JP2002289187A - beta TYPE NICKEL OXYHYDROXIDE, MANUFACTURING METHOD THEREOF, POSITIVE ELECTRODE ACTIVE MATERIAL, POSITIVE ELECTRODE FOR BATTERY, AND NICKEL ZINC BATTERY - Google Patents
beta TYPE NICKEL OXYHYDROXIDE, MANUFACTURING METHOD THEREOF, POSITIVE ELECTRODE ACTIVE MATERIAL, POSITIVE ELECTRODE FOR BATTERY, AND NICKEL ZINC BATTERYInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ベータ型オキシ水
酸化ニッケルおよびその製造方法、このベータ型オキシ
水酸化ニッケルを用いる正極活物質、この正極活物質を
含む電池用正極、並びに、ニッケル亜鉛電池に関する。The present invention relates to a beta-type nickel oxyhydroxide and a method for producing the same, a positive electrode active material using the beta-type nickel oxyhydroxide, a positive electrode for a battery containing the positive electrode active material, and a nickel-zinc battery. About.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、小型の携帯用電子機器、とりわ
け、携帯用ゲーム機、デジタルカメラの普及は非常にめ
ざましい、今後もますますその普及が予想され、それに
伴って、電源となる電池の需要も急速に拡大すると考え
られる。こうした電子機器は一般に作動電圧が高く、か
つ大電流を必要とするため、その電源としては重負荷で
の放電特性に優れていなければならない。2. Description of the Related Art In recent years, the spread of small portable electronic devices, especially portable game machines and digital cameras, has been extremely remarkable. Are also expected to expand rapidly. Since such electronic devices generally have a high operating voltage and require a large current, their power sources must have excellent discharge characteristics under heavy loads.
【0003】この要求を満たす電池の中で最も普及して
いるのは、二酸化マンガンを正極、亜鉛を負極に使用
し、電解液に高濃度アルカリ水溶液を使用したアルカリ
マンガン電池である。この電池は二酸化マンガン、亜鉛
ともに安価であり、また、単位重量当たりのエネルギー
密度が高いことから、小型携帯用電子機器用の電源をは
じめ、幅広く用いられている。The most widespread battery satisfying this requirement is an alkaline manganese battery using manganese dioxide as a positive electrode and zinc as a negative electrode, and using a high-concentration alkaline aqueous solution as an electrolyte. Since this battery is inexpensive for both manganese dioxide and zinc, and has a high energy density per unit weight, it is widely used, including power supplies for small portable electronic devices.
【0004】このような小型携帯用機器での使用を鑑
み、アルカリマンガン電池は更なる重負荷放電特性の向
上を目指すべく、電池材料からその電池構成に至るま
で、現在までに数多くの改良がなされてきた。しかしな
がらこの電池系は、正極活物質である二酸化マンガンの
放電が均一固相反応であるために、放電によって電圧が
徐々に低下し、右下がりの放電曲線を描くため、上述し
たような、高電圧、大電流を必要とする小型携帯用電子
機器においては、こういったアルカリマンガン電池の放
電挙動では基本的に僅かしか許容できず、機器の使用可
能時間は、様々な改良がなされた現在においてもごく僅
かでしかない。加えて、小型携帯用電子機器は、いずれ
もその市場投入初期は比較的高電圧、大電流で作動する
傾向があり、今後そういった新規の機器にも対応可能
な、より重負荷特性に優れた電池が必要不可欠である。[0004] In view of the use in such small portable devices, the alkaline manganese battery has been subjected to a number of improvements from the battery material to the battery configuration in order to further improve the heavy load discharge characteristics. Have been. However, in this battery system, since the discharge of manganese dioxide, which is the positive electrode active material, is a uniform solid phase reaction, the voltage gradually decreases due to the discharge, and the discharge curve draws rightward. However, in small portable electronic devices that require large currents, the discharge behavior of such alkaline manganese batteries is basically only marginally tolerable, and the usable time of the devices is still small even after various improvements have been made. There are only a few. In addition, small portable electronic devices tend to operate at relatively high voltage and high current in the early stages of their introduction to the market, and batteries with superior heavy load characteristics that can support such new devices in the future. Is essential.
【0005】このような要求を満たす電池として、ニッ
ケル亜鉛電池が従来より提案されてきた。この電池は、
正極にオキシ水酸化ニッケル、負極に亜鉛を使用した電
池であり、アルカリマンガン電池よりも作動電圧の高
い、重負荷特性に優れた電池である。As a battery satisfying such requirements, a nickel zinc battery has been conventionally proposed. This battery is
This is a battery using nickel oxyhydroxide for the positive electrode and zinc for the negative electrode. The battery has a higher operating voltage than the alkaline manganese battery and is excellent in heavy load characteristics.
【0006】オキシ水酸化ニッケルには、高密度型のベ
ータ型オキシ水酸化ニッケル(β−NiOOH,真密
度:4.68g/cm3 )と、低密度型のガンマ型オキ
シ水酸化ニッケル(γ−NiOOH,真密度:3.79
g/cm3 )の二種類がある。ニッケル亜鉛電池にオキ
シ水酸化ニッケルを使用するものとしては、例えば特開
平10−214621号公報などのように、保存劣化の
小さい、ガンマ型オキシ水酸化ニッケルを使用する方法
が従来より提案されてきた。The nickel oxyhydroxide includes a high-density beta-nickel oxyhydroxide (β-NiOOH, true density: 4.68 g / cm 3 ) and a low-density gamma nickel oxyhydroxide (γ-NiOOH). NiOOH, true density: 3.79
g / cm 3 ). As a method using nickel oxyhydroxide for a nickel zinc battery, a method using a gamma-type nickel oxyhydroxide having little storage deterioration, such as Japanese Patent Laid-Open No. 10-214621, has been proposed. .
【0007】しかしながら、上述のようにガンマ型オキ
シ水酸化ニッケルはベータ型オキシ水酸化ニッケルより
密度が低く、これを用いて構成する電池は、確かにアル
カリマンガン電池と比較して高い作動電位が得られるも
のの、放電容量は小さくなってしまうという難点があ
る。[0007] However, as described above, gamma-type nickel oxyhydroxide has a lower density than beta-type nickel oxyhydroxide, and a battery constituted by using the same has a higher operating potential than an alkaline manganese battery. However, there is a disadvantage that the discharge capacity is reduced.
【0008】これに対して、ベータ型オキシ水酸化ニッ
ケルは、ガンマ型オキシ水酸化ニッケルよりも密度が高
いので、これを用いて構成する電池は大きな放電容量を
得ることができる。しかし、ベータ型オキシ水酸化ニッ
ケルを用いる電池は、ガンマ型オキシ水酸化ニッケルを
用いる電池よりも保存劣化が著しいという問題がある。On the other hand, since beta-type nickel oxyhydroxide has a higher density than gamma-type nickel oxyhydroxide, a battery formed using the same can obtain a large discharge capacity. However, batteries using beta-type nickel oxyhydroxide have a problem that storage deterioration is more remarkable than batteries using gamma-type nickel oxyhydroxide.
【0009】一方、近年の携帯用電子機器の普及によ
り、筒形アルカリ電池の需要は増える一方である。ま
た、従来駆動電圧が高かった携帯用電子機器も次第に低
電圧化されることから低電圧系の二次電池は非常に重要
な位置を占めるようになる。一方、一次電池を二次電池
化し、繰り返し使用することで、環境的負荷を低減する
ことができる。On the other hand, with the spread of portable electronic equipment in recent years, the demand for cylindrical alkaline batteries is increasing. In addition, since a portable electronic device which has conventionally had a high driving voltage is gradually reduced in voltage, a secondary battery of a low voltage system occupies a very important position. On the other hand, by changing a primary battery into a secondary battery and repeatedly using it, the environmental load can be reduced.
【0010】従来、正極活物質にニッケルを用いた電池
としてニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池があ
るが、いずれもニッケル正極は主成分を水酸化ニッケル
として用いられており、電池を使用するためにはまず充
電する必要性があり、作製した時点ではすぐには使用で
きないという欠点がある。Conventionally, there are a nickel hydride battery and a nickel cadmium battery as batteries using nickel as a positive electrode active material. In both cases, a nickel positive electrode is mainly used as nickel hydroxide. First of all, there is a drawback that it is necessary to charge the battery and it cannot be used immediately at the time of production.
【0011】一方、初回充電の必要のない電池として正
極活物質に二酸化マンガン、負極活物質に亜鉛を用いた
アルカリ電池が提案されている。しかし、二酸化マンガ
ンは充放電サイクルにおける可逆性が悪く、放電した
後、充電しても初期の二酸化マンガンに戻りにくいた
め、充放電サイクルを重ねると容量は急激に劣化する。On the other hand, an alkaline battery using manganese dioxide as a positive electrode active material and zinc as a negative electrode active material has been proposed as a battery which does not require initial charging. However, manganese dioxide has poor reversibility in the charge / discharge cycle, and it is difficult to return to the initial manganese dioxide even if charged after being discharged. Therefore, the capacity rapidly deteriorates when charge / discharge cycles are repeated.
【0012】また、このような充放電サイクルによる容
量劣化は正極活物質にベータ型オキシ水酸化ニッケルを
活物質として用いたニッケル亜鉛電池においても起こ
る。その容量劣化は充電時におけるガンマ型オキシ水酸
化ニッケルの生成による電極膨張による内部抵抗の増大
に原因がある。電極膨張を抑制することにより充放電サ
イクルによる容量劣化を防ぐ試みがなされているが、そ
の問題の解決は困難である。[0012] Such capacity degradation due to charge / discharge cycles also occurs in nickel zinc batteries using beta-type nickel oxyhydroxide as the active material for the positive electrode active material. The capacity deterioration is caused by an increase in internal resistance due to electrode expansion due to generation of gamma-type nickel oxyhydroxide during charging. Attempts have been made to prevent capacity degradation due to charge / discharge cycles by suppressing electrode expansion, but it is difficult to solve the problem.
【0013】[0013]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
課題に鑑みてなされたものであり、電池の保存特性を向
上させることができる電池用正極、およびこの電池用正
極を用いるニッケル亜鉛電池を提供することを目的とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such problems, and a battery positive electrode capable of improving the storage characteristics of a battery, and a nickel zinc battery using the battery positive electrode. The purpose is to provide.
【0014】さらに、本発明は充放電サイクルによる容
量劣化を抑制することができるベータ型オキシ水酸化ニ
ッケルおよびその製造方法、このベータ型オキシ水酸化
ニッケルを用いる正極活物質、並びにこの正極活物質を
用いるニッケル亜鉛電池を提供することを目的とする。Further, the present invention provides a beta-type nickel oxyhydroxide capable of suppressing capacity deterioration due to a charge / discharge cycle, a method for producing the same, a positive electrode active material using the beta-type nickel oxyhydroxide, and a positive electrode active material. An object is to provide a nickel zinc battery to be used.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】本発明の電池用正極は、
ベータ型オキシ水酸化ニッケルとアルカリ土類金属化合
物とを含有する。上述のアルカリ土類金属化合物とし
て、アルカリ土類金属の水酸化物もしくは酸化物から選
ばれる1種類以上の化合物が添加されてなる場合があ
る。また、上述のアルカリ土類金属が、Ca、Mg、S
r、Baから選ばれる1種類以上の金属からなる場合が
ある。また、上述のアルカリ土類金属が、ベータ型オキ
シ水酸化ニッケルに対して0.08〜3.0質量%の範
囲にある場合がある。また、上述のベータ型オキシ水酸
化ニッケルは、粒子の形状が略球状である場合がある。
また、上述のベータ型オキシ水酸化ニッケルは、タップ
密度が2.2〜2.7g/cm3 であり、バルク密度が
1.6〜2.2g/cm3 である場合がある。The positive electrode for a battery according to the present invention comprises:
It contains beta-type nickel oxyhydroxide and an alkaline earth metal compound. As the above-mentioned alkaline earth metal compound, one or more compounds selected from hydroxides or oxides of alkaline earth metals may be added. Further, the above-mentioned alkaline earth metal is Ca, Mg, S
It may be composed of one or more metals selected from r and Ba. Further, the above-mentioned alkaline earth metal may be in the range of 0.08 to 3.0% by mass based on the beta-type nickel oxyhydroxide. The above-mentioned beta-type nickel oxyhydroxide may have a substantially spherical particle shape.
The above-mentioned beta type nickel oxyhydroxide may have a tap density of 2.2 to 2.7 g / cm 3 and a bulk density of 1.6 to 2.2 g / cm 3 .
【0016】本発明の電池用正極は、ベータ型オキシ水
酸化ニッケルと希土類元素化合物とを含有する。上述の
希土類元素化合物として、希土類元素の水酸化物もしく
は酸化物から選ばれる1種類以上の化合物が添加されて
なる場合がある。また、上述の希土類元素が、Y、Y
b、Er、Gdから選ばれる1種類以上の元素からなる
場合がある。また、上述の希土類元素が、ベータ型オキ
シ水酸化ニッケルに対して0.08〜3.1質量%の範
囲にある場合がある。また、上述のベータ型オキシ水酸
化ニッケルは、粒子の形状が略球状である場合がある。
また、上述のベータ型オキシ水酸化ニッケルは、タップ
密度が2.2〜2.7g/cm3 であり、バルク密度が
1.6〜2.2g/cm3 である場合がある。The battery positive electrode of the present invention contains beta-type nickel oxyhydroxide and a rare earth element compound. In some cases, one or more compounds selected from hydroxides or oxides of rare earth elements are added as the rare earth element compounds. Further, when the rare earth element is Y, Y
It may be composed of one or more elements selected from b, Er, and Gd. The rare earth element may be in the range of 0.08 to 3.1% by mass with respect to the beta-type nickel oxyhydroxide. The above-mentioned beta-type nickel oxyhydroxide may have a substantially spherical particle shape.
The above-mentioned beta type nickel oxyhydroxide may have a tap density of 2.2 to 2.7 g / cm 3 and a bulk density of 1.6 to 2.2 g / cm 3 .
【0017】本発明のニッケル亜鉛電池は、正極活物質
であるベータ型オキシ水酸化ニッケルと黒鉛粉末とを少
なくとも含む混合粉末を中空円筒状にペレット成形した
正極を外周部に配置させ、負極活物質である亜鉛と電解
液とを含む負極を中心部に配し、正極と負極の間にセパ
レータを配する、ニッケル亜鉛電池において、アルカリ
土類金属化合物を粒子内に含有させるベータ型オキシ水
酸化ニッケルである。The nickel-zinc battery of the present invention comprises a positive electrode obtained by forming a mixed powder containing at least a beta-type nickel oxyhydroxide serving as a positive electrode active material and graphite powder into a hollow cylindrical shape, and disposing the positive electrode on the outer periphery. In a nickel zinc battery, a negative electrode containing zinc and an electrolytic solution is disposed in the center, and a separator is disposed between the positive electrode and the negative electrode. In a nickel zinc battery, beta-type nickel oxyhydroxide containing an alkaline earth metal compound in particles is included. It is.
【0018】上述のアルカリ土類金属化合物として、ア
ルカリ土類金属の水酸化物もしくは酸化物から選ばれる
1種類以上の化合物が添加されてなる場合がある。ま
た、上述のアルカリ土類金属が、Ca、Mg、Sr、B
aから選ばれる1種類以上の金属からなる場合がある。
また、上述のアルカリ土類金属が、ベータ型オキシ水酸
化ニッケルに対して0.08〜3.0質量%の範囲にあ
る場合がある。また、上述のベータ型オキシ水酸化ニッ
ケルは、粒子の形状が略球状である場合がある。また、
上述のベータ型オキシ水酸化ニッケルは、タップ密度が
2.2〜2.7g/cm3 であり、バルク密度が1.6
〜2.2g/cm3 である場合がある。In some cases, one or more compounds selected from hydroxides or oxides of alkaline earth metals are added as the above alkaline earth metal compound. Further, the above-mentioned alkaline earth metal is Ca, Mg, Sr, B
It may consist of one or more metals selected from a.
Further, the above-mentioned alkaline earth metal may be in the range of 0.08 to 3.0% by mass based on the beta-type nickel oxyhydroxide. The above-mentioned beta-type nickel oxyhydroxide may have a substantially spherical particle shape. Also,
The above-mentioned beta-type nickel oxyhydroxide has a tap density of 2.2 to 2.7 g / cm 3 and a bulk density of 1.6.
To 2.2 g / cm 3 in some cases.
【0019】本発明のニッケル亜鉛電池は、正極活物質
であるベータ型オキシ水酸化ニッケルと黒鉛粉末とを少
なくとも含む混合粉末を中空円筒状にペレット成形した
正極を外周部に配置させ、負極活物質である亜鉛と電解
液とを含む負極を中心部に配し、正極と負極の間にセパ
レータを配する、ニッケル亜鉛電池において、希土類元
素化合物を粒子内に含有させるベータ型オキシ水酸化ニ
ッケルである。The nickel-zinc battery of the present invention comprises a positive electrode obtained by forming a mixed powder containing at least a beta-type nickel oxyhydroxide as a positive electrode active material and graphite powder into a hollow cylindrical shape, and disposing the positive electrode on the outer peripheral portion. In the nickel zinc battery, a beta-type nickel oxyhydroxide in which a rare earth element compound is contained in particles is disposed in the center of a negative electrode containing zinc and an electrolytic solution, and a separator is disposed between the positive electrode and the negative electrode. .
【0020】上述の希土類元素化合物として、希土類元
素の水酸化物もしくは酸化物から選ばれる1種類以上の
化合物が添加されてなる場合がある。また、上述の希土
類元素が、Y、Yb、Er、Gdから選ばれる1種類以
上の元素からなる場合がある。また、上述の希土類元素
が、ベータ型オキシ水酸化ニッケルに対して0.08〜
3.1質量%の範囲にある場合がある。また、上述のベ
ータ型オキシ水酸化ニッケルは、粒子の形状が略球状で
ある場合がある。また、上述のベータ型オキシ水酸化ニ
ッケルは、タップ密度が2.2〜2.7g/cm3 であ
り、バルク密度が1.6〜2.2g/cm3 である場合
がある。In some cases, one or more compounds selected from hydroxides or oxides of rare earth elements are added as the rare earth element compound. Further, the rare earth element described above may be composed of one or more elements selected from Y, Yb, Er, and Gd. In addition, the rare earth element described above is 0.08 to
It may be in the range of 3.1% by mass. The above-mentioned beta-type nickel oxyhydroxide may have a substantially spherical particle shape. The above-mentioned beta type nickel oxyhydroxide may have a tap density of 2.2 to 2.7 g / cm 3 and a bulk density of 1.6 to 2.2 g / cm 3 .
【0021】本発明のベータ型オキシ水酸化ニッケル
は、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリ
ウムのうちの1種類以上の元素を含有する。上述のベー
タ型オキシ水酸化ニッケルは、以下の場合がある。すな
わち、ベータ型オキシ水酸化ニッケルは、マグネシウ
ム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムのうちの1
種類以上の元素を合計で0.01〜30質量%含有す
る。また、上述のベータ型オキシ水酸化ニッケルは、以
下の場合がある。すなわち、ベータ型オキシ水酸化ニッ
ケルは、粒子の形状が略球状である。また、上述のベー
タ型オキシ水酸化ニッケルは、以下の場合がある。すな
わち、ベータ型オキシ水酸化ニッケルは、タップ密度が
1.8〜2.7(g/cm3 )であり、バルク密度が
1.4〜2.2(g/cm3 )である。The beta-type nickel oxyhydroxide of the present invention contains at least one of magnesium, calcium, strontium and barium. The above-mentioned beta type nickel oxyhydroxide may be as follows. That is, beta-type nickel oxyhydroxide is one of magnesium, calcium, strontium, and barium.
