JPH06215796A - 円筒形ニッケル・水素蓄電池 - Google Patents
円筒形ニッケル・水素蓄電池Info
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- JPH06215796A JPH06215796A JP5008103A JP810393A JPH06215796A JP H06215796 A JPH06215796 A JP H06215796A JP 5008103 A JP5008103 A JP 5008103A JP 810393 A JP810393 A JP 810393A JP H06215796 A JPH06215796 A JP H06215796A
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- nickel
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 円筒形ニッケル・水素蓄電池の電極形状を改
良することにより、無効体積部分を小さくし、容量の大
なる電池を提供する。 【構成】 水酸化ニッケルを主とする活物質材料と導電
性芯材とを一体成型した正極と、水素吸蔵合金と導電性
芯材とを一体成型した負極を有し、円筒状および円柱状
の電極によって電極群を構成し、円筒状電極の中空部に
セパレータを介して円柱状電極を挿入し、これにより、
体積効率がよい、大容量の電池に構成する。
良することにより、無効体積部分を小さくし、容量の大
なる電池を提供する。 【構成】 水酸化ニッケルを主とする活物質材料と導電
性芯材とを一体成型した正極と、水素吸蔵合金と導電性
芯材とを一体成型した負極を有し、円筒状および円柱状
の電極によって電極群を構成し、円筒状電極の中空部に
セパレータを介して円柱状電極を挿入し、これにより、
体積効率がよい、大容量の電池に構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、活物質である水素を電
気化学的に吸収、放出可能な水素吸蔵合金を電極に用い
たニッケル・水素蓄電池の改良に関するものである。
気化学的に吸収、放出可能な水素吸蔵合金を電極に用い
たニッケル・水素蓄電池の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】各種ポータブル機器用電源として広く用
いられている円筒形アルカリ蓄電池として、ニッケル・
カドミウム蓄電池、ニッケル・水素蓄電池などがある。
このうち、ニッケル・水素蓄電池はより高容量密度が期
待できるため、小型密閉蓄電池として近年急速に普及し
つつある。
いられている円筒形アルカリ蓄電池として、ニッケル・
カドミウム蓄電池、ニッケル・水素蓄電池などがある。
このうち、ニッケル・水素蓄電池はより高容量密度が期
待できるため、小型密閉蓄電池として近年急速に普及し
つつある。
【０００３】このニッケル・水素蓄電池は、正極にはニ
ッケル、負極には水素吸蔵合金をそれぞれ用いており、
製法、構成法などに多くの提案がなされている。
ッケル、負極には水素吸蔵合金をそれぞれ用いており、
製法、構成法などに多くの提案がなされている。
【０００４】円筒形ニッケル・水素蓄電池の構成とし
て、現在、正極板、負極板、セパレータを重ねたものを
渦巻状に巻回して電槽内に挿入する方法が一般的であ
る。この他に、実開昭５８−２４９６７号公報では円
筒、円柱状焼結式電極を用いる方法が提案されている。
て、現在、正極板、負極板、セパレータを重ねたものを
渦巻状に巻回して電槽内に挿入する方法が一般的であ
る。この他に、実開昭５８−２４９６７号公報では円
筒、円柱状焼結式電極を用いる方法が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この円筒形ニッケル・
水素蓄電池のさらなる高容量化が市場のニーズに応える
ため、あるいはポータブル機器のより一層の発展のため
には不可欠である。しかしながら現在の構成法では薄く
て長い電極を渦巻状に巻回しているので長いセパレータ
