JPH10172554A - アルカリ二次電池 - Google Patents
アルカリ二次電池Info
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- JPH10172554A JPH10172554A JP8336853A JP33685396A JPH10172554A JP H10172554 A JPH10172554 A JP H10172554A JP 8336853 A JP8336853 A JP 8336853A JP 33685396 A JP33685396 A JP 33685396A JP H10172554 A JPH10172554 A JP H10172554A
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- negative 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
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 満足しうる充放電サイクル寿命を与えるアル
カリ二次電池を提供することを目的とする。 【解決手段】 正極２と、ＡＢx （ただし、ＡはＴｉ及
び／またはＺｒであり、ＢはＮｉ、Ｍｎ、Ｖ、Ｃｏ、Ｃ
ｒ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ及びＮ
ｄから選ばれた１種以上の元素であり、原子比ｘは１．
８≦ｘ≦２．５を示す）で表される水素吸蔵合金を含む
負極４と、アルカリ電解液とを具備し、前記負極の水素
吸蔵合金は、ＪＩＳＺ２２４４によるビッカース硬さが
７００以上であることを特徴とするアルカリ二次電池で
ある。
カリ二次電池を提供することを目的とする。 【解決手段】 正極２と、ＡＢx （ただし、ＡはＴｉ及
び／またはＺｒであり、ＢはＮｉ、Ｍｎ、Ｖ、Ｃｏ、Ｃ
ｒ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ及びＮ
ｄから選ばれた１種以上の元素であり、原子比ｘは１．
８≦ｘ≦２．５を示す）で表される水素吸蔵合金を含む
負極４と、アルカリ電解液とを具備し、前記負極の水素
吸蔵合金は、ＪＩＳＺ２２４４によるビッカース硬さが
７００以上であることを特徴とするアルカリ二次電池で
ある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水素を活物質とす
る負極を改良したアルカリ二次電池に関するものであ
る。
る負極を改良したアルカリ二次電池に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】現在、アルカリ二次電池において、負極
を水素吸蔵合金で構成した形式のものが注目を集めてい
る。その理由は、この電池系が元来、高エネルギー密度
を有するために容積効率的に有利であり、しかも安全作
動が可能であって、特性的にも信頼度の点でも優れてい
るからである。
を水素吸蔵合金で構成した形式のものが注目を集めてい
る。その理由は、この電池系が元来、高エネルギー密度
を有するために容積効率的に有利であり、しかも安全作
動が可能であって、特性的にも信頼度の点でも優れてい
るからである。
【０００３】水素吸蔵合金は、これを負極としてアルカ
リ水溶液中で電気分解をおこなうと、発生した水素ガス
を負極自身が吸蔵し、ニッケル極など適切な正極を対極
として放電すると、吸蔵した水素ガスを放出すると共
に、この水素ガスは酸化されてもとの水に戻る。このた
めに、水素吸蔵合金は二次電池の負極材料として利用で
きる。この電池の負極として、種々の水素吸蔵合金が研
究されている。
リ水溶液中で電気分解をおこなうと、発生した水素ガス
を負極自身が吸蔵し、ニッケル極など適切な正極を対極
として放電すると、吸蔵した水素ガスを放出すると共
に、この水素ガスは酸化されてもとの水に戻る。このた
めに、水素吸蔵合金は二次電池の負極材料として利用で
きる。この電池の負極として、種々の水素吸蔵合金が研
究されている。
【０００４】前記水素吸蔵合金としては、ＡＢ5 タイプ
のＬａＮｉ5 が多用されている。また、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐ
ｒ、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（以下、Ｍｍという）とＮｉとの合金、す
なわちＭｍＮｉ5 も広く用いられている。ＭｍＮｉ5 は
