JP2001068147A - Nickel - hydrogen alkaline storage battery - Google Patents

Nickel - hydrogen alkaline storage battery

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JP2001068147A
JP2001068147A JP24358299A JP24358299A JP2001068147A JP 2001068147 A JP2001068147 A JP 2001068147A JP 24358299 A JP24358299 A JP 24358299A JP 24358299 A JP24358299 A JP 24358299A JP 2001068147 A JP2001068147 A JP 2001068147A
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JP
Japan
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battery
nickel
hydrogen
oxide
storage battery
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Application number
JP24358299A
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Japanese (ja)
Inventor
Tadashi Ise
忠司 伊勢
Teruhiko Imoto
輝彦 井本
洋平 ▲廣▼田
Yohei Hirota
Tetsuyuki Murata
徹行 村田
Koji Miki
康二 三木
Mitsuzo Nogami
光造 野上
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.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To remarkably improve a high-temperature characteristic and a cycle characteristic while preventing degradation of battery capacity. SOLUTION: In this nickel - hydrogen alkaline storage battery, a negative electrode containing a hydrogen storage alloy as a main constituent and a positive electrode containing a nickel oxide as a main constituent are installed in a battery can through a separator with an alkaline electrolytic solution impregnated. In this case, a rare-earth compound exceeding saturated concentration is dispersed in an ion state or molecule state in the alkaline electrolytic solution.

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、水素吸蔵合金を主
体とする負極と、ニッケルを主体とする正極とが、アル
カリ電解液が含浸されたセパレータを介して電池缶内に
配設されるニッケル−水素アルカリ蓄電池に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a nickel-based battery in which a negative electrode mainly composed of a hydrogen storage alloy and a positive electrode mainly composed of nickel are disposed in a battery can via a separator impregnated with an alkaline electrolyte. It relates to a hydrogen-alkaline storage battery.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、水素を可逆的に吸蔵,放出するこ
とができる水素吸蔵合金の開発が盛んに行われており、
斯かる水素吸蔵合金を負極材料として用いるニッケル−
水素アルカリ蓄電池が、従来汎用されている鉛蓄電池、
ニッケル−カドミウム蓄電池などに比べて、軽量で、且
つ、高容量化が可能であるなどの理由から、次世代のア
ルカリ蓄電池の主流を占めるものとして有望視されてい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, hydrogen storage alloys capable of reversibly storing and releasing hydrogen have been actively developed.
Nickel using such a hydrogen storage alloy as a negative electrode material
Hydrogen-alkaline storage batteries are conventionally used lead storage batteries,
It is expected to occupy the mainstream of next-generation alkaline storage batteries because they are lighter in weight and higher in capacity than nickel-cadmium storage batteries and the like.

【0003】ここで、上記ニッケル−水素アルカリ蓄電
池においては、高温特性やサイクル特性に劣るという課
題がある。そこで、上記特性を改善すべく、以下に示す
ような電池が提案されている。
Here, the nickel-hydrogen alkaline storage battery has a problem that it has poor high-temperature characteristics and cycle characteristics. Then, in order to improve the above characteristics, the following batteries have been proposed.

【0004】(1)特開昭62−249364号公報、
特開平10−21904号公報、或いは特開平10−1
06620号公報等に示されるように、電解液中に希土
類元素(特に、イットリウム)を添加するような電池が
提案されている。このような電池においては、高温特性
やサイクル特性をある程度改善することができるもの
の、希土類元素の添加量が少ないため、その改善効果が
不十分であるであるという課題がある。
(1) Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-249364,
JP-A-10-21904, or JP-A-10-1
As disclosed in JP 06620 and the like, a battery in which a rare earth element (particularly, yttrium) is added to an electrolytic solution has been proposed. In such a battery, although the high temperature characteristics and the cycle characteristics can be improved to some extent, there is a problem that the effect of the improvement is insufficient because the amount of the rare earth element added is small.

