JPH05275082A - 密閉形ニッケル−水素蓄電池の化成法 - Google Patents
密閉形ニッケル−水素蓄電池の化成法Info
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- JPH05275082A JPH05275082A JP4070769A JP7076992A JPH05275082A JP H05275082 A JPH05275082 A JP H05275082A JP 4070769 A JP4070769 A JP 4070769A JP 7076992 A JP7076992 A JP 7076992A JP H05275082 A JPH05275082 A JP H05275082A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 とくにＺｒ（Ｔｉ）−ＮｉをベースとするＡ
Ｂ2系合金を含む水素吸蔵合金負極とニッケル正極とセ
パレータを用いた電池を初期から優れた特性を発揮さ
せ、これを長期にわたって維持する密閉形ニッケル−水
素蓄電池の化成法を提供することを目的とする。 【構成】 電解液を注入後に密閉形とし、少なくとも初
充電を５０〜７０℃の高温度で行なう工程、あるいは好
ましくは初充電から次回充電以後順次温度を下げて充電
を行なう工程を含む化成を行なう。
Ｂ2系合金を含む水素吸蔵合金負極とニッケル正極とセ
パレータを用いた電池を初期から優れた特性を発揮さ
せ、これを長期にわたって維持する密閉形ニッケル−水
素蓄電池の化成法を提供することを目的とする。 【構成】 電解液を注入後に密閉形とし、少なくとも初
充電を５０〜７０℃の高温度で行なう工程、あるいは好
ましくは初充電から次回充電以後順次温度を下げて充電
を行なう工程を含む化成を行なう。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は密閉形ニッケル−水素蓄
電池の化成法に関し、特にＺｒ（Ｔｉ）−Ｎｉをベース
とするＡＢ2系合金を含む水素吸蔵合金極負極を用いた
密閉形ニッケル水素蓄電池の化成法に関する。
電池の化成法に関し、特にＺｒ（Ｔｉ）−Ｎｉをベース
とするＡＢ2系合金を含む水素吸蔵合金極負極を用いた
密閉形ニッケル水素蓄電池の化成法に関する。
【０００２】
【従来の技術】各種の電源として広く使われている蓄電
池として鉛蓄電池とアルカリ蓄電池がある。このうちア
ルカリ蓄電池は高信頼性が期待でき、小形軽量化も可能
などの理由で小形電池は各種パータブル機器用に、大形
は産業用として使われてきた。
池として鉛蓄電池とアルカリ蓄電池がある。このうちア
ルカリ蓄電池は高信頼性が期待でき、小形軽量化も可能
などの理由で小形電池は各種パータブル機器用に、大形
は産業用として使われてきた。
【０００３】このアルカリ蓄電池において正極として
は、ほとんどの場合ニッケル極である。ポケット式から
焼結式に代わって特性が向上し、さらに密閉化が可能に
なるとともに用途も広がった。
は、ほとんどの場合ニッケル極である。ポケット式から
焼結式に代わって特性が向上し、さらに密閉化が可能に
なるとともに用途も広がった。
【０００４】一方負極としては現在のところカドミウム
極が主体であるが一層の高エネルギー密度を達成するた
めに金属水素化物つまり水素吸蔵合金極を使ったニッケ
ル−水素蓄電池が注目され製法などに多くの提案がされ
ている。
極が主体であるが一層の高エネルギー密度を達成するた
めに金属水素化物つまり水素吸蔵合金極を使ったニッケ
ル−水素蓄電池が注目され製法などに多くの提案がされ
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】水素吸蔵合金極を負極
とした電池たとえば代表的なニッケル−水素蓄電池の大
きな特徴は高エネルギー密度である。電圧は系が決まる
とそう高くすることはできないので結局一定の体積およ
び重量あたり高容量でなければならない。したがって正
極に対して負極の充填量をできるだけ少なくしたい。一
方水素吸蔵合金極の場合も他と同様で初期の充放電サイ
クルでの放電特性や急速充電特性の上で改良の余地があ
り、充電を行なうと電極特性とくにガス吸収特性が不十
分で密閉形ではガス漏れにより漏液することがある。ま
た不十分な化成のままで使用すると負極規制になりカド
ミウム極で負極規制にした場合よりは優れているが、そ
れでも寿命や高放電に問題が生ずる。とくに、たとえば
Ｚｒ（Ｔｉ）−ＮｉをベースとするＡＢ2系合金では最
終的には高容量でガス吸収特性も良くなるが、初期の活
性化が問題である。したがって添加剤の検討やあらかじ
