JPH11260394A - Sealed nickel hydrogen secondary battery - Google Patents

Sealed nickel hydrogen secondary battery

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Publication number
JPH11260394A
JPH11260394A JP10061136A JP6113698A JPH11260394A JP H11260394 A JPH11260394 A JP H11260394A JP 10061136 A JP10061136 A JP 10061136A JP 6113698 A JP6113698 A JP 6113698A JP H11260394 A JPH11260394 A JP H11260394A
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JP
Japan
Prior art keywords
nickel
negative electrode
secondary battery
hydrogen storage
hydrogen
Prior art date
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Pending
Application number
JP10061136A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichi Mukai
宏一 向井
Seiji Ishizuka
清司 石塚
Kazuhiro Takeno
和太 武野
Masahiro Endou
賢大 遠藤
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.)
FDK Twicell Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Battery Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Battery Co Ltd filed Critical Toshiba Battery Co Ltd
Priority to JP10061136A priority Critical patent/JPH11260394A/en
Publication of JPH11260394A publication Critical patent/JPH11260394A/en
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    • 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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sealed nickel hydrogen secondary battery with long charging/discharging cycle life and high capacity. SOLUTION: A sealed nickel hydrogen secondary batter has a negative electrode 4 containing hydrogen absorbing alloy powder, a positive electrode 2 containing nickel hydroxide as an active material, facing the negative electrode 4 through a separator 3, and an alkaline electrolyte. The capacity of the secondary battery 310 Wh/1 or more, and the negative electrode 4 contains a hydrogen storage alloy of rare-earth element-nickel base alloy which contains the rare-earth element containing 70 wt.% or more of La and nickel, and having a specific surface area by BET method measured, when the alloy is hydrogenation-crushed once under a hydrogen pressure of 5-10 atm (gauge pressure) at 2-30 deg.C of 0.05-0.20 m<2> /g.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、水素吸蔵合金を含
む負極を改良した密閉型ニッケル水素二次電池に関す
る。
The present invention relates to a sealed nickel-metal hydride secondary battery having an improved negative electrode containing a hydrogen storage alloy.

【0002】[0002]

【従来の技術】密閉型ニッケル水素二次電池は、例えば
水酸化ニッケルを活物質として含むペースト式正極と水
素吸蔵合金を含むペースト式負極の間にセパレータを介
在させた電極群をアルカリ電解液と共に容器内に収納
し、密閉した構造を有する。このような密閉型ニッケル
水素二次電池は、携帯用電話機や携帯型撮像機などの各
種の電子機器の作動電源として広く実用化され、近年、
さらなる高容量化と長寿命化が要望されている。
2. Description of the Related Art A sealed nickel-metal hydride secondary battery is composed of a paste-type positive electrode containing nickel hydroxide as an active material and a paste-type negative electrode containing a hydrogen-absorbing alloy with an electrode group together with an alkaline electrolyte. It is housed in a container and has a closed structure. Such sealed nickel-metal hydride secondary batteries have been widely put into practical use as operating power supplies for various electronic devices such as portable telephones and portable imaging devices.
There is a demand for higher capacity and longer life.

【0003】ところで、密閉型ニッケル水素二次電池を
高容量化するには電流密度を増大させたり、容量規制極
である正極容量に対する負極容量の比(以下、容量比と
称す)を小さくする必要がある。
In order to increase the capacity of a sealed nickel-metal hydride secondary battery, it is necessary to increase the current density or to reduce the ratio of the capacity of the negative electrode to the capacity of the positive electrode, which is the capacity regulating electrode (hereinafter referred to as the capacity ratio). There is.

【0004】また、ニッケル水素二次電池はノイマン方
式により過充電時に正極から発生する酸素ガスを負極で
消費するために密閉化している。このため、負極の容量
が正極の容量に比べて小さいと、過充電時に内圧が上昇
する。すなわち、前記水素吸蔵合金を含む負極は初期の
電気化学反応における活性が低いために、電池組立て後
の数サイクルは十分な充放電容量が得られない。従来
は、正負極間の容量比が十分に大きかったために問題に
ならなかったが、容量比を小さくすると、サイクル初期
での過充電時に内圧が上昇する。
The nickel-metal hydride secondary battery is sealed by a Neumann system so that oxygen gas generated from the positive electrode during overcharge is consumed by the negative electrode. Therefore, when the capacity of the negative electrode is smaller than the capacity of the positive electrode, the internal pressure increases during overcharge. That is, since the negative electrode containing the hydrogen storage alloy has low activity in the initial electrochemical reaction, a sufficient charge / discharge capacity cannot be obtained in several cycles after the battery is assembled. Conventionally, there was no problem because the capacity ratio between the positive electrode and the negative electrode was sufficiently large. However, if the capacity ratio is reduced, the internal pressure increases at the time of overcharging at the beginning of the cycle.

【0005】したがって、従来の技術ではエネルギー密
度が310Wh/l以上の高容量で、サイクル初期の内
圧上昇を防止した優れた特性を有する密閉型ニッケル水
素二次電池を作ることは困難であった。
Therefore, it has been difficult to produce a sealed nickel-metal hydride secondary battery having high energy density of 310 Wh / l or more and excellent characteristics of preventing an increase in internal pressure at the beginning of a cycle by the conventional technology.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、充放電サイ
クル寿命が長く、かつ高容量の密閉型ニッケル水素二次
電池を提供しようとするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a sealed nickel-metal hydride secondary battery having a long charge-discharge cycle life and a high capacity.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明に係わる密閉型ニ
ッケル水素二次電池は、水素吸蔵合金粉末を含む負極
と、この負極にセパレータを挟んで配置された水酸化ニ
ッケルを活物質として含む正極と、アルカリ電解液とを
具備した密閉型ニッケル水素二次電池であって、前記二
次電池の容量は、310Wh/l以上であり、かつ前記
負極中の水素吸蔵合金は、70重量%以上のLaを含む
希土類元素とニッケルとを含む希土類−ニッケル系で、
かつ2〜30℃、5〜10気圧(ゲージ圧)の水素圧力
下で1回水素化粉砕した時のBET法による比表面積が
0.05m2 /g〜0.20m2 /gである水素吸蔵合
金を含有することを特徴とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION A sealed nickel-metal hydride secondary battery according to the present invention comprises a negative electrode containing a hydrogen storage alloy powder and a positive electrode containing nickel hydroxide as an active material disposed on the negative electrode with a separator interposed therebetween. And a sealed nickel-metal hydride secondary battery comprising: an alkaline electrolyte; wherein the capacity of the secondary battery is 310 Wh / l or more, and the hydrogen storage alloy in the negative electrode is 70% by weight or more. A rare earth-nickel system containing a rare earth element containing La and nickel,
And 2 to 30 ° C., 5 to 10 atm hydrogen absorbing specific surface area by the BET method when the pulverized once hydrogenated under hydrogen pressure of (gauge pressure) is 0.05m 2 /g~0.20m 2 / g It is characterized by containing an alloy.

