JPH11288734A

JPH11288734A - アルカリ二次電池

Info

Publication number: JPH11288734A
Application number: JP10088533A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Sugimoto; 健杉本; Makoto Wakabayashi; 誠若林
Original assignee: Toshiba Battery Co Ltd
Current assignee: FDK Twicell Co Ltd
Priority date: 1998-04-01
Filing date: 1998-04-01
Publication date: 1999-10-19

Abstract

(57)【要約】【課題】高容量化を図る上で生じる漏液の問題が解消
され、高容量で、充放電サイクル寿命が長いアルカリ二
次電池を提供することを目的とする。【解決手段】正極２と、負極４と、セパレータ３と、
アルカリ電解液とを具備し、前記正極２、前記負極４及
び前記セパレータ３のうち少なくとも１つに陰イオン交
換樹脂が含まれていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルカリ二次電池
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】アルカリ二次電池としては、活物質とし
て水酸化ニッケルを含む正極、水酸化カドミウムを含む
負極及びアルカリ電解液を具備したニッケル・カドミウ
ム二次電池や、前述した水酸化カドミウムを含む負極の
代わりに水素吸蔵合金を含む負極を用いたニッケル水素
二次電池が知られている。

【０００３】アルカリ二次電池においては、携帯型電子
機器等の軽量化、小型化に伴い、高容量化が要望されて
いる。ニッケル水素二次電池は、現在、エネルギー密度
が２２０Ｗｈ／１程度に達している。アルカリ二次電池
は、容量規制極が正極であるため、高容量化の要望を満
たすためには正極活物質の増量及び正極利用率の向上を
図ることにより正極容量を高める必要がある。また、ニ
ッケル水素二次電池においては、水素吸蔵合金の高容量
化も試みられている。

【０００４】ところで、正負極やアルカリ電解液などの
発電要素が収納されるスペースには限りがあるため、正
極活物質を増量するには、その分負極容積、アルカリ電
解液量、セパレータ体積または容器の厚さを削減する必
要が生じる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、負極容
積、アルカリ電解液量、セパレータ体積または容器の厚
さの削減には限度があるため、高エネルギー密度にする
に従って、容器内の空間が減少する。これに反し、高エ
ネルギー密度にするにつれ、優れた充放電サイクル特性
を保持するために必要な電解液量は増加する。その結
果、前記二次電池は、高エネルギー密度化に伴ってアル
カリ電解液が収容されるスペースが減少するため、例え
ば充電等により内圧が上昇した際に漏液を生じやすくな
る。この問題が高容量化を進める上での障害になってい
る。

【０００６】本発明の目的は、高容量化を図る上で生じ
る漏液の問題が解消され、高容量で、充放電サイクル寿
命が長いアルカリ二次電池を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係わるアルカリ
二次電池は、正極と、負極と、セパレータと、アルカリ
電解液とを具備し、前記正極、前記負極及び前記セパレ
ータのうち少なくとも１つに陰イオン交換樹脂が含まれ
ていることを特徴とするものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わるアルカリ二
次電池を図１を参照して詳細に説明する。

【０００９】有底円筒状の容器１内には、正極２とセパ
レータ３と負極４とを積層してスパイラル状に捲回する
ことにより作製された電極群５が収納されている。前記
負極４は、前記電極群５の最外周に配置されて前記容器
１と電気的に接触している。アルカリ電解液は、前記容
器１内に収容されている。中央に孔６を有する円形の第
１の封口板７は、前記容器１の上部開口部に配置されて
いる。リング状の絶縁性ガスケット８は、前記封口板７
の周縁と前記容器１の上部開口部内面の間に配置され、
前記上部開口部を内側に縮径するカシメ加工により前記
容器１に前記封口板７を前記ガスケット８を介して気密
に固定している。正極リード９は、一端が前記正極２に
接続、他端が前記封口板７の下面に接続されている。帽
子形状をなす正極端子１０は、前記封口板７上に前記孔
６を覆うように取り付けられている。ゴム製の安全弁１
１は、前記封口板７と前記正極端子１０で囲まれた空間
内に前記孔６を塞ぐように配置されている。中央に穴を
有する絶縁材料からなる円形の押え板１２は、前記正極
端子１０上に前記正極端子１０の突起部がその押え板１
２の前記穴から突出されるように配置されている。外装
チューブ１３は、前記押え板１２の周縁、前記容器１の
側面及び前記容器１の底部周縁を被覆している。