め密閉化を構成する前に負極の単独化成などが行われて
いる。しかし簡単な操作では所期の目的が達せられてい
ないのが現状である。
とした電池たとえば代表的なニッケル−水素蓄電池の大
きな特徴は高エネルギー密度である。電圧は系が決まる
とそう高くすることはできないので結局一定の体積およ
び重量あたり高容量でなければならない。したがって正
極に対して負極の充填量をできるだけ少なくしたい。一
方水素吸蔵合金極の場合も他と同様で初期の充放電サイ
クルでの放電特性や急速充電特性の上で改良の余地があ
り、充電を行なうと電極特性とくにガス吸収特性が不十
分で密閉形ではガス漏れにより漏液することがある。ま
た不十分な化成のままで使用すると負極規制になりカド
ミウム極で負極規制にした場合よりは優れているが、そ
れでも寿命や高放電に問題が生ずる。とくに、たとえば
Ｚｒ（Ｔｉ）−ＮｉをベースとするＡＢ2系合金では最
終的には高容量でガス吸収特性も良くなるが、初期の活
性化が問題である。したがって添加剤の検討やあらかじ
め密閉化を構成する前に負極の単独化成などが行われて
いる。しかし簡単な操作では所期の目的が達せられてい
ないのが現状である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明の密閉形ニッケル−水素蓄電池の化成法は、とく
にＺｒ（Ｔｉ）−ＮｉをベースとするＡＢ2系合金を含
む水素吸蔵合金負極と、ニッケル正極と、セパレータを
用いて電池を構成し、電解液を注入後に密閉形とし初充
電を５０〜７０℃付近の高温度で行なう工程を含む。こ
の場合少なくとも水素吸蔵合金極は複雑な単独化成を省
略して未化成の状態で電池に組み込む。
本発明の密閉形ニッケル−水素蓄電池の化成法は、とく
にＺｒ（Ｔｉ）−ＮｉをベースとするＡＢ2系合金を含
む水素吸蔵合金負極と、ニッケル正極と、セパレータを
用いて電池を構成し、電解液を注入後に密閉形とし初充
電を５０〜７０℃付近の高温度で行なう工程を含む。こ
の場合少なくとも水素吸蔵合金極は複雑な単独化成を省
略して未化成の状態で電池に組み込む。
【０００７】なお水素吸蔵合金によってはこのような１
サイクル目の高温での充電は１回でよいが、サイクルに
よる水素吸蔵合金極の容量の向上が遅い場合はこのよう
な高温充電を繰り返してもよい。また２サイクル目は１
サイクル目より１０℃程度下げて、さらに必要なら３サ
イクル目は２サイクル目よりさらに１０℃程度下げる。
サイクル目の高温での充電は１回でよいが、サイクルに
よる水素吸蔵合金極の容量の向上が遅い場合はこのよう
な高温充電を繰り返してもよい。また２サイクル目は１
サイクル目より１０℃程度下げて、さらに必要なら３サ
イクル目は２サイクル目よりさらに１０℃程度下げる。
【０００８】この場合少なくとも１サイクル目では充電
の電流は小さいほうがよく、５時間率以下好ましくは１
０時間率以下がよい。ただし時間の短縮のためにほぼ完
全充電に達した後は電流を増してもよい。
の電流は小さいほうがよく、５時間率以下好ましくは１
０時間率以下がよい。ただし時間の短縮のためにほぼ完
全充電に達した後は電流を増してもよい。
【０００９】
【作用】この構成により、水素吸蔵合金粉末とくにＺｒ
（Ｔｉ）−ＮｉをベースとするＡＢ2系を含む合金は最
終的には高容量になるが初期の容量が少ない。そこで電
解液を注入後に密閉形とし、その後一般の電池同様化成
として単に緩充放電を繰り返すと負極律則になり、正極
律則にはなっていかない。つまり正極が充電されると酸
素が発生し、密閉系では負極でこれを水に戻すのに充電
電流は使われることになる。つまり負極の充電効率が低
く正極から酸素が発生するまでに充電が行われていなけ
れば正極よりも放電できる容量は少なく負極律則にな
る。つまり化成は通常電極の容量を最大限に引き出すた
めに行うのであるが、それでは負極律則になる。
（Ｔｉ）−ＮｉをベースとするＡＢ2系を含む合金は最
終的には高容量になるが初期の容量が少ない。そこで電
解液を注入後に密閉形とし、その後一般の電池同様化成
として単に緩充放電を繰り返すと負極律則になり、正極
律則にはなっていかない。つまり正極が充電されると酸
素が発生し、密閉系では負極でこれを水に戻すのに充電
電流は使われることになる。つまり負極の充電効率が低
く正極から酸素が発生するまでに充電が行われていなけ
れば正極よりも放電できる容量は少なく負極律則にな
る。つまり化成は通常電極の容量を最大限に引き出すた
めに行うのであるが、それでは負極律則になる。
【００１０】そこで本願は初充電を通常採用されている
よりも高温度で行うことでニッケル極の充電効率を低下
させ、負極と同程度あるいはそれ以下にする。また充電
