各濃度と６
０°Ｃ充電での活物質利用率の関係を調べた。
【００３１】表３に示す量の水酸化カリウム、水酸化ナ
トリウム及び水酸化リチウムと、水酸化マグネシウム１
２ｍｇとを水１リットルに溶かして、マグネシウムが５
ｍｇ／リットル溶解したアルカリ電解液ｇ１〜ｇ１３を
調製した。これらの各アルカリ電解液を用いたこと以外
は本発明電池Ａ１の作製方法と同様にして、アルカリ蓄
電池Ｇ１〜Ｇ１３を作製した。
トリウム及び水酸化リチウムと、水酸化マグネシウム１
２ｍｇとを水１リットルに溶かして、マグネシウムが５
ｍｇ／リットル溶解したアルカリ電解液ｇ１〜ｇ１３を
調製した。これらの各アルカリ電解液を用いたこと以外
は本発明電池Ａ１の作製方法と同様にして、アルカリ蓄
電池Ｇ１〜Ｇ１３を作製した。
【００３２】アルカリ電解液ｇ１〜ｇ５は、水酸化カリ
ウム及び水酸化ナトリウムの各量がそれぞれ４．０モル
／リットル及び１．０モル／リットルと同じであり、水
酸化リチウムの量のみが０．０５〜１．２モル／リット
ルの範囲で互いに異なるものである。また、アルカリ電
解液ｇ３、ｇ６〜ｇ９は、水酸化カリウム及び水酸化リ
チウムの各量がそれぞれ４．０モル／リットル及び０．
５モル／リットルと同じであり、水酸化ナトリウムの量
のみが０．０５〜２．２モル／リットルの範囲で互いに
異なるものである。さらに、アルカリ電解液ｇ３、ｇ１
０〜ｇ１３は、水酸化ナトリウム及び水酸化リチウムの
各量がそれぞれ１．０モル／リットル及び０．５モル／
リットルと同じであり、水酸化カリウムの量のみが３〜
１２モル／リットルの範囲で互いに異なるものである。
ウム及び水酸化ナトリウムの各量がそれぞれ４．０モル
／リットル及び１．０モル／リットルと同じであり、水
酸化リチウムの量のみが０．０５〜１．２モル／リット
ルの範囲で互いに異なるものである。また、アルカリ電
解液ｇ３、ｇ６〜ｇ９は、水酸化カリウム及び水酸化リ
チウムの各量がそれぞれ４．０モル／リットル及び０．
５モル／リットルと同じであり、水酸化ナトリウムの量
のみが０．０５〜２．２モル／リットルの範囲で互いに
異なるものである。さらに、アルカリ電解液ｇ３、ｇ１
０〜ｇ１３は、水酸化ナトリウム及び水酸化リチウムの
各量がそれぞれ１．０モル／リットル及び０．５モル／
リットルと同じであり、水酸化カリウムの量のみが３〜
１２モル／リットルの範囲で互いに異なるものである。
【００３３】各電池について、２５°Ｃにて０．１Ｃで
１６時間充電した後、２５°Ｃにて１Ｃで１．０Ｖまで
放電する工程を１サイクルとする充放電を１０サイクル
行い、各電池の１０サイクル目の放電容量Ｃ３（ｍＡ
ｈ）を求めた。次いで、各電池を６０°Ｃにて０．１Ｃ
で１６時間充電した後、２５°Ｃにて１Ｃで１．０Ｖま
で放電して、各電池の１１サイクル目の放電容量Ｃ４
（ｍＡｈ）を求め、Ｃ３に対するＣ４の比の値Ｐ（Ｃ４
／Ｃ３）を求めた。結果を表３に示す。表３中の括弧内
の数値は、モル濃度（モル／リットル）を示す。Ｐの値
が大きいほど、高温充電時の活物質利用率が高く、高温
充電での充電受入れ性が良いことを示す。
１６時間充電した後、２５°Ｃにて１Ｃで１．０Ｖまで
放電する工程を１サイクルとする充放電を１０サイクル
行い、各電池の１０サイクル目の放電容量Ｃ３（ｍＡ
ｈ）を求めた。次いで、各電池を６０°Ｃにて０．１Ｃ
で１６時間充電した後、２５°Ｃにて１Ｃで１．０Ｖま
で放電して、各電池の１１サイクル目の放電容量Ｃ４
（ｍＡｈ）を求め、Ｃ３に対するＣ４の比の値Ｐ（Ｃ４
／Ｃ３）を求めた。結果を表３に示す。表３中の括弧内
の数値は、モル濃度（モル／リットル）を示す。Ｐの値
が大きいほど、高温充電時の活物質利用率が高く、高温
充電での充電受入れ性が良いことを示す。
【００３４】
【表３】
【００３５】アルカリ電解液の水酸化リチウム濃度のみ
が互いに異なるアルカリ蓄電池Ｇ１〜Ｇ５についてのＰ
の値から、水酸化リチウム濃度としては、０．２〜１．
０モル／リットルが好ましいことが分かる。また、アル
カリ電解液の水酸化ナトリウム濃度のみが互いに異なる
アルカリ蓄電池Ｇ３、Ｇ６〜Ｇ９についてのＰの値か
ら、水酸化ナトリウム濃度としては、０．２〜２．０モ
ル／リットルが好ましいことが分かる。さらに、アルカ
リ電解液の水酸化カリウム濃度のみが互いに異なるアル
カリ蓄電池Ｇ３、Ｇ１０〜Ｇ１３についてのＰの値か
ら、水酸化カリウム濃度としては、４．０〜１０．０モ
ル／リットルが好ましいことが分かる。
が互いに異なるアルカリ蓄電池Ｇ１〜Ｇ５についてのＰ
の値から、水酸化リチウム濃度としては、０．２〜１．
０モル／リットルが好ましいことが分かる。また、アル
カリ電解液の水酸化ナトリウム濃度のみが互いに異なる
