JPH10172548A - アルカリ二次電池 - Google Patents
アルカリ二次電池Info
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- JPH10172548A JPH10172548A JP8333981A JP33398196A JPH10172548A JP H10172548 A JPH10172548 A JP H10172548A JP 8333981 A JP8333981 A JP 8333981A JP 33398196 A JP33398196 A JP 33398196A JP H10172548 A JPH10172548 A JP H10172548A
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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
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 負極の導電性材料を改良してＡＢ2 系水素吸
蔵合金の利用率を向上することにより高放電容量化がな
されたアルカリ二次電池を提供する。 【解決手段】 正極と、ＡＢx （ただし、ＡはＴｉおよ
びＺｒから選ばれる少なくとも１つの元素、ＢはＮｉ、
Ｍｎ、Ｖ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｌ
ａ、Ｃｅ、ＰｒおよびＮｄから選ばれる少なくとも１つ
の元素、ｘは１．８≦ｘ≦２．５を示す）にて表される
水素吸蔵合金および導電性材料を含む負極材料が導電性
基板に担持された負極と、前記正負極間に介在されたセ
パレータと、電解液とを具備し、前記負極の導電性材料
は、黒鉛およびカーボンブラックの両者からなることを
特徴とする。
蔵合金の利用率を向上することにより高放電容量化がな
されたアルカリ二次電池を提供する。 【解決手段】 正極と、ＡＢx （ただし、ＡはＴｉおよ
びＺｒから選ばれる少なくとも１つの元素、ＢはＮｉ、
Ｍｎ、Ｖ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｌ
ａ、Ｃｅ、ＰｒおよびＮｄから選ばれる少なくとも１つ
の元素、ｘは１．８≦ｘ≦２．５を示す）にて表される
水素吸蔵合金および導電性材料を含む負極材料が導電性
基板に担持された負極と、前記正負極間に介在されたセ
パレータと、電解液とを具備し、前記負極の導電性材料
は、黒鉛およびカーボンブラックの両者からなることを
特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルカリ二次電池
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、水素を吸蔵・放出する水素吸蔵合
金を含む負極を備えたアルカリ二次電池が、注目されれ
ている。この二次電池は、高エネルギー密度を有するた
めに容積効率が高く、かつ安全作動が可能で、しかも特
性的にも高い信頼性を有する。
金を含む負極を備えたアルカリ二次電池が、注目されれ
ている。この二次電池は、高エネルギー密度を有するた
めに容積効率が高く、かつ安全作動が可能で、しかも特
性的にも高い信頼性を有する。
【０００３】水素吸蔵合金は、これを負極としてアルカ
リ電解液中で電気分解を行なうと、発生した水素を負極
の水素吸蔵合金で吸蔵する。逆に、ニッケル極などの適
切な正極を対極して放電すると、吸蔵した水素ガスを放
出すると共に、この水素ガスが酸化されて元の水に戻
る。このように水素吸蔵合金は、二次電池の負極材料と
して利用され、その組成についても種々研究されてい
る。
リ電解液中で電気分解を行なうと、発生した水素を負極
の水素吸蔵合金で吸蔵する。逆に、ニッケル極などの適
切な正極を対極して放電すると、吸蔵した水素ガスを放
出すると共に、この水素ガスが酸化されて元の水に戻
る。このように水素吸蔵合金は、二次電池の負極材料と
して利用され、その組成についても種々研究されてい
る。
【０００４】水素吸蔵合金としては、ＡＢ5 タイプのＬ
ａＮｉ5 が従来より多用されている。また、Ｌａ、Ｃ
ｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍなどのランタン系元素の混合物で
あるミッシュメタル（Ｍｍ）とＮｉとの合金であるＭｍ
Ｎｉ5 も広く使用されている。ＭｍＮｉ5 は、希土類元
素である高価なＬａのみを用いるＬａＮｉ5 に比べて安
価である。しかしながら、近年、二次電池の高容量化の
要求がさらに高まり、これらの合金系では限界に近付い
ているため、さらに高容量の水素吸蔵合金が要望されて
いる。
ａＮｉ5 が従来より多用されている。また、Ｌａ、Ｃ
ｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍなどのランタン系元素の混合物で
あるミッシュメタル（Ｍｍ）とＮｉとの合金であるＭｍ
Ｎｉ5 も広く使用されている。ＭｍＮｉ5 は、希土類元
素である高価なＬａのみを用いるＬａＮｉ5 に比べて安
価である。しかしながら、近年、二次電池の高容量化の
要求がさらに高まり、これらの合金系では限界に近付い
ているため、さらに高容量の水素吸蔵合金が要望されて
いる。
【０００５】これに対し、ＡＢ2 タイプのラーベス相合
金は水素吸蔵能が高く、高容量の二次電池の負極材料と
して有望視されている。
金は水素吸蔵能が高く、高容量の二次電池の負極材料と
して有望視されている。
【０００６】ところで、前記ニッケル水素二次電池は前
記負極の容量を正極の容量に比べて大きくしている。こ
れは、過充電時および過放電時の電池内の圧力上昇を回
避するためである。すなわち、充電時には先に正極を充
電終了状態にして、過充電の際に先に充電が終了した正
極から酸素を発生させ、その酸素ガスを前記負極の水素
吸蔵合金表面で速やかに還元して水に戻すことによって
過放電時の電池内の内圧上昇を回避している。したがっ
て、負極に求められる特性の一つとして、その表面での
酸素ガス還元速度および水素ガス酸化速度が十分に速い
ことが挙げられる。
記負極の容量を正極の容量に比べて大きくしている。こ
れは、過充電時および過放電時の電池内の圧力上昇を回
避するためである。すなわち、充電時には先に正極を充
電終了状態にして、過充電の際に先に充電が終了した正
極から酸素を発生させ、その酸素ガスを前記負極の水素
吸蔵合金表面で速やかに還元して水に戻すことによって
過放電時の電池内の内圧上昇を回避している。したがっ
て、負極に求められる特性の一つとして、その表面での
酸素ガス還元速度および水素ガス酸化速度が十分に速い
ことが挙げられる。
【０００７】前記負極は、例えばパンチドメタルような
導電性基板に水素吸蔵合金および導電性材料を含む負極
材料を担持させた構造を有する。前記導電性材料として
は、従来よりアセチレンブラックのようなカーボンブラ
ックが用いられていた。カーボンブラックは、水素吸蔵
合金間の導通および水素吸蔵合金と導電性基板との導通
を良好にさせる作用を有する他、水素吸蔵合金のガス反
応速度を向上させる作用を有する。
導電性基板に水素吸蔵合金および導電性材料を含む負極
材料を担持させた構造を有する。前記導電性材料として
は、従来よりアセチレンブラックのようなカーボンブラ
ックが用いられていた。カーボンブラックは、水素吸蔵
合金間の導通および水素吸蔵合金と導電性基板との導通
を良好にさせる作用を有する他、水素吸蔵合金のガス反
応速度を向上させる作用を有する。
【０００８】前記カーボンブラックを含む負極材料にお
いて、水素吸蔵合金としてＬａＮｉ5 のようなＡＢ5 系
のものを用いた場合には良好な電気容量が得られるもの
の、ＡＢ2 系の水素吸蔵合金を用いた場合にはその水素
吸蔵合金が本来有する電気容量を十分に引き出すここと
ができない、つまり利用率を十分に高めることができな
いという問題があった。
いて、水素吸蔵合金としてＬａＮｉ5 のようなＡＢ5 系
のものを用いた場合には良好な電気容量が得られるもの
の、ＡＢ2 系の水素吸蔵合金を用いた場合にはその水素
吸蔵合金が本来有する電気容量を十分に引き出すここと
ができない、つまり利用率を十分に高めることができな
いという問題があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、負極の導電
