JP2944152B2 - ニッケル―水素蓄電池の製造方法 - Google Patents
ニッケル―水素蓄電池の製造方法Info
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- JP2944152B2 JP2944152B2 JP2171523A JP17152390A JP2944152B2 JP 2944152 B2 JP2944152 B2 JP 2944152B2 JP 2171523 A JP2171523 A JP 2171523A JP 17152390 A JP17152390 A JP 17152390A JP 2944152 B2 JP2944152 B2 JP 2944152B2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、負極に水素吸蔵合金を用いた密閉型ニッケ
ル−水素蓄電池の製造方法に関するものである。
ル−水素蓄電池の製造方法に関するものである。
（ロ）従来の技術 従来からよく用いられている蓄電池には、ニッケル−
カドミウム蓄電池、鉛蓄電池などがある。近年、これら
の電池より軽量且つ高エネルギー密度となる可能性のあ
る電池として、水素吸蔵合金を負極材料として用いた水
素吸蔵合金電極を備えたニッケル−水素蓄電池が注目さ
れている。
カドミウム蓄電池、鉛蓄電池などがある。近年、これら
の電池より軽量且つ高エネルギー密度となる可能性のあ
る電池として、水素吸蔵合金を負極材料として用いた水
素吸蔵合金電極を備えたニッケル−水素蓄電池が注目さ
れている。
この種のニッケル−水素電池の負極材料として用いる
水素吸蔵合金は、たとえば、特開昭62−246359号公報や
特開昭63−21750号公報などに示されるように、水素吸
蔵合金の組成を改良することにより、充放電時の合金の
耐腐食性の向上及び合金の微粉化の抑制がはかられてい
る。しかしながら、水素吸蔵合金を用いた負極は、初期
の活性度が低いため、放電容量が小さく、作動電圧が低
いという問題があり、特に、この傾向は高率放電や低温
での放電の際に著しくなる。充分な放電容量と作動電圧
を得るためには、電池を構成した後、十数サイクルの充
放電を行なって活性化する必要があるが、製造工程が複
雑になるため、簡単な方法で活性度を高める必要があ
る。
水素吸蔵合金は、たとえば、特開昭62−246359号公報や
特開昭63−21750号公報などに示されるように、水素吸
蔵合金の組成を改良することにより、充放電時の合金の
耐腐食性の向上及び合金の微粉化の抑制がはかられてい
る。しかしながら、水素吸蔵合金を用いた負極は、初期
の活性度が低いため、放電容量が小さく、作動電圧が低
いという問題があり、特に、この傾向は高率放電や低温
での放電の際に著しくなる。充分な放電容量と作動電圧
を得るためには、電池を構成した後、十数サイクルの充
放電を行なって活性化する必要があるが、製造工程が複
雑になるため、簡単な方法で活性度を高める必要があ
る。
この活性度を高める方法として、特公昭60−40668号
公報では、水素吸蔵合金材料を水素雰囲気下で水素の吸
蔵・放出させる方法が提案され、特開平１−102861号公
報では、電池作製時の電解液注液、封口工程の前に、水
素雰囲気化で負極に水素の吸蔵・放出を行なう方法が提
案されている。しかし、これらの方法では、水素を吸蔵
・放出させるために、高圧の水素雰囲気を作らなければ
ならず、このための大がかりな装置が必要であり、製造
工程も複雑になる。
公報では、水素吸蔵合金材料を水素雰囲気下で水素の吸
蔵・放出させる方法が提案され、特開平１−102861号公
報では、電池作製時の電解液注液、封口工程の前に、水
素雰囲気化で負極に水素の吸蔵・放出を行なう方法が提
案されている。しかし、これらの方法では、水素を吸蔵
・放出させるために、高圧の水素雰囲気を作らなければ
ならず、このための大がかりな装置が必要であり、製造
工程も複雑になる。
また、特開昭61−7575号公報では、水素吸蔵合金負極
をアルカリ水溶液中で充放電した後、正極及びセパレー
タと共に電池に組み込む方法が提案されているが、アル
カリ水溶液中での充放電や水洗、乾燥などの繁雑な工程
が必要となる。
をアルカリ水溶液中で充放電した後、正極及びセパレー
タと共に電池に組み込む方法が提案されているが、アル
カリ水溶液中での充放電や水洗、乾燥などの繁雑な工程
が必要となる。
そして、活性度を高める上記の何れの方法において
も、活性化された負極が大気に触れた場合には、負極材
料の水素吸蔵合金が酸化され、活性度が低下するため、
電池を封口するまでの工程をアルゴンなどの不活性ガス
