JPH07135019A - Hydride secondary battery - Google Patents

Hydride secondary battery

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JPH07135019A
JPH07135019A JP5304830A JP30483093A JPH07135019A JP H07135019 A JPH07135019 A JP H07135019A JP 5304830 A JP5304830 A JP 5304830A JP 30483093 A JP30483093 A JP 30483093A JP H07135019 A JPH07135019 A JP H07135019A
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secondary battery
hydride secondary
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positive electrode
solution
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浩 福永
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Abstract

PURPOSE:To provide a hydride secondary battery excellent in a capacity holding characteristic by decreasing a self discharge. CONSTITUTION:A battery is manufactured by using a positive electrode, negative electrode, electrolyte and a separator not containing impurities such as causing self discharge reaction. As this concrete means, the electrolyte used in the battery and a preservation liquid of the positive electrode, negative electrode, separator, etc., (immersing condition: positive electrode is 1.5ml/g per active material weight, negative electrode is 1.0ml/g per active material weight, separator is 10ml/g per weight, preserved for 24 hours at 90 deg.C) are used as an electrolyte, to build a model cell with platinum serving as an operating electrode. Here in this current density-potential curve, after holding for 0.5hrs by -0.95V (vs. Hg/HgO) at 25 deg.C, the positive electrode, negative electrode, electrolyte and the separator with -0.5V to 0V peak anode current density in 0.05mA/cm<2> or less (0.02mA/cm<2> or less in the case of not holding by -0.95V) are used.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、水素化物二次電池に関
し、さらに詳しくは、自己放電が少なく、容量保持特性
が優れた水素化物二次電池に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydride secondary battery, and more particularly, to a hydride secondary battery having less self-discharge and excellent capacity retention characteristics.

【0002】[0002]

【従来の技術】水素吸蔵合金を負極活物質として用いた
水素化物二次電池は、多量の水素を吸蔵、放出する能力
を有し、アルカリ水溶液中においても電気化学的に水素
の吸蔵、放出を行うことが可能であり、ニッケル電極を
正極に用いた場合、次式のように電池反応が起こる。
2. Description of the Related Art A hydride secondary battery using a hydrogen storage alloy as a negative electrode active material has the ability to store and release a large amount of hydrogen, and electrochemically stores and releases hydrogen even in an alkaline aqueous solution. When a nickel electrode is used for the positive electrode, a battery reaction occurs as in the following equation.

【0003】 〔正極〕 Ni(OH)2 +OH- ⇔ NiOOH+H2 O+e- (1) 〔負極〕 M+H2 O+e- ⇔ M(H)+OH- (2) 式(2)中のMは、水素吸蔵合金を示す。[Positive electrode] Ni (OH) 2 + OH ⇔ NiOOH + H 2 O + e (1) [Negative electrode] M + H 2 O + e ⇔ M (H) + OH (2) M in the formula (2) is a hydrogen storage alloy. Indicates.

【0004】式(1)、式(2)において、充電では反
応が右方向に進行する。つまり、式(2)に示すよう
に、負極の水素吸蔵合金Mは、アルカリ水溶液中の水
(H2 O)を電気分解し、水素を吸蔵してM(H)で示
す状態になり、水酸基(OH- )を生じ、式(1)に示
すように、その水酸基(OH- )が正極の水酸化ニッケ
ル〔Ni(OH)2 〕と反応してNiOOHとなり、水
(H2 O)を生じる。
In the equations (1) and (2), the reaction proceeds to the right in charging. That is, as shown in the formula (2), the hydrogen storage alloy M of the negative electrode electrolyzes water (H 2 O) in the alkaline aqueous solution and stores hydrogen to be in a state shown by M (H). (OH ) is generated, and as shown in formula (1), the hydroxyl group (OH ) reacts with nickel hydroxide [Ni (OH) 2 ] of the positive electrode to become NiOOH, and water (H 2 O) is generated. .

【0005】放電の場合は、この逆反応が生じ、式
(1)、式(2)において、反応が左方向に進行する。
つまり、負極では、充電で水素の吸蔵が生じ、放電で水
素の放出となる。
In the case of discharge, this reverse reaction occurs, and the reaction proceeds leftward in the equations (1) and (2).
That is, in the negative electrode, hydrogen is occluded by charging and hydrogen is released by discharging.

【0006】しかし、この水素化物二次電池は、保存中
に下記に示すような自己放電が生じ、容量を損失しやす
い。
However, this hydride secondary battery is prone to self-discharging as described below during storage and tends to lose its capacity.

【0007】たとえば、セパレータから電解液中に溶出
した不純物により、式(3)、式(4)に示すようなシ
ャトル反応が生じ、容量が損失する。そのため、セパレ
ータにスルホン化処理するなど、セパレータの改良が行
われている(特開昭64−57568号公報)。
For example, impurities eluted from the separator into the electrolytic solution cause a shuttle reaction as shown in equations (3) and (4), resulting in loss of capacity. Therefore, the separator has been improved by, for example, subjecting the separator to sulfonation (Japanese Patent Laid-Open No. 64-57568).

【0008】 〔負極〕 6M(H)+NO2 - → 6M+NH3 +H2 O+OH- (3) 〔正極〕 6NiOOH+NH3 +H2 O+OH- → 6Ni(OH)2 +NO2 - (4)[0008] [negative] 6M (H) + NO 2 - → 6M + NH 3 + H 2 O + OH - (3) [Positive Electrode 6NiOOH + NH 3 + H 2 O + OH - → 6Ni (OH) 2 + NO 2 - (4)

【0009】また、ニッケル電極中に不純物として残存
している硝酸ニッケルなどから硝酸イオン(NO3 -
が電解液中に溶出し、この硝酸イオンが電池の自己放電
を引き起こす。
Further, such a nitrate ion nickel nitrate remaining as an impurity in nickel electrode (NO 3 -)
Elute in the electrolyte, and the nitrate ions cause the battery to self-discharge.

【0010】そのため、ニッケル電極中に不純物として
残存している硝酸根の低減も試みられている(特開昭5
0−31335号公報)。
Therefore, it has been attempted to reduce nitrate radicals remaining as impurities in the nickel electrode (Japanese Patent Laid-Open No. Sho 5).
0-31335).

【0011】このような電解液中に溶出して電池の自己
放電を引き起こす不純物の量は、電解液のイオンクロマ
ト分析や、実際に電池を組み立てて容量保持特性、すな
わち、保存に伴う容量保持率の変化を測定することによ
って、判断することができる。
The amount of impurities that elute in the electrolytic solution to cause self-discharge of the battery is determined by the ion chromatographic analysis of the electrolytic solution or the capacity retention characteristic of actually assembling the battery, that is, the capacity retention rate accompanying storage. It can be determined by measuring the change in

【0012】しかしながら、アルカリ水溶液中の不純物
(カチオンやアニオン)の分析は、試料調整に時間を要
し、その分析できるイオン種も限定される。特に、カチ
オンの分析は、アルカリ水溶液がアルカリ金属イオン
(K+ 、Li+ 、Na+ )を含んでいるため、判断を誤
りやすい。
However, analysis of impurities (cations and anions) in an alkaline aqueous solution requires time for sample preparation, and the ionic species that can be analyzed are also limited. In particular, the cation analysis is liable to be erroneous because the aqueous alkali solution contains alkali metal ions (K + , Li + , Na + ).

【0013】また、電池の容量保持特性を測定する場合
も、保持期間を設けなければならないため、測定にかな
りの時間を必要とするなどの問題がある。
Also, when measuring the capacity retention characteristics of a battery, a holding period must be provided, and therefore, there is a problem that a considerable time is required for the measurement.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の水素
化物二次電池が持っていた上記のような問題点を解決
し、正極、負極、電解液、セパレータなどの電池構成部
材の電池にした時の容量保持特性を簡便に推測できるよ
うにし、自己放電が少なく、容量保持特性が優れた水素
化物二次電池を提供することを目的とする。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems that conventional hydride secondary batteries have, and provides a battery as a battery constituent member such as a positive electrode, a negative electrode, an electrolytic solution, and a separator. It is an object of the present invention to provide a hydride secondary battery that allows the capacity retention characteristics at that time to be easily estimated, has less self-discharge, and has excellent capacity retention characteristics.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】電池に使用する正極、負
極、セパレータなどをあらかじめ電解液として使用でき
るアルカリ水溶液に浸漬し、所定の条件下で保存した後
の保存液を電解液とし、作用極に白金を用いて、モデル
セルを組み立て、その電流密度−電位曲線を測定するこ
とによって、それらを用いて電池を作製した時の容量保
持特性を容易かつ簡便に推測できる。
Means for Solving the Problems A positive electrode, a negative electrode, a separator and the like used in a battery are immersed in an alkaline aqueous solution which can be used as an electrolytic solution in advance, and stored under predetermined conditions as an electrolytic solution. By assembling a model cell using platinum and measuring its current density-potential curve, it is possible to easily and easily estimate the capacity retention characteristics when a battery is manufactured using them.

