JP2010010097A - Method of manufacturing nickel metal hydride storage battery - Google Patents

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弘次 森元
Hiroki Saito
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nickel metal hydride storage battery with good overdischarge proof and cycle life characteristics. <P>SOLUTION: The method of manufacturing the nickel metal hydride storage battery includes a process of making an anode contained in an electrode group occlude hydrogen by supplying hydrogen gas into a battery case before sealing the case accommodating electrode groups and an electrolyte. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ニッケル水素蓄電池の製造方法に関し、具体的には、過放電に対する耐性を向上させた負極の作製方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a nickel-metal hydride storage battery, and specifically to a method for manufacturing a negative electrode with improved resistance to overdischarge.

ニッケル水素蓄電池、ニッケルカドミウム蓄電池などのアルカリ蓄電池は、電動工具、電動アシスト自転車、コードレス掃除機、電気自動車などのハイパワー用途に広く用いられている。特に電動工具用の電源には、1.0〜7.5時間率での急速充電および大電流放電が重視されている。   Alkaline storage batteries such as nickel metal hydride storage batteries and nickel cadmium storage batteries are widely used for high power applications such as electric tools, electric assist bicycles, cordless vacuum cleaners, and electric vehicles. In particular, for power supplies for electric tools, fast charging and large current discharging at a rate of 1.0 to 7.5 hours are emphasized.

ニッケル水素蓄電池単セルの電圧は約1.2Vである。よって、電動工具では、必要な電圧を確保するために、組電池が用いられており、前記組電池は、通常、直列に接続された10〜20個のニッケル水素蓄電池から構成される。   The voltage of the nickel-metal hydride storage cell is about 1.2V. Therefore, an assembled battery is used in the electric tool in order to ensure a necessary voltage, and the assembled battery is usually composed of 10 to 20 nickel hydride storage batteries connected in series.

ところで、電動工具には、コスト低減および省スペース化の観点から、過放電および逆充電を防止するための保護回路が設置されない場合が多い。前記保護回路が設けられていないため、残存容量が少なくなったとしても、各ニッケル水素蓄電池は、その開回路電圧が0.1〜0.2Vに低下するまで放電される。つまり、電動工具に含まれるニッケル水素蓄電池は、電動工具のモーターが駆動しなくなるまで、過放電されることがある。   By the way, from the viewpoint of cost reduction and space saving, a power circuit is often not provided with a protection circuit for preventing overdischarge and reverse charging. Since the protection circuit is not provided, each nickel metal hydride storage battery is discharged until its open circuit voltage drops to 0.1 to 0.2 V even if the remaining capacity decreases. That is, the nickel metal hydride storage battery included in the power tool may be overdischarged until the motor of the power tool is not driven.

水酸化ニッケルを正極活物質として含む正極には、一般に導電助剤として水酸化コバルト、一酸化コバルト等のコバルト成分が添加されている。このコバルト成分の一部は、初回の充電時において、導電性の高いβ−オキシ水酸化コバルトに電気化学的に酸化される。これにより、正極内に導電ネットワークが形成される。   In general, a positive electrode containing nickel hydroxide as a positive electrode active material is added with a cobalt component such as cobalt hydroxide or cobalt monoxide as a conductive additive. A part of this cobalt component is electrochemically oxidized into β-cobalt oxyhydroxide having high conductivity at the first charge. Thereby, a conductive network is formed in the positive electrode.

ところが、逆充電により、ニッケル水素蓄電池の電池電圧が上記のように低くなると、短時間ながら正極の電位が、β−オキシ水酸化コバルトの3価/2価の平衡電位(電池電圧で約0.9〜1.0V程度)よりも低くなり、β−オキシ水酸化コバルトが、電解質(アルカリ水溶液)に可溶なHCoO2-に還元され、電解質に溶解する。その結果、導電ネットワークが局所的に破壊される。よって、ニッケル水素蓄電池の過放電が繰り返されるごとに、電池容量が徐々に低下する。加えて、高温下で充放電サイクルが実施される場合、前記導電ネットワークの崩壊が助長される傾向にあることが知られている。 However, when the battery voltage of the nickel-metal hydride storage battery becomes low as described above due to reverse charging, the potential of the positive electrode is changed to the trivalent / divalent equilibrium potential of β-cobalt oxyhydroxide in about a short time (about 0. The β-cobalt oxyhydroxide is reduced to HCoO 2− soluble in the electrolyte (alkaline aqueous solution) and dissolved in the electrolyte. As a result, the conductive network is locally destroyed. Therefore, each time the overdischarge of the nickel hydride storage battery is repeated, the battery capacity gradually decreases. In addition, it is known that when a charge / discharge cycle is performed at high temperature, the collapse of the conductive network tends to be promoted.

従来より、高温下でのサイクル寿命に優れたアルカリ蓄電池を提供するために、初回の充電後に、放電後の閉回路電圧が1.15V以上になるように40〜80℃の環境下にて放電を行うことが提案されている(特許文献1参照)。
特開2001−338677号公報
Conventionally, in order to provide an alkaline storage battery with excellent cycle life at high temperatures, after the first charge, it is discharged in an environment of 40 to 80 ° C. so that the closed circuit voltage after discharge is 1.15 V or higher. Has been proposed (see Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-338677

しかしながら、特許文献1に開示される技術は、ニッケル水素蓄電池単セルあたり、0.1〜0.2Vという極端な逆充電を想定した技術ではない。このため、導電ネットワークを形成するコバルト化合物の電解質への溶出を、完全には抑制できない。従って、逆充電を含む使用を繰り返すことによって、正極活物質間の導電性が低下するという問題を解決することはできない。   However, the technique disclosed in Patent Document 1 is not a technique that assumes an extreme reverse charge of 0.1 to 0.2 V per nickel hydride storage battery single cell. For this reason, the elution to the electrolyte of the cobalt compound which forms a conductive network cannot be suppressed completely. Therefore, it is not possible to solve the problem that the conductivity between the positive electrode active materials is reduced by repeating the use including reverse charging.

さらに、上記のような問題は、組電池に含まれる個々の単セル毎に、容量および温度環境が異なるという組電池特有の条件によって助長される傾向がある。
例えば、組電池中に、他よりも容量の低い単セルが含まれる場合、前記容量の低い単セルは、充放電を繰り返すことによって、転極をともなう逆充電状態となる。その結果、上述の正極の劣化だけではなく、負極から酸素が発生して、負極活物質である水素吸蔵合金が酸化劣化する可能性も生じる。
さらには、このようなダメージを受けた単セルは、充放電サイクルの繰り返しにより、さらに劣化するという悪循環が生じる。
Furthermore, the problems as described above tend to be promoted by conditions specific to the assembled battery in that the capacity and temperature environment are different for each individual cell included in the assembled battery.
For example, when a single cell having a lower capacity than the others is included in the assembled battery, the single cell having the lower capacity is in a reverse charge state with a reversal by repeating charge and discharge. As a result, not only the above-described deterioration of the positive electrode but also oxygen may be generated from the negative electrode, and the hydrogen storage alloy as the negative electrode active material may be oxidized and deteriorated.
Furthermore, the vicious cycle that the single cell which received such damage deteriorates further by repetition of a charging / discharging cycle arises.

また、転極に伴う反応には、電解質中の水が関与している。例えば、逆充電を受けた電池内では、負極の転極により、水が分解されて酸素ガスが生じる。前記酸素ガスにより、電池内の圧力が上昇し、安全弁が作動すると、電池内の電解質および発生ガスが、電池外に散逸する。つまり、転極が生じるほどの過放電が繰り返し生じた場合、電池の典型的な劣化モードの一つであるセパレータドライアウトに直結することになる。   Further, water in the electrolyte is involved in the reaction accompanying the reversal. For example, in a battery that has undergone reverse charging, water is decomposed and oxygen gas is generated by the reversal of the negative electrode. When the pressure in the battery rises due to the oxygen gas and the safety valve is activated, the electrolyte and the generated gas in the battery are dissipated out of the battery. That is, when the overdischarge enough to cause inversion occurs repeatedly, it is directly connected to the separator dryout which is one of the typical deterioration modes of the battery.

本発明は、過放電を含む充放電が繰り返された場合でも、負極からの酸素ガス発生を抑制することにより、良好な耐過放電性およびサイクル寿命特性を有するニッケル水素蓄電池を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a nickel-metal hydride storage battery having good overdischarge resistance and cycle life characteristics by suppressing the generation of oxygen gas from the negative electrode even when charge / discharge including overdischarge is repeated. And

本発明のニッケル水素蓄電池の製造方法は、電極群および電解質を収容した電池ケースを密閉する前に、前記電池ケース内に水素ガスを供給して、電極群に含まれる負極に水素を吸蔵させる工程を有する点に特徴がある。   The method for producing a nickel metal hydride storage battery according to the present invention includes a step of supplying hydrogen gas into the battery case and occluding hydrogen in the negative electrode included in the electrode group before sealing the battery case containing the electrode group and the electrolyte. It is characterized by having

1つの好ましい実施形態において、本発明の製造方法は、
(A)正極活物質を含む正極と、水素吸蔵合金を負極活物質として含む負極と、それらの間に配置されたセパレータとからなる積層体を捲回して、捲回型電極群を得る工程、
(B)前記捲回型電極群を円筒型電池ケースに収容する工程、
(C)前記円筒型電池ケース内に電解質を添加する工程、
(D)前記捲回型電池群を収容した前記円筒型電池ケース内に水素ガスを供給して、前記負極に水素を吸蔵させる工程、および
(E)前記円筒型電池ケースを密閉して、円筒型ニッケル水素蓄電池を得る工程
を含む。
In one preferred embodiment, the production method of the present invention comprises:
(A) a step of winding a laminate including a positive electrode including a positive electrode active material, a negative electrode including a hydrogen storage alloy as a negative electrode active material, and a separator disposed therebetween to obtain a wound electrode group;
(B) A step of accommodating the wound electrode group in a cylindrical battery case,
(C) adding an electrolyte into the cylindrical battery case;
(D) supplying hydrogen gas into the cylindrical battery case containing the wound battery group and occluding hydrogen in the negative electrode; and (E) sealing the cylindrical battery case to form a cylinder A step of obtaining a nickel-metal hydride storage battery.