電流を小さくすることはニッケル極の充電効率を低下さ
せるのでこの場合は都合がよい。したがって通常の室温
程度の完全充電を行ってから高温で充電しても本願の目
的は達成できない。
よりも高温度で行うことでニッケル極の充電効率を低下
させ、負極と同程度あるいはそれ以下にする。また充電
電流を小さくすることはニッケル極の充電効率を低下さ
せるのでこの場合は都合がよい。したがって通常の室温
程度の完全充電を行ってから高温で充電しても本願の目
的は達成できない。
【００１１】この高温初充電でニッケル極の充電が十分
進まないうちに酸素が発生する。負極も当然不十分な充
電になるが、このような充電とその後の放電でまた必要
ならその繰り返しで水素吸蔵合金極の充電の受け入れ性
は向上するので、正極と同程度まで向上したところで通
常の充放電を行えばよい。なお放電は負極にも有利な高
温でそのまま行ってよい。また高温度では水素吸蔵合金
での酸素を水に戻す触媒能は大きいので充電初期は低電
流がよいが、過充電領域では電流を大きくして時間を短
縮してもよい。
進まないうちに酸素が発生する。負極も当然不十分な充
電になるが、このような充電とその後の放電でまた必要
ならその繰り返しで水素吸蔵合金極の充電の受け入れ性
は向上するので、正極と同程度まで向上したところで通
常の充放電を行えばよい。なお放電は負極にも有利な高
温でそのまま行ってよい。また高温度では水素吸蔵合金
での酸素を水に戻す触媒能は大きいので充電初期は低電
流がよいが、過充電領域では電流を大きくして時間を短
縮してもよい。
【００１２】なおこのように初充電時に実用時以上の温
度にすることから水素吸蔵合金極をあらかじめ同程度あ
るいはそれ以上の温度で苛性アルカリに浸漬して不純物
を除去しておくことは短絡防止や自己放電抑制に効果的
である。
度にすることから水素吸蔵合金極をあらかじめ同程度あ
るいはそれ以上の温度で苛性アルカリに浸漬して不純物
を除去しておくことは短絡防止や自己放電抑制に効果的
である。
【００１３】
【実施例】以下本発明の実施例の密閉形ニッケル−水素
蓄電池の化成法について説明する。水素吸蔵合金として
ＡＢ2系合金の一つであるＺｒＭｎ0.5Ｃｒ0.2Ｖ0.1Ｎｉ
1. 2を粉砕して３６０メッシュの篩を通過させた。この
粉末に２重量％のポリビニルアルコール溶液を加えて作
ったペーストを多孔度９５％を厚さ１．０mmの発泡状ニ
ッケル板に充填した。この電極を幅３３mm、長さ２１０
mmに裁断し、リード板をスポット溶接により取り付け
た。電極はまず１００ｔｏｎの加圧機で加圧した後さら
にローラプレス機を通して厚さ０．５２mmに調整した。
これを３０重量％の苛性カリ水溶液に８５℃で１時間浸
漬し、水洗、乾燥した。
蓄電池の化成法について説明する。水素吸蔵合金として
ＡＢ2系合金の一つであるＺｒＭｎ0.5Ｃｒ0.2Ｖ0.1Ｎｉ
1. 2を粉砕して３６０メッシュの篩を通過させた。この
粉末に２重量％のポリビニルアルコール溶液を加えて作
ったペーストを多孔度９５％を厚さ１．０mmの発泡状ニ
ッケル板に充填した。この電極を幅３３mm、長さ２１０
mmに裁断し、リード板をスポット溶接により取り付け
た。電極はまず１００ｔｏｎの加圧機で加圧した後さら
にローラプレス機を通して厚さ０．５２mmに調整した。
これを３０重量％の苛性カリ水溶液に８５℃で１時間浸
漬し、水洗、乾燥した。
【００１４】相手極として公知の未化成の発泡状ニッケ
ル極、それに親水処理ポリプロピレン不織布セパレータ
を用いて密閉形ニッケル−水素電池を構成した。正極に
対する負極の容量を４．３Ａｈ（正極容量の約１５０
％）とした。その後比重１．２５の苛性カリ水溶液に２
５ｇ／リットルの水酸化リチウムを溶解した電解液を注
入した。電池はＳｕｂＣ形とした。公称容量は２．８Ａ
ｈである。
ル極、それに親水処理ポリプロピレン不織布セパレータ
を用いて密閉形ニッケル−水素電池を構成した。正極に
対する負極の容量を４．３Ａｈ（正極容量の約１５０
％）とした。その後比重１．２５の苛性カリ水溶液に２
５ｇ／リットルの水酸化リチウムを溶解した電解液を注
入した。電池はＳｕｂＣ形とした。公称容量は２．８Ａ
ｈである。
【００１５】この電池の化成として一回目は雰囲気温度
５５℃で２００ｍＡの電流で２０時間充電後、放電は４
００ｍＡで端子電圧０．９Ｖまでとした。つぎに４５℃
で３００ｍＡ１４時間充電後、放電は８００ｍＡで端子
電圧０．９Ｖまでとした。最後に２５℃にして５００ｍ
Ａ８．５時間充電後、放電を３５℃１０００ｍＡで端子
電圧０．９Ｖまでとして化成を終えた。この電池をＡと
する。
５５℃で２００ｍＡの電流で２０時間充電後、放電は４
