JP2003045422A - Alkaline storage battery - Google Patents
Alkaline storage batteryInfo
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、アルカリ蓄電池に
関し、さらに詳しくは、正極の利用率が高く、高温貯蔵
での回復率が高く、かつ高温雰囲気中でのサイクル特性
が優れたアルカリ蓄電池に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an alkaline storage battery, and more particularly to an alkaline storage battery having a high positive electrode utilization rate, a high recovery rate in high temperature storage, and excellent cycle characteristics in a high temperature atmosphere.
【0002】[0002]
【従来の技術】アルカリ蓄電池用の正極としては、ニッ
ケル粉末をニッケルの焼結基板中の細孔に含浸させて活
物質を充填した焼結式の正極と、活物質である水酸化ニ
ッケルをバインダー、増粘剤などとともに水または溶剤
に分散して正極合剤含有ペーストを調製し、それを集電
体となる金属発泡体などの金属多孔体からなる導電性基
材に塗布、充填し、乾燥する工程を経て製造される非焼
結式の正極とがある。前者の焼結式正極では焼結基板の
導電性が高いため、活物質の利用率が優れているもの
の、焼結基板の多孔度を増加させることが困難なため、
水酸化ニッケルの充填量を増加させることができず、そ
のため、高容量化が達成しにくく、しかも、ニッケル粒
子間の結合力が弱いため、多孔度の大きい焼結基板を用
いると活物質が脱落しやすいという問題があった。2. Description of the Related Art As a positive electrode for an alkaline storage battery, a sintered positive electrode in which nickel powder is impregnated into pores in a sintered substrate of nickel and filled with an active material, and nickel hydroxide as an active material are used as a binder. , Prepare a positive electrode mixture-containing paste by dispersing it in water or a solvent together with a thickener, apply it to a conductive base material made of a metal porous body such as a metal foam serving as a current collector, fill it, and dry it. There is a non-sintered positive electrode manufactured through the process. In the former sintered type positive electrode, since the conductivity of the sintered substrate is high, the utilization rate of the active material is excellent, but it is difficult to increase the porosity of the sintered substrate.
Since it is not possible to increase the filling amount of nickel hydroxide, it is difficult to achieve high capacity, and since the binding force between nickel particles is weak, the active material drops off when a sintered substrate with high porosity is used. There was a problem that it was easy to do.
【0003】そのため、後者の非焼結式正極が水素化物
二次電池用の正極として提案されており、この非焼結式
正極では、活物質である水酸化ニッケルの充填密度を高
くすることができるとともに、その製造も容易であると
いう利点を有するものの、水酸化ニッケルと基材との間
の距離が長いため、導電性が低くなって活物質の利用率
が低くなるという問題があった。Therefore, the latter non-sintered positive electrode has been proposed as a positive electrode for a hydride secondary battery. In this non-sintered positive electrode, the packing density of nickel hydroxide as an active material can be increased. Although it has the advantage that it can be produced and is easy to manufacture, it has a problem that since the distance between the nickel hydroxide and the base material is long, the conductivity is low and the utilization rate of the active material is low.
【0004】そこで、非焼結式正極では、利用率を高め
て高容量化を達成すべく、その正極中に金属コバルトま
たは一酸化コバルトや水酸化コバルトなどのコバルト化
合物を導電助剤として添加することが提案されている。
これらのコバルト系添加剤はアルカリ電解液中で充電時
に酸化され、オキシ水酸化コバルトなどの高次のコバル
ト酸化物となって水酸化ニッケルの粒子間を電気的に接
続する導電性ネットワークを形成することが知られてい
る。Therefore, in the non-sintered positive electrode, metallic cobalt or a cobalt compound such as cobalt monoxide or cobalt hydroxide is added as a conduction aid to the positive electrode in order to increase the utilization factor and achieve a high capacity. Is proposed.
These cobalt-based additives are oxidized in an alkaline electrolyte during charging and become higher-order cobalt oxides such as cobalt oxyhydroxide to form a conductive network that electrically connects particles of nickel hydroxide. It is known.
【0005】しかしながら、上記コバルト系添加剤は正
極中に均一に分散しにくく偏在しやすいため、それより
形成されるネットワークは不均一になりやすく、良好な
導電性を確保しにくい。また、正極全体にネットワーク
を形成させるため、コバルト系添加剤の添加量を増加さ
せると、水酸化ニッケルの充填量が低下することにな
る。そのため、最近では水酸化ニッケルの充填量を低下
させることなく、均一な導電性ネットワークを形成させ
るため、上記のような添加剤としてのコバルトまたはコ
バルト化合物に代えて、あるいは前記添加剤とともに、
あらかじめ水酸化コバルトなどのコバルト化合物で粒子
表面を被覆した水酸化ニッケルを用いることが提案され
ている(特開昭62−234867号公報、特開昭62
−234868号公報、特開平4−4698号公報
他)。また、さらなる高容量化および信頼性の向上を目
的として、アルカリ溶液とコバルト化合物と水酸化ニッ
ケルを混合し、熱処理することによって、高次のコバル
ト化合物を水酸化ニッケルの粒子表面に被覆することも
試みられている(特開平8−148145号公報)。However, since the above cobalt-based additive is difficult to be uniformly dispersed in the positive electrode and is unevenly distributed, the network formed from it tends to be non-uniform and it is difficult to secure good conductivity. Further, since a network is formed on the entire positive electrode, increasing the addition amount of the cobalt-based additive decreases the filling amount of nickel hydroxide. Therefore, recently, without reducing the filling amount of nickel hydroxide, in order to form a uniform conductive network, instead of cobalt or a cobalt compound as an additive as described above, or together with the additive,
It has been proposed to use nickel hydroxide whose particle surface is coated with a cobalt compound such as cobalt hydroxide in advance (Japanese Patent Laid-Open No. 234867/1987 and Japanese Patent Laid-Open No. 62/34867).
-234868, JP-A-4-4698, etc.). Further, for the purpose of further increasing the capacity and improving the reliability, it is also possible to coat the nickel hydroxide particle surface with a higher-order cobalt compound by mixing an alkaline solution, a cobalt compound, and nickel hydroxide and heat-treating them. An attempt has been made (Japanese Patent Laid-Open No. 8-148145).
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような熱処理した水酸化ニッケルを活物質として用いた
非焼結式正極は、利用率および高温貯蔵での導電性ネッ
トワークの耐還元性が優れているものの、高温雰囲気下
でのサイクル試験では室温に比べて正極からのガスの発
生が多くなり、充電効率が低下して活物質の利用率が悪
くなるという問題があった。すなわち、水酸化ニッケル
の充電電位が酸素発生電位と近いため、充電末期になる
と酸素発生と充電反応との競争反応が生じ、水酸化ニッ
ケルの充電が妨げられ、高温雰囲気になるとこれが顕著
になり、高温雰囲気中では、充電効率が低下し、その結
果、水酸化ニッケルの利用率も低下してしまうという問
題があった。However, the non-sintered positive electrode using the heat-treated nickel hydroxide as an active material as described above is excellent in the utilization factor and the reduction resistance of the conductive network at high temperature storage. However, in a cycle test under a high temperature atmosphere, there is a problem that more gas is generated from the positive electrode than at room temperature, the charging efficiency is lowered and the utilization rate of the active material is deteriorated. That is, since the charging potential of nickel hydroxide is close to the oxygen generation potential, a competitive reaction between oxygen generation and the charging reaction occurs at the end of charging, which hinders the charging of nickel hydroxide and becomes noticeable in a high temperature atmosphere. In a high temperature atmosphere, there is a problem that the charging efficiency is reduced and, as a result, the utilization rate of nickel hydroxide is also reduced.
【0007】そこで、充電効率を向上させるために、電
解液中に水酸化リチウムや水酸化ナトリウムなどを添加
したり、正極中に水酸化カルシウム、酸化カルシウム、
酸化亜鉛、水酸化カドミウムなどを添加したり、水酸化
ニッケルにSr、Sc、Al、Ga、Ti、Zr、N
b、Bi、Mo、Ag、Sn、Sb、V、Cr、Mn、
Fe、Cuなどを固溶することが提案されている(特開
平10−40948号公報、特開平10−149821
号公報)。しかしながら、水酸化カルシウムや酸化カル
シウムなどの正極中への添加は正極合剤含有ペーストの
調製時にダマ(塊り)を生じやすく、そのため、均一な
ペーストを調製することができないという問題があり、
また、正極への酸化亜鉛などの添加は高率放電特性や低
温高率放電での正極の利用率を低下させるという問題が
あり、水酸化ニッケルへのSrなどの金属元素の固溶は
物性を大きく変化させるため、製造上の点から難しいと
いう問題があった。Therefore, in order to improve the charging efficiency, lithium hydroxide, sodium hydroxide or the like is added to the electrolytic solution, or calcium hydroxide, calcium oxide,
Add zinc oxide, cadmium hydroxide, etc., or add Sr, Sc, Al, Ga, Ti, Zr, N to nickel hydroxide.
b, Bi, Mo, Ag, Sn, Sb, V, Cr, Mn,
It has been proposed to form a solid solution of Fe, Cu, etc. (Japanese Patent Laid-Open Nos. 10-40948 and 10-149821.
Issue). However, addition of calcium hydroxide or calcium oxide to the positive electrode is liable to cause lumps (lumps) during preparation of the positive electrode mixture-containing paste, and therefore, there is a problem that a uniform paste cannot be prepared.
In addition, there is a problem that addition of zinc oxide or the like to the positive electrode lowers the high rate discharge characteristics and the utilization rate of the positive electrode at low temperature and high rate discharge, and the solid solution of a metal element such as Sr in nickel hydroxide has physical properties. Since there is a large change, there is a problem in that it is difficult from a manufacturing point of view.
