JP2000164246A - アルカリ蓄電池 - Google Patents

アルカリ蓄電池

Info

Publication number
JP2000164246A
JP2000164246A JP10333999A JP33399998A JP2000164246A JP 2000164246 A JP2000164246 A JP 2000164246A JP 10333999 A JP10333999 A JP 10333999A JP 33399998 A JP33399998 A JP 33399998A JP 2000164246 A JP2000164246 A JP 2000164246A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
separator
auxiliary
main
battery
storage battery
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
Application number
JP10333999A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideki Sasaki
佐々木  秀樹
Takeshi Shimozono
下薗  武司
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Storage Battery Co Ltd
Sanyo GS Soft Energy Co Ltd
Original Assignee
Japan Storage Battery Co Ltd
GS Melcotec Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Storage Battery Co Ltd, GS Melcotec Co Ltd filed Critical Japan Storage Battery Co Ltd
Priority to JP10333999A priority Critical patent/JP2000164246A/ja
Publication of JP2000164246A publication Critical patent/JP2000164246A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

(57)【要約】 【課題】補助セパレータを備えたアルカリ蓄電池の内部
抵抗の増加を低減する。 【解決手段】織布または不織布に親水性が付与されて製
造された主セパレータおよび補助セパレータを用い、補
助セパレータの親水性が主セパレータの親水性より高く
なるようにする。また、主セパレータおよび補助セパレ
ータの材質をポリオレフィン系樹脂とし、スルホン化、
グラフト重合またはフッ素ガスによる処理によって親水
性を付与したものを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、極板群が、正極
と、負極と、セパレータとを捲回して構成されたアルカ
リ蓄電池の性能改善に関する。
【0002】
【従来の技術】近年の携帯電話、ビデオカメラあるいは
ヘッドホンステレオ等の種々の小型携帯機器の普及にと
もない、それらの電源としてのアルカリ蓄電池は重要な
役割を果たしている。このようなアルカリ蓄電池として
は、従来より、水酸化ニッケル正極と、カドミウム負極
を用いたニッケル・カドミウム蓄電池が用いられてきた
が、最近では、カドミウムよりも高容量な水素吸蔵合金
を負極に用いたニッケル・水素蓄電池が実用化されてい
る。また、その構造的には、正極と負極とセパレータと
を捲回してなる円筒形の極板群を用いた円筒形のもの、
あるいは正極と負極とセパレータを積層してなる角形の
極板群を用いた角形のものが広く普及している。
【0003】ところで、極板群が、正極と、負極と、セ
パレータとが捲回されて構成されたアルカリ蓄電池で
は、その製造時において、極板群の中心部である巻き始
め部において正極あるいは負極の端部がセパレータを貫
通して短絡がおこりやすいという問題があった。そこ
で、このようなことを防止する目的で、主セパレータの
他に補助セパレータを設け、巻き始め部、すなわち捲回
の中心部における正極または負極の端部を覆うようにこ
の補助セパレータを配するという方法が考え出された。
そして、この場合、短絡をより効果的に防止するために
は、主セパレータより厚い、または空孔径の小さい補助
セパレータを用いることが望ましいとされている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】主セパレータに加えて
補助セパレータを用いることにより短絡は防止されるよ
うになったが、一方で、このような方法により作製した
電池は、その内部抵抗が大きく、特に高率での充放電特
性が低下するという問題があった。そこで、この原因を
究明した結果、補助セパレータ自身による抵抗成分の増
加と、補助セパレータの厚み分だけ正極と負極との距離
が大きくなることによる抵抗成分の増加が大きく影響し
ていることがわかった。
【0005】以上に鑑み、本発明は、補助セパレータを
備えるが、内部抵抗の増加の低減されたアルカリ蓄電池
を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のアルカリ蓄電池
は、正極と、負極と、主セパレータとが捲回され、正極
または負極の端部を覆うように捲回の中心部に補助セパ
レータが設けられてなる極板群を備えたアルカリ蓄電池
であって、前記主セパレータおよび前記補助セパレータ
が、織布または不織布に親水性が付与されて製造された
ものからなり、補助セパレータの親水性が主セパレータ
より高くなっていることを特徴とする。
【0007】上記補助セパレータの長さは、特に限定さ
れるものではないが、正極または負極の長さの2%〜4
0%の長さであるのが好ましい。
【0008】また、上記主セパレータおよび補助セパレ
ータの材質と親水性の付与方法については、特に限定さ
れるものではないが、その材質はポリオレフィン系樹脂
であるのが良く、これにスルホン化、グラフト重合また
はフッ素ガスによる処理によって親水性が付与されてい
るものが良い。そして、このような補助セパレータを用
いた場合にも、その長さは、特に限定されるものではな
いが、正極または負極の長さの2%〜40%の長さであ
るのが好ましい。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明のアルカリ蓄電池では、セ
パレータが織布または不織布に親水性を付与して製造さ
れた主セパレータおよび補助セパレータで構成され、か
つ該捲回部の中心部に存在する補助セパレータの親水性
を、主セパレータの親水性より高くする。このような構
成、すなわち補助セパレータの親水性を主セパレータの
親水性より高くすることにより、補助セパレータに電解
液が保持されやすくなるため、補助セパレータ自身によ
る抵抗成分の増加や、補助セパレータの厚み分だけ正極
と負極との距離が大きくなること等によるアルカリ蓄電
池の抵抗の増大を小さくすることができる。これによっ
て、従来に比べて、アルカリ蓄電池の抵抗成分が小さく
なり、とくに高率での充放電特性の低下が小さくなる。
【0010】なお、本発明における補助セパレータの長
さが該正極あるいは負極の長さの2%未満の場合には、
捲回部における短絡を防止する効果が小さくなる。ま
た、補助セパレータの長さが該正極あるいは負極の長さ
の40%を越える場合には、補助セパレータの占有体積
が大きくなり、相対的に活物質の占有体積の低下をもた
らすため、電池容量が小さくなる。よって、補助セパレ
ータの長さは、該正極あるいは負極の長さの2%〜40
%である場合に、本発明の効果が大きい。
【0011】また、主セパレータおよび補助セパレータ
の材質は特に限定されないが、後から親水性を付与した
ものが良く、この親水性の付与方法としては、特に限定
されるものではないが、スルホン化、グラフト重合、フ
ッ素ガスによる処理が好ましく、これら方法を組み合わ
せて用いることも可能である。これは、このようにした
方が自己放電特性の低下を防ぎやすいからである。
【0012】例えば、主セパレータの材質にポリプロピ
