JP2000195509A - Alkaline secondary battery - Google Patents

Alkaline secondary battery

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JP2000195509A
JP2000195509A JP10366815A JP36681598A JP2000195509A JP 2000195509 A JP2000195509 A JP 2000195509A JP 10366815 A JP10366815 A JP 10366815A JP 36681598 A JP36681598 A JP 36681598A JP 2000195509 A JP2000195509 A JP 2000195509A
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JP
Japan
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hydrogen storage
storage alloy
negative electrode
weight
manganese
Prior art date
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Pending
Application number
JP10366815A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Chizuru Hatanaka
千鶴 畑中
Shuichiro Irie
周一郎 入江
Kaoru Hosobuchi
馨 細渕
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.)
FDK Twicell Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Battery Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toshiba Battery Co Ltd filed Critical Toshiba Battery Co Ltd
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    • 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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress or prevent generation of an internal short circuit, stably improve a discharging capacity of an initial charging and discharging cycle while implementing a high capacity, and furthermore stably extend the life of the charging and discharging cycle. SOLUTION: This battery is provided with a negative electrode 4 including a hydrogen storage alloy powder having no CaCu5 type structure in a main crystal phase, but a Ln1-xMgx(Ni1-yTy)z -to specify-general formula, and whose saturation magnetization is 1.0-9.0 emu/m2 under a specified condition, and manganese derivative particles of 0.1-5 weight parts mixed with the storage alloy powder of 100 weight parts.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、水素を電気化学的
に吸蔵・放出する水素吸蔵合金を含む負極を改良したア
ルカリ二次電池に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an alkaline secondary battery having an improved negative electrode containing a hydrogen storage alloy for electrochemically storing and releasing hydrogen.

【0002】[0002]

【従来の技術】高容量二次電池としては、ニッケル・カ
ドミウム二次電池やニッケル水素二次電池が知られてい
る。このうち、水素を吸蔵・放出する水素吸蔵合金を含
む負極を備えたニッケル水素二次電池は環境適合性に優
れた小型密閉二次電池としてポータブル電子機器等に広
く用いられている。
2. Description of the Related Art Nickel-cadmium secondary batteries and nickel-metal hydride secondary batteries are known as high-capacity secondary batteries. Among them, nickel-metal hydride secondary batteries provided with a negative electrode containing a hydrogen storage alloy that stores and releases hydrogen are widely used in portable electronic devices and the like as small sealed secondary batteries having excellent environmental compatibility.

【0003】前記ニッケル水素二次電池において、負極
活物質として重要な役割を果たす水素吸蔵合金としては
主にMmNi5 系(Mm;ミッシュメタル)やTiMn
2系の合金が用いられている。
In the nickel-metal hydride secondary battery, the hydrogen storage alloy that plays an important role as a negative electrode active material is mainly MmNi 5 (Mm; misch metal) or TiMn.
Two series alloys are used.

【0004】しかしながら、MmNi5 系(Mm;ミッ
シュメタル)やTiMn2系の水素吸蔵合金を含む負極
を備えたニッケル水素二次電池では前記水素吸蔵合金の
持つ水素吸蔵能力に限界があり、より一層の高容量化が
困難であった。
However, in a nickel-metal hydride secondary battery provided with a negative electrode containing an MmNi 5 -based (Mm: misch metal) or TiMn 2 -based hydrogen storage alloy, the hydrogen storage capacity of the hydrogen storage alloy is limited. It was difficult to increase the capacity of the battery.

【0005】このようなことから、V−Ti系、TiF
e系、Ti2Ni系の水素吸蔵合金が開発されている。
しかしながら、これらの水素吸蔵合金は高温下での水素
ガスとの直接反応量が大きいものの、常温下での水素と
の反応性が乏しく、初期活性化が困難であるという問題
があった。
[0005] From the above, V-Ti, TiF
e-based and Ti 2 Ni-based hydrogen storage alloys have been developed.
However, although these hydrogen storage alloys have a large amount of direct reaction with hydrogen gas at high temperatures, they have a problem that their reactivity with hydrogen at room temperature is poor and initial activation is difficult.

【0006】これに対し、マグネシウム、ニッケルおよ
び希土類元素を主構成元素として含む水素吸蔵合金は、
広く実用化されているMmNi5 系合金に比べて体積当
たりの容量密度および重量当たりの容量密度の両方が高
く、TiMn2系合金よりも活性化が速く、かつ高率充
放電放電特性に優れているという特徴を有する。このた
め、前記水素吸蔵合金を含む負極を用いることによっ
て、MmNi5系合金を含む負極を用いた場合に比べて
高容量でTiMn2系合金を含む負極を用いた場合に比
べて高率充放電特性に優れた二次電池を実現することが
可能になる。
On the other hand, hydrogen storage alloys containing magnesium, nickel and rare earth elements as main constituent elements are:
Both the capacity density per volume and the capacity density per weight are higher than those of widely used MmNi 5 -based alloys, the activation is faster than TiMn 2 -based alloys, and the high rate charge-discharge characteristics are excellent. There is a feature that there is. For this reason, by using the negative electrode containing the hydrogen storage alloy, the charge / discharge rate is higher than when using the negative electrode containing the TiMn 2 -based alloy at a higher capacity than when using the negative electrode containing the MmNi 5 -based alloy. A secondary battery having excellent characteristics can be realized.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マグネ
シウム、ニッケルおよび希土類元素を主構成元素として
含む水素吸蔵合金粉末を含有する負極を備えたアルカリ
二次電池は、前記水素吸蔵合金粉末の濃度むらに起因す
る腐食が起こりやすく、内部抵抗を上昇させたり、内部
短絡を引き起こし、サイクル寿命が低下する問題があっ
た。
However, an alkaline secondary battery provided with a negative electrode containing a hydrogen storage alloy powder containing magnesium, nickel and a rare earth element as main constituent elements has a problem in that the concentration of the hydrogen storage alloy powder is uneven. Corrosion tends to occur, causing an increase in internal resistance and an internal short circuit, resulting in a decrease in cycle life.

【0008】すなわち、マグネシウム、ニッケルおよび
希土類元素を主構成元素として含む水素吸蔵合金は電気
化学的な触媒活性が高いNiの含有量がMmNi5 系合
金に比べて少ないため、電解液との反応における触媒活
性が低下する。逆に、水素吸蔵合金中のNi量を増加さ
せると、安定かつ均質な合金相が得られず、水素を吸蔵
する際に僅かな濃度むらに起因して微粉化が促進され
る。その結果、水素吸蔵合金表面に存在する電解液が多
量必要なり、電池内の電解液の分布が変化(偏在化)す
るため、内部抵抗が上昇して充放電サイクル寿命が低下
する。前記濃度むらは、前記水素吸蔵合金の製造時にお
ける僅かな条件の差によって生じ、その生成度合は前記
水素吸蔵合金のロット毎に異なる。
Namely, magnesium, since the content of the hydrogen storage alloy electrochemical catalytic activity is high Ni containing nickel and rare earth elements as a main constituent element is smaller than the MmNi 5 system alloy, in the reaction with the electrolyte solution Catalyst activity decreases. Conversely, when the amount of Ni in the hydrogen storage alloy is increased, a stable and homogeneous alloy phase cannot be obtained, and finer powder formation is promoted due to slight concentration unevenness when storing hydrogen. As a result, a large amount of the electrolyte solution present on the surface of the hydrogen storage alloy is required, and the distribution of the electrolyte solution in the battery is changed (uneven distribution), so that the internal resistance is increased and the charge / discharge cycle life is reduced. The concentration unevenness is caused by a slight difference in conditions at the time of manufacturing the hydrogen storage alloy, and the degree of generation varies depending on the lot of the hydrogen storage alloy.