【0008】本発明に係わる別の密閉型ニッケル水素二
次電池は、水素吸蔵合金粉末を含む負極と、この負極に
セパレータを挟んで配置された水酸化ニッケルを活物質
として含む正極と、アルカリ電解液とを具備した密閉型
ニッケル水素二次電池であって、前記二次電池の容量
は、310Wh/l以上であり、かつ前記負極中の水素
吸蔵合金は、80重量%以上のLaを含む希土類元素と
ニッケルとこのニッケルの一部を置換したコバルトおよ
びマンガンを含み、前記コバルトの置換量が0.6〜
0.8原子比、前記マンガンの置換量が0.05〜0.
15原子比である希土類−ニッケル系で、かつ2〜30
℃、5〜10気圧(ゲージ圧)の水素圧力下で1回水素
化粉砕した時のBET法による比表面積が0.08m2
/g〜0.14m2 /gであることを特徴とするもので
ある。
Another sealed nickel-metal hydride secondary battery according to the present invention comprises a negative electrode containing a hydrogen storage alloy powder, a positive electrode containing nickel hydroxide as an active material disposed on the negative electrode with a separator interposed therebetween, and an alkaline electrolytic cell. And a capacity of the secondary battery is 310 Wh / l or more, and the hydrogen storage alloy in the negative electrode is a rare earth element containing 80% by weight or more of La. Element containing nickel and cobalt and manganese in which a part of the nickel is substituted, and the substitution amount of the cobalt is 0.6 to
0.8 atomic ratio, the substitution amount of manganese is 0.05 to 0.1.
A rare earth-nickel system having a 15 atomic ratio, and 2-30
The specific surface area by BET method when hydrogenated and pulverized once under a hydrogen pressure of 5 to 10 atm (gauge pressure) is 0.08 m 2.
/ G to 0.14 m 2 / g.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わるニッケル水
素二次電池(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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A nickel-metal hydride secondary battery (cylindrical nickel-metal hydride secondary battery) according to the present invention will be described below with reference to FIG.

【0010】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1
0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。
An electrode group 5 formed by stacking a positive electrode 2, a separator 3, and a negative electrode 4 and winding them in a spiral shape is accommodated in a cylindrical container 1 having a bottom. The negative electrode 4 is arranged at the outermost periphery of the electrode group 5 and is in electrical contact with the container 1. The alkaline electrolyte is contained in the container 1. A circular sealing plate 7 having a hole 6 in the center is arranged at the upper opening of the container 1.
The ring-shaped insulating gasket 8 is disposed between the peripheral edge of the sealing plate 7 and the inner surface of the upper opening of the container 1, and the container 1 is formed by caulking to reduce the diameter of the upper opening inward.
The sealing plate 7 is hermetically fixed via the gasket 8. One end of the positive electrode lead 9 is connected to the positive electrode 2,
The other end is connected to the lower surface of the sealing plate 7. The positive electrode terminal 10 having a hat shape is attached on the sealing plate 7 so as to cover the hole 6. The rubber safety valve 11
The hole 6 is disposed in a space surrounded by the sealing plate 7 and the positive electrode terminal 10 so as to close the hole 6. The circular holding plate 12 made of an insulating material having a hole in the center is
The projecting portion of the positive electrode terminal 10 is disposed on the reference numeral 0 so as to project from the hole of the holding plate 12. The outer tube 13 covers the periphery of the holding plate 12, the side surface of the container 1, and the periphery of the bottom of the container 1.

【0011】次に、前記負極4、正極2、セパレータ3
および電解液について説明する。
Next, the negative electrode 4, the positive electrode 2, the separator 3
And the electrolyte will be described.

【0012】1)負極4 前記負極は、70重量%以上のLaを含む希土類元素
(例えばLa富化金属;Lm)とニッケルとを含む希土
類−ニッケル系水素吸蔵合金を含有する。また、前記水
素吸蔵合金は2〜30℃、5〜10気圧(ゲージ圧)の
水素圧力下で1回水素化粉砕した時のBET法による比
表面積が0.08m2 /g〜0.20m2 /gである性
状を有する。
1) Negative Electrode 4 The negative electrode contains a rare earth-nickel-based hydrogen storage alloy containing nickel and a rare earth element (for example, La-enriched metal; Lm) containing 70% by weight or more of La. Further, the hydrogen storage alloy is 2 to 30 ° C., 5 to 10 atm specific surface area by the BET method when the pulverized once hydrogenated under hydrogen pressure of (gauge pressure) is 0.08m 2 /g~0.20m 2 / G.

【0013】前記水素吸蔵合金の希土類元素中のLa量
を規定したのは、次のような理由によるものである。L
a量を70重量%未満にすると、水素吸蔵合金の親水素
性を高めることができず、負極の単位体積当りの容量を
増大させることが困難になる。なお、希土類元素は10
0重量%未満のLaからなる場合、前記La以外の成分
としてPr、Ce、Ndから選ばれる少なくとも2種以
上を用いることが好ましい。前記希土類元素は、La7
5〜95重量%、さらに好ましくLa80〜95重量%
を含有することが望ましい。
The reason for defining the La content in the rare earth element of the hydrogen storage alloy is as follows. L
If the amount of a is less than 70% by weight, the hydrogen-absorbing alloy cannot have an increased affinity for hydrogen, making it difficult to increase the capacity per unit volume of the negative electrode. The rare earth element is 10
When it is composed of less than 0% by weight of La, it is preferable to use at least two or more kinds selected from Pr, Ce and Nd as components other than La. The rare earth element is La7
5 to 95% by weight, more preferably La 80 to 95% by weight
It is desirable to contain

【0014】前記希土類−Ni系水素吸蔵合金におい
て、Niの一部をCo、Mn、Al、Fe、Ti、Z
r、Zn、Cr、Bの少なくとも1種で置換することを
許容する。
In the rare earth-Ni hydrogen storage alloy, a part of Ni is replaced with Co, Mn, Al, Fe, Ti, Z
Substitution with at least one of r, Zn, Cr and B is allowed.

