JP3365219B2 - アルカリ蓄電池 - Google Patents
アルカリ蓄電池Info
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- 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
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、負極に水素を可逆
的に吸蔵−放出する水素吸蔵合金からなる水素吸蔵電極
を用いたアルカリ蓄電池、特にニッケル−水素蓄電池の
充放電サイクル特性の改良に関するものである。
的に吸蔵−放出する水素吸蔵合金からなる水素吸蔵電極
を用いたアルカリ蓄電池、特にニッケル−水素蓄電池の
充放電サイクル特性の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】アルカリ電解液を用いるアルカリ蓄電池
のうち、ニッケル−カドミウム電池の充放電サイクル特
性を向上させるために、アルカリ電解液にイットリウム
イオンを含有させることが従来より研究されてきた（例
えば、特開平４−１２１９７５）。ニッケル−カドミウ
ム電池の充放電反応は、負極のカドミウムのカドミウム
酸イオンを介した溶解析出反応で進行する。放電時に
は、アノーディックな反応で金属カドミウムが酸化され
て酸化カドミウムの薄膜を形成し、この酸化カドミウム
がカドミウム酸イオンとして溶解後、再び水酸化カドミ
ウムとして析出する。この従来技術は電解液中にイット
リウムイオンを含有させることにより、カドミウム酸イ
オンの析出反応の際、析出面上にイットリウムイオンが
存在することによって、より多孔質の水酸化カドミウム
層が析出し、カドミウム活物質の反応面の被覆を防ぎ、
スムーズな放電反応を可能にする。これにより、カドミ
ウム表面では充放電サイクルによる不働態皮膜の形成が
起こりにくくなり、活物質の凝集粗大化を抑制するもの
であった。
のうち、ニッケル−カドミウム電池の充放電サイクル特
性を向上させるために、アルカリ電解液にイットリウム
イオンを含有させることが従来より研究されてきた（例
えば、特開平４−１２１９７５）。ニッケル−カドミウ
ム電池の充放電反応は、負極のカドミウムのカドミウム
酸イオンを介した溶解析出反応で進行する。放電時に
は、アノーディックな反応で金属カドミウムが酸化され
て酸化カドミウムの薄膜を形成し、この酸化カドミウム
がカドミウム酸イオンとして溶解後、再び水酸化カドミ
ウムとして析出する。この従来技術は電解液中にイット
リウムイオンを含有させることにより、カドミウム酸イ
オンの析出反応の際、析出面上にイットリウムイオンが
存在することによって、より多孔質の水酸化カドミウム
層が析出し、カドミウム活物質の反応面の被覆を防ぎ、
スムーズな放電反応を可能にする。これにより、カドミ
ウム表面では充放電サイクルによる不働態皮膜の形成が
起こりにくくなり、活物質の凝集粗大化を抑制するもの
であった。
【０００３】負極に水素吸蔵電極を用いたアルカリ蓄電
池の充放電サイクル特性改良のためには、負極にイット
リウム或いはイットリウム化合物を添加することによ
り、負極合金の酸化による特性劣化を抑制する方法が提
案されている（特開平６−２１５７６５号公報）。
池の充放電サイクル特性改良のためには、負極にイット
リウム或いはイットリウム化合物を添加することによ
り、負極合金の酸化による特性劣化を抑制する方法が提
案されている（特開平６−２１５７６５号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は電気化学的に
水素を吸蔵・放出することができる水素吸蔵電極を負極
とするニッケル−水素蓄電池の特性改良するものであ
り、上記従来技術のうちカドミウム負極の作用効果とは
全く異なる作用効果が必要となる。即ち、水素吸蔵合金
負極の充放電反応は、活物質である水素の吸蔵・放出反
応であり、ニッケル−カドミウム電池の負極のカドミウ
ムような溶解・析出反応を含まず、また活物質の凝集粗
大化の抑制を必要とはしない。しかしながら、水素吸蔵
電極を負極とするアルカリ蓄電池では充放電サイクルの
繰り返しにより、負極を構成する水素吸蔵合金が酸化さ
れ性能が劣化する。そのために水素吸蔵合金等の充電受
