JP7058235B2 - アルカリ二次電池用電槽、アルカリ二次電池用電槽の製造方法、及びアルカリ二次電池 - Google Patents

Description

本発明は、アルカリ二次電池用電槽、アルカリ二次電池用電槽の製造方法、及びアルカリ二次電池に関する。

アルカリ二次電池の１つであるニッケル水素二次電池は、水酸化ニッケルを主成分とした正極と、水素吸蔵合金を主成分とした負極と、アルカリ電解液とから構成されている。こうしたニッケル水素二次電池用の電槽としては、耐熱性、耐薬品性、耐衝撃性に優れ、安価で成形しやすい合成樹脂としてポリプロピレン（ＰＰ）製のものが知られている。

ＰＰは、結晶性樹脂であるため、特に射出成形において成形中又は成形後に樹脂の結晶化が起こり、二次電池用の電槽の成形体に反りや収縮等の変形が生じることがある。そこで、二次電池用電槽の変形を抑制する技術の一例が特許文献１に記載されている。

特許文献１に記載の二次電池用電槽は、充電中に隔壁の変形が起こりにくいポリプロピレン製であって、ポリプロピレンに極少量のタルクを添加することで成形性を低下させることなく、成形体が充電時の発熱によって変形することを抑える。例えば、この二次電池用電槽は、ポリプロピレン樹脂「１００重量部」とタルク「０．０１～０．１０重量部」とからなるポリプロピレン系樹脂組成物の射出成形により成形される。

特開平８－１３２４６８号公報

一般にＰＰは、分子量が高くなれば、材料強度や耐薬品性が高くなる一方で、成形における流動性が低くなる。逆に、分子量が低くなれば、材料強度や耐薬品性が低くなる一方で、成形における流動性が高くなる。そこで、アルカリ二次電池用の電槽を構成するＰＰは、成形された電槽における材料強度及び耐薬品性の高さと、電槽を成形するときの流動性の高さとを両立させることのできる分子量にコントロールされている。

近年、電池の容量の増加、使用環境の拡大しており、成形流動性の低下を避けつつ、電槽としてより耐薬品性の高い電槽が求められているが、樹脂材料の分子量のコントロールだけでは耐薬品性と成形流動性とが背反する問題がある。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、アルカリ二次電池用電槽の耐薬品性の低下を抑制することのできるアルカリ二次電池用電槽、アルカリ二次電池用電槽の製造方法、及びアルカリ二次電池を提供することにある。

上記課題を解決するアルカリ二次電池用電槽は、アルカリ二次電池を構成する極板群とアルカリ電解質とを収容する樹脂製のケースと、前記ケースの開口部に熱溶着される前記樹脂製の蓋体とを有し、前記樹脂は、ポリプロピレン（ＰＰ）とポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）とを含んで構成され、前記ポリプロピレン（ＰＰ）は、メルトマスフローレート（ＭＦＲ）［ｇ／１０ｍｉｎ］が「０．２以上３．０以下」であるとともに、等温結晶化時間［ｍｉｎ］が「０．６５以上１．５以下」であり、前記ポリプロピレン（ＰＰ）と前記ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）との質量比［％］が、「９０以下６０以上」対「１０以上４０以下」となるように調整されている。

上記課題を解決するアルカリ二次電池用電槽の製造方法は、アルカリ二次電池を構成する極板群とアルカリ電解質とを収容する樹脂製のアルカリ二次電池用電槽の製造方法であって、アルカリ二次電池用電槽は、前記極板群と前記アルカリ電解質とを収容する樹脂製のケースと、前記ケースの開口部に熱溶着される前記樹脂製の蓋体とを備え、前記ケースと前記蓋体とをそれぞれ、メルトマスフローレート（ＭＦＲ）［ｇ／１０ｍｉｎ］が「０．２以上３．０以下」であるとともに、等温結晶化時間［ｍｉｎ］が「０．６５以上１．５以下」であるポリプロピレン（ＰＰ）とポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）との質量比［％］が、「９０以下６０以上」対「１０以上４０以下」となるように調整した樹脂材料を用いて射出成形する成形ステップを備える。

上記課題を解決するアルカリ二次電池は、水酸化ニッケルを主成分とする活物質を含む正極、水素吸蔵合金を含む負極、及びアルカリ水溶液からなる電解液を樹脂製の電槽に収容してなるアルカリ二次電池であって、前記電槽が上記記載のアルカリ二次電池用電槽である。

