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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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
の縦断面図である。
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。
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。
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
。
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。
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。
もたらすものである。
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
。
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。
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。
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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 |
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JP2988974B2 (ja) | 1999-12-13 |
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