け入れ性が低下し充電中に水素圧が上昇し電池内部圧力
の上昇、弁作動を引き起こす。このことにより電解液を
損失し、電池内部抵抗が増大して充放電サイクルにとも
ない放電容量の低下をきたす。このような問題を解決す
るために、前記のように負極にイットリウム或いはイッ
トリウム化合物を添加或いは含浸する方法が提案されて
いるが、これらの添加剤が負極合金粉末の表面や微細構
造部を部分的にしか被覆されなくて負極合金の酸化抑止
効果が不十分であったり、添加剤を粉末で添加すると添
加剤が偏在して負極合金粉末間に介在して電気的接触を
損なうなどの問題があった。
水素を吸蔵・放出することができる水素吸蔵電極を負極
とするニッケル−水素蓄電池の特性改良するものであ
り、上記従来技術のうちカドミウム負極の作用効果とは
全く異なる作用効果が必要となる。即ち、水素吸蔵合金
負極の充放電反応は、活物質である水素の吸蔵・放出反
応であり、ニッケル−カドミウム電池の負極のカドミウ
ムような溶解・析出反応を含まず、また活物質の凝集粗
大化の抑制を必要とはしない。しかしながら、水素吸蔵
電極を負極とするアルカリ蓄電池では充放電サイクルの
繰り返しにより、負極を構成する水素吸蔵合金が酸化さ
れ性能が劣化する。そのために水素吸蔵合金等の充電受
け入れ性が低下し充電中に水素圧が上昇し電池内部圧力
の上昇、弁作動を引き起こす。このことにより電解液を
損失し、電池内部抵抗が増大して充放電サイクルにとも
ない放電容量の低下をきたす。このような問題を解決す
るために、前記のように負極にイットリウム或いはイッ
トリウム化合物を添加或いは含浸する方法が提案されて
いるが、これらの添加剤が負極合金粉末の表面や微細構
造部を部分的にしか被覆されなくて負極合金の酸化抑止
効果が不十分であったり、添加剤を粉末で添加すると添
加剤が偏在して負極合金粉末間に介在して電気的接触を
損なうなどの問題があった。
【０００５】本発明は、このような水素吸蔵電極を負極
に用いるアルカリ蓄電池の課題を解決するものであり、
負極の酸化による劣化を効果的に抑制し、充放電サイク
ル特性の伸長を図ることを目的とするものである。
に用いるアルカリ蓄電池の課題を解決するものであり、
負極の酸化による劣化を効果的に抑制し、充放電サイク
ル特性の伸長を図ることを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明のアルカリ電池は、正極と、水素吸蔵合金から
なる負極と、セパレータおよびアルカリ電解液を備え、
前記アルカリ電解液が希土類元素の少なくとも一種をイ
オンとして含有する構成とするものである。さらに、好
ましくは前記アルカリ電解液がイットリウムイオンと他
の希土類元素の少なくとも一種をイオンとして含有する
構成とするものである。上記構成によって、希土類元素
の少なくとも一種のイオンが水素吸蔵合金負極を構成す
る粒子表面に均一に分散され表面に吸着し、負極表面を
被覆することで負極の酸化を抑制し、充放電サイクル特
性の向上に効果を得ることができる。
に本発明のアルカリ電池は、正極と、水素吸蔵合金から
なる負極と、セパレータおよびアルカリ電解液を備え、
前記アルカリ電解液が希土類元素の少なくとも一種をイ
オンとして含有する構成とするものである。さらに、好
ましくは前記アルカリ電解液がイットリウムイオンと他
の希土類元素の少なくとも一種をイオンとして含有する
構成とするものである。上記構成によって、希土類元素
の少なくとも一種のイオンが水素吸蔵合金負極を構成す
る粒子表面に均一に分散され表面に吸着し、負極表面を
被覆することで負極の酸化を抑制し、充放電サイクル特
性の向上に効果を得ることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】上記の本発明の構成により、水素
吸蔵合金の粒子表面が均一に希土類元素の原子あるいは
化合物により被覆されることによって、アルカリ電解液
による水素吸蔵合金の酸化（腐食）が抑制され、さらに
過充電時における負極の酸化が抑制される。また、充放
電を繰り返すことにより負極の水素吸蔵合金にクラック
が生じて新たな活性面が生じた場合でも電解液中の希土
類元素のイオンが新たな活性面を被覆することにより、
アルカリ電解液や正極から発生した酸素による負極の酸
化を抑制することができる。このように水素吸蔵合金が
酸化されて表面が不活性化する現象を効果的に抑制する
