JP3110692B2 - アルカリ蓄電池 - Google Patents
アルカリ蓄電池Info
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アルカリ蓄電池に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、アルカリ蓄電池として、水酸化ニ
ッケルを活物質とするニッケル極板を正極としたニッケ
ルカドミウム蓄電池やニッケル−水素蓄電池など各種の
アルカリ蓄電池が知られて居る。就中、ニッケル−水素
蓄電池は、ニッケルカドミウム蓄電池に比し、体積当た
りで１．３〜１．５倍の容量を得ることができるので、
近年、特に注目され、電気自動車用などの電源として注
目されているが、充電反応が発熱反応なので、充電中に
電池温度が上昇する傾向にあり、特に電池が大形となる
に伴い、それだけ容量に対する電池の表面積が小さくな
り、放熱しにくく、電池内部に熱がこもり易く、電池の
温度が上昇する傾向がある。その結果、ニッケル極の充
電受入性が悪くなり、所望の容量が得られない場合が発
生する。そこで、従来、ニッケル極板の高温での充電受
入性を向上せしめるため、活物質である水酸化ニッケル
にコバルト、カドミウム、亜鉛、カルシウム、ストロン
チウムなどの金属又はその化合物を添加し高温での電池
特性を向上することが提案されている。例えば、特開平
５−２９０８４０号公報では、ニッケル正極にふっ化カ
ルシウムを添加することにより、高温での充電受入性を
向上させたものを提案している。また、特開平５−２８
９９２号公報では、イットリウム、イニジウム、アンチ
モン、バリウム、カルシウム及びベリリウムの化合物の
うち少なくとも１種を添加したニッケル正極板を用いた
ニッケル−水素蓄電池が提案され、これにより高温雰囲
気下における活物質利用率の向上せしめるようにしたも
のである。
ッケルを活物質とするニッケル極板を正極としたニッケ
ルカドミウム蓄電池やニッケル−水素蓄電池など各種の
アルカリ蓄電池が知られて居る。就中、ニッケル−水素
蓄電池は、ニッケルカドミウム蓄電池に比し、体積当た
りで１．３〜１．５倍の容量を得ることができるので、
近年、特に注目され、電気自動車用などの電源として注
目されているが、充電反応が発熱反応なので、充電中に
電池温度が上昇する傾向にあり、特に電池が大形となる
に伴い、それだけ容量に対する電池の表面積が小さくな
り、放熱しにくく、電池内部に熱がこもり易く、電池の
温度が上昇する傾向がある。その結果、ニッケル極の充
電受入性が悪くなり、所望の容量が得られない場合が発
生する。そこで、従来、ニッケル極板の高温での充電受
入性を向上せしめるため、活物質である水酸化ニッケル
にコバルト、カドミウム、亜鉛、カルシウム、ストロン
チウムなどの金属又はその化合物を添加し高温での電池
特性を向上することが提案されている。例えば、特開平
５−２９０８４０号公報では、ニッケル正極にふっ化カ
ルシウムを添加することにより、高温での充電受入性を
向上させたものを提案している。また、特開平５−２８
９９２号公報では、イットリウム、イニジウム、アンチ
モン、バリウム、カルシウム及びベリリウムの化合物の
うち少なくとも１種を添加したニッケル正極板を用いた
ニッケル−水素蓄電池が提案され、これにより高温雰囲
気下における活物質利用率の向上せしめるようにしたも
のである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のように添加剤を
添加した場合の効果は、量を多くすればするほど大きく
なり、また、より高温での電池の性能向上を図ろうとす
れば、より多く入れれば効果がある。しかし乍ら、これ
ら添加剤は、電池反応物質として作用しないため、量を
多くすることは、一方では常温における電池容量を低下
させる不都合を生じさせる。特に大形の電気自動車用ア
ルカリ蓄電池について、改めて検討した。そこで判明し
たことは、冷却ファンなどにより電池が直接冷却される
のは、電池容器、即ち、電槽の表面部であり、次で極板
群の電極積層体の積層方向における外側域部、次で内域
部の順であり、その温度勾配に従って熱拡散され、この
ように最もその内域部が冷却されにくく、最高の高温に
なり勝ちで、その高温での充電効率が低下することが認
められた。かゝる現象に着目し、種々試験研究を重ねた
結果、電気自動車用などとして用いられているアルカリ
蓄電池として、高温での充電効率の向上のために、従来
のように、積層される全ての各ニッケル正極板に等しい