性材料を改良してＡＢ2 系水素吸蔵合金の利用率を向上
することにより高放電容量化がなされたアルカリ二次電
池を提供しようとするものである。
性材料を改良してＡＢ2 系水素吸蔵合金の利用率を向上
することにより高放電容量化がなされたアルカリ二次電
池を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に係わるアルカリ
二次電池は、正極と、ＡＢx （ただし、ＡはＴｉおよび
Ｚｒから選ばれる少なくとも１つの元素、ＢはＮｉ、Ｍ
ｎ、Ｖ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｌａ、
Ｃｅ、ＰｒおよびＮｄから選ばれる少なくとも１つの元
素、ｘは１．８≦ｘ≦２．５を示す）にて表される水素
吸蔵合金および導電性材料を含む負極材料が導電性基板
に担持された負極と、前記正負極間に介在されたセパレ
ータと、電解液とを具備し、前記負極の導電性材料は、
黒鉛およびカーボンブラックの両者からなることを特徴
とするものである。
二次電池は、正極と、ＡＢx （ただし、ＡはＴｉおよび
Ｚｒから選ばれる少なくとも１つの元素、ＢはＮｉ、Ｍ
ｎ、Ｖ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｌａ、
Ｃｅ、ＰｒおよびＮｄから選ばれる少なくとも１つの元
素、ｘは１．８≦ｘ≦２．５を示す）にて表される水素
吸蔵合金および導電性材料を含む負極材料が導電性基板
に担持された負極と、前記正負極間に介在されたセパレ
ータと、電解液とを具備し、前記負極の導電性材料は、
黒鉛およびカーボンブラックの両者からなることを特徴
とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係わるアルカリ二
次電池（円筒形ニッケル水素二次電池）を図１を参照し
て説明する。
次電池（円筒形ニッケル水素二次電池）を図１を参照し
て説明する。
【００１２】有底円筒状の容器１内には、正極２とセパ
レータ３と負極４とを積層してスパイラル状に捲回する
ことにより作製された電極群５が収納されている。前記
負極４は、前記電極群５の最外周に配置されて前記容器
１と電気的に接触している。アルカリ電解液は、前記容
器１内に収容されている。中央に孔６を有する円形の第
１の封口板７は、前記容器１の上部開口部に配置されて
いる。リング状の絶縁性ガスケット８は、前記封口板７
の周縁と前記容器１の上部開口部内面の間に配置され、
前記上部開口部を内側に縮径するカシメ加工により前記
容器１に前記封口板７を前記ガスケット８を介して気密
に固定している。正極リード９は、一端が前記正極２に
接続、他端が前記封口板７の下面に接続されている。帽
子形状をなす正極端子１０は、前記封口板７上に前記孔
６を覆うように取り付けられている。ゴム製の安全弁１
１は、前記封口板７と前記正極端子１０で囲まれた空間
内に前記孔６を塞ぐように配置されている。中央に穴を
有する絶縁材料からなる円形の押え板１２は、前記正極
端子１０上に前記正極端子１０の突起部がその押え板１
２の前記穴から突出されるように配置されている。外装
チューブ１３は、前記押え板１２の周縁、前記容器１の
側面及び前記容器１の底部周縁を被覆している。
レータ３と負極４とを積層してスパイラル状に捲回する
ことにより作製された電極群５が収納されている。前記
負極４は、前記電極群５の最外周に配置されて前記容器
１と電気的に接触している。アルカリ電解液は、前記容
器１内に収容されている。中央に孔６を有する円形の第
１の封口板７は、前記容器１の上部開口部に配置されて
いる。リング状の絶縁性ガスケット８は、前記封口板７
の周縁と前記容器１の上部開口部内面の間に配置され、
前記上部開口部を内側に縮径するカシメ加工により前記
容器１に前記封口板７を前記ガスケット８を介して気密
に固定している。正極リード９は、一端が前記正極２に
接続、他端が前記封口板７の下面に接続されている。帽
子形状をなす正極端子１０は、前記封口板７上に前記孔
６を覆うように取り付けられている。ゴム製の安全弁１
１は、前記封口板７と前記正極端子１０で囲まれた空間
内に前記孔６を塞ぐように配置されている。中央に穴を