希土類成分として高価なＬａのみを用いるＬａＮｉ5に
比べて安価であり、実用的である。
のＬａＮｉ5 が多用されている。また、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐ
ｒ、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（以下、Ｍｍという）とＮｉとの合金、す
なわちＭｍＮｉ5 も広く用いられている。ＭｍＮｉ5 は
希土類成分として高価なＬａのみを用いるＬａＮｉ5に
比べて安価であり、実用的である。
【０００５】しかし近年、二次電池の高容量化の要求が
さらに強まり、これらの合金系では限界に近づいている
ため、さらに高容量の水素吸蔵合金が望まれている。こ
のようなことから、水素吸蔵能が高いＡＢ2 タイプのラ
ーベス相（Ｌａｖｅｓ相）合金が高容量の二次電池用負
極材料として有望視されている。
さらに強まり、これらの合金系では限界に近づいている
ため、さらに高容量の水素吸蔵合金が望まれている。こ
のようなことから、水素吸蔵能が高いＡＢ2 タイプのラ
ーベス相（Ｌａｖｅｓ相）合金が高容量の二次電池用負
極材料として有望視されている。
【０００６】しかしながら、このＡＢ2 タイプの水素吸
蔵合金を含む負極を備えたアルカリ二次電池は充放電サ
イクルがばらつくという問題があった。充放電サイクル
寿命を低下させる直接的な原因は、充放電サイクルの進
行に従って前記水素吸蔵合金が水素化粉砕され微粉化
し、負極材料の劣化が進行するためである。そしてサイ
クル寿命のばらつきは、水素吸蔵合金の微粉化の進行が
合金ロットによって異なることに起因する。この微粉化
現象に差異が見られるのは、水素吸蔵合金中の不純物や
合金製造条件の変動による合金均質性のばらつきなどの
影響と考えられる。
蔵合金を含む負極を備えたアルカリ二次電池は充放電サ
イクルがばらつくという問題があった。充放電サイクル
寿命を低下させる直接的な原因は、充放電サイクルの進
行に従って前記水素吸蔵合金が水素化粉砕され微粉化
し、負極材料の劣化が進行するためである。そしてサイ
クル寿命のばらつきは、水素吸蔵合金の微粉化の進行が
合金ロットによって異なることに起因する。この微粉化
現象に差異が見られるのは、水素吸蔵合金中の不純物や
合金製造条件の変動による合金均質性のばらつきなどの
影響と考えられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、満足しうる
充放電サイクル寿命を与えるアルカリ二次電池を提供し
ようとするものである。
充放電サイクル寿命を与えるアルカリ二次電池を提供し
ようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係るアルカリ二
次電池は、正極と、ＡＢx （ただし、ＡはＴｉ及び／ま
たはＺｒであり、ＢはＮｉ、Ｍｎ、Ｖ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ａ
ｌ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ及びＮｄから
選ばれた１種以上の元素であり、原子比ｘは１．８≦ｘ
≦２．５を示す）で表される水素吸蔵合金を含む負極
と、アルカリ電解液とを具備し、前記負極の水素吸蔵合
金は、ＪＩＳＺ２２４４によるビッカース硬さが７００
以上であることを特徴とするものである。
次電池は、正極と、ＡＢx （ただし、ＡはＴｉ及び／ま
たはＺｒであり、ＢはＮｉ、Ｍｎ、Ｖ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ａ
ｌ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ及びＮｄから
選ばれた１種以上の元素であり、原子比ｘは１．８≦ｘ
≦２．５を示す）で表される水素吸蔵合金を含む負極
と、アルカリ電解液とを具備し、前記負極の水素吸蔵合
金は、ＪＩＳＺ２２４４によるビッカース硬さが７００
以上であることを特徴とするものである。
【０００９】
【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（例えば円筒形アルカリ二次電池）を図１を参照
して詳細に説明する。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１１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１２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。
