JPH05314983A - アルカリ蓄電池の製造方法 - Google Patents
アルカリ蓄電池の製造方法Info
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- JPH05314983A JPH05314983A JP4117174A JP11717492A JPH05314983A JP H05314983 A JPH05314983 A JP H05314983A JP 4117174 A JP4117174 A JP 4117174A JP 11717492 A JP11717492 A JP 11717492A JP H05314983 A JPH05314983 A JP H05314983A
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
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- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 正極中にカルシウム化合物を含有するアルカ
リ蓄電池において、蓄電池組立後、少ない充放電サイク
ル数で蓄電池の初期性能を安定させ、製造における充放
電工程を簡易にする。 【構成】 正極活物質として水酸化ニッケルを用い、正
極中にカルシウム化合物を含有するアルカリ蓄電池にお
いて、初期充電を４０℃以上７０℃以下の温度雰囲気で
行うか、または４０℃以上７０℃以下の温度の電解液を
用いて注液を行う。
リ蓄電池において、蓄電池組立後、少ない充放電サイク
ル数で蓄電池の初期性能を安定させ、製造における充放
電工程を簡易にする。 【構成】 正極活物質として水酸化ニッケルを用い、正
極中にカルシウム化合物を含有するアルカリ蓄電池にお
いて、初期充電を４０℃以上７０℃以下の温度雰囲気で
行うか、または４０℃以上７０℃以下の温度の電解液を
用いて注液を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアルカリ蓄電池の製造方
法に関するものである。
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】アルカリ蓄電池は製造直後は電極板と電
解液のなじみが悪いので、性能が安定せず、初充放電の
容量が低い場合がある。その場合数サイクル充放電を繰
り返してやると、容量が安定してくることが知られてい
る。そのため、通常電池の製造方法では電池組立後、充
放電を数サイクル繰り返す工程が入る。
解液のなじみが悪いので、性能が安定せず、初充放電の
容量が低い場合がある。その場合数サイクル充放電を繰
り返してやると、容量が安定してくることが知られてい
る。そのため、通常電池の製造方法では電池組立後、充
放電を数サイクル繰り返す工程が入る。
【０００３】近年、電気自動車用電池が脚光を浴び、大
型電池の開発が進められている。電池が大型化すると製
造の充放電工程における設備も大型になり、設備を置く
場所と、莫大なコストが必要となる。そのため、設備を
節約して稼働率を上げるためには充放電サイクル数は少
ないほうが望ましい。
型電池の開発が進められている。電池が大型化すると製
造の充放電工程における設備も大型になり、設備を置く
場所と、莫大なコストが必要となる。そのため、設備を
節約して稼働率を上げるためには充放電サイクル数は少
ないほうが望ましい。
【０００４】正極活物質に水酸化ニッケルを用いるアル
カリ蓄電池は、一般に高温での充電特性が悪いため、高
温で充電した電池の活物質利用率は小さくなる。特に電
気自動車用の大型電池の場合は高温で使用される可能性
が大きいので、前記の利用率低下は大きな問題となる。
この対応策の一つに正極活物質中にカルシウム化合物を
添加する方法がある。カルシウム化合物を添加すると、
酸素過電圧が上がり、正極の充電受け入れ性がよくな
る。その結果、高温においても利用率が上がり容量が大
きくなる。（表１）に水酸化カルシウムを正極に含有す
る電池Ａと含有しない従来電池Ｂについて、４５℃で充
電したときの利用率を示す。
カリ蓄電池は、一般に高温での充電特性が悪いため、高
温で充電した電池の活物質利用率は小さくなる。特に電
気自動車用の大型電池の場合は高温で使用される可能性
が大きいので、前記の利用率低下は大きな問題となる。
