JP2000195487A

JP2000195487A - ニッケル・水素二次電池

Info

Publication number: JP2000195487A
Application number: JP10370583A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Tsukiashi; 雅彦月脚; Hirohito Teraoka; 浩仁寺岡
Original assignee: Toshiba Battery Co Ltd
Current assignee: FDK Twicell Co Ltd
Priority date: 1998-12-25
Filing date: 1998-12-25
Publication date: 2000-07-14

Abstract

(57)【要約】【課題】高温保管時における自己放電特性が向上した
ニッケル・水素二次電池を提供する。【解決手段】ニッケル極２と水素吸蔵合金電極４の間
に、合成樹脂繊維から成りかつ低温プラズマ処理された
セパレータ３が介装されている電極群５をアルカリ電解
液と一緒に電池缶１に封入した構造のニッケル・水素二
次電池であって、セパレータ３の表面には、親水性に程
度差のある領域が形成されているニッケル・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、組み込まれるセパレータに
好適な親水化処理が施されているので優れた自己放電特
性を示すニッケル・水素二次電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯電話や携帯型のノートパソコ
ンのような各種電子機器のコードレス化，高機能化，小
型化，軽量化の進展に伴い、その電源である二次電池に
対しては高容量化の要望が高まっている。従来、これら
電子機器の電源としてはニッケル・カドミウム二次電池
が主として使用されてきた。しかし、上記した高容量化
への要望の高まりに伴い、ニッケル・カドミウム二次電
池の電圧との互換性があり、かつニッケル・カドミウム
二次電池よりも高容量であるということから、最近で
は、ニッケル・水素二次電池が広く使用され始めてい
る。

【０００３】しかしながら、ニッケル・水素二次電池
は、ニッケル・カドミウム二次電池よりも高容量である
とはいえ、充電状態で高温環境下に保管しておくと自己
放電を起こしやすいという問題がある。したがって、ニ
ッケル・水素二次電池の使用環境が多様化して過酷な条
件下で使用される機会も増加していることに対応して、
当該ニッケル・水素二次電池には、高容量であることは
勿論のこと、自己放電特性の向上や充放電サイクル寿命
特性の向上が強く求められている。

【０００４】ところで、ニッケル・水素二次電池は、一
般に、水酸化ニッケルのようなニッケル化合物の粉末を
担持するニッケル極と、水素吸蔵合金の粉末を担持する
水素吸蔵合金電極との間に電気絶縁性でかつ保液性を備
えたセパレータを介装して電極群を形成し、この電極群
を負極端子も兼ねる電池缶の中に所定のアルカリ電解液
と一緒に収容したのち、前記電池缶を封口した構造にな
っている。

【０００５】そして従来から、セパレータとしては、ア
ルカリ電解液との濡れ性を確保するために、親水性が良
好であるポリアミド繊維から成る不織布が広く用いられ
ている。しかしながら、このポリアミド繊維はアルカリ
電解液中での加水分解によって例えば硝酸イオン，亜硝
酸イオン，アンモニアのような不純物を生成し、この不
純物がニッケル極に生成したオキシ水酸化ニッケルを還
元することにより、ニッケル極の自己放電反応を助長し
て電池の自己放電特性を劣化させている。

【０００６】このようなことから、セパレータとして
は、前記したポリアミド繊維よりも耐酸化性が優れてい
る繊維材料、例えばポリプロピレン繊維のようなポリオ
レフィン繊維やＰＴＦＥ繊維のようなフッ素樹脂の繊維
を選定し、これらに親水化処理を施して製造されたもの
の使用が試みられている。具体的には、例えばポリオレ
フィン繊維の不織布を陰イオン系，陽イオン系，非イオ
ン系の界面活性剤のような界面活性剤で表面処理して製
造したものをセパレータとして使用することが試みられ
ている。しかしながら、上記セパレータは、電池に対す
る充放電を反復すると表面の界面活性剤が離脱して親水
性は低下し、その結果、充放電サイクル寿命特性の低下
が起こってくるという問題がある。