【0016】また、電池に使用する電解液については、
それを電解液とし、白金を作用極とするモデルセルを組
み立て、その電流密度−電位曲線を測定することによっ
て、その電解液を用いて電池を作製した時の容量保持特
性を容易かつ簡便に推測できる。
Further, regarding the electrolytic solution used for the battery,
By using it as an electrolyte and assembling a model cell with platinum as the working electrode and measuring the current density-potential curve, it is possible to easily and easily estimate the capacity retention characteristics when a battery is produced using the electrolyte. it can.

【0017】すなわち、上記モデルセルにおけるアノー
ド側の−0.5V〜0V(vs.Hg/HgO)の電位
範囲でのピーク電流が硝酸根、アンモニウムイオンなど
の自己放電反応を生じさせる窒素化合物の酸化によるも
のであるため、不純物の同定ができる。
That is, the peak current in the potential range of −0.5 V to 0 V (vs. Hg / HgO) on the anode side in the above model cell causes oxidation of nitrogen compounds which cause self-discharge reaction of nitrate radicals, ammonium ions and the like. Therefore, the impurities can be identified.

【0018】そして、この酸化電流が小さい正極、負
極、電解液、セパレータなどを使用することにより、自
己放電が少なく、容量保持特性が優れた水素化物二次電
池とすることができる。
By using a positive electrode, a negative electrode, an electrolytic solution, a separator and the like having a small oxidation current, it is possible to obtain a hydride secondary battery with less self-discharge and excellent capacity retention characteristics.

【0019】上記のような、自己放電が少なく、容量保
持特性が優れた水素化物二次電池を得るためには、電解
液、正極、負極、セパレータなどが、それぞれ、次の条
件を満たしていることが必要である。
In order to obtain the above-described hydride secondary battery with less self-discharge and excellent capacity retention characteristics, the electrolytic solution, the positive electrode, the negative electrode, the separator and the like satisfy the following conditions. It is necessary.

【0020】すなわち、電解液は、それを電解液とし、
白金を作用極とするモデルセルを組み立てたとき、その
電流密度−電位曲線において、25℃で−0.95V
(vs.Hg/HgO)で0.5時間保持した後の、−
0.5V〜0Vの範囲のピークアノード電流密度が0.
05mA/cm2 以下であることが必要である。
That is, the electrolytic solution is the electrolytic solution,
When a model cell having platinum as a working electrode was assembled, its current density-potential curve showed -0.95 V at 25 ° C.
(Vs. Hg / HgO), after holding for 0.5 hour,
The peak anode current density in the range of 0.5V to 0V is 0.
It is necessary to be less than 05 mA / cm 2 .

【0021】正極は、それを水素化物二次電池の電解液
として使用できるアルカリ水溶液に活物質重量当り1.
5ml/gで浸漬し、90℃で24時間保持した後の保
存液を電解液とし、白金を作用極とするモデルセルを組
み立てたとき、その電流密度−電位曲線において、25
℃で−0.95V(vs.Hg/HgO)で0.5時間
保持した後の、−0.5V〜0Vの範囲のピークアノー
ド電流密度が0.05mA/cm2 以下であることが必
要である。
The positive electrode was prepared by adding an aqueous alkaline solution, which can be used as an electrolytic solution for a hydride secondary battery, in an amount of 1.
When a model cell having platinum as a working electrode was assembled by preserving the storage solution after being immersed at 5 ml / g for 24 hours at 90 ° C., its current density-potential curve was 25.
It is necessary that the peak anode current density in the range of -0.5V to 0V after holding for 0.5 hour at -0.95V (vs. Hg / HgO) at 0 ° C is 0.05 mA / cm 2 or less. is there.

【0022】負極は、それを水素化物二次電池の電解液
として使用できるアルカリ水溶液に活物質重量当り1.
0ml/gで浸漬し、90℃で24時間保持した後の保
存液を電解液とし、白金を作用極とするモデルセルを組
み立てたとき、その電流密度−電位曲線において、25
℃で−0.95V(vs.Hg/HgO)で0.5時間
保持した後の、−0.5V〜0Vの範囲のピークアノー
ド電流密度が0.05mA/cm2 以下であることが必
要である。
The negative electrode was prepared by adding an aqueous alkaline solution which can be used as an electrolytic solution for a hydride secondary battery, in an amount of 1.
When a model cell having platinum as a working electrode was assembled by preserving the electrolyte as a storage solution after soaking at 0 ml / g and holding it at 90 ° C. for 24 hours, the current density-potential curve showed a value of 25
It is necessary that the peak anode current density in the range of -0.5V to 0V after holding for 0.5 hour at -0.95V (vs. Hg / HgO) at 0 ° C is 0.05 mA / cm 2 or less. is there.

【0023】セパレータは、それを水素化物二次電池の
電解液として使用できるアルカリ水溶液に重量当り10
ml/gで浸漬し、90℃で24時間保持した後の保存
液を電解液とし、白金を作用極とするモデルセルを組み
立てたとき、その電流密度−電位曲線において、25℃
で−0.95V(vs.Hg/HgO)で0.5時間保
持した後の、−0.5V〜0Vの範囲のピークアノード
電流密度が0.05mA/cm2 以下であることが必要
である。
The separator is used in an alkaline aqueous solution which can be used as an electrolytic solution of a hydride secondary battery in an amount of 10% by weight.
When a model cell having platinum as a working electrode was assembled by preserving the electrolyte as a preservative solution after being immersed in ml / g and held at 90 ° C for 24 hours, the current density-potential curve showed 25 ° C.
At -0.95V (vs. Hg / HgO) for 0.5 hour, the peak anode current density in the range of -0.5V to 0V needs to be 0.05 mA / cm 2 or less. .

【0024】上記のように、25℃で−0.95V(v
s.Hg/HgO)で0.5時間保持するのは、電池の
保存中に自己放電を引き起こす要因になる含チッ素化合
物を還元してアンモニア成分に変換することにより、正
極、負極、セパレータ、電解液などの電池構成部材中に
含まれる含チッ素化合物の検出を容易にするためであ
り、上記のように−0.95Vで保持することをせずに
走査した時には、そのような還元によって検出できるよ
うになるものは検出されないため、電解液、正極、負
極、セパレータは、いずれも、−0.5V〜0Vの範囲
のピークアノード電流密度が0.02mA/cm2 以下
であることが必要である。
As described above, at −25 ° C., −0.95 V (v
s. Hg / HgO) is maintained for 0.5 hour to reduce the nitrogen-containing compound that causes self-discharge during storage of the battery and convert it to an ammonia component, thereby positive electrode, negative electrode, separator, and electrolyte solution. It is for facilitating the detection of the nitrogen-containing compound contained in the battery constituent member such as, and can be detected by such reduction when scanning without holding at −0.95V as described above. Since such a thing is not detected, it is necessary that the electrolytic solution, the positive electrode, the negative electrode, and the separator all have a peak anode current density in the range of −0.5 V to 0 V of 0.02 mA / cm 2 or less. .

【0025】正極は、たとえば、ニッケル焼結体を基体
とし、これにニッケル酸化物またはニッケル水酸化物を
保持させる焼結式や、金網、金属ファイバー、パンチン
グメタル、エキスパンドメタル、金属発泡体などの多孔
性金属を基体とし、これにニッケル酸化物またはニッケ
ル水酸化物をペースト状で添着または含浸させるペース
ト式などでシート状の成形体として作製されるが、本発
明の実施にあたっては、たとえば、焼結式や、ペースト
式などで作製された公知のニッケル電極を使用すること
もできる。
The positive electrode is made of, for example, a sintered type in which a nickel sintered body is used as a base material and nickel oxide or nickel hydroxide is held therein, or wire mesh, metal fiber, punching metal, expanded metal, metal foam or the like. A porous metal is used as a substrate, and nickel oxide or nickel hydroxide is attached or impregnated in a paste form into a sheet-shaped molded body by a paste method or the like. It is also possible to use a known nickel electrode produced by a binding method or a paste method.