量の添加剤を添加したものをセパレータを介して負極板
の所要枚数と積層して成る極板群を使用する必要はな
く、むしろ、極板群の少なくとも内域部に添加すること
により、従来に比し高温での充電効率を向上し且つ電池
容量の増大した電池をもたらすことを知見した。
添加した場合の効果は、量を多くすればするほど大きく
なり、また、より高温での電池の性能向上を図ろうとす
れば、より多く入れれば効果がある。しかし乍ら、これ
ら添加剤は、電池反応物質として作用しないため、量を
多くすることは、一方では常温における電池容量を低下
させる不都合を生じさせる。特に大形の電気自動車用ア
ルカリ蓄電池について、改めて検討した。そこで判明し
たことは、冷却ファンなどにより電池が直接冷却される
のは、電池容器、即ち、電槽の表面部であり、次で極板
群の電極積層体の積層方向における外側域部、次で内域
部の順であり、その温度勾配に従って熱拡散され、この
ように最もその内域部が冷却されにくく、最高の高温に
なり勝ちで、その高温での充電効率が低下することが認
められた。かゝる現象に着目し、種々試験研究を重ねた
結果、電気自動車用などとして用いられているアルカリ
蓄電池として、高温での充電効率の向上のために、従来
のように、積層される全ての各ニッケル正極板に等しい
量の添加剤を添加したものをセパレータを介して負極板
の所要枚数と積層して成る極板群を使用する必要はな
く、むしろ、極板群の少なくとも内域部に添加すること
により、従来に比し高温での充電効率を向上し且つ電池
容量の増大した電池をもたらすことを知見した。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記従来の課
題を解決した従来に比し添加剤の添加量を少なくしても
高温での充電効率が向上し、且つ高容量のアルカリ蓄電
池を提供するもので、ニッケル極板から成る正極板の複
数枚と負極板の複数枚とを各正，負極板間にセパレータ
を介して直線上に積層して成る極板群を容器内に収容し
て成るアルカリ蓄電池において、その極板群積層体の積
層方向における少なくとも内域部に位置する正極板に高
温充電特性を向上せしめる添加剤の少なくとも１種を添
加し、その添加剤の添加量を、その両外域部に位置する
正極板への添加量より多くしたことを特徴とする。この
場合、該添加剤の少なくとも１種を該内域部に位置する
正極板のみに添加し、その両外域部に位置する正極板に
は添加剤を添加しないことを特徴とする。
題を解決した従来に比し添加剤の添加量を少なくしても
高温での充電効率が向上し、且つ高容量のアルカリ蓄電
池を提供するもので、ニッケル極板から成る正極板の複
数枚と負極板の複数枚とを各正，負極板間にセパレータ
を介して直線上に積層して成る極板群を容器内に収容し
て成るアルカリ蓄電池において、その極板群積層体の積
層方向における少なくとも内域部に位置する正極板に高
温充電特性を向上せしめる添加剤の少なくとも１種を添
加し、その添加剤の添加量を、その両外域部に位置する
正極板への添加量より多くしたことを特徴とする。この
場合、該添加剤の少なくとも１種を該内域部に位置する
正極板のみに添加し、その両外域部に位置する正極板に
は添加剤を添加しないことを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例を詳述す
る。本発明は、正極板の活物質である水酸化ニッケルに
高温受入特性を向上する添加剤として、コバルト、カド
ミウム、亜鉛、カルシウム、ストロンチウムなどの金属
又は酸化物、水酸化物などの化合物の少なくとも１種を
使用できる。而して、かゝる上記の各種の該添加剤のう
ち、その少なくとも１種を適量添加されたニッケル極板
を正極として使用するニッケル−カドミウム蓄電池、ニ
ッケル−水素蓄電池などの各種アルカリ蓄電池に適用さ
れるが、代表的には、特に大形のアルカリ蓄電池に適用
し有効である。以下には、その大形のニッケル−水素蓄
電池に適用した例につき説明する。
る。本発明は、正極板の活物質である水酸化ニッケルに
高温受入特性を向上する添加剤として、コバルト、カド
ミウム、亜鉛、カルシウム、ストロンチウムなどの金属
又は酸化物、水酸化物などの化合物の少なくとも１種を
使用できる。而して、かゝる上記の各種の該添加剤のう
ち、その少なくとも１種を適量添加されたニッケル極板
を正極として使用するニッケル−カドミウム蓄電池、ニ
ッケル−水素蓄電池などの各種アルカリ蓄電池に適用さ
れるが、代表的には、特に大形のアルカリ蓄電池に適用
し有効である。以下には、その大形のニッケル−水素蓄
電池に適用した例につき説明する。