More than one kind of elements are contained in a total amount of 0.01 to 30% by mass. The above-mentioned beta type nickel oxyhydroxide may be as follows. That is, the beta-type nickel oxyhydroxide has a substantially spherical particle shape. The above-mentioned beta type nickel oxyhydroxide may be as follows. That is, the beta-type nickel oxyhydroxide has a tap density of 1.8 to 2.7 (g / cm 3 ) and a bulk density of 1.4 to 2.2 (g / cm 3 ).
【0022】本発明は、以下の工程を含むベータ型オキ
シ水酸化ニッケルの製造方法である。すなわち、(イ)
マグネシウム塩、カルシウム塩、ストロンチウム塩、バ
リウム塩のうちの1種類以上の金属塩を含む、ニッケル
塩水溶液にアルカリ水溶液を加えて、マグネシウム、カ
ルシウム、ストロンチウム、バリウムのうちの1種類以
上の元素を含有する水酸化ニッケルを合成する第1の工
程。(ロ)上記水酸化ニッケルを、次亜塩素酸塩を含む
アルカリ液相中で酸化させ、ベータ型オキシ水酸化ニッ
ケルを合成する第2の工程。The present invention is a method for producing beta-type nickel oxyhydroxide including the following steps. That is, (a)
Contains one or more elements of magnesium, calcium, strontium and barium by adding an alkaline aqueous solution to a nickel salt aqueous solution containing one or more metal salts of magnesium salt, calcium salt, strontium salt and barium salt First step of synthesizing nickel hydroxide. (B) A second step of oxidizing the nickel hydroxide in an alkaline liquid phase containing hypochlorite to synthesize beta-type nickel oxyhydroxide.
【0023】上述のベータ型オキシ水酸化ニッケルの製
造方法は、以下の場合がある。すなわち、水酸化ニッケ
ルは、粒子の形状が略球状である。また、上述のベータ
型オキシ水酸化ニッケルの製造方法は、以下の場合があ
る。すなわち、ベータ型オキシ水酸化ニッケルは、粒子
の形状が略球状である。また、上述のベータ型オキシ水
酸化ニッケルの製造方法は、以下の場合がある。すなわ
ち、ベータ型オキシ水酸化ニッケルは、マグネシウム、
カルシウム、ストロンチウム、バリウムのうちの1種類
以上の元素を合計で0.01〜30質量%含有する。The method for producing the above-mentioned beta-type nickel oxyhydroxide may be as follows. That is, nickel hydroxide has a substantially spherical particle shape. Further, the above-mentioned method for producing the beta-type nickel oxyhydroxide may be as follows. That is, the beta-type nickel oxyhydroxide has a substantially spherical particle shape. Further, the above-mentioned method for producing the beta-type nickel oxyhydroxide may be as follows. That is, beta-type nickel oxyhydroxide is magnesium,
Contains at least one element of calcium, strontium, and barium in a total amount of 0.01 to 30% by mass.
【0024】本発明の正極活物質は、ベータ型オキシ水
酸化ニッケルからなる正極活物質において、以下のよう
になる。すなわち、ベータ型オキシ水酸化ニッケルは、
マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム
のうちの1種類以上の元素を含有する。The positive electrode active material of the present invention is as follows in a positive electrode active material comprising beta-type nickel oxyhydroxide. That is, beta-type nickel oxyhydroxide is
Contains one or more elements of magnesium, calcium, strontium, barium.
【0025】上述の正極活物質は、以下の場合がある。
すなわち、ベータ型オキシ水酸化ニッケルは、マグネシ
ウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムのうちの
1種類以上の元素を合計で0.01〜30質量%含有す
る。また、上述の正極活物質は、以下の場合がある。す
なわち、ベータ型オキシ水酸化ニッケルは、粒子の形状
が略球状である。また、上述の正極活物質は、以下の場
合がある。すなわち、ベータ型オキシ水酸化ニッケル
は、タップ密度が1.8〜2.7(g/cm3 )であ
り、バルク密度が1.4〜2.2(g/cm3 )であ
る。The above-mentioned positive electrode active material may be as follows.
That is, beta-type nickel oxyhydroxide contains at least one element of magnesium, calcium, strontium, and barium in a total amount of 0.01 to 30% by mass. The above-mentioned positive electrode active material may be as follows. That is, the beta-type nickel oxyhydroxide has a substantially spherical particle shape. The above-mentioned positive electrode active material may be as follows. That is, the beta-type nickel oxyhydroxide has a tap density of 1.8 to 2.7 (g / cm 3 ) and a bulk density of 1.4 to 2.2 (g / cm 3 ).
【0026】本発明のニッケル亜鉛電池は、正極活物質
であるベータ型オキシ水酸化ニッケルと黒鉛粉末とを少
なくとも含む混合粉末を中空円筒状にペレット成形した
正極を外周部に配置させ、負極活物質である亜鉛と電解
液とを含む負極を中心部に配し、正極と負極の間にセパ
レータを配する、ニッケル亜鉛電池において、以下のよ
うになる。すなわち、ベータ型オキシ水酸化ニッケル
は、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリ
ウムのうちの1種類以上の元素を含有する。The nickel-zinc battery of the present invention is characterized in that a mixed powder containing at least beta-type nickel oxyhydroxide, which is a positive electrode active material, and graphite powder is formed into a hollow cylindrical pellet, and the positive electrode is disposed on the outer periphery. In a nickel zinc battery in which a negative electrode containing zinc and an electrolytic solution is disposed at the center and a separator is disposed between the positive electrode and the negative electrode, the following is obtained. That is, beta-type nickel oxyhydroxide contains at least one element of magnesium, calcium, strontium, and barium.
【0027】上述のニッケル亜鉛電池は、以下の場合が
ある。すなわち、ベータ型オキシ水酸化ニッケルは、マ
グネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムの
うちの1種類以上の元素を合計で0.01〜30質量%
含有する。また、上述のニッケル亜鉛電池は、以下の場
合がある。すなわち、ベータ型オキシ水酸化ニッケル
は、粒子の形状が略球状である。また、上述のニッケル
亜鉛電池は、以下の場合がある。すなわち、ベータ型オ
キシ水酸化ニッケルは、タップ密度が1.8〜2.7
(g/cm3 )であり、バルク密度が1.4〜2.2
(g/cm3 )である。The above-mentioned nickel zinc battery has the following cases. That is, beta-type nickel oxyhydroxide contains at least one element of magnesium, calcium, strontium, and barium in a total amount of 0.01 to 30% by mass.
contains. Further, the above-mentioned nickel zinc battery may have the following cases. That is, the beta-type nickel oxyhydroxide has a substantially spherical particle shape. Further, the above-mentioned nickel zinc battery may have the following cases. That is, the beta-type nickel oxyhydroxide has a tap density of 1.8 to 2.7.
(G / cm 3 ) and the bulk density is 1.4 to 2.2.
(G / cm 3 ).
【0028】本発明の電池用正極およびニッケル亜鉛電
池によれば、電池用正極がベータ型オキシ水酸化ニッケ
ルおよびアルカリ土類金属化合物を含むか、または電池
用正極がベータ型オキシ水酸化ニッケルおよび希土類元
素化合物を含むので、または、正極活物質と黒鉛粉末と
を少なくとも含む混合粉末を中空円筒状にペレット成形
した正極を外周部に配し、負極活物質である亜鉛と電解
液とを少なくとも含む負極を中心部に配し、正極と負極
の間にセパレータを配した、ニッケル亜鉛電池におい
て、正極がベータ型オキシ水酸化ニッケルおよびアルカ
リ土類金属化合物を含むか、または正極がベータ型オキ
シ水酸化ニッケルおよび希土類元素化合物を含むので、
ベータ型オキシ水酸化ニッケルと水酸化カリウムとの反
応が抑制され、電池の自己放電が減少する。According to the battery positive electrode and the nickel zinc battery of the present invention, the battery positive electrode contains beta-type nickel oxyhydroxide and an alkaline earth metal compound, or the battery positive electrode has beta-type nickel oxyhydroxide and a rare earth element. A negative electrode containing at least an elemental compound, or a positive electrode obtained by pelletizing a mixed powder containing at least a positive electrode active material and graphite powder into a hollow cylindrical shape is disposed on an outer peripheral portion, and a negative electrode containing at least zinc as a negative electrode active material and an electrolyte solution In a nickel zinc battery, wherein the positive electrode comprises beta-type nickel oxyhydroxide and an alkaline earth metal compound, or the positive electrode comprises beta-type nickel oxyhydroxide. And rare earth compounds,
The reaction between beta-type nickel oxyhydroxide and potassium hydroxide is suppressed, and self-discharge of the battery is reduced.
【0029】本発明のベータ型オキシ水酸化ニッケルお
よびその製造方法、正極活物質、並びにニッケル亜鉛電
池によれば、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウ
ム、バリウムのうちの1種類以上の元素を含有するベー
タ型オキシ水酸化ニッケルとすることにより、または、
以下の工程を含むベータ型オキシ水酸化ニッケルの製造
方法とすることにより、すなわちマグネシウム塩、カル
シウム塩、ストロンチウム塩、バリウム塩のうちの1種
類以上の塩を含むニッケル塩水溶液にアルカリ水溶液を
加えて、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、
バリウムのうちの1種類以上の元素を含有する水酸化ニ
ッケルを合成する第1の工程、上記水酸化ニッケルを、
次亜塩素酸塩を含むアルカリ液相中で酸化させ、ベータ
型オキシ水酸化ニッケルを合成する第2の工程、また
は、ベータ型オキシ水酸化ニッケルからなる正極活物質
において、ベータ型オキシ水酸化ニッケルが、マグネシ
ウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムのうちの
1種類以上の元素を含有することにより、または、正極
活物質であるベータ型オキシ水酸化ニッケルと黒鉛粉末
とを少なくとも含む混合粉末を中空円筒状にペレット成
形した正極を外周部に、負極活物質である亜鉛と電解液
を含む負極を中心部に配し、正極と負極の間にセパレー
タを配した、ニッケル亜鉛電池において、ベータ型オキ
シ水酸化ニッケルがマグネシウム、カルシウム、ストロ
ンチウム、バリウムのうちの1種類以上の元素を含有す
ることにより、マグネシウム、カルシウム、ストロンチ
ウム、バリウムのうちの1種類以上の元素を固溶させた
ベータ型オキシ水酸化ニッケルでは、結晶内に欠陥がで
き、結晶がひずむことによってプロトンの自由さが増
し、拡散速度が大きくなる。According to the beta-type nickel oxyhydroxide and the method for producing the same, the positive electrode active material, and the nickel-zinc battery of the present invention, the beta-type oxyhydroxide containing at least one element of magnesium, calcium, strontium, and barium is used. By using nickel hydroxide, or
By providing a method for producing beta-type nickel oxyhydroxide including the following steps, namely, adding an aqueous alkali solution to an aqueous nickel salt solution containing one or more of magnesium salts, calcium salts, strontium salts, and barium salts , Magnesium, calcium, strontium,
A first step of synthesizing nickel hydroxide containing one or more elements of barium,
In the second step of oxidizing in an alkaline liquid phase containing hypochlorite to synthesize beta-type nickel oxyhydroxide, or in a positive electrode active material composed of beta-type nickel oxyhydroxide, beta-type nickel oxyhydroxide However, by containing at least one element of magnesium, calcium, strontium, barium, or a mixed powder containing at least beta-type nickel oxyhydroxide and graphite powder as a positive electrode active material into a hollow cylindrical shape In a nickel-zinc battery, a beta-type nickel oxyhydroxide was used in which a pellet-formed positive electrode was disposed on an outer peripheral portion, a negative electrode containing zinc as a negative electrode active material and an electrolytic solution was disposed in a central portion, and a separator was disposed between the positive electrode and the negative electrode. Contains at least one element of magnesium, calcium, strontium and barium, In beta-type nickel oxyhydroxide in which at least one element selected from the group consisting of calcium, strontium, and barium is dissolved, defects are formed in the crystal and distortion of the crystal increases the freedom of protons and increases the diffusion rate. growing.
【0030】[0030]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。まず、ベータ型オキシ水酸化ニッケルおよ
びアルカリ土類金属化合物を含む電池用正極、またはベ
ータ型オキシ水酸化ニッケルおよび希土類元素化合物を
含む電池用正極、並びにこれらの電池用正極を用いるニ
ッケル亜鉛電池にかかる発明の実施の形態について説明
する。Embodiments of the present invention will be described below. First, a battery positive electrode containing beta-type nickel oxyhydroxide and an alkaline earth metal compound, or a battery positive electrode containing beta-type nickel oxyhydroxide and a rare earth element compound, and a nickel zinc battery using these battery positive electrodes An embodiment of the present invention will be described.
【0031】最初に、本実施の形態にかかる電池の構成
について説明する。図1は本実施の形態にかかる電池の
一構成例として、ニッケル亜鉛電池1を示す断面図であ
る。すなわち、このニッケル亜鉛電池1は、正極活物質
であるベータ型オキシ水酸化ニッケル(β−NiOO
H)と、アルカリ土類金属化合物または希土類元素化合
物とを含有する正極と、亜鉛を負極活物質とする負極と
を有する電池である。First, the configuration of the battery according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a nickel zinc battery 1 as one configuration example of the battery according to the present embodiment. That is, the nickel-zinc battery 1 includes a beta-type nickel oxyhydroxide (β-NiOO)
H) and a positive electrode containing an alkaline earth metal compound or a rare earth element compound, and a negative electrode using zinc as a negative electrode active material.
【0032】具体的には、このニッケル亜鉛電池1は、
電池缶2と、正極3と、セパレータ4と、負極5と、封
口部材6と、ワッシャー7と、負極端子板8と、集電ピ
ン9とを備えている。ここで、電池缶2は、開口部を有
する中空有底円筒状の金属製の缶である。電池缶2は、
例えば鉄にニッケルめっきが施されており、電池の外部
正極端子となる。Specifically, this nickel zinc battery 1
A battery can 2, a positive electrode 3, a separator 4, a negative electrode 5, a sealing member 6, a washer 7, a negative electrode terminal plate 8, and a current collecting pin 9 are provided. Here, the battery can 2 is a hollow cylindrical metal can having a bottom and an opening. Battery can 2
For example, iron is nickel-plated and serves as an external positive terminal of the battery.
【0033】正極3は、中空円筒状をしており、正極活
物質であるオキシ水酸化ニッケルと、アルカリ土類金属
化合物または希土類元素化合物と、導電剤である黒鉛粉
末と、電解液である水酸化カリウム水溶液とからなる正
極合剤を中空円筒状に成形した正極ペレット3a,3
b,3cが電池缶2の内部に積層されている。なお、正
極3に含まれるオキシ水酸化ニッケルについては、その
具体的内容を後に述べる。The positive electrode 3 has a hollow cylindrical shape, and includes nickel oxyhydroxide as a positive electrode active material, an alkaline earth metal compound or a rare earth element compound, graphite powder as a conductive agent, and water as an electrolytic solution. Positive electrode pellets 3a and 3 each formed by molding a positive electrode mixture comprising an aqueous potassium oxide solution into a hollow cylinder
b, 3c are laminated inside the battery can 2. The specific content of the nickel oxyhydroxide contained in the positive electrode 3 will be described later.
【0034】セパレータ4は、中空の有底円筒状をして
おり、正極3の内側に接するように配される。負極5
は、負極活物質となる亜鉛粉末と、水酸化カリウム水溶
液を使用した電解液と、負極5をゲル状として亜鉛粉末
と電解液を均一に分散させておくためのゲル化剤とから
なる。この負極5は、有底円筒状のセパレータ4の内部
に注入されている。The separator 4 has a hollow cylindrical shape with a bottom and is disposed so as to be in contact with the inside of the positive electrode 3. Negative electrode 5
Comprises a zinc powder to be a negative electrode active material, an electrolyte using an aqueous solution of potassium hydroxide, and a gelling agent for uniformly dispersing the zinc powder and the electrolyte by forming the negative electrode 5 in a gel state. The negative electrode 5 is injected into the bottomed cylindrical separator 4.
【0035】そして、正極3と、負極5が充填されたセ
パレータ4とが内部に収納された電池缶2の開口部は、
封口部材6がこの開口部を封口するために嵌合されてい
る。封口部材6はプラスチック材からなり、さらに封口
部材6を覆うようにワッシャー7と負極端子板8とが取
り付けられている。The opening of the battery can 2 in which the positive electrode 3 and the separator 4 filled with the negative electrode 5 are accommodated,
A sealing member 6 is fitted to seal the opening. The sealing member 6 is made of a plastic material, and a washer 7 and a negative electrode terminal plate 8 are attached so as to cover the sealing member 6.
【0036】さらに、上記ワッシャー7が取り付けられ
た封口部材6の貫通孔には、上方から黄銅製の集電ピン
9が圧入されている。これにより、負極の集電は、負極
端子板8に溶接された釘状の集電ピン9が封口部材6の
中央部に形成された貫通孔に圧入されて、負極に達する
ことで確保されている。また、正極の集電は、正極3と
電池缶2とが接続されることで確保される。そして、電
池缶2の外周面は、図示しない外装ラベルによって覆わ
れており、電池缶2の下部に正極端子が位置している。Further, a current collecting pin 9 made of brass is press-fitted from above into the through hole of the sealing member 6 to which the washer 7 is attached. Thereby, the current collection of the negative electrode is ensured by the nail-shaped current collecting pin 9 welded to the negative electrode terminal plate 8 being pressed into the through hole formed at the center of the sealing member 6 and reaching the negative electrode. I have. The current collection of the positive electrode is ensured by connecting the positive electrode 3 and the battery can 2. The outer peripheral surface of the battery can 2 is covered with an exterior label (not shown), and the positive electrode terminal is located below the battery can 2.
【0037】つぎに、正極活物質であるオキシ水酸化ニ
ッケルについて、詳しく説明する。本実施の形態におい
ては、正極活物質としてオキシ水酸化ニッケル、特にベ
ータ型オキシ水酸化ニッケルを採用する。Next, nickel oxyhydroxide, which is a positive electrode active material, will be described in detail. In the present embodiment, nickel oxyhydroxide, particularly beta-type nickel oxyhydroxide is employed as the positive electrode active material.
【0038】図3は、本実施の形態にかかる電池の正極
活物質に用いる略球状のベータ型オキシ水酸化ニッケル
(A)と、従来の電池の正極活物質に用いる非球状のベ
ータ型オキシ水酸化ニッケル(B)を示す図である。こ
こで、図3Aおよび図3Bにおいて、それぞれ上段は本
実施の形態のベータ型オキシ水酸化ニッケル、および従
来のベータ型オキシ水酸化ニッケルの電子顕微鏡写真を
示すものであり、またそれぞれ下段は上段の写真の粒子
の外形をわかりやすいように示したものである。FIG. 3 shows a substantially spherical beta-type nickel oxyhydroxide (A) used for the positive electrode active material of the battery according to the present embodiment and a non-spherical beta-type oxyhydroxide used for the positive electrode active material of the conventional battery. It is a figure which shows nickel oxide (B). Here, in FIG. 3A and FIG. 3B, the upper row shows electron micrographs of the beta-type nickel oxyhydroxide of the present embodiment and the conventional beta-type nickel oxyhydroxide, respectively. The outline of the particles in the photograph is shown for easy understanding.