アルカリ蓄電池Ｇ３、Ｇ６〜Ｇ９についてのＰの値か
ら、水酸化ナトリウム濃度としては、０．２〜２．０モ
ル／リットルが好ましいことが分かる。さらに、アルカ
リ電解液の水酸化カリウム濃度のみが互いに異なるアル
カリ蓄電池Ｇ３、Ｇ１０〜Ｇ１３についてのＰの値か
ら、水酸化カリウム濃度としては、４．０〜１０．０モ
ル／リットルが好ましいことが分かる。
【００３６】（実験４）所定元素の固溶と高温での充電
受入れ性の関係を調べた。
受入れ性の関係を調べた。
【００３７】表４に示す量の各試料と、硫酸ニッケル
（ＮｉＳＯ4 ・７Ｈ2 Ｏ）４６４ｇとを水に溶かした水
溶液５リットルに、１０重量％アンモニア水と１０重量
％水酸化ナトリウム水溶液の重量比３：１の混合水溶液
を滴下して、ｐＨを１０に調整した。ｐＨが低下した時
点で１０重量％水酸化ナトリウム水溶液を適宜滴下して
ｐＨを１０に保持しながら１時間攪拌混合して、反応を
終了させた。反応終了後、ろ過し、水洗し、８０°Ｃで
乾燥して、表４に示す各元素を固溶した水酸化ニッケル
を作製した。水酸化ニッケルに代えて、上記の各元素を
固溶した水酸化ニッケルを用いたこと以外は、本発明電
池Ａ１の作製方法と同様にして、アルカリ蓄電池Ｅ１〜
Ｅ１６を作製した。
（ＮｉＳＯ4 ・７Ｈ2 Ｏ）４６４ｇとを水に溶かした水
溶液５リットルに、１０重量％アンモニア水と１０重量
％水酸化ナトリウム水溶液の重量比３：１の混合水溶液
を滴下して、ｐＨを１０に調整した。ｐＨが低下した時
点で１０重量％水酸化ナトリウム水溶液を適宜滴下して
ｐＨを１０に保持しながら１時間攪拌混合して、反応を
終了させた。反応終了後、ろ過し、水洗し、８０°Ｃで
乾燥して、表４に示す各元素を固溶した水酸化ニッケル
を作製した。水酸化ニッケルに代えて、上記の各元素を
固溶した水酸化ニッケルを用いたこと以外は、本発明電
池Ａ１の作製方法と同様にして、アルカリ蓄電池Ｅ１〜
Ｅ１６を作製した。
【００３８】各電池について、実験３と同じ条件の充放
電サイクル試験を行い、各電池についてのＰの値を求め
た。結果を表４に示す。表４には、本発明電池Ａ１につ
いての結果も示してある。
電サイクル試験を行い、各電池についてのＰの値を求め
た。結果を表４に示す。表４には、本発明電池Ａ１につ
いての結果も示してある。
【００３９】
【表４】
【００４０】表４より、正極活物質として所定元素を固
溶した水酸化ニッケルを用いたアルカリ蓄電池Ｅ１〜Ｅ
１６は、本発明電池Ａ１に比べて、高温充電時の活物質
利用率が高く、充電受入れ性が良いことが分かる。
溶した水酸化ニッケルを用いたアルカリ蓄電池Ｅ１〜Ｅ
１６は、本発明電池Ａ１に比べて、高温充電時の活物質
利用率が高く、充電受入れ性が良いことが分かる。
【００４１】（実験５）水酸化ニッケルの亜鉛固溶率と
高温での充電受入れ性の関係を調べた。
高温での充電受入れ性の関係を調べた。
【００４２】表５に示す量の硫酸亜鉛（ＺｎＳＯ4 ・７
Ｈ2 Ｏ）及び硫酸ニッケル（ＮｉＳＯ4 ・７Ｈ2 Ｏ）を
水に溶かした水溶液５リットルに、１０重量％アンモニ
ア水と１０重量％水酸化ナトリウム水溶液の重量比３：
１の混合水溶液を滴下して、ｐＨを１０に調整した。ｐ
Ｈが低下した時点で１０重量％水酸化ナトリウム水溶液
を適宜滴下してｐＨを１０に保持しながら１時間攪拌混
合して、反応を終了させた。反応終了後、ろ過し、水洗
し、８０°Ｃで乾燥して、表５に示す量の亜鉛を固溶し
た水酸化ニッケルを作製した。水酸化ニッケルに代え
て、上記の亜鉛を固溶した水酸化ニッケルを用いたこと
以外は、本発明電池Ａ１の作製方法と同様にして、アル
カリ蓄電池Ｆ１〜Ｆ５を作製した。
Ｈ2 Ｏ）及び硫酸ニッケル（ＮｉＳＯ4 ・７Ｈ2 Ｏ）を
水に溶かした水溶液５リットルに、１０重量％アンモニ
ア水と１０重量％水酸化ナトリウム水溶液の重量比３：
１の混合水溶液を滴下して、ｐＨを１０に調整した。ｐ
Ｈが低下した時点で１０重量％水酸化ナトリウム水溶液
を適宜滴下してｐＨを１０に保持しながら１時間攪拌混
合して、反応を終了させた。反応終了後、ろ過し、水洗
し、８０°Ｃで乾燥して、表５に示す量の亜鉛を固溶し
た水酸化ニッケルを作製した。水酸化ニッケルに代え
て、上記の亜鉛を固溶した水酸化ニッケルを用いたこと
以外は、本発明電池Ａ１の作製方法と同様にして、アル
カリ蓄電池Ｆ１〜Ｆ５を作製した。
【００４３】各電池について、実験３と同じ充放電サイ
クル試験を行い、各電池についてのＰの値を求めた。結
果を表５に示す。表５中の亜鉛固溶率は、下式により求
めた値であり、亜鉛量は、発光分光分析により求めた。
クル試験を行い、各電池についてのＰの値を求めた。結
果を表５に示す。表５中の亜鉛固溶率は、下式により求
めた値であり、亜鉛量は、発光分光分析により求めた。