【0009】濃度むらの少ない水素吸蔵合金は、均質性
が高いため、水素の吸蔵・放出に伴なう微粉化が起こり
難く、かつ電解液により腐食され難いという性質を有す
る。このため、このような水素吸蔵合金を含む負極を備
えた二次電池は電解液の偏在化や水分消費が抑制される
ため、充放電サイクル寿命が向上される。
[0009] A hydrogen storage alloy having a low concentration unevenness has high homogeneity, so that it has a property that pulverization accompanying absorption and release of hydrogen hardly occurs and is hardly corroded by an electrolytic solution. For this reason, in the secondary battery including the negative electrode including such a hydrogen storage alloy, uneven distribution of the electrolyte and water consumption are suppressed, and the charge / discharge cycle life is improved.

【0010】一方、濃度むらの多い水素吸蔵合金は均質
性が劣るため、水素の吸蔵・放出に伴なう微粉化が起こ
りやすく、電解液との接触により腐食される。その結
果、このような水素吸蔵合金を含む負極を備えた二次電
池は充放電サイクル初期に高い放電容量が得られるもの
の、充放電サイクル寿命が短くなる。
On the other hand, a hydrogen storage alloy having a large concentration unevenness is inferior in homogeneity, so that pulverization accompanying absorption and release of hydrogen easily occurs and is corroded by contact with an electrolyte. As a result, a secondary battery provided with such a negative electrode containing a hydrogen storage alloy has a high discharge capacity at the beginning of a charge / discharge cycle, but has a short charge / discharge cycle life.

【0011】したがって、前述した組成の水素吸蔵合金
粉末はその製造時の僅かな条件の差によって生じる濃度
むらの生成度合が合金のロット毎に異なるため、前記水
素吸蔵合金を含む負極を備えた二次電池は充放電寿命が
ばらつき、かつ充放電サイクル初期の放電容量がばらつ
くという問題があった。
Therefore, the hydrogen storage alloy powder having the above-described composition has a different degree of concentration unevenness due to a slight difference in conditions at the time of manufacture, and varies from alloy lot to alloy lot. Secondary batteries have problems that the charge / discharge life varies and the discharge capacity at the beginning of the charge / discharge cycle varies.

【0012】本発明は、内部短絡の発生を抑制ないし防
止し、かつ高容量化を実現しつつ、充放電サイクル初期
の放電容量を安定的に向上し、さらに充放電サイクル寿
命を安定的に長くすることが可能なアルカリ二次電池を
提供しようとするものである。
The present invention suppresses or prevents the occurrence of an internal short circuit, realizes a high capacity, stably improves the discharge capacity at the beginning of a charge / discharge cycle, and further stably prolongs the charge / discharge cycle life. It is an object of the present invention to provide an alkaline secondary battery capable of performing the following.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明に係わるアルカリ
二次電池は、正極と、負極と、セパレータと、アルカリ
電解液を備えたアルカリ二次電池において、前記負極
は、主たる結晶相がCaCu5型構造を有さず、下記一
般式(I)にて表わされ、かつ8Nの水酸化カリウム水
溶液に60℃、48時間浸漬した後の表面の強磁性成分
による飽和磁化が0.1〜9.0emu/m2である水
素吸蔵合金粉末と、この水素吸蔵合金粉末100重量部
に対して0.1〜5重量部配合されたマンガン系粒子と
を含有することを特徴とするものである。
An alkaline secondary battery according to the present invention is an alkaline secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, a separator, and an alkaline electrolyte, wherein the negative electrode has a main crystal phase of CaCu 5. It has no mold structure, is represented by the following general formula (I), and has a saturation magnetization of 0.1 to 9 due to a ferromagnetic component on the surface after immersion in an 8N aqueous potassium hydroxide solution at 60 ° C. for 48 hours. It is characterized by containing a hydrogen storage alloy powder of 0.0 emu / m 2 and manganese-based particles blended in an amount of 0.1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the hydrogen storage alloy powder.

【0014】 Ln1-xMgx(Ni1-yyz …(I) ただし、式中のLnはランタノイド元素,Ca,Sr,
Sc,Y,Ti,ZrおよびHfから選ばれる少なくと
も1つの元素、TはLi,V,Nb,Ta,Cr,M
o,Mn,Fe,Co,Al,Ga,Zn,Sn,I
n,Cu,Si,PおよびBから選ばれる少なくとも1
つの元素、x,y,zはそれぞれ0<x<1,0≦y≦
0.5,2.5≦z≦4.5を示す。
Ln 1-x Mg x (Ni 1-y T y ) z (I) where Ln is a lanthanoid element, Ca, Sr,
At least one element selected from Sc, Y, Ti, Zr and Hf, and T is Li, V, Nb, Ta, Cr, M
o, Mn, Fe, Co, Al, Ga, Zn, Sn, I
at least one selected from n, Cu, Si, P and B
X, y, and z are 0 <x <1, 0 ≦ y ≦
0.5, 2.5 ≦ z ≦ 4.5.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わるアルカリ二
次電池(例えば円筒形アルカリ二次電池)を図1を参照
して説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an alkaline secondary battery (for example, a cylindrical alkaline secondary battery) according to the present invention will be described with reference to FIG.

【0016】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とを積層してスパイラル状に捲回する
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。
An electrode group 5 produced by laminating a positive electrode 2, a separator 3, and a negative electrode 4 and winding them in a spiral shape is accommodated in a bottomed cylindrical container 1. The negative electrode 4 is arranged at the outermost periphery of the electrode group 5 and is in electrical contact with the container 1. The alkaline electrolyte is contained in the container 1.

【0017】中央に孔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している。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。
A circular sealing plate 7 having a hole 6 in the center is arranged at the upper opening of the container 1. The ring-shaped insulating gasket 8 is provided between the periphery of the sealing plate 7 and the container 1.
The sealing plate 7 is air-tightly fixed to the container 1 via the gasket 8 by caulking to reduce the diameter of the upper opening inward. One end of the positive electrode lead 9 is connected to the positive electrode 2, and the other end is connected to the lower surface of the sealing plate 7. The positive electrode terminal 10 having a hat shape is attached on the sealing plate 7 so as to cover the hole 6.

【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。
A rubber safety valve 11 is disposed in a space surrounded by the sealing plate 7 and the positive electrode terminal 10 so as to close the hole 6. A circular holding plate 12 made of an insulating material having a hole in the center is arranged on the positive electrode terminal 10 such that a protrusion of the positive electrode terminal 10 projects from the hole of the holding plate 12. The outer tube 13 covers the periphery of the holding plate 12, the side surface of the container 1, and the periphery of the bottom of the container 1.

【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。
Next, the positive electrode 2, the negative electrode 4, the separator 3
And the electrolyte will be described.