【０００７】また、ポリオレフィン繊維の不織布の全表
面に、スルホン化処理，アクリル酸グラフト処理などの
処理を行うことにより親水性の活性基を外部から不織布
に付加して、その不織布全体の表面の親水性を高め、自
己放電特性の向上を目的とする処理が試みられている
が、これらの処理を行っても、得られた電池の自己放電
特性の向上はいまだ充分とはいえない状況にある。

【０００８】しかも、これらの処理の場合には、いずれ
も、使用した薬液の廃液処理が必要であるため、セパレ
ータの製造コストを引き上げ、ひいては電池の製造コス
トも引き上げるという問題がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来方法で
製造されたセパレータが組み込まれているニッケル・水
素二次電池における上記した問題を解決し、親水化のた
めに薬液を使用する必要もなく、しかも好適な親水性が
付与されているセパレータが組み込まれており、そのこ
とにより優れた自己放電特性を発揮するニッケル・水素
二次電池の提供を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記した目
的を達成するために鋭意研究を重ねる過程で、最近、各
種材料の表面改質法として注目されている低温プラズマ
処理に着目した。そして、ポリオレフィン繊維に代表さ
れるセパレータ材料にその低温プラズマ処理を適用して
セパレータを製造し、それを用いてニッケル・水素二次
電池を組み立て、その電池特性を調べた。

【００１１】その結果、後述する状態でセパレータ材料
に低温プラズマ処理を施して製造されたセパレータには
親水性が付与され、それを組み込んだニッケル・水素二
次電池の自己放電特性は向上するとの知見を得た。しか
も、低温プラズマ処理時に、発生プラズマの中にセパレ
ータ材料の表面全体が包接されることにより表面全体が
均一にプラズマ処理されている場合よりも、そのような
状態でない場合、すなわち、セパレータ材料の表面全体
が発生プラズマで均一に処理されていない場合の方が、
得られたセパレータを用いて組み立てたニッケル・水素
二次電池の自己放電特性は向上するという知見を得た。
そして、これらの知見に基づき、本発明者らは更なる研
究を重ね、本発明のニッケル・水素二次電池を開発する
に至った。

【００１２】すなわち、本発明のニッケル・水素二次電
池は、ニッケル極と水素吸蔵合金電極の間に、合成樹脂
繊維から成りかつ低温プラズマ処理されたセパレータが
介装されている電極群をアルカリ電解液と一緒に電池缶
に封入した構造のニッケル・水素二次電池であって、前
記セパレータの表面には、親水性に程度差のある領域が
形成されていることを特徴とする。

【００１３】なお、ここでいう親水性に程度差のある領
域が形成されている状態とは、後述するような態様で低
温プラズマ処理を行うことにより、処理後のセパレータ
の表面は均一に低温プラズマで処理されるのではなく、
１枚のセパレータにおいて全体表面は親水化されている
が、その一部は強く低温プラズマ処理されて多量かつ強
固に親水性の官能基が導入されており、残りの部分は官
能基の導入が少ないという状態であるか、または全く導
入されることなく、セパレータ材料である合成繊維の疎
水性が残っている状態のことを指す。

【００１４】

【発明の実施の形態】まず、本発明のニッケル・水素二
次電池の構造を、円筒形ニッケル・水素二次電池を例に
して説明する。図１において、有底円筒形の電池缶１の
中には、ニッケル極（正極）２と後述するセパレータ３
と水素吸蔵合金電極（負極）４とを重ね合わせたシート
を渦巻状に巻回して成る電極群５が収容されている。そ
して、負極４は電極群５の最外側に配置されることによ
り電池缶１と電気的に接触し、また、電極群５の底部
は、電池缶１の底部に配置された絶縁板６の上に位置し
ている。

【００１５】そして、電池缶１の上部開口部の内側には
リング状の絶縁ガスケット７が配置され、この絶縁ガス
ケット７に周縁部が噛み込んだ状態で中央に孔８を有す
る円盤形状の第１封口板９が配置され、前記電池缶１の
上部開口部を内側に縮径する加締加工を行うことによ
り、前記第１封口板９は絶縁ガスケット７を介して電池
缶１の上部開口部を気密に封口している。

