JP2002216767A - アルカリ蓄電池 - Google Patents
アルカリ蓄電池Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ニッケル・水素蓄電池を高温下で使用した場合
の、水素吸蔵合金の腐食を抑制する。 【解決手段】正極板と、水素吸蔵合金を含む負極板と、
セパレータおよびアルカリ電解液からなるアルカリ蓄電
池において、負極板中にプロトン導電性固体高分子電解
質を備える。
の、水素吸蔵合金の腐食を抑制する。 【解決手段】正極板と、水素吸蔵合金を含む負極板と、
セパレータおよびアルカリ電解液からなるアルカリ蓄電
池において、負極板中にプロトン導電性固体高分子電解
質を備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水素吸蔵合金を含
む負極板を用いたアルカリ蓄電池に関する。
む負極板を用いたアルカリ蓄電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の携帯電話、ビデオカメラあるいは
ヘッドホンステレオ等の種々の小型携帯機器の普及にと
もない、それらの電源としてアルカリ蓄電池は重要な役
割を果たしている。アルカリ蓄電池としては、従来、正
極活物質に水酸化ニッケル、負極活物質にカドミウムを
用いたニッケル・カドミウム蓄電池が用いられてきた
が、最近では、カドミウムよりも高容量な水素吸蔵合金
を負極活物質に用いたニッケル・水素蓄電池が実用化さ
れている。
ヘッドホンステレオ等の種々の小型携帯機器の普及にと
もない、それらの電源としてアルカリ蓄電池は重要な役
割を果たしている。アルカリ蓄電池としては、従来、正
極活物質に水酸化ニッケル、負極活物質にカドミウムを
用いたニッケル・カドミウム蓄電池が用いられてきた
が、最近では、カドミウムよりも高容量な水素吸蔵合金
を負極活物質に用いたニッケル・水素蓄電池が実用化さ
れている。
【０００３】ニッケル・水素蓄電池を高温下で使用した
場合には、正極板の充電効率の低下や負極板の水素吸蔵
合金が腐食することに起因して、充放電特性や寿命性能
などの低下がおこる。正極板の充電効率を改善すること
を目的として、活物質への異種金属元素の共沈や、電極
への種々の添加剤の検討がおこなわれている。また、寿
命性能の改善を目的として、正極板や負極板への添加剤
の検討や、負極活物質である水素吸蔵合金の改良・改質
がおこなわれているものの、不充分であるのが現状であ
る。
場合には、正極板の充電効率の低下や負極板の水素吸蔵
合金が腐食することに起因して、充放電特性や寿命性能
などの低下がおこる。正極板の充電効率を改善すること
を目的として、活物質への異種金属元素の共沈や、電極
への種々の添加剤の検討がおこなわれている。また、寿
命性能の改善を目的として、正極板や負極板への添加剤
の検討や、負極活物質である水素吸蔵合金の改良・改質
がおこなわれているものの、不充分であるのが現状であ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ニッケル・水素蓄電池
を高温下で使用中に水素吸蔵合金が腐食された場合に
は、電解液中の水の消費をともなうため、電池の内部抵
抗の上昇につながり、性能低下におよぼす影響が大き
い。すなわち、ニッケル・水素蓄電池を高温下で使用し
た場合には、水素吸蔵合金の腐食を抑制することが重要
な課題である。
を高温下で使用中に水素吸蔵合金が腐食された場合に
は、電解液中の水の消費をともなうため、電池の内部抵
抗の上昇につながり、性能低下におよぼす影響が大き
い。すなわち、ニッケル・水素蓄電池を高温下で使用し
た場合には、水素吸蔵合金の腐食を抑制することが重要