が必要であり、電池内容積に占めるセパレータ体積の割
合が大きい。しかも電極の巻きはじめの電池中心部およ
び巻き終わりの電池周辺部には充放電反応には関与しな
い無効体積部分が存在するため体積効率が悪い。体積効
率を改善する方法として実開昭５８−２４９６７号公報
で示された方法があるが、この方法では活物質の電気化
学的利用率が低く、低温高率放電容量も低いなどの課題
があった。
水素蓄電池のさらなる高容量化が市場のニーズに応える
ため、あるいはポータブル機器のより一層の発展のため
には不可欠である。しかしながら現在の構成法では薄く
て長い電極を渦巻状に巻回しているので長いセパレータ
が必要であり、電池内容積に占めるセパレータ体積の割
合が大きい。しかも電極の巻きはじめの電池中心部およ
び巻き終わりの電池周辺部には充放電反応には関与しな
い無効体積部分が存在するため体積効率が悪い。体積効
率を改善する方法として実開昭５８−２４９６７号公報
で示された方法があるが、この方法では活物質の電気化
学的利用率が低く、低温高率放電容量も低いなどの課題
があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の円筒形ニッケル
・水素蓄電池は前記課題を解決するべく、水酸化ニッケ
ルを主とする活物質材料と導電性芯材とを円柱状に一体
成型した正極、および水素吸蔵合金と導電性芯材とを正
極の直径よりも大なる内径の円筒状に一体成型した負極
を有し、円柱状正極の周囲に、セパレータを介して、円
筒状負極が配されるようした。
・水素蓄電池は前記課題を解決するべく、水酸化ニッケ
ルを主とする活物質材料と導電性芯材とを円柱状に一体
成型した正極、および水素吸蔵合金と導電性芯材とを正
極の直径よりも大なる内径の円筒状に一体成型した負極
を有し、円柱状正極の周囲に、セパレータを介して、円
筒状負極が配されるようした。
【０００７】この場合、径の内側から円柱状正極、円筒
状負極、さらに前記円筒状負極の外径よりも大なる内径
の円筒状正極の順に電極を三層構造とし、異極間にセパ
レータを介在させるようにしてもよい。
状負極、さらに前記円筒状負極の外径よりも大なる内径
の円筒状正極の順に電極を三層構造とし、異極間にセパ
レータを介在させるようにしてもよい。
【０００８】また、本発明の円筒形ニッケル・水素蓄電
池は前記課題を解決するべく、水素吸蔵合金と導電性芯
材とを円柱状に一体成型した負極、および水酸化ニッケ
ルを主とする活物質材料と導電性芯材とを負極の直径よ
りも大なる内径の円筒状に一体成型した正極を有し、円
柱状負極の周囲に、セパレータを介して、円筒状正極が
配されるようにした。
池は前記課題を解決するべく、水素吸蔵合金と導電性芯
材とを円柱状に一体成型した負極、および水酸化ニッケ
ルを主とする活物質材料と導電性芯材とを負極の直径よ
りも大なる内径の円筒状に一体成型した正極を有し、円
柱状負極の周囲に、セパレータを介して、円筒状正極が
配されるようにした。
【０００９】この場合、径の内側から円柱状負極、円筒
状正極、さらに前記円筒状正極の外径よりも大なる内径
の円筒状負極の順に電極を三層構造とし、異極間にセパ
レータを介在させるようにしてもよい。
状正極、さらに前記円筒状正極の外径よりも大なる内径
の円筒状負極の順に電極を三層構造とし、異極間にセパ
レータを介在させるようにしてもよい。
【００１０】前記正極または／および負極は発泡状金属
多孔体、金属繊維、炭素繊維、金属メッシュ、パンチン
グメタル、エキスパンドメタルから選ばれた少なくとも
一つの導電性芯材を有することが好ましい。
多孔体、金属繊維、炭素繊維、金属メッシュ、パンチン
グメタル、エキスパンドメタルから選ばれた少なくとも
一つの導電性芯材を有することが好ましい。
【００１１】また、前記正極または／および負極の多孔
度は２５〜５０％であることが好ましい。
度は２５〜５０％であることが好ましい。
【００１２】また、前記正極または／および負極中に、
保水性樹脂、高吸水性樹脂粉末、プロトン導電性固体電
解質、アルカリゲルから選ばれる少なくとも一つを分散