この対応策の一つに正極活物質中にカルシウム化合物を
添加する方法がある。カルシウム化合物を添加すると、
酸素過電圧が上がり、正極の充電受け入れ性がよくな
る。その結果、高温においても利用率が上がり容量が大
きくなる。（表１）に水酸化カルシウムを正極に含有す
る電池Ａと含有しない従来電池Ｂについて、４５℃で充
電したときの利用率を示す。
【０００５】
【表１】
【０００６】しかし、カルシウム化合物を添加した電池
は初充放電での容量が非常に小さく、多くのサイクル数
を繰り返すと徐々に容量が大きくなるという傾向があ
る。
は初充放電での容量が非常に小さく、多くのサイクル数
を繰り返すと徐々に容量が大きくなるという傾向があ
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】そのため、カルシウム
化合物を添加した電池では、性能が安定するまでにより
多くの充放電サイクル数が必要となって充放電設備の稼
働率が悪くなる。それゆえ充放電設備の規模も大きくし
なければならないという問題点があった。そこで本発明
は少ないサイクルで電池の初期性能を安定させ、製造に
おける充放電工程を簡易にすることを目的とする。
化合物を添加した電池では、性能が安定するまでにより
多くの充放電サイクル数が必要となって充放電設備の稼
働率が悪くなる。それゆえ充放電設備の規模も大きくし
なければならないという問題点があった。そこで本発明
は少ないサイクルで電池の初期性能を安定させ、製造に
おける充放電工程を簡易にすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は、初期充電を４０℃以上７０℃以下の温度雰囲
気で行う。
本発明は、初期充電を４０℃以上７０℃以下の温度雰囲
気で行う。
【０００９】または４０℃以上７０℃以下の温度のアル
カリ電解液を用いて注液工程を行うものである。
カリ電解液を用いて注液工程を行うものである。
【００１０】
【作用】正極活物質内に添加されたカルシウムは一旦電
解液に溶解し、溶解したカルシウムイオンが正極表面で
活物質と相互作用を起こし、高温での充電受け入れ性を
改善していると推測される。初期の充放電サイクルを高
温で行うと、カルシウムの溶解反応が促進されるので、
電極板と電解液が安定するのを早めることができる。そ
の結果、製造における充放電工程では少ない充放電サイ
クル数で本来の活物質利用率と容量を得ることができ
る。そうして製造日数の短縮を図り、設備の稼働率を上
げることができる。
解液に溶解し、溶解したカルシウムイオンが正極表面で
活物質と相互作用を起こし、高温での充電受け入れ性を
改善していると推測される。初期の充放電サイクルを高
温で行うと、カルシウムの溶解反応が促進されるので、
電極板と電解液が安定するのを早めることができる。そ
の結果、製造における充放電工程では少ない充放電サイ
クル数で本来の活物質利用率と容量を得ることができ
る。そうして製造日数の短縮を図り、設備の稼働率を上
げることができる。
【００１１】また、高温の電解液を用いて注液した場合
もカルシウムの溶解反応を促進させることができるの
で、高温で充電した場合と同様の効果を期待できる。
もカルシウムの溶解反応を促進させることができるの
で、高温で充電した場合と同様の効果を期待できる。
【００１２】
【実施例】水酸化ニッケルと金属コバルトと水酸化コバ
ルトと水酸化カルシウムを重量比で１００：７：５：
２．５に秤量した粉末を良く混合した後、混合粉末２０
ｇに水を２５wt％添加しペースト状にした。横６０ｍｍ
縦８１ｍｍ重量３．１ｇの発泡ニッケル中に、このペー
ストを充填し乾燥後、厚み１．７４ｍｍに圧縮し正極板
とした。正極板の角にリードとしてのニッケル板をスポ
ット溶接した。金属コバルトは放電リザーブの確保に寄
与し、水酸化コバルトは２０℃での充電効率の改良に寄
与する。この時正極板１枚の理論容量は５．０５Ａｈで
ある。試験用電池にはこの正極板を５枚用いた。
ルトと水酸化カルシウムを重量比で１００：７：５：
２．５に秤量した粉末を良く混合した後、混合粉末２０
ｇに水を２５wt％添加しペースト状にした。横６０ｍｍ
縦８１ｍｍ重量３．１ｇの発泡ニッケル中に、このペー
ストを充填し乾燥後、厚み１．７４ｍｍに圧縮し正極板
とした。正極板の角にリードとしてのニッケル板をスポ
ット溶接した。金属コバルトは放電リザーブの確保に寄
与し、水酸化コバルトは２０℃での充電効率の改良に寄