【0005】(2)特開昭63−166146号公報、
特開平6−215765号公報、USP5,547,7
84に示されるように、正極や負極に希土類元素を添加
するような電池が提案されている。このような電池にお
いては、添加量を多くすることができるので、高温特性
やサイクル特性を改善することができるものの、正極や
負極に希土類元素を添加する分だけ正極活物質や負極活
物質を削減する必要があるため、電池容量が低下する等
の新たな課題が生じる。
(2) JP-A-63-166146,
JP-A-6-215765, USP 5,547,7
As shown at 84, a battery has been proposed in which a rare earth element is added to a positive electrode or a negative electrode. In such a battery, the amount of addition can be increased, so that high-temperature characteristics and cycle characteristics can be improved, but the amount of the positive electrode active material and the negative electrode active material is reduced by the amount of the rare earth element added to the positive electrode and the negative electrode. Therefore, new problems such as a decrease in battery capacity arise.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
課題を考慮してなされたものであって、電池容量が低下
するのを防止しつつ、高温特性やサイクル特性を飛躍的
に向上させることができるニッケル−水素アルカリ蓄電
池を提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of the above-mentioned conventional problems, and has a significant improvement in high-temperature characteristics and cycle characteristics while preventing a decrease in battery capacity. It is an object of the present invention to provide a nickel-hydrogen alkaline storage battery that can be used.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のニッケル−水素アルカリ蓄電池は、水素吸
蔵合金を主体とする負極と、ニッケル酸化物を主体とす
る正極とが、アルカリ電解液が含浸されたセパレータを
介して電池缶内に配設されるニッケル−水素アルカリ蓄
電池において、上記アルカリ電解液には、飽和濃度を超
える希土類化合物がイオン状態又は分子状態で分散され
ていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a nickel-hydrogen alkaline storage battery according to the present invention comprises a negative electrode mainly composed of a hydrogen storage alloy and a positive electrode mainly composed of nickel oxide. In a nickel-hydrogen alkaline storage battery disposed in a battery can via a separator impregnated with a liquid, the alkaline electrolyte may have a rare earth compound exceeding a saturation concentration dispersed in an ionic state or a molecular state. Features.

【0008】上記構成の如く、飽和濃度を超える希土類
化合物がイオン状態又は分子状態でアルカリ電解液中に
分散されていれば、希土類化合物を多量に添加すること
ができるので、高温特性やサイクル特性を飛躍的に向上
することができる。加えて、希土類化合物はアルカリ電
解液中に分散されているので、正極活物質や負極活物質
を削減する必要はなく、この結果、電池容量が低下する
等の問題が発生するのを防止できる。
As described above, if the rare earth compound exceeding the saturation concentration is dispersed in the alkaline electrolyte in the ionic state or molecular state, a large amount of the rare earth compound can be added, so that the high temperature characteristics and the cycle characteristics are reduced. It can be dramatically improved. In addition, since the rare earth compound is dispersed in the alkaline electrolyte, it is not necessary to reduce the amount of the positive electrode active material or the negative electrode active material, and as a result, it is possible to prevent problems such as a reduction in battery capacity.

【0009】また、請求項2記載の発明は、請求項1記
載の発明において、前記アルカリ電解液中には分散剤が
含有されていることを特徴とする。このように、アルカ
リ電解液中には分散剤が含有されていれば、希土類化合
物がより均一に分散されるので、上記効果が一層発揮さ
れる。また、請求項3記載の発明は、請求項2記載の発
明において、前記分散剤として界面活性剤又は錯化剤が
用いられることを特徴とする。
The invention according to claim 2 is characterized in that, in the invention according to claim 1, a dispersant is contained in the alkaline electrolyte. As described above, if the dispersant is contained in the alkaline electrolyte, the rare earth compound is more uniformly dispersed, so that the above-mentioned effect is further exhibited. The invention according to claim 3 is characterized in that, in the invention according to claim 2, a surfactant or a complexing agent is used as the dispersant.

