JP2003168473A - Cylinder type storage battery - Google Patents

Cylinder type storage battery

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JP2003168473A
JP2003168473A JP2001368866A JP2001368866A JP2003168473A JP 2003168473 A JP2003168473 A JP 2003168473A JP 2001368866 A JP2001368866 A JP 2001368866A JP 2001368866 A JP2001368866 A JP 2001368866A JP 2003168473 A JP2003168473 A JP 2003168473A
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positive electrode
storage battery
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cylindrical storage
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cylinder type storage battery, which suppresses capacity degradation by the electricity charging/discharging cycle and improves the cycle characteristic. <P>SOLUTION: Concerning the cylinder type storage battery 100, which uses beta type nickel oxy-hydroxide as a positive-electrode active material, has positive electrode mix 3 molded in a shape of a hollow cylinder, and has negative electrode mix 5, which makes zinc the main negative electrode active material in the central part of the battery through a cylindrical type separator 4 that has a bottom, a metal cylinder 12 that has a hole is provided between the positive electrode mix 3 and the separator 4. This metal cylinder 12 that has the hole is what has for example the thickness of 50 to 200 μm. Moreover, the metal cylinder 12 that has the hole is formed for example, with either a punching metal made from hollow cylinder-like stainless steel, a metal net or an expanded metal. By this, the moisture generated in the positive electrode at the time of charge is pushed out from the separator to the negative electrode, the expansion of the positive electrode is suppressed, and movement of the moisture between the positive electrode and the negative electrode becomes good at the time of the electricity charging/discharging. Then, it becomes possible to obtain the cylindrical type storage battery, which is improved in the cycle characteristic. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、円筒型蓄電池に
関する。詳しくは、中空円筒状の正極と有底円筒状のセ
パレータを介して正極の中空部に配置される負極とから
なる、又は中空円筒状の負極と有底円筒状のセパレータ
を介して負極の中空部に配置される正極とからなる円筒
型蓄電池の正極とセパレータの間に所定厚さの有孔円筒
状金属を設けることによって、充電時に正極で生成され
た水分による正極の膨張を抑制し、これにより正極で生
成された水分を効率良く負極に移動させ、充放電サイク
ルによる容量劣化を抑制し、サイクル特性を向上するよ
うにした円筒形蓄電池に係るものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a cylindrical storage battery. Specifically, it consists of a hollow cylindrical positive electrode and a negative electrode arranged in the hollow portion of the positive electrode via a bottomed cylindrical separator, or a hollow negative electrode via a hollow cylindrical negative electrode and a bottomed cylindrical separator. By providing a perforated cylindrical metal having a predetermined thickness between the positive electrode and the separator of the cylindrical storage battery composed of the positive electrode arranged in the part, the expansion of the positive electrode due to the water generated in the positive electrode during charging is suppressed, Thus, the present invention relates to a cylindrical storage battery in which water generated in the positive electrode is efficiently moved to the negative electrode, capacity deterioration due to charge / discharge cycles is suppressed, and cycle characteristics are improved.

【0002】[0002]

【従来の技術】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。
2. Description of the Related Art With the recent popularization of portable electronic devices, the demand for cylindrical alkaline batteries is ever increasing. In addition, since portable electronic devices, which used to have a high drive voltage, are gradually becoming lower in voltage, low-voltage secondary batteries will take an extremely important position. On the other hand, the environmental load can be reduced by converting the primary battery into a secondary battery and repeatedly using it.

【0003】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 hydrogen battery and a nickel cadmium battery as a battery using nickel as a positive electrode active material. In both of these, the nickel positive electrode is mainly used as nickel hydroxide. First of all, there is a drawback that it needs to be charged and cannot be used immediately after being manufactured.

【0004】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
アルカリ蓄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。
そこで、初回充電の必要のない低価格かつエネルギー密
度の大きいニッケル亜鉛蓄電池が注目されている。
On the other hand, an alkaline storage battery using manganese dioxide as a positive electrode active material and zinc as a negative electrode active material has been proposed as a battery that does not require initial charging. However, manganese dioxide has a poor reversibility in a charge / discharge cycle, and is difficult to return to the initial manganese dioxide even after being charged after being discharged, so that the capacity rapidly deteriorates when the charge / discharge cycle is repeated.
Therefore, low-cost nickel-zinc storage batteries with high energy density that do not require initial charging have attracted attention.

【0005】図6は、従来のインサイドアウト型ニッケ
ル亜鉛蓄電池の構成を示している。このニッケル亜鉛蓄
電池1は、電池缶2と、正極合剤3と、セパレータ4
と、負極合剤5と、集電ピン6と、ガスケット7と、ニ
ュートラルカバー8と、負極端子9とから構成されてい
る。電池缶2は、例えばニッケルメッキが施された金属
板をプレス加工して成形したものである。この電池缶2
はニッケル亜鉛蓄電池1の正極端子も兼ねている。
FIG. 6 shows the structure of a conventional inside-out type nickel-zinc storage battery. The nickel-zinc storage battery 1 includes a battery can 2, a positive electrode mixture 3, and a separator 4.
The negative electrode mixture 5, the current collecting pin 6, the gasket 7, the neutral cover 8, and the negative electrode terminal 9. The battery can 2 is formed by pressing a metal plate plated with nickel, for example. This battery can 2
Also serves as the positive electrode terminal of the nickel-zinc storage battery 1.

【0006】正極合剤3は、中空円筒状をしており、電
池缶2の内部に配される。この正極合剤3は、正極活物
質としてのベータ型オキシ水酸化ニッケル、導電剤とし
ての炭素粉および電解液としてのアルカリ性水溶液を混
合し、中空円筒状に成型してなるものである。導電剤と
して用いる炭素粉には黒鉛粉が用いられる。アルカリ性
水溶液には、例えば水酸化カリウム水溶液が使用される
が、水酸化リチウム、水酸化ナトリウムなどの水溶液や
それらを混合しても使用可能である。
[0006] The positive electrode mixture 3 has a hollow cylindrical shape and is arranged inside the battery can 2. The positive electrode mixture 3 is formed by mixing beta-type nickel oxyhydroxide as a positive electrode active material, carbon powder as a conductive agent, and an alkaline aqueous solution as an electrolytic solution, and molding the mixture into a hollow cylindrical shape. Graphite powder is used as the carbon powder used as the conductive agent. As the alkaline aqueous solution, for example, an aqueous potassium hydroxide solution is used, but an aqueous solution of lithium hydroxide, sodium hydroxide or the like or a mixture thereof can also be used.

【0007】この正極合剤3は、以下のようにして作製
される。まず、ベータ型オキシ水酸化ニッケル、黒鉛
粉、40%KOH水酸化カリウム水溶液を重量比で1
0:1:1の割合で秤量し、インペラーやボールミルな
どの攪拌方法によって混合する。次に、混合した材料を
中空円筒状に加圧成型して正極合剤3を得る。
The positive electrode mixture 3 is manufactured as follows. First, beta-type nickel oxyhydroxide, graphite powder, and 40% KOH potassium hydroxide aqueous solution in a weight ratio of 1
Weigh in a ratio of 0: 1: 1 and mix by a stirring method such as an impeller or a ball mill. Next, the mixed material is pressure-molded into a hollow cylinder to obtain the positive electrode mixture 3.

【0008】セパレータ4は、有底円筒状をしており、
正極合剤3の内側に配される。例えば、セパレータ4に
は、吸液性、保液性がよく、耐アルカリ性の優れた合成
繊維の不繊布が使用される。
The separator 4 has a cylindrical shape with a bottom,
It is arranged inside the positive electrode mixture 3. For example, as the separator 4, a non-woven fabric of synthetic fibers having good liquid absorption and liquid retention properties and excellent alkali resistance is used.

【0009】負極合剤5は、ゲル状であり、セパレータ
4の中に充填される。この負極合剤5は、負極活物質と
なる粒状亜鉛と酸化亜鉛を、ゲル化剤を用いて電解液で
ある水酸化カリウム水溶液に均一に分散混合させたもの
である。
The negative electrode mixture 5 is in the form of gel and is filled in the separator 4. This negative electrode mixture 5 is obtained by uniformly dispersing and mixing granular zinc and zinc oxide, which are negative electrode active materials, in an aqueous solution of potassium hydroxide, which is an electrolytic solution, using a gelling agent.

【0010】電池缶2の開口部は、絶縁体のガスケット
7、ニュートラルカバー8および負極端子9により封止
される。負極端子9には、金属製の集電ピン6が溶接さ
れている。
The opening of the battery can 2 is sealed by an insulating gasket 7, a neutral cover 8 and a negative electrode terminal 9. A metal collector pin 6 is welded to the negative electrode terminal 9.

【0011】図6に示すニッケル亜鉛蓄電池1は、以下
のようにして製作される。まず、中空円筒状に加圧成型
された正極合剤3を、電池缶2に挿入する。次に、有底
円筒状のセパレータ4を正極合剤3の中心部に挿入し、
該セパレータ4の中にゲル状の負極合剤5を充填する。
最後に、電池缶2に絶縁体のガスケット7、ニュートラ
ルカバー8および負極端子9を挿入し、電池缶2の開口
部の縁部を内部に折り曲げ、ガスケット7を固定する。
電池缶2にガスケット7等を挿入する際、負極端子9に
溶接された集電ピン6は、ゲル状の負極合剤5に差し込
まれる。
The nickel-zinc storage battery 1 shown in FIG. 6 is manufactured as follows. First, the positive electrode mixture 3 pressure-molded into a hollow cylinder is inserted into the battery can 2. Next, the bottomed cylindrical separator 4 is inserted into the center of the positive electrode mixture 3,
A gelled negative electrode mixture 5 is filled in the separator 4.
Finally, the insulator gasket 7, the neutral cover 8 and the negative electrode terminal 9 are inserted into the battery can 2, and the edge of the opening of the battery can 2 is bent inside to fix the gasket 7.
When inserting the gasket 7 or the like into the battery can 2, the collector pin 6 welded to the negative electrode terminal 9 is inserted into the gelled negative electrode mixture 5.