【0008】また、正極中にイッテルビウム化合物、イ
ットリウム化合物、希土類化合物などを添加することが
提案されているが(特開平9−265981号公報、特
開平10−106556号公報)、これらの化合物の添
加は、高温での充電効率に効果を奏するものの、これら
の化合物はアルカリ水溶液に溶解しにくく、電池内でコ
バルトの導電性ネットワークを形成する時に、偏在して
存在するため、その効果を充分に発揮していないものと
考えられる。また、上記化合物が偏在して存在すると、
電池内でのコバルト化合物による導電性ネットワーク形
成時に不均一な導電性ネットワークが形成されてしま
い、利用率やサイクル特性が悪いという問題があった。Although it has been proposed to add a ytterbium compound, a yttrium compound, a rare earth compound, etc. to the positive electrode (Japanese Patent Laid-Open Nos. 9-265981 and 10-106556), addition of these compounds is proposed. Has an effect on charging efficiency at high temperature, but these compounds are difficult to dissolve in an alkaline aqueous solution, and when the conductive network of cobalt is formed in the battery, they are unevenly distributed, so that effect is sufficiently exerted. It is considered that they have not done it. Further, when the above compound is unevenly distributed,
There was a problem that a non-uniform conductive network was formed when the conductive network was formed by the cobalt compound in the battery, resulting in poor utilization and cycle characteristics.
【0009】本発明は、上記のような従来技術の問題点
を解決し、正極の利用率および高温貯蔵での回復率が高
く、かつ高温雰囲気中での充電効率を向上させることに
よって高温雰囲気中でのサイクル特性が優れたアルカリ
蓄電池を提供することを目的とする。The present invention solves the problems of the prior art as described above, has a high utilization factor of the positive electrode and a high recovery rate at high temperature storage, and improves the charging efficiency in a high temperature atmosphere to improve the charging efficiency in a high temperature atmosphere. It is an object of the present invention to provide an alkaline storage battery having excellent cycle characteristics in.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明は、水酸化ニッケ
ルを活物質とする非焼結式の正極、水素吸蔵合金を活物
質とする負極、セパレータおよび電解液を有するアルカ
リ蓄電池において、前記水酸化ニッケルは粒子表面の水
酸化ニッケル中のニッケルの一部を3価にし、その粒子
表面をナトリウムを含むコバルト酸化物で被覆したもの
からなり、正極中に少なくともコバルト化合物とイット
リウム族元素化合物とを添加し、そのコバルト化合物と
イットリウム族元素化合物をアルカリ水溶液で酸化処理
することによって、上記課題を解決したものである。The present invention provides an alkaline storage battery having a non-sintered positive electrode having nickel hydroxide as an active material, a negative electrode having a hydrogen storage alloy as an active material, a separator and an electrolytic solution. Nickel oxide is composed of nickel hydroxide on the surface of the particles, in which a part of nickel is trivalent, and the surface of the particles is coated with a cobalt oxide containing sodium. The positive electrode contains at least a cobalt compound and a yttrium group element compound. The above problem is solved by adding and oxidizing the cobalt compound and the yttrium group element compound with an aqueous alkali solution.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】つぎに、本発明において、粒子表
面の水酸化ニッケル中のニッケルの一部が3価のニッケ
ルで構成され、かつ該粒子表面がナトリウムを含むコバ
ルト酸化物で被覆された水酸化ニッケルを正極活物質と
して用い、正極中に少なくともコバルト化合物とイット
リウム族元素化合物が添加され、かつ、そのコバルト化
合物とイットリウム族元素化合物がアルカリ水溶液で酸
化処理されていることによって、正極の利用率および高
温貯蔵での回復率が高くなり、高温雰囲気中でのサイク
ル特性が向上する理由について詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, in the present invention, a part of nickel in nickel hydroxide on the particle surface is composed of trivalent nickel, and the particle surface is coated with a cobalt oxide containing sodium. Using nickel hydroxide as a positive electrode active material, at least a cobalt compound and a yttrium group element compound are added to the positive electrode, and the cobalt compound and the yttrium group element compound are oxidized by an alkaline aqueous solution, so that the positive electrode can be used. Rate and recovery rate at high temperature storage, and the reason why cycle characteristics in high temperature atmosphere are improved will be described in detail.
【0012】水酸化ニッケルの粒子表面にコバルト化合
物を被覆する際、水酸化ニッケルと水酸化コバルトとア
ルカリ水溶液をある一定の割合で混合し、空気中で攪拌
しながら乾燥することにより、粒子表面に高次のコバル
ト化合物を被覆することができる。このコバルト化合物
の被覆によって正極の利用率および高温貯蔵での回復率
を向上させることができる。しかし、高温雰囲気中で
は、充電時に正極から発生した酸素ガスにより正極の膨
潤が生じたり、負極から発生した水素ガスによりコバル
ト化合物の導電性ネットワークが崩壊するため集電効果
が低下し、サイクル特性が悪くなる。When the surface of nickel hydroxide particles is coated with a cobalt compound, nickel hydroxide, cobalt hydroxide and an alkaline aqueous solution are mixed at a certain ratio and dried in air with stirring to obtain a particle surface. Higher order cobalt compounds can be coated. By coating with this cobalt compound, the utilization rate of the positive electrode and the recovery rate at high temperature storage can be improved. However, in a high-temperature atmosphere, the positive electrode swells due to the oxygen gas generated from the positive electrode during charging, or the conductive network of the cobalt compound collapses due to the hydrogen gas generated from the negative electrode, which reduces the current collection effect and improves cycle characteristics. become worse.
【0013】そこで、本発明者らは、水酸化ニッケルの
粒子表面に高次のコバルト化合物を被覆する際、水酸化
ニッケルの粒子表面の水酸化ニッケル中のニッケル(以
下、この水酸化ニッケルの粒子表面における「水酸化ニ
ッケル中のニッケル」を簡略化して「ニッケル」とい
う)の一部を3価にし、その3価にした水酸化ニッケル
の粒子表面をナトリウムを含むコバルト酸化物で被覆す
ることにより、高温雰囲気中でのサイクル特性を向上さ
せることができることを見出した。また、正極の製造に
あたり、上記水酸化ニッケルに、水酸化コバルト、酸化
コバルトなどのコバルト化合物とイットリウム、イッテ
ルビウムなどのイットリウム族元素化合物を添加し、ア
ルカリ水溶液を用いて正極の酸化処理を行うことによっ
て、高温雰囲気中でのサイクル特性をさらに向上させる
ことができたのである。Therefore, the inventors of the present invention, when coating the surface of the nickel hydroxide particles with a higher-order cobalt compound, the nickel in the nickel hydroxide on the surface of the nickel hydroxide particles (hereinafter referred to as the nickel hydroxide particles). By simplifying “nickel in nickel hydroxide” on the surface to “trivalent” part of “nickel” and coating the particle surface of the trivalent nickel hydroxide with cobalt oxide containing sodium It was found that the cycle characteristics can be improved in a high temperature atmosphere. Further, in the production of the positive electrode, cobalt hydroxide, cobalt compounds such as cobalt oxide and yttrium, yttrium group element compounds such as ytterbium are added to the nickel hydroxide, and the positive electrode is oxidized using an alkaline aqueous solution. The cycle characteristics in the high temperature atmosphere could be further improved.
【0014】まず、水酸化ニッケルの粒子表面のニッケ
ルの一部を3価にするには、水酸化ニッケルと過酸化水
素などの酸化剤を一定割合で添加したアルカリ水溶液を
混合し、減圧下で乾燥することにより水酸化ニッケルの
粒子表面のニッケルの一部を3価にすることができる。
そして、その乾燥後、上記水酸化ニッケルに、一定量の
水酸化コバルトと水酸化ナトリウム水溶液とを添加して
混合し、乾燥させることにより水酸化ニッケルの粒子表
面をナトリウムを含むコバルト酸化物で被覆することが
できる。従来のように、水酸化ニッケルの粒子表面のニ
ッケルの一部を3価にすることなく、その粒子表面を高
次のコバルト化合物で被覆した場合には、コバルト化合
物と水酸化ニッケルとの密着性が充分でなく、高温雰囲
気中でのガス発生によりコバルト化合物の導電性ネット
ワークが崩壊しやすかったが、水酸化ニッケルの粒子表
面のニッケルの一部が3価になっていることによって、
コバルト酸化物との密着性が向上し、また、電池内のア
ルカリ電解液と接触することにより、さらに密着性が向
上する。First, in order to make part of the nickel on the surface of the nickel hydroxide particles trivalent, nickel hydroxide and an alkaline aqueous solution to which an oxidizing agent such as hydrogen peroxide is added at a fixed ratio are mixed and the mixture is decompressed under reduced pressure. By drying, a part of nickel on the surface of nickel hydroxide particles can be made trivalent.
Then, after the drying, a certain amount of cobalt hydroxide and an aqueous solution of sodium hydroxide are added to and mixed with the nickel hydroxide, and the particles of nickel hydroxide are coated with a cobalt oxide containing sodium by drying. can do. If the surface of the nickel hydroxide particles is coated with a high-order cobalt compound without partially changing the nickel on the surface of the nickel hydroxide particles to trivalent, the adhesion between the cobalt compound and nickel hydroxide Was insufficient, and the conductive network of the cobalt compound was likely to collapse due to gas generation in a high-temperature atmosphere, but due to the fact that part of the nickel on the nickel hydroxide particle surface became trivalent,
The adhesion with the cobalt oxide is improved, and the contact with the alkaline electrolyte in the battery further improves the adhesion.