【0010】また、請求項4記載の発明は、請求項1、
2又は3記載の発明において、前記希土類化合物とし
て、イットリウム化合物及び/又はイッテルビウム化合
物が用いられることを特徴とする。イットリウム及びイ
ッテルビウムはアルカリ電解液に対する溶解度が小さ
く、アルカリ電解液中で安定して存在するので、上記の
効果が一層発揮される。
[0010] The invention described in claim 4 is based on claim 1,
4. The invention according to the item 2 or 3, wherein an yttrium compound and / or an ytterbium compound is used as the rare earth compound. Since yttrium and ytterbium have low solubility in an alkaline electrolyte and are stably present in the alkaline electrolyte, the above-mentioned effects are further exhibited.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】(負極の作製)先ず、市販のミッ
シュメタル(Mm;La,Ce,Nd,Pr等の希土類
元素の混合物)、ニッケル(Ni)、コバルト(C
o)、アルミニウム(Al)、マンガン(Mn)を原材
料とし、それぞれが元素比で1:3.7:0.55:
0.3:0.5の割合となるように混合した後、高周波
誘導加熱溶解炉を用いて1500℃で溶融し、更に溶湯
を水冷した銅製ロール上で冷却することにより、組成式
MmNi3.7 Co0.55Al0.3 Mn0.5 で示される水素
吸蔵合金を作製した。次に、この水素吸蔵合金を粉砕す
ることにより、平均粒径が60μmの水素吸蔵合金粉末
を得た。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Preparation of Negative Electrode) First, commercially available misch metal (Mm; a mixture of rare earth elements such as La, Ce, Nd, Pr), nickel (Ni), cobalt (C
o), aluminum (Al), and manganese (Mn) as raw materials, each having an element ratio of 1: 3.7: 0.55:
After mixing at a ratio of 0.3: 0.5, the mixture was melted at 1500 ° C. using a high-frequency induction heating melting furnace, and the molten metal was further cooled on a water-cooled copper roll to obtain a composition formula of MmNi 3.7 Co. A hydrogen storage alloy represented by 0.55 Al 0.3 Mn 0.5 was produced. Next, the hydrogen storage alloy was pulverized to obtain a hydrogen storage alloy powder having an average particle size of 60 μm.

【0012】次いで、前記水素吸蔵合金粉末(1kg)
に、pH1の酸性溶液(1kg)を添加して、混合、攪
拌するという処理を10分間行って、水素吸蔵合金粉末
の表面処理をした。この後、水素吸蔵合金粉末を純水で
十分に洗浄した。しかる後、水素吸蔵合金粉末99重量
部に、結着剤としてのPEO(ポリエチレンオキシド)
1重量部と水とを加えて混練してスラリーを調製した
後、このスラリーをパンチングメタル上に塗着し、更に
乾燥、圧延することにより水素吸蔵合金負極を作製し
た。
Next, the hydrogen storage alloy powder (1 kg)
Then, a treatment of adding an acidic solution (1 kg) having a pH of 1 and mixing and stirring was performed for 10 minutes to perform a surface treatment of the hydrogen storage alloy powder. Thereafter, the hydrogen storage alloy powder was sufficiently washed with pure water. Thereafter, 99 parts by weight of the hydrogen storage alloy powder were mixed with PEO (polyethylene oxide) as a binder.
After 1 part by weight and water were added and kneaded to prepare a slurry, the slurry was applied on a punching metal, dried and rolled to produce a hydrogen storage alloy negative electrode.

【0013】(正極の作製)水酸化ニッケル100重量
部に、導電剤としての金属コバルト7重量部、水酸化コ
バルト5重量部と、結着剤としてのメチルセルロースが
1重量%含まれた水溶液20重量部とを混練して、スラ
リーを調製した後、このスラリーを発砲メタルから成る
多孔性の基板に充填し、更に乾燥、加圧成形することに
より非焼結式ニッケル正極を作製した。
(Preparation of Positive Electrode) 100 parts by weight of nickel hydroxide, 7 parts by weight of metal cobalt as a conductive agent, 5 parts by weight of cobalt hydroxide, and 20 parts by weight of an aqueous solution containing 1% by weight of methylcellulose as a binder Then, the slurry was prepared by kneading the mixture and a slurry, and the slurry was filled in a porous substrate made of foamed metal, and then dried and pressed to produce a non-sintered nickel positive electrode.

【0014】(電解液の作製)比重1.30のKOH水
溶液に、LiOH・H2 Oを40gと、NaOHを10
g溶解させて電解液を作製した後、この電解液に酸化イ
ットリウムを25mg/lの割合で添加し、ホモジナイ
ザーで分散させた。
(Preparation of electrolytic solution) In a KOH aqueous solution having a specific gravity of 1.30, 40 g of LiOH.H 2 O and 10 g of NaOH were added.
After dissolving g, an electrolyte solution was prepared, and yttrium oxide was added to the electrolyte solution at a rate of 25 mg / l and dispersed with a homogenizer.