【００４４】亜鉛固溶率（重量％）＝｛亜鉛量／（ニッ
ケル量＋亜鉛量）｝×１００
ケル量＋亜鉛量）｝×１００
【００４５】
【表５】
【００４６】表５より、高温での充電受入れ性が良いア
ルカリ蓄電池を得るためには、水酸化ニッケルの亜鉛固
溶率を、０．５〜１０重量％とすることが好ましいこと
が分かる。マグネシウム、カルシウム、マンガン、アル
ミニウム、カドミウム、銅、イットリウム、コバルト、
ビスマス、ランタン、イッテルビウム、エルビウム、ガ
ドリニウム及びセリウムの各固溶率についても、０．５
〜１０重量％が好ましいことを確認した。
ルカリ蓄電池を得るためには、水酸化ニッケルの亜鉛固
溶率を、０．５〜１０重量％とすることが好ましいこと
が分かる。マグネシウム、カルシウム、マンガン、アル
ミニウム、カドミウム、銅、イットリウム、コバルト、
ビスマス、ランタン、イッテルビウム、エルビウム、ガ
ドリニウム及びセリウムの各固溶率についても、０．５
〜１０重量％が好ましいことを確認した。
【００４７】上記の実施例では、アルカリ電解液に溶か
すマグネシウム原料として、水酸化マグネシウムを用い
たが、酸化マグネシウム、硫酸マグネシウムなどを用い
ても、上記と同様の優れた効果が得られる。
すマグネシウム原料として、水酸化マグネシウムを用い
たが、酸化マグネシウム、硫酸マグネシウムなどを用い
ても、上記と同様の優れた効果が得られる。
【００４８】
【発明の効果】活物質利用率、特に高温充電時の活物質
利用率の極めて高いアルカリ蓄電池が提供される。
利用率の極めて高いアルカリ蓄電池が提供される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 矢野 睦 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 木本 衛 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 藤谷 伸 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 西尾 晃治 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5H028 AA01 AA06 EE01 EE04 EE05 HH01 HH02 HH03
Claims (4)
- 【請求項１】水酸化ニッケルを活物質とする非焼結式ニ
ッケル極と、負極と、アルカリ電解液とを備えるアルカ
リ蓄電池において、前記アルカリ電解液に、マグネシウ
ムが０．０５〜１０ｍｇ／リットル溶けていることを特
徴とするアルカリ蓄電池。 - 【請求項２】前記アルカリ電解液が、水酸化カリウム
４．０〜１０．０モル／リットル、水酸化リチウム０．
２〜１．０モル／リットル及び水酸化ナトリウム０．２
〜２．０モル／リットルを含有する水溶液である請求項
１記載のアルカリ蓄電池。 - 【請求項３】前記負極が、亜鉛極、カドミウム極又は水
素吸蔵合金電極である請求項１記載のアルカリ蓄電池。 - 【請求項４】前記水酸化ニッケルが、亜鉛、マグネシウ
ム、カルシウム、マンガン、アルミニウム、カドミウ
ム、銅、イットリウム、コバルト、ビスマス、ランタ
ン、イッテルビウム、エルビウム、ガドリニウム及びセ
リウムよりなる群から選ばれた少なくとも１種の元素
を、当該元素とニッケルとの総量に基づいて、０．５〜
１０重量％固溶している請求項１記載のアルカリ蓄電
池。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10326116A JP2000133302A (ja) | 1998-10-29 | 1998-10-29 | アルカリ蓄電池 |
| DE69936080T DE69936080T2 (de) | 1998-07-28 | 1999-07-28 | Flüssigkeitsausstosskopf, und Flüssigkeitsausstossvorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10326116A JP2000133302A (ja) | 1998-10-29 | 1998-10-29 | アルカリ蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000133302A true JP2000133302A (ja) | 2000-05-12 |
Family