【0015】上記の目的で使用するアルカリ水溶液は濃
度が20〜50重量%の水酸化ナトリウム水溶液が好ま
しく、酸化剤は過酸化水素などで、その酸化剤の添加量
は1〜10重量%が好ましい。すなわち、酸化剤の添加
量を1重量%以上にすることによって、生産性を低下さ
せることなく水酸化ニッケルの粒子表面のニッケルの一
部を3価にすることができ、また、アルカリ水溶液への
酸化剤の添加量を10重量%以下にすることによって、
水酸化ニッケルの酸化が急激に進みすぎるのを防止し
て、目的とする水酸化ニッケルを均一な状態で得ること
ができる。すなわち、アルカリ水溶液への酸化剤の添加
量を1〜10重量%にすることによって、生産性を低下
させることなく、粒子表面のニッケルの一部が3価にな
った水酸化ニッケルを均一な状態で得ることができる。The alkaline aqueous solution used for the above purpose is preferably a sodium hydroxide aqueous solution having a concentration of 20 to 50% by weight, the oxidizing agent is hydrogen peroxide, etc., and the addition amount of the oxidizing agent is preferably 1 to 10% by weight. . That is, when the addition amount of the oxidizing agent is 1% by weight or more, a part of nickel on the surface of the nickel hydroxide particles can be made trivalent without lowering the productivity, and the amount of nickel added to the alkaline aqueous solution can be increased. By adjusting the addition amount of the oxidizing agent to 10% by weight or less,
It is possible to prevent the oxidation of nickel hydroxide from progressing too rapidly and to obtain the desired nickel hydroxide in a uniform state. That is, by adjusting the amount of the oxidizing agent added to the alkaline aqueous solution to 1 to 10% by weight, nickel hydroxide in which a part of the nickel on the particle surface becomes trivalent can be uniformly formed without lowering the productivity. Can be obtained at
【0016】そして、上記のように酸化剤を添加した酸
化剤添加アルカリ水溶液の水酸化ニッケルに対する量
は、水酸化ニッケル100重量部に対し上記酸化剤添加
アルカリ水溶液が3〜10重量部が好ましい。この範囲
内にあれば、適度の乾燥時間で反応を終了させることが
できる。乾燥時の真空度は133Pa〜66.5kPa
の範囲内が好ましい。水酸化ニッケルは表面に細孔を有
するので、適度の真空度にすることにより、上記酸化剤
添加アルカリ水溶液が細孔まで浸入して水酸化ニッケル
の表面を酸化することができる。その際、真空度が13
3Pa〜66.5kPaの範囲内にあると、乾燥時に水
酸化ニッケルの粉末の飛散を防止しつつ、酸化剤添加ア
ルカリ水溶液の水酸化ニッケルの細孔までへの浸入を充
分に行わせることができる。そして、上記乾燥時の濃度
は40〜120℃が好ましい。この範囲内であれば、乾
燥に時間がかかりすぎることなく、水酸化ニッケルの熱
分解を防止して、水酸化ニッケルの表面を3価にするこ
とができる。The amount of the oxidizing agent-added alkaline aqueous solution to which the oxidizing agent is added is preferably 3 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of nickel hydroxide. Within this range, the reaction can be completed within an appropriate drying time. The degree of vacuum during drying is 133 Pa to 66.5 kPa.
The range of is preferable. Since nickel hydroxide has pores on the surface, the surface of nickel hydroxide can be oxidized by allowing the above-mentioned oxidizing agent-added alkaline aqueous solution to penetrate into the pores by setting an appropriate degree of vacuum. At that time, the degree of vacuum is 13
When it is in the range of 3 Pa to 66.5 kPa, it is possible to prevent the powder of nickel hydroxide from scattering at the time of drying and to sufficiently infiltrate the pores of nickel hydroxide into the alkaline aqueous solution containing the oxidizing agent. . And, the concentration during the drying is preferably 40 to 120 ° C. Within this range, the thermal decomposition of nickel hydroxide can be prevented and the surface of nickel hydroxide can be made trivalent without taking too long to dry.
【0017】上記乾燥後、水酸化ニッケルに対して、水
酸化コバルトと水酸化ナトリウム水溶液とを添加し、混
合しながら乾燥する。その際、水酸化ナトリウム中の水
酸化ナトリウムの濃度は20〜50重量%が好ましく、
また、水酸化コバルトとこの水酸化ナトリウム水溶液の
添加量は、水酸化ニッケル100重量部に対して水酸化
コバルトが2〜8重量部、上記濃度が20〜50重量%
の水酸化ナトリウム水溶液が2〜20重量部が好まし
い。水酸化コバルトの添加量を上記のように水酸化ニッ
ケル100重量部に対して2〜8重量部とすることによ
って、水酸化コバルトによる均一な被覆を達成しつつ、
水酸化コバルトの被覆量の多すぎによる水酸化ニッケル
量の減少を抑制して必要な水酸化ニッケル量を確保する
ことができる。また、水酸化ナトリウムの濃度を20〜
50重量%にし、該水酸化ナトリウム水溶液の添加量を
水酸化ニッケル100重量部に対して2〜20重量部の
範囲にすることによって、乾燥に時間がかかりすぎるこ
となく、水酸化コバルトの反応が急激に生じるのを抑制
して、ナトリウムを含むコバルト酸化物の均一な被覆を
達成することができる。After the above-mentioned drying, cobalt hydroxide and an aqueous solution of sodium hydroxide are added to nickel hydroxide and dried while mixing. At that time, the concentration of sodium hydroxide in sodium hydroxide is preferably 20 to 50% by weight,
Further, cobalt hydroxide and the sodium hydroxide aqueous solution are added in an amount of 2 to 8 parts by weight of cobalt hydroxide and 20 to 50% by weight of the above with respect to 100 parts by weight of nickel hydroxide.
2 to 20 parts by weight is preferable. By setting the addition amount of cobalt hydroxide to 2 to 8 parts by weight with respect to 100 parts by weight of nickel hydroxide as described above, while achieving uniform coating with cobalt hydroxide,
A required amount of nickel hydroxide can be secured by suppressing a decrease in the amount of nickel hydroxide due to an excessive amount of cobalt hydroxide coated. Also, the concentration of sodium hydroxide is 20 to
By adjusting the amount of the sodium hydroxide aqueous solution to 50% by weight and the addition amount of the aqueous sodium hydroxide solution to the range of 2 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of nickel hydroxide, the reaction of cobalt hydroxide can be performed without taking too long time for drying. It is possible to suppress the sudden occurrence and achieve a uniform coating of cobalt oxide containing sodium.
【0018】ここで、ナトリウムを含むコバルト酸化物
粒子により粒子表面が被覆される水酸化ニッケルとして
は、コバルトおよび亜鉛が固溶したものが好ましい。こ
れは、上記コバルト酸化物の析出形態は水酸化ニッケル
の組成、結晶性、細孔構造などの影響を受け、コバルト
および亜鉛が固溶した水酸化ニッケルを用いた場合に
は、粒子表面を被覆するコバルト酸化物粒子の厚みのバ
ラツキが少なくなり、水酸化ニッケルの粒子表面への被
覆率が高くなって、正極の利用率が向上するからであ
る。Here, the nickel hydroxide whose particle surface is coated with cobalt oxide particles containing sodium is preferably a solid solution of cobalt and zinc. This is because the precipitation form of the cobalt oxide is affected by the composition, crystallinity, and pore structure of nickel hydroxide, and when nickel hydroxide in which cobalt and zinc are in solid solution is used, the particle surface is coated. This is because variations in the thickness of the cobalt oxide particles are reduced, the coverage rate of nickel hydroxide on the particle surface is increased, and the utilization rate of the positive electrode is improved.
【0019】前記コバルトおよび亜鉛の水酸化ニッケル
への固溶量としては、それぞれ0.5〜2重量%(水酸
化ニッケル100重量部に対してコバルトが0.5〜2
重量部の割合)および0.5〜5重量%(水酸化ニッケ
ル100重量部に対して亜鉛が0.5〜5重量部の割
合)とすることが好ましい。また、水酸化ニッケルは微
細な細孔構造を有する粒子であることが好ましく、特に
細孔半径のピーク値が0.8nm以下であるものが好ま
しい。なお、前記細孔半径は、窒素吸着法(ユアサアイ
オニクス、オートソープ1)で試料1gを80℃で1.
33Pa以下まで真空吸引する前処理を行ったものを測
定細孔径0.1〜10nm(MP+BJH法)、測定時
間120分で、相対圧力(P/P0 )0.995以上ま
で窒素ガスを吸着させた後、脱離側で測定した時の値で
表している。The amount of cobalt and zinc dissolved in nickel hydroxide is 0.5 to 2% by weight (0.5 to 2% of cobalt based on 100 parts by weight of nickel hydroxide).
Parts by weight) and 0.5 to 5% by weight (ratio of zinc to 0.5 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of nickel hydroxide). Further, nickel hydroxide is preferably particles having a fine pore structure, and particularly preferably particles having a peak value of pore radius of 0.8 nm or less. The pore radius was 1. 1 g of a sample of 1 g at 80 ° C. by the nitrogen adsorption method (Yuasa Ionics, Autosoap 1).
What pre-treated by vacuum suction to 33 Pa or less was measured, and nitrogen gas was adsorbed to a relative pressure (P / P 0 ) of 0.995 or more at a measurement pore size of 0.1 to 10 nm (MP + BJH method) and a measurement time of 120 minutes. It is expressed by the value when measured on the desorption side after
【0020】水酸化ニッケルの粒子表面を被覆するナト
リウムを含むコバルト酸化物の価数はコバルト換算で
2.6〜3.1であることが好ましい。上記価数を2.
6以上にすることによって、電池を高温で貯蔵した時に
還元されやすくなるのを防止して、高温貯蔵特性を適正
に保ち、また、価数を3.1以下にすることによって、
ニッケルの酸化分が増えるのを防止して、正極の利用率
の高さを適正に保持することができる。なお、得られた
水酸化ニッケルの粒子表面を被覆するナトリウムを含む
コバルト酸化物のコバルト換算での価数は以下のように
して測定した。すなわち、試料0.25gを0.025
mol/lのモール塩(10重量%CH3COOH含
有)100mlに浸漬し、1時間攪拌して、その後、6
mol/lの硫酸10mlを添加し、0.025mol
/lの過マンガン酸カリウム水溶液で滴定して、3価の
コバルトの定量を行う。その際、測定した結果に3価の
ニッケルによる値が重畳している可能性があるため、あ
らかじめ処理前の正極について3価のニッケルの量を求
めておき、その測定値より3価のニッケルの量を差し引
いて3価のコバルトの量を求める。また、事前に正極中
のコバルトの総量を原子吸光分析により求め、その量か
ら3価のコバルトの量を差し引き2価のコバルトの量と
する。The valence of the cobalt oxide containing sodium which coats the surface of the nickel hydroxide particles is preferably 2.6 to 3.1 in terms of cobalt. The above valence is 2.