【0015】(電池の作製)上記水素吸蔵合金負極と非
焼結式ニッケル正極とを、ポリプロピレンからなるセパ
レータを介して巻回して発電要素を作製した後、この発
電要素を電池缶内に収納し、更にこの電池缶内に上記酸
化イットリウムが添加された電解液を注入した後、外装
缶を密閉することにより、理論容量が1000mAhの
ニッケル−水素アルカリ蓄電池を作製した。尚、電解液
の注液は、イットリウムを分散させた後、速やかに行っ
た。
(Production of Battery) The above-mentioned hydrogen storage alloy negative electrode and non-sintered nickel positive electrode were wound around a separator made of polypropylene to produce a power generating element, and this power generating element was housed in a battery can. After the electrolyte containing the yttrium oxide was injected into the battery can, the outer can was sealed to produce a nickel-hydrogen alkaline storage battery having a theoretical capacity of 1000 mAh. The electrolyte was injected immediately after the yttrium was dispersed.

【0016】ここで、上記実施の形態では酸化イットリ
ウムを分散される際、アルカリ電解液中に分散剤を含有
させていないが、界面活性剤又は錯化剤から成る分散剤
を含有させることも可能である。この場合には、ホモジ
ナイザーにより分散させることも可能であるが、その
他、通常の混合機により分散させることも可能である。
また、界面活性剤としては、中性のものの他、イオン性
のものを用いても良く、更に、錯化剤としてはEDTA
の他に、HEDTA、DOTA、クラウンエーテル等を
用いることもできる。
In the above embodiment, when dispersing yttrium oxide, a dispersant is not contained in the alkaline electrolyte, but a dispersant comprising a surfactant or a complexing agent may be contained. It is. In this case, it is possible to disperse with a homogenizer, but it is also possible to disperse with an ordinary mixer.
As the surfactant, an ionic surfactant may be used in addition to a neutral surfactant.
Besides, HEDTA, DOTA, crown ether and the like can also be used.

【0017】また、希土類化合物としては上記酸化イッ
トリウムに限定するものではなく、酸化ランタン、酸化
セリウム、酸化プラセオジム、酸化ネオジム、酸化イッ
テルビウム、酸化スカンジウム、酸化サマリウム、酸化
ユーロピウム、酸化ガドリニウム、酸化テルビウム、酸
化ジスプロシウム、酸化ホルミウム、酸化エルビウム、
酸化ツリウム、酸化ルテチウム等を用いても良い。但
し、高温充電特性とサイクル特性とを共に向上させるに
は、酸化イットリウム又は酸化イッテルビウムを用いる
のが望ましい。また、希土類化合物としては酸化イット
リウム等の酸化物に限定するものではなく、水酸化物や
塩化物を用いても同様の効果がある。
The rare earth compound is not limited to the above yttrium oxide, but may be lanthanum oxide, cerium oxide, praseodymium oxide, neodymium oxide, ytterbium oxide, scandium oxide, samarium oxide, europium oxide, gadolinium oxide, terbium oxide, terbium oxide, or the like. Dysprosium, holmium oxide, erbium oxide,
Thulium oxide, lutetium oxide, or the like may be used. However, in order to improve both high-temperature charging characteristics and cycle characteristics, it is desirable to use yttrium oxide or ytterbium oxide. Further, the rare earth compound is not limited to oxides such as yttrium oxide, and the same effects can be obtained by using hydroxides or chlorides.

【0018】加えて、本発明に用いられる水素吸蔵合金
としては上記希土類系水素吸蔵合金に限定するものでは
なく、ZrNi等のZr−Ni系水素吸蔵合金、TiF
e等のTi−Fe系水素吸蔵合金、ZrMn2 等のZr
−Mn系水素吸蔵合金、TiMn1.5 等のTi−Mn系
水素吸蔵合金、またはMg2 Ni等のMg−Ni系水素
吸蔵合金等を用いることも可能である。
In addition, the hydrogen storage alloy used in the present invention is not limited to the above rare earth hydrogen storage alloys, but may be a Zr—Ni hydrogen storage alloy such as ZrNi, TiF
e, Ti—Fe-based hydrogen storage alloy, Zr such as ZrMn 2
-Mn-based hydrogen storage alloy, it is also possible to use a TiMn-based hydrogen-absorbing alloy such as TiMn 1.5 or Mg-Ni based hydrogen absorbing alloy such as Mg 2 Ni, and the like.