レン、補助セパレータの材質にポリアミドを用いること
によって、補助セパレータを主セパレータよりも親水性
に富むものとするという技術が知られており、この方法
では注液時間の短縮は図られる(例えば、特開昭63−
158762号公報)が、自己放電が大きくなってしま
うという問題が生じてしまう。これは、親水性に富む材
質であるポリアミドを補助セパレータに用いた場合、ポ
リアミドが窒素を含むため、充放電時にセパレータが酸
化あるいは分解されて硝酸根が生成し、これによってア
ルカリ蓄電池の自己放電が大きくなるためと考えられ
る。
【0013】また、主セパレータおよび補助セパレータ
の材質は、自己放電を小さく出来るポリオレフィン系樹
脂であることが望ましい。
【0014】
【実施例】以下、本発明について、ニッケル・水素蓄電
池の実施例を用いて具体的に説明する。 (実施例1) (正極板の製作)少量のコバルトおよび亜鉛を共沈した
平均粒径が10μmの水酸化ニッケル粉末100重量部
と、水酸化コバルト粉末10重量部と、酸化亜鉛粉末5
重量部とを、0.4wt%カルボキシメチルセルロース
水溶液に分散させてペーストを調製した。多孔度95%
の発泡ニッケル(住友電工製、商品名セルメット)にペ
ーストを充填・乾燥・プレスすることにより、ペースト
式水酸化ニッケル正極板を製作した。この極板の寸法
は、30mm×190mm×0.6mmである。 (負極板の製作)組成がMmNi3.55Co0.75Mn0.4
Al0.3からなる水素吸蔵合金粉末100重量部と、導
電剤としてのカーボンブラック3重量部を1wt%ポリ
ビニルアルコール水溶液に分散させてペーストを調製し
た。このペーストを、穿孔鋼板に塗布・乾燥・プレスす
ることにより、ペースト式水素吸蔵合金負極板を製作し
た。この極板の寸法は、30mm×250mm×0.5
mmである。 (電池の製作)水酸化カリウムと水酸化ナトリウムと水
酸化リチウムの含有モル比率が6:1:0.5であるア
ルカリ性水溶液を調整し、電解液として用いた。
【0015】主セパレータおよび補助セパレータは、厚
みが0.18mm、単位面積当たりの重量が70g/m
2であるポリプロピレン製不織布に、アクリル酸をグラ
フト重合させて親水性処理をおこなって製作した。グラ
フト重合による重量増加/重合前の不織布の重量の割合
をグラフト率と定義すると、グラフト率が高い方が親水
性は高くなる。ここでの主セパレータおよび補助セパレ
ータのグラフト率は、各々10%、15%である。
【0016】図1は、本実施例の渦巻状円筒形極板群の
中心付近の構造を示す概略断面図である。前記の水酸化
ニッケル正極板1と、水素吸蔵合金負極板2と、主セパ
レータ3(寸法:34mm×480mm)と、補助セパ
レータ4(寸法:34mm×38mm)とを、図1に示
すように補助セパレータ4で正極の端部を覆うようにし
て捲回して、渦巻状円筒形極板群を製作し、これを円筒
状の電池缶に挿入後、前記電解液を注液したのち封口し
て、正極の理論容量が2000mAhの円筒形ニッケル
・水素蓄電池(本発明電池A)を製作した。これらの電
池の補助セパレータ長さの正極長さに対する割合は、2
0%である。 (比較例1)主セパレータのグラフト率が10%(本発
明電池Aの主セパレータと同じ)のもの、補助セパレー
タのグラフト率が10%のもの、すなわち、主セパレー
タと補助セパレータが同じものを用いた他は本発明電池
Aと同様にして、主セパレータと補助セパレータの親水
性が同じである比較電池Bを製作した。 (比較例2)主セパレータのグラフト率が10%(本発
明電池Aの主セパレータと同じ)のもの、補助セパレー
タのグラフト率を8%のものを用いた他は本発明電池A
と同様にして、主セパレータの親水性が補助セパレータ
の親水性よりも高い比較電池Cを製作した。 (比較例3)主セパレータの材質がポリプロピレンでグ
ラフト率が10%(本発明電池Aの主セパレータと同
じ)のもの、補助セパレータの材質がポリアミド製、す
なわち主セパレータの親水性より補助セパレータの方が
高いのものを用いた他は本発明電池Aと同様にして、主
セパレータと補助セパレータの材質が異なり、かつ補助
セパレータの親水性が主セパレータの親水性よりも高い
比較電池Dを製作した。
【0017】これらの電池を、25℃において0.1C
A(0.2A)で15時間充電し、0.2CA(0.4
A)で電池の電圧が1.0Vまで放電するサイクルを3
サイクルおこなった。つぎに、25℃において0.2C
A(0.4A)で6時間充電し、0.2CA(0.4
A)で電池の電圧が1.0Vまで放電するサイクルを1
0サイクルおこない、電池を充分に活性化させた(この
一連の充放電を活性化と称す)。その後、つぎの条件で
充放電をおこない、0.2CA放電容量(A)と5CA
放電容量(B)の比より、高率放電特性を比較した。
【0018】 充電:0.2CA(0.4A)で8時間 放電:0.2CA(0.4A)で0.8Vまで・・0.2C放電容量(A) 充電:0.2CA(0.4A)で8時間 放電:5CA(10A)で0.8Vまで・・5C放電容量(B) 高率放電特性=5C放電容量(B)/0.2C放電容量(A)×100(%) 各電池の主セパレータおよび補助セパレータのグラフト
率と、高率放電特性を比較した結果を、つぎの表1に示
す。
【0019】
【表1】
【0020】本発明電池Aの高率放電特性は90%以上
の高い値を示したのに対し、比較電池BおよびCの値は
86〜89%であり、本発明電池の方が良好な高率放電
特性を示すことがわかる。また、補助セパレータに親水
性の高いポリアミド製樹脂を用いた比較電池Dの高率放
電特性は、90%以上の高い値を示した。
【0021】つぎに、本発明電池Aと比較電池Dについ
て、上述の活性化をおこなった後、25℃において0.
2CA(0.4A)で8時間充電し、40℃で1週間放
置した後に25℃で0.2CA(0.4A)で電池の電
圧が1.0Vまで放電した。放置前の容量に対する放置
後の容量の割合(容量保持率)を、下記表2に示す。
【0022】
【表2】
【0023】主セパレータおよび補助セパレータともに
ポリプロピレンを用いた本発明電池Aは、補助セパレー
タにポリアミドを用いた比較電池Dに比べて、 容量保
持率が高いことがわかる。
【0024】なお、製造時に短絡したセル数には、これ
らの電池間で差はなかった。
【0025】なお、実施例では、主セパレータおよび補
助セパレータの材質にポリプロピレンを用いたが、ポリ
エチレン等の他のポリオレフィン系の樹脂であれば、単
独組成あるいは混合組成のものでも用いることができ
る。また、セパレータに親水性を付与する方法としてア
クリル酸をグラフト重合する手段を用いたが、その他の
硫酸等を用いてスルホン化したり、フッ素ガスで処理す
る方法でも同様の効果が得られた。
【0026】正極は本実施例のようなペースト式極板に
よらず、焼結式極板を用いても同様の効果が得られ、水
酸化ニッケルにコバルト、カドミウム、亜鉛等を共沈さ
せたり、種々の化合物を添加したりすることにより正極
の性能を向上させる手段を妨げるものではない。また、
負極には水素吸蔵合金としてMmNi3.55Co0.75Mn
0.4Al0.3からなる組成のものに限らず、その他のAB
5型あるいはAB2型等の水素吸蔵合金を用いることがで
き、かつカドミウム、亜鉛、鉄等を用いることもでき
る。
【0027】なお、本発明の構成で捲回した極板群は、
円筒形・角形のいずれの電槽にも挿入され得るものであ
る。また、本発明は、アルカリ蓄電池の中でも特にニッ
ケル・水素蓄電池に適している。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、製造時の短絡を防止で
きて電池製造時の歩留まりを向上させることが出来ると
共に、高率での良好な充放電特性を示し、かつ自己放電
性能に優れたアルカリ蓄電池を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】極板群の中心付近の構造を示す概略断面図であ
る。
【符号の説明】
水酸化ニッケル正極板 水素吸蔵合金負極板 主セパレータ 補助セパレータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H021 AA06 BB09 CC02 EE04 EE16 EE18 HH03 5H028 AA05 BB10 CC13 EE06 HH05