な課題である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、正極
板と、水素吸蔵合金等を含む負極板と、セパレータおよ
びアルカリ電解液からなるアルカリ蓄電池であって、前
記負極板中にプロトン導電性固体高分子電解質を備える
ことを特徴とする。
板と、水素吸蔵合金等を含む負極板と、セパレータおよ
びアルカリ電解液からなるアルカリ蓄電池であって、前
記負極板中にプロトン導電性固体高分子電解質を備える
ことを特徴とする。
【０００６】請求項１の発明によれば、負極活物質であ
る水素吸蔵合金が固体高分子電解質で被覆され、水素吸
蔵合金と電解液等との接触面積が小さくなるので、合金
の腐食を抑制することができ、優れた特性のアルカリ蓄
電池を得ることができる。
る水素吸蔵合金が固体高分子電解質で被覆され、水素吸
蔵合金と電解液等との接触面積が小さくなるので、合金
の腐食を抑制することができ、優れた特性のアルカリ蓄
電池を得ることができる。
【０００７】請求項２の発明は、上記アルカリ蓄電池に
おいて、固体高分子電解質が有孔性であることを特徴と
する。
おいて、固体高分子電解質が有孔性であることを特徴と
する。
【０００８】請求項２の発明によれば、電解液の拡散経
路が確保されるために、アルカリ蓄電池の充放電性能が
より向上するものである。
路が確保されるために、アルカリ蓄電池の充放電性能が
より向上するものである。
【０００９】請求項３の発明は、上記アルカリ蓄電池に
おいて、正極活物質が水酸化ニッケルを含み、該正極板
にII族あるいは希土類系の金属化合物を添加したことを
特徴とする。
おいて、正極活物質が水酸化ニッケルを含み、該正極板
にII族あるいは希土類系の金属化合物を添加したことを
特徴とする。
【００１０】請求項３の発明によれば、アルカリ蓄電池
において、高温下での正極板の充電効率を向上させるこ
とができる。
において、高温下での正極板の充電効率を向上させるこ
とができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明のアルカリ蓄電池は、水素
吸蔵合金を含む負極板を使用し、この負極板中にプロト
ン導電性固体高分子電解質を備えたものである。このよ
うな構成を取ることによって、負極活物質である水素吸
蔵合金の表面が固体高分子電解質で覆われることにな
る。
吸蔵合金を含む負極板を使用し、この負極板中にプロト
ン導電性固体高分子電解質を備えたものである。このよ
うな構成を取ることによって、負極活物質である水素吸
蔵合金の表面が固体高分子電解質で覆われることにな
る。
【００１２】なお、水素吸蔵合金を含む負極板は普通多
孔性であるので、ここで「負極板中にプロトン導電性固
体高分子電解質を備える」とは、負極板の孔中や負極板
の表面にプロトン導電性固体高分子電解質が存在してい
ることを意味する。
孔性であるので、ここで「負極板中にプロトン導電性固
体高分子電解質を備える」とは、負極板の孔中や負極板
の表面にプロトン導電性固体高分子電解質が存在してい
ることを意味する。
【００１３】なお、電池反応においては、水素吸蔵合金
ではプロトンの出入りが行われるため、固体高分子電解
質はプロトン導電性をもつ必要がある。ただし、固体高
分子電解質がプロトン以外のイオン導電性をもっていて
もかまわない。
ではプロトンの出入りが行われるため、固体高分子電解
質はプロトン導電性をもつ必要がある。ただし、固体高
分子電解質がプロトン以外のイオン導電性をもっていて
もかまわない。
【００１４】水素吸蔵合金の腐食は、充電時に正極から
発生する酸素ガスやアルカリ性電解液と反応することに
よって、水素吸蔵合金表面に金属酸化物や水酸化物が生