【0012】図6に示すニッケル亜鉛蓄電池1におい
て、負極の集電は、負極端子9に溶接された集電ピン6
が負極合剤5に差し込まれることで確保されている。ま
た、正極の集電は、正極合剤3と電池缶2とが接続され
ることで確保されている。なお、電池缶2の外周面は、
外装ラベル10によって覆われており、電池缶2の底の
凸部(図示のニッケル亜鉛蓄電池1の上部)に正極端子
11が位置している。
In the nickel-zinc storage battery 1 shown in FIG. 6, the current collection of the negative electrode is carried out by collecting the current collecting pin 6 welded to the negative electrode terminal 9.
Is ensured by being inserted into the negative electrode mixture 5. Further, the current collection of the positive electrode is ensured by connecting the positive electrode mixture 3 and the battery can 2. The outer peripheral surface of the battery can 2 is
It is covered with the outer label 10, and the positive electrode terminal 11 is located on the convex portion (the upper portion of the illustrated nickel-zinc storage battery 1) on the bottom of the battery can 2.

【0013】このニッケル亜鉛蓄電池の充放電反応は以
下の式に従って充電と放電を繰り返している。 放電反応 正極 NiOOH+H2O+e-→Ni(OH)2+OH- (1) 負極 Zn+2OH-→ZnO+H2O+2e- (2) 全体 2NiOOH+H2O+Zn→2Ni(OH)2+ZnO (3) 充電反応 正極 Ni(OH)2+OH-→NiOOH+H2O+e- (4) 負極 ZnO+H2O+2e-→Zn+2OH- (5) 全体 2Ni(OH)2+ZnO→2NiOOH+H2O+Zn (6)
The charging / discharging reaction of this nickel-zinc storage battery is repeated charging and discharging according to the following equation. Discharge reaction Positive electrode NiOOH + H 2 O + e → Ni (OH) 2 + OH (1) Negative electrode Zn + 2OH → ZnO + H 2 O + 2e (2) Overall 2NiOOH + H 2 O + Zn → 2Ni (OH) 2 + ZnO (3) Charge reaction Positive electrode Ni (OH) 2 + OH → NiOOH + H 2 O + e (4) Negative electrode ZnO + H 2 O + 2e → Zn + 2OH (5) Overall 2Ni (OH) 2 + ZnO → 2NiOOH + H 2 O + Zn (6)

【0014】このように、放電時には式(1)に従い正極
の水分が消失し、放電途中から足りない水分をセパレー
タ中に含浸した水分、負極に含まれる水分、又は式
(2)に従い生成した水分を使用して放電反応が進行す
る。電池全体としても放電時には水分は式(3)に従い
減少する。逆に充電時には式(4)に従い正極で生成さ
れた水分が負極に移動し、負極では式(5)に従い充電
反応が進行する。電池全体としては充電時には、式
(6)に従い水分は増加し、初期状態に戻る。
As described above, during discharge, the water content of the positive electrode disappears according to the formula (1), and the water content that is not sufficient during the discharge is impregnated in the separator, the water content contained in the negative electrode, or the water content generated according to the formula (2). Is used to proceed the discharge reaction. Even when the battery as a whole is discharged, the water content decreases according to the equation (3). On the contrary, at the time of charging, the water generated in the positive electrode moves to the negative electrode according to the formula (4), and the charging reaction proceeds in the negative electrode according to the formula (5). When the battery as a whole is charged, the water content increases according to the equation (6) and returns to the initial state.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、イン
サイドアウト型のニッケル亜鉛蓄電池1は放電容量の大
きい電池であるが、二酸化マンガンを正極活物質とする
アルカリ蓄電池と同様にサイクルを繰り返すと放電容量
が大幅に減少してしまい、サイクル特性が悪いという問
題がある。
As described above, the inside-out type nickel-zinc storage battery 1 has a large discharge capacity, but it discharges when the cycle is repeated like an alkaline storage battery using manganese dioxide as the positive electrode active material. There is a problem that the capacity is significantly reduced and the cycle characteristics are poor.

【0016】その原因の一つとして、以下のことが考え
られる。すなわち、充放電サイクル、特に放電期間中
は、正極活物質の化学変化により正極部分の体積が大き
くなるため、充電時に、正極で生成された水分の一部が
正極に蓄えることになる。これにより、正極がしだいに
膨張し、放電時に正極に移動した水分の一部が、負極に
戻らなくなる。その結果、正極の水分が過剰となると共
に、負極の水分が不足するようになり、充電しても正極
および負極が初期状態に戻らなくなる。したがって、充
放電サイクルを繰り返すと放電容量が減少し、サイクル
特性が悪化する。
The following can be considered as one of the causes. That is, during the charging / discharging cycle, particularly during the discharging period, the volume of the positive electrode portion increases due to the chemical change of the positive electrode active material, so that part of the water generated in the positive electrode is stored in the positive electrode during charging. As a result, the positive electrode gradually expands, and a part of the water that has moved to the positive electrode during discharging does not return to the negative electrode. As a result, the water content of the positive electrode becomes excessive and the water content of the negative electrode becomes insufficient, so that the positive electrode and the negative electrode do not return to the initial state even after charging. Therefore, when the charge / discharge cycle is repeated, the discharge capacity decreases and the cycle characteristics deteriorate.

【0017】そこで、この発明は、充電時に正極で生成
された水分による正極の膨張を抑制し、正極で生成され
た水分を効率良く負極に移動させ、充放電サイクルによ
る容量劣化を抑制し、サイクル特性を向上した円筒型蓄
電池を提供することを目的とする。
Therefore, according to the present invention, the expansion of the positive electrode due to the moisture generated in the positive electrode during charging is suppressed, the moisture generated in the positive electrode is efficiently moved to the negative electrode, and the capacity deterioration due to the charge / discharge cycle is suppressed. An object is to provide a cylindrical storage battery with improved characteristics.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】この発明に係る円筒型蓄
電池は、中空円筒状に成形された正極合剤からなる正極
と、有底円筒状のセパレータを介して正極の中空部に充
填された負極合剤からなる負極とを有する円筒型蓄電池
において、正極とセパレータとの間に所定厚さの有孔金
属円筒を設けるものである。
A cylindrical storage battery according to the present invention is filled in a hollow portion of a positive electrode through a positive electrode made of a positive electrode mixture formed in a hollow cylindrical shape and a bottomed cylindrical separator. In a cylindrical storage battery having a negative electrode composed of a negative electrode mixture, a perforated metal cylinder having a predetermined thickness is provided between the positive electrode and the separator.

【0019】また、この発明に係る円筒型蓄電池は、中
空円筒状に成形された負極合剤からなる負極と、有底円
筒状のセパレータを介して負極の中空部に充填された正
極合剤からなる負極とを有する円筒型蓄電池において、
正極とセパレータとの間に所定厚さの有孔金属円筒を設
けるものである。
The cylindrical storage battery according to the present invention comprises a negative electrode made of a negative electrode mixture formed in a hollow cylindrical shape, and a positive electrode mixture filled in the hollow portion of the negative electrode via a bottomed cylindrical separator. In a cylindrical storage battery having a negative electrode
A perforated metal cylinder having a predetermined thickness is provided between the positive electrode and the separator.

【0020】この発明においては、中空円筒状の正極と
有底円筒状のセパレータを介して正極の中空部に配置さ
れる負極とからなる、又は中空円筒状の負極と有底円筒
状のセパレータを介して負極の中空部に配置される正極
とからなるものであり、正極とセパレータとの間に有孔
金属円筒が設けられている。この有孔金属円筒は、例え
ば、厚さ50〜200μmにあるものである。またこの
有孔金属円筒は、例えば、中空円筒状のステンレス、ニ
ッケル、銅または錫製のパンチングメタル、金属ネット
またはエキスパンドメタルのいずれかで形成される。こ
れにより、充電時に正極で生成した水分を負極へ押し出
し、この水分による正極の膨張を抑制し、充電時に正極
で生成された水分を効率良く負極に移動させ、充放電サ
イクルによる容量劣化を抑制し、サイクル特性を向上し
た円筒型蓄電池を得ることが可能となる。
In the present invention, a hollow cylindrical positive electrode and a negative electrode arranged in the hollow portion of the positive electrode via a bottomed cylindrical separator, or a hollow cylindrical negative electrode and a bottomed cylindrical separator are used. And a positive electrode disposed in the hollow part of the negative electrode via a metal cylinder having a hole between the positive electrode and the separator. The perforated metal cylinder has, for example, a thickness of 50 to 200 μm. The perforated metal cylinder is formed of, for example, a hollow cylindrical stainless steel, nickel, copper or tin punching metal, a metal net or an expanded metal. As a result, the water generated in the positive electrode during charging is pushed out to the negative electrode, the expansion of the positive electrode due to this water is suppressed, the water generated in the positive electrode during charging is efficiently transferred to the negative electrode, and capacity deterioration due to charge / discharge cycles is suppressed. It becomes possible to obtain a cylindrical storage battery with improved cycle characteristics.

【0021】この場合、充電過程で有孔金属円筒が正極
の膨張を抑制すると共に、充電時に正極で生成した水分
を負極へ押し出し、したがって正極を初期状態に保つよ
うに機能している。また次の放電過程で水分を負極から
正極に供給できるようになっている。また、充放電サイ
クルによる容量劣化は有孔金属円筒の厚さに依存し、5
0μmよりも薄い場合には有孔金属円筒がないものと同
様に正極活物質が膨張する。また200μmよりも厚い
場合には正極合剤とセパレータ間の距離が長くなるた
め、水分を正極から負極へと効率良く移動させることが
困難になる。
In this case, the perforated metal cylinder functions to suppress the expansion of the positive electrode during the charging process and to push out the water generated in the positive electrode during charging to the negative electrode, thus keeping the positive electrode in the initial state. Further, in the next discharge process, water can be supplied from the negative electrode to the positive electrode. The capacity deterioration due to charge / discharge cycles depends on the thickness of the perforated metal cylinder.
When the thickness is less than 0 μm, the positive electrode active material expands similarly to the case without the perforated metal cylinder. Further, when the thickness is thicker than 200 μm, the distance between the positive electrode mixture and the separator becomes long, so that it becomes difficult to efficiently move water from the positive electrode to the negative electrode.