雰囲気下で行ない、合金の酸化を抑える必要がある。
も、活性化された負極が大気に触れた場合には、負極材
料の水素吸蔵合金が酸化され、活性度が低下するため、
電池を封口するまでの工程をアルゴンなどの不活性ガス
雰囲気下で行ない、合金の酸化を抑える必要がある。
（ハ）発明が解決しようとする課題 本発明は上記問題を解決するため、低温放電や高率放
電などの放電特性の向上した密閉型ニッケル−水素蓄電
池の製造方法を提供しようとするものである。
電などの放電特性の向上した密閉型ニッケル−水素蓄電
池の製造方法を提供しようとするものである。
（ニ）課題を解決するための手段 本発明のニッケル−水素蓄電池の製造方法は、上記課
題を解決するために、電池を封口した後、正極の充電可
能な容量の50％以上の充電量を正、負極に保持させ、30
〜80℃の温度雰囲気下で放電することを特徴とする。
題を解決するために、電池を封口した後、正極の充電可
能な容量の50％以上の充電量を正、負極に保持させ、30
〜80℃の温度雰囲気下で放電することを特徴とする。
（ホ）作 用 水素吸蔵合金は、粉砕や電極作製などの製造過程にお
いて表面が酸化され、電極の活性度が低下して、充放電
効率や、満充電時に正極から発生する酸素ガスの消費効
率が低下することが知られている。
いて表面が酸化され、電極の活性度が低下して、充放電
効率や、満充電時に正極から発生する酸素ガスの消費効
率が低下することが知られている。
ところが、正極の充電可能な容量の50％以上の充電量
を正、負極に保持させた状態で、30〜80℃の温度雰囲気
下で放電すると、合金表面の酸化被膜を部分的に破壊で
き、これによって、合金内部の活性な断面が表面に露出
すると共に、反応表面積も大きくなり、活性度が向上す
る。そして、この活性度の向上によって、充電効率が向
上し、低温放電や高率放電が可能となる。
を正、負極に保持させた状態で、30〜80℃の温度雰囲気
下で放電すると、合金表面の酸化被膜を部分的に破壊で
き、これによって、合金内部の活性な断面が表面に露出
すると共に、反応表面積も大きくなり、活性度が向上す
る。そして、この活性度の向上によって、充電効率が向
上し、低温放電や高率放電が可能となる。
（ヘ）実施例 負極に用いる水素吸蔵合金の原材料金属として、市販
のミッシュメタル（Mm、希土類元素の混合物）と、ニッ
ケルと、コバルトと、アルミニウムと、マンガンを用
い、これらを元素比で1.0:3.2:1.0:0.2:0.6に秤量した
のち、高周波誘導炉内で溶解鋳造し、MmNi3.2CoAl0.2Mn
0.6の組成を有する合金を得る。この合金を機械的に粉
砕して、平均約80μｍの粉末した後、合金重量に対して
1.0重量％のポリエチレンオキサイドと、分散媒として
の水を加えて混合し、スラリー状にした。このスラリー
をニッケル鍍金を施したパンチングメタルからなる集電
体に塗布後、所定の厚みに加圧し、AAサイズの寸法に切
断して水素吸蔵合金負極を得た。この負極を、容量が負
極より小さな公知のニッケル正極と組み合わせ、正極容
量規制で公称容量1000mAHのAAサイズの密閉型ニッケル
−水素蓄電池を作製した。
のミッシュメタル（Mm、希土類元素の混合物）と、ニッ
ケルと、コバルトと、アルミニウムと、マンガンを用
い、これらを元素比で1.0:3.2:1.0:0.2:0.6に秤量した
のち、高周波誘導炉内で溶解鋳造し、MmNi3.2CoAl0.2Mn
0.6の組成を有する合金を得る。この合金を機械的に粉
砕して、平均約80μｍの粉末した後、合金重量に対して
1.0重量％のポリエチレンオキサイドと、分散媒として
の水を加えて混合し、スラリー状にした。このスラリー
をニッケル鍍金を施したパンチングメタルからなる集電
体に塗布後、所定の厚みに加圧し、AAサイズの寸法に切
断して水素吸蔵合金負極を得た。この負極を、容量が負
極より小さな公知のニッケル正極と組み合わせ、正極容
量規制で公称容量1000mAHのAAサイズの密閉型ニッケル
−水素蓄電池を作製した。
上記電池を、第１表に示すように、充電量を正極の充
電可能な容量に対して種々変化させて、室温において10
0mAの電流で充電した後、各種雰囲気温度において200mA
の電流で放電して活性化処理を行なった。
電可能な容量に対して種々変化させて、室温において10
0mAの電流で充電した後、各種雰囲気温度において200mA
の電流で放電して活性化処理を行なった。
また、上記電池Ａ〜Ｏの活性度を調べるため、これら
の電池を、20℃で100mAの電流で16時間充電を行なった
後、０℃で約１時間放置後、同じく０℃で1000mAの電流
で放電を行なった。