ポリプロピレン（ＰＰ）のケースは、高い耐薬品性を有するが、成形後に熱溶着加工された部分は、熱溶着加工されていない部分に生じないソルベントクラックが生じる等、熱溶着加工されていない部分に比べて耐薬品性が低下することが見出された。この点、この構成又は方法のように、メルトマスフローレート（ＭＦＲ）と等温結晶化時間とを上記範囲としたＰＰに所定の質量比でＰＰＥを混合した樹脂からアルカリ二次電池用電槽を成形した。これにより、成形流動性に影響のある分子量を変更することなく耐薬品性の低下が抑制されたＰＰ製のアルカリ二次電池用電槽を得ることができる。

好ましい構成として、前記ケースは、射出成形されたものである。
このような構成によれば、射出成形に適した成形流動性を維持しつつ、耐薬品性を高めることができる。

好ましい構成として、前記ケースの開口部は、前記極板群を前記ケースの内部に挿入する開口である。
このような構成によれば、極板群のケース内への配置が容易であるとともに、ケースを密閉することができる。

好ましい構成として、無機充填材の含有量が前記ケース及び前記蓋体を構成する材料の全質量に対して１［質量％］未満である。
このような構成によれば、無機充填材が添加されることによるケース及び蓋体の耐薬品性の低下が抑制される。

好ましい構成として、前記アルカリ二次電池が車載用のニッケル水素二次電池である。
このような構成によれば、ニッケル水素二次電池の電槽の耐薬品性を高めることができるため、車載用電池の信頼性が高められる。

好ましい方法として、前記ケースに前記極板群を収容した後、前記ケースの開口部と、前記蓋体とを熱板溶接工法によって熱溶着させる熱溶着ステップを備える。
このような方法によれば、開口部と蓋体とを好適に溶着させることができるとともに、開口部と蓋体との熱溶着部との耐薬品性の低下を抑制することができる。

本発明によれば、アルカリ二次電池用電槽の熱溶着部分の耐薬品性の低下を抑制することができる。

アルカリ二次電池用電槽、アルカリ二次電池用電槽の製造方法、及びアルカリ二次電池の一実施形態であるニッケル水素二次電池の電槽の斜視図。 同実施形態における電槽の部分断面図。 同実施形態における電槽の材料物性と耐薬品性との関係の一例を示すリスト。 同実施形態における電槽の材料物性と耐薬品性との関係の一例を示すリスト。

図１～図４を参照して、アルカリ二次電池用電槽、アルカリ二次電池用電槽の製造方法、及びアルカリ二次電池の一実施形態について説明する。
図１に示すように、ニッケル水素二次電池は、密閉型電池であり、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両の電源として用いられる電池である。車両に搭載されるニッケル水素二次電池としては、所要の電力容量を得るべく、複数の単電池３０を電気的に直列接続して構成された電池モジュール１１からなる角形密閉式の二次電池が知られている。

電池モジュール１１は、複数の単電池３０を収容可能な角形ケース１３と同角形ケース１３の開口部１６を封止する蓋体１４とによって構成される直方体状の一体電槽１０を有している。なお、この角形ケース１３及び蓋体１４は、樹脂製のものが用いられていて、角形ケース１３と蓋体１４とは相互に当接する部分が熱溶着された熱溶着部１９を構成する。また、角形ケース１３の表面には電池使用時の放熱性を高めるべく複数の凹凸（図示略）が形成されている。

図２に示すように、一体電槽１０を構成する角形ケース１３及び蓋体１４は、アルカリ性の電解液に対して耐性を有する樹脂材料であるポリプロピレン（ＰＰ）及びポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）を含んで構成されている。そして一体電槽１０の内部には、複数の単電池３０を区画する隔壁１８が形成されており、この隔壁１８によって区画された部分が、単電池３０毎の電槽１５となる。一体電槽１０は、例えば、６つの電槽１５のそれぞれが単電池３０を構成している。

こうして区画された電槽１５内には、極板群２０と、その両側に接合された正極の集電板２４及び負極の集電板２５とが水酸化カリウム（ＫＯＨ）を主成分とする水系電解質である電解液とともに収容されている。

極板群２０は、矩形状の正極板２１及び負極板２２がセパレータ２３を介して積層して構成されている。このとき、正極板２１、負極板２２及びセパレータ２３が積層された方向が積層方向である。極板群２０の正極板２１及び負極板２２は、極板の面方向であって互いに反対側の側部に突出されることで構成される正極板２１のリード部の側端縁に集電板２４がスポット溶接等により接合され、負極板２２のリード部の側端縁に集電板２５がスポット溶接等により接合されている。