【0022】また、正極活物質であるベータ型オキシ水
酸化ニッケルにはZn、Co、Mgから選ばれる少なく
とも1種の元素が固溶されていてもよい。これらの元素
は正極活物質自体の膨張を抑制する効果を持っており、
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。これらの元素量はオキシ水酸化ニッケル中のニッケ
ル量に対して0.1〜20wt%(重量%)程度あるこ
とが好ましい。元素量がこれよりも少ないと充電時にお
ける正極活物質膨張の抑制効果が十分に発揮できず、ま
た元素量がこれよりも多い場合は正極活物質としてのベ
ータ型オキシ水酸化ニッケル量が減少するため、放電容
量が減少する。
Further, at least one element selected from Zn, Co and Mg may be solid-dissolved in beta-type nickel oxyhydroxide which is a positive electrode active material. These elements have the effect of suppressing the expansion of the positive electrode active material itself,
It is possible to suppress capacity deterioration due to charge / discharge cycles. The amount of these elements is preferably about 0.1 to 20 wt% (wt%) with respect to the amount of nickel in nickel oxyhydroxide. If the amount of element is less than this, the effect of suppressing the expansion of the positive electrode active material during charging cannot be sufficiently exerted, and if the amount of element is more than this, the amount of beta-type nickel oxyhydroxide as the positive electrode active material decreases. Therefore, the discharge capacity is reduced.

【0023】固溶量は亜鉛の固溶量を例に挙げると、亜
鉛固溶率で表し、 亜鉛固溶率(wt%) ={(亜鉛量)/(ニッケル量
+亜鉛量)}×100 と表される。
Taking the solid solution amount of zinc as an example, the solid solution amount is represented by the zinc solid solution rate, and the zinc solid solution rate (wt%) = {(zinc amount) / (nickel amount + zinc amount)} × 100 Is expressed as

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、この発明の第1の実施の形
態について説明する。図1は、第1の実施の形態の円筒
型蓄電池100の構成を示している。この円筒型蓄電池
100はインサイドアウト構造を有する単三型ニッケル
亜鉛蓄電池である。また、この図1において、図6と対
応する部分には同一符号を付して示している。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A first embodiment of the present invention will be described below. FIG. 1 shows the configuration of a cylindrical storage battery 100 according to the first embodiment. The cylindrical storage battery 100 is an AA nickel-zinc storage battery having an inside-out structure. Further, in FIG. 1, parts corresponding to those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals.

【0025】この円筒型蓄電池100は、電池缶2と、
正極合剤3と、セパレータ4と、負極合剤5と、集電ピ
ン6と、ガスケット7と、ニュートラルカバー8と、負
極端子9と、有孔金属円筒12とから構成されている。
電池缶2は、例えばニッケルメッキが施された金属板を
プレス加工して成形したものである。この電池缶2は円
筒型蓄電池100の正極端子も兼ねている。
This cylindrical storage battery 100 includes a battery can 2 and
It is composed of a positive electrode mixture 3, a separator 4, a negative electrode mixture 5, a current collecting pin 6, a gasket 7, a neutral cover 8, a negative electrode terminal 9, and a perforated metal cylinder 12.
The battery can 2 is formed by pressing a metal plate plated with nickel, for example. The battery can 2 also serves as the positive electrode terminal of the cylindrical storage battery 100.

【0026】正極合剤3は、中空円筒状をしており、電
池缶2の内部に配される。この正極合剤3は、正極活物
質としてのベータ型オキシ水酸化ニッケル、導電剤とし
ての炭素粉および電解液としてのアルカリ性水溶液を混
合し、中空円筒状に成型してなるものである。導電剤と
して用いる炭素粉には黒鉛粉が用いられる。アルカリ性
水溶液には、例えば水酸化カリウム水溶液が使用される
が、水酸化リチウム、水酸化ナトリウムなどの水溶液や
それらを混合しても使用可能である。
The positive electrode mixture 3 has a hollow cylindrical shape and is arranged inside the battery can 2. The positive electrode mixture 3 is formed by mixing beta-type nickel oxyhydroxide as a positive electrode active material, carbon powder as a conductive agent, and an alkaline aqueous solution as an electrolytic solution, and molding the mixture into a hollow cylindrical shape. Graphite powder is used as the carbon powder used as the conductive agent. As the alkaline aqueous solution, for example, an aqueous potassium hydroxide solution is used, but an aqueous solution of lithium hydroxide, sodium hydroxide or the like or a mixture thereof can also be used.

【0027】この正極合剤3は、以下のようにして作製
される。まず、ベータ型オキシ水酸化ニッケル、黒鉛
粉、濃度40%の水酸化カリウム(KOH)水溶液を重
量比で10:1:1の割合で秤量し、インペラーやボー
ルミルなどの攪拌方法によって混合する。次に、混合し
た材料を中空円筒状に加圧成型して正極合剤3を得る。
The positive electrode mixture 3 is manufactured as follows. First, beta-type nickel oxyhydroxide, graphite powder, and an aqueous potassium hydroxide (KOH) solution having a concentration of 40% are weighed at a weight ratio of 10: 1: 1 and mixed by a stirring method such as an impeller or a ball mill. Next, the mixed material is pressure-molded into a hollow cylinder to obtain the positive electrode mixture 3.

【0028】セパレータ4は、有底円筒状をしており、
正極合剤3の内側に配される。例えば、セパレータ4に
は、吸液性、保液性がよく、耐アルカリ性の優れた合成
繊維の不繊布が使用される。
The separator 4 has a cylindrical shape with a bottom,
It is arranged inside the positive electrode mixture 3. For example, as the separator 4, a non-woven fabric of synthetic fibers having good liquid absorption and liquid retention properties and excellent alkali resistance is used.

【0029】負極合剤5は、ゲル状であり、セパレータ
4の中に充填される。この負極合剤5は、負極活物質と
なる粒状亜鉛と酸化亜鉛を、ゲル化剤を用いて電解液で
ある水酸化カリウム水溶液に均一に分散混合させたもの
である。
The negative electrode mixture 5 is in the form of gel and is filled in the separator 4. This negative electrode mixture 5 is obtained by uniformly dispersing and mixing granular zinc and zinc oxide, which are negative electrode active materials, in an aqueous solution of potassium hydroxide, which is an electrolytic solution, using a gelling agent.

【0030】有孔金属円筒12は、正極合剤3とセパレ
ータ4の間に配置され、ステンレス、ニッケル、銅、錫
などの金属からなるパンチングメタル、金属ネット、エ
キスパンドメタルなどといったものである。
The perforated metal cylinder 12 is arranged between the positive electrode mixture 3 and the separator 4, and is made of a metal such as stainless steel, nickel, copper, tin, or the like, a metal net, an expanded metal, or the like.

【0031】また、有孔金属円筒として使用できる金属
は蓄電池の電解液の種類、正極・負極の種類に依存して
いるため、電池系が変われば使用できる金属も異なる。
例えば、ニッケル亜鉛蓄電池の場合、アルカリ水溶液や
正極と反応しないステンレス、ニッケル、銅、錫などの
金属を用いることができる。
Further, since the metal that can be used as the perforated metal cylinder depends on the type of the electrolytic solution of the storage battery and the types of the positive electrode and the negative electrode, the metal that can be used will differ if the battery system changes.
For example, in the case of a nickel-zinc storage battery, a metal such as stainless steel, nickel, copper or tin that does not react with an alkaline aqueous solution or a positive electrode can be used.

【0032】電池缶2の開口部は、絶縁体のガスケット
7、ニュートラルカバー8および負極端子9により封止
される。負極端子9には、金属製の集電ピン6が溶接さ
れている。
The opening of the battery can 2 is sealed by an insulating gasket 7, a neutral cover 8 and a negative electrode terminal 9. A metal collector pin 6 is welded to the negative electrode terminal 9.

【0033】図1に示す円筒型蓄電池100は、以下の
ようにして製作される。まず、中空円筒状に加圧成型さ
れた正極合剤3を、電池缶2に挿入する。次に、中空円
筒状に成形された正極合剤の内側に、有孔金属円筒12
を挿入する。次に、有底円筒状のセパレータ4を有孔金
属円筒12の内側に挿入し、該セパレータ4の中にゲル
状の負極合剤5を充填する。最後に、電池缶2に絶縁体
のガスケット7、ニュートラルカバー8および負極端子
9を挿入し、電池缶2の開口部の縁部を内部に折り曲
げ、ガスケット7を固定する。電池缶2にガスケット7
等を挿入する際、負極端子9に溶接された集電ピン6
は、ゲル状の負極合剤5に差し込まれる。
The cylindrical storage battery 100 shown in FIG. 1 is manufactured as follows. First, the positive electrode mixture 3 pressure-molded into a hollow cylinder is inserted into the battery can 2. Next, the perforated metal cylinder 12 is placed inside the positive electrode mixture formed into a hollow cylinder.
Insert. Next, the bottomed cylindrical separator 4 is inserted inside the perforated metal cylinder 12, and the separator 4 is filled with the gelled negative electrode mixture 5. Finally, the insulator gasket 7, the neutral cover 8 and the negative electrode terminal 9 are inserted into the battery can 2, and the edge of the opening of the battery can 2 is bent inside to fix the gasket 7. Gasket 7 on battery can 2
Collector pin 6 welded to the negative electrode terminal 9 when inserting the etc.
Is inserted into the gelled negative electrode mixture 5.

【0034】また、図1に示す円筒型蓄電池100にお
いて、負極の集電は、負極端子9に溶接された集電ピン
6が負極合剤5に差し込まれることで確保されている。
また、正極の集電は、正極合剤3と電池缶2とが接続さ
れることで確保されている。なお、電池缶2の外周面
は、メーカー名、電池種類、注意書き等が記載された外
装ラベル10によって覆われており、電池缶2の底の凸
部(図示の円筒型蓄電池100の上部)に正極端子11
が位置している。この円筒型蓄電池100における充放
電反応は、上述の式(1)〜(6)に従って行われる。
In the cylindrical storage battery 100 shown in FIG. 1, the current collection of the negative electrode is ensured by inserting the current collection pin 6 welded to the negative electrode terminal 9 into the negative electrode mixture 5.
Further, the current collection of the positive electrode is ensured by connecting the positive electrode mixture 3 and the battery can 2. The outer peripheral surface of the battery can 2 is covered with an outer label 10 on which the manufacturer name, battery type, cautionary notes, etc. are written, and the convex portion on the bottom of the battery can 2 (the upper part of the illustrated cylindrical storage battery 100). The positive terminal 11
Is located. The charging / discharging reaction in the cylindrical storage battery 100 is performed according to the above equations (1) to (6).