【００１６】また、電極群５の上部にはリード端子１０
が付設され、このリード端子１０は前記した第１封口板
９の下面と溶接されている。そして、ゴム製の安全弁１
１が第１封口板９の中央孔８を塞ぐようにして配置さ
れ、更にそれを覆うようにして帽子形状の正極端子１２
が第１封口板９に溶接されて電極群が封入されている。
また、上記した構造の電池缶の上部には、中央孔を有す
る絶縁材料の押さえ板１３が当該中央孔から前記正極端
子１２のみを突出させた状態で配置され、そして押さえ
板１３の周縁部，電池缶１の側面部と底面部を被覆して
外装チューブ１４が配置されている。

【００１７】なお、本発明の電池は上記したような円筒
形に限定されるものではなく、例えば、ニッケル極とセ
パレータと負極と交互に積層して直方体形状の電極群と
し、これを角形の電池缶に収容して封入した構造の角形
電池であってもよい。電極群５のニッケル極２は、概ね
次のようにして製造される。すなわちまず、水酸化ニッ
ケルのようなニッケル化合物の粉末に金属コバルト，コ
バルト酸化物，コバルト水酸化物のような導電材の粉末
を混合した混合粉末、またはニッケル化合物の粉末表面
に前記導電材をコーティングした粉末と、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，ヒドロ
キシプロピルメチルセルロースのような結着剤とを水で
混練して粘稠なペーストを調製する。なお、用いる水酸
化ニッケルには、Ｃｏ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ａｌ，Ｍｎ，Ｃ
ａ，Ｍｇ，Ｆｅ，Ｓｉのような元素が固溶していてもよ
い。

【００１８】ついで、このペーストを、例えばスポンジ
状ニッケル基板，網状焼結金属繊維基板または不織布に
ニッケルめっきを施して成るフェルトめっき基板のよう
な３次元網状構造の集電体に充填・塗布したのち前記ペ
ーストを乾燥し、更に続けて加圧成形して所定厚みの正
極シートにする。なお、このときの集電体としては、パ
ンチドメタルやエキスパンドメタルのような２次元基板
や、パンチドメタルの開口部にバリを有する構造の２.
５次元基板を用いることもできる。

【００１９】また、負極４は、水素吸蔵合金粉末と結着
剤と、必要に応じては例えばカーボンブラックのような
導電材との所定量を水で混練して成るペーストを集電体
に充填・塗布したのち、乾燥，成形して製造される。用
いる水素吸蔵合金としては、格別限定されるものではな
く、電気化学的に水素を吸蔵・放出できるものであれば
何であってもよく、例えば、ＬａＮｉ₅，ＭｍＮｉ₅（Ｍ
ｍはミッシュメタル），ＬｍＮｉ₅（Ｌｍはランタン富
化のミッシュメタル）、またはＮｉの一部をＡｌ，Ｍ
ｎ，Ｃｏ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｚｒ，Ｃｒ，Ｂなどで置
換した多元素系のもの；ＴｉＮｉ系，ＴｉＦｅ系，Ｍｇ
Ｎｉ系またはそれらの混合系；をあげることができる。
とくに、次式；ＬｍＮｉ_xＡｌ_yＡ _z（ＡはＡｌ，Ｃｏか
ら選ばれる少なくとも１種であり、ｘ，ｙ，ｚは４.８
≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦５.４を満足する原子比を表す）で示さ
れる水素吸蔵合金は、充放電サイクル時における微粉化
が抑制され、電池のサイクル寿命特性を向上せしめるこ
とができるという点で好適である。

【００２０】また、結着剤としては、ニッケル極２の製
造時に用いる前記した高分子材料をあげることができ、
集電体としては、例えばパンチドメタル，エキスパンド
メタル，穿孔鋼板，ニッケルネットなどの２次元基板
や、フェルト状金属多孔体，スポンジ状金属基板などの
３次元網状構造のものをあげることができる。本発明の
電池においては、上記したニッケル極２と水素吸蔵合金
電極４の間に介装されるセパレータ３が次に述べるよう
なものであることを特徴とする。