の電池を、20℃で100mAの電流で16時間充電を行なった
後、０℃で約１時間放置後、同じく０℃で1000mAの電流
で放電を行なった。
この時の放電曲線を第１図に示す。また、第２図に
は、横軸に活性化処理時の充電量、縦軸に充電容量をと
り、これらと活性化処理時の放電温度の関係を示した。
は、横軸に活性化処理時の充電量、縦軸に充電容量をと
り、これらと活性化処理時の放電温度の関係を示した。
第１図の放電曲線から明らかなように、０℃における
1C（1000mA）放電という低温高率放電では、活性化処理
時の充電量が０〜30％のである電池Ａ〜Ｅは、放電開始
直後に放電電圧が急激に低下した。また、活性化処理時
の放電温度が20℃である電池Ｆ及びＫは、活性化処理時
の充電量が50％以上であるにもかかわらず、比較的早い
時期に充電電圧が低下し、十分な放電容量は得られなか
った。
1C（1000mA）放電という低温高率放電では、活性化処理
時の充電量が０〜30％のである電池Ａ〜Ｅは、放電開始
直後に放電電圧が急激に低下した。また、活性化処理時
の放電温度が20℃である電池Ｆ及びＫは、活性化処理時
の充電量が50％以上であるにもかかわらず、比較的早い
時期に充電電圧が低下し、十分な放電容量は得られなか
った。
これに対して、活性化処理時に50％以上の充電量を充
電した状態で、30℃以上の雰囲気温度で放電した電池Ｇ
〜Ｊ及びＬ〜Ｏは、放電容量が大きくなっており、この
活性化処理の条件で良好な結果が得られることは、第２
図からも明らかである。
電した状態で、30℃以上の雰囲気温度で放電した電池Ｇ
〜Ｊ及びＬ〜Ｏは、放電容量が大きくなっており、この
活性化処理の条件で良好な結果が得られることは、第２
図からも明らかである。
また、第３図は、活性化処理時に、正極の充電可能な
容量の50％充電した後、20℃の温度雰囲気で放電した電
池Ｆと、60℃の温度雰囲気で放電電した電池Ｉに用いた
負極の水素吸蔵合金の粒度分布を示す図面であり、第４
図は、上記電池Ｆ及びＩの電池外装缶の缶底に孔を開
け、圧力センサーを取り付け、1C（1000mA）の電流で高
率充電した際の電池内部圧力を測定した結果を示す図面
である。
容量の50％充電した後、20℃の温度雰囲気で放電した電
池Ｆと、60℃の温度雰囲気で放電電した電池Ｉに用いた
負極の水素吸蔵合金の粒度分布を示す図面であり、第４
図は、上記電池Ｆ及びＩの電池外装缶の缶底に孔を開
け、圧力センサーを取り付け、1C（1000mA）の電流で高
率充電した際の電池内部圧力を測定した結果を示す図面
である。
第３図より明らかなように、20℃で放電を行なった電
池Ｆより、60℃で放電を行なった電池Ｉの負極合金の方
が小さな粒径になっている。すなわち、反応面積が大き
くなっていることがわかる。また、第４図から、前記電
池Ｉは電池Ｆより電池内部圧力の上昇が低く抑えられて
いることがわかり、電池Ｉは負極における酸素ガス吸収
性能が向上していると理解できる。
池Ｆより、60℃で放電を行なった電池Ｉの負極合金の方
が小さな粒径になっている。すなわち、反応面積が大き
くなっていることがわかる。また、第４図から、前記電
池Ｉは電池Ｆより電池内部圧力の上昇が低く抑えられて
いることがわかり、電池Ｉは負極における酸素ガス吸収
性能が向上していると理解できる。
このように、正極の充電可能な容量の50％以上充電
し、30〜80℃の温度雰囲気下で放電して活性化処理した
電池の特性が向上するのは、この条件で活性化処理する
と、負極に用いた水素吸蔵合金の表面上の酸化被膜が壊
れ易いためであり、合金内部の活性な断面が表面に露出
し、これと共に反応表面積が大きくなって、充電効率が
が向上したためと考えられる。
し、30〜80℃の温度雰囲気下で放電して活性化処理した
電池の特性が向上するのは、この条件で活性化処理する
と、負極に用いた水素吸蔵合金の表面上の酸化被膜が壊
れ易いためであり、合金内部の活性な断面が表面に露出
し、これと共に反応表面積が大きくなって、充電効率が
が向上したためと考えられる。
また、活性化処理時の放電雰囲気温度については、水
素吸蔵合金の脱水素反応（放電反応）が吸熱反応である
ため、雰囲気温度が高くなるほど反応が進行し易くな
る。これによって、放電深度が深くなることも、負極を
活性化する原因であると考えられる。
素吸蔵合金の脱水素反応（放電反応）が吸熱反応である
ため、雰囲気温度が高くなるほど反応が進行し易くな
る。これによって、放電深度が深くなることも、負極を
活性化する原因であると考えられる。
ただし、電池の構成上、極端な高温中での放電はセパ
レータや封口パッキングなどの劣化の危険性があるた
め、活性化処理時の放電雰囲気温度は80℃以下が好まし
