JPH11273715A - Nickel hydrogen secondary battery - Google Patents

Nickel hydrogen secondary battery

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JPH11273715A
JPH11273715A JP10070809A JP7080998A JPH11273715A JP H11273715 A JPH11273715 A JP H11273715A JP 10070809 A JP10070809 A JP 10070809A JP 7080998 A JP7080998 A JP 7080998A JP H11273715 A JPH11273715 A JP H11273715A
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JP
Japan
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positive electrode
nickel
hydroxide
secondary battery
separator
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Pending
Application number
JP10070809A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hirotaka Hayashida
浩孝 林田
Hiroshi Kitayama
浩 北山
Masaaki Yamamoto
雅秋 山本
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • 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

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  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Cell Separators (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nickel hydrogen secondary battery having a paste type positive electrode, which exhibits high charge efficiency, under high temperature atmosphere. SOLUTION: A nickel hydrogen battery has a paste type positive electrode 2 prepared by applying an active material mainly comprising nickel hydroxide to a conductive substrate, a negative electrode 4, and a separator 3 interposed between the positive electrode 2 and the negative electrode 4. The positive electrode 2 contains 0.05-5 wt.% zirconium hydroxide based on the weight of the nickel hydroxide, and the separator 3 has a hydrophilic group having an ion exchange function.

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、ニッケル水素二次
電池に関し、特にペースト式正極を改良したニッケル水
素二次電池に係わる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nickel-metal hydride secondary battery, and more particularly to a nickel-metal hydride secondary battery having an improved paste-type positive electrode.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ニッケル水素二次電池の正極とし
ては、例えばカーボニルニッケルをパンチドメタル上に
焼結し、この導電性基板に硝酸ニッケルのようなニッケ
ル塩を水溶液の形態で充填した後、アルカリ溶液中で水
酸化ニッケルに転化する、いわゆる焼結式のものが用い
られていた。焼結式の利点は、基板であるカーボニルニ
ッケルの焼結体の孔径が数μm〜10μmと非常に微細
な構造であるため、元来不導体である水酸化ニッケルの
集電能力を向上できることである。しかしながら、正極
全体に占める基板体積の比率が20%程度必要であるた
め、その分、活物質である水酸化ニッケルの充填量が制
限される。その結果、正極としての容量密度が450m
Ah/cc程度しか得られない問題があった。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a positive electrode of a nickel-metal hydride secondary battery, for example, carbonyl nickel is sintered on a punched metal, and a nickel salt such as nickel nitrate is filled in a conductive substrate in the form of an aqueous solution. A so-called sintering type, which converts into nickel hydroxide in an alkaline solution, has been used. The advantage of the sintering method is that the pore size of the sintered body of carbonyl nickel, which is the substrate, is a very fine structure of several μm to 10 μm. is there. However, since the ratio of the substrate volume to the entire positive electrode needs to be about 20%, the filling amount of nickel hydroxide as an active material is limited accordingly. As a result, the capacity density of the positive electrode was 450 m
There is a problem that only about Ah / cc can be obtained.

【0003】このようなことから、ペースト式正極が提
案されている。このペースト式正極は、孔径100〜5
00μmのスポンジ状もしくはフェルト状の金属多孔体
を導電性基板とし、粉末状の水酸化ニッケルに所望の溶
剤と高分子結着剤を加えて調製したペーストを前記基板
の孔内に充填し、乾燥、加圧することにより作製され
る。したがって、前記ペースト式正極は全体に占める基
板の体積比率を10%以下に低減できるため、その分、
活物質である粉末状の水酸化ニッケルの充填量を増加さ
せることが可能になるり、容量密度に換算すると600
mAh/cc程度向上することができる。
[0003] Under such circumstances, a paste-type positive electrode has been proposed. This paste type positive electrode has a pore size of 100 to 5
A paste prepared by adding a desired solvent and a polymer binder to powdered nickel hydroxide as a conductive substrate using a sponge-like or felt-like porous metal body of 00 μm is filled in the holes of the substrate, and dried. , By pressing. Accordingly, the paste-type positive electrode can reduce the volume ratio of the substrate to the whole to 10% or less, and accordingly,
It is possible to increase the amount of powdered nickel hydroxide that is an active material, or it can be converted to a capacity density of 600.
It can be improved by about mAh / cc.

【0004】前述したペースト式正極に使用される粉末
状の水酸化ニッケルは、一般的には焼結式と同様に硝酸
ニッケルや硫酸ニッケル等のニッケル塩の水溶液を過剰
の水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等のアルカリ水溶
液と反応させ、直径1μm〜数10μmの粒子の沈殿物
を水洗、乾燥することにより得られる。
The powdered nickel hydroxide used for the above-mentioned paste type positive electrode is generally prepared by adding an aqueous solution of a nickel salt such as nickel nitrate or nickel sulfate to excess sodium hydroxide or hydroxide in the same manner as in the sintering method. It is obtained by reacting with an aqueous alkali solution such as potassium, and washing and drying the precipitate of particles having a diameter of 1 μm to several tens μm.

【0005】しかしながら、前記ペースト式正極を備え
たニッケル水素二次電池は高温雰囲気下での充電効率が
低く、放電容量が低下するという問題があった。この問
題の主な原因は、高温雰囲気下においては正極での酸素
発生反応の過電圧が下がることによって、水酸化ニッケ
ルの充電反応と前記酸素発生反応が競合し、充電効率が
低下することが挙げられる。
[0005] However, the nickel-hydrogen secondary battery provided with the paste-type positive electrode has a problem that the charging efficiency in a high-temperature atmosphere is low and the discharge capacity is reduced. The main cause of this problem is that, under a high-temperature atmosphere, the overvoltage of the oxygen generation reaction at the positive electrode is reduced, whereby the charging reaction of nickel hydroxide and the oxygen generation reaction compete with each other, and the charging efficiency is reduced. .

【0006】前記問題の解決手段として、水酸化ニッケ
ル中にコバルトやカドミウムのような金属を共沈添加す
ることが提案されている。前者の金属は正極の酸化電位
を低下させる作用を有し、後者の金属は正極の酸素発生
過電圧を大きくする作用を有するため、高温雰囲気下で
の充電効率を向上させることが可能になる。また、特開
平5−28992号公報にはY、In、Sb、Ba、C
a、Beの化合物を添加することによって正極の酸素発
生過電圧を上げ、高温雰囲気下での充電効率を向上させ
ることが開示されている。
As a solution to the above problem, it has been proposed to add a metal such as cobalt or cadmium to nickel hydroxide by coprecipitation. The former metal has a function of lowering the oxidation potential of the positive electrode, and the latter metal has a function of increasing the oxygen generation overvoltage of the positive electrode. Therefore, the charging efficiency in a high-temperature atmosphere can be improved. Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-28992 discloses Y, In, Sb, Ba, C
It is disclosed that by adding compounds of a and Be, the oxygen generation overpotential of the positive electrode is increased, and the charging efficiency in a high-temperature atmosphere is improved.

【0007】一方、特開平8−22825号公報には水
酸化ニッケルにZrを共沈する方法、特開平8−222
213号公報には水酸化ニッケルを活物質とする正極に
Zr化合物を添加する方法、がそれぞれ開示されてい
る。
On the other hand, JP-A-8-22825 discloses a method of co-precipitating Zr with nickel hydroxide, and JP-A-8-222.
No. 213 discloses a method of adding a Zr compound to a positive electrode using nickel hydroxide as an active material, respectively.

【0008】また、特開平10−21903号公報には
水酸化ニッケルを活物質とする正極にZrO2 、ZrO
・nH2 O( n=1,2) またはZr(OH)4 のよう
なジルコニウム化合物を添加することが開示されてい
る。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-21903 discloses that a positive electrode containing nickel hydroxide as an active material is made of ZrO 2 or ZrO 2 .
The addition of a zirconium compound such as nH 2 O (n = 1,2) or Zr (OH) 4 is disclosed.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
8−22825号公報に開示されているように水酸化ニ
ッケルにZrを共沈した活物質を含む正極では活物質内
部に存在するZr化合物が高温雰囲気下での充電におい
て直接その効率向上に寄与しない。これは、高温雰囲気
下における充電効率が水酸化ニッケルの表面状態に大き
な影響受けるためである。その結果、Zrの共沈量を必
要以上に多くしなければならない。正極としての放電容
量や放電電圧が低下するという問題があった。
However, as disclosed in JP-A-8-22825, in a positive electrode containing an active material in which nickel hydroxide is co-precipitated with Zr, the Zr compound existing inside the active material is heated at a high temperature. It does not directly contribute to the improvement of efficiency in charging in an atmosphere. This is because the charging efficiency under a high-temperature atmosphere is greatly affected by the surface state of nickel hydroxide. As a result, the co-precipitation amount of Zr must be increased more than necessary. There has been a problem that the discharge capacity and discharge voltage as a positive electrode decrease.

【0010】また、特開平8−222213号公報に開
示されているようにZr化合物が、たとえばZrO2
ZrO(CH2 COO)2 ,ZrB2 等、が添加された
正極では十分な高温充電効率の向上を達成することがで
きない問題があった。
Further, as disclosed in JP-A-8-222213, Zr compounds include, for example, ZrO 2 ,
A positive electrode to which ZrO (CH 2 COO) 2 , ZrB 2, or the like has been added has a problem that a sufficient improvement in high-temperature charging efficiency cannot be achieved.