成するために起こると考えられる。水素吸蔵合金をプロ
トン導電性固体高分子電解質で被覆すると、電解液等と
の接触面積が小さくなるので、合金の腐食が抑制できる
ものである。高温下においてはこれらの反応が起こりや
すくなり、腐食がおこりやすくなるので、本構成はより
有効なものである。
発生する酸素ガスやアルカリ性電解液と反応することに
よって、水素吸蔵合金表面に金属酸化物や水酸化物が生
成するために起こると考えられる。水素吸蔵合金をプロ
トン導電性固体高分子電解質で被覆すると、電解液等と
の接触面積が小さくなるので、合金の腐食が抑制できる
ものである。高温下においてはこれらの反応が起こりや
すくなり、腐食がおこりやすくなるので、本構成はより
有効なものである。
【００１５】また、前記負極板の孔部のプロトン導電性
固体高分子電解質が有孔性であると、孔中に電解液が存
在することになり、電解液の拡散経路が確保されるため
に、充放電性能が向上する効果がある。すなわち、有孔
性のプロトン導電性固体高分子電解質を用いることによ
り、従来の電池に比べて水素吸蔵合金の腐食がおこりに
くくなるとともに、有孔性でないプロトン導電性固体高
分子電解質を用いた場合に比べて充放電性能が向上する
ものである。
固体高分子電解質が有孔性であると、孔中に電解液が存
在することになり、電解液の拡散経路が確保されるため
に、充放電性能が向上する効果がある。すなわち、有孔
性のプロトン導電性固体高分子電解質を用いることによ
り、従来の電池に比べて水素吸蔵合金の腐食がおこりに
くくなるとともに、有孔性でないプロトン導電性固体高
分子電解質を用いた場合に比べて充放電性能が向上する
ものである。
【００１６】また、この有孔性高分子固体電解質の孔径
は０．００１μｍから１μｍであることが望ましい。孔
径が０．００１μｍより小さいときには電解液の拡散性
が低下することになり、１μｍを超える場合には孔径が
ばらつくことになり電流分布が不均一になるため、いず
れも充放電性能の低下要因となるためである。
は０．００１μｍから１μｍであることが望ましい。孔
径が０．００１μｍより小さいときには電解液の拡散性
が低下することになり、１μｍを超える場合には孔径が
ばらつくことになり電流分布が不均一になるため、いず
れも充放電性能の低下要因となるためである。
【００１７】固体高分子電解質の材質としては、ポリア
クリル酸やポリアクリル酸カリウム等の金属塩、パーフ
ルオロ酸、パーフルオロスルホン酸、ポリスチレンスル
ホン酸、ポリビニルアルコール、ポリ（２−アクリルア
ミド−２−メチルプロパンスルホン酸）、ポリエチレン
オキサイド等のポリエーテル、等があげられる。とく
に、電解液であるアルカリ性水溶液で膨潤する性質を持
つものが望ましい。
クリル酸やポリアクリル酸カリウム等の金属塩、パーフ
ルオロ酸、パーフルオロスルホン酸、ポリスチレンスル
ホン酸、ポリビニルアルコール、ポリ（２−アクリルア
ミド−２−メチルプロパンスルホン酸）、ポリエチレン
オキサイド等のポリエーテル、等があげられる。とく
に、電解液であるアルカリ性水溶液で膨潤する性質を持
つものが望ましい。
【００１８】電極の孔部に固体高分子電解質を備えさせ
る方法としては、固体高分子を第１の溶媒に溶解した溶
液中に浸漬した後乾燥する方法があげられる。この方法
は、電極本体を固体高分子溶液に浸漬することにより、
固体高分子溶液が電極の孔部に浸透するものであるが、
他に真空含浸法や、スクリーン印刷法、ドクターブレー
ド法などによってポリマー溶液を電極表面へ塗布し、浸
透圧によって電極内部に浸透させる方法などを用いるこ
ともできる。
る方法としては、固体高分子を第１の溶媒に溶解した溶
液中に浸漬した後乾燥する方法があげられる。この方法