【0020】1)正極2 この正極2は、活物質であるニッケル化合物を含有す
る。
1) Positive Electrode 2 The positive electrode 2 contains a nickel compound as an active material.

【0021】前記ニッケル化合物としては、例えば水酸
化ニッケル、亜鉛およびコバルトが共沈された水酸化ニ
ッケルまたはニッケル酸化物等を挙げることができる。
特 に、亜鉛およびコバルトが共沈された水酸化ニッケ
ルが好ましい。
Examples of the nickel compound include nickel hydroxide, nickel oxide and nickel oxide in which nickel hydroxide, zinc and cobalt are coprecipitated.
Particularly, nickel hydroxide in which zinc and cobalt are coprecipitated is preferable.

【0022】前記正極(ペースト式正極)は、例えば活
物質であるニッケル化合物と導電材と結着剤を水と共に
混練してペーストを調製し、このペーストを導電性芯体
に充填し、乾燥し、必要に応じて加圧成形を施すことに
より作製される。
The positive electrode (paste type positive electrode) is prepared by, for example, kneading a nickel compound as an active material, a conductive material and a binder together with water to prepare a paste, filling the paste into a conductive core, and drying the paste. It is produced by performing pressure molding as required.

【0023】前記導電材料としては、例えばコバルト化
合物および金属コバルトから選ばれる少なくとも1種以
上のものが用いられる。前記コバルト化合物としては、
例えば水酸化コバルト[Co(OH)2 ]、一酸化コバ
ルト(CoO)等を挙げることができる。特に、水酸化
コバルト、一酸化コバルトもしくはこれらの混合物を導
電材料として用いることが好ましい。
As the conductive material, for example, at least one kind selected from a cobalt compound and metallic cobalt is used. As the cobalt compound,
For example, cobalt hydroxide [Co (OH) 2 ], cobalt monoxide (CoO), and the like can be given. In particular, it is preferable to use cobalt hydroxide, cobalt monoxide, or a mixture thereof as the conductive material.

【0024】前記結着剤としては、例えばポリテトラフ
ルオロエチレン、ポリエチレン、ボリプロピレン等の疎
水性ポリマ;カルボキシメチルセルロース、メチルセル
ロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等のセル
ロース系材料;ポリアクリル酸ナトリウム等のアクリル
酸エステル;ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキ
シド等の親水性ポリマ;ラテックス等のゴム系ポリマを
を挙げることができ る。
Examples of the binder include hydrophobic polymers such as polytetrafluoroethylene, polyethylene, and polypropylene; cellulosic materials such as carboxymethylcellulose, methylcellulose and hydroxypropylmethylcellulose; acrylates such as sodium polyacrylate; Examples include hydrophilic polymers such as polyvinyl alcohol and polyethylene oxide; and rubber-based polymers such as latex.

【0025】前記導電性芯体としては、例えばニッケ
ル、ステンレスまたはニッケルメッキが施された金属か
ら形成された網状、スポンジ状、繊維状、もしくはフェ
ルト状の金属多孔体等を挙げることができる。
Examples of the conductive core include a mesh, sponge, fiber, or felt metal porous body formed of nickel, stainless steel, or nickel-plated metal.

【0026】2)負極4 この負極4は、主たる結晶相がCaCu5型構造を有さ
ず、一般式 Ln1-xMgx(Ni1-yyz …(I) ただし、式中のLnはランタノイド元素,Ca,Sr,
Sc,Y,Ti,ZrおよびHfから選ばれる少なくと
も1つの元素、TはLi,V,Nb,Ta,Cr,M
o,Mn,Fe,Co,Al,Ga,Zn,Sn,I
n,Cu,Si,PおよびBから選ばれる少なくとも1
つの元素、x,y,zはそれぞれ0<x<1,0≦y≦
0.5,2.5≦z≦4.5を示す、にて表わされ、か
つ8Nの水酸化カリウム水溶液に60℃、48時間浸漬
した後の表面の強磁性成分による飽和磁化が0.1〜
9.0emu/m2である水素吸蔵合金粉末と、この水
素吸蔵合金粉末100重量部に対して0.1〜5重量部
配合されたマンガン系粒子とを含有する。
2) Negative Electrode 4 In the negative electrode 4, the main crystal phase does not have the CaCu 5 type structure, and the general formula Ln 1-x Mg x (Ni 1-y T y ) z (I) Ln is a lanthanoid element, Ca, Sr,
At least one element selected from Sc, Y, Ti, Zr and Hf, and T is Li, V, Nb, Ta, Cr, M
o, Mn, Fe, Co, Al, Ga, Zn, Sn, I
at least one selected from n, Cu, Si, P and B
X, y, and z are 0 <x <1, 0 ≦ y ≦
0.5, 2.5 ≦ z ≦ 4.5, and the saturation magnetization due to the ferromagnetic component on the surface after immersion in an 8N aqueous potassium hydroxide solution at 60 ° C. for 48 hours is 0. 1 to
It contains 9.0 emu / m 2 of hydrogen storage alloy powder and 0.1 to 5 parts by weight of manganese-based particles mixed with 100 parts by weight of this hydrogen storage alloy powder.

【0027】前記一般式(I)のLnの中では、ランタ
ノイド元素が、前記一般式(I)のMの中ではCoが、
それぞれ特に好ましい。
In Ln of the general formula (I), a lanthanoid element is contained, and in M of the general formula (I), Co is:
Each is particularly preferred.

【0028】前記一般式(I)のx,y,zは、それぞ
れ0.15≦x≦0.4,0.1≦y≦0.3,2.6
≦z≦3.7(より好ましくは2.7≦z≦3.6)で
あることがより望ましい。
In the general formula (I), x, y and z are 0.15 ≦ x ≦ 0.4, 0.1 ≦ y ≦ 0.3 and 2.6, respectively.
It is more desirable that ≦ z ≦ 3.7 (more preferably, 2.7 ≦ z ≦ 3.6).

【0029】前記所定の条件下での前記水素吸蔵合金粉
末における強磁性成分による飽和磁化を0.1〜9.0
emu/m2に規定したのは、次のような理由によるも
のである。前記飽和磁化を0.1emu/m2未満にす
ると、成分の濃度むらが小さくなりすぎるため、この水
素吸蔵合金粉末を含む負極を備えた二次電池は充放電サ
イクル初期の放電容量が低下する恐れがある。一方、前
記飽和磁化が9.0emu/m2を超えると、成分の濃
度むらが多くなりすぎ、合金の均質性が劣るため、この
水素吸蔵合金粉末を含む負極を備えた二次電池の充放電
サイクル寿命が低下する恐れがある。より好ましい前記
飽和磁化は2〜8emu/m2である。
Under the above-mentioned predetermined conditions, the saturation magnetization due to the ferromagnetic component in the hydrogen storage alloy powder is 0.1 to 9.0.
The reason for defining emu / m 2 is as follows. If the saturation magnetization is less than 0.1 emu / m 2 , the concentration unevenness of the components becomes too small, and thus the secondary battery including the negative electrode containing the hydrogen storage alloy powder may have a reduced discharge capacity at the beginning of a charge / discharge cycle. There is. On the other hand, when the saturation magnetization exceeds 9.0 emu / m 2 , the concentration unevenness of the components becomes too large and the homogeneity of the alloy is poor, so that the charge / discharge of a secondary battery provided with a negative electrode containing this hydrogen storage alloy powder is performed. The cycle life may be shortened. More preferably, the saturation magnetization is 2 to 8 emu / m 2 .