【0019】また、ニッケル−水素アルカリ蓄電池に特
に好ましいCaCu5 型の結晶構造を有する水素吸蔵合
金は、一般式MmNia Cob Alc Mnd で表され
る。ここで、この式中におけるMmはLa,Ce,P
r,Nd,Sm,Eu,Sc,Y,Pm,Gd,Tb,
Gy,Ho,Er,Tm,Yb,Luから選択される希
土類元素の混合物であり、特に、La,Ce,Pr,N
d,Smの混合物を主体とするものが好ましく、また、
a>0、b>0、c>0、d≧0で、4.4≦a+b+
c+d≦5.4である。
[0019] Nickel - hydrogen storage alloy having a particularly preferred CaCu 5 type crystal structure in the hydrogen alkaline storage battery is represented by the general formula MmNi a Co b Al c Mn d . Here, Mm in this equation is La, Ce, P
r, Nd, Sm, Eu, Sc, Y, Pm, Gd, Tb,
It is a mixture of rare earth elements selected from Gy, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu. In particular, La, Ce, Pr, N
Preferably, the main component is a mixture of d and Sm.
a> 0, b> 0, c> 0, d ≧ 0 and 4.4 ≦ a + b +
c + d ≦ 5.4.

【0020】そして、上記の組成からなる水素吸蔵合金
はアルカリ二次電池のサイクル特性や放電特性等の基本
性能を満たすことができる。また、上記の水素吸蔵合金
における水素を吸蔵する特性を変更しない範囲におい
て、Si,C,W,B,Cu,Zr,Feの元素を添加
させてもよい。
The hydrogen storage alloy having the above composition can satisfy the basic performance such as cycle characteristics and discharge characteristics of an alkaline secondary battery. Further, elements of Si, C, W, B, Cu, Zr, and Fe may be added as long as the hydrogen storage properties of the hydrogen storage alloy are not changed.

【0021】また好ましくは上記の組成式において、ニ
ッケルの量aを2.8≦a≦5.2、コバルトの量bを
0<b≦1.4、アルミニウムの量cを0<c≦1.
2、更にマンガンの量dをd≦1.2にすることが好ま
しい。さらに、電池の容量を高くするためには、アルミ
ニウムの量cをc≦1.0、マンガンの量dをd≦1.
0にすることが好ましい。
In the above composition formula, preferably, the amount a of nickel is 2.8 ≦ a ≦ 5.2, the amount b of cobalt is 0 <b ≦ 1.4, and the amount c of aluminum is 0 <c ≦ 1. .
2. It is preferable that the amount d of manganese be d ≦ 1.2. Furthermore, in order to increase the capacity of the battery, the amount c of aluminum is c ≦ 1.0, and the amount d of manganese is d ≦ 1.
Preferably, it is set to zero.

【0022】加えて、水素吸蔵合金電極に用いられる芯
体としては、上記パンチングメタルに限定するものでは
なく、発泡ニッケル、ニッケル繊維焼結体等を用いるこ
ともできる。
In addition, the core used for the hydrogen storage alloy electrode is not limited to the above-mentioned punched metal, but nickel foam, nickel fiber sintered body, or the like can also be used.

【0023】[0023]

【実施例】〔第1実施例〕 (実施例1)実施例1としては、上記発明の実施の形態
で示した電池を用いた。このようにして作製した電池
を、以下、本発明電池A1と称する。
EXAMPLES [First Example] (Example 1) In Example 1, the battery described in the above embodiment of the present invention was used. The battery fabricated in this manner is hereinafter referred to as Battery A1 of the invention.

【0024】(実施例2〜5)電解液に対する酸化イッ
トリウムの添加割合を、それぞれ、50mg/l、10
0mg/l、500mg/l、1000mg/lとする
他は、上記実施例1と同様にして電池を作製した。この
ようにして作製した電池を、以下、それぞれ本発明電池
A2〜A5と称する。
(Examples 2 to 5) The addition ratio of yttrium oxide to the electrolytic solution was 50 mg / l and 10 mg / l, respectively.
A battery was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the amounts were 0 mg / l, 500 mg / l, and 1000 mg / l. The batteries fabricated in this manner are hereinafter referred to as Batteries A2 to A5 of the invention, respectively.

【0025】(実施例6)電解液に対する酸化イットリ
ウムの添加割合を500mg/lとすると共に、電解液
に分散剤としての界面活性剤(非イオン性)を添加する
他は、上記実施例1と同様にして電池を作製した。この
ようにして作製した電池を、以下、本発明電池A6と称
する。
Example 6 The procedure of Example 1 was repeated except that the addition ratio of yttrium oxide to the electrolyte was 500 mg / l and a surfactant (nonionic) as a dispersant was added to the electrolyte. A battery was manufactured in the same manner. The battery fabricated in this manner is hereinafter referred to as Battery A6 of the invention.