【0015】前記希土類−ニッケル系水素吸蔵合金にお
いて、一般式ANiv Cow MnxAly (ただし、A
はLa70重量%以上からなる希土類元素、好ましくは
Lm、原子比v,w、x,yはそれぞれ3.30≦v≦
4.50、0.50≦w≦1.10、0.05≦x≦
0.40、0.20≦y≦0.50で、かつその合計値
が4.90≦v+w+x+y≦5.50を示す)で表さ
れるものを用いることが好ましい。前記原子比v,w、
x,yのより好ましい値は、それぞれ3.80≦v≦
4.20、0.70≦w≦0.90、0.08≦x≦
0.30、0.30≦y≦0.40で、かつその合計値
が5.00≦w+x+y≦5.20である。
[0015] The rare earth - the nickel-based hydrogen storage alloy, the formula ANi v Co w Mn x Al y ( provided that, A
Is a rare earth element composed of La 70% by weight or more, preferably Lm, and the atomic ratios v, w, x, and y are each 3.30 ≦ v ≦
4.50, 0.50 ≦ w ≦ 1.10, 0.05 ≦ x ≦
0.40, 0.20 ≦ y ≦ 0.50, and the sum thereof is represented by 4.90 ≦ v + w + x + y ≦ 5.50). The atomic ratio v, w,
More preferable values of x and y are 3.80 ≦ v ≦
4.20, 0.70 ≦ w ≦ 0.90, 0.08 ≦ x ≦
0.30, 0.30 ≦ y ≦ 0.40, and the total value is 5.00 ≦ w + x + y ≦ 5.20.

【0016】特に、一般式ANiv Cow Mnx Aly
で表され、AがLa80重量%以上からなる希土類元素
である希土類−ニッケル系水素吸蔵合金において、原子
比v,w、x,y,zはそれぞれ3.30≦v≦4.5
0、0.60≦w≦0.80、0.05≦x≦0.1
5、0.20≦y≦0.50で、かつその合計値が4.
90≦v+w+x+y≦5.50であることが好まし
い。
[0016] In particular, the general formula ANi v Co w Mn x Al y
In the rare earth-nickel-based hydrogen storage alloy in which A is a rare earth element containing La of 80% by weight or more, the atomic ratios v, w, x, y, and z are respectively 3.30 ≦ v ≦ 4.5.
0, 0.60 ≦ w ≦ 0.80, 0.05 ≦ x ≦ 0.1
5. 0.20 ≦ y ≦ 0.50 and the total value is 4.
It is preferable that 90 ≦ v + w + x + y ≦ 5.50.

【0017】前記コバルトのニッケルに対する置換量
(w)を規定した理由は、その置換量を0.6未満にす
ると水素吸蔵合金の微粉化を抑制することが困難にな
る。一方、コバルトのニッケルに対する置換量(w)が
0.80を超えると電解液との反応面積が小さくなっ
て、初期活性が低下するとともに、サイクル初期の内圧
上昇により漏液する恐れがある。
The reason why the replacement amount (w) of cobalt with respect to nickel is specified is that if the replacement amount is less than 0.6, it becomes difficult to suppress the pulverization of the hydrogen storage alloy. On the other hand, if the replacement amount (w) of cobalt with nickel exceeds 0.80, the reaction area with the electrolytic solution becomes small, the initial activity decreases, and there is a risk of leakage due to an increase in the internal pressure at the beginning of the cycle.

【0018】前記マンガンのニッケルに対する置換量
(x)を規定した理由は、その置換量を0.05未満に
すると、ニッケルに対する置換成分であるコバルトの溶
出防止および水素吸蔵量の増大化を図ることが困難にな
る。一方、前記マンガンのニッケルに対する置換量
(x)が0.15を超えるとアルカリ電解液に溶出して
正極・負極・セパレータに析出して内部抵抗の増大を招
く恐れがある。
The reason why the substitution amount (x) of manganese to nickel is specified is that, when the substitution amount is less than 0.05, elution of cobalt, which is a substitution component for nickel, and an increase in hydrogen storage amount are attempted. Becomes difficult. On the other hand, if the substitution amount (x) of the manganese to nickel exceeds 0.15, the manganese is eluted in the alkaline electrolyte and deposited on the positive electrode, the negative electrode, and the separator, which may increase the internal resistance.

【0019】前記希土類−ニッケル系水素吸蔵合金は、
所定の条件下でのBET法による比表面積が0.05m
2 /g〜0.20m2 /gとすることによって、前記希
土類元素中のLa量を70重量%以上と多くすることに
よる水素吸蔵合金の腐食を補償することが可能になる。
前記比表面積を0.05m2 /g未満にすると、水素吸
蔵合金が割れ難くなって電解液との反応性が低下して内
圧上昇を招く。一方、前記比表面積が0.20m2 /g
を越えると水素吸蔵合金の腐食を補償することが困難に
なる。
The rare earth-nickel-based hydrogen storage alloy comprises:
Specific surface area by the BET method under specified conditions is 0.05 m
By setting the ratio to 2 / g to 0.20 m 2 / g, it becomes possible to compensate for the corrosion of the hydrogen storage alloy caused by increasing the La content in the rare earth element to 70% by weight or more.
If the specific surface area is less than 0.05 m 2 / g, the hydrogen storage alloy is less likely to be cracked, and the reactivity with the electrolytic solution is reduced, causing an increase in the internal pressure. On the other hand, the specific surface area is 0.20 m 2 / g
If it exceeds, it becomes difficult to compensate for corrosion of the hydrogen storage alloy.

【0020】特に、希土類元素中のLa量が80重量%
以上ある希土類−ニッケル系水素吸蔵合金において、B
ET法による比表面積は0.08m2 /g〜0.14m
2 /gであることが好ましい。
Particularly, when the La content in the rare earth element is 80% by weight.
In the above rare earth-nickel based hydrogen storage alloy, B
Specific surface area by ET method is 0.08 m 2 / g to 0.14 m
It is preferably 2 / g.

【0021】前記負極4は、例えば前記水素吸蔵合金粉
末に導電材を添加し、高分子結着剤および水と共に混練
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、乾燥した後、成形することにより製造される。
The negative electrode 4 is prepared, for example, by adding a conductive material to the hydrogen storage alloy powder and kneading the mixture with a polymer binder and water to prepare a paste, filling the paste into a conductive substrate, and drying the paste. , Manufactured by molding.

【0022】前記高分子結着剤としては、例えばカルボ
キシメチルセルロース、メチルセルロース、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等を挙げ
ることができる。
Examples of the polymer binder include carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, sodium polyacrylate, polytetrafluoroethylene and the like.

【0023】前記導電材としては、例えばカーボンブラ
ック等を用いることができる。
As the conductive material, for example, carbon black or the like can be used.

【0024】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、ニッケルネッ
トなどの二次元基板や、フェルト状金属多孔体や、スポ
ンジ状金属基板などの三次元基板を挙げることができ
る。
Examples of the conductive substrate include a two-dimensional substrate such as a punched metal, an expanded metal, a perforated rigid plate, and a nickel net, and a three-dimensional substrate such as a felt-like metal porous body and a sponge-like metal substrate. be able to.

【0025】2)正極2 この正極2は、活物質である水酸化ニッケル粒子、導電
材料および高分子結着剤を含む正極材料を導電性基板に
担持した構造を有する。
2) Positive Electrode 2 The positive electrode 2 has a structure in which a positive electrode material containing nickel hydroxide particles as an active material, a conductive material and a polymer binder is supported on a conductive substrate.

