JPS63314777A - 密閉形ニッケル−水素蓄電池 - Google Patents
密閉形ニッケル−水素蓄電池Info
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- JPS63314777A JPS63314777A JP62150614A JP15061487A JPS63314777A JP S63314777 A JPS63314777 A JP S63314777A JP 62150614 A JP62150614 A JP 62150614A JP 15061487 A JP15061487 A JP 15061487A JP S63314777 A JPS63314777 A JP S63314777A
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/34—Gastight accumulators
- H01M10/345—Gastight metal hydride accumulators
-
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- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、密閉形ニッケル−水素蓄電池に関する。
従来の技術
現在用いられている電源のうち、二次電池としては、鉛
蓄電池とアルカリ蓄電池が広く使われている。そのアル
カリ蓄電池の中でも、最も広く使われているのが、ニッ
ケル−カドミウム蓄電池であシ、焼結式ニッケル極の開
発が、実用の範囲を広げた。
蓄電池とアルカリ蓄電池が広く使われている。そのアル
カリ蓄電池の中でも、最も広く使われているのが、ニッ
ケル−カドミウム蓄電池であシ、焼結式ニッケル極の開
発が、実用の範囲を広げた。
この電池は、放電特性の点で優れ、高率放電を行なって
も、電圧や容量の低下が少ない。また、寿命も長く過充
電などの苛酷な条件にも耐え、自己放電も比較的少なく
、低温特性も優れている。
も、電圧や容量の低下が少ない。また、寿命も長く過充
電などの苛酷な条件にも耐え、自己放電も比較的少なく
、低温特性も優れている。
ところが、高エネルギー密度への対応には、なお相当の
努力が必要である。正極については、たとえば発泡状ニ
ッケヌ極などの開発が進められた。
努力が必要である。正極については、たとえば発泡状ニ
ッケヌ極などの開発が進められた。
しかし、一方のカドミウム極については、現在のところ
顕著な改良になっていない。
顕著な改良になっていない。
そこで、カドミウムに代わって、最近注目され “
ているのは、金属水素化物つまり水素吸蔵合金である。
ているのは、金属水素化物つまり水素吸蔵合金である。
カドミウムと同じ取扱いで電池を構成することができ、
実際の放電可能な容量密度をカドミウムより大きくでき
ることから、高エネルギー密度のアルカリ蓄電池の負極
として研究対象になりている。
実際の放電可能な容量密度をカドミウムより大きくでき
ることから、高エネルギー密度のアルカリ蓄電池の負極
として研究対象になりている。
ところが、水素吸蔵合金は、アルカリ蓄電池とくに密閉
形アルカリ蓄電池でノイマン方式でガスの吸収を行なう
系では、正極から発生する酸素ガスによって表面が酸化
を受けて、水素の吸蔵、放出能力の低下を生じる。つま
り、充放電の繰返しによって容量が低下する。そこで、
酸化を抑制する目的で表面を金属で被覆する試みがある
。つまり、水素吸蔵合金の水素吸蔵、放出の繰返しに対
して酸化を抑制するために、水素に対して不活性な層を
表面に形成することが有効であることをすでに提案した
(特願昭54−76144)。
形アルカリ蓄電池でノイマン方式でガスの吸収を行なう
系では、正極から発生する酸素ガスによって表面が酸化
を受けて、水素の吸蔵、放出能力の低下を生じる。つま
り、充放電の繰返しによって容量が低下する。そこで、
酸化を抑制する目的で表面を金属で被覆する試みがある
。つまり、水素吸蔵合金の水素吸蔵、放出の繰返しに対
して酸化を抑制するために、水素に対して不活性な層を
表面に形成することが有効であることをすでに提案した
(特願昭54−76144)。