【００２１】まず、セパレータ材料としては、合成樹脂
繊維が選択される。具体的には、ポリエチレン繊維，ポ
リプロピレン繊維などのポリオレフィン繊維それ自体；
あるポリオレフィン繊維の表面が異種類のポリオレフィ
ン繊維で被覆されている芯鞘構造の複合繊維；互いに異
種類であるポリオレフィン繊維の分割構造になっている
複合繊維などをあげることができる。また、ＰＴＦＥ繊
維も使用することができるが、その場合には、例えばガ
ラス繊維のような無機繊維を混在せしめることにより全
体の機械的強度を高めてもよい。なお、上記した繊維は
いずれもその表面は疎水性になっている。

【００２２】セパレータ材料の形態としては、上記した
繊維の不織布の形態であることが好ましいが、また微孔
性のプラスチックシートの形態であってもよい。なお、
不織布として用いる場合には、その不織布は上記した繊
維を例えば乾式法，湿式法，スパンボンド法，メルトブ
ロー法などによって織成することができる。セパレータ
材料が不織布である場合、その目付量は３０〜７０ｇ／
ｍ²であることが好ましい。目付量が３０ｇ／ｍ²より小
さい不織布は、セパレータ材料としての強度が低いため
前記した電極群を製造する際の巻回時に破損することも
起こりやすく、逆に７０ｇ／ｍ²より大きい場合には、
電極群を製造したときの当該セパレータの占有体積が大
きくなって電極容量の低下を招くことになるからであ
る。

【００２３】また、用いるセパレータ材料としては、窒
素を用いたＢＥＴ１点法で測定したときの比表面積が
０.５〜５.０ｍ²／ｇの値を示すものであることが好ま
しい。比表面積が０.５ｍ²／ｇより小さいセパレータ材
料を用いると、保液性が低下し、また比表面積が５.０
ｍ²／ｇより大きいセパレータ材料は、その引張強度が
低くなるので保形性は低下し、電極群を製造する際の巻
回時にセパレータの破損などが起こりやすいからであ
る。セパレータ材料としては、１.０〜４.０ｍ２／ｇの
比表面積のものがとくに好ましい。

【００２４】そして、上記セパレータ材料に対し、図２
で示したような低温プラズマ処理装置を用いて低温プラ
ズマ処理が行われ、その表面に親水性に程度差のある領
域が形成される。まず、本発明で用いる低温プラズマ処
理装置の場合、図２で示したように、密閉容器１５の中
にはアース電極１６とパワー電極１７が所定の間隔を置
いて平行配置されていてパワー電極１６は電源８に接続
されている。このアース電極１６とパワー電極１７のそ
れぞれの対向面１６ａ，１７ａは、いずれも、所定直径
の円形になっているのが通例である。そして、密閉容器
１５には減圧機構１９が接続され、密閉容器１５の中を
所定の真空度に減圧できるようになっている。

【００２５】また、密閉容器１５には、ガス源供給機構
２０が接続され、装置の運転時にここから所定のガス源
を容器内に供給することにより、処理対象のセパレータ
材料の表面に親水性の官能基を導入できるようになって
いる。ガス源としては、例えば、Ｏ₂，Ｎ₂，Ａｒ，Ｈｅ
などを使用することができる。この装置の運転に際して
は、まず、アース電極１６とパワー電極１７の間に処理
対象のセパレータ材料３Ａが配置される。通常、セパレ
ータ材料３Ａがアース電極１６の表面に載置される。つ
いで、減圧機構１９を運転して密閉容器１の中を一旦減
圧にし、更にガス源供給機構２０から所定のガス源を供
給しながら、密閉容器１の中を例えば０.０５〜１Torr
の真空度に保持する。そして、パワー電極１７とアース
電極１６を運転して両極間に高周波電場を形成して両極
間にプラズマｆを発生させる。