００ｍＡで端子電圧０．９Ｖまでとした。つぎに４５℃
で３００ｍＡ１４時間充電後、放電は８００ｍＡで端子
電圧０．９Ｖまでとした。最後に２５℃にして５００ｍ
Ａ８．５時間充電後、放電を３５℃１０００ｍＡで端子
電圧０．９Ｖまでとして化成を終えた。この電池をＡと
する。
【００１６】つぎに比較のために２５℃で２００ｍＡで
２２時間充電後、３５℃で４００ｍＡで端子電圧０．９
Ｖまでの放電を４回繰り返し、この電池をＢとした。
２２時間充電後、３５℃で４００ｍＡで端子電圧０．９
Ｖまでの放電を４回繰り返し、この電池をＢとした。
【００１７】化成後の放電電圧と容量を調べたところＡ
は平均電圧は１．２５Ｖであり、放電容量は２．８〜
２．９Ａｈであった。ところがＢでは、平均電圧は１．
２３Ｖであり、放電容量は２．６〜２．７Ａｈであり負
極容量規制になっている。このような負極規制は正極に
対する負極容量をさらに増せば防げるが、それでは高エ
ネルギー密度は不可能になり価格も上昇する。
は平均電圧は１．２５Ｖであり、放電容量は２．８〜
２．９Ａｈであった。ところがＢでは、平均電圧は１．
２３Ｖであり、放電容量は２．６〜２．７Ａｈであり負
極容量規制になっている。このような負極規制は正極に
対する負極容量をさらに増せば防げるが、それでは高エ
ネルギー密度は不可能になり価格も上昇する。
【００１８】つぎに両電池それぞれ１０セル用い４００
ｍＡで１１５％充電、１０００ｍＡで０．８Ｖまでの放
電の充放電条件で寿命特性を比較した。その結果放電容
量はＡでは５００サイクルでも初期の９１〜９４％を示
しているのに対してＢでは７８〜８２％でありＡの性能
が長期にわたって安定していた。
ｍＡで１１５％充電、１０００ｍＡで０．８Ｖまでの放
電の充放電条件で寿命特性を比較した。その結果放電容
量はＡでは５００サイクルでも初期の９１〜９４％を示
しているのに対してＢでは７８〜８２％でありＡの性能
が長期にわたって安定していた。
【００１９】
【発明の効果】以上の実施例の説明により明らかなよう
に本発明の密閉形ニッケル−水素蓄電池の化成法によれ
ば、とくにＺｒ（Ｔｉ）−ＮｉをベースとするＡＢ2系
合金を含む水素吸蔵合金負極とニッケル正極とセパレー
タを用いて電池を構成し、電解液を注入後に密閉形と
し、少なくとも初充電を５０〜７０℃付近の高温度で行
なう工程、あるいは好ましくは初充電から次回充電以後
順次温度を下げて充電を行なう工程を含む化成を行なう
ことにより実用時に初期から優れた特性を示し、これを
長期にわたって維持できる。
に本発明の密閉形ニッケル−水素蓄電池の化成法によれ
ば、とくにＺｒ（Ｔｉ）−ＮｉをベースとするＡＢ2系
合金を含む水素吸蔵合金負極とニッケル正極とセパレー
タを用いて電池を構成し、電解液を注入後に密閉形と
し、少なくとも初充電を５０〜７０℃付近の高温度で行
なう工程、あるいは好ましくは初充電から次回充電以後
順次温度を下げて充電を行なう工程を含む化成を行なう
ことにより実用時に初期から優れた特性を示し、これを
長期にわたって維持できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 辻 庸一郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】ニッケル正極と、水素吸蔵合金負極とをセ
パレータを介して対向させて電池を構成し、電解液を注
入後に密閉形とし、初充電を高温度で行なう工程を含む
密閉形ニッケル−水素蓄電池の化成法。 - 【請求項２】初充電を５０〜７０℃の高温で行う請求項
１記載の密閉形ニッケル−水素蓄電池の化成法。 - 【請求項３】初充電から次回充電以後順次温度を下げて
充電を行なう工程を含む密閉形ニッケル−水素蓄電池の
化成法。 - 【請求項４】初充電が５０〜７０℃で２サイクル目の充
電を４０〜５０℃とした請求項３記載の密閉形ニッケル
−水素蓄電池の化成法。 - 【請求項５】充電の電流は５時間率を上限とする請求項
１，２，３または４のいずれかに記載の密閉形ニッケル
−水素蓄電池の化成法。 - 【請求項６】水素吸蔵合金極をあらかじめ８０〜１００
℃の苛性アルカリに浸漬して用いる請求項１，２，３，
４または５のいずれかに記載の密閉形ニッケル−水素蓄
電池の化成法。 - 【請求項７】水素吸蔵合金がとくにＺｒ（Ｔｉ）−Ｎｉ
をベースとするＡＢ2系合金を含む請求項１，２，３，
４，５または６のいずれかに記載の密閉形ニッケル−水