【００１０】以下、前記正極２、負極４、セパレータ３
およびアルカリ電解液について詳細に説明する。

【００１１】１）正極２この正極２は、陰イオン交換樹脂を含む。

【００１２】前記正極２は、例えば、水酸化ニッケル粉
末、導電剤、陰イオン交換樹脂及び結着剤を水の存在下
で混練してペーストを調製し、前記ペーストを導電性基
板に充填した後、乾燥し、圧延成形を施すことにより製
造される。

【００１３】前記水酸化ニッケル粉末としては、例え
ば、水酸化ニッケルからなる粉末、または亜鉛及びコバ
ルトが共晶された水酸化ニッケル粉末を用いることがで
きる。後者の水酸化ニッケル粉末を含む正極は高温状態
における充電効率及び充放電サイクル特性を向上させる
ことが可能になる。

【００１４】前記導電剤としては、コバルト化合物及び
金属コバルトから選ばれる少なくとも１種を用いること
ができる。前記コバルト化合物としては、例えば、一酸
化コバルト、水酸化コバルト等を挙げることができる。
また、前記導電剤を前記ペーストに添加する代わりに、
前記水酸化ニッケル粉末の表面をコバルト化合物及び金
属コバルトから選ばれる少なくとも１種で被覆し、これ
を前記ペーストに添加しても良い。

【００１５】前記陰イオン交換樹脂は、官能基が正の電
荷をもつか、あるいは樹脂がイオン交換反応中にプラス
に帯電し、陰イオンと交換するものである。中でも、有
効ｐＨ範囲が０〜１４である強塩基性イオン交換樹脂
（例えば、三菱化学株式会社製で、商品名がダイヤイオ
ンＰＡ３１６で、総交換容量が１．３ｍｅｑ／ｍｌ−Ｒ
以上であるもの）が好ましい。強塩基性イオン交換樹脂
は、耐熱温度が比較的低いため、ペースト調製後の乾燥
温度を前記樹脂の耐熱温度よりも低くすることが好まし
い。また、弱塩基性イオン交換樹脂は、一般的にイオン
交換能が強塩基性のものに比べて高いものの、有効ｐＨ
範囲が０〜９であるためにアルカリ電解液中で使用しづ
らい。

【００１６】前記結着剤としては、例えば、ポリテトラ
フルオロエチレン、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、ポリビニル
アルコール等の無機性バインダーや、２−プロパノール
のような有機性バインダー等を挙げることができる。前
記無機性バインダーと前記有機性バインダーを併用する
ことが好ましい。

【００１７】前記導電性基板としては、パンチングメタ
ル、エキスパンデッドメタルなどの二次元基板や、ビビ
リ切削振動による繊維状金属多孔体（非メッキタイ
プ）、メッキタイプであるスポンジ状金属多孔体やフェ
ルト状金属多孔体などの三次元基板を用いることができ
る。

【００１８】なお、前記負極及び前記セパレータのうち
少なくともいずれか一方が陰イオン交換樹脂を含む場
合、前記正極として陰イオン交換樹脂が無添加のものを
用いることを許容する。

【００１９】２）負極４この負極４は、陰イオン交換樹脂を含む。

【００２０】前記負極４は、例えば、負極活物質、導電
材、陰イオン交換樹脂及び結着剤を純水と共に混練して
ペーストを調製し、前記ペーストを導電性基板に塗工
し、乾燥した後、圧延成形することにより製造される。

【００２１】前記負極活物質としては、例えば金属カド
ミウム、水酸化カドミウムなどのカドミウム化合物、水
素等を挙げることができる。水素のホスト・マトリック
スとしては、例えば、水素吸蔵合金を挙げることができ
る。

