JP3474919B2 - 積層密閉型ニッケル−水素化物組み電池 - Google Patents
積層密閉型ニッケル−水素化物組み電池Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は積層密閉型ニッケル−水
素化物組み電池に関する。
素化物組み電池に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】ニッケ
ル−水素化物蓄電池（「単電池」と称する。）を放熱板
を介して積層し、各単電池を直列接続してなる積層密閉
型ニッケル−水素化物組み電池が、高電圧電源として実
用されている。
ル−水素化物蓄電池（「単電池」と称する。）を放熱板
を介して積層し、各単電池を直列接続してなる積層密閉
型ニッケル−水素化物組み電池が、高電圧電源として実
用されている。
【０００３】かかる積層密閉型ニッケル−水素化物組み
電池においては、各単電池に同じ充電電気量が通電され
ることとなるが、中央部の単電池は、その両側に多数の
単電池が位置しているので放熱性が悪く、そのため両端
の単電池よりも電池温度が高くなり易い。
電池においては、各単電池に同じ充電電気量が通電され
ることとなるが、中央部の単電池は、その両側に多数の
単電池が位置しているので放熱性が悪く、そのため両端
の単電池よりも電池温度が高くなり易い。
【０００４】ところで、正極の水酸化ニッケルは高温に
なるほど酸化されにくくなるので、中央部に近い単電池
ほど充電効率が良くない。そのため、充放電を繰り返し
行うと、次第に外側の単電池ほど充電深度が深くなり、
各単電池の充電深度にバラツキが生じる。充電深度が最
も深くなる両端の単電池の充電深度がある程度深くなる
と、積層密閉型ニッケル−水素化物組み電池の充電量が
両端の単電池の充電深度に規制されて減少するので、容
量低下を招く。
なるほど酸化されにくくなるので、中央部に近い単電池
ほど充電効率が良くない。そのため、充放電を繰り返し
行うと、次第に外側の単電池ほど充電深度が深くなり、
各単電池の充電深度にバラツキが生じる。充電深度が最
も深くなる両端の単電池の充電深度がある程度深くなる
と、積層密閉型ニッケル−水素化物組み電池の充電量が
両端の単電池の充電深度に規制されて減少するので、容
量低下を招く。
【０００５】また、両端の単電池の充電深度が深くなる
と、充電時、特に充電末期又は過充電時に、ガスが発生
して両端の単電池の内圧が高くなり、安全弁から電解液
が漏洩（リーク）して電解液不足が起こる。この電解液
不足によっても、組み電池の容量が低下する。
と、充電時、特に充電末期又は過充電時に、ガスが発生
して両端の単電池の内圧が高くなり、安全弁から電解液
が漏洩（リーク）して電解液不足が起こる。この電解液
不足によっても、組み電池の容量が低下する。
【０００６】上述した問題は、各単電池の放熱性にバラ
ツキがあるために生じる問題であるから、例えば循環水
などを用いて全ての単電池の温度を均一にする方法も考
えられるが、冷却のための大がかりな装置を別途必要と
し、実用的な対策とは言い難い。
ツキがあるために生じる問題であるから、例えば循環水
などを用いて全ての単電池の温度を均一にする方法も考
えられるが、冷却のための大がかりな装置を別途必要と
し、実用的な対策とは言い難い。
【０００７】また、電解液のリークに因る電解液不足に
ついては、全ての単電池に耐圧の高い電槽及び開放作動
圧の高い安全弁を用いれば抑制することができるが、こ
のようにするためには、全ての単電池の電槽の槽壁を厚
くするなどの改良が必要となる。しかし、全ての単電池
の電槽の槽壁を厚くすると単位体積及び単位重量当たり
の組み電池の容量（エネルギー密度）が著しく低下す
る。
ついては、全ての単電池に耐圧の高い電槽及び開放作動
圧の高い安全弁を用いれば抑制することができるが、こ
のようにするためには、全ての単電池の電槽の槽壁を厚
くするなどの改良が必要となる。しかし、全ての単電池
の電槽の槽壁を厚くすると単位体積及び単位重量当たり
の組み電池の容量（エネルギー密度）が著しく低下す
る。
【０００８】上述した理由から、従来の積層密閉型ニッ
ケル−水素化物組み電池には、サイクル寿命が総じて短
いという問題があり、その改善が嘱望されていた。
ケル−水素化物組み電池には、サイクル寿命が総じて短
いという問題があり、その改善が嘱望されていた。
【０００９】本発明は、積層密閉型ニッケル−水素化物
組み電池に特有の上述の問題を解決するべくなされたも
のであって、その目的とするところは、サイクル寿命の
長い積層密閉型ニッケル−水素化物組み電池を提供する
にある。