ことにより、水素吸蔵合金の水素吸蔵能を損なう事がな
いために水素ガスによる電池内部の圧力上昇を防ぐこと
ができる。この圧力上昇は同時に電解液の組成変化を伴
い、また著しい場合は安全弁が作動して内蔵ガスと電解
液が電池外へ放出されて電解液が枯渇する。また、水素
吸蔵合金表面の不活性化を抑止することにより、負極の
電気化学的な活性度の低下を抑止することができる。従
って、電池の貯蔵や充放電サイクルをくり返しても、適
正な電解液と電極表面の活性度を維持できるので、内部
抵抗の上昇を抑制でき、充放電サイクル特性を大幅に改
良することができる。
吸蔵合金の粒子表面が均一に希土類元素の原子あるいは
化合物により被覆されることによって、アルカリ電解液
による水素吸蔵合金の酸化（腐食）が抑制され、さらに
過充電時における負極の酸化が抑制される。また、充放
電を繰り返すことにより負極の水素吸蔵合金にクラック
が生じて新たな活性面が生じた場合でも電解液中の希土
類元素のイオンが新たな活性面を被覆することにより、
アルカリ電解液や正極から発生した酸素による負極の酸
化を抑制することができる。このように水素吸蔵合金が
酸化されて表面が不活性化する現象を効果的に抑制する
ことにより、水素吸蔵合金の水素吸蔵能を損なう事がな
いために水素ガスによる電池内部の圧力上昇を防ぐこと
ができる。この圧力上昇は同時に電解液の組成変化を伴
い、また著しい場合は安全弁が作動して内蔵ガスと電解
液が電池外へ放出されて電解液が枯渇する。また、水素
吸蔵合金表面の不活性化を抑止することにより、負極の
電気化学的な活性度の低下を抑止することができる。従
って、電池の貯蔵や充放電サイクルをくり返しても、適
正な電解液と電極表面の活性度を維持できるので、内部
抵抗の上昇を抑制でき、充放電サイクル特性を大幅に改
良することができる。
【０００８】この酸化抑制のメカニズムについて詳しく
は不明であるが、希土類元素のイオンを予め電解液に含
有させることにより、特に希土類元素を含む水素吸蔵合
金の場合にはランタン、セリウム、プラセオジウムなど
の希土類元素の電解液への溶解、酸化（腐食）反応が抑
制されると考えられる。さらに、上記希土類元素の原子
または化合物が負極表面に吸着または付着することによ
って、充電時に正極から発生する酸素や電解液による水
素吸蔵合金の酸化反応をより効果的に抑制しているため
と考えられる。これらの効果を水素吸蔵合金負極全体に
均一に与えるためには、負極活物質表面に均一に上記希
土類元素の原子または化合物を存在させることが必要で
あり、電解液中にあらかじめ希土類元素のイオンを存在
させることによりこれが達成できる。また、これにより
従来から提案されているような負極にイットリウムやイ
ットリウム化合物を添加した場合の分布の不均一性が解
決でき、負極合金の表面全体にイットリウムイオンを十
分に存在させることができるので少量の添加剤で大きな
添加効果が得られる。また、本発明により、電解液にこ
れらのイオンを存在させた場合は、前記従来の提案と異
なり、添加した希土類元素の化合物が負極活物質粒子間
に介在することはなく、電気的接触を損なうこともな
い。
は不明であるが、希土類元素のイオンを予め電解液に含
有させることにより、特に希土類元素を含む水素吸蔵合
金の場合にはランタン、セリウム、プラセオジウムなど
の希土類元素の電解液への溶解、酸化（腐食）反応が抑
制されると考えられる。さらに、上記希土類元素の原子
または化合物が負極表面に吸着または付着することによ
って、充電時に正極から発生する酸素や電解液による水
素吸蔵合金の酸化反応をより効果的に抑制しているため
と考えられる。これらの効果を水素吸蔵合金負極全体に
均一に与えるためには、負極活物質表面に均一に上記希
土類元素の原子または化合物を存在させることが必要で
あり、電解液中にあらかじめ希土類元素のイオンを存在
させることによりこれが達成できる。また、これにより
従来から提案されているような負極にイットリウムやイ
ットリウム化合物を添加した場合の分布の不均一性が解
決でき、負極合金の表面全体にイットリウムイオンを十
分に存在させることができるので少量の添加剤で大きな
添加効果が得られる。また、本発明により、電解液にこ
れらのイオンを存在させた場合は、前記従来の提案と異
なり、添加した希土類元素の化合物が負極活物質粒子間