有する絶縁材料からなる円形の押え板１２は、前記正極
端子１０上に前記正極端子１０の突起部がその押え板１
２の前記穴から突出されるように配置されている。外装
チューブ１３は、前記押え板１２の周縁、前記容器１の
側面及び前記容器１の底部周縁を被覆している。
【００１３】次に、前記正極２、負極４、セパレータ３
および電解液について説明する。
および電解液について説明する。
【００１４】１）正極２ この正極２は、活物質であるニッケル化合物と導電材と
高分子結着剤を水と共に混練してペーストを調製し、こ
のペーストを導電性基板に充填し、乾燥し、必要に応じ
て加圧成形を施すことにより作製される。
高分子結着剤を水と共に混練してペーストを調製し、こ
のペーストを導電性基板に充填し、乾燥し、必要に応じ
て加圧成形を施すことにより作製される。
【００１５】前記ニッケル化合物としては、例えば水酸
化ニッケル、亜鉛およびコバルトが共沈された水酸化ニ
ッケルまたはニッケル酸化物等を挙げることができる。
特に、亜鉛およびコバルトが共沈された水酸化ニッケル
が好ましい。
化ニッケル、亜鉛およびコバルトが共沈された水酸化ニ
ッケルまたはニッケル酸化物等を挙げることができる。
特に、亜鉛およびコバルトが共沈された水酸化ニッケル
が好ましい。
【００１６】前記導電材料としては、例えばコバルト化
合物および金属コバルトから選ばれる少なくとも１種以
上のものが用いられる。前記コバルト化合物としては、
例えば水酸化コバルト［Ｃｏ（ＯＨ）2 ］、一酸化コバ
ルト（ＣｏＯ）等を挙げることができる。特に、水酸化
コバルト、一酸化コバルトもしくはこれらの混合物を導
電材料ととて用いることが好ましい。
合物および金属コバルトから選ばれる少なくとも１種以
上のものが用いられる。前記コバルト化合物としては、
例えば水酸化コバルト［Ｃｏ（ＯＨ）2 ］、一酸化コバ
ルト（ＣｏＯ）等を挙げることができる。特に、水酸化
コバルト、一酸化コバルトもしくはこれらの混合物を導
電材料ととて用いることが好ましい。
【００１７】前記高分子結着剤としては、例えばポリテ
トラフルオロエチレン、ポリエチレン、ボリプロピレン
等の疎水性ポリマ；カルボキシメチルセルロース、メチ
ルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等
のセルロース系材料；ポリアクリル酸ナトリウム等のア
クリル酸エステル；ポリビニルアルコール、ポリエチレ
ンオキシド等の親水性ポリマ；ラテックス等のゴム系ポ
リマをを挙げることができる。
トラフルオロエチレン、ポリエチレン、ボリプロピレン
等の疎水性ポリマ；カルボキシメチルセルロース、メチ
ルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等
のセルロース系材料；ポリアクリル酸ナトリウム等のア
クリル酸エステル；ポリビニルアルコール、ポリエチレ
ンオキシド等の親水性ポリマ；ラテックス等のゴム系ポ
リマをを挙げることができる。
【００１８】前記導電性基板としては、例えばニッケ
ル、ステンレスまたはニッケルメッキが施された金属か
ら形成された網状、スポンジ状、繊維状、もしくはフェ
ルト状の金属多孔体等を挙げることができる。
ル、ステンレスまたはニッケルメッキが施された金属か
ら形成された網状、スポンジ状、繊維状、もしくはフェ
ルト状の金属多孔体等を挙げることができる。
【００１９】２）負極４ この負極４は、ＡＢx （ただし、ＡはＴｉおよびＺｒか
ら選ばれる少なくとも１つの元素、ＢはＮｉ、Ｍｎ、
Ｖ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｌａ、Ｃ
ｅ、ＰｒおよびＮｄから選ばれる少なくとも１つの元
素、ｘは１．８≦ｘ≦２．５を示す）にて表される水素
吸蔵合金と、黒鉛およびカーボンブラックの両者からな
る導電性材料とを含む負極材料を導電性基板に担持させ
た構造を有する。このような構造の負極４は、前記水素
吸蔵合金の粉末と、黒鉛およびカーボンブラックの両者
からなる導電性材料と高分子結着剤を水と共に混練して
ペーストを調製し、このペーストを前記導電性基板に充
填し、乾燥し、必要に応じて加圧成形することにより作
製される。
ら選ばれる少なくとも１つの元素、ＢはＮｉ、Ｍｎ、