組み電池に特有の上述の問題を解決するべくなされたも
のであって、その目的とするところは、サイクル寿命の
長い積層密閉型ニッケル−水素化物組み電池を提供する
にある。
【００１０】上記目的を達成するための請求項１記載の
発明に係る積層密閉型ニッケル−水素化物組み電池（本
発明電池）は、水酸化ニッケルを主成分とする正極と、
水素吸蔵合金を主成分とする負極とを備える複数の単電
池が積層され、直列接続されてなる積層密閉型ニッケル
−水素化物組み電池であって、前記複数の単電池のうち
の両端の単電池を除く他の単電池の充填容量を、前記両
端の単電池の充填容量の１／１．７〜１／１．１にした
ものである。両端の単電池の充填容量に対する他の単電
池の充填容量の割合が上記範囲に規制されるのは、同割
合が１／１．７未満の場合は、充放電サイクル経過後の
単電池間の放電終了時の電圧（残存容量）のバラツキが
大きくなり、特に中央部の単電池に用いられている水素
吸蔵合金の劣化が著しくなるため、また同割合が１／
１．１を越えた場合は、電解液がリークし易くなるた
め、いずれの場合もサイクル寿命が短くなるからであ
る。
発明に係る積層密閉型ニッケル−水素化物組み電池（本
発明電池）は、水酸化ニッケルを主成分とする正極と、
水素吸蔵合金を主成分とする負極とを備える複数の単電
池が積層され、直列接続されてなる積層密閉型ニッケル
−水素化物組み電池であって、前記複数の単電池のうち
の両端の単電池を除く他の単電池の充填容量を、前記両
端の単電池の充填容量の１／１．７〜１／１．１にした
ものである。両端の単電池の充填容量に対する他の単電
池の充填容量の割合が上記範囲に規制されるのは、同割
合が１／１．７未満の場合は、充放電サイクル経過後の
単電池間の放電終了時の電圧（残存容量）のバラツキが
大きくなり、特に中央部の単電池に用いられている水素
吸蔵合金の劣化が著しくなるため、また同割合が１／
１．１を越えた場合は、電解液がリークし易くなるた
め、いずれの場合もサイクル寿命が短くなるからであ
る。
【００１１】
【００１２】
【００１３】本発明電池としては、両端の単電池に、そ
れぞれＯＮ／ＯＦＦ切替え可能なスイッチを有するメン
テナンス用の抵抗器を並列接続したものが好ましい。こ
のようにすれば、スイッチをＯＮして両端の単電池のみ
を放電させるメンテナンスを適宜実施することにより、
これら両端の単電池の充電深度を浅くすることができ、
組み電池の容量を回復させることができる。
れぞれＯＮ／ＯＦＦ切替え可能なスイッチを有するメン
テナンス用の抵抗器を並列接続したものが好ましい。こ
のようにすれば、スイッチをＯＮして両端の単電池のみ
を放電させるメンテナンスを適宜実施することにより、
これら両端の単電池の充電深度を浅くすることができ、
組み電池の容量を回復させることができる。
【００１４】
【００１５】
【作用】本発明電池
においては、両端の単電池の活物質
の充填容量を他の単電池の充填容量よりも大きくしてあ
るので、充放電サイクルを繰り返しても両端の単電池の
充電深度がさほど深くならず、充電時に両端の単電池の
内圧が上昇しにくい。このため、電解液のリークが起こ
りにくく、組み電池の充電容量（充電量）が低下しにく
い。このように、本発明電池では電解液のリークが起こ
りにくいために、サイクル寿命が長くなる。本発明によ
れば、単位体積及び単位重量当たりの組み電池の充放電
容量を殆ど低下させることがなく、また組み電池を殆ど
大型化させることもない。また、冷却のための大がかり
な装置も必要としない。
の充填容量を他の単電池の充填容量よりも大きくしてあ
るので、充放電サイクルを繰り返しても両端の単電池の
充電深度がさほど深くならず、充電時に両端の単電池の
内圧が上昇しにくい。このため、電解液のリークが起こ
りにくく、組み電池の充電容量（充電量）が低下しにく
い。このように、本発明電池では電解液のリークが起こ
りにくいために、サイクル寿命が長くなる。本発明によ
れば、単位体積及び単位重量当たりの組み電池の充放電
容量を殆ど低下させることがなく、また組み電池を殆ど
大型化させることもない。また、冷却のための大がかり
な装置も必要としない。
【００１６】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細
に説明するが、本発明は下記実施例により何ら限定され
るものではなく、その要旨を変更しない範囲において適
宜変更して実施することが可能なものである。
に説明するが、本発明は下記実施例により何ら限定され
るものではなく、その要旨を変更しない範囲において適
宜変更して実施することが可能なものである。
