JP2004296394A

JP2004296394A - ニッケル−水素蓄電池および組電池

Info

Publication number: JP2004296394A
Application number: JP2003090534A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Wakino; 雅裕脇野; Hiromasa Sugii; 裕政杉井; Masao Takee; 正夫武江
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2004-10-21
Anticipated expiration: 2023-03-28
Also published as: JP4497828B2

Abstract

【課題】セパレータに析出する亜鉛量、コバルト量およびマンガン量を規制することにより、高出力特性と、低自己放電率を長期間にわたって維持できるニッケル−水素蓄電池を提供する。
【解決手段】本発明のニッケル−水素蓄電池は、セパレータに析出する亜鉛量がセパレータの質量に対して０．４質量％以下になるように正極中に亜鉛が添加されており、セパレータに析出するコバルト量がセパレータの質量に対して０．５質量％以下になるように正極中にコバルトが添加されており、かつ、セパレータに析出するマンガン量がセパレータの質量に対して４．０質量％以下になるように水素吸蔵合金中にマンガンが含有されている。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ニッケル−水素蓄電池に係り、特に、水酸化ニッケルを主体とする正極活物質に亜鉛とコバルトが添加された正極と、マンガンを含有する水素吸蔵合金を有する負極と、これらの正極と負極を隔離するセパレータを備えたニッケル−水素蓄電池、およびこのニッケル−水素蓄電池を用いた組電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、二次電池（蓄電池）の用途が拡大して、携帯電話、ノートパソコン、電動工具、電動自転車、ハイブリッド車（ＨＥＶ）、電気自動車（ＥＶ）など広範囲にわたって用いられるようになった。このうち、特に、電動工具、電動自転車、ハイブリッド車（ＨＥＶ）、電気自動車（ＥＶ）などの高出力が求められる機器の電源としては、ニッケル−水素蓄電池やニッケル−カドミウム蓄電池などのアルカリ蓄電池が用いられている。
【０００３】
ところで、携帯電話、ノートパソコン、電動工具等の用途においては、最も重視される電池特性は放電容量であって、高容量で、かつ長期にわたって高容量が維持できることが要求されている。そして、これらの用途においては、通常、過充電域まで充電されることが多い。この場合、本来の正極充電活物質であるβ−ＮｉＯＯＨが、過充電により、更に充電されて電極の膨化を招来するγ−ＮｉＯＯＨが生成する。電極が膨化すると、電解液が膨化した正極に取り込まれることでセパレータ中に含まれる電解液量が少なくなり、セパレータでのイオン拡散能が不十分になって放電性が悪化することとなる。
【０００４】
また、過充電されると、過充電時に正極から発生する酸素ガスによって、負極活物質である水素吸蔵合金が酸化されて、水素吸蔵合金の表面に稀土類元素の水酸化物が形成され、水素吸蔵合金の表面での電気化学反応が阻害されるため放電性が悪化する。また、封口体の作動圧を超えるまでに電池の内部ガス圧が上昇した場合には、電解液がガスとなって電池系外へ放出され、電解液が枯渇し、放電性が悪化する。