【0011】さらに、特開平10−21903号公報に
開示されているようにZrO・nH2 O( n=1,2)
またはZr(OH)4 のようなZr化合物を添加する方
法では正極に添加した前記Zr化合物が徐々に電解液中
へ溶解し、負極に拡散していくため、水酸化ニッケル表
面に存在するZr化合物の量が少なくなる。したがっ
て、高温充電効率の向上を長期間にわたって維持するこ
とができないという問題がある。本発明は、高温雰囲気
下において高い充電効率を示すペースト式正極を備えた
ニッケル水素二次電池を提供しようとするものである。
Further, as disclosed in JP-A-10-21903, ZrO.nH 2 O (n = 1,2)
Alternatively, in the method of adding a Zr compound such as Zr (OH) 4, the Zr compound added to the positive electrode gradually dissolves in the electrolytic solution and diffuses into the negative electrode. The amount of is reduced. Therefore, there is a problem that the improvement of the high-temperature charging efficiency cannot be maintained for a long time. An object of the present invention is to provide a nickel-metal hydride secondary battery provided with a paste-type positive electrode showing high charging efficiency under a high-temperature atmosphere.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明に係わるニッケル
水素二次電池は、導電性基板に水酸化ニッケルを主体と
する活物質を塗布、充填したペースト式正極と、負極
と、これら正負極間に配置されるセパレータとを備えた
ニッケル水素二次電池において、前記正極は、ジルコニ
ウム水酸化物を前記水酸化ニッケルに対して0.05〜
5重量%含有し、かつ前記セパレータは、イオン交換能
を有する親水基を持つことを特徴とするものである。
The nickel-hydrogen secondary battery according to the present invention comprises a paste-type positive electrode in which a conductive substrate is coated and filled with an active material mainly composed of nickel hydroxide; a negative electrode; And a separator disposed in the positive electrode, wherein the positive electrode has a zirconium hydroxide in the range of 0.05 to 0.05 with respect to the nickel hydroxide.
The separator contains 5% by weight, and the separator has a hydrophilic group having an ion exchange ability.

【0013】[0013]

【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。有底円筒状の容器1内には、ペースト
式正極2とセパレータ3とペースト式負極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1
2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。
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. An electrode group 5 produced by laminating a paste-type positive electrode 2, a separator 3, and a paste-type 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 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
The sealing plate 7 is disposed between the peripheral edge of the sealing plate 7 and the inner surface of the upper opening of the container 1 by caulking to reduce the diameter of the upper opening inward.
It is airtightly fixed through. One end of the positive electrode lead 9 is connected to the positive electrode 2, and 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. A rubber safety valve 11 is disposed so as to close the hole 6 in a space surrounded by the sealing plate 7 and the positive electrode terminal 10. Circular holding plate 1 made of insulating material with a hole in the center
Numeral 2 is arranged on the positive electrode terminal 10 so that the projection of the positive electrode terminal 10 protrudes 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.

【0014】次に、前記ペースト式正極2、ペースト式
負極4、セパレータ3および電解液について説明する。 1)ペースト式正極2 このペースト式正極2は、活物質である水酸化ニッケル
粒子と、この水酸化ニッケルに対して0.05〜5重量
添加したジルコニウム水酸化物と、導電材料と、高分子
結着剤と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塗布または充填し、乾燥した後、
成形することにより作製される。
Next, the paste-type positive electrode 2, paste-type negative electrode 4, separator 3, and electrolyte will be described. 1) Paste-type positive electrode 2 This paste-type positive electrode 2 includes nickel hydroxide particles as an active material, zirconium hydroxide added to nickel hydroxide by 0.05 to 5% by weight, a conductive material, and a polymer. A binder is kneaded with water to prepare a paste, the paste is applied or filled on a conductive substrate, and dried,
It is produced by molding.

【0015】前記水酸化ニッケル粒子は、水酸化ニッケ
ル単体でも、CoやZn等の異種元素を共沈したもので
もよい。前記ジルコニウム水酸化物は、前記正極にZr
O(OH)2 の形態で存在しているものと考えられる。
前記ジルコニウム水酸化物の作成方法としては、特に制
限されるものではないが、例えばZr塩を溶解した水溶
液にアルカリ水溶液を添加してZr水酸化物を沈殿さ
せ、この沈殿物をろ過し、水洗し、乾燥する方法を採用
できる。ここに用いるZr塩は、水溶性のものであれば
よく、例えば塩化ジルコニウム、硝酸ジルコニウム、硫
酸ジルコニウム等を挙げることができる。
The nickel hydroxide particles may be nickel hydroxide alone or particles obtained by coprecipitating different elements such as Co and Zn. The zirconium hydroxide has Zr on the positive electrode.
It is thought to exist in the form of O (OH) 2 .
The method for preparing the zirconium hydroxide is not particularly limited, but, for example, an alkaline aqueous solution is added to an aqueous solution in which a Zr salt is dissolved to precipitate Zr hydroxide, and the precipitate is filtered and washed with water. And drying. The Zr salt used here may be any water-soluble one, and examples thereof include zirconium chloride, zirconium nitrate, and zirconium sulfate.

【0016】前記Zr水酸化物の前記水酸化ニッケルに
対する添加量を規定したのは、次のような理由によるも
のである。Zr水酸化物の添加量を0.05重量%未満
にすると、高温充電効率を向上させることが困難にな
る。一方、Zr水酸化物の添加量が5重量%を超えると
Zr水酸化物の量が多くなり過ぎて、正極中に占める水
酸化ニッケル量が相対的に低下して利用率の低下、容量
低下等を招く。より好ましいZr水酸化物の添加量は、
0.1〜3重量%である。
The amount of the Zr hydroxide added to the nickel hydroxide is specified for the following reason. If the addition amount of Zr hydroxide is less than 0.05% by weight, it becomes difficult to improve the high-temperature charging efficiency. On the other hand, if the amount of Zr hydroxide exceeds 5% by weight, the amount of Zr hydroxide becomes too large, and the amount of nickel hydroxide in the positive electrode relatively decreases, resulting in a decrease in utilization and a decrease in capacity. And so on. A more preferred addition amount of Zr hydroxide is
0.1 to 3% by weight.

【0017】前記導電材料としては、例えばコバルト酸
化物、コバルト水酸化物等を挙げることができる。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 conductive material include cobalt oxide and cobalt hydroxide. Examples of the polymer binder include carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, sodium polyacrylate,
Polytetrafluoroethylene and the like can be mentioned.

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

【0019】2)ペースト式負極4 このペースト式負極4は、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。
2) Paste type negative electrode 4 This paste type negative electrode 4 is prepared by adding a conductive material to a hydrogen storage alloy powder, kneading the mixture with a polymer binder and water to prepare a paste, and applying this paste to a conductive substrate. It is manufactured by filling, drying and molding.

【0020】前記水素吸蔵合金としては、格別制限され
るものではなく、電解液中で電気化学的に発生させた水
素を吸蔵でき、かつ放電時にその吸蔵水素を容易に放出
できるものであればよい。この水素吸蔵合金としては、
例えばLaNi5 、MmNi5 (Mm;ミッシュメタ
ル)、LmNi5 (Lm;ランタン富化したミッシュメ
タル)、またはこれらのNiの一部をAl、Mn、C
o、Ti、Cu、Zn、Zr、Cr、Bのような元素で
置換した多元素系のもの、もしくはTiNi系、TiF
e系のものを挙げることができる。中でも、一般式Lm
Nix Mnyz (ただし、AはAl,Coから選ばれ
る少なくとも一種の金属、原子比x,y,zはその合計
値が4.8≦x+y+z≦5.4を示す)で表されるも
のを用いることが好ましい。
The hydrogen storage alloy is not particularly limited, as long as it can store hydrogen electrochemically generated in the electrolyte and can easily release the stored hydrogen during discharge. . As this hydrogen storage alloy,
For example LaNi 5, MmNi 5 (Mm; misch metal), LmNi 5 (Lm; lanthanum enriched misch metal), or some of these Ni Al, Mn, C
o, Ti, Cu, Zn, Zr, Cr, B, etc.
e-type ones can be mentioned. Among them, the general formula Lm
Ni x Mn y A z (However, A is shown Al, at least one metal selected from Co, the atomic ratio x, y, z is the total value of 4.8 ≦ x + y + z ≦ 5.4) is represented by It is preferable to use one.

【0021】前記高分子結着剤としては、前記正極2で
用いたものと同様なものを挙げることができる。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。
Examples of the polymer binder include those similar to those used in the positive electrode 2. As the conductive material, for example, carbon black or the like can be used.

【0022】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.

【0023】3)セパレータ3 このセパレータ3は、表面にイオン交換能を有する親水
基を持ち、十分な親水性と通気性を持つ絶縁体であれ
ば、特にその材料や形態に制限されないが、ニッケル水
素二次電池の諸特性を向上させる観点から、ポリオレフ
ィン系合成樹脂繊維からなるシート状物から形成される
ことが好ましい。
3) Separator 3 The separator 3 is not particularly limited in its material and form as long as it has a hydrophilic group having ion exchange ability on the surface and is an insulator having sufficient hydrophilicity and air permeability. From the viewpoint of improving various characteristics of the hydrogen secondary battery, it is preferable that the battery is formed from a sheet-like material made of polyolefin-based synthetic resin fibers.

【0024】前記ポリオレフィン系合成樹脂繊維として
は、ポリオレフィン単一繊維、ポリオレフィン繊維から
なる芯材表面に前記ポリオレフィン繊維とは異なるポリ
オレフィン繊維が被覆された芯鞘構造の複合繊維、互い
に異なるポリオレフィン繊維同士が円形に接合された分
割構造の複合繊維等を挙げることができる。前記ポリオ
レフィンとしては、例えばポリエチレン、ポリプロピレ
ンなどを挙げることができる。
As the polyolefin-based synthetic resin fiber, a polyolefin single fiber, a core-sheath composite fiber in which a polyolefin fiber different from the polyolefin fiber is coated on the surface of a core material composed of polyolefin fiber, and polyolefin fibers different from each other are used. A composite fiber having a divided structure joined in a circle can be used. Examples of the polyolefin include polyethylene and polypropylene.