させることが好ましい。
保水性樹脂、高吸水性樹脂粉末、プロトン導電性固体電
解質、アルカリゲルから選ばれる少なくとも一つを分散
させることが好ましい。
【００１３】また、前記水酸化ニッケルはその粉末表面
を導電性物質で被覆したものであることが好ましい。
を導電性物質で被覆したものであることが好ましい。
【００１４】また、前記水素吸蔵合金はその粉末表面を
導電性物質で被覆したものであることが好ましい。
導電性物質で被覆したものであることが好ましい。
【００１５】また、前記正極または／および負極に導電
性物質を分散させることが好ましい。
性物質を分散させることが好ましい。
【００１６】また、前記円筒状または／および円柱状電
極は電池構成前はそれらの分割体であり、電池構成後に
円筒状もしくは円柱状になるようにしてもよい。
極は電池構成前はそれらの分割体であり、電池構成後に
円筒状もしくは円柱状になるようにしてもよい。
【００１７】また、前記水酸化ニッケルを主とする活物
質材料または／および水素吸蔵合金にあらかじめ結着剤
を分散させておくことが好ましい。
質材料または／および水素吸蔵合金にあらかじめ結着剤
を分散させておくことが好ましい。
【００１８】また、前記結着剤はポリビニルアルコー
ル、ポリエチレン、ポリテトラフロロエチレン、カルボ
キシメチルセルロースから選ばれた少なくとも一つであ
ることが好ましい。
ル、ポリエチレン、ポリテトラフロロエチレン、カルボ
キシメチルセルロースから選ばれた少なくとも一つであ
ることが好ましい。
【００１９】
【作用】集電体と一体成型した円柱状および円筒状の電
極を用い、円筒状電極の中空部に、セパレータを介し
て、円柱状の電極を挿入し、円筒形電池の周辺部および
中心部に存在する無効体積部分を少なくし、体積効率の
よい、より高容量の円筒形ニッケル・水素蓄電池を得
る。また、電極を３層構造にする場合は、高率放電特性
に優れた円筒形ニッケル・水素蓄電池が得られる。正極
活物質および水素吸蔵合金表面に導電性を付与し、電極
中に保水材を分散させることにより、さらに特性の良い
電池が得られる。
極を用い、円筒状電極の中空部に、セパレータを介し
て、円柱状の電極を挿入し、円筒形電池の周辺部および
中心部に存在する無効体積部分を少なくし、体積効率の
よい、より高容量の円筒形ニッケル・水素蓄電池を得
る。また、電極を３層構造にする場合は、高率放電特性
に優れた円筒形ニッケル・水素蓄電池が得られる。正極
活物質および水素吸蔵合金表面に導電性を付与し、電極
中に保水材を分散させることにより、さらに特性の良い
電池が得られる。
【００２０】
【実施例】以下本発明円筒形ニッケル・水素蓄電池を実
施例により説明する。
施例により説明する。
【００２１】水素吸蔵合金として、主たる合金相が１５
型Ｌａｖｅｓ相であるＺｒＭｎ0.6Ｖ0.2 Ｃｏ0.1 Ｎｉ
1.2 を用いた。上記合金をアーク溶解で作成し、機械粉
砕したのち、篩別して平均粒径を２０μｍとした。これ
を水および結着剤であるカルボキシメチルセルロースと
練合してペースト状にし、多孔度９５％の発泡状ニッケ
ル多孔体に充填した。これを１２０℃で真空乾燥したの
ち内径１０ｍｍ、外径１３ｍｍ、高さ３９ｍｍの円筒状
に圧縮成型し、負極とした。この負極の多孔度は２８％
とした。また発泡状ニッケル多孔体に水酸化ニッケルを
充填し、真空乾燥後、直径９ｍｍの円柱状に圧縮成型
し、正極とした。この正極の多孔度は３０％とした。さ
らに正極の上底を研磨して芯材を露出させ、ニッケルリ
ードを溶接して封口板と接続した。セパレータには厚さ
０．１５ｍｍの親水性を付与したポリプロピレン不織布
を幅４３ｍｍにして用いた。電解液は比重１．３の水酸
化カリウム水溶液に水酸化リチウムを４０ｇ／リットル
溶解したものを２．０ｃｃ使用した。電槽に円筒状負極
を挿入し、その中空部に、セパレータを介して、円柱状
正極を挿入し、注液後封口してＡＡサイズの円筒形電池
とした。この電池の容量は正極で規制しており、負極容
量は正極容量の１．７倍とした。図１に本円筒形電池の
高さ方向と垂直な面での円形断面図を示した。図中、１