Ｖ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｌａ、Ｃ
ｅ、ＰｒおよびＮｄから選ばれる少なくとも１つの元
素、ｘは１．８≦ｘ≦２．５を示す）にて表される水素
吸蔵合金と、黒鉛およびカーボンブラックの両者からな
る導電性材料とを含む負極材料を導電性基板に担持させ
た構造を有する。このような構造の負極４は、前記水素
吸蔵合金の粉末と、黒鉛およびカーボンブラックの両者
からなる導電性材料と高分子結着剤を水と共に混練して
ペーストを調製し、このペーストを前記導電性基板に充
填し、乾燥し、必要に応じて加圧成形することにより作
製される。
【００２０】前記ＡＢx で表される水素吸蔵合金は、平
均粒径が２０〜７０μｍのものを用いることが好まし
い。
均粒径が２０〜７０μｍのものを用いることが好まし
い。
【００２１】前記導電性材料を構成する一方の成分であ
る黒鉛は、主に水素吸蔵合金間の導通および水素吸蔵合
金と導電性基板との導通を良好にさせる作用を有する。
前記黒鉛は、平均粒径が０．３〜１５μｍであることが
好ましい。
る黒鉛は、主に水素吸蔵合金間の導通および水素吸蔵合
金と導電性基板との導通を良好にさせる作用を有する。
前記黒鉛は、平均粒径が０．３〜１５μｍであることが
好ましい。
【００２２】前記導電性材料を構成する他方の成分であ
るカーボンブラックは、水素吸蔵合金間の導通および水
素吸蔵合金と導電性基板との導通を良好にさせる作用を
有する他、水素吸蔵合金の酸素ガスの還元速度および水
素ガスの酸化速度を向上させる作用を有する。このよう
なカーボンブラックとしては、例えばアセチレンブラッ
ク、またはケッチェンブラック（ライオンアグゾ社製商
品名）のようなオイルファーネスブラック等を用いるこ
とができる。特に、前記カーボンブラックは比表面積が
４０ｍ2 ／ｇ以上であるものが好ましい。前記カーボン
ブラックの比表面積が４０ｍ2 ／ｇ未満にすると、前記
カーボンブラック表面でのガス吸収反応面積が小さいた
めに、ガス吸収性能を十分に向上させることが困難にな
る。より好ましい前記カーボンブラックの比表面積は、
２００ｍ2 ／ｇ以上である。
るカーボンブラックは、水素吸蔵合金間の導通および水
素吸蔵合金と導電性基板との導通を良好にさせる作用を
有する他、水素吸蔵合金の酸素ガスの還元速度および水
素ガスの酸化速度を向上させる作用を有する。このよう
なカーボンブラックとしては、例えばアセチレンブラッ
ク、またはケッチェンブラック（ライオンアグゾ社製商
品名）のようなオイルファーネスブラック等を用いるこ
とができる。特に、前記カーボンブラックは比表面積が
４０ｍ2 ／ｇ以上であるものが好ましい。前記カーボン
ブラックの比表面積が４０ｍ2 ／ｇ未満にすると、前記
カーボンブラック表面でのガス吸収反応面積が小さいた
めに、ガス吸収性能を十分に向上させることが困難にな
る。より好ましい前記カーボンブラックの比表面積は、
２００ｍ2 ／ｇ以上である。
【００２３】前記黒鉛および前記カーボンブラックの両
者の合量は、前記水素吸蔵合金１００重量部に対して
０．６〜４重量部の範囲にすることが好ましい。この理
由は、前記合量を０．６重量部未満にするとＡＢx で表
される水素吸蔵合金の利用率を高めることが困難にな
る。一方、前記合量が４重量部を越えると負極中に示す
水素吸蔵合金量が相対的に減少して電気容量が低下する
恐れがある。
者の合量は、前記水素吸蔵合金１００重量部に対して
０．６〜４重量部の範囲にすることが好ましい。この理
由は、前記合量を０．６重量部未満にするとＡＢx で表
される水素吸蔵合金の利用率を高めることが困難にな
る。一方、前記合量が４重量部を越えると負極中に示す
水素吸蔵合金量が相対的に減少して電気容量が低下する
恐れがある。
【００２４】前記黒鉛（Ｇ）および前記カーボンブラッ
ク（Ｃ）は、重量比でＧ：Ｃ＝１〜９：９〜１にするこ
とが好ましい。この理由は、カーボンブラック（Ｃ）の
比率を１未満にすると、水素吸蔵合金における酸素ガス
の還元能力が低下する恐れがある。一方、カーボンブラ
ック（Ｃ）の比率が９を越えると、黒鉛量が相対的に減
少してＡＢx で表される水素吸蔵合金本来の高い電気容