【００２２】中でも、前記水素吸蔵合金は、前記カドミ
ウム化合物を用いた場合よりも二次電池の容量を向上で
きるため、好ましい。前記水素吸蔵合金は、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。例えば、ＬａＮｉ₅、Ｍｍ
Ｎｉ₅（Ｍｍはミッシュメタル）、ＬｍＮｉ₅（Ｌｍは
Ｌａ富加したミッシュメタル）、これら合金のＮｉの一
部をＡｌ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｃ
ｒ、Ｂのような元素で置換した多元素系のもの、または
ＴｉＮｉ系、ＴｉＦｅ系のものを挙げることができる。
特に、一般式ＬｍＮｉ_wＣｏ_xＭｎ_yＡｌ_z（原子比
ｗ，ｘ，ｙ，ｚの合計値は５．００≦ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚ≦
５．５０である）で表される組成の水素吸蔵合金は充放
電サイクルの進行に伴う微粉化を抑制して充放電サイク
ル寿命を向上できるための好適である。

【００２３】前記導電材としては例えばカーボンブラッ
ク、黒鉛等を挙げることができる。

【００２４】前記陰イオン交換樹脂、前記結着剤及び前
記導電性基板としては、前述した正極で説明したのと同
様なものを挙げることができる。

【００２５】なお、前記正極及び前記セパレータのうち
少なくともいずれか一方が陰イオン交換樹脂を含む場
合、前記負極として陰イオン交換樹脂が無添加のものを
用いることを許容する。

【００２６】３）セパレータ３このセパレータ３は、陰イオン交換樹脂を含むものであ
り、例えば、陰イオン交換樹脂膜が使用される。

【００２７】前記陰イオン交換樹脂膜としては、例え
ば、スルホン酸型陰イオン交換膜（例えば、旭ガラス株
式会社製で、商品名がセレミオンＡＭＶであるスルホン
酸型陰イオン交換膜）を挙げることができる。

【００２８】なお、正極及び負極のうちいずれか一方の
電極が陰イオン交換樹脂を含む場合、前記セパレータと
してポリアミド繊維製不織布か、あるいはポリエチレン
やポリプロピレンなどのポリオレフィン繊維製不織布に
親水性官能基を付与したものを用いることを許容する。

【００２９】４）アルカリ電解液前記アルカリ電解液としては、例えば、水酸化カリウム
（ＫＯＨ）単独、またはこれに水酸化ナトリウム（Ｎａ
ＯＨ）及び水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）のいずれか一方
または両者を添加した組成を有する水溶液等を挙げるこ
とができる。

【００３０】前記アルカリ電解液の２５℃における液量
と電池容量との比｛２５℃におけるアルカリ電解液量
（ｍｌ）／電池容量（Ａｈ）｝は、１．３ｍｌ／Ａｈ以
下にすることが好ましい。前記電池容量は、０．１Ｃで
容量の１５０％まで充電し、０．２Ｃで１Ｖの電圧値ま
で放電した際の放電容量（公称容量）である。電池容量
に対する液量の比が１．３ｍｌ／Ａｈを越えると、特に
二次電池を２５０Ｗｈ／ｌ以上の高エネルギー密度にし
た際に漏液を生じやすくなる。電池容量に対する液量の
比が少なくなるほど漏液を低減することができ、正極活
物質の増量を図りやすくなるものの、電池容量に対する
液量の比を０．４ｍｌ／Ａｈ未満にすると、正極利用率
及びサイクル寿命の低下を招く恐れがある。このため、
液量比の下限値は、０．４ｍｌ／Ａｈにすることが好ま
しい。前記液量比の更に好ましい範囲は、０．６〜１．
１ｍｌ／Ａｈである。

【００３１】なお、前述した図１では負極４および正極
２の間にセパレータ３を介在して渦巻状に捲回し、有底
円筒状の容器１内に収納したが、複数の負極および複数
の正極の間にセパレータをそれぞれ介在して積層物と
し、この積層物を有底矩形筒状の容器内に収納してもよ
い。

【００３２】以上詳述したように本発明に係わるアルカ
リ二次電池は、正極と、負極と、セパレータと、アルカ
リ電解液とを具備し、前記正極、前記負極及び前記セパ
レータのうち少なくとも１つに陰イオン交換樹脂が含ま
れていることを特徴とするものである。このような二次
電池によれば、アルカリ電解液量を少なくした際にも長
寿命を実現することができる。その結果、アルカリ電解
液量を削減することができるため、高エネルギー密度に
設計した際に漏液が生じるのを防止することができる。
このため、充電等による内圧上昇時の漏液がなく、高容
量で、かつ長寿命なアルカリ二次電池を提供することが
できる。このような効果が得られるのは以下に説明する
ような作用によるものと推測される。