【0026】前記水酸化ニッケル粒子としては、例えば
単一の水酸化ニッケル粒子、または亜鉛、コバルト、ビ
スマス、銅のような金属を金属ニッケルと共に共沈され
た水酸化ニッケル粒子を用いることができる。特に、後
者の水酸化ニッケル粒子を含む正極は、高温状態におけ
る充電効率をより一層向上することが可能になる。
As the nickel hydroxide particles, for example, single nickel hydroxide particles or nickel hydroxide particles in which a metal such as zinc, cobalt, bismuth or copper is coprecipitated with metallic nickel can be used. In particular, the latter positive electrode containing nickel hydroxide particles can further improve the charging efficiency in a high-temperature state.

【0027】前記水酸化ニッケル粒子は、X線粉末回折
法による(101)面のピーク半価幅が0.8゜/2θ
(Cu−Kα)以上であることが好ましい。より好まし
い水酸化ニッケル粒子のピーク半価幅は0.9〜1.0
゜/2θ(Cu−Kα)である。
The nickel hydroxide particles have a peak half-value width of the (101) plane determined by an X-ray powder diffraction method of 0.8 ° / 2θ.
(Cu-Kα) or more is preferable. More preferable peak half width of nickel hydroxide particles is 0.9 to 1.0.
゜ / 2θ (Cu-Kα).

【0028】前記導電材料としては、例えば金属コバル
ト、コバルト酸化物、コバルト水酸化物等を挙げること
ができる。
Examples of the conductive material include metal cobalt, cobalt oxide, cobalt hydroxide and the like.

【0029】前記高分子結着剤としては、例えばカルボ
キシメチルセルロース、メチルセルロース、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等を挙げ
ることができる。
Examples of the polymer binder include carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, sodium polyacrylate, polytetrafluoroethylene and the like.

【0030】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。
Examples of the conductive substrate include a mesh-like, sponge-like, fiber-like, or felt-like porous metal body made of nickel, stainless steel, or nickel-plated metal.

【0031】この正極2は、例えば活物質である水酸化
ニッケル粒子に導電材料を添加し、高分子結着剤および
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、乾燥した後、成形することにより作
製される。
The positive electrode 2 is prepared, for example, by adding a conductive material to nickel hydroxide particles as an active material, kneading the mixture with a polymer binder and water to prepare a paste, filling the paste into a conductive substrate, After drying, it is produced by molding.

【0032】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、ポリプロピレンなどのポリオレフ
ィン繊維製不織布、またはこれらの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。
3) Separator 3 Examples of the separator 3 include a nonwoven fabric made of polyamide fiber, a nonwoven fabric made of polyolefin fiber such as polyethylene and polypropylene, or a nonwoven fabric provided with a hydrophilic functional group.

【0033】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。
4) Alkaline Electrolyte As the alkaline electrolyte, for example, a mixed solution of sodium hydroxide (NaOH) and lithium hydroxide (LiOH),
A mixture of potassium hydroxide (KOH) and LiOH, KOH
And a mixed solution of LiOH and NaOH.

【0034】前記二次電池は、容量が310Wh/l以
上である。この容量C(Wh/l)[体積エネルギー密
度]は、次式で定義される。
[0034] The secondary battery has a capacity of 310 Wh / l or more. This capacity C (Wh / l) [volume energy density] is defined by the following equation.

【0035】C=(CT ×Z)/V…(1) ここで、CT (Ah)は二次電池の理論容量、Z(V)
は二次電池の電圧、V(l)は二次電池の容積(容器の
内容積)を示す。
C = (C T × Z) / V (1) where C T (Ah) is the theoretical capacity of the secondary battery and Z (V)
Represents the voltage of the secondary battery, and V (l) represents the volume of the secondary battery (the internal volume of the container).

【0036】以上説明した本発明に係る密閉型ニッケル
水素二次電池は、水素吸蔵合金粉末を含む負極と、この
負極にセパレータを挟んで配置された水酸化ニッケルを
活物質として含む正極と、アルカリ電解液とを具備した
密閉型ニッケル水素二次電池であって、前記二次電池の
容量は、310Wh/l以上であり、かつ前記負極中の
水素吸蔵合金は、70重量%以上のLaを含む希土類元
素とニッケルとを含む希土類−Ni系で、かつ2〜30
℃、5〜10気圧(ゲージ圧)の水素圧力下で1回水素
化粉砕した時のBET法による比表面積が0.05m2
/g〜0.20m2 /gである。
The above-described sealed nickel-metal hydride secondary battery according to the present invention comprises a negative electrode containing a hydrogen-absorbing alloy powder, a positive electrode containing nickel hydroxide as an active material disposed with a separator interposed therebetween, and an alkaline A sealed nickel-metal hydride secondary battery comprising an electrolyte solution, wherein the capacity of the secondary battery is 310 Wh / l or more, and the hydrogen storage alloy in the negative electrode contains 70% by weight or more of La. A rare earth-Ni system containing a rare earth element and nickel, and 2 to 30
C. and a specific surface area of 0.05 m 2 by the BET method when hydrogenated and pulverized once under a hydrogen pressure of 5 to 10 atm (gauge pressure).
/ G to 0.20 m 2 / g.

【0037】このような構成の二次電池は、充放電サイ
クル寿命が長く、かつ310Wh/l以上の高い容量を
有する。
The secondary battery having such a configuration has a long charge-discharge cycle life and a high capacity of 310 Wh / l or more.

【0038】すなわち、水素吸蔵合金を含む負極を備え
たニッケル水素二次電池において、容量を増大させるに
は正極活物質である金属酸化物の含有量を増加させるこ
とが必要である。一方、電池内では充放電サイクルの進
行に伴って発生する酸素ガス等を効率よく消費させるた
めに正極に対してある一定量以上の予備充電量を負極に
担わせることが必要である。
That is, in a nickel-metal hydride secondary battery provided with a negative electrode containing a hydrogen storage alloy, it is necessary to increase the content of a metal oxide as a positive electrode active material in order to increase the capacity. On the other hand, in the battery, in order to efficiently consume oxygen gas and the like generated with the progress of the charge / discharge cycle, it is necessary to allow the negative electrode to carry a certain amount or more of preliminary charge with respect to the positive electrode.

【0039】したがって、高容量化するためには正極の
活物質量を増大させ、同時に負極の量も増大させること
が必要がある。このため、ニッケル水素二次電池におけ
る高容量化は自ずと制限される。
Therefore, in order to increase the capacity, it is necessary to increase the amount of the active material of the positive electrode and the amount of the negative electrode at the same time. For this reason, increasing the capacity of the nickel-metal hydride secondary battery is naturally limited.

【0040】このような問題は、負極の単位体積当りの
容量を増大させることにより容易に解決することができ
る。
Such a problem can be easily solved by increasing the capacity per unit volume of the negative electrode.

