JP3851180B2 - アルカリ蓄電池用ニッケル電極およびこのニッケル電極を備えたアルカリ蓄電池 - Google Patents
アルカリ蓄電池用ニッケル電極およびこのニッケル電極を備えたアルカリ蓄電池 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はニッケル−水素蓄電池、ニッケル−カドミウム蓄電池などのアルカリ蓄電池に係り、特に、この種のアルカリ蓄電池に用いられる水酸化ニッケルを主成分とする正極活物質を備えたニッケル電極の改良、およびこの改良されたニッケル電極を備えたアルカリ蓄電池に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、アルカリ蓄電池用ニッケル電極としては、ニッケル粉末を焼結した焼結基板にニッケル塩溶液を含浸した後、アルカリ水溶液に浸漬するなどして水酸化ニッケル活物質を生成させた焼結式ニッケル電極が主流であった。しかしながら、焼結基板は高多孔度化に限界があることや活物質の充填作業が煩雑であることから、近年ではニッケル金属よりなる三次元的に連続した多孔度95%以上のスポンジ状ニッケル多孔体(発泡ニッケル)基板に活物質となる水酸化ニッケルを充填した非焼結式ニッケル電極が主流となっている。
【0003】
ところで、非焼結式ニッケル電極に用いられる活物質である水酸化ニッケルの酸素過電圧は小さい。このため、50℃以上の高温で充電した場合、非焼結式ニッケル電極(正極)が満充電に達する前に、電解液(水)の電気分解が始まって、充電電気量が電気分解に消費されてしまい、充電電気量が減少して放電容量が低下するという問題を生じた。
【0004】
そこで、ニッケル電極に酸化マグネシウムを添加する方法が、特開平5−101825号公報にて提案されるようになった。この特開平5−101825号公報にて提案された方法においては、酸化マグネシウムが水酸化ニッケルの表面に均一に分散した状態で位置することにより、水酸化ニッケルの酸素過電圧を高めるように作用する。これにより、高温充電特性が向上するというものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、工業用として製造されている酸化マグネシウムは、一般的には、数百ppm〜数千ppmのカルシウム元素が不純物として含まれている。そして、この不純物として含まれるカルシウム元素の濃度が大きくなると、室温での放電容量を低下させるととともに、水酸化ニッケルの酸素過電圧を高める作用を減少させるという問題があった。一方、結晶性が低い酸化マグネシウムを添加した場合においても、室温での放電容量を低下させるととともに、水酸化ニッケルの酸素過電圧を高める作用を減少させるという問題があった。このため、水酸化ニッケルを主体とする活物質に単に酸化マグネシウムを添加しても、高温充電特性向上効果を充分に得ることができないという問題を生じた。
【0006】
そこで、本発明は上記問題点を解消するためになされたものであって、特定の酸化マグネシウムを添加することにより、放電容量を低下させることなく、かつ高温充電特性に優れたアルカリ蓄電池用ニッケル電極が得られるようにすることを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のアルカリ蓄電池用ニッケル電極は、ニッケル電極中に酸化マグネシウムが添加されているとともに、酸化マグネシウム中に含有されるカルシウム元素の濃度が20ppm以下に規制されていることを特徴とする。このように、カルシウム元素の濃度が20ppm以下に規制された酸化マグネシウムをニッケル電極中に添加すると、放電容量を低下させることなく、酸素過電圧を増大させ、高温充電特性に優れたアルカリ蓄電池用ニッケル電極が得られるようになる。
【0008】