【0025】前記ポリオレフィン系合成樹脂繊維を含む
シート状物としては、例えば前述したポリオレフィン系
合成樹脂繊維からなる不織布、同繊維からなる織布もし
くはこれら不織布および織布で複合化された複合シート
を挙げることができる。前記不織布は、例えば乾式法、
湿式法、スパンボンド法、メルトブロー法等によって作
製される。前記ポリオレフィン系合成樹脂繊維の平均繊
維径は、機械的強度、正極と負極の間のショート防止の
観点から1〜20μmにすることが好ましい。前記合成
樹脂繊維の平均繊維径を1μm未満にすると、前記セパ
レータの機械的強度が低下して電池の組み立てが困難に
なる恐れがある。一方、前記合成樹脂繊維の平均繊維径
が20μmを越えると前記セパレータの被覆率が低下し
て正負極間の短絡が多発する恐れがある。より好ましい
前記合成樹脂繊維の平均繊維径は、3〜15μmであ
る。
Examples of the sheet-like material containing the polyolefin-based synthetic resin fiber include a nonwoven fabric made of the above-mentioned polyolefin-based synthetic resin fiber, a woven fabric made of the same, or a composite sheet made of these nonwoven fabrics and a woven fabric. be able to. The nonwoven fabric is, for example, a dry method,
It is produced by a wet method, a spun bond method, a melt blow method, or the like. The average fiber diameter of the polyolefin-based synthetic resin fibers is preferably 1 to 20 μm from the viewpoint of mechanical strength and prevention of short circuit between the positive electrode and the negative electrode. If the average fiber diameter of the synthetic resin fibers is less than 1 μm, the mechanical strength of the separator may be reduced, which may make battery assembly difficult. On the other hand, if the average fiber diameter of the synthetic resin fibers exceeds 20 μm, the coverage of the separator may decrease, and short-circuits between positive and negative electrodes may occur frequently. The more preferable average fiber diameter of the synthetic resin fibers is 3 to 15 μm.

【0026】前記セパレータ3には、イオン交換能を有
する官能基を繊維表面に配置した、例えば前記シート状
物にビニルモノマーをグラフト重合したものや前記シー
ト状物を硫酸中に浸漬してスルホン化したものが好まし
い。ここで、親水基を持つビニルモノマーとしては、例
えばアクリル酸、メタクリル酸、前記アクリル酸や前記
メタクリル酸のエステル類、ビニルピリジン、スチレン
スルホン酸、スチレンなどの直接に酸または塩基と反応
して塩を生成する官能基を有するもの、もしくはグラフ
ト共重合させた後に加水分解して塩を生成し得る官能基
を有するもの等を挙げることができる。前記ビニルモノ
マーの中でアクリル酸が好適である。
The separator 3 is provided with a functional group having an ion exchange function on the fiber surface. For example, the sheet-like material obtained by graft polymerization of a vinyl monomer or the sheet-like material is immersed in sulfuric acid to be sulfonated. Are preferred. Here, as the vinyl monomer having a hydrophilic group, for example, acrylic acid, methacrylic acid, esters of the acrylic acid and the methacrylic acid, vinyl pyridine, styrene sulfonic acid, directly react with an acid or base such as styrene salt And those having a functional group capable of forming a salt upon hydrolysis after graft copolymerization. Acrylic acid is preferred among the vinyl monomers.

【0027】前記親水基のイオン交換量は、セパレータ
の重量あたりのイオン交換量で表すと、0.05〜2.
0m−eq/gにすることが好ましい。 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。特に、KOH水溶液にNaOH水溶液やLiOH水
溶液を混合した電解液を備えるニッケル水素二次電池
は、電解液中のLiやNaのイオンと前述した正極に添
加されるZr水酸化物との相互作用により前記各アルカ
リ成分単独の電解液を用いた場合に比べて高温充電受け
入れ性が向上される。中でも、KOHとLiOHとNa
OHの混合液を用いた場合に、最も高い効果を発現でき
る。これらの電解液の中でKOHの濃度は、2.0〜
9.0N、より好ましくは3.0〜8.5Nにすること
が望ましい。NaOHの濃度は、1.0〜6.0N、よ
り好ましくは2.0N〜5.0Nの範囲にすることが望
ましい。LiOHの濃度は、0.3〜2.0N、より好
ましくは0.5〜1.5Nの範囲にすることが望まし
い。
The amount of ion exchange of the hydrophilic group is expressed as an amount of ion exchange per weight of the separator.
It is preferably 0 m-eq / g. 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. In particular, a nickel-hydrogen secondary battery provided with an electrolytic solution in which a NaOH aqueous solution or a LiOH aqueous solution is mixed with a KOH aqueous solution is formed by the interaction between Li and Na ions in the electrolytic solution and the above-described Zr hydroxide added to the positive electrode. The high-temperature charge acceptability is improved as compared with the case where the electrolyte solution of each alkali component alone is used. Among them, KOH, LiOH and Na
The highest effect can be exhibited when a mixed solution of OH is used. The concentration of KOH in these electrolytes is 2.0 to
It is desirable to set it to 9.0N, more preferably 3.0 to 8.5N. The concentration of NaOH is desirably in the range of 1.0 to 6.0 N, more preferably 2.0 N to 5.0 N. It is desirable that the concentration of LiOH be in the range of 0.3 to 2.0 N, more preferably 0.5 to 1.5 N.

【0028】以上説明した本発明に係るニッケル水素二
次電池は、導電性基板に水酸化ニッケルを主体とする活
物質を塗布、充填したペースト式正極と、負極と、これ
ら正負極間に配置されるセパレータとを備えたニッケル
水素二次電池において、前記正極は、ジルコニウム水酸
化物が前記水酸化ニッケルに対して0.05〜5重量%
含有し、かつ前記セパレータは、イオン交換能を有する
親水基を持つ構成を有する。
The nickel-hydrogen secondary battery according to the present invention described above is provided with a paste-type positive electrode in which a conductive substrate is coated and filled with an active material mainly composed of nickel hydroxide, a negative electrode, and a positive electrode and a negative electrode. A positive electrode, the zirconium hydroxide being 0.05 to 5% by weight based on the nickel hydroxide.
And the separator has a configuration having a hydrophilic group capable of ion exchange.

【0029】このような構成の二次電池は、前記正極中
に所定量のZr水酸化物が添加され、共沈法や正極中へ
のZrO2 ,ZrO(CH2 COO)2 ,ZrB2 の添
加に比べて酸素発生反応の過電圧を上げる効果を少ない
量で達成できるため、十分な放電容量や放電電圧を維持
しつつ、高温雰囲気下での充電効率を向上させることが
できる。
In the secondary battery having such a structure, a predetermined amount of Zr hydroxide is added to the positive electrode, and the ZrO 2 , ZrO (CH 2 COO) 2 , and ZrB 2 are added to the positive electrode by a coprecipitation method. Since the effect of increasing the overvoltage of the oxygen generation reaction can be achieved with a small amount as compared with the addition, the charging efficiency in a high-temperature atmosphere can be improved while maintaining a sufficient discharge capacity and discharge voltage.

【0030】また、イオン交換能を有する親水基を繊維
表面に配置したセパレータを用いることによって、正極
のZr化合物から溶出したZrイオンが前記セパレータ
のイオン交換能を有する親水基のために負極に拡散する
のを抑制され、正極中のZr量が減少するのを防止する
ことができるのみならず、正極表面にZrを極めて高濃
度に存在させることが可能になる。高温充電効率を向上
させるには、正極表面や活物質表面の状態が特に重要で
あり、前述したように正極表面にZrを高濃度に存在さ
せることによって、高温充電高率をより一層向上させる
ことができ、さらに長期間にわたってその効果を維持す
ることができる。
Further, by using a separator having a hydrophilic group having an ion exchange function on the fiber surface, Zr ions eluted from the Zr compound of the positive electrode diffuse to the negative electrode due to the hydrophilic group having an ion exchange function of the separator. Not only can be suppressed and the amount of Zr in the positive electrode can be prevented from decreasing, but also Zr can be made to exist at an extremely high concentration on the positive electrode surface. In order to improve the high-temperature charging efficiency, the state of the positive electrode surface and the active material surface is particularly important. As described above, the Zr is present at a high concentration on the positive electrode surface to further improve the high-temperature charging high rate. And the effect can be maintained for a long period of time.

【0031】さらに、LiOH,NaOHを含む電解液
を用いると、利用率を向上することができる。ただし、
LiOH,NaOHを含む電解液の使用はアルカリ二次
電池のサイクル特性を低下させるデメリットがある。こ
のようなことから、本発明のように正極中に所定量のZ
r水酸化物を添加することによって、前記LiOH,N
aOHを含む電解液の使用による利用率の向上を維持し
つつ、そのデメリットであるサイクル特性の低下を補償
できる効果を発揮できる。
Further, when an electrolytic solution containing LiOH and NaOH is used, the utilization factor can be improved. However,
Use of an electrolytic solution containing LiOH and NaOH has a disadvantage that the cycle characteristics of an alkaline secondary battery are deteriorated. For this reason, as in the present invention, a predetermined amount of Z
By adding a hydroxide, the LiOH, N
The effect of compensating for the demerit of deterioration in cycle characteristics can be exerted while maintaining the improvement of the utilization rate due to the use of the electrolytic solution containing aOH.