【0039】図3Aからわかるように、本実施の形態に
かかるベータ型オキシ水酸化ニッケルは、粒子の形状が
略球状である。すなわち、粒子の表面は角が取れ比較的
滑らかであり、全体の形状は若干細長いものや若干扁平
に近いものもあるが全体としては略球状を呈している。
これに対して、図3Bからわかるように、従来のベータ
型オキシ水酸化ニッケルは、非球状である。As can be seen from FIG. 3A, the beta-type nickel oxyhydroxide according to the present embodiment has a substantially spherical particle shape. That is, the surfaces of the particles are relatively smooth with sharp corners, and the overall shape is slightly elongated and slightly flat, but generally spherical.
In contrast, as can be seen from FIG. 3B, the conventional beta-type nickel oxyhydroxide is non-spherical.
【0040】本実施の形態で用いる正極活物質である、
ベータ型オキシ水酸化ニッケルは、以下の平均粒径と粒
度分布の範囲内にあることが望ましい。すなわち、ベー
タ型オキシ水酸化ニッケルの平均粒径は、19〜40μ
mの範囲内にあることが望ましい。また、ベータ型オキ
シ水酸化ニッケルの粒度分布は、5〜80μmの範囲内
にあることが望ましい。なお、粒度分布の最小値はふる
い下5%の値であり、粒度分布の最大値はふるい下95
%の値である。The positive electrode active material used in the present embodiment,
It is desirable that the beta-type nickel oxyhydroxide is in the range of the following average particle size and particle size distribution. That is, the average particle size of the beta-type nickel oxyhydroxide is 19 to 40 μm.
It is desirable to be within the range of m. The particle size distribution of the beta-type nickel oxyhydroxide is preferably in the range of 5 to 80 μm. Note that the minimum value of the particle size distribution is 5% below the sieve, and the maximum value of the particle size distribution is 95% below the sieve.
% Value.
【0041】略球状のベータ型オキシ水酸化ニッケルの
タップ(Tap)密度とバルク(Bulk)密度はつぎ
の範囲内にあることが望ましい。すなわち、ベータ型オ
キシ水酸化ニッケルのタップ密度は2.2〜2.7g/
cm3 の範囲にあることが望ましい。また、ベータ型オ
キシ水酸化ニッケルのバルク密度は1.6〜2.2g/
cm3 の範囲にあることが望ましい。It is desirable that the tap (Tap) density and the bulk (Bulk) density of the substantially spherical beta-type nickel oxyhydroxide are within the following ranges. That is, the tap density of the beta-type nickel oxyhydroxide is 2.2 to 2.7 g /
It is desirably in the range of cm 3 . The bulk density of the beta-type nickel oxyhydroxide is 1.6 to 2.2 g /
It is desirably in the range of cm 3 .
【0042】なお、タップ密度とバルク密度(「かさ密
度」ともいう)の測定方法はつぎの通りである。すなわ
ち、対象となる粉末を特定の容器に自然落下充填し、こ
の時の質量をA(g)、体積をB(cm3 )、容器を持
ち上げて容器の底を机などに200回軽くぶつけた(タ
ッピング)後の体積をC(cm3 )とすると以下の式で
定義される。バルク密度=A/B(g/cm3 )タップ
密度=A/C(g/cm3 )The method for measuring the tap density and the bulk density (also referred to as "bulk density") is as follows. That is, the target powder was naturally dropped and filled in a specific container, the mass at this time was A (g), the volume was B (cm 3 ), the container was lifted, and the bottom of the container was lightly hit on a desk or the like 200 times. When the volume after (tapping) is C (cm 3 ), it is defined by the following equation. Bulk density = A / B (g / cm 3 ) Tap density = A / C (g / cm 3 )
【0043】つぎに、正極に添加するアルカリ土類金属
化合物について説明する。本実施の形態にかかる正極
は、ベータ型オキシ水酸化ニッケルおよびアルカリ土類
金属化合物を含んでいる。ここで、アルカリ土類金属化
合物は、アルカリ土類金属の水酸化物およびアルカリ土
類金属の酸化物などである。これらのアルカリ土類金属
の水酸化物およびアルカリ土類金属の酸化物などの添加
の方法は、これらのうちのいずれか一つであってもよい
し、またはこれらの任意の組み合わせからなる混合物か
らなるものであってもよい。Next, the alkaline earth metal compound added to the positive electrode will be described. The positive electrode according to the present embodiment contains beta-type nickel oxyhydroxide and an alkaline earth metal compound. Here, the alkaline earth metal compound is an alkaline earth metal hydroxide, an alkaline earth metal oxide, or the like. The method of adding the alkaline earth metal hydroxide and the alkaline earth metal oxide may be any one of them, or may be a mixture of any combination thereof. It may be.
【0044】なお、アルカリ土類金属化合物は、上述の
アルカリ土類金属の水酸化物またはアルカリ土類金属の
酸化物に限定されるわけではない。アルカリ土類金属化
合物は、このほかアルカリ土類金属の塩などを採用する
ことができる。The alkaline earth metal compound is not limited to the above alkaline earth metal hydroxide or alkaline earth metal oxide. As the alkaline earth metal compound, an alkaline earth metal salt or the like can be employed.
【0045】また、アルカリ土類金属は、Ca、Mg、
Sr、Baなどを採用することができる。ここで、アル
カリ土類金属の採用の方法は、これらのうちのいずれか
一つであってもよいし、またはこれらの任意の組み合わ
せからなる混合物からなるものであってもよい。The alkaline earth metals are Ca, Mg,
Sr, Ba, etc. can be adopted. Here, the method of employing the alkaline earth metal may be any one of these, or may be a mixture of any combination thereof.
【0046】正極中のアルカリ土類金属は、正極活物質
(ベータ型オキシ水酸化ニッケル)に対して0.08〜
3.0質量%の範囲にあることが望ましい。また、正極
中のアルカリ土類金属は、正極活物質(ベータ型オキシ
水酸化ニッケル)に対して0.1〜3.0質量%の範囲
にあることがさらに望ましい。ここで、「質量%」は、
アルカリ土類金属化合物中に存在するアルカリ土類金属
の全質量を、正極活物質の全質量に対して、パーセント
表示したものである。The alkaline earth metal in the positive electrode is 0.08 to 0.08 to the positive electrode active material (beta type nickel oxyhydroxide).
It is desirable to be in the range of 3.0% by mass. Further, the alkaline earth metal in the positive electrode is more preferably in the range of 0.1 to 3.0% by mass based on the positive electrode active material (beta-type nickel oxyhydroxide). Here, “mass%” is
The total mass of the alkaline earth metal present in the alkaline earth metal compound is expressed as a percentage with respect to the total mass of the positive electrode active material.
【0047】アルカリ土類金属化合物の平均粒径は10
〜50μmの範囲内にあることが望ましい。平均粒径が
この範囲内にあると、アルカリ土類金属化合物を正極中
に分散させやすいという利点があるからである。The average particle size of the alkaline earth metal compound is 10
It is desirably within the range of 5050 μm. When the average particle size is within this range, there is an advantage that the alkaline earth metal compound is easily dispersed in the positive electrode.
【0048】アルカリ土類金属化合物の粒度分布は1〜
100μmの範囲内にあることが望ましい。粒度分布が
この範囲内にあると、アルカリ土類金属化合物を正極中
に分散させやすいという利点があるからである。The particle size distribution of the alkaline earth metal compound is 1 to
It is desirable to be within the range of 100 μm. If the particle size distribution is within this range, there is an advantage that the alkaline earth metal compound is easily dispersed in the positive electrode.
【0049】つぎに、正極活物質に添加する希土類元素
化合物について説明する。本実施の形態にかかる正極
は、ベータ型オキシ水酸化ニッケルおよび希土類元素化
合物を含んでいる。ここで、希土類元素化合物は、希土
類元素の水酸化物および希土類元素の酸化物などであ
る。これらの希土類元素の水酸化物および希土類元素の
酸化物などの添加の方法は、これらのうちのいずれか一
つであってもよいし、またはこれらの任意の組み合わせ
からなる混合物からなるものであってもよい。Next, the rare earth element compound added to the positive electrode active material will be described. The positive electrode according to the present embodiment contains beta-type nickel oxyhydroxide and a rare earth element compound. Here, the rare earth element compound is a hydroxide of a rare earth element, an oxide of a rare earth element, or the like. The method of adding the hydroxide of the rare earth element and the oxide of the rare earth element may be any one of them, or may be a mixture of any combination thereof. You may.
【0050】なお、希土類元素化合物は、上述の希土類
元素の水酸化物または希土類元素の酸化物に限定される
わけではない。希土類元素化合物は、このほか希土類元
素の塩などを採用することができる。The rare earth element compound is not limited to the above-mentioned hydroxide of the rare earth element or the oxide of the rare earth element. As the rare earth element compound, a salt of the rare earth element or the like can be employed.
【0051】また、希土類元素は、Y、Yb、Er、G
dなどを採用することができる。ここで、希土類元素の
採用の方法は、これらのうちのいずれか一つであっても
よいし、またはこれらの任意の組み合わせからなる混合
物からなるものであってもよい。The rare earth elements are Y, Yb, Er, G
d or the like can be adopted. Here, the method of adopting the rare earth element may be any one of them, or may be a mixture of any combination of these.
【0052】なお、希土類元素は、上述のY、Yb、E
r、Gdに限定されるわけではない。希土類元素は、こ
のほかSc、La、Ce、Tmなどを採用することがで
きる。It should be noted that the rare earth elements are represented by Y, Yb, E described above.
It is not limited to r and Gd. As the rare earth element, Sc, La, Ce, Tm or the like can be employed.
【0053】正極中の希土類元素は、正極活物質(ベー
タ型オキシ水酸化ニッケル)に対して0.08〜3.1
質量%の範囲にあることが望ましい。また、正極中の希
土類元素は、正極活物質(ベータ型オキシ水酸化ニッケ
ル)に対して0.1〜3.0質量%の範囲にあることが
さらに望ましい。ここで、「質量%」は、希土類元素化
合物中に存在する希土類元素の全質量を、正極活物質の
全質量に対して、パーセント表示したものである。The rare earth element in the positive electrode is 0.08 to 3.1 with respect to the positive electrode active material (beta type nickel oxyhydroxide).
It is desirably in the range of mass%. Further, the rare earth element in the positive electrode is more preferably in the range of 0.1 to 3.0% by mass based on the positive electrode active material (beta-type nickel oxyhydroxide). Here, “mass%” is a percentage of the total mass of the rare earth element present in the rare earth element compound with respect to the total mass of the positive electrode active material.
【0054】希土類元素化合物の平均粒径は10〜50
μmの範囲内にあることが望ましい。平均粒径がこの範
囲内にあると、希土類元素化合物を正極中に分散させや
すいという利点があるからである。The average particle size of the rare earth element compound is 10 to 50.
It is desirably within the range of μm. When the average particle size is within this range, there is an advantage that the rare earth element compound is easily dispersed in the positive electrode.
【0055】希土類元素化合物の粒度分布は1〜100
μmの範囲内にあることが望ましい。粒度分布がこの範
囲内にあると、希土類元素化合物を正極中に分散させや
すいという利点があるからである。The particle size distribution of the rare earth element compound is from 1 to 100.
It is desirably within the range of μm. If the particle size distribution is within this range, there is an advantage that the rare earth element compound is easily dispersed in the positive electrode.
【0056】従来のニッケル亜鉛電池、すなわち正極活
物質にオキシ水酸化ニッケルを使用するニッケル亜鉛電
池においては、電池を長期保存した場合、オキシ水酸化
ニッケルと電解液中のアルカリが反応し、酸素ガスが発
生する。この反応は、オキシ水酸化ニッケルが水酸化ニ
ッケルへ還元されるために、電池においては自己放電反
応となり、製造直後は長時間の放電ができても長期間保
存されると電池の放電時間が低下する。In a conventional nickel-zinc battery, that is, a nickel-zinc battery using nickel oxyhydroxide as a positive electrode active material, when the battery is stored for a long time, the nickel oxyhydroxide reacts with the alkali in the electrolytic solution and oxygen gas Occurs. This reaction is a self-discharge reaction in the battery because nickel oxyhydroxide is reduced to nickel hydroxide, and the discharge time of the battery decreases when stored for a long time even if it can be discharged for a long time immediately after production. I do.
【0057】本実施の形態によれば、正極中にCa、M
g、Sr、Baなどのアルカリ土類金属化合物または
Y、Yb、Er、Gdなどの希土類元素化合物を添加す
ることにより、ベータ型オキシ水酸化ニッケルと水酸化
カリウムとの反応が抑制され、酸素ガス発生速度が小さ
くなる。その結果、電池の自己放電が小さくなり、長期
間保存しても放電容量維持率が高い、保存特性の優れた
電池を供給するこどができる。According to the present embodiment, Ca, M
By adding an alkaline earth metal compound such as g, Sr, Ba or a rare earth element compound such as Y, Yb, Er, Gd, the reaction between beta-type nickel oxyhydroxide and potassium hydroxide is suppressed, and oxygen gas is added. The generation speed decreases. As a result, the self-discharge of the battery is reduced, and a battery having a high discharge capacity retention rate even when stored for a long time and having excellent storage characteristics can be supplied.
【0058】なお、上述の発明の実施の形態では、正極
活物質としてその形状が略球状のベータ型オキシ水酸化
ニッケルについて説明したが、このベータ型オキシ水酸
化ニッケルはその形状が略球状のものに限定されるわけ
ではなく、その他いかなる形状の場合においても、本発
明が適用できることはもちろんである。In the above-described embodiment of the present invention, a description has been given of a beta-type nickel oxyhydroxide having a substantially spherical shape as the positive electrode active material. However, this beta-type nickel oxyhydroxide has a substantially spherical shape. The present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to any other shapes.
【0059】また、上述の発明の実施の形態では、正極
活物質としてベータ型オキシ水酸化ニッケル一成分のみ
の場合について説明したが、正極活物質はこのベータ型
オキシ水酸化ニッケル一成分のみの場合に限定されるわ
けではなく、ベータ型オキシ水酸化ニッケルに他の成
分、例えば二酸化マンガンなどが共存していてもかまわ
ないことはもちろんである。In the above-described embodiment, the case where only one component of the beta-type nickel oxyhydroxide is used as the positive electrode active material has been described. It is a matter of course that other components such as manganese dioxide may coexist with the beta-type nickel oxyhydroxide.
【0060】また、上述の発明の実施の形態では、一次
電池であるニッケル亜鉛電池について説明したが、この
一次電池に限定されるわけではなく、このほか二次電池
であるニッケル亜鉛電池についても、本発明が適用でき
ることはもちろんである。In the embodiment of the invention described above, a nickel-zinc battery as a primary battery has been described. However, the present invention is not limited to this primary battery, and a nickel-zinc battery as a secondary battery is also applicable. Of course, the present invention can be applied.
【0061】また、上述の発明の実施の形態では、円筒
形のニッケル亜鉛電池について説明したが、この円筒形
電池に限定されるわけではなく、このほか扁平形など他
の形状のニッケル亜鉛電池についても、本発明が適用で
きることはもちろんである。また、電池サイズは特に限
定されるものではない。また、本発明は上述の実施の形
態に限らず本発明の要旨を逸脱することなくその他種々
の構成を採り得ることはもちろんである。In the embodiment of the invention described above, a nickel-zinc battery having a cylindrical shape is described. However, the present invention is not limited to this nickel-zinc battery. Of course, the present invention can be applied. Further, the battery size is not particularly limited. In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiment, but can adopt various other configurations without departing from the gist of the present invention.
【0062】つぎに、マグネシウム、カルシウム、スト
ロンチウム、バリウムのうちの1種類以上の元素を含有
するベータ型オキシ水酸化ニッケルおよびその製造方
法、このベータ型オキシ水酸化ニッケルを含む正極活物
質、並びにこの正極活物質を用いるニッケル亜鉛電池に
かかる発明の実施の形態について説明する。Next, beta-type nickel oxyhydroxide containing at least one of magnesium, calcium, strontium and barium, a method for producing the same, a positive electrode active material containing the beta-type nickel oxyhydroxide, An embodiment of the invention relating to a nickel zinc battery using a positive electrode active material will be described.
【0063】まず、本発明のニッケル亜鉛電池の構成に
ついて説明する。図2は本実施の形態にかかるニッケル
亜鉛電池の他の構成例を示す縦断面図である。すなわ
ち、このニッケル亜鉛電池は、マグネシウム、カルシウ
ム、ストロンチウム、バリウムのうちの1種類以上の元
素を含有するベータ型オキシ水酸化ニッケル(β−Ni
OOH)を正極活物質とする正極と、亜鉛を負極活物質
とする負極とを有する電池である。First, the configuration of the nickel zinc battery of the present invention will be described. FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing another configuration example of the nickel zinc battery according to the present embodiment. That is, the nickel-zinc battery is a beta-type nickel oxyhydroxide (β-Ni) containing at least one element of magnesium, calcium, strontium, and barium.
A battery having a positive electrode using OOH) as a positive electrode active material and a negative electrode using zinc as a negative electrode active material.
【0064】具体的には、このニッケル亜鉛電池1は、
電池缶2と、正極3と、セパレータ4と、負極5と、封
口部材6と、ワッシャー7と、負極端子板8と、集電ピ
ン9とを備えている。Specifically, this nickel zinc battery 1
A battery can 2, a positive electrode 3, a separator 4, a negative electrode 5, a sealing member 6, a washer 7, a negative electrode terminal plate 8, and a current collecting pin 9 are provided.
【0065】正極3は、中空円筒状をしており、マグネ
シウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムのうち
の1種類以上の元素を含有するベータ型オキシ水酸化ニ
ッケルと、導電剤である黒鉛粉末と、電解液である水酸
化カリウム水溶液とからなる正極合剤を中空円筒状に成
形した正極ペレット3a,3b,3cが電池缶2の内部
に積層されている。The positive electrode 3 has a hollow cylindrical shape, and contains beta-type nickel oxyhydroxide containing at least one element of magnesium, calcium, strontium, and barium, graphite powder as a conductive agent, Positive electrode pellets 3 a, 3 b, and 3 c formed by molding a positive electrode mixture composed of an aqueous solution of potassium hydroxide as a liquid into a hollow cylindrical shape are laminated inside the battery can 2.
【0066】このニッケル亜鉛電池1の他の構成は、上
述したニッケル亜鉛電池、すなわち、ベータ型オキシ水
酸化ニッケルおよびアルカリ土類金属化合物を含む正
極、またはベータ型オキシ水酸化ニッケルおよび希土類
元素化合物を含む正極を、用いるニッケル亜鉛電池の構
成と同様である。Another configuration of the nickel zinc battery 1 is that the nickel zinc battery described above, that is, a positive electrode containing beta type nickel oxyhydroxide and an alkaline earth metal compound, or a beta type nickel oxyhydroxide and a rare earth element compound The positive electrode is the same as that of the nickel zinc battery used.
【0067】つぎに、本発明の正極活物質であるベータ
型オキシ水酸化ニッケルについて説明する。本発明のベ
ータ型オキシ水酸化ニッケルは、マグネシウム、カルシ
ウム、ストロンチウム、バリウムのうちの1種類以上の
元素を含有している。このマグネシウム、カルシウム、
ストロンチウム、バリウムのうちの1種類以上の元素の
含有率は、合計で0.01〜30質量%の範囲にあるこ
とが望ましい。また、このマグネシウム、カルシウム、
ストロンチウム、バリウムのうちの1種類以上の元素の
含有率は、合計で0.05〜20質量%の範囲にあるこ
とがさらに望ましい。Next, the beta-type nickel oxyhydroxide as the positive electrode active material of the present invention will be described. The beta type nickel oxyhydroxide of the present invention contains at least one element of magnesium, calcium, strontium, and barium. This magnesium, calcium,
The content of at least one of strontium and barium is desirably in the range of 0.01 to 30% by mass in total. Also, this magnesium, calcium,
More preferably, the content of one or more elements of strontium and barium is in the range of 0.05 to 20% by mass in total.