また、Cu−Kαを用いた粉末X線回折における(200)面のピークの半価幅(2θ)が0.5度以下の酸化マグネシウムを用いて、この酸化マグネシウムをニッケル電極中に添加すると、同様に放電容量を低下させることなく、酸素過電圧を増大させ、高温充電特性に優れたアルカリ蓄電池用ニッケル電極が得られるようになる。
【0009】
この場合、酸化マグネシウムの添加量は活物質となる水酸化ニッケルの質量に対して0.1質量%〜3.0質量%にするのが望ましい。また、活物質となる水酸化ニッケルの表面はコバルト化合物で被覆されていると、活物質粒子の導電性が向上するので、高容量のアルカリ蓄電池が得られるようになる。この場合、コバルト化合物が結晶性が乱れたアルカリカチオンを含む高次コバルト化合物(Coの平均価数が2を越える化合物)であると、このアルカリカチオンを含む高次コバルト化合物はさらに導電性に優れているので、さらに高容量のアルカリ蓄電池が得られるようになる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものでなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。
1.酸化マグネシウム粉末の準備
カルシウム元素の濃度がICP発光分析法により10ppmであった酸化マグネシウムα1を準備した。同様に、カルシウム元素の濃度が20ppmであった酸化マグネシウムα2を準備し、カルシウム元素の濃度が50ppmであった酸化マグネシウムα3を準備し、カルシウム元素の濃度が1000ppmであった酸化マグネシウムα4を準備した。
【0011】
2.ニッケル電極の作製
上述のように準備した酸化マグネシウム粉末α1〜α4をそれぞれ用い、これらの酸化マグネシウム粉末1.0gに対して、導電剤としての水酸化コバルト10gと、平均粒径が10μmの水酸化ニッケル粉末100gとを混合して合剤粉末をそれぞれ調製した。この後、これらの合剤粉末100質量部と、結着剤としての1質量%メチルセルロース水溶液20質量部とを混練して活物質ペーストを調製した。なお、酸化マグネシウム粉末が未添加の活物質ペーストも調製した。
【0012】
ついで、発泡ニッケル(例えば、多孔度が95%で、平均孔径が200μmのもの)からなる多孔性電極基板を用意した後、この多孔性電極基板に上述のように調製した活物質ペーストを所定の充填密度になるようにそれぞれ塗着した。乾燥後、所定の厚み(例えば、0.70mm)になるように加圧成形し、所定の寸法(例えば、縦70mm、横40mm)に切断して非焼結式ニッケル電極a1,a2,a3,a4,a5をそれぞれ作製した。
【0013】
ここで、酸化マグネシウム粉末α1(カルシウム濃度が10ppmのもの)を用いたものを電極a1とし、酸化マグネシウム粉末α2(カルシウム濃度が20ppmのもの)を用いたものを電極a2とし、酸化マグネシウム粉末α3(カルシウム濃度が50ppmのもの)を用いたものを電極a3とし、酸化マグネシウム粉末α4(カルシウム濃度が1000ppmのもの)を用いたものを電極a4とし、酸化マグネシウム粉末が未添加のものを電極a5とした。
【0014】
2.ニッケル−水素蓄電池の作製
まず、これらの非焼結式ニッケル電極の1.5倍の容量を有する公知の水素吸蔵合金電極(例えば、水素吸蔵合金粉末にポリエチレンオキサイド等の結着剤と、適量の水を加えて形成したペーストをパンチングメタルに塗布し、乾燥、圧延後所定寸法に切断したもの)を用意した。
【0015】
ついで、上述のように作製した各非焼結式ニッケル電極a1〜a5と水素吸蔵合金電極とをそれぞれ用いて、これらをそれぞれポリアミド系不織布からなるセパレータを介して渦巻状に卷回して電極群を作製した。この後、これらの電極群を外装缶内にそれぞれ挿入した後、外装缶内にKOHを主体とする電解液をそれぞれ注入し、更に外装缶を封口して、公称容量が約1700mAhのAAサイズのニッケル−水素蓄電池A1〜A5をそれぞれ作製した。ここで、ニッケル正極a1を用いたものを電池A1とし、ニッケル正極a2を用いたものを電池A2とし、ニッケル正極a3を用いたものを電池A3とし、ニッケル正極a4を用いたものを電池A4とし、ニッケル正極a5を用いたものを電池A5とした。
