JPH0482171A - 角形ニッケル水素蓄電池 - Google Patents
角形ニッケル水素蓄電池Info
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- JPH0482171A JPH0482171A JP2195007A JP19500790A JPH0482171A JP H0482171 A JPH0482171 A JP H0482171A JP 2195007 A JP2195007 A JP 2195007A JP 19500790 A JP19500790 A JP 19500790A JP H0482171 A JPH0482171 A JP H0482171A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は正極板と負極板をセパレータを介して積層した
角形電池、特に負極に水素吸蔵金属を、正極にニッケル
酸化物を、それぞれ主成分として有する角形ニッケル水
素蓄電池に関する。
角形電池、特に負極に水素吸蔵金属を、正極にニッケル
酸化物を、それぞれ主成分として有する角形ニッケル水
素蓄電池に関する。
（従来の技術）
近年、機器の小型軽量化にともない体積効率の高い角形
電池の開発が行われている。また最近、円筒形電池にお
いて一層の高容量化を目的として負極に水素吸蔵金属を
用いるアルカリ蓄電池の開発も活発になっている。
電池の開発が行われている。また最近、円筒形電池にお
いて一層の高容量化を目的として負極に水素吸蔵金属を
用いるアルカリ蓄電池の開発も活発になっている。
ところで、従来の角形アルカリ蓄電池、例えばニッケル
カドミウム蓄電池においては、第４図に示される構造の
ものが知られている。すなわち第４図において、１は負
極端子を兼ねる有底直方体の金属ケース容器である。こ
の容器１の内部には、カドミウムを主成分とする負極板
２、セパレータ３、ニッケル酸化物を主成分とする正極
板４とかこの順序で積層して構成された発電要素５が配
置されている。この正極板４．負極板２にはそれぞれれ
集電端子Ｉ＋、 １０が形成されており、それぞれの集
電端子ＩＩ及び１０はそれぞれ纏めて金属性蓋体８及び
金属ケース１に接続されている。９は電池内圧が上昇し
た際に外部にガスを排出する機構を有する弾性体６を内
蔵した封目板であり、絶縁性ガスケット７を介して金属
ケース１の開口端部をかしめることにより、容器１−内
の発電要素などの各部材を密閉している。
カドミウム蓄電池においては、第４図に示される構造の
ものが知られている。すなわち第４図において、１は負
極端子を兼ねる有底直方体の金属ケース容器である。こ
の容器１の内部には、カドミウムを主成分とする負極板
２、セパレータ３、ニッケル酸化物を主成分とする正極
板４とかこの順序で積層して構成された発電要素５が配
置されている。この正極板４．負極板２にはそれぞれれ
集電端子Ｉ＋、 １０が形成されており、それぞれの集
電端子ＩＩ及び１０はそれぞれ纏めて金属性蓋体８及び
金属ケース１に接続されている。９は電池内圧が上昇し
た際に外部にガスを排出する機構を有する弾性体６を内
蔵した封目板であり、絶縁性ガスケット７を介して金属
ケース１の開口端部をかしめることにより、容器１−内
の発電要素などの各部材を密閉している。
上記発電要素のうち、正極板としてはニッケル粉末の焼
結体に溶液状の活物質を含浸充填する焼結式極板が用い
られてきたが、従来その電極容量密度は最高４５０ ｍ
Ａｈ／ｃｃ程度であり、より一層の高容量化のためには
容量密度を向上させることが必要とされるようになって
きた。
結体に溶液状の活物質を含浸充填する焼結式極板が用い
られてきたが、従来その電極容量密度は最高４５０ ｍ
Ａｈ／ｃｃ程度であり、より一層の高容量化のためには
容量密度を向上させることが必要とされるようになって
きた。
そこで、電極容量密度を高める上で有利となる発泡メタ
ルや焼結繊維などの三次元構造基板に活物質を直接充填
する方法によるペースト式極板が開発され、それらの電
極ては５００ｍＡｈ／ｃｃ以上の容量密度が得られてい
る。
ルや焼結繊維などの三次元構造基板に活物質を直接充填
する方法によるペースト式極板が開発され、それらの電