By setting the ratio to 6 or more, it is possible to prevent the battery from being easily reduced when stored at high temperature, maintain the high temperature storage property properly, and set the valence to 3.1 or less,
It is possible to prevent the amount of oxidized nickel from increasing, and to appropriately maintain the high utilization rate of the positive electrode. In addition, the valence in terms of cobalt of the cobalt oxide containing sodium which coat | covers the obtained nickel hydroxide particle surface was measured as follows. That is, 0.25 g of the sample is 0.025
Immerse in 100 ml of mol / l Mohr's salt (containing 10 wt% CH 3 COOH), stir for 1 hour, then
10 ml of mol / l sulfuric acid was added, and 0.025 mol
Trivalent cobalt is quantified by titrating with a 1 / l potassium permanganate aqueous solution. At that time, since the value of trivalent nickel may be superimposed on the measurement result, the amount of trivalent nickel is obtained in advance for the positive electrode before the treatment, and the trivalent nickel content is determined from the measured value. Subtract the amount to obtain the amount of trivalent cobalt. Further, the total amount of cobalt in the positive electrode is obtained in advance by atomic absorption spectrometry, and the amount of trivalent cobalt is subtracted from the amount to obtain the amount of divalent cobalt.
【0021】上記のようにして粒子表面のニッケルの一
部を3価にし、その粒子表面をナトリウムを含むコバル
ト酸化物で被覆した水酸化ニッケルを用いて正極合剤含
有ぺーストを調製する際、ぺースト中にコバルト化合物
を添加する。この導電助剤として添加するコバルト化合
物としては、2価以上の価数を有するコバルトで構成さ
れていることが好ましく、例えば、一酸化コバルト、水
酸化コバルトなどが好ましい。これらはいずれか一方の
みを用いてもよいし、また、両者を併用してもよい。さ
らに、金属製の導電性基材に由来する金属を除いて、コ
バルトはもとよりニッケルなどの金属導電助剤を含まな
い構成とすることが好ましい。本発明においては、この
コバルト化合物は、水酸化ニッケルの重量に対してコバ
ルトの重量で0.5〜5%(すなわち、水酸化ニッケル
100重量部に対してコバルト化合物中のコバルトの重
量で0.5〜5重量部)の範囲で添加することが好まし
い。コバルト化合物の添加量をこの範囲にすることによ
り、正極活物質の充填量の大幅な低下を招くことなく導
電性をさらに高めることが可能になり、さらなる高容量
化を達成できるとともに、高温中でのサイクル特性が優
れたアルカリ蓄電池とすることができる。なお、前記コ
バルト化合物の添加量は、従来のコバルト系導電助剤の
一般的な添加量である6〜20%(ただし、コバルトの
重量として)よりも少なく、高価なコバルト材料費を低
減することができる。When a positive electrode mixture-containing paste is prepared using nickel hydroxide in which a part of nickel on the particle surface is made trivalent as described above and the particle surface is coated with cobalt oxide containing sodium, Add a cobalt compound into the paste. The cobalt compound added as the conductive additive is preferably composed of cobalt having a valence of 2 or more, and for example, cobalt monoxide, cobalt hydroxide or the like is preferable. Only one of these may be used, or both may be used in combination. Furthermore, it is preferable that a metal conductive auxiliary agent such as nickel as well as cobalt is not included, except for a metal derived from a metal conductive base material. In the present invention, the cobalt compound is 0.5 to 5% by weight of cobalt with respect to the weight of nickel hydroxide (that is, 0.1 wt% of cobalt in the cobalt compound is 100 parts by weight of nickel hydroxide). 5 to 5 parts by weight) is preferable. By setting the addition amount of the cobalt compound in this range, it is possible to further increase the conductivity without significantly reducing the filling amount of the positive electrode active material, and it is possible to achieve a further higher capacity and at high temperature. The alkaline storage battery having excellent cycle characteristics can be obtained. It should be noted that the amount of the cobalt compound added is less than the general amount of 6 to 20% (as the weight of cobalt) which is the general amount of the conventional cobalt-based conductive additive, and the cost of expensive cobalt material is reduced. You can
【0022】また、高温雰囲気中でのサイクル特性をさ
らに向上させるために、酸素発生過電圧の高いイットリ
ウム族元素化合物を正極中に添加する。このイットリウ
ム族元素化合物としては、イッテルビウム化合物、イッ
トリウム化合物、エルビウム化合物などが好ましく、そ
の添加量は水酸化ニッケル100gに対してイットリウ
ム元素のモル数で0.0006〜0.05モルが好まし
い。これはイットリウム族元素化合物の添加量を上記範
囲とすることによって、反応抵抗が大きくなって正極の
利用率を低下させるのを防止しつつ、高温雰囲気中での
サイクル特性を向上させることができるからである。Further, in order to further improve the cycle characteristics in a high temperature atmosphere, a yttrium group element compound having a high oxygen generation overvoltage is added to the positive electrode. The yttrium group element compound is preferably a ytterbium compound, an yttrium compound, an erbium compound or the like, and the addition amount thereof is preferably 0.0006 to 0.05 mol in terms of the number of moles of the yttrium element with respect to 100 g of nickel hydroxide. This is because by setting the addition amount of the yttrium group element compound in the above range, it is possible to improve the cycle characteristics in a high temperature atmosphere while preventing the reaction resistance from increasing and decreasing the utilization rate of the positive electrode. Is.
【0023】上記イットリウム族元素化合物におけるイ
ットリウム族元素は、Sc、Y、Eu、Gd、Tb、D
y、Ho、Er、Tm、Yb、Luであり、上記Scは
スカンジウムで、Yはイットリウムで、Euはユウロピ
ウムで、Gdはガドリウムで、Tbはテルビウムで、D
yはジスプロシウムで、Hoはホルミウムで、Erはエ
ルビウム、Tmはツリウム、Ybはイッテルビウム、L
uはルテニウムである。そして、上記イットリウム族元
素化合物としては、例えば、イットリウム族元素化合物
の酸化物、水酸化物などが挙げられる。The yttrium group elements in the yttrium group compound are Sc, Y, Eu, Gd, Tb and D.
y, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, where Sc is scandium, Y is yttrium, Eu is europium, Gd is gadolinium, Tb is terbium, and D is
y is dysprosium, Ho is holmium, Er is erbium, Tm is thulium, Yb is ytterbium, L
u is ruthenium. Examples of the yttrium group element compound include oxides and hydroxides of the yttrium group element compound.
【0024】本発明において、非焼結式正極を製造する
にあたっては、まず、正極合剤含有ぺーストを調製する
必要があるが、その正極合剤含有ぺーストの調製は、前
記粒子表面のニッケルの一部を3価にし、その粒子表面
をナトリウムを含むコバルト酸化物で被覆した水酸化ニ
ッケルからなる正極活物質、コバルト化合物、イットリ
ウム族元素化合物、例えばカルボキシメチルセルロース
などの増粘剤、例えばポリテトラフルオロエチレンなど
のバインダーなどを水または溶剤の存在下で混合するこ
とによって行われる。In the present invention, in producing a non-sintered positive electrode, it is necessary to first prepare a positive electrode mixture-containing paste, and the positive electrode mixture-containing paste is prepared by nickel on the surface of the particles. Of a positive electrode active material made of nickel hydroxide whose part is trivalent and whose surface is coated with a cobalt oxide containing sodium, a cobalt compound, a yttrium group element compound, for example, a thickener such as carboxymethyl cellulose, for example, polytetrahydrofuran. It is carried out by mixing a binder such as fluoroethylene in the presence of water or a solvent.
【0025】そして、非焼結式正極は、上記のように調
製された正極合剤含有ぺーストをニッケル発泡体などの
金属多孔体からなる導電性基材に塗布、充填し、乾燥し
て正極合剤層を形成し、加圧成形する工程を経由するこ
とによって製造される。つまり、前記の乾燥により正極
合剤含有ぺースト中に含まれている水、溶剤などの揮発
成分が除去され、多孔質の導電性基材の孔内に正極合剤
の一部が充填されるとともに、導電性基材の表面に正極
合剤の薄い層が形成され、この正極合剤層を加圧成形す
る工程を経由することによって、非焼結式正極が製造さ
れる。なお、本発明においてコバルト化合物やイットリ
ウム族元素化合物を正極に添加していると表現している
が、これは上記の記載からも明らかなように、正極合剤
中にコバルト化合物やイットリウム族元素化合物を添加
していることを意味している。The non-sintered positive electrode is prepared by applying the positive electrode mixture-containing paste prepared as described above to a conductive base material made of a metal porous material such as nickel foam, filling and drying the positive electrode. It is manufactured by forming a mixture layer and performing a pressure molding process. That is, volatile components such as water and solvent contained in the positive electrode mixture-containing paste are removed by the above-mentioned drying, and a part of the positive electrode mixture is filled in the pores of the porous conductive base material. At the same time, a thin layer of the positive electrode mixture is formed on the surface of the conductive base material, and the non-sintered positive electrode is manufactured by way of the step of press-molding this positive electrode mixture layer. In the present invention, the cobalt compound and the yttrium group element compound are described as being added to the positive electrode, but as is clear from the above description, this is the cobalt compound or the yttrium group element compound in the positive electrode mixture. Means that is added.