【0016】
3.充放電試験
上述のように作製した各電池A1〜A5をそれぞれ用い、これらの各電池A1〜A5を室温(約25℃)で、170mA(0.1It(Itは電極容量を表す))(0.1C)の充電電流で16時間充電を行い、その後、1700mA(1It)の放電電流で終止電圧が1.0Vになるまで放電させるサイクルを5サイクル繰り返し、放電時間から各電池A1〜A5の5サイクル目の放電容量(C5)を求めた。
【0017】
ついで、環境温度が60℃で、170mA(0.1It)の充電電流で16時間充電を行い、その後、1700mA(1It)の放電電流で終止電圧が1.0Vになるまで放電させて、放電時間から各電池A1〜A5の6サイクル目の放電容量(C6)を求めた。この後、5サイクル目の放電容量(C5)に対する6サイクル目の放電容量(C6)の比率R(=C6/C5×100%)を高温充電特性として求めると、下記の表1に示すような結果になった。なお、下記の表1において、5サイクル目の放電容量(C5)は電池A1の値を100とし、他の電池A2〜A5の5サイクル目の放電容量(C5)はこれとの相対値で表している。
【0018】
【表1】
【0019】
上記表1の結果から明らかなように、酸化マグネシウムが無添加のニッケル電極a5を用いた電池A5は高温充電特性が低下しているのに対して、酸化マグネシウムが添加されたニッケル電極a1〜a4を用いた電池A1〜A4は高温充電特性が向上していることが分かる。これはニッケル電極に酸化マグネシウムを添加すると、水酸化ニッケルの酸素過電圧が上昇して、高温での充電受け入れ性が向上したためと考えられる。
【0020】
しかしながら、酸化マグネシウムを添加しても、酸化マグネシウムのカルシウム濃度が増大するに伴って放電容量および高温充電特性が低下することが分かる。これは、酸化マグネシウムに存在するカルシウム濃度が増大すると、コバルトの導電性がカルシウムにより阻害されて放電容量が低下し、また、水酸化ニッケルの酸素過電圧の上昇がカルシウムにより阻害されて高温充電特性も低下するようになったと考えられる。そして、表1の結果から、酸化マグネシウムに含有されるカルシウム濃度は20ppm以下であるのが好ましいということができる。
【0021】
4.酸化マグネシウムの結晶性(半価幅)の検討
まず、Cu−Kαを用いた粉末X線回折における(200)面のピークの半価幅(2θ)が0.40°であった酸化マグネシウムβ1を準備した。同様に、0.45°であった酸化マグネシウムβ2を準備し、0.50°であった酸化マグネシウムβ3を準備し、0.53°であった酸化マグネシウムβ4を準備し、0.55°であった酸化マグネシウムβ5を準備し、0.60°であった酸化マグネシウムβ6を準備した。なお、上述したカルシウム元素の濃度が10ppmの酸化マグネシウムα1は粉末X線回折における(200)面のピークの半価幅(2θ)は0.48°であった。
【0022】
ついで、上述のように準備した酸化マグネシウム粉末β1〜β6をそれぞれ用い、これらの酸化マグネシウム粉末1.0gに対して、導電剤としての水酸化コバルト10gと、平均粒径が10μmの水酸化ニッケル粉末100gとを混合して合剤粉末をそれぞれ調製した。この後、これらの合剤粉末100質量部と、結着剤としての1質量%メチルセルロース水溶液20質量部とを混練して活物質ペーストを調製した。
【0023】
ついで、発泡ニッケル(例えば、多孔度が95%で、平均孔径が200μmのもの)からなる多孔性電極基板を用意した後、この多孔性電極基板に上述のように調製した活物質ペーストを所定の充填密度になるようにそれぞれ塗着した。乾燥後、所定の厚み(例えば、0.70mm)になるように加圧成形し、所定の寸法(例えば、縦70mm、横40mm)に切断して非焼結式ニッケル電極b1,b2,b3,b4,b5,b6をそれぞれ作製した。