【0026】(実施例7)電解液に対する酸化イットリ
ウムの添加割合を500mg/lとすると共に、電解液
に分散剤としての錯化剤(EDTA)を添加する他は、
上記実施例1と同様にして電池を作製した。このように
して作製した電池を、以下、本発明電池A7と称する。
(Example 7) The addition ratio of yttrium oxide to the electrolyte was 500 mg / l, and a complexing agent (EDTA) as a dispersant was added to the electrolyte.
A battery was manufactured in the same manner as in Example 1. The battery fabricated in this manner is hereinafter referred to as Battery A7 of the invention.

【0027】(比較例1)電解液に対する酸化イットリ
ウムの添加割合を20mg/l(飽和状態であり、約1
2ppm)とする他は、上記実施例1と同様にして電池
を作製した。具体的には、アルカリ水溶液に酸化イット
リウムを5g/lの割合で添加し、これを濾過したもの
を電解液として用いた。このようにして作製した電池
を、以下、比較電池X1と称する。
(Comparative Example 1) The addition ratio of yttrium oxide to the electrolytic solution was 20 mg / l (saturated, about 1
A battery was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the content was 2 ppm). Specifically, yttrium oxide was added to the alkaline aqueous solution at a rate of 5 g / l, and the filtered solution was used as an electrolytic solution. The battery fabricated in this manner is hereinafter referred to as Comparative Battery X1.

【0028】(比較例2)電解液に対する酸化イットリ
ウムの添加割合を8.5mg/l(溶解状態であり、約
5ppm)とする他は、上記実施例1と同様にして電池
を作製した。このようにして作製した電池を、以下、比
較電池X2と称する。
Comparative Example 2 A battery was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the addition ratio of yttrium oxide to the electrolyte was 8.5 mg / l (in a dissolved state, about 5 ppm). The battery fabricated in this manner is hereinafter referred to as Comparative Battery X2.

【0029】(比較例3)電解液に酸化イットリウムを
添加しない他は、上記実施例1と同様にして電池を作製
した。このようにして作製した電池を、以下、比較電池
X3と称する。
Comparative Example 3 A battery was manufactured in the same manner as in Example 1 except that yttrium oxide was not added to the electrolytic solution. The battery fabricated in this manner is hereinafter referred to as Comparative Battery X3.

【0030】(実験)上記本発明電池A1〜A7と比較
電池X1〜X3とにおいて、下記(1)の条件(温度:
室温)で5サイクル充放電を行って各電池を活性化した
後、下記(2)の条件で充放電を行って充放電サイクル
特性を調べると共に、下記(3)の条件で充放電を行っ
て高温充電特性(活物質利用率)を調べたので、その結
果を表1に示す。
(Experiment) In the batteries A1 to A7 of the present invention and the comparative batteries X1 to X3, the following condition (1) (temperature:
After activating each battery by performing 5 cycles of charging / discharging at room temperature), charging / discharging was performed under the following conditions (2) to examine charge / discharge cycle characteristics, and charging / discharging was performed under the following conditions (3). Table 1 shows the high-temperature charge characteristics (active material utilization rate).

【0031】充放電条件 (1)充電条件:100mAで16時間充電、1時間休
止 放電条件:200mAで放電終止電圧が1Vになるまで
放電、1時間休止 (2)充電条件:1500mAで48分間充電、1時間
休止 放電条件:1500mAで放電終止電圧が1Vになるま
で放電 そして、電池容量が500mAに達した時点で電池寿命
とした。
Charge / discharge conditions (1) Charging conditions: charge at 100 mA for 16 hours, pause for 1 hour Discharge conditions: discharge at 200 mA until the discharge end voltage becomes 1 V, pause for 1 hour (2) Charge conditions: charge for 48 minutes at 1500 mA Discharge condition: 1500 mA, discharge until the discharge end voltage became 1 V. When the battery capacity reached 500 mA, the battery life was determined.

【0032】(3)充電条件:100mAで16時間充
電(60℃)、1時間休止 放電条件:1000mAで放電終止電圧が1Vになるま
で放電(室温) そして、水酸化ニッケルの容量を288mA/gとして
活物質利用率を算出した。
(3) Charging condition: Charging at 100 mA for 16 hours (60 ° C.), rest for 1 hour Discharging condition: Discharging at 1000 mA until the discharge end voltage becomes 1 V (room temperature) And the capacity of nickel hydroxide was changed to 288 mA / g. Was calculated as the active material utilization rate.