【0035】ここで、本実施の形態における正極活物質
としてのベータ型オキシ水酸化ニッケルについてさらに
説明する。このベータ型オキシ水酸化ニッケルは、水酸
化ニッケルを化学酸化により作製したものである。例え
ば、このベータ型オキシ水酸化ニッケルは、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
(NaClO)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
相中で酸化させることで得ることができる。このときの
酸化反応は、以下の通りである。 2Ni(OH)2+ClO- → 2NiOOH+Cl-
+H2
Here, beta-type nickel oxyhydroxide as the positive electrode active material in the present embodiment will be further described. This beta-type nickel oxyhydroxide is produced by chemically oxidizing nickel hydroxide. For example, this beta-type nickel oxyhydroxide is prepared by combining nickel hydroxide with a suitable oxidizing agent such as sodium hypochlorite (NaClO) and a suitable alkaline species such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide. It can be obtained by oxidation in a liquid phase containing The oxidation reaction at this time is as follows. 2Ni (OH) 2 + ClO → 2NiOOH + Cl
+ H 2 O

【0036】このようにベータ型オキシ水酸化ニッケル
を化学酸化により作製することで、その過程において、
NO3 -,CO3 2-等の不純物イオンが液相中に流出して
結晶内からある程度除去される。その結果、自己放電の
より少ない、電池用の活物質に、より適したベータ型オ
キシ水酸化ニッケルを得ることができる。因に、オキシ
水酸化ニッケルの自己放電は、その結晶中に含まれるN
3 -,CO3 2-等の不純物イオンが電池内で分解して起
こると考えられている。
By thus producing beta-type nickel oxyhydroxide by chemical oxidation, in the process,
Impurity ions such as NO 3 and CO 3 2− flow out into the liquid phase and are removed from the crystal to some extent. As a result, beta-type nickel oxyhydroxide having less self-discharge and more suitable as an active material for batteries can be obtained. Incidentally, the self-discharge of nickel oxyhydroxide is caused by the N contained in the crystal.
It is considered that impurity ions such as O 3 and CO 3 2− are decomposed and generated in the battery.

【0037】なお、液相中のpHにより、生成するオキ
シ水酸化ニッケルの結晶構造が異なる。すなわち、pH
がある値以下では高密度のベータ型オキシ水酸化ニッケ
ル(理論密度:4.68g/cm3)が生成され、一方
pHがそれより大きな値では低密度のガンマ型オキシ水
酸化ニッケル(理論密度:3.79g/cm3)が生成
される。
The crystal structure of the nickel oxyhydroxide produced differs depending on the pH in the liquid phase. Ie pH
Below a certain value, a high density of beta-type nickel oxyhydroxide (theoretical density: 4.68 g / cm 3 ) is produced, while at a value higher than that, a low-density gamma-type nickel oxyhydroxide (theoretical density: 3.79 g / cm 3 ) is produced.

【0038】またこの際、出発原料となる水酸化ニッケ
ルとしては、粒子の形状が球状である、高密度水酸化ニ
ッケルと呼ばれるものが用いられる。これにより、本実
施の形態における正極活物質であるベータ型オキシ水酸
化ニッケルは、粒子の形状が球状となる。ここで、球状
とは、球状に近い状態のものを含む概念である。以下に
おいても同様である。
At this time, as the starting material, nickel hydroxide used is a high density nickel hydroxide having spherical particles. Thereby, the beta-type nickel oxyhydroxide, which is the positive electrode active material in the present embodiment, has a spherical particle shape. Here, the term “spherical” is a concept including a state in which the shape is nearly spherical. The same applies to the following.

【0039】上述のベータ型オキシ水酸化ニッケルは、
Zn、Co、Mgから選ばれる少なくとも1種を固溶状
態で含むものである。Zn、Co、Mgなどの固溶成分
は水酸化ニッケルの製造時において水酸化ニッケルと固
溶される。一般的に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
せたのち、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、Zn、Co、Mgから選ばれる少なくとも1種を
固溶させている水酸化ニッケルは硫酸亜鉛のような塩を
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。
The above-mentioned beta-type nickel oxyhydroxide is
It contains at least one selected from Zn, Co and Mg in a solid solution state. Solid solution components such as Zn, Co, and Mg are solid-dissolved with nickel hydroxide during the production of nickel hydroxide. Generally, 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 then adding an alkaline aqueous solution such as a sodium hydroxide aqueous solution or a potassium hydroxide aqueous solution. After mixing to generate insoluble nickel hydroxide by a neutralization reaction, the nickel hydroxide is washed with water to remove unnecessary by-product salts, and then dried. At this time, nickel hydroxide in which at least one selected from Zn, Co, and Mg is solid-solved can be obtained by previously dissolving a salt such as zinc sulfate together with a nickel salt in water.

【0040】図1に示す円筒型蓄電池100を、以下の
試験条件で放電容量を測定してサイクル特性の評価を行
った。充放電試験は各実施例につき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、50サイクル後の容量維持率を比較した。
The cylindrical storage battery 100 shown in FIG. 1 was evaluated for cycle characteristics by measuring the discharge capacity under the following test conditions. In the charge and discharge test, 10 batteries for each example were discharged at a current of 100 mA until the voltage reached 1 V, and then charged until the voltage reached 1.9 V, which was defined as one cycle, and the capacity was maintained after 50 cycles. The rates were compared.

【0041】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。 50サイクル目の容量維持率(%)={(50サイクル
目の放電容量)/(初回の放電容量)}×100
The capacity maintenance ratio is a ratio (%) to the initial discharge capacity and is expressed by the following equation. 50th cycle capacity retention ratio (%) = {(50th cycle discharge capacity) / (first time discharge capacity)} × 100

【0042】ここでは、以下の比較例1と実施例1〜2
1の円筒型蓄電池100を検討した。比較例1は、従来
のニッケル亜鉛蓄電池1と同一仕様であり、正極合剤3
に使用するベータ型オキシ水酸化ニッケルに、化学酸化
法により製作され、かつ粒子の形状が球状であり、Z
n、Co、Mgから選ばれる少なくとも1種を固溶させ
たものを用いた。正極合剤3は、ベータ型オキシ水酸化
ニッケル:黒鉛粉末:40%KOH電解液を10:1:
1の割合で混合したものである。10gの正極合剤3を
用い、これを正極缶2の中で外径13.3mm、内径
9.0mm、高さ40mmの中空円筒状に成型した。こ
こに厚さ0.2mmのセパレータを挿入し、1.5gの
電解液を注液後、亜鉛粉末、ゲル化剤、40%KOH電
解液を65:1:34の割合で混合した混合物に添加剤
を微量加えて作成した負極合剤を5g充填して、上述し
たニッケル亜鉛蓄電池1の作製手順に従い電池を作製し
た。
Here, the following Comparative Example 1 and Examples 1 and 2 are used.
The cylindrical storage battery 100 of No. 1 was examined. Comparative Example 1 has the same specifications as the conventional nickel-zinc storage battery 1, and the positive electrode mixture 3
Beta-type nickel oxyhydroxide used in the above is manufactured by the chemical oxidation method, and the shape of the particles is spherical.
A solid solution of at least one selected from n, Co, and Mg was used. The positive electrode mixture 3 is beta-type nickel oxyhydroxide: graphite powder: 40% KOH electrolytic solution 10: 1:
It was mixed at a ratio of 1. 10 g of the positive electrode mixture 3 was used and molded in the positive electrode can 2 into a hollow cylinder having an outer diameter of 13.3 mm, an inner diameter of 9.0 mm, and a height of 40 mm. Insert a separator with a thickness of 0.2 mm here, inject 1.5 g of electrolytic solution, and then add to the mixture of zinc powder, gelling agent and 40% KOH electrolytic solution in the ratio of 65: 1: 34. A negative electrode mixture prepared by adding a small amount of the agent was filled in an amount of 5 g, and a battery was produced according to the above-described nickel zinc storage battery 1 producing procedure.

【0043】実施例1〜6は、正極合剤3に使用するベ
ータ型オキシ水酸化ニッケルに、化学酸化法により製作
され、かつ粒子の形状が球状であり、Zn、Co、Mg
から選ばれる少なくとも1種を固溶させたものを用い
た。正極合剤3はベータ型オキシ水酸化ニッケル:黒鉛
粉末:40%KOH電解液を10:1:1の割合で混合
したものである。10gの正極合剤3を用い、これを正
極缶2の中で外径13.3mm、内径9.0mm、高さ
40mmの中空円筒状に成型した。次に、中空円筒状に
成形された正極合剤の内側に、外径9.0mm、高さ4
0mmの中空円筒状に加工した厚さ30、50、10
0、150、200、250μmのステンレス製パンチ
ングメタルをそれぞれ挿入し、ここに厚さ0.2mmの
セパレータを挿入し、1.5gの電解液を注液後、亜鉛
粉末、ゲル化剤、40%KOH電解液を65:1:34
の割合で混合した混合物に添加剤を微量加えて作成した
負極合剤を5g充填して、上述した円筒型蓄電池100
の作製手順に従い電池をそれぞれ作製した。これら比較
例1と実施例1〜6を上述の試験条件で測定した結果を
表1に示す。
In Examples 1 to 6, beta-type nickel oxyhydroxide used for the positive electrode mixture 3 was manufactured by a chemical oxidation method, and the shape of the particles was spherical.
The solid solution of at least one selected from the above was used. The positive electrode mixture 3 is a mixture of beta-type nickel oxyhydroxide: graphite powder: 40% KOH electrolyte at a ratio of 10: 1: 1. 10 g of the positive electrode mixture 3 was used and molded in the positive electrode can 2 into a hollow cylinder having an outer diameter of 13.3 mm, an inner diameter of 9.0 mm, and a height of 40 mm. Next, inside the positive electrode mixture molded into a hollow cylinder, the outer diameter was 9.0 mm and the height was 4 mm.
Thickness of 30 mm, 50 mm, and 10 mm processed into a hollow cylinder
0, 150, 200, 250 μm stainless steel punching metal was inserted respectively, a 0.2 mm thick separator was inserted therein, and 1.5 g of electrolytic solution was injected, followed by zinc powder, gelling agent, 40% 65: 1: 34 KOH electrolyte
5 g of a negative electrode mixture prepared by adding a small amount of an additive to a mixture mixed at a ratio of
Each battery was manufactured according to the manufacturing procedure of. Table 1 shows the results obtained by measuring Comparative Example 1 and Examples 1 to 6 under the above-described test conditions.