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【００２６】
【００２７】
【００２８】
【００２９】
【００３０】
【００３１】
【００３２】
【００３３】（実施例１） 負極としての水素吸蔵合金電極（水素吸蔵合金：ＭｍＮ
ｉ３．１Ｃｏ０．９Ａｌ０．２Ｍｎ０．５）と、公知の
焼結式ニッケル極とをセパレータを介して対向配置させ
て電極体とし、この電極体を槽壁の厚みが０．５ｍｍの
ステンレス鋼製の電槽内に収納した後、封口して充填容
量が１００Ａｈ又は１１０Ａｈの２種類の単電池を作製
した（以下の実施例及び比較例においても同じ槽壁厚み
のステンレス鋼製の電槽を用いた）。電解液は、電槽上
面に設けられている安全弁を取り外し、その際にできた
孔を注液口として注液した。 また、各単電池の安全弁と
して、開放作動圧３．０気圧の安全弁を用いた（以下の
実施例及び比較例においても同じ開放作動圧の安全弁を
用いた）。
ｉ３．１Ｃｏ０．９Ａｌ０．２Ｍｎ０．５）と、公知の
焼結式ニッケル極とをセパレータを介して対向配置させ
て電極体とし、この電極体を槽壁の厚みが０．５ｍｍの
ステンレス鋼製の電槽内に収納した後、封口して充填容
量が１００Ａｈ又は１１０Ａｈの２種類の単電池を作製
した（以下の実施例及び比較例においても同じ槽壁厚み
のステンレス鋼製の電槽を用いた）。電解液は、電槽上
面に設けられている安全弁を取り外し、その際にできた
孔を注液口として注液した。 また、各単電池の安全弁と
して、開放作動圧３．０気圧の安全弁を用いた（以下の
実施例及び比較例においても同じ開放作動圧の安全弁を
用いた）。
【００３４】次いで、両端の２個の単電池Ｃ１，Ｃ１０
として上記充填容量１１０Ａｈの単電池を、また他の８
個の単電池Ｃ２〜Ｃ９として上記充填容量１００Ａｈの
単電池を用いて、両端の単電池Ｃ１，Ｃ１０の充填容量
が他の単電池Ｃ２〜Ｃ９の充填容量よりも大きい本発明
電池Ａ３を作製した。単電池Ｃ１，Ｃ１０の寸法は、Ｈ
＝１１５ｍｍ、Ｌ＝３１０ｍｍ、Ｗ＝２６．５ｍｍであ
り、単電池Ｃ２〜Ｃ９の寸法は、Ｈ＝１１５ｍｍ、Ｌ＝
３１０ｍｍ、Ｗ＝２４ｍｍである。図１は、組み立てた
単電池の一部切り欠き斜視図であり、図示の単電池Ｃ１
の角型の電槽１１内には、正極と負極とをセパレータを
介して順次積層してなる、１４枚の正極、１５枚の負極
及び１５枚のセパレータからなる電極群１２（電極群１
２の両端には負極が位置している。）が収納されてお
り、電極群１２と電槽１１の内壁の間には絶縁シート１
３が配されている。また、電槽１１の上蓋１１ａ（電槽
１１の一部）には、正極端子１４、安全弁１５及び負極
端子１６が取り付けられている。なお、電槽１１の槽壁
（上蓋１１ａ、底板及び側壁）１１ｂの厚みｔは全ての
面でほぼ等しい。また、図中のＨ、Ｌ、Ｗは、それぞれ
単電池Ｃ１の高さ、長さ、幅を示す。図２は、作製した
本発明電池Ａ３（定格容量：１００Ａｈ）を模式的に示
す斜視図であり、図示の本発明電池Ａ３は、１０個の単
電池Ｃ（左端から順にＣ１，Ｃ２，…，Ｃ９，Ｃ１０の
電池符号を付して各単電池を識別することとする。）、
放熱板（金属板とプラスチック板を張り合わせたもの）
１，１，…、アルミニウム合金製の支持部材２などから
なり、単電池Ｃ１，Ｃ２，…は、放熱板１，１，…を介
して積層され、直列に接続されて支持部材２内に収納さ
れている。各単電池にはステンレス鋼製の電槽（槽壁の
厚みｔ＝０．５ｍｍ）が用いられている。各電槽には、
開放作動圧３．０気圧の安全弁３´が、それぞれ取り付
けられている。
として上記充填容量１１０Ａｈの単電池を、また他の８
個の単電池Ｃ２〜Ｃ９として上記充填容量１００Ａｈの
単電池を用いて、両端の単電池Ｃ１，Ｃ１０の充填容量
が他の単電池Ｃ２〜Ｃ９の充填容量よりも大きい本発明
電池Ａ３を作製した。単電池Ｃ１，Ｃ１０の寸法は、Ｈ
＝１１５ｍｍ、Ｌ＝３１０ｍｍ、Ｗ＝２６．５ｍｍであ
り、単電池Ｃ２〜Ｃ９の寸法は、Ｈ＝１１５ｍｍ、Ｌ＝
３１０ｍｍ、Ｗ＝２４ｍｍである。図１は、組み立てた
単電池の一部切り欠き斜視図であり、図示の単電池Ｃ１
の角型の電槽１１内には、正極と負極とをセパレータを
介して順次積層してなる、１４枚の正極、１５枚の負極
及び１５枚のセパレータからなる電極群１２（電極群１
２の両端には負極が位置している。）が収納されてお
り、電極群１２と電槽１１の内壁の間には絶縁シート１
３が配されている。また、電槽１１の上蓋１１ａ（電槽
１１の一部）には、正極端子１４、安全弁１５及び負極
端子１６が取り付けられている。なお、電槽１１の槽壁
（上蓋１１ａ、底板及び側壁）１１ｂの厚みｔは全ての