また、隔壁１８の上部には各電槽１５の接続に用いられる貫通孔３２が形成されている。貫通孔３２は、集電板２４の上部に突設されている接続突部、及び集電板２５の上部に突設されている接続突部の２つの接続突部同士が該貫通孔３２を介してスポット溶接等により溶接接続されることで、各々隣接する電槽１５の極板群２０を電気的に直列接続させる。貫通孔３２のうち、両端の電槽１５の各々外側に位置する貫通孔３２は、一体電槽１０の端側壁上方で正極の接続端子２９ａ又は負極の接続端子２９ｂ（図１参照）が装着される。正極の接続端子２９ａは、集電板２４の接続突部と溶接接続される。負極の接続端子２９ｂ（図１参照）は、集電板２５の接続突部と溶接接続される。こうして直列接続された極板群２０、すなわち複数の単電池３０の総出力が正極の接続端子２９ａ及び負極の接続端子２９ｂ（図１参照）から取り出される。

一方、蓋体１４には、一体電槽１０の内部圧力を開弁圧以下にする排気弁１４１と、極板群２０の温度を検出するためのセンサを装着するセンサ装着穴１４２とが設けられている。排気弁１４１は、隔壁１８の上部の図示しない連通孔で連通される一体電槽１０の内部圧力の値が許容される閾値を超えた開弁圧以上になった場合には、開弁されることで一体電槽１０内部に発生したガスを排出する。

（極板群の構成）
正極板２１は、金属多孔体である発泡ニッケル基板と、発泡ニッケル基板に充填された水酸化ニッケル、オキシ水酸化ニッケル等のニッケル酸化物を主成分とする正極活物質、添加剤（導電剤等）を有する。

負極板２２は、パンチングメタルなどからなる電極支持体と、電極支持体に塗布された水素吸蔵合金（ＭＨ）とを有する。
セパレータ２３は、ポリプロピレンなどのオレフィン系樹脂の不織布、もしくは必要に応じてこれにスルフォン化などの親水処理を施したものである。

こうした正極板２１及び負極板２２及びセパレータ２３は、正極板２１のリード部と負極板２２のリード部とを互いに反対側に突出する態様でセパレータ２３を介して交互に積層することで直方体状の極板群２０を構成する。

２つの集電板２４，２５の溶接された極板群２０は、角形ケース１３内の各電槽１５に収容されて、隣接する極板群２０の正極の集電板２４と負極の集電板２５とがそれらの上部に突設された接続突部同士で接続されることで、互いに隣接する極板群２０が電気的に直列接続される。

各電槽１５内には、電解液が所定量注入された状態で、蓋体１４で角形ケース１３の開口部１６が封止されることで、複数の単電池３０からなる例えば定格容量「６．５Ａｈ」の電池モジュール１１が構成されている。

（熱溶着部）
角形ケース１３と蓋体１４とは、ＰＰとＰＰＥとが所定の質量比［％］で混合された樹脂材料が２６０［℃］の成形温度で射出成形されることにより成形されている。ここで、所定の質量比［％］は、ＰＰとＰＰＥとの２つの材料間における比である。

一体電槽１０は、極板群２０を収容した角形ケース１３の開口部１６と蓋体１４との当接部に熱板溶接工法により溶着された熱溶着部１９を有している。
熱溶着部１９は、開口部１６の当接面１３Ａと蓋体１４の当接面１４Ａとがそれぞれ、加熱された熱板の当接によって２６０℃に加熱溶融された後、相互に重ね合わされた２つの当接面１３Ａ，１４Ａが熱溶着することにより形成される（熱溶着ステップ）。

ところで、ＰＰは、耐薬品性が優れているため、当業者であっても、一体電槽１０に薬品による劣化を起因とするソルベントクラックは発生しないと認識されていた。しかし、発明者らは、一体電槽１０の強度を高める研究を行う過程で、一体電槽１０のうち、熱溶着された熱溶着部１９には、熱溶着部１９を除く部分では生じないソルベントクラックが発生するおそれのある程度の耐薬品性の低下が生じていることを導き出した。さらに、発明者らは、ＰＰ製の一体電槽１０は、熱溶着に関与しない部分の耐薬品性に比べて、開口部と蓋との間で熱溶着に関与した熱溶着部分の耐薬品性の低下が、一体電槽１０の耐久性や信頼性に影響を及ぼすおそれがあると考えるようになった。

（樹脂材料）
図３及び図４を参照して、一体電槽１０を構成する角形ケース１３及び蓋体１４を構成する樹脂材料について説明する。角形ケース１３及び蓋体１４は同じ樹脂材料から構成される。樹脂材料は、射出成形前に、ＰＰとＰＰＥとにより２つの材料の関係で所定の質量比［％］に調整される。例えば、所定の質量比［％］への調整は、ＰＰのペレットとＰＰＥのペレットとの混合量の調整によって行われる。