素蓄電池の化成法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4070769A JPH05275082A (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 密閉形ニッケル−水素蓄電池の化成法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4070769A JPH05275082A (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 密閉形ニッケル−水素蓄電池の化成法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05275082A true JPH05275082A (ja) | 1993-10-22 |
Family
ID=13441061
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4070769A Pending JPH05275082A (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 密閉形ニッケル−水素蓄電池の化成法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05275082A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0696825A1 (en) | 1994-08-09 | 1996-02-14 | Japan Storage Battery Company Limited | Method for manufacturing nickel-metal-hydride battery |
| WO1999023709A3 (en) * | 1997-11-03 | 1999-07-08 | Eveready Battery Inc | Metal hydride cells for high rate/low temperature performance |
| US5965295A (en) * | 1996-06-14 | 1999-10-12 | Toshiba Battery Co., Ltd. | Alkaline secondary battery, paste type positive electrode for alkaline secondary battery, method for manufacturing alkaline secondary battery |
-
1992
- 1992-03-27 JP JP4070769A patent/JPH05275082A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0696825A1 (en) | 1994-08-09 | 1996-02-14 | Japan Storage Battery Company Limited | Method for manufacturing nickel-metal-hydride battery |
| US5814108A (en) * | 1994-08-09 | 1998-09-29 | Japan Storage Battery Co., Ltd. | Method for manufacturing nickel-metal-hydride battery |
| US5965295A (en) * | 1996-06-14 | 1999-10-12 | Toshiba Battery Co., Ltd. | Alkaline secondary battery, paste type positive electrode for alkaline secondary battery, method for manufacturing alkaline secondary battery |
| WO1999023709A3 (en) * | 1997-11-03 | 1999-07-08 | Eveready Battery Inc | Metal hydride cells for high rate/low temperature performance |
| US6287724B2 (en) | 1997-11-03 | 2001-09-11 | Eveready Battery Company, Inc. | Nickel metal hydride cells designed for high rate/low temperature performance |
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