面でほぼ等しい。また、図中のＨ、Ｌ、Ｗは、それぞれ
単電池Ｃ１の高さ、長さ、幅を示す。図２は、作製した
本発明電池Ａ３（定格容量：１００Ａｈ）を模式的に示
す斜視図であり、図示の本発明電池Ａ３は、１０個の単
電池Ｃ（左端から順にＣ１，Ｃ２，…，Ｃ９，Ｃ１０の
電池符号を付して各単電池を識別することとする。）、
放熱板（金属板とプラスチック板を張り合わせたもの）
１，１，…、アルミニウム合金製の支持部材２などから
なり、単電池Ｃ１，Ｃ２，…は、放熱板１，１，…を介
して積層され、直列に接続されて支持部材２内に収納さ
れている。各単電池にはステンレス鋼製の電槽（槽壁の
厚みｔ＝０．５ｍｍ）が用いられている。各電槽には、
開放作動圧３．０気圧の安全弁３´が、それぞれ取り付
けられている。
【００３５】（実施例２）
両端の２個の単電池Ｃ１，Ｃ１０として充填容量１３０
Ａｈの単電池を用いたこと以外は実施例１と同様にし
て、両端の単電池Ｃ１，Ｃ１０の充填容量が他の単電池
Ｃ２〜Ｃ９の充填容量よりも大きい本発明電池Ａ４を作
製した。単電池Ｃ１，Ｃ１０の寸法は、Ｈ＝１１５ｍ
ｍ、Ｌ＝３１０ｍｍ、Ｗ＝３１．５ｍｍであり、単電池
Ｃ２〜Ｃ９の寸法は、Ｈ＝１１５ｍｍ、Ｌ＝３１０ｍ
ｍ、Ｗ＝２４ｍｍである。
Ａｈの単電池を用いたこと以外は実施例１と同様にし
て、両端の単電池Ｃ１，Ｃ１０の充填容量が他の単電池
Ｃ２〜Ｃ９の充填容量よりも大きい本発明電池Ａ４を作
製した。単電池Ｃ１，Ｃ１０の寸法は、Ｈ＝１１５ｍ
ｍ、Ｌ＝３１０ｍｍ、Ｗ＝３１．５ｍｍであり、単電池
Ｃ２〜Ｃ９の寸法は、Ｈ＝１１５ｍｍ、Ｌ＝３１０ｍ
ｍ、Ｗ＝２４ｍｍである。
【００３６】（実施例３）
両端の２個の単電池Ｃ１，Ｃ１０として充填容量１５０
Ａｈの単電池を用いたこと以外は実施例１と同様にし
て、両端の単電池Ｃ１，Ｃ１０の充填容量が他の単電池
Ｃ２〜Ｃ９の充填容量よりも大きい本発明電池Ａ５を作
製した。単電池Ｃ１，Ｃ１０の寸法は、Ｈ＝１１５ｍ
ｍ、Ｌ＝３１０ｍｍ、Ｗ＝３６ｍｍであり、単電池Ｃ２
〜Ｃ９の寸法は、Ｈ＝１１５ｍｍ、Ｌ＝３１０ｍｍ、Ｗ
＝２４ｍｍである。
Ａｈの単電池を用いたこと以外は実施例１と同様にし
て、両端の単電池Ｃ１，Ｃ１０の充填容量が他の単電池
Ｃ２〜Ｃ９の充填容量よりも大きい本発明電池Ａ５を作
製した。単電池Ｃ１，Ｃ１０の寸法は、Ｈ＝１１５ｍ
ｍ、Ｌ＝３１０ｍｍ、Ｗ＝３６ｍｍであり、単電池Ｃ２
〜Ｃ９の寸法は、Ｈ＝１１５ｍｍ、Ｌ＝３１０ｍｍ、Ｗ
＝２４ｍｍである。
【００３７】（実施例４）
両端の２個の単電池Ｃ１，Ｃ１０として充填容量１７０
Ａｈの単電池を用いたこと以外は実施例１と同様にし
て、両端の単電池Ｃ１，Ｃ１０の充填容量が他の単電池
Ｃ２〜Ｃ９の充填容量よりも大きい本発明電池Ａ６を作
製した。単電池Ｃ１，Ｃ１０の寸法は、Ｈ＝１１５ｍ
ｍ、Ｌ＝３１０ｍｍ、Ｗ＝４１ｍｍであり、単電池Ｃ２
〜Ｃ９の寸法は、Ｈ＝１１５ｍｍ、Ｌ＝３１０ｍｍ、Ｗ
＝２４ｍｍである。
Ａｈの単電池を用いたこと以外は実施例１と同様にし
て、両端の単電池Ｃ１，Ｃ１０の充填容量が他の単電池
Ｃ２〜Ｃ９の充填容量よりも大きい本発明電池Ａ６を作
製した。単電池Ｃ１，Ｃ１０の寸法は、Ｈ＝１１５ｍ
ｍ、Ｌ＝３１０ｍｍ、Ｗ＝４１ｍｍであり、単電池Ｃ２
〜Ｃ９の寸法は、Ｈ＝１１５ｍｍ、Ｌ＝３１０ｍｍ、Ｗ
＝２４ｍｍである。
【００３８】（実施例５）
両端の単電池Ｃ１，Ｃ１０のそれぞれにＯＮ／ＯＦＦス
イッチを備える０．１２Ωのメンテナンス用の抵抗器を
並列接続したこと以外は実施例３と同様にして、両端の
単電池Ｃ１，Ｃ１０の充填容量が他の単電池Ｃ２〜Ｃ９
の充填容量よりも大きい本発明電池Ａ７を作製した。
イッチを備える０．１２Ωのメンテナンス用の抵抗器を
並列接続したこと以外は実施例３と同様にして、両端の
単電池Ｃ１，Ｃ１０の充填容量が他の単電池Ｃ２〜Ｃ９
の充填容量よりも大きい本発明電池Ａ７を作製した。
【００３９】図３は、組み電池Ａ７の単電池Ｃ１及びＣ
１０に抵抗器Ｒ１及びＲ２をそれぞれ接続し、各単電池
を所定電圧まで放電させてメンテナンスを実施するため
の回路図である。コンピュータによる制御手段ＣＰによ
りスイッチＳＷ１及びＳＷ２をＯＮにして単電池Ｃ１及
びＣ１０を放電させ、予め定めた所定の電圧になった時
点で制御手段ＣＰによりスイッチＳＷ１及びＳＷ２が自
動的にＯＦＦに切替えられるようになっている。
１０に抵抗器Ｒ１及びＲ２をそれぞれ接続し、各単電池
を所定電圧まで放電させてメンテナンスを実施するため
の回路図である。コンピュータによる制御手段ＣＰによ
りスイッチＳＷ１及びＳＷ２をＯＮにして単電池Ｃ１及
びＣ１０を放電させ、予め定めた所定の電圧になった時