【0044】[0044]

【表1】 [Table 1]

【0045】実施例7〜12は、中空円筒状に成形され
た正極合剤とセパレータの間に、外径9.0mm、高さ
40mmの中空円筒状に加工した厚さ30、50、10
0、150、200、250μmのステンレス製金属ネ
ットをそれぞれ配置した。それ以外は実施例1〜6と同
一の仕様で上述した円筒型蓄電池100の作製手順に従
い電池をそれぞれ作製した。これら実施例7〜12を上
述の試験条件で測定した結果を表2に示す。表2中の比
較例1は上述したものである。
In Examples 7 to 12, thicknesses 30, 50, and 10 of a hollow cylinder having an outer diameter of 9.0 mm and a height of 40 mm were formed between the positive electrode mixture and the separator, which were formed into a hollow cylinder shape.
Metallic nets made of stainless steel of 0, 150, 200, and 250 μm were arranged, respectively. Other than that, batteries were manufactured in the same manner as in Examples 1 to 6 according to the manufacturing procedure of the cylindrical storage battery 100 described above. Table 2 shows the results of measuring these Examples 7 to 12 under the above-mentioned test conditions. Comparative Example 1 in Table 2 is as described above.

【0046】[0046]

【表2】 [Table 2]

【0047】実施例13〜18は、中空円筒状に成形さ
れた正極合剤とセパレータの間に、外径9.0mm、高
さ40mmの中空円筒状に加工した厚さ30、50、1
00、150、200,250μmのステンレス製エキ
スパンドメタルをそれぞれ配置した。それ以外は実施例
1〜6と同一の仕様で上述した円筒型蓄電池100の作
製手順に従い電池をそれぞれ作製した。これら実施例1
3〜18を上述の試験条件で測定した結果を表3に示
す。表3中の比較例1は上述したものである。
In Examples 13 to 18, thicknesses 30, 50, 1 processed into a hollow cylindrical shape having an outer diameter of 9.0 mm and a height of 40 mm were provided between the positive electrode material mixture molded in the hollow cylindrical shape and the separator.
00, 150, 200, and 250 μm expanded metal made of stainless steel were arranged, respectively. Other than that, batteries were manufactured in the same manner as in Examples 1 to 6 according to the manufacturing procedure of the cylindrical storage battery 100 described above. Example 1
Table 3 shows the results of measuring 3 to 18 under the above-mentioned test conditions. Comparative Example 1 in Table 3 is as described above.

【0048】[0048]

【表3】 [Table 3]

【0049】表1〜表3の測定結果により、図2の有孔
金属円筒12の厚さと容量維持率との関係曲線が得られ
る。図2により、50サイクル後、円筒型蓄電池100
の容量維持率が大きくなる有孔金属円筒12の厚さは5
0〜200μmの範囲となる。その中でも厚さが100
〜150μmの場合、より高い容量維持率が得られる。
即ち充放電サイクルによる容量劣化は有孔金属円筒12
の厚さに依存し、例えば50μmよりも薄い場合には有
孔金属円筒12がないものと同様に正極活物質が膨張す
る。また200μmよりも厚い場合には正極合剤3とセ
パレータ4間の距離が長くなるため、水分を正極から負
極へと効率良く移動させることが困難になる。したがっ
て、有孔金属円筒12の厚さが、50〜200μmの範
囲とされることにより、充電時に正極で生成した水分に
よる正極の膨張が抑制されると共に、充電時に正極で生
成された水分を効率良く負極に移動させ、サイクル特性
を向上した円筒型蓄電池が得られる。
From the measurement results of Tables 1 to 3, the relationship curve between the thickness of the perforated metal cylinder 12 and the capacity retention ratio of FIG. 2 can be obtained. According to FIG. 2, after 50 cycles, the cylindrical storage battery 100
The thickness of the perforated metal cylinder 12 is 5
It is in the range of 0 to 200 μm. Among them, the thickness is 100
In the case of 150 μm, a higher capacity retention rate can be obtained.
That is, the capacity deterioration due to the charge / discharge cycle is caused by the perforated metal cylinder 12
If the thickness is less than 50 μm, for example, the positive electrode active material expands as in the case without the perforated metal cylinder 12. Further, when the thickness is thicker than 200 μm, the distance between the positive electrode mixture 3 and the separator 4 becomes long, so that it becomes difficult to efficiently move water from the positive electrode to the negative electrode. Therefore, by setting the thickness of the perforated metal cylinder 12 in the range of 50 to 200 μm, the expansion of the positive electrode due to the moisture generated in the positive electrode during charging is suppressed, and the moisture generated in the positive electrode during charging is efficiently discharged. It is possible to obtain a cylindrical storage battery that is well moved to the negative electrode and has improved cycle characteristics.

【0050】次に、有孔金属円筒12の材料が異なった
場合の実施例19〜21の円筒型蓄電池100を検討し
た。実施例19は、中空円筒状に成形された正極合剤3
とセパレータ4の間に、有孔金属円筒12として、外径
9.0mm、高さ40mmの中空円筒状に加工した厚さ
100μmのニッケル製パンチングメタルを配置した。
それ以外は実施例1〜6と同一の仕様で上述した円筒型
蓄電池100の作製手順に従い電池を作製した。
Next, the cylindrical storage batteries 100 of Examples 19 to 21 in which the materials of the perforated metal cylinder 12 were different were examined. Example 19 is a positive electrode mixture 3 formed in a hollow cylindrical shape.
As a perforated metal cylinder 12, a 100 mm thick punching metal made of nickel processed into a hollow cylinder having an outer diameter of 9.0 mm and a height of 40 mm was disposed between the separator 4 and the separator 4.
A battery was manufactured according to the procedure for manufacturing the cylindrical storage battery 100 described above with the same specifications as in Examples 1 to 6 except for the above.

【0051】実施例20は、中空円筒状に成形された正
極合剤3とセパレータ4の間に、有孔金属円筒12とし
て、外径9.0mm、高さ40mmの中空円筒状に加工
した厚さ100μmの銅製パンチングメタルを配置し
た。それ以外は実施例1〜6と同一の仕様で上述した円
筒型蓄電池100の作製手順に従い電池を作製した。
In Example 20, between the positive electrode mixture 3 and the separator 4, which were formed into a hollow cylinder shape, the perforated metal cylinder 12 was processed into a hollow cylinder shape having an outer diameter of 9.0 mm and a height of 40 mm. A copper punching metal having a thickness of 100 μm was arranged. A battery was manufactured according to the procedure for manufacturing the cylindrical storage battery 100 described above with the same specifications as in Examples 1 to 6 except for the above.

【0052】実施例21は、中空円筒状に成形された正
極合剤3とセパレータ4の間に、有孔金属円筒12とし
て、外径9.0mm、高さ40mmの中空円筒状に加工
した厚さ100μmの錫製パンチングメタルを配置し
た。それ以外は実施例1〜6と同一の仕様で上述した円
筒型蓄電池100の作製手順に従い電池を作製した。こ
れら実施例19〜21を上述の試験条件で測定した結果
を表4に示す。表4中の比較例1は上述したものであ
る。
In Example 21, between the positive electrode mixture 3 and the separator 4, which were formed into a hollow cylindrical shape, the perforated metal cylinder 12 was processed into a hollow cylindrical shape having an outer diameter of 9.0 mm and a height of 40 mm. A punching metal made of tin having a thickness of 100 μm was arranged. A battery was manufactured according to the procedure for manufacturing the cylindrical storage battery 100 described above with the same specifications as in Examples 1 to 6 except for the above. Table 4 shows the results of measuring these Examples 19 to 21 under the above-mentioned test conditions. Comparative Example 1 in Table 4 is as described above.

【0053】[0053]

【表4】 [Table 4]

【0054】表4の測定結果および上述した実施例3に
より、図3の有孔金属円筒12の金属の種類と容量維持
率との関係が得られる。図3により、各種類の金属に対
して容量維持率は比較例1より高くなったことが明らか
である。その中でもニッケル製パンチングメタルとステ
ンレス製パンチングメタルの場合、より高い容量維持率
が得られる。
From the measurement results of Table 4 and the above-mentioned Example 3, the relationship between the metal type and the capacity retention rate of the perforated metal cylinder 12 of FIG. 3 can be obtained. It is clear from FIG. 3 that the capacity retention ratio was higher than that of Comparative Example 1 for each type of metal. Above all, in the case of nickel punching metal and stainless punching metal, a higher capacity retention rate can be obtained.

【0055】このように、中空円筒状に成形された正極
合剤3からなる正極と、有底円筒状のセパレータ4を介
して正極の中空部に充填された負極合剤5からなる負極
とを有する円筒型蓄電池において、正極合剤3とセパレ
ータ4の間に、ステンレス、ニッケル、銅または錫製の
パンチングメタル、金属ネットまたはエキスパンドメタ
ルなど有孔金属円筒12を設け、この有孔金属円筒12
の厚さを50〜200μmの範囲とすることで、充電時
に正極で生成した水分による正極の膨張を抑制し、これ
により正極で生成された水分を効率良く負極に移動さ
せ、充放電サイクルによる容量劣化を抑制し、サイクル
特性を向上した円筒型蓄電池を得ることができる。
In this way, the positive electrode made of the positive electrode mixture 3 formed in the hollow cylindrical shape and the negative electrode made of the negative electrode mixture 5 filled in the hollow portion of the positive electrode via the bottomed cylindrical separator 4 are provided. In the cylindrical storage battery having, a perforated metal cylinder 12 such as a punching metal made of stainless steel, nickel, copper or tin, a metal net or an expanded metal is provided between the positive electrode mixture 3 and the separator 4, and the perforated metal cylinder 12
The thickness of 50 to 200 μm, the expansion of the positive electrode due to the moisture generated in the positive electrode during charging is suppressed, whereby the moisture generated in the positive electrode is efficiently transferred to the negative electrode, and the capacity due to the charge / discharge cycle is increased. It is possible to obtain a cylindrical storage battery that suppresses deterioration and has improved cycle characteristics.

【0056】また、正極活物質であるオキシ水酸化ニッ
ケルにはZn、Co、Mgから選ばれる少なくとも1種
の元素が固溶され、これらの元素は正極活物質自体の膨
張を抑制する効果を持つため、充放電サイクルの容量劣
化を抑制することができる。また、ベータ型オキシ水酸
化ニッケルの粒子の形状を球状とすることで、ベータ型
オキシ水酸化ニッケルがより高密度となり、より大きな
放電容量(電池容量)を得ることが可能となる。
Further, at least one element selected from Zn, Co and Mg is solid-dissolved in nickel oxyhydroxide which is a positive electrode active material, and these elements have an effect of suppressing expansion of the positive electrode active material itself. Therefore, it is possible to suppress capacity deterioration during charge / discharge cycles. Further, by making the shape of the beta-type nickel oxyhydroxide particles spherical, the beta-type nickel oxyhydroxide has a higher density and a larger discharge capacity (battery capacity) can be obtained.