【0068】なお、マグネシウム、カルシウム、ストロ
ンチウム、またはバリウムは、ベータ型オキシ水酸化ニ
ッケルに固溶していることが望ましい。また、マグネシ
ウムの含有量はマグネシウム含有率で表し、マグネシウ
ム含有率(質量%)={マグネシウム量/(ニッケル量
+マグネシウム量)}×100とする。カルシウム、ス
トロンチウム、およびバリウムの含有量は、それぞれカ
ルシウム含有率、ストロンチウム含有率、およびバリウ
ム含有率で表す。カルシウム含有率、ストロンチウム含
有率、およびバリウム含有率は、マグネシウム含有率の
場合と同様な式により定義される。It is preferable that magnesium, calcium, strontium, or barium is dissolved in beta-type nickel oxyhydroxide. The magnesium content is represented by the magnesium content, and the magnesium content (% by mass) = {magnesium content / (nickel content + magnesium content)} × 100. The contents of calcium, strontium, and barium are represented by calcium content, strontium content, and barium content, respectively. The calcium, strontium and barium contents are defined by the same formula as for the magnesium content.
【0069】また、本発明のベータ型オキシ水酸化ニッ
ケルは、粒子の形状が略球状である。その略球状の程度
は、上述した略球状のベータ型オキシ水酸化ニッケルと
同程度である。言い換えると、図3Aで説明した形状と
同程度である。すなわち、本発明のベータ型オキシ水酸
化ニッケルは、ほとんどの粒子の表面は角が取れ比較的
滑らかである。一部の粒子の形状は若干細長いものや若
干扁平に近いものもあるが全体としては略球状を呈して
いる。The beta type nickel oxyhydroxide of the present invention has a substantially spherical particle shape. The degree of the substantially spherical shape is the same as that of the above-mentioned substantially spherical beta-type nickel oxyhydroxide. In other words, the shape is substantially the same as the shape described in FIG. 3A. That is, the surface of most particles of the beta-type nickel oxyhydroxide of the present invention has a sharp corner and is relatively smooth. Some of the particles have a slightly elongated shape or a slightly flat shape, but have a substantially spherical shape as a whole.
【0070】本発明のベータ型オキシ水酸化ニッケルの
平均粒径は5〜30μmの範囲内にあることが望まし
い。この範囲内にあると、粒子間の接触面積が大きくな
り、反応性が向上するという利点があるからである。ま
た、本発明のベータ型オキシ水酸化ニッケルの粒度分布
は1〜60μmの範囲内にあることが望ましい。The average particle size of the beta-type nickel oxyhydroxide of the present invention is preferably in the range of 5 to 30 μm. This is because when the content is within this range, the contact area between the particles increases, and there is an advantage that the reactivity is improved. The particle size distribution of the beta-type nickel oxyhydroxide of the present invention is desirably in the range of 1 to 60 μm.
【0071】本発明のベータ型オキシ水酸化ニッケル
は、タップ密度が1.8〜2.7(g/cm3 )であ
り、バルク密度が1.4〜2.2(g/cm3 )である
ことが望ましい。The beta-type nickel oxyhydroxide of the present invention has a tap density of 1.8 to 2.7 (g / cm 3 ) and a bulk density of 1.4 to 2.2 (g / cm 3 ). Desirably.
【0072】つぎに、本発明のベータ型オキシ水酸化ニ
ッケルの製造方法について説明する。ベータ型オキシ水
酸化ニッケルの製造方法は、つぎの2つの工程を含んで
いる。Next, a method for producing the beta-type nickel oxyhydroxide of the present invention will be described. The method for producing beta-type nickel oxyhydroxide includes the following two steps.
【0073】第1の工程では、マグネシウム塩、カルシ
ウム塩、ストロンチウム塩、バリウム塩のうちの1種類
以上の金属塩を含む、ニッケル塩水溶液にアルカリ水溶
液を加えて、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウ
ム、バリウムのうちの1種類以上の元素を含有する水酸
化ニッケルを合成する。In the first step, an alkaline aqueous solution is added to a nickel salt aqueous solution containing at least one metal salt of a magnesium salt, a calcium salt, a strontium salt and a barium salt to form magnesium, calcium, strontium and barium. A nickel hydroxide containing one or more of these elements is synthesized.
【0074】本発明のマグネシウム等を含有させている
ベータ型オキシ水酸化ニッケルの製造方法において、マ
グネシウム等はベータ型水酸化ニッケルの時点で含有さ
れている。ベータ型水酸化ニッケルは硫酸ニッケルや硝
酸ニッケルのようなニッケル塩を水に溶解して所定濃度
のニッケル塩水溶液を調製し、ここに水酸化ナトリウム
水溶液や水酸化カリウム水溶液のようなアルカリ水溶液
を混合して不溶性の水酸化ニッケルを中和反応で生成さ
せる。In the method for producing beta-type nickel oxyhydroxide containing magnesium or the like of the present invention, magnesium or the like is contained at the time of beta-type nickel hydroxide. Beta-type nickel hydroxide is prepared by dissolving a nickel salt such as nickel sulfate or nickel nitrate in water to prepare a nickel salt aqueous solution having a predetermined concentration, and mixing with an alkaline aqueous solution such as a sodium hydroxide aqueous solution or a potassium hydroxide aqueous solution. As a result, insoluble nickel hydroxide is produced by a neutralization reaction.
【0075】この後、この水酸化ニッケルを水洗するこ
とにより不要な副生塩を除去し、更に乾燥して製造され
ている。この時、マグネシウム等を含有させているベー
タ型水酸化ニッケルは硫酸マグネシウム等のような塩を
ニッケル塩とともにあらかじめ水に溶解させることによ
って得られる。Thereafter, the nickel hydroxide is washed with water to remove unnecessary by-product salts, and further dried to produce the product. At this time, beta-type nickel hydroxide containing magnesium or the like can be obtained by previously dissolving a salt such as magnesium sulfate in water together with a nickel salt.
【0076】第1工程により得られる水酸化ニッケル
は、粒子の形状が略球状である。また、そのタップ密度
は1.8〜2.7(g/cm3 )であり、バルク密度は
1.4〜2.2(g/cm3 )であることが望ましい。The nickel hydroxide obtained in the first step has a substantially spherical particle shape. The tap density is preferably 1.8 to 2.7 (g / cm 3 ), and the bulk density is preferably 1.4 to 2.2 (g / cm 3 ).
【0077】つぎに、第2の工程では、第1の工程で得
られた水酸化ニッケルを、次亜塩素酸ナトリウムなどの
次亜塩素酸塩からなる酸化剤を含むアルカリ液相中で酸
化させ、ベータ型オキシ水酸化ニッケルを合成する。す
なわち、水酸化ニッケルを適当な酸化剤、例えば次亜塩
素酸ナトリウムと、適当なアルカリ種、例えば水酸化リ
チウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムとを含む液
相中で酸化させる方法(化学酸化法)によりオキシ水酸
化ニッケルを合成すると、その過程において、ベータ
型、ガンマ型に関わらず、上述した不純物イオンが合成
液相中に流出して結晶内からある程度除去され、その結
果、自己放電の少ない、1次電池用の活物質により適し
たオキシ水酸化ニッケルが得られる。ちなみに、この時
の酸化反応は以下の通りである。2Ni(OH)2 +C
lO- →2NiOOH+Cl- +H2 Oこの時、液相中
のpHにより、生成するオキシ水酸化ニッケルが異な
る。すなわち、所定のpHにすることにより高密度のベ
ータ型オキシ水酸化ニッケルが生成する。Next, in the second step, the nickel hydroxide obtained in the first step is oxidized in an alkaline liquid phase containing an oxidizing agent composed of hypochlorite such as sodium hypochlorite. Synthesizes beta-type nickel oxyhydroxide. That is, a method of oxidizing nickel hydroxide in a liquid phase containing a suitable oxidizing agent such as sodium hypochlorite and a suitable alkali species such as lithium hydroxide, sodium hydroxide and potassium hydroxide (chemical oxidation method). ), Nickel oxyhydroxide is synthesized in the process, irrespective of beta type or gamma type, the above-mentioned impurity ions flow out into the synthetic liquid phase and are removed to some extent from the crystal, resulting in less self-discharge. A nickel oxyhydroxide more suitable for an active material for a primary battery is obtained. Incidentally, the oxidation reaction at this time is as follows. 2Ni (OH) 2 + C
10 − → 2NiOOH + Cl − + H 2 O At this time, the generated nickel oxyhydroxide varies depending on the pH in the liquid phase. That is, by adjusting the pH to a predetermined value, high-density beta-type nickel oxyhydroxide is generated.
【0078】つぎに、一般的なニッケル亜鉛電池におけ
る、正極反応、負極反応、全反応および理論起動力につ
いて説明し、さらにニッケル極内の内部抵抗が増加し、
充放電サイクルの容量が劣化する機構について説明す
る。Next, the positive electrode reaction, the negative electrode reaction, the total reaction, and the theoretical starting force in a general nickel zinc battery will be described, and the internal resistance in the nickel electrode will increase.
The mechanism by which the capacity of the charge / discharge cycle deteriorates will be described.
【0079】ニッケル亜鉛電池における正極反応、負極
反応、全反応および理論起動力は以下の通りである。 正極:NiOOH+H2 O+e- →Ni(OH)2 +O
H- E0 =0.49V 負極:Zn+2OH- →ZnO+H2 O+2e- E0 =−1.25V 全反応:2NiOOH+Zn+H2 O→2Ni(OH)
2 +ZnO 理論起動力:E0 =1.74V このように放電反応によって、オキシ水酸化ニッケルと
亜鉛から、水酸化ニッケルと酸化亜鉛が生成する。The positive electrode reaction, the negative electrode reaction, the total reaction and the theoretical starting force in the nickel zinc battery are as follows. Positive electrode: NiOOH + H 2 O + e − → Ni (OH) 2 + O
H - E 0 = 0.49V negative electrode: Zn + 2OH - → ZnO + H 2 O + 2e - E 0 = -1.25V all reaction: 2NiOOH + Zn + H 2 O → 2Ni (OH)
2 + ZnO Theoretical starting force: E 0 = 1.74 V As described above, nickel hydroxide and zinc oxide are generated from nickel oxyhydroxide and zinc by the discharge reaction.
【0080】一方、ベータ型オキシ水酸化ニッケルを正
極活物質として用いたニッケル亜鉛電池においては充電
時、特に過充電時におけるガンマ型オキシ水酸化ニッケ
ルの生成を抑制することが充放電サイクルによる容量劣
化を防止するために重要である。On the other hand, in a nickel-zinc battery using beta-type nickel oxyhydroxide as a positive electrode active material, it is important to suppress the generation of gamma-type nickel oxyhydroxide during charging, particularly during overcharging, in order to prevent capacity deterioration due to charge / discharge cycles. It is important to prevent.
【0081】一般にニッケル極は充電反応によってベー
タ型水酸化ニッケル内のプロトンが電解液中の水酸イオ
ンと反応して水を生成する。このプロトンは結晶内を移
動するが、その移動のしやすさを示す拡散速度は結晶格
子内を自由に動くことができるかどうかで決まり、拡散
速度が小さい場合には高次酸化物であるガンマ型オキシ
水酸化ニッケルを多量に生成することになる。Generally, protons in the beta-type nickel hydroxide react with hydroxyl ions in the electrolytic solution to generate water at the nickel electrode by a charging reaction. These protons move in the crystal, and the diffusion rate that indicates the ease of movement is determined by whether they can move freely in the crystal lattice.If the diffusion rate is low, gamma, which is a higher order oxide This results in the production of a large amount of nickel oxyhydroxide.
【0082】また、ガンマ型オキシ水酸化ニッケルの真
密度は3.79g/cm3 であり、ベータ型オキシ水酸
化ニッケルの真密度4.68g/cm3 に比べて小さい
ため体積膨張を引き起こす。一方、このガンマ型オキシ
水酸化ニッケルが放電されるとアルファ型水酸化ニッケ
ルを生成し、真密度は2.82g/cm3 となりさらに
体積膨張を引き起こす。このような体積膨張によってニ
ッケル極内の内部抵抗が増加し、充放電サイクルの容量
が劣化する。The true density of gamma type nickel oxyhydroxide is 3.79 g / cm 3, which is smaller than the true density of beta type nickel oxyhydroxide of 4.68 g / cm 3 , causing volume expansion. On the other hand, when this gamma-type nickel oxyhydroxide is discharged, alpha-type nickel hydroxide is generated, and the true density becomes 2.82 g / cm 3 , causing further volume expansion. Due to such volume expansion, the internal resistance in the nickel electrode increases, and the capacity of the charge / discharge cycle deteriorates.
【0083】これに対して本発明は、マグネシウム、カ
ルシウム、ストロンチウム、バリウムのうちの1種類以
上の元素を含有させたベータ型オキシ水酸化ニッケルを
正極活物質に用いることによってガンマ型オキシ水酸化
ニッケル生成による電極膨張を抑制し、充放電サイクル
による容量劣化を大幅に向上させることができる。On the other hand, the present invention provides a gamma-type nickel oxyhydroxide by using a beta-type nickel oxyhydroxide containing at least one element of magnesium, calcium, strontium and barium as a positive electrode active material. Electrode expansion due to generation can be suppressed, and capacity deterioration due to charge / discharge cycles can be significantly improved.
【0084】すなわち、本発明のマグネシウム等を含有
させたベータ型オキシ水酸化ニッケルでは、結晶内に欠
陥ができ、結晶がひずむことによってプロトンの自由さ
が増し、拡散速度が大きくなる。よって、ガンマ型オキ
シ水酸化ニッケルの生成による体積膨張を抑制し、充放
電サイクルによる容量劣化を向上することができる。That is, in the case of the beta-type nickel oxyhydroxide containing magnesium or the like of the present invention, defects are formed in the crystal, and the distortion of the crystal increases the freedom of protons and increases the diffusion rate. Therefore, volume expansion due to generation of gamma-type nickel oxyhydroxide can be suppressed, and capacity deterioration due to charge / discharge cycles can be improved.
【0085】なお、上述の発明の実施の形態では、正極
活物質としてその形状が略球状のベータ型オキシ水酸化
ニッケルについて説明したが、このベータ型オキシ水酸
化ニッケルはその形状が略球状のものに限定されるわけ
ではなく、その他いかなる形状の場合においても、本発
明が適用できることはもちろんである。In the above-described embodiment of the present invention, a description has been given of a beta-type nickel oxyhydroxide having a substantially spherical shape as the positive electrode active material. However, this beta-type nickel oxyhydroxide has a substantially spherical shape. The present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to any other shapes.
【0086】また、上述の発明の実施の形態では、正極
活物質としてベータ型オキシ水酸化ニッケル一成分のみ
の場合について説明したが、正極活物質はこのベータ型
オキシ水酸化ニッケル一成分のみの場合に限定されるわ
けではなく、ベータ型オキシ水酸化ニッケルに他の成
分、例えば二酸化マンガンなどが共存していてもかまわ
ないことはもちろんである。Further, in the above-described embodiment, the case where only one component of beta-type nickel oxyhydroxide is used as the positive electrode active material has been described. It is a matter of course that other components such as manganese dioxide may coexist with the beta-type nickel oxyhydroxide.
【0087】また、上述の発明の実施の形態では、二次
電池であるニッケル亜鉛電池について説明したが、この
二次電池に限定されるわけではなく、このほか一次電池
であるニッケル亜鉛電池についても、本発明が適用でき
ることはもちろんである。In the embodiment of the invention described above, a nickel zinc battery as a secondary battery has been described. However, the present invention is not limited to this secondary battery, and a nickel zinc battery as a primary battery is also applicable. Of course, the present invention can be applied.
【0088】また、上述の発明の実施の形態では、円筒
形のニッケル亜鉛電池について説明したが、この円筒形
電池に限定されるわけではなく、このほか扁平形など他
の形状のニッケル亜鉛電池についても、本発明が適用で
きることはもちろんである。また、電池サイズは特に限
定されるものではない。In the above-described embodiments of the present invention, a cylindrical nickel-zinc battery is described. However, the present invention is not limited to this cylindrical zinc-zinc battery. Of course, the present invention can be applied. Further, the battery size is not particularly limited.
【0089】また、本発明は上述の実施の形態に限らず
本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採
り得ることはもちろんである。The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can adopt various other configurations without departing from the gist of the present invention.
【0090】[0090]
【実施例】次に、本発明の具体的な実施例について説明
する。まず、ベータ型オキシ水酸化ニッケルおよびアル
カリ土類金属化合物を含む電池用正極、またはベータ型
オキシ水酸化ニッケルおよび希土類元素化合物を含む電
池用正極、並びにこれらの電池用正極を用いるニッケル
亜鉛電池にかかる実施例について説明する。ただし、本
発明はこれら実施例に限定されるものではないことはも
ちろんである。Next, specific examples of the present invention will be described. First, a battery positive electrode containing beta-type nickel oxyhydroxide and an alkaline earth metal compound, or a battery positive electrode containing beta-type nickel oxyhydroxide and a rare earth element compound, and a nickel zinc battery using these battery positive electrodes are described. An example will be described. However, it goes without saying that the present invention is not limited to these examples.
【0091】最初に、本実施例で用いるサンプルの作製
方法について説明する。まず、ベータ型オキシ水酸化ニ
ッケルを合成する。すなわち、最初に、硫酸ニッケルま
たは硝酸ニッケルの水溶液に水酸化ナトリウム水溶液ま
たは水酸化カリウム水溶液を加え混合して、不溶性の水
酸化ニッケルを合成する。この後、この水酸化ニッケル
を水洗することにより不要な副生塩を除去し、さらに乾
燥する。この工程により得られる水酸化ニッケルは、粒
子の形状が略球状である。First, a method of manufacturing a sample used in this embodiment will be described. First, beta-type nickel oxyhydroxide is synthesized. That is, first, an aqueous solution of sodium hydroxide or potassium hydroxide is added to and mixed with an aqueous solution of nickel sulfate or nickel nitrate to synthesize insoluble nickel hydroxide. Thereafter, the nickel hydroxide is washed with water to remove unnecessary by-product salts, and further dried. The nickel hydroxide obtained by this step has a substantially spherical particle shape.
【0092】つぎに、上述で得られた水酸化ニッケル
を、次亜塩素酸ナトリウムなどの次亜塩素酸塩からなる
酸化剤を含むアルカリ液相中で酸化させ、ベータ型オキ
シ水酸化ニッケルを合成する。この工程により得られる
ベータ型オキシ水酸化ニッケルは、粒子の形状が略球状
である。また、タップ密度は2.5g/cm3 、バルク
密度は2.0g/cm3 、平均粒径は20μm、粒度分
布は5〜70μmである。Next, the above-obtained nickel hydroxide is oxidized in an alkaline liquid phase containing an oxidizing agent composed of hypochlorite such as sodium hypochlorite to synthesize beta-type nickel oxyhydroxide. I do. The beta-type nickel oxyhydroxide obtained by this step has a substantially spherical particle shape. The tap density is 2.5 g / cm 3 , the bulk density is 2.0 g / cm 3 , the average particle size is 20 μm, and the particle size distribution is 5 to 70 μm.
【0093】つぎに、上述のベータ型オキシ酸化ニッケ
ルを用いて、単三形のニッケル亜鉛電池の作製した。ま
ず、上述で得られたベータ型オキシ水酸化ニッケルと、
アルカリ土類金属化合物または希土類元素化合物とを、
所定量秤量してレディゲミキサーを用いて混合した。Next, an AA nickel-zinc battery was manufactured using the above-mentioned beta-type nickel oxyoxide. First, the beta-type nickel oxyhydroxide obtained above,
An alkaline earth metal compound or a rare earth compound,
A predetermined amount was weighed and mixed using a Loedige mixer.