【0032】なお、前述した図1では正極2と負極4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、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
ル水素二次電池を構成してもよい。
In FIG. 1 described above, the separator 3 is interposed between the positive electrode 2 and the negative electrode 4 and spirally wound and accommodated in the bottomed cylindrical container 1. The battery is not limited to such a structure. For example, a prismatic nickel-metal hydride secondary battery may be configured by interposing a separator between a positive electrode and a negative electrode, and stacking a plurality of the laminated members in a bottomed rectangular cylindrical container.

【0033】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。 (実施例1) <ペースト式正極の作製>まず、塩化ジルコニウムを純
水100mLに溶解した水溶液を45℃に保持しなが
ら、10体積%のアンモニア水を含む4N−KOH水溶
液を徐々に加え、水溶液のpHを10になった時点でそ
のpHを維持しながら攪拌し、Zr水酸化物を析出させ
た。この析出物をろ過、水洗した後、乾燥することによ
りZr水酸化物を作った。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Example 1 <Preparation of Paste-Type Positive Electrode> First, while maintaining an aqueous solution in which zirconium chloride was dissolved in 100 mL of pure water at 45 ° C., a 4N-KOH aqueous solution containing 10% by volume of aqueous ammonia was gradually added, and an aqueous solution was added. When the pH of the mixture reached 10, the mixture was stirred while maintaining the pH to precipitate Zr hydroxide. The precipitate was filtered, washed with water, and dried to form a Zr hydroxide.

【0034】次いで、水酸化ニッケル粒子90重量部お
よび酸化コバルト粉末10重量部からなる混合粉体に、
前記水酸化ニッケル粒子に対して前記方法で作ったZr
水酸化物1.0重量部、カルボキシメチルセルロース
0.15重量部、ポリアクリル酸ナトリウム0.15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重量部添加し、これらに純水を45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た後、更
にその両表面に前記ペーストを塗布し、乾燥し、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。
Next, a mixed powder comprising 90 parts by weight of nickel hydroxide particles and 10 parts by weight of cobalt oxide powder was added to:
Zr made by the above method for the nickel hydroxide particles
Hydroxide 1.0 part by weight, carboxymethyl cellulose 0.15 part by weight, sodium polyacrylate 0.15 part by weight, dispersion of polytetrafluoroethylene (specific gravity 1.5, solid content 60% by weight) was converted to solid content. With 0.
The paste was prepared by adding 5 parts by weight, adding 45 parts by weight of pure water thereto and kneading. Subsequently, after this paste was filled in a nickel-plated fiber substrate, the paste was further applied to both surfaces thereof, dried, and rolled by roller pressing to produce a paste-type positive electrode.

【0035】<ペースト式負極の作製>市販のランタン
富化したミッシュメタルLmおよびNi、Co、Mn、
Alを用いて高周波炉によって、LmNi4.0 Co0.4
Mn0.3 Al0.3 の組成からなる水素吸蔵合金を作製し
た。前記水素吸蔵合金を機械粉砕し、これを200メッ
シュの篩を通過させた。得られた水素吸蔵合金粉末10
0重量部に対して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)0.125
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60wt%)2.5重量部およ
び導電材としてカーボン粉末1.0重量部を水50重量
部と共に混合することによって、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、乾燥した後、加
圧成型することによってペースト式負極を作製した。
<Preparation of Paste Type Negative Electrode> A commercially available lanthanum-enriched misch metal Lm and Ni, Co, Mn,
LmNi 4.0 Co 0.4
A hydrogen storage alloy having a composition of Mn 0.3 Al 0.3 was produced. The hydrogen storage alloy was mechanically pulverized and passed through a 200-mesh sieve. Obtained hydrogen storage alloy powder 10
0.5 parts by weight of sodium polyacrylate and 0.125 of carboxymethyl cellulose (CMC) per 0 parts by weight
By mixing 2.5 parts by weight of a polytetrafluoroethylene dispersion (specific gravity 1.5, solid content 60 wt%) 2.5 parts by weight and carbon powder 1.0 part by weight as a conductive material with water 50 parts by weight, the paste is obtained. Prepared.
This paste was applied to punched metal, dried and then molded under pressure to produce a paste type negative electrode.

【0036】<セパレータの作製>ポリプロピレン樹脂
をスパンボンド法を用いて不織布を作製した。つづい
て、この不織布をアクリル酸水溶液に浸漬した後、紫外
線を照射することによりアクリル酸モノマーをグラフト
共重合させた。ひきつづき、この不織布を洗浄して未反
応のアクリル酸を除去した後、乾燥することにより目付
け量が45g/m2 で、厚さが0.12mmのセパレー
タを作製した。このセパレータのイオン交換量は、0.
5m−eq/gであった。
<Preparation of Separator> A nonwoven fabric was prepared from a polypropylene resin by a spunbonding method. Subsequently, the nonwoven fabric was immersed in an aqueous solution of acrylic acid, and then irradiated with ultraviolet rays to graft copolymerize the acrylic acid monomer. Subsequently, the nonwoven fabric was washed to remove unreacted acrylic acid, and then dried to produce a separator having a basis weight of 45 g / m 2 and a thickness of 0.12 mm. The ion exchange amount of this separator is 0.1.
It was 5 m-eq / g.

【0037】次いで、前記セパレータを前記負極と前記
正極との間に介装し、渦巻状に捲回して電極群を作製し
た。このような電極群と8NのKOHからなる電解液を
有底円筒状容器に収納して前述した図1に示す構造を有
するAAサイズの円筒形ニッケル水素二次電池を組み立
てた。
Next, the separator was interposed between the negative electrode and the positive electrode and spirally wound to form an electrode group. Such an electrode group and an electrolytic solution comprising 8N KOH were housed in a cylindrical container having a bottom to assemble an AA-size cylindrical nickel-metal hydride secondary battery having the structure shown in FIG. 1 described above.

【0038】(実施例2)水酸化ニッケルに対するZr
水酸化物の添加量を0.1重量%にした以外、実施例1
と同様な方法によりペースト式正極を作製し、得られた
正極を実施例1と同様な負極およびセパレータと共に渦
巻状に捲回して電極群を作製した。このような電極群を
8NのKOHからなる電解液と共に有底円筒状容器に収
納して前述した図1に示す構造を有するAAサイズの円
筒形ニッケル水素二次電池を組み立てた。
Example 2 Zr for nickel hydroxide
Example 1 except that the amount of hydroxide added was 0.1% by weight.
A paste-type positive electrode was produced in the same manner as in Example 1, and the obtained positive electrode was spirally wound together with the same negative electrode and separator as in Example 1 to produce an electrode group. Such an electrode group was housed in a bottomed cylindrical container together with an electrolytic solution comprising 8N KOH to assemble the AA-size cylindrical nickel-metal hydride secondary battery having the structure shown in FIG. 1 described above.

【0039】(実施例3)水酸化ニッケルに対するZr
水酸化物の添加量を0.5重量%にした以外、実施例1
と同様な方法によりペースト式正極を作製し、得られた
正極を実施例1と同様な負極およびセパレータと共に渦
巻状に捲回して電極群を作製した。このような電極群を
8NのKOHからなる電解液と共に有底円筒状容器に収
納して前述した図1に示す構造を有するAAサイズの円
筒形ニッケル水素二次電池を組み立てた。
Example 3 Zr for nickel hydroxide
Example 1 except that the amount of hydroxide added was 0.5% by weight.
A paste-type positive electrode was produced in the same manner as in Example 1, and the obtained positive electrode was spirally wound together with the same negative electrode and separator as in Example 1 to produce an electrode group. Such an electrode group was housed in a bottomed cylindrical container together with an electrolytic solution comprising 8N KOH to assemble the AA-size cylindrical nickel-metal hydride secondary battery having the structure shown in FIG. 1 described above.

【0040】(実施例4)水酸化ニッケルに対するZr
水酸化物の添加量を3.0重量%にした以外、実施例1
と同様な方法によりペースト式正極を作製し、得られた
正極を実施例1と同様な負極およびセパレータと共に渦
巻状に捲回して電極群を作製した。このような電極群を
8NのKOHからなる電解液と共に有底円筒状容器に収
納して前述した図1に示す構造を有するAAサイズの円
筒形ニッケル水素二次電池を組み立てた。
Example 4 Zr for nickel hydroxide
Example 1 except that the amount of hydroxide added was 3.0% by weight.
A paste-type positive electrode was produced in the same manner as in Example 1, and the obtained positive electrode was spirally wound together with the same negative electrode and separator as in Example 1 to produce an electrode group. Such an electrode group was housed in a bottomed cylindrical container together with an electrolytic solution comprising 8N KOH to assemble the AA-size cylindrical nickel-metal hydride secondary battery having the structure shown in FIG. 1 described above.

【0041】(実施例5)水酸化ニッケルに対するZr
水酸化物の添加量を5.0重量%にした以外、実施例1
と同様な方法によりペースト式正極を作製し、得られた
正極を実施例1と同様な負極およびセパレータと共に渦
巻状に捲回して電極群を作製した。このような電極群を
8NのKOHからなる電解液と共に有底円筒状容器に収
納して前述した図1に示す構造を有するAAサイズの円
筒形ニッケル水素二次電池を組み立てた。
Example 5 Zr for nickel hydroxide
Example 1 except that the amount of hydroxide added was 5.0% by weight.
A paste-type positive electrode was produced in the same manner as in Example 1, and the obtained positive electrode was spirally wound together with the same negative electrode and separator as in Example 1 to produce an electrode group. Such an electrode group was housed in a bottomed cylindrical container together with an electrolytic solution comprising 8N KOH to assemble the AA-size cylindrical nickel-metal hydride secondary battery having the structure shown in FIG. 1 described above.