【0057】次に、この発明の第2の実施の形態の円筒
型蓄電池200について説明する。図4は、第2の実施
の形態の円筒型蓄電池200の構成を示している。この
円筒型蓄電池200は単三型ニッケル亜鉛蓄電池であ
る。また、この図1において、図6と対応する部分には
同一符号を付して示している。
Next, a cylindrical storage battery 200 according to the second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 shows the configuration of the cylindrical storage battery 200 according to the second embodiment. The cylindrical storage battery 200 is an AA nickel-zinc storage battery. Further, in FIG. 1, parts corresponding to those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals.

【0058】この円筒型蓄電池200は、電池缶2と、
正極合剤3と、セパレータ4と、負極合剤5と、集電ピ
ン6と、ガスケット7と、ニュートラルカバー8と、負
極端子9と、有孔金属円筒12とから構成されている。
この図4において、図1と対応する部分には、同一符号
を付して示している。電池缶2は、例えばニッケルメッ
キが施された金属板をプレス加工して成形したものであ
る。この電池缶2は円筒型蓄電池200の正極端子も兼
ねている。
This cylindrical storage battery 200 includes a battery can 2 and
It is composed of a positive electrode mixture 3, a separator 4, a negative electrode mixture 5, a current collecting pin 6, a gasket 7, a neutral cover 8, a negative electrode terminal 9, and a perforated metal cylinder 12.
4, parts corresponding to those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. The battery can 2 is formed by pressing a metal plate plated with nickel, for example. The battery can 2 also serves as the positive electrode terminal of the cylindrical storage battery 200.

【0059】正極合剤3は、正極活物質としてのベータ
型オキシ水酸化ニッケル、導電剤としての炭素粉および
電解液としてのアルカリ性水溶液を混合し、セパレータ
4の中に充填される。導電剤として用いる炭素粉には黒
鉛粉が用いられる。アルカリ性水溶液には、例えば水酸
化カリウム水溶液が使用されるが、水酸化リチウム、水
酸化ナトリウムなどの水溶液やそれらを混合しても使用
可能である。
The positive electrode mixture 3 is mixed with beta-type nickel oxyhydroxide as a positive electrode active material, carbon powder as a conductive agent, and an alkaline aqueous solution as an electrolytic solution, and is filled in the separator 4. Graphite powder is used as the carbon powder used as the conductive agent. As the alkaline aqueous solution, for example, an aqueous potassium hydroxide solution is used, but an aqueous solution of lithium hydroxide, sodium hydroxide or the like or a mixture thereof can also be used.

【0060】この正極合剤3は、以下のようにして作製
される。まず、ベータ型オキシ水酸化ニッケル、黒鉛
粉、濃度40%の水酸化カリウム(KOH)水溶液を重
量比で10:1:1の割合で秤量し、インペラーやボー
ルミルなどの攪拌方法によって混合する。また、正極合
剤3にベータ型使用するオキシ水酸化ニッケルに、化学
酸化法により製作され、かつ粒子の形状が球状であり、
Zn、Co、Mgから選ばれる少なくとも1種を固溶さ
せたものを用いた。
This positive electrode mixture 3 is manufactured as follows. First, beta-type nickel oxyhydroxide, graphite powder, and an aqueous potassium hydroxide (KOH) solution having a concentration of 40% are weighed at a weight ratio of 10: 1: 1 and mixed by a stirring method such as an impeller or a ball mill. In addition, nickel oxyhydroxide used in beta type for the positive electrode mixture 3 is manufactured by a chemical oxidation method, and the shape of the particles is spherical,
A solid solution of at least one selected from Zn, Co, and Mg was used.

【0061】セパレータ4は、有底円筒状をしており、
負極合剤5の内側に配される。例えば、セパレータ4に
は、吸液性、保液性がよく、耐アルカリ性の優れた合成
繊維の不繊布が使用される。
The separator 4 has a bottomed cylindrical shape,
It is arranged inside the negative electrode mixture 5. For example, as the separator 4, a non-woven fabric of synthetic fibers having good liquid absorption and liquid retention properties and excellent alkali resistance is used.

【0062】負極合剤5は、中空円筒状をしており、電
池缶2の内部に配される。この負極合剤5は、負極活物
質となる粒状亜鉛と酸化亜鉛を、ゲル化剤を用いて電解
液である水酸化カリウム水溶液に均一に分散混合させた
ものである。
The negative electrode mixture 5 has a hollow cylindrical shape and is arranged inside the battery can 2. This negative electrode mixture 5 is obtained by uniformly dispersing and mixing granular zinc and zinc oxide, which are negative electrode active materials, in an aqueous solution of potassium hydroxide, which is an electrolytic solution, using a gelling agent.

【0063】有孔金属円筒12は、正極合剤3とセパレ
ータ4の間に配置され、ステンレス、ニッケル、銅、錫
など金属からなるパンチングメタル、金属ネット、エキ
スパンドメタルなどといったものである。
The perforated metal cylinder 12 is arranged between the positive electrode mixture 3 and the separator 4, and is a punching metal made of metal such as stainless steel, nickel, copper, tin, a metal net, or an expanded metal.

【0064】また、有孔金属円筒として使用できる金属
は蓄電池の電解液の種類、正極・負極の種類に依存して
いるいるため電池系が変われば使用できる金属も異な
る。例えば、ニッケル亜鉛蓄電池の場合、アルカリ水溶
液や正極、負極と反応しないステンレス、ニッケル、
銅、錫など金属を用いることができる。
The metal that can be used as the perforated metal cylinder depends on the type of the electrolytic solution of the storage battery and the type of the positive electrode and the negative electrode. For example, in the case of a nickel-zinc storage battery, an alkaline solution, a positive electrode, stainless steel that does not react with the negative electrode, nickel,
Metals such as copper and tin can be used.

【0065】電池缶2の開口部は、絶縁体のガスケット
7、ニュートラルカバー8および正極端子11により封
止される。正極端子11には、金属製の集電ピン6が溶
接されている。
The opening of the battery can 2 is sealed by an insulating gasket 7, a neutral cover 8 and a positive electrode terminal 11. A metal collector pin 6 is welded to the positive electrode terminal 11.

【0066】図4に示す円筒型蓄電池200は、以下の
ようにして製作される。まず、中空円筒状に成型された
負極合剤5を、電池缶2に挿入する。次に、負極合剤5
の内側に、有底円筒状のセパレータ4を挿入し、次に中
空円筒状に加工した有孔金属円筒12をセパレータ4の
内側に挿入し、該有孔金属円筒12の中に正極合剤3を
充填する。最後に、電池缶2に絶縁体のガスケット7、
ニュートラルカバー8および正極端子11を挿入し、電
池缶2の開口部の縁部を内部に折り曲げ、ガスケット7
を固定する。電池缶2にガスケット7等を挿入する際、
正極端子11に溶接された集電ピン6は、正極合剤3に
差し込まれる。
The cylindrical storage battery 200 shown in FIG. 4 is manufactured as follows. First, the negative electrode mixture 5 molded into a hollow cylinder is inserted into the battery can 2. Next, negative electrode mixture 5
Inside, the separator 4 with a bottomed cylindrical shape is inserted, and then the perforated metal cylinder 12 processed into a hollow cylinder is inserted into the inside of the separator 4, and the positive electrode mixture 3 is inserted into the perforated metal cylinder 12. To fill. Finally, the battery can 2 has an insulating gasket 7,
The neutral cover 8 and the positive electrode terminal 11 are inserted, the edge of the opening of the battery can 2 is bent inward, and the gasket 7
To fix. When inserting the gasket 7 etc. into the battery can 2,
The collector pin 6 welded to the positive electrode terminal 11 is inserted into the positive electrode mixture 3.

【0067】図4に示す円筒型蓄電池200において、
正極の集電は、正極端子11に溶接された集電ピン6が
正極合剤3に差し込まれることで確保されている。ま
た、負極の集電は、負極合剤5と電池缶2とが接続され
ることで確保されている。なお、電池缶2の外周面は、
メーカー名、電池種類、注意書き等が記載された外装ラ
ベル10によって覆われており、電池缶2の底部に負極
端子9が位置している。この円筒型蓄電池200におけ
る充放電反応は、上述の式(1)〜(6)に従って行わ
れる。
In the cylindrical storage battery 200 shown in FIG. 4,
The current collection of the positive electrode is ensured by inserting the current collecting pin 6 welded to the positive electrode terminal 11 into the positive electrode mixture 3. Further, the current collection of the negative electrode is ensured by connecting the negative electrode mixture 5 and the battery can 2. The outer peripheral surface of the battery can 2 is
It is covered with an outer label 10 on which the manufacturer's name, battery type, precautionary notes, etc. are written, and the negative electrode terminal 9 is located at the bottom of the battery can 2. The charging / discharging reaction in the cylindrical storage battery 200 is performed according to the above equations (1) to (6).

【0068】図4に示す円筒型蓄電池200を、第1の
実施の形態の円筒型蓄電池100と同一の試験条件で放
電容量を測定してサイクル特性の評価を行った。ここで
は、以下の実施例22〜27と比較例2の円筒型蓄電池
200を検討した。
The cylindrical storage battery 200 shown in FIG. 4 was evaluated for cycle characteristics by measuring the discharge capacity under the same test conditions as the cylindrical storage battery 100 of the first embodiment. Here, the following cylindrical batteries 200 of Examples 22 to 27 and Comparative Example 2 were examined.

