JPH0737609A - アルカリ蓄電池 - Google Patents
アルカリ蓄電池Info
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- JPH0737609A JPH0737609A JP5182582A JP18258293A JPH0737609A JP H0737609 A JPH0737609 A JP H0737609A JP 5182582 A JP5182582 A JP 5182582A JP 18258293 A JP18258293 A JP 18258293A JP H0737609 A JPH0737609 A JP H0737609A
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- alkaline storage
- negative electrode
- battery
- positive electrode
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電解液の液まわりを促進させ、内部インピー
ダンスの低下、かつ初期活性に優れたアルカリ蓄電池を
得る。 【構成】 ニッケル酸化物またはニッケル水酸化物から
なる正極３と、水素吸蔵合金またはカドミウム、鉄、亜
鉛とそれらの酸化物、水酸化物を含む負極２からなるア
ルカリ蓄電池の電解液にメタリン酸塩を加えることによ
り、正極３、負極２、セパレーターの液まわりを促進
し、注液後の初めのサイクルより所期の放電容量が得ら
れ、従来の出荷前の２〜３サイクルの充放電を省略する
ことができ、工程が簡素化され、また製造時間も短縮で
きる。
ダンスの低下、かつ初期活性に優れたアルカリ蓄電池を
得る。 【構成】 ニッケル酸化物またはニッケル水酸化物から
なる正極３と、水素吸蔵合金またはカドミウム、鉄、亜
鉛とそれらの酸化物、水酸化物を含む負極２からなるア
ルカリ蓄電池の電解液にメタリン酸塩を加えることによ
り、正極３、負極２、セパレーターの液まわりを促進
し、注液後の初めのサイクルより所期の放電容量が得ら
れ、従来の出荷前の２〜３サイクルの充放電を省略する
ことができ、工程が簡素化され、また製造時間も短縮で
きる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアルカリ蓄電池に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】アルカリ蓄電池は、正極にニッケル酸化
物またはニッケル水酸化物を用い、負極に水素を可逆的
に吸蔵、放出できる水素吸蔵合金、カドミウム、鉄、亜
鉛またはそれらの酸化物、水酸化物を用い、電解質とし
てアルカリ水溶液を用いた二次電池であり、電気自動車
用などの大中容量のものから、携帯電話などのポータブ
ル機器用の小容量のものまで幅広くその応用発展が期待
されている。
物またはニッケル水酸化物を用い、負極に水素を可逆的
に吸蔵、放出できる水素吸蔵合金、カドミウム、鉄、亜
鉛またはそれらの酸化物、水酸化物を用い、電解質とし
てアルカリ水溶液を用いた二次電池であり、電気自動車
用などの大中容量のものから、携帯電話などのポータブ
ル機器用の小容量のものまで幅広くその応用発展が期待
されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のアルカリ蓄電池では、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、水酸化リチウ
ム、水酸化ナトリウム、水酸化カリ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。しかし、電解液
の注液後、正極、負極、セパレーターが濡れにくく、特
にセパレーターの疎水性が高いため濡れにくく、その中
にある正極板、負極板共に濡れが悪いため内部インピー
ダンスが高かった。このため２〜３サイクルの充放電を
繰り返すことによって液まわりを促進し、内部インピー
ダンスを下げてやる必要があった。したがって、製造工
程が煩雑となり、また初期２〜３サイクルの充放電を繰
り返すため、製造に多大な時間がかかった。
来のアルカリ蓄電池では、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、水酸化リチウ
ム、水酸化ナトリウム、水酸化カリ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。しかし、電解液
の注液後、正極、負極、セパレーターが濡れにくく、特
にセパレーターの疎水性が高いため濡れにくく、その中
にある正極板、負極板共に濡れが悪いため内部インピー
ダンスが高かった。このため２〜３サイクルの充放電を
繰り返すことによって液まわりを促進し、内部インピー
ダンスを下げてやる必要があった。したがって、製造工
程が煩雑となり、また初期２〜３サイクルの充放電を繰
り返すため、製造に多大な時間がかかった。
【０００４】本発明は、上記のような従来のアルカリ蓄
電池の問題点を解決するもので、アルカリ蓄電池の製造
工程を簡略化し、製造時間も短縮することを目的とす
る。
電池の問題点を解決するもので、アルカリ蓄電池の製造
工程を簡略化し、製造時間も短縮することを目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明は、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
液からなる電解液を有するアルカリ蓄電池において、電
解液中にメタリン酸塩を含有させたものである。
めに本発明は、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
液からなる電解液を有するアルカリ蓄電池において、電