【００３３】前記陰イオン交換樹脂は強い極性をもつた
めにアルカリ電解液とネットワークを形成しやすい。こ
のため、陰イオン交換樹脂を正極中に含有させることに
よって、アルカリ電解液を正極内部まで容易に浸透させ
ることができるため、正極におけるイオンの移動経路を
拡大することができる。その結果、正極内部においても
充放電反応がスムーズに生じるため、アルカリ電解液量
が少なくても優れた充放電サイクル特性を維持すること
ができる。ところで、正極（例えば、水酸化ニッケルを
含む正極）の充電反応式は、下記（１）で示される。

【００３４】Ｎｉ（ＯＨ）₂＋ＯＨ^-→ＮｉＯＯＨ＋Ｈ₂Ｏ＋ｅ^- （１）このイオン交換反応中に陰イオン交換樹脂の官能基が正
の電荷をもち、電解液中のＯＨ^-と交換するために正極
内部まで上記（１）の反応が起こるものと考えられる。

【００３５】また、負極（例えば、水素吸蔵合金を含む
負極）の放電反応式は、下記（２）式で表される。

【００３６】ＭＨ＋ＯＨ^-→Ｍ＋Ｈ₂Ｏ＋ｅ^- （２）なお、Ｍは水素吸蔵合金を示す。陰イオン交換樹脂を前
記負極中に含有させることによって、正極の充電反応と
同様に陰イオン交換樹脂の官能基が正の電荷をもち、電
解液中のＯＨ^-と交換するために負極内部まで上記
（２）の反応を生じさせることができる。その結果、ア
ルカリ電解液量が少なくても優れたサイクル特性を維持
することができる。

【００３７】従って、正極及び負極のうちいずれか一方
の電極に陰イオン交換樹脂を添加することによって、下
記（３）式で表されるニッケル水素二次電池の充放電反
応式に陰イオン交換樹脂のイオン交換反応を関与させる
ことができるため、少ない電解液量でも長寿命を実現す
ることができる。

【００３８】ＮｉＯＯＨ＋ＭＨ←充電／放電→Ｎｉ（ＯＨ）₂＋Ｍ（３）一方、セパレータに陰イオン交換樹脂を含有させること
によって、アルカリ電解液と同等の機能を有するものを
セパレータに保持させることができるため、アルカリ電
解液を少なくした際にも優れたサイクル寿命を維持する
ことができる。

【００３９】また、本発明によれば、電池容量に対する
アルカリ電解液量の比を１．３Ａｈ／ｍｌ以下にした際
にも優れたサイクル寿命を維持することができるため、
２５０Ｗｈ／ｌ以上と高エネルギー密度を有し、長寿命
で、かつ漏液のないアルカリ二次電池を実現することが
できる。

【００４０】

【実施例】以下、本発明の実施例を前述した図面を参照
して詳細に説明する。

【００４１】陰イオン交換樹脂を添加して作製したもの
を正極Ａ、負極Ａ、陰イオン交換膜を使用したものをセ
パレータＡとし、陰イオン交換樹脂が無添加のものを正
極Ｂ、負極Ｂ、セパレータＢとした。

【００４２】＜ペースト式正極Ａの作製＞水酸化ニッケ
ル粉末９０重量部に対し、導電材として一酸化コバルト
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０．５重量部を粉末状態で十分に攪拌し、強
塩基性イオン交換樹脂（三菱化学株式会社製で、商品名
がダイヤイオンＰＡ３１６で、総交換容量が１．３ｍｅ
ｑ／ｍｌ−Ｒ以上で、耐熱温度が６０℃である）を３重
量部、ポリテトラフルオロエチレンの混濁液（比重：
１．５、固形分６０重量％）を固形分換算で３．０重量
部添加し、これらに２−プロパノール５重量部と純水４
０重量部とを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三次元基板に
塗工した後、５０℃で乾燥し、加圧成形することによっ
て厚さが０．７ｍｍのペースト式正極Ａを作製した。

