JP2002063896A - 水素吸蔵合金電極とそれを用いたアルカリ蓄電池 - Google Patents
水素吸蔵合金電極とそれを用いたアルカリ蓄電池Info
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 水素吸蔵合金電極を改良して、ハイレート放
電特性と長期信頼性に優れたアルカリ蓄電池を提供す
る。 【解決手段】 金属板、金属箔、またはこれらに穿孔し
た導電性芯材に活物質を含むペーストを塗着または充填
してなる水素吸蔵合金電極であって、前記導電性芯材の
表面には一体化した繊維状または柱状のニッケル焼結体
が設けられていることを特徴とし、前記水素吸蔵合金粉
末は、その形状が球状、ほぼ球状、鶏卵状及びこれらを
集合したものから選ばれたいずれかとする。
電特性と長期信頼性に優れたアルカリ蓄電池を提供す
る。 【解決手段】 金属板、金属箔、またはこれらに穿孔し
た導電性芯材に活物質を含むペーストを塗着または充填
してなる水素吸蔵合金電極であって、前記導電性芯材の
表面には一体化した繊維状または柱状のニッケル焼結体
が設けられていることを特徴とし、前記水素吸蔵合金粉
末は、その形状が球状、ほぼ球状、鶏卵状及びこれらを
集合したものから選ばれたいずれかとする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はアルカリ蓄電池とそ
れに用いる水素吸蔵合金電極に関する。
れに用いる水素吸蔵合金電極に関する。
【０００２】
【従来の技術】水素吸蔵合金を用いて実用化されたニッ
ケル−水素蓄電池は、低環境負荷、高エネルギー密度な
どの特徴を有する電池として、各種のコードレス機器や
電子機器の電源に広く使用されるようになってきた。ま
た、この電池は大電流での充放電が不可欠な電動工具や
電気自動車などの動力電源用として、優れる容量と信頼
性の面から最も有望視されている。
ケル−水素蓄電池は、低環境負荷、高エネルギー密度な
どの特徴を有する電池として、各種のコードレス機器や
電子機器の電源に広く使用されるようになってきた。ま
た、この電池は大電流での充放電が不可欠な電動工具や
電気自動車などの動力電源用として、優れる容量と信頼
性の面から最も有望視されている。
【０００３】一般的に、ニッケル−水素蓄電池に用いる
水素吸蔵合金は、機械的もしくは水素ガスの吸蔵・放出
により１００μｍ以下の粒子径に粉砕したものを用いて
いるが、電池の充放電を繰り返すことにより水素吸蔵合
金を構成している特定の元素が一部電解液中に溶出し、
電池内部でのショートの原因になったり、合金の触媒特
性が低下して電池内圧の上昇をきたして急速充電特性が
不可能になったり、さらには電池寿命の低下を招いてし
まう。
水素吸蔵合金は、機械的もしくは水素ガスの吸蔵・放出
により１００μｍ以下の粒子径に粉砕したものを用いて
いるが、電池の充放電を繰り返すことにより水素吸蔵合
金を構成している特定の元素が一部電解液中に溶出し、
電池内部でのショートの原因になったり、合金の触媒特
性が低下して電池内圧の上昇をきたして急速充電特性が
不可能になったり、さらには電池寿命の低下を招いてし
まう。
【０００４】これは、従来の方法では合金の均質性が不
十分であり、場合によっては合金中に偏析の発生が見ら
れるためである。
十分であり、場合によっては合金中に偏析の発生が見ら
れるためである。
【０００５】このため、水素吸蔵合金粉末の成分がアル
カリ電解液に溶出することを防ぐために、水素吸蔵合金
粉末を球状にして、その粒子表面の化学的安定性を向上
させ、水素吸蔵合金の特定金属元素の溶出を抑制し、耐
食性に優れた水素吸蔵合金電極を作製できることが、特
開平７−２０１３２９号公報などに開示されている。
カリ電解液に溶出することを防ぐために、水素吸蔵合金
粉末を球状にして、その粒子表面の化学的安定性を向上
させ、水素吸蔵合金の特定金属元素の溶出を抑制し、耐
食性に優れた水素吸蔵合金電極を作製できることが、特
開平７−２０１３２９号公報などに開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例え
ば、パンチングメタルなどの二次元構造の芯材を用いる