別の好ましい実施形態において、本発明の製造方法は、
(a)正極活物質を含む正極と、水素吸蔵合金を負極活物質として含む負極と、それらの間に配置されたセパレータとを積層して、積層型電極群を得る工程、
(b)前記積層型電極群を角型電池ケースに収容し、前記角型電池ケースの開口部を、注液孔を有する封口体で塞ぐ工程、
(c)電解質を、前記注液孔から、前記角型電池ケース内に注液する工程、
(d)前記積層型電池群を収容した前記角型電池ケース内に水素ガスを供給して、前記負極に水素を吸蔵させる工程、および
(e)前記注液孔を塞ぐことにより、前記角型電池ケースを密閉して、角型ニッケル水素蓄電池を得る工程
を含む。
In another preferred embodiment, the production method of the present invention comprises:
(A) stacking a positive electrode including a positive electrode active material, a negative electrode including a hydrogen storage alloy as a negative electrode active material, and a separator disposed therebetween to obtain a stacked electrode group;
(B) housing the stacked electrode group in a rectangular battery case, and closing the opening of the rectangular battery case with a sealing body having a liquid injection hole;
(C) a step of injecting an electrolyte into the prismatic battery case from the injection hole,
(D) supplying hydrogen gas into the prismatic battery case containing the stacked battery group, and occluding hydrogen in the negative electrode; and (e) closing the liquid injection hole, thereby A step of sealing the battery case to obtain a prismatic nickel metal hydride storage battery.

上記製造方法において、負極に水素を吸蔵させる工程は、前記負極に含まれる水素吸蔵合金に水素を、水素吸蔵合金に対する水素の原子比が0.2以下となるように吸蔵させる工程を含むことが好ましい。また、前記負極に水素を吸蔵させる工程は、電池ケースに水素ガスを供給する前に、電池ケース内を減圧する工程を含むことが好ましい。   In the above manufacturing method, the step of occluding hydrogen in the negative electrode may include the step of occluding hydrogen in the hydrogen storage alloy contained in the negative electrode so that the atomic ratio of hydrogen to the hydrogen storage alloy is 0.2 or less. preferable. The step of occluding hydrogen in the negative electrode preferably includes a step of depressurizing the inside of the battery case before supplying hydrogen gas to the battery case.

上記製造方法において、前記電池ケースを密閉する工程は、窒素、アルゴンおよびヘリウムよりなる群から選択される少なくとも1種の不活性ガスを含む雰囲気中、または空気中で行われることが好ましい。   In the manufacturing method, the step of sealing the battery case is preferably performed in an atmosphere containing at least one inert gas selected from the group consisting of nitrogen, argon, and helium, or in air.

前記正極活物質は、コア粒子と、前記コア粒子の表面に担持されたコバルト化合物とを含み、前記コア粒子は、水酸化ニッケルを主成分として含み、前記コバルト化合物は、水酸化コバルト、コバルト酸化物、およびオキシ水酸化コバルトよりなる群から選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。   The positive electrode active material includes core particles and a cobalt compound supported on the surface of the core particles. The core particles include nickel hydroxide as a main component. The cobalt compound includes cobalt hydroxide and cobalt oxide. And at least one selected from the group consisting of cobalt oxyhydroxide.

本発明の製造方法により、負極に予め放電リザーブを設けることができる。このような放電リザーブが設けられることにより、過放電により負極の転極が生じても、放電リザーブが優先的に消費されるため、負極における電解質の電気分解による酸素の発生を抑制することができる。さらには、酸素の発生が抑制されるため、負極活物質である水素吸蔵合金の酸化劣化をも抑制することができる。よって、本発明の製造方法により、耐過放電性およびサイクル寿命特性が向上したニッケル水素蓄電池を提供することができる。   By the production method of the present invention, the discharge reserve can be provided in advance on the negative electrode. By providing such a discharge reserve, even if a negative electrode reversal occurs due to overdischarge, the discharge reserve is preferentially consumed, so that the generation of oxygen due to the electrolysis of the electrolyte in the negative electrode can be suppressed. . Furthermore, since the generation of oxygen is suppressed, the oxidative deterioration of the hydrogen storage alloy that is the negative electrode active material can also be suppressed. Therefore, the manufacturing method of the present invention can provide a nickel-metal hydride storage battery having improved overdischarge resistance and cycle life characteristics.

本発明のニッケル水素蓄電池の製造方法は、電極群および電解質を収容した電池ケースを密閉する前に、好ましくは密閉する直前に、負極に水素を吸蔵させる点に特徴がある。本発明により、負極内部に放電リザーブ(吸蔵水素)を予め設けることができる。このように、放電リザーブを予め設けることにより、過放電による転極が生じても、負極に設けられた放電リザーブの消費反応が、電解質の電気分解による酸素発生反応よりも優先的に生じる。このため、負極で生じる電解質の分解が抑制され、セパレータドライアウトが抑制される。よって、ニッケル水素蓄電池の耐過放電性を向上させることができる。さらに、負極活物質である水素吸蔵合金の酸化も抑制されるため、負極の性能を長期間にわたり維持することができる。
従って、本発明の製造方法により、耐過放電性およびサイクル寿命特性が向上したニッケル水素蓄電池を提供することができる。
The method for producing a nickel metal hydride storage battery according to the present invention is characterized in that hydrogen is stored in the negative electrode before the battery case containing the electrode group and the electrolyte is sealed, preferably just before the battery case is sealed. According to the present invention, a discharge reserve (occluded hydrogen) can be provided in advance in the negative electrode. As described above, by providing the discharge reserve in advance, even if the inversion occurs due to overdischarge, the consumption reaction of the discharge reserve provided in the negative electrode occurs preferentially over the oxygen generation reaction due to the electrolysis of the electrolyte. For this reason, decomposition | disassembly of the electrolyte which arises in a negative electrode is suppressed, and separator dry out is suppressed. Therefore, the overdischarge resistance of the nickel metal hydride storage battery can be improved. Furthermore, since the oxidation of the hydrogen storage alloy that is the negative electrode active material is also suppressed, the performance of the negative electrode can be maintained over a long period of time.
Therefore, the manufacturing method of the present invention can provide a nickel-metal hydride storage battery having improved overdischarge resistance and cycle life characteristics.

本発明の製造方法により作製されるニッケル水素蓄電池の形状は、特に限定されず、円筒型であってもよいし、角型であってもよい。以下に、例として、ニッケル水素蓄電池が円筒型である場合と、角型である場合について示す。   The shape of the nickel metal hydride storage battery produced by the production method of the present invention is not particularly limited, and may be a cylindrical shape or a square shape. As an example, the case where the nickel metal hydride storage battery is a cylindrical type and the case where it is a square type will be described below.

(実施の形態1)
円筒型ニッケル水素蓄電池の一例を、図1に示す。
本実施形態において、本発明の製造方法は、
(A)正極活物質を含む正極と、水素吸蔵合金を負極活物質として含む負極と、それらの間に配置されたセパレータとからなる積層体を捲回して、捲回型電極群を得る工程、
(B)捲回型電極群を円筒型電池ケースに収容する工程
(C)円筒型電池ケース内に電解質を添加する工程、
(D)捲回型電池群を収容した円筒型電池ケース内に水素ガスを供給して、負極に水素を吸蔵させる工程、および
(E)円筒型電池ケースを密閉して、円筒型ニッケル水素蓄電池を得る工程
を含む。
(Embodiment 1)
An example of a cylindrical nickel-metal hydride storage battery is shown in FIG.
In the present embodiment, the production method of the present invention comprises:
(A) a step of winding a laminate including a positive electrode including a positive electrode active material, a negative electrode including a hydrogen storage alloy as a negative electrode active material, and a separator disposed therebetween to obtain a wound electrode group;
(B) The process of accommodating a wound electrode group in a cylindrical battery case (C) The process of adding electrolyte in a cylindrical battery case,
(D) supplying hydrogen gas into a cylindrical battery case containing the wound battery group and occluding hydrogen in the negative electrode; and (E) sealing the cylindrical battery case to form a cylindrical nickel-metal hydride battery. The process of obtaining.

正極活物質を含む正極11および負極活物質を含む負極12は、当該分野で公知の方法により作製することができる。   The positive electrode 11 containing a positive electrode active material and the negative electrode 12 containing a negative electrode active material can be produced by methods known in the art.

正極11は、例えば、正極活物質を含む正極合剤と、正極合剤を保持する多孔質基板とを含むことができる。このような正極は、正極活物質を含む正極合剤ペーストを、多孔質基材に充填し、乾燥し、圧延することにより作製することができる。前記正極合剤ペーストは、正極活物質、ならびに必要に応じて結着剤および導電剤を含む正極合剤を、分散媒に分散させることにより作製することができる。   The positive electrode 11 can include, for example, a positive electrode mixture containing a positive electrode active material and a porous substrate holding the positive electrode mixture. Such a positive electrode can be produced by filling a porous base material with a positive electrode mixture paste containing a positive electrode active material, drying, and rolling. The positive electrode mixture paste can be produced by dispersing a positive electrode active material and, if necessary, a positive electrode mixture containing a binder and a conductive agent in a dispersion medium.

正極活物質としては、当該分野で公知の材料を用いることができる。
多孔質基材を構成する材料としては、当該分野で公知の材料を用いることができる。例えば、多孔質基材として、発泡状ニッケルシート等を用いることができる。
As the positive electrode active material, materials known in the art can be used.
As a material constituting the porous substrate, materials known in the art can be used. For example, a foamed nickel sheet or the like can be used as the porous substrate.

負極12は、例えば、負極集電体およびその上に担持された負極合剤を含む。負極合剤は、負極活物質である水素吸蔵合金、ならびに必要に応じて、結着剤および導電剤を含む。このような負極は、負極合剤を分散媒に分散させて、負極合剤ペーストを得、得られた負極合剤ペーストを塗布し、乾燥し、圧延することにより作製することができる。   The negative electrode 12 includes, for example, a negative electrode current collector and a negative electrode mixture supported thereon. The negative electrode mixture includes a hydrogen storage alloy that is a negative electrode active material, and, if necessary, a binder and a conductive agent. Such a negative electrode can be produced by dispersing a negative electrode mixture in a dispersion medium to obtain a negative electrode mixture paste, applying the obtained negative electrode mixture paste, drying, and rolling.