は電槽、２は円筒状水素吸蔵合金負極、３はセパレー
タ、４は円柱状ニッケル正極を示す。これを本発明電池
Ａとする。
型Ｌａｖｅｓ相であるＺｒＭｎ0.6Ｖ0.2 Ｃｏ0.1 Ｎｉ
1.2 を用いた。上記合金をアーク溶解で作成し、機械粉
砕したのち、篩別して平均粒径を２０μｍとした。これ
を水および結着剤であるカルボキシメチルセルロースと
練合してペースト状にし、多孔度９５％の発泡状ニッケ
ル多孔体に充填した。これを１２０℃で真空乾燥したの
ち内径１０ｍｍ、外径１３ｍｍ、高さ３９ｍｍの円筒状
に圧縮成型し、負極とした。この負極の多孔度は２８％
とした。また発泡状ニッケル多孔体に水酸化ニッケルを
充填し、真空乾燥後、直径９ｍｍの円柱状に圧縮成型
し、正極とした。この正極の多孔度は３０％とした。さ
らに正極の上底を研磨して芯材を露出させ、ニッケルリ
ードを溶接して封口板と接続した。セパレータには厚さ
０．１５ｍｍの親水性を付与したポリプロピレン不織布
を幅４３ｍｍにして用いた。電解液は比重１．３の水酸
化カリウム水溶液に水酸化リチウムを４０ｇ／リットル
溶解したものを２．０ｃｃ使用した。電槽に円筒状負極
を挿入し、その中空部に、セパレータを介して、円柱状
正極を挿入し、注液後封口してＡＡサイズの円筒形電池
とした。この電池の容量は正極で規制しており、負極容
量は正極容量の１．７倍とした。図１に本円筒形電池の
高さ方向と垂直な面での円形断面図を示した。図中、１
は電槽、２は円筒状水素吸蔵合金負極、３はセパレー
タ、４は円柱状ニッケル正極を示す。これを本発明電池
Ａとする。
【００２２】つぎに同様の材料、方法で内径１２ｍｍ、
外径１３ｍｍ、高さ３９ｍｍの円筒状負極、および外径
１１ｍｍ、内径６ｍｍ、高さ３９ｍｍの円筒状正極、お
よび直径５ｍｍ、高さ３９ｍｍの円柱状負極を作成し
た。正極、負極の多孔度は本発明電池Ａと同様である。
その後各電極の上底を研磨した。電槽に円筒状負極を挿
入し、その中空部に、セパレータを介して、円筒状正極
を挿入し、さらにその中空部に、セパレータを介して、
円柱状負極を挿入した。つづいて、負極どうしをニッケ
ルリードで溶接により接続し、正極と封口板も同様に接
続した。注液後封口してＡＡサイズの円筒形電池とし
た、この電池の負極容量は正極容量の１．７倍である。
図２に本円筒形電池の高さ方向と垂直な面での円形断面
図を示した。図中５は電槽、６は円筒状水素吸蔵合金負
極、７は円筒状ニッケル正極、８はセパレータ、９は円
柱状水素吸蔵合金負極を示す。これを本発明電池Ｂとす
る。
外径１３ｍｍ、高さ３９ｍｍの円筒状負極、および外径
１１ｍｍ、内径６ｍｍ、高さ３９ｍｍの円筒状正極、お
よび直径５ｍｍ、高さ３９ｍｍの円柱状負極を作成し
た。正極、負極の多孔度は本発明電池Ａと同様である。
その後各電極の上底を研磨した。電槽に円筒状負極を挿
入し、その中空部に、セパレータを介して、円筒状正極
を挿入し、さらにその中空部に、セパレータを介して、
円柱状負極を挿入した。つづいて、負極どうしをニッケ
ルリードで溶接により接続し、正極と封口板も同様に接
続した。注液後封口してＡＡサイズの円筒形電池とし
た、この電池の負極容量は正極容量の１．７倍である。
図２に本円筒形電池の高さ方向と垂直な面での円形断面
図を示した。図中５は電槽、６は円筒状水素吸蔵合金負
極、７は円筒状ニッケル正極、８はセパレータ、９は円
柱状水素吸蔵合金負極を示す。これを本発明電池Ｂとす
る。
【００２３】本発明電池と比較するため同様の材料を用
いて従来の構成法による電池を作成した。同様の合金を
水と練合してペースト状にし、多孔度９５％、厚さ１．
６ｍｍの発泡状ニッケル板に充填した。さらにこれを
０．６ｗｔ％カルボキシメチルセルロース水溶液に浸漬
し、真空乾燥したのち加圧し、厚さ０．３３ｍｍの負極
板を得た。得られた電極を幅３９ｍｍ、長さ９７ｍｍに
して負極とした。また発泡状ニッケル板に水酸化ニッケ
ルを充填した正極板を、加圧、切断して幅３９ｍｍ、長
さ７７ｍｍ、厚さ０．７ｍｍにし、リード板を取り付け
た。セパレータは厚さ０．１５ｍｍのポリプロピレン不