に介在することはなく、電気的接触を損なうこともな
い。
【０００９】さらに、本発明では希土類元素のイオンの
うち、特に効果の大きいことが認められたイットリウム
のイオンに加えて、他の希土類元素の少なくとも一種を
イオンとして前記アルカリ電解液に含有させることによ
り、イットリウムイオン単独の効果が増幅される相乗効
果が得られることが実験的に見出された。これにより本
発明の充放電サイクル特性向上の効果をより一層高める
ことができる。
うち、特に効果の大きいことが認められたイットリウム
のイオンに加えて、他の希土類元素の少なくとも一種を
イオンとして前記アルカリ電解液に含有させることによ
り、イットリウムイオン単独の効果が増幅される相乗効
果が得られることが実験的に見出された。これにより本
発明の充放電サイクル特性向上の効果をより一層高める
ことができる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。
説明する。
【００１１】（実施例１）本実施例に用いた水素吸蔵合
金負極は以下のように作成した。合金組成がMmNi3.5Co
0.75Al0.3Mn0.4 の水素吸蔵合金をボールミルにより粉
砕し平均粒径２０μｍ程度とした。これに水を加えて多
孔度９５％の発泡状ニッケル多孔体に充填し、乾燥後プ
レスし、所定寸法に切断して負極を作成した。正極は水
酸化ニッケルを主成分とし、これに、水酸化コバルト、
コバルトおよび酸化亜鉛を混合した正極物質を発泡メタ
ル式ニッケル基板に充填したもので、理論電気容量を１
６００mAh となるように作成した。これらの正負極板に
ポリプロピレン不織布をスルフォン化したセパレータを
介在させて電極群を構成して、4/5Aサイズの金属電池ケ
ース内に挿入して電池を構成した。アルカリ電解液に
は、比重が１．３の水酸化カリウム水溶液中に水酸化リ
チウム２０g/l を溶解した水溶液に希土類元素の酸化物
を溶解させたものを用い、これを２．４cm3 注液し、封
口して正極で電池容量を規制した密閉型アルカリ蓄電池
を作成した。ここで、希土類元素の酸化物は前記アルカ
リ水溶液に５g/l を添加し、希土類元素のイオンを飽和
させたアルカリ水溶液を作成し、これをろ過した溶液を
アルカリ電解液とした。アルカリ電解液作成に用いた希
土類元素の酸化物と、この電解液を用いた密閉型ニッケ
ル−水素蓄電池の記号との関係を表１に示す。表１の比
較例は希土類元素のイオンを含有しないアルカリ電解液
を用いて作成した電池である。
金負極は以下のように作成した。合金組成がMmNi3.5Co
0.75Al0.3Mn0.4 の水素吸蔵合金をボールミルにより粉
砕し平均粒径２０μｍ程度とした。これに水を加えて多
孔度９５％の発泡状ニッケル多孔体に充填し、乾燥後プ
レスし、所定寸法に切断して負極を作成した。正極は水
酸化ニッケルを主成分とし、これに、水酸化コバルト、
コバルトおよび酸化亜鉛を混合した正極物質を発泡メタ
ル式ニッケル基板に充填したもので、理論電気容量を１
６００mAh となるように作成した。これらの正負極板に
ポリプロピレン不織布をスルフォン化したセパレータを
介在させて電極群を構成して、4/5Aサイズの金属電池ケ
ース内に挿入して電池を構成した。アルカリ電解液に
は、比重が１．３の水酸化カリウム水溶液中に水酸化リ
チウム２０g/l を溶解した水溶液に希土類元素の酸化物
を溶解させたものを用い、これを２．４cm3 注液し、封
口して正極で電池容量を規制した密閉型アルカリ蓄電池
を作成した。ここで、希土類元素の酸化物は前記アルカ
リ水溶液に５g/l を添加し、希土類元素のイオンを飽和
させたアルカリ水溶液を作成し、これをろ過した溶液を
アルカリ電解液とした。アルカリ電解液作成に用いた希
土類元素の酸化物と、この電解液を用いた密閉型ニッケ
ル−水素蓄電池の記号との関係を表１に示す。表１の比
較例は希土類元素のイオンを含有しないアルカリ電解液
を用いて作成した電池である。
【００１２】
【表１】
【００１３】表１の各電池について以下の方法で充放電
サイクル試験を行った。４５℃の雰囲気下で１Ｃ相当の
電流で１時間充電した後、１Ｃ相当の電流で完全放電を
行うサイクルを繰り返し、サイクルによる電池内部抵抗
の変化を評価した。
サイクル試験を行った。４５℃の雰囲気下で１Ｃ相当の
電流で１時間充電した後、１Ｃ相当の電流で完全放電を