【0030】前記マンガン系粒子としては、例えばマン
ガン粒子、水酸化マンガン粒子、酸化マンガン粒子、塩
化マンガン粒子、チタン−マンガン合金粒子等を用いる
ことができる。このマンガン系粒子は、平均粒径が0.
1〜50μmであることが好ましい。
As the manganese-based particles, for example, manganese particles, manganese hydroxide particles, manganese oxide particles, manganese chloride particles, titanium-manganese alloy particles and the like can be used. The manganese-based particles have an average particle size of 0.
It is preferably 1 to 50 μm.

【0031】前記マンガン系粒子の配合割合を前記水素
吸蔵合金100重量部に対して0.1重量部未満にする
と、その添加効果である内部短絡の抑制およびサイクル
寿命の向上を達成することが困難になる。一方、前記マ
ンガン系粒子の配合割合を前記水素吸蔵合金100重量
部に対して5.0重量部を超えると、アルカリ電解液に
溶出するマンガン量が多くなってセパレータ中や水素吸
蔵合金表面、正極表面へのマンガン析出量が多くなり、
かえって充放電サイクル寿命が低下する恐れがある。よ
り好ましい前記マンガン系粒子の配合割合は、前記水素
吸蔵合金100重量部に対して1〜3重量部である。
If the mixing ratio of the manganese-based particles is less than 0.1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the hydrogen storage alloy, it is difficult to achieve the effects of the addition of suppressing the internal short circuit and improving the cycle life. become. On the other hand, if the mixing ratio of the manganese-based particles exceeds 5.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the hydrogen storage alloy, the amount of manganese eluted in the alkaline electrolyte increases, so that the amount of manganese dissolved in the separator or the surface of the hydrogen storage alloy, The amount of manganese deposited on the surface increases,
On the contrary, the charge / discharge cycle life may be reduced. A more preferable mixing ratio of the manganese-based particles is 1 to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the hydrogen storage alloy.

【0032】前記負極(ペースト式負極)は、例えば水
素吸蔵合金粉末とマンガン系粒子と導電材料と結着剤を
水と共に混練してペーストを調製し、このペーストを導
電性芯体に充填し、乾燥し、必要に応じて加圧成形を施
すことにより作製される。
For the negative electrode (paste type negative electrode), for example, a paste is prepared by kneading a hydrogen storage alloy powder, manganese-based particles, a conductive material and a binder together with water, and filling the conductive core with the paste. It is produced by drying and subjecting it to pressure molding if necessary.

【0033】前記結着剤としては、前記正極2で用いた
のと同様なものを挙げることができる。この結着剤は、
前記水素吸蔵合金粉末100重量部に対して0.5〜6
重量部配合することが好ましい。
Examples of the binder include those similar to those used for the positive electrode 2. This binder is
0.5 to 6 with respect to 100 parts by weight of the hydrogen storage alloy powder
It is preferable to mix by weight.

【0034】前記導電性材料としては、例えばアセチレ
ンブラック、ケッチャンブラック(ライオンアグゾ社製
商品名)、ファーネスブラックのようなカーボンブラッ
ク、または黒鉛等を用いることができる。この導電材料
は、前記水素吸蔵合金粉末100重量部に対して5重量
部以下配合することが好ましい。
As the conductive material, for example, carbon black such as acetylene black, Ketchan black (trade name, manufactured by Lion Aguso), furnace black, graphite, or the like can be used. This conductive material is preferably blended in an amount of 5 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the hydrogen storage alloy powder.

【0035】前記導電性芯体としては、パンチドメタ
ル、エキスパンデッドメタル、穿孔鋼板、金網などの二
次元構造や、発泡メタル、網城焼結金属繊維などの三次
元構造のものを挙げることができる。
Examples of the conductive core include those having a two-dimensional structure such as a punched metal, an expanded metal, a perforated steel plate, a wire mesh, and a three-dimensional structure such as a foam metal or a sintered metal fiber mesh. Can be.

【0036】3)セパレータ3 このセパレータ3は、例えばポリエチレン繊維製不織
布、エチレン−ビニルアルコール共重合体繊維製不織
布、ポリプロピレン繊維製不織布などのオレフィン系繊
維製不織布、またはポリプロピレン繊維製不織布のよう
なオレフィン系繊維製不織布に親水性官能基を付与した
もの、ナイロン6,6のようなポリアミド繊維製不織布
を挙げることができる。前記オレフィン系繊維製不織布
に親水性官能基を付与するには、例えばコロナ放電処
理、スルホン化処理、グラフト共重合、または界面活性
剤や親水性樹脂の塗布等を採用することができる。
3) Separator 3 The separator 3 is made of, for example, an olefin-based nonwoven fabric such as a nonwoven fabric made of polyethylene fiber, a nonwoven fabric made of ethylene-vinyl alcohol copolymer fiber, or a nonwoven fabric made of polypropylene fiber, or an olefin such as a nonwoven fabric made of polypropylene fiber. Examples thereof include nonwoven fabrics made of a nonwoven fabric made of a base fiber and hydrophilic functional groups, and nonwoven fabrics made of polyamide fibers such as nylon 6,6. In order to impart a hydrophilic functional group to the olefin fiber nonwoven fabric, for example, corona discharge treatment, sulfonation treatment, graft copolymerization, or application of a surfactant or a hydrophilic resin can be employed.

【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)と水酸化リチウム(LiOH)の混合液、
水酸化カリウム(KOH)とLiOHの混合 液、KO
HとLiOHとNaOHの混合液等を用いることができ
る。
4) Alkaline Electrolyte As the alkaline electrolyte, for example, a mixed solution of sodium hydroxide (NaOH) and lithium hydroxide (LiOH),
Mixed solution of potassium hydroxide (KOH) and LiOH, KO
A mixed solution of H, LiOH, and NaOH can be used.

【0038】以上説明した本発明に係わるアルカリ二次
電池は、一般式(I)Ln1-xMgx(Ni1-yyz
て表わされ、かつ8Nの水酸化カリウム水溶液に60
℃、48時間浸漬した後の表面の強磁性成分による飽和
磁化が0.1〜9.0emu/m2である水素吸蔵合金
粉末と、この水素吸蔵合金粉末100重量部に対して
0.1〜5重量部配合されたマンガン系粒子とを含む負
極を備えることによって、内部短絡の発生を抑制ないし
防止し、かつ高容量化を実現しつつ、充放電サイクル初
期の放電容量を安定的に向上し、さらに充放電サイクル
寿命を安定的に向上することができる。
The alkaline secondary battery according to the present invention described above is represented by the following general formula (I): Ln 1-x Mg x (Ni 1-y T y ) z 60
A hydrogen storage alloy powder having a saturation magnetization of 0.1 to 9.0 emu / m 2 due to a ferromagnetic component on the surface after immersion at 48 ° C. for 48 hours, and 0.1 to 100 parts by weight of the hydrogen storage alloy powder. By providing a negative electrode containing 5 parts by weight of manganese-based particles, an internal short circuit is suppressed or prevented, and a high capacity is realized, and a discharge capacity at the beginning of a charge / discharge cycle is stably improved. In addition, the charge / discharge cycle life can be stably improved.