【００２６】具体的には、出力５〜１００Ｗにおいて、
例えばラジオ周波数１３.５６MHzの高周波、または２.
５４GHzのマイクロ波で放電を行い、電極間に配置され
ているセパレータ材料３Ａに低温プラズマ処理を施す。
処理時間は０.１〜３０分に設定することが好ましい。
上記した条件下における発生プラズマのパラメータの１
例を示すと、電子温度２０００〜４０００°Ｋ，電子密
度１０⁹〜１０¹³個／cm³，イオン温度２００〜４００°
Ｋ，イオン密度１０⁹〜１０¹³個／cm^-3，プラズマ空間
電位１０〜９０Ｖである。

【００２７】このとき、アース電極１６とパワー電極１
７の間におけるセパレータ材料３Ａの配置態様を適宜に
選択することにより、処理後に得られたセパレータの表
面に、親水性に程度差のある領域を形成することができ
る。例えば、図３で示したように、アース電極１６の表
面を完全に覆い隠すようにしてセパレータ材料３Ａを当
該アース電極に載置して処理すると、アース電極上のセ
パレータ材料３Ａの部分３ａは、アース電極の外側に位
置する部分３ｂよりも強くプラズマで処理されるので高
い親水性領域になる。しかも、上記部分３ａにおいて
は、中心部ほど強くプラズマで処理されるので、中心部
の親水性が最も高く、外側に向かうほど親水性が低減し
ていく状態になっている。

【００２８】したがって、処理後のセパレータの表面は
全体として親水性になっており、しかも、その中心部か
ら外側に向かって親水性の異なる領域が形成されている
ことになる。また、図４で示したような配置態様の場合
には、次のような親水性に程度差のある領域を形成する
ことができる。

【００２９】すなわち、まずアース電極１６の上に処理
対象のセパレータ材料３Ａを載置する。そして、このセ
パレータ材料３Ａの上に、それよりサイズが小さく、ま
たプラズマが透過できる材料３Ｂ、例えばセパレータ３
Ａと同じ材料を更に載置してプラズマｆで処理する。セ
パレータ３Ｂの外側に位置する部分３ｃは強くプラズマ
ｆで処理されるので高い親水性領域になる。しかし、セ
パレータ材料３Ｂで覆われている部分３ｄはセパレータ
材料３Ｂを透過したプラズマで処理されて親水性になる
とはいえ、その処理度合は部分３ｃの場合よりも小さ
く、その部分３ｄの親水性は部分３ｃの親水性よりも低
くなる。

【００３０】すなわち、この場合も、処理後に得られた
セパレータの表面には、親水性に程度差のある領域が形
成されている。更には、処理対象のセパレータ材料３Ａ
を前記したようにアース電極１６に直接載置することな
く、アース電極１６とパワー電極１７の極間に所定の角
度θで傾斜させた状態で配置してもよい（図５）。

【００３１】この場合、プラズマｆ内に包接されている
セパレータ材料３Ａの全体はプラズマｆで均一に処理さ
れず、傾斜面に沿って処理状態が変化する。したがっ
て、処理後に得られたセパレータの表面には親水性が傾
斜的に変化している親水性領域が形成されている。ま
た、図６で示したように、アース電極１６に処理対象の
セパレータ材料３Ａを載置し、更にその上に、プラズマ
を透過しない例えばチタン、ステンレス鋼から成る所定
パターンのマスク２１を載置して処理してもよい。

【００３２】この場合には、マスク２１の直下に位置す
るセパレータ材料の部分はプラズマ処理されないので構
成樹脂繊維の疎水性がそのまま残り、他の部分はプラズ
マ処理されて親水性領域に転化する。したがって、この
場合は、処理後に得られたセパレータの表面は、親水性
領域と疎水性領域が併存した状態にある。

【００３３】このようにして低温プラズマ処理されるこ
とによりセパレータ材料の表面には親水性に程度差のあ
る領域が形成されるが、そのセパレータを組み込んだニ
ッケル・水素二次電池の自己放電特性が向上する理由は
いまだ明確ではない。しかし、理由として次のようなこ
とが考えられる。すなわち、親水性が高い部分は電解液
と充分に濡れて円滑な電池反応を進行せしめ、他方、親
水性が低い部分では電解液との濡れが悪く、その箇所が
自己放電に関与する窒素根や、正極活物質から溶出して
自己放電を誘発する前記した不純物などをトラップし、
またセパレータ表面における電解液の分布状態が変化
し、負極から放出された水素ガスがニッケル極に到達し
づらくなり、これらの相乗効果で電池の自己放電が抑制
されるのではないかと考えられる。