与する。この時正極板１枚の理論容量は５．０５Ａｈで
ある。試験用電池にはこの正極板を５枚用いた。
【００１３】負極として水素吸蔵合金を用いた。水素吸
蔵合金としてランタン含量１０wt％のミッシュメタル
（Mm）を用いたMmNi3.55Mn0.4Al0.3Co0.75を用い、この
合金１９．４ｇに同様に水を加えてペーストとした。横
６０ｍｍ縦８１ｍｍ重量３．１ｇの発泡ニッケル中に、
このペーストを充填し乾燥後、厚み１．２０ｍｍに圧縮
し負極板とした。負極板の角にリードとしてのニッケル
板をスポット溶接した。この時負極板１枚の理論容量は
５．６３Ａｈである。試験用電池にはこの負極板を６枚
用いた。
蔵合金としてランタン含量１０wt％のミッシュメタル
（Mm）を用いたMmNi3.55Mn0.4Al0.3Co0.75を用い、この
合金１９．４ｇに同様に水を加えてペーストとした。横
６０ｍｍ縦８１ｍｍ重量３．１ｇの発泡ニッケル中に、
このペーストを充填し乾燥後、厚み１．２０ｍｍに圧縮
し負極板とした。負極板の角にリードとしてのニッケル
板をスポット溶接した。この時負極板１枚の理論容量は
５．６３Ａｈである。試験用電池にはこの負極板を６枚
用いた。
【００１４】図１のようにスルフォン化処理を行ったポ
リプロピレン不織布セパレータ１を介して、負極２、正
極３の順に外側に負極がくるように配置した。負極のリ
ードをニッケル製負極端子４に、正極のリードをニッケ
ル製正極端子にスポット溶接した。これらの極板郡を厚
み３ｍｍのアクリロニトリルースチレン樹脂からなる縦
１０８ｍｍ，横６９ｍｍ，幅１８ｍｍのケース５に入れ
た。比重１．３の水酸化カリウム水溶液を電解質として
５４ｃｃ加えた。
リプロピレン不織布セパレータ１を介して、負極２、正
極３の順に外側に負極がくるように配置した。負極のリ
ードをニッケル製負極端子４に、正極のリードをニッケ
ル製正極端子にスポット溶接した。これらの極板郡を厚
み３ｍｍのアクリロニトリルースチレン樹脂からなる縦
１０８ｍｍ，横６９ｍｍ，幅１８ｍｍのケース５に入れ
た。比重１．３の水酸化カリウム水溶液を電解質として
５４ｃｃ加えた。
【００１５】２気圧で作動する安全弁６を取り付けたア
クリロニトリルースチレン樹脂からなる封口板７をケー
スにエポキシ樹脂で接着した。その後正極端子、負極端
子を封口板にＯリングを介して圧接固定し、密閉電池と
した。
クリロニトリルースチレン樹脂からなる封口板７をケー
スにエポキシ樹脂で接着した。その後正極端子、負極端
子を封口板にＯリングを介して圧接固定し、密閉電池と
した。
【００１６】上記電池の初充電を、室温（２０℃）、３
０℃、４０℃、５０℃、６０℃、７０℃、８０℃の温度
雰囲気下で行って放電容量を比べ、高温充電の効果につ
いて検討した。充電は１０時間率すなわち２.５３Ａで
１５時間行った。２サイクル目以降は室温で充電した。
放電は室温で５時間率５.０６Ａで行い、端子間電圧が
１Ｖになるまでの放電容量から利用率を算出した。図２
に６０℃で初充電した電池Ｃのサイクル数と利用率の関
係を示す。室温で充放電を繰り返した電池Ａはサイクル
数を重ねるにつれて徐々に少しずつ利用率が増加して、
やがてサイクル数に関係なく利用率が一定となる。一
方、初充電だけを６０℃で行った電池Ｃは室温で充電し
た電池Ａに比べて、サイクル数に対して利用率の上がり
が早いことが分かる。図２には６０℃で初充電を行った
結果を示したが、４０℃、５０℃、７０℃で充電した場
合にも同様の効果が得られた。しかし、３０℃の温度雰
囲気下で初充電を行った電池は２サイクル目の利用率が
８２％しか得られず、２０℃で初充電した電池Ａと同様
にサイクル数を重ねると徐々に利用率が増大した。した
がって３０℃充電では４０℃〜７０℃で初充電した場合
のような効果はない。また、８０℃で充電した電池はセ
パレータが溶けて短絡したために、試験ができなかっ
た。
０℃、４０℃、５０℃、６０℃、７０℃、８０℃の温度
雰囲気下で行って放電容量を比べ、高温充電の効果につ
いて検討した。充電は１０時間率すなわち２.５３Ａで
１５時間行った。２サイクル目以降は室温で充電した。
放電は室温で５時間率５.０６Ａで行い、端子間電圧が
１Ｖになるまでの放電容量から利用率を算出した。図２
に６０℃で初充電した電池Ｃのサイクル数と利用率の関
係を示す。室温で充放電を繰り返した電池Ａはサイクル
数を重ねるにつれて徐々に少しずつ利用率が増加して、