【0041】負極の単位体積当りの容量を増大させるこ
とによって、正極に対する一定量以上の予備充電量を負
極で確保でき、結果として高容量化が可能になる。
By increasing the capacity per unit volume of the negative electrode, a predetermined amount or more of the precharge amount for the positive electrode can be secured in the negative electrode, and as a result, the capacity can be increased.

【0042】負極の単位体積当りの容量を増大させるた
めには、負極中に含有される水素吸蔵合金の水素吸蔵量
を増大させることが必要である。水素吸蔵合金中で親水
素性の高いLaの含有量を増大(70重量%以上)させ
ることによって、水素吸蔵合金の水素吸蔵量を増大でき
る。しかしながら、水素吸蔵合金中のLaを増加させる
と、充放電中において水素吸蔵合金が腐蝕し易くなる。
In order to increase the capacity per unit volume of the negative electrode, it is necessary to increase the hydrogen storage amount of the hydrogen storage alloy contained in the negative electrode. By increasing the content of La having high hydrogen affinity in the hydrogen storage alloy (70% by weight or more), the hydrogen storage amount of the hydrogen storage alloy can be increased. However, when La in the hydrogen storage alloy is increased, the hydrogen storage alloy tends to corrode during charge and discharge.

【0043】ところで、水素吸蔵合金の劣化の原因とし
て水素吸蔵時の微粉化が挙げられる。水素吸蔵時におい
て、微粉化し易い水素吸蔵合金ほどその表面積が増加し
て腐食等の影響を受け、充放電サイクルの進行に伴って
水素吸蔵能を低下する。同時に、電池内の電解液を消費
し、充放電サイクルの劣化速度が高くなる。
By the way, as a cause of deterioration of the hydrogen storage alloy, pulverization at the time of hydrogen storage can be cited. At the time of hydrogen storage, the surface area of a hydrogen storage alloy that is more easily pulverized increases and is affected by corrosion and the like, and the hydrogen storage capacity decreases as the charge / discharge cycle progresses. At the same time, the electrolyte in the battery is consumed, and the rate of deterioration of the charge / discharge cycle increases.

【0044】このようなことから、水素吸蔵合金として
所定の条件下でのBET法による比表面積が0.05m
2 /g〜0.20m2 /gであるものを用いることによ
って、前記水素吸蔵合金の割れ発生を抑制し、結果とし
てLa量が極めて多い水素吸蔵合金を用いても腐蝕の影
響を防止することができる。
As described above, the specific surface area of the hydrogen storage alloy determined by the BET method under predetermined conditions is 0.05 m.
2 / g to 0.20 m 2 / g is used to suppress the occurrence of cracks in the hydrogen storage alloy and, as a result, to prevent the influence of corrosion even when using a hydrogen storage alloy having an extremely large La content. Can be.

【0045】一方、310Wh/l以上のようなニッケ
ル水素二次電池においては電池内の電解液量が比較的少
なくなる傾向がある。このため、内圧上昇に伴う電解液
の漏れ等による電解液の消費を抑制するために310W
h/l未満の電池に比べて正極に対する負極の予備充電
量を大きくする必要がある。
On the other hand, in a nickel-hydrogen secondary battery of 310 Wh / l or more, the amount of electrolyte in the battery tends to be relatively small. For this reason, in order to suppress the consumption of the electrolyte due to the leakage of the electrolyte due to the rise in the internal pressure, etc.
It is necessary to increase the precharge amount of the negative electrode with respect to the positive electrode as compared with a battery of less than h / l.

【0046】したがって、310Wh/l以上のような
密閉型ニッケル水素二次電池において70重量%以上の
Laを含む希土類元素とニッケルとを含む希土類−ニッ
ケル系で、かつ所定の条件下でのBET法による比表面
積が0.05m2 /g〜0.20m2 /gである水素吸
蔵合金を含有することによって、充放電サイクル寿命が
長く、かつ310Wh/l以上の高容量の密閉型ニッケ
ル水素二次電池を得ることができる。
Therefore, in a sealed nickel-metal hydride secondary battery of 310 Wh / l or more, a rare earth-nickel system containing 70% by weight or more of a rare earth element containing La and nickel and the BET method under predetermined conditions by specific surface area according to contain a hydrogen storage alloy is 0.05m 2 /g~0.20m 2 / g, the charge-discharge cycle life is long, and 310Wh / l or more high-capacity sealed nickel-hydrogen secondary You can get a battery.

【0047】特に、希土類元素中のLa量が80重量%
以上の希土類−ニッケル系水素吸蔵合金において、前記
ニッケルの一部をコバルトおよびマンガンで置換し、前
記コバルトの置換量を0.6〜0.8原子比、前記マン
ガンの置換量を0.05〜0.15原子比とし、かつ2
〜30℃、5〜10気圧(ゲージ圧)の水素圧力下で1
回水素化粉砕した時のBET法による比表面積を0.0
8m2 /g〜0.14m2 /gにすることによって、充
放電サイクル寿命が長く、かつ310Wh/l以上のよ
り一層高い容量を有する密閉型ニッケル水素二次電池を
得ることができる。
Particularly, when the La content in the rare earth element is 80% by weight.
In the above rare earth-nickel-based hydrogen storage alloy, a part of the nickel is replaced by cobalt and manganese, the replacement amount of the cobalt is 0.6 to 0.8 atomic ratio, and the replacement amount of the manganese is 0.05 to 0.15 atomic ratio, and 2
-30 ° C, 5-10 atm (gauge pressure) under hydrogen pressure of 1
The specific surface area by the BET method at the time of
By the 8m 2 /g~0.14m 2 / g, it is possible to charge and discharge cycle life is long, and obtain a sealed nickel-hydrogen secondary battery having 310Wh / l or more even higher capacity.

【0048】すなわち、前述したように負極の単位体積
当りの容量を増大させるためには、負極中に含有される
水素吸蔵合金の水素吸蔵量を増大させることが必要であ
る。水素吸蔵合金中で親水素性の高いLaの含有量を8
0%以上と増大させることによって、水素吸蔵合金の水
素吸蔵量をより増大できる。しかしながら、水素吸蔵合
金中のLaを増加させると、充放電中において水素吸蔵
合金がより腐蝕し易くなる。
That is, as described above, in order to increase the capacity per unit volume of the negative electrode, it is necessary to increase the hydrogen storage amount of the hydrogen storage alloy contained in the negative electrode. In the hydrogen storage alloy, the content of La having high hydrogen affinity is 8
By increasing to 0% or more, the hydrogen storage amount of the hydrogen storage alloy can be further increased. However, when La in the hydrogen storage alloy is increased, the hydrogen storage alloy becomes more susceptible to corrosion during charge and discharge.