【0024】
ここで、酸化マグネシウム粉末β1(半価幅が0.40°のもの)を用いたものを電極b1とし、酸化マグネシウム粉末β2(半価幅が0.45°のもの)を用いたものを電極b2とし、酸化マグネシウム粉末β3(半価幅が0.50°のもの)を用いたものを電極b3とし、酸化マグネシウム粉末β4(半価幅が0.53°のもの)を用いたものを電極b4とし、酸化マグネシウム粉末β5(半価幅が0.55°のもの)を用いたものを電極b5とし、酸化マグネシウム粉末β6(半価幅が0.60°のもの)を用いたものを電極b6とした。
【0025】
ついで、上述のように作製した各ニッケル電極b1〜b6と、上述と同様な水素吸蔵合金電極とをそれぞれ用いて、これらをそれぞれポリアミド系不織布からなるセパレータを介して渦巻状に卷回して電極群を作製した。この後、これらの電極群を外装缶内にそれぞれ挿入した後、外装缶内にKOHを主体とする電解液をそれぞれ注入し、更に外装缶を封口して、公称容量が約1700mAhのAAサイズのニッケル−水素蓄電池B1〜B6をそれぞれ作製した。
【0026】
ここで、ニッケル正極b1を用いたものを電池B1とし、ニッケル正極b2を用いたものを電池B2とし、ニッケル正極b3を用いたものを電池B3とし、ニッケル正極b4を用いたものを電池B4とし、ニッケル正極b5を用いたものを電池B5とし、ニッケル正極b6を用いたものを電池B6とした。
【0027】
ついで、上述のように作製した各電池B1〜B6をそれぞれ用い、これらの各電池B1〜B6を室温(約25℃)で、170mA(0.1It)の充電電流で16時間充電を行い、その後、1700mA(1It)の放電電流で終止電圧が1.0Vになるまで放電させるサイクルを5サイクル繰り返し、放電時間から各電池B1〜B6の5サイクル目の放電容量(C5)を求めた。
【0028】
ついで、60℃にて、170mA(0.1It)の充電電流で16時間充電を行い、その後、1700mA(1It)の放電電流で終止電圧が1.0Vになるまで放電させて、放電時間から各電池B1〜B6の6サイクル目の放電容量(C6)を求めた。この後、5サイクル目の放電容量(C5)に対する6サイクル目の放電容量(C6)の比率R(=C6/C5×100%)を高温充電特性として求めると、下記の表2に示すような結果になった。なお、下記の表2には前述した電池A1(粉末X線回折における(200)面のピークの半価幅(2θ)が0.48°の酸化マグネシウムα1(カルシウム元素の濃度が10ppm)を用いたもの)の結果も併せて示しており、5サイクル目の放電容量(C5)は電池A1の値を100とし、他の電池B2〜B6の5サイクル目の放電容量(C5)はこれとの相対値で表している。
【0029】
【表2】
【0030】
上記表2の結果から明らかなように、酸化マグネシウムの粉末X線回折における(200)面のピークの半価幅(2θ)が0.50°より大きくなると高温充電特性が低下することが分かる。これはニッケル電極に酸化マグネシウムを添加すると、水酸化ニッケルの酸素過電圧が上昇して、高温での充電受け入れ性が向上するが、酸化マグネシウムの半価幅(2θ)が大きくなるに伴って結晶性が低下して、水酸化ニッケルの酸素過電圧がそれほど上昇しなくなったためと考えられる。このことから、酸化マグネシウムの粉末X線回折における(200)面のピークの半価幅(2θ)が0.50度以下になるように規制するのが好ましいということができる。
【0031】
5.酸化マグネシウムの添加量の検討
ついで、酸化マグネシウムの添加量について検討した。この場合、上述のように準備した酸化マグネシウム粉末α1(カルシウム元素の濃度が10ppmで、粉末X線回折における(200)面のピークの半価幅(2θ)が0.48°のもの)を用い、この酸化マグネシウム粉末α1の添加量を水酸化ニッケル粉末の質量に対して、0.05質量%,0.1質量%,0.2質量%,0.3質量%,0.5質量%,1.0質量%(A1),1.5質量%,2.0質量%,3.0質量%,5.0質量%,8.0質量%になるように、酸化マグネシウム粉末α1、水酸化ニッケル粉末および導電剤としての水酸化コバルトとを混合して合剤粉末をそれぞれ調製した。この後、これらの合剤粉末100質量部と、結着剤としての1質量%メチルセルロース水溶液20質量部とを混練して活物質ペーストを調製した。