は、電極本体を固体高分子溶液に浸漬することにより、
固体高分子溶液が電極の孔部に浸透するものであるが、
他に真空含浸法や、スクリーン印刷法、ドクターブレー
ド法などによってポリマー溶液を電極表面へ塗布し、浸
透圧によって電極内部に浸透させる方法などを用いるこ
ともできる。
【００１９】また、固体高分子に有孔処理を施す方法と
しては、紫外線照射による貫通孔作成方法や、機械的手
段によって貫通孔を開ける手法、相転移法等を用いるこ
とができる。中でも相転移法のひとつである湿式法によ
れば、有数の孔を有した三次元網目構造をなす有孔性固
体高分子が得られる。
しては、紫外線照射による貫通孔作成方法や、機械的手
段によって貫通孔を開ける手法、相転移法等を用いるこ
とができる。中でも相転移法のひとつである湿式法によ
れば、有数の孔を有した三次元網目構造をなす有孔性固
体高分子が得られる。
【００２０】相転移法のひとつである湿式法とは、固体
高分子を溶解する第１の溶媒と、固体高分子溶液から第
１の溶媒を抽出する抽出用の第２の溶媒とを用いて有孔
性固体高分子を得る方法であって、固体高分子を第１の
溶媒に溶解した固体高分子溶液を、第１の溶媒と相溶性
のある第２の溶媒中に浸漬することによって、固体高分
子溶液から第1の溶媒を抽出し、固体高分子の第１の溶
媒が除去された部分が孔となって、有孔性固体高分子が
形成されるものである。そして、この湿式法により、固
体高分子に開口部が円形の貫通孔を形成することができ
る。
高分子を溶解する第１の溶媒と、固体高分子溶液から第
１の溶媒を抽出する抽出用の第２の溶媒とを用いて有孔
性固体高分子を得る方法であって、固体高分子を第１の
溶媒に溶解した固体高分子溶液を、第１の溶媒と相溶性
のある第２の溶媒中に浸漬することによって、固体高分
子溶液から第1の溶媒を抽出し、固体高分子の第１の溶
媒が除去された部分が孔となって、有孔性固体高分子が
形成されるものである。そして、この湿式法により、固
体高分子に開口部が円形の貫通孔を形成することができ
る。
【００２１】なお、これらの固体高分子を備える方法や
有孔処理方法は、負極板に限定して適用されるものでは
ない。すなわち、必要に応じて正極板にも適用できるも
のである。
有孔処理方法は、負極板に限定して適用されるものでは
ない。すなわち、必要に応じて正極板にも適用できるも
のである。
【００２２】また、本発明においては、正極活物質とし
て水酸化ニッケルを主体とするものを用い、さらに正極
板にII族や希土類系の金属化合物を添加することが望ま
しい。その理由は、これらの化合物を添加すると高温下
での正極板の充電効率を向上する効果があるためであ
る。
て水酸化ニッケルを主体とするものを用い、さらに正極
板にII族や希土類系の金属化合物を添加することが望ま
しい。その理由は、これらの化合物を添加すると高温下
での正極板の充電効率を向上する効果があるためであ
る。
【００２３】II族や希土類系の金属化合物としては、水
酸化カルシウム、酸化カルシウム、水酸化マグネシウ
ム、酸化亜鉛等の他のII族の金属化合物や、水酸化ラン
タンや酸化イッテルビウム等の公知の希土類系の金属化
合物を用いることができ、いずれも同様の効果が得られ
る。また、これらの化合物の添加の形態は、粉末の添加
や水酸化ニッケルを被覆する状態での添加等があり、い
ずれも同様の効果が得られる。
酸化カルシウム、酸化カルシウム、水酸化マグネシウ
ム、酸化亜鉛等の他のII族の金属化合物や、水酸化ラン
タンや酸化イッテルビウム等の公知の希土類系の金属化
合物を用いることができ、いずれも同様の効果が得られ
る。また、これらの化合物の添加の形態は、粉末の添加
や水酸化ニッケルを被覆する状態での添加等があり、い
ずれも同様の効果が得られる。