次電池（例えば円筒形アルカリ二次電池）を図１を参照
して詳細に説明する。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１１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１２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。
【００１０】以下、前記負極４、正極２、セパレータ３
およびアルカリ電解液について詳細に説明する。 （１）負極４ この負極４は、水素吸蔵合金を含む負極材が集電体に担
持された構造を有する。前記水素吸蔵合金は、ＡＢx
（ただし、ＡはＴｉ及び／またはＺｒであり、ＢはＮ
ｉ、Ｍｎ、Ｖ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｏ、
Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ及びＮｄから選ばれた１種以上の元素
であり、原子比ｘは１．８≦ｘ≦２．５を示す）で表さ
れ、かつＪＩＳＺ２２４４によるビッカース硬さが７０
０以上である。
およびアルカリ電解液について詳細に説明する。 （１）負極４ この負極４は、水素吸蔵合金を含む負極材が集電体に担
持された構造を有する。前記水素吸蔵合金は、ＡＢx
（ただし、ＡはＴｉ及び／またはＺｒであり、ＢはＮ
ｉ、Ｍｎ、Ｖ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｏ、
Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ及びＮｄから選ばれた１種以上の元素
であり、原子比ｘは１．８≦ｘ≦２．５を示す）で表さ
れ、かつＪＩＳＺ２２４４によるビッカース硬さが７０
０以上である。
【００１１】前記負極は、例えば、前述の組成とビッカ
ース硬さを有する水素吸蔵合金粉末に、好ましくは高分
子結着剤を配合し、必要に応じて導電性粉末を配合して
調製される合剤を用いて作製される。すなわち、このよ
うな合剤を、集電体に被覆、固定した構造を有する。
ース硬さを有する水素吸蔵合金粉末に、好ましくは高分
子結着剤を配合し、必要に応じて導電性粉末を配合して
調製される合剤を用いて作製される。すなわち、このよ
うな合剤を、集電体に被覆、固定した構造を有する。
【００１２】前述した組成の水素吸蔵合金は、水素吸蔵
能力が高いため、アルカリ二次電池用負極の水素吸蔵合
金として好適である。前記組成の水素吸蔵合金のＪＩＳ
Ｚ２２４４によるビッカース硬さの下限値を７００とし
た理由は、前記硬さを７００未満にすると、サイクル寿
命が著しく短くなるためである。前記ビッカース硬さ
は、９００以上であることが好ましい。サイクル寿命を
向上する観点から、前記ビッカース硬さは高ければ高い
ほど好ましい。なお、前記組成の水素吸蔵合金のＪＩＳ
Ｚ２２４４によるビッカース硬さの最大値は、１５００
である。
能力が高いため、アルカリ二次電池用負極の水素吸蔵合
金として好適である。前記組成の水素吸蔵合金のＪＩＳ
Ｚ２２４４によるビッカース硬さの下限値を７００とし
た理由は、前記硬さを７００未満にすると、サイクル寿
命が著しく短くなるためである。前記ビッカース硬さ
は、９００以上であることが好ましい。サイクル寿命を
向上する観点から、前記ビッカース硬さは高ければ高い
ほど好ましい。なお、前記組成の水素吸蔵合金のＪＩＳ
Ｚ２２４４によるビッカース硬さの最大値は、１５００
である。
【００１３】前記高分子結着剤としては、例えば、ポリ
アクリル酸ナトリウム（ＳＰＡ）、ポリテトラフルオロ
エチレン（ＰＴＦＥ）、カルボキシメチルセルロース及
びその塩（ＣＭＣ）などを挙げることができる。前記結
着剤としては、これらから選ばれる１種または２種以上
を用いることができる。かかる高分子結着剤の配合割合
は、水素吸蔵合金粉末の１００重量部に対して、０．５
〜５重量部の範囲であることが望ましい。
アクリル酸ナトリウム（ＳＰＡ）、ポリテトラフルオロ
エチレン（ＰＴＦＥ）、カルボキシメチルセルロース及
びその塩（ＣＭＣ）などを挙げることができる。前記結
着剤としては、これらから選ばれる１種または２種以上
を用いることができる。かかる高分子結着剤の配合割合
は、水素吸蔵合金粉末の１００重量部に対して、０．５
〜５重量部の範囲であることが望ましい。
【００１４】前記合剤中に配合される導電性粉末として