このようなメカニズムにより、主として過充電行為が原因となって電池特性の低下が進行する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、新たな二次電池の用途となるＨＥＶ用やＥＶ用等の車両駆動用の動力源として用いられる電池においては、自動車に搭載される性質上、１０年以上の車両耐用年数に見合うだけの高い電池寿命が求められる。電池寿命を決定づける特性として、出力特性や自己放電特性が挙げられ、これらの特性が長期間にわたって高く維持できることが要求されている。そして、このようなＨＥＶやＥＶ用途に用いられる電池の特徴としては、過充電や完全放電がされることがなく、中間的な充電状態を維持できるように充放電制御がなされる。
【０００６】
このため、携帯電話、ノートパソコン、電動工具などの用途においては支配的であった、過充電行為を原因とした正極膨化や電解液の枯渇化、あるいは負極反応性阻害等による劣化の進行は支配的ではなくなり、逆に、従来の用途ではほとんど問題にはならなかった要因が、電池特性の低下に対して支配的な影響を及ぼすことが明らかになった。そこで、本発明者らが電池特性の低下に対して支配的な影響を及ぼす原因を調査したところ、セパレータ中に析出するコバルト、亜鉛、マンガンの析出量と、出力特性や自己放電特性の低下の間に高い相関があることを見出した。
【０００７】
これは、正極に含まれる亜鉛やコバルト、また、負極活物質である水素吸蔵合金中のマンガンは、充放電サイクルの経過に伴って、アルカリ電解液中に極僅かながらも徐々に溶出するようになる。アルカリ電解液中に溶出した亜鉛やコバルトあるいはマンガンは、その一部がセパレータ上に析出する。より詳しくは、セパレータ上の正極側ではコバルト−マンガン化合物が正極と接触した状態で析出し、負極側では亜鉛−マンガン化合物が析出する。そして、これらの析出物の析出量が増加するに伴って、実質上の正、負極間の距離が短くなる。
【０００８】
このため、正極で酸化、負極で還元され、自己放電反応の担体となるＮ化合物等のレドックスシャトル物質の正、負極間移動が容易になって、自己放電量が増大するようになる。また、これらの析出物は、直接、充放電反応に関与する活物質ではないため、大電流の充放電に対しては充放電反応の阻害物質となる。この阻害物質は通電時においては抵抗成分となるため、析出物の析出量が増加するに伴って出力特性が低下することとなる。このようなメカニズムで出力特性や自己放電特性が低下し、いずれかが実使用上の許容範囲を超えた時点で電池寿命となることが分かった。
【０００９】
そこで、本発明は上記問題点を解消するためになされたものであって、セパレータに析出する亜鉛量、コバルト量およびマンガン量を規制することにより、高出力特性と、低自己放電率を長期間にわたって維持できるニッケル−水素蓄電池を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のニッケル−水素蓄電池は、セパレータに析出する亜鉛量がセパレータの質量に対して０．４質量％以下になるように正極中に亜鉛が添加されており、セパレータに析出するコバルト量がセパレータの質量に対して０．５質量％以下になるように正極中にコバルトが添加されており、かつ、セパレータに析出するマンガン量がセパレータの質量に対して４．０質量％以下になるように水素吸蔵合金中にマンガンが含有されている。
【００１１】
これは、セパレータ上への亜鉛の析出量が０．４質量％を越えるか、セパレータ上へのコバルトの析出量が０．５質量％を越えるか、あるいはセパレータ上へのマンガンの析出量が４．０質量％を越えるようになると、実質上の正、負極間の距離が短くなる。このため、自己放電反応の担体となるレドックスシャトル物質の正、負極間の移動が容易になって、自己放電量が増大するようになる。このことから、セパレータ上への析出量が、亜鉛については０．４質量％以下、コバルトについては０．５質量％以下、マンガンについては４．０質量％以下になるように規制している。