行うサイクルを繰り返し、サイクルによる電池内部抵抗
の変化を評価した。
【００１４】図１は、充放電サイクル試験の１サイクル
目の電池内部抵抗値を１とした場合の充放電サイクルに
伴う電池内部抵抗の変化を示す図である。この図から明
らかなように、あらかじめ電解液に希土類元素のイオン
を飽和させた電池（１〜９）は、比較例である希土類元
素のイオンを含まない比較例の電池に比べ、充放電サイ
クルに伴う内部抵抗の増大が大幅に抑制されており、充
放電サイクル特性が顕著に向上している。これは、電解
液にあらかじめ存在させた希土類元素のイオンが負極活
物質表面に均一に存在し、その原子あるいは化合物が水
素吸蔵合金粒子表面を被覆することにより、酸化による
劣化を抑制したことによるものと考えられる。また、こ
れらの中でも特にイットリウムイオンを電解液に含む電
池（１）の特性が優れているを同時に見出した。
目の電池内部抵抗値を１とした場合の充放電サイクルに
伴う電池内部抵抗の変化を示す図である。この図から明
らかなように、あらかじめ電解液に希土類元素のイオン
を飽和させた電池（１〜９）は、比較例である希土類元
素のイオンを含まない比較例の電池に比べ、充放電サイ
クルに伴う内部抵抗の増大が大幅に抑制されており、充
放電サイクル特性が顕著に向上している。これは、電解
液にあらかじめ存在させた希土類元素のイオンが負極活
物質表面に均一に存在し、その原子あるいは化合物が水
素吸蔵合金粒子表面を被覆することにより、酸化による
劣化を抑制したことによるものと考えられる。また、こ
れらの中でも特にイットリウムイオンを電解液に含む電
池（１）の特性が優れているを同時に見出した。
【００１５】（実施例２）実施例１で他の希土類元素の
イオンよりもイットリウムイオンの添加効果が大きいこ
とが見出されたが、本実施例では、イットリウムイオン
と他の希土類元素のイオンを複合させて含有させた電解
液について検討した。本実施例で用いた電解液は実施例
１と同様に比重が1.3 の水酸化カリウム水溶液中に水酸
化リチウム20g/l を溶解した水溶液に、５g/l の酸化イ
ットリウムと５g/l の他の希土類元素の酸化物を添加し
てイットリウムのイオンと他の希土類元素のイオンを飽
和させ、これをろ過して電解液とした。これらの電解液
を用いたニッケル−水素蓄電池を実施例１と同様にして
作成した。比較例１として、希土類元素のイオンを含有
しないアルカリ電解液を用いて電池を作成した。また、
本発明の範疇の電池であるが比較例２として、他イオン
と複合した場合（１〜８）との比較のために、アルカリ
水溶液に酸化イットリウムを単独で添加しイットリウム
のイオンを飽和させた電解液を用いて作成した電池を作
成した。
イオンよりもイットリウムイオンの添加効果が大きいこ
とが見出されたが、本実施例では、イットリウムイオン
と他の希土類元素のイオンを複合させて含有させた電解
液について検討した。本実施例で用いた電解液は実施例
１と同様に比重が1.3 の水酸化カリウム水溶液中に水酸
化リチウム20g/l を溶解した水溶液に、５g/l の酸化イ
ットリウムと５g/l の他の希土類元素の酸化物を添加し
てイットリウムのイオンと他の希土類元素のイオンを飽
和させ、これをろ過して電解液とした。これらの電解液
を用いたニッケル−水素蓄電池を実施例１と同様にして
作成した。比較例１として、希土類元素のイオンを含有
しないアルカリ電解液を用いて電池を作成した。また、
本発明の範疇の電池であるが比較例２として、他イオン
と複合した場合（１〜８）との比較のために、アルカリ
水溶液に酸化イットリウムを単独で添加しイットリウム
のイオンを飽和させた電解液を用いて作成した電池を作
成した。
【００１６】このように作成した電池について実施例１
と同様な方法で充放電サイクル試験を行い、初期の放電
容量に対し４０％劣化した時点のサイクル数をサイクル
寿命として評価した結果を表２に示す。
と同様な方法で充放電サイクル試験を行い、初期の放電
容量に対し４０％劣化した時点のサイクル数をサイクル
寿命として評価した結果を表２に示す。
【００１７】
【表２】
【００１８】表２の比較例１は電解液中に希土類元素の
イオンを含有しないため、サイクル寿命が劣り、イット
リウムのイオンを単独で含有する比較例２は、比較例１
に対してサイクル寿命はかなり改良される。しかし、比
