JPH0218876A - 密閉電気化学的電池の製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は電気化学的に活性な物質が、水素で水素化物を
形成し得る金属間化合物を含む負極を備え、該負極が放
電バッファを有する、少なくとも１種のアルカリ金属水
酸化物の水溶液から成る電解液を備えた密閉電気化学的
電池に関するものである。

本発明はまたかかる密閉電気化学的電池の製造Ｊ５法に
関するものである。

〈従来の技術） この型の再充電可能な電池は欧州特許出願ＥＰ第１７０
５１９号に開示されている。この電池では、過充電の場
合に水素ガスの形成を防止するために負極は正極より大
きい電気化学的容量を有する。例、七−ばかがる電池が
Ｍ電池に直列に接続されている場合に生じ得る過放電の
場合に、酸素の発生およ′５腐蝕により負極が損傷を受
ける場合がある。こね、を防止するため、過人容唯の負
極の一部分に、Ｐ　ｆｆｌ＆充電または放電バッファを
充填する。この処置の目的は電気化学的電池の動作寿命
を増す、即ち可能な充電および放電サイクルの数を増す
ことにある。更に過放電は電池における圧力を著しく増
大させる。これにより安全弁が開かれると、電解液が電
池から排出して電池の容量が低減する。

電池を密閉する前に電池に水素ガスを供給することによ
り大規模で電池を安全に予備充電することは困難である
ので、前記欧州特許出願においては予備充電用部材を使
用する。この予備充電用部材は、ベース金属Ｍ１例えば
遷移金属または元素の周期律表の第１族および第■族の
一つの元素を含み、負極に導電接続する。この負極は次
の反応Ｍ＋ｎ０Ｈ−−−−→Ｍ　（○Ｈ）、、＋ｎ−ｅ
−に従って予備充電用部材の酸化および負極への電子の
移動により部分的に充電される。

（発明が解決しようとする課題） この既知の方法は異種イオンが電解液中に存在するとい
う欠点を有する。更に、負極に接続する予備充電用部材
を電池に設けるために電池の構造を適するようにしなけ
ればならない。

本発明の目的は、水素ガスを外部から供給することなく
、負極が放電バッファを有する簡単な構造の電気化学的
電池を提供することにある。

本発明の他の目的は、電解液の組成が、特に異種多価イ
オンの存在により乱されないような電池を提供すること
にある。

本発明の他の目的は、再現できる方法で所望量の放電バ
ッファを供給する電気化学的電池を製造する方法を提供
することにある。

（課題を解決するだめの手段） 本発明において、この目的は序文に記載した電気化学的
電池において、電解液と接触するアルカリ金属、アルカ
リ土類金属またはアルミニウムの存在により放電バッフ
ァが得られことを特徴とする電池を使用することで達成
される。

電解液の組成はアルカリ金属、特にそのイオンがアルカ
リ金属水酸化物の形態で既に電解液中に存在するアルカ
リ金属を使用することにより少なくとも影響される。

電池を密閉する少し前に、電解液を充填すると゛ｒアル
カリ金属たはアルカリ土類金属Ｍと電解質の水との間で
次の反応が起こる： ２Ｍ　＋　２ｎ　Ｈ２［］　　→２Ｍ（ＤＨ）ｎ　＋ｎ
　Ｈ２形成される水素は負極に吸収され、かくして放電
バッファが得られる。金属Ｍと負極との間の電気的接触
は必要でないので、電池の構造は変える必要がない。ア
ルカリ金属またはアルカリ土類金属は電池を密閉する前
に電池内にワイヤ、金属削り屑或いは金属粒子の形態で
、簡単に導入される。

本発明の好適例においては、放電バッファを電解液と接
触するリチウムの存在により得られる。

リチウムの使用はリチウムが電解液と接触させられる場
合に、活発な反応が行われない利点を有する。

本発明において、電気化学的電池を製造する方法を提供
する目的は、電池を密閉する前に、一定量のアルカリ金
属、アルカリ土類金属またはアルミニウムを電池内に導
入することにより放電バアファを設け、上記一定量が電
池の未充電状態において負極に吸収される水素の所望単
に相当することで達成される。

（実施例） 図面を参照して本発明を実施例により更に詳細に説明す
る。

実施例 第１図に示す密閉電池は、金属、例えばステンレス・ス
チールの如き金属の適当なハウジング１を備え、このハ
ウジング１は導体３および４用の孔を有する蓋２を備え
る。合成樹脂リング５により、導体を金属ハウジング（
１，２）と絶縁しである。ハウジングは外側寸法で例え
ば２２ｍｍの直径および４１ｍｍの高さを有する。負極
６、セパレータ７および正極８から成る巻回部分をハウ
ジング内に設け、アセンブリを例えばポリ塩化ビニルの
電気絶縁性合成樹脂箔９により包囲し、ポリ塩化ビニル
の如き電気絶縁性物質のディスク１０上に配置した。