【００１２】
この場合、正極中の亜鉛の添加量が４．０質量％を越えるようになると、セパレータ上へのＺｎの析出量が０．４質量％を越えるようになって、サイクル後の自己放電特性が大きく低下するようになる。また、正極中の亜鉛の添加量が１．５質量％よりも少なくなると、過充電に晒されなくても正極が膨化しやすくなる。このため電池の内部抵抗が上昇して、出力特性が低下するようになる。このことから、正極中への亜鉛の添加量は、正極の質量に対して１．５質量％以上で、４．０質量％以下とするのが望ましい。
【００１３】
また、正極中のコバルトの添加量が３．０質量％を越えるようになると、セパレータ上へのコバルトの析出量も０．５質量％を越えるようになって、サイクル後の自己放電特性が大きく低下するようになる。一方、正極中のコバルトの添加量が０．５質量％よりも少なくなると、正極の導電性が低下することにより、電池の内部抵抗が上昇して、出力特性が低下するようになる。このため、正極中に添加されたコバルト量は、正極の質量に対して０．５質量％以上で、３．０質量％以下とするのが望ましい。
【００１４】
さらに、水素吸蔵合金中のマンガンの含有量が５．０質量％を越えるようになると、セパレータ上へのマンガンの析出量も４．０質量％を越えるようになって自己放電量が増大する。逆に、水素吸蔵合金中のマンガンの含有量が２．０質量％よりも少なくなると、正極から溶出したコバルトが金属状態でセパレータ上へ析出して、正極と負極が直接接触するようになって、自己放電特性が極端に低下するようになる。このため、水素吸蔵合金中に含有されたマンガン量は、該負水素吸蔵合金の質量に対して２．０質量％以上で、５．０質量％以下とするのが望ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものでなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。
【００１６】
１．焼結式ニッケル正極の作製
多孔性ニッケル焼結基板を硝酸ニッケルと硝酸コバルトと硝酸亜鉛の混合水溶液（含浸液）に浸漬して、多孔性ニッケル焼結基板の細孔内に硝酸ニッケル、硝酸コバルトおよび硝酸亜鉛を保持させた。この後、この多孔性ニッケル焼結基板を２５ｗｔ％の水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）水溶液中に浸漬して、硝酸ニッケル、硝酸コバルトおよび硝酸亜鉛をそれぞれ水酸化ニッケル、水酸化コバルトおよび水酸化亜鉛に転換させた。
【００１７】
ついで、充分に水洗してアルカリ溶液を除去した後、乾燥を行って、多孔性ニッケル焼結基板の細孔内に水酸化ニッケルを主成分とする活物質を充填した。このような活物質充填操作を所定回数（例えば６回）繰り返して、多孔性焼結基板の細孔内に水酸化ニッケルを主体とする活物質の充填密度が２．５ｇ／ｃｍ^３になるように充填した。この後、室温で乾燥させた後、所定の寸法に切断して焼結式ニッケル正極ａ１〜ａ５，ｘ１〜ｘ５をそれぞれ作製した。
【００１８】
ここで、含浸液の組成を調製して、正極全体の質量に対して、亜鉛の添加量が２．５質量％で、コバルトの添加量が１．８質量％となるように調製した焼結式ニッケル正極を正極ａ１とした。同様に、亜鉛の添加量が１．５質量％で、コバルトの添加量が０．５質量％となるように調製したものを正極ａ２とし、亜鉛の添加量が１．５質量％で、コバルトの添加量が３．０質量％となるように調製したものを正極ａ３とし、亜鉛の添加量が４．０質量％で、コバルトの添加量が０．５質量％となるように調製したものを正極ａ４とし、亜鉛の添加量が４．０質量％で、コバルトの添加量が３．０質量％となるように調製したものを正極ａ５とした。
