JPH01132065A - 密閉型アルカリ蓄電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、水素吸蔵合金電極を負極として構成される密
閉型アルカリ蓄電池に関するものである。

（ロ）従来の技術 可逆的に水素を吸蔵、放出する水素吸蔵合金電極をアル
カリ蓄電池の負極として用いることによって、従来より
用いられているニッケルーカドミウム蓄電池やニッケル
ー亜鉛Ｓｔ池よりも高エネルギー密度の蓄電池を提供す
ることが可能となるので、注目を集めている。この水素
吸蔵合億電極を負極として用いた蓄電池は、他のアルカ
リ蓄電池に比べて自己放電が大きいという問題がある。

たとえば特開昭６２−１５７６０号公報に記載されたよ
うに、水素吸蔵合金粉末全アルカリ処理し、合金の表面
に酸化物を形成させて、水素解離速度を小さくし、自己
放電を抑えることが提案されている。

しかし、種々検討した結果、このようなアルカリ処理に
依る酸化物被膜を形成させるという方法は、密閉型蓄電
池としてみた場合、自己放電を顕著に向上させるもので
はない。また予め、本来活性である水素吸蔵合金を不活
性とし、劣化させておく訳であるから、充放電サイクル
特性に悪影響をもたらす可能性がある。

即ち、水素吸蔵合金電極を負極として用い九電池の諸特
性を総合的にみた場合、保存特性の向上をもたらす対策
の多くは、逆にサイクル特性や、急速充放電特性等の充
放電特性の劣化を招き易いものであシ、保存特性を向上
させかつ他の諸特性を維持するということは極めて困難
であった。

そこで本発明者は、この種電池の自己放電のメカニズム
が次の２つの要素によるものであるとして注目し、検討
を行つた。２つの要素とは、■　水素吸蔵合金電極から
の水素解離と、正極による水素消費 ■　正極からの酸素発生と、水素吸蔵合金電極による酸
素消費 であっで、いずれの反応が主反応であるにせよ、水素吸
蔵合金電極上での水素解離と酸素吸収の抑制が、この種
電池の自己放電の為の有力な手段となることが認識され
た。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 本発明は前述の如き問題点に鑑みなされたものであって
、水素吸蔵合金電極を負極として備えた密閉型アルカリ
蓄電油の保存特性を向上させ、かつ他の諸特性を高いｉ
ｔに維持しようとするものである。

に）問題点を解決するための手段 本発明の密閉型アルカリ蓄電池は、金属酸化物からなる
正極と、負極と、セパレータ及びアルカリ電解液から構
成される電池において、前記負極は水素吸蔵合金粉末と
タングステン粉末とを含むことを特徴とするものである
。

（ホ））作　用 水素吸蔵合金粉末にタングステン粉末を添加して水素吸
蔵合金電極を構成し、密閉型アルカリ蓄電池を構成する
と、保存特性が向上し、他の諸特性たとえばサイクル特
性を劣化させないことを見い出し、本発明を完成するに
至ったものである。

このタングステン粉末の添加による密閉型蓄電池の自己
放電抑制メカニズムは、詳細のところは明確ではないが
、次のように考えられる。つまりタングステンは、電池
保存中の水素吸蔵合金電極の電位において、ＷＯ２塩と
して水素吸蔵合金表面近傍に存在する。そして、これが
正極から放出された酸素の、バリアとして働き、自己放
電を抑制する。タングステン（Ｗ）の場合、 ｗ＋？ｗｏ４” の平衡電位は、水素吸蔵合金電極の充放Ｗ！位の近傍に
ある。例えば、充電末期の水素吸蔵合金電極の電位が卑
な側にずれている状態では、金属状のタングステンＷと
して存在すると考えられる。

そしてこのようなタングステンの可逆的な状態変化が、
充放電特性に影響を与えず、電池の自己放電を抑制する
と推定さする。

（へ）実施例 ランタン（Ｌａ）、ニッケル（Ｎｉ　）、コパル）　（
Ｃｏ　）の各市販原料（純度３Ｎ以上）をＬａＮｉ、Ｃ
ｏ３の組成にな名よう秤量、採取し、アルゴン不活性雰
囲気アーク炉によシ、合金化し、水素吸蔵合金を得た。

これを機械的に５０声ｍ以下に粉砕した。そして、この
水素吸蔵合金粉末の重量に対し５％のタングステン（純
度３Ｎ以上、粒度３７μｍ以下）を混合、捕潰した。

この混合粉末に結着剤としてポリテトラフルオロエチレ
ン（ＰＴＦＥ）をｌＯ重！−χ添加、混合してペースト
状とした後、パンチングメタルからなる集電体の両面に
貼シ付け、水素吸蔵合金電極である負極を作製した。