【0026】ただし、この正極は、前記のモデルセルに
おいて、ピークアノード電流密度が前記特定値以下であ
ることが必要であり、そのような条件を満たしていない
ものは、アルカリ水溶液中に浸漬して、該条件を満たせ
るようにしてから、電池組立に使用することが必要であ
る。
However, this positive electrode is required to have a peak anode current density of not more than the specific value in the above model cell, and those which do not satisfy such conditions are immersed in an alkaline aqueous solution. It is necessary to use it for battery assembly after satisfying the conditions.

【0027】上記の正極に用いるニッケル酸化物やニッ
ケル水酸化物としては、たとえば、一酸化ニッケル(N
iO)、二酸化ニッケル(NiO2 )、水酸化ニッケル
〔Ni(OH)2 〕などが挙げられる。ただし、これら
は正極が放電状態にある場合であり、正極が充電状態に
ある場合には上記ニッケル酸化物やニッケル水酸化物は
別の化合物として存在する。
As the nickel oxide and nickel hydroxide used for the positive electrode, for example, nickel monoxide (N
iO), nickel dioxide (NiO 2 ), nickel hydroxide [Ni (OH) 2 ], and the like. However, these are cases where the positive electrode is in a discharged state, and when the positive electrode is in a charged state, the above nickel oxide and nickel hydroxide exist as other compounds.

【0028】負極は水素吸蔵合金を活物質とするもので
あるが、この水素吸蔵合金としては、たとえば、後記の
実施例で用いるV−Ti−Zr−Ni−Cr−Co−F
e−Mn系の水素吸蔵合金や、V−Ti−Zr−Ni−
Cr−Co−Fe系の水素吸蔵合金をはじめ、Ti−N
i系、Ti−Ni−Zr系、(Ti2-x Zrx 4-y
y 1-Z CrZ (x:0〜1.5、y:0.6〜3.
5、z:0.2以下)(USP4728586)系、T
i−Mn系、Zr−Mn系、MmNi5 系などの水素吸
蔵合金を用いることができる。
The negative electrode uses a hydrogen storage alloy as an active material. As this hydrogen storage alloy, for example, V-Ti-Zr-Ni-Cr-Co-F used in Examples described later is used.
e-Mn-based hydrogen storage alloy, V-Ti-Zr-Ni-
Including Cr-Co-Fe based hydrogen storage alloys, Ti-N
i-based, Ti-Ni-Zr-based, (Ti 2-x Zr x V 4-y N
i y ) 1-Z Cr Z (x: 0 to 1.5, y: 0.6 to 3.
5, z: 0.2 or less) (USP4728586) system, T
A hydrogen storage alloy such as i-Mn-based, Zr-Mn-based, and MmNi 5 -based can be used.

【0029】この負極は、焼結式(圧着式)、ペースト
式のいずれによって作製したものでもよい。
This negative electrode may be manufactured by either a sintering method (compression bonding method) or a paste method.

【0030】焼結式による負極の作製方法は、たとえ
ば、金網、金属ファイバー、パンチングメタル、エキス
パンドメタルなどの多孔性金属を基体とし、これに水素
吸蔵合金の粉末を圧着して、加熱処理することによって
負極を作製する方法であり、ペースト式による負極の作
製方法は、水素吸蔵合金の粉末を結着剤などと共にペー
スト状にし、そのペーストを上記多孔性金属からなる基
体に添着または含浸させ、乾燥後、プレスなどで圧着す
ることによって負極を作製する方法である。
The method of producing the negative electrode by the sintering method is, for example, to use a porous metal such as a wire net, a metal fiber, a punching metal, and an expanded metal as a base material, and press-bond the powder of the hydrogen storage alloy thereto and heat-treat. Is a method of producing a negative electrode by means of a paste method, in which a powder of a hydrogen storage alloy is made into a paste together with a binder and the like, and the paste is attached or impregnated on a substrate made of the above porous metal and dried. After that, it is a method of producing a negative electrode by pressing with a press or the like.

【0031】この負極も、正極の場合と同様に、前記の
モデルセルにおいて、ピークアノード電流密度が前記特
定値以下であることが必要であり、そのような条件を満
たしていないものは、アルカリ水溶液中に浸漬して、該
条件を満たせるようにしてから、電池組立に使用するこ
とが必要である。
As in the case of the positive electrode, this negative electrode also requires that the peak anode current density in the model cell be less than or equal to the specific value. Those that do not meet such conditions are alkaline aqueous solutions. It is necessary to immerse it inside so that the above conditions can be satisfied before it is used for battery assembly.

【0032】セパレータとしては、材質的には、たとえ
ばナイロン不織布、ポリプロピレン不織布などを用いる
ことができる。
As the material of the separator, for example, nylon non-woven fabric, polypropylene non-woven fabric or the like can be used.

【0033】ただし、このセパレータも、正極、負極な
どの場合と同様に、前記のモデルセルにおいて、ピーク
アノード電流密度が前記特定値以下であることが必要で
あり、そのような条件を満たしていないものは、アルカ
リ水溶液中に浸漬して、該条件を満たせるようにしてか
ら、電池組立に使用することが必要である。
However, similarly to the case of the positive electrode, the negative electrode, etc., this separator also needs to have the peak anode current density of the specific value or less in the above model cell, which does not satisfy such a condition. It is necessary to immerse the product in an alkaline aqueous solution so as to satisfy the conditions and then to use it for battery assembly.

【0034】上記のように、このセパレータも、前記の
条件を満たす必要があることから、そのような条件を満
たしやすい、プラズマ処理、グラフト化処理またはスル
ホン化処理したポリプロピレン不織布を使用することが
適している。
As described above, since this separator also needs to satisfy the above-mentioned conditions, it is suitable to use a polypropylene nonwoven fabric treated with plasma, grafted or sulfonated, which easily satisfies such conditions. ing.

【0035】電解液はアルカリ水溶液で構成されるが、
このアルカリ水溶液としては、たとえば、水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウム、水酸化リチウムなどのアルカリ
金属の水酸化物の水溶液が用いられる。
The electrolytic solution is composed of an alkaline aqueous solution,
As the alkaline aqueous solution, for example, an aqueous solution of an alkali metal hydroxide such as sodium hydroxide, potassium hydroxide or lithium hydroxide is used.

【0036】ただし、この電解液も、正極、負極、セパ
レータなどの場合と同様に、前記のモデルセルにおい
て、ピークアノード電流密度が前記特定値以下であるこ
とが必要であり、そのような条件を満たしていないもの
は、該条件を満たせるようにしてから、電池組立に使用
することが必要である。
However, this electrolytic solution also requires that the peak anode current density be less than or equal to the specific value in the model cell as in the case of the positive electrode, the negative electrode, the separator, and the like. Those that do not satisfy the above condition must satisfy the above conditions before being used for battery assembly.

【0037】[0037]

【実施例】まず、実施例で用いる負極、正極、セパレー
タを次のようにして準備した。
EXAMPLES First, the negative electrode, positive electrode and separator used in the examples were prepared as follows.

【0038】負極:市販のTi、Zr、V、Ni、C
r、Co、Fe、Mn(いずれも純度99.9%以上)
の各試料を合金組成が、それぞれ下記の組成になるよう
に配合し、高周波溶解炉によって加熱溶解し、多相系合
金を得た。
Negative electrode: commercially available Ti, Zr, V, Ni, C
r, Co, Fe, Mn (all have a purity of 99.9% or more)
Each sample was blended so that the alloy composition would be the following composition, and heated and melted in a high frequency melting furnace to obtain a multiphase alloy.