と、芯材の垂直方向の接触は水素吸蔵合金粉末間しか存
在しないために、球状の水素吸蔵合金粉末を用いた場
合、合金粉末と導電性芯材との密着性が劣るため合金粉
末が芯材から剥がれ、また、集電性が劣るためにハイレ
ートの充放電サイクル特性が悪くなるという問題があっ
た。
ば、パンチングメタルなどの二次元構造の芯材を用いる
と、芯材の垂直方向の接触は水素吸蔵合金粉末間しか存
在しないために、球状の水素吸蔵合金粉末を用いた場
合、合金粉末と導電性芯材との密着性が劣るため合金粉
末が芯材から剥がれ、また、集電性が劣るためにハイレ
ートの充放電サイクル特性が悪くなるという問題があっ
た。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、金属板、金属箔、またはこれらに穿孔し
た導電性芯材と前記導電性芯材の表面に繊維状または柱
状のニッケル焼結体とが一体化した基板、もしくはシー
トに千鳥状にスリットを形成してスリットのラインと直
交する方向にシートを引っ張ることによりスリットを展
伸させ、シートをメッシュ構造に形成した展延メッシュ
シートに、球状の水素吸蔵合金粉末を充填した電極およ
びこの電極を組み込んだアルカリ蓄電池を提供するもの
である。
に、本発明は、金属板、金属箔、またはこれらに穿孔し
た導電性芯材と前記導電性芯材の表面に繊維状または柱
状のニッケル焼結体とが一体化した基板、もしくはシー
トに千鳥状にスリットを形成してスリットのラインと直
交する方向にシートを引っ張ることによりスリットを展
伸させ、シートをメッシュ構造に形成した展延メッシュ
シートに、球状の水素吸蔵合金粉末を充填した電極およ
びこの電極を組み込んだアルカリ蓄電池を提供するもの
である。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、金属板、金属箔、及びこれらに穿孔した導電性芯材
から選ばれるいずれかに水素吸蔵合金粉末を含むペース
トを塗着または充填してなる水素吸蔵合金電極であっ
て、前記導電性芯材の表面には一体化した繊維状または
柱状のニッケル焼結体が設けられており、前記水素吸蔵
合金粉末は、その形状が球状、ほぼ球状、鶏卵状及びこ
れらを集合したものから選ばれるいずれかとした。
は、金属板、金属箔、及びこれらに穿孔した導電性芯材
から選ばれるいずれかに水素吸蔵合金粉末を含むペース
トを塗着または充填してなる水素吸蔵合金電極であっ
て、前記導電性芯材の表面には一体化した繊維状または
柱状のニッケル焼結体が設けられており、前記水素吸蔵
合金粉末は、その形状が球状、ほぼ球状、鶏卵状及びこ
れらを集合したものから選ばれるいずれかとした。
【０００９】上記の構造を有する水素吸蔵合金電極は、
芯材の表面に焼結によって形成された多数の繊維状また
は柱状のニッケルが芯材の垂直方向に突起した三次元構
造となっているため、その間隙に球状の水素吸蔵合金粉
末が充填されやすく、合金粉末と導電性芯材との密着性
を改善でき、合金粉末が芯材から剥がれることを抑制す
るとともに、水素吸蔵合金粉末と芯材または水素吸蔵合
金粉末間の接触を向上させ、電極としての導電性を向上
させることができる。
芯材の表面に焼結によって形成された多数の繊維状また
は柱状のニッケルが芯材の垂直方向に突起した三次元構
造となっているため、その間隙に球状の水素吸蔵合金粉
末が充填されやすく、合金粉末と導電性芯材との密着性
を改善でき、合金粉末が芯材から剥がれることを抑制す
るとともに、水素吸蔵合金粉末と芯材または水素吸蔵合
金粉末間の接触を向上させ、電極としての導電性を向上
させることができる。
【００１０】この水素吸蔵合金電極を用いてアルカリ蓄
電池を構成することにより、ハイレート充放電特性に優
れたアルカリ蓄電池を提供できる。
電池を構成することにより、ハイレート充放電特性に優
れたアルカリ蓄電池を提供できる。
【００１１】また、植毛部分が直立した構造では導電性
芯材の垂直方向にのみ集電経路が存在するのに対して、
繊維を複数本ずつ各先端近傍で一体に結合させた構造で
は、導電性芯材の斜めや平行方向にも繊維が位置して集
電経路が存在するため、基板全体としての抵抗が低減し
て充放電特性が向上する。