量を十分に引出すことが困難になる。
ク（Ｃ）は、重量比でＧ：Ｃ＝１〜９：９〜１にするこ
とが好ましい。この理由は、カーボンブラック（Ｃ）の
比率を１未満にすると、水素吸蔵合金における酸素ガス
の還元能力が低下する恐れがある。一方、カーボンブラ
ック（Ｃ）の比率が９を越えると、黒鉛量が相対的に減
少してＡＢx で表される水素吸蔵合金本来の高い電気容
量を十分に引出すことが困難になる。
【００２５】前記高分子結着剤としては、前記正極２で
用いたのと同様なものを挙げることができる。
用いたのと同様なものを挙げることができる。
【００２６】前記導電性基板としては、パンチドメタ
ル、エキスパンデッドメタル、穿孔剛板、金網などの二
次元構造や、発泡メタル、網城焼結金属繊維などの三次
元構造のものを挙げることができる。
ル、エキスパンデッドメタル、穿孔剛板、金網などの二
次元構造や、発泡メタル、網城焼結金属繊維などの三次
元構造のものを挙げることができる。
【００２７】３）セパレータ３ このセパレータ３は、例えばポリエチレン繊維製不織
布、エチレン−ビニルアルコール共重合体繊維製不織
布、ポリプロピレン繊維製不織布などのオレフィン系繊
維製不織布、またはポリプロピレン繊維製不織布のよう
なオレフィン系繊維製不織布に親水性官能基を付与した
もの、ナイロン６，６のようなポリアミド繊維製不織布
を挙げることができる。前記オレフィン系繊維製不織布
に親水性官能基を付与するには、例えばコロナ放電処
理、スルホン化処理、グラフト共重合、または界面活性
剤や親水性樹脂の塗布等を採用することができる。
布、エチレン−ビニルアルコール共重合体繊維製不織
布、ポリプロピレン繊維製不織布などのオレフィン系繊
維製不織布、またはポリプロピレン繊維製不織布のよう
なオレフィン系繊維製不織布に親水性官能基を付与した
もの、ナイロン６，６のようなポリアミド繊維製不織布
を挙げることができる。前記オレフィン系繊維製不織布
に親水性官能基を付与するには、例えばコロナ放電処
理、スルホン化処理、グラフト共重合、または界面活性
剤や親水性樹脂の塗布等を採用することができる。
【００２８】４）アルカリ電解液 このアルカリ電解液としては、例えば水酸化ナトリウム
（ＮａＯＨ）と水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）の混合液、
水酸化カリウム（ＫＯＨ）とＬｉＯＨの混合液、ＫＯＨ
とＬｉＯＨとＮａＯＨの混合液等を用いることができ
る。
（ＮａＯＨ）と水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）の混合液、
水酸化カリウム（ＫＯＨ）とＬｉＯＨの混合液、ＫＯＨ
とＬｉＯＨとＮａＯＨの混合液等を用いることができ
る。
【００２９】以上説明した本発明に係わるアルカリ二次
電池は、ＡＢx で表される水素吸蔵合金と黒鉛およびカ
ーボンブラックの両者からなる導電性材料を含む負極材
料を導電性基板に担持させた負極を備える。このような
黒鉛およびカーボンブラックの両者からなる導電性材料
を負極中に配合することによって、高い電気容量を有す
るＡＢx で表される水素吸蔵合金の利用率を高めること
ができると共に、水素吸蔵合金の酸素ガスの還元速度お
よび水素ガスの酸化速度を向上できる。
電池は、ＡＢx で表される水素吸蔵合金と黒鉛およびカ
ーボンブラックの両者からなる導電性材料を含む負極材
料を導電性基板に担持させた負極を備える。このような
黒鉛およびカーボンブラックの両者からなる導電性材料
を負極中に配合することによって、高い電気容量を有す
るＡＢx で表される水素吸蔵合金の利用率を高めること
ができると共に、水素吸蔵合金の酸素ガスの還元速度お
よび水素ガスの酸化速度を向上できる。
【００３０】したがって、本発明の二次電池は高容量で
過充電時および過放電時のガス吸収性能が優れた負極を
備えるために過充電時および過放電時の内圧上昇を抑制
でき、充放電サイクル寿命が向上されるなお、導電材料
としてカーボンブラックのみを用いた場合にはＡＢx で
表される水素吸蔵合金の利用率を高めることができな
い。一方、導電材料として黒鉛のみを用いた場合には前
記負極表面での酸素ガスの還元能力が低下する。