点で制御手段ＣＰによりスイッチＳＷ１及びＳＷ２が自
動的にＯＦＦに切替えられるようになっている。
【００４０】（比較例１）
両端の２個の単電池Ｃ１，Ｃ１０として充填容量１００
Ａｈの単電池を用いたこと以外は実施例１と同様にし
て、全ての単電池Ｃ１〜Ｃ１０の充填容量が同じである
比較電池Ｂ３を作製した。単電池Ｃ１〜Ｃ１０の寸法
は、Ｈ＝１１５ｍｍ、Ｌ＝３１０ｍｍ、Ｗ＝２４ｍｍで
ある。
Ａｈの単電池を用いたこと以外は実施例１と同様にし
て、全ての単電池Ｃ１〜Ｃ１０の充填容量が同じである
比較電池Ｂ３を作製した。単電池Ｃ１〜Ｃ１０の寸法
は、Ｈ＝１１５ｍｍ、Ｌ＝３１０ｍｍ、Ｗ＝２４ｍｍで
ある。
【００４１】〔充放電サイクル試験〕
２Ｃで２２分間又は２２分間以内に両端の単電池の内圧
が２．５気圧に達するまで充電した後、２Ｃで２０分
間、或いは２０分間以内に組み電池の電圧が１０Ｖに達
した場合はその時まで放電する工程を１サイクルとする
充放電サイクル試験を行った。充放電サイクル中は本発
明電池Ａ７の両端の単電池Ｃ１，Ｃ１０に並列接続した
各抵抗器のスイッチをＯＦＦにした。
が２．５気圧に達するまで充電した後、２Ｃで２０分
間、或いは２０分間以内に組み電池の電圧が１０Ｖに達
した場合はその時まで放電する工程を１サイクルとする
充放電サイクル試験を行った。充放電サイクル中は本発
明電池Ａ７の両端の単電池Ｃ１，Ｃ１０に並列接続した
各抵抗器のスイッチをＯＦＦにした。
【００４２】５０サイクルおきに、０．１Ｃで１２時間
又は１２時間以内に単電池のいずれかの内圧が２．５気
圧に達するまで充電し、１時間休止した後、０．１Ｃで
１０Ｖに達するまで放電する容量確認試験を行い、放電
容量が７０Ａｈ未満になった時点を電池寿命と考えて、
その時点までの総サイクル数でサイクル寿命を評価し
た。但し、本発明電池Ａ７については、５００サイクル
おきに両端の単電池Ｃ１，Ｃ１０に並列接続した各抵抗
器のスイッチをＯＮにして、両端の単電池Ｃ１，Ｃ１０
のみを１．０Ｖまで放電するメンテナンスを実施した。
各積層密閉型ニッケル−水素組み電池のサイクル寿命を
次の表１に示す。
又は１２時間以内に単電池のいずれかの内圧が２．５気
圧に達するまで充電し、１時間休止した後、０．１Ｃで
１０Ｖに達するまで放電する容量確認試験を行い、放電
容量が７０Ａｈ未満になった時点を電池寿命と考えて、
その時点までの総サイクル数でサイクル寿命を評価し
た。但し、本発明電池Ａ７については、５００サイクル
おきに両端の単電池Ｃ１，Ｃ１０に並列接続した各抵抗
器のスイッチをＯＮにして、両端の単電池Ｃ１，Ｃ１０
のみを１．０Ｖまで放電するメンテナンスを実施した。
各積層密閉型ニッケル−水素組み電池のサイクル寿命を
次の表１に示す。
【００４３】
【表１】
【００４４】表１に示すように、本発明電池Ａ３〜Ａ７
は、比較電池Ｂ３に比し、サイクル寿命が長い。これ
は、本発明電池Ａ３〜Ａ７では、充放電サイクルがある
程度進んだ後でも、両端の単電池Ｃ１，Ｃ１０の充填容
量が大きいために内圧が上昇しにくく電解液がリークし
にくいことに起因して、比較的長時間充電し得るのに対
して、比較電池Ｂ３では、充放電サイクルがある程度進
むと、両端の単電池Ｃ１，Ｃ１０の内圧が比較的早く
２．５気圧にまで上昇したので十分充電できなかったか
らである。また、本発明電池Ａ７のサイクル寿命が他と
比べて格段に長いのは、メンテナンスの実施により両端
の単電池Ｃ１，Ｃ１０の残存容量が放出されて充電深度
が浅くなったためである。
は、比較電池Ｂ３に比し、サイクル寿命が長い。これ
は、本発明電池Ａ３〜Ａ７では、充放電サイクルがある
程度進んだ後でも、両端の単電池Ｃ１，Ｃ１０の充填容
量が大きいために内圧が上昇しにくく電解液がリークし
にくいことに起因して、比較的長時間充電し得るのに対
して、比較電池Ｂ３では、充放電サイクルがある程度進
むと、両端の単電池Ｃ１，Ｃ１０の内圧が比較的早く
２．５気圧にまで上昇したので十分充電できなかったか
らである。また、本発明電池Ａ７のサイクル寿命が他と
比べて格段に長いのは、メンテナンスの実施により両端
の単電池Ｃ１，Ｃ１０の残存容量が放出されて充電深度
が浅くなったためである。
【００４５】図４は、充放電サイクル開始前の容量確認
試験（０．１Ｃで１２時間充電）における充電終了時の
各単電池の温度を、縦軸に温度（°Ｃ）を、横軸に電池
符号をとって示したグラフであり、同図に示すように、
いずれの積層密閉型ニッケル−水素組み電池においても
内側の単電池ほど放熱性が良くないために温度が高くな
っている。また、両端の単電池Ｃ１，Ｃ１０は、充填容
量が大きいものほど充電終了時の充電深度が浅いために