芯材の垂直方向にのみ集電経路が存在するのに対して、
繊維を複数本ずつ各先端近傍で一体に結合させた構造で
は、導電性芯材の斜めや平行方向にも繊維が位置して集
電経路が存在するため、基板全体としての抵抗が低減し
て充放電特性が向上する。
【００１２】また、無電解めっきにより樹脂繊維に導電
性を付与した後に、電気めっきで所望のめっき厚みまで
ニッケルを被覆すると、樹脂繊維の先端部分に向かうに
従って電荷が集中して電流密度が高くなるため、ニッケ
ルめっきの厚みもそれに従い繊維の先端部分に向かうに
従って厚くなる。このような基板を電極に用いると、電
極表面層の基板抵抗は低下して分極が小さくなり、充放
電特性が向上する。また、電極表面層のニッケル繊維の
直径は太く、この部分の機械的強度も高くなり、電極表
面層での活物質保持力も向上するため、電池としての充
放電サイクル特性も改善される。この場合、上記ニッケ
ルめっきの重量は、２９０〜３１０ｇ／ｍ2であること
が好ましい。
性を付与した後に、電気めっきで所望のめっき厚みまで
ニッケルを被覆すると、樹脂繊維の先端部分に向かうに
従って電荷が集中して電流密度が高くなるため、ニッケ
ルめっきの厚みもそれに従い繊維の先端部分に向かうに
従って厚くなる。このような基板を電極に用いると、電
極表面層の基板抵抗は低下して分極が小さくなり、充放
電特性が向上する。また、電極表面層のニッケル繊維の
直径は太く、この部分の機械的強度も高くなり、電極表
面層での活物質保持力も向上するため、電池としての充
放電サイクル特性も改善される。この場合、上記ニッケ
ルめっきの重量は、２９０〜３１０ｇ／ｍ2であること
が好ましい。
【００１３】また、多数のニッケル柱状体が導電性芯材
に植毛されている基板に球状の水素吸蔵合金粉末が保持
されると、従来使用されている発泡メタルなどの電気め
っきによって作製される金属多孔体と比較して比表面積
が大きいため、水素吸蔵合金粉末との接触面積が増大し
集電性が改善される。この場合、上記ニッケル柱状体
は、短軸方向の長さが５〜７０μｍ、長軸方向の長さが
１〜５ｍｍ、焼結後の比表面積が１０〜５０ｍ2／ｇで
あり、ほぼ等間隔に植毛されていることが好ましい。
に植毛されている基板に球状の水素吸蔵合金粉末が保持
されると、従来使用されている発泡メタルなどの電気め
っきによって作製される金属多孔体と比較して比表面積
が大きいため、水素吸蔵合金粉末との接触面積が増大し
集電性が改善される。この場合、上記ニッケル柱状体
は、短軸方向の長さが５〜７０μｍ、長軸方向の長さが
１〜５ｍｍ、焼結後の比表面積が１０〜５０ｍ2／ｇで
あり、ほぼ等間隔に植毛されていることが好ましい。
【００１４】請求項２に記載の発明は、シートに千鳥状
にスリットを形成してスリットのラインと直交する方向
にシートを引っ張ることによりスリットを展伸させ、シ
ートをメッシュ構造に形成した展延メッシュシートに水
素吸蔵合金粉末を含むペーストを塗着または充填してな
る水素吸蔵合金電極であって、前記水素吸蔵合金粉末
は、その形状が球状、ほぼ球状、鶏卵状及びこれらを集
合したものから選ばれるいずれかとした。
にスリットを形成してスリットのラインと直交する方向
にシートを引っ張ることによりスリットを展伸させ、シ
ートをメッシュ構造に形成した展延メッシュシートに水
素吸蔵合金粉末を含むペーストを塗着または充填してな
る水素吸蔵合金電極であって、前記水素吸蔵合金粉末
は、その形状が球状、ほぼ球状、鶏卵状及びこれらを集
合したものから選ばれるいずれかとした。
【００１５】上記の構造を有する水素吸蔵合金電極は、
微細なラス目構造を備えているため、その間隙に球状の
水素吸蔵合金粉末が充填されやすく、またこれによって
合金粉末と芯材との密着性が改善される。その結果、合
金粉末が芯材から剥がれることを抑制するとともに、水
素吸蔵合金粉末と芯材または水素吸蔵合金粉末間の接触
を向上させ、電極としての導電性を向上させることがで
きる。
微細なラス目構造を備えているため、その間隙に球状の
水素吸蔵合金粉末が充填されやすく、またこれによって
合金粉末と芯材との密着性が改善される。その結果、合
金粉末が芯材から剥がれることを抑制するとともに、水
素吸蔵合金粉末と芯材または水素吸蔵合金粉末間の接触