【００２４】また、正極活物質である水酸化ニッケルに
は、コバルト、亜鉛、カドミウム、マンガン等の他の元
素を共沈させて、水酸化ニッケルの性能を改善すること
ができる。正極板に添加するコバルト化合物としては、
水酸化コバルト、一酸化コバルト、金属コバルト、コバ
ルトサブオキサイド等の１種類あるいは２種以上を用い
ることができ、いずれも同様の効果が得られる。
は、コバルト、亜鉛、カドミウム、マンガン等の他の元
素を共沈させて、水酸化ニッケルの性能を改善すること
ができる。正極板に添加するコバルト化合物としては、
水酸化コバルト、一酸化コバルト、金属コバルト、コバ
ルトサブオキサイド等の１種類あるいは２種以上を用い
ることができ、いずれも同様の効果が得られる。
【００２５】
【実施例】以下、本発明を実施例を用いて詳細に説明す
る。 ［実施例１］少量のコバルトおよび亜鉛を共沈した平均
粒径が１０μｍの水酸化ニッケル粉末１００重量部と、
水酸化コバルト粉末１０重量部と、水酸化カルシウム粉
末３重量部とを、０．４ｗｔ％カルボキシメチルセルロ
ース水溶液に分散させてペーストを調製した。多孔度９
５％の発泡ニッケル（住友電工製、商品名セルメット）
にペーストを充填・乾燥・プレスすることにより、ペー
スト式水酸化ニッケル正極板ｘを製作した。
る。 ［実施例１］少量のコバルトおよび亜鉛を共沈した平均
粒径が１０μｍの水酸化ニッケル粉末１００重量部と、
水酸化コバルト粉末１０重量部と、水酸化カルシウム粉
末３重量部とを、０．４ｗｔ％カルボキシメチルセルロ
ース水溶液に分散させてペーストを調製した。多孔度９
５％の発泡ニッケル（住友電工製、商品名セルメット）
にペーストを充填・乾燥・プレスすることにより、ペー
スト式水酸化ニッケル正極板ｘを製作した。
【００２６】つぎに、組成がＭｍＮｉ３．５５Ｃｏ
０．７５Ｍｎ０．４Ａｌ０．３である平均粒径が４０μ
ｍの水素吸蔵合金粉末１００重量部と、導電剤としての
カーボンブラック３重量部を混合し、ついで３ｗｔ％の
ポリビニルアルコール水溶液に分散させてペーストを調
製した。このペーストを、穿孔鋼板に塗布・乾燥・プレ
スすることにより、ペースト式水素吸蔵合金負極板ａを
製作した。
０．７５Ｍｎ０．４Ａｌ０．３である平均粒径が４０μ
ｍの水素吸蔵合金粉末１００重量部と、導電剤としての
カーボンブラック３重量部を混合し、ついで３ｗｔ％の
ポリビニルアルコール水溶液に分散させてペーストを調
製した。このペーストを、穿孔鋼板に塗布・乾燥・プレ
スすることにより、ペースト式水素吸蔵合金負極板ａを
製作した。
【００２７】つぎに、１０ｗｔ％のポリアクリル酸カリ
ウムの水溶液を調整し、これに、前記の水素吸蔵合金負
極板ａを減圧下で浸漬したのち乾燥して、極板内の孔部
に固体高分子を備えたペースト式水素吸蔵合金負極板ｂ
を製作した。
ウムの水溶液を調整し、これに、前記の水素吸蔵合金負
極板ａを減圧下で浸漬したのち乾燥して、極板内の孔部
に固体高分子を備えたペースト式水素吸蔵合金負極板ｂ
を製作した。
【００２８】また、水酸化カリウムと水酸化ナトリウム
と水酸化リチウムの含有モル比率が６：１：０．５であ
る２０℃での比重が１．３のアルカリ性水溶液を調整し
て、電解液とした。
と水酸化リチウムの含有モル比率が６：１：０．５であ
る２０℃での比重が１．３のアルカリ性水溶液を調整し
て、電解液とした。
【００２９】前記水酸化ニッケル正極板ｘ３枚と、水素
吸蔵合金負極板ｂ４枚と、親水性を付与したポリプロピ
レン製セパレータとからなる極板群を電池缶に挿入し、
さらに電解液を注液したのち封口して、理論容量が６０
０ｍＡｈの角型ニッケル・水素蓄電池Ａ（以下、本発明
電池Ａとする）を製作した。電解液を注液することによ