【0094】つぎに、上述で得られたアルカリ土類金属
化合物または希土類元素化合物を混合したベータ型オキ
シ水酸化ニッケルと、黒鉛粉末(平均粒径:6μm、粒
度分布:1〜25μm、灰分0.3質量%以下の高純度
粉末黒鉛)と、水酸化カリウム水溶液(40質量%)と
を用いて、ベータ型オキシ水酸化ニッケル混合粉末:黒
鉛粉末:水酸化カリウム水溶液をそれぞれ質量比で8
6:8:6の割合でインペラーやボールミルで混合して
正極合剤とした。この正極合剤を同条件で加圧し、中空
円筒状に成形することにより正極を作製した。そして、
この正極を図1に示すように、電池缶2の内側に挿入し
た。Next, beta-type nickel oxyhydroxide mixed with the alkaline earth metal compound or the rare earth element compound obtained as described above, and graphite powder (average particle size: 6 μm, particle size distribution: 1 to 25 μm, ash content of 0.1 μm). Using β-type nickel oxyhydroxide mixed powder: graphite powder: potassium hydroxide aqueous solution in a mass ratio of 8% by using a high-purity powdered graphite (3% by mass or less) and a potassium hydroxide aqueous solution (40% by mass), respectively.
The mixture was mixed with an impeller or a ball mill at a ratio of 6: 8: 6 to obtain a positive electrode mixture. This positive electrode mixture was pressurized under the same conditions, and formed into a hollow cylinder to produce a positive electrode. And
This positive electrode was inserted inside the battery can 2 as shown in FIG.
【0095】つぎに、この正極の内側に、不織布からな
るセパレータ(親水化処理したポリオレフィン系セパレ
ータ)を挿入し、1.5gの水酸化カリウム水溶液を注
液後、亜鉛粉末、ゲル化剤、水酸化カリウム水溶液の6
5:1:34の混合物に添加剤を微量加えて作成した負
極5を5g充填した。Next, a separator made of a nonwoven fabric (a polyolefin-based separator subjected to hydrophilization treatment) was inserted into the inside of the positive electrode, and 1.5 g of an aqueous potassium hydroxide solution was injected, followed by zinc powder, a gelling agent, and water. Potassium oxide aqueous solution 6
5 g of a negative electrode 5 prepared by adding a trace amount of an additive to a mixture of 5: 1: 34 was filled.
【0096】最後に、電池缶2の開口部を、ワッシャー
7と集合ピン9とが取り付けられた封口部材6により封
口して、インサイドアウト構造である円筒形の単三形ニ
ッケル亜鉛電池1(アルカリ電池)を作製した。Finally, the opening of the battery can 2 is sealed by a sealing member 6 to which a washer 7 and a collecting pin 9 are attached, so that a cylindrical AA nickel-zinc battery 1 (alkaline) having an inside-out structure is provided. Battery).
【0097】つぎに、本実施例で用いた具体的なサンプ
ルについて説明する。まず、添加濃度を一定にして、ア
ルカリ土類金属化合物と希土類元素化合物の種類をいろ
いろ変えたサンプルを作製した。正極中に添加するアル
カリ土類金属化合物および希土類元素化合物は、表1に
示すとおりである。アルカリ土類金属化合物としては、
Ca、Mg、Sr、およびBaの水酸化物と酸化物であ
る。また、希土類元素化合物としては、Y、Yb、E
r、およびGdの酸化物である。Next, a specific sample used in this embodiment will be described. First, samples were prepared by changing the types of the alkaline earth metal compound and the rare earth element compound while keeping the addition concentration constant. The alkaline earth metal compound and the rare earth element compound added to the positive electrode are as shown in Table 1. As alkaline earth metal compounds,
These are hydroxides and oxides of Ca, Mg, Sr, and Ba. As the rare earth element compounds, Y, Yb, E
r and an oxide of Gd.
【0098】これらのアルカリ土類金属化合物および希
土類元素化合物の添加濃度は、正極活物質に対して、ア
ルカリ土類金属または希土類元素として1.0質量%で
ある。これらのアルカリ土類金属化合物または希土類元
素化合物を添加した正極を用いて、上述の方法によりニ
ッケル亜鉛電池のサンプルを作製した。なお、本実施例
にかかる電池の効果を比較するために、アルカリ土類金
属化合物および希土類元素化合物のいずれも添加しない
正極を用いた電池も作製した。The addition concentration of the alkaline earth metal compound and the rare earth element compound is 1.0% by mass as the alkaline earth metal or the rare earth element with respect to the positive electrode active material. Using the positive electrode to which the alkaline earth metal compound or the rare earth element compound was added, a nickel zinc battery sample was produced by the above-described method. In order to compare the effects of the battery according to this example, a battery using a positive electrode to which neither an alkaline earth metal compound nor a rare earth element compound was added was manufactured.
【0099】[0099]
【表1】 [Table 1]
【0100】つぎに、アルカリ土類金属化合物および希
土類元素化合物について、添加濃度を細かく変えたサン
プルを作製した。正極に添加するアルカリ土類金属化合
物および希土類元素化合物は、表2に示すとおりであ
る。アルカリ土類金属化合物としては、Caの水酸化物
と酸化物である。また、希土類元素化合物としては、Y
の酸化物である。これらのアルカリ土類金属化合物およ
び希土類元素化合物の添加濃度は、正極活物質に対し
て、アルカリ土類金属または希土類元素として0.05
〜3.50質量%の範囲内で細かく変化させた。これら
のアルカリ土類金属化合物または希土類元素化合物を添
加した正極を用いて、上述の方法によりニッケル亜鉛電
池のサンプルを作製した。なお、本実施例にかかる電池
の効果を比較するために、アルカリ土類金属化合物およ
び希土類元素化合物のいずれも添加しない正極を用いた
電池も作製した。Next, samples were prepared in which the addition concentrations of the alkaline earth metal compound and the rare earth element compound were finely changed. The alkaline earth metal compound and the rare earth element compound added to the positive electrode are as shown in Table 2. Alkaline earth metal compounds include Ca hydroxides and oxides. As the rare earth element compound, Y
Is an oxide of The addition concentration of the alkaline earth metal compound and the rare earth element compound is 0.05% as the alkaline earth metal or the rare earth element with respect to the positive electrode active material.
It was finely changed within a range of 3.5% by mass. Using the positive electrode to which the alkaline earth metal compound or the rare earth element compound was added, a nickel zinc battery sample was produced by the above-described method. In order to compare the effects of the battery according to this example, a battery using a positive electrode to which neither an alkaline earth metal compound nor a rare earth element compound was added was manufactured.
【0101】[0101]
【表2】 [Table 2]
【0102】つぎに、上述のように作製した電池のサン
プルの評価方法について説明する。すなわち、上述のよ
うに作製した電池を、2種の条件で特性評価を行った。
第1の条件としては、電池製造直後に20℃の雰囲気で
1.5Wの定電力放電で放電終止電圧1.0Vに達する
までの放電時間を測定した。つぎに、第2の条件として
は、電池を60℃雰囲気で20日間保存した後に20℃
雰囲気に戻し、1.5Wの定電力放電で放電終止電圧
1.0Vに達するまでの放電時間を測定した。また、こ
れら2つの条件による放電時間をもとに、自己放電率を
計算した。Next, a method for evaluating the battery sample manufactured as described above will be described. That is, the characteristics of the battery manufactured as described above were evaluated under two types of conditions.
As a first condition, a discharge time until reaching a discharge end voltage of 1.0 V at a constant power discharge of 1.5 W in an atmosphere of 20 ° C. was measured immediately after the battery was manufactured. Next, as a second condition, the battery was stored in a 60 ° C. atmosphere for 20 days, and then stored at 20 ° C.
After returning to the atmosphere, the discharge time was measured until the discharge end voltage reached 1.0 V at a constant power discharge of 1.5 W. Further, the self-discharge rate was calculated based on the discharge time under these two conditions.
【0103】それぞれのサンプルについて、電池作製直
後の放電時間、保存後の放電時間、および自己放電率に
ついて、その結果を示したものが表1および2である。
まず、表1についてみてみる。表1は、正極にアルカリ
土類金属化合物または希土類元素化合物を1.0質量%
添加した場合である。Tables 1 and 2 show the results of the discharge time immediately after the production of the battery, the discharge time after storage, and the self-discharge rate for each sample.
First, look at Table 1. Table 1 shows that the positive electrode contains 1.0% by mass of an alkaline earth metal compound or a rare earth element compound.
This is the case when added.
【0104】電池作製直後の放電時間を見ると、何も添
加していない場合は、放電時間が48分であるのに対し
て、アルカリ土類金属化合物または希土類元素化合物を
添加した場合は、放電時間が46分とほとんど変化をし
ていない。Looking at the discharge time immediately after the preparation of the battery, the discharge time was 48 minutes when nothing was added, whereas when the alkaline earth metal compound or the rare earth element compound was added, the discharge time was 48 minutes. The time has changed little with 46 minutes.
【0105】つぎに、60℃20日保存後の放電時間を
見ると、何も添加していない場合は、放電時間が26分
と電池作製直後の放電時間48分に比較して保存劣化が
著しいのに対し、アルカリ土類金属化合物または希土類
元素化合物を添加した場合は、放電時間が36分と電池
作製直後の放電時間46分に比較して保存劣化が抑制さ
れている。Next, looking at the discharge time after storage at 60 ° C. for 20 days, when nothing was added, the storage deterioration was remarkable compared to the discharge time of 26 minutes and the discharge time of 48 minutes immediately after the production of the battery. On the other hand, when the alkaline earth metal compound or the rare earth element compound was added, storage deterioration was suppressed as compared with the discharge time of 36 minutes, which was 46 minutes immediately after the battery was manufactured.
【0106】つぎに、自己放電率を見ると、何も添加し
ていない場合は、自己放電率が46%と保存劣化が著し
いのに対し、アルカリ土類金属化合物または希土類元素
化合物を添加した場合は、自己放電率が22%と保存劣
化が抑制されている。Looking at the self-discharge rate, when no additive was added, the self-discharge rate was 46%, indicating that the storage deterioration was remarkable. On the other hand, when no alkaline earth metal compound or rare earth element compound was added, Has a self-discharge rate of 22% and storage deterioration is suppressed.
【0107】これらのことから、アルカリ土類金属化合
物または希土類元素化合物を1.0%添加した正極を用
いることによって、保存特性の優れたニッケル亜鉛電池
を得ることができる。From these facts, it is possible to obtain a nickel zinc battery having excellent storage characteristics by using a positive electrode containing 1.0% of an alkaline earth metal compound or a rare earth element compound.
【0108】つぎに、表2の結果について見てみる。表
2は、アルカリ土類金属化合物または希土類元素化合物
の添加濃度を変化させた場合である。Next, the results in Table 2 will be examined. Table 2 shows the case where the addition concentration of the alkaline earth metal compound or the rare earth element compound was changed.
【0109】まず、Caの水酸化物(水酸化カルシウ
ム)についてみてみる。電池作製直後の放電時間を見る
と、何も添加していない場合は、放電時間が48分であ
るのに対して、水酸化カルシウムを添加した場合は、水
酸化カルシウムの添加濃度が増加するに従い、放電時間
は48分から32分となだらかに減少している。ここ
で、電池作製直後の放電時間の基準をつぎのようにす
る。すなわち、何も添加していない場合の放電時間の8
0%以上であれば満足できるものとする。ここでは、何
も添加していない場合の放電時間が48分であるので、
その80%の38.4分以上であれば満足できることに
なる。そうすると、水酸化カルシウムの添加濃度が0.
05〜3.10質量%の範囲内にあることが望ましいこ
とになる。First, the hydroxide of Ca (calcium hydroxide) will be examined. Looking at the discharge time immediately after battery production, the discharge time was 48 minutes when nothing was added, whereas when calcium hydroxide was added, as the concentration of added calcium hydroxide increased, The discharge time gradually decreased from 48 minutes to 32 minutes. Here, the standard of the discharge time immediately after the production of the battery is as follows. That is, the discharge time of 8 when nothing is added is
If it is 0% or more, it is determined to be satisfactory. Here, since the discharge time when nothing is added is 48 minutes,
If it is 38.4 minutes or more, which is 80% of the above, it is satisfactory. Then, the added concentration of calcium hydroxide becomes 0.
It is desirable that the content be in the range of 0.05 to 3.10% by mass.
【0110】つぎに、60℃20日保存後の放電時間を
見てみる。何も添加していない場合は、放電時間が26
分であるのに対して、水酸化カルシウムを添加した場合
は、添加濃度が増加するに従い、放電時間が26分から
36分と増加しさらに20分まで減少している。何も添
加していない場合の放電時間が26分であるに対して、
水酸化カルシウムの添加濃度が0.08〜3.10質量
%の範囲では放電時間が28〜36分と長くなってい
る。したがって、水酸化カルシウムの添加濃度が0.0
8〜3.10質量%の範囲内にあることが望ましい。ま
たさらに、水酸化カルシウムの添加濃度が0.10〜
3.00質量%の範囲内にあると、放電時間は36分と
非常に長くなっている。したがって水酸化カルシウムの
添加濃度が0.10〜3.00質量%の範囲内あること
がさらに望ましい。Next, the discharge time after storage at 60 ° C. for 20 days will be examined. If nothing was added, the discharge time was 26
On the other hand, when calcium hydroxide was added, the discharge time increased from 26 minutes to 36 minutes and further decreased to 20 minutes as the added concentration increased. While the discharge time without any addition is 26 minutes,
When the concentration of calcium hydroxide added is in the range of 0.08 to 3.10% by mass, the discharge time is as long as 28 to 36 minutes. Therefore, the concentration of calcium hydroxide added is 0.0
It is desirable to be within the range of 8 to 3.10% by mass. Furthermore, the addition concentration of calcium hydroxide is 0.10 to
When it is within the range of 3.00% by mass, the discharge time is as long as 36 minutes. Therefore, it is more desirable that the concentration of calcium hydroxide be in the range of 0.10 to 3.00% by mass.
【0111】つぎに、自己放電率を見てみる。何も添加
していない場合は、自己放電率が46%であるのに対し
て、水酸化カルシウムを添加した場合は、添加濃度が増
加するに従い、自己放電率が46%から22%と減少し
さらに38%まで増加している。何も添加していない場
合の自己放電率が46%であるのに対して、水酸化カル
シウムの添加濃度が0.08〜3.50質量%の範囲で
は自己放電率が22〜42%と低い値となっている。し
たがって、水酸化カルシウムの添加濃度が0.08〜
3.50質量%の範囲内にあることが望ましい。またさ
らに、水酸化カルシウムの添加濃度が0.10〜3.0
0質量%の範囲内にあると、自己放電率は22〜25%
と非常に低い値となっている。したがって水酸化カルシ
ウムの添加濃度が0.10〜3.00質量%の範囲内あ
ることがさらに望ましい。Next, the self-discharge rate will be examined. When nothing was added, the self-discharge rate was 46%, whereas when calcium hydroxide was added, the self-discharge rate decreased from 46% to 22% as the added concentration increased. It has further increased to 38%. While the self-discharge rate in the case where nothing is added is 46%, the self-discharge rate is as low as 22 to 42% when the added concentration of calcium hydroxide is in the range of 0.08 to 3.50% by mass. Value. Therefore, the concentration of calcium hydroxide added is 0.08 to
It is desirable to be within the range of 3.50% by mass. Furthermore, the addition concentration of calcium hydroxide is 0.10 to 3.0.
When it is within the range of 0% by mass, the self-discharge rate is 22 to 25%.
And very low values. Therefore, it is more desirable that the concentration of calcium hydroxide be in the range of 0.10 to 3.00% by mass.
【0112】上述の水酸化カルシウム添加の場合につい
て総合的に判断する。すなわち、上述の電池作製直後の
放電時間、60℃20日保存後の放電時間、および自己
放電率の評価において、それぞれ望ましとされた添加濃
度の範囲のうち、互いに共通する範囲を最適な範囲とす
る。その結果、水酸化カルシウムの添加濃度は0.08
〜3.10質量%の範囲内にあることが望ましい。また
さらに、水酸化カルシウムの添加濃度が0.10〜3.
00質量%の範囲内あることがさらに望ましい。The above case of adding calcium hydroxide is comprehensively judged. That is, in the above-described discharge time immediately after battery production, discharge time after storage at 60 ° C. for 20 days, and evaluation of the self-discharge rate, a range common to each of the desired ranges of the additive concentration is an optimum range. And As a result, the concentration of calcium hydroxide added was 0.08.
It is desirably in the range of 3.10% by mass. Furthermore, the addition concentration of calcium hydroxide is 0.10 to 3.
More preferably, it is within the range of 00% by mass.
【0113】つぎに、Caの酸化物(酸化カルシウム)
についてみてみる。電池作製直後の放電時間を見ると、
何も添加していない場合は、放電時間が48分であるの
に対して、酸化カルシウムを添加した場合は、酸化カル
シウムの添加濃度が増加するに従い、放電時間は46分
から26分となだらかに減少している。ここで、何も添
加していない場合の放電時間の80%以上であれば満足
できるものとする。ここでは、何も添加していない場合
の放電時間が48分であるので、その80%の38.4
分以上であれば満足できることになる。そうすると、酸
化カルシウムの添加濃度が0.05〜3.00質量%の
範囲内にあることが望ましいことになる。Next, oxides of calcium (calcium oxide)
Let's take a look at Looking at the discharge time immediately after battery fabrication,
When nothing was added, the discharge time was 48 minutes, whereas when calcium oxide was added, the discharge time gradually decreased from 46 minutes to 26 minutes as the added concentration of calcium oxide increased. are doing. Here, it is assumed that the discharge time is satisfactory if it is 80% or more of the discharge time when nothing is added. Here, the discharge time in the case where nothing is added is 48 minutes, so that 80% of the discharge time is 38.4.
Minutes or more will be satisfactory. Then, it is desirable that the addition concentration of calcium oxide be in the range of 0.05 to 3.00% by mass.
【0114】つぎに、60℃20日保存後の放電時間を
見てみる。何も添加していない場合は、放電時間が26
分であるのに対して、酸化カルシウムを添加した場合
は、添加濃度が増加するに従い、放電時間が26分から
36分と増加しさらに20分まで減少している。何も添
加していない場合の放電時間が26分であるに対して、
酸化カルシウムの添加濃度が0.08〜3.00質量%
の範囲では放電時間が28〜36分と長くなっている。
したがって、酸化カルシウムの添加濃度が0.08〜
3.00質量%の範囲内にあることが望ましい。またさ
らに、水酸化カルシウムの添加濃度が0.10〜3.0
0質量%の範囲内にあると、放電時間は36分と非常に
長くなっている。したがって酸化カルシウムの添加濃度
が0.10〜3.00質量%の範囲内あることがさらに
望ましい。Next, the discharge time after storage at 60 ° C. for 20 days will be examined. If nothing was added, the discharge time was 26
On the other hand, when calcium oxide is added, the discharge time increases from 26 minutes to 36 minutes and further decreases to 20 minutes as the added concentration increases. While the discharge time without any addition is 26 minutes,
The addition concentration of calcium oxide is 0.08 to 3.00 mass%
, The discharge time is as long as 28 to 36 minutes.
Therefore, the concentration of calcium oxide added is 0.08 to
It is desirable to be within the range of 3.00% by mass. Furthermore, the addition concentration of calcium hydroxide is 0.10 to 3.0.