電池に電解液を充填し、密閉する少し前に、例えば金属
削り屑状または小塊状の一定量のリチウム１１を電池内
に導入すると、この際形成される水素ガスは負極により
吸収された。電池を密閉した後しばらくして反応が完了
する際リチウムの金属残留物は残存しなかった。

アルカリ金属をワイヤ状で使用する場合には、巻回部分
（６，７，８）にワイヤを組み込むのが有利である。

負極６は水素化物形成性金属間化合物を含むもので、こ
れを導体３に接続した。水素化物形成性化合物は例えば
Ｌａｏ、　６Ｎｄｏ、　２Ｎ１２．５ＣＯ２，４ＳＩＯ
，ｌ　の組成を有する。他の適当な水素化物形成性化合
物には例えば米国特許第４．４８７．８１７号、同第４
．６９９．８５６号および同第４．７０２．９７８号明
細書に記載されているものがあり、また例えばＴｉ〉ｉ
＋金合金ある。負極は適当量の適切な元素を融解し、か
くして形成された金属間化合物を粉末にし１．れをニッ
ケル基板上に、例えばポリビニルｒルコールの如き重合
体結合剤を含むペーストによ、−パ（ツ着した。このペ
ーストは例えば７５重量％の金１４間化合物、２４６５
江量％の水および０．５重慴％のポリビニル−ｒ′ルコ
ールから成る。

正極８は従来の焼結形の水酸化ニッケル電極であり、導
体４に接続した。６Ｎの水酸化リチウムと水酸化カリウ
ム（１：１モル比）の水溶液を電解液として使用した。

電解液は、セパレータ７に吸収され、かくしてこれによ
り湿温された２個の電極の電気化学的活性物質を接触さ
せる。セパレータはポリアミド繊維の不織布シートの形
態のものであった。

電池内の自由ガス空間は約５ｃｍ３であった。この型の
密閉電池は１．２〜１，４Ｖの８ＭＦを有した。

本発明の電池は従来法に従って組立て例えば複数個の直
列配置した電池から成る蓄電池を形成することができる
。

雰囲気から封止された電池は所定圧力で操作されるよう
にする寸法の弁を備えるのが良い。

密閉型の再充電可能な電池において、正極の電気化学的
活性部分は、例えば水酸化ニッケノペ酸化銀または酸化
マンガンから成り、一般に水酸化ニッケルが実用に適す
る理由のため好ましい。

一般に電池に使用する電解液は、１種以上のアルカリ金
属水酸化物、例えば水酸化リチウム、水酸化すｌ−ＩＪ
ウムおよび水酸化カリウムの１種以上の７より大なｐＨ
を有する水溶液から成る。

更に、電池は電極を電気的に絶縁するが、イオンおよび
ガスを輸送することができるセパレータを備えるのが良
い。セパレータは合成樹脂の繊維、例えばポリアミド礒
維若しくはポリプロピレン繊維（織布または不織布〉か
ら構成することができ親水性であるのが好ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一例の密閉再充電可能な電気化学的電
池の一部を切欠いて示す斜視図である。 １・・・ハウジング　　　　２・・・蓋３４・・・導体
　　　　　５・・・合成樹脂リング６・・・負極　　　
　　　　７・・・セパレータ訃・・正極 ９・・・電気絶縁性合成樹脂箔 １０・・・ディスク 第１図 特許出願人　　エヌ・ベー・フイｉルノプス・フルーイ
ランペンファブリケン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電気化学的に活性な物質が、水素で水素化物を形成
   し得る金属間化合物を含む負極を具え、該負極が放電バ
   ッファを有する、少なくとも１種のアルカリ金属水酸化
   物の水溶液から成る電解液を備えた密閉電気化学的電池
   において、放電バッファが電解液と接触するアルカリ金
   属、アルカリ土類金属またはアルミニウムにより得られ
   ることを特徴とする密閉電気化学的電池。 ２、充電バッファが電解液と接触するリチウムの存在に
   より得られることを特徴とする請求項１記載の密閉電気
   化学的電池。 ３、電気化学的に活性な物質が、水素で水素化物を形成
   し得る金属間化合物を含む負極を具え、該負極が放電バ
   ッファを有する、少なくとも１種のアルカリ金属水酸化
   物の水溶液から成る電解液を備えた密閉電気化学的電池
   を製造するに当たり、電池を密閉する前に、一定量のア
   ルカリ金属、アルカリ土類金属またはアルミニウムを導
   入することにより放電バッファを設け、上記一定量が電
   池の未充電状態において負極に吸収される水素の所望量
   に対応することを特徴とする密閉電気化学的電池の製造
   方法。 ４、放電バッファを設けるのにリチウムを使用すること
   を特徴とする請求項３記載の密閉電気化学的電池の製造
   方法。