過充電時および過放電時のガス吸収性能が優れた負極を
備えるために過充電時および過放電時の内圧上昇を抑制
でき、充放電サイクル寿命が向上されるなお、導電材料
としてカーボンブラックのみを用いた場合にはＡＢx で
表される水素吸蔵合金の利用率を高めることができな
い。一方、導電材料として黒鉛のみを用いた場合には前
記負極表面での酸素ガスの還元能力が低下する。
【００３１】
【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照
して詳細に説明する。
して詳細に説明する。
【００３２】（実施例１〜５、比較例１〜２） ＜ペースト式負極の作製＞まず、Ｚｒ、ＮｉおよびＶの
各元素を高周波溶解によってＺｒＮｉ1.5 Ｖ0.5で表さ
れるＡＢ2 系水素吸蔵合金のインゴットを作製した。こ
のインゴットを機械粉砕することにより得られた水素吸
蔵合金粉末１００重量部に導電性材料としての黒鉛、カ
ーボンブラックを下記表１に示す割合で配合し、さらに
高分子結着剤としてポリテトラフルオロエチレン１重量
部、ポリアクリル酸ナトリウム０．２重量部、カルボキ
シメチルセルロース（ＣＭＣ）０．２重量部および水５
０重量部を添加した後、混練することにより７種のペー
ストを調製した。これらのペーストを導電性基板として
のパンチドメタルに塗布、乾燥し、さらにプレスし、裁
断することによって７種のペースト式負極を作製した。
各元素を高周波溶解によってＺｒＮｉ1.5 Ｖ0.5で表さ
れるＡＢ2 系水素吸蔵合金のインゴットを作製した。こ
のインゴットを機械粉砕することにより得られた水素吸
蔵合金粉末１００重量部に導電性材料としての黒鉛、カ
ーボンブラックを下記表１に示す割合で配合し、さらに
高分子結着剤としてポリテトラフルオロエチレン１重量
部、ポリアクリル酸ナトリウム０．２重量部、カルボキ
シメチルセルロース（ＣＭＣ）０．２重量部および水５
０重量部を添加した後、混練することにより７種のペー
ストを調製した。これらのペーストを導電性基板として
のパンチドメタルに塗布、乾燥し、さらにプレスし、裁
断することによって７種のペースト式負極を作製した。
【００３３】＜ペースト式正極の作製＞水酸化ニッケル
粉末１００重量部および一酸化コバルト粉末１０重量部
からなる混合粉体に、ポリテトラフルオロエチレン１重
量部およびカルボキシメチルセルロース０．２重量部を
添加し、これらに純水を６０重量部添加して混練するこ
とによりペーストを調製した。つづいて、このペースト
をニッケルメッキ繊維基板内に充填し、乾燥した後、ロ
ーラプレスを行って圧延することによりペースト式正極
を作製した。
粉末１００重量部および一酸化コバルト粉末１０重量部
からなる混合粉体に、ポリテトラフルオロエチレン１重
量部およびカルボキシメチルセルロース０．２重量部を
添加し、これらに純水を６０重量部添加して混練するこ
とによりペーストを調製した。つづいて、このペースト
をニッケルメッキ繊維基板内に充填し、乾燥した後、ロ
ーラプレスを行って圧延することによりペースト式正極
を作製した。
【００３４】次いで、前記負極と前記正極との間にポリ
プロピレン繊維製不織布を介装し、渦巻状に捲回して７
種の電極群を作製した。このような各電極群を有底円筒
状容器に収納した後、７Ｎの水酸化カリウムおよび１Ｎ
の水酸化ナトリウムからなる電解液を前記容器内に注入
し、封口等を行うことにより前述した図１に示す構造を
有するＡＡサイズの７種の円筒形ニッケル水素二次電池
を組み立てた。
プロピレン繊維製不織布を介装し、渦巻状に捲回して７
種の電極群を作製した。このような各電極群を有底円筒
状容器に収納した後、７Ｎの水酸化カリウムおよび１Ｎ
の水酸化ナトリウムからなる電解液を前記容器内に注入
し、封口等を行うことにより前述した図１に示す構造を
有するＡＡサイズの７種の円筒形ニッケル水素二次電池
を組み立てた。
【００３５】得られた実施例１〜５および比較例１〜２
の二次電池１０個について、１２００ｍＡで９０分間充
電した後、終始電圧を１Ｖにして１２００ｍＡで放電す
る充放電サイクルを繰り返した。このような充放電サイ
クル試験において、２０サイクル目の放電容量を測定
し、その平均値を求めた。その結果を下記表１に併記す
る。