ここで、所定の質量比［％］は、ＰＰの割合［％］が「９０以下６０以上」の範囲にあるとき、対するＰＰＥの割合［％］が「１０以上４０以下」の範囲となるように調整される。なお、樹脂材料は、ＰＰやＰＰＥの他に、色材や無機充填材等のその他の添加物が混ぜられることも少なくない。このとき、無機充填材であって、耐薬品性や角形ケース１３と蓋体１４との溶着性を低下させるおそれのある材料は、角形ケース１３や蓋体１４を構成する材料全体の質量に対して１［質量％］未満になるように調整され、より好ましくは、これらの無機充填材を含まないように調整される。このとき、「無機充填材を含まない」には、不可避不純物として含有されている場合を含む。なお、無機充填材のうち、耐薬品性等を低下させるおそれのある材料としては、ガラス、タルク等が挙げられ、溶着性を低下させるおそれのある材料としてはマイカ、ウォラストナイト、カーボンファイバ等の炭素系材料等が挙げられる。

ＰＰＥは、一体電槽１０の強度をより高める材料である。ＰＰＥは、ＰＰに混合されてポリマーアロイを構成し、ＰＰ単体で構成された電槽に比較して、一体電槽１０の熱的強度や機械的強度をより高いものにする。なお、本実施形態では、ＰＰＥの物性のうち、還元粘度が０．５２［ｄＬ／ｇ］であるものを使用した。

還元粘度は、「日本工業規格ＪＩＳ Ｋ７３６７－１」に規定された測定方法により測定されたものである。還元粘度の測定条件は、環境温度が３０［℃］であり、溶媒であるクロロホルム溶液のもとの粘度が０．５［ｄＬ／ｇ］である。

ＰＰは、熱的強度、機械的強度、耐薬品性、及び成形流動性が高く、安価な材料である。ＰＰは、メルトマスフローレート（ＭＦＲ）［ｇ／１０ｍｉｎ］を「０．２以上３．０以下」とし、等温結晶化時間［ｍｉｎ］を「０．６５以上１．５以下」とした。なお、「ｍｉｎ」は、時間単位の「分」を示し、以下同様である。

ＭＦＲは、熱可塑性樹脂の溶融時の流動性を表す数値であり、「日本工業規格 ＪＩＳ Ｋ７２１０」に規定された測定方法により測定されたものである。ＭＦＲは、シリンダ内で溶融した樹脂を一定の温度と負荷条件のもと、シリンダ底部に設置された規定口径のダイスから１０分間あたり押し出される樹脂量の測定で得られる。本実施形態では、一定の温度を２３０［℃］とし、負荷条件を２１．２［Ｎ］とした。なお、ＭＦＲは、樹脂材料の分子量と相関を有しており、ＭＦＲの値が大きいほど分子量が小さくて流動性が高いことを示し、逆に、ＭＦＲの値が小さいほど分子量が大きくて流動性が低いことを示している。

一般にＰＰは、分子量が大きくなれば、材料強度や耐薬品性が高くなる一方で、成形における流動性が低くなる。逆に、分子量が小さくなれば、材料強度や耐薬品性が低くなる一方で、成形における流動性が高くなる。このような背反関係のなかで、アルカリ二次電池用の一体電槽１０（電槽１５）を構成するＰＰは、材料強度及び耐薬品性の高さと、流動性の高さとを両立させた分子量にコントロールされている。これに加えて、発明者らは、熱溶着部分における耐薬品性の低下を抑制可能なＰＰを選択することができることを見出した。

すなわち、ＰＰは、等温結晶化時間［ｍｉｎ］が「０．６５以上１．５以下」であるものを使用した。等温結晶化時間は、樹脂を１４０［℃］雰囲気に保持し、結晶化が起こる時間を測定したものである。ここでは、等温結晶化時間を、Ｐｅｒｋｉｎｅｌｍｅｒ社製の「Ｄｉａｍｏｎｄ ＤＳＣ」を用いて以下の手順で測定した。まず、ＰＰの温度を５０［℃］から１９０［℃］まで１００［℃／ｍｉｎ］の速度で昇温させた後、１９０［℃］から１４０［℃］まで１００［℃／ｍｉｎ］の速度で降温させ、１４０［℃］に保持したとき、結晶化までの時間［ｍｉｎ］を測定した。ＰＰは、等温結晶化時間に基づいて結晶領域の増減を選択することができることから、等温結晶化時間を定めることによって結晶領域が特定の範囲にあるＰＰが特定される。

一般に、結晶化樹脂であるＰＰは、結晶化が促進されることで結晶領域が増加し、弾性率が高くなる一方、靱性が低下する。つまり、結晶領域（ラメラ）が増加することで、非結晶領域においてラメラ間を繋ぐタイ分子の数、長さ、末端主鎖の絡まり合いの数・長さが減少し、靱性の低下が起こる。つまり、結晶領域の範囲で、ＰＰの弾性率と靱性と関係が特定される。