極ては５００ｍＡｈ／ｃｃ以上の容量密度が得られてい
る。
（発明が解決しようとする課題）
正極にニッケル酸化物、負極にカドミウム酸化物及び金
属カドミウムを採用した従来のニッケルカドミウム蓄電
池は、充電過程において正極の厚みが増大し、負極の厚
みが減少する。また放電過程においては各々その逆の傾
向を有している。
属カドミウムを採用した従来のニッケルカドミウム蓄電
池は、充電過程において正極の厚みが増大し、負極の厚
みが減少する。また放電過程においては各々その逆の傾
向を有している。
方、負極に水素吸蔵合金を主成分として有するニッケル
水素アルカリ蓄電池においては、充電過程において負極
では水素吸蔵合金が水素を吸蔵するために負極の厚みが
若干増大し、正極厚みの増大と重なって極板群厚の増大
がニッケルカドミウム電池よりも顕著となる。この現象
は正極が焼結式極板よりもペースト式極板に代表される
非焼結式極板の方が顕著であり、更に正極が未化成の電
極である場合には初充電時に化成により大幅に厚みが増
大スるため、セパレータから電解液を押し出してしまい
電解液が安全弁を通して外部に排出されてしまうことも
ある。このような電極の膨潤により電池が厚さ方向に膨
らむため、封口方法として金属ケース開口端のかしめを
採用した角形電池では、アルカリ電解液の漏液の原因と
なるおそれもある。
水素アルカリ蓄電池においては、充電過程において負極
では水素吸蔵合金が水素を吸蔵するために負極の厚みが
若干増大し、正極厚みの増大と重なって極板群厚の増大
がニッケルカドミウム電池よりも顕著となる。この現象
は正極が焼結式極板よりもペースト式極板に代表される
非焼結式極板の方が顕著であり、更に正極が未化成の電
極である場合には初充電時に化成により大幅に厚みが増
大スるため、セパレータから電解液を押し出してしまい
電解液が安全弁を通して外部に排出されてしまうことも
ある。このような電極の膨潤により電池が厚さ方向に膨
らむため、封口方法として金属ケース開口端のかしめを
採用した角形電池では、アルカリ電解液の漏液の原因と
なるおそれもある。
また非焼結式正極板、例えばペースト式極板を用いて高
容量の電池を構成しようとする場合には、正極板の容量
密度としては５００ ｍＡｈ／ｃｃ以上が要求される。
容量の電池を構成しようとする場合には、正極板の容量
密度としては５００ ｍＡｈ／ｃｃ以上が要求される。
そのペースト式極板は活物質を含むペースト状物を多孔
性基板に塗布乾燥することにより形成されているため、
充放電により膨潤を生じ、その結果必要とされる電解液
量は焼結式極板の場合よりも多くなってしまうが、円筒
形電池の場合と異なって角形電池には渦巻式極板群の巻
芯に相当する部分の空間が存在しないために、電解液の
注入性が極端に劣ってしまう。また万一電解液の不足が
生じた場合には電極反応の不均一か生して、電池容量の
不足及び電極の劣化に伴う電極容量バランスの崩れを生
じ、充放電サイクル寿命の低下を引き起こしてしまう。
性基板に塗布乾燥することにより形成されているため、
充放電により膨潤を生じ、その結果必要とされる電解液
量は焼結式極板の場合よりも多くなってしまうが、円筒
形電池の場合と異なって角形電池には渦巻式極板群の巻
芯に相当する部分の空間が存在しないために、電解液の
注入性が極端に劣ってしまう。また万一電解液の不足が
生じた場合には電極反応の不均一か生して、電池容量の
不足及び電極の劣化に伴う電極容量バランスの崩れを生
じ、充放電サイクル寿命の低下を引き起こしてしまう。
さらに、前述したように非焼結式極板が膨潤し電解液を
セパレータから電極内に取り込んでしまうため、セパレ
ータ中に適量の電解液量を確保することが困難となり、
充放電サイクル寿命を低下させてしまうというように、
種々の問題があった。
セパレータから電極内に取り込んでしまうため、セパレ
ータ中に適量の電解液量を確保することが困難となり、
充放電サイクル寿命を低下させてしまうというように、
種々の問題があった。
本発明は上記問題点を解消するためになされたもので、
その目的は、極板群の厚み増大による電池厚みの増大が
なく、電解液の注入性を向上させると共に放電特性が良
好でサイクル劣化の小さい角形ニッケル水素蓄電池を提
供することにある。