較例２に比較してもイットリウムと他の希土類元素のイ
オンを含有する電解液を用いた実施例の電池（１〜８）
では、サイクル寿命特性においてさらに優れた特性を示
すことがわかる。これはイットリウムと他の希土類のイ
オンの相乗効果により、負極の劣化が抑制されサイクル
寿命が向上したものと考えられる。
イオンを含有しないため、サイクル寿命が劣り、イット
リウムのイオンを単独で含有する比較例２は、比較例１
に対してサイクル寿命はかなり改良される。しかし、比
較例２に比較してもイットリウムと他の希土類元素のイ
オンを含有する電解液を用いた実施例の電池（１〜８）
では、サイクル寿命特性においてさらに優れた特性を示
すことがわかる。これはイットリウムと他の希土類のイ
オンの相乗効果により、負極の劣化が抑制されサイクル
寿命が向上したものと考えられる。
【００１９】なお、実施例１、２ではイットリウム、ラ
ンタン、セリウム、プラセオジウム、ガドリニウム、ジ
スプロシウム、ホルミウム、エルビウム、イッテルビウ
ムのイオンを飽和させた電解液を用いたが、飽和量の約
１／５以上のこれら化合物を溶解させた電解液であれ
ば、同等の効果を得ることができる。また、本実施例で
はイットリウム、ランタン、セリウム、プラセオジウ
ム、ガドリニウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エル
ビウム、イッテルビウムのイオンを電解液に含有させた
が、他の希土類元素、例えば、ネオジウム、サマリウ
ム、テルビウム、ツリウム、ルテチウムのイオンを電解
液に含有させても同様の効果が得られる。また、 実施
例１ではアルカリ電解液に一種類の希土類元素のイオン
を含有させたが、それらの混合したアルカリ電解液を用
いても同様に効果が得られる。また、実施例１、２では
希土類元素の酸化物を電解液に添加して希土類元素のイ
オンを含有した電解液を作成したが、希土類元素の水酸
化物、塩化物、ふっ化物、硝酸塩、硫酸塩等の他の化合
物を電解液中に溶解させ希土類元素のイオンを含有させ
た電解液を用いても同様の効果を得ることができる。ま
た、実施例１、２では希土類元素を含む水素吸蔵合金を
負極に用いたが、これに限定することなく、本発明は水
素吸蔵合金を用いた負極を備えた電池に広く適用するこ
とにより同様の効果が得られる。また、本発明は正極に
水酸化ニッケルやオキ水酸化ニッケルを主活物質とする
ニッケル正極を用いた電池以外に、例えば、マンガン酸
化物などを主活物質とする他の正極を用いたアルカリ蓄
電池系に広く適用することができる。また、実施例で
は、密閉円筒型アルカリ蓄電池について示したが、角形
や電気自動車に用いる大容量形など各種形状のアルカリ
蓄電池にも同様の効果を示す。
ンタン、セリウム、プラセオジウム、ガドリニウム、ジ
スプロシウム、ホルミウム、エルビウム、イッテルビウ
ムのイオンを飽和させた電解液を用いたが、飽和量の約
１／５以上のこれら化合物を溶解させた電解液であれ
ば、同等の効果を得ることができる。また、本実施例で
はイットリウム、ランタン、セリウム、プラセオジウ
ム、ガドリニウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エル
ビウム、イッテルビウムのイオンを電解液に含有させた
が、他の希土類元素、例えば、ネオジウム、サマリウ
ム、テルビウム、ツリウム、ルテチウムのイオンを電解
液に含有させても同様の効果が得られる。また、 実施
例１ではアルカリ電解液に一種類の希土類元素のイオン
を含有させたが、それらの混合したアルカリ電解液を用
いても同様に効果が得られる。また、実施例１、２では
希土類元素の酸化物を電解液に添加して希土類元素のイ
オンを含有した電解液を作成したが、希土類元素の水酸
化物、塩化物、ふっ化物、硝酸塩、硫酸塩等の他の化合
物を電解液中に溶解させ希土類元素のイオンを含有させ
た電解液を用いても同様の効果を得ることができる。ま
た、実施例１、２では希土類元素を含む水素吸蔵合金を
負極に用いたが、これに限定することなく、本発明は水
素吸蔵合金を用いた負極を備えた電池に広く適用するこ
とにより同様の効果が得られる。また、本発明は正極に
水酸化ニッケルやオキ水酸化ニッケルを主活物質とする
ニッケル正極を用いた電池以外に、例えば、マンガン酸
化物などを主活物質とする他の正極を用いたアルカリ蓄