【0032】
ついで、発泡ニッケル(例えば、多孔度が95%で、平均孔径が200μmのもの)からなる多孔性電極基板を用意した後、この多孔性電極基板に上述のように調製した活物質ペーストを所定の充填密度になるようにそれぞれ塗着した。乾燥後、所定の厚み(例えば、0.70mm)になるように加圧成形し、所定の寸法(例えば、縦70mm、横40mm)に切断して非焼結式ニッケル電極c1,c2,c3,c4,c5,c6,c7,c8,c9,c10をそれぞれ作製した。
【0033】
ここで、酸化マグネシウム粉末の添加量が0.05質量%のものを電極c1とし、酸化マグネシウム粉末の添加量が0.1質量%のものを電極c2とし、酸化マグネシウム粉末の添加量が0.2質量%のものを電極c3とし、酸化マグネシウム粉末の添加量が0.3質量%のものを電極c4とし、酸化マグネシウム粉末の添加量が0.5質量%のものを電極c5とし、酸化マグネシウム粉末の添加量が1.5質量%のものを電極c6とし、酸化マグネシウム粉末の添加量が2.0質量%のものを電極c7とし、酸化マグネシウム粉末の添加量が3.0質量%のものを電極c8とし、酸化マグネシウム粉末の添加量が5.0質量%のものを電極c9とし、酸化マグネシウム粉末の添加量が8.0質量%のものを電極c10とした。
【0034】
ついで、上述のように作製した各ニッケル電極c1〜c10と、上述と同様な水素吸蔵合金電極とをそれぞれ用いて、これらをそれぞれポリアミド系不織布からなるセパレータを介して渦巻状に卷回して電極群を作製した。この後、これらの電極群を外装缶内にそれぞれ挿入した後、外装缶内にKOHを主体とする電解液をそれぞれ注入し、更に外装缶を封口して、公称容量が約1700mAhのAAサイズのニッケル−水素蓄電池C1〜C10をそれぞれ作製した。
【0035】
ここで、ニッケル正極c1を用いたものを電池C1とし、ニッケル正極c2を用いたものを電池C2とし、ニッケル正極c3を用いたものを電池C3とし、ニッケル正極c4を用いたものを電池C4とし、ニッケル正極c5を用いたものを電池C5とし、ニッケル正極c6を用いたものを電池C6とし、ニッケル正極c7を用いたものを電池C7とし、ニッケル正極c8を用いたものを電池C8とし、ニッケル正極c9を用いたものを電池C9とし、ニッケル正極c10を用いたものを電池C10とした。
【0036】
上述のように作製した各電池C1〜C10をそれぞれ用い、これらの各電池C1〜C10を室温(約25℃)で、170mA(0.1It)の充電電流で16時間充電を行い、その後、1700mA(1It)の放電電流で終止電圧が1.0Vになるまで放電させるサイクルを5サイクル繰り返し、放電時間から各電池A1〜A5の5サイクル目の放電容量(C5)を求めた。
【0037】
ついで、60℃にて、170mA(0.1It)の充電電流で16時間充電を行い、その後、1700mA(1It)の放電電流で終止電圧が1.0Vになるまで放電させて、放電時間から各電池A1〜A5の6サイクル目の放電容量(C6)を求めた。この後、5サイクル目の放電容量(C5)に対する6サイクル目の放電容量(C6)の比率R(=C6/C5×100%)を高温充電特性として求めると、下記の表3に示すような結果になった。なお、下記の表3には前述した電池A1(酸化マグネシウムα1を用い、酸化マグネシウム粉末の添加量が1.0質量%のもの)の結果も併せて示しており、5サイクル目の放電容量(C5)は電池A1の値を100とし、他の電池C1〜C10の5サイクル目の放電容量(C5)はこれとの相対値で表している。
【0038】
【表3】
【0039】