When the content is within the range of 0% by mass, the discharge time is as long as 36 minutes. Therefore, it is more desirable that the concentration of calcium oxide be in the range of 0.10 to 3.00% by mass.
【0115】つぎに、自己放電率を見てみる。何も添加
していない場合は、自己放電率が46%であるのに対し
て、酸化カルシウムを添加した場合は、添加濃度が増加
するに従い、自己放電率が43%から18%と減少しさ
らに23%まで増加している。何も添加していない場合
の自己放電率が46%であるのに対して、水酸化カルシ
ウムの添加濃度が0.05〜3.50質量%の範囲では
自己放電率が18〜43%と低い値となっている。した
がって、水酸化カルシウムの添加濃度が0.05〜3.
50質量%の範囲内にあることが望ましい。またさら
に、酸化カルシウムの添加濃度が0.10〜3.50質
量%の範囲内にあると、自己放電率は18〜23%と非
常に低い値となっている。したがって水酸化カルシウム
の添加濃度が0.10〜3.50質量%の範囲内あるこ
とがさらに望ましい。Next, the self-discharge rate will be examined. When nothing was added, the self-discharge rate was 46%, whereas when calcium oxide was added, the self-discharge rate decreased from 43% to 18% as the added concentration increased. It has increased to 23%. While the self-discharge rate in the case where nothing is added is 46%, the self-discharge rate is as low as 18 to 43% when the added concentration of calcium hydroxide is in the range of 0.05 to 3.50% by mass. Value. Therefore, the addition concentration of calcium hydroxide is 0.05-3.
It is desirable to be within the range of 50% by mass. Further, when the added concentration of calcium oxide is in the range of 0.10 to 3.50 mass%, the self-discharge rate is a very low value of 18 to 23%. Therefore, it is more desirable that the concentration of calcium hydroxide be in the range of 0.10 to 3.50% by mass.
【0116】上述の酸化カルシウム添加の場合について
総合的に判断する。すなわち、上述の電池作製直後の放
電時間、60℃20日保存後の放電時間、および自己放
電率の評価において、それぞれ望ましとされた添加濃度
の範囲のうち、互いに共通する範囲を最適な範囲とす
る。その結果、酸化カルシウムの添加濃度は0.08〜
3.00質量%の範囲内にあることが望ましい。またさ
らに、酸化カルシウムの添加濃度が0.10〜3.00
質量%の範囲内あることがさらに望ましい。The above case of adding calcium oxide is comprehensively determined. In other words, in the above-described evaluation of the discharge time immediately after battery production, the discharge time after storage at 60 ° C. for 20 days, and the self-discharge rate, a range common to each of the desired ranges of the additive concentration is an optimum range. And As a result, the concentration of calcium oxide added was 0.08 to
It is desirable to be within the range of 3.00% by mass. Further, the concentration of calcium oxide added is 0.10 to 3.00.
More desirably, it is in the range of mass%.
【0117】上述の水酸化カルシウムおよび酸化カルシ
ウムを添加の場合、すなわちアルカリ土類金属化合物の
一つであるカルシウム化合物を添加した場合について総
合的に判断する。すなわち、上述の水酸化カルシウムお
よび酸化カルシウムの評価において、それぞれ望ましと
された添加濃度の範囲のうち、互いに共通する範囲を最
適な範囲とする。その結果、カルシウム化合物の添加濃
度は0.08〜3.00質量%の範囲内にあることが望
ましい。またさらに、カルシウム化合物の添加濃度が
0.10〜3.00質量%の範囲内あることがさらに望
ましい。The case where the above-mentioned calcium hydroxide and calcium oxide are added, that is, the case where a calcium compound which is one of the alkaline earth metal compounds is added is comprehensively judged. That is, in the above-described evaluation of calcium hydroxide and calcium oxide, a range common to each other among the desired ranges of the addition concentration is set as an optimum range. As a result, the concentration of the calcium compound added is preferably in the range of 0.08 to 3.00% by mass. Still more preferably, the concentration of the calcium compound added is in the range of 0.10 to 3.00% by mass.
【0118】つぎに、Yの酸化物(酸化イットリウム)
についてみてみる。電池作製直後の放電時間を見ると、
何も添加していない場合は、放電時間が48分であるの
に対して、酸化イットリウムを添加した場合は、酸化イ
ットリウムの添加濃度が増加するに従い、放電時間は4
8分から32分となだらかに減少している。ここで、何
も添加していない場合の放電時間の80%以上であれば
満足できるものとする。ここでは、何も添加していない
場合の放電時間が48分であるので、その80%の3
8.4分以上であれば満足できることになる。そうする
と、酸化イットリウムの添加濃度が0.05〜3.10
質量%の範囲内にあることが望ましいことになる。Next, an oxide of Y (yttrium oxide)
Let's take a look at Looking at the discharge time immediately after battery fabrication,
When nothing was added, the discharge time was 48 minutes. On the other hand, when yttrium oxide was added, the discharge time was 4 as the added concentration of yttrium oxide increased.
It gradually decreased from 8 minutes to 32 minutes. Here, it is assumed that the discharge time is satisfactory if it is 80% or more of the discharge time when nothing is added. Here, since the discharge time when nothing is added is 48 minutes, 80% of the discharge time is 3%.
If it is 8.4 minutes or more, it will be satisfactory. Then, the addition concentration of yttrium oxide is 0.05 to 3.10.
It would be desirable to be in the range of mass%.
【0119】つぎに、60℃20日保存後の放電時間を
見てみる。何も添加していない場合は、放電時間が26
分であるのに対して、酸化イットリウムを添加した場合
は、添加濃度が増加するに従い、放電時間が26分から
36分と増加しさらに20分まで減少している。何も添
加していない場合の放電時間が26分であるに対して、
酸化イットリウムの添加濃度が0.08〜3.10質量
%の範囲では放電時間が28〜36分と長くなってい
る。したがって、酸化イットリウムの添加濃度が0.0
8〜3.10質量%の範囲内にあることが望ましい。ま
たさらに、水酸化イットリウムの添加濃度が0.10〜
3.00質量%の範囲内にあると、放電時間は36分と
非常に長くなっている。したがって酸化イットリウムの
添加濃度が0.10〜3.00質量%の範囲内あること
がさらに望ましい。Next, the discharge time after storage at 60 ° C. for 20 days will be examined. If nothing was added, the discharge time was 26
On the other hand, when yttrium oxide is added, the discharge time increases from 26 minutes to 36 minutes and further decreases to 20 minutes as the addition concentration increases. While the discharge time without any addition is 26 minutes,
When the addition concentration of yttrium oxide is in the range of 0.08 to 3.10% by mass, the discharge time is as long as 28 to 36 minutes. Therefore, the addition concentration of yttrium oxide is 0.0
It is desirable to be within the range of 8 to 3.10% by mass. Further, the concentration of yttrium hydroxide added is 0.10 to 0.10.
When it is within the range of 3.00% by mass, the discharge time is as long as 36 minutes. Therefore, the addition concentration of yttrium oxide is more preferably in the range of 0.10 to 3.00 mass%.
【0120】つぎに、自己放電率を見てみる。何も添加
していない場合は、自己放電率が46%であるのに対し
て、酸化イットリウムを添加した場合は、添加濃度が増
加するに従い、自己放電率が46%から22%と減少し
さらに38%まで増加している。何も添加していない場
合の自己放電率が46%であるのに対して、水酸化イッ
トリウムの添加濃度が0.08〜3.50質量%の範囲
では自己放電率が22〜42%と低い値となっている。
したがって、水酸化イットリウムの添加濃度が0.08
〜3.50質量%の範囲内にあることが望ましい。また
さらに、酸化イットリウムの添加濃度が0.10〜3.
00質量%の範囲内にあると、自己放電率は22〜25
%と非常に低い値となっている。したがって水酸化イッ
トリウムの添加濃度が0.10〜3.00質量%の範囲
内あることがさらに望ましい。Next, the self-discharge rate will be examined. When nothing is added, the self-discharge rate is 46%, whereas when yttrium oxide is added, the self-discharge rate decreases from 46% to 22% as the added concentration increases. It has increased to 38%. While the self-discharge rate in the case where nothing is added is 46%, the self-discharge rate is as low as 22 to 42% when the addition concentration of yttrium hydroxide is in the range of 0.08 to 3.50 mass%. Value.
Therefore, the additive concentration of yttrium hydroxide is 0.08
It is desirably within the range of 3.5% by mass. Furthermore, the addition concentration of yttrium oxide is 0.10-3.
When the content is within the range of 00% by mass, the self-discharge rate is 22 to 25.
% Is a very low value. Therefore, the addition concentration of yttrium hydroxide is more preferably in the range of 0.10 to 3.00% by mass.
【0121】上述の酸化イットリウム添加の場合につい
て総合的に判断する。すなわち、上述の電池作製直後の
放電時間、60℃20日保存後の放電時間、および自己
放電率の評価において、それぞれ望ましとされた添加濃
度の範囲のうち、互いに共通する範囲を最適な範囲とす
る。その結果、酸化イットリウムの添加濃度は0.08
〜3.10質量%の範囲内にあることが望ましい。また
さらに、酸化イットリウムの添加濃度が0.10〜3.
00質量%の範囲内あることがさらに望ましい。The above case of yttrium oxide addition is comprehensively determined. That is, in the above-described discharge time immediately after battery production, discharge time after storage at 60 ° C. for 20 days, and evaluation of the self-discharge rate, a range common to each of the desired ranges of the additive concentration is an optimum range. And As a result, the added concentration of yttrium oxide was 0.08
It is desirably in the range of 3.10% by mass. Furthermore, the addition concentration of yttrium oxide is 0.10-3.
More preferably, it is within the range of 00% by mass.
【0122】なお、表2において、アルカリ土類金属化
合物および希土類元素化合物として掲載した元素はC
a、Yであるが、他のMg、Sr、Ba、Yb、Er、
Gdの化合物を添加したばあいも同様な結果が得られ
た。In Table 2, the elements listed as alkaline earth metal compounds and rare earth element compounds are C
a, Y, but other Mg, Sr, Ba, Yb, Er,
Similar results were obtained when the compound of Gd was added.
【0123】以上のことから、本実施例によれば、正極
中にCa、Mg、Sr、Baなどのアルカリ土類金属化
合物またはY、Yb、Er、Gdなどの希土類元素化合
物を添加することにより、ベータ型オキシ水酸化ニッケ
ルと水酸化カリウムとの反応が抑制され、酸素ガス発生
速度が小さくなる。その結果、電池の自己放電が小さく
なり、長期間保存しても放電容量維持率が高い、保存特
性の優れた電池を供給するこどができる。ここで、アル
カリ土類金属化合物の添加濃度は0.08〜3.00質
量%の範囲内にあることが望ましい。またさらに、アル
カリ土類金属化合物の添加濃度が0.10〜3.00質
量%の範囲内あることがさらに望ましい。また、希土類
元素化合物の添加濃度は0.08〜3.10質量%の範
囲内にあることが望ましい。またさらに、希土類元素化
合物の添加濃度が0.10〜3.00質量%の範囲内あ
ることがさらに望ましい。As described above, according to the present embodiment, by adding an alkaline earth metal compound such as Ca, Mg, Sr and Ba or a rare earth element compound such as Y, Yb, Er and Gd to the positive electrode. In addition, the reaction between beta-type nickel oxyhydroxide and potassium hydroxide is suppressed, and the oxygen gas generation rate decreases. As a result, the self-discharge of the battery is reduced, and a battery having a high discharge capacity retention rate even when stored for a long time and having excellent storage characteristics can be supplied. Here, the addition concentration of the alkaline earth metal compound is desirably in the range of 0.08 to 3.00 mass%. Still more preferably, the concentration of the added alkaline earth metal compound is in the range of 0.10 to 3.00% by mass. Further, it is desirable that the concentration of the rare earth element compound be in the range of 0.08 to 3.10% by mass. Still more preferably, the concentration of the rare earth element compound added is in the range of 0.10 to 3.00% by mass.
【0124】つぎに、マグネシウム、カルシウム、スト
ロンチウム、バリウムのうちの1種類以上の元素を含有
するベータ型オキシ水酸化ニッケルおよびその製造方
法、このベータ型オキシ水酸化ニッケルを含む正極活物
質、並びにこの正極活物質を用いるニッケル亜鉛電池に
かかる実施例について説明する。ただし、本発明はこれ
ら実施例に限定されるものではないことはもちろんであ
る。Next, beta-type nickel oxyhydroxide containing at least one of magnesium, calcium, strontium and barium, a method for producing the same, a positive electrode active material containing the beta-type nickel oxyhydroxide, and a positive electrode active material containing the same. An example according to a nickel zinc battery using a positive electrode active material will be described. However, it goes without saying that the present invention is not limited to these examples.
【0125】まず、本実施例におけるサンプルの作製方
法について説明する。 [実施例1]まず、マグネシウムを含有するベータ型オ
キシ水酸化ニッケルを合成した。すなわち、最初に硫酸
マグネシウムを所定量含む、硫酸ニッケルまたは硝酸ニ
ッケルの水溶液に水酸化ナトリウム水溶液または水酸化
カリウム水溶液を加え混合して、マグネシウムを含有す
る不溶性の水酸化ニッケルを合成する。この後、この水
酸化ニッケルを水洗することにより不要な副生塩を除去
し、更に乾燥して製造する。この工程により得られる水
酸化ニッケルは、粒子の形状が略球状である。First, a method for manufacturing a sample in this embodiment will be described. Example 1 First, beta-type nickel oxyhydroxide containing magnesium was synthesized. That is, first, an aqueous solution of sodium hydroxide or potassium hydroxide is added to and mixed with an aqueous solution of nickel sulfate or nickel nitrate containing a predetermined amount of magnesium sulfate to synthesize insoluble nickel hydroxide containing magnesium. Thereafter, the nickel hydroxide is washed with water to remove unnecessary by-product salts, and further dried to produce the nickel hydroxide. The nickel hydroxide obtained by this step has a substantially spherical particle shape.
【0126】つぎに、上述で得られた水酸化ニッケル
を、次亜塩素酸ナトリウムなどの次亜塩素酸塩からなる
酸化剤を含むアルカリ液相中で酸化させ、ベータ型オキ
シ水酸化ニッケルを合成する。この工程により得られる
ベータ型オキシ水酸化ニッケルは、粒子の形状が略球状
である。また、得られたベータ型オキシ酸化ニッケルは
マグネシウムを0.01質量%含有している。Next, the nickel hydroxide obtained above is oxidized in an alkaline liquid phase containing an oxidizing agent composed of hypochlorite such as sodium hypochlorite to synthesize beta-type nickel oxyhydroxide. I do. The beta-type nickel oxyhydroxide obtained by this step has a substantially spherical particle shape. The obtained beta-type nickel oxyoxide contains 0.01% by mass of magnesium.
【0127】つぎに、上述のベータ型オキシ酸化ニッケ
ルを用いて、単三形のニッケル亜鉛電池の作製した。す
なわち、上述で得られたベータ型オキシ水酸化ニッケル
と、黒鉛粉末(平均粒径:6μm、粒度分布:1〜25
μm、灰分0.3重量%以下の高純度粉末黒鉛)と、水
酸化カリウム水溶液(40重量%)とを用いて、ベータ
型オキシ水酸化ニッケル:黒鉛粉末:水酸化カリウム水
溶液を10:1:1の割合で混合して正極合剤とし、こ
れを電池缶内で10gの外径13.3、内径9.0m
m、高さ40mmの中空円筒状に成形した。Next, an AA nickel-zinc battery was manufactured using the above-mentioned beta-type nickel oxyoxide. That is, the beta-type nickel oxyhydroxide obtained above and graphite powder (average particle size: 6 μm, particle size distribution: 1 to 25)
Using beta-nickel oxyhydroxide: graphite powder: potassium hydroxide aqueous solution: 10: 1: μm, high-purity powdered graphite having an ash content of 0.3% by weight or less and potassium hydroxide aqueous solution (40% by weight). The mixture was mixed at a ratio of 1 to obtain a positive electrode mixture, which was 10 g in an outer diameter of 13.3 and an inner diameter of 9.0 m in a battery can.
m, and formed into a hollow cylindrical shape having a height of 40 mm.
【0128】つぎに、この正極の内側に、不織布からな
るセパレータ(親水化処理したポリオレフィン系セパレ
ータ)を挿入し、1.5gの水酸化カリウム水溶液を注
液後、亜鉛粉末、ゲル化剤、水酸化カリウム水溶液の6
5:1:34の混合物に添加剤を微量加えて作成した負
極を5g充填した。最後に、電池缶の開口部を、スプリ
ングと集合ピンとが取り付けられた封口部材により封口
して、インサイドアウト構造である単三形のニッケル亜
鉛電池(アルカリ電池)を作製した。Next, a non-woven fabric separator (a hydrophilized polyolefin-based separator) was inserted into the inside of the positive electrode, and 1.5 g of an aqueous potassium hydroxide solution was injected, followed by zinc powder, a gelling agent, and water. Potassium oxide aqueous solution 6
5 g of a negative electrode prepared by adding a trace amount of an additive to a mixture of 5: 1: 34 was filled. Finally, the opening of the battery can was sealed with a sealing member to which a spring and a collecting pin were attached, to produce an AA nickel-zinc battery (alkaline battery) having an inside-out structure.
【0129】[実施例2〜9]実施例2〜9として、表
3に示すように、ベータ型オキシ水酸化ニッケルにマグ
ネシウムをそれぞれ0.05質量%、0.1質量%、
0.5質量%、1質量%、5質量%、10質量%、20
質量%、30質量%含有させたものを正極活物質として
用いた。このほかの条件は。実施例1と同様である。Examples 2 to 9 As examples 2 to 9, as shown in Table 3, 0.05 mass% and 0.1 mass% of magnesium were added to beta-type nickel oxyhydroxide, respectively.
0.5 mass%, 1 mass%, 5 mass%, 10 mass%, 20
What contained 30 mass% and 30 mass% was used as a positive electrode active material. What are the other conditions? This is similar to the first embodiment.
【0130】[実施例10〜18]実施例10〜18と
して、表4に示すように、ベータ型オキシ水酸化ニッケ
ルにカルシウムをそれぞれ0.01質量%、0.05質
量%、0.1質量%、0.5質量%、1質量%、5質量
%、10質量%、20質量%、30質量%含有させたも
のを正極活物質として用いた。このほかの条件は。実施
例1と同様である。Examples 10 to 18 As Examples 10 to 18, as shown in Table 4, 0.01 mass%, 0.05 mass%, and 0.1 mass% of calcium were added to beta-type nickel oxyhydroxide, respectively. %, 0.5% by mass, 1% by mass, 5% by mass, 10% by mass, 20% by mass, and 30% by mass were used as the positive electrode active material. What are the other conditions? This is similar to the first embodiment.
【0131】[実施例19〜27]実施例19〜27と
して、表5に示すように、ベータ型オキシ水酸化ニッケ
ルにストロンチウムをそれぞれ0.01質量%、0.0
5質量%、0.1質量%、0.5質量%、1質量%、5
質量%、10質量%、20質量%、30質量%含有させ
たものを正極活物質として用いた。このほかの条件は。
実施例1と同様である。Examples 19 to 27 As Examples 19 to 27, as shown in Table 5, strontium was added to beta-type nickel oxyhydroxide by 0.01% by mass and 0.0% by mass, respectively.
5% by mass, 0.1% by mass, 0.5% by mass, 1% by mass, 5% by mass
Those containing 10% by mass, 10% by mass, 20% by mass, and 30% by mass were used as the positive electrode active material. What are the other conditions?
This is similar to the first embodiment.