【0039】V15Ti15Zr21Ni29Cr5 Co6 Fe
1 Mn8 〔N−A合金:(Ti0.42Zr0.58)(V0.23Ni0.45
Cr0.08Co0.05Fe0.01Mn0.071.78
V 15 Ti 15 Zr 21 Ni 29 Cr 5 Co 6 Fe
1 Mn 8 [ NA alloy: (Ti 0.42 Zr 0.58 ) (V 0.23 Ni 0.45
Cr 0.08 Co 0.05 Fe 0.01 Mn 0.07 ) 1.78 ]

【0040】V15Ti15Zr21Ni31Cr6 Co6 Fe
6 〔N−B合金:(Ti0.42Zr0.58)(V0.23Ni0.48
Cr0.09Co0.09Fe0.091.78
V 15 Ti 15 Zr 21 Ni 31 Cr 6 Co 6 Fe
6 [NB alloy: (Ti 0.42 Zr 0.58 ) (V 0.23 Ni 0.48
Cr 0.09 Co 0.09 Fe 0.09 ) 1.78 ]

【0041】この合金を耐圧容器中で10-4torrま
で真空引きを行い、アルゴンで3回パージを行った後、
水素圧力14kg/cm2 で24時間保持し、水素を排
気し、さらに400℃で加熱して、水素を完全に脱蔵す
ることにより、粒径20〜100μmの水素吸蔵合金粉
末を得た。
This alloy was evacuated to 10 -4 torr in a pressure vessel and purged with argon three times, then
By maintaining the hydrogen pressure at 14 kg / cm 2 for 24 hours, exhausting the hydrogen and further heating at 400 ° C. to completely desorb the hydrogen, to obtain a hydrogen storage alloy powder having a particle size of 20 to 100 μm.

【0042】この水素吸蔵合金粉末を有機バインダーを
用いずに、ニッケル集電体にロールミルを用いて圧着
し、Ar/H2 =99/1の雰囲気中、875℃×12
分間保持した後、30℃まで冷却して、厚さ0.3mm
で、幅38mm、長さ129mmのシート状で2種類の
負極(N−A負極およびN−B負極)を得た。
This hydrogen-absorbing alloy powder was pressure-bonded to a nickel current collector using a roll mill without using an organic binder, and in an atmosphere of Ar / H 2 = 99/1, 875 ° C. × 12.
After holding for 30 minutes, cool to 30 ℃ and thickness 0.3mm
Thus, two types of negative electrodes (NA negative electrode and N-B negative electrode) were obtained in a sheet shape having a width of 38 mm and a length of 129 mm.

【0043】正極:焼結式ニッケル正極は、従来から知
られている方式、すなわち、基体としてのニッケル焼結
体を硝酸ニッケル〔Ni(NO3 2 〕と硝酸コバルト
〔Co(NO3 2 〕との混液に浸漬する工程を経由す
る方法によって作製した。
Positive electrode: Sintered nickel positive electrode is of a conventionally known type, that is, a nickel sintered body as a substrate is nickel nitrate [Ni (NO 3 ) 2 ] and cobalt nitrate [Co (NO 3 ) 2 ] It produced by the method of passing through the process of immersing in a mixed liquid of.

【0044】作製後の正極を90℃の温水で8時間水洗
した。この焼結式ニッケル正極をP1−A正極で示す。
また、比較のため、上記同様に作製した焼結式ニッケル
正極でP1−A正極のような90℃の温水での水洗処理
をしていないものをP1−0極とした。
The produced positive electrode was washed with warm water at 90 ° C. for 8 hours. This sintered nickel positive electrode is indicated as P1-A positive electrode.
For comparison, a sintered nickel positive electrode manufactured in the same manner as above, which was not washed with warm water at 90 ° C., like the P1-A positive electrode, was designated as P1-0 electrode.

【0045】一方、ペースト式ニッケル正極は、次に示
すようして作製した。すなわち、水酸化ニッケル(亜鉛
2%、コバルト1%固溶)、ニッケル粉末、コバルト粉
末、ポリテトラフルオロエチレンディスパージョン(ポ
リテトラフルオロエチレン60%含有)、2%カルボキ
シメチルセルロース水溶液を、重量比で100:10:
5:5:50の割合で混合し、得られたペースト状物を
基体としてのニッケル発泡体に含浸させた。
On the other hand, a paste type nickel positive electrode was prepared as follows. That is, nickel hydroxide (zinc 2%, cobalt 1% solid solution), nickel powder, cobalt powder, polytetrafluoroethylene dispersion (containing 60% polytetrafluoroethylene), and 2% carboxymethylcellulose aqueous solution in a weight ratio of 100. : 10:
The mixture was mixed at a ratio of 5: 5: 50, and the obtained paste-like material was impregnated into a nickel foam as a substrate.

【0046】ついで、上記のようにペーストを含浸させ
たニッケル発泡体を、80℃で2時間乾燥した後、1t
on/cm2 でプレスし、80℃のアルカリ水溶液(3
0%水酸化カリウム)中に2時間浸漬した後、90℃の
温水で10分間水洗して、厚さ0.60mmで、幅38
mm、長さ88mmのシート状正極を作製した。これを
P2−0正極とする。
Then, the nickel foam impregnated with the paste as described above is dried at 80 ° C. for 2 hours, and then 1 t.
on / cm 2 and press at 80 ℃ alkali aqueous solution (3
After being dipped in 0% potassium hydroxide) for 2 hours, it is washed with warm water at 90 ° C. for 10 minutes to give a thickness of 0.60 mm and a width of 38.
A sheet-shaped positive electrode having a length of 88 mm and a length of 88 mm was produced. This is designated as P2-0 positive electrode.

【0047】また、上記の最終段階における90℃の温
水での10分間水洗に代えて、90℃の温水で1時間水
洗したペースト式ニッケル正極も作製し、これをP2−
A正極とした。
Further, instead of rinsing with warm water of 90 ° C. for 10 minutes in the final step, a paste type nickel positive electrode was also prepared by rinsing with warm water of 90 ° C. for 1 hour.
A positive electrode was used.

【0048】セパレータ:セパレータとしては、次の5
種類の不織布、すなわち、市販のナイロン不織布(S−
N)、界面活性剤で濡れ性を出した市販のポリプロピレ
ン不織布(S−K)、市販のポリプロピレン不織布をプ
ラズマ処理したもの(S−P)、市販のポリプロピレン
不織布をグラフト化処理したもの(S−G)、市販のポ
リプロピレン不織布をスルホン化処理したもの(S−
S)を用いた。これら5種類のセパレータのサイズは、
いずれも、厚さ0.15mm、幅40mm、長さ235
mmである。そして、それぞれの不織布の後の括弧内に
記載した記号はセパレータを構成する各不織布の略号で
ある。
Separator: The following five separators are used.
Types of non-woven fabrics, that is, commercially available nylon non-woven fabrics (S-
N), a commercially available polypropylene non-woven fabric having a wettability with a surfactant (SK), a commercially available polypropylene non-woven fabric subjected to plasma treatment (SP), and a commercially available polypropylene non-woven fabric graft-treated (S-). G), commercially available polypropylene non-woven fabric subjected to sulfonation treatment (S-
S) was used. The size of these five types of separators is
All have a thickness of 0.15 mm, a width of 40 mm, and a length of 235.
mm. The symbol in parentheses after each non-woven fabric is an abbreviation for each non-woven fabric constituting the separator.

【0049】ここで、各負極、正極、セパレータの略号
とその概要について、まとめて記載すると、次の通りで
ある。
The abbreviations of the negative electrodes, positive electrodes and separators and their outlines are summarized below.

【0050】N−A負極:組成がV15Ti15Zr2121
Cr5 Co6 Fe1 Mn8 の水素吸蔵合金を活物質とし
て用いた負極
N-A negative electrode: Composition is V 15 Ti 15 Zr 21 N 21
Negative electrode using hydrogen storage alloy of Cr 5 Co 6 Fe 1 Mn 8 as active material

【0051】N−B負極:組成がV15Ti15Zr21Ni
31Cr6 Co6 Fe6 の水素吸蔵合金を活物質として用
いた負極
N—B negative electrode: Composition is V 15 Ti 15 Zr 21 Ni
31 Negative electrode using hydrogen storage alloy of Cr 6 Co 6 Fe 6 as active material

【0052】P1−A正極:焼結式ニッケル正極で、作
製後、90℃の温水で8時間水洗処理したもの
P1-A positive electrode: Sintered nickel positive electrode, which was produced and then washed with warm water at 90 ° C. for 8 hours.