【0069】実施例22〜27は、亜鉛粉末、ゲル化
剤、40%KOH電解液を88:2:10の割合で混合
し、添加剤を微量加えて作成した負極合剤5を10g用
い、これを電池缶2の中で外径13.3mm、内径1
0.0mm、高さ40mmの中空円筒状に成型した。こ
こに有底円筒状の厚さ0.2mmのセパレータ4を挿入
し、次に、セパレータ4の内側に、有孔金属円筒12と
して、外径9.6mm、高さ40mmの中空円筒状に加
工した厚さ30、50、100、150、200、25
0μmのステンレス製パンチングメタルをそれぞれ挿入
し、2.5gの電解液を注液後、ベータ型オキシ水酸化
ニッケル:黒鉛粉末:40%KOH電解を10:1:1
の割合で混合した正極合剤3を7.5g充填して、上述
した円筒型蓄電池200の作製手順に従い電池をそれぞ
れ作製した。
In Examples 22 to 27, 10 g of the negative electrode mixture 5 prepared by mixing zinc powder, a gelling agent and a 40% KOH electrolyte at a ratio of 88: 2: 10 and adding a small amount of the additive was used. This is a battery can 2 with an outer diameter of 13.3 mm and an inner diameter of 1
It was molded into a hollow cylinder having a diameter of 0.0 mm and a height of 40 mm. The bottomed cylindrical separator 4 having a thickness of 0.2 mm is inserted therein, and then the inside of the separator 4 is processed as a perforated metal cylinder 12 into a hollow cylindrical shape having an outer diameter of 9.6 mm and a height of 40 mm. Thickness 30, 50, 100, 150, 200, 25
Insert 0 μm stainless steel punching metal, inject 2.5 g of electrolyte, and then apply beta-type nickel oxyhydroxide: graphite powder: 40% KOH electrolysis 10: 1: 1.
Then, 7.5 g of the positive electrode mixture 3 mixed in the above ratio was filled, and each battery was manufactured according to the manufacturing procedure of the cylindrical storage battery 200 described above.

【0070】比較例2は、有孔金属円筒12が配置され
ていない以外、実施例22〜27と同様に、亜鉛粉末、
ゲル化剤、40%KOH電解液を88:2:10の割合
で混合し、添加剤を微量加えて作成した負極合剤を10
g用い、これを電池缶2の中で外径13.3mm、内径
10.0mm、高さ40mmの中空円筒状に成型した。
ここに厚さ0.2mmのセパレータ4を挿入し、2.5
gの電解液を注液後、ベータ型オキシ水酸化ニッケル:
黒鉛粉末:40%KOH電解を10:1:1の割合で混
合した正極合剤を7.5g充填して、上述した円筒型蓄
電池200の作製手順に従い電池を作製した。
In Comparative Example 2, zinc powder, similar to Examples 22 to 27, except that the perforated metal cylinder 12 was not arranged,
A gelling agent and 40% KOH electrolytic solution were mixed at a ratio of 88: 2: 10, and a negative electrode mixture prepared by adding a trace amount of the additive was used.
g was molded into a battery can 2 into a hollow cylinder having an outer diameter of 13.3 mm, an inner diameter of 10.0 mm and a height of 40 mm.
Insert the separator 4 with a thickness of 0.2 mm into
Beta-type nickel oxyhydroxide:
7.5 g of a positive electrode mixture prepared by mixing graphite powder: 40% KOH electrolysis at a ratio of 10: 1: 1 was filled, and a battery was manufactured according to the procedure for manufacturing the cylindrical storage battery 200 described above.

【0071】また、比較例2および実施例22〜27の
正極合剤3に使用するベータ型オキシ水酸化ニッケル
に、化学酸化法により製作され、かつ粒子の形状が球状
であり、Zn、Co、Mgから選ばれる少なくとも1種
を固溶させたものを用いた。これら比較例2と実施例2
2〜27を上述の試験条件で測定した結果を表5に示
す。
In addition, beta-type nickel oxyhydroxide used in the positive electrode mixture 3 of Comparative Example 2 and Examples 22 to 27 was manufactured by the chemical oxidation method, and the shape of the particles was spherical. A solid solution of at least one selected from Mg was used. Comparative Example 2 and Example 2
Table 5 shows the results of measuring 2 to 27 under the above-mentioned test conditions.

【0072】[0072]

【表5】 [Table 5]

【0073】表5の測定結果により、図5のステンレス
製パンチングメタルの厚さと容量維持率との関係曲線が
得られる。図5により、有孔金属円筒12を設けること
で、50サイクル後、電池の容量維持率が大きくなる有
孔金属円筒12の厚さは50〜200μmの範囲とな
る。その中に厚さが100〜150μmの場合、より高
い容量維持率が得られる。即ち充放電サイクルによる容
量劣化は有孔金属円筒の厚さに依存し、例えば50μm
よりも薄い場合には有孔金属円筒12がないものと同様
に正極活物質が膨張する。また200μmよりも厚い場
合には正極合剤3とセパレータ4間の距離が長くなるた
め、水分を正極から負極へと効率良く移動させることが
困難になる。したがって、有孔金属円筒12の厚さは、
50〜200μmの範囲とされることにより、正極の膨
張が抑制され、サイクル特性を向上した円筒型蓄電池が
得られる。
From the measurement results shown in Table 5, the relationship curve between the thickness of the punching metal made of stainless steel and the capacity retention ratio shown in FIG. 5 can be obtained. According to FIG. 5, by providing the perforated metal cylinder 12, the thickness of the perforated metal cylinder 12 in which the capacity retention rate of the battery increases after 50 cycles is in the range of 50 to 200 μm. When the thickness is 100 to 150 μm, a higher capacity retention rate can be obtained. That is, the capacity deterioration due to the charge / discharge cycle depends on the thickness of the perforated metal cylinder, for example, 50 μm.
If it is thinner than the above, the positive electrode active material expands similarly to the case without the perforated metal cylinder 12. Further, when the thickness is thicker than 200 μm, the distance between the positive electrode mixture 3 and the separator 4 becomes long, so that it becomes difficult to efficiently move water from the positive electrode to the negative electrode. Therefore, the thickness of the perforated metal cylinder 12 is
When the thickness is in the range of 50 to 200 μm, expansion of the positive electrode is suppressed, and a cylindrical storage battery with improved cycle characteristics can be obtained.

【0074】このように、中空円筒状に成形された負極
合剤5からなる負極と、有底円筒状のセパレータ4を介
して負極の中空部に充填された正極合剤3からなる正極
とを有する円筒型蓄電池において、正極合剤3とセパレ
ータ4の間に、ステンレス、ニッケル、銅または錫製の
パンチングメタル、金属ネットまたはエキスパンドメタ
ルなど有孔金属円筒12を設け、この有孔金属円筒12
の厚さを50〜200μmの範囲とすることで、充電時
に正極で生成した水分による正極の膨張を抑制し、これ
により正極で生成された水分を効率良く負極に移動さ
せ、充放電サイクルによる容量劣化を抑制し、サイクル
特性を向上した円筒型蓄電池を得ることができる。
As described above, the negative electrode made of the negative electrode mixture 5 molded in the hollow cylindrical shape and the positive electrode made of the positive electrode mixture 3 filled in the hollow portion of the negative electrode via the bottomed cylindrical separator 4 are provided. In the cylindrical storage battery having, a perforated metal cylinder 12 such as a punching metal made of stainless steel, nickel, copper or tin, a metal net or an expanded metal is provided between the positive electrode mixture 3 and the separator 4, and the perforated metal cylinder 12
The thickness of 50 to 200 μm, the expansion of the positive electrode due to the moisture generated in the positive electrode during charging is suppressed, whereby the moisture generated in the positive electrode is efficiently transferred to the negative electrode, and the capacity due to the charge / discharge cycle is increased. It is possible to obtain a cylindrical storage battery that suppresses deterioration and has improved cycle characteristics.

【0075】また、正極活物質であるオキシ水酸化ニッ
ケルにはZn、Co、Mgから選ばれる少なくとも1種
の元素が固溶され、これらの元素は正極活物質自体の膨
張を抑制する効果を持つため、充放電サイクルの容量劣
化を抑制することができる。また、ベータ型オキシ水酸
化ニッケルの粒子の形状を球状とすることで、ベータ型
オキシ水酸化ニッケルがより高密度となり、より大きな
放電容量(電池容量)を得ることが可能となる。
Further, at least one element selected from Zn, Co and Mg is solid-dissolved in nickel oxyhydroxide which is the positive electrode active material, and these elements have an effect of suppressing expansion of the positive electrode active material itself. Therefore, it is possible to suppress capacity deterioration during charge / discharge cycles. Further, by making the shape of the beta-type nickel oxyhydroxide particles spherical, the beta-type nickel oxyhydroxide has a higher density and a larger discharge capacity (battery capacity) can be obtained.

【0076】なお、上述の実施の形態では、パンチング
メタル、金属ネット、エキスパンドメタルを用いた場合
について説明したが、これに限定されるものではない。
他の有孔金属円筒を用いてもよい。
In the above embodiments, the case where punching metal, metal net, and expanded metal are used has been described, but the present invention is not limited to this.
Other perforated metal cylinders may be used.

【0077】また、上述の実施の形態では、有孔金属円
筒12はステンレス、ニッケル、銅、錫を単独で用いて
いるが、ステンレスにニッケルめっきした金属などとい
った金属表面に別の金属を被覆した金属でも同様の効果
が得られる。
Further, in the above-mentioned embodiment, the perforated metal cylinder 12 is made of stainless steel, nickel, copper or tin alone, but a metal surface such as a metal plated with stainless steel is coated with another metal. The same effect can be obtained with metal.

【0078】また、上述の実施の形態では、ニッケル亜
鉛蓄電池を例に挙げているが、これに限定されるもので
はない。ニッケルカドミウム蓄電池、ニッケル水素蓄電
池、ニッケル鉄蓄電池などのインサイドアウト型の構造
を用いた円筒型蓄電池においても効果がある。
Further, in the above-mentioned embodiment, the nickel-zinc storage battery is taken as an example, but the present invention is not limited to this. It is also effective for a cylindrical storage battery using an inside-out type structure such as a nickel-cadmium storage battery, a nickel-hydrogen storage battery, and a nickel-iron storage battery.

【0079】また、上述の実施の形態では、ベータ型オ
キシ水酸化ニッケルの粒子の形状を球状としたものであ
るが、ベータ型オキシ水酸化ニッケルの粒子の形状は球
状でない場合、放電容量が低下するが、上述と同様な添
加量の範囲特定によるサイクル特性の改善効果が得られ
る。
Further, in the above-mentioned embodiment, the shape of the beta-type nickel oxyhydroxide particles is spherical, but when the shape of the beta-type nickel oxyhydroxide particles is not spherical, the discharge capacity is lowered. However, the effect of improving cycle characteristics can be obtained by specifying the range of the addition amount similar to the above.