って、負極板の孔部に備えた固体高分子が膨潤してイオ
ン導電性が発現するため、固体高分子電解質として機能
するようになる。
吸蔵合金負極板ｂ４枚と、親水性を付与したポリプロピ
レン製セパレータとからなる極板群を電池缶に挿入し、
さらに電解液を注液したのち封口して、理論容量が６０
０ｍＡｈの角型ニッケル・水素蓄電池Ａ（以下、本発明
電池Ａとする）を製作した。電解液を注液することによ
って、負極板の孔部に備えた固体高分子が膨潤してイオ
ン導電性が発現するため、固体高分子電解質として機能
するようになる。
【００３０】［実施例２］市販のパーフロロスルホン酸
樹脂溶液である５ｗｔ％のナフィオン溶液に、実施例１
と同様にして製作したペースト式水素吸蔵合金負極板ａ
を減圧下で浸漬したのち乾燥して、極板内の孔部に固体
高分子を備えたペースト式水素吸蔵合金負極板ｃを製作
した。
樹脂溶液である５ｗｔ％のナフィオン溶液に、実施例１
と同様にして製作したペースト式水素吸蔵合金負極板ａ
を減圧下で浸漬したのち乾燥して、極板内の孔部に固体
高分子を備えたペースト式水素吸蔵合金負極板ｃを製作
した。
【００３１】このペースト式水素吸蔵合金負極板ｃを用
いた他は、本発明電池Ａと同様にして、本発明電池Ｂを
製作した。
いた他は、本発明電池Ａと同様にして、本発明電池Ｂを
製作した。
【００３２】［実施例３］市販のパーフロロスルホン酸
樹脂溶液である５ｗｔ％のナフィオン溶液に、実施例１
と同様にして製作したペースト式水素吸蔵合金負極板ａ
を減圧下で浸漬した。つぎに、酢酸−ｎ−ブチルに浸漬
したのち乾燥した。この方法によって、極板内の孔部に
存在する固体高分子は多孔化されるので、極板内の孔部
に有孔性固体高分子を備えたペースト式水素吸蔵合金負
極板ｄを製作した。
樹脂溶液である５ｗｔ％のナフィオン溶液に、実施例１
と同様にして製作したペースト式水素吸蔵合金負極板ａ
を減圧下で浸漬した。つぎに、酢酸−ｎ−ブチルに浸漬
したのち乾燥した。この方法によって、極板内の孔部に
存在する固体高分子は多孔化されるので、極板内の孔部
に有孔性固体高分子を備えたペースト式水素吸蔵合金負
極板ｄを製作した。
【００３３】このペースト式水素吸蔵合金負極板ｄを用
いた他は、本発明電池Ａと同様にして、本発明電池Ｃを
製作した。
いた他は、本発明電池Ａと同様にして、本発明電池Ｃを
製作した。
【００３４】［比較例１］前記の固体高分子電解質を備
えないペースト式水素吸蔵合金負極板ａを用いた他は、
本発明電池Ａと同様にして、負極板の孔部に固体高分子
電解質を備えない比較電池Ｄを製作した。
えないペースト式水素吸蔵合金負極板ａを用いた他は、
本発明電池Ａと同様にして、負極板の孔部に固体高分子
電解質を備えない比較電池Ｄを製作した。
【００３５】［比較例２］少量のコバルトおよび亜鉛を
共沈した平均粒径が１０μｍの水酸化ニッケル粉末１０
０重量部と、水酸化コバルト粉末１０重量部とを、０．
４ｗｔ％カルボキシメチルセルロース水溶液に分散させ
てペーストを調製した。多孔度９５％の発泡ニッケル
（住友電工製、商品名セルメット）にペーストを充填・
乾燥・プレスすることにより、ペースト式水酸化ニッケ
ル正極板ｙを製作した。
共沈した平均粒径が１０μｍの水酸化ニッケル粉末１０
０重量部と、水酸化コバルト粉末１０重量部とを、０．
４ｗｔ％カルボキシメチルセルロース水溶液に分散させ
てペーストを調製した。多孔度９５％の発泡ニッケル
（住友電工製、商品名セルメット）にペーストを充填・
乾燥・プレスすることにより、ペースト式水酸化ニッケ
ル正極板ｙを製作した。
【００３６】このペースト式水酸化ニッケル正極板ｙを
用いた他は、比較電池Ｄと同様にして、正極板に水酸化
カルシウムを添加せず、負極板の孔部にポリマー電解質