こうしたことから発明者らは、ニッケル水素二次の一体電槽１０の場合、アルカリ溶液（電解液）との接触や一体電槽１０の内圧による歪みの発生が、ＰＰの末端主鎖の絡まり合いで結合した部位においてこれらの絡まり合いを解き、耐薬品性を低下させてソルベントクラックを発生させると考えた。そして、鋭意研究を重ねた発明者らは、実験結果等から、ＰＰの末端主鎖の絡まり合い部分の数を制御する因子の１つが、結晶化時間であるとの推論を導いた。この推論に基づいて、耐薬品性の低下が抑制されてソルベントクラックの発生し難い結晶領域を有するＰＰの選択された一体電槽１０を成形可能にした。

（実施例及び比較例）
以下、図３及び図４に示す、実験結果の一例である実施例１～１１及び比較例１～６について説明する。

実験は、実施例１～１１及び比較例１～６に示す樹脂材料を使用した。
成形性試験では、成形温度２６０［℃］、金型温度４０［℃］、冷却時間２０［秒］で１５［ｃｍ］×１５［ｃｍ］×１．５［ｍｍ］の試験体を射出成形することに基づいて成形性を評価した。金型のゲートは、直径１［ｍｍ］のピンゲートとした。

耐薬品性試験では、射出成形した角形ケース１３と蓋体１４について、熱溶着部１９の耐薬品性を以下の手順により評価した。
手順１：この樹脂材料で角形ケース１３と蓋体１４を２６０［℃］の成形温度で射出成形する。

手順２：角形ケース１３の内部に水酸化ナトリウム水溶液（１質量％）を注液してから、角形ケース１３の開口部と蓋体１４とを熱板溶接工法で溶着する。このとき、角形ケース１３と蓋体１４との間に熱溶着部１９が形成される。

手順３：密閉した電池モジュール１１を上下反転させた状態で、所定条件の検査環境に維持して、当該検査環境における耐薬品性について評価し、判定を行う。検査環境の所定条件は、環境温度９０［℃］、電池内圧０．２［ＭＰａ］の検査環境で２４時間経過する条件である。

評価能結果を、図３のリスト１００と、図４のリスト１１０に示す。
成形性は、試験体にフローマークがない、かつ、金型から取り出し可能であるときを良好であると判定し「○」で示す一方、試験体にフローマークがある、及び、金型から取り出し不可能であることの少なくとも一方であるときを不良であると判定し「×」で示す。

電池評価の１つである耐薬品性は、良好であるとき「○」で示し、不良であるとき「×」で示し、評価不能であるとき「－」で示す。耐薬品性は、熱溶着部１９にソルベントクラックがなければ良好（「○」）であると判定し、ソルベントクラックがあれば不良（「×」）であると判定した。ここでは、各リスト１００，１１０中の［Ｗｔ％］は、質量％に対応するものとする。