織布を幅４３ｍｍ、長さ１９０ｍｍにした。これらの電
極およびセパレータを重ねて渦巻状に巻回し、注液後封
口し、ＡＡサイズの円筒形電池を構成した。なお電解液
は比重１．３の水酸化カリウム水溶液に水酸化リチウム
を４０ｇ／リットル溶解したものを２．０ｃｃ使用し
た。この電池の負極容量は正極容量の１．７倍である。
図３に本円筒形電池の高さ方向と垂直な面での円形断面
図を示した。図中、10は電槽、11は水素吸蔵合金負極、
12はニッケル正極、13はセパレータ、14は電池中心部の
無効体積部分、15は電池周辺部の無効体積部分を示す。
これを比較電池Ｃとする。この従来電池Ｃでは図３に示
したごとく電極の巻きはじめの電池中心部および巻き終
わりの電池周辺部には充放電反応には関与しない無効体
積部分が存在する。
いて従来の構成法による電池を作成した。同様の合金を
水と練合してペースト状にし、多孔度９５％、厚さ１．
６ｍｍの発泡状ニッケル板に充填した。さらにこれを
０．６ｗｔ％カルボキシメチルセルロース水溶液に浸漬
し、真空乾燥したのち加圧し、厚さ０．３３ｍｍの負極
板を得た。得られた電極を幅３９ｍｍ、長さ９７ｍｍに
して負極とした。また発泡状ニッケル板に水酸化ニッケ
ルを充填した正極板を、加圧、切断して幅３９ｍｍ、長
さ７７ｍｍ、厚さ０．７ｍｍにし、リード板を取り付け
た。セパレータは厚さ０．１５ｍｍのポリプロピレン不
織布を幅４３ｍｍ、長さ１９０ｍｍにした。これらの電
極およびセパレータを重ねて渦巻状に巻回し、注液後封
口し、ＡＡサイズの円筒形電池を構成した。なお電解液
は比重１．３の水酸化カリウム水溶液に水酸化リチウム
を４０ｇ／リットル溶解したものを２．０ｃｃ使用し
た。この電池の負極容量は正極容量の１．７倍である。
図３に本円筒形電池の高さ方向と垂直な面での円形断面
図を示した。図中、10は電槽、11は水素吸蔵合金負極、
12はニッケル正極、13はセパレータ、14は電池中心部の
無効体積部分、15は電池周辺部の無効体積部分を示す。
これを比較電池Ｃとする。この従来電池Ｃでは図３に示
したごとく電極の巻きはじめの電池中心部および巻き終
わりの電池周辺部には充放電反応には関与しない無効体
積部分が存在する。
【００２４】これらの電池Ａ、Ｂ、Ｃについて充放電容
量を比較した。なお充電は２０℃、１００ｍＡで３０時
間行い、放電は２０℃、５０ｍＡで終止電圧１．０Ｖま
で行った。その結果を図４に示す。比較例である電池Ｃ
では放電容量１２８０ｍＡｈであったのに対し、本発明
電池Ａでは放電容量１９００ｍＡｈ、本発明電池Ｂでは
放電容量１８５０ｍＡｈであった。次に、本発明電池
Ａ、Ｂと比較電池Ｃの２０℃におけるサイクル寿命特性
を比較した。充電は２０℃、１００ｍＡｈで３０時間行
い、放電は２０℃、５０ｍＡで終止電圧１．０Ｖまで行
った。その結果を図５に示す。
量を比較した。なお充電は２０℃、１００ｍＡで３０時
間行い、放電は２０℃、５０ｍＡで終止電圧１．０Ｖま
で行った。その結果を図４に示す。比較例である電池Ｃ
では放電容量１２８０ｍＡｈであったのに対し、本発明
電池Ａでは放電容量１９００ｍＡｈ、本発明電池Ｂでは
放電容量１８５０ｍＡｈであった。次に、本発明電池
Ａ、Ｂと比較電池Ｃの２０℃におけるサイクル寿命特性
を比較した。充電は２０℃、１００ｍＡｈで３０時間行
い、放電は２０℃、５０ｍＡで終止電圧１．０Ｖまで行
った。その結果を図５に示す。
【００２５】５００サイクル経過後いずれの電池におい
ても初期放電容量の９０％以上の容量を維持しており、
優れたサイクル寿命特性を示した。
ても初期放電容量の９０％以上の容量を維持しており、
優れたサイクル寿命特性を示した。
【００２６】本実施例では導電性芯材として発泡状ニッ
ケル多孔体を用いたが、他の金属多孔体、金属や炭素の
導電性繊維、金属メッシュ、パンチングメタル、エキス
パンドメタルなどを用いても同様の優れた結果が得られ
た。また、あらかじめ水素吸蔵合粉末および水酸化ニッ
ケル粉末を導電性物質で被覆することにより導電性を高
め、電極内に高吸水性樹脂粉末を分散させておくことに