温度は低くなっている。
試験（０．１Ｃで１２時間充電）における充電終了時の
各単電池の温度を、縦軸に温度（°Ｃ）を、横軸に電池
符号をとって示したグラフであり、同図に示すように、
いずれの積層密閉型ニッケル−水素組み電池においても
内側の単電池ほど放熱性が良くないために温度が高くな
っている。また、両端の単電池Ｃ１，Ｃ１０は、充填容
量が大きいものほど充電終了時の充電深度が浅いために
温度は低くなっている。
【００４６】図５は、充放電サイクル開始前の容量確認
試験における充電終了時の各単電池の内圧を、また図６
は、５００サイクル経過後の容量確認試験における充電
終了時の各単電池の内圧を、いずれも縦軸に内圧（気
圧）を、横軸に電池符号をとって示したグラフである。
図６中の（）内は、各組み電池の充電量を示したもので
ある。
試験における充電終了時の各単電池の内圧を、また図６
は、５００サイクル経過後の容量確認試験における充電
終了時の各単電池の内圧を、いずれも縦軸に内圧（気
圧）を、横軸に電池符号をとって示したグラフである。
図６中の（）内は、各組み電池の充電量を示したもので
ある。
【００４７】図５に示すように、充放電サイクル開始前
の容量確認試験における充電終了時には、いずれの組み
電池においても、内側の単電池Ｃ２〜Ｃ９間にはそれら
の充填容量が同じであるため内圧にバラツキは殆ど無い
のに対して、両端の単電池Ｃ１，Ｃ１０は充填容量が大
きいものほど充電深度が浅くなるために内圧が低い。ま
た、図６に示すように、５００サイクル経過後の容量確
認試験における充電終了時には、いずれの組み電池にお
いても両端の単電池Ｃ１，Ｃ１０を除く他の単電池につ
いては外側の単電池ほど内圧が高くなっている。これ
は、放熱性が良い外側の単電池ほど充電効率が良いた
め、充電深度が深くなったからである。また、図６にお
いて、両端の単電池Ｃ１，Ｃ１０は充填容量が大きいも
のほど充電終了時の内圧が低い。これは、充填容量が大
きい単電池ほど５００サイクル経過後の充電深度が浅い
からである。なお、比較電池Ｂ３の充電量が８０Ａｈと
小さいのは、両端の単電池の充填容量に余裕が無いため
に、その内圧が比較的短時間で２．５気圧に達したから
である。
の容量確認試験における充電終了時には、いずれの組み
電池においても、内側の単電池Ｃ２〜Ｃ９間にはそれら
の充填容量が同じであるため内圧にバラツキは殆ど無い
のに対して、両端の単電池Ｃ１，Ｃ１０は充填容量が大
きいものほど充電深度が浅くなるために内圧が低い。ま
た、図６に示すように、５００サイクル経過後の容量確
認試験における充電終了時には、いずれの組み電池にお
いても両端の単電池Ｃ１，Ｃ１０を除く他の単電池につ
いては外側の単電池ほど内圧が高くなっている。これ
は、放熱性が良い外側の単電池ほど充電効率が良いた
め、充電深度が深くなったからである。また、図６にお
いて、両端の単電池Ｃ１，Ｃ１０は充填容量が大きいも
のほど充電終了時の内圧が低い。これは、充填容量が大
きい単電池ほど５００サイクル経過後の充電深度が浅い
からである。なお、比較電池Ｂ３の充電量が８０Ａｈと
小さいのは、両端の単電池の充填容量に余裕が無いため
に、その内圧が比較的短時間で２．５気圧に達したから
である。
【００４８】図７は、充放電サイクル開始前の容量確認
試験における放電終了時の各単電池の電圧を、また図８
は、５００サイクル経過後の容量確認試験における放電
終了時の各単電池の電圧を、いずれも縦軸に電圧（Ｖ）
を、横軸に電池符号をとって示したグラフである。
試験における放電終了時の各単電池の電圧を、また図８
は、５００サイクル経過後の容量確認試験における放電
終了時の各単電池の電圧を、いずれも縦軸に電圧（Ｖ）
を、横軸に電池符号をとって示したグラフである。
【００４９】図７及び図８に示すように、いずれの組み
電池においても各単電池の電圧は、外側の単電池ほど高
くなっており、充放電サイクル開始前の容量確認試験に
おける放電終了時（図７）と比較して、５００サイクル
経過後の容量確認試験における放電終了時（図８）に
は、内外の単電池の電圧の差が大きくなっている。これ
は、外側の単電池ほど、充電深度が深くなったことによ
る。また、５００サイクル経過後の内外の単電池の電圧
の差も組み電池によって明らかに相違しており、本発明
電池Ａ３、Ａ４、Ａ５，Ａ６の順に、内外の単電池の電
圧の差が大きくなっている。これは、この順に両端の単
電池Ｃ１，Ｃ１０の充填容量が大きく、それゆえこの順
に両端の単電池Ｃ１，Ｃ１０の充放電効率が良いためと
考えられる。すなわち、両端の単電池Ｃ１，Ｃ１０の放