【0042】(実施例21)水酸化ニッケルに対するZ
r水酸化物の添加量を0.05重量%にした以外、実施
例1と同様な方法によりペースト式正極を作製し、得ら
れた正極を実施例1と同様な負極およびセパレータと共
に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8NのKOHからなる電解液と共に有底円筒状容器
に収納して前述した図1に示す構造を有するAAサイズ
の円筒形ニッケル水素二次電池を組み立てた。
Example 21 Z for Nickel Hydroxide
A paste-type positive electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of the r-hydroxide was changed to 0.05% by weight, and the obtained positive electrode was spirally wound with the same negative electrode and separator as in Example 1. The electrode group was formed by winding. Such an electrode group was housed in a bottomed cylindrical container together with an electrolytic solution comprising 8N KOH to assemble the AA-size cylindrical nickel-metal hydride secondary battery having the structure shown in FIG. 1 described above.

【0043】(比較例1)正極活物質として水酸化ニッ
ケル粒子を用い、Zr水酸化物を添加しない以外、実施
例1と同様な方法によりペースト式正極を作製し、得ら
れた正極を実施例1と同様な負極およびセパレータと共
に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8NのKOHからなる電解液と共に有底円筒状容器
に収納して前述した図1に示す構造を有するAAサイズ
の円筒形ニッケル水素二次電池を組み立てた。
Comparative Example 1 A paste-type positive electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that nickel hydroxide particles were used as the positive electrode active material and Zr hydroxide was not added. An electrode group was prepared by spirally winding the same negative electrode and separator as in Example 1. Such an electrode group was housed in a bottomed cylindrical container together with an electrolytic solution comprising 8N KOH to assemble the AA-size cylindrical nickel-metal hydride secondary battery having the structure shown in FIG. 1 described above.

【0044】(比較例2)水酸化ニッケルに対するZr
水酸化物の添加量を0.025重量%にした以外、実施
例1と同様な方法によりペースト式正極を作製し、得ら
れた正極を実施例1と同様な負極およびセパレータと共
に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8NのKOHからなる電解液と共に有底円筒状容器
に収納して前述した図1に示す構造を有するAAサイズ
の円筒形ニッケル水素二次電池を組み立てた。
Comparative Example 2 Zr for Nickel Hydroxide
A paste-type positive electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of the hydroxide was changed to 0.025% by weight, and the obtained positive electrode was spirally wound with the same negative electrode and separator as in Example 1. This was turned to produce an electrode group. Such an electrode group was housed in a bottomed cylindrical container together with an electrolytic solution comprising 8N KOH to assemble the AA-size cylindrical nickel-metal hydride secondary battery having the structure shown in FIG. 1 described above.

【0045】(比較例3)水酸化ニッケルに対するZr
水酸化物の添加量を6.0重量%にした以外、実施例1
と同様な方法によりペースト式正極を作製し、得られた
正極を実施例1と同様な負極およびセパレータと共に渦
巻状に捲回して電極群を作製した。このような電極群を
8NのKOHからなる電解液と共に有底円筒状容器に収
納して前述した図1に示す構造を有するAAサイズの円
筒形ニッケル水素二次電池を組み立てた。
Comparative Example 3 Zr for Nickel Hydroxide
Example 1 except that the amount of hydroxide added was 6.0% by weight.
A paste-type positive electrode was produced in the same manner as in Example 1, and the obtained positive electrode was spirally wound together with the same negative electrode and separator as in Example 1 to produce an electrode group. Such an electrode group was housed in a bottomed cylindrical container together with an electrolytic solution comprising 8N KOH to assemble the AA-size cylindrical nickel-metal hydride secondary battery having the structure shown in FIG. 1 described above.

【0046】(比較例4)添加物としてZrO2 粉末を
用い、このZrO2 粉末を水酸化ニッケル粒子に対して
ZrO2 粉末をZr換算で1.0重量%添加した以外、
実施例1と同様な方法によりペースト式正極を作製し、
得られた正極を実施例1と同様な負極およびセパレータ
と共に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8NのKOHからなる電解液と共に有底円筒状
容器に収納して前述した図1に示す構造を有するAAサ
イズの円筒形ニッケル水素二次電池を組み立てた。
[0046] (Comparative Example 4) using a ZrO 2 powder as an additive, except that the ZrO 2 powder the ZrO 2 powder with respect to the nickel hydroxide particles was added 1.0% by weight Zr terms,
A paste-type positive electrode was prepared in the same manner as in Example 1,
The obtained positive electrode was spirally wound together with the same negative electrode and separator as in Example 1 to produce an electrode group. Such an electrode group was housed in a bottomed cylindrical container together with an electrolytic solution comprising 8N KOH to assemble the AA-size cylindrical nickel-metal hydride secondary battery having the structure shown in FIG. 1 described above.

【0047】(比較例5)添加物としてZr(CH3
OO)2 粉末を用い、このZr(CH3 COO)2 粉末
を水酸化ニッケル粒子に対してZrO2 粉末をZr換算
で1.0重量%添加した以外、実施例1と同様な方法に
よりペースト式正極を作製し、得られた正極を実施例1
と同様な負極およびセパレータと共に渦巻状に捲回して
電極群を作製した。このような電極群を8NのKOHか
らなる電解液と共に有底円筒状容器に収納して前述した
図1に示す構造を有するAAサイズの円筒形ニッケル水
素二次電池を組み立てた。
Comparative Example 5 Zr (CH 3 C) was used as an additive.
OO) 2 powder, and the paste method was performed in the same manner as in Example 1 except that this Zr (CH 3 COO) 2 powder was added to the nickel hydroxide particles in an amount of 1.0% by weight of ZrO 2 powder in terms of Zr. A positive electrode was prepared, and the obtained positive electrode was used in Example 1.
The electrode group was produced by spirally winding the same negative electrode and separator as in the above. Such an electrode group was housed in a bottomed cylindrical container together with an electrolytic solution comprising 8N KOH to assemble the AA-size cylindrical nickel-metal hydride secondary battery having the structure shown in FIG. 1 described above.

【0048】(比較例6)ニッケル塩水溶液に硝酸ジル
コニウムを添加し、さらに10体積%のアンモニア水を
加えた後、KOH水溶液を徐々に滴下し、pH11に保
持することによりZrが共沈された球状水酸化ニッケル
粒子を作製した。この時のZrの共沈量は、球状水酸化
ニッケル粒子に対して1.0重量%であった。このZr
が共沈された水酸化ニッケル粒子を用いて実施例1と同
様な方法によりペースト式正極を作製し、得られた正極
を実施例1と同様な負極およびセパレータと共に渦巻状
に捲回して電極群を作製した。このような電極群を8N
のKOHからなる電解液と共に有底円筒状容器に収納し
て前述した図1に示す構造を有するAAサイズの円筒形
ニッケル水素二次電池を組み立てた。
(Comparative Example 6) Zirconium nitrate was added to an aqueous solution of nickel salt, and aqueous ammonia of 10% by volume was further added. Then, an aqueous solution of KOH was gradually dropped, and the pH was maintained at 11, whereby Zr was coprecipitated. Spherical nickel hydroxide particles were produced. At this time, the coprecipitation amount of Zr was 1.0% by weight based on the spherical nickel hydroxide particles. This Zr
A paste-type positive electrode was prepared in the same manner as in Example 1 using the nickel hydroxide particles in which was coprecipitated, and the obtained positive electrode was spirally wound together with the same negative electrode and separator as in Example 1 to form an electrode group. Was prepared. Such an electrode group is 8N
AA size cylindrical nickel-metal hydride secondary battery having the above-described structure shown in FIG. 1 was housed in a cylindrical container having a bottom together with the electrolytic solution comprising KOH.

【0049】実施例1〜5,21および比較例1〜6の
二次電池を、0.1CmAで充電を行なった後、1Cm
Aで1.0Vまで放電した。このような充放電を行った
実施例1〜5,21および比較例1〜6の二次電池につ
いて、高温雰囲気下で充電した場合の利用率を測定し
た。その結果を図2に示す。なお、高温雰囲気下で充電
した場合の利用率の測定は60℃の雰囲気下において
0.1CmAで150%充電した後、20℃に放置して
前記二次電池が室温と同じ温度になった後に1.0Cm
Aで1.0Vまで放電したときの放電容量を、正極に充
填された水酸化ニッケルの理論容量で除して求めた。
The secondary batteries of Examples 1 to 5 and 21 and Comparative Examples 1 to 6 were charged at 0.1 CmA and then charged at 1 Cm.
A discharged to 1.0V. With respect to the secondary batteries of Examples 1 to 5 and 21 and Comparative Examples 1 to 6 which were charged and discharged as described above, the utilization rate when charged in a high-temperature atmosphere was measured. The result is shown in FIG. The measurement of the utilization rate when charged in a high-temperature atmosphere was performed after the battery was charged at 0.1 CmA in an atmosphere of 60 ° C. at 150% and then left at 20 ° C. to reach the same temperature as the room temperature. 1.0Cm
The discharge capacity at the time of discharging to 1.0 V at A was divided by the theoretical capacity of nickel hydroxide filled in the positive electrode.

【0050】図2の結果から明らかなように、Zr水酸
化物を水酸化ニッケルに対して0.05〜5重量%添加
した実施例1〜5の正極は、比較例1〜6の正極に比べ
て高温充電時の利用率を向上できることがわかる。特
に、実施例1〜5の結果から、前記Zr水酸化物の少量
添加でより効果的に高温充電時における酸素発生過電圧
を上げ、高温充電時の利用率を向上できることがわか
る。
As is apparent from the results of FIG. 2, the positive electrodes of Examples 1 to 5 in which Zr hydroxide was added in an amount of 0.05 to 5% by weight with respect to nickel hydroxide were the same as the positive electrodes of Comparative Examples 1 to 6. It can be seen that the usage rate during high-temperature charging can be improved. In particular, the results of Examples 1 to 5 show that the addition of a small amount of the Zr hydroxide can more effectively increase the oxygen generation overvoltage during high-temperature charging and improve the utilization during high-temperature charging.