【0033】[0033]

【表1】 [Table 1]

【0034】表1から明らかなように、本発明電池A1
〜A7は比較電池X1〜X3に比べて、高温充電特性
(活物質利用率)を向上させつつサイクル特性が向上し
ていることが認められる。これは、比較電池X3では酸
化イットリウムが添加されておらず、また比較電池X
1、X2では酸化イットリウムは添加されているが、そ
れぞれ電解液に溶解状態或いは飽和状態で存在するのみ
であるので、酸化イットリウムの添加量が不十分とな
り、その添加効果が十分に発揮されない。これに対し
て、本発明電池A1〜A7では、飽和濃度を超える量の
酸化イットリウムが電解液中に分散されているため、酸
化イットリウムの添加量が多く、その添加効果が十分に
発揮されるという理由による。
As is clear from Table 1, the battery A1 of the present invention
It is recognized that the cycle characteristics of the batteries A7 to A7 are improved while the high-temperature charging characteristics (active material utilization rate) are improved as compared with the comparative batteries X1 to X3. This is because the comparative battery X3 did not contain yttrium oxide, and the comparative battery X3
In 1 and X2, yttrium oxide is added, but it only exists in a dissolved state or a saturated state in the electrolytic solution, respectively. Therefore, the addition amount of yttrium oxide is insufficient, and the effect of the addition is not sufficiently exhibited. On the other hand, in the batteries A1 to A7 of the present invention, since the amount of yttrium oxide exceeding the saturation concentration is dispersed in the electrolytic solution, the amount of yttrium oxide added is large, and the effect of the addition is sufficiently exhibited. It depends on the reason.

【0035】上記効果を確認するため、本発明電池A1
〜A7を500サイクル充放電した後に分解して、セパ
レータ各部におけるイットリウム量を分析したところ、
セパレータには均一にイットリウムが分布していること
が確認された。これは、イットリウムの分散液は、通常
であると(セパレータの無い状態であると)イットリウ
ムが沈降するが、電池内に注液した場合にはセパレータ
等に吸着するため、充放電サイクル経過後であってもイ
ットリウムの分散状態が保たれるという理由によるもの
と考えられる。
In order to confirm the above effects, the battery A1 of the present invention was used.
When A7 was decomposed after charging and discharging for 500 cycles and the amount of yttrium in each part of the separator was analyzed,
It was confirmed that yttrium was uniformly distributed in the separator. This is because, in a dispersion of yttrium, yttrium normally precipitates (when there is no separator), but when it is injected into a battery, it adsorbs to a separator or the like, so after the charge / discharge cycle has elapsed. This is considered to be because the dispersion state of yttrium is maintained.

【0036】また、本発明電池A1〜A7のうち、分散
剤としての界面活性剤を添加した本発明電池A6及び分
散剤としてのEDTAを添加した本発明電池A7は、特
に高温充電特性とサイクル特性とが向上していることが
認められる。これは、界面活性剤は酸化イットリウムを
固体状態で分散させる作用を発揮し、またEDTAはイ
ットリウムを錯体としてイオン状態で安定化させる作用
を発揮するので、電解液中でのイットリウムの分散がよ
り均一となるという理由によるものと考えられる。
Among the batteries A1 to A7 of the present invention, the battery A6 of the present invention to which a surfactant as a dispersant was added and the battery A7 of the present invention to which EDTA was added as a dispersant were particularly high-temperature charging characteristics and cycle characteristics. It is recognized that the number has improved. This is because the surfactant has the effect of dispersing yttrium oxide in the solid state, and EDTA has the effect of stabilizing yttrium as a complex in the ionic state, so that the dispersion of yttrium in the electrolyte is more uniform. It is considered that this is because

【0037】〔第2実施例〕 (実施例1〜5)電解液に含有させる希土類化合物とし
て、酸化イットリウムに代えて、それぞれ、酸化ランタ
ン、酸化セリウム、酸化プラセオジム、酸化ネオジム、
酸化イッテルビウムを用いると共に、その含有量を10
00mg/lとする他は、前記第1実施例の実施例1と
同様にして電池を作製した。このようにして作製した電
池を、以下、それぞれ本発明電池B1〜B5と称する。
[Second Example] (Examples 1 to 5) Lanthanum oxide, cerium oxide, praseodymium oxide, neodymium oxide, etc. were used as the rare earth compounds to be contained in the electrolyte instead of yttrium oxide, respectively.
Use ytterbium oxide and reduce its content to 10
A battery was fabricated in the same manner as in Example 1 of the first example, except that the concentration was set to 00 mg / l. The batteries fabricated in this manner are hereinafter referred to as Batteries B1 to B5 of the present invention, respectively.