【0026】また、前記のように、正極に添加したコバ
ルト化合物およびイットリウム族元素化合物を活用する
には、アルカリ水溶液による酸化処理を行う。このアル
カリ水溶液による酸化処理は、前記のようにして製造さ
れた正極をアルカリ水溶液に浸漬し、加熱処理すること
によって行われている。これをイットリウム族元素化合
物として酸化イッテルビウムを用いた場合を例に挙げて
説明すると、正極をアルカリ水溶液に浸漬し、加熱処理
をすることによって、コバルト化合物は高次のコバルト
化合物に変化し、導電性ネットワークが形成される。一
方、酸化イッテルビウムはアルカリ水溶液に溶解して水
酸化イッテルビウムになり、上記コバルト化合物による
導電性ネットワークの形成時にその導電性ネットワーク
内に取り込まれ、水酸化ニッケルの粒子表面をコバルト
化合物とともに被覆する。その結果、酸素発生電圧が高
くなり、充電末期の酸素発生を遅らせ、水酸化ニッケル
の充電受け入れをしやすくするので、高温雰囲気中での
サイクル特性をさらに向上させる。Further, as described above, in order to utilize the cobalt compound and the yttrium group element compound added to the positive electrode, the oxidation treatment with the alkaline aqueous solution is performed. The oxidation treatment with the alkaline aqueous solution is carried out by immersing the positive electrode manufactured as described above in the alkaline aqueous solution and subjecting it to heat treatment. Explaining this by taking the case of using ytterbium oxide as an yttrium group element compound as an example, the positive electrode is immersed in an alkaline aqueous solution and subjected to heat treatment, whereby the cobalt compound is changed to a higher cobalt compound, and the conductivity increases. A network is formed. On the other hand, ytterbium oxide is dissolved in an alkaline aqueous solution to become ytterbium hydroxide, which is taken into the conductive network when the conductive network is formed by the cobalt compound and coats the surface of nickel hydroxide particles with the cobalt compound. As a result, the oxygen generation voltage becomes high, the oxygen generation at the end of charging is delayed, and it becomes easy to accept the nickel hydroxide charge, so that the cycle characteristics in a high temperature atmosphere are further improved.
【0027】上記酸化処理にあたって使用するアルカリ
水溶液としては、例えば、水酸化カリウム水溶液、水酸
化ナトリウム水溶液、水酸化リチウム水溶液、それらの
混合水溶液などが好ましい。このアルカリ水溶液の濃度
は5〜50重量%が好ましく、特に20〜50重量%が
好ましい。アルカリ水溶液の濃度を5重量%以上にする
ことによってイットリウム族元素化合物やコバルト化合
物の溶解性を高めて導電性ネットワークの形成を容易に
し、50重量%以下にすることによってアルカリ水溶液
の粘度増加による正極前駆体への浸透性の悪さを防止で
きるからである。このアルカリ水溶液による酸化処理の
温度は35〜100℃、特に50〜90℃が好ましく、
浸漬時間は0.2〜2.4時間、特に0.25〜1.2
時間が好ましい。アルカリ水溶液による酸化処理時の温
度を35℃以上にしたり浸漬時間を0.2時間以上にす
ることによって、コバルト化合物やイットリウム族元素
化合物を充分に溶解させることができ、温度を100℃
以下にしたり浸漬時間を2.4時間以下にすることによ
って、特性低下を招くことなく、コバルト化合物やイッ
トリウム族元素化合物を短時間で溶解させることができ
るからである。また、上記アルカリ水溶液への浸漬処理
後に加熱して熟成することが好ましいが、この熟成処理
にあたって、温度は35〜110℃、特に60〜110
℃が好ましく、熟成時間は0.2〜2.4時間、特に
0.5〜2.4時間が好ましい。つまり、熟成温度を3
5℃以上にしたり熟成時間を0.2時間以上にすること
によって、酸化処理を適正に進行させ、熟成温度を11
0℃以下にしたり熟成時間を2.4時間以下にすること
によって酸化が進行しすぎるのを防止することができ
る。As the alkaline aqueous solution used in the above-mentioned oxidation treatment, for example, potassium hydroxide aqueous solution, sodium hydroxide aqueous solution, lithium hydroxide aqueous solution, a mixed aqueous solution thereof and the like are preferable. The concentration of this alkaline aqueous solution is preferably 5 to 50% by weight, and particularly preferably 20 to 50% by weight. By increasing the concentration of the alkaline aqueous solution to 5% by weight or more, the solubility of the yttrium group element compound or the cobalt compound is enhanced to facilitate the formation of a conductive network, and by setting it to 50% by weight or less, the positive electrode is caused by the increase in the viscosity of the alkaline aqueous solution. This is because it is possible to prevent poor penetration into the precursor. The temperature of the oxidation treatment with the alkaline aqueous solution is preferably 35 to 100 ° C, particularly preferably 50 to 90 ° C,
Immersion time is 0.2-2.4 hours, especially 0.25-1.2
Time is preferred. By setting the temperature during the oxidation treatment with the alkaline aqueous solution to 35 ° C. or higher and the immersion time to 0.2 hours or longer, the cobalt compound and the yttrium group element compound can be sufficiently dissolved, and the temperature is 100 ° C.
This is because the cobalt compound or the yttrium group element compound can be dissolved in a short time without deteriorating the characteristics by setting the following or by setting the immersion time to 2.4 hours or less. Further, it is preferable to heat and ripen after the immersion treatment in the above alkaline aqueous solution. In this ripening treatment, the temperature is 35 to 110 ° C., particularly 60 to 110 ° C.
C. is preferred, and the aging time is preferably 0.2 to 2.4 hours, particularly preferably 0.5 to 2.4 hours. That is, the aging temperature is 3
By setting the aging temperature to 5 ° C. or more and the aging time to 0.2 hours or more, the oxidization process is properly advanced and the aging temperature is set to 11
By setting the temperature to 0 ° C. or lower and the aging time to 2.4 hours or shorter, it is possible to prevent the oxidation from proceeding too much.
【0028】本発明者は、上記のような酸化処理した非
焼結式正極を用いてアルカリ蓄電池を組み立てるにあた
り、さらに検討を重ねた結果、水酸化カリウムを主体と
し、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、酸化亜鉛のい
ずれか1種以上を含有するアルカリ水溶液を電解液とし
て用いた場合には、高温での充電効率をさらに向上させ
ることができることを見出した。前記水酸化リチウムや
水酸化ナトリウムの含有量としては、アルカリ電解液中
において、1〜10重量%とすることが好ましく、2〜
6重量%とすることがより好ましい。すなわち、この濃
度にすることにより効果を適切に発現させるとともに、
多すぎによる低温特性の低下を防止することができる。
また、酸化亜鉛を含有させる場合は、その量は1〜6重
量%が好ましく、2.5〜5.5重量%がより好まし
い。すなわち、この濃度にすることにより、効果を適切
に発現させるとともに、多すぎによる低温特性の低下を
防止することができる。The present inventor has conducted further studies in assembling an alkaline storage battery using the above-mentioned non-sintered positive electrode that has been subjected to oxidation treatment. As a result, potassium hydroxide was the main constituent, lithium hydroxide and sodium hydroxide were the main constituents. It was found that when an alkaline aqueous solution containing any one or more of zinc oxide is used as the electrolytic solution, the charging efficiency at high temperature can be further improved. The content of lithium hydroxide or sodium hydroxide in the alkaline electrolyte is preferably 1 to 10% by weight, and 2 to
It is more preferably 6% by weight. That is, the effect is appropriately expressed by setting this concentration, and
It is possible to prevent deterioration of low-temperature characteristics due to too much.
When zinc oxide is contained, its amount is preferably 1 to 6% by weight, more preferably 2.5 to 5.5% by weight. That is, by setting this concentration, it is possible to appropriately exhibit the effect and to prevent the deterioration of the low temperature characteristics due to the excessive amount.
【0029】上記のようにして製造される正極に対し
て、負極には水素吸蔵合金電極が用いられ、電解液とし
てはアルカリ水溶液が用いられるが、これらの構成は従
来と同様のものでよい。例えば、負極を構成する水素吸
蔵合金電極の活物質である水素吸蔵合金としては、例え
ば、希土類−Ni系、ラーベス系、Mg−Ni系、V−
Ti−Ni系などの各種水素吸蔵合金が挙げられるが、
それらの中でもミッシュメタルを用いた希土類−Ni系
水素吸蔵合金が好ましい。特に、Ni、Co、Mnおよ
びAlを含み、ミッシュメタル(Mm)1に対して、原
子比でNi、Co、Mn、Alの割合がそれぞれ3.4
〜4.3、0.2〜0.7、0.1〜0.5、0.1〜
0.4の範囲にある希土類−Ni系水素吸蔵合金が好ま
しい。すなわち、正極に形成された導電性ネットワーク
を構成するコバルト酸化物は、負極の水素吸蔵合金の腐
食により生成した水素ガスあるいは溶出したイオンによ
り還元されやすく、そのため、導電性ネットワークが破
壊されることになるが、上記組成の水素吸蔵合金は、比
較的容量が大きい上に腐食が少ないので、本発明におい
ては特に好適に用いられる。In contrast to the positive electrode manufactured as described above, a hydrogen storage alloy electrode is used for the negative electrode and an alkaline aqueous solution is used for the electrolytic solution, but these structures may be the same as those of the conventional one. For example, as the hydrogen storage alloy that is the active material of the hydrogen storage alloy electrode that constitutes the negative electrode, for example, rare earth-Ni-based, Laves-based, Mg-Ni-based, V-
Various hydrogen storage alloys such as Ti-Ni series are listed,
Among them, a rare earth-Ni based hydrogen storage alloy using misch metal is preferable. In particular, Ni, Co, Mn, and Al are contained, and the ratios of Ni, Co, Mn, and Al to the misch metal (Mm) 1 are 3.4 in atomic ratio, respectively.
~ 4.3, 0.2-0.7, 0.1-0.5, 0.1
A rare earth-Ni based hydrogen storage alloy in the range of 0.4 is preferable. That is, the cobalt oxide forming the conductive network formed on the positive electrode is easily reduced by the hydrogen gas generated by the corrosion of the hydrogen storage alloy of the negative electrode or the eluted ions, and therefore the conductive network is destroyed. However, since the hydrogen storage alloy having the above composition has a relatively large capacity and little corrosion, it is particularly preferably used in the present invention.
【0030】本発明のアルカリ蓄電池は、例えば、上記
の正極および負極と、さらにそれらを分離するナイロン
不織布やポリオレフィン系不織布などからなるセパレー
タを電池缶内に装填し、アルカリ水溶液からなる電解液
として注入した後、封口する工程を経ることによって作
製される。In the alkaline storage battery of the present invention, for example, a separator made of the above-mentioned positive electrode and negative electrode and a nylon non-woven fabric or a polyolefin-based non-woven fabric for separating them is loaded in a battery can and injected as an electrolytic solution of an alkaline aqueous solution. After that, it is manufactured by going through a sealing process.