【0049】このようなことから、水素吸蔵合金中のN
iの置換元素であるCo量を0.6〜0.8原子比にす
ることによって、水素吸蔵合金の微粉化を抑制し、結果
としてLa量が80%以上と極めて多い水素吸蔵合金を
用いても腐蝕の影響を防止することができる。ただし、
Coの配合は高温貯蔵など合金腐食が促進される環境下
において、水素吸蔵合金から導電性を持つCoが溶出し
て正極や負極に析出するため、正負極間の短絡の原因に
なる。
From the above, N in the hydrogen storage alloy
By setting the amount of Co, which is a substituting element for i, to an atomic ratio of 0.6 to 0.8, pulverization of the hydrogen storage alloy is suppressed. Can also prevent the effects of corrosion. However,
In an environment in which alloy corrosion is promoted such as high-temperature storage, Co having conductivity is eluted from the hydrogen storage alloy and precipitates on the positive electrode and the negative electrode, which causes a short circuit between the positive electrode and the negative electrode.

【0050】そこで、MnをNiに対して所定量(0.
05〜0.15原子比)置換することにより、水素吸蔵
合金中の前記Coの溶出を抑制することができ、Coの
配合に起因する正負極間の短絡を防止することができ
る。
Therefore, Mn is added to Ni in a predetermined amount (0.
(Atomic ratio of 0.5 to 0.15), the elution of Co in the hydrogen storage alloy can be suppressed, and a short circuit between the positive electrode and the negative electrode due to the blending of Co can be prevented.

【0051】また、水素吸蔵合金として所定の条件下で
のBET法による比表面積が0.05m2 /g〜0.1
4m2 /gであるものを用いることによって、前記水素
吸蔵合金の割れ発生を抑制し、結果としてLa量が極め
て多い水素吸蔵合金を用いても腐蝕の影響を防止するこ
とができる。
The specific surface area of the hydrogen storage alloy measured by the BET method under predetermined conditions is 0.05 m 2 / g to 0.1 m 2 / g.
By using a material having a flow rate of 4 m 2 / g, the occurrence of cracks in the hydrogen storage alloy can be suppressed, and as a result, even if a hydrogen storage alloy having an extremely large La content is used, the influence of corrosion can be prevented.

【0052】したがって、310Wh/l以上のような
密閉型ニッケル水素二次電池において80重量%以上の
Laを含む希土類元素とニッケルとを含有し、前記ニッ
ケルを所定量のコバルトおよびマンガンで置換した希土
類−ニッケル系で、かつ所定の条件下でのBET法によ
る比表面積が0.05m2 /g〜0.14m2 /gであ
る水素吸蔵合金を含有することによって、充放電サイク
ル寿命が長く、かつより一層高容量の密閉型ニッケル水
素二次電池を得ることができる。
Therefore, in a sealed nickel-metal hydride secondary battery of 310 Wh / l or more, a rare earth element containing 80% by weight or more of a rare earth element containing La and nickel, and replacing the nickel with a predetermined amount of cobalt and manganese. - the nickel-base, and a specific surface area by BET method of at predetermined conditions by the inclusion of hydrogen-absorbing alloy is 0.05m 2 /g~0.14m 2 / g, long charge-discharge cycle life, and An even higher capacity sealed nickel-metal hydride secondary battery can be obtained.

【0053】[0053]

【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。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0054】(実施例1〜5、比較例1〜6) <負極の作製>下記表1に示す組成のLmと、Ni、C
o、Mo、Al、Zrの各元素とからなるLmNi3.6
Co0.8 Mn0.3 Al0.3 Zr0.025 の11種の水素吸
蔵合金を作製した。この合金を1000℃のアルゴン雰
囲気中で10時間熱処理して合金組成を均質化した。こ
れらの水素吸蔵合金における2〜30℃、5〜10気圧
(ゲージ圧)の水素圧力下で1回水素化粉砕した時のB
ET法による比表面積を下記表1に示す。
(Examples 1 to 5, Comparative Examples 1 to 6) <Preparation of Negative Electrode> Lm having the composition shown in Table 1 below, Ni, C
LmNi 3.6 consisting of each element of o, Mo, Al and Zr
Eleven kinds of hydrogen storage alloys of Co 0.8 Mn 0.3 Al 0.3 Zr 0.025 were produced. The alloy was heat-treated in an argon atmosphere at 1000 ° C. for 10 hours to homogenize the alloy composition. When hydrogen crushing was performed once under hydrogen pressure of 2 to 30 ° C. and 5 to 10 atm (gauge pressure) in these hydrogen storage alloys,
The specific surface area by the ET method is shown in Table 1 below.

【0055】次いで、前記各水素吸蔵合金を粗粉砕し、
さらにボールミルで粉砕し、篩分けを行って粒径25〜
75μmの水素吸蔵合金粉末を得た。得られた各水素吸
蔵合金粉末100重量部にポリアクリル酸ナトリウム
0.5重量部、カルボキシメチルセルロース(CMC)
0.12重量部、ポリテトラフルオロエチレンのディス
パージョン(比重1.5、固形分60重量%)を固形分
換算で1.0重量部、および導電性材料としてのカーボ
ンブラック1.0重量部を添加し、水30重量部と共に
混合することにより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、さらにプレスして11種の負極を作製した。
Next, each of the hydrogen storage alloys is roughly pulverized,
Further pulverized with a ball mill, sieved and a particle size of 25 to
A 75 μm hydrogen storage alloy powder was obtained. 0.5 parts by weight of sodium polyacrylate and 100 parts by weight of each obtained hydrogen storage alloy powder, carboxymethyl cellulose (CMC)
0.12 parts by weight, 1.0 part by weight of polytetrafluoroethylene dispersion (specific gravity 1.5, solid content 60% by weight) in terms of solid content, and 1.0 part by weight of carbon black as a conductive material. A paste was prepared by adding and mixing with 30 parts by weight of water. These pastes were applied to a punched metal as a conductive substrate, dried, and pressed to produce 11 types of negative electrodes.

【0056】<正極の作製>水酸化ニッケル粉末90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、カルボキシメチルセルロース(CMC)0.3
重量部、ポリテトラフルオロエチレンのディスパージョ
ン(比重1.5、固形分60重量%)を固形分換算で
0.5重量部を添加し、純水45重量部と共に混合する
ことによりペーストを調製した。つづいて、このペース
トを発泡ニッケル基板内に充填し、乾燥した後、ローラ
プレスを行って圧延することにより正極を作製した。
<Preparation of Positive Electrode> A mixed powder consisting of 90 parts by weight of nickel hydroxide powder and 10 parts by weight of cobalt monoxide powder was mixed with 0.3 part of carboxymethyl cellulose (CMC).
A paste was prepared by adding 0.5 parts by weight of a polytetrafluoroethylene dispersion (specific gravity 1.5, solid content 60% by weight) in terms of solid content and mixing with 45 parts by weight of pure water. . Subsequently, the paste was filled in a foamed nickel substrate, dried, and then rolled by roller pressing to produce a positive electrode.