【００４３】＜ペースト式正極Ｂの作製＞水酸化ニッケ
ル粉末９０重量部に対し、導電材として一酸化コバルト
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０．５重量部、ポリテトラフルオロエチレン
の混濁液（比重：１．５、固形分６０重量％）を固形分
換算で３．０重量部添加し、これらに純水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三次元基板に塗工した後、７
０℃で乾燥し、加圧成形することによって厚さが０．７
ｍｍのペースト式正極Ｂを作製した。

【００４４】＜ペースト式負極Ａの作製＞市販のランタ
ン富化したミッシュメタルＬｍ及びＮｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、
Ａｌを用いて高周波炉によって、ＬｍＮｉ_4.0Ｃｏ_0.4
Ｍｎ_0.3Ａｌ_0.3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
シュのふるいへと通過させた。得られた合金粉末１００
重量部に対し、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０．１２５重量部をド
ライ状態で十分に攪拌し、前記正極Ａで説明したのと同
様な強塩基性イオン交換樹脂を３重量部、ポリテトラフ
ルオロエチレンの混濁液（比重：１．５、固形分６０重
量％）を固形分換算で１．５重量部及び導電材としてカ
ーボン粉末１．０重量部を添加し、これらを２−プロパ
ノール５重量部及び純水４５重量部とともに混合するこ
とによってペースト調製した。このペーストをニッケル
三次元基板に塗工した後、５０℃で乾燥し、加圧成形す
ることによって厚さが０．４ｍｍのペースト式負極Ａを
作製した。

【００４５】＜ペースト式負極Ｂの作製＞前記負極Ａで
説明したのと同様な水素吸蔵合金粉末１００重量部に対
し、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０．１２５重量部、ポリテトラフル
オロエチレンの混濁液（比重：１．５、固形分６０重量
％）を固形分換算で１．５重量部及び導電材としてカー
ボン粉末１．０重量部を純水５０重量部とともに混合す
ることによってペースト調製した。このペーストをニッ
ケル三次元基板に塗工した後、７０℃で乾燥し、加圧成
形することによって厚さが０．４ｍｍのペースト式負極
Ｂを作製した。

【００４６】＜セパレータＡ＞セパレータＡにはスルホ
ン酸型陰イオン交換膜（旭ガラス株式会社製で、商品名
がセレミオンＡＭＶで、厚さが０．１３ｍｍである）を
使用した。

【００４７】＜セパレータＢ＞セパレータＢにはポリプ
ロピレン繊維製不織布に親水性官能基を付与したものを
使用した。

【００４８】（実施例１）前述した方法で作製したペー
スト式正極Ａとペースト式負極Ａの間にセパレータＡを
介在して渦巻き状に捲回することにより電極群を作製し
た。得られた電極群を有底円筒状容器内に収納し、さら
に７ＮのＫＯＨ及び１ＮのＬｉＯＨからなるアルカリ電
解液を電池容量に対する２５℃での液量の比が１．０ｍ
ｌ／Ａｈになるように注液し、理論容量が１５００ｍＡ
ｈ（エネルギー密度で２７５Ｗｈ／ｌ）で、ＡＡサイズ
の円筒形ニッケル水素二次電池を組み立てた。なお、電
池容量は、前記二次電池を０．１Ｃで容量の１５０％ま
で充電し、０．２Ｃで１Ｖの電圧値まで放電した際の放
電容量（公称容量）である。

【００４９】（実施例２）前述した方法で作製したペー
スト式正極Ａとペースト式負極Ｂの間にセパレータＡを
介在して渦巻き状に捲回することにより電極群を作製し
た。得られた電極群を有底円筒状容器内に収納し、さら
に実施例１で説明したのと同様な組成のアルカリ電解液
を電池容量に対する２５℃での液量の比が１．０ｍｌ／
Ａｈになるように注液し、理論容量が１５００ｍＡｈ
で、ＡＡサイズの円筒形ニッケル水素二次電池を組み立
てた。なお、電池容量は、前記二次電池を０．１Ｃで容
量の１５０％まで充電し、０．２Ｃで１Ｖの電圧値まで
放電した際の放電容量（公称容量）である。