【００１９】
また、亜鉛の添加量が２．５質量％で、コバルトの添加量が１．７質量％となるように調製したものを正極ｘ１とし、亜鉛の添加量が２．５質量％で、コバルトの添加量が３．５質量％となるように調製したものを正極ｘ２とし、亜鉛の添加量が４．５質量％で、コバルトの添加量が１．８質量％となるように調製したものを正極ｘ３とし、亜鉛の添加量が２．５質量％で、コバルトの添加量が０．２質量％となるように調製したものを正極ｘ４とし、亜鉛の添加量が１．０質量％で、コバルトの添加量が１．８質量％となるように調製したものを正極ｘ５とした。
【００２０】
２．水素吸蔵合金負極の作製
一方、ミッシュメタル（Ｍｍ）、ニッケル（Ｎｉ：純度９９．９％）、コバルト（Ｃｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、およびマンガン（Ｍｎ）を混合した後、この混合物をアルゴンガス雰囲気の高周波誘導炉で誘導加熱して合金溶湯とした。この合金溶湯を公知の方法で鋳型に流し込み、冷却して、組成式がＭｍＮｉ_ａＣｏ_ｂＡｌ_ｃＭｎ_ｄ（但し、ａ，ｂ，ｃ，ｄは比率を表す数値）で表される水素吸蔵合金のインゴットを作製した。
【００２１】
この水素吸蔵合金インゴットを機械的粉砕法により、所定の平均粒子径（例えば、６０μｍ）になるまで粉砕して、水素吸蔵合金粉末とした。ついで、得られた水素吸蔵合金粉末１００質量部に対して、結着剤としてポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）と、ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）を混合して水素吸蔵合金ペーストを作製した。この水素吸蔵合金ペーストをパンチングメタルからなる芯体の両面に塗布し、室温で乾燥させた後、所定の厚みに圧延し、所定の寸法に切断して水素吸蔵合金負極ｂ１〜ｂ３，ｙ１，ｙ２をそれぞれ作製した。
【００２２】
ここで、水素吸蔵合金中のマンガン（Ｍｎ）の含有量が２．６質量％となるように調製した水素吸蔵合金を用いて作製した水素吸蔵合金負極を負極ｂ１とした。同様に、Ｍｎの含有量が、２．０質量％となるように調製した合金を用いて作製したものを負極ｂ２とし、５．０質量％となるように調製した合金を用いて作製したものを負極ｂ３とした。また、６．０質量％となるように調製した合金を用いて作製したものを負極ｙ１とし、１．３質量％となるように調製した合金を用いて作製したものを負極ｙ２とした。
【００２３】
３．ニッケル−水素蓄電池の作製
ついで、上述のようにして作製した焼結式ニッケル正極ａ１〜ａ５，ｘ１〜ｘ５と、水素吸蔵合金負極ｂ１〜ｂ３，ｙ１，ｙ２とを用意した。この後、親水性を付与したポリプロピレン製不織布からなるセパレータを間にして、正極ａ１〜ａ５，ｘ１〜ｘ５と負極ｂ１〜ｂ３，ｙ１，ｙ２をぞれぞれ配置した。ついで、渦巻状に巻回して渦巻状電極群をそれぞれ作製した。これらを外装缶内に挿入した後、各電極群の負極から延出する負極リードを負極集電体を介して外装缶に接続するとともに、正極から延出する正極リードを正極集電体を介して封口体に設けられた正極蓋に接続した。
【００２４】
この後、外装缶内に電解液（例えば、ＫＯＨ，ＬｉＯＨ，ＮａＯＨからなり７ｍｏｌ／ｌとなるアルカリ水溶液）を注入し、更に外装缶の開口部を封口体により封止して、公称容量が６０００ｍＡｈのニッケル−水素蓄電池Ａ〜Ｐをそれぞれ作製した。この後、これらの各電池Ａ〜Ｐに２００％の充電を行った後、２４時間高温熟成し、ついで放置し、放電させるというサイクルを４サイクル繰り返して活性化した。