ID=18184269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10326116A Pending JP2000133302A (ja) | 1998-07-28 | 1998-10-29 | アルカリ蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000133302A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1139465A1 (en) * | 2000-03-30 | 2001-10-04 | SANYO ELECTRIC Co., Ltd. | Alkaline storage battery and method for manufacturing the same |
| JP2001325953A (ja) * | 2000-05-17 | 2001-11-22 | Toshiba Battery Co Ltd | アルカリ二次電池用の正極活物質、およびそれを用いたアルカリ二次電池 |
| WO2002052664A2 (en) * | 2000-06-23 | 2002-07-04 | Millenium Energy, Llc | Novel compositions for use in batteries, capacitors, fuel cells and for hydrogen production |
| JP2003007294A (ja) * | 2001-04-17 | 2003-01-10 | Sanyo Electric Co Ltd | アルカリ蓄電池用ニッケル極及びアルカリ蓄電池 |
| FR2828336A1 (fr) * | 2001-08-03 | 2003-02-07 | Conseil Et De Prospective Scie | Generateurs electrochimiques secondaires alcalins a anode de zinc |
| US6852448B2 (en) * | 2001-01-30 | 2005-02-08 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Nickel electrode for alkaline secondary battery and alkaline secondary battery |
| JP2007109501A (ja) * | 2005-10-13 | 2007-04-26 | Furukawa Battery Co Ltd:The | アルカリ蓄電池 |
| US7335445B2 (en) | 2001-12-07 | 2008-02-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Positive electrode active material for alkaline storage battery, positive electrode and alkaline storage battery |
| CN102324578A (zh) * | 2011-09-02 | 2012-01-18 | 深圳市倍特力电池有限公司 | 一种长寿命镍氢电池的制作方法 |
| WO2012117989A1 (ja) * | 2011-02-28 | 2012-09-07 | 三洋電機株式会社 | アルカリ蓄電池 |
-
1998
- 1998-10-29 JP JP10326116A patent/JP2000133302A/ja active Pending
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1139465A1 (en) * | 2000-03-30 | 2001-10-04 | SANYO ELECTRIC Co., Ltd. | Alkaline storage battery and method for manufacturing the same |
| US6645672B2 (en) | 2000-03-30 | 2003-11-11 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Alkaline storage battery and method for manufacturing the same |
| JP2001325953A (ja) * | 2000-05-17 | 2001-11-22 | Toshiba Battery Co Ltd | アルカリ二次電池用の正極活物質、およびそれを用いたアルカリ二次電池 |