を向上させ、電極としての導電性を向上させることがで
きる。
【００１６】この水素吸蔵合金電極を用いてアルカリ蓄
電池を構成することにより、ハイレート充放電特性に優
れたアルカリ蓄電池を提供できる。
電池を構成することにより、ハイレート充放電特性に優
れたアルカリ蓄電池を提供できる。
【００１７】
【実施例】次に、本発明の具体例について説明する。
【００１８】（実施例１）水素吸蔵合金として市販のＭ
ｍ（ミッシュメタル）、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌの各原
材料を一定の組成比に秤量し、高周波誘導加熱溶解炉に
より溶解し、不活性ガス中で溶湯の入った坩堝から溶湯
を少量ずつ約２０，０００ｒｐｍで高速回転するディス
ク上に滴下させ、超急冷で、かつ球状のＭｍＮｉ3.55Ｃ
ｏ0.75Ｍｎ 0.40Ａｌ0.30合金粉末を作製し、９００℃に
制御した電気炉内で１時間熱処理した。このようにして
得た合金粉末について調べたところ平均粒径５０μｍの
非常にきれいな球状粒子を形成しており、合金組織や元
素分析により極めて均質性が良好であり、かつ水素吸蔵
合金としての特性も優れていた。
ｍ（ミッシュメタル）、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌの各原
材料を一定の組成比に秤量し、高周波誘導加熱溶解炉に
より溶解し、不活性ガス中で溶湯の入った坩堝から溶湯
を少量ずつ約２０，０００ｒｐｍで高速回転するディス
ク上に滴下させ、超急冷で、かつ球状のＭｍＮｉ3.55Ｃ
ｏ0.75Ｍｎ 0.40Ａｌ0.30合金粉末を作製し、９００℃に
制御した電気炉内で１時間熱処理した。このようにして
得た合金粉末について調べたところ平均粒径５０μｍの
非常にきれいな球状粒子を形成しており、合金組織や元
素分析により極めて均質性が良好であり、かつ水素吸蔵
合金としての特性も優れていた。
【００１９】次に、この合金粉末を同重量の８０℃に加
温した比重１．３０の水酸化カリウム水溶液に６０分浸
漬攪拌し、水洗水のｐＨが１０以下となるまで水洗し
た。
温した比重１．３０の水酸化カリウム水溶液に６０分浸
漬攪拌し、水洗水のｐＨが１０以下となるまで水洗し
た。
【００２０】その後、その合金粉末と同重量の６０℃で
ｐＨ３．０の酢酸水溶液にて３０分間浸漬攪拌処理し、
水洗水のｐＨが６以上となるまで水洗し、水素吸蔵合金
粉末スラリーを得た。この合金粉末スラリーの合金１０
０重量％に対し、増粘材としてカルボキシメチルセルロ
ースを０．１５重量％と、導電剤としてカーボンブラッ
クを０．３重量％と、結着剤としてのスチレン−ブタジ
エン共重合体を０．８重量％および分散媒として水とを
混合して合金ペーストを作製した。
ｐＨ３．０の酢酸水溶液にて３０分間浸漬攪拌処理し、
水洗水のｐＨが６以上となるまで水洗し、水素吸蔵合金
粉末スラリーを得た。この合金粉末スラリーの合金１０
０重量％に対し、増粘材としてカルボキシメチルセルロ
ースを０．１５重量％と、導電剤としてカーボンブラッ
クを０．３重量％と、結着剤としてのスチレン−ブタジ
エン共重合体を０．８重量％および分散媒として水とを
混合して合金ペーストを作製した。
【００２１】また、厚さ０．０６ｍｍ、孔径２ｍｍ、開
孔率５２％のニッケルめっきした鉄製パンチングメタル
の両面にフェノール系接着剤（固形分２０％）をスプレ
ー法で塗布し、前記パンチングメタルの両面に線径１５
μｍのレーヨン繊維を長さ４ｍｍに切断したパイルを少
しずつふるいからふり落としながら帯電フードで帯電さ
せ、パンチングメタル側をアースして植毛し、乾燥して
パイルをパンチングメタルシートに固定し、排風ファン
で吸引しながらロールブラシで接着していないパイルを
払い落として植毛密度１５ｇ／ｍ2の基板を作製した。
孔率５２％のニッケルめっきした鉄製パンチングメタル
の両面にフェノール系接着剤（固形分２０％）をスプレ
ー法で塗布し、前記パンチングメタルの両面に線径１５
μｍのレーヨン繊維を長さ４ｍｍに切断したパイルを少
しずつふるいからふり落としながら帯電フードで帯電さ
せ、パンチングメタル側をアースして植毛し、乾燥して