【００３４】このようにして製造されたセパレータを、
前記したニッケル極と水素吸蔵合金電極の間に介装して
電極群を形成し、これをアルカリ電解液と一緒に電池缶
の中に収容したのち封口することにより、自己放電特性
が優れた本発明のニッケル・水素二次電池を得ることが
できる。

【００３５】

【実施例】（１）セパレータの製造図２で示した装置を用いて、次のようなセパレータを製
造した。まず、平均繊維径１０μｍのポリプロピレン繊
維を用いて、スパンポンド法で目付量５０ｇ／ｍ²，厚
み０.１６mmの不織布を製造した。

【００３６】この不織布を縦１２０mm，横１２０mmの正
方形の形状に裁断した。この不織布を、直径１１０mmの
アース電極１６の上に図３で示したように配置した。す
なわち、この場合は、アース電極１６の表面の全部が上
記不織布で覆われた状態になっている。密閉容器１に１
時間の減圧処理を行ったのち、ガス源供給機構２０から
酸素ガスを３０ml／minの流量で送入して容器内を０.１
Torrに調整した。ついで、ラジオ周波数１３.５６kHz，
パワー電極１７の出力５０Ｗで５分間の低温プラズマ処
理を行った。

【００３７】処理した材料を装置から取り出したのちそ
の両端部を切除し、幅４０mm、長１００mmの短冊状のセ
パレータとした。これをセパレータＡとする。次に、前
記した不織布を縦４０mm，長さ１００mmの短冊状に裁断
し、これを、図５で示したように、直径１１０mmのアー
ス電極１６の表面に対し角度（θ）２０°で傾斜させた
状態でアース電極１６とパワー電極１７の極間に配置し
たことを除いてはセパレータ１の場合と同様にして低温
プラズマ処理を行った。得られたセパレータをセパレー
タＢとする。

【００３８】また、セパレータＢの製造に用いた短冊状
の不織布を直径１１０mmのアース電極１６に載置し、更
にその中心部の上に、図４で示したように、直径４０mm
の同種の不織布を重ね合わせて配置したことを除いて
は、セパレータＡの場合と同様にして低温プラズマ処理
を行った。得られたセパレータをセパレータＣとする。
セパレータＢの製造に用いた短冊状の不織布を、そのま
ま直径１１０mmのアース電極の上に載置したことを除い
ては、セパレータＡの場合と同様にして低温プラズマ処
理を行った。この場合、処理される不織布のサイズはア
ース電極の表面サイズよりも小さいので不織布の全面が
均一にプラズマ処理されることになる。得られたセパレ
ータをセパレータＤとする。

【００３９】また、前記した不織布の前記短冊状のもの
をそのままセパレータとして用意した。これをセパレー
タＥとする。（２）電池の製造水酸化ニッケル粉末１００重量部に対し、酸化コバルト
粉末６.１重量部，ポリアクリル酸ナトリウム０.１６重
量部，ヒドロキシメチルセルロース０.０６重量部，カ
ルボキシメチルセルロース０.１１重量部，ＰＴＦＥデ
ィパーション（比重１.５，固形分含量６０重量％）０.
６７重量部を混合し、更に純水３０重量部を添加し、全
体を混練してペーストを調製した。

【００４０】このペーストをニッケルの発泡基板に充填
し、乾燥したのちロール圧延を行って厚み０.６mmのニ
ッケル極（正極）を製造した。一方、組成がＬｍＮｉ
_4.0Ｃｏ_0.04Ｍｎ_0.3Ａｌ_0.3（ＬｍはＬａ富化のミッシ
ュメタル）の水素吸蔵合金を機械粉砕して２００メッシ
ュ（タイラー篩）下の粉末にした。