より保水性を高めた。その結果、低温高率放電特性に優
れた電池が得られた。ここで導電性物質はニッケル、
銅、銀、パラジウム、プラチナなどが好ましく、高吸水
性樹脂粉末としては各種吸水性ポリマーなどが好まし
い。なお、水素吸蔵合金などを導電性物質で被覆せず
に、導電性物質を分散させることによっても良い結果が
得られた。本実施例では電極の多孔度は約２８〜３０％
であったが２５〜５０％の範囲で優れた特性を示した。
ただし、多孔度が２０％以下では電極への電解液の浸透
性が悪く、活物質の利用率が大きく低下した。結着剤に
はカルボキシメチルセルロースを用いたが、ポリビニル
アルコール、ポリエチレン、ポリテトラフロロエチレン
などを用いても同様の結果が得られた。
ケル多孔体を用いたが、他の金属多孔体、金属や炭素の
導電性繊維、金属メッシュ、パンチングメタル、エキス
パンドメタルなどを用いても同様の優れた結果が得られ
た。また、あらかじめ水素吸蔵合粉末および水酸化ニッ
ケル粉末を導電性物質で被覆することにより導電性を高
め、電極内に高吸水性樹脂粉末を分散させておくことに
より保水性を高めた。その結果、低温高率放電特性に優
れた電池が得られた。ここで導電性物質はニッケル、
銅、銀、パラジウム、プラチナなどが好ましく、高吸水
性樹脂粉末としては各種吸水性ポリマーなどが好まし
い。なお、水素吸蔵合金などを導電性物質で被覆せず
に、導電性物質を分散させることによっても良い結果が
得られた。本実施例では電極の多孔度は約２８〜３０％
であったが２５〜５０％の範囲で優れた特性を示した。
ただし、多孔度が２０％以下では電極への電解液の浸透
性が悪く、活物質の利用率が大きく低下した。結着剤に
はカルボキシメチルセルロースを用いたが、ポリビニル
アルコール、ポリエチレン、ポリテトラフロロエチレン
などを用いても同様の結果が得られた。
【００２７】なお本発明電池では正極活物質の利用率は
９０％以上であり、実開昭５８−２４９６７号公報で提
案された電池よりも高い利用率を示した。
９０％以上であり、実開昭５８−２４９６７号公報で提
案された電池よりも高い利用率を示した。
【００２８】本発明の技術はニッケル・水素蓄電池の
他、ニッケル・亜鉛蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電
池、二酸化マンガン・亜鉛蓄電池などの円筒形アルカリ
蓄電池にも適用可能である。
他、ニッケル・亜鉛蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電
池、二酸化マンガン・亜鉛蓄電池などの円筒形アルカリ
蓄電池にも適用可能である。
【００２９】
【発明の効果】本発明ではこのように、電極の形状など
を制御することによって電池の体積効率を高め、正・負
極の容量比を変える事なく高容量のニッケル・水素蓄電
池が得られ、実用的価値は極めて高い。
を制御することによって電池の体積効率を高め、正・負
極の容量比を変える事なく高容量のニッケル・水素蓄電
池が得られ、実用的価値は極めて高い。
【図１】 本発明電池Ａの高さ方向と垂直な面での円形
断面図
断面図
【図２】 本発明電池Ｂの高さ方向と垂直な面での円形
断面図
断面図
【図３】 比較電池Ｃの高さ方向と垂直な面での円形断
面図
面図
【図４】 電池Ａ〜Ｃの放電電圧、放電容量を示す放電
特性図
特性図
【図５】 電池Ａ〜Ｃの充放電サイクルに伴う放電容量
変化を示すサイクル寿命特性図
変化を示すサイクル寿命特性図
１ 電槽 ２ 円筒状水素吸蔵合金負極 ３ セパレータ ４ 円柱状ニッケル正極 ５ 電槽 ６ 円筒状水素吸蔵合金負極 ７ 円筒状ニッケル正極 ８ セパレータ ９ 円柱状水素吸蔵合金負極 10 電槽 11 水素吸蔵合金負極 12 ニッケル正極 13 セパレータ 14 電池中心部の無効体積部分 15 電池周辺部の無効体積部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤原 昌三 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 (13)