【００５０】（実施例３）前述した方法で作製したペー
スト式正極Ｂとペースト式負極Ａをその間にセパレータ
Ａを介在させて渦巻き状に捲回することにより電極群を
作製した。得られた電極群を有底円筒状容器内に収納
し、さらに実施例１で説明したのと同様な組成のアルカ
リ電解液を電池容量に対する２５℃での液量の比が１．
０ｍｌ／Ａｈになるように注液し、理論容量が１５００
ｍＡｈで、ＡＡサイズの円筒形ニッケル水素二次電池を
組み立てた。なお、電池容量は、前記二次電池を０．１
Ｃで容量の１５０％まで充電し、０．２Ｃで１Ｖの電圧
値まで放電した際の放電容量（公称容量）である。

【００５１】（実施例４）前述した方法で作製したペー
スト式正極Ａとペースト式負極Ｂをその間にセパレータ
Ｂを介在させて渦巻き状に捲回することにより電極群を
作製した。得られた電極群を有底円筒状容器内に収納
し、さらに実施例１で説明したのと同様な組成のアルカ
リ電解液を電池容量に対する２５℃での液量の比が１．
０ｍｌ／Ａｈになるように注液し、理論容量が１５００
ｍＡｈで、ＡＡサイズの円筒形ニッケル水素二次電池を
組み立てた。なお、電池容量は、前記二次電池を０．１
Ｃで容量の１５０％まで充電し、０．２Ｃで１Ｖの電圧
値まで放電した際の放電容量（公称容量）である。

【００５２】（実施例５）前述した方法で作製したペー
スト式正極Ａとペースト式負極Ａをその間にセパレータ
Ｂを介在させて渦巻き状に捲回することにより電極群を
作製した。得られた電極群を有底円筒状容器内に収納
し、さらに実施例１で説明したのと同様な組成のアルカ
リ電解液を電池容量に対する２５℃での液量の比が１．
０ｍｌ／Ａｈになるように注液し、理論容量が１５００
ｍＡｈで、ＡＡサイズの円筒形ニッケル水素二次電池を
組み立てた。なお、電池容量は、前記二次電池を０．１
Ｃで容量の１５０％まで充電し、０．２Ｃで１Ｖの電圧
値まで放電した際の放電容量（公称容量）である。

【００５３】（比較例１）前述した方法で作製したペー
スト式正極Ｂとペースト式負極Ｂをその間にセパレータ
Ｂを介在させて渦巻き状に捲回することにより電極群を
作製した。得られた電極群を有底円筒状容器内に収納
し、さらに実施例１で説明したのと同様な組成のアルカ
リ電解液を電池容量に対する２５℃での液量の比が１．
４ｍｌ／Ａｈになるように注液し、理論容量が１２００
ｍＡｈ（エネルギー密度で２２０Ｗｈ／ｌ）で、ＡＡサ
イズの円筒形ニッケル水素二次電池を組み立てた。な
お、電池容量は、前記二次電池を０．１Ｃで容量の１５
０％まで充電し、０．２Ｃで１Ｖの電圧値まで放電した
際の放電容量（公称容量）である。

【００５４】（比較例２）前述した方法で作製したペー
スト式正極Ｂとペースト式負極Ｂをその間にセパレータ
Ｂを介在させて渦巻き状に捲回することにより電極群を
作製した。得られた電極群を有底円筒状容器内に収納
し、さらに実施例１で説明したのと同様な組成のアルカ
リ電解液を電池容量に対する２５℃での液量の比が１．
０ｍｌ／Ａｈになるように注液し、理論容量が１５００
ｍＡｈで、ＡＡサイズの円筒形ニッケル水素二次電池を
組み立てた。なお、電池容量は、前記二次電池を０．１
Ｃで容量の１５０％まで充電し、０．２Ｃで１Ｖの電圧
値まで放電した際の放電容量（公称容量）である。