【0080】また、上述の実施の形態では、ベータ型オ
キシ水酸化ニッケルが化学酸化法により得られたものを
用いたが、これに限定されるものではない。例えば、電
気化学法により得られたものを用いてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the beta-type nickel oxyhydroxide obtained by the chemical oxidation method was used, but the invention is not limited to this. For example, you may use what was obtained by the electrochemical method.

【0081】[0081]

【発明の効果】この発明に係る円筒型蓄電池によれば、
中空円筒状の正極と有底円筒状のセパレータを介して正
極の中空部に配置される負極とからなる、又は中空円筒
状の負極と有底円筒状のセパレータを介して負極の中空
部に配置される正極とからなる円筒型蓄電池の正極とセ
パレータの間に所定厚さの有孔金属円筒を設けるもので
あり、充電時に正極で生成された水分による正極の膨張
を抑制し、これにより正極で生成された水分を効率良く
負極に移動させ、充放電サイクルによる容量劣化を抑制
し、サイクル特性を向上した円筒型蓄電池を得ることが
できる。
According to the cylindrical storage battery of the present invention,
Consisting of a hollow cylindrical positive electrode and a negative electrode arranged in the hollow part of the positive electrode via a bottomed cylindrical separator, or arranged in the hollow part of the negative electrode via a hollow cylindrical negative electrode and a bottomed cylindrical separator It is to provide a perforated metal cylinder having a predetermined thickness between the positive electrode of the cylindrical storage battery composed of the positive electrode and the separator, and to suppress the expansion of the positive electrode due to the moisture generated in the positive electrode during charging, thereby It is possible to efficiently move the generated water to the negative electrode, suppress the capacity deterioration due to charge / discharge cycles, and obtain a cylindrical storage battery with improved cycle characteristics.

【0082】また、正極活物質であるオキシ水酸化ニッ
ケルにはZn、Co、Mgから選ばれる少なくとも1種
の元素が固溶されることで、これらの元素は正極活物質
自体の膨張を抑制する効果を持つため、充放電サイクル
の容量劣化をされに抑制することができる。
Further, since at least one element selected from Zn, Co and Mg is solid-dissolved in nickel oxyhydroxide which is the positive electrode active material, these elements suppress the expansion of the positive electrode active material itself. Since it has the effect, it is possible to suppress the capacity deterioration of the charge / discharge cycle.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第1の実施の形態の蓄電池の構成を示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a storage battery according to a first embodiment.

【図2】有孔金属円筒の厚さと容量維持率との関係を示
す図である。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the thickness of a perforated metal cylinder and the capacity retention rate.

【図3】金属の種類と容量維持率との関係を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a metal type and a capacity retention rate.

【図4】第2の実施の形態の蓄電池の構成を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a storage battery according to a second embodiment.

【図5】ステンレス製パンチングメタルの厚さと容量維
持率との関係を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the thickness of stainless steel punching metal and the capacity retention rate.

【図6】従来のニッケル亜鉛蓄電池の構成を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a conventional nickel-zinc storage battery.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・ニッケル亜鉛蓄電池、2・・・電池缶、3・・
・正極合剤、4・・・セパレータ、5・・・負極合剤、
6・・・集電ピン、7・・・ガスケット、8・・・ニュ
ートラルカバー、9・・・負極端子、10・・・外装ラ
ベル、11・・・正極端子、12・・・有孔金属円筒、
100,200・・・円筒型蓄電池
1 ... Nickel-zinc storage battery, 2 ... Battery can, 3 ...
・ Positive electrode mixture, 4 ... Separator, 5 ... Negative electrode mixture,
6 ... collector pin, 7 ... gasket, 8 ... neutral cover, 9 ... negative electrode terminal, 10 ... exterior label, 11 ... positive electrode terminal, 12 ... perforated metal cylinder ,
100,200 ... Cylindrical storage battery

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 中空円筒状に成形された正極合剤からな
る正極と、有底円筒状のセパレータを介して上記正極の
中空部に充填された負極合剤からなる負極とを有する円
筒型蓄電池において、 上記正極と上記セパレータとの間に所定厚さの有孔金属
円筒を設けることを特徴とする円筒型蓄電池。
1. A cylindrical storage battery having a positive electrode made of a positive electrode mixture formed in a hollow cylindrical shape, and a negative electrode made of a negative electrode mixture filled in the hollow portion of the positive electrode via a bottomed cylindrical separator. The cylindrical storage battery according to claim 1, wherein a perforated metal cylinder having a predetermined thickness is provided between the positive electrode and the separator.
【請求項2】 上記有孔金属円筒は、厚さ50〜200
μmであって、ステンレス、ニッケル、銅、錫から選ば
れる少なくとも1種の金属で形成されることを特徴とす
る請求項1に記載の円筒型蓄電池。
2. The perforated metal cylinder has a thickness of 50 to 200.
The cylindrical storage battery according to claim 1, wherein the cylindrical storage battery has a thickness of μm and is made of at least one metal selected from stainless steel, nickel, copper, and tin.
【請求項3】 上記有孔金属円筒は、パンチングメタ
ル、金属ネット、エキスパンドメタルのいずれかである
ことを特徴とする請求項1に記載の円筒型蓄電池。
3. The cylindrical storage battery according to claim 1, wherein the perforated metal cylinder is any one of punching metal, metal net, and expanded metal.
【請求項4】 上記正極合剤は、正極活物質として化学
酸化法により製作されたベータ型オキシ水酸化ニッケル
を含有することを特徴とする請求項1に記載の円筒型蓄
電池。
4. The cylindrical storage battery according to claim 1, wherein the positive electrode mixture contains beta-type nickel oxyhydroxide manufactured by a chemical oxidation method as a positive electrode active material.
【請求項5】 上記正極合剤は、Zn、Co、Mgから
選ばれる少なくとも1種を固溶状態で含むベータ型オキ
シ水酸化ニッケルを正極活物質として含有することを特
徴とする請求項1に記載の円筒型蓄電池。
5. The positive electrode mixture contains, as a positive electrode active material, beta-type nickel oxyhydroxide containing at least one selected from Zn, Co and Mg in a solid solution state. The cylindrical storage battery described.
【請求項6】 上記負極合剤は、負極活物質として亜鉛
を含有することを特徴とする請求項1に記載の円筒型蓄
電池。
6. The cylindrical storage battery according to claim 1, wherein the negative electrode mixture contains zinc as a negative electrode active material.
【請求項7】 中空円筒状に成形された負極合剤からな
る負極と、有底円筒状のセパレータを介して上記負極の
中空部に充填された正極合剤からなる負極とを有する円
筒型蓄電池において、 上記正極と上記セパレータとの間に所定厚さの有孔金属
円筒を設けることを特徴とする円筒型蓄電池。
7. A cylindrical storage battery having a negative electrode made of a negative electrode mixture formed in a hollow cylindrical shape, and a negative electrode made of a positive electrode mixture filled in the hollow portion of the negative electrode via a bottomed cylindrical separator. The cylindrical storage battery according to claim 1, wherein a perforated metal cylinder having a predetermined thickness is provided between the positive electrode and the separator.
【請求項8】 上記有孔金属円筒は、厚さ50〜200
μmであって、ステンレス、ニッケル、銅、錫から選ば
れる金属で形成されることを特徴とする請求項7に記載
の円筒型蓄電池。
8. The perforated metal cylinder has a thickness of 50 to 200.
The cylindrical storage battery according to claim 7, wherein the cylindrical storage battery has a thickness of μm and is made of a metal selected from stainless steel, nickel, copper, and tin.
【請求項9】 上記有孔金属円筒は、パンチングメタ
ル、金属ネット、エキスパンドメタルのいずれかである
ことを特徴とする請求項7に記載の円筒型蓄電池。
9. The cylindrical storage battery according to claim 7, wherein the perforated metal cylinder is any of punching metal, metal net, and expanded metal.
【請求項10】 上記正極合剤は、正極活物質として化
学酸化法により製作されたベータ型オキシ水酸化ニッケ
ルを含有することを特徴とする請求項7に記載の円筒型
蓄電池。
10. The cylindrical storage battery according to claim 7, wherein the positive electrode mixture contains, as a positive electrode active material, beta-type nickel oxyhydroxide manufactured by a chemical oxidation method.
【請求項11】 上記正極合剤は、Zn、Co、Mgか
ら選ばれる少なくとも1種を固溶状態で含むベータ型オ
キシ水酸化ニッケルを正極活物質として含有することを
特徴とする請求項7に記載の円筒型蓄電池。
11. The positive electrode mixture contains beta-type nickel oxyhydroxide containing at least one selected from Zn, Co and Mg in a solid solution state as a positive electrode active material. The cylindrical storage battery described.
【請求項12】 上記負極合剤は、負極活物質として亜
鉛を含有することを特徴とする請求項7に記載の円筒型
蓄電池。
12. The cylindrical storage battery according to claim 7, wherein the negative electrode mixture contains zinc as a negative electrode active material.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101162740B1 (en) 2012-04-02 2012-07-05 주식회사 비츠로셀 Cathode for litium primary battery, mathod of manufacturing the cathode and apparatus for manufacturing the cathode
JP2015525832A (en) * 2012-07-19 2015-09-07 ベクター コロージョン テクノロジーズ エルティーディー. Corrosion prevention using sacrificial anode
WO2018078738A1 (en) * 2016-10-26 2018-05-03 日本碍子株式会社 Nickel zinc battery
JP2020167006A (en) * 2019-03-29 2020-10-08 Fdk株式会社 Electrochemical element and manufacturing method of electrochemical element

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101162740B1 (en) 2012-04-02 2012-07-05 주식회사 비츠로셀 Cathode for litium primary battery, mathod of manufacturing the cathode and apparatus for manufacturing the cathode
JP2015525832A (en) * 2012-07-19 2015-09-07 ベクター コロージョン テクノロジーズ エルティーディー. Corrosion prevention using sacrificial anode
WO2018078738A1 (en) * 2016-10-26 2018-05-03 日本碍子株式会社 Nickel zinc battery
JP2020167006A (en) * 2019-03-29 2020-10-08 Fdk株式会社 Electrochemical element and manufacturing method of electrochemical element
JP7170576B2 (en) 2019-03-29 2022-11-14 Fdk株式会社 ELECTROCHEMICAL DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING ELECTROCHEMICAL DEVICE

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