を備えない比較電池Ｅを製作した。
用いた他は、比較電池Ｄと同様にして、正極板に水酸化
カルシウムを添加せず、負極板の孔部にポリマー電解質
を備えない比較電池Ｅを製作した。
【００３７】以上の電池を、２５℃において０．１Ｃｍ
Ａ（６０ｍＡ）で１５時間充電し、０．２ＣｍＡ（１２
０ｍＡ）で電池の電圧が１．０Ｖになるまで放電するサ
イクルを３サイクルおこなった。続いて、５０℃におい
て充放電サイクル試験をおこなった。充電は、１ＣｍＡ
（６００ｍＡ）で−ΔＶ方式、すなわち充電中の電池電
圧が最大値から５ｍＶ降下した時点で充電を打ち切る方
式とした。放電は、１ＣｍＡ（６００ｍＡ）で電池の電
圧が１．０Ｖになるまでおこなった。
Ａ（６０ｍＡ）で１５時間充電し、０．２ＣｍＡ（１２
０ｍＡ）で電池の電圧が１．０Ｖになるまで放電するサ
イクルを３サイクルおこなった。続いて、５０℃におい
て充放電サイクル試験をおこなった。充電は、１ＣｍＡ
（６００ｍＡ）で−ΔＶ方式、すなわち充電中の電池電
圧が最大値から５ｍＶ降下した時点で充電を打ち切る方
式とした。放電は、１ＣｍＡ（６００ｍＡ）で電池の電
圧が１．０Ｖになるまでおこなった。
【００３８】サイクル試験における各電池の放電容量の
推移を図１に示す。図１において、記号○は本発明電池
Ａの、記号△は本発明電池Ｂの、記号□は本発明電池Ｃ
の、記号◇は比較電池Ｄの、記号×は比較電池Ｅの、そ
れぞれの特性を示した。
推移を図１に示す。図１において、記号○は本発明電池
Ａの、記号△は本発明電池Ｂの、記号□は本発明電池Ｃ
の、記号◇は比較電池Ｄの、記号×は比較電池Ｅの、そ
れぞれの特性を示した。
【００３９】本発明電池Ａ、ＢおよびＣは、比較電池Ｄ
に比べて容量低下が小さく、良好な容量推移を示した。
すなわち、負極板の孔部に固体高分子電解質を備えるた
めに、負極の水素吸蔵合金の腐食が抑制されたものと考
えられる。
に比べて容量低下が小さく、良好な容量推移を示した。
すなわち、負極板の孔部に固体高分子電解質を備えるた
めに、負極の水素吸蔵合金の腐食が抑制されたものと考
えられる。
【００４０】また、本発明電池Ｃの容量が本発明電池Ｂ
に比べて大きかったのは、本発明電池Ｃでは、負極板の
孔部の固体高分子電解質が多孔性であるため、プロトン
の拡散が良好になったためであると考えられる。
に比べて大きかったのは、本発明電池Ｃでは、負極板の
孔部の固体高分子電解質が多孔性であるため、プロトン
の拡散が良好になったためであると考えられる。
【００４１】また、比較電池Ｅでは初期より容量が小さ
いのは、正極板に水酸化カルシウムを添加していないた
めに高温下での充電効率が低くなったためである。
いのは、正極板に水酸化カルシウムを添加していないた
めに高温下での充電効率が低くなったためである。
【００４２】なお、本発明の実施例では、組成がＭｍＮ
ｉ３．５５Ｃｏ０．７５Ｍｎ０．４Ａｌ０．３である水
素吸蔵合金を用いたが、他の組成の水素吸蔵合金を用い
た場合にも同様の効果が得られた。
ｉ３．５５Ｃｏ０．７５Ｍｎ０．４Ａｌ０．３である水
素吸蔵合金を用いたが、他の組成の水素吸蔵合金を用い
た場合にも同様の効果が得られた。
【００４３】
【発明の効果】本発明によるアルカリ蓄電池は、水素吸
蔵合金を含む負極板中にプロトン導電性固体高分子電解
質を備えることによって水素吸蔵合金の腐食を抑制で
き、良好な充放電サイクル寿命性能が得られる。本発明
電池は、とくに高温下においても効果的に腐食を抑制で
きるので、その工業的価値は極めて大きい。
蔵合金を含む負極板中にプロトン導電性固体高分子電解
質を備えることによって水素吸蔵合金の腐食を抑制で
き、良好な充放電サイクル寿命性能が得られる。本発明
電池は、とくに高温下においても効果的に腐食を抑制で