その目的は、極板群の厚み増大による電池厚みの増大が
なく、電解液の注入性を向上させると共に放電特性が良
好でサイクル劣化の小さい角形ニッケル水素蓄電池を提
供することにある。
（課題を解決するための手段）
上記目的を達成するために、本発明は、負極性端子を兼
ねる有底角筒金属ケース内に帯状のニッケル正極板と水
素吸蔵金属を主成分とする負極板とをセパレータを介し
て横方向に交互に重ね合わせて構成した極板群およびア
ルカリ電解液を収納した角形ニッケル水素蓄電池におい
て、正極が電極容量密度５００ｍＡｈ／ｃｃ以上である
未化成の非焼結式ニッケル極を備え、金属ケース挿入前
の極板群厚みが金属ケースの積層方向の内径の９０％以
下であることを特徴とするものである。
ねる有底角筒金属ケース内に帯状のニッケル正極板と水
素吸蔵金属を主成分とする負極板とをセパレータを介し
て横方向に交互に重ね合わせて構成した極板群およびア
ルカリ電解液を収納した角形ニッケル水素蓄電池におい
て、正極が電極容量密度５００ｍＡｈ／ｃｃ以上である
未化成の非焼結式ニッケル極を備え、金属ケース挿入前
の極板群厚みが金属ケースの積層方向の内径の９０％以
下であることを特徴とするものである。
（作 用）
本発明によると、角形金属ケースの厚み方向の膨れを抑
えると共に、適量の電解液を注入することが容易となり
、セパレータの電解液保持性を良好な状態で保つことを
可能とすることができるため、充放電サイクル特性及び
大放電特性が良好でスペース効率の優れた高容量の角形
電池が得られる。
えると共に、適量の電解液を注入することが容易となり
、セパレータの電解液保持性を良好な状態で保つことを
可能とすることができるため、充放電サイクル特性及び
大放電特性が良好でスペース効率の優れた高容量の角形
電池が得られる。
（実施例）
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
実施例 １
第１図は本発明の一実施例である角形ニッケル水素電池
の縦断面図である。
の縦断面図である。
図に示すように、０．２ｍｍ厚の袋状セパレータ２３内
に水酸化ニッケルを主体とするペースト状活物質を三次
元網状構造を有するニッケル基板に充填乾燥、プレスし
た電極容量密度５００ｍＡｈ／ｃｃの未化成の正極板２
４と、水素吸蔵合金を主体としたペースト状活物質をパ
ンチトメタル基板に充填、乾燥。
に水酸化ニッケルを主体とするペースト状活物質を三次
元網状構造を有するニッケル基板に充填乾燥、プレスし
た電極容量密度５００ｍＡｈ／ｃｃの未化成の正極板２
４と、水素吸蔵合金を主体としたペースト状活物質をパ
ンチトメタル基板に充填、乾燥。
プレスした負極板２２とを交互に重ね合わせて極板群２
５を形成した。この際、正極と負極の容量バランスが適
正となるようにするとともに極板群の厚みが金属ケース
内面の厚み寸法の９０％となるように正負極の厚みを調
節した。この正極板２４．負極板２２にはそれぞれれ集
電端子３１．３０が形成されており、それぞれの集電端
子３１及び３０はそれぞれ纏めて金属性蓋体２８及び金
属ケース２１に接続されている。その後、両面にニッケ
ルメッキを施した鋼板を深絞り成形して得られる０、４
ｍｍ厚の有底角形金属ケース２１内に極板群を収納し、
アルカリ電解液を注入後、絶縁ガスケット２７内に正極
端子２９゜弾性体２６を備え、正極２４と接続された金
属性蓋板２８を収めた封口部材を金属ケース２１の開口
部に圧入、載置する。そして、金属ケース２１の開口部
を折り曲げて封口し、密閉式角形電池を完成させた。
５を形成した。この際、正極と負極の容量バランスが適
正となるようにするとともに極板群の厚みが金属ケース
内面の厚み寸法の９０％となるように正負極の厚みを調
節した。この正極板２４．負極板２２にはそれぞれれ集
電端子３１．３０が形成されており、それぞれの集電端
子３１及び３０はそれぞれ纏めて金属性蓋体２８及び金
属ケース２１に接続されている。その後、両面にニッケ
ルメッキを施した鋼板を深絞り成形して得られる０、４
ｍｍ厚の有底角形金属ケース２１内に極板群を収納し、
アルカリ電解液を注入後、絶縁ガスケット２７内に正極
端子２９゜弾性体２６を備え、正極２４と接続された金