上記表3の結果から明らかなように、電池C1のように酸化マグネシウムの添加量が0.05質量%と少ないと高温充電特性が低下することが分かる。これは、酸化マグネシウムの添加量が少なくなりすぎると、水酸化ニッケルの酸素過電圧を充分に上昇させることができなくなるためと考えられる。一方、電池C9,C10のように酸化マグネシウムの添加量が増大すると、5サイクル目の放電容量が低下するようになることが分かる。これは、酸化マグネシウムの添加量が増大すると、相対的に活物質となる水酸化ニッケルの添加量が減少するためである。これらのことから、水酸化ニッケル質量に対する酸化マグネシウムの添加量が0.1質量%以上で3.0質量%以下になるようにするのが好ましいということができる。
【0040】
6.コバルト化合物の添加方法の検討
上述した例においては、導電剤としての水酸化コバルトを活物質としての水酸化ニッケル粉末に酸化マグネシウム粉末とともに添加、混合して合剤粉末とする例について説明したが、導電剤としての水酸化コバルトを水酸化ニッケル粉末の表面に形成したものを用いることができる。
【0041】
この場合、水酸化ニッケルを主体とする水酸化物を硫酸コバルト水溶液に添加することにより、主成分が水酸化ニッケルの球状水酸化物粒子を結晶核として、この結晶核の周囲に水酸化コバルトが析出した複合粒子を形成した後、この複合粒子を100℃の加熱空気の雰囲気中で水酸化ナトリウム水溶液を噴霧して、水酸化コバルトを高次化した。ついで、この複合粒子粉末を純水で充分に洗浄した後、脱水、乾燥することにより、アルカリカチオン(ナトリウムイオン)を含有し結晶性が乱れた高次コバルト化合物の被覆層(この場合は、コバルト被覆層の生成量が水酸化ニッケルの質量に対して10質量%になるようにしている)を有する複合粒子粉末を作製した。
【0042】
ついで、この複合粒子粉末に複合粒子粉末中の水酸化ニッケルに対して1.0質量%の酸化マグネシウム粉末(カルシウムの濃度が10ppmの酸化マグネシウムα1)を混合して合剤粉末を調製した後、この合剤粉末100質量部と、結着剤としての1質量%メチルセルロース水溶液20質量部とを混練して活物質ペーストを調製した。ついで、発泡ニッケル(例えば、多孔度が95%で、平均孔径が200μmのもの)からなる多孔性電極基板を用意した後、この多孔性電極基板にこの活物質ペーストを所定の充填密度になるようにそれぞれ塗着した。乾燥後、所定の厚み(例えば、0.70mm)になるように加圧成形し、所定の寸法(例えば、縦70mm、横40mm)に切断して非焼結式ニッケル電極dを作製した。
【0043】
ついで、上述と同様に水素吸蔵合金電極を用意した後、上述のように作製したニッケル電極dと水素吸蔵合金電極を用いて、これらをポリアミド系不織布からなるセパレータを介して渦巻状に卷回して電極群を作製した。この後、この電極群を外装缶内にそれぞれ挿入した後、外装缶内にKOHを主体とする電解液をそれぞれ注入し、更に外装缶を封口して、公称容量が約1700mAhのAAサイズのニッケル−水素蓄電池Dを作製した。
【0044】
ついで、この電池Dを室温(約25℃)で、170mA(0.1It)の充電電流で16時間充電を行い、その後、1700mA(1It)の放電電流で終止電圧が1.0Vになるまで放電させるサイクルを5サイクル繰り返し、放電時間から電池Dの5サイクル目の放電容量(C5)を求めた。ついで、60℃にて、170mA(0.1It)の充電電流で16時間充電を行い、その後、1700mA(1It)の放電電流で終止電圧が1.0Vになるまで放電させて、放電時間から電池Dの6サイクル目の放電容量(C6)を求めた。この後、5サイクル目の放電容量(C5)に対する6サイクル目の放電容量(C6)の比率R(=C6/C5×100%)を高温充電特性として求めると、下記の表4に示すような結果になった。なお、下記の表4には前述した電池A1の結果も併せて示しており、5サイクル目の放電容量(C5)は電池A1の値を100とし、電池Dの5サイクル目の放電容量(C5)はこれとの相対値で表している。