【0038】(実験)上記本発明電池B1〜B5におい
て、前記第1実施例の実験と同様の条件〔(1)の条
件〕で充放電を行って各電池を活性化した後、前記第1
実施例の実験と同様の条件〔(2)及び(3)の条件〕
で充放電を行って、充放電サイクル特性と高温充電特性
(活物質利用率)とを調べたので、その結果を表2に示
す。尚、比較のために、比較電池X1〜X3についても
表2に併せて示す。
(Experiment) The batteries B1 to B5 of the present invention were charged and discharged under the same conditions as in the experiment of the first embodiment (condition (1)) to activate each battery, and then the first battery was charged.
Conditions similar to those in the experiment of the example [conditions of (2) and (3)]
Table 2 shows the results of the charge / discharge cycle and charge / discharge cycle characteristics and high-temperature charge characteristics (active material utilization rate). Table 2 also shows comparative batteries X1 to X3 for comparison.

【0039】[0039]

【表2】 [Table 2]

【0040】表2から明らかなように、本発明電池B5
では、高温充電特性(活物質利用率)を向上させつつサ
イクル特性が向上していることが認められ、本発明電池
B1〜B4では高温充電特性(活物質利用率)の向上は
見られないものの、サイクル特性は向上していることが
認められる。
As is clear from Table 2, the battery B5 of the present invention
It was recognized that the cycle characteristics were improved while improving the high-temperature charge characteristics (active material utilization rate). Although the batteries B1 to B4 of the present invention did not show an improvement in the high-temperature charge characteristics (active material utilization rate), It can be seen that the cycle characteristics have been improved.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上で説明したように本発明によれば、
電池容量が低下するのを防止しつつ、高温特性やサイク
ル特性を飛躍的に向上させることができるといった優れ
た効果を奏する。
According to the present invention as described above,
An excellent effect is obtained such that high-temperature characteristics and cycle characteristics can be drastically improved while preventing the battery capacity from decreasing.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲廣▼田 洋平 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 村田 徹行 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 三木 康二 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 野上 光造 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 AA06 EE05 FF03 FF04  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor ▲ Yohei Ta Hiro 2-5-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Toruyuki Murata Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka 2-5-5 Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Koji Miki 2-5-5 Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Kozo Nogami Keihan Moriguchi, Osaka 2-5-5 Hondori F-term (reference) in Sanyo Electric Co., Ltd. 5H028 AA06 EE05 FF03 FF04

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 水素吸蔵合金を主体とする負極と、ニッ
ケル酸化物を主体とする正極とが、アルカリ電解液が含
浸されたセパレータを介して電池缶内に配設されるニッ
ケル−水素アルカリ蓄電池において、 上記アルカリ電解液には、飽和濃度を超える希土類化合
物がイオン状態又は分子状態で分散されていることを特
徴とするニッケル−水素アルカリ蓄電池。
1. A nickel-hydrogen alkaline storage battery in which a negative electrode mainly composed of a hydrogen storage alloy and a positive electrode mainly composed of nickel oxide are disposed in a battery can via a separator impregnated with an alkaline electrolyte. 3. The nickel-hydrogen alkaline storage battery according to claim 1, wherein a rare earth compound exceeding a saturation concentration is dispersed in an ionic state or a molecular state in the alkaline electrolyte.
【請求項2】 前記アルカリ電解液中には分散剤が含有
されている、請求項1記載のニッケル−水素アルカリ蓄
電池。
2. The nickel-hydrogen alkaline storage battery according to claim 1, wherein the alkaline electrolyte contains a dispersant.
【請求項3】 前記分散剤として界面活性剤又は錯化剤
が用いられる、請求項2記載のニッケル−水素アルカリ
蓄電池。
3. The nickel-hydrogen alkaline storage battery according to claim 2, wherein a surfactant or a complexing agent is used as the dispersant.
【請求項4】 前記希土類化合物として、イットリウム
化合物及び/又はイッテルビウム化合物が用いられる、
請求項1、2又は3記載のニッケル−水素アルカリ蓄電
池。
4. An yttrium compound and / or an ytterbium compound is used as the rare earth compound.
The nickel-hydrogen alkaline storage battery according to claim 1, 2 or 3.
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