【0039】すなわち、前記一般式(I)で表わされる
水素吸蔵合金は、可逆的な水素吸蔵量を増加させること
ができる。特に、一般式中の(Ni1-yy)の比率を示
すzが2.7≦z≦3.6である水素吸蔵合金は、より
一層可逆的な水素吸蔵量を増加させることができる。
That is, the hydrogen storage alloy represented by the general formula (I) can increase the reversible hydrogen storage amount. In particular, a hydrogen storage alloy in which z representing the ratio of (Ni 1-y T y ) in the general formula is 2.7 ≦ z ≦ 3.6 can further increase the reversible hydrogen storage amount. .

【0040】また、マグネシウム、ニッケルおよび希土
類を主要構成元素とする水素吸蔵合金を前述した条件で
浸漬すると、水酸化カリウム水溶液により水素吸蔵合金
粉末が腐食されてニッケル以外の金属が水酸化カリウム
に溶出するため、前記水素吸蔵合金粉末表面にニッケル
層が形成され、強磁性を示す。この時、前記水素吸蔵合
金粉末の濃度むらの箇所が特に腐食され易くなるため、
前記強磁性と前記水素吸蔵合金粉末の濃度むらの度合と
が相関する。つまり、前記水素吸蔵合金粉末の濃度むら
の箇所が多いほど、前記条件の水酸化カリウム水溶液に
浸漬した時のニッケル層の形成に起因する強磁性の度合
が大きくなる。
When a hydrogen storage alloy containing magnesium, nickel and rare earth as main constituent elements is immersed under the above conditions, the hydrogen storage alloy powder is corroded by the aqueous potassium hydroxide solution, and metals other than nickel are eluted into potassium hydroxide. Therefore, a nickel layer is formed on the surface of the hydrogen storage alloy powder and exhibits ferromagnetism. At this time, the portions of the hydrogen storage alloy powder having uneven concentration are particularly easily corroded,
There is a correlation between the ferromagnetism and the degree of the concentration unevenness of the hydrogen storage alloy powder. In other words, the greater the number of locations where the concentration of the hydrogen storage alloy powder is uneven, the greater the degree of ferromagnetism caused by the formation of the nickel layer when immersed in the aqueous potassium hydroxide solution under the above conditions.

【0041】したがって、前記ニッケル層に起因する強
磁性成分による飽和磁化が0.1〜9.0emu/m2
であるマグネシウム、ニッケルおよび希土類を主要構成
元素とする一般式(I)の水素吸蔵合金粉末は、濃度む
らを抑制することが可能になる。
Therefore, the saturation magnetization due to the ferromagnetic component caused by the nickel layer is 0.1 to 9.0 emu / m 2.
The hydrogen storage alloy powder of the general formula (I) containing magnesium, nickel and rare earths as main constituent elements makes it possible to suppress concentration unevenness.

【0042】ただし、前記条件においてもマグネシウム
−ニッケル系水素吸蔵合金は濃度むらが起き易いため、
内部短絡を起こしたり、安定したサイクル寿命を得るこ
とが困難であった。
However, even under the above conditions, the magnesium-nickel-based hydrogen storage alloy tends to have uneven concentration,
It is difficult to cause an internal short circuit or to obtain a stable cycle life.

【0043】このようなことから、マンガン系粒子を前
記水素吸蔵合金に対して所定量添加して負極を構成する
ことによって、充放電サイクル初期の放電容量を安定的
に向上され、かつ充放電サイクル寿命を安定的に向上さ
れたアルカリ二次電池を得ることができる。
Thus, by forming a negative electrode by adding a predetermined amount of manganese-based particles to the hydrogen storage alloy, the discharge capacity at the beginning of the charge / discharge cycle can be stably improved, and the charge / discharge cycle can be improved. It is possible to obtain an alkaline secondary battery whose life is stably improved.

【0044】すなわち、濃度むらの大きい前記一般式
(I)Ln1-xMgx(Ni1-yyzで表わされる水素
吸蔵合金はアルカリ電解液と接触することにより合金中
に含まれるNi以外のT成分が溶出する。この溶出成分
は、セパレータに導電性化合物となって析出し、この析
出物を介して正負極が電気的に接続して内部短絡を起こ
す恐れがある。また、前記一般式(I)で表される水素
吸蔵合金は濃度むらの有無に拘わらず、その合金から溶
出する元素の種類により内部短絡の発生確率が変化す
る。特に、前記正極中に含まれるコバルト化合物や前記
合金中に概ね含まれるコバルト成分が多く溶出する場
合、前記内部短絡が頻繁に起こる。
That is, the hydrogen storage alloy represented by the general formula (I) Ln 1-x Mg x (Ni 1-y T y ) z having a large concentration unevenness is contained in the alloy by contact with an alkaline electrolyte. T components other than Ni elute. This eluted component is deposited on the separator as a conductive compound, and the positive electrode and the negative electrode may be electrically connected via the precipitate to cause an internal short circuit. Further, the probability of occurrence of an internal short circuit varies depending on the type of element eluted from the hydrogen storage alloy represented by the general formula (I) regardless of the presence or absence of uneven concentration. In particular, when the cobalt compound contained in the positive electrode or the cobalt component generally contained in the alloy elutes largely, the internal short circuit frequently occurs.

【0045】一方、前記水素吸蔵合金中の希土類元素や
マグネシウムはアルカリ電解液中に溶出した後、水酸化
物になるため、内部抵抗の上昇原因になり、サイクル寿
命を低下させる。また、腐食量に応じて電解液の水分を
消費するため、内部抵抗が上昇して充放電サイクル寿命
が低下する。
On the other hand, the rare earth elements and magnesium in the hydrogen storage alloy elute into the alkaline electrolyte and become hydroxides, which causes an increase in internal resistance and shortens the cycle life. In addition, since the water content of the electrolytic solution is consumed according to the amount of corrosion, the internal resistance increases and the charge / discharge cycle life decreases.

【0046】このようなことから、マンガン系粒子を所
定量添加することによって、前述したアルカリ電解液中
に溶出したNi以外のT成分が析出する際に、マンガン
も同時に析出して導電性の低い析出物を形成して内部短
絡を防止することができる。
From the above, by adding a predetermined amount of manganese-based particles, when the T component other than Ni eluted in the above-mentioned alkaline electrolyte precipitates, manganese also precipitates at the same time, resulting in low conductivity. A precipitate can be formed to prevent an internal short circuit.

【0047】また、溶出したマンガンは水素吸蔵合金表
面にも析出し、水素吸蔵合金がアルカリ電解液に接触し
た時の合金成分の溶出を長期間抑制できるため、水素吸
蔵合金の腐食を防止して充放電サイクル寿命を向上する
ことができる。
The eluted manganese also precipitates on the surface of the hydrogen storage alloy, and the elution of alloy components when the hydrogen storage alloy comes into contact with the alkaline electrolyte can be suppressed for a long period of time. The charge / discharge cycle life can be improved.