は、例えばカーボンブラック、黒鉛等を挙げることがで
きる。かかる導電性粉末の配合割合は、前記の水素吸蔵
合金粉末１００重量部に対して、４重量部以下であるこ
とが望ましい。
は、例えばカーボンブラック、黒鉛等を挙げることがで
きる。かかる導電性粉末の配合割合は、前記の水素吸蔵
合金粉末１００重量部に対して、４重量部以下であるこ
とが望ましい。
【００１５】前記集電体としては、例えばパンチドメタ
ル、エキスパンドメタル、金網などの二次元構造のも
の、発泡メタル、網状焼結金属繊維などの三次元構造の
ものなどを挙げることができる。
ル、エキスパンドメタル、金網などの二次元構造のも
の、発泡メタル、網状焼結金属繊維などの三次元構造の
ものなどを挙げることができる。
【００１６】（２）正極 この正極としては、例えば非焼結式ニッケル酸化物電極
のような金属酸化物電極が用いられる。
のような金属酸化物電極が用いられる。
【００１７】前記正極は、例えば、水酸化ニッケル粉末
の他に高分子結着剤及び導電剤などを含有するペースト
を集電体に充填し、乾燥し、加圧成形を施すことにより
作製することができる。
の他に高分子結着剤及び導電剤などを含有するペースト
を集電体に充填し、乾燥し、加圧成形を施すことにより
作製することができる。
【００１８】前記導電材としては、例えば、金属コバル
ト、一酸化コバルト、水酸化コバルト等を挙げることが
できる。前記高分子結着剤としては、前述した負極で説
明したのと同様なものを挙げることができる。
ト、一酸化コバルト、水酸化コバルト等を挙げることが
できる。前記高分子結着剤としては、前述した負極で説
明したのと同様なものを挙げることができる。
【００１９】前記集電体としては、例えば焼結繊維基
板、発泡メタル、不織布めっき基板、パンチドメタル基
板等を挙げることができる。 （３）セパレータ３ このセパレータ３としては、例えば、ポリアミド繊維製
不織布、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレ
フィン繊維製不織布に親水性官能基を付与したものを挙
げることができる。
板、発泡メタル、不織布めっき基板、パンチドメタル基
板等を挙げることができる。 （３）セパレータ３ このセパレータ３としては、例えば、ポリアミド繊維製
不織布、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレ
フィン繊維製不織布に親水性官能基を付与したものを挙
げることができる。
【００２０】（４）アルカリ電解液 前記アルカリ電解液としては、例えば、１５〜５０ｇ／
リットルの水酸化リチウムが添加された２５〜３１重量
％の水酸化カリウム水溶液を用いることができる。
リットルの水酸化リチウムが添加された２５〜３１重量
％の水酸化カリウム水溶液を用いることができる。
【００２１】なお、前述した図１では負極４および正極
２の間にセパレータ３を介在して渦巻状に捲回し、有底
円筒状の容器１内に収納したが、複数の負極および複数
の正極の間にセパレータをそれぞれ介在して積層物と
し、この積層物を有底矩形筒状の容器内に収納してもよ
い。
２の間にセパレータ３を介在して渦巻状に捲回し、有底
円筒状の容器１内に収納したが、複数の負極および複数
の正極の間にセパレータをそれぞれ介在して積層物と
し、この積層物を有底矩形筒状の容器内に収納してもよ
い。
【００２２】本発明者らは、前述したＡＢx で表される
組成の水素吸蔵合金を含む負極を備えたアルカリ二次電
池において、前記水素吸蔵合金のＪＩＳＺ２２４４によ
るビッカース硬さが電池の充放電サイクル寿命に相関が
あることを見い出し、これに着目して本発明に到達し
た。すなわち、本発明のように前記水素吸蔵合金のＪＩ
ＳＺ２２４４によるビッカース硬さを７００以上にする
ことによって、アルカリ二次電池の充放電サイクル寿命
を向上することができ、かつそのばらつきを小さくする
ことができる。
組成の水素吸蔵合金を含む負極を備えたアルカリ二次電
池において、前記水素吸蔵合金のＪＩＳＺ２２４４によ
るビッカース硬さが電池の充放電サイクル寿命に相関が
あることを見い出し、これに着目して本発明に到達し
た。すなわち、本発明のように前記水素吸蔵合金のＪＩ
ＳＺ２２４４によるビッカース硬さを７００以上にする
ことによって、アルカリ二次電池の充放電サイクル寿命
を向上することができ、かつそのばらつきを小さくする
ことができる。
【００２３】前述のように、サイクル寿命のばらつきの
原因となる水素吸蔵合金の微粉化進行のロット間の差異
は、水素吸蔵合金中の不純物、合金製造条件の変動によ