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 正極と、負極と、主セパレータとが捲回
    され、正極または負極の端部を覆うように捲回の中心部
    に補助セパレータが設けられてなる極板群を備えたアル
    カリ蓄電池であって、 前記主セパレータおよび前記補助セパレータが、織布ま
    たは不織布に親水性が付与されて製造されたものからな
    り、補助セパレータの親水性が主セパレータより高くな
    っていることを特徴とするアルカリ蓄電池。
  2. 【請求項2】 上記補助セパレータの長さが、正極また
    は負極の長さの2%〜40%の長さであることを特徴と
    する請求項1記載のアルカリ蓄電池。
  3. 【請求項3】 上記主セパレータおよび補助セパレータ
    の材質がポリオレフィン系樹脂であり、スルホン化、グ
    ラフト重合またはフッ素ガスによる処理によって上記親
    水性が付与されていることを特徴とする請求項1または
    2記載のアルカリ蓄電池。
JP10333999A 1998-11-25 1998-11-25 アルカリ蓄電池 Pending JP2000164246A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10333999A JP2000164246A (ja) 1998-11-25 1998-11-25 アルカリ蓄電池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10333999A JP2000164246A (ja) 1998-11-25 1998-11-25 アルカリ蓄電池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000164246A true JP2000164246A (ja) 2000-06-16