水素吸蔵合金としては、アルカリ水溶液に対して安定であり、常温の密閉電池内で十分機能すれば、当該分野で公知の材料を、特に限定することなく用いることができる。
負極集電体を構成する材料は、特に限定されない。例えば、負極集電体としては、ニッケルメッキを施した鉄製パンチングメタルを用いることができる。
As the hydrogen storage alloy, any material known in the art can be used without particular limitation as long as it is stable against an alkaline aqueous solution and functions sufficiently in a sealed battery at room temperature.
The material constituting the negative electrode current collector is not particularly limited. For example, an iron punching metal plated with nickel can be used as the negative electrode current collector.

正極および負極に添加される結着剤および導電剤には、当該分野で公知の材料を用いることができる。
結着剤としては、有機樹脂系の結着剤を用いることができ、特に耐アルカリ性、耐酸化性等に優れた有機樹脂系結着剤が好ましい。例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、スチレン−ブチレン共重合体ゴム(SBR)などを用いることができる。これらの材料は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
導電剤としては、ニッケル粉末、カーボンブラック粉末、グラファイト粉末などを用いることができる。これらの材料は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。導電剤の粒子形状は特に限定されず、例えば球状、フレーク状、繊維状、針状などのいずれであってもよい。
As the binder and the conductive agent added to the positive electrode and the negative electrode, materials known in the art can be used.
As the binder, an organic resin binder can be used, and an organic resin binder excellent in alkali resistance, oxidation resistance and the like is particularly preferable. For example, polytetrafluoroethylene (PTFE), styrene-butylene copolymer rubber (SBR), or the like can be used. These materials may be used alone or in combination of two or more.
As the conductive agent, nickel powder, carbon black powder, graphite powder, or the like can be used. These materials may be used alone or in combination of two or more. The particle shape of the conductive agent is not particularly limited, and may be any of spherical shape, flake shape, fiber shape, needle shape, and the like.

次に、上記のようにして得られた正極および負極を用いて、捲回型の電極群を作製する(工程(A))。具体的には、正極11と、負極12と、それらの間に配置されたセパレータ13とからなる積層体を渦巻き状に捲回して、高度に緊縛された捲回型電極群14を得る。セパレータ13としては、例えば、ポリプロピレンなどのポリオレフィンからなる不織布を用いることができる。セパレータ13は、電解質との親和性を高めるために、スルホン化処理等がなされていることが好ましい。   Next, using the positive electrode and the negative electrode obtained as described above, a wound electrode group is prepared (step (A)). Specifically, a laminate composed of the positive electrode 11, the negative electrode 12, and the separator 13 disposed therebetween is wound in a spiral shape to obtain a wound electrode group 14 that is highly bound. As the separator 13, for example, a nonwoven fabric made of polyolefin such as polypropylene can be used. The separator 13 is preferably subjected to sulfonation treatment or the like in order to increase the affinity with the electrolyte.

得られた電極群14は、円筒型電池ケース15に収容される(工程(B))。電極群14の捲回軸方向の一方の端面には、正極11が突出しており、正極11に平板状の正極集電板16が接続されている。電極群14の他方の端面には、負極12が突出しており、負極12に平板状の負極集電板17が接続されている。電極群14は、負極集電板17が、電池ケース15の内底面に接するように、電池ケース15に収容される。負極集電板17は、電池ケース15の内底面に溶接される。   The obtained electrode group 14 is accommodated in the cylindrical battery case 15 (step (B)). A positive electrode 11 protrudes from one end face of the electrode group 14 in the winding axis direction, and a flat positive collector plate 16 is connected to the positive electrode 11. A negative electrode 12 protrudes from the other end face of the electrode group 14, and a flat negative collector plate 17 is connected to the negative electrode 12. The electrode group 14 is accommodated in the battery case 15 such that the negative electrode current collector plate 17 is in contact with the inner bottom surface of the battery case 15. The negative electrode current collector plate 17 is welded to the inner bottom surface of the battery case 15.

正極集電板16には、正極リード板18の一端が溶接される。正極リード板18の他端は、外部端子19と、ゴム製弁20からなる安全弁機構とを備える封口板21の底部に溶接される。   One end of a positive electrode lead plate 18 is welded to the positive electrode current collector plate 16. The other end of the positive electrode lead plate 18 is welded to the bottom of a sealing plate 21 having an external terminal 19 and a safety valve mechanism including a rubber valve 20.

次いで、電池ケース15内に、電解質が注液される(工程(C))。電解質としては、所定の濃度のアルカリ水溶液を用いることができる。例えば、KOHとNaOHとLiOHとを所定の割合で含むアルカリ水溶液、KOHを4〜6Mの濃度で含むアルカリ水溶液等を用いることができる。   Next, an electrolyte is injected into the battery case 15 (step (C)). As the electrolyte, an alkaline aqueous solution having a predetermined concentration can be used. For example, an alkaline aqueous solution containing KOH, NaOH, and LiOH at a predetermined ratio, an alkaline aqueous solution containing KOH at a concentration of 4 to 6M, or the like can be used.

封口板21を、電池ケース15の開口部に挿入する。このとき、絶縁性ガスケット22を、封口板21と電池ケース15の開口端部との間に介在させる。   The sealing plate 21 is inserted into the opening of the battery case 15. At this time, the insulating gasket 22 is interposed between the sealing plate 21 and the opening end of the battery case 15.

なお、電池ケース15、正極集電板16、負極集電板17、正極リード板18、封口板21、ガスケット22等の構成材料は、当該分野で公知の材料を用いることができる。   In addition, as a constituent material of the battery case 15, the positive electrode current collector plate 16, the negative electrode current collector plate 17, the positive electrode lead plate 18, the sealing plate 21, the gasket 22, and the like, materials known in the art can be used.

次に、電池ケース15の開口端部をガスケット22を介して封口板21にかしめつけて電池ケース15を密閉する前に、電池ケース15内に水素ガスを供給して、負極に水素を吸蔵させる(工程(D):負極化成工程)。   Next, before the battery case 15 is sealed by sealing the opening end of the battery case 15 to the sealing plate 21 via the gasket 22, hydrogen gas is supplied into the battery case 15 and hydrogen is stored in the negative electrode. (Process (D): Negative electrode chemical conversion process).

負極への水素の吸蔵は、電池ケース15内を、水素ガスを含む雰囲気とすることにより、達成することができる。前記水素ガスを含む雰囲気は、水素ガスと空気との混合雰囲気であってもよいし、水素ガスのみからなる雰囲気(水素ガス雰囲気)であってもよい。
例えば、空気と水素ガスとの混合雰囲気で満たされたチャンバー内に、密閉前の電池ケース15を配置することにより、電池ケース15内を、水素ガスを含む雰囲気で満たすことができる。
または、減圧可能なチャンバー内に、密閉前の電池ケース15を配置し、前記チャンバー内を減圧する。次いで、減圧されたチャンバー内に、水素ガスを導入することにより、電池ケース15内を、水素ガス雰囲気で満たすことができる。
Occlusion of hydrogen in the negative electrode can be achieved by setting the inside of the battery case 15 to an atmosphere containing hydrogen gas. The atmosphere containing hydrogen gas may be a mixed atmosphere of hydrogen gas and air, or may be an atmosphere consisting only of hydrogen gas (hydrogen gas atmosphere).
For example, the battery case 15 can be filled with an atmosphere containing hydrogen gas by disposing the battery case 15 before sealing in a chamber filled with a mixed atmosphere of air and hydrogen gas.
Or the battery case 15 before sealing is arrange | positioned in the chamber which can be pressure-reduced, and the said chamber is pressure-reduced. Next, by introducing hydrogen gas into the decompressed chamber, the battery case 15 can be filled with a hydrogen gas atmosphere.

なかでも、電池ケース15内に水素ガスを供給する前に、電池ケース15内を減圧すること、つまり、電池ケース15内を、水素ガス雰囲気で満たすことが好ましい。電池ケース15内を減圧し、次いで電池ケース15内に水素ガスを満たすことにより、電池ケース15内の水素ガスの圧力を正確に制御することができる。また、酸素ガスが存在する状態で、負極に水素を吸蔵させると、電池が発熱する可能性がある。   In particular, it is preferable to decompress the inside of the battery case 15 before supplying hydrogen gas into the battery case 15, that is, to fill the inside of the battery case 15 with a hydrogen gas atmosphere. By reducing the pressure in the battery case 15 and then filling the battery case 15 with hydrogen gas, the pressure of the hydrogen gas in the battery case 15 can be accurately controlled. Further, if hydrogen is stored in the negative electrode in the presence of oxygen gas, the battery may generate heat.

電池ケース15内の水素ガスの圧力、つまり電極群14が置かれる水素ガスを含む雰囲気に含まれる水素ガスの圧力は、必要とされる放電リザーブの量に応じて、適宜設定される。   The pressure of the hydrogen gas in the battery case 15, that is, the pressure of the hydrogen gas contained in the atmosphere containing the hydrogen gas in which the electrode group 14 is placed is appropriately set according to the required amount of discharge reserve.

工程(D)において、負極に設けられる放電リザーブの量、つまり水素吸蔵合金に吸蔵させる水素の量は、水素吸蔵合金の原子数Mに対する吸蔵された水素の原子数Hの比H/Mが0.2以下となるような量であることが好ましい。
水素吸蔵合金に吸蔵された水素の量は、圧力−組成等温線を作成することにより求めることができる。図2に、圧力−組成等温線の一例を示す。図2において、縦軸は、平衡水素圧であり、横軸は、水素吸蔵合金の原子数Mに対する吸蔵された水素の原子数Hの比M/H(水素吸蔵量)である。なお、図2は、MmNi3.55Mn0.4Al0.3Co0.75(Mm:ミッシュメタル)の、20℃での圧力−組成等温線である。
In the step (D), the amount of discharge reserve provided in the negative electrode, that is, the amount of hydrogen stored in the hydrogen storage alloy is such that the ratio H / M of the number of hydrogen atoms H stored to the number M of hydrogen storage alloys is 0. It is preferable that the amount is 2 or less.
The amount of hydrogen stored in the hydrogen storage alloy can be determined by creating a pressure-composition isotherm. FIG. 2 shows an example of the pressure-composition isotherm. In FIG. 2, the vertical axis represents the equilibrium hydrogen pressure, and the horizontal axis represents the ratio M / H (hydrogen storage amount) of the number of hydrogen atoms H stored with respect to the number of atoms M of the hydrogen storage alloy. FIG. 2 is a pressure-composition isotherm at 20 ° C. of MmNi 3.55 Mn 0.4 Al 0.3 Co 0.75 (Mm: Misch metal).