い。
レータや封口パッキングなどの劣化の危険性があるた
め、活性化処理時の放電雰囲気温度は80℃以下が好まし
い。
（ト）発明の効果 本発明により、電池を封口後に、正極の充電可能な容
量の50％以上の充電量を正、負極に保持させ、30〜80℃
の温度雰囲気下で放電することにより、初期活性度の高
い放電性能の優れたニッケル−水素蓄電池を提供するこ
とが可能である。
量の50％以上の充電量を正、負極に保持させ、30〜80℃
の温度雰囲気下で放電することにより、初期活性度の高
い放電性能の優れたニッケル−水素蓄電池を提供するこ
とが可能である。
第１図は放電特性図、第２図は活性化処理時の充電量と
０℃での放電容量との関係を示す図、第３図は負極の水
素吸蔵合金の粒度分布を示す図面、第４図は活性化処理
時の充電量と高率放電時における電池内部圧力との関係
を示す図である。
０℃での放電容量との関係を示す図、第３図は負極の水
素吸蔵合金の粒度分布を示す図面、第４図は活性化処理
時の充電量と高率放電時における電池内部圧力との関係
を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01M 10/44 H01M 10/24 H01M 4/26
Claims (1)
- 【請求項１】水素を可逆的に吸蔵、放出する水素吸蔵合
金を主体として構成した負極と、水酸化ニッケルを活物
質とする正極と、セパレータと、電解液とを備えた密閉
型ニッケル−水素蓄電池を封口した後、正極の充電可能
な容量の50％以上の充電量を正、負極に保持させ、30〜
80℃の温度雰囲気下で放電することを特徴とするニッケ
ル−水素蓄電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2171523A JP2944152B2 (ja) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | ニッケル―水素蓄電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2171523A JP2944152B2 (ja) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | ニッケル―水素蓄電池の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0461756A JPH0461756A (ja) | 1992-02-27 |
| JP2944152B2 true JP2944152B2 (ja) | 1999-08-30 |
Family
ID=15924697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2171523A Expired - Lifetime JP2944152B2 (ja) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | ニッケル―水素蓄電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2944152B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2548431B2 (ja) * | 1990-07-02 | 1996-10-30 | 松下電器産業株式会社 | ニッケルー水素蓄電池の化成法 |
| CN1076889C (zh) | 1994-08-09 | 2001-12-26 | 日本电池株式会社 | 制备镍－氢电池的方法 |
| DE102004053644A1 (de) * | 2004-11-03 | 2006-05-04 | Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH | Fahrzeugscheinwerferlampe |
| JP5728520B2 (ja) | 2013-04-12 | 2015-06-03 | プライムアースＥｖエナジー株式会社 | 電池の容量回復方法、組電池の容量回復方法、電池の容量回復装置、及び、組電池の容量回復装置 |
-
1990
- 1990-06-28 JP JP2171523A patent/JP2944152B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0461756A (ja) | 1992-02-27 |
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