【００２５】
ここで、正極ａ１と負極ｂ１を用いたものを電池Ａとした。同様に、正極ａ２と負極ｂ２を用いたものを電池Ｂとし、正極ａ２と負極ｂ３を用いたものを電池Ｃとし、正極ａ３と負極ｂ２を用いたものを電池Ｄとし、正極ａ３と負極ｂ３を用いたものを電池Ｅとした。また、正極ａ４と負極ｂ２を用いたものを電池Ｆとし、正極ａ４と負極ｂ３を用いたものを電池Ｇとし、正極ａ５と負極ｂ２を用いたものを電池Ｈとし、正極ａ５と負極ｂ３を用いたものを電池Ｉとした。
【００２６】
また、正極ｘ１と負極ｙ１を用いたものを電池Ｊとし、正極ｘ１と負極ｙ２を用いたものを電池Ｋとした。また、正極ａ１と負極ｂ１を用い、上述の活性化サイクルを８サイクル繰り返したものを電池Ｌとした。さらに、正極ｘ２と負極ｂ１を用いたものを電池Ｍとし、正極ｘ３と負極ｂ１を用いたものを電池Ｎとし、正極ｘ４と負極ｂ１を用いたものを電池Ｏとし、正極ｘ５と負極ｂ１を用いたものを電池Ｐとした。
【００２７】
４．試験
（１）サイクル試験後のＺｎ，Ｃｏ，Ｍｎ量の測定
ついで、上述のように活性化した各電池Ａ〜Ｐを、４５℃の温度雰囲気中で、ＳＯＣ（ＳｔａｔｅＯｆＣｈａｒｇｅ：充電状態）が２０〜８０％の範囲内に維持されるように制御を行いながら、５０Ａの間欠充放電を３ヶ月間繰り返して行った。このような間欠充放電試験を行った後、各電池Ａ〜Ｐを解体して、正極、セパレータおよび水素吸蔵合金負極に含まれる元素をＩＰＣ−ＭＳ（ＩｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙＣｏｕｐｌｅｄＰｌａｓｍａＭａｓｓＳｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）により分析して求めると、下記の表１に示すような結果が得られた。
【００２８】
なお、正極およびセパレータについては、電池から摘出した後、３０分間純水で洗浄し、乾燥したものを切り出して分析に供した。また、水素吸蔵合金については、電池から摘出した負極からスクレーパで剥離し、純水中でのホモジナイザー洗浄にて糊剤成分を取り除いたものを分析に供した。また、セパレータ中のＣｏ，Ｍｎ量は溶解過程を経て析出した化合物量と、単にセパレータ上負極側表面に付着した合金粉末を区別するため、検出されたＭｎ量から合金粉末由来のＣｏ，Ｍｎ量を算出し、総量から差し引いた値とした。
【００２９】
【表１】

【００３０】
（２）電池特性試験
ついで、上述のように活性化した各電池Ａ〜Ｐを、２５℃の温度雰囲気で、６０００ｍＡ（１ＩｔｍＡ）の充電電流で電池容量の５０％まで充電した。この後、４０Ａ放電→４０Ａ充電→８０Ａ放電→８０Ａ充電→１２０Ａ放電→１２０Ａ充電→１６０Ａ放電→１６０Ａ充電の順で、それぞれ１０分間の休止を挟みながら１０秒間通電した。そして、１０秒目の電池電圧を放電電流に対してプロットして最小二乗法にて直線近似し、直線の傾きを電池抵抗（ｍΩ）として出力特性の指標として初期出力特性（ｍΩ）およびサイクル後出力特性（ｍΩ）として求めると、下記の表２に示すような結果が得られた。
【００３１】
更に、上述のように活性化した各電池Ａ〜Ｐを、２５℃の温度雰囲気で、６０００ｍＡ（１ＩｔｍＡ）の充電電流で電池容量の８０％まで充電し、３時間の休止を挟んで、６０００ｍＡ（１ＩｔｍＡ）の放電電流で電池電圧が０．９Ｖに至るまで放電させた。この放電において、６０００ｍＡ（１ＩｔｍＡ）の放電電流で、電池電圧が１．０Ｖに達するまでの容量を基準容量とした。
【００３２】