| WO2002052664A2 (en) * | 2000-06-23 | 2002-07-04 | Millenium Energy, Llc | Novel compositions for use in batteries, capacitors, fuel cells and for hydrogen production |
| WO2002052664A3 (en) * | 2000-06-23 | 2004-12-23 | Millenium Energy Llc | Novel compositions for use in batteries, capacitors, fuel cells and for hydrogen production |
| US6852448B2 (en) * | 2001-01-30 | 2005-02-08 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Nickel electrode for alkaline secondary battery and alkaline secondary battery |
| US6835497B2 (en) * | 2001-04-17 | 2004-12-28 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Nickel electrode for alkaline storage battery and alkaline storage battery |
| JP2003007294A (ja) * | 2001-04-17 | 2003-01-10 | Sanyo Electric Co Ltd | アルカリ蓄電池用ニッケル極及びアルカリ蓄電池 |
| JP4578038B2 (ja) * | 2001-04-17 | 2010-11-10 | 三洋電機株式会社 | アルカリ蓄電池用ニッケル極及びアルカリ蓄電池 |
| FR2828336A1 (fr) * | 2001-08-03 | 2003-02-07 | Conseil Et De Prospective Scie | Generateurs electrochimiques secondaires alcalins a anode de zinc |
| WO2003015197A3 (fr) * | 2001-08-03 | 2003-10-23 | Scps | Generateurs electrochimiques secondaires alcalins a anode de zinc |
| US7300721B2 (en) | 2001-08-03 | 2007-11-27 | S.C.P.S. Societe De Conseil Et De Prospective Scientifique S.A. | Alkaline secondary electrochemical generators with a zinc anode |
| WO2003015197A2 (fr) * | 2001-08-03 | 2003-02-20 | S.C.P.S Societe De Conseil Et De Prospective Scientifique S.A. | Generateurs electrochimiques secondaires alcalins a anode de zinc |
| US7335445B2 (en) | 2001-12-07 | 2008-02-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Positive electrode active material for alkaline storage battery, positive electrode and alkaline storage battery |
| JP2007109501A (ja) * | 2005-10-13 | 2007-04-26 | Furukawa Battery Co Ltd:The | アルカリ蓄電池 |
| WO2012117989A1 (ja) * | 2011-02-28 | 2012-09-07 | 三洋電機株式会社 | アルカリ蓄電池 |
| JP5920334B2 (ja) * | 2011-02-28 | 2016-05-18 | 三洋電機株式会社 | アルカリ蓄電池 |
| CN102324578A (zh) * | 2011-09-02 | 2012-01-18 | 深圳市倍特力电池有限公司 | 一种长寿命镍氢电池的制作方法 |
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