属性蓋板２８を収めた封口部材を金属ケース２１の開口
部に圧入、載置する。そして、金属ケース２１の開口部
を折り曲げて封口し、密閉式角形電池を完成させた。
次に、以下の表に示す電極容量密度の正極を用い、極板
群厚を以下に示すように段階的に変化させた角形ニッケ
ル水素蓄電池を各２０個づつ製造し、充放電サイクルに
ともなう、１）電池厚みの変化、２）漏液の有無、３）
短絡率と充放電サイクルにおける放電容量の推移につい
て調べた。上記１）〜３）の結果を以下の表に示し、充
放電サイクルでの放電容量維持率の結果を第３図に示す
。
群厚を以下に示すように段階的に変化させた角形ニッケ
ル水素蓄電池を各２０個づつ製造し、充放電サイクルに
ともなう、１）電池厚みの変化、２）漏液の有無、３）
短絡率と充放電サイクルにおける放電容量の推移につい
て調べた。上記１）〜３）の結果を以下の表に示し、充
放電サイクルでの放電容量維持率の結果を第３図に示す
。
以下余白
なお、電池の充放電サイクルでの放電容量維持率は、こ
れらの電池を０．２ＣｍＡで７時間充電し、１Ｃｍ＾で
電池電圧が１ｖになるまで放電するサイクルを繰り返し
、初期におけるコンデイション後の放電容量を１００％
としてサイクル後の容量維持率％を示したものである。
れらの電池を０．２ＣｍＡで７時間充電し、１Ｃｍ＾で
電池電圧が１ｖになるまで放電するサイクルを繰り返し
、初期におけるコンデイション後の放電容量を１００％
としてサイクル後の容量維持率％を示したものである。
以上の結果から分かるように、本発明の実施例はいずれ
も注液時間が短くてすみ、金属ケースの膨らみが小さく
内部短絡も全く発生していないことがわかる。またサイ
クル充放電に伴う放電容量の低下も比較例１．２と比べ
て優れている。比較例１．２においてサイクル充放電後
の容量が小さくなっているのは、安全弁からの電解液の
漏液により、電池内の電解液量の減小によるものと極板
群挿入時に最外側の活物質が削りとられた微分による短
絡に寄るものである。させることができるためである。
も注液時間が短くてすみ、金属ケースの膨らみが小さく
内部短絡も全く発生していないことがわかる。またサイ
クル充放電に伴う放電容量の低下も比較例１．２と比べ
て優れている。比較例１．２においてサイクル充放電後
の容量が小さくなっているのは、安全弁からの電解液の
漏液により、電池内の電解液量の減小によるものと極板
群挿入時に最外側の活物質が削りとられた微分による短
絡に寄るものである。させることができるためである。
さらには耐振動性や耐衝撃性の点から見てもよい効果を
もたらすものである。
もたらすものである。
なお前記実施例では負極板の基板としてパンチトメタル
を用いたが、金網やラスメタル等、二次元構造基板及び
発泡メタル等の三次元構造基板に充填したものでも良い
。
を用いたが、金網やラスメタル等、二次元構造基板及び
発泡メタル等の三次元構造基板に充填したものでも良い
。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明によれば、充放電時におけ
る発電要素の膨潤に伴う容器の膨れを、電解液の漏液を
防止できるとともに、発電要素収納時の活物質の脱落を
解消し、その結果内部の短絡を防止してサイクル寿命の
優れたエネルギー密度の高い角形ニッケル水素電池を提
供することができる。
る発電要素の膨潤に伴う容器の膨れを、電解液の漏液を
防止できるとともに、発電要素収納時の活物質の脱落を
解消し、その結果内部の短絡を防止してサイクル寿命の
優れたエネルギー密度の高い角形ニッケル水素電池を提
供することができる。
第１図は本発明の一実施例である角形ニッケル水素電池
の発電要素収納直後の縦断面図、第２図は第１図の電池
のサイクル充放電後の状態を示す縦断面図、第３図はサ
イクル充放電に伴う電池容量の維持率を示す図、第４図
は従来の角形ニッケルカドミウム蓄電池の縦断面図であ
る。 ３・・・セパレータ ４・・・正極板 ５・・・極板群 ６・・・弾性体 ７・・・絶縁ガスケット ８・・・金属性蓋板 ９・・・正極端子 ０．３１・・・集電端子 （８７３３）代理人 弁理士 猪 股 祥 晃（ほか
１名） ２１−・・・有底角形金属ケース ２２・・・負極板 ｉイ７ハ・り一 第 ３１′ｒ 第４