【0053】P1−0正極:焼結式ニッケル正極で、作
製後、水洗していないもの
P1-0 positive electrode: Sintered nickel positive electrode, which has not been washed with water after fabrication

【0054】P2−0正極:ペースト式ニッケル正極
で、作製後、90℃の温水で10分間しか水洗処理して
いないもの
P2-0 positive electrode: a paste-type nickel positive electrode that has been rinsed with warm water at 90 ° C. for 10 minutes after being prepared

【0055】P2−A正極:ペースト式ニッケル正極
で、作製後、90℃の温水で1時間水洗処理したもの
P2-A positive electrode: a paste-type nickel positive electrode, which was prepared and washed with warm water at 90 ° C. for 1 hour.

【0056】セパレータS−N:市販のナイロン不織布 Separator SN: Commercially available nylon non-woven fabric

【0057】セパレータS−K:界面活性剤で濡れ性を
出した市販のポリプロピレン不織布
Separator SK : Commercially available polypropylene non-woven fabric having wettability with a surfactant.

【0058】セパレータS−P:市販のポリプロピレン
不織布をプラズマ処理したもの
Separator SP : Commercial polypropylene non-woven fabric plasma-treated

【0059】セパレータS−G:市販のポリプロピレン
不織布をグラフト化処理したもの
Separator SG : Commercial polypropylene non-woven fabric graft-treated.

【0060】セパレータS−S:市販のポリプロピレン
不織布をスルホン化処理したもの
Separator S--S: Commercially available polypropylene non-woven fabric sulfonated

【0061】実施例1 上記の負極、正極、セパレータを各50個ずつ300m
lの30%水酸化カリウム水溶液中に浸漬し、90℃で
24時間保存した。
Example 1 50 m of each of the above-mentioned negative electrode, positive electrode and separator is 300 m
It was immersed in 1% aqueous 30% potassium hydroxide solution and stored at 90 ° C. for 24 hours.

【0062】この保存液を電解液とし、白金板を作用極
とし、対極にも白金板を用い、参照極にHg/Hg電極
を用いて、図1に示すH型モデルセルを組み立て、25
℃で電流密度−電位曲線を走査速度10mV/secで
測定した。その結果を図2から図5に示す。
Using this storage solution as an electrolyte, a platinum plate as a working electrode, a platinum plate as a counter electrode, and an Hg / Hg electrode as a reference electrode, the H-shaped model cell shown in FIG. 1 was assembled.
The current density-potential curve was measured at a scanning rate of 10 mV / sec at 0 ° C. The results are shown in FIGS. 2 to 5.

【0063】図2〜図5の説明に先立って、図1につい
て説明すると、図1はH型モデルセルを模式的に示す概
略図である。図1中、1は白金板からなる作用極、2は
対極であり、この対極2も白金板からなるものである。
そして、3はHg/HgO電極からなる参照極であり、
4はセパレータとして機能するガラスフィルターで、5
は上記の保存液からなる電解液である。
Prior to the description of FIGS. 2 to 5, FIG. 1 will be described. FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing an H-shaped model cell. In FIG. 1, 1 is a working electrode made of a platinum plate, 2 is a counter electrode, and this counter electrode 2 is also made of a platinum plate.
3 is a reference electrode composed of an Hg / HgO electrode,
4 is a glass filter that functions as a separator, 5
Is an electrolytic solution containing the above-mentioned storage solution.

【0064】そして、図2は焼結式ニッケル正極の保存
液を電解液として用いたセルの電流密度−電位曲線であ
り、P1−0〔P1−0正極(作製後に水洗処理をして
いない焼結式ニッケル正極)の保存液〕では、−0.5
V〜0Vの範囲にアノードピークが認められる。
FIG. 2 is a current density-potential curve of a cell using a preserving solution of a sintered nickel positive electrode as an electrolytic solution, which is P1-0 [P1-0 positive electrode (calcined without washing treatment after fabrication. Preservative solution for positive electrode nickel)], -0.5
An anode peak is recognized in the range of V to 0V.

【0065】これに対し、P1−A〔作製後に90℃の
温水で8時間水洗処理した焼結式ニッケル正極(P1−
A正極)の保存液〕では、未使用(焼結式ニッケル正極
などを浸漬−保存していない30%水酸化カリウム水溶
液)の場合と同様に、−0.5V〜0Vの範囲の電流密
度が0.02mA/cm2 以下であり、ほとんどピーク
が観察されなかった。
On the other hand, P1-A [sintered nickel positive electrode (P1-
A) storage solution], the current density in the range of −0.5 V to 0 V is the same as in the case of unused (30% potassium hydroxide aqueous solution in which a nickel-containing positive electrode such as a sintered nickel is not stored). It was 0.02 mA / cm 2 or less, and almost no peak was observed.

【0066】図3はペースト式ニッケル正極の保存液を
電解液として用いたセルの電流密度−電位曲線を示す図
である。
FIG. 3 is a view showing a current density-potential curve of a cell using a paste type nickel positive electrode storage solution as an electrolytic solution.

【0067】図3に示すように、P2−A〔作製後、9
0℃の温水で1時間水洗処理したペースト式ニッケル正
極(P2−A正極)の保存液〕では、未使用の場合と同
様に、−0.5V〜0Vの範囲の電流密度が0.02m
A/cm2 以下であって、ほとんどピークが観察されな
かった。
As shown in FIG. 3, P2-A [after fabrication, 9
In a preservative solution of a paste-type nickel positive electrode (P2-A positive electrode) washed with warm water of 0 ° C. for 1 hour, the current density in the range of −0.5 V to 0 V was 0.02 m, as in the case of unused.
It was A / cm 2 or less, and almost no peak was observed.

【0068】しかし、P2−0〔作製後、90℃の温水
で10分間しか水洗処理していないペースト式ニッケル
正極(P2−0正極)の保存液〕では、−0.5V〜0
Vの範囲に0.5mA/cm2 を超えるアノードピーク
が観察された。
However, in P2-0 [a preservative solution of a paste-type nickel positive electrode (P2-0 positive electrode) which has been washed with warm water at 90 ° C. for 10 minutes after its preparation], -0.5 V to 0
An anode peak exceeding 0.5 mA / cm 2 was observed in the V range.

【0069】図4は負極の保存液を電解液として用いた
セルの電流密度−電位曲線を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a current density-potential curve of a cell using a negative electrode storage solution as an electrolytic solution.

【0070】図4に示すように、N−A(N−A負極の
保存液)、N−B(N−B負極の保存液)は、0mV以
上の範囲に、未使用のものには現れないコバルトの酸化
ピークが観察されたが、−0.5V〜0Vの範囲にはピ
ークが観察されなかった。
As shown in FIG. 4, N-A (preserving liquid for N-A negative electrode) and N-B (preserving liquid for negative electrode N-B) appeared in the range of 0 mV or higher and were unused. No cobalt oxidation peak was observed, but no peak was observed in the -0.5V to 0V range.

【0071】図5はセパレータの保存液を電解液として
用いたセルの電流密度−電位曲線を示す図である。
FIG. 5 is a view showing a current density-potential curve of a cell using a separator storage solution as an electrolytic solution.

【0072】図5に示すように、S−N(市販のナイロ
ン不織布からなるセパレータS−Nの保存液)とS−K
(市販のポリプロピレン不織布からなるセパレータS−
Kの保存液)では、−0.5V〜0Vの範囲に0.5m
A/cm2 を超えるアノードピークが観察された。
As shown in FIG. 5, S-N (a preservative solution for a separator S-N made of commercially available nylon nonwoven fabric) and S-K
(Separator S- made of commercially available polypropylene nonwoven fabric
The storage solution of K) is 0.5 m in the range of -0.5V to 0V.
An anode peak above A / cm 2 was observed.

【0073】これに対し、他のセパレータの保存液(S
−P、S−GおよびS−S)では、−0.5V〜0Vの
範囲の電流密度が0.02mA/cm2 以下であり、ピ
ークが認められなかった。
On the other hand, the storage solution (S
-P, S-G, and S-S), the current density in the range of -0.5 V to 0 V was 0.02 mA / cm 2 or less, and no peak was observed.

【0074】図6に各種セパレータの保存液を電解液と
して用いたセルの−0.95V(Hg/HgO)で0.
5時間保持した時の電流密度−電位曲線を示す。
FIG. 6 shows that the cell using the preservation solution of various separators as an electrolytic solution has a voltage of -0.95 V (Hg / HgO) of 0.
The current density-potential curve when hold | maintaining for 5 hours is shown.