電後の電圧が本発明電池Ａ３、Ａ４、Ａ５，Ａ６の順に
高くなるため、その他の単電池の電圧が必然的に小さく
なったためと推察される。また、温度だけを考慮すれば
（図４参照）、比較電池Ｂ３における単電池Ｃ２〜Ｃ９
の電圧の差は本発明電池Ａ６における単電池Ｃ２〜Ｃ９
の電圧の差と同程度となるべきである。しかし、本発明
電池Ａ６では、両端の単電池Ｃ１，Ｃ１０の充填容量が
大きいために、これら両端の単電池Ｃ１，Ｃ１０のみ充
放電効率が良く、放電後のこれら両端の単電池Ｃ１，Ｃ
１０の電圧が特に高いために電圧の差が大きいのに対し
て、比較電池Ｂ３では両端の単電池Ｃ１，Ｃ１０の充填
容量が他の単電池Ｃ２〜Ｃ９と同じである。このため、
比較電池Ｂ３における単電池Ｃ２〜Ｃ９の電圧の差は、
図８では、本発明電池Ａ５における単電池Ｃ２〜Ｃ９の
電圧の差と同程度になっている。
電池においても各単電池の電圧は、外側の単電池ほど高
くなっており、充放電サイクル開始前の容量確認試験に
おける放電終了時（図７）と比較して、５００サイクル
経過後の容量確認試験における放電終了時（図８）に
は、内外の単電池の電圧の差が大きくなっている。これ
は、外側の単電池ほど、充電深度が深くなったことによ
る。また、５００サイクル経過後の内外の単電池の電圧
の差も組み電池によって明らかに相違しており、本発明
電池Ａ３、Ａ４、Ａ５，Ａ６の順に、内外の単電池の電
圧の差が大きくなっている。これは、この順に両端の単
電池Ｃ１，Ｃ１０の充填容量が大きく、それゆえこの順
に両端の単電池Ｃ１，Ｃ１０の充放電効率が良いためと
考えられる。すなわち、両端の単電池Ｃ１，Ｃ１０の放
電後の電圧が本発明電池Ａ３、Ａ４、Ａ５，Ａ６の順に
高くなるため、その他の単電池の電圧が必然的に小さく
なったためと推察される。また、温度だけを考慮すれば
（図４参照）、比較電池Ｂ３における単電池Ｃ２〜Ｃ９
の電圧の差は本発明電池Ａ６における単電池Ｃ２〜Ｃ９
の電圧の差と同程度となるべきである。しかし、本発明
電池Ａ６では、両端の単電池Ｃ１，Ｃ１０の充填容量が
大きいために、これら両端の単電池Ｃ１，Ｃ１０のみ充
放電効率が良く、放電後のこれら両端の単電池Ｃ１，Ｃ
１０の電圧が特に高いために電圧の差が大きいのに対し
て、比較電池Ｂ３では両端の単電池Ｃ１，Ｃ１０の充填
容量が他の単電池Ｃ２〜Ｃ９と同じである。このため、
比較電池Ｂ３における単電池Ｃ２〜Ｃ９の電圧の差は、
図８では、本発明電池Ａ５における単電池Ｃ２〜Ｃ９の
電圧の差と同程度になっている。
【００５０】
【発明の効果】充電時に電解液のリークが起こりにく
く、充電容量が低下しにくいので、サイクル寿命が長
い。
く、充電容量が低下しにくいので、サイクル寿命が長
い。
【図１】実施例で作製した密閉型ニッケル−水素蓄電池
（単電池）の一部切り欠き斜視図である。
（単電池）の一部切り欠き斜視図である。
【図２】実施例で作製した本発明に係る積層密閉型ニッ
ケル−水素組み電池の斜視図である。
ケル−水素組み電池の斜視図である。
【図３】充填容量の大きい両端の単電池に抵抗器を並列
接続してメンテナンスを実施するための回路図である。
接続してメンテナンスを実施するための回路図である。
【図４】充放電サイクル開始前の容量確認試験における
充電終了時の各単電池の温度を示したグラフである。
充電終了時の各単電池の温度を示したグラフである。
【図５】充放電サイクル開始前の容量確認試験における
充電終了時の各単電池の内圧を示したグラフである。
充電終了時の各単電池の内圧を示したグラフである。
【図６】５００サイクル経過後の容量確認試験における
充電終了時の各単電池の内圧を示したグラフである。
充電終了時の各単電池の内圧を示したグラフである。
【図７】充放電サイクル開始前の容量確認試験における
放電終了時の各単電池の電圧を示したグラフである。
放電終了時の各単電池の電圧を示したグラフである。
【図８】５００サイクル経過後の容量確認試験における
放電終了時の各単電池の電圧を示したグラフである。
放電終了時の各単電池の電圧を示したグラフである。
Ｃ１〜Ｃ１０ 単電池
１ 放熱板
２ 支持部材
３，３´安全弁
１１ 電槽
１１ｂ 槽壁
ｔ 槽壁の厚み
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 西尾 晃治
大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号
三洋電機株式会社内
(72)発明者 斎藤 俊彦
大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号
三洋電機株式会社内