【0031】[0031]
【実施例】つぎに、実施例を挙げて本発明をより具体的
に説明する。ただし、本発明は実施例に例示のもののみ
に限定されることはない。なお、以下において、部とあ
るのは重量部を意味し、また、濃度や固溶量などを示す
%は特にその基準を付記していないかぎり重量%であ
る。なお、実施例の説明に先立って、実施例で正極活物
質として用いる水酸化ニッケルの製造例を参考例1で示
し、比較例で正極活物質として用いる水酸化ニッケルの
製造例を比較参考例1で示す。EXAMPLES Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the examples illustrated in the embodiments. In the following, "parts" means "parts by weight", and "%" indicating concentration, solid solution amount, etc. is "% by weight" unless otherwise specified. Prior to the description of the examples, Reference Example 1 shows a production example of nickel hydroxide used as a positive electrode active material in Examples, and Comparative Reference Example 1 shows a production example of nickel hydroxide used as a positive electrode active material in Comparative Examples. Indicate.
【0032】参考例1
正極活物質の酸化処理はグラニュレータドライヤ〔深江
パウテック製:FMD−10J型(商品名)〕を用いて
行った。すなわち、コバルトを1%および亜鉛を4%固
溶し、細孔半径のピーク値が0.7nmの水酸化ニッケ
ル粒子100部を過酸化水素を5%添加した30%水酸
化ナトリウム水溶液5部と10分間混合し、100℃で
13.3kPaの真空度で30分間乾燥し、水酸化ニッ
ケルの粒子表面のニッケルの一部を3価にした。その
後、水酸化コバルト6部と40%水酸化ナトリウム水溶
液10部を添加し、空気中110℃で攪拌しながら、4
0分間乾燥を行って、粒子表面をコバルト化合物で被覆
した水酸化ニッケルを製造した。Reference Example 1 The oxidation treatment of the positive electrode active material was performed using a granulator dryer [Fukae Powtech Co., Ltd .: FMD-10J type (trade name)]. That is, 1 part of cobalt and 4% of zinc were solid-dissolved, and 100 parts of nickel hydroxide particles having a peak value of pore radius of 0.7 nm were added to 5 parts of 30% aqueous sodium hydroxide solution containing 5% of hydrogen peroxide. The mixture was mixed for 10 minutes and dried at 100 ° C. under a vacuum degree of 13.3 kPa for 30 minutes to make part of nickel on the surface of the nickel hydroxide particles trivalent. Then, 6 parts of cobalt hydroxide and 10 parts of 40% sodium hydroxide aqueous solution were added, and the mixture was stirred in air at 110 ° C. for 4 hours.
Drying was performed for 0 minutes to produce nickel hydroxide in which the surface of particles was coated with a cobalt compound.
【0033】比較参考例1
参考例1と同様にコバルトを1%および亜鉛を固溶し、
細孔半径のピーク値が0.7nmの水酸化ニッケル粒子
100部に対し、水酸化コバルト6部と40%水酸化ナ
トリウム水溶液10部とを添加し、空気中110℃で攪
拌しながら40分間乾燥を行った。つまり、この比較参
考例1では、参考例1で行った過酸化水素添加水酸化ナ
トリウム水溶液の添加と100℃で13.3kPaの真
空度での乾燥を行わなかった以外は、参考例1と同様の
操作を行って、粒子表面をコバルト化合物で被覆した水
酸化ニッケルを製造した。Comparative Reference Example 1 As in Reference Example 1, 1% cobalt and solid solution zinc were added,
6 parts of cobalt hydroxide and 10 parts of 40% aqueous sodium hydroxide solution were added to 100 parts of nickel hydroxide particles having a peak value of pore radius of 0.7 nm, and the mixture was dried in air at 110 ° C. for 40 minutes while stirring. I went. That is, Comparative Reference Example 1 was the same as Reference Example 1 except that the addition of the hydrogen peroxide-added sodium hydroxide aqueous solution and the drying at 100 ° C. and the vacuum degree of 13.3 kPa, which were performed in Reference Example 1, were not performed. Was carried out to produce nickel hydroxide having the particle surface coated with a cobalt compound.
【0034】上記参考例1および比較参考例1でコバル
ト化合物を被覆した水酸化ニッケルをESCA(X線光
電子分光法)で表面分析した。すなわち、アルバック社
製PHI5500MC(商品名)を用い、X線源として
MgKα400Wで、φ800μmの分析領域で、光電
子出射角度45degの測定条件で分析した。図1にコ
バルトの状態を示し、図2にニッケルの状態を示す。コ
バルトに関しては、図1に示すように、参考例1、比較
参考例1のものとも、785eVから788eV付近に
酸化物または水酸化物の形態を示すブロードのピークが
観察される。しかし、ニッケルに関しては、図2に示す
ように、参考例1のものは857eVに3価を示すピー
クが見られるが、過酸化水素で酸化処理していない比較
参考例1のものは2価の状態(855eV)を示してい
る。すなわち、参考例1のように、事前に酸化剤(過酸
化水素)を用いて酸化処理することによって水酸化ニッ
ケルの粒子表面のニッケルの一部を3価にした場合に
は、その粒子表面に高次のコバルト酸化物を被覆するこ
とができる。また、化学分析によりナトリウムは試料1
gに対して2%混在していることが確認された。さら
に、参考例1のコバルト酸化物の価数はコバルト換算で
2.9であり、比較参考例1のコバルト酸化物の価数の
コバルト換算は2.5であった。The nickel hydroxide coated with the cobalt compound in Reference Example 1 and Comparative Reference Example 1 was subjected to surface analysis by ESCA (X-ray photoelectron spectroscopy). That is, PHI5500MC (trade name) manufactured by ULVAC, Inc. was used as an X-ray source, MgKα400W, and an analysis region of φ800 μm was analyzed under the measurement conditions of a photoelectron emission angle of 45 deg. FIG. 1 shows the state of cobalt, and FIG. 2 shows the state of nickel. Regarding cobalt, as shown in FIG. 1, in both Reference Example 1 and Comparative Reference Example 1, a broad peak showing the form of an oxide or a hydroxide is observed in the vicinity of 785 eV to 788 eV. However, regarding nickel, as shown in FIG. 2, the peak of trivalent at 857 eV is seen in Reference Example 1, but divalent in Comparative Reference Example 1 not oxidized with hydrogen peroxide. The state (855 eV) is shown. That is, as in Reference Example 1, when a part of nickel on the surface of nickel hydroxide particles is made trivalent by previously performing an oxidation treatment with an oxidizing agent (hydrogen peroxide), Higher order cobalt oxides can be coated. In addition, chemical analysis showed that sodium was sample 1
It was confirmed that 2% was mixed with g. Further, the valence of the cobalt oxide of Reference Example 1 was 2.9 in terms of cobalt, and the valence of the cobalt oxide of Comparative Reference Example 1 was 2.5 in terms of cobalt.
【0035】実施例1
参考例1で製造した粒子表面のニッケルの一部を3価に
し、その粒子表面をナトリウムを含むコバルト酸化物で
被覆した水酸化ニッケル粉末100部に対し、水酸化コ
バルト粉末2部、酸化イッテルビウム粉末3部(0.0
075モル、水酸化ニッケル100gに対してイッテル
ビウムとして0.015モル)、2%カルボキシメチル
セルロース水溶液10重量部、60%ポリテトラフルオ
ロエチレン分散液3部を添加し混合して、正極合剤含有
ぺーストを調製した。得られた正極合剤含有ぺーストを
ニッケル発泡体からなる多孔質の導電性基材に塗布、充
填し(正極合剤含有ぺーストを基材に塗布して、基材の
多孔中に正極合剤含有ぺーストの一部を充填する)、8
0℃で1時間乾燥して正極合剤層を形成した後、1トン
/cm2 で加圧成形して、シート状にし、それを水酸化
カリウムを30%および水酸化リチウムを2%含み80
℃に加熱したアルカリ水溶液に0.5時間浸漬し、その
浸漬後、アルカリ水溶液を含んだ状態で95℃の空気中
で0.8時間熟成し、70℃の温水で0.7時間水洗
し、さらに85℃で1時間乾燥後、理論容量が650m
Ahの非焼結式正極を得た。Example 1 A part of nickel on the surface of particles produced in Reference Example 1 was made trivalent, and the surface of the particles was coated with cobalt oxide containing sodium. 2 parts, ytterbium oxide powder 3 parts (0.0
075 mol, 0.015 mol as ytterbium with respect to 100 g of nickel hydroxide) 10 parts by weight of 2% carboxymethyl cellulose aqueous solution, 3 parts of 60% polytetrafluoroethylene dispersion are added and mixed to prepare a paste containing positive electrode mixture. Was prepared. The obtained positive electrode mixture-containing paste is applied to and filled in a porous conductive substrate made of nickel foam (the positive electrode mixture-containing paste is applied to the substrate so that the positive electrode mixture is contained in the pores of the substrate. Fill a part of the paste containing the agent), 8
After being dried at 0 ° C. for 1 hour to form a positive electrode mixture layer, it was pressure-molded at 1 ton / cm 2 to form a sheet, which contained 30% of potassium hydroxide and 2% of lithium hydroxide.
After immersing in an alkaline aqueous solution heated to ℃ for 0.5 hours, after immersing in an alkaline aqueous solution containing air for 95 hours in air at 95 ℃, washed with hot water at 70 ℃ for 0.7 hours, After drying at 85 ℃ for 1 hour, the theoretical capacity is 650m.
A non-sintered positive electrode of Ah was obtained.