【0057】次いで、前記各負極と前記正極との間にポ
リアミド繊維製不織布からなる厚さ0.2mmセパレー
タを介装し、渦巻状に捲回して電極群を作製した。この
ような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の水酸化リチウムからなる電解
液を収容し、封口等を行うことにより前述した図1に示
す構造を有し、理論容量が3500mAh(容量310
Wh/l以上)である4/3Aサイズの密閉型円筒状ニ
ッケル水素二次電池を組み立てた。
Next, a 0.2-mm-thick separator made of a nonwoven fabric made of polyamide fiber was interposed between each of the negative electrode and the positive electrode, and spirally wound to form an electrode group. After such an electrode group is housed in a bottomed cylindrical container, an electrolyte composed of 7N potassium hydroxide and 1N lithium hydroxide is housed, and the structure shown in FIG. And the theoretical capacity is 3500 mAh (capacity 310
(Wh / l or more), a sealed cylindrical nickel-metal hydride secondary battery having a size of 4 / 3A was assembled.

【0058】得られた実施例1〜5および比較例1〜6
の二次電池について、3Aの電流で90分間充電し、3
Aの電流で終始電圧1.0Vまで放電する充放電を繰り
返した。このような充放電において、放電容量が初期値
の80%以下になった時の充放電サイクル数を求めた。
その結果を下記表1に併記する。
The obtained Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 6
About 90 minutes at a current of 3 A,
The charge / discharge in which the current A was discharged to a voltage of 1.0 V throughout was repeated. In such charge and discharge, the number of charge and discharge cycles when the discharge capacity became 80% or less of the initial value was determined.
The results are shown in Table 1 below.

【0059】[0059]

【表1】 [Table 1]

【0060】前記表1から明らかなように容量が310
Wh/l以上のニッケル水素二次電池において、70重
量%以上のLaを含む希土類元素からなるLmを含み、
かつ所定の条件下でのBET法による比表面積が0.0
5m2 /g〜0.20m2 /gである水素吸蔵合金を含
有する負極を備えた実施例1〜5の二次電池は充放電サ
イクルのばらつきが小さく、かつその寿命も長くなるこ
とがわかる。
As is clear from Table 1, the capacity is 310.
A nickel-metal hydride secondary battery of Wh / l or more, containing Lm composed of a rare earth element containing 70% by weight or more of La;
And the specific surface area by the BET method under a predetermined condition is 0.0
5m 2 /g~0.20m 2 / g secondary batteries of Examples 1-5 including a negative electrode containing a hydrogen storage alloy is a small variation in charge and discharge cycles, and it can be seen that its life is prolonged .

【0061】これに対し、La量を70重量%未満であ
るLmを含む水素吸蔵合金を含有する負極を備えた二次
電池(比較例1〜3)は、正極に対する予備充電量が不
足するために前記水素吸蔵合金として微粉化による影響
を受けないBET法による比表面積が0.05m2 /g
〜0.20m2 /gの範囲のものを用いても、充放電サ
イクル数が短くなることがわかる。
On the other hand, the secondary batteries (Comparative Examples 1 to 3) provided with the negative electrode containing the hydrogen-absorbing alloy containing Lm having an La content of less than 70% by weight have a short pre-charge amount for the positive electrode. The hydrogen storage alloy has a specific surface area of 0.05 m 2 / g by the BET method, which is not affected by pulverization.
It can be seen that the number of charge / discharge cycles is shortened even when using a material having a range of up to 0.20 m 2 / g.

【0062】また、La量が70重量%以上のLmを含
有するものの、そのBET法による比表面積が0.05
2 /g〜0.20m2 /gの範囲を外れる水素吸蔵合
金を含む負極を備えた二次電池(比較例4〜6)では正
極に対する予備充電量が十分であるが、微細化による腐
蝕の進行、電解液の消費等により充放電サイクル寿命が
短くなることがわかる。
Further, although it contains Lm having a La content of 70% by weight or more, its specific surface area by the BET method is 0.05%.
m 2 but /g~0.20m 2 / g anode secondary battery comprising a (Comparative Examples 4-6) containing a hydrogen storage alloy outside the scope of the pre-charging amount in respect positive electrode is sufficient, corrosion due to miniaturization It can be seen that the charge / discharge cycle life is shortened due to the progress of the electrolyte solution consumption and the like.

【0063】したがって、希土類−ニッケル系水素吸蔵
合金において希土類(Lm)中のLa量とBET法によ
る比表面積の両者を所定の値に特定することによって初
めて310Wh/l以上の高容量で、ばらつきのない長
い充放電サイクル寿命を有するニッケル水素二次電池を
得ることができる。
Therefore, in the rare earth-nickel-based hydrogen storage alloy, by specifying both the La content in the rare earth (Lm) and the specific surface area by the BET method to predetermined values, a high capacity of 310 Wh / l or more and a variation of A nickel-hydrogen secondary battery having no long charge-discharge cycle life can be obtained.

【0064】(実施例6〜11および比較例7〜12) <負極の作製>下記表2に示す組成のからなる12種の
水素吸蔵合金を作製した。この合金を1000℃のアル
ゴン雰囲気中で10時間熱処理して合金組成を均質化し
た。これらの水素吸蔵合金における2〜30℃、5〜1
0気圧(ゲージ圧)の水素圧力下で1回水素化粉砕した
時のBET法による比表面積を下記表2に示す。
(Examples 6 to 11 and Comparative Examples 7 to 12) <Preparation of Negative Electrode> Twelve kinds of hydrogen storage alloys having the compositions shown in Table 2 below were prepared. The alloy was heat-treated in an argon atmosphere at 1000 ° C. for 10 hours to homogenize the alloy composition. 2-30 ° C, 5-1 in these hydrogen storage alloys
Table 2 below shows the specific surface area by the BET method when hydrogenated and pulverized once under a hydrogen pressure of 0 atm (gauge pressure).

【0065】次いで、前記各水素吸蔵合金を用いて実施
例1〜5と同様な方法により12種の負極を作製した。
Next, 12 kinds of negative electrodes were produced in the same manner as in Examples 1 to 5 using the above-mentioned respective hydrogen storage alloys.

【0066】次いで、前記各負極と実施例1〜5と同様
な正極との間にポリアミド繊維製不織布からなる厚さ
0.2mmセパレータを介装し、渦巻状に捲回して電極
群を作製した。このような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の水酸化リ
チウムからなる電解液を収容し、封口等を行うことによ
り前述した図1に示す構造を有し、理論容量が3500
mAh(容量310Wh/l以上)である4/3Aサイ
ズの密閉型円筒状ニッケル水素二次電池を組み立てた。
Then, a 0.2 mm thick separator made of a nonwoven fabric made of polyamide fiber was interposed between each of the negative electrodes and the positive electrode as in Examples 1 to 5, and spirally wound to form an electrode group. . After such an electrode group is housed in a bottomed cylindrical container, an electrolyte composed of 7N potassium hydroxide and 1N lithium hydroxide is housed, and the structure shown in FIG. And the theoretical capacity is 3500
A sealed cylindrical nickel-metal hydride secondary battery having a size of 4/3 A and a mAh (capacity of 310 Wh / l or more) was assembled.