パイルをパンチングメタルシートに固定し、排風ファン
で吸引しながらロールブラシで接着していないパイルを
払い落として植毛密度１５ｇ／ｍ2の基板を作製した。
【００２２】続いて、前記合金ペーストを前記基板に充
填し、乾燥、加圧を行ない、さらにその表面にフッ素樹
脂粉末をコーティング後、幅３５ｍｍ、長さ１５０ｍ
ｍ、厚さ０．４ｍｍ、容量２２００ｍＡｈの水素吸蔵合
金電極を作製した。
填し、乾燥、加圧を行ない、さらにその表面にフッ素樹
脂粉末をコーティング後、幅３５ｍｍ、長さ１５０ｍ
ｍ、厚さ０．４ｍｍ、容量２２００ｍＡｈの水素吸蔵合
金電極を作製した。
【００２３】これに公知の焼結式のニッケル正極とスル
ホン化処理したポリオレフィン製不織布セパレータとを
組み合わせて渦巻状に旋回させて極板群を構成し、この
極板群を金属ケースに挿入後、比重１．３０の水酸化カ
リウム水溶液に４０ｇ／ｌの水酸化リチウムを溶解した
電解液を所定量注液し、このケースの上部を封口板で密
閉し、４／５Ａサイズで公称容量１５００ｍＡｈの密閉
型ニッケル−水素蓄電池を構成した。
ホン化処理したポリオレフィン製不織布セパレータとを
組み合わせて渦巻状に旋回させて極板群を構成し、この
極板群を金属ケースに挿入後、比重１．３０の水酸化カ
リウム水溶液に４０ｇ／ｌの水酸化リチウムを溶解した
電解液を所定量注液し、このケースの上部を封口板で密
閉し、４／５Ａサイズで公称容量１５００ｍＡｈの密閉
型ニッケル−水素蓄電池を構成した。
【００２４】（実施例２）また、複数のスリット形成用
の刃部が形成された板状カッターを、所定間隔を設けて
複数枚重ね合わせてなる上型と下型との間に長尺シート
を送給し、前記上型および下型の対抗方向への進退駆動
により、長尺シートの長尺方向に複数条のスリットを断
続的に、かつ千鳥状に形成した後、この長尺シートの幅
寸法が拡大する方向に引っ張って長尺シートがメッシュ
状態となるように展伸した展延メッシュシート基板を作
製した。以下、これを用いて実施例１と同様にして密閉
型ニッケル−水素蓄電池を構成した。
の刃部が形成された板状カッターを、所定間隔を設けて
複数枚重ね合わせてなる上型と下型との間に長尺シート
を送給し、前記上型および下型の対抗方向への進退駆動
により、長尺シートの長尺方向に複数条のスリットを断
続的に、かつ千鳥状に形成した後、この長尺シートの幅
寸法が拡大する方向に引っ張って長尺シートがメッシュ
状態となるように展伸した展延メッシュシート基板を作
製した。以下、これを用いて実施例１と同様にして密閉
型ニッケル−水素蓄電池を構成した。
【００２５】（比較例１）実施例１と同様にして得られ
た合金ペーストを、厚さ０．０６ｍｍ、孔径２ｍｍ、開
孔率５２％のニッケルめっきした鉄製パンチングメタル
の両面に塗着し、乾燥・加圧を行ない、さらにその表面
にフッ素樹脂粉末をコーティング後、幅３５ｍｍ、長さ
１５０ｍｍ、厚さ０．４ｍｍ、容量２２００ｍＡｈの水
素吸蔵合金電極を作製した。以下これを用いて実施例１
と同様にして密閉型ニッケル−水素蓄電池を構成した。
た合金ペーストを、厚さ０．０６ｍｍ、孔径２ｍｍ、開
孔率５２％のニッケルめっきした鉄製パンチングメタル
の両面に塗着し、乾燥・加圧を行ない、さらにその表面
にフッ素樹脂粉末をコーティング後、幅３５ｍｍ、長さ
１５０ｍｍ、厚さ０．４ｍｍ、容量２２００ｍＡｈの水
素吸蔵合金電極を作製した。以下これを用いて実施例１
と同様にして密閉型ニッケル−水素蓄電池を構成した。
【００２６】（比較例２）また、水素吸蔵合金として市
販のＭｍ（ミッシュメタル）、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ
の各原材料を一定の組成比に秤量し高周波誘導加熱溶解
炉により溶解し、機械的に粉砕した平均粒径３０μｍの
粉砕粒子を作製した。以下これを用いて比較例１と同様
にして密閉型ニッケル−水素蓄電池を構成した。
販のＭｍ（ミッシュメタル）、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ
の各原材料を一定の組成比に秤量し高周波誘導加熱溶解
炉により溶解し、機械的に粉砕した平均粒径３０μｍの
粉砕粒子を作製した。以下これを用いて比較例１と同様