の二次電池１０個について、１２００ｍＡで９０分間充
電した後、終始電圧を１Ｖにして１２００ｍＡで放電す
る充放電サイクルを繰り返した。このような充放電サイ
クル試験において、２０サイクル目の放電容量を測定
し、その平均値を求めた。その結果を下記表１に併記す
る。
【００３６】
【表１】
【００３７】前記表１から明らかなように黒鉛およびカ
ーボンブラックの両者からなる導電性材料を含む負極を
備えた実施例１〜５の二次電池は、黒鉛のみを導電性材
料として含む負極を備えた比較例１、カーボンブラック
のみを導電性材料として含む負極を備えた比較例２の二
次電池に比べて高い放電容量を有することがわかる。
ーボンブラックの両者からなる導電性材料を含む負極を
備えた実施例１〜５の二次電池は、黒鉛のみを導電性材
料として含む負極を備えた比較例１、カーボンブラック
のみを導電性材料として含む負極を備えた比較例２の二
次電池に比べて高い放電容量を有することがわかる。
【００３８】なお、本発明に係わるアルカリ二次電池は
実施例に示す円筒型のものに限らず、正極、セパレータ
および負極をこの順序で積層した電極群を用いる角型の
ものにも同様に適用することができる。
実施例に示す円筒型のものに限らず、正極、セパレータ
および負極をこの順序で積層した電極群を用いる角型の
ものにも同様に適用することができる。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、負
極の導電性材料を改良することによりＡＢ2 系水素吸蔵
合金の利用率を向上できるため、放電容量の高いアルカ
リ二次電池を提供することができる。
極の導電性材料を改良することによりＡＢ2 系水素吸蔵
合金の利用率を向上できるため、放電容量の高いアルカ
リ二次電池を提供することができる。
【図１】本発明に係わるニッケル水素二次電池の一例で
あるニッケル水素二次電池の斜視図。
あるニッケル水素二次電池の斜視図。
１…容器、 ２…正極、 ３…セパレータ、 ４…負極、 ５…電極群、 ７…封口板、 ８…絶縁ガスケット。
Claims (1)
- 【請求項１】 正極と、ＡＢx （ただし、ＡはＴｉおよ
びＺｒから選ばれる少なくとも１つの元素、ＢはＮｉ、
Ｍｎ、Ｖ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｌ
ａ、Ｃｅ、ＰｒおよびＮｄから選ばれる少なくとも１つ
の元素、ｘは１．８≦ｘ≦２．５を示す）にて表される
水素吸蔵合金および導電性材料を含む負極材料が導電性
基板に担持された負極と、前記正負極間に介在されたセ
パレータと、電解液とを具備し、 前記負極の導電性材料は、黒鉛およびカーボンブラック
の両者からなることを特徴とするアルカリ二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8333981A JPH10172548A (ja) | 1996-12-13 | 1996-12-13 | アルカリ二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8333981A JPH10172548A (ja) | 1996-12-13 | 1996-12-13 | アルカリ二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10172548A true JPH10172548A (ja) | 1998-06-26 |
Family
ID=18272162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8333981A Pending JPH10172548A (ja) | 1996-12-13 | 1996-12-13 | アルカリ二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10172548A (ja) |
-
1996
- 1996-12-13 JP JP8333981A patent/JPH10172548A/ja active Pending
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