【０００６】図１は、本発明を適用した大形の電気自動
車用のニッケル−水素蓄電池の平面図を示す。図面で、
１はニッケル極板から成る正極板、２は水素吸蔵合金電
極板から成る負極板、３は正，負極板１，２間に介在さ
せたセパレータを示し、図示のように、該負極板２の多
数枚（ｎ枚）とｎ−１枚の正極板１とを交互に各セパレ
ータ３を介して積層して成る大形の極板群４を組み立
て、これを直方形の大形容器（電槽）５内に収容したも
のである。これらの正，負極板１，２は、公知の任意の
手段でリード線を互いに直列に接続され、その内部には
所定量のアルカリ電解液が注入され、その上面に電槽蓋
が施されて密閉アルカリ蓄電池とすることは、従来と同
じであるので、図面を省略する。
車用のニッケル−水素蓄電池の平面図を示す。図面で、
１はニッケル極板から成る正極板、２は水素吸蔵合金電
極板から成る負極板、３は正，負極板１，２間に介在さ
せたセパレータを示し、図示のように、該負極板２の多
数枚（ｎ枚）とｎ−１枚の正極板１とを交互に各セパレ
ータ３を介して積層して成る大形の極板群４を組み立
て、これを直方形の大形容器（電槽）５内に収容したも
のである。これらの正，負極板１，２は、公知の任意の
手段でリード線を互いに直列に接続され、その内部には
所定量のアルカリ電解液が注入され、その上面に電槽蓋
が施されて密閉アルカリ蓄電池とすることは、従来と同
じであるので、図面を省略する。
【０００７】本発明によれば、その実施の１例として
は、該極板群を構成する積層体４のうち、その極板の積
層方向における少なくとも内域部Ｉに位置するニッケル
極板、即ち、正極板１，１，…には、予めそのニッケル
水酸化物の活物質に上記の添加剤の少なくとも１種をニ
ッケル水酸化活物質１００重量部に対し適量、一般には
０．５〜５重量部、好ましくは１〜３重量部添加されて
居り、その両外域部Ｏ，Ｏに位置するニッケル極板１，
１，…には添加剤を添加しない極板群積層体４を該容器
５内に収容することを特徴とする。これを本発明のＡタ
イプのアルカリ蓄電池と称する。本発明の他の実施例と
しては、上記の構成の該極板群４の該内域部Ｉに位置す
る夫々のニッケル極板１，１，…への添加剤の添加量を
該外域部Ｏ，Ｏに位置するニッケル極板１，１，…への
添加量より多くしたもので、これを該容器５内に収容す
ることを特徴とする。例えば、該内域部Ｉに位置する各
ニッケル極板１には、ニッケル水酸化物１００重量部に
対し添加剤を３重量部を添加し、その外域部に位置する
ニッケル極板１，１，…には、ニッケル水酸化物１００
重量部に対し１重量部添加する。これを本発明のＢタイ
プのアルカリ蓄電池と称する。かくして、上記の本発明
のＡタイプのアルカリ蓄電池を電気自動車用蓄電池とし
て車に搭載して使用したとき、その両外域部Ｏ，Ｏに位
置する正極板１，１，…に添加剤が添加されていない
が、従来の極板群のように、その積層される全てのニッ
ケル極板に添加剤を１〜３重量部の範囲で一定量添加さ
れている構成された極板群を用いた同じ大形のアルカリ
蓄電池に比し、高温での充電効率が向上すると同時に、
電池容量の向上をもたらし、また、本発明のＢタイプの
アルカリ蓄電池においても、同様に従来の上記の大形の
アルカリ蓄電池に比し、高温での充電効率は向上してい
た。このように、大形のアルカリ蓄電池の極板群積層体
４の外域部Ｏ，Ｏにおける温度は、比較的低い温度であ
るので、添加剤を添加しないでも、また、内域部Ｉより
は少ない添加量で、充分に高温での充電受入性が良く、
要は、少なくとも特に内域部Ｉに添加剤を添加すれば足
り、外域部Ｏに添加しないか、より少ない量ですみ、添
加剤の使用量を節約することができ、また、それだけ、
電池容量の向上をもたらすことが判った。
は、該極板群を構成する積層体４のうち、その極板の積
層方向における少なくとも内域部Ｉに位置するニッケル
極板、即ち、正極板１，１，…には、予めそのニッケル
水酸化物の活物質に上記の添加剤の少なくとも１種をニ
ッケル水酸化活物質１００重量部に対し適量、一般には
０．５〜５重量部、好ましくは１〜３重量部添加されて
居り、その両外域部Ｏ，Ｏに位置するニッケル極板１，
１，…には添加剤を添加しない極板群積層体４を該容器
５内に収容することを特徴とする。これを本発明のＡタ
イプのアルカリ蓄電池と称する。本発明の他の実施例と
しては、上記の構成の該極板群４の該内域部Ｉに位置す
る夫々のニッケル極板１，１，…への添加剤の添加量を
該外域部Ｏ，Ｏに位置するニッケル極板１，１，…への
添加量より多くしたもので、これを該容器５内に収容す