にして密閉型ニッケル−水素蓄電池を構成した。
【００２７】（評価）以上の方法により得られた実施例
１、２および比較例１、２の４種類の電池を用いて、放
電特性を評価した。１ＣｍＡで７２分間充電した後、放
電電流を０．２ＣｍＡおよび３ＣｍＡとして１．０Ｖま
で放電したときのそれぞれの電池の放電容量を（表１）
に示す。
１、２および比較例１、２の４種類の電池を用いて、放
電特性を評価した。１ＣｍＡで７２分間充電した後、放
電電流を０．２ＣｍＡおよび３ＣｍＡとして１．０Ｖま
で放電したときのそれぞれの電池の放電容量を（表１）
に示す。
【００２８】
【表１】
【００２９】（表１）の結果に示すように、実施例１、
２の電池は、比較例１、２の電池に比べて、０．２Ｃｍ
Ａのローレート放電特性はほぼ同等であるが、３ＣｍＡ
のハイレート放電特性においては、放電容量、放電平均
電圧ともに向上した。
２の電池は、比較例１、２の電池に比べて、０．２Ｃｍ
Ａのローレート放電特性はほぼ同等であるが、３ＣｍＡ
のハイレート放電特性においては、放電容量、放電平均
電圧ともに向上した。
【００３０】これは実施例１、２の電池における導電性
芯材の両表面から起毛しているニッケル繊維、ニッケル
柱状体、または展延シートにおけるメッシュ構造が合金
粒子との集電性を向上させたために、電池のハイレート
放電特性を向上させたものである。
芯材の両表面から起毛しているニッケル繊維、ニッケル
柱状体、または展延シートにおけるメッシュ構造が合金
粒子との集電性を向上させたために、電池のハイレート
放電特性を向上させたものである。
【００３１】一方、比較例２の電池における水素吸蔵合
金粉砕粒子は、実施例１、２の電池における球状の合金
粒子と比較して合金粒子間の接触は優れるが、導電性芯
材として通常のパンチングメタルを用いているため、合
金粒子と芯材との接触が劣り、集電性が劣るため、実施
例１、２の電池と比較してハイレート放電特性が劣る。
金粉砕粒子は、実施例１、２の電池における球状の合金
粒子と比較して合金粒子間の接触は優れるが、導電性芯
材として通常のパンチングメタルを用いているため、合
金粒子と芯材との接触が劣り、集電性が劣るため、実施
例１、２の電池と比較してハイレート放電特性が劣る。
【００３２】また、比較例１の電池においては、導電性
芯材として通常のパンチングメタルを用いていることに
加え、球状の水素吸蔵合金粒子は、合金粒子間または芯
材との接触が点接触になり、集電性が劣るため、実施例
１、２の電池と比較してさらにハイレート放電特性が劣
る。
芯材として通常のパンチングメタルを用いていることに
加え、球状の水素吸蔵合金粒子は、合金粒子間または芯
材との接触が点接触になり、集電性が劣るため、実施例
１、２の電池と比較してさらにハイレート放電特性が劣
る。
【００３３】次に、実施例１、２および比較例１、２の
電池を２０℃で１ＣｍＡの電流値で正極容量の１２０％
充電し、３ＣｍＡの電流値で電池の端子電圧が１．０Ｖ
に低下するまで放電するサイクルを１サイクルとして充
放電を繰り返し行なったときの充放電サイクルと電池容
量との関係を（図３）に示す。
電池を２０℃で１ＣｍＡの電流値で正極容量の１２０％
充電し、３ＣｍＡの電流値で電池の端子電圧が１．０Ｖ
に低下するまで放電するサイクルを１サイクルとして充
放電を繰り返し行なったときの充放電サイクルと電池容
量との関係を（図３）に示す。
【００３４】（図３）の結果に示すように実施例１、２
の電池は比較例の電池１、２に比較して、ハイレート充
放電の繰り返し寿命特性が向上した。
の電池は比較例の電池１、２に比較して、ハイレート充
放電の繰り返し寿命特性が向上した。
【００３５】これは実施例１、２の電池においては、特
定金属元素の溶出を抑制し、耐食性に優れた球状の水素
吸蔵合金粉末を用いていることに加え、導電性芯材の両
表面から起毛しているニッケル繊維、ニッケル柱状体、
または展延シートにおけるメッシュ構造において、その
間隙に合金粉末が充填されやすく、合金粉末と導電性芯
材との密着性を改善でき、合金粉末が芯材から剥がれる
ことを抑制するとともに、合金粉末と芯材または水素吸
蔵合金粉末間の接触を向上させ、電極としての導電性を