やがてサイクル数に関係なく利用率が一定となる。一
方、初充電だけを６０℃で行った電池Ｃは室温で充電し
た電池Ａに比べて、サイクル数に対して利用率の上がり
が早いことが分かる。図２には６０℃で初充電を行った
結果を示したが、４０℃、５０℃、７０℃で充電した場
合にも同様の効果が得られた。しかし、３０℃の温度雰
囲気下で初充電を行った電池は２サイクル目の利用率が
８２％しか得られず、２０℃で初充電した電池Ａと同様
にサイクル数を重ねると徐々に利用率が増大した。した
がって３０℃充電では４０℃〜７０℃で初充電した場合
のような効果はない。また、８０℃で充電した電池はセ
パレータが溶けて短絡したために、試験ができなかっ
た。
【００１７】図３は電池の組立時に６０℃の水酸化カリ
ウム電解液で注液した電池Ｄの利用率と充放電サイクル
数の関係を示したものである。充放電の条件は前記と同
様で１０時間率充電、５時間率放電である。６０℃の電
解液で注液した電池Ｄの利用率は室温の電解液で注液し
た電池Ａより少ない充放電サイクル数で高い水準に安定
する。図３には６０℃の電解液を用いた結果を示した
が、４０℃、５０℃、７０℃の電解液を用いた場合にも
同様の傾向が得られた。
ウム電解液で注液した電池Ｄの利用率と充放電サイクル
数の関係を示したものである。充放電の条件は前記と同
様で１０時間率充電、５時間率放電である。６０℃の電
解液で注液した電池Ｄの利用率は室温の電解液で注液し
た電池Ａより少ない充放電サイクル数で高い水準に安定
する。図３には６０℃の電解液を用いた結果を示した
が、４０℃、５０℃、７０℃の電解液を用いた場合にも
同様の傾向が得られた。
【００１８】なお、実施例では水酸化カルシウムを添加
した場合について説明したが、酸化カルシウム、硫化カ
ルシウム、フッ化カルシウムを添加した場合にも、高温
充電、高温電解液注液の両方法で同様の効果が得られ
る。また実施例では水素吸蔵合金負極を用いたが、本発
明は正極の充電受け入れ性を改善するものであるから、
カドミウム負極を用いても同様の効果が得られる。
した場合について説明したが、酸化カルシウム、硫化カ
ルシウム、フッ化カルシウムを添加した場合にも、高温
充電、高温電解液注液の両方法で同様の効果が得られ
る。また実施例では水素吸蔵合金負極を用いたが、本発
明は正極の充電受け入れ性を改善するものであるから、
カドミウム負極を用いても同様の効果が得られる。
【００１９】
【発明の効果】以上のように、本発明は水酸化ニッケル
の正極活物質中にカルシウム化合物を含有する正極を用
いて構成されるアルカリ蓄電池組立後の充電を４０℃以
上７０℃以下で行うことにより、あるいは前期蓄電池の
注液を４０℃以上７０℃以下の電解液を用いて行うこと
により、カルシウムイオンの溶解を迅速にして電極板と
電解液の状態を安定させ、結果として容量を安定させる
ための充放電サイクル数を短くすることを可能にした。
の正極活物質中にカルシウム化合物を含有する正極を用
いて構成されるアルカリ蓄電池組立後の充電を４０℃以
上７０℃以下で行うことにより、あるいは前期蓄電池の
注液を４０℃以上７０℃以下の電解液を用いて行うこと
により、カルシウムイオンの溶解を迅速にして電極板と
電解液の状態を安定させ、結果として容量を安定させる
ための充放電サイクル数を短くすることを可能にした。
【図１】本発明の一実施例の電池の縦断面図
【図２】同実施例電池に６０℃で初充電した場合の利用
率と充放電サイクル数の関係図
率と充放電サイクル数の関係図
【図３】同実施例電池に６０℃の電解液を注液した場合
の利用率と充放電サイクル数の関係図
の利用率と充放電サイクル数の関係図
１ セパレータ ２ 負極 ３ 正極 ４ 負極端子 ５ ケース ６ 安全弁 ７ 封口板 Ａ 正極に水酸化カルシウムを含有する電池 Ｂ 水酸化カルシウムを含有しない従来電池 Ｃ 正極に水酸化カルシウムを含有し、初充電を６０℃
で行った電池 Ｄ 正極に水酸化カルシウムを含有し、６０℃の電解液
で注液を行った電池
で行った電池 Ｄ 正極に水酸化カルシウムを含有し、６０℃の電解液
で注液を行った電池
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 忠雄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 豊口 吉徳 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 (2)