ることを特徴とする。例えば、該内域部Ｉに位置する各
ニッケル極板１には、ニッケル水酸化物１００重量部に
対し添加剤を３重量部を添加し、その外域部に位置する
ニッケル極板１，１，…には、ニッケル水酸化物１００
重量部に対し１重量部添加する。これを本発明のＢタイ
プのアルカリ蓄電池と称する。かくして、上記の本発明
のＡタイプのアルカリ蓄電池を電気自動車用蓄電池とし
て車に搭載して使用したとき、その両外域部Ｏ，Ｏに位
置する正極板１，１，…に添加剤が添加されていない
が、従来の極板群のように、その積層される全てのニッ
ケル極板に添加剤を１〜３重量部の範囲で一定量添加さ
れている構成された極板群を用いた同じ大形のアルカリ
蓄電池に比し、高温での充電効率が向上すると同時に、
電池容量の向上をもたらし、また、本発明のＢタイプの
アルカリ蓄電池においても、同様に従来の上記の大形の
アルカリ蓄電池に比し、高温での充電効率は向上してい
た。このように、大形のアルカリ蓄電池の極板群積層体
４の外域部Ｏ，Ｏにおける温度は、比較的低い温度であ
るので、添加剤を添加しないでも、また、内域部Ｉより
は少ない添加量で、充分に高温での充電受入性が良く、
要は、少なくとも特に内域部Ｉに添加剤を添加すれば足
り、外域部Ｏに添加しないか、より少ない量ですみ、添
加剤の使用量を節約することができ、また、それだけ、
電池容量の向上をもたらすことが判った。
【０００８】添加剤は、活物質であるニッケル水酸化物
活物質粉体の製造過程で、公知の手段でその粒子内に固
溶状態で添加するか、ニッケル水酸化物活物質粉体の製
造後、その粒子の外部に添加剤粉を添加し混合するか、
又はその両方に添加するか任意である。
活物質粉体の製造過程で、公知の手段でその粒子内に固
溶状態で添加するか、ニッケル水酸化物活物質粉体の製
造後、その粒子の外部に添加剤粉を添加し混合するか、
又はその両方に添加するか任意である。
【０００９】次に、更に具体的な実施例を比較例と共に
詳述する。ニッケル極板の製造 正極活物質として、平均粒径１０μの球状の水酸化ニッ
ケル（Ｎｉ（ＯＨ）２）粉末１００重量部に対し、添加
剤として炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）粉末を添加しな
いもの、０．５、１．０、２．０、３．０及び５．０重
量部夫々添加したものの夫々に、１％カルボキシメチル
セルロース水溶液を適量加えて、活物質合剤のペースト
を調製し、その夫々を、多孔度９７％の発泡ニッケル基
板に充填し、乾燥し、加圧し、切断して幅７０ｍｍ、高
さ１５０ｍｍ、厚さ０．７５ｍｍ、理論容量４．５Ａｈ
の６種類のペースト式ニッケル極板サンプルを製造し
た。水素吸蔵合金極板の製造 希土類系水素吸蔵合金として、ＭｍＮｉ５（Ｍｍはミッ
シュメタル）、ＬａＮｉ５又はＮｉの一部をＣｏ、Ａ
ｌ、Ｍｎ等で置換した合金を負極活物質主成分の主成分
とし、１％カルボキシメチルセルロース水溶液で混練し
て成る活物質合剤ペーストを、ニッケルメッキした金属
多孔シート芯材板に塗布、充填し、乾燥し、プレスし、
切断して幅７０ｍｍ、高さ１５０ｍｍ、厚さ０．５ｍ
ｍ、理論容量６．３Ａｈの水素吸蔵合金極板を製造し
た。本発明の実施例Ｎｏ．１〜９のニッケル−水素蓄電池の
組み立て 前記の６種類のニッケル極板及び負極板を用いて、図１
に示すように、ニッケル極板から成る正極板１を２８枚
と水素吸蔵合金極板から成る負極板２を２９枚とを各相
隣る正，負極板１，２間にポリプロピレン不織布３から
成るセパレータを介して積層して成る極板群４を電槽５
内に収容してニッケル−水素蓄電池を組み立てるに当た
り、該内域部Ｉに位置する１４枚のニッケル極板１，
１，…とその両外域部Ｏ，Ｏに夫々位置する７枚づつの
ニッケル極板１，１，…として、下記表１に示すように
炭酸カルシウムの添加量を異にして組み合わせて、極板
群の構成を異にする本発明の実施例Ｎｏ．１〜９の９種
類の極板群を組み立て、その夫々の極板群にリード線を
取り付け、夫々のポリプロピレン製電槽５内に収容し、
ＫＯＨを主体とし、水酸化リチウムと水酸化ナトリウム
を所定量添加した水溶液から成るアルカリ電解液の所定
量をＡｈ当たり２．０ｍｌ注入し、定格１２５Ａｈの密
閉形ニッケル−水素蓄電池を夫々作製した。尚、夫々の
電池には、作動圧力２００Ｋｐａの安全弁を取り付け
た。
詳述する。ニッケル極板の製造 正極活物質として、平均粒径１０μの球状の水酸化ニッ
ケル（Ｎｉ（ＯＨ）２）粉末１００重量部に対し、添加
剤として炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）粉末を添加しな