圧力−組成等温線から、平衡水素圧と、比H/Mとの関係がわかる。よって、水素吸蔵合金に吸蔵させる水素の量は、電極群が置かれる雰囲気に含まれる水素ガスの圧力を調節することにより、制御することができる。具体的には、水素ガスと空気との混合雰囲気が用いられる場合には、水素ガスの分圧を調節すればよい。水素ガス雰囲気が用いられる場合には、水素ガスの圧力を調節すればよい。   The relationship between the equilibrium hydrogen pressure and the ratio H / M can be seen from the pressure-composition isotherm. Therefore, the amount of hydrogen stored in the hydrogen storage alloy can be controlled by adjusting the pressure of the hydrogen gas contained in the atmosphere in which the electrode group is placed. Specifically, when a mixed atmosphere of hydrogen gas and air is used, the partial pressure of hydrogen gas may be adjusted. When a hydrogen gas atmosphere is used, the hydrogen gas pressure may be adjusted.

圧力−組成等温線は、JIS H7201−1991に準拠して測定することができる。圧力−組成等温線の測定装置としては、例えば、ジーベルツ装置を用いることができる。   The pressure-composition isotherm can be measured according to JIS H7201-11991. As a pressure-composition isotherm measuring device, for example, a Siebert device can be used.

なお、水素吸蔵合金に水素を吸蔵させるときの温度は、特に限定されないが、20〜35℃であればよい。   In addition, the temperature when hydrogen is stored in the hydrogen storage alloy is not particularly limited, but may be 20 to 35 ° C.

工程(D)において、水素吸蔵合金に対する水素の原子比H/Mを0.2以下とすることにより、負極に設けられる放電リザーブの量を、より最適化することができる。このため、逆充電により負極の転極が生じても、負極に設けられた放電リザーブの消費反応が優先的に生じる。このため、負極において電解質の電気分解により生じる酸素発生反応が十分に抑制することができる。さらに、負極における酸素の発生が抑制されるため、転極が生じても、水素吸蔵合金の酸化による劣化を抑制することができる。よって、耐過放電特性およびサイクル寿命特性をさらに向上させることができる。   In the step (D), by setting the atomic ratio H / M of hydrogen to the hydrogen storage alloy to 0.2 or less, the amount of discharge reserve provided in the negative electrode can be further optimized. For this reason, even if the negative electrode inversion occurs due to reverse charging, the consumption reaction of the discharge reserve provided in the negative electrode occurs preferentially. For this reason, the oxygen generation reaction which arises by the electrolysis of electrolyte in a negative electrode can fully be suppressed. Furthermore, since generation of oxygen in the negative electrode is suppressed, deterioration due to oxidation of the hydrogen storage alloy can be suppressed even if inversion occurs. Therefore, the overdischarge resistance and cycle life characteristics can be further improved.

なお、本発明者らの検討によれば、ニッケル水素蓄電池に一般的に用いられている水素吸蔵合金において、比H/Mが0.2以下であれば、水素吸蔵量は、ほぼ圧力−組成等温線のα相形成領域に入ることがわかった。   According to the study by the present inventors, in a hydrogen storage alloy generally used for nickel metal hydride storage batteries, if the ratio H / M is 0.2 or less, the hydrogen storage amount is almost equal to the pressure-composition. It was found that it entered the α phase formation region of the isotherm.

比H/Mが0.2より大きくなると、負極に設けられる放電リザーブが過剰となり、その分、充電リザーブの量が低下する。このため、過充電時に発生したガスを充電リザーブが十分に吸収できずに、電池内圧が急激に増加し、安全弁が作動する。このため、電池外部に、電解質および発生ガスが漏出し、よって、内部抵抗が増加し、サイクル寿命特性が低下することがある。
なお、比H/Mが0.2より大きくなると、水素吸蔵量は圧力−組成等温線のプラトー領域に入る。圧力−組成等温線のプラトー領域では、平衡水素圧の少しの変化で、水素吸蔵量が大きく変化する。このため、プラトー領域を与える所定の水素吸蔵量(比H/M)となるように、水素吸蔵合金に水素を吸蔵させるためには、平衡水素圧、環境温度等を精密にコントロールする必要がある。よって、水素吸蔵合金に吸蔵させる水素の量をプラトー領域を与える水素吸蔵量とすることは、設備投資、生産性などで経済的でない。
When the ratio H / M is larger than 0.2, the discharge reserve provided in the negative electrode becomes excessive, and the amount of charge reserve is reduced correspondingly. For this reason, the charge reserve cannot sufficiently absorb the gas generated at the time of overcharge, the battery internal pressure rapidly increases, and the safety valve operates. For this reason, electrolyte and generated gas may leak out of the battery, thereby increasing internal resistance and reducing cycle life characteristics.
When the ratio H / M is greater than 0.2, the hydrogen storage amount enters the plateau region of the pressure-composition isotherm. In the plateau region of the pressure-composition isotherm, the amount of hydrogen occlusion changes greatly with a slight change in the equilibrium hydrogen pressure. For this reason, in order to store hydrogen in the hydrogen storage alloy so as to obtain a predetermined hydrogen storage amount (ratio H / M) that gives a plateau region, it is necessary to precisely control the equilibrium hydrogen pressure, the environmental temperature, and the like. . Therefore, it is not economical in terms of capital investment, productivity, etc., to make the amount of hydrogen stored in the hydrogen storage alloy the hydrogen storage amount that gives the plateau region.

最後に、電池ケース15の開口端部を、ガスケット22を介して、封口板21にかしめつけて、電池ケース15を密閉する。こうして、円筒型ニッケル水素蓄電池を得ることができる(工程(E))。   Finally, the open end of the battery case 15 is caulked to the sealing plate 21 via the gasket 22 to seal the battery case 15. Thus, a cylindrical nickel-metal hydride storage battery can be obtained (step (E)).

電池ケース15の密閉は、空気中で行なってもよい。または、窒素、アルゴンおよびヘリウムよりなる群から選択される少なくとも1種の不活性ガスを含む雰囲気中で行なってもよい。
なかでも、電池ケース15の密閉は、窒素ガス、アルゴンガスおよびヘリウムガスよりなる群から選択される少なくとも1種の不活性ガスを含む雰囲気中で行なうことが好ましい。密閉していない電池を、空気中に長時間にわたり放置した場合(例えば、工程トラブルなどで製造ラインが長期にわたり停止した場合など)、水素が吸蔵された負極は空気中の酸素と徐々に反応し、発熱する可能性がある。電池内で発熱が生じると、電解質の蒸発による損失が起きることがある。よって、電池ケース15の密閉は、窒素ガス、アルゴンガス、およびヘリウムガスよりなる群から選択される少なくとも1種の不活性ガスを含む雰囲気中で行なうことが好ましい。
なお、電池ケース15の密閉は、常圧下で行なってもよい。
The battery case 15 may be sealed in the air. Alternatively, it may be performed in an atmosphere containing at least one inert gas selected from the group consisting of nitrogen, argon and helium.
In particular, the battery case 15 is preferably sealed in an atmosphere containing at least one inert gas selected from the group consisting of nitrogen gas, argon gas, and helium gas. When an unsealed battery is left in the air for a long time (for example, when the production line has been shut down for a long time due to a process trouble, etc.), the negative electrode that has occluded hydrogen reacts gradually with oxygen in the air. There is a possibility of fever. When heat is generated in the battery, loss due to evaporation of the electrolyte may occur. Therefore, the battery case 15 is preferably sealed in an atmosphere containing at least one inert gas selected from the group consisting of nitrogen gas, argon gas, and helium gas.
The battery case 15 may be sealed under normal pressure.

本発明において、正極活物質は、水酸化ニッケルを主成分として含むコア粒子と、前記コア粒子の表面に担持されたコバルト化合物とを含み、前記コバルト化合物は、水酸化コバルト、コバルト酸化物、およびオキシ水酸化コバルトよりなる群から選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。   In the present invention, the positive electrode active material includes core particles containing nickel hydroxide as a main component and a cobalt compound supported on the surface of the core particles. The cobalt compound includes cobalt hydroxide, cobalt oxide, and It is preferable to include at least one selected from the group consisting of cobalt oxyhydroxide.

水酸化ニッケルを主成分として含むコア粒子としては、例えば、球状水酸化ニッケル粒子を用いることができる。前記コア粒子は、β型の結晶構造(CdI2構造)を有していることが好ましい。また、前記コア粒子は、公知の反応晶析法により作製された、少量のコバルト、亜鉛、マグネシウム等の元素を含む水酸化ニッケル固溶体であってもよい。固溶体中のNi以外の金属元素の量は、全金属元素の2〜10モル%であることが好ましい。 As the core particles containing nickel hydroxide as a main component, for example, spherical nickel hydroxide particles can be used. The core particles preferably have a β-type crystal structure (CdI 2 structure). Further, the core particle may be a nickel hydroxide solid solution containing a small amount of elements such as cobalt, zinc, magnesium, etc., produced by a known reaction crystallization method. The amount of metal elements other than Ni in the solid solution is preferably 2 to 10 mol% of the total metal elements.

コア粒子の表面に担持されたコバルト化合物は、水酸化コバルト、コバルト酸化物、およびオキシ水酸化コバルトよりなる群から選択される少なくとも1種を含む。前記コバルト酸化物は、コバルトの価数が2以上であることが好ましい。これらのなかでも、γ−オキシ水酸化コバルト等のコバルトの価数が3.0を超えるオキシ水酸化コバルトが最も好ましい。   The cobalt compound supported on the surface of the core particle includes at least one selected from the group consisting of cobalt hydroxide, cobalt oxide, and cobalt oxyhydroxide. The cobalt oxide preferably has a cobalt valence of 2 or more. Among these, cobalt oxyhydroxide having a cobalt valence exceeding 3.0, such as γ-cobalt oxyhydroxide, is most preferable.