【0075】図6に示すように、S−NとS−Kは、図
5の場合と同様に、−0.5V〜0Vの範囲に0.05
mA/cm2 を超える高いアノードピークが観察され
た。
As shown in FIG. 6, SN and SK are 0.05 in the range of -0.5V to 0V, as in the case of FIG.
A high anode peak above mA / cm 2 was observed.

【0076】これに対し、他のセパレータの保存液(S
−P、S−GおよびS−S)では、−0.5V〜0Vの
範囲にアノードピークが認められなかった。
On the other hand, the storage solution (S
-P, S-G and S-S), no anode peak was observed in the range of -0.5V to 0V.

【0077】実施例2 実施例1で用いたN−A負極、正極、セパレータを組み
合わせて、渦巻状電極体を作製し、それを金属製の電池
容器に入れ、30%水酸化カリウム水溶液からなる電解
液を注入し、樹脂製封口体に正極タブをスポット溶接
し、負極の最外周部分を電池容器の側面に接触させた
後、密閉して、単3サイズの水素化物二次電池を作製し
た。
Example 2 A spirally wound electrode body was prepared by combining the N-A negative electrode, the positive electrode and the separator used in Example 1, and the spirally wound electrode body was placed in a metal battery container and made of a 30% potassium hydroxide aqueous solution. The electrolyte solution was injected, the positive electrode tab was spot-welded to the resin sealing body, the outermost peripheral portion of the negative electrode was brought into contact with the side surface of the battery container, and then sealed, to prepare an AA size hydride secondary battery. .

【0078】電池作製後、60℃で17時間保存し、
0.1C(110mA)で15時間充電し、0.2C
(220mA)で1.0Vまで放電した。このサイクル
を放電容量が一定になるまで繰り返した。
After the battery was manufactured, it was stored at 60 ° C. for 17 hours,
Charged at 0.1C (110mA) for 15 hours, then 0.2C
It was discharged to 1.0 V at (220 mA). This cycle was repeated until the discharge capacity became constant.

【0079】放電容量が一定になった後、0.1C(1
10mA)で15時間充電を行い、20℃で30日間保
存し、残存容量を測定した。保存前の容量を100%と
し、保存後の容量保持率を求めた。その結果を表1に示
す。
After the discharge capacity became constant, 0.1 C (1
It was charged at 10 mA) for 15 hours, stored at 20 ° C. for 30 days, and the remaining capacity was measured. The capacity before storage was set to 100%, and the capacity retention rate after storage was determined. The results are shown in Table 1.

【0080】[0080]

【表1】 [Table 1]

【0081】表1に示すように、アノードピークが無か
った電池構成部材を組み合わせて用いた電池(H1、I
1、J1、R1、S1、T1)は、いずれも、75%以
上の高い容量保持率を示した。
As shown in Table 1, batteries (H1, I) using a combination of battery constituent members having no anode peak were used.
1, J1, R1, S1, T1) all showed a high capacity retention rate of 75% or more.

【0082】しかし、アノードピークが電池構成部材の
いずれか一つにでも有る電池(A1、B1、C1、D
1、E1、F1、G1、K1、L1、M1、N1、O
1、P1、Q1)は、いずれも、容量保持率が60%以
下であった。
However, batteries (A1, B1, C1, D) having an anode peak in any one of the battery constituent members
1, E1, F1, G1, K1, L1, M1, N1, O
1, P1, Q1) all had a capacity retention of 60% or less.

【0083】この表1に示す結果から明らかなように、
アノードピークが無い電池構成部材を用いることによっ
て、自己放電が少なく、容量保持特性が優れた水素化物
二次電池を作製できることが容易かつ簡便に推測でき
る。
As is clear from the results shown in Table 1,
It can be easily and easily inferred that a hydride secondary battery with less self-discharge and excellent capacity retention characteristics can be produced by using a battery constituent member having no anode peak.

【0084】実施例3 実施例1で用いたN−B負極、正極、セパレータを組み
合わせて、実施例2と同様に単3サイズの水素化物二次
電池を作製し、同様に保存後の容量保持率を調べた。そ
の結果を表2に示す。
Example 3 An AA size hydride secondary battery was produced in the same manner as in Example 2 by combining the N—B negative electrode, the positive electrode and the separator used in Example 1, and the capacity retention after storage was similarly performed. I checked the rate. The results are shown in Table 2.

【0085】[0085]

【表2】 [Table 2]

【0086】表2に示すように、アノードピークの無か
った電池構成部材を組み合わせて用いた電池(H2、J
2、R2、S2、T2)は、いずれも、80%以上の高
い容量保持率を示し、N−A負極を用いた場合より高い
容量保持率を有していた。
As shown in Table 2, batteries (H2, J) using a combination of battery constituent members having no anode peak were used.
2, R2, S2, T2) all showed a high capacity retention rate of 80% or more, and had a higher capacity retention rate than when the N-A negative electrode was used.

【0087】この実施例3の場合も、前記実施例2の場
合と同様に、アノードピークが電池構成部材の一つにで
も有る電池(A2、B2、C2、D2、E2、F2、G
2、K2、L2、M2、N2、O2、P2、Q2)は、
アノードピークの無い電池より容量保持率が低かった。
Also in the case of the third embodiment, as in the case of the second embodiment, the batteries (A2, B2, C2, D2, E2, F2, G) having the anode peak as one of the battery constituent members are also included.
2, K2, L2, M2, N2, O2, P2, Q2)
The capacity retention was lower than the battery without anode peak.

【0088】この表2に示す結果から明らかなように、
アノードピークの無い電池構成部材を用いることによっ
て、自己放電が少なく、容量保持特性が優れた水素化物
二次電池を作製できることが容易かつ簡便に推測でき
る。
As is clear from the results shown in Table 2,
It can be easily and easily estimated that a hydride secondary battery with less self-discharge and excellent capacity retention characteristics can be produced by using a battery constituent member having no anode peak.

【0089】実施例4 実施例2および実施例3の電池の放電容量が一定になっ
た時点で、電池の封口体を取り外し、電池内の電解液を
マイクロシリンジで取り出した。
Example 4 When the discharge capacities of the batteries of Examples 2 and 3 became constant, the sealing body of the battery was removed, and the electrolytic solution in the battery was taken out with a microsyringe.

【0090】この電池内の電解液を用い、実施例1と同
様のセルを組み立て、その電流密度−電位曲線を測定し
た。その結果の代表的な例を図7と図8に示す。
Using the electrolytic solution in this battery, a cell similar to that of Example 1 was assembled, and its current density-potential curve was measured. Representative examples of the results are shown in FIGS. 7 and 8.

【0091】図7は−0.95Vで0.5時間保持した
後の電流密度−電位曲線である。この図7に示すよう
に、未使用の電解液とH1(電池構成部材にアノードピ
ーク無し:容量保持率82%)は、−0.5V〜0Vの
範囲の電流密度が0.05mA/cm2 より低く、アノ
ードピークは観察されなかった。
FIG. 7 is a current density-potential curve after holding at -0.95 V for 0.5 hours. As shown in FIG. 7, the unused electrolytic solution and H1 (no anode peak in the battery constituent member: capacity retention rate 82%) had a current density of 0.05 mA / cm 2 in the range of −0.5 V to 0 V. Lower, no anodic peak was observed.

【0092】しかし、容量保持率が31%のAl(電池
構成部材の正極とセパレータにアノードピーク有り)
は、−0.5V〜0Vの範囲に0.05mA/cm2
超える強いピークが観察された。
However, Al having a capacity retention rate of 31% (there is an anode peak in the positive electrode and separator of the battery constituent member).
, A strong peak exceeding 0.05 mA / cm 2 was observed in the range of −0.5 V to 0 V.

【0093】この図7に示す結果から明らかなように、
自己放電が少なく、容量保持特性が優れた水素化物二次
電池にするためには、−0.95Vで0.5時間保持し
た後の電流密度−電位曲線において、−0.5V〜0V
範囲の電流密度が0.05mA/cm2 以下のものであ
ることが必要である。
As is clear from the results shown in FIG.
In order to obtain a hydride secondary battery with less self-discharge and excellent capacity retention characteristics, in the current density-potential curve after holding at -0.95V for 0.5 hours, -0.5V to 0V is obtained.
It is necessary that the current density in the range is 0.05 mA / cm 2 or less.