る合金均質性のばらつきによると考えられる。不純物量
や、合金均質性は、前述した組成の水素吸蔵合金の物性
においては、ＪＩＳＺ２２４４によるビッカース硬さに
影響を及ぼすものと考えられる。従って、組成が前述し
たＡＢx で表され、ＪＩＳＺ２２４４によるビッカース
硬さが７００以上の水素吸蔵合金をアルカリ二次電池の
負極に用いることによって、負極の充放電サイクルの進
行に伴う微粉化を抑制することができるため、充放電サ
イクル寿命を向上することができると共に、そのばらつ
きを低減することができる。
原因となる水素吸蔵合金の微粉化進行のロット間の差異
は、水素吸蔵合金中の不純物、合金製造条件の変動によ
る合金均質性のばらつきによると考えられる。不純物量
や、合金均質性は、前述した組成の水素吸蔵合金の物性
においては、ＪＩＳＺ２２４４によるビッカース硬さに
影響を及ぼすものと考えられる。従って、組成が前述し
たＡＢx で表され、ＪＩＳＺ２２４４によるビッカース
硬さが７００以上の水素吸蔵合金をアルカリ二次電池の
負極に用いることによって、負極の充放電サイクルの進
行に伴う微粉化を抑制することができるため、充放電サ
イクル寿命を向上することができると共に、そのばらつ
きを低減することができる。
【００２４】
【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例によって詳
細に説明する。本発明はこれらの実施例によって限定さ
れるものではない。まず、本発明の実施例１〜４及び比
較例１の試験用電池で使用される水素吸蔵合金を以下に
説明する方法によって作製した。
細に説明する。本発明はこれらの実施例によって限定さ
れるものではない。まず、本発明の実施例１〜４及び比
較例１の試験用電池で使用される水素吸蔵合金を以下に
説明する方法によって作製した。
【００２５】（水素吸蔵合金の作製）高周波溶解によっ
て、Ｚｒ1.0 Ｎｉ1.0 Ｍｎ0.5 Ｖ0.5 の組成を有する合
金インゴットを作製した。このインゴットについて、検
査としてＪＩＳＺ２２４４に従ってビッカース硬さを測
定し、これらの中からビッカース硬さが６５０、７８
０、８９０、９２０、１２００のインゴットを選別し
た。これら５種類のインゴットを、それぞれ機械粉砕に
かけて、平均粒径が３０〜４０ミクロンの水素吸蔵合金
粉末を得た。 （実施例１） ＜負極の作製＞前記ビッカース硬さが７８０の水素吸蔵
合金粉末６３重量％に、結着剤を１．５重量％（ポリア
クリル酸ナトリウム、ポリテトラフルオロエチレン及び
カルボキシメチルセルロースナトリウム塩からなる）
と、導電剤としてカーボンブラックを０．５重量％とを
添加し、水３５重量％の存在下で混練することによりペ
ーストを調製した。このペーストをパンチドメタルに塗
布し、乾燥し、プレスした後、裁断することにより負極
を作製した。 ＜正極の作製＞水酸化ニッケル粉末７３重量％および導
電剤としての一酸化コバルト粉末４．５重量％からなる
混合粉末に、結着剤０．５重量％（カルボキシメチルセ
ルロースおよびポリテトラフルオロエチレンからなる）
を添加し、水２２重量％の存在下で混練してペーストを
調製した。このペーストを集電体として焼結繊維基板内
に充填し、乾燥した後、ローラプレスして圧延成形する
ことにより正極を作製した。 ＜試験用電池の組立＞まず、前記負極及び前記正極の間
にポリイミド製の厚さ０．２０ｍｍの不織布をセパレー
タとして介在し、これらを渦巻状に捲回して電極群を作
製した。得られた電極群を用いて図２に示す試験用電池
を組み立てた。
て、Ｚｒ1.0 Ｎｉ1.0 Ｍｎ0.5 Ｖ0.5 の組成を有する合
金インゴットを作製した。このインゴットについて、検
査としてＪＩＳＺ２２４４に従ってビッカース硬さを測
定し、これらの中からビッカース硬さが６５０、７８
０、８９０、９２０、１２００のインゴットを選別し
た。これら５種類のインゴットを、それぞれ機械粉砕に
かけて、平均粒径が３０〜４０ミクロンの水素吸蔵合金
粉末を得た。 （実施例１） ＜負極の作製＞前記ビッカース硬さが７８０の水素吸蔵
合金粉末６３重量％に、結着剤を１．５重量％（ポリア
クリル酸ナトリウム、ポリテトラフルオロエチレン及び
カルボキシメチルセルロースナトリウム塩からなる）
と、導電剤としてカーボンブラックを０．５重量％とを
添加し、水３５重量％の存在下で混練することによりペ
ーストを調製した。このペーストをパンチドメタルに塗
布し、乾燥し、プレスした後、裁断することにより負極
を作製した。 ＜正極の作製＞水酸化ニッケル粉末７３重量％および導
電剤としての一酸化コバルト粉末４．５重量％からなる