コバルトの価数が3.0を超えるオキシ水酸化コバルトは、過放電により、還元されにくい。一方で、コバルトの価数が3.0を超えるオキシ水酸化コバルトは、コバルトの価数が2程度のコバルト酸化物と比較して、電池組立後の初期の充電において、放電リザーブが形成されにくい。
本発明においては、上記のように、電池ケースを密閉する前に、電池ケース内に水素ガスを供給して、負極に水素を吸蔵されている。つまり、放電リザーブを設けている。よって、本発明において、コバルトの価数が3.0を超えるオキシ水酸化コバルトを含む正極活物質を用いることにより、さらに良好な耐過放電性およびサイクル寿命特性を有するアルカリ蓄電池を提供することができる。
Cobalt oxyhydroxide whose cobalt valence exceeds 3.0 is difficult to be reduced by overdischarge. On the other hand, cobalt oxyhydroxide having a cobalt valence of more than 3.0 is less likely to form a discharge reserve in the initial charge after battery assembly than a cobalt oxide having a cobalt valence of about 2. .
In the present invention, as described above, before the battery case is sealed, hydrogen gas is supplied into the battery case and hydrogen is occluded in the negative electrode. That is, a discharge reserve is provided. Therefore, in the present invention, by using a positive electrode active material containing cobalt oxyhydroxide whose cobalt valence exceeds 3.0, it is possible to provide an alkaline storage battery having even better overdischarge resistance and cycle life characteristics. it can.

水酸化ニッケル粒子と、その上に担持されたコバルトの価数が3.0を超えるコバルト化合物とを含む正極活物質は、例えば、以下のようにして作製することができる。
まず、水酸化ニッケル粒子の表面に、水酸化コバルトからなる表面層を形成する。次いで、前記表面層を備える水酸化ニッケル粒子を、アルカリ水溶液で湿潤させる。前記粒子を、加熱しながら、熱風で乾燥させる。前記加熱には、マイクロ波加熱が主として用いられる。
こうして、水酸化ニッケル粒子と、その上に担持されたコバルトの価数が3.0を超えるコバルト化合物とを含む正極活物質を得ることができる。
上記のように激しい酸化条件による処理を経て得られた表面層は、価数の高いコバルトを含む酸化物を含む。このため、このような表面層を有する正極活物質は、過放電による損傷を受けにくく、よって、正極活物質間の導電ネットワークが長期に渡って維持される。
なお、前記のような作製方法は、特開平11−97008号公報に開示されている。
A positive electrode active material containing nickel hydroxide particles and a cobalt compound having a cobalt valence of more than 3.0 supported thereon can be produced, for example, as follows.
First, a surface layer made of cobalt hydroxide is formed on the surface of nickel hydroxide particles. Next, the nickel hydroxide particles provided with the surface layer are wetted with an alkaline aqueous solution. The particles are dried with hot air while heating. For the heating, microwave heating is mainly used.
In this way, a positive electrode active material containing nickel hydroxide particles and a cobalt compound having a valence of cobalt supported thereon of more than 3.0 can be obtained.
The surface layer obtained through the treatment under the violent oxidation conditions as described above contains an oxide containing cobalt having a high valence. For this reason, the positive electrode active material having such a surface layer is not easily damaged by overdischarge, and thus the conductive network between the positive electrode active materials is maintained for a long time.
Note that the manufacturing method as described above is disclosed in JP-A-11-97008.

表面層に含まれるコバルト化合物の量は、コア粒子100重量部あたり、2〜15重量部とすることが好ましい。   The amount of the cobalt compound contained in the surface layer is preferably 2 to 15 parts by weight per 100 parts by weight of the core particles.

(実施の形態2)
図3に、本発明の別の実施形態に係る角型のニッケル水素蓄電池を示す。図3の角型電池30においては、積層型電極群および角型の電池ケースが用いられること以外は、図1の円筒型電池と、基本的に同じである。
(Embodiment 2)
FIG. 3 shows a prismatic nickel metal hydride storage battery according to another embodiment of the present invention. The square battery 30 in FIG. 3 is basically the same as the cylindrical battery in FIG. 1 except that a stacked electrode group and a square battery case are used.

まず、正極31と負極32とをセパレータ33を介して積層して、積層型電極群を得る(工程(a))。正極31、負極32およびセパレータ33は、実施形態1と同様なものを用いることができる。図3の電池30において、正極31は、袋状のセパレータ33内に収容されている。
なお、前記積層型電極群は、捲回されて、捲回型電極群として用いられてもよい。
First, the positive electrode 31 and the negative electrode 32 are laminated | stacked through the separator 33, and a lamination type electrode group is obtained (process (a)). As the positive electrode 31, the negative electrode 32, and the separator 33, the same ones as in the first embodiment can be used. In the battery 30 of FIG. 3, the positive electrode 31 is accommodated in a bag-shaped separator 33.
The stacked electrode group may be wound and used as a wound electrode group.

次に、得られた積層型電極群を角型電池ケース34に収容し、前記角型電池ケース34の開口部を、注液孔を有する封口体35で塞ぐ(工程(b))。具体的には、積層型電極群を構成する正極に正極リード板36の一端を溶接し、負極に負極リード(図示せず)の一端を溶接する。さらに、積層型電極群の上部に、絶縁板37を装着する。この積層型電極群を角型電池ケース34に収容する。正極リードの他端は封口板の下面に接続し、負極リードの他端は、封口板の中心部にある端子孔に絶縁材料38を介して挿入されている負極端子39の下部に接続する。負極端子39は、電解質を注液するための注液孔を有する。
次いで、角型電池ケース34の開口端部と封口板35の周縁部とを溶接して、角型電池ケース34の開口部を封口板で塞ぐ。封口体35の下部には、絶縁体40が設けられている。
Next, the obtained stacked electrode group is accommodated in a rectangular battery case 34, and the opening of the rectangular battery case 34 is closed with a sealing body 35 having a liquid injection hole (step (b)). Specifically, one end of the positive electrode lead plate 36 is welded to the positive electrode constituting the stacked electrode group, and one end of the negative electrode lead (not shown) is welded to the negative electrode. Further, an insulating plate 37 is mounted on the upper part of the stacked electrode group. The stacked electrode group is accommodated in the rectangular battery case 34. The other end of the positive electrode lead is connected to the lower surface of the sealing plate, and the other end of the negative electrode lead is connected to the lower portion of the negative electrode terminal 39 inserted through the insulating material 38 into the terminal hole at the center of the sealing plate. The negative electrode terminal 39 has a liquid injection hole for injecting an electrolyte.
Next, the opening end of the rectangular battery case 34 and the peripheral edge of the sealing plate 35 are welded, and the opening of the rectangular battery case 34 is closed with the sealing plate. An insulator 40 is provided below the sealing body 35.

次に、注液孔から、電解質を、電池ケース内に注液する(工程(c))。電解質も、実施形態1と同じものを用いることができる。   Next, an electrolyte is injected into the battery case from the injection hole (step (c)). The same electrolyte as in Embodiment 1 can also be used.

電解質の注液後、角型電池ケース内に水素ガスを供給して、負極に水素を吸蔵される(工程(d))。本工程(d)は、実施形態1の工程(D)と同様にして行なうことができる。   After injecting the electrolyte, hydrogen gas is supplied into the prismatic battery case, and hydrogen is occluded in the negative electrode (step (d)). This process (d) can be performed similarly to the process (D) of Embodiment 1.

最後に、注液孔に、安全弁41を備える封栓を溶接して、注液孔を塞いで、角型電池ケースを密閉する。こうして、角型ニッケル水素蓄電池を得ることができる(工程(e))。本工程(e)も、実施形態1の工程(E)と同様に、空気中で行なってもよいし、窒素、アルゴンおよびヘリウムよりなる群から選択される少なくとも1種の不活性ガスを含む雰囲気中で行なってもよい。上記と同様に、電池ケースの密閉は、窒素ガス、アルゴンガスおよびヘリウムガスよりなる群から選択される少なくとも1種の不活性ガスを含む雰囲気中で行なうことが好ましい。   Finally, a plug provided with a safety valve 41 is welded to the liquid injection hole, the liquid injection hole is closed, and the rectangular battery case is sealed. Thus, a prismatic nickel metal hydride storage battery can be obtained (step (e)). This step (e) may be performed in the air as in the step (E) of the first embodiment, or an atmosphere containing at least one inert gas selected from the group consisting of nitrogen, argon and helium. It may be done in. Similarly to the above, the battery case is preferably sealed in an atmosphere containing at least one inert gas selected from the group consisting of nitrogen gas, argon gas, and helium gas.

本実施形態においても、電池ケース、正極リード、負極リード、絶縁板、絶縁材料等の構成材料には、当該分野で公知の材料を用いることができる。   Also in this embodiment, materials known in the art can be used as constituent materials such as a battery case, a positive electrode lead, a negative electrode lead, an insulating plate, and an insulating material.

以下、本発明を、実施例を参照しながら具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples.

(実施例1)
本実施例は、図1に示されるような円筒型ニッケル水素地蓄電池を作製した。
Example 1
In this example, a cylindrical nickel metal hydride storage battery as shown in FIG. 1 was produced.