【００４１】ついで、この粉末１００重量部に対し、ポ
リアクリル酸ナトリウム０.３重量部，カルボキシメチ
ルセルロース０.０５重量部，カーボンブラック１.０重
量部，ＰＴＦＥディパーション（比重１.５，固形分含
量６０重量％）１.０重量部を配合し、全体を４４重量
部の水で混練してペーストを調製した。このペーストを
ニッケルパンチドメタル（開口率４５％）に塗布し、乾
燥し、更にロール圧延して厚み０.３mmの水素吸蔵合金
電極（負極）を製造した。

【００４２】これらニッケル極と水素吸蔵合金電極の間
に、表１で示したように、上記した各セパレータをそれ
ぞれ挟んで積層体シートにしたのち、水素吸蔵合金電極
を外側にして巻回し、図１で示した各種の電極群５を製
造した。

【００４３】

【表１】

【００４４】そして、この電極群５を用い、電解液とし
てＫＯＨ７ＮとＬｉＯＨ１Ｎとの混合液を用いて図
１で示した構造のＡＡＡサイズニッケル・水素二次電池
を製造した。（３）電池特性得られた各電池につき、温度２０℃において公称容量に
対して０.２Ｃで１５０％の充電を行ったのち、１Ｃで
電池電圧が１.０Ｖになるまで放電する充放電サイクル
を３回反復した。その後、０.２Ｃで１５０％の充電を
行い、その状態で温度４５℃の恒温槽に１４日間保管
し、保管後に１Ｃで電池電圧が１.０Ｖになるまでの放
電を行い、そのときの残存容量を測定した。

【００４５】電池の公称容量をＣ₀，上記した残存容量
をＣ₁としたとき、次式：１００×Ｃ ₁／Ｃ₀（％）に基
づいて各電池の容量残存率を算出した。その結果を図７
に示した。図７から次のことが明らかである。１）低温プラズマ処理により親水化処理を行っているセ
パレータを用いた実施例１〜３と比較例１の場合は、い
ずれの場合も、上記処理を行わなかったセパレータを用
いた場合（比較例２）に比べて容量残存率が大幅に向上
して高温下における自己放電特性の向上が認められる。

【００４６】２）しかしながら、全面が均一にプラズマ
処理されているセパレータを用いた比較例１の場合は、
実施例１〜３の場合よりも容量残存率が低くなってい
る。このことから、低温プラズマ処理を行うときに、セ
パレータ材料の表面を均一にプラズマ処理することな
く、親水性に程度差が生ずるようにプラズマ処理するこ
との有用性が明らかである。

【００４７】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明方
法によれば、高温保管時における自己放電特性が向上し
たニッケル・水素二次電池を得ることができる。これ
は、セパレータとして、表面に親水性に程度差のある領
域が形成されているセパレータを用いたことによって得
られる効果である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法のセパレータが組み込まれている円
筒形ニッケル・水素二次電池を示す一部切欠斜視図であ
る。

【図２】低温プラズマ処理装置を示す概略図である。

【図３】セパレータ材料をアース電極に配置した１例を
示す平面図である。

【図４】セパレータ材料をアース電極に配置した別の例
を示す側面図である。

【図５】セパレータ材料をアース電極に配置した更に別
の例を示す側面図である。

【図６】セパレータ材料をアース電極に配置した他の例
を示す側面図である。

【図７】各電池の容量残存率を示すグラフである。

【符号の説明】

１電池缶２ニッケル極（正極）３セパレータ３Ａセパレータ材料４水素吸蔵合金電極（負極）５電極群６絶縁板７絶縁ガスケット８孔９第１封口板１０リード端子１１安全弁１２正極端子１３押さえ板１４外装チューブ１５密閉容器１６アース電極１７パワー電極１８電源１９減圧機構２０ガス源供給機構２１マスク

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ニッケル極と水素吸蔵合金電極の間に、
合成樹脂繊維から成りかつ低温プラズマ処理されたセパ
レータが介装されている電極群をアルカリ電解液と一緒
に電池缶に封入した構造のニッケル・水素二次電池であ
って、前記セパレータの表面には、親水性に程度差のある領域
が形成されていることを特徴とするニッケル・水素二次
電池。