- 【請求項１】 水酸化ニッケルを主とする活物質材料と
導電性芯材とを円柱状に一体成型した正極、および水素
吸蔵合金と導電性芯材とを正極の直径よりも大なる内径
の円筒状に一体成型した負極を有し、円柱状正極の周囲
に、セパレータを介して、円筒状負極が配された円筒形
ニッケル・水素蓄電池。 - 【請求項２】 水素吸蔵合金と導電性芯材とを円柱状に
一体成型した負極、および水酸化ニッケルを主とする活
物質材料と導電性芯材とを負極の直径よりも大なる内径
の円筒状に一体成型した正極を有し、円柱状負極の周囲
に、セパレータを介して、円筒状正極が配された円筒形
ニッケル・水素蓄電池。 - 【請求項３】 径の内側から円柱状正極、円筒状負極、
さらに前記円筒状負極の外径よりも大なる内径の円筒状
正極の順に電極を三層構造とし、異極間にセパレータを
介在させたことを特徴とする請求項１記載の円筒形ニッ
ケル・水素蓄電池。 - 【請求項４】 径の内側から円柱状負極、円筒状正極、
さらに前記円筒状正極の外径よりも大なる内径の円筒状
負極の順に電極を三層構造とし、異極間にセパレータを
介在させたことを特徴とする請求項２記載の円筒形ニッ
ケル・水素蓄電池。 - 【請求項５】 正極または／および負極が発泡状金属多
孔体、金属繊維、炭素繊維、金属メッシュ、パンチング
メタル、エキスパンドメタルから選ばれた少なくとも一
つの導電性芯材を有することを特徴とする請求項１乃至
４のいずれかに記載の円筒形ニッケル・水素蓄電池。 - 【請求項６】 正極または／および負極の多孔度が２５
〜５０％であることを特徴とする請求項１乃至５のいず
れかに記載の円筒形ニッケル・水素蓄電池。 - 【請求項７】 正極または／および負極中に、保水性樹
脂、高吸水性樹脂粉末、プロトン導電性固体電解質、ア
ルカリゲルから選ばれる少なくとも一つを分散させたこ
とを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の円筒
形ニッケル・水素蓄電池。 - 【請求項８】 水酸化ニッケルはその粉末表面を導電性
物質で被覆したものであることを特徴とする請求項１乃
至７のいずれかに記載の円筒形ニッケル・水素蓄電池。 - 【請求項９】 水素吸蔵合金はその粉末表面を導電性物
質で被覆したものであることを特徴とする請求項１乃至
８のいずれかに記載の円筒形ニッケル・水素蓄電池。 - 【請求項10】 正極または／および負極に導電性物質を
分散させたことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか
に記載の円筒形ニッケル・水素蓄電池。 - 【請求項11】 円筒状または／および円柱状電極が電池
構成前はそれらの分割体であり、電池構成後に円筒状も
しくは円柱状になるものであることを特徴とする請求項
１乃至10のいずれかに記載の円筒形ニッケル・水素蓄電
池。 - 【請求項12】 水酸化ニッケルを主とする活物質材料ま
たは／および水素吸蔵合金にあらかじめ結着剤を分散さ
せたことを特長とする請求項１乃至11のいずれかに記載
の円筒形ニッケル・水素蓄電池。 - 【請求項13】 結着剤がポリビニルアルコール、ポリエ
チレン、ポリテトラフロロエチレン、カルボキシメチル
セルロースから選ばれた少なくとも一つであることを特
徴とする請求項12記載の円筒形ニッケル・水素蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00810393A JP3309463B2 (ja) | 1993-01-21 | 1993-01-21 | 円筒形ニッケル・水素蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00810393A JP3309463B2 (ja) | 1993-01-21 | 1993-01-21 | 円筒形ニッケル・水素蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06215796A true JPH06215796A (ja) | 1994-08-05 |