【0132】[実施例28〜36]実施例28〜36と
して、表6に示すように、ベータ型オキシ水酸化ニッケ
ルにバリウムをそれぞれ0.01質量%、0.05質量
%、0.1質量%、0.5質量%、1質量%、5質量
%、10質量%、20質量%、30質量%含有させたも
のを正極活物質として用いた。このほかの条件は。実施
例1と同様である。Examples 28 to 36 As Examples 28 to 36, as shown in Table 6, 0.01% by mass, 0.05% by mass and 0.1% by mass of barium were added to beta-type nickel oxyhydroxide, respectively. %, 0.5% by mass, 1% by mass, 5% by mass, 10% by mass, 20% by mass, and 30% by mass were used as the positive electrode active material. What are the other conditions? This is similar to the first embodiment.
【0133】[従来例]実施例1〜36の効果を確認す
るために、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウ
ム、およびバリウムを含有しないベータ型オキシ水酸化
ニッケルを正極活物質として用いた。このほかの条件
は。実施例1と同様である。[Conventional Example] In order to confirm the effects of Examples 1 to 36, beta-type nickel oxyhydroxide containing no magnesium, calcium, strontium and barium was used as a positive electrode active material. What are the other conditions? This is similar to the first embodiment.
【0134】つぎに、上述の実施例1〜36および従来
例において作製したニッケル亜鉛電池について、充放電
試験を行うことによって充放電サイクルによる容量維持
率を調べた。Next, the nickel zinc batteries produced in Examples 1 to 36 and the conventional example were subjected to a charge / discharge test to examine a capacity retention ratio by a charge / discharge cycle.
【0135】充放電試験は各実施例および従来例につき
10個の電池を電流100mAで電圧が1Vになるまで
放電した後、電圧が1.9Vに達するまでの充電を行う
過程を1サイクルとし、100サイクル後の容量維持率
を比較した。In the charge / discharge test, the cycle of discharging 10 batteries in each of the examples and the conventional example at a current of 100 mA until the voltage reaches 1 V, and then charging until the voltage reaches 1.9 V is defined as one cycle. The capacity retention rates after 100 cycles were compared.
【0136】容量維持率は初回の放電容量に対する割合
(%)であって次式で表される。 100サイクル目の容量維持率(%)=〔(100サイ
クル目の放電容量)/(初回の放電容量)〕×100The capacity retention ratio is a ratio (%) to the initial discharge capacity and is expressed by the following equation. 100th cycle capacity retention rate (%) = [(100th cycle discharge capacity) / (initial discharge capacity)] × 100
【0137】また、理論放電容量を算出した。本実施例
の電池の正極活物質においてマグネシウム等が含有した
量だけニッケル量が減少したと仮定して実際に充放電可
能な理論放電容量を算出した。このときマグネシウム等
を含有させていない従来例の電池の理論放電容量を10
0とする。Further, the theoretical discharge capacity was calculated. The theoretical discharge capacity at which charging and discharging can be actually performed was calculated on the assumption that the amount of nickel was reduced by the amount of magnesium or the like contained in the positive electrode active material of the battery of this example. At this time, the theoretical discharge capacity of the conventional battery not containing magnesium or the like was 10
Set to 0.
【0138】実施例1〜9および従来例についての、容
量維持率(%)および理論放電容量の測定結果は表3に
示すとおりである。また、実施例1〜9および従来例に
ついての、容量維持率(%)を図示したものが図4であ
る。Table 3 shows the measurement results of the capacity retention (%) and the theoretical discharge capacity of Examples 1 to 9 and the conventional example. FIG. 4 illustrates the capacity retention ratio (%) in Examples 1 to 9 and the conventional example.
【0139】[0139]
【表3】 [Table 3]
【0140】表3の容量維持率を見てみる。従来例、す
なわちマグネシウムを含有させていないベータ型オキシ
水酸化ニッケルを用いた場合は、容量維持率が50%で
あるのに対して、実施例1〜9、すなわちマグネシウム
を0.01〜30質量%の範囲内で含有させたベータ型
オキシ水酸化ニッケルを用いた場合は、容量維持率が5
2〜92%と高い値を示している。マグネシウムの含有
率が0.01質量%よりも少ない場合は、ガンマ型オキ
シ水酸化ニッケルが生成するものと考えられる。このこ
とから、ベータ型オキシ水酸化ニッケルに含有されるマ
グネシウムは0.01〜30質量%の範囲内にあること
が望ましい。Let us look at the capacity retention ratio in Table 3. In the case of the conventional example, that is, when the beta-type nickel oxyhydroxide containing no magnesium was used, the capacity retention ratio was 50%, whereas Examples 1 to 9, ie, 0.01 to 30 mass of magnesium was used. %, The capacity retention rate is 5%.
It shows a high value of 2 to 92%. When the magnesium content is less than 0.01% by mass, it is considered that gamma-type nickel oxyhydroxide is generated. From this, it is desirable that the magnesium contained in the beta-type nickel oxyhydroxide be in the range of 0.01 to 30% by mass.
【0141】また、表3の容量維持率を見てみる。マグ
ネシウム含有率が0.01質量%では容量維持率が52
%であるのに対して、マグネシウム含有率が0.05質
量%になると容量維持率が75%と急激に高くなる。そ
の後は、マグネシウム含有率が0.05質量%から20
質量%に増加するにしたがって、75%から92%へと
単調に増加している。また、マグネシウム含有率が30
質量%の場合は、マグネシウム含有率が20質量%の容
量維持率92%と同じ値を示している。ここで、容量維
持率が同一であれば、マグネシウム含有率が低い方がよ
り望ましい。マグネシウムは電池の充放電反応には関与
しないので、20質量%よりもマグネシウムの含有率が
多い場合には添加させた分だけニッケル量が少なくな
る。そのため電池としてのニッケル充填量が減り、初期
容量が減少するからである。このことから、ベータ型オ
キシ水酸化ニッケルに含有されるマグネシウムは0.0
5〜20質量%の範囲内にあることがさらに望ましい。Further, the capacity retention ratio in Table 3 will be examined. When the magnesium content is 0.01% by mass, the capacity retention ratio is 52.
%, Whereas when the magnesium content is 0.05% by mass, the capacity retention ratio rapidly increases to 75%. Thereafter, the magnesium content is reduced from 0.05% by mass to 20%.
It increases monotonically from 75% to 92% with increasing mass%. In addition, the magnesium content is 30
In the case of mass%, the magnesium content shows the same value as the capacity maintenance ratio of 92% at 20 mass%. Here, if the capacity retention rates are the same, the lower the magnesium content, the more desirable. Since magnesium does not participate in the charge / discharge reaction of the battery, when the content of magnesium is more than 20% by mass, the amount of nickel is reduced by the added amount. This is because the amount of nickel charged as a battery decreases, and the initial capacity decreases. From this, the magnesium contained in the beta-type nickel oxyhydroxide was 0.0%
More preferably, it is in the range of 5 to 20% by mass.
【0142】実施例10〜18についての、容量維持率
(%)および理論放電容量の測定結果は表4に示すとお
りである。また、実施例10〜18についての、容量維
持率(%)を図示したものが図4である。Table 4 shows the measurement results of the capacity retention (%) and the theoretical discharge capacity of Examples 10 to 18. FIG. 4 shows the capacity retention ratio (%) for Examples 10 to 18.
【0143】[0143]
【表4】 [Table 4]
【0144】上述したように、従来例、すなわちカルシ
ウムを含有させていないベータ型オキシ水酸化ニッケル
を用いた場合は、容量維持率が50%であるのに対し
て、実施例10〜18、すなわちカルシウムを0.01
〜30質量%の範囲内で含有させたベータ型オキシ水酸
化ニッケルを用いた場合は、容量維持率が51〜88%
と高い値を示している。このことから、ベータ型オキシ
水酸化ニッケルに含有されるカルシウムは0.01〜3
0質量%の範囲内にあることが望ましい。As described above, in the conventional example, that is, when the beta-type nickel oxyhydroxide containing no calcium is used, the capacity retention ratio is 50%, whereas the examples 10 to 18 are used. 0.01 calcium
When the beta-type nickel oxyhydroxide contained in the range of 30 to 30% by mass is used, the capacity retention ratio is 51 to 88%.
It shows a high value. From this, calcium contained in beta-type nickel oxyhydroxide is 0.01 to 3
It is desirably within the range of 0% by mass.
【0145】また、カルシウム含有率が0.01質量%
では容量維持率が51%であるのに対して、カルシウム
含有率が0.05質量%になると容量維持率が70%と
急激に高くなる。その後は、カルシウム含有率が0.0
5質量%から20質量%に増加するにしたがって、70
%から88%へと単調に増加している。また、カルシウ
ム含有率が30質量%の場合は、カルシウム含有率が2
0質量%の容量維持率88%と同じ値を示している。こ
こで、容量維持率が同一であれば、カルシウム含有率が
低い方がより望ましい。カルシウムは電池の充放電反応
には関与しないので、20質量%よりもカルシウムの含
有率が多い場合には添加させた分だけニッケル量が少な
くなる。そのため電池としてのニッケル充填量が減り、
初期容量が減少するからである。このことから、ベータ
型オキシ水酸化ニッケルに含有されるカルシウムは0.
05〜20質量%の範囲内にあることがさらに望まし
い。The calcium content is 0.01% by mass.
In this case, the capacity retention rate is 51%, whereas when the calcium content is 0.05% by mass, the capacity retention rate sharply increases to 70%. Thereafter, the calcium content was 0.0
As the mass increases from 5% by mass to 20% by mass, 70%
The percentage has increased monotonically from 88% to 88%. When the calcium content is 30% by mass, the calcium content is 2%.
It shows the same value as the capacity maintenance rate of 0% by mass of 88%. Here, if the capacity retention rates are the same, it is more desirable that the calcium content rate is low. Since calcium does not participate in the charge / discharge reaction of the battery, when the content of calcium is more than 20% by mass, the amount of nickel is reduced by the added amount. As a result, the nickel loading of the battery is reduced,
This is because the initial capacity decreases. From this, the calcium contained in the beta-type nickel oxyhydroxide is 0.1%.
More preferably, it is in the range of 0.5 to 20% by mass.
【0146】実施例19〜27についての、容量維持率
(%)および理論放電容量の測定結果は表5に示すとお
りである。また、実施例19〜27についての、容量維
持率(%)を図示したものが図4である。Table 5 shows the measurement results of the capacity retention ratio (%) and the theoretical discharge capacity of Examples 19 to 27. FIG. 4 illustrates the capacity retention rates (%) of Examples 19 to 27.
【0147】[0147]
【表5】 [Table 5]
【0148】上述したように、従来例、すなわちストロ
ンチウムを含有させていないベータ型オキシ水酸化ニッ
ケルを用いた場合は、容量維持率が50%であるのに対
して、実施例19〜27、すなわちストロンチウムを
0.01〜30質量%の範囲内で含有させたベータ型オ
キシ水酸化ニッケルを用いた場合は、容量維持率が52
〜87%と高い値を示している。このことから、ベータ
型オキシ水酸化ニッケルに含有されるストロンチウムは
0.01〜30質量%の範囲内にあることが望ましい。As described above, in the conventional example, that is, when the beta-type nickel oxyhydroxide containing no strontium was used, the capacity retention ratio was 50%, whereas the examples 19 to 27, namely, When using beta-type nickel oxyhydroxide containing strontium in the range of 0.01 to 30% by mass, the capacity retention rate is 52%.
It shows a high value of up to 87%. For this reason, strontium contained in beta-type nickel oxyhydroxide is desirably in the range of 0.01 to 30% by mass.
【0149】また、ストロンチウム含有率が0.01質
量%では容量維持率が52%であるのに対して、ストロ
ンチウム含有率が0.05質量%になると容量維持率が
68%と急激に高くなる。その後は、ストロンチウム含
有率が0.05質量%から20質量%に増加するにした
がって、68%から87%へと単調に増加している。ま
た、ストロンチウム含有率が30質量%の場合は、スト
ロンチウム含有率が20質量%の容量維持率87%と同
じ値を示している。ここで、容量維持率が同一であれ
ば、ストロンチウム含有率が低い方がより望ましい。ス
トロンチウムは電池の充放電反応には関与しないので、
20質量%よりもストロンチウムの含有率が多い場合に
は添加させた分だけニッケル量が少なくなる。そのため
電池としてのニッケル充填量が減り、初期容量が減少す
るからである。このことから、ベータ型オキシ水酸化ニ
ッケルに含有されるストロンチウムは0.05〜20質
量%の範囲内にあることがさらに望ましい。When the strontium content is 0.01% by mass, the capacity retention ratio is 52%, whereas when the strontium content is 0.05% by mass, the capacity retention ratio sharply increases to 68%. . Thereafter, as the strontium content increases from 0.05% by mass to 20% by mass, the strontium content monotonically increases from 68% to 87%. When the strontium content is 30% by mass, the strontium content shows the same value as the capacity retention rate of 87% when the strontium content is 20% by mass. Here, if the capacity retention ratio is the same, the lower the strontium content, the more desirable. Since strontium does not participate in the charge / discharge reaction of the battery,
When the content of strontium is more than 20% by mass, the amount of nickel is reduced by the amount added. This is because the amount of nickel charged as a battery decreases, and the initial capacity decreases. From this, it is more desirable that the strontium contained in the beta-type nickel oxyhydroxide is in the range of 0.05 to 20% by mass.
【0150】実施例28〜36についての、容量維持率
(%)および理論放電容量の測定結果は表6に示すとお
りである。また、実施例28〜36についての、容量維
持率(%)を図示したものが図4である。The measurement results of the capacity retention ratio (%) and the theoretical discharge capacity of Examples 28 to 36 are as shown in Table 6. FIG. 4 illustrates the capacity retention rates (%) of Examples 28 to 36.
【0151】[0151]
【表6】 [Table 6]
【0152】上述したように、従来例、すなわちバリウ
ムを含有させていないベータ型オキシ水酸化ニッケルを
用いた場合は、容量維持率が50%であるのに対して、
実施例28〜36、すなわちバリウムを0.01〜30
質量%の範囲内で含有させたベータ型オキシ水酸化ニッ
ケルを用いた場合は、容量維持率が51〜88%と高い
値を示している。このことから、ベータ型オキシ水酸化
ニッケルに含有されるバリウムは0.01〜30質量%
の範囲内にあることが望ましい。As described above, in the conventional example, that is, when the beta-type nickel oxyhydroxide containing no barium is used, the capacity retention ratio is 50%,
Examples 28 to 36, that is, 0.01 to 30 barium
When beta-type nickel oxyhydroxide contained in the range of mass% is used, the capacity retention ratio shows a high value of 51 to 88%. From this, barium contained in beta-type nickel oxyhydroxide is 0.01 to 30% by mass.
Is desirably within the range.
【0153】また、バリウム含有率が0.01質量%で
は容量維持率が51%であるのに対して、バリウム含有
率が0.05質量%になると容量維持率が69%と急激
に高くなる。その後は、バリウム含有率が0.05質量
%から20質量%に増加するにしたがって、69%から
88%へと単調に増加している。また、バリウム含有率
が30質量%の場合は、バリウム含有率が20質量%の
容量維持率88%と同じ値を示している。ここで、容量
維持率が同一であれば、バリウム含有率が低い方がより
望ましい。バリウムは電池の充放電反応には関与しない
ので、20質量%よりもバリウムの含有率が多い場合に
は添加させた分だけニッケル量が少なくなる。そのため
電池としてのニッケル充填量が減り、初期容量が減少す
るからである。このことから、ベータ型オキシ水酸化ニ
ッケルに含有されるバリウムは0.05〜20質量%の
範囲内にあることがさらに望ましい。When the barium content is 0.01% by mass, the capacity retention ratio is 51%, whereas when the barium content is 0.05% by mass, the capacity retention ratio sharply increases to 69%. . Thereafter, as the barium content increases from 0.05% by mass to 20% by mass, it monotonically increases from 69% to 88%. When the barium content is 30% by mass, the barium content shows the same value as the capacity retention ratio of 88% at 20% by mass. Here, if the capacity retention ratio is the same, it is more desirable that the barium content is low. Since barium does not participate in the charge / discharge reaction of the battery, when the barium content is higher than 20% by mass, the amount of nickel is reduced by the added amount. This is because the nickel filling amount of the battery is reduced, and the initial capacity is reduced. For this reason, it is more desirable that the barium contained in the beta-type nickel oxyhydroxide be in the range of 0.05 to 20% by mass.
【0154】以上のことから、本実施例によれば、マグ
ネシウム、カルシウム、ストロンチウム、またはバリウ
ムの含有率が0.01〜30質量%の範囲で、充放電サ
イクルにおける容量劣化を大幅に向上することができ
る。また、ベータ型オキシ水酸化ニッケルに含有される
マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、またはバ
リウムの含有率は0.05〜20質量%の範囲内にある
ことがさらに望ましい。As described above, according to the present embodiment, when the content of magnesium, calcium, strontium, or barium is in the range of 0.01 to 30% by mass, the capacity deterioration in the charge / discharge cycle is significantly improved. Can be. Further, the content of magnesium, calcium, strontium, or barium contained in the beta-type nickel oxyhydroxide is more preferably in the range of 0.05 to 20% by mass.
【0155】[0155]
【発明の効果】本発明は、以下に記載されるような効果
を奏する。電池用正極がベータ型オキシ水酸化ニッケル
およびアルカリ土類金属化合物を含むか、または電池用
正極がベータ型オキシ水酸化ニッケルおよび希土類元素
化合物を含むので、または、正極活物質であるベータ型
オキシ水酸化ニッケルと黒鉛粉末とを少なくとも含む混
合粉末を中空円筒状にペレット成形した正極を外周部に
配置させ、負極活物質である亜鉛と電解液とを含む負極
を中心部に配し、正極と負極の間にセパレータを配す
る、ニッケル亜鉛電池において、正極がアルカリ土類金
属化合物または希土類元素化合物を含むので、電池の保
存特性を向上させることができる。The present invention has the following effects. The positive electrode for a battery contains beta-type nickel oxyhydroxide and an alkaline earth metal compound, or the positive electrode for a battery contains beta-type nickel oxyhydroxide and a rare earth element compound, or beta-type oxywater which is a positive electrode active material A positive electrode obtained by pelletizing a mixed powder containing at least nickel oxide and graphite powder into a hollow cylindrical shape is disposed on the outer periphery, and a negative electrode containing zinc, which is a negative electrode active material, and an electrolytic solution is disposed at a central portion. In a nickel zinc battery in which a separator is disposed between the positive electrode and the negative electrode, the storage characteristics of the battery can be improved because the positive electrode contains an alkaline earth metal compound or a rare earth element compound.