いもの、０．５、１．０、２．０、３．０及び５．０重
量部夫々添加したものの夫々に、１％カルボキシメチル
セルロース水溶液を適量加えて、活物質合剤のペースト
を調製し、その夫々を、多孔度９７％の発泡ニッケル基
板に充填し、乾燥し、加圧し、切断して幅７０ｍｍ、高
さ１５０ｍｍ、厚さ０．７５ｍｍ、理論容量４．５Ａｈ
の６種類のペースト式ニッケル極板サンプルを製造し
た。水素吸蔵合金極板の製造 希土類系水素吸蔵合金として、ＭｍＮｉ５（Ｍｍはミッ
シュメタル）、ＬａＮｉ５又はＮｉの一部をＣｏ、Ａ
ｌ、Ｍｎ等で置換した合金を負極活物質主成分の主成分
とし、１％カルボキシメチルセルロース水溶液で混練し
て成る活物質合剤ペーストを、ニッケルメッキした金属
多孔シート芯材板に塗布、充填し、乾燥し、プレスし、
切断して幅７０ｍｍ、高さ１５０ｍｍ、厚さ０．５ｍ
ｍ、理論容量６．３Ａｈの水素吸蔵合金極板を製造し
た。本発明の実施例Ｎｏ．１〜９のニッケル−水素蓄電池の
組み立て 前記の６種類のニッケル極板及び負極板を用いて、図１
に示すように、ニッケル極板から成る正極板１を２８枚
と水素吸蔵合金極板から成る負極板２を２９枚とを各相
隣る正，負極板１，２間にポリプロピレン不織布３から
成るセパレータを介して積層して成る極板群４を電槽５
内に収容してニッケル−水素蓄電池を組み立てるに当た
り、該内域部Ｉに位置する１４枚のニッケル極板１，
１，…とその両外域部Ｏ，Ｏに夫々位置する７枚づつの
ニッケル極板１，１，…として、下記表１に示すように
炭酸カルシウムの添加量を異にして組み合わせて、極板
群の構成を異にする本発明の実施例Ｎｏ．１〜９の９種
類の極板群を組み立て、その夫々の極板群にリード線を
取り付け、夫々のポリプロピレン製電槽５内に収容し、
ＫＯＨを主体とし、水酸化リチウムと水酸化ナトリウム
を所定量添加した水溶液から成るアルカリ電解液の所定
量をＡｈ当たり２．０ｍｌ注入し、定格１２５Ａｈの密
閉形ニッケル−水素蓄電池を夫々作製した。尚、夫々の
電池には、作動圧力２００Ｋｐａの安全弁を取り付け
た。
【００１０】
【表１】
【００１１】従来例Ｎｏ．１〜６のニッケル−水素電池
の組み立て ニッケル極板から成る正極板を２８枚と水素吸蔵合金極
板から成る負極板を２９枚とを各相隣る正，負極板間に
ポリプロピレン不織布から成るセパレータを介して積層
して成る極板群を電槽内に収容してニッケル−水素蓄電
池を組み立てるに当たり、その２８枚のニッケル極板の
全てを、即ち、その積層体の全域に位置するニッケル極
板内域部に含まれる１４枚も両外域部に含まれる夫々７
枚も共に下記表２に示すように、炭酸カルシウムが全く
添加されていないものから成る従来例Ｎｏ．１の極板群
とその全てのニッケル極板に炭酸カルシウムを等量添加
されたもの、但、その添加量が下記表２に示すように異
にした従来のＮｏ．２〜６極板群とを組み立て、その夫
々を、上記と同じポリプロピレン製電槽内に収容し、Ｋ
ＯＨを主体とし、水酸化リチウムと水酸化ナトリウムを
所定量添加した水溶液から成るアルカリ電解液の所定量
をＡｈ当たり２．０ｍｌ注入し、定格１２５Ａｈの従来
の密閉形ニッケル−水素蓄電池を夫々作製した。尚、夫
々の電池には、作動圧力２００Ｋｐａの安全弁を取り付
けた。
の組み立て ニッケル極板から成る正極板を２８枚と水素吸蔵合金極
板から成る負極板を２９枚とを各相隣る正，負極板間に
ポリプロピレン不織布から成るセパレータを介して積層
して成る極板群を電槽内に収容してニッケル−水素蓄電
池を組み立てるに当たり、その２８枚のニッケル極板の
全てを、即ち、その積層体の全域に位置するニッケル極
板内域部に含まれる１４枚も両外域部に含まれる夫々７
枚も共に下記表２に示すように、炭酸カルシウムが全く
添加されていないものから成る従来例Ｎｏ．１の極板群
とその全てのニッケル極板に炭酸カルシウムを等量添加
されたもの、但、その添加量が下記表２に示すように異
にした従来のＮｏ．２〜６極板群とを組み立て、その夫
々を、上記と同じポリプロピレン製電槽内に収容し、Ｋ
ＯＨを主体とし、水酸化リチウムと水酸化ナトリウムを
所定量添加した水溶液から成るアルカリ電解液の所定量
をＡｈ当たり２．０ｍｌ注入し、定格１２５Ａｈの従来
の密閉形ニッケル−水素蓄電池を夫々作製した。尚、夫
々の電池には、作動圧力２００Ｋｐａの安全弁を取り付
けた。
【００１２】
【表２】
【００１３】上記の実施例１〜９及び従来例１〜６の電
池について、２０℃の空冷環境下で所定の活性化充放電
処理を行った後、温度２０℃と４０℃の環境下で、夫々