【0051】(実施例6)実施例1と同様にZr水酸化
物が水酸化ニッケルに対して1.0重量%添加された正
極を負極およびセパレータと共に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7.5NのKOHお
よび0.5NのNaOHからなる電解液と共に有底円筒
状容器に収納して前述した図1に示す構造を有するAA
サイズの円筒形ニッケル水素二次電池を組み立てた。
(Example 6) In the same manner as in Example 1, a positive electrode in which Zr hydroxide was added in an amount of 1.0% by weight with respect to nickel hydroxide was spirally wound together with a negative electrode and a separator to form an electrode group. . Such an electrode group is housed in a bottomed cylindrical container together with an electrolytic solution consisting of 7.5N KOH and 0.5N NaOH and has the above-described structure shown in FIG.
A cylindrical nickel-metal hydride secondary battery having a size was assembled.

【0052】(実施例7)実施例1と同様にZr水酸化
物が水酸化ニッケルに対して1.0重量%添加された正
極を負極およびセパレータと共に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7NのKOHおよび
1NのNaOHからなる電解液と共に有底円筒状容器に
収納して前述した図1に示す構造を有するAAサイズの
円筒形ニッケル水素二次電池を組み立てた。
Example 7 As in Example 1, a positive electrode in which Zr hydroxide was added in an amount of 1.0% by weight with respect to nickel hydroxide was spirally wound together with a negative electrode and a separator to form an electrode group. . Such an electrode group was accommodated in a bottomed cylindrical container together with an electrolytic solution comprising 7N KOH and 1N NaOH to assemble the AA-size cylindrical nickel-metal hydride secondary battery having the structure shown in FIG. 1 described above.

【0053】(実施例8)実施例1と同様にZr水酸化
物が水酸化ニッケルに対して1.0重量%添加された正
極を負極およびセパレータと共に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6NのKOHおよび
2NのNaOHからなる電解液と共に有底円筒状容器に
収納して前述した図1に示す構造を有するAAサイズの
円筒形ニッケル水素二次電池を組み立てた。
Example 8 An electrode group was prepared by spirally winding a positive electrode containing 1.0% by weight of Zr hydroxide relative to nickel hydroxide together with a negative electrode and a separator in the same manner as in Example 1. . Such an electrode group was housed in a bottomed cylindrical container together with an electrolytic solution composed of 6N KOH and 2N NaOH to assemble the AA-size cylindrical nickel-metal hydride secondary battery having the structure shown in FIG. 1 described above.

【0054】(実施例9)実施例1と同様にZr水酸化
物が水酸化ニッケルに対して1.0重量%添加された正
極を負極およびセパレータと共に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4NのKOHおよび
4NのNaOHからなる電解液と共に有底円筒状容器に
収納して前述した図1に示す構造を有するAAサイズの
円筒形ニッケル水素二次電池を組み立てた。
Example 9 An electrode group was prepared by spirally winding a positive electrode containing 1.0% by weight of Zr hydroxide relative to nickel hydroxide together with a negative electrode and a separator in the same manner as in Example 1. . Such an electrode group was housed in a bottomed cylindrical container together with an electrolytic solution composed of 4N KOH and 4N NaOH to assemble the AA-size cylindrical nickel-metal hydride secondary battery having the structure shown in FIG. 1 described above.

【0055】(実施例10)実施例1と同様にZr水酸
化物が水酸化ニッケルに対して1.0重量%添加された
正極を負極およびセパレータと共に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3NのKOHおよ
び5NのNaOHからなる電解液と共に有底円筒状容器
に収納して前述した図1に示す構造を有するAAサイズ
の円筒形ニッケル水素二次電池を組み立てた。
Example 10 In the same manner as in Example 1, a positive electrode in which Zr hydroxide was added in an amount of 1.0% by weight with respect to nickel hydroxide was spirally wound together with a negative electrode and a separator to form an electrode group. . Such an electrode group was housed in a bottomed cylindrical container together with an electrolytic solution comprising 3N KOH and 5N NaOH to assemble the AA-size cylindrical nickel-metal hydride secondary battery having the structure shown in FIG. 1 described above.

【0056】(実施例11)実施例1と同様にZr水酸
化物が水酸化ニッケルに対して1.0重量%添加された
正極を負極およびセパレータと共に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2NのKOHおよ
び6NのNaOHからなる電解液と共に有底円筒状容器
に収納して前述した図1に示す構造を有するAAサイズ
の円筒形ニッケル水素二次電池を組み立てた。
Example 11 An electrode group was prepared by spirally winding a positive electrode containing 1.0% by weight of Zr hydroxide with respect to nickel hydroxide together with a negative electrode and a separator in the same manner as in Example 1. . Such an electrode group was accommodated in a bottomed cylindrical container together with an electrolytic solution composed of 2N KOH and 6N NaOH to assemble the AA-size cylindrical nickel-metal hydride secondary battery having the structure shown in FIG. 1 described above.

【0057】(実施例12)実施例1と同様にZr水酸
化物が水酸化ニッケルに対して1.0重量%添加された
正極を負極およびセパレータと共に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1NのKOHおよ
び7NのNaOHからなる電解液と共に有底円筒状容器
に収納して前述した図1に示す構造を有するAAサイズ
の円筒形ニッケル水素二次電池を組み立てた。
Example 12 Similarly to Example 1, a positive electrode in which Zr hydroxide was added in an amount of 1.0% by weight to nickel hydroxide was spirally wound together with a negative electrode and a separator to form an electrode group. . Such an electrode group was housed in a bottomed cylindrical container together with an electrolytic solution comprising 1N KOH and 7N NaOH to assemble the AA-size cylindrical nickel-metal hydride secondary battery having the structure shown in FIG. 1 described above.

【0058】(比較例7)正極活物質として水酸化ニッ
ケル粒子を用い、Zr水酸化物を添加しない以外、実施
例1と同様な方法によりペースト式正極を作製し、得ら
れた正極を実施例1と同様な負極およびセパレータと共
に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4NのKOHおよび4NのNaOHからなる電解液
と共に有底円筒状容器に収納して前述した図1に示す構
造を有するAAサイズの円筒形ニッケル水素二次電池を
組み立てた。
Comparative Example 7 A paste-type positive electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that nickel hydroxide particles were used as the positive electrode active material and Zr hydroxide was not added. An electrode group was prepared by spirally winding the same negative electrode and separator as in Example 1. Such an electrode group was housed in a bottomed cylindrical container together with an electrolytic solution composed of 4N KOH and 4N NaOH to assemble the AA-size cylindrical nickel-metal hydride secondary battery having the structure shown in FIG. 1 described above.

【0059】実施例6〜12および比較例7の二次電池
を、0.1CmAで充電を行なった後、1CmAで1.
0Vまで放電した。このような充放電を行った実施例6
〜12および比較例7の二次電池について、実施例1と
同様な方法により高温雰囲気下で充電した場合の利用率
を測定した。その結果を図3に示す。なお、図3中には
前述した実施例1および比較例1の結果も示す。
The secondary batteries of Examples 6 to 12 and Comparative Example 7 were charged at 0.1 CmA and then charged at 1 CmA.
Discharged to 0V. Example 6 in which such charge / discharge was performed
With respect to the secondary batteries of Nos. To 12 and Comparative Example 7, the utilization factor when charged in a high-temperature atmosphere was measured in the same manner as in Example 1. The result is shown in FIG. FIG. 3 also shows the results of Example 1 and Comparative Example 1 described above.

【0060】図3から明らかなようにZr水酸化物を水
酸化ニッケルに対して0.05〜5重量%添加したペー
スト式正極とKOHにNaOHを混合した電解液を備え
た実施例6〜12の二次電池は、比較例7の二次電池に
比べて高温充電時の利用率を向上できる。また、実施例
6〜12の二次電池は、同様な構成のペースト式正極を
有し、KOHのみからなる電解液を備えた実施例1に比
べても高温充電時の利用率が向上されることがわかる。
これは、正極に添加したZr水酸化物と電解液に配合さ
れたNaOHとの相乗効果によるものと考えられる。
As is apparent from FIG. 3, Examples 6 to 12 were provided with a paste-type positive electrode in which 0.05 to 5% by weight of Zr hydroxide was added to nickel hydroxide and an electrolytic solution in which KOH was mixed with NaOH. Of the secondary battery of Comparative Example 7 can improve the utilization factor during high-temperature charging. Further, the secondary batteries of Examples 6 to 12 have a paste-type positive electrode having a similar configuration, and the utilization factor at the time of high-temperature charging is improved as compared with Example 1 including an electrolyte solution consisting of only KOH. You can see that.
This is considered to be due to a synergistic effect of Zr hydroxide added to the positive electrode and NaOH mixed in the electrolyte.

【0061】(実施例13)実施例1と同様にZr水酸
化物が水酸化ニッケルに対して1.0重量%添加された
正極を負極およびセパレータと共に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7.85NのKO
Hおよび0.15NのLiOHからなる電解液と共に有
底円筒状容器に収納して前述した図1に示す構造を有す
るAAサイズの円筒形ニッケル水素二次電池を組み立て
た。
Example 13 As in Example 1, a positive electrode in which 1.0 wt% of Zr hydroxide was added to nickel hydroxide was spirally wound together with a negative electrode and a separator to form an electrode group. . Such an electrode group is made of 7.85N KO.
An AA-size cylindrical nickel-metal hydride secondary battery having the structure shown in FIG. 1 described above was housed in a cylindrical container having a bottom together with an electrolytic solution comprising H and 0.15N LiOH.