【0156】マグネシウム、カルシウム、ストロンチウ
ム、バリウムのうちの1種類以上の元素を含有するベー
タ型オキシ水酸化ニッケルとすることにより、または、
以下の工程を含むベータ型オキシ水酸化ニッケルの製造
方法とすることにより、すなわちマグネシウム塩、カル
シウム塩、ストロンチウム塩、バリウム塩のうちの1種
類以上の金属塩を含むニッケル塩水溶液にアルカリ水溶
液を加えて、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウ
ム、バリウムのうちの1種類以上の元素を含有する水酸
化ニッケルを合成する第1の工程、上記水酸化ニッケル
を、次亜塩素酸塩を含むアルカリ液相中で酸化させ、ベ
ータ型オキシ水酸化ニッケルを合成する第2の工程、ま
たは、ベータ型オキシ水酸化ニッケルからなる正極活物
質において、ベータ型オキシ水酸化ニッケルが、マグネ
シウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムのうち
の1種類以上の元素を含有することにより、または、正
極活物質であるベータ型オキシ水酸化ニッケルと黒鉛粉
末とを少なくとも含む混合粉末を中空円筒状にペレット
成形した正極を外周部に、負極活物質である亜鉛と電解
液とを少なくとも含む負極を中心部に配し、正極と負極
の間にセパレータを配したニッケル亜鉛電池において、
ベータ型オキシ水酸化ニッケルがマグネシウム、カルシ
ウム、ストロンチウム、バリウムのうちの1種類以上の
元素を含有することにより、充放電サイクルによる容量
劣化を抑制することができる。By using a beta-type nickel oxyhydroxide containing at least one element of magnesium, calcium, strontium and barium, or
A method for producing beta-type nickel oxyhydroxide including the following steps, that is, adding an aqueous alkali solution to an aqueous nickel salt solution containing one or more metal salts of magnesium salts, calcium salts, strontium salts, and barium salts A first step of synthesizing nickel hydroxide containing at least one of magnesium, calcium, strontium and barium, and oxidizing the nickel hydroxide in an alkaline liquid phase containing hypochlorite. In the second step of synthesizing beta-type nickel oxyhydroxide, or in the positive electrode active material composed of beta-type nickel oxyhydroxide, beta-type nickel oxyhydroxide contains one of magnesium, calcium, strontium, and barium. By containing more than one type of element, or A positive electrode obtained by pelletizing a mixed powder containing at least nickel oxyhydroxide and graphite powder into a hollow cylindrical shape is provided on the outer peripheral portion, and a negative electrode containing at least a negative electrode active material of zinc and an electrolytic solution is disposed in a central portion, In a nickel zinc battery with a separator between the positive and negative electrodes,
When the beta-type nickel oxyhydroxide contains at least one element of magnesium, calcium, strontium, and barium, capacity deterioration due to charge / discharge cycles can be suppressed.
【図1】本実施の形態にかかる電池の一構成例を示す縦
断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a configuration example of a battery according to an embodiment.
【図2】本実施の形態にかかる電池の他の構成例を示す
縦断面図である。FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing another configuration example of the battery according to the present embodiment.
【図3】本実施の形態にかかる電池の正極活物質に用い
る略球状のベータ型オキシ水酸化ニッケル(A)と、従
来の電池の正極活物質に用いる非球状のベータ型オキシ
水酸化ニッケル(B)を示す図である。FIG. 3 shows a substantially spherical beta-type nickel oxyhydroxide (A) used as a positive electrode active material of a battery according to the present embodiment and a non-spherical beta-type nickel oxyhydroxide (A) used as a positive electrode active material of a conventional battery. It is a figure which shows B).
【図4】含有率と容量維持率の関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a content rate and a capacity retention rate.
1‥‥ニッケル亜鉛電池、2‥‥電池缶、3‥‥正極、
4‥‥セパレータ、5‥‥負極、6‥‥封口部材、7‥
‥ワッシャー、8‥‥負極端子板、9‥‥集電ピン1 ‥‥ nickel zinc battery, 2 ‥‥ battery can, 3 ‥‥ positive electrode,
4 ‥‥ separator, 5 ‥‥ anode, 6 ‥‥ sealing member, 7 ‥
‥ Washer, 8 ‥‥ Negative terminal plate, 9 ‥‥ Current collecting pin
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本田 一良 福島県安達郡本宮町字樋ノ口2番地 ソニ ー福島株式会社内 (72)発明者 大矢 邦泰 福島県安達郡本宮町字樋ノ口2番地 ソニ ー福島株式会社内 Fターム(参考) 4G048 AA03 AA05 AC06 AD03 AD04 5H024 AA02 AA14 CC02 DD14 DD17 EE06 FF09 HH01 HH08 HH13 5H050 AA09 BA04 CA03 CB13 DA02 DA09 DA10 EA09 EA12 FA17 HA01 HA08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Kazura Honda 2nd Hinoguchi, Motomiya-cho, Adachi-gun, Fukushima Prefecture Inside Sony Fukushima Co., Ltd. (72) Kuniyasu Oya 2nd Hinoguchi, Motomiya-cho, Adachi-gun, Fukushima Soni F term in Fukushima Corporation (reference) 4G048 AA03 AA05 AC06 AD03 AD04 5H024 AA02 AA14 CC02 DD14 DD17 EE06 FF09 HH01 HH08 HH13 5H050 AA09 BA04 CA03 CB13 DA02 DA09 DA10 EA09 EA12 FA17 HA01 HA08
Claims (40)
リ土類金属化合物とを含有することを特徴とする電池用
正極。1. A battery positive electrode comprising beta-type nickel oxyhydroxide and an alkaline earth metal compound.
リ土類金属の水酸化物もしくは酸化物から選ばれる1種
類以上の化合物が添加されてなることを特徴とする請求
項1記載の電池用正極。2. The positive electrode for a battery according to claim 1, wherein at least one compound selected from hydroxides or oxides of alkaline earth metals is added as the alkaline earth metal compound.
r、Baから選ばれる1種類以上の金属からなることを
特徴とする請求項2記載の電池用正極。3. The method according to claim 2, wherein the alkaline earth metal is Ca, Mg, S
3. The positive electrode for a battery according to claim 2, wherein the positive electrode is made of at least one metal selected from r and Ba.
酸化ニッケルに対して0.08〜3.0質量%の範囲に
あることを特徴とする請求項3記載の電池用正極。4. The positive electrode for a battery according to claim 3, wherein the alkaline earth metal is in a range of 0.08 to 3.0% by mass with respect to the beta-type nickel oxyhydroxide.
の形状が略球状であることを特徴とする請求項4記載の
電池用正極。5. The positive electrode for a battery according to claim 4, wherein the beta-type nickel oxyhydroxide has a substantially spherical particle shape.
プ密度が2.2〜2.7g/cm3 であり、バルク密度
が1.6〜2.2g/cm3 であることを特徴とする請
求項5記載の電池用正極。6. The beta-type nickel oxyhydroxide has a tap density of 2.2 to 2.7 g / cm 3 and a bulk density of 1.6 to 2.2 g / cm 3. Item 6. A positive electrode for a battery according to Item 5.
元素化合物とを含有することを特徴とする電池用正極。7. A positive electrode for a battery, comprising beta-type nickel oxyhydroxide and a rare earth element compound.
水酸化物もしくは酸化物から選ばれる1種類以上の化合
物が添加されてなることを特徴とする請求項7記載の電
池用正極。8. The positive electrode for a battery according to claim 7, wherein one or more compounds selected from hydroxides or oxides of rare earth elements are added as the rare earth element compound.
ら選ばれる1種類以上の元素からなることを特徴とする
請求項8記載の電池用正極。9. The positive electrode for a battery according to claim 8, wherein the rare earth element comprises at least one element selected from the group consisting of Y, Yb, Er, and Gd.
ニッケルに対して0.08〜3.1質量%の範囲にある
ことを特徴とする請求項9記載の電池用正極。10. The positive electrode for a battery according to claim 9, wherein the rare earth element is in a range of 0.08 to 3.1% by mass with respect to the beta-type nickel oxyhydroxide.
子の形状が略球状であることを特徴とする請求項10記
載の電池用正極。11. The positive electrode for a battery according to claim 10, wherein the beta-type nickel oxyhydroxide has a substantially spherical particle shape.
ップ密度が2.2〜2.7g/cm3 であり、バルク密
度が1.6〜2.2g/cm3 であることを特徴とする
請求項11記載の電池用正極。12. The beta-type nickel oxyhydroxide has a tap density of 2.2 to 2.7 g / cm 3 and a bulk density of 1.6 to 2.2 g / cm 3. Item 12. A positive electrode for a battery according to Item 11.
化ニッケルと黒鉛粉末とを少なくとも含む混合粉末を中
空円筒状にペレット成形した正極を外周部に配置させ、
負極活物質である亜鉛と電解液とを含む負極を中心部に
配し、正極と負極の間にセパレータを配する、ニッケル
亜鉛電池において、アルカリ土類金属化合物を粒子内に
含有させるベータ型オキシ水酸化ニッケルであることを
特徴とするニッケル亜鉛電池。13. A positive electrode obtained by forming a mixed powder containing at least beta-type nickel oxyhydroxide serving as a positive electrode active material and graphite powder into a hollow cylindrical shape, and disposing the positive electrode on the outer periphery.
In a nickel zinc battery, a negative electrode containing zinc, which is a negative electrode active material, and an electrolytic solution is disposed at the center, and a separator is disposed between the positive electrode and the negative electrode. A nickel-zinc battery, being nickel hydroxide.
カリ土類金属の水酸化物もしくは酸化物から選ばれる1
種類以上の化合物が添加されてなることを特徴とする請
求項13記載のニッケル亜鉛電池。14. The alkaline earth metal compound is selected from hydroxides or oxides of alkaline earth metals.
14. The nickel zinc battery according to claim 13, wherein at least two or more kinds of compounds are added.
r、Baから選ばれる1種類以上の金属からなることを
特徴とする請求項14記載のニッケル亜鉛電池。15. The alkaline earth metal is Ca, Mg, S
The nickel-zinc battery according to claim 14, comprising one or more metals selected from r and Ba.
水酸化ニッケルに対して0.08〜3.0質量%の範囲
にあることを特徴とする請求項15記載のニッケル亜鉛
電池。16. The nickel zinc battery according to claim 15, wherein the alkaline earth metal is in a range of 0.08 to 3.0% by mass with respect to the beta type nickel oxyhydroxide.
子の形状が略球状であることを特徴とする請求項16記
載のニッケル亜鉛電池。17. The nickel zinc battery according to claim 16, wherein the beta-type nickel oxyhydroxide has a substantially spherical particle shape.
ップ密度が2.2〜2.7g/cm3 であり、バルク密
度が1.6〜2.2g/cm3 であることを特徴とする
請求項17記載のニッケル亜鉛電池。18. The beta-type nickel oxyhydroxide has a tap density of 2.2 to 2.7 g / cm 3 and a bulk density of 1.6 to 2.2 g / cm 3. Item 18. The nickel zinc battery according to Item 17.
化ニッケルと黒鉛粉末とを少なくとも含む混合粉末を中
空円筒状にペレット成形した正極を外周部に配置させ、
負極活物質である亜鉛と電解液とを含む負極を中心部に
配し、正極と負極の間にセパレータを配する、ニッケル
亜鉛電池において、希土類元素化合物を粒子内に含有さ
せるベータ型オキシ水酸化ニッケルであることを特徴と
するニッケル亜鉛電池。19. A positive electrode obtained by pelletizing a mixed powder containing at least a beta-type nickel oxyhydroxide as a positive electrode active material and graphite powder into a hollow cylindrical shape is disposed on an outer peripheral portion,
In a nickel zinc battery, a negative electrode containing zinc, which is a negative electrode active material, and an electrolytic solution is disposed at the center, and a separator is disposed between the positive electrode and the negative electrode. A nickel-zinc battery, being nickel.
の水酸化物もしくは酸化物から選ばれる1種類以上の化
合物が添加されてなることを特徴とする請求項19記載
のニッケル亜鉛電池。20. The nickel zinc battery according to claim 19, wherein at least one compound selected from a hydroxide or an oxide of the rare earth element is added as the rare earth element compound.
から選ばれる1種類以上の元素からなることを特徴とす
る請求項20記載のニッケル亜鉛電池。21. The rare earth element is Y, Yb, Er, Gd.
21. The nickel zinc battery according to claim 20, comprising at least one element selected from the group consisting of:
ニッケルに対して0.08〜3.1質量%の範囲にある
ことを特徴とする請求項21記載のニッケル亜鉛電池。22. The nickel zinc battery according to claim 21, wherein the rare earth element is in a range of 0.08 to 3.1% by mass with respect to the beta type nickel oxyhydroxide.
子の形状が略球状であることを特徴とする請求項22記
載のニッケル亜鉛電池。23. The nickel zinc battery according to claim 22, wherein the beta-type nickel oxyhydroxide has a substantially spherical particle shape.
ップ密度が2.2〜2.7g/cm3 であり、バルク密
度が1.6〜2.2g/cm3 であることを特徴とする
請求項23記載のニッケル亜鉛電池。24. The beta-type nickel oxyhydroxide has a tap density of 2.2 to 2.7 g / cm 3 and a bulk density of 1.6 to 2.2 g / cm 3. Item 24. A nickel zinc battery according to Item 23.
チウム、バリウムのうちの1種類以上の元素を含有する
ベータ型オキシ水酸化ニッケル。25. A beta-type nickel oxyhydroxide containing at least one element of magnesium, calcium, strontium and barium.
化ニッケルは、以下の特徴を有する。 (イ)ベータ型オキシ水酸化ニッケルは、マグネシウ
ム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムのうちの1
種類以上の元素を合計で0.01〜30質量%含有す
る。26. The beta-type nickel oxyhydroxide according to claim 25 has the following characteristics. (A) Beta-type nickel oxyhydroxide is one of magnesium, calcium, strontium, and barium.
More than one kind of elements are contained in a total amount of 0.01 to 30% by mass.
化ニッケルは、以下のことを特徴とする。 (イ)ベータ型オキシ水酸化ニッケルは、粒子の形状が
略球状である。27. The beta-type nickel oxyhydroxide according to claim 26, is characterized by the following. (A) The beta-type nickel oxyhydroxide has a substantially spherical particle shape.
化ニッケルは、以下のことを特徴とする。 (イ)ベータ型オキシ水酸化ニッケルは、タップ密度が
1.8〜2.7(g/cm3 )であり、バルク密度が
1.4〜2.2(g/cm3 )である。28. The beta-type nickel oxyhydroxide according to claim 27 is characterized by the following. (A) The beta-type nickel oxyhydroxide has a tap density of 1.8 to 2.7 (g / cm 3 ) and a bulk density of 1.4 to 2.2 (g / cm 3 ).
化ニッケルの製造方法。 (イ)マグネシウム塩、カルシウム塩、ストロンチウム
塩、バリウム塩のうちの1種類以上の金属塩を含む、ニ
ッケル塩水溶液にアルカリ水溶液を加えて、マグネシウ
ム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムのうちの1
種類以上の元素を含有する水酸化ニッケルを合成する第
1の工程。 (ロ)上記水酸化ニッケルを、次亜塩素酸塩を含むアル
カリ液相中で酸化させ、ベータ型オキシ水酸化ニッケル
を合成する第2の工程。29. A method for producing beta-type nickel oxyhydroxide, comprising the following steps. (A) adding an aqueous alkali solution to an aqueous nickel salt solution containing at least one metal salt of a magnesium salt, a calcium salt, a strontium salt, and a barium salt to obtain one of magnesium, calcium, strontium, and barium;
First step of synthesizing nickel hydroxide containing more than one kind of element. (B) A second step of oxidizing the nickel hydroxide in an alkaline liquid phase containing hypochlorite to synthesize beta-type nickel oxyhydroxide.
化ニッケルの製造方法は、以下のことを特徴とする。 (イ)水酸化ニッケルは、粒子の形状が略球状である。30. The method for producing beta-type nickel oxyhydroxide according to claim 29, is characterized by the following. (A) Nickel hydroxide has a substantially spherical particle shape.
化ニッケルの製造方法は、以下のことを特徴とする。 (イ)ベータ型オキシ水酸化ニッケルは、粒子の形状が
略球状である。31. A method for producing beta-type nickel oxyhydroxide according to claim 30, characterized in that: (A) The beta-type nickel oxyhydroxide has a substantially spherical particle shape.
化ニッケルの製造方法は、以下のことを特徴とする。 (イ)ベータ型オキシ水酸化ニッケルは、マグネシウ
ム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムのうちの1
種類以上の元素を合計で0.01〜30質量%含有す
る。32. A method for producing beta-type nickel oxyhydroxide according to claim 31, characterized in that: (A) Beta-type nickel oxyhydroxide is one of magnesium, calcium, strontium, and barium.
More than one kind of elements are contained in a total amount of 0.01 to 30% by mass.
る正極活物質において、以下のことを特徴とする正極活
物質。 (イ)ベータ型オキシ水酸化ニッケルは、マグネシウ
ム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムのうちの1
種類以上の元素を含有する。33. A positive electrode active material comprising beta-type nickel oxyhydroxide, characterized by the following. (A) Beta-type nickel oxyhydroxide is one of magnesium, calcium, strontium, and barium.
Contains more than one element.
の特徴を有する。 (イ)ベータ型オキシ水酸化ニッケルは、マグネシウ
ム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムのうちの1
種類以上の元素を合計で0.01〜30質量%含有す
る。34. The positive electrode active material according to claim 33 has the following characteristics. (A) Beta-type nickel oxyhydroxide is one of magnesium, calcium, strontium, and barium.
More than one kind of elements are contained in a total amount of 0.01 to 30% by mass.
のことを特徴とする。 (イ)ベータ型オキシ水酸化ニッケルは、粒子の形状が
略球状である。35. The positive electrode active material according to claim 34, is characterized by the following. (A) The beta-type nickel oxyhydroxide has a substantially spherical particle shape.
のことを特徴とする。 (イ)ベータ型オキシ水酸化ニッケルは、タップ密度が
1.8〜2.7(g/cm3 )であり、バルク密度が
1.4〜2.2(g/cm3 )である。36. The positive electrode active material according to claim 35, is characterized by the following. (A) The beta-type nickel oxyhydroxide has a tap density of 1.8 to 2.7 (g / cm 3 ) and a bulk density of 1.4 to 2.2 (g / cm 3 ).
化ニッケルと黒鉛粉末とを少なくとも含む混合粉末を中
空円筒状にペレット成形した正極を外周部に配置させ、
負極活物質である亜鉛と電解液とを含む負極を中心部に
配し、正極と負極の間にセパレータを配する、ニッケル
亜鉛電池において、以下のことを特徴とするニッケル亜
鉛電池。 (イ)ベータ型オキシ水酸化ニッケルは、マグネシウ
ム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムのうちの1
種類以上の元素を含有する。37. A positive electrode obtained by forming a mixed powder containing at least a beta-type nickel oxyhydroxide serving as a positive electrode active material and graphite powder into a hollow cylindrical shape, and disposing the positive electrode on the outer periphery.
A nickel-zinc battery in which a negative electrode containing zinc, which is a negative electrode active material, and an electrolyte is disposed at a central portion, and a separator is disposed between the positive electrode and the negative electrode. (A) Beta-type nickel oxyhydroxide is one of magnesium, calcium, strontium, and barium.
Contains more than one element.
は、以下の特徴を有する。 (イ)ベータ型オキシ水酸化ニッケルは、マグネシウ
ム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムのうちの1
種類以上の元素を合計で0.01〜30質量%含有す
る。38. The nickel zinc battery according to claim 37 has the following features. (A) Beta-type nickel oxyhydroxide is one of magnesium, calcium, strontium, and barium.
More than one kind of elements are contained in a total amount of 0.01 to 30% by mass.
は、以下のことを特徴とする。 (イ)ベータ型オキシ水酸化ニッケルは、粒子の形状が
略球状である。39. The nickel zinc battery according to claim 38, is characterized by the following. (A) The beta-type nickel oxyhydroxide has a substantially spherical particle shape.
は、以下のことを特徴とする。 (イ)ベータ型オキシ水酸化ニッケルは、タップ密度が
1.8〜2.7(g/cm3 )であり、バルク密度が
1.4〜2.2(g/cm3 )である。40. A nickel zinc battery according to claim 39, characterized by the following. (A) The beta-type nickel oxyhydroxide has a tap density of 1.8 to 2.7 (g / cm 3 ) and a bulk density of 1.4 to 2.2 (g / cm 3 ).
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