改善したために、電池の充放電サイクル特性を向上させ
たものである。
定金属元素の溶出を抑制し、耐食性に優れた球状の水素
吸蔵合金粉末を用いていることに加え、導電性芯材の両
表面から起毛しているニッケル繊維、ニッケル柱状体、
または展延シートにおけるメッシュ構造において、その
間隙に合金粉末が充填されやすく、合金粉末と導電性芯
材との密着性を改善でき、合金粉末が芯材から剥がれる
ことを抑制するとともに、合金粉末と芯材または水素吸
蔵合金粉末間の接触を向上させ、電極としての導電性を
改善したために、電池の充放電サイクル特性を向上させ
たものである。
【００３６】一方、比較例１の電池は、導電性芯材とし
て通常のパンチングメタルを用いているため、合金粉末
が芯材から剥がれやすく、合金粒子と芯材との接触が劣
り、集電性が劣るため、実施例１、２の電池と比較して
充放電サイクル特性が劣る。
て通常のパンチングメタルを用いているため、合金粉末
が芯材から剥がれやすく、合金粒子と芯材との接触が劣
り、集電性が劣るため、実施例１、２の電池と比較して
充放電サイクル特性が劣る。
【００３７】また、比較例２の電池は、水素吸蔵合金粒
子として通常の粉砕粒子を用いているため、特定金属元
素が溶出し、耐食性に劣ることに加え、導電性芯材とし
て通常のパンチングメタルを用いているため、合金粉末
が芯材から剥がれやすく、合金粒子と芯材との接触が劣
り、集電性が劣るため、実施例１、２の電池と比較して
さらに充放電サイクル特性が劣る。
子として通常の粉砕粒子を用いているため、特定金属元
素が溶出し、耐食性に劣ることに加え、導電性芯材とし
て通常のパンチングメタルを用いているため、合金粉末
が芯材から剥がれやすく、合金粒子と芯材との接触が劣
り、集電性が劣るため、実施例１、２の電池と比較して
さらに充放電サイクル特性が劣る。
【００３８】さらに本実施例では、球状合金粒子の熱処
理は８００℃において１時間行なったが、本発明はこれ
に限定されず、偏析が抑制される適切な温度および時間
であればその他の条件であってもよい。
理は８００℃において１時間行なったが、本発明はこれ
に限定されず、偏析が抑制される適切な温度および時間
であればその他の条件であってもよい。
【００３９】
【発明の効果】以上のように本発明の電極は、水素吸蔵
合金粉末と導電性芯材との密着性が改善されるので、導
電性が向上する。
合金粉末と導電性芯材との密着性が改善されるので、導
電性が向上する。
【００４０】さらにこの電極を用いてアルカリ蓄電池を
構成すると、ハイレート放電特性と充放電サイクル特性
に優れたアルカリ蓄電池を提供できる。
構成すると、ハイレート放電特性と充放電サイクル特性
に優れたアルカリ蓄電池を提供できる。
【図１】本発明の実施例１における基板の模式図
【図２】本発明の実施例２における基板の模式図
【図３】本発明の実施例における充放電サイクルと電池
容量との関係を示す図
容量との関係を示す図
１ パンチングメタル ２ ニッケル焼結体 ３ 金属シート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮原 亜希子 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 湯浅 浩次 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5H017 AA02 AS02 BB07 BB11 CC05 DD01 DD03 EE04 EE08 5H028 AA01 AA05 CC20 EE01 FF02 5H050 AA02 AA07 BA14 CA03 CB17 DA04 FA14 FA15 FA16 FA17 FA18 GA08 GA10 GA23
Claims (4)
- 【請求項１】 金属板、金属箔、及びこれらに穿孔した
導電性芯材から選ばれるいずれかに水素吸蔵合金粉末を
含むペーストを塗着または充填してなる水素吸蔵合金電
極であって、前記導電性芯材の表面には一体化した繊維
状または柱状のニッケル焼結体が設けられており、前記
水素吸蔵合金粉末の形状が、球状、ほぼ球状、鶏卵状及
びこれらを集合したものから選ばれるいずれかである水