（実施例１）
一体電槽１０を、下記物性を有する樹脂材料で作成し評価した。
ＰＰとＰＰＥとの質量比［質量％］を「９０：１０」とした。

ＰＰＥの還元粘度［ｄＬ／ｇ］を「０．５２」とした。
ＰＰのＭＦＲ［ｇ／１０ｍｉｎ］を「０．２」とした。
ＰＰの等温結晶化時間［ｍｉｎ］を「０．６５」とした。

このとき、成形性は良好「○」と判定され、耐薬品性は良好「○」と判定された。
（実施例２）
一体電槽１０を、下記物性を有する樹脂材料で作成し評価した。

ＰＰのＭＦＲ［ｇ／１０ｍｉｎ］を「０．４」とした。
なお、ＰＰとＰＰＥとの質量比、ＰＰＥの還元粘度、及びＰＰの等温結晶化時間は、実施例１と同様である。

このとき、成形性は良好「○」と判定され、耐薬品性は良好「○」と判定された。
（実施例３）
一体電槽１０を、下記物性を有する樹脂材料で作成し評価した。

ＰＰのＭＦＲ［ｇ／１０ｍｉｎ］を「１」とした。
なお、ＰＰとＰＰＥとの質量比、ＰＰＥの還元粘度、及びＰＰの等温結晶化時間は、実施例１と同様である。

このとき、成形性は良好「○」と判定され、耐薬品性は良好「○」と判定された。
（実施例４）
一体電槽１０を、下記物性を有する樹脂材料で作成し評価した。

ＰＰのＭＦＲ［ｇ／１０ｍｉｎ］を「１．９」とした。
なお、ＰＰとＰＰＥとの質量比、ＰＰＥの還元粘度、及びＰＰの等温結晶化時間は、実施例１と同様である。

このとき、成形性は良好「○」と判定され、耐薬品性は良好「○」と判定された。
（実施例５）
一体電槽１０を、下記物性を有する樹脂材料で作成し評価した。

ＰＰのＭＦＲ［ｇ／１０ｍｉｎ］を「３」とした。
なお、ＰＰとＰＰＥとの質量比、ＰＰＥの還元粘度、及びＰＰの等温結晶化時間は、実施例１と同様である。

このとき、成形性は良好「○」と判定され、耐薬品性は良好「○」と判定された。
（比較例１）
一体電槽１０を、下記物性を有する樹脂材料で作成し評価した。

ＰＰのＭＦＲ［ｇ／１０ｍｉｎ］を「０．１」とした。
なお、ＰＰとＰＰＥとの質量比、ＰＰＥの還元粘度、及びＰＰの等温結晶化時間は、実施例１と同様である。

このとき、成形性は「形成不可」と判定され、耐薬品性は判定不能「－」であった。
（比較例２）
一体電槽１０を、下記物性を有する樹脂材料で作成し評価した。

ＰＰのＭＦＲ［ｇ／１０ｍｉｎ］を「７」とした。
なお、ＰＰとＰＰＥとの質量比、ＰＰＥの還元粘度、及びＰＰの等温結晶化時間は、実施例１と同様である。

このとき、成形性は良好「○」と判定され、耐薬品性不良「×」と判定された。
以上の各実施例１～５及び各比較例２及び３によれば、等温結晶化時間［ｍｉｎ］が「０．６５」であるＰＰは、ＭＦＲ［ｇ／１０ｍｉｎ］が「０．２以上３以下」の範囲で成形性及び耐薬品性がいずれも良好であると判定された。よって、ＰＰは、ＭＦＲ［ｇ／１０ｍｉｎ］が「０．２以上３以下」の範囲にあることが良好であると考えられる。

（実施例６）
一体電槽１０を、下記物性を有する樹脂材料で作成し評価した。
ＰＰの等温結晶化時間［ｍｉｎ］を「１」とした。

なお、ＰＰとＰＰＥとの質量比、ＰＰのＭＦＲ、及びＰＰＥの還元粘度は、実施例１と同様である。
このとき、成形性は良好「○」と判定され、耐薬品性は良好「○」と判定された。

（実施例７）
一体電槽１０を、下記物性を有する樹脂材料で作成し評価した。
ＰＰの等温結晶化時間［ｍｉｎ］を「１．５」とした。

なお、ＰＰとＰＰＥとの質量比、ＰＰのＭＦＲ、及びＰＰＥの還元粘度は、実施例１と同様である。
このとき、成形性は良好「○」と判定され、耐薬品性は良好「○」と判定された。

（実施例８）
一体電槽１０を、下記物性を有する樹脂材料で作成し評価した。
ＰＰのＭＦＲ［ｇ／１０ｍｉｎ］を「３」とした。

ＰＰの等温結晶化時間［ｍｉｎ］を「１．５」とした。
なお、ＰＰとＰＰＥとの質量比、及びＰＰＥの還元粘度は、実施例１と同様である。
このとき、成形性は良好「○」と判定され、耐薬品性は良好「○」と判定された。

（比較例３）
一体電槽１０を、下記物性を有する樹脂材料で作成し評価した。
ＰＰの等温結晶化時間［ｍｉｎ］を「０．５５」とした。

なお、ＰＰとＰＰＥとの質量比、ＰＰのＭＦＲ、及びＰＰＥの還元粘度は、実施例１と同様である。
このとき、成形性は良好「○」と判定され、耐薬品性は不良「×」と判定された。

（比較例４）
一体電槽１０を、下記物性を有する樹脂材料で作成し評価した。
ＰＰの等温結晶化時間［ｍｉｎ］を「２」とした。

なお、ＰＰとＰＰＥとの質量比、ＰＰのＭＦＲ、及びＰＰＥの還元粘度は、実施例１と同様である。
このとき、成形性は不良「×」と判定され、耐薬品性は良好「○」と判定された。

以上の各実施例１，５～８及び各比較例３及び４によれば、ＭＦＲ［ｇ／１０ｍｉｎ］が「０．２」であるＰＰは、等温結晶化時間［ｍｉｎ］が「０．６５以上１．５以下」の範囲で成形性及び耐薬品性がいずれも良好であると判定された。また、ＭＦＲ［ｇ／１０ｍｉｎ］が「３」であるＰＰは、等温結晶化時間［ｍｉｎ］が「０．６５以上１．５以下」の範囲で成形性及び耐薬品性がいずれも良好であることが判定された。よって、ＰＰは、等温結晶化時間［ｍｉｎ］が「０．６５以上１．５以下」の範囲内にあれば成形性及び耐薬品性を良好であるように両立させることができる。