【0048】したがって、所定量のマンガン系粒子の負
極中への添加は飽和磁化の比較的高い濃度むらを起きや
すい前記一般式(I)の水素吸蔵合金に対して有効であ
り、この負極を備えたアルカリ二次電池は内部短絡の発
生が抑制ないし防止され、かつ充放電サイクル初期の放
電容量を安定的に向上され、さらに充放電サイクル寿命
を安定的に向上される。
Therefore, the addition of a predetermined amount of manganese-based particles into the negative electrode is effective for the hydrogen storage alloy of the general formula (I), which tends to cause a relatively high concentration unevenness of the saturation magnetization. In the alkaline secondary battery, the occurrence of an internal short circuit is suppressed or prevented, the discharge capacity at the beginning of the charge / discharge cycle is stably improved, and the charge / discharge cycle life is stably improved.

【0049】[0049]

【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照
して詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0050】(実施例1〜5) <ペースト式負極の作製>合金組成がLa0.7Mg
0.3(Ni0.8Co0.16Cr0.01Mn0.02Al0.013.1
になるようにLa,Mg,Ni,Co,Cr,Mn,A
lの各元素を混合し、高周波溶解炉を用いてアルゴン雰
囲気中で溶解・冷却した。このインゴットを熱処理して
均質化を行ない、不活性雰囲気中で粉砕後、75μm以
下になるように篩を通し、下記表1に示す表面積当たり
の飽和磁化(emu/m2)を有する5種の水素吸蔵合
金粉末を得た。
(Examples 1 to 5) <Preparation of Paste Type Negative Electrode> Alloy composition is La 0.7 Mg
0.3 (Ni 0.8 Co 0.16 Cr 0.01 Mn 0.02 Al 0.01 ) 3.1
La, Mg, Ni, Co, Cr, Mn, A
1 were mixed and dissolved and cooled in an argon atmosphere using a high-frequency melting furnace. This ingot was heat-treated and homogenized, pulverized in an inert atmosphere, and sieved to 75 μm or less. Five types of materials having the saturation magnetization per surface area (emu / m 2 ) shown in Table 1 below were obtained. A hydrogen storage alloy powder was obtained.

【0051】なお、前記水素吸蔵合金粉末の表面積当た
りの飽和磁化(emu/m2)は次のような方法により
測定した。まず、粒径が75μm以下の水素吸蔵合金粉
末の比表面積(m2/g)を測定し、さらにこの粉末1
gを8Nの水酸化カリウム水溶液2mLに60℃、48
時間浸漬した後、蒸留水で洗浄して真空乾燥し、飽和磁
化(emu/g)を測定した。得られた比表面積(m2
/g)と前記飽和磁化(emu/g)から合金表面積当
たりの飽和磁化(emu/m2)を求めた。
The saturation magnetization per surface area (emu / m 2 ) of the hydrogen storage alloy powder was measured by the following method. First, the specific surface area (m 2 / g) of the hydrogen storage alloy powder having a particle size of 75 μm or less was measured.
g in 8 mL of 8N aqueous potassium hydroxide solution at 60 ° C. for 48 hours.
After immersion for a period of time, the substrate was washed with distilled water and dried in vacuum, and the saturation magnetization (emu / g) was measured. The specific surface area (m 2
/ G) and the saturation magnetization (emu / g), the saturation magnetization per alloy surface area (emu / m 2 ) was determined.

【0052】次いで、前記各水素吸蔵合金粉末100重
量部に平均粒径5μmのマンガン粒子1重量部、結着剤
としてカルボキシメチルセルロース(CMC)0.2重
量部および水50重量部と共に添加した後、混練するこ
とにより5種のペーストを調製した。つづいて、前記各
ペーストを多孔度95%の発泡ニッケルに充填した後、
125℃で乾燥し、厚さ0.3mmにプレス成形し、さ
らに幅60mm、長さ168mmに裁断することにより
5種のペースト式負極を作製した。
Next, 1 part by weight of manganese particles having an average particle diameter of 5 μm, 0.2 part by weight of carboxymethylcellulose (CMC) as a binder and 50 parts by weight of water were added to 100 parts by weight of each of the above hydrogen storage alloy powders. Five kinds of pastes were prepared by kneading. Subsequently, after filling each paste into foamed nickel having a porosity of 95%,
The paste was dried at 125 ° C., press-molded to a thickness of 0.3 mm, and further cut to a width of 60 mm and a length of 168 mm to produce five types of paste-type negative electrodes.

【0053】<ペースト式正極の作製>水酸化ニッケル
粉末90重量部および一酸化コバルト粉末10重量部か
らなる混合粉体に、ポリテトラフルオロエチレン1重量
部およびカルボキシメチルセルロース0.2重量部を添
加し、これらに純水を60重量部添加して混練すること
によりペーストを調製した。つづいて、このペーストを
発泡ニッケルに充填し、乾燥した後、プレス成形するこ
とにより幅60mm、長さ135mm、厚さ0.75m
mのペースト式正極を作製した。
<Preparation of Paste-Type Positive Electrode> To a mixed powder consisting of 90 parts by weight of nickel hydroxide powder and 10 parts by weight of cobalt monoxide powder, 1 part by weight of polytetrafluoroethylene and 0.2 part by weight of carboxymethyl cellulose were added. A paste was prepared by adding 60 parts by weight of pure water to these and kneading them. Subsequently, this paste was filled in foamed nickel, dried, and then press-molded to obtain a width of 60 mm, a length of 135 mm, and a thickness of 0.75 m.
m of paste-type positive electrodes were prepared.

【0054】次いで、前記各負極と前記正極との間にポ
リプロピレン繊維製不織布を介装し、渦巻状に捲回して
電極群を作製した。このような各電極群を有底円筒状容
器に収納した後、比重1.31の水酸化カリウム水溶液
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5種の4/3
Aサイズの円筒形ニッケル水素二次電池(容量4200
mAh)を組み立てた。
Next, a nonwoven fabric made of polypropylene fiber was interposed between each of the negative electrode and the positive electrode, and spirally wound to form an electrode group. After each such electrode group is accommodated in a bottomed cylindrical container, an electrolytic solution comprising a potassium hydroxide aqueous solution having a specific gravity of 1.31 is injected into the container, and the container is sealed and the like, as shown in FIG. 1 described above. 5/3 types with structure
A-size cylindrical nickel-metal hydride rechargeable battery (capacity 4200
mAh).

【0055】(比較例1〜7)下記表1に示す表面積当
たりの飽和磁化(emu/m2)を有する7種の水素吸
蔵合金粉末を用い、マンガン粒子を添加しない以外、実
施例1と同様な方法により負極を作製し、これらの負極
を用いて実施例1と同様に前述した図1に示す構造を有
する7種の4/3Aサイズの円筒形ニッケル水素二次電
池(容量4200mAh)を組み立てた。
Comparative Examples 1 to 7 Same as Example 1 except that seven kinds of hydrogen storage alloy powders having a saturation magnetization per surface area (emu / m 2 ) shown in Table 1 below were used and manganese particles were not added. Negative electrodes were fabricated by the following methods, and seven types of 4 / 3A-size cylindrical nickel-metal hydride secondary batteries (capacity: 4200 mAh) having the structure shown in FIG. Was.