混合粉末に、結着剤０．５重量％（カルボキシメチルセ
ルロースおよびポリテトラフルオロエチレンからなる）
を添加し、水２２重量％の存在下で混練してペーストを
調製した。このペーストを集電体として焼結繊維基板内
に充填し、乾燥した後、ローラプレスして圧延成形する
ことにより正極を作製した。 ＜試験用電池の組立＞まず、前記負極及び前記正極の間
にポリイミド製の厚さ０．２０ｍｍの不織布をセパレー
タとして介在し、これらを渦巻状に捲回して電極群を作
製した。得られた電極群を用いて図２に示す試験用電池
を組み立てた。
【００２６】すなわち、この試験用電池は、アクリル樹
脂製のケース本体２１とキャップ２２とからなる電池ケ
ースを備える。前記ケース本体２１の中心部には、ＡＡ
サイズの電池の金属容器と同一の内径および高さを有す
る空間２３が形成されている。前記空間２３内部には、
前記電極群２４が収納されている。また、前記空間２３
内部には、７規定の水酸化カリウム及び１規定の水酸化
リチウムからなるアルカリ電解液が収容されている。前
記ケース本体２１上には、前記キャップ２２がパッキン
グ２５およびＯリング２６を介してボルト２７およびナ
ット２８により気密に固定されている。前記キャップ２
２には、圧力検出器２９が取り付けられている。負極か
らの負極リード３０と正極からの正極リード３１は前記
パッキング２５と前記Ｏリング２６との間を通して導出
されている。 （実施例２）前記ビッカース硬さが８９０の水素吸蔵合
金粉末を用いること以外は、実施例１と同様な試験用電
池を組み立てた。 （実施例３）前記ビッカース硬さが９２０の水素吸蔵合
金粉末を用いること以外は、実施例１と同様な試験用電
池を組み立てた。 （実施例４）前記ビッカース硬さが１２００の水素吸蔵
合金粉末を用いること以外は、実施例１と同様な試験用
電池を組み立てた。 （比較例１）前記ビッカース硬さが６５０の水素吸蔵合
金粉末を用いること以外は、実施例１と同様な試験用電
池を組み立てた。
脂製のケース本体２１とキャップ２２とからなる電池ケ
ースを備える。前記ケース本体２１の中心部には、ＡＡ
サイズの電池の金属容器と同一の内径および高さを有す
る空間２３が形成されている。前記空間２３内部には、
前記電極群２４が収納されている。また、前記空間２３
内部には、７規定の水酸化カリウム及び１規定の水酸化
リチウムからなるアルカリ電解液が収容されている。前
記ケース本体２１上には、前記キャップ２２がパッキン
グ２５およびＯリング２６を介してボルト２７およびナ
ット２８により気密に固定されている。前記キャップ２
２には、圧力検出器２９が取り付けられている。負極か
らの負極リード３０と正極からの正極リード３１は前記
パッキング２５と前記Ｏリング２６との間を通して導出
されている。 （実施例２）前記ビッカース硬さが８９０の水素吸蔵合
金粉末を用いること以外は、実施例１と同様な試験用電
池を組み立てた。 （実施例３）前記ビッカース硬さが９２０の水素吸蔵合
金粉末を用いること以外は、実施例１と同様な試験用電
池を組み立てた。 （実施例４）前記ビッカース硬さが１２００の水素吸蔵
合金粉末を用いること以外は、実施例１と同様な試験用
電池を組み立てた。 （比較例１）前記ビッカース硬さが６５０の水素吸蔵合
金粉末を用いること以外は、実施例１と同様な試験用電
池を組み立てた。
【００２７】（評価）実施例１〜４及び比較例１の試験
用電池について、充放電サイクル試験を行った。その結
果を表１に示す。なお、表１において、サイクル数とは
１Ｃ充電及び１Ｃ放電を繰り返し、電池内圧が２０ｋｇ
／ｃｍ2 に達したときのサイクル数を意味する。
用電池について、充放電サイクル試験を行った。その結
果を表１に示す。なお、表１において、サイクル数とは
１Ｃ充電及び１Ｃ放電を繰り返し、電池内圧が２０ｋｇ
／ｃｍ2 に達したときのサイクル数を意味する。
【００２８】
【表１】
【００２９】表１より明らかなように、組成が前述した
ＡＢ2 で表され、かつＪＩＳＺ２２４４によるビッカー
ス硬さが７００以上である水素吸蔵合金を含む負極を備
えた実施例１〜４のニッケル水素二次電池は、比較例１
の二次電池に比べてサイクル寿命を向上できることがわ
かる。
ＡＢ2 で表され、かつＪＩＳＺ２２４４によるビッカー
ス硬さが７００以上である水素吸蔵合金を含む負極を備
えた実施例１〜４のニッケル水素二次電池は、比較例１
の二次電池に比べてサイクル寿命を向上できることがわ
かる。
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば、水素吸蔵合金の粉末を