（実施例９）
一体電槽１０を、下記物性を有する樹脂材料で作成し評価した。
ＰＰとＰＰＥとの質量比を「６０：４０」とした。

なお、ＰＰのＭＦＲ、ＰＰの等温結晶化時間、及びＰＰＥの還元粘度は、実施例１と同様である。
このとき、成形性は良好「○」と判定され、耐薬品性は良好「○」と判定された。

（実施例１０）
一体電槽１０を、下記物性を有する樹脂材料で作成し評価した。
ＰＰとＰＰＥとの質量比を「６０：４０」とした。

ＰＰのＭＦＲ［ｇ／１０ｍｉｎ］を「３」とした。
なお、ＰＰの等温結晶化時間、及びＰＰＥの還元粘度は、実施例１と同様である。
このとき、成形性は良好「○」と判定され、耐薬品性は良好「○」と判定された。

（実施例１１）
一体電槽１０を、下記物性を有する樹脂材料で作成し評価した。
ＰＰとＰＰＥとの質量比を「６０：４０」とした。

ＰＰのＭＦＲ［ｇ／１０ｍｉｎ］を「３」とした。
ＰＰの等温結晶化時間［ｍｉｎ］を「１．５」とした。
なお、ＰＰＥの還元粘度は、実施例１と同様である。

このとき、成形性は良好「○」と判定され、耐薬品性は良好「○」と判定された。
以上の各実施例１，９～１１によれば、ＭＦＲ［ｇ／１０ｍｉｎ］が「０．２」であるＰＰは、ＰＰとＰＰＥとの質量比が「９０：１０」から「６０：４０」までの範囲で成形性及び耐薬品性がいずれも良好であると判定された。また、ＭＦＲ［ｇ／１０ｍｉｎ］が「３」のときＰＰとＰＰＥとの質量比が「９０：１０」から「６０：４０」までの範囲で成形性及び耐薬品性がいずれも良好であることが判定された。よって、ＰＰとＰＰＥとの質量比が「９０：１０」から「６０：４０」までの範囲内にあれば成形性及び耐薬品性を良好であるように両立させることができる。

（比較例５）
一体電槽１０を、下記物性を有する樹脂材料で作成し評価した。
補強材としてＰＰＥの代わりにタルクを使用し、ＰＰとタルクとの割合を「９０：１０」とした。

ＰＰのＭＦＲ［ｇ／１０ｍｉｎ］を「７」とした。
なお、ＰＰの等温結晶化時間、ＰＰＥの還元粘度は、実施例１と同様である。
このとき、成形性は不良「×」と判定され、耐薬品性は不良「×」と判定された。

以上の各比較例２，５によれば、ＭＦＲ［ｇ／１０ｍｉｎ］が「７」であって分子量が多くて成形性が低いＰＰは、ＰＰＥであれば成形性が良好であったとしても、ＰＰＥをタルクに変更すると成形性が不良であると判定された。よって、ＰＰに混合する補強材はＰＰＥが良好であること考えられる。

よって、ＰＰのＭＦＲ［ｇ／１０ｍｉｎ］が「０．２以上３．０以下」、かつ、等温結晶化時間［ｍｉｎ］が「０．６５以上１．５以下」、かつ、ＰＰとＰＰＥとの質量比［％］が「９０以下６０以上」対「１０以上４０以下」に調整された樹脂材料を選択する。そして、この選択された樹脂材料から、特に熱溶着部１９における耐薬品性の低下の抑制されたアルカリ二次電池用の電槽１５を成形することができる。

本実施形態によれば、以下に記載する効果が得られる。
（１）ＭＦＲと等温結晶化時間とを上記範囲としたＰＰに所定の質量比でＰＰＥを混合した樹脂からアルカリ二次電池用電槽を成形した。これにより、成形流動性に影響のある分子量を変更することなく、熱溶着部分の耐薬品性の低下が抑制されたＰＰ製のアルカリ二次電池用の一体電槽１０を得ることができる。

（２）射出成形に適した成形流動性を維持しつつ、耐薬品性を高めることができる。
（３）角形ケース１３の開口部１６から極板群２０の角形ケース１３内への配置が容易であるとともに、角形ケース１３を密閉することができる。

（４）無機充填材が添加されることによる角形ケース１３及び蓋体１４の耐薬品性の低下が抑制される。
（５）ニッケル水素二次電池の一体電槽１０の耐薬品性を高めることができるため、車載用電池の信頼性が高められる。

（６）熱板溶接工法で、角形ケース１３の開口部１６と、蓋体１４とを好適に溶着させることができるとともに、開口部１６と蓋体１４との熱溶着部１９との耐薬品性の低下を抑制することができる。

上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、ニッケル水素二次電池の樹脂電槽である場合について例示した。これに限らず、樹脂電槽は、アルカリ電解質を使用する二次電池に使用してもよい。