【0056】(比較例8,9)下記表1に示す表面積当
たりの飽和磁化(emu/m2)を有する2種の水素吸
蔵合金粉末100重量部に平均粒径5μmのマンガン粒
子1重量部、結着剤としてカルボキシメチルセルロース
(CMC)0.2重量部および水50重量部と共に添加
した後、混練することにより2種のペーストを調製し
た。これらペーストを用いて実施例1と同様な方法によ
り負極を作製し、これらの負極を用いて実施例1と同様
に前述した図1に示す構造を有する7種の4/3Aサイ
ズの円筒形ニッケル水素二次電池(容量4200mA
h)を組み立てた。
(Comparative Examples 8 and 9) One part by weight of manganese particles having an average particle size of 5 μm was added to 100 parts by weight of two kinds of hydrogen storage alloy powders having a saturation magnetization per surface area (emu / m 2 ) shown in Table 1 below. After adding together with 0.2 part by weight of carboxymethyl cellulose (CMC) as a binder and 50 parts by weight of water, two kinds of pastes were prepared by kneading. Negative electrodes were manufactured using these pastes in the same manner as in Example 1. Using these negative electrodes, seven types of 4 / 3A-sized cylindrical nickel having the structure shown in FIG. Hydrogen secondary battery (capacity 4200mA)
h) was assembled.

【0057】得られた実施例1〜5および比較例1〜9
の二次電池30個について、25℃、10時間率で13
時間充電し、25℃、5時間率で終止電圧1.0Vまで
放電する条件で充放電を繰り返すサイクル試験を行なっ
た。この試験に際し、前記充放電サイクルの途中で放電
終了後の0Vが1.1Vよりも低くなり、放電容量が急
激に減少したものを内部短絡としてみなし、その数を求
めた。また、初期容量は1サイクル目の放電容量の平均
値として求めた。さらに、サイクル数は前記内部短絡を
生じない二次電池の容量が80%に達するまでのサイク
ル数の平均値として求めた。
The obtained Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 9
Of 30 secondary batteries at 25 ° C. and 10 hours
A cycle test was performed in which the battery was charged for 25 hours and discharged and discharged at a rate of 5 hours at 25 ° C. to a final voltage of 1.0 V. In this test, 0V after the end of discharge in the middle of the charge / discharge cycle became lower than 1.1V, and those whose discharge capacity sharply decreased were regarded as internal short circuits, and the number thereof was determined. The initial capacity was determined as the average value of the discharge capacity in the first cycle. Further, the number of cycles was obtained as an average value of the number of cycles until the capacity of the secondary battery that does not cause the internal short circuit reaches 80%.

【0058】これらの結果を下記表1に示す。The results are shown in Table 1 below.

【0059】[0059]

【表1】 [Table 1]

【0060】(実施例6−1〜6−3、7−1〜7−
3、比較例10−1,10−2,11−1,11−2)
下記表2に示す表面積当たりの飽和磁化(emu/
2)を有する2種の水素吸蔵合金粉末100重量部に
平均粒径5μmのマンガン粒子0.01重量部,0.1
重量部,2.0重量部,5.0重量部および8.0重量
部それぞれ添加し、さらに結着剤としてカルボキシメチ
ルセルロース(CMC)0.2重量部および水50重量
部と共に添加した後、混練することにより10種のペー
ストを調製した。これらのペーストを用いて実施例1と
同様な方法により負極を作製し、これらの負極を用いて
実施例1と同様に前述した図1に示す構造を有する7種
の4/3Aサイズの円筒形ニッケル水素二次電池(容量
4200mAh)を組み立てた。
(Examples 6-1 to 6-3, 7-1 to 7-
3, Comparative Examples 10-1, 10-2, 11-1, 11-2)
Saturation magnetization per surface area (emu /
m 2 ), 100 parts by weight of the two kinds of hydrogen storage alloy powders, 0.01 part by weight of manganese particles having an average particle size of 5 μm, 0.1 part by weight
Parts by weight, 2.0 parts by weight, 5.0 parts by weight and 8.0 parts by weight, respectively, and further added together with 0.2 parts by weight of carboxymethyl cellulose (CMC) as a binder and 50 parts by weight of water, and then kneaded. Thus, ten kinds of pastes were prepared. Using these pastes, negative electrodes were produced in the same manner as in Example 1, and using these negative electrodes, seven types of 4 / 3A-sized cylindrical members having the structure shown in FIG. A nickel-hydrogen secondary battery (capacity: 4200 mAh) was assembled.

【0061】得られた実施例6−1〜6−3、7−1〜
7−3、比較例10−1,10−2,11−1,11−
2の二次電池30個について、前述した実施例1と同
様、内部短絡数、初期容量およびサイクル数を求めた。
これらの結果を下記表2に示す。
Examples 6-1 to 6-3, 7-1 to 7-1
7-3, Comparative Examples 10-1, 10-2, 11-1, 11-
For 30 secondary batteries of No. 2, the number of internal short circuits, the initial capacity, and the number of cycles were determined as in Example 1 described above.
The results are shown in Table 2 below.

【0062】[0062]

【表2】 [Table 2]

【0063】前記表1および表2から明らかなようにL
0.7Mg0.3(Ni0.8Co0.16Cr0.01Mn0.02Al
0.013.1の組成を有し、前述した条件で浸漬した後の
表面の強磁性成分による飽和磁化が1.0〜9.0em
u/m2で、かつマンガン粒子の添加量が0.1〜5.
0重量部である水素吸蔵合金粉末を含む負極を備えた実
施例1〜5、6−1〜6−3、7−1〜7−3の二次電
池は、内部短絡の発生を抑制ないし防止でき、初期容量
が高く、かつサイクル寿命も長いことがわかる。
As is clear from Tables 1 and 2, L
a 0.7 Mg 0.3 (Ni 0.8 Co 0.16 Cr 0.01 Mn 0.02 Al
0.01 ) having a composition of 3.1 and having a saturation magnetization of 1.0 to 9.0 em due to ferromagnetic components on the surface after immersion under the above-described conditions.
u / m 2 and the amount of manganese particles added is 0.1-5.
The secondary batteries of Examples 1 to 5, 6-1 to 6-3, and 7-1 to 7-3 each including the negative electrode containing 0 parts by weight of the hydrogen storage alloy powder suppress or prevent the occurrence of an internal short circuit. It can be seen that the initial capacity is high and the cycle life is long.

【0064】これに対し、同組成で前述した条件で浸漬
した後の表面の強磁性成分による飽和磁化が0.1em
u/m2未満の水素吸蔵合金粉末を含む負極を備えた比
較例1,8の二次電池は、前記負極中へのマンガン粒子
の有無に関係なく内部短絡の発生を防止できるものの、
初期容量が低いことがわかる。
On the other hand, the saturation magnetization due to the ferromagnetic component on the surface after immersion under the conditions described above with the same composition is 0.1 em.
The secondary batteries of Comparative Examples 1 and 8 each including the negative electrode containing less than u / m 2 of the hydrogen storage alloy powder can prevent the occurrence of an internal short circuit regardless of the presence or absence of manganese particles in the negative electrode.
It can be seen that the initial capacity is low.