| JP3309463B2 JP3309463B2 (ja) | 2002-07-29 |
Family
ID=11683971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00810393A Expired - Fee Related JP3309463B2 (ja) | 1993-01-21 | 1993-01-21 | 円筒形ニッケル・水素蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3309463B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001020705A1 (fr) * | 1999-09-16 | 2001-03-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Accumulateur cylindrique hermetique au nickel-hydrogene |
| JP2008218066A (ja) * | 2007-03-01 | 2008-09-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電池 |
| JP2013139340A (ja) * | 2011-12-07 | 2013-07-18 | Toray Battery Separator Film Co Ltd | 微多孔膜捲回体およびその製造方法 |
| US10243177B2 (en) | 2011-03-25 | 2019-03-26 | Gs Yuasa International Ltd. | Cylindrical battery and battery electrode structure |
-
1993
- 1993-01-21 JP JP00810393A patent/JP3309463B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001020705A1 (fr) * | 1999-09-16 | 2001-03-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Accumulateur cylindrique hermetique au nickel-hydrogene |
| US6805995B2 (en) * | 1999-09-16 | 2004-10-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Sealed cylindrical nickel-metal hydride storage battery |
| JP4512301B2 (ja) * | 1999-09-16 | 2010-07-28 | パナソニック株式会社 | 密閉円筒型ニッケル−水素蓄電池 |
| JP2008218066A (ja) * | 2007-03-01 | 2008-09-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電池 |
| US10243177B2 (en) | 2011-03-25 | 2019-03-26 | Gs Yuasa International Ltd. | Cylindrical battery and battery electrode structure |
| JP2013139340A (ja) * | 2011-12-07 | 2013-07-18 | Toray Battery Separator Film Co Ltd | 微多孔膜捲回体およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3309463B2 (ja) | 2002-07-29 |
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