【0045】
【表4】
【0046】
上記表4の結果から明らかなように、アルカリカチオン(ナトリウムイオン)を含有し結晶性が乱れた高次コバルト化合物の被覆層を有する水酸化ニッケルを主体とする活物質を用いた電池Dは、電池A1よりも5サイクル目の放電容量および高温充電特性が向上していることが分かる。これは、アルカリカチオン(ナトリウムイオン)を含有し結晶性が乱れた高次コバルト化合物の導電性が優れているため、このような高次コバルト化合物を水酸化ニッケルを主体とする活物質の表面に備えるようにすると、酸化マグネシウム中に含まれるカルシウム元素濃度を低減した効果が高められ、活物質の利用率が向上するとともに、水酸化ニッケルの酸素過電圧を充分に上昇させることが可能になったためと考えられる。
【0047】
上述したように、本発明においては、カルシウム元素の濃度が20ppm以下の酸化マグネシウム、あるいはCu−Kαを用いた粉末X線回折における(200)面のピークの半価幅(2θ)が0.5度以下の酸化マグネシウムがニッケル電極中に添加されている。この結果、放電容量を低下させることなく水酸化ニッケルの酸素過電圧を増大させることが可能となり、高温充電特性に優れたアルカリ蓄電池用ニッケル電極が得られるようになる。
【0048】
なお、上述した実施の形態においては、水酸化ニッケルに添加するコバルト源として水酸化コバルトを用いる例について説明したが、水酸化コバルトに代えて酸化コバルトあるいは水酸化コバルトと酸化コバルトとの混合物を用いるようにしてもよい。
また、上述した実施の形態においては、非焼結式ニッケル電極とするために、導電性芯体として発泡ニッケルを用いる例について説明したが、発泡ニッケル以外の導電性芯体として、フェルト状金属繊維多孔体あるいはパンチングメタルをもちいるようにしてもよい。
さらに、上述した実施の形態においては、本発明をニッケル−水素蓄電池に適用する例について説明したが、本発明はニッケル−水素蓄電池に限らず、ニッケル−カドミウム蓄電池、ニッケル−亜鉛蓄電池などの他のアルカリ蓄電池に適用しても同様な効果が期待できる。
Claims (6)
- 活物質保持体に水酸化ニッケルを主体とする活物質が充填されたアルカリ蓄電池用ニッケル電極であって、
前記アルカリ蓄電池用ニッケル電極中に酸化マグネシウムが添加されているとともに、
前記酸化マグネシウム中に含有されるカルシウム元素の濃度が20ppm以下に規制されていることを特徴とするアルカリ蓄電池用ニッケル電極。 - 活物質保持体に水酸化ニッケルを主体とする活物質が充填されたアルカリ蓄電池用ニッケル電極であって、
前記アルカリ蓄電池用ニッケル電極中に酸化マグネシウムが添加されているとともに、
前記酸化マグネシウムはCu−Kαを用いた粉末X線回折における(200)面のピークの半価幅(2θ)が0.5度以下であることを特徴とするアルカリ蓄電池用ニッケル電極。 - 前記酸化マグネシウムの添加量は活物質となる前記水酸化ニッケルの質量に対して0.1質量%〜3.0質量%であ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用ニッケル電極。
- 前記活物質となる水酸化ニッケルの表面はコバルト化合物で被覆され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用ニッケル電極。
- 前記コバルト化合物は結晶性が乱れたアルカリカチオンを含む高次コバルト化合物であることを特徴とする請求項4に記載のアルカリ蓄電池用ニッケル電極。
- 請求項1から請求項5のいずれかに記載のアルカリ蓄電池用ニッケル電極と、負極と、これらの間を隔離するセパレータと、アルカリ電解液とを備えたことを特徴とするアルカリ蓄電池。
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