０．１ＣＡで１２時間充電を行い、４時間休止後、２０
℃で０．３３ＣＡで１．０Ｖまで放電して放電容量を測
定した。その結果を下記表３に示す。
池について、２０℃の空冷環境下で所定の活性化充放電
処理を行った後、温度２０℃と４０℃の環境下で、夫々
０．１ＣＡで１２時間充電を行い、４時間休止後、２０
℃で０．３３ＣＡで１．０Ｖまで放電して放電容量を測
定した。その結果を下記表３に示す。
【００１４】
【表３】
【００１５】表３示の電池の放電容量は、炭酸カルシウ
ム無添加０％の従来例１の２０℃における測定値を１０
０とした場合の比率で表したものである。これから明ら
かなように、特に４０℃の高温における容量は、本発明
の実施例１〜９が従来例に比し増大していることが判
る。更に表３から明らかなように、炭酸カルシウムの使
用量の総和が同じである場合は、実施例１のように、従
来例のように全てのニッケル極板に分散させて添加する
よりは、その内域部Ｉのみに集中して使用することによ
り、４０℃での充電で得られた放電容量は増大すること
が判る。また、その内域部への添加量は、３．０重量％
で充分で、４重量％以上を添加しても、これに伴い特に
放電容量の向上効果は見られないので、１〜３．０重量
％の範囲で充分であることが推測される。また、実施例
１及び２、実施例３〜５、実施例６〜９の夫々から判る
ように、外域部の添加剤を増大して行っても、高温での
放電容量は、特に増大する傾向はなく、２０℃での放電
容量は低下している。このように、炭酸カルシウムを極
板群組立体の内域部のみに、或いは内域部Ｉの添加量を
外域部Ｏより多く添加することにより、従来の極板群組
立体の全域に亘り、等しく添加する場合に比し、高温で
の充電効率は損色なく、むしろ向上が認められるばかり
でなく、外域部への添加を少なくすることができ、それ
だけ電池の理論容量の低下を防ぎ、添加効果の効率を向
上できることが判った。
ム無添加０％の従来例１の２０℃における測定値を１０
０とした場合の比率で表したものである。これから明ら
かなように、特に４０℃の高温における容量は、本発明
の実施例１〜９が従来例に比し増大していることが判
る。更に表３から明らかなように、炭酸カルシウムの使
用量の総和が同じである場合は、実施例１のように、従
来例のように全てのニッケル極板に分散させて添加する
よりは、その内域部Ｉのみに集中して使用することによ
り、４０℃での充電で得られた放電容量は増大すること
が判る。また、その内域部への添加量は、３．０重量％
で充分で、４重量％以上を添加しても、これに伴い特に
放電容量の向上効果は見られないので、１〜３．０重量
％の範囲で充分であることが推測される。また、実施例
１及び２、実施例３〜５、実施例６〜９の夫々から判る
ように、外域部の添加剤を増大して行っても、高温での
放電容量は、特に増大する傾向はなく、２０℃での放電
容量は低下している。このように、炭酸カルシウムを極
板群組立体の内域部のみに、或いは内域部Ｉの添加量を
外域部Ｏより多く添加することにより、従来の極板群組
立体の全域に亘り、等しく添加する場合に比し、高温で
の充電効率は損色なく、むしろ向上が認められるばかり
でなく、外域部への添加を少なくすることができ、それ
だけ電池の理論容量の低下を防ぎ、添加効果の効率を向
上できることが判った。
【００１６】尚、本実施例では、添加剤として炭酸カル
シウムについて示したが、高温充電受入性を改善する各
種の金属又はその化合物であれば、他の化合物でも良
い。例えば、他のカルシウム化合物として酸化カルシウ
ム、水酸化カルシウム、フッ化カルシウム、硫化カルシ
ウム、過酸化カルシウム、ケイ酸カルシウム及びカルシ
ウムの塩化物又はその水和物、カルシウムの含リン化合
物又はその水和物、カルシウムの含イオウ化合物、カド
ミウム化合物として酸化カドミウム、水酸化カドミウ
ム、ストロンチウム化合物として水酸化ストロンチウ
ム、酸化ストロンチウム、亜鉛化合物として酸化亜鉛、
水酸化亜鉛などであっても同様の効果が得られる。ま
た、水酸化ニッケルにコバルト、亜鉛、カドミウム、カ
ルシウムなどの添加剤を固溶させる方法であっても同様
の効果が得られる。
シウムについて示したが、高温充電受入性を改善する各
種の金属又はその化合物であれば、他の化合物でも良
い。例えば、他のカルシウム化合物として酸化カルシウ
ム、水酸化カルシウム、フッ化カルシウム、硫化カルシ
ウム、過酸化カルシウム、ケイ酸カルシウム及びカルシ
ウムの塩化物又はその水和物、カルシウムの含リン化合
物又はその水和物、カルシウムの含イオウ化合物、カド