(正極の作製)
正極活物質として、表面にコバルトの価数が3.0を超えるコバルト酸化物からなる表面層を有する水酸化ニッケルを用いた。前記コバルト酸化物の量は、水酸化ニッケル100重量部あたり7重量とした。
正極活物質を、以下のようにして作製した。
まず、公知の方法(特開平10−12237号公報参照)に基づき、水酸化ニッケルの表面に水酸化コバルトを担持させた。
次に、得られた水酸化コバルトを担持した水酸化ニッケル粒子を、水酸化ナトリウムを48重量%含む水溶液で充分に湿らせた。この後、前記水酸化ニッケル粒子を110℃に保つとともに、前記水酸化ニッケル粒子に110℃の加熱空気を吹きつけて、約1時間乾燥させた。この工程によって、表面層はγ−オキシ水酸化コバルトを主成分として含むコバルト酸化物となる。
得られた粒子を、水洗し、乾燥して、コバルトの価数が3.0を超えるコバルト酸化物を表面に有する水酸化ニッケルを得た。
(Preparation of positive electrode)
As the positive electrode active material, nickel hydroxide having a surface layer made of a cobalt oxide having a cobalt valence of more than 3.0 was used. The amount of the cobalt oxide was 7 weights per 100 parts by weight of nickel hydroxide.
A positive electrode active material was prepared as follows.
First, cobalt hydroxide was supported on the surface of nickel hydroxide based on a known method (see JP-A-10-12237).
Next, the obtained nickel hydroxide particles supporting cobalt hydroxide were sufficiently moistened with an aqueous solution containing 48% by weight of sodium hydroxide. Thereafter, the nickel hydroxide particles were maintained at 110 ° C., and heated air of 110 ° C. was blown onto the nickel hydroxide particles and dried for about 1 hour. By this step, the surface layer becomes a cobalt oxide containing γ-cobalt oxyhydroxide as a main component.
The obtained particles were washed with water and dried to obtain nickel hydroxide having cobalt oxide having a cobalt valence exceeding 3.0 on the surface.

正極活物質107重量部と、酸化亜鉛1重量部と、結着剤であるポリテトラフルオロエチレン0.2重量部と、所定の分散媒とを混合して、正極合剤ペーストを調製した。酸化亜鉛は、正極の膨張を抑制するために添加した。
得られた合剤ペーストを、高多孔度のニッケル製発泡状ニッケルシートに充填した。このシートを乾燥し、加圧成形し、所定のサイズに切断した。こうして、理論容量(正極の理論容量に同じ)が1.3Ahの正極を得た。
A positive electrode mixture paste was prepared by mixing 107 parts by weight of the positive electrode active material, 1 part by weight of zinc oxide, 0.2 part by weight of polytetrafluoroethylene as a binder, and a predetermined dispersion medium. Zinc oxide was added to suppress expansion of the positive electrode.
The obtained mixture paste was filled in a highly porous nickel foam nickel sheet. The sheet was dried, pressure molded, and cut into a predetermined size. Thus, a positive electrode having a theoretical capacity (same as the theoretical capacity of the positive electrode) of 1.3 Ah was obtained.

(負極の作製)
負極活物質として、MmNi3.55Mn0.4Al0.3Co0.75(Mm:ミッシュメタル)で表される水素吸蔵合金を用いた。前記水素吸蔵合金は、予め所定の平均粒径(30μm)となるように粉砕しておいた。
(Preparation of negative electrode)
As a negative electrode active material, a hydrogen storage alloy represented by MmNi 3.55 Mn 0.4 Al 0.3 Co 0.75 (Mm: Misch metal) was used. The hydrogen storage alloy was previously pulverized so as to have a predetermined average particle size (30 μm).

負極活物質100重量部と、結着剤であるスチレン−ブタジエン共重合体ゴム0.7重量部と、導電剤であるアセチレンブラック0.3重量部と、所定量の分散媒とを混合して、負極合剤ペーストを得た。得られた負極合剤ペーストを、ニッケルメッキを施した鉄製のパンチングメタルの両面に塗工し、乾燥し、加圧成形し、所定のサイズに切断した。こうして、正極の理論容量の1.5倍の容量を有する負極を得た。   100 parts by weight of the negative electrode active material, 0.7 parts by weight of styrene-butadiene copolymer rubber as a binder, 0.3 parts by weight of acetylene black as a conductive agent, and a predetermined amount of dispersion medium are mixed. A negative electrode mixture paste was obtained. The obtained negative electrode mixture paste was applied to both sides of a nickel-plated iron punching metal, dried, pressure-molded, and cut into a predetermined size. Thus, a negative electrode having a capacity 1.5 times the theoretical capacity of the positive electrode was obtained.

(電池の組立)
上記のようにして得られた正極と負極とをセパレータを介して積層して、積層体を得た。セパレータとしては、スルホン化処理されたポリプロピレン製不織布を用いた。
得られた積層体を、渦巻状に捲回して、捲回型電極群を得た。電極群の捲回軸方向の一方の端面において、正極に、Niメッキを施した鉄製正極集電板を接続した。電極群の他方の端面において、負極に、Niメッキを施した鉄製負極集電板を接続した。
(Battery assembly)
The positive electrode and the negative electrode obtained as described above were laminated through a separator to obtain a laminate. As the separator, a sulfonated polypropylene nonwoven fabric was used.
The obtained laminate was wound in a spiral shape to obtain a wound electrode group. On one end face in the winding axis direction of the electrode group, an iron positive electrode current collector plate plated with Ni was connected to the positive electrode. On the other end face of the electrode group, an iron negative electrode current collector plate plated with Ni was connected to the negative electrode.

電極群を、Niメッキを施した鉄製電池ケースに収容した。このとき、電極群は、負極集電板は、電池ケースの内底面に接するように収容した。負極集電板は、電池ケースの内底面に溶接した。正極集電板には、ニッケル製正極リード板の一端を溶接し、正極リード板の他端は、外部端子と安全弁機構を有するNiメッキを施した鉄製封口板の底部に接続した。   The electrode group was housed in an iron battery case plated with Ni. At this time, the electrode group was accommodated so that the negative electrode current collector plate was in contact with the inner bottom surface of the battery case. The negative electrode current collector plate was welded to the inner bottom surface of the battery case. One end of a nickel positive electrode lead plate was welded to the positive electrode current collector plate, and the other end of the positive electrode lead plate was connected to the bottom of an iron sealing plate plated with Ni having an external terminal and a safety valve mechanism.

次いで、電池ケース内に、電解質を所定量注入した。電解質は、比重1.3の水酸化カリウム水溶液に、水酸化リチウムを40g/Lの濃度となるように溶解させることにより調製した。
この後、封口板を、電池ケースの開口部に挿入した。このとき、ナイロン製ガスケットを、封口板と電池ケースの開口端部との間に介在させた。
Next, a predetermined amount of electrolyte was injected into the battery case. The electrolyte was prepared by dissolving lithium hydroxide in a potassium hydroxide aqueous solution having a specific gravity of 1.3 so as to have a concentration of 40 g / L.
Thereafter, the sealing plate was inserted into the opening of the battery case. At this time, a nylon gasket was interposed between the sealing plate and the open end of the battery case.

次に、電池ケースを密閉する前に、電池ケース内に水素ガスを供給して、負極に水素を吸蔵させた(負極化成工程)。
具体的には、まず、密閉する前の電池ケースを、真空チャンバー内に配置して、電池ケース内を、真空状態とした。次に、20℃で、真空チャンバー内に、水素ガスを導入して、真空チャンバー内の水素ガスの圧力(つまり、電池ケース内の水素ガスの圧力)を、0.01MPaとした。こうして、負極の水素吸蔵合金に比H/Mが0.2となるように水素を吸蔵させて、負極に放電リザーブを設けた。
なお、平衡水素圧が0.01MPaであるときの比H/Mは、MmNi3.55Mn0.4Al0.3Co0.75(Mm:ミッシュメタル)の20℃における圧力−組成等温線(図2)から求めた。
Next, before sealing the battery case, hydrogen gas was supplied into the battery case, and hydrogen was occluded in the negative electrode (negative electrode formation step).
Specifically, first, the battery case before sealing was placed in a vacuum chamber, and the inside of the battery case was evacuated. Next, hydrogen gas was introduced into the vacuum chamber at 20 ° C., and the pressure of the hydrogen gas in the vacuum chamber (that is, the pressure of the hydrogen gas in the battery case) was set to 0.01 MPa. Thus, hydrogen was occluded in the hydrogen storage alloy of the negative electrode so that the ratio H / M was 0.2, and a discharge reserve was provided in the negative electrode.
The ratio H / M when the equilibrium hydrogen pressure was 0.01 MPa was determined from the pressure-composition isotherm (FIG. 2) at 20 ° C. of MmNi 3.55 Mn 0.4 Al 0.3 Co 0.75 (Mm: Misch metal).

次いで、常圧の空気雰囲気下において、電池ケースの開口端部を、ガスケットを介して封口板にかしめつけて、電池ケースを密閉した。こうして、ニッケル水素蓄電池を得た。得られたニッケル水素蓄電池を、実施例1の電池とした。   Next, the open end of the battery case was caulked to the sealing plate via a gasket in a normal pressure air atmosphere to seal the battery case. Thus, a nickel metal hydride storage battery was obtained. The obtained nickel metal hydride storage battery was used as the battery of Example 1.

(実施例2)
電池ケースの密閉を、常圧の窒素雰囲気下にて行ったこと以外は、実施例1と同様にして、実施例2の電池を得た。
(Example 2)
A battery of Example 2 was obtained in the same manner as Example 1 except that the battery case was sealed in a nitrogen atmosphere at normal pressure.

(実施例3)
負極化成工程において、水素ガスの圧力を0.016MPaとしたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例2の電池を得た。実施例2の電池においては、比H/Mは、0.5であった。
(Example 3)
A battery of Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that in the negative electrode formation step, the pressure of hydrogen gas was 0.016 MPa. In the battery of Example 2, the ratio H / M was 0.5.

(実施例4)
電池ケースの密閉を、常圧の窒素雰囲気下にて行ったこと以外は、実施例3と同様にして、実施例4の電池を得た。
Example 4
A battery of Example 4 was obtained in the same manner as Example 3 except that the battery case was sealed in a nitrogen atmosphere at normal pressure.

(比較例1)
負極化成工程を行なわなかったこと以外は、実施例1と同様にして、比較例1の電池を得た。
(Comparative Example 1)
A battery of Comparative Example 1 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the negative electrode formation step was not performed.

実施例1〜4の電池、および比較例1の電池を、以下の評価に供した。
各電池を、電池電圧が最高値から10mV低下した時点で充電を停止するように制御する方法(−ΔV方式)により、1時間率の電流にて充電した。この充電後、1時間休止した。休止後の電池を、以下のようなステップ型の過放電に供した。まず、休止後の電池を、0.3時間率の電流にて、電池電圧が0Vになるまで放電し、次いで、1時間率の電流にて、電池電圧が0Vになるまで放電し、最後に0.2時間率の電流で20秒間放電した。なお、前記3種の放電において、電池電圧は復帰しながら、最終的には電池電圧が0Vになるまで放電される。
The batteries of Examples 1 to 4 and the battery of Comparative Example 1 were subjected to the following evaluation.
Each battery was charged at a current of 1 hour rate by a method (-ΔV method) in which charging was stopped when the battery voltage dropped 10 mV from the maximum value. After this charge, it rested for 1 hour. The battery after the rest was subjected to the following step-type overdischarge. First, the battery after resting is discharged at a current of 0.3 hour until the battery voltage becomes 0 V, then discharged at a current of 1 hour until the battery voltage becomes 0 V, and finally It was discharged for 20 seconds at a current of 0.2 hour rate. In the three types of discharges, the battery voltage is discharged and finally discharged until the battery voltage becomes 0V.