電池系に広く適用することができる。また、実施例で
は、密閉円筒型アルカリ蓄電池について示したが、角形
や電気自動車に用いる大容量形など各種形状のアルカリ
蓄電池にも同様の効果を示す。
【００２０】
【発明の効果】以上のように本発明は、アルカリ電解液
に希土類元素の少なくとも一種をイオンとして含有させ
るか、好ましくはイットリウムのイオンと他の希土類元
素の少なくとも一種をイオンとして含有させることによ
り、水素吸蔵合金の酸化による劣化を抑制し、水素吸蔵
合金負極を用いたアルカリ蓄電池の充放電サイクル特性
を大幅に向上させることが可能となる。
に希土類元素の少なくとも一種をイオンとして含有させ
るか、好ましくはイットリウムのイオンと他の希土類元
素の少なくとも一種をイオンとして含有させることによ
り、水素吸蔵合金の酸化による劣化を抑制し、水素吸蔵
合金負極を用いたアルカリ蓄電池の充放電サイクル特性
を大幅に向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例と比較例の電池の充放電サイク
ルに伴う内部抵抗変化を示す図
ルに伴う内部抵抗変化を示す図
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 生駒 宗久
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電
器産業株式会社内
(56)参考文献 特開 平10−21904（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−222210（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−40948（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01M 10/24 - 10/34
H01M 4/24 - 4/62
Claims (2)
- 【請求項１】正極と、水素吸蔵合金を主構成材とする負
極と、セパレータと、アルカリ電解液とを備え、前記ア
ルカリ電解液がイットリウムのイオンと他の希土類元素
の少なくとも一種をイオンとして含有することを特徴と
するアルカリ蓄電池。 - 【請求項２】他の希土類元素が、ランタン、セリウム、
プラセオジウム、ガドリニウム、ジスプロシウム、ホル
ミウム、エルビウム、イッテルビウムである請求項１記
載のアルカリ蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25849196A JP3365219B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | アルカリ蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25849196A JP3365219B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | アルカリ蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10106620A JPH10106620A (ja) | 1998-04-24 |
| JP3365219B2 true JP3365219B2 (ja) | 2003-01-08 |
Family
ID=17320954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25849196A Expired - Lifetime JP3365219B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | アルカリ蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3365219B2 (ja) |
-
1996
- 1996-09-30 JP JP25849196A patent/JP3365219B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10106620A (ja) | 1998-04-24 |
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