の発電要素収納直後の縦断面図、第２図は第１図の電池
のサイクル充放電後の状態を示す縦断面図、第３図はサ
イクル充放電に伴う電池容量の維持率を示す図、第４図
は従来の角形ニッケルカドミウム蓄電池の縦断面図であ
る。 ３・・・セパレータ ４・・・正極板 ５・・・極板群 ６・・・弾性体 ７・・・絶縁ガスケット ８・・・金属性蓋板 ９・・・正極端子 ０．３１・・・集電端子 （８７３３）代理人 弁理士 猪 股 祥 晃（ほか
１名） ２１−・・・有底角形金属ケース ２２・・・負極板 ｉイ７ハ・り一 第 ３１′ｒ 第４
Claims (1)
- （１）負極性端子を兼ねる有底角筒金属ケース内に帯状
のニッケル正極板と水素吸蔵金属を主成分とする負極板
とをセパレータを介して横方向に交互に重ね合わせて構
成した極板群およびアルカリ電解液を収納した角形ニッ
ケル水素蓄電池において、正極が電極容量密度５００ｍ
Ａｈ／ｃｃ以上である未化成の非焼結式ニッケル極を備
え、金属ケース挿入前の極板群厚みが金属ケースの積層
方向の内径の９０％以下であることを特徴とする角形ニ
ッケル水素蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2195007A JP2988974B2 (ja) | 1990-07-25 | 1990-07-25 | 角形ニッケル水素蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2195007A JP2988974B2 (ja) | 1990-07-25 | 1990-07-25 | 角形ニッケル水素蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0482171A true JPH0482171A (ja) | 1992-03-16 |
| JP2988974B2 JP2988974B2 (ja) | 1999-12-13 |
Family
ID=16333985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2195007A Expired - Fee Related JP2988974B2 (ja) | 1990-07-25 | 1990-07-25 | 角形ニッケル水素蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2988974B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0657952A1 (en) * | 1993-12-07 | 1995-06-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Rectangular sealed alkaline storage battery and module battery thereof |
-
1990
- 1990-07-25 JP JP2195007A patent/JP2988974B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0657952A1 (en) * | 1993-12-07 | 1995-06-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Rectangular sealed alkaline storage battery and module battery thereof |
| US5601946A (en) * | 1993-12-07 | 1997-02-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Rectangular sealed alkaline storage battery and module battery thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2988974B2 (ja) | 1999-12-13 |
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