【００５５】（比較例３）前述した方法で作製したペー
スト式正極Ｂとペースト式負極Ｂをその間にセパレータ
Ｂを介在させて渦巻き状に捲回することにより電極群を
作製した。得られた電極群を有底円筒状容器内に収納
し、さらに実施例１で説明したのと同様な組成のアルカ
リ電解液を電池容量に対する２５℃での液量の比が１．
４ｍｌ／Ａｈになるように注液し、理論容量が１５００
ｍＡｈで、ＡＡサイズの円筒形ニッケル水素二次電池を
組み立てた。なお、電池容量は、前記二次電池を０．１
Ｃで容量の１５０％まで充電し、０．２Ｃで１Ｖの電圧
値まで放電した際の放電容量（公称容量）である。

【００５６】得られた実施例１〜５及び比較例１〜３の
二次電池を２０℃雰囲気下で４８時間保管し、０．１Ｃ
かつ容量の１５０％充電後、１Ｃ、１Ｖまでの放電（初
充放電）を行った。その後、１Ｃかつ−ΔＶで充電し、
１Ｃ、１Ｖまで放電する充放電を繰り返した。この各電
池における充放電サイクル数と放電容量との関係を図２
に示す。但し、比較例３の二次電池については、１Ｃか
つ−ΔＶで充電を行ったときに全て漏液を生じたため、
その後のサイクル特性評価を行わなかった。

【００５７】図２から、正極、負極及びセパレータのう
ち少なくとも１つの部材に陰イオン交換樹脂が含有され
ている実施例１〜５の二次電池は、理論容量が実施例１
〜５に比べて低く、電池容量に対する液量の比が実施例
１〜５に比べて多く、かつ陰イオン交換樹脂が無添加で
ある比較例１の二次電池に比較して、初期容量が３００
ｍＡｈ程度高く、かつサイクル寿命が長いことがわか
る。また、実施例１〜５の二次電池は、理論容量及び電
池容量に対する液量の比が実施例１〜５と同じであるも
のの、陰イオン交換樹脂が無添加である比較例２の二次
電池に比較してサイクル寿命が長いことがわかる。

【００５８】また、実施例１〜５及び比較例１〜２の二
次電池をそれぞれ２０個ずつ用意し、２Ｃかつ容量の１
３０％で充電した際の漏液の有無を観察し、その結果を
下記表１に示す。なお、比較例３の二次電池について
は、１Ｃかつ−ΔＶで充電を行ったときに全て漏液を生
じたため、この漏液試験を実施しなかった。

【００５９】表１漏液が生じた電池個数（２０個中）実施例１０個実施例２０個実施例３０個実施例４０個実施例５０個比較例１３個比較例２０個表１から明らかなように、実施例１〜５の二次電池は、
２Ｃかつ容量の１３０％まで充電を行った際に漏液を生
じないことがわかる。また、比較例１の二次電池は、こ
の２Ｃ充電の途中で（容量の１０２〜１１０％範囲内）
漏液を生じた。

【００６０】なお、前述した実施例では、強塩基性イオ
ン交換樹脂として三菱化学株式会社製で、商品名がダイ
ヤイオンＰＡ３１６であるのものを使用し、陰イオン交
換樹脂膜として旭ガラス株式会社製で、商品名がセレミ
オンＡＭＶのスルホン酸型陰イオン交換膜を使用した
が、これらのみに限定されるものではない。

【００６１】

【発明の効果】以上、詳述したように本発明に係るアル
カリ二次電池によれば、アルカリ電解液量を少なくした
際にも優れた充放電サイクル特性を得ることができ、ア
ルカリ電解液量の削減が可能で、高容量化を図ることが
でき、漏液を防止することができる等の顕著な効果を奏
し、その工業的価値は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるアルカリ二次電池（例えば、円
筒形アルカリ二次電池）を示す部分切欠斜視図。

【図２】実施例１〜５及び比較例１〜２のニッケル水素
二次電池における充放電サイクル数と放電容量との関係
を示す特性図。

【符号の説明】

１…容器、２…正極、４…負極、５…電極群、７…封口板。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】正極と、負極と、セパレータと、アルカ
リ電解液とを具備し、前記正極、前記負極及び前記セパ
レータのうち少なくとも１つに陰イオン交換樹脂が含ま
れていることを特徴とするアルカリ二次電池。
【請求項２】前記アルカリ電解液の液量と電池容量と
の比は、１．３ｍｌ／Ａｈ以下であることを特徴とする
請求項１記載のアルカリ二次電池。