上記のような充放電を、放電容量が、正極理論容量の60%に低下するまで繰り返した。前記充放電を繰り返したサイクル数(60%容量までのサイクル数)を、表1に示す。なお、前記サイクル数は、耐過放電性およびサイクル寿命特性の尺度とみなすことができる。
本評価において、「放電容量」は、上述した放電の1ステップ目(0.3時間率放電)において、放電開始から電池電圧が0.8Vに達するまでの時間より算出した。結果を表1に示す。また、図4に、実施例1および3の電池、比較例1の電池の、容量維持率とサイクル数との関係を示す。前記容量維持率は、正極理論容量に対する放電容量の比を百分率値で表した値である。
Charging / discharging as described above was repeated until the discharge capacity decreased to 60% of the positive electrode theoretical capacity. Table 1 shows the number of cycles in which the charge / discharge cycle was repeated (number of cycles up to 60% capacity). The number of cycles can be regarded as a measure of overdischarge resistance and cycle life characteristics.
In this evaluation, the “discharge capacity” was calculated from the time from the start of discharge until the battery voltage reached 0.8 V in the first step of discharge (0.3 hour rate discharge). The results are shown in Table 1. FIG. 4 shows the relationship between the capacity retention ratio and the number of cycles of the batteries of Examples 1 and 3 and the battery of Comparative Example 1. The capacity retention ratio is a value representing the ratio of the discharge capacity to the positive electrode theoretical capacity as a percentage value.

電池の密閉後に、電池内の温度の上昇(電池の発熱)の有無について、調べた。結果を、表1に示す。   After the battery was sealed, it was examined whether or not the temperature inside the battery increased (battery heat generation). The results are shown in Table 1.

なお、表1には、負極化成工程における、水素ガスの圧力、比H/M、水素吸蔵合金の水素吸蔵状態、および電池の密閉を行なった環境(カシメ環境)も示す。   Table 1 also shows the pressure of hydrogen gas, the ratio H / M, the hydrogen storage state of the hydrogen storage alloy, and the environment in which the battery is sealed (crimping environment) in the negative electrode formation step.

Figure 2010010097
Figure 2010010097

表1に示されるように、負極化成工程に供していない比較例1の電池は、60%容量までのサイクル数が顕著に低下した。これは、以下のように考えられる。比較例1の電池が過放電され、正極の転極が生じると、上述のように、正極活物質間の導電ネットワークが局所的に崩壊して、正極が劣化する。さらに、負極の転極が生じると、負極で電解質中の水が電気分解されて、酸素ガスが発生する。その結果、典型的な電池の劣化モードの一つであるセパレータドライアウトが発生し、電池内部抵抗の顕著に増加する。このため、放電容量が正極理論容量の60%にまで低下するサイクル数が、短くなったと考えられる。   As shown in Table 1, in the battery of Comparative Example 1 that was not subjected to the negative electrode formation step, the number of cycles up to 60% capacity was significantly reduced. This is considered as follows. When the battery of Comparative Example 1 is overdischarged and the positive electrode is inverted, the conductive network between the positive electrode active materials is locally collapsed as described above, and the positive electrode is deteriorated. Further, when the negative electrode is inverted, water in the electrolyte is electrolyzed at the negative electrode, and oxygen gas is generated. As a result, separator dry-out, which is one of typical battery deterioration modes, occurs, and the battery internal resistance increases significantly. For this reason, it is considered that the number of cycles in which the discharge capacity is reduced to 60% of the positive electrode theoretical capacity is shortened.

また、評価後に、比較例1の電池の負極容量の劣化を調査した。その結果、充放電サイクル初期と比較して、比較例1の電池に含まれる水素吸蔵合金の磁化率が上昇し、PCT容量の低下がみられた。これらの結果から、耐過放電性の顕著な低下が、水素吸蔵合金の酸化劣化によることも示唆された。   Further, after the evaluation, the deterioration of the negative electrode capacity of the battery of Comparative Example 1 was investigated. As a result, the magnetic susceptibility of the hydrogen storage alloy contained in the battery of Comparative Example 1 increased and the PCT capacity decreased as compared with the initial charge / discharge cycle. From these results, it was suggested that the remarkable decrease in overdischarge resistance was due to the oxidative deterioration of the hydrogen storage alloy.

一方、負極化成工程に供した実施例1〜4の電池は、比較例1の電池と比較して、60%容量までのサイクル数は、良好な値を示した。これらの電池においては、過放電によって負極の転極が生じても、負極に形成された放電リザーブの消費反応が酸素発生反応よりも優先的に起きるため、負極で生じる電解質の分解が抑制される。さらに、酸素の発生が抑制されるため、水素吸蔵合金の酸化劣化も抑制される。この結果、実施例1〜4の電池は、過放電を含む充放電を多数繰り返しても、放電容量の低下を抑制できたと考えられる。つまり、耐過放電性とサイクル寿命特性の両方を向上できたと考えられる。   On the other hand, the batteries of Examples 1 to 4 subjected to the negative electrode formation step showed favorable values for the number of cycles up to 60% capacity as compared with the battery of Comparative Example 1. In these batteries, even if negative electrode reversal occurs due to overdischarge, since the consumption reaction of the discharge reserve formed on the negative electrode occurs preferentially over the oxygen generation reaction, decomposition of the electrolyte generated in the negative electrode is suppressed. . Furthermore, since the generation of oxygen is suppressed, the oxidative deterioration of the hydrogen storage alloy is also suppressed. As a result, it is considered that the batteries of Examples 1 to 4 were able to suppress a decrease in discharge capacity even after repeated many charging / discharging including overdischarge. That is, it is considered that both overdischarge resistance and cycle life characteristics have been improved.

なお、負極化成工程において圧力−組成等温線のプラトー領域((α+β)相領域)まで水素吸蔵合金に水素を吸蔵させた実施例3および4の電池の60%容量までのサイクル数が、実施例1および2の電池のそれよりも多少低下していた。この結果は、以下のような原因により生じると推定される。
一般に、密閉型ニッケル水素蓄電池は、正極容量よりも負極容量が幾分大きくなるように設計されている(正極容量規制)。具体的には、電池の求められる要求仕様を満たすように、負極容量は、正極容量の1.2〜2.0倍程度になるように設計されている。
充電された容量が正極容量以上となると、すなわち過充電領域まで充電されると、正極から酸素ガスが発生する。このとき、電池内部の圧力は、過充電深度の上昇と共に増大する。電池内部の圧力が所定値を超えると、電池に設けた安全弁が作動し、電池外部へ、酸素ガスおよび電解質が漏出する、その結果、内部抵抗が上昇し、電池寿命に達する場合がある。このような電池寿命の低下を抑制するために、密閉型ニッケル水素蓄電池に、適切な量の充電リザーブを設けることが極めて重要である。
The number of cycles up to 60% capacity of the batteries of Examples 3 and 4 in which hydrogen was occluded in the hydrogen storage alloy up to the plateau region ((α + β) phase region) of the pressure-composition isotherm in the negative electrode formation step was It was somewhat lower than that of the 1 and 2 batteries. This result is estimated to be caused by the following causes.
Generally, the sealed nickel-metal hydride storage battery is designed such that the negative electrode capacity is somewhat larger than the positive electrode capacity (positive electrode capacity regulation). Specifically, the negative electrode capacity is designed to be about 1.2 to 2.0 times the positive electrode capacity so as to satisfy the required specifications required of the battery.
When the charged capacity is equal to or greater than the positive electrode capacity, that is, when the battery is charged to the overcharge region, oxygen gas is generated from the positive electrode. At this time, the pressure inside the battery increases as the overcharge depth increases. When the pressure inside the battery exceeds a predetermined value, a safety valve provided in the battery is activated, and oxygen gas and electrolyte leak out of the battery. As a result, the internal resistance increases, and the battery life may be reached. In order to suppress such a decrease in battery life, it is extremely important to provide an appropriate amount of charge reserve in the sealed nickel-metal hydride storage battery.

実施例3および4の電池に含まれる水素吸蔵合金には、負極化成工程において、圧力−組成等温線の(α+β)相領域まで、水素を吸蔵させている。つまり、実施例3〜4の電池の負極は、放電リザーブを多少過剰に有している。本実施例においては、上記のように、−ΔV方式で充電を行っているため、充電量が理論容量以上となる。この場合、過充電時に必要となる充電リザーブの量が相対的に低下する。充電リザーブの量が不足すると、過充電時に、発生した酸素ガスが充電リザーブに十分に吸収されず、電池内圧が著しく上昇し、電池に設けた安全弁が作動する。その結果、電池外部へ酸素ガスおよび電解質が漏出し、内部抵抗が上昇する。このため、実施例3〜4の電池では、60%容量までのサイクル数が、多少低下したと考えられる。   In the hydrogen storage alloy included in the batteries of Examples 3 and 4, hydrogen was stored up to the (α + β) phase region of the pressure-composition isotherm in the negative electrode formation step. That is, the negative electrodes of the batteries of Examples 3 to 4 have a discharge reserve somewhat excessively. In the present embodiment, as described above, since the charging is performed by the -ΔV method, the charging amount is equal to or higher than the theoretical capacity. In this case, the amount of charge reserve required during overcharging is relatively reduced. When the amount of charge reserve is insufficient, the generated oxygen gas is not sufficiently absorbed by the charge reserve during overcharge, the battery internal pressure rises significantly, and the safety valve provided in the battery operates. As a result, oxygen gas and electrolyte leak out of the battery, increasing the internal resistance. For this reason, in the batteries of Examples 3 to 4, it is considered that the number of cycles up to 60% capacity is somewhat reduced.