ついで、再び、２５℃の温度雰囲気で、６０００ｍＡ（１ＩｔｍＡ）の充電電流で電池容量の８０％まで充電した後、４５℃の温度雰囲気で、１週間放置した。その後、２５℃の温度雰囲気で６０００ｍＡ（１ＩｔｍＡ）の放電電流で電池電圧が１．０Ｖに達するまでの容量を放置後容量とした。基準容量に対する放置後容量の百分率を自己放電特性の指標として初期自己放電特性（％）およびサイクル後自己放電特性（％）として求めると、下記の表２に示すような結果が得られた。
【００３３】
【表２】

【００３４】
上記表１および表２の結果から明らかなように、セパレータの質量に対して、セパレータ上に析出する亜鉛量、コバルト量、マンガン量が、それぞれ０．４質量％以下、０．５質量％以下、４．０質量％以下である電池Ａ〜電池Ｉにおいては、自己放電特性および出力特性の両方が初期、サイクル後ともに良好であることが分かる。これに対して、電池Ｊ〜電池Ｎにおいては、サイクル後に自己放電特性が低下しており、電池Ｏ，Ｐにおいては、サイクル後に出力特性が低下していることが分かる。
【００３５】
これは、電池Ｊにおいては、水素吸蔵合金中のＭｎの含有量が６．０質量％と過剰なために、セパレータ上へのＭｎの析出量も５．０質量％と多くなった。このため、実質上の正、負極間の距離が短くなり、自己放電反応の担体となるレドックスシャトル物質の正、負極間の移動が容易になって、自己放電量が増大したと考えられる。また、電池Ｋにおいては、電池Ｊとは逆に、水素吸蔵合金中のＭｎの含有量が１．３質量％と過少であるため、正極から溶出したＣｏが金属状態でセパレータ上へ析出して、正極と負極が直接接触するようになって、サイクル後に激しく自己放電特性が低下したと考えられる。
【００３６】
また、電池Ｌにおいては、活性化処理において活性化の進行が過剰であるため、セパレータ上へのＺｎ，Ｃｏ，Ｍｎの析出量（Ｚｎは０．５質量％で、Ｃｏは０．６質量％で、Ｍｎは３．８質量％）が増加して、サイクル後の出力特性および自己放電特性がともに低下したと考えられる。
【００３７】
また、電池Ｍにおいては、正極中のＣｏの添加量が３．５質量％と過剰であるため、セパレータ上へのＣｏの析出量が０．６質量％と増加して、サイクル後の自己放電特性が大きく低下したと考えられる。また、電池Ｎにおいては、正極中のＺｎの添加量が４．５質量％と過剰であるため、セパレータ上へのＺｎの析出量が０．５質量％と増加して、サイクル後の自己放電特性が大きく低下したと考えられる。
【００３８】
さらに、電池Ｏにおいては、正極中のＣｏの添加量が０．２質量％と過少であるため、正極の導電性が低下することにより、電池の内部抵抗が上昇して、出力特性が低下したと考えられる。また、電池Ｐにおいては、正極中のＺｎの添加量が１．０質量％と過少であるため、たとえ過充電に晒されなくても正極が膨化するようになる。このため電池の内部抵抗が上昇して、出力特性が低下したと考えられる。
【００３９】
これらに対して、部分充放電という特殊な充放電を行った場合、正極に添加されるＣｏ量およびＺｎ量、および水素吸蔵合金に含有されるＭｎ量を、電池Ａ〜電池Ｉのような範囲になるようにすると、セパレータの正極側表面に析出するＣｏ−Ｍｎ酸化物、負極側の表面に析出するＺｎ−Ｍｎ酸化物の析出量が減少することとなる。なお、部分充放電を行わない場合は、他の劣化モードが優先して起こるため、部分充放電を行った時のように特異な析出物による不具合が生じる前に電池寿命を迎えることとなる。
【００４０】
以上のことから、セパレータに析出するＺｎ量およびＣｏ量はセパレータの質量に対して、それぞれ０．４質量％以下、０．５質量％以下となるように正極中にＺｎおよびＣｏを添加し、セパレータに析出するＭｎ量がセパレータの質量に対して０．４質量％以下になるように水素吸蔵合金中にＭｎを含有させるのが望ましいということができる。具体的には、Ｚｎ量に関しては、正極の質量に対して１．５質量％以上で、４．０質量％以下とし、Ｃｏ量に関しては、正極の質量に対して０．５質量％以上で、３．０質量％以下とし、Ｍｎ量に関しては、水素吸蔵合金の質量に対して２．０質量％以上で、５．０質量％以下とするのが好ましい。