解液中にメタリン酸塩を含有させたものである。
【０００６】また、メタリン酸塩としてヘキサメタリン
酸ナトリウムを用いるようにしたものである。
酸ナトリウムを用いるようにしたものである。
【０００７】また、カドミウム、鉄、亜鉛またはそれら
の酸化物、水酸化物を含む負極を有するものである。
の酸化物、水酸化物を含む負極を有するものである。
【０００８】また、電解液中のメタリン酸塩の濃度を１
〜１０００ｐｐｍにしたものである。
〜１０００ｐｐｍにしたものである。
【０００９】
【作用】本発明は、電解液中にメタリン酸塩を含有させ
ることにより、電解液の液まわりを促進させるようにし
たものである。
ることにより、電解液の液まわりを促進させるようにし
たものである。
【００１０】上記のように、電解液中にメタリン酸塩を
含有させることにより、金属イオンと可溶性の錯体を形
成し、疎水性の強いセパレーターとなじみやすくなり、
液まわりが促進され、正極板、負極板ともによく濡れ、
内部インピーダンスが低下し、電解液の注液後の最初の
充放電から、所期の放電容量が得られる。
含有させることにより、金属イオンと可溶性の錯体を形
成し、疎水性の強いセパレーターとなじみやすくなり、
液まわりが促進され、正極板、負極板ともによく濡れ、
内部インピーダンスが低下し、電解液の注液後の最初の
充放電から、所期の放電容量が得られる。
【００１１】電解液中に含有されるメタリン酸塩の濃度
は１〜１０００ｐｐｍであることが望ましい。電解液中
のメタリン酸塩の濃度が１ｐｐｍ以下であると電解液の
液まわりを促進する効果が少なく、１０００ｐｐｍ以上
であると電池反応を阻害し、大電流での放電特性が悪く
なる。
は１〜１０００ｐｐｍであることが望ましい。電解液中
のメタリン酸塩の濃度が１ｐｐｍ以下であると電解液の
液まわりを促進する効果が少なく、１０００ｐｐｍ以上
であると電池反応を阻害し、大電流での放電特性が悪く
なる。
【００１２】
【実施例】以下一実施例を用いて本発明をさらに具体的
に説明する。
に説明する。
【００１３】（実施例１）正極の作製は水酸化ニッケル
と金属コバルトと水酸化コバルトを重量比で１００：
７：５で秤量し水を用いてペースト状にし、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８０℃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ニッケル板を
スポット溶接した。このときの正極１枚の理論容量は
５．０５Ａｈである。試験用セルにはこの正極を５枚用
いた。
と金属コバルトと水酸化コバルトを重量比で１００：
７：５で秤量し水を用いてペースト状にし、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８０℃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ニッケル板を
スポット溶接した。このときの正極１枚の理論容量は
５．０５Ａｈである。試験用セルにはこの正極を５枚用
いた。
【００１４】負極の水素吸蔵合金としてＡＢ5合金であ
るランタン含量１０ｗｔ％のミッシュメタル（Ｍｍ）を
含む合金ＭｍＮｉ3.55Ｍｎ0.4Ａｌ0.3Ｃｏ0.75を用い
た。この合金１９．４ｇ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ニッケ
ル板をスポット溶接した。このときの負極板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。
るランタン含量１０ｗｔ％のミッシュメタル（Ｍｍ）を
含む合金ＭｍＮｉ3.55Ｍｎ0.4Ａｌ0.3Ｃｏ0.75を用い
た。この合金１９．４ｇ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ニッケ
ル板をスポット溶接した。このときの負極板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。
【００１５】図１のようにスルホン化処理を行ったポリ
プロピレン不織布セパレーター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。これらの極板群を厚
み３ｍｍのアクリロニトリル−スチレン樹脂からなる内
寸で縦１０８ｍｍ横６９ｍｍ幅１８ｍｍのケースに入れ
た。比重１．３の水酸化カリウム水溶液に、ヘキサメタ
リン酸ナトリウム１００ｐｐｍを添加した溶液を電解液
として５４ｃｃ加えた。
プロピレン不織布セパレーター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。これらの極板群を厚
み３ｍｍのアクリロニトリル−スチレン樹脂からなる内
寸で縦１０８ｍｍ横６９ｍｍ幅１８ｍｍのケースに入れ
た。比重１．３の水酸化カリウム水溶液に、ヘキサメタ
リン酸ナトリウム１００ｐｐｍを添加した溶液を電解液
として５４ｃｃ加えた。
【００１６】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−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７にＯリングを介して圧接固定し、密閉電池
とした。この本実施例の電池を電池Ａとする。
クリロニトリル−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７にＯリングを介して圧接固定し、密閉電池
とした。この本実施例の電池を電池Ａとする。
【００１７】比較例として、同様の手順で電池を組み立
て、電解液として比重１．３の水酸化カリウム水溶液の
みを５４ｃｃ加えた電池を電池Ｂとする。したがって、
ＡとＢの電池は同じ正極理論容量を持つ。
て、電解液として比重１．３の水酸化カリウム水溶液の
みを５４ｃｃ加えた電池を電池Ｂとする。したがって、
ＡとＢの電池は同じ正極理論容量を持つ。
【００１８】電解液注液直後の内部インピーダンスは電
池Ａ、電池Ｂそれぞれ１．４５ｍΩ、２．５８ｍΩで、
電解液にヘキサメタリン酸ナトリウムを添加したことで
電解液の液まわりは促進され内部インピーダンスは減少
した。
池Ａ、電池Ｂそれぞれ１．４５ｍΩ、２．５８ｍΩで、
電解液にヘキサメタリン酸ナトリウムを添加したことで
電解液の液まわりは促進され内部インピーダンスは減少
した。
【００１９】電池Ａ，Ｂを２０℃で１０時間率つまり
２．５３Ａで１５時間充電し、５時間率５．０６Ａで端
子間電圧１Ｖになるまで放電する充放電サイクルを繰り
返した。（表１）に、電池Ａと電池Ｂの１〜５サイクル
目の放電容量を示す。
２．５３Ａで１５時間充電し、５時間率５．０６Ａで端
子間電圧１Ｖになるまで放電する充放電サイクルを繰り
返した。（表１）に、電池Ａと電池Ｂの１〜５サイクル
目の放電容量を示す。
【００２０】
【表１】
【００２１】（表１）から明らかなように、電解液にヘ
キサメタリン酸ナトリウムを添加した電池は１サイクル
目からほぼ一定の放電容量があることがわかる。
キサメタリン酸ナトリウムを添加した電池は１サイクル
目からほぼ一定の放電容量があることがわかる。
【００２２】（実施例２）実施例１と同様の手順で組み
立て、電解液として比重１．３の水酸化カリウム水溶液
にヘキサメタリン酸ナトリウム５００ｐｐｍを添加した
溶液を電解液として５４ｃｃ加えた電池を電池Ｃとす
る。したがって電池Ａと電池Ｃは同じ正極理論容量を持
つ。
立て、電解液として比重１．３の水酸化カリウム水溶液
にヘキサメタリン酸ナトリウム５００ｐｐｍを添加した
溶液を電解液として５４ｃｃ加えた電池を電池Ｃとす
る。したがって電池Ａと電池Ｃは同じ正極理論容量を持
つ。
【００２３】電解液注液直後の電池Ｃの内部インピーダ
ンスは１．４３ｍΩであった。電池Ａ，Ｃを２０℃で１
０時間率つまり２．５３Ａで１５時間充電し、５時間率
５．０６Ａで端子間電圧１Ｖになるまで放電する充放電
サイクルを繰り返した。（表２）に、電池Ａと電池Ｃの
１〜５サイクル目の放電容量を示す。
ンスは１．４３ｍΩであった。電池Ａ，Ｃを２０℃で１
０時間率つまり２．５３Ａで１５時間充電し、５時間率
５．０６Ａで端子間電圧１Ｖになるまで放電する充放電
サイクルを繰り返した。（表２）に、電池Ａと電池Ｃの
１〜５サイクル目の放電容量を示す。
【００２４】
【表２】
【００２５】（表２）から明らかなように、電解液にヘ
キサメタリン酸ナトリウムを異なる濃度で添加しても同
様の放電容量があることがわかる。
キサメタリン酸ナトリウムを異なる濃度で添加しても同
様の放電容量があることがわかる。
【００２６】図２にヘキサメタリン酸ナトリウムの添加
量を変えた電池の１〜２サイクル目の放電容量を示す。
量を変えた電池の１〜２サイクル目の放電容量を示す。
【００２７】図２において実線Ｄで示す１サイクル目の
放電容量、破線Ｅで示す２サイクル目の放電容量は、ヘ
キサメタリン酸ナトリウムの濃度が１〜１０００ｐｐｍ
でほぼ一定になった。このように電解液に添加するヘキ
サメタリン酸ナトリウムの濃度が変化しても同様の結果
が得られた。
放電容量、破線Ｅで示す２サイクル目の放電容量は、ヘ
キサメタリン酸ナトリウムの濃度が１〜１０００ｐｐｍ
でほぼ一定になった。このように電解液に添加するヘキ
サメタリン酸ナトリウムの濃度が変化しても同様の結果
が得られた。
【００２８】なお、本実施例ではヘキサメタリン酸ナト
リウムを用いた場合について説明したが、その他、テト
ラメタリン酸ナトリウム、トリメタリン酸カリウムなど
他のメタリン酸塩でも同様の結果が得られた。特に、本
実施例で用いたヘキサメタリン酸ナトリウムにおいてよ
い結果が得られた。
リウムを用いた場合について説明したが、その他、テト
ラメタリン酸ナトリウム、トリメタリン酸カリウムなど
他のメタリン酸塩でも同様の結果が得られた。特に、本
実施例で用いたヘキサメタリン酸ナトリウムにおいてよ
い結果が得られた。
【００２９】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、アルカ
リ蓄電池の電解液にメタリン酸塩を添加することで、金
属イオンと可溶性の錯体を形成し、疎水性の強いセパレ
ーターとなじみやすくなり、正極板、負極板ともによく
濡れ、内部インピーダンスが低下し、注液後の初めのサ
イクルより所期の放電容量が得られ、従来行われた電池
出荷前の２〜３サイクルの充放電を省略することがで
き、工程が簡素化され、また製造時間も短縮できる。
リ蓄電池の電解液にメタリン酸塩を添加することで、金
属イオンと可溶性の錯体を形成し、疎水性の強いセパレ
ーターとなじみやすくなり、正極板、負極板ともによく
濡れ、内部インピーダンスが低下し、注液後の初めのサ
イクルより所期の放電容量が得られ、従来行われた電池
出荷前の２〜３サイクルの充放電を省略することがで
き、工程が簡素化され、また製造時間も短縮できる。
【図１】本発明の一実施例によるアルカリ蓄電池の縦断
面図
面図
【図２】本発明の第２の実施例によるアルカリ蓄電池に
おけるヘキサメタリン酸ナトリウムの添加量と放電容量
の関係を示す特性図
おけるヘキサメタリン酸ナトリウムの添加量と放電容量
の関係を示す特性図
２ 負極 ３ 正極
───────────────────────────────────────────────────── 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 児守 克典 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 (4)
- 【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
液を含む電解液を有するアルカリ蓄電池において、電解
液中にメタリン酸塩を含有させたことを特徴とするアル
カリ蓄電池。 - 【請求項２】 メタリン酸塩としてヘキサメタリン酸ナ
トリウムを用いる請求項１記載のアルカリ蓄電池。 - 【請求項３】 カドミウム、鉄、亜鉛またはそれらの酸
化物、水酸化物を含む負極を有する請求項１記載のアル
カリ蓄電池。 - 【請求項４】 電解液中のメタリン酸塩の濃度が１〜１
０００ｐｐｍである請求項１記載のアルカリ蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5182582A JPH0737609A (ja) | 1993-07-23 | 1993-07-23 | アルカリ蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5182582A JPH0737609A (ja) | 1993-07-23 | 1993-07-23 | アルカリ蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0737609A true JPH0737609A (ja) | 1995-02-07 |
Family
ID=16120810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5182582A Pending JPH0737609A (ja) | 1993-07-23 | 1993-07-23 | アルカリ蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0737609A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7829221B2 (en) * | 2000-11-10 | 2010-11-09 | Powergenix Systems, Inc. | Cobalt containing positive electrode formulation for a nickel-zinc cell |
| US8043748B2 (en) | 2008-02-07 | 2011-10-25 | Powergenix Systems, Inc. | Pasted nickel hydroxide electrode for rechargeable nickel-zinc batteries |
| US8048566B2 (en) | 2008-02-07 | 2011-11-01 | Powergenix Systems, Inc. | Nickel hydroxide electrode for rechargeable batteries |
| US9337483B2 (en) | 2013-01-14 | 2016-05-10 | Powergenix Systems, Inc. | Pasted nickel hydroxide electrode and additives for rechargeable alkaline batteries |
| US20200091561A1 (en) * | 2018-09-17 | 2020-03-19 | ZAF Energy Systems, Incorporated | Zinc alkaline secondary battery including anchored electrolyte additives |
-
1993
- 1993-07-23 JP JP5182582A patent/JPH0737609A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7829221B2 (en) * | 2000-11-10 | 2010-11-09 | Powergenix Systems, Inc. | Cobalt containing positive electrode formulation for a nickel-zinc cell |
| US8043748B2 (en) | 2008-02-07 | 2011-10-25 | Powergenix Systems, Inc. | Pasted nickel hydroxide electrode for rechargeable nickel-zinc batteries |
| US8048566B2 (en) | 2008-02-07 | 2011-11-01 | Powergenix Systems, Inc. | Nickel hydroxide electrode for rechargeable batteries |
| US9337483B2 (en) | 2013-01-14 | 2016-05-10 | Powergenix Systems, Inc. | Pasted nickel hydroxide electrode and additives for rechargeable alkaline batteries |
| US20200091561A1 (en) * | 2018-09-17 | 2020-03-19 | ZAF Energy Systems, Incorporated | Zinc alkaline secondary battery including anchored electrolyte additives |
| US11258103B2 (en) | 2018-09-17 | 2022-02-22 | ZAF Energy Systems, Incorporated | Zinc alkaline secondary battery including anchored electrolyte additives |
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