JP6589753B2 - アルカリ二次電池 - Google Patents
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Description
本実施形態のアルカリ二次電池に用いる正極は、少なくとも正極活物質を含有する。また、正極は、正極活物質の他に、導電剤、バインダーを含有していても良い。
本実施形態のアルカリ二次電池に用いる負極は、少なくとも負極活物質を含有する。また、負極は、負極活物質の他に、導電剤、バインダーを含有していても良い。
本実施形態のアルカリ二次電池に用いる電解液は、正極及び負極の間に配置され、アルカリ水溶液からなる。アルカリ水溶液としては、水酸化カリウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化リチウム水溶液が挙げられ、これら2つ以上の溶液を組み合わせて用いても良い。中でも、水酸化物イオンのイオン伝導率が高い水酸化カリウム水溶液が好ましい。水溶液の濃度は特に限定されないが、例えば、よりイオン伝導率を高くする観点から、3〜15mol/Lとすることが好ましく、5〜8mol/Lであることがより好ましい。
本実施形態のアルカリ二次電池に用いるセパレータは、正負極の電極間に設けられ、電気絶縁性かつ耐アルカリ性を有する材料であれば特に限定されることはない。例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)又はこれらを組み合わせたPP/PE/PPなどの不織布が挙げられる。中でもPP/PE/PPが好ましい。
(1)作用極(正極)の作製
バインダーとして、酸化コバルト(II)(CoO)及びポリフッ化ビニリデン(株式会社クレハ製、商品名:PVdF#9305)を、活物質としてHMnPO4・nH2O(三津和化学薬品、HMnPO4含有量90.5%)をそれぞれ用意した。固形分重量比で、HMnPO4・nH2O:CoO:PVdF=85.5:9.5:5となる量で混合し、これに純水を加えることによって混合物のスラリーを調製した。得られたスラリーを発泡ニッケル(集電体)に充填し、乾燥させ、さらに圧延することにより、作用極を作製した。
水素吸蔵合金としてA2B7型構造合金を、バインダーとしてカルボキシメチルセルロースナトリウム(CMC)及びポリビニルアルコール(PVA)を、それぞれ用意した。上記3種類の材料を、固形分重量比で、水素吸蔵合金:CMC:PVA=98.4:0.8:0.8となる量で混合し、これに純水を加えることによって混合物のスラリーを調製した。得られたスラリーを発泡ニッケル(集電体)に充填し、乾燥させ、さらに圧延することにより、対極を作製した。評価用セルの作製のため、対極を2枚準備した。
以下の評価用セルの構成は、参考文献(森下ら「ニッケル−水素電池用ペースト式正極の出力特性の改善」,日化,2002,No.1,93−96)の図2を参考に作成し、その評価用セルの断面図を図3に示す。まず、上記作用極4を、一対のセパレータ6(ポリエチレン・ポリプロピレン製不織布セパレータ)で挟み、得られた挟持物を上記2枚の対極5で挟むことにより、電極積層体を作製した。得られた電極積層体を、一対のアクリル板7でさらに挟み、一定の圧力を加えることにより固定した。参照極8として酸化水銀電極(Hg/HgO)を用意し、図3のように、アクリル板中に参照極8を配置した。一対のセパレータ7中に、電解液として6mol/Lの水酸化カリウム(KOH)水溶液をそれぞれ注入し、実施例の評価用セル200を得た。
実施例の評価用セルについて、25℃に設定した恒温槽内において充放電試験を実施した。まず、30mA/gの電流負荷にて6時間充電を行った後、電位が−0.9V(vs.Hg/HgO)となるまで放電を行った。なお、充電と放電の間、及び放電直後においては、それぞれ30分間の休止時間を設けた。これらを1サイクルとした。
2 … 負極
3 … 電解液
100 … アルカリ二次電池
4 … 作用極(正極)
5 … 対極(負極)
6 … セパレータ
7 … アクリル板
8 … 参照極
9 … 充放電制御器
200 … 評価用セル
Claims (1)
- 正極と、負極と、前記正極及び前記負極の間に配置されるアルカリ水溶液からなる電解液と、を有するアルカリ二次電池において、
前記正極がHMnPO4を含有する正極活物質を有することを特徴とするアルカリ二次電池。
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