ミウム化合物として酸化カドミウム、水酸化カドミウ
ム、ストロンチウム化合物として水酸化ストロンチウ
ム、酸化ストロンチウム、亜鉛化合物として酸化亜鉛、
水酸化亜鉛などであっても同様の効果が得られる。ま
た、水酸化ニッケルにコバルト、亜鉛、カドミウム、カ
ルシウムなどの添加剤を固溶させる方法であっても同様
の効果が得られる。
【００１７】上記の実施例では、直方体のアルカリ蓄電
池の例について説明したが、帯状ニッケル極板から成る
正極板と帯状負極板とを帯状セパレータを介して積層
し、所望の径の筒状体に捲回して成る捲回極板群を缶容
器に収容して封口密閉して成る円筒状アルカリ蓄電池に
適用することもできる。即ち、その容器内に収容した捲
回極板群の極板積層方向における内域部（即ち、円筒状
容器の内部中心域）に位置するニッケル極板部に添加剤
を添加し、その外域部に位置するニッケル極板部には添
加剤を添加しないＡタイプの捲回式アルカリ蓄電池又は
該内域部への添加剤の添加量を該外域部への添加量を多
くしたＢタイプの捲回式アルカリ蓄電池でも上記実施例
と同様の効果をもたらす。かゝる捲回式アルカリ蓄電池
の帯状ニッケル極板は、例えば、次のように作製する。
帯状多孔金属板に、その捲き始め端から長さの半分の中
間部当たりまでは、ニッケル水酸化物活物質１００重量
部に対し１〜３重量部の範囲内の炭酸カルシウム粉末を
添加し、ＣＭＣなどの粘稠剤の水溶液と共に混練して成
る活物質や合剤ペーストを充填塗布し、その残る半分に
は、水酸化ニッケル粉末に炭酸カルシウムを添加しない
活物質ペースト或いは０．５〜２重量部の炭酸カルシウ
ムを添加し粘稠剤水溶液と共に混練して成る活物質合剤
ペーストを充填、塗布したものを、乾燥、加圧して作製
することができる。
池の例について説明したが、帯状ニッケル極板から成る
正極板と帯状負極板とを帯状セパレータを介して積層
し、所望の径の筒状体に捲回して成る捲回極板群を缶容
器に収容して封口密閉して成る円筒状アルカリ蓄電池に
適用することもできる。即ち、その容器内に収容した捲
回極板群の極板積層方向における内域部（即ち、円筒状
容器の内部中心域）に位置するニッケル極板部に添加剤
を添加し、その外域部に位置するニッケル極板部には添
加剤を添加しないＡタイプの捲回式アルカリ蓄電池又は
該内域部への添加剤の添加量を該外域部への添加量を多
くしたＢタイプの捲回式アルカリ蓄電池でも上記実施例
と同様の効果をもたらす。かゝる捲回式アルカリ蓄電池
の帯状ニッケル極板は、例えば、次のように作製する。
帯状多孔金属板に、その捲き始め端から長さの半分の中
間部当たりまでは、ニッケル水酸化物活物質１００重量
部に対し１〜３重量部の範囲内の炭酸カルシウム粉末を
添加し、ＣＭＣなどの粘稠剤の水溶液と共に混練して成
る活物質や合剤ペーストを充填塗布し、その残る半分に
は、水酸化ニッケル粉末に炭酸カルシウムを添加しない
活物質ペースト或いは０．５〜２重量部の炭酸カルシウ
ムを添加し粘稠剤水溶液と共に混練して成る活物質合剤
ペーストを充填、塗布したものを、乾燥、加圧して作製
することができる。
【００１８】
【発明の効果】このように本発明によるときは、ニッケ
ル極板から成る正極板と負極板とをセパレータを介して
積層して成る極板群を容器内に収容して成るアルカリ蓄
電池において、その極板群の極板積層体の積層方向にお
ける少なくとも内域部に位置する正極板又は正極板部に
高温受入性を向上する添加剤の少なくとも１種を添加
し、その添加剤の添加量を、その両外域部に位置する正
極板への添加量より多くすることにより、或いは、該添
加剤の少なくとも１種を該内域部に位置する正極板のみ
に添加し、その両外域部に位置する正極板には添加剤を
添加しないようにすることにより、従来のように、一定
量の添加剤を添加されたニッケル極板を正極板とセパレ
ータを介して負極板と積層し、極板群の内外域全域に亘
りニッケル極板に一定量の添加剤の添加されて構成した
極板群を容器に収容して成る従来のアルカリ蓄電池に比
し、高温における充電効率を向上し、且つ電池容量の増
大をもたらす。
ル極板から成る正極板と負極板とをセパレータを介して
積層して成る極板群を容器内に収容して成るアルカリ蓄
電池において、その極板群の極板積層体の積層方向にお
ける少なくとも内域部に位置する正極板又は正極板部に
高温受入性を向上する添加剤の少なくとも１種を添加
し、その添加剤の添加量を、その両外域部に位置する正
極板への添加量より多くすることにより、或いは、該添
加剤の少なくとも１種を該内域部に位置する正極板のみ
に添加し、その両外域部に位置する正極板には添加剤を