【0067】得られた実施例6〜11および比較例7〜
12の二次電池について、3Aの電流で90分間充電
し、3Aの電流で終始電圧1.0Vまで放電する充放電
を繰り返した。このような充放電において、放電容量が
初期値の80%以下になった時の充放電サイクル数を求
めた。その結果を下記表2に併記する。
The obtained Examples 6 to 11 and Comparative Examples 7 to
Twelve secondary batteries were repeatedly charged and discharged at a current of 3 A for 90 minutes and discharged at a current of 3 A to a voltage of 1.0 V throughout. In such charge and discharge, the number of charge and discharge cycles when the discharge capacity became 80% or less of the initial value was determined. The results are shown in Table 2 below.

【0068】[0068]

【表2】 [Table 2]

【0069】前記表2から明らかなように容量が310
Wh/l以上のニッケル水素二次電池において、80重
量%以上のLaを含む希土類元素とニッケルとこのニッ
ケルの一部を置換したコバルトおよびマンガンを含み、
前記コバルトの置換量が0.6〜0.8原子比、前記マ
ンガンの置換量が0.05〜0.15原子比である希土
類−ニッケル系で、かつ所定の条件下でのBET法によ
る比表面積が0.08m2 /g〜0.14m2 /gであ
る水素吸蔵合金を含有する負極を備えた実施例6〜11
の二次電池は充放電サイクルのばらつきが小さく、かつ
その寿命も長くなることがわかる。
As is apparent from Table 2, the capacity is 310
A nickel-metal hydride secondary battery of Wh / l or more, containing 80% by weight or more of a rare earth element containing La, nickel, and cobalt and manganese partially substituted with nickel;
A rare earth-nickel system in which the substitution amount of the cobalt is 0.6 to 0.8 atomic ratio and the substitution amount of the manganese is 0.05 to 0.15 atomic ratio, and the ratio by the BET method under predetermined conditions. example surface area comprising a negative electrode containing a hydrogen storage alloy is 0.08m 2 /g~0.14m 2 / g 6~11
It can be seen that the secondary battery has a small variation in charge / discharge cycles and a long life.

【0070】なお、前述した実施例では正極と負極の間
にセパレータ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、本発明のニッケル水素二次電池
はこのような構造に限定されない。例えば、正極と負極
との間にセパレータを介在し、これを複数枚積層した積
層物を有底矩形筒状の容器内に収納して角形ニッケル水
素二次電池にも同様に適用できる。
In the above-described embodiment, the separator is interposed between the positive electrode and the negative electrode and spirally wound and accommodated in the cylindrical container 1 with a bottom. It is not limited to such a structure. For example, the present invention is similarly applicable to a square nickel-metal hydride secondary battery in which a separator is interposed between a positive electrode and a negative electrode, and a laminate of a plurality of the separators is housed in a bottomed rectangular cylindrical container.

【0071】[0071]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、充
放電サイクル寿命が長く、かつ高容量の密閉型ニッケル
水素二次電池を提供することができる。
As described above, according to the present invention, a sealed nickel-metal hydride secondary battery having a long charge / discharge cycle life and a high capacity can be provided.

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

【図1】本発明に係わるニッケル水素二次電池を示す斜
視図。
FIG. 1 is a perspective view showing a nickel-hydrogen secondary battery according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Container, 2 ... Positive electrode, 3 ... Separator, 4 ... Negative electrode, 5 ... Electrode group, 7 ... Sealing plate, 8 ... Insulating gasket.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠藤 賢大 東京都品川区南品川3丁目4番10号 東芝 電池株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Kendai Endo 3-4-10 Minamishinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Toshiba Battery Corporation

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 水素吸蔵合金粉末を含む負極と、この負
極にセパレータを挟んで配置された水酸化ニッケルを活
物質として含む正極と、アルカリ電解液とを具備した密
閉型ニッケル水素二次電池であって、 前記二次電池の容量は、310Wh/l以上であり、か
つ前記負極中の水素吸蔵合金は、70重量%以上のLa
を含む希土類元素とニッケルとを含む希土類−ニッケル
系で、かつ2〜30℃、5〜10気圧(ゲージ圧)の水
素圧力下で1回水素化粉砕した時のBET法による比表
面積が0.05m2 /g〜0.20m2 /gであること
を特徴とする密閉型ニッケル水素二次電池。
1. A sealed nickel-metal hydride secondary battery comprising a negative electrode containing a hydrogen-absorbing alloy powder, a positive electrode containing nickel hydroxide as an active material disposed with a separator interposed between the negative electrode and an alkaline electrolyte. The capacity of the secondary battery is 310 Wh / l or more, and the hydrogen storage alloy in the negative electrode contains 70% by weight or more of La.
And a rare earth-nickel system containing nickel and a rare earth element containing nickel, and having a specific surface area of 0.degree. sealed nickel-hydrogen secondary battery which is a 05m 2 /g~0.20m 2 / g.
【請求項2】 水素吸蔵合金粉末を含む負極と、この負
極にセパレータを挟んで配置された水酸化ニッケルを活
物質として含む正極と、アルカリ電解液とを具備した密
閉型ニッケル水素二次電池であって、 前記二次電池の容量は、310Wh/l以上であり、か
つ前記負極中の水素吸蔵合金は、80重量%以上のLa
を含む希土類元素とニッケルとこのニッケルの一部を置
換したコバルトおよびマンガンを含み、前記コバルトの
置換量が0.6〜0.8原子比、前記マンガンの置換量
が0.05〜0.15原子比である希土類−ニッケル系
で、かつ2〜30℃、5〜10気圧(ゲージ圧)の水素
圧力下で1回水素化粉砕した時のBET法による比表面
積が0.08m2 /g〜0.14m2 /gであることを
特徴とする密閉型ニッケル水素二次電池。
2. A sealed nickel-metal hydride secondary battery comprising a negative electrode containing a hydrogen storage alloy powder, a positive electrode containing nickel hydroxide as an active material, and a positive electrode placed with a separator interposed between the negative electrode and an alkaline electrolyte. The capacity of the secondary battery is 310 Wh / l or more, and the hydrogen storage alloy in the negative electrode is 80% by weight or more of La.
And nickel and cobalt and manganese partially substituted with nickel, the cobalt substitution amount is 0.6 to 0.8 atomic ratio, and the manganese substitution amount is 0.05 to 0.15. The specific surface area of the rare earth-nickel system having an atomic ratio of 0.08 m 2 / g when subjected to hydrogenation and pulverization once under a hydrogen pressure of 2 to 30 ° C. and 5 to 10 atm (gauge pressure) A sealed nickel-metal hydride secondary battery having a capacity of 0.14 m 2 / g.
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