よって、負極化成工程において、圧力−組成等温線のα相形成領域に入るように、具体的には比H/Mが0.2以下となるように、水素吸蔵合金に水素を吸蔵させることが好ましい。   Therefore, in the negative electrode formation step, hydrogen can be stored in the hydrogen storage alloy so that the ratio H / M is 0.2 or less so as to enter the α-phase formation region of the pressure-composition isotherm. preferable.

電池ケースの密閉を空気中で行なった実施例1および3の電池は、若干発熱していた。この発熱は、水素を吸蔵した水素吸蔵合金(金属水素化物)と空気中の酸素とが反応したとことが原因であると考えられる。
従来より、負極の化学反応性を良化させる目的で、負極を作製する前に、水素吸蔵合金の表面が、高温の酸またはアルカリで処理されることが多い。水素吸蔵合金が前記のような処理供された場合、電池ケースの密閉を常圧の空気環境下で行うと、水素吸蔵合金と酸素ガスとが反応して発熱する可能性がある。このような理由から、水素吸蔵工程に供された後に工程トラブルが発生したときに電池の発熱を防止するために、電池が滞留される時間、使用する雰囲気ガスの経済性、所定の特性を得るために実施される処理の後の負極活物質の反応性を十分考慮することで、電池ケースを密閉する工程が行なわれる環境を選定することが好ましい。例えば、電池ケースを密閉する工程は、不活性ガスからなる雰囲気中で行なうことが好ましい。
The batteries of Examples 1 and 3 in which the battery case was sealed in the air generated some heat. This heat generation is considered to be caused by a reaction between a hydrogen storage alloy (metal hydride) storing hydrogen and oxygen in the air.
Conventionally, in order to improve the chemical reactivity of the negative electrode, the surface of the hydrogen storage alloy is often treated with a high-temperature acid or alkali before producing the negative electrode. When the hydrogen storage alloy is subjected to the above-described treatment, if the battery case is sealed in a normal pressure air environment, the hydrogen storage alloy and oxygen gas may react to generate heat. For these reasons, in order to prevent heat generation of the battery when a process trouble occurs after being subjected to the hydrogen storage process, the time during which the battery is retained, the economics of the atmospheric gas used, and the predetermined characteristics are obtained. Therefore, it is preferable to select an environment in which the step of sealing the battery case is performed by sufficiently considering the reactivity of the negative electrode active material after the treatment to be performed. For example, the step of sealing the battery case is preferably performed in an atmosphere made of an inert gas.

本発明の製造方法により、耐過放電性を向上させたニッケル水素蓄電池を提供することができる。このようなニッケル水素蓄電池は、例えば、電動工具、アシスト自転車、コードレス掃除機などの電源として、好適に用いることができる。   According to the production method of the present invention, a nickel metal hydride storage battery having improved overdischarge resistance can be provided. Such a nickel metal hydride storage battery can be suitably used as a power source for an electric tool, an assist bicycle, a cordless vacuum cleaner, or the like.

本発明の一実施形態に係るニッケル水素蓄電池を概略的に示す縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view schematically showing a nickel metal hydride storage battery according to an embodiment of the present invention. 所定の水素吸蔵合金の20℃での圧力−組成等温線を示す。The pressure-composition isotherm at 20 degreeC of a predetermined hydrogen storage alloy is shown. 本発明の別の実施形態に係るニッケル水素蓄電池の一部を切り欠いた斜視図である。It is the perspective view which notched some nickel hydride storage batteries which concern on another embodiment of this invention. 実施例1および3、ならびに比較例1で作製したニッケル水素特電池の耐過放電性を示すグラフである。4 is a graph showing the overdischarge resistance of nickel-metal hydride batteries produced in Examples 1 and 3 and Comparative Example 1. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10 円筒型電池
11、31 正極
12、32 負極
13、33 セパレータ
14 電極群
15、34 電池ケース
16 正極集電板
17 負極集電板
18、36 正極リード板
19 外部端子
20 ゴム弁体
21、35 封口体
22 ガスケット
30 角型電池
37 絶縁板
38 絶縁材料
39 負極端子
40 絶縁体
41 安全弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Cylindrical battery 11, 31 Positive electrode 12, 32 Negative electrode 13, 33 Separator 14 Electrode group 15, 34 Battery case 16 Positive electrode current collecting plate 17 Negative electrode current collecting plate 18, 36 Positive electrode lead plate 19 External terminal 20 Rubber valve body 21, 35 Sealing body 22 Gasket 30 Square battery 37 Insulating plate 38 Insulating material 39 Negative electrode terminal 40 Insulator 41 Safety valve

Claims (7)

ニッケル水素蓄電池の製造方法であって、
正極活物質を含む正極と、水素吸蔵合金を負極活物質として含む負極と、それらの間に配置されたセパレータとを含む電極群、および電解質を収容した電池ケースを密閉する前に、前記負極に、水素を吸蔵させる工程を含む、ニッケル水素蓄電池の製造方法。
A method for producing a nickel metal hydride storage battery,
Before sealing a battery case containing an electrode group including a positive electrode including a positive electrode active material, a negative electrode including a hydrogen storage alloy as a negative electrode active material, and a separator disposed therebetween, and an electrolyte, The manufacturing method of the nickel hydride storage battery including the process of occluding hydrogen.
(A)正極活物質を含む正極と、水素吸蔵合金を負極活物質として含む負極と、それらの間に配置されたセパレータとからなる積層体を捲回して、捲回型電極群を得る工程、
(B)前記捲回型電極群を円筒型電池ケースに収容する工程、
(C)前記円筒型電池ケース内に電解質を添加する工程、
(D)前記捲回型電池群を収容した前記円筒型電池ケース内に水素ガスを供給して、前記負極に水素を吸蔵させる工程、および
(E)前記円筒型電池ケースを密閉して、円筒型ニッケル水素蓄電池を得る工程
を含む、請求項1記載のニッケル水素蓄電池の製造方法。
(A) a step of winding a laminate including a positive electrode including a positive electrode active material, a negative electrode including a hydrogen storage alloy as a negative electrode active material, and a separator disposed therebetween to obtain a wound electrode group;
(B) A step of accommodating the wound electrode group in a cylindrical battery case,
(C) adding an electrolyte into the cylindrical battery case;
(D) supplying hydrogen gas into the cylindrical battery case containing the wound battery group and occluding hydrogen in the negative electrode; and (E) sealing the cylindrical battery case to form a cylinder The manufacturing method of the nickel hydride storage battery of Claim 1 including the process of obtaining a type nickel hydride storage battery.
(a)正極活物質を含む正極と、水素吸蔵合金を負極活物質として含む負極と、それらの間に配置されたセパレータとを積層して、積層型電極群を得る工程、
(b)前記積層型電極群を角型電池ケースに収容し、前記角型電池ケースの開口部を、注液孔を有する封口体で塞ぐ工程、
(c)電解質を、前記注液孔から、前記角型電池ケース内に注液する工程、
(d)前記積層型電池群を収容した前記角型電池ケース内に水素ガスを供給して、前記負極に水素を吸蔵させる工程、および
(e)前記注液孔を塞ぐことにより、前記角型電池ケースを密閉して、角型ニッケル水素蓄電池を得る工程
を含む、請求項1記載のニッケル水素蓄電池の製造方法。
(A) stacking a positive electrode including a positive electrode active material, a negative electrode including a hydrogen storage alloy as a negative electrode active material, and a separator disposed therebetween to obtain a stacked electrode group;
(B) housing the stacked electrode group in a rectangular battery case, and closing the opening of the rectangular battery case with a sealing body having a liquid injection hole;
(C) a step of injecting an electrolyte into the prismatic battery case from the injection hole,
(D) supplying hydrogen gas into the prismatic battery case containing the stacked battery group, and occluding hydrogen in the negative electrode; and (e) closing the liquid injection hole, thereby The manufacturing method of the nickel hydride storage battery of Claim 1 including the process of sealing a battery case and obtaining a square-shaped nickel hydride storage battery.
前記負極に水素を吸蔵させる工程が、前記負極に含まれる前記水素吸蔵合金に水素を、前記水素吸蔵合金に対する水素の原子比が0.2以下となるように吸蔵させる工程を含む、請求項1〜3のいずれかに記載のニッケル水素蓄電池の製造方法。   The step of occluding hydrogen in the negative electrode includes the step of occluding hydrogen in the hydrogen storage alloy included in the negative electrode so that an atomic ratio of hydrogen to the hydrogen storage alloy is 0.2 or less. The manufacturing method of the nickel hydride storage battery in any one of -3. 前記負極に水素を吸蔵させる工程が、前記電池ケースに水素ガスを供給する前に、前記電池ケース内を減圧する工程を含む、請求項1〜4のいずれかに記載のニッケル水素蓄電池の製造方法。   The method for producing a nickel-metal hydride storage battery according to claim 1, wherein the step of occluding hydrogen in the negative electrode includes a step of decompressing the inside of the battery case before supplying hydrogen gas to the battery case. . 前記電池ケースを密閉する工程が、窒素、アルゴンおよびヘリウムよりなる群から選択される少なくとも1種の不活性ガスを含む雰囲気中、または空気中で行われる、請求項2〜5のいずれかに記載のニッケル水素蓄電池の製造方法。   The step of sealing the battery case is performed in an atmosphere containing at least one inert gas selected from the group consisting of nitrogen, argon, and helium, or in air. Method for producing a nickel-metal hydride storage battery. 前記正極活物質が、コア粒子と、前記コア粒子の表面に担持されたコバルト化合物とを含み、
前記コア粒子は、水酸化ニッケルを主成分として含み、
前記コバルト化合物は、水酸化コバルト、コバルト酸化物、およびオキシ水酸化コバルトよりなる群から選択される少なくとも1種を含む、請求項1〜6のいずれかに記載のニッケル水素蓄電池の製造方法。
The positive electrode active material includes core particles and a cobalt compound supported on the surface of the core particles,
The core particles include nickel hydroxide as a main component,
The said cobalt compound is a manufacturing method of the nickel hydride storage battery in any one of Claims 1-6 containing at least 1 sort (s) selected from the group which consists of cobalt hydroxide, a cobalt oxide, and a cobalt oxyhydroxide.
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