添加しないようにすることにより、従来のように、一定
量の添加剤を添加されたニッケル極板を正極板とセパレ
ータを介して負極板と積層し、極板群の内外域全域に亘
りニッケル極板に一定量の添加剤の添加されて構成した
極板群を容器に収容して成る従来のアルカリ蓄電池に比
し、高温における充電効率を向上し、且つ電池容量の増
大をもたらす。
【図１】 本発明実施の１例のアルカリ蓄電池の平面
図。
図。
１ 正極板 ２ 負極板 ３ セパレータ ４ 極板群、極
板群積層体 ５ 容器 Ｉ 内域部 Ｏ 外域部
板群積層体 ５ 容器 Ｉ 内域部 Ｏ 外域部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永野 貢 宮城県仙台市青葉区中山７丁目２番１号 東北電力株式会社 研究開発センター 内 (72)発明者 佐藤 文夫 宮城県仙台市青葉区中山７丁目２番１号 東北電力株式会社 研究開発センター 内 (72)発明者 小山 健 宮城県仙台市青葉区中山７丁目２番１号 東北電力株式会社 研究開発センター 内 (56)参考文献 特開 平５−101825（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−150925（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 4/24 - 4/34 H01M 4/62 H01M 10/24 - 10/34
Claims (2)
- 【請求項１】 ニッケル極板から成る正極板の複数枚と
負極板の複数枚とを各正，負極板間にセパレータを介し
て直線上に積層して成る極板群を容器内に収容して成る
アルカリ蓄電池において、その極板群積層体の積層方向
における少なくとも内域部に位置する正極板に高温充電
特性を向上せしめる添加剤の少なくとも１種を添加し、
その添加剤の添加量を、その両外域部に位置する正極板
への添加量より多くしたことを特徴とするアルカリ蓄電
池。 - 【請求項２】 該添加剤の少なくとも１種を該内域部に
位置する正極板のみに添加し、その両外域部に位置する
正極板には添加剤を添加しないことを特徴とする請求項
１記載のアルカリ蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08322307A JP3110692B2 (ja) | 1996-11-18 | 1996-11-18 | アルカリ蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08322307A JP3110692B2 (ja) | 1996-11-18 | 1996-11-18 | アルカリ蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10149820A JPH10149820A (ja) | 1998-06-02 |
| JP3110692B2 true JP3110692B2 (ja) | 2000-11-20 |
Family
ID=18142175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08322307A Expired - Fee Related JP3110692B2 (ja) | 1996-11-18 | 1996-11-18 | アルカリ蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3110692B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5286650B2 (ja) * | 2006-07-19 | 2013-09-11 | トヨタ自動車株式会社 | ２次電池 |
| JP4274256B2 (ja) * | 2006-08-25 | 2009-06-03 | トヨタ自動車株式会社 | 蓄電装置用電極及び蓄電装置 |
| JP4311442B2 (ja) | 2006-12-21 | 2009-08-12 | トヨタ自動車株式会社 | 蓄電装置 |
-
1996
- 1996-11-18 JP JP08322307A patent/JP3110692B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10149820A (ja) | 1998-06-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |