JPH08124596A - 電 池 - Google Patents

電 池

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Publication number
JPH08124596A
JPH08124596A JP6283008A JP28300894A JPH08124596A JP H08124596 A JPH08124596 A JP H08124596A JP 6283008 A JP6283008 A JP 6283008A JP 28300894 A JP28300894 A JP 28300894A JP H08124596 A JPH08124596 A JP H08124596A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery
positive electrode
electrode plate
nickel
sintered
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6283008A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Shimozono
下薗  武司
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Storage Battery Co Ltd
Original Assignee
Japan Storage Battery Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Japan Storage Battery Co Ltd filed Critical Japan Storage Battery Co Ltd
Priority to JP6283008A priority Critical patent/JPH08124596A/ja
Publication of JPH08124596A publication Critical patent/JPH08124596A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】水酸化ニッケルを主活物質とする焼結式ニッケ
ル正極板と水素吸蔵合金負極板を備えた電池において、
電池の初充電後に、負極を従来より多く充電状態にして
おくことを可能とし、低温時においても電池の容量が正
極制限となるようにし、放電容量の低下を効果的に抑制
する。 【構成】電池の初充電時に酸化され、主たる正極活物質
が放電しても還元されない金属または化合物を、焼結式
ニッケル正極板に有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、焼結式水酸化ニッケル
正極板と、水素吸蔵合金負極板とを用いるニッケル−水
素化物電池に関する。
【0002】
【従来の技術】密閉形アルカリ電池は、一般に水酸化ニ
ッケルを主成分とする正極板と、正極板より容量の大き
い負極板とで構成される。そして、電池を充電したと
き、負極板よりも正極板の方が先に充電を終了し、負極
板中に未充電の活物質が存在するように、かつ、電池を
放電したときに負極板よりも正極板の方が先に放電を終
了し、負極板中に充電状態の活物質が残存するように容
量のバランスがとられている。
【0003】この容量のバランスを模式的に図4に示
す。図中、縦の長さが電気量を表す。aは正極板の放電
容量を、bは正極板の充電終了時に負極板中に残存する
未充電の活物質の容量を、cは正極板の放電終了時に負
極板中に残存する充電状態の活物質の容量を表す。
【0004】従来、焼結式正極板は焼結ニッケル基板に
硝酸ニッケル等のニッケル塩の水溶液を含浸し、そこに
アルカリ水溶液を反応させて水酸化ニッケルを沈殿させ
て製造される。この焼結式正極板は製造工程中に混入す
る硝酸根等の不純物を取り除くため、電池に組み立てる
前にアルカリ電解液中で単独で充放電され、さらに水
洗、乾燥される。この工程は一般に化成工程と呼ばれ
る。
【0005】焼結式正極板中の水酸化ニッケルは、化成
前には2価の状態で存在しているが、水酸化ニッケルは
一度充電されると完全には放電されないため、化成後に
は2価以上になっている。水酸化ニッケルの充電時の酸
化数はそこに添加される添加剤や電解液の種類等によっ
て異なるが、一般の焼結式正極板では、たとえば、充電
時には約3.2価に、放電時には約2.3価になる。
【0006】このニッケルの酸化数を考慮して、正極板
に化成済みの焼結式極板を用いた場合の密閉電池の容量
バランスを図5に示す。図中d1 は化成によって電池外
であらかじめ充電されて放電されにくい水酸化ニッケル
の電気量を、また、d2 は電池に組み立てられた後、充
電されて放電されにくい電気量を表す。焼結式正極板を
用いた密閉電池では、図5に示したような容量バランス
を持つ電池を製作するために、負極板をあらかじめ単独
で充電して、極板中に図5のc1 に相当する容量の充電
状態の活物質を保持させた後、化成済みの正極板と組み
合わせて密閉する方法が取られている。図中c2 は電池
に組み立てた後、放電終了時に負極板中に残存する充電
状態の活物質の容量を表す。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】一般に、密閉型電池に
おいては、負極板の固有容量は正極板のそれよりも多
く、電池の容量が正極制限となる様に構成される。とこ
ろが、従来、ニッケル−水素化物電池では、充電済みの
負極を、開放系で取り扱うと、充電によって水素吸蔵合
金に吸蔵された水素が、この合金から放出されるので、
負極を電池を組み立てる前にあらかじめ充電状態にして
おくことが難しく、図5のcに相当する容量の充電状態
の活物質の量がなくなり、図6に示したような容量バラ
ンスとなる。その結果、低温時および高率放電時におい
ては、電池の容量が負極制限となり、放電容量は著しく
低下するという問題点を有していた。そこでこの様な問
題点を解消することが課題とされていた。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、水酸化ニッケルを主活物質とする焼結式ニッ
ケル正極板と水素吸蔵合金負極板からなる密閉電池であ
って、電池の初充電時に酸化され、主たる正極活物質が
放電しても還元されない金属または化合物を前記焼結式
ニッケル正極板に有することを特徴とするものである。
なお、方法として、前記金属または化合物を前記焼結式
ニッケル正極板のニッケル焼結体に混合し、また、前記
焼結式ニッケル正極板の表面に前記金属または化合物を
有することを特徴とする。
【0009】
【作用】本発明を用いた場合の密閉電池の容量バランス
を図1に示す。図中eは、電池に組み立てた後、充電さ
れる金属または化合物の電気量を表す。初充電において
正極は、優先的に金属または化合物が充電され、次に水
酸化ニッケルが充電される。放電時において、オキシ水
酸化ニッケルはすべて放電されず、d2 にあたる量が充
電状態で残る。
【0010】また、加えた金属または化合物は還元され
ず、d2 +eにあたる量を充電状態にしておくことがで
きる。その結果、電池の初充電後に、負極を従来より多
く充電状態にしておくことができるため、低温時におい
ても電池の容量が正極制限となり、放電容量の低下が効
果的に抑制される。
【0011】
【実施例】本発明を好適な実施例によって詳しく説明す
る。 [実施例1]ニッケルを主成分とする含浸液を焼結ニッ
ケル基板に含浸し、乾燥後中和、洗浄を数回繰り返し、
通常の焼結式水酸化ニッケル正極板を製造した。また、
穿孔板に結着剤と水素吸蔵合金からなるペ−ストを塗
布、乾燥、プレスして水素吸蔵合金負極板を製造した。
【0012】正極に焼結式水酸化ニッケル正極板(厚み
約0.7mm 幅14mm 高さ約39mm 理論容量530mAh/3枚)
3枚、負極に水素吸蔵合金負極板(厚み約0.4mm 幅15
mm高さ39mm 合金重量約4g/4枚 容量1080mAh/4 枚)4
枚を使用し、ナイロンの不織布セパレ−タを介して積層
させ、水酸化カリウムを主とする電解液を1.05ml
注液し、電池を組み立てた。このようにして製作した従
来のニッケル−水素化物電池を電池(A)とする。
【0013】次に室温において、0.9wt%のCMC
水溶液に金属コバルト粉末を156g/l分散させ、ス
ラリ−を調製した。そして、このスラリ−をこの大きさ
の正極板表面に塗布し、80℃で15分間熱風乾燥をお
こなうことによって、3枚合計で金属コバルト0.10
9gを表面に有する焼結式水酸化ニッケル正極板を得
た。このようにして製作した正極板を備えた本発明によ
るニッケル−水素化物電池を(B)とする。
【0014】また、電池(B)の金属コバルト0.10
9gのかわりに、金属カドミウム0.312gを用いた
ものを製作した。これを本発明の電池(C)とする。ま
た、電池(B)の金属コバルト0.109gのかわり
に、水酸化コバルト0.516gを用いたものを製作し
た。これを本発明の電池(D)とする。
【0015】金属コバルトは下記に示したように、水酸
化コバルトを経て、オキシ水酸化コバルトに酸化され
る。
【0016】 Co → Co(OH)2 → CoOOH この反応が3電子反応に従うとしたとき、金属コバルト
の理論容量は約1364mAh/gと計算される。そこ
で、電池(B)において、最初に加えた金属コバルト
を、電池を組み立てた後の初充電において、3価のオキ
シ水酸化コバルトに酸化させるため、加えた金属コバル
トの理論容量に対して1/15C(9.9mA)で25
℃において15時間充電をおこなった。また、電池
(C),(D)においても加えた金属カドミウム、水酸
化コバルトを酸化させることにより、電池(B)と同等
の電気量が充電されるので、電池(B)と同様に充電を
おこなった。その後、電池(A)〜(D)を、50mA
で10時間充電し、100mAで0.9Vまで放電し
た。次に、50mAで14時間充電し、100mAで
0.9Vまで放電する操作を2回繰り返しおこない電池
化成とした。
【0017】電池化成後、500mAで63分充電し、
低温の5℃において500mAで0.8Vまで放電し
た。このときの放電特性を図2に示す。同図から本発明
による電池は、従来のニッケル−水素化物電池(A)に
比べ、明らかに放電容量が大きく、また放電中間電圧が
高くなり、性能が向上することがわかる。 [実施例2]0.3wt%のMC水溶液にニッケル粉末
と金属コバルト粉末を3:1の割合で分散させ、スラリ
−を調製し、穿孔板に塗着、焼結し、焼結ニッケル基板
を製作した。この基板を用いた以外は、実施例1と同様
の方法により、電池(E)を製作し、電池化成、および
25℃において充電し、低温の5℃において放電をおこ
なった。このときの放電特性を従来例と比較して、図3
に示す。同図から、実施例1の場合と同様に、従来のニ
ッケル−水素化物電池(A)に比べ、明らかに放電容量
が大きくなることがわかる。
【0018】尚、金属コバルト粉末をニッケル焼結体に
加えた実施例のみを示したが、金属カドミウムおよび水
酸化コバルトを加えた場合にも、同様の効果が得られ
る。
【0019】電池の初充電時に酸化され、主たる正極活
物質が放電しても還元されない金属または化合物とし
て、金属コバルト、金属カドミウム、水酸化コバルトを
用いる例を示したが、そのほかに、電池の初充電時に酸
化され、主たる正極活物質が放電しても還元されない金
属または化合物であるものであれば、同様の作用効果が
得られ、たとえば、マンガン、一酸化コバルトなどを用
いることができる。
【0020】
【発明の効果】以上に詳述したように、本発明によれ
ば、電池の初充電時に酸化され、主たる正極活物質が放
電しても還元されない金属または化合物を、焼結式ニッ
ケル正極板に有することにより、電池の初充電後に、負
極を従来より多く充電状態にしておくことができ、低温
時に於いても電池の容量が正極制限となり、放電容量の
低下が効果的に抑制される効果が生じる。
【図面の簡単な説明】
【図1】化成済みの焼結式水酸化ニッケル正極板を用い
た、ニッケル−水素化電池の容量バランスを模式的に示
した図。
【図2】従来の化成済みの焼結式水酸化ニッケル正極板
を用いたニッケル−水素化物電池と、本発明による、金
属コバルト、金属カドミウムおよび水酸化コバルトを正
極板の表面に加えたものを用いた電池の低温時における
放電特性を示した図。
【図3】従来の化成済みの焼結式水酸化ニッケル正極板
を用いたニッケル−水素化物電池と、本発明による、焼
結式水酸化ニッケル正極板のニッケル焼結体に、金属コ
バルトを加えた正極板を用いた電池の低温時における放
電特性を示した図。
【図4】本発明による、焼結式水酸化ニッケル正極板を
用いたニッケル−水素化物電池の容量バランスを模式的
に示した図。
【図5】密閉形アルカリ電池の容量バランスを模式的に
示した図。
【図6】化成済みの焼結式水酸化ニッケル正極板を用い
た従来の電池の容量バランスを模式的に示した図。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】水酸化ニッケルを主活物質とする焼結式ニ
    ッケル正極板と水素吸蔵合金負極板を備え、 電池の初充電時に酸化され、主たる正極活物質が放電し
    ても還元されない金属または化合物を前記焼結式ニッケ
    ル正極板に有することを特徴とする電池。
  2. 【請求項2】請求項1記載の金属または化合物が、焼結
    式ニッケル正極板のニッケル焼結体に混合されているこ
    とを特徴とする請求項1記載の電池。
  3. 【請求項3】焼結式正極板の表面に、請求項1記載の金
    属または化合物を有することを特徴とする請求項1記載
    の電池。
JP6283008A 1994-10-21 1994-10-21 電 池 Pending JPH08124596A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5990662A (en) * 1997-08-06 1999-11-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Nickel battery charging method and apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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