【0094】図8は−0.95Vでの保持をしなかった
場合の電流密度−電位曲線である。この図8に示すよう
に、未使用の電解液とS2(電池構成部材にアノードピ
ーク無し:容量保持率81%)は、−0.5V〜0Vの
範囲の電流密度が0.02mA/cm2 以下であって、
アノードピークは観察されなかった。
FIG. 8 is a current density-potential curve when the voltage was not held at -0.95V. As shown in FIG. 8, the current density in the range of −0.5 V to 0 V was 0.02 mA / cm 2 between the unused electrolyte solution and S2 (no anode peak in the battery constituent member: 81% capacity retention). Below,
No anode peak was observed.

【0095】しかし、容量保持率が36%のB2(正極
とセパレータにアノードピーク有り)は、−0.3V付
近に0.2mA/cm2 を超える強いピークが観察され
た。
However, for B2 having a capacity retention of 36% (there were anode peaks in the positive electrode and the separator), a strong peak exceeding 0.2 mA / cm 2 was observed in the vicinity of −0.3V.

【0096】この図8に示す結果から明らかなように、
自己放電が少なく、容量保持特性が優れた水素化物二次
電池にするためには、電流密度−電位曲線において、−
0.5V〜0Vの範囲の電流密度が0.02mA/cm
2 以下のものであることが必要である。
As is clear from the results shown in FIG.
In order to obtain a hydride secondary battery with less self-discharge and excellent capacity retention characteristics, in the current density-potential curve,
Current density in the range of 0.5V to 0V is 0.02mA / cm
Must be 2 or less.

【0097】また、この−0.5V〜0Vの範囲のアノ
ードピークが水素化物二次電池の自己放電反応に起因す
ることは、これらの実施例1〜4から推察できるが、こ
れを確かめるために、実施例4(図7と図8に、その電
流密度−電位曲線を示す)の電解液にネスラー試薬(ア
ンモニア化合物指示薬)を添加して、アンモニア化合物
の存在を示す呈色が有るか否かを調べた。その結果を表
3に示す。
It can be inferred from these Examples 1 to 4 that the anode peak in the range of -0.5 V to 0 V is caused by the self-discharge reaction of the hydride secondary battery. Whether or not there is a coloration indicating the presence of an ammonia compound by adding a Nessler reagent (ammonia compound indicator) to the electrolytic solution of Example 4 (the current density-potential curves are shown in FIGS. 7 and 8) I checked. The results are shown in Table 3.

【0098】[0098]

【表3】 [Table 3]

【0099】表3に示すように、電池構成部材にアノー
ドピークが有った電池(A1、B2)は、ネスラー指示
薬にアンモニア化合物の存在を示す呈色が認められた。
そして、このネスラー指示薬の呈色が有った電池(A
1、B2)は、呈色の無かった電池(H1、S2)よ
り、容量保持率が30〜40%程度低かった。
As shown in Table 3, in the batteries (A1, B2) in which the battery constituent members had an anode peak, a coloration indicating the presence of an ammonia compound in the Nessler indicator was recognized.
Then, the battery (A
1, B2) had a capacity retention rate of about 30 to 40% lower than that of the batteries (H1, S2) which had no color.

【0100】このネスラー指示薬の呈色の原因になった
アンモニア化合物は、NH4 OH、CH3 NH2 、C2
6 NH2 、(CH3 2 NH、(C2 5 2 −N
H、(CH3 3 Nなどの窒素基を含む化合物であると
考えられる。
The ammonia compounds that cause the coloration of this Nessler indicator are NH 4 OH, CH 3 NH 2 and C 2
H 6 NH 2, (CH 3 ) 2 NH, (C 2 H 5) 2 -N
It is considered to be a compound containing a nitrogen group such as H and (CH 3 ) 3 N.

【0101】そして、これらのアンモニア化合物の酸化
が、電流密度−電位曲線でアノードピークを示し、電池
内で自己放電反応を起こしていることは、表3に示す呈
色試験の結果から明らかである。
It is clear from the results of the color test shown in Table 3 that the oxidation of these ammonia compounds shows an anode peak on the current density-potential curve and causes a self-discharge reaction in the battery. .

【0102】なお、上記の実施例では、負極の水素吸蔵
合金としてV−Ti−Zr−Ni−Cr−Co−Fe−
Mn系のものと、V−Ti−Zr−Ni−Cr−Co−
Fe系のものを用いた場合を例に挙げて説明したが、水
素吸蔵合金はこれらのみに限定されることなく、たとえ
ば、Ti−Ni系、Ti−Ni−Zr系、(Ti2-x
x 4-y Niy 1-z Crz (x:0〜1.5、y:
0.6〜3.5、z:0.2以下)(USP47285
86)系、Ti−Mn系、Zr−Mn系、MmNi5
などの水素吸蔵合金を用いた場合にも、同様の効果が認
められることから、これらも実施例で例示したものと同
様に用いることができる。
In the above example, V-Ti-Zr-Ni-Cr-Co-Fe- was used as the hydrogen storage alloy for the negative electrode.
Mn-based and V-Ti-Zr-Ni-Cr-Co-
Although the description has been made by taking the case of using the Fe-based alloy as an example, the hydrogen storage alloy is not limited to these, and may be, for example, Ti-Ni-based, Ti-Ni-Zr-based, (Ti 2-x Z
r x V 4-y Ni y ) 1-z Cr z (x: 0 to 1.5, y:
0.6 to 3.5, z: 0.2 or less) (USP47285)
86), Ti-Mn-based, Zr-Mn-based, and MmNi 5 -based hydrogen storage alloys, the same effects are observed, so these are also used in the same manner as those exemplified in the examples. be able to.

【0103】また、負極は焼結式で作製したものだけを
示したが、ペースト式で作製したものも、同様の効果が
認められることから、実施例に例示した焼結式で作製し
たものと同様に使用することができる。したがって、本
発明は、電極の製造法を限定するものではない。
Although only the negative electrode manufactured by the sintering method is shown, the negative electrode manufactured by the paste method has the same effect. It can be used as well. Therefore, the present invention does not limit the manufacturing method of the electrode.

【0104】[0104]

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、自己
放電が少なく、容量保持特性が優れた水素化物二次電池
を提供することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a hydride secondary battery having less self-discharge and excellent capacity retention characteristics.

【0105】すなわち、本発明では、電池に使用する電
解液や、正極、負極、セパレータなどを保存した保存液
を電解液とし、白金を作用極とするモデルセルを組み立
て、その電流密度−電位曲線を求めることにより、電池
構成部材の電池の容量保持特性に及ぼす影響を推測し、
その結果に基づいて、電池作製を行うので、自己放電が
少なく、容量保持特性が優れた水素化物二次電池を提供
することができる。
That is, in the present invention, a model cell having platinum as a working electrode is assembled by using an electrolyte solution used for a battery or a storage solution in which a positive electrode, a negative electrode, a separator, etc. are stored, and the current density-potential curve thereof is assembled. By inferring, the effect of battery constituent members on the capacity retention characteristics of the battery is estimated,
Since the battery is manufactured based on the result, it is possible to provide a hydride secondary battery with less self-discharge and excellent capacity retention characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例において電流密度−電位曲線を測定する
ために使用したH型モデルセルを示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an H-shaped model cell used for measuring a current density-potential curve in Examples.

【図2】焼結式ニッケル正極の保存液を電解液として用
いたモデルセルの電流密度−電位曲線を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a current density-potential curve of a model cell using a storage solution of a sintered nickel positive electrode as an electrolytic solution.

【図3】ペースト式ニッケル正極の保存液を電解液とし
て用いたモデルセルの電流密度−電位曲線を示す図であ
る。
FIG. 3 is a view showing a current density-potential curve of a model cell in which a paste type nickel positive electrode storage solution is used as an electrolytic solution.

【図4】水素吸蔵合金負極の保存液を電解液として用い
たモデルセルの電流密度−電位曲線を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a current density-potential curve of a model cell using a storage solution of a hydrogen storage alloy negative electrode as an electrolytic solution.

【図5】セパレータの保存液を電解液として用いたモデ
ルセルの電流密度−電位曲線を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a current density-potential curve of a model cell in which a stock solution of a separator is used as an electrolytic solution.