- 【請求項１】正極活物質として水酸化ニッケルを用い、
正極中にカルシウム化合物を含有し、初期充電を４０℃
以上７０℃以下の温度で行うことを特徴とするアルカリ
蓄電池の製造方法。 - 【請求項２】正極活物質として水酸化ニッケルを用い、
正極中にカルシウム化合物を含有し、注液を４０℃以上
７０℃以下の温度のアルカリ電解液を用いて行うことを
特徴とするアルカリ蓄電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4117174A JPH05314983A (ja) | 1992-05-11 | 1992-05-11 | アルカリ蓄電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4117174A JPH05314983A (ja) | 1992-05-11 | 1992-05-11 | アルカリ蓄電池の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05314983A true JPH05314983A (ja) | 1993-11-26 |
Family
ID=14705269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4117174A Pending JPH05314983A (ja) | 1992-05-11 | 1992-05-11 | アルカリ蓄電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05314983A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5708349A (en) * | 1995-02-23 | 1998-01-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Alkaline secondary battery manufacturing method, alkaline secondary battery positive electrode, alkaline secondary battery, and a method of manufacturing an initially charged alkaline secondary 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 |
| US9663837B2 (en) | 2012-06-15 | 2017-05-30 | G.A.P. S.P.A. | Device for recovering heat and fumes from slag resulting from the steel production cycle |
-
1992
- 1992-05-11 JP JP4117174A patent/JPH05314983A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5708349A (en) * | 1995-02-23 | 1998-01-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Alkaline secondary battery manufacturing method, alkaline secondary battery positive electrode, alkaline secondary battery, and a method of manufacturing an initially charged alkaline secondary 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 |
| US9663837B2 (en) | 2012-06-15 | 2017-05-30 | G.A.P. S.P.A. | Device for recovering heat and fumes from slag resulting from the steel production cycle |
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