JP2012134134A - アルカリ蓄電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明のアルカリ蓄電池10は、水素吸蔵合金負極12にアルミニウム(Al)が含有されているとともに、ニッケル正極11にもAlが含有されており、所定の充放電サイクルが終了した状態において、ニッケル正極11に含有されたAlの含有量は正極活物質に対して0.25質量%以上であり、かつ、当該正極活物質のCu−Kαを用いた粉末X線回折においてNi(OH)2の(101)面でのピークの半価幅が0.5(°/2θ)以上になるように規制している。
【選択図】 図1
Description
一方、ニッケル正極においては、正極活物質の主成分として水酸化ニッケル(Ni(OH)2)を用いることが一般的であるが、近年、さらなる高容量化の要望に応えるために、水酸化ニッケル(Ni(OH)2)にアルミニウム(Al)を添加することが、例えば、特許文献1(特開平10−172561号公報)にて提案されるようになった。
この場合、ニッケル正極の表面から内部に向けてアルミニウム(Al)の含有量が漸減するように存在させるのが望ましい。また、ニッケル正極は当該正極の表面より所定の距離までにアルミニウム(Al)の含有層が形成されているのが望ましい。
ニッケル正極11は、ニッケル焼結基板の多孔内に水酸化ニッケルと水酸化アルミニウムとが所定の充填量になるように充填して作製した。この場合、ニッケル焼結基板は以下のようにして作製したものを用いている。例えば、ニッケル粉末に、増粘剤となるメチルセルロース(MC)と高分子中空微小球体(例えば、孔径が60μmのもの)と水とを混合、混練してニッケルスラリーを作製した。ついで、ニッケルめっき鋼板からなるパンチングメタルの両面にニッケルスラリーを所定の厚みになるように塗着した後、還元性雰囲気中で1000℃で加熱して、増粘剤や高分子中空微小球体を消失させるとともにニッケル粉末同士を焼結させることにより多孔度が約80%となるニッケル焼結基板が得られる。
水素吸蔵合金負極12はパンチングメタルからなる負極芯体に水素吸蔵合金スラリーを塗布して作製した。この場合、例えば、水素吸蔵合金の塊(インゴット)をアルゴンガス雰囲気で熱処理を行ってインゴットにおける結晶構造を調整した後、不活性雰囲気中で機械的に粉砕して水素吸蔵合金粉末とした。この後、得られた水素吸蔵合金粉末100質量部に対し、非水溶性高分子結着剤としてのSBR(スチレンブタジエンラテックス)を0.5質量部と、増粘剤としてCMC(カルボキシメチルセルロース)を0.03質量部と、適量の純水を加えて混練して、水素吸蔵合金スラリーを調製した。そして、得られた水素吸蔵合金スラリーをパンチングメタル(ニッケルメッキ鋼板製)からなる負極芯体の両面に塗着した後、乾燥させ、所定の充填密度になるように圧延した後、所定の寸法に裁断して水素吸蔵合金負極12を作製した。
ついで、上述のようにして作製したニッケル正極11と、水素吸蔵合金負極12とを用い、これらの間に、ポリオレフィン製不織布からなるセパレータ13を介在させて渦巻状に巻回して渦巻状電極群を作製した。なお、このようにして作製された渦巻状電極群の上部にはニッケル正極11の芯体露出部11cが露出しており、その下部には水素吸蔵合金電極12の芯体露出部12cが露出している。ついで、得られた渦巻状電極群の下端面に露出する芯体露出部12cに負極集電体14を溶接するとともに、渦巻状電極群の上端面に露出するニッケル電極11の芯体露出部11cの上に正極集電体15を溶接して、電極体とした。
ついで、上述のようにして作製したニッケル−水素蓄電池10を用い、45℃の温度雰囲気において、電池容量の20〜90%のSOC(State of Charge:充電深度)範囲で部分充放電サイクル試験(10Itの充電々流にてSOCが90%となる電圧まで充電した後、10Itの放電々流にてSOCが20%となる電圧まで放電させるというサイクル試験)を行った。そして、このような部分充放電サイクルを所定期間に亘り繰り返して行った。
Claims (5)
- 水素吸蔵合金を負極活物質とする水素吸蔵合金負極と、水酸化ニッケルを主成分正極活物質とするニッケル正極と、セパレータとからなる電極群をアルカリ電解液とともに電池容器内に収納されて密閉されたアルカリ蓄電池であって、
前記水素吸蔵合金負極にアルミニウム(Al)が含有されているとともに、前記ニッケル正極にもアルミニウム(Al)が含有されており、
前記ニッケル正極に含有されたアルミニウム(Al)の含有量は正極活物質に対して0.25質量%以上であり、かつ、当該正極活物質のCu−Kαを用いた粉末X線回折においてNi(OH)2の(101)面でのピークの半価幅が0.5(°/2θ)以上であることを特徴とするアルカリ蓄電池。 - 前記ニッケル正極のCu−Kαを用いた粉末X線回折においてNi(OH)2の(001)面のピークの半価幅が(100)面のピークの半価幅より大であることを特徴とする請求項1に記載のアルカリ蓄電池。
- 前記ニッケル正極には正極活物質となる水酸化ニッケルのニッケル(Ni)原子に対して0.05質量%以下だけ亜鉛(Zn)が含有されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のアルカリ蓄電池。
- 前記ニッケル正極の表面から内部に向けて前記アルミニウム(Al)の含有量が漸減していることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載のアルカリ蓄電池。
- 前記ニッケル正極は当該正極の表面より所定の距離までにアルミニウム(Al)の含有層が形成されていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載のアルカリ蓄電池。
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