【0036】負極は以下のようにして作製した。すなわ
ち、市販のMm(La、Ce、Nd、Prを含有す
る)、Ni、Co、Mn、Al(いずれも純度99重量
%以上)の各試料を、MmNi3.9 Co0.6 Mn0.36A
l0.25の組成になるように高周波溶解炉によって加熱溶
解し、水素吸蔵合金を得た。この水素吸蔵合金を機械的
に粉砕することにより、平均粒径35μmの水素吸蔵合
金粉末を得た。この水素吸蔵合金粉末100部に対して
カルボニルニッケル粉末1部、5%ポリ−N−ビニルア
セトアミド水溶液10部および40%スチレン−2−エ
チルヘキシルアクリレート共重合体1.7部を添加して
混合し、負極合剤含有ペーストを調製した。この負極合
剤含有ペーストをパンチングメタルからなる基材に塗
布、充填し、乾燥して負極合剤層を形成した後、加圧成
形し、その後、所定サイズに裁断して、シート状の負極
を作製した。The negative electrode was manufactured as follows. That is, commercially available samples of Mm (containing La, Ce, Nd and Pr), Ni, Co, Mn and Al (all having a purity of 99% by weight or more) were treated with MmNi 3.9 Co 0.6 Mn 0.36 A
It was heated and melted in a high frequency melting furnace so that a composition of 1 0.25 was obtained to obtain a hydrogen storage alloy. By mechanically crushing this hydrogen storage alloy, hydrogen storage alloy powder having an average particle diameter of 35 μm was obtained. To 100 parts of this hydrogen storage alloy powder, 1 part of carbonyl nickel powder, 10 parts of 5% poly-N-vinylacetamide aqueous solution and 1.7 parts of 40% styrene-2-ethylhexyl acrylate copolymer were added and mixed, A negative electrode mixture-containing paste was prepared. This negative electrode mixture-containing paste is applied to a base material made of punching metal, filled and dried to form a negative electrode mixture layer, which is then pressure-molded and then cut into a predetermined size to form a sheet-shaped negative electrode. It was made.
【0037】上記の正極と負極をナイロン不織布製のセ
パレータを介して渦巻状に巻回し、その渦巻状巻回構造
の電極体を電池缶に挿入した後、水酸化カリウムを26
%、水酸化ナトリウムを4%、水酸化リチウムを2%お
よび酸化亜鉛を3%含むアルカリ電解液を注入し、密閉
して単4形のアルカリ蓄電池を作製した。The positive electrode and the negative electrode were spirally wound with a nylon non-woven separator interposed therebetween, and the spirally wound electrode body was inserted into a battery can.
%, Sodium hydroxide 4%, lithium hydroxide 2% and zinc oxide 3% were injected and sealed to produce a AAA alkaline storage battery.
【0038】上記アルカリ蓄電池の構造を図3を用いて
説明すると、1は上記の正極であり、2は上記の負極で
あるが、この図3では正極1や負極2はその詳細につい
てしめしておらず、基材などを省略して単一構造のもの
として示している。そして、上記正極1と負極2はセパ
レータ3を介して重ね合わせられ、渦巻状に巻回して渦
巻状巻回構造の電極体4として電池缶5に挿入され、そ
の上部には絶縁体14が配置されている。また、電池缶
5の底部には上記電極体4の挿入に先立って絶縁体13
が配設されている。The structure of the alkaline storage battery will be described with reference to FIG. 3. Reference numeral 1 is the positive electrode and 2 is the negative electrode. In FIG. 3, the positive electrode 1 and the negative electrode 2 are described in detail. However, the base material and the like are omitted and shown as a single structure. The positive electrode 1 and the negative electrode 2 are superposed on each other with the separator 3 interposed therebetween, and are spirally wound and inserted into the battery can 5 as the spirally wound electrode body 4, and the insulator 14 is arranged on the upper portion thereof. Has been done. In addition, the insulator 13 is provided on the bottom of the battery can 5 prior to the insertion of the electrode body 4.
Is provided.
【0039】環状ガスケット6はナイロン66で作製さ
れ、電池蓋7は端子板8と封口板9とそれらで形成され
る内部空間に配置された金属バネ10と弁体11とで構
成され、電池缶5の開口部はこの電池蓋7などで封口さ
れている。つまり、電池缶5内に前記電極体4や絶縁体
13、絶縁体14などを挿入した後、電池缶5の開口端
近傍部分に底部が内周側に突出した環状の溝5aを形成
し、その溝5aの内周側突出部で環状ガスケット6の下
部を支えさせて環状ガスケット6と電池蓋7とを電池缶
5の開口部に配置し、電池缶5の溝5aから先の部分を
内方に締め付けて電池缶5の開口部を封口している。上
記端子板8にはガス排出口8aが設けられ、封口板9に
はガス検知口9aが設けられ、端子板8と封口板9との
間には金属バネ10と弁体11とが配置されている。そ
して、封口板9の外周部を折り曲げて端子板8の外周部
を挟み込んで端子板8と封口板9とを固定している。The annular gasket 6 is made of nylon 66, and the battery lid 7 is composed of a terminal plate 8, a sealing plate 9 and a metal spring 10 and a valve body 11 which are arranged in an internal space formed by them. The opening of 5 is sealed by the battery lid 7 or the like. That is, after inserting the electrode body 4, the insulator 13, the insulator 14 and the like into the battery can 5, an annular groove 5a is formed in the vicinity of the open end of the battery can 5 so that the bottom portion projects inward. The annular gasket 6 and the battery lid 7 are arranged in the opening of the battery can 5 by supporting the lower portion of the annular gasket 6 with the inner peripheral side protruding portion of the groove 5a, and the portion of the battery can 5 beyond the groove 5a is placed inside. It is tightened in one direction to seal the opening of the battery can 5. The terminal plate 8 is provided with a gas discharge port 8a, the sealing plate 9 is provided with a gas detection port 9a, and a metal spring 10 and a valve body 11 are arranged between the terminal plate 8 and the sealing plate 9. ing. Then, the outer peripheral portion of the sealing plate 9 is bent to sandwich the outer peripheral portion of the terminal plate 8 to fix the terminal plate 8 and the sealing plate 9.
【0040】この電池は、通常の状況下では金属バネ1
0の押圧力により弁体11がガス検知口9aを閉鎖して
いるので、電池内部は密閉状態に保たれているが、電池
内部にガスが発生して電池内部の圧力が異常に上昇した
場合には、金属バネ10が収縮して弁体11とガス検知
口9aとの間に隙間が生じ、電池内部のガスはガス検知
口9aおよびガス排出口8aを通過して電池外部に放出
され、それによって電池内圧が低下して電池内圧が正常
に戻った場合には、金属バネ10が元の状態に復元し、
その押圧力により弁体11が再びガス検知口9aを閉鎖
して電池内部を密閉構造に保つようになっている。This battery has a metal spring 1 under normal circumstances.
Since the valve body 11 closes the gas detection port 9a by the pressing force of 0, the inside of the battery is kept in a sealed state, but when gas is generated inside the battery and the pressure inside the battery rises abnormally. , The metal spring 10 contracts to form a gap between the valve body 11 and the gas detection port 9a, and the gas inside the battery passes through the gas detection port 9a and the gas discharge port 8a and is discharged to the outside of the battery. As a result, when the battery internal pressure decreases and the battery internal pressure returns to normal, the metal spring 10 restores to the original state,
The pressing force causes the valve element 11 to close the gas detection port 9a again to keep the inside of the battery in a sealed structure.
【0041】正極リード体12はニッケルリボンからな
り、その一方の端部は正極1の導電性基材にスポット溶
接され、他方の端部は封口板9の下端にスポット溶接さ
れ、端子板8は前記封口板9との接触により正極端子と
して機能できるようになっている。そして、負極2の最
外周部の外面側は導電性基材が露出していて、その基材
が電池缶5の内壁に接触し、それによって、電池缶5は
負極端子として作用する。The positive electrode lead body 12 is made of a nickel ribbon, one end of which is spot-welded to the conductive base material of the positive electrode 1, the other end is spot-welded to the lower end of the sealing plate 9, and the terminal plate 8 is By contact with the sealing plate 9, it can function as a positive electrode terminal. The conductive base material is exposed on the outer surface side of the outermost peripheral portion of the negative electrode 2, and the base material contacts the inner wall of the battery can 5, whereby the battery can 5 functions as a negative electrode terminal.
【0042】実施例2
酸化イッテルビウムの添加量を4部(0.01モル、水
酸化ニッケル100gに対してイッテルビウムとして
0.02モル)とし、正極のアルカリ水溶液への浸漬時
の温度を88℃、浸漬時間を0.65時間とし、95℃
の空気中での熟成時間を1時間とした以外は、実施例1
と同様にアルカリ蓄電池を作製した。Example 2 Ytterbium oxide was added in an amount of 4 parts (0.01 mol, 0.02 mol of ytterbium to 100 g of nickel hydroxide), and the temperature of the positive electrode when immersed in an alkaline aqueous solution was 88 ° C. Immersion time 0.65 hours, 95 ℃
Example 1 except that the aging time in air was 1 hour.
An alkaline storage battery was prepared in the same manner as in.
【0043】実施例3
酸化イッテルビウムに代えて酸化イットリウムを1.5
部(0.006モル、水酸化ニッケル100gに対して
イットリウムとして0.012モル)添加した以外は、
実施例1と同様にアルカリ蓄電池を作製した。Example 3 Yttrium oxide was replaced by 1.5 instead of ytterbium oxide.
(0.006 mol, 0.012 mol of yttrium with respect to 100 g of nickel hydroxide) was added,
An alkaline storage battery was prepared in the same manner as in Example 1.
【0044】実施例4
酸化イッテルビウムに代えて酸化エルビウムを2.3部
(0.006モル、水酸化ニッケル100gに対してエ
ルビウムとして0.012モル)添加した以外は、実施
例1と同様にアルカリ蓄電池を作製した。Example 4 The same procedure as in Example 1 was repeated except that 2.3 parts of erbium oxide (0.006 mol, 0.012 mol of erbium per 100 g of nickel hydroxide) was added in place of ytterbium oxide. A storage battery was produced.
【0045】比較例1
比較参考例1で製造した粒子表面をコバルト酸化物で被
覆した水酸化ニッケルを用いた以外は、実施例1と同様
にアルカリ蓄電池を作製した。Comparative Example 1 An alkaline storage battery was produced in the same manner as in Example 1 except that nickel hydroxide having the surface of the particles prepared in Comparative Reference Example 1 coated with cobalt oxide was used.
【0046】比較例2
酸化イッテルビウムを添加せず、かつアルカリ水溶液に
よる酸化処理を行わなかった以外は、実施例1と同様に
アルカリ蓄電池を作製した。Comparative Example 2 An alkaline storage battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that ytterbium oxide was not added and the oxidation treatment with the alkaline aqueous solution was not performed.