素吸蔵合金電極。 - 【請求項２】 シートに千鳥状にスリットを形成してス
リットのラインと直交する方向にシートを引っ張ること
によりスリットを展伸させ、シートをメッシュ構造に形
成した展延メッシュシートに水素吸蔵合金粉末を充填し
た水素吸蔵合金電極であって、前記水素吸蔵合金粉末の
形状が、球状、ほぼ球状、鶏卵状及びこれらを集合した
ものから選ばれるいずれかである水素吸蔵合金電極。 - 【請求項３】 正極と、負極と、セパレータと、アルカ
リ電解液とからなるアルカリ蓄電池であって、前記負極
が、金属板、金属箔、及びこれらに穿孔した導電性芯材
から選ばれるいずれかに水素吸蔵合金粉末を含むペース
トを塗着または充填してなる水素吸蔵合金電極であっ
て、前記導電性芯材の表面には一体化した繊維状または
柱状のニッケル焼結体が設けられており、前記水素吸蔵
合金粉末の形状が、球状、ほぼ球状、鶏卵状及びこれら
を集合したものから選ばれるいずれかである水素吸蔵合
金電極であるアルカリ蓄電池。 - 【請求項４】 正極と、負極と、セパレータと、アルカ
リ電解液とからなるアルカリ蓄電池であって、前記負極
が、シートに千鳥状にスリットを形成してスリットのラ
インと直交する方向にシートを引っ張ることによりスリ
ットを展伸させ、シートをメッシュ構造に形成した展延
メッシュシートに水素吸蔵合金粉末を充填した水素吸蔵
合金電極であって、前記水素吸蔵合金粉末の形状が、球
状、ほぼ球状、鶏卵状及びこれらを集合したものから選
ばれるいずれかである水素吸蔵合金電極であるアルカリ
蓄電池。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000250648A JP2002063896A (ja) | 2000-08-22 | 2000-08-22 | 水素吸蔵合金電極とそれを用いたアルカリ蓄電池 |
| PCT/JP2001/006954 WO2002017415A1 (fr) | 2000-08-22 | 2001-08-10 | Batterie alcaline de stockage et electrode en alliage absorbant l'hydrogene utilisee dans ladite batterie |
| CNB018145272A CN1260837C (zh) | 2000-08-22 | 2001-08-10 | 碱性蓄电池及其所用的贮氢合金电极 |
| US10/370,265 US7247409B2 (en) | 2000-08-22 | 2003-02-21 | Alkaline storage battery and hydrogen storage alloy electrode used therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000250648A JP2002063896A (ja) | 2000-08-22 | 2000-08-22 | 水素吸蔵合金電極とそれを用いたアルカリ蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002063896A true JP2002063896A (ja) | 2002-02-28 |
Family
ID=18740181
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000250648A Pending JP2002063896A (ja) | 2000-08-22 | 2000-08-22 | 水素吸蔵合金電極とそれを用いたアルカリ蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002063896A (ja) |
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-
2000
- 2000-08-22 JP JP2000250648A patent/JP2002063896A/ja active Pending
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