この水素吸蔵合金電極と、公知の１．２　Ａｈ　ｒ　の
焼結式ニッケル正極（金属酸化物からなる正極）とをナ
イロン製セパレータを介して巻回して渦巻電極体を構成
し、電池缶に挿入した。そして３ＯＸ量＊ＫＯＨ水溶液
を注液した後、封口を行い、公称容量１．２Ａｈｒの密
閉型アルカリ蓄電池を作製し、本発明電池Ａとした。

比較例としてタングステンを添加、混合しない以外は、
電池Ａと同一である、比較電池Ｂを作製した。

次にこれらのｉ！池Ａ、Ｂを用い、保存特性の比較を行
うた。この時の条件は電池Ａ、Ｂを電池容量の１００９
６迄充電した後、５０℃の恒温槽中にて保存を行うとい
うものである。この結果を、第１図に示す。第１図は、
保存日数と、電池の初期容量を１００としてみた場合の
電油の残存容量との関係を示したものである。これよシ
、本発明電池Ａは比較電池Ｂに比し、保存特性において
優れるものであシ、７日後の残存容量を比較すると約２
倍の値を有するものであった。

次に、電池Ａ、Ｂを用い、サイクル試験を行った。この
時の条件は、電池をＩＣの電流で７５分間充電した後、
ＩＣの電流で電池電圧がｔ、ＯＶになる迄放電するとい
うものである。この結果を、第２図に示す。第２図は、
電池のサイクル特性図である。これよシ、本発明電池Ａ
と、比較電池Ｂとのサイクル特性上の差異は認められず
、３５０サイクル後であっても有意差は確認できなかっ
た。

つまシ、本発明電池Ａにおいて、水素吸蔵合金電極がタ
ングステンという不純物を含んでいるにもかかわらず、
充放電サイクル特性において何ら悪影響が観察されない
ものであることがわかる。

ここで、次にタングステンの添加量について検討した。

前記実施例において、タングステン粉末の添加量を水素
吸蔵合金粉末重量に対し％０．２　！％ｉ、０．５％、
２ｇ６としてそれぞれｗｌ、池Ｃ，Ｄ、Ｂを作成し念。

そして前記電油Ａ及び電池Ｂ、Ｃ１Ｄ。

Ｅとを用い、前記同様にして保存を行い、保存特性の比
較を行った。ｔＪＪ３図に、この結果を示す。

第３図において、横軸はタングステン添加量を示し、縦
軸は５０℃で７日間保存した後の電池の初期容量に対す
る残存容量（％）を表している。第３図から明らかなよ
うに、タングステンの添加量が０．５４以上となると、
保存特性が飛躍的に向上していることが理解される。尚
、タングステン添加の上限としては、自己放電抑制とい
う観点からみた場合、何ら指定されるものではない。ま
た他の特性に悪影響を与えるものでもない。しかし、水
素吸蔵合金電罹である負極の容量の点から考えるとあま
シ多くするのは好ましくない。たとえばタングステンの
量は２０ｇ６程度迄とするのが良い。

尚、本実施例では水素吸蔵合金としてＬａＮ　ｉ　。

Ｃｏｇ　　を例示したが、何らこれに限定されるもので
もなく、他の希土類系の合金、Ｔｉ−Ｎｉ系等の合金で
あっても、同機の効果が得られる。

（ト）　　発明の効果 本発明によれば、タングステン粉末を水素吸蔵合金電極
中に添加することによって、かかる電極を負極として用
いる密閉型アルカリ蓄電池の充放電特性を高い！まに維
持し、保存特性を向上させることができるので、その工
業的価値はきわめて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は電池の保存特性を示す図、第２図は電池のサイ
クル特性を示す図、第３図はタングステン添加量を変化
させた時の電池の保存特性を示す図である。　− Ａ・・・本発明電池、Ｂ・・・比較電池。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属酸化物からなる正極と、負極と、セパレータ
   及びアルカリ電解液から構成される電池において、前記
   負極は水素吸蔵合金粉末とタングステン粉末とを含むこ
   とを特徴とする密閉型アルカリ蓄電池。
2. （２）前記タングステン粉末の添加量が、前記水素吸蔵
   合金粉末重量に対して０．５％以上であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の密閉型アルカリ蓄電池
   。