【００４１】
５．組電池
ついで、上述のようにして作製された電池Ａ〜Ｉを用いて、これらを１２０個直列接続するとともに、これらにＳＯＣ（ＳｔａｔｅＯｆＣｈａｒｇｅ：充電状態）を制御できる部分充放電制御回路を接続して、それぞれ組電池を作製した。そして、ＳＯＣが２０〜８０％の範囲内に維持されるように制御を行ったところ、組電池内のいずれの電池も完全放電、満充電されることが無く、他の劣化モードの発生も認められなかった。
【００４２】
このことから、本発明の電池Ａ〜Ｉを用いて組電池を構成すれば、高出力特性と、低自己放電率を長期間にわたって維持できるニッケル−水素蓄電池よりなる組電池を提供することが可能となる。この場合、電池固有もしくは組電池内での配置位置による電池温度差による容量のばらつきによって、一部の電池が完全放電もしくは満充電されないようにするためには、ＳＯＣを４０〜６０％に制限するように制御することがより好ましい。
【００４３】
【発明の効果】
上述したように、本発明においては、正極中に添加された亜鉛量を正極の質量に対して１．５質量％以上で、４．０質量％以下となるように規制して、セパレータ上への亜鉛の析出量が０．４質量％以下になるように規制している。また、正極中に添加されたコバルト量を正極の質量に対して０．５質量％以上で、３．０質量％以下となるように規制して、セパレータ上へのコバルトの析出量が０．５質量％以下になるように規制している。さらに、水素吸蔵合金中に含有されたマンガン量を負水素吸蔵合金の質量に対して２．０質量％以上で、５．０質量％以下となるように規制して、セパレータ上へのマンガンの析出量が４．０質量％以下になるように規制している。これにより、初期より出力特性・自己放電特性が高く、かつ長期間に渡って両特性の維持性に優れたニッケル水素電池を提供することが可能となる。

Claims

水酸化ニッケルを主体とする正極活物質に亜鉛とコバルトが添加された正極と、マンガンを含有する水素吸蔵合金を有する負極と、これらの正極と負極を隔離するセパレータを備えたニッケル−水素蓄電池であって、
前記セパレータに析出する亜鉛量が前記セパレータの質量に対して０．４質量％以下になるように前記正極中に亜鉛が添加されており、
前記セパレータに析出するコバルト量が前記セパレータの質量に対して０．５質量％以下になるように前記正極中にコバルトが添加されており、
前記セパレータに析出するマンガン量が前記セパレータの質量に対して４．０質量％以下になるように前記水素吸蔵合金中にマンガンが含有されていることを特徴とするニッケル−水素蓄電池。
前記正極中に添加された亜鉛量は、該正極の質量に対して１．５質量％以上で、４．０質量％以下であり、
前記正極中に添加されたコバルト量は、該正極の質量に対して０．５質量％以上で、３．０質量％以下であり、
前記水素吸蔵合金中に含有されたマンガン量は、該負水素吸蔵合金の質量に対して２．０質量％以上で、５．０質量％以下であることを特徴とする請求項１に記載のニッケル−水素蓄電池。
複数個のニッケル−水素蓄電池が直列接続された組電池であって、
請求項１または請求項２に記載のニッケル−水素蓄電池の複数個と、
前記複数個のニッケル−水素蓄電池に接続されて、これらの複数個のニッケル−水素蓄電池の充放電を制御する部分充放電制御手段とを備えたことを特徴とする組電池。
前記部分充放電制御手段はＳＯＣ（ＳｔａｔｅＯｆＣｈａｒｇｅ）が２０〜８０％の範囲に維持されるように制御することを特徴とする請求項３に記載の組電池。