【0062】(実施例14)実施例1と同様にZr水酸
化物が水酸化ニッケルに対して1.0重量%添加された
正極を負極およびセパレータと共に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7.7NのKOH
および0.3NのLiOHからなる電解液と共に有底円
筒状容器に収納して前述した図1に示す構造を有するA
Aサイズの円筒形ニッケル水素二次電池を組み立てた。
Example 14 Similarly to Example 1, a positive electrode in which 1.0 wt% of Zr hydroxide was added to nickel hydroxide was spirally wound together with a negative electrode and a separator to prepare an electrode group. . Such an electrode group is made of 7.7N KOH
A having the above-described structure shown in FIG.
An A-size cylindrical nickel-metal hydride secondary battery was assembled.

【0063】(実施例15)実施例1と同様にZr水酸
化物が水酸化ニッケルに対して1.0重量%添加された
正極を負極およびセパレータと共に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7.5NのKOH
および0.5NのLiOHからなる電解液と共に有底円
筒状容器に収納して前述した図1に示す構造を有するA
Aサイズの円筒形ニッケル水素二次電池を組み立てた。
Example 15 As in Example 1, an electrode group was prepared by spirally winding a positive electrode containing 1.0% by weight of Zr hydroxide with respect to nickel hydroxide together with a negative electrode and a separator. . Such an electrode group is made of 7.5N KOH
A having the above-described structure shown in FIG.
An A-size cylindrical nickel-metal hydride secondary battery was assembled.

【0064】(実施例16)実施例1と同様にZr水酸
化物が水酸化ニッケルに対して1.0重量%添加された
正極を負極およびセパレータと共に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7NのKOHおよ
び1NのLiOHからなる電解液と共に有底円筒状容器
に収納して前述した図1に示す構造を有するAAサイズ
の円筒形ニッケル水素二次電池を組み立てた。
Example 16 As in Example 1, an electrode group was prepared by spirally winding a positive electrode containing 1.0% by weight of Zr hydroxide with respect to nickel hydroxide together with a negative electrode and a separator. . Such an electrode group was housed in a bottomed cylindrical container together with an electrolytic solution composed of 7N KOH and 1N LiOH to assemble the AA-size cylindrical nickel-metal hydride secondary battery having the structure shown in FIG. 1 described above.

【0065】(実施例17)実施例1と同様にZr水酸
化物が水酸化ニッケルに対して1.0重量%添加された
正極を負極およびセパレータと共に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6.5NのKOH
および1.5NのLiOHからなる電解液と共に有底円
筒状容器に収納して前述した図1に示す構造を有するA
Aサイズの円筒形ニッケル水素二次電池を組み立てた。
(Example 17) As in Example 1, a positive electrode in which Zr hydroxide was added in an amount of 1.0% by weight with respect to nickel hydroxide was spirally wound together with a negative electrode and a separator to prepare an electrode group. . Such an electrode group is made of 6.5N KOH
A having the above-described structure shown in FIG.
An A-size cylindrical nickel-metal hydride secondary battery was assembled.

【0066】(実施例18)実施例1と同様にZr水酸
化物が水酸化ニッケルに対して1.0重量%添加された
正極を負極およびセパレータと共に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6NのKOHおよ
び2NのLiOHからなる電解液と共に有底円筒状容器
に収納して前述した図1に示す構造を有するAAサイズ
の円筒形ニッケル水素二次電池を組み立てた。
Example 18 Similarly to Example 1, a positive electrode in which Zr hydroxide was added in an amount of 1.0% by weight to nickel hydroxide was spirally wound together with a negative electrode and a separator to form an electrode group. . Such an electrode group was housed in a bottomed cylindrical container together with an electrolytic solution composed of 6N KOH and 2N LiOH to assemble the AA-size cylindrical nickel-metal hydride secondary battery having the structure shown in FIG. 1 described above.

【0067】(実施例19)実施例1と同様にZr水酸
化物が水酸化ニッケルに対して1.0重量%添加された
正極を負極およびセパレータと共に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5.5NのKOH
および2.5NのLiOHからなる電解液と共に有底円
筒状容器に収納して前述した図1に示す構造を有するA
Aサイズの円筒形ニッケル水素二次電池を組み立てた。
Example 19 As in Example 1, a positive electrode in which Zr hydroxide was added in an amount of 1.0% by weight with respect to nickel hydroxide was spirally wound together with a negative electrode and a separator to form an electrode group. . Such an electrode group is formed of 5.5N KOH
A having the above-described structure shown in FIG.
An A-size cylindrical nickel-metal hydride secondary battery was assembled.

【0068】(実施例20)実施例1と同様にZr水酸
化物が水酸化ニッケルに対して1.0重量%添加された
正極を負極およびセパレータと共に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3NのKOH、4
NのNaOHおよび1NのLiOHからなる電解液と共
に有底円筒状容器に収納して前述した図1に示す構造を
有するAAサイズの円筒形ニッケル水素二次電池を組み
立てた。
Example 20 As in Example 1, an electrode group was prepared by spirally winding a positive electrode containing 1.0% by weight of Zr hydroxide with respect to nickel hydroxide together with a negative electrode and a separator. . Such an electrode group is made of 3N KOH,
An AA-sized cylindrical nickel-metal hydride secondary battery having the structure shown in FIG. 1 described above was housed in a bottomed cylindrical container together with an electrolytic solution consisting of N NaOH and 1N LiOH.

【0069】(比較例8)正極活物質として水酸化ニッ
ケル粒子を用い、Zr水酸化物を添加しない以外、実施
例1と同様な方法によりペースト式正極を作製し、得ら
れた正極を実施例1と同様な負極およびセパレータと共
に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7NのKOHおよび1NのLiOHからなる電解液
と共に有底円筒状容器に収納して前述した図1に示す構
造を有するAAサイズの円筒形ニッケル水素二次電池を
組み立てた。
Comparative Example 8 A paste-type positive electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that nickel hydroxide particles were used as the positive electrode active material and Zr hydroxide was not added. An electrode group was prepared by spirally winding the same negative electrode and separator as in Example 1. Such an electrode group was housed in a bottomed cylindrical container together with an electrolytic solution composed of 7N KOH and 1N LiOH to assemble the AA-size cylindrical nickel-metal hydride secondary battery having the structure shown in FIG. 1 described above.

【0070】実施例13〜20および比較例8の二次電
池を、0.1CmAで充電を行なった後、1CmAで
1.0Vまで放電した。このような充放電を行った実施
例13〜20および比較例8の二次電池について、実施
例1と同様な方法により高温雰囲気下で充電した場合の
利用率を測定した。KOH、NaOH、LiOHの3成
分からなる電解液を用いた実施例20の二次電池は利用
率が75%であり、この実施例20以外の実施例13〜
19および比較例8の結果を図4に示す。なお、図4中
には前述した実施例1および比較例1の結果も示す。
The secondary batteries of Examples 13 to 20 and Comparative Example 8 were charged at 0.1 CmA, and then discharged to 1.0 V at 1 CmA. With respect to the secondary batteries of Examples 13 to 20 and Comparative Example 8 which were charged and discharged in such a manner, the utilization rates when charged in a high-temperature atmosphere by the same method as in Example 1 were measured. The utilization rate of the secondary battery of Example 20 using the electrolyte composed of three components of KOH, NaOH, and LiOH was 75%, and Examples 13 to
The results of 19 and Comparative Example 8 are shown in FIG. FIG. 4 also shows the results of Example 1 and Comparative Example 1 described above.

【0071】図4から明らかなようにZr水酸化物を水
酸化ニッケルに対して0.05〜5重量%添加したペー
スト式正極とKOHにLiOHを混合した電解液を備え
た実施例13〜19の二次電池は、比較例8の二次電池
に比べて高温充電時の利用率を向上できる。また、実施
例13〜19の二次電池は、同様な構成のペースト式正
極を有し、KOHのみからなる電解液を備えた実施例1
に比べても高温充電時の利用率が向上されることがわか
る。これは、正極に添加したZr水酸化物と電解液に配
合されたLiOHとの相乗効果によるものと考えられ
る。特に、KOH、NaOH、LiOHの3成分からな
る電解液を用いた実施例20の二次電池は利用率が75
%と最も高い値を示し、顕著な効果を有する。
As is apparent from FIG. 4, Examples 13 to 19 provided with a paste-type positive electrode in which 0.05 to 5% by weight of Zr hydroxide was added to nickel hydroxide and an electrolytic solution in which KOH was mixed with LiOH. Of the secondary battery of Comparative Example 8 can improve the utilization factor during high-temperature charging. Further, the secondary batteries of Examples 13 to 19 each have a paste-type positive electrode having a similar configuration, and have the same configuration as that of Example 1 including an electrolytic solution consisting of only KOH.
It can be seen that the utilization rate at the time of high-temperature charging is improved as compared with. This is considered to be due to a synergistic effect between Zr hydroxide added to the positive electrode and LiOH mixed in the electrolyte. In particular, the utilization rate of the secondary battery of Example 20 using the electrolyte composed of three components of KOH, NaOH, and LiOH was 75%.
%, The highest value, and has a remarkable effect.