【0047】比較例3
酸化イッテルビウムを添加せず、かつアルカリ水溶液に
よる酸化処理を行わなかった以外は、比較例1と同様に
アルカリ蓄電池を作製した。Comparative Example 3 An alkaline storage battery was produced in the same manner as in Comparative Example 1 except that ytterbium oxide was not added and the oxidation treatment with an alkaline aqueous solution was not performed.
【0048】上記実施例1〜4および比較例1〜3の各
アルカリ蓄電池について、それらを70℃で6時間保存
してから、25℃、0.1C(70mA)で12時間充
電し、0.2C(140mA)で1.0Vまで放電する
充放電サイクルを放電容量が一定になるまで繰り返した
後、正極の利用率を調べた。その結果を表1に示す。Each of the alkaline storage batteries of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 was stored at 70 ° C. for 6 hours, and then charged at 25 ° C. and 0.1 C (70 mA) for 12 hours to obtain 0. The charge / discharge cycle of discharging to 1.0 V at 2 C (140 mA) was repeated until the discharge capacity became constant, and then the utilization rate of the positive electrode was examined. The results are shown in Table 1.
【0049】上記正極の利用率は、電池を25℃、0.
25C(160mA)で6時間充電し、休止1時間後に
0.2C(130mA)で1.0Vまで放電したときの
放電容量を測定し、正極の理論容量に対する割合で求め
た。その結果を表1に示す。The utilization factor of the above positive electrode is 0.
The discharge capacity was measured when the battery was charged at 25 C (160 mA) for 6 hours and discharged to 1.0 V at 0.2 C (130 mA) after 1 hour of rest, and calculated as a ratio to the theoretical capacity of the positive electrode. The results are shown in Table 1.
【0050】また、放電状態の電池を80℃で14日間
貯蔵し、その後、電池を25℃、1C(650mA)で
1.2時間充電し、休止20分後に、1C(650m
A)で1.0Vまで放電するサイクルを3サイクル行
い、3サイクル目の放電容量を初期の放電容量で割るこ
とによって、高温貯蔵での回復率を求めた。その結果を
表1に示す。Further, the discharged battery was stored at 80 ° C. for 14 days, and then the battery was charged at 25 ° C. and 1 C (650 mA) for 1.2 hours, and after 20 minutes of rest, 1 C (650 m).
Three cycles of discharging to 1.0 V in A) were performed, and the discharge capacity at the high temperature storage was obtained by dividing the discharge capacity at the third cycle by the initial discharge capacity. The results are shown in Table 1.
【0051】さらに、電池を45℃の環境下で、1C
(650mA)の電流値で−△V=10mVの充電カッ
ト条件で充電し、1C(650mA)で電池電圧が1V
に低下するまで放電する充放電サイクルを繰り返し、放
電容量が400mAhに低下するまでのサイクル数を調
べることによって、高温雰囲気中でのサイクル特性を評
価した。上記サイクル数を調べた結果を表1に示す。Furthermore, the battery was placed in an environment of 45 ° C.
At a current value of (650 mA), the battery is charged under the charge cut condition of -ΔV = 10 mV, and the battery voltage is 1 V at 1 C (650 mA).
By repeating the charging / discharging cycle of discharging until the discharge capacity drops to 400 mAh, the cycle number in the high temperature atmosphere was evaluated by examining the number of cycles until the discharge capacity dropped to 400 mAh. The results of examining the number of cycles are shown in Table 1.
【0052】[0052]
【表1】 [Table 1]
【0053】表1に示すように、アルカリ水溶液による
正極の酸化処理を行った実施例1〜4および比較例1の
電池は、正極の酸化処理を行わなかった比較例2〜3の
電池に比べて、正極の利用率が高かった。また、粒子表
面にナトリウムを含むコバルト酸化物で被覆した水酸化
ニッケルを活物質として用いた実施例1〜4の電池は、
そのような被覆をしていない水酸化ニッケルを活物質と
して用いた比較例1の電池に比べて、高温貯蔵での回復
率が高かった。As shown in Table 1, the batteries of Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 in which the positive electrode was oxidized with an alkaline aqueous solution were compared with the batteries of Comparative Examples 2 to 3 in which the positive electrode was not oxidized. Therefore, the utilization rate of the positive electrode was high. In addition, the batteries of Examples 1 to 4 using nickel hydroxide whose particle surface was coated with cobalt oxide containing sodium as an active material,
The recovery rate at high temperature storage was higher than that of the battery of Comparative Example 1 in which nickel hydroxide without such coating was used as an active material.
【0054】さらに、粒子表面のニッケルの一部を3価
にし、その粒子表面をナトリウムを含むコバルト酸化物
で被覆した水酸化ニッケルを活物質として用い、正極に
イットリウム族元素化合物および水酸化コバルトを添加
し、正極の酸化処理を行った実施例1〜4の電池は、3
価のニッケルを含まない水酸化ニッケルを活物質として
用いた比較例1の電池およびイットリウム族元素化合物
を添加せず、また、正極の酸化処理を行わなかった比較
例2〜3の電池に比べて、45℃の雰囲気中でのサイク
ル特性が優れていた。Further, nickel hydroxide having a part of nickel on the surface of particles made trivalent and the surface of the particles coated with cobalt oxide containing sodium was used as an active material, and a yttrium group element compound and cobalt hydroxide were used for the positive electrode. The batteries of Examples 1 to 4 added and subjected to oxidation treatment of the positive electrode were 3
Compared to the battery of Comparative Example 1 using nickel hydroxide containing no valent nickel as an active material and the batteries of Comparative Examples 2 to 3 in which the yttrium group element compound was not added and the positive electrode was not oxidized. The cycle characteristics in the atmosphere of 45 ° C were excellent.
【0055】[0055]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
正極の利用率および高温貯蔵での回復率が高く、かつ高
温雰囲気中でのサイクル特性が優れたアルカリ蓄電池を
提供することができる。As described above, according to the present invention,
It is possible to provide an alkaline storage battery having a high utilization factor of the positive electrode and a high recovery rate at high temperature storage, and excellent cycle characteristics in a high temperature atmosphere.
【図1】参考例1で製造した粒子表面のニッケルの一部
を3価にし、その粒子表面をナトリウムを含むコバルト
酸化物で被覆した水酸化ニッケルと比較参考例1で製造
した粒子表面をコバルト酸化物で被覆した水酸化ニッケ
ルのESCAによる表面分析でのコバルトの結合エネル
ギーの状態を示す図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a nickel hydroxide prepared in Reference Example 1 in which a part of nickel on the surface of the particle is trivalent and the surface of the particle is coated with cobalt oxide containing sodium, and a surface of the particle prepared in Comparative Reference Example 1 is cobalt. It is a figure which shows the state of the binding energy of cobalt in the surface analysis by ESCA of nickel hydroxide coated with the oxide.
【図2】参考例1で製造した粒子表面のニッケルの一部
を3価にし、その粒子表面をナトリウムを含むコバルト
酸化物で被覆した水酸化ニッケルと比較参考例1で製造
した粒子表面をコバルト酸化物で被覆した水酸化ニッケ
ルのESCAによる表面分析でのニッケルの結合エネル
ギーの状態を示す図である。FIG. 2 is a graph showing nickel hydroxide obtained by coating a part of nickel on the surface of particles produced in Reference Example 1 with trivalence and coating the surface of the particles with cobalt oxide containing sodium, and the surface of particles produced by Comparative Reference Example 1 with cobalt. It is a figure which shows the state of the binding energy of nickel in the surface analysis by ESCA of nickel hydroxide coat | covered with the oxide.
【図3】本発明に係るアルカリ蓄電池の一例を模式的に
示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an example of the alkaline storage battery according to the present invention.
1 正極 2 負極 3 セパレータ 1 positive electrode 2 Negative electrode 3 separator
フロントページの続き Fターム(参考) 5H028 EE04 EE05 HH01 5H050 AA05 AA07 AA08 BA11 CA03 CB16 DA09 EA01 EA12 GA15 GA22 HA01 HA02 Continued front page F-term (reference) 5H028 EE04 EE05 HH01 5H050 AA05 AA07 AA08 BA11 CA03 CB16 DA09 EA01 EA12 GA15 GA22 HA01 HA02
Claims (4)
の正極、水素吸蔵合金を活物質とする負極、セパレータ
および電解液を有するアルカリ蓄電池において、前記水
酸化ニッケルは粒子表面の水酸化ニッケル中のニッケル
の一部を3価にし、その粒子表面をナトリウムを含むコ
バルト酸化物で被覆したものからなり、正極には少なく
ともコバルト化合物とイットリウム族元素化合物とが添
加され、そのコバルト化合物とイットリウム族元素化合
物はアルカリ水溶液で酸化処理されていることを特徴と
するアルカリ蓄電池。1. An alkaline storage battery comprising a non-sintered positive electrode having nickel hydroxide as an active material, a negative electrode having a hydrogen storage alloy as an active material, a separator, and an electrolytic solution, wherein the nickel hydroxide is a hydroxide of a particle surface. A part of nickel in nickel is made trivalent and the particle surface is coated with cobalt oxide containing sodium. At least a cobalt compound and a yttrium group element compound are added to the positive electrode, and the cobalt compound and yttrium are added. The alkaline storage battery is characterized in that the group element compound is oxidized in an alkaline aqueous solution.
がコバルト換算で2.6〜3.1であることを特徴とす
る請求項1記載のアルカリ蓄電池。2. The alkaline storage battery according to claim 1, wherein the valence of the cobalt oxide containing sodium is 2.6 to 3.1 in terms of cobalt.
酸化ニッケル100gに対してイットリウム族元素のモ
ル数で0.0006〜0.05モルであることを特徴と
する請求項1または2記載のアルカリ蓄電池。3. The alkali according to claim 1, wherein the amount of the yttrium group element compound added is 0.0006 to 0.05 mol in terms of the number of moles of the yttrium group element with respect to 100 g of nickel hydroxide. Storage battery.
ッテルビウムまたはエルビウムであることを特徴とする
請求項1〜3のいずれかに記載のアルカリ蓄電池。4. The alkaline storage battery according to claim 1, wherein the yttrium group element is yttrium, ytterbium or erbium.
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