【図6】セパレータの保存液を電解液として用いたモデ
ルセルの−0.95Vで0.5時間保持後の電流密度−
電位曲線を示す図である。
FIG. 6 is a current density of a model cell using a separator storage solution as an electrolyte after being held at −0.95 V for 0.5 hours.
It is a figure which shows an electric potential curve.

【図7】実用電池内から取り出した電解液を電解液とし
て用いたモデルセルの−0.95Vで0.5時間保持後
の電流密度−電位曲線を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a current density-potential curve of a model cell in which an electrolytic solution taken out from a practical battery is used as an electrolytic solution after being held at −0.95 V for 0.5 hours.

【図8】実用電池内から取り出した電解液を電解液とし
て用いたモデルセルの電流密度−電位曲線を示す図であ
る。
FIG. 8 is a view showing a current density-potential curve of a model cell using an electrolytic solution taken out from a practical battery as an electrolytic solution.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 作用極 2 対極 3 参照極 4 ガラスフィルター 5 電解液 1 Working electrode 2 Counter electrode 3 Reference electrode 4 Glass filter 5 Electrolyte

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ニッケル酸化物またはニッケル水酸化物
を含む正極と、水素吸蔵合金を含む負極と、アルカリ水
溶液からなる電解液と、不織布からなるセパレータを有
する水素化物二次電池において、正極、負極およびセパ
レータが電解液中に不純物を溶出しないものであること
を特徴とする水素化物二次電池。
1. A hydride secondary battery having a positive electrode containing nickel oxide or nickel hydroxide, a negative electrode containing a hydrogen storage alloy, an electrolytic solution containing an alkaline aqueous solution, and a separator made of non-woven fabric. And a hydride secondary battery in which the separator does not elute impurities in the electrolytic solution.
【請求項2】 請求項1記載の水素化物二次電池の電解
液が、それを電解液とし、白金を作用極とするモデルセ
ルを組み立てたとき、その電流密度−電位曲線におい
て、25℃で−0.95V(vs.Hg/HgO)で
0.5時間保持した後の、−0.5V〜0Vの範囲のピ
ークアノード電流密度が0.05mA/cm2 以下であ
ることを特徴とする水素化物二次電池。
2. When an electrolyte solution of the hydride secondary battery according to claim 1 is assembled into a model cell using the electrolyte solution and platinum as a working electrode, the current density-potential curve of the model cell at 25 ° C. Hydrogen having a peak anode current density in the range of -0.5 V to 0 V after holding at -0.95 V (vs. Hg / HgO) for 0.5 hours is 0.05 mA / cm 2 or less. Secondary battery.
【請求項3】 請求項1の水素化物二次電池の正極が、
それを水素化物二次電池の電解液として使用できるアル
カリ水溶液に活物質重量当り1.5ml/gで浸漬し、
90℃で24時間保存した後の保存液を電解液とし、白
金を作用極とするモデルセルを組み立てたとき、その電
流密度−電位曲線において、25℃で−0.95V(v
s.Hg/HgO)で0.5時間保持した後の、−0.
5V〜0Vの範囲のピークアノード電流密度が0.05
mA/cm2 以下であることを特徴とする水素化物二次
電池。
3. The positive electrode of the hydride secondary battery according to claim 1,
Immersing it in an alkaline aqueous solution that can be used as an electrolyte of a hydride secondary battery at 1.5 ml / g of active material weight,
When a model cell having platinum as a working electrode was assembled using a storage solution after storing at 90 ° C. for 24 hours as an electrolytic solution, its current density-potential curve showed −0.95 V (v
s. Hg / HgO) after being held for 0.5 hour, −0.
The peak anode current density in the range of 5V to 0V is 0.05.
A hydride secondary battery having a current density of mA / cm 2 or less.
【請求項4】 請求項1の水素化物二次電池の負極が、
それを水素化物二次電池の電解液として使用できるアル
カリ水溶液に活物質重量当り1.0ml/gで浸漬し、
90℃で24時間保存した後の保存液を電解液とし、白
金を作用極とするモデルセルを組み立てたとき、その電
流密度−電位曲線において、25℃で−0.95V(v
s.Hg/HgO)で0.5時間保持した後の、−0.
5V〜0Vの範囲のピークアノード電流密度が0.05
mA/cm2 以下であることを特徴とする水素化物二次
電池。
4. The negative electrode of the hydride secondary battery according to claim 1,
Immerse it in an alkaline aqueous solution that can be used as an electrolyte of a hydride secondary battery at 1.0 ml / g of active material weight,
When a model cell having platinum as a working electrode was assembled using a storage solution after storing at 90 ° C. for 24 hours as an electrolytic solution, its current density-potential curve showed −0.95 V (v
s. Hg / HgO) after being held for 0.5 hour, −0.
The peak anode current density in the range of 5V to 0V is 0.05.
A hydride secondary battery having a current density of mA / cm 2 or less.
【請求項5】 請求項1の水素化物二次電池のセパレー
タが、それを水素化物二次電池の電解液として使用でき
るアルカリ水溶液に重量当り10ml/gで浸漬し、2
4時間保存した後の保存液を電解液とし、白金を作用極
とするモデルセルを組み立てたとき、その電流密度−電
位曲線において、25℃で−0.95V(vs.Hg/
HgO)で0.5時間保持した後の、−0.5V〜0V
の範囲のピークアノード電流密度が0.05mA/cm
2 以下であることを特徴とする水素化物二次電池。
5. The separator of the hydride secondary battery according to claim 1 is immersed in an alkaline aqueous solution which can be used as an electrolytic solution of the hydride secondary battery at 10 ml / g per weight, and 2
When a model cell having platinum as a working electrode was assembled using a storage solution after storage for 4 hours as an electrolytic solution, its current density-potential curve showed -0.95 V (vs. Hg /
HgO) -0.5V to 0V after holding for 0.5 hour
The peak anode current density in the range is 0.05 mA / cm
A hydride secondary battery characterized by being 2 or less.
【請求項6】 請求項2、請求項3、請求項4または請
求項5記載の電流密度−電位曲線において、−0.95
Vで保持せずに走査した時の−0.5V〜0Vの範囲の
ピークアノード電流密度が0.02mA/cm2 以下で
あることを特徴とする水素化物二次電池。
6. The current density-potential curve according to claim 2, claim 3, claim 4 or claim 5, wherein -0.95.
A hydride secondary battery having a peak anode current density of 0.02 mA / cm 2 or less in a range of −0.5 V to 0 V when scanned without being held at V.
【請求項7】 請求項2、請求項3、請求項4、請求項
5または請求項6記載のピークアノード電流が、上記電
池内で自己放電反応を生じる不純物の酸化によるもので
あることを特徴とする水素化物二次電池。
7. The peak anode current according to claim 2, claim 3, claim 4, claim 5, or claim 6 is due to oxidation of impurities that cause a self-discharge reaction in the battery. And a hydride secondary battery.
【請求項8】 請求項1記載の水素化物二次電池のセパ
レータが、プラズマ処理、グラフト化処理またはスルホ
ン化処理したポリプロピレン不織布であることを特徴と
する水素化物二次電池。
8. A hydride secondary battery in which the separator of the hydride secondary battery according to claim 1 is a polypropylene nonwoven fabric that has been plasma-treated, grafted or sulfonated.
【請求項9】 請求項1記載の水素化物二次電池の正極
が、ペースト式または焼結式で作製されたものであるこ
とを特徴とする水素化物二次電池。
9. The hydride secondary battery according to claim 1, wherein the positive electrode of the hydride secondary battery is manufactured by a paste method or a sintering method.
【請求項10】 請求項1記載の水素化物二次電池の負
極の水素吸蔵合金が、AB2 型水素吸蔵合金であること
を特徴とする水素化物二次電池。
10. A hydride secondary battery, wherein the hydrogen storage alloy of the negative electrode of the hydride secondary battery according to claim 1 is an AB 2 type hydrogen storage alloy.
【請求項11】 請求項10記載のAB2 型水素吸蔵合
金において、AがTiおよびZrのうちいずれか1種以
上の元素を含み、BがNi、V、Cr、Co、Mnおよ
びFeのうちいずれか1種以上の元素を含むことを特徴
とする水素化物二次電池。
11. The AB 2 type hydrogen storage alloy according to claim 10, wherein A contains at least one element selected from Ti and Zr, and B represents Ni, V, Cr, Co, Mn and Fe. A hydride secondary battery containing any one or more elements.
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