【0065】また、同組成で前述した条件で浸漬した後
の表面の強磁性成分による飽和磁化が9.0emu/m
2を超えるの水素吸蔵合金粉末を含む負極を備えた比較
例7,9の二次電池は、前記負極中へのマンガン粒子の
有無に関係なく、内部短絡が発生し、充放電サイクル寿
命が短いことがわかる。
The saturation magnetization due to the ferromagnetic component on the surface after immersion under the above-mentioned conditions with the same composition is 9.0 emu / m
The secondary batteries of Comparative Examples 7 and 9 each including a negative electrode containing more than 2 hydrogen storage alloy powders have an internal short circuit and have a short charge / discharge cycle life regardless of the presence or absence of manganese particles in the negative electrode. You can see that.

【0066】さらに、前述した条件で浸漬した後の表面
の強磁性成分による飽和磁化が1.0〜9.0emu/
2で、かつマンガン粒子の添加量が前記範囲(0.1
〜5.0重量部)である水素吸蔵合金粉末を含む負極を
備えた比較例1〜9,10−1,10−2,11−1,
11−2の二次電池は内部短絡の発生個数が多かった
り、サイクル数が低下したりすることがわかる。
Further, the saturation magnetization due to the ferromagnetic component on the surface after immersion under the above-mentioned conditions is 1.0 to 9.0 emu /
m 2 and the amount of manganese particles added is within the above range (0.1
Comparative Examples 1 to 9, 10-1, 10-2, 11-1, and a negative electrode including a hydrogen storage alloy powder of
It can be seen that the secondary battery of No. 11-2 has a large number of occurrences of internal short-circuits and a reduced number of cycles.

【0067】なお、前記実施例1〜5、6−1〜6−
3、7−1〜7−3で用いた組成の水素吸蔵合金以外の
前記一般式(I)で表わされる水素吸蔵合金を用いた場
合でも、これらの実施例と同様な優れた特性を示すアル
カリ二次電池を得ることができた。
Examples 1 to 5 and 6-1 to 6-
3. Even when a hydrogen storage alloy represented by the general formula (I) other than the hydrogen storage alloy having the composition used in 7-1 to 7-3 is used, an alkali exhibiting the same excellent properties as those of these examples is obtained. A secondary battery was obtained.

【0068】また、実施例1〜5、6−1〜6−3、7
−1〜7−3ではマンガン系粒子としてマンガン粒子を
用いたが、水酸化マンガン、酸化マンガン、塩化マンガ
ン、チタン−マンガン合金のようなマンガン系粒子を用
いてもこれらの実施例と同様な優れた特性を示すアルカ
リ二次電池を得ることができた。
Examples 1 to 5, 6-1 to 6-3, 7
In -1 to 7-3, manganese particles were used as the manganese particles. However, even when manganese particles such as manganese hydroxide, manganese oxide, manganese chloride, and titanium-manganese alloy were used, the same excellent properties as in these examples were used. Thus, an alkaline secondary battery having the above characteristics was obtained.

【0069】さらに、前記実施例では円筒形のニッケル
水素二次電池に適用した例を説明したが正極、セパレー
タおよび負極を積層して電極群を構成する角形の形状の
ニッケル水素二次電池にも同様に適用することができ
る。
Further, in the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to a cylindrical nickel-metal hydride secondary battery is described. However, a square nickel-metal hydride secondary battery in which an electrode group is formed by laminating a positive electrode, a separator and a negative electrode is also described. The same can be applied.

【0070】[0070]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、内
部短絡の発生を抑制ないし防止し、かつ高容量化を実現
しつつ、充放電サイクル初期の放電容量を安定的に向上
し、さらに充放電サイクル寿命を安定的に長くすること
が可能な高性能、高信頼のアルカリ二次電池を提供する
ことができる。
As described above, according to the present invention, the occurrence of an internal short circuit is suppressed or prevented, and a high capacity is realized while the discharge capacity at the beginning of a charge / discharge cycle is stably improved. A high-performance, highly-reliable alkaline secondary battery capable of stably extending the charge / discharge cycle life can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係わるアルカリ二次電池の一例である
ニッケル水素二次電池の斜視図。
FIG. 1 is a perspective view of a nickel-metal hydride secondary battery which is an example of an alkaline secondary battery according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…容器、 2…正極、 3…セパレータ、 4…負極、 5…電極群、 7…封口板。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Container, 2 ... Positive electrode, 3 ... Separator, 4 ... Negative electrode, 5 ... Electrode group, 7 ... Sealing plate.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 細渕 馨 東京都品川区南品川3丁目4番10号 東芝 電池株式会社内 Fターム(参考) 5H003 AA02 AA04 BB02 BC01 BC06 BD00 BD01 BD04 5H016 AA01 AA10 EE01 HH00 HH01 HH10 HH11 5H028 AA05 AA06 CC12 EE01 EE08 HH00 HH01 HH08  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Kaoru Hosobuchi F-term in Toshiba Battery Co., Ltd. 3-4-10 Minamishinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo 5H003 AA02 AA04 BB02 BC01 BC06 BD00 BD01 BD04 5H016 AA01 AA10 EE01 HH00 HH01 HH10 HH11 5H028 AA05 AA06 CC12 EE01 EE08 HH00 HH01 HH08

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 正極と、負極と、セパレータと、アルカ
リ電解液を備えたアルカリ二次電池において、 前記負極は、主たる結晶相がCaCu5型構造を有さ
ず、下記一般式(I)にて表わされ、かつ8Nの水酸化
カリウム水溶液に60℃、48時間浸漬した後の表面の
強磁性成分による飽和磁化が0.1〜9.0emu/m
2である水素吸蔵合金粉末と、この水素吸蔵合金粉末1
00重量部に対して0.1〜5重量部配合されたマンガ
ン系粒子とを含有することを特徴とするアルカリ二次電
池。 Ln1-xMgx(Ni1-yyz …(I) ただし、式中のLnはランタノイド元素,Ca,Sr,
Sc,Y,Ti,ZrおよびHfから選ばれる少なくと
も1つの元素、TはLi,V,Nb,Ta,Cr,M
o,Mn,Fe,Co,Al,Ga,Zn,Sn,I
n,Cu,Si,PおよびBから選ばれる少なくとも1
つの元素、x,y,zはそれぞれ0<x<1,0≦y≦
0.5,2.5≦z≦4.5を示す。
1. An alkaline secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, a separator, and an alkaline electrolyte, wherein the negative electrode has a main crystal phase not having a CaCu 5 type structure, and has the following general formula (I): The saturation magnetization due to the ferromagnetic component on the surface after immersion in an 8N aqueous solution of potassium hydroxide at 60 ° C. for 48 hours is 0.1 to 9.0 emu / m.
Hydrogen storage alloy powder 2 and hydrogen storage alloy powder 1
An alkaline secondary battery comprising 0.1 to 5 parts by weight of manganese-based particles with respect to 00 parts by weight. Ln 1-x Mg x (Ni 1-y T y ) z (I) where Ln is a lanthanoid element, Ca, Sr,
At least one element selected from Sc, Y, Ti, Zr and Hf, and T is Li, V, Nb, Ta, Cr, M
o, Mn, Fe, Co, Al, Ga, Zn, Sn, I
at least one selected from n, Cu, Si, P and B
X, y, and z are 0 <x <1, 0 ≦ y ≦
0.5, 2.5 ≦ z ≦ 4.5.
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