Family

ID=18272373

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10333999A Pending JP2000164246A (ja) 1998-11-25 1998-11-25 アルカリ蓄電池

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000164246A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015153621A (ja) * 2014-02-14 2015-08-24 湘南Corun Energy株式会社 アルカリ蓄電池
JP2017054592A (ja) * 2015-09-07 2017-03-16 プライムアースEvエナジー株式会社 ニッケル水素蓄電池、及びニッケル水素蓄電池の製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015153621A (ja) * 2014-02-14 2015-08-24 湘南Corun Energy株式会社 アルカリ蓄電池
JP2017054592A (ja) * 2015-09-07 2017-03-16 プライムアースEvエナジー株式会社 ニッケル水素蓄電池、及びニッケル水素蓄電池の製造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7435511B2 (en) Nickel-metal hydride storage battery
JP4307020B2 (ja) アルカリ蓄電池
JP3387381B2 (ja) アルカリ蓄電池
JP3245072B2 (ja) 水素吸蔵合金電極およびその製造方法
JP2002025604A (ja) アルカリ二次電池
JPH10255766A (ja) 非水電解液二次電池
JP2000164246A (ja) アルカリ蓄電池
JP2004281289A (ja) アルカリ蓄電池
JP3209071B2 (ja) アルカリ蓄電池
JPH11162468A (ja) アルカリ二次電池
JPH11297352A (ja) アルカリ蓄電池
JP3460509B2 (ja) アルカリ蓄電池とその電極の製造法
JP3006371B2 (ja) 電 池
US6803148B2 (en) Nickel positive electrode plate and akaline storage battery
JPH0536401A (ja) リチウム二次電池
JP2884570B2 (ja) 密閉形アルカリ二次電池
JP2000012011A (ja) ニッケル−水素蓄電池の製造方法
JP2000285922A (ja) アルカリ蓄電池およびその電極の製造法
US20030048094A1 (en) Separator for nickel-metal hydride storage battery and nickel-metal hydride storage battery
JP3182790B2 (ja) 水素吸蔵合金電極およびその製造法
JP3010992B2 (ja) 電池用電極
JP2000090959A (ja) 蓄電池
JP2001283902A (ja) アルカリ蓄電池
JP2000182611A (ja) アルカリ蓄電池およびその製造方法
JP2733230B2 (ja) 水素吸蔵合金を用いた密閉形ニッケル・水素蓄電池

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060303

A762 Written abandonment of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762

Effective date: 20080826