・上記実施形態では、無機充填材が１［質量％］未満である場合について例示した。これに限らず、成形性や耐薬品性の低下への影響が小さければ、無機充填材を１［質量％］以上含んでもよい。

・上記実施形態では、熱溶着部１９が角形ケース１３と蓋体１４との溶着部分である場合について例示した。これに限らず、熱溶着部が、角形ケースの穴とその穴を塞ぐために熱溶着された樹脂部材との溶着された部分や、蓋体の穴とその穴を塞ぐために熱溶着された樹脂部材との溶着された部分であってもよい。このようなときにも、熱溶着部の耐薬品性の低下が抑制される。

・上記実施形態では、角形ケース１３と蓋体１４とが射出成形されたものである場合について例示した。これに限らず、熱溶着部を有する樹脂ケースが構成されるのであれば、角形ケースと蓋体とが圧縮成形、回転成形、押出成形等の射出成形以外の成形方法で成形されたものであってもよい。

・上記実施形態では、積層型の極板群２０である場合について例示した。しかしこれに限らず、極板群は、長尺の正極板及び長尺の負極板を長尺のセパレータを介して扁平に捲回した捲回型等の積層型ではない形状であってもよい。

・上記実施形態では、一体電槽１０である場合について例示した。しかしこれに限らず、単電池の電槽であってもよい。
・上記実施形態では、ニッケル水素二次電池が電気自動車やハイブリッド自動車の電源として用いられる場合について例示した。しかしこれに限らず、ニッケル水素二次電池は、その他の装置の電源として適用されるものであってもよい。

１０…一体電槽、１１…電池モジュール、１３…角形ケース、１３Ａ…当接面、１４…蓋体、１４Ａ…当接面、１５…電槽、１６…開口部、１８…隔壁、１９…熱溶着部、２０…極板群、２１…正極板、２２…負極板、２３…セパレータ、２４，２５…集電板、２９ａ，２９ｂ…接続端子、３０…単電池、３２…貫通孔、１００，１１０…リスト、１４１…排気弁、１４２…センサ装着穴。

Claims (7)

1. アルカリ二次電池を構成する極板群とアルカリ電解質とを収容する樹脂製のケースと、
   前記ケースの開口部を封止可能な前記樹脂製の蓋体とを有し、
   前記樹脂は、ポリプロピレン（ＰＰ）とポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）とを含んで構成され、
   前記ポリプロピレン（ＰＰ）は、メルトマスフローレート（ＭＦＲ）［ｇ／１０ｍｉｎ］が「０．２以上３．０以下」であるとともに、等温結晶化時間［ｍｉｎ］が「０．６５以上１．５以下」であり、
   前記ポリプロピレン（ＰＰ）と前記ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）との質量比［％］が、「９０以下６０以上」対「１０以上４０以下」となるように調整されている
   アルカリ二次電池用電槽。
2. 前記ケースの開口部は、前記極板群を前記ケースの内部に挿入する開口である
   請求項１に記載のアルカリ二次電池用電槽。
3. 無機充填材の含有量が前記ケース及び前記蓋体を構成する材料の全質量に対して１［質量％］未満である
   請求項１又は２に記載のアルカリ二次電池用電槽。
4. 前記アルカリ二次電池が車載用のニッケル水素二次電池である
   請求項１～３のいずれか一項に記載のアルカリ二次電池用電槽。
5. アルカリ二次電池を構成する極板群とアルカリ電解質とを収容する樹脂製のアルカリ二次電池用電槽の製造方法であって、
   アルカリ二次電池用電槽は、前記極板群と前記アルカリ電解質とを収容する樹脂製のケースと、前記ケースの開口部に熱溶着される前記樹脂製の蓋体とを備え、
   前記ケースと前記蓋体とをそれぞれ、メルトマスフローレート（ＭＦＲ）［ｇ／１０ｍｉｎ］が「０．２以上３．０以下」であるとともに、等温結晶化時間［ｍｉｎ］が「０．６５以上１．５以下」であるポリプロピレン（ＰＰ）とポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）との質量比［％］が、「９０以下６０以上」対「１０以上４０以下」となるように調整した樹脂材料を用いて射出成形する成形ステップを備える
   アルカリ二次電池用電槽の製造方法。
6. 前記ケースに前記極板群を収容した後、前記ケースの開口部と、前記蓋体とを熱板溶接工法によって熱溶着させる熱溶着ステップを備える
   請求項５に記載のアルカリ二次電池用電槽の製造方法。
7. 水酸化ニッケルを主成分とする活物質を含む正極、水素吸蔵合金を含む負極、及びアルカリ水溶液からなる電解液を樹脂製の電槽に収容してなるアルカリ二次電池であって、
   前記電槽が請求項１～４のいずれか一項に記載のアルカリ二次電池用電槽である
   アルカリ二次電池。

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