【0072】(比較例9)正極活物質として水酸化ニッ
ケル粒子を用い、Zr水酸化物を添加しない以外、実施
例1と同様な方法によりペースト式正極を作製し、得ら
れた正極を実施例1と同様な負極およびセパレータと共
に渦巻状に捲回して電極群を作製した。このような電極
群を実施例20と同様な組成、つまり3NのKOH、4
NのNaOHおよび1NのLiOHからなる電解液と共
に有底円筒状容器に収納して前述した図1に示す構造を
有するAAサイズの円筒形ニッケル水素二次電池を組み
立てた。
Comparative Example 9 A paste-type positive electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that nickel hydroxide particles were used as the positive electrode active material and Zr hydroxide was not added. An electrode group was prepared by spirally winding the same negative electrode and separator as in Example 1. Such an electrode group was formed using the same composition as in Example 20, that is, 3N KOH,
An AA-sized cylindrical nickel-metal hydride secondary battery having the structure shown in FIG. 1 described above was housed in a bottomed cylindrical container together with an electrolytic solution consisting of N NaOH and 1N LiOH.

【0073】前述した実施例20および比較例9の二次
電池について、1CmAで150%充電した後、1Cm
Aで電池電圧1.0Vに達するまで放電する充放電を繰
り返し、各サイクル毎に1CmAで電池電圧が1.0V
に達する時間から放電容量を算出した。その結果を図5
に示す。図5の縦軸の放電容量比は、実施例20および
比較例9の1サイクル目の放電容量を100とした相対
値を示す。図5の横軸のサイクル数比は、比較例9の二
次電池の放電容量が1サイクル目の放電容量の80%に
達成したサイクル数を100として実施例20の二次電
池のサイクル数を相対値で示している。
The secondary batteries of Example 20 and Comparative Example 9 were charged at 1 CmA to 150%, and then charged at 1 Cm.
A repeats charging and discharging until the battery voltage reaches 1.0 V, and the battery voltage is 1.0 V at 1 CmA in each cycle.
The discharge capacity was calculated from the time to reach. The result is shown in FIG.
Shown in The discharge capacity ratio on the vertical axis in FIG. 5 indicates a relative value when the discharge capacity in the first cycle of Example 20 and Comparative Example 9 is 100. The cycle number ratio on the horizontal axis in FIG. 5 indicates the cycle number of the secondary battery of Example 20 as 100, where 100 is the cycle number at which the discharge capacity of the secondary battery of Comparative Example 9 reached 80% of the discharge capacity in the first cycle. It is shown as a relative value.

【0074】図5から明らかなように、Zr水酸化物を
添加した正極を備えた実施例20の二次電池は、Zr水
酸化物が無添加の正極を備えた比較例9に比べて充放電
サイクル寿命を延ばす効果を有する。通常、LiOH,
NaOHを含む電解液を用いると、充放電に伴なって正
極にLi,Naのイオンが取り込まれ、高温充電効率を
向上させるが、一方で充放電サイクル寿命の低下を招
く。本発明の実施例20のようにZr水酸化物を正極に
添加することによって、高温充電効率を向上できるのみ
ならず、充放電サイクル寿命も同時に向上させることが
可能になる。
As is clear from FIG. 5, the secondary battery of Example 20 including the positive electrode to which Zr hydroxide was added was more charged than Comparative Example 9 including the positive electrode to which Zr hydroxide was not added. It has the effect of extending the discharge cycle life. Usually LiOH,
When an electrolytic solution containing NaOH is used, ions of Li and Na are taken into the positive electrode during charging and discharging, and the high-temperature charging efficiency is improved, but the charging and discharging cycle life is reduced. By adding Zr hydroxide to the positive electrode as in Example 20 of the present invention, not only the high-temperature charging efficiency can be improved, but also the charge / discharge cycle life can be improved at the same time.

【0075】(実施例22〜28)実施例1と同様にZ
r水酸化物が水酸化ニッケルに対して1.0重量%添加
された正極を負極およびセパレータと共に渦巻状に捲回
して7種の電極群を作製した。ただし、セパレータとし
てイオン交換量がそれぞれ0.025m−eq/g(実
施例22)、0.05m−eq/g(実施例23)、
0.1m−eq/g(実施例24)、1.0m−eq/
g(実施例25)、1.5m−eq/g(実施例2
6)、2.0m−eq/g(実施例27)および2.5
m−eq/g(実施例28)のものを用いた。このよう
な各電極群を3NのKOH、4NのNaOHおよび1N
のLiOHからなる電解液と共に有底円筒状容器に収納
して前述した図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。
(Examples 22 to 28) As in Example 1, Z
A positive electrode to which r hydroxide was added in an amount of 1.0% by weight based on nickel hydroxide was spirally wound together with the negative electrode and the separator to prepare seven types of electrode groups. However, the ion exchange amounts of the separators were 0.025 m-eq / g (Example 22), 0.05 m-eq / g (Example 23), respectively.
0.1 m-eq / g (Example 24), 1.0 m-eq / g
g (Example 25), 1.5 m-eq / g (Example 2)
6), 2.0 m-eq / g (Example 27) and 2.5
m-eq / g (Example 28) was used. Each of such electrode groups is made up of 3N KOH, 4N NaOH and 1N
Of the AA-size cylindrical nickel-hydrogen secondary batteries having the structure shown in FIG.

【0076】(実施例29)実施例1と同様にZr水酸
化物が水酸化ニッケルに対して1.0重量%添加された
正極を負極およびセパレータと共に渦巻状に捲回して5
種の電極群を作製した。ただし、セパレータとしてはポ
リプロピレン樹脂繊維からなる不織布を硫酸水溶液に浸
漬することによってスルホン化処理を施したイオン交換
量が0.05m−eq/gのものを用いた。このような
電極群を3NのKOH、4NのNaOHおよび1NのL
iOHからなる電解液と共に有底円筒状容器に収納して
前述した図1に示す構造を有するAAサイズの5種の円
筒形ニッケル水素二次電池を組み立てた。
(Example 29) As in Example 1, a cathode in which Zr hydroxide was added in an amount of 1.0% by weight with respect to nickel hydroxide was spirally wound together with the anode and the separator to give 5%.
Seed electrode groups were prepared. However, as the separator, a non-woven fabric made of a polypropylene resin fiber was subjected to sulfonation treatment by immersing it in an aqueous sulfuric acid solution, and the ion exchange amount was 0.05 m-eq / g. Such an electrode group is made up of 3N KOH, 4N NaOH and 1N L
Five types of AA-size cylindrical nickel-metal hydride secondary batteries having the above-described structure shown in FIG. 1 were housed in a bottomed cylindrical container together with the electrolyte solution composed of iOH.

【0077】実施例22〜29の二次電池について、実
施例1と同様な方法により高温雰囲気下で充電したとき
の利用率を測定した。その結果を図6に示す。なお、図
6には前述した実施例20の結果も示す。
With respect to the secondary batteries of Examples 22 to 29, the utilization rate when charged in a high-temperature atmosphere was measured in the same manner as in Example 1. FIG. 6 shows the result. FIG. 6 also shows the results of Example 20 described above.

【0078】図6から明らかなようにイオン交換能を有
する親水基を持つセパレータを用いた二次電池は、高温
充電時の利用率が高く、特にイオン交換量が0.05〜
2.0m−eq/gのセパレータを用いた実施例20,
23〜27,29は高温充電時の利用率を大幅に向上で
きることがわかる。
As is apparent from FIG. 6, a secondary battery using a separator having a hydrophilic group having an ion exchange ability has a high utilization factor at the time of high-temperature charging, and particularly has an ion exchange amount of 0.05 to
Example 20 using a 2.0 m-eq / g separator,
It can be seen that 23 to 27 and 29 can greatly improve the utilization rate during high-temperature charging.

【0079】[0079]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、高
温雰囲気下において高い充電効率を示すペースト式正極
を備えた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, it is possible to provide a nickel-metal hydride secondary battery having a paste-type positive electrode exhibiting high charging efficiency under a high-temperature atmosphere.

【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の一例で
あるニッケル水素二次電池の斜視図。
FIG. 1 is a perspective view of a nickel-metal hydride secondary battery as an example of a nickel-metal hydride secondary battery according to the present invention.

【図2】本発明の実施例1〜5および比較例1〜6のニ
ッケル水素二次電池における利用率を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing utilization rates of nickel-metal hydride secondary batteries of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 6 of the present invention.

【図3】本発明の実施例6〜12および比較例7のニッ
ケル水素二次電池における利用率を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing utilization rates in nickel-metal hydride secondary batteries of Examples 6 to 12 and Comparative Example 7 of the present invention.

【図4】本発明の実施例13〜19および比較例8のニ
ッケル水素二次電池における利用率を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing utilization rates of the nickel-hydrogen secondary batteries of Examples 13 to 19 and Comparative Example 8 of the present invention.

【図5】本発明の実施例20および比較例9のニッケル
水素二次電池における充放電サイクル特性を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing charge / discharge cycle characteristics of the nickel-metal hydride secondary batteries of Example 20 and Comparative Example 9 of the present invention.

【図6】本発明の実施例20,22〜29のニッケル水
素二次電池における利用率を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing utilization rates in the nickel-metal hydride secondary batteries of Examples 20 and 22 to 29 of 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、 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, 7 ... Sealing plate, 8 ... Insulating gasket.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 導電性基板に水酸化ニッケルを主体とす
る活物質を塗布、充填したペースト式正極と、負極と、
これら正負極間に配置されるセパレータとを備えたニッ
ケル水素二次電池において、 前記正極は、ジルコニウム水酸化物を前記水酸化ニッケ
ルに対して0.05〜5重量%含有し、かつ前記セパレ
ータは、イオン交換能を有する親水基を持つことを特徴
とするニッケル水素二次電池。
1. A paste-type positive electrode in which a conductive substrate is coated and filled with an active material mainly composed of nickel hydroxide;
In a nickel-metal hydride secondary battery provided with a separator disposed between the positive and negative electrodes, the positive electrode contains 0.05 to 5% by weight of zirconium hydroxide with respect to the nickel hydroxide, and the separator is A nickel-hydrogen secondary battery having a hydrophilic group having ion exchange ability.
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