主材料とする負極材料を用いることにより、充放電サイ
クル寿命特性にばらつきがなく、かつ長寿命なアルカリ
二次電池を提供することができる。また、本発明に係る
アルカリ二次電池は、パソコン、携帯電話、ヘッドホン
ステレオ、８ミリビデオなど、大電流を要する機器の電
源として用いることができ、従来のニッケル・カドミウ
ム電池に替わるものとして期待されている。
主材料とする負極材料を用いることにより、充放電サイ
クル寿命特性にばらつきがなく、かつ長寿命なアルカリ
二次電池を提供することができる。また、本発明に係る
アルカリ二次電池は、パソコン、携帯電話、ヘッドホン
ステレオ、８ミリビデオなど、大電流を要する機器の電
源として用いることができ、従来のニッケル・カドミウ
ム電池に替わるものとして期待されている。
【図１】本発明に係るアルカリ二次電池の一例を示す部
分切欠斜視図。
分切欠斜視図。
【図２】本発明の実施例１〜４及び比較例１で使用され
る試験用電池を示す断面図。
る試験用電池を示す断面図。
１…容器、２…正極、３…セパレータ、４…負極、５…
電極群、７…封口板。
電極群、７…封口板。
Claims (1)
- 【請求項１】 正極と、ＡＢx （ただし、ＡはＴｉ及び
／またはＺｒであり、ＢはＮｉ、Ｍｎ、Ｖ、Ｃｏ、Ｃ
ｒ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ及びＮ
ｄから選ばれた１種以上の元素であり、原子比ｘは１．
８≦ｘ≦２．５を示す）で表される水素吸蔵合金を含む
負極と、アルカリ電解液とを具備し、 前記負極の水素吸蔵合金は、ＪＩＳＺ２２４４によるビ
ッカース硬さが７００以上であ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 |
|---|---|---|---|
| JP8336853A JPH10172554A (ja) | 1996-12-17 | 1996-12-17 | アルカリ二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8336853A JPH10172554A (ja) | 1996-12-17 | 1996-12-17 | アルカリ二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10172554A true JPH10172554A (ja) | 1998-06-26 |
Family
ID=18303268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8336853A Pending JPH10172554A (ja) | 1996-12-17 | 1996-12-17 | アルカリ二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10172554A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007311095A (ja) * | 2006-05-17 | 2007-11-29 | Sanyo Electric Co Ltd | アルカリ蓄電池 |
| CN110042304A (zh) * | 2019-04-22 | 2019-07-23 | 宁夏大学 | 一种高压金属氢化物复合储氢罐用高平台压储氢合金 |
| CN112779439A (zh) * | 2021-01-28 | 2021-05-11 | 桂林电子科技大学 | 一种掺杂V改善ZrCo储氢合金性能的储氢材料及其制备方法 |
-
1996
- 1996-12-17 JP JP8336853A patent/JPH10172554A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007311095A (ja) * | 2006-05-17 | 2007-11-29 | Sanyo Electric Co Ltd | アルカリ蓄電池 |
| CN110042304A (zh) * | 2019-04-22 | 2019-07-23 | 宁夏大学 | 一种高压金属氢化物复合储氢罐用高平台压储氢合金 |
| CN112779439A (zh) * | 2021-01-28 | 2021-05-11 | 桂林电子科技大学 | 一种掺杂V改善ZrCo储氢合金性能的储氢材料及其制备方法 |
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