きるので、その工業的価値は極めて大きい。
【図１】 各電池の充放電サイクルにともなう放電容量
の推移の比較を示した図。
の推移の比較を示した図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H028 AA01 BB03 BB06 EE05 EE10 5H050 AA02 AA05 BA11 CA04 CB16 DA02 DA03 DA09 EA12 EA23 FA17 FA18 GA02 GA10 GA22 GA23
Claims (3)
- 【請求項１】 正極板と、水素吸蔵合金を含む負極板
と、セパレータおよびアルカリ電解液からなるアルカリ
蓄電池であって、前記負極板中にプロトン導電性固体高
分子電解質を備えたことを特徴とするアルカリ蓄電池。 - 【請求項２】 固体高分子電解質が有孔性であることを
特徴とする請求項１記載のアルカリ蓄電池。 - 【請求項３】 正極板が水酸化ニッケルを含み、該正極
板にII族あるいは希土類系の金属化合物を添加したこと
を特徴とする請求項１または２記載のアルカリ蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001014825A JP2002216767A (ja) | 2001-01-23 | 2001-01-23 | アルカリ蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001014825A JP2002216767A (ja) | 2001-01-23 | 2001-01-23 | アルカリ蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002216767A true JP2002216767A (ja) | 2002-08-02 |
Family
ID=18881464
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001014825A Pending JP2002216767A (ja) | 2001-01-23 | 2001-01-23 | アルカリ蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002216767A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2004068625A1 (ja) * | 2003-01-31 | 2006-05-25 | 株式会社ユアサコーポレーション | 密閉形アルカリ蓄電池と、その電極構造、充電方法及び密閉形アルカリ蓄電池用充電器 |
| CN110690496A (zh) * | 2019-10-24 | 2020-01-14 | 西南大学 | 一种pfsa-k固态复合电解质隔膜及其制备方法和应用 |
-
2001
- 2001-01-23 JP JP2001014825A patent/JP2002216767A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2004068625A1 (ja) * | 2003-01-31 | 2006-05-25 | 株式会社ユアサコーポレーション | 密閉形アルカリ蓄電池と、その電極構造、充電方法及び密閉形アルカリ蓄電池用充電器 |
| CN110690496A (zh) * | 2019-10-24 | 2020-01-14 | 西南大学 | 一种pfsa-k固态复合电解质隔膜及其制备方法和应用 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20051213 |