(56)参考文献 特開 平５−54906（ＪＰ，Ａ)
実開 昭60−37165（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭56−50065（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭53−50436（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01M 10/28
Claims (2)
- 【請求項１】水酸化ニッケルを主成分とする正極と、水
素吸蔵合金を主成分とする負極とを備える複数の単電池
が積層され、直列接続されてなる積層密閉型ニッケル−
水素化物組み電池であって、前記複数の単電池のうちの
両端の単電池を除く他の単電池の充填容量を、前記両端
の単電池の充填容量の１／１．７〜１／１．１にしてあ
ることを特徴とする積層密閉型ニッケル−水素化物組み
電池。 - 【請求項２】前記両端の単電池に、ＯＮ／ＯＦＦ切替え
可能なスイッチを有するメンテナンス用の抵抗器が並列
接続されている請求項１記載の積層密閉型ニッケル−水
素化物組み電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07946894A JP3474919B2 (ja) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | 積層密閉型ニッケル−水素化物組み電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07946894A JP3474919B2 (ja) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | 積層密閉型ニッケル−水素化物組み電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07263019A JPH07263019A (ja) | 1995-10-13 |
| JP3474919B2 true JP3474919B2 (ja) | 2003-12-08 |
Family
ID=13690727
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07946894A Expired - Fee Related JP3474919B2 (ja) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | 積層密閉型ニッケル−水素化物組み電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3474919B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR100627397B1 (ko) * | 2005-01-25 | 2006-09-22 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차 전지 모듈 |
| JP5011645B2 (ja) * | 2005-03-14 | 2012-08-29 | トヨタ自動車株式会社 | 二次電池の製造方法、及び二次電池の充放電装置 |
| JP5286650B2 (ja) * | 2006-07-19 | 2013-09-11 | トヨタ自動車株式会社 | ２次電池 |
| JP4577659B2 (ja) | 2006-11-15 | 2010-11-10 | トヨタ自動車株式会社 | 蓄電装置 |
| JP6696173B2 (ja) * | 2015-12-24 | 2020-05-20 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電装置モジュールの製造方法 |
| JP2019040733A (ja) * | 2017-08-24 | 2019-03-14 | Fdk株式会社 | 組電池 |
| JP2021157880A (ja) * | 2020-03-25 | 2021-10-07 | Fdk株式会社 | 組電池 |
-
1994
- 1994-03-25 JP JP07946894A patent/JP3474919B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07263019A (ja) | 1995-10-13 |
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