その後、銅を用いたマイクロカプセルの名称で知られる
方法が発表された。この手段によシ水素吸蔵合金の酸化
抑制されたと報告されている。
方法が発表された。この手段によシ水素吸蔵合金の酸化
抑制されたと報告されている。
発明が解決しようとする問題点
水素吸蔵合金を用いたアルカリ蓄電池は、高エネルギー
密度に対して有望であるが、これまでの大きな問題点は
寿命が短かいことである。これは主に水素吸蔵合金の正
極から発生する酸素ガス吸収能力に起因している。すな
わち発生した酸素ガスを水素吸蔵合金で水素と反応させ
水に戻す酸素ガス吸収能力が十分でなく、水素吸蔵合金
が酸化して容量低下を招いたシ、発生する酸素ガスで、
電池内圧が上シ安全弁が作動し漏液をおこし電池の容量
低下を引き起こすことなどがあった。
密度に対して有望であるが、これまでの大きな問題点は
寿命が短かいことである。これは主に水素吸蔵合金の正
極から発生する酸素ガス吸収能力に起因している。すな
わち発生した酸素ガスを水素吸蔵合金で水素と反応させ
水に戻す酸素ガス吸収能力が十分でなく、水素吸蔵合金
が酸化して容量低下を招いたシ、発生する酸素ガスで、
電池内圧が上シ安全弁が作動し漏液をおこし電池の容量
低下を引き起こすことなどがあった。
本発明はこのような問題を解決し、密閉形ニッケル−水
素蓄電池の長寿命化を図ることを目的とする。
素蓄電池の長寿命化を図ることを目的とする。
問題点を解決するための手段
本発明は、ニッケル正極と水素吸蔵合金を用いた負極を
セパレータを介して、うず巻き状態を形成し、そのうず
巻き状態の中心空間部分に、水素吸蔵合金、酸化カドミ
ウムもしくは、その混合物のいずれかよシなり、かつ、
負極と電気的に接続してなるガス吸収剤を設けることを
特徴とする密閉形ニッケル−水素蓄電池である。
セパレータを介して、うず巻き状態を形成し、そのうず
巻き状態の中心空間部分に、水素吸蔵合金、酸化カドミ
ウムもしくは、その混合物のいずれかよシなり、かつ、
負極と電気的に接続してなるガス吸収剤を設けることを
特徴とする密閉形ニッケル−水素蓄電池である。
そしてそのガス吸収剤の表面は貴金属や銅またはニッケ
ルで被覆されていることが好ましい。
ルで被覆されていることが好ましい。
作 用
密閉形ニッケル−水素蓄電池内で発生する酸素ガスを、
負極の水素吸蔵合金のみで吸収を行なっていたものを上
記ガス吸収剤を設けることによって、負極の水素吸蔵合
金のガス吸収能力の負担を減らし、その劣化を抑制する
ことができる。
負極の水素吸蔵合金のみで吸収を行なっていたものを上
記ガス吸収剤を設けることによって、負極の水素吸蔵合
金のガス吸収能力の負担を減らし、その劣化を抑制する
ことができる。
実施例
負極基体として、厚さ平均3fi、多孔度96%。
平均孔径160μmの発泡状ニッケルを用いた。
これに、300メツシュ通過のM!nN 14M n
o 、3−A1.3αヒ。
o 、3−A1.3αヒ。
を充填する。この際に、ポリビニルアルコールを2.5
%溶解七たエチレングリコール溶液を用いてペースト状
とし、押し込むようにして、この水素吸蔵合金を充填し
た。
%溶解七たエチレングリコール溶液を用いてペースト状
とし、押し込むようにして、この水素吸蔵合金を充填し
た。
なお、電池は、密閉形率2としたので、電極の大きさは
、嘔3.8 cm 、長さ25ctnとした。この合金
の水素吸蔵量から求められた放電可能容量密度は、2a
omAh/vであシ、本実施例では、4400mAh
充填した。この合金粉末を充填後に、加圧によシ厚さを
0.5絹に調整した。
、嘔3.8 cm 、長さ25ctnとした。この合金
の水素吸蔵量から求められた放電可能容量密度は、2a
omAh/vであシ、本実施例では、4400mAh
充填した。この合金粉末を充填後に、加圧によシ厚さを
0.5絹に調整した。
なお、正極のニッケル電極としては、公知の焼結式ニッ
ケル極を用い、幅s、acrn、長さ227m 。
ケル極を用い、幅s、acrn、長さ227m 。
厚さを平均0.63flにした。このニッケル電極の放
電可能な容量は、2soomAhである。また、セパレ
ータとしては、ポリアミド不織布厚さo、22寵を用い
た。
電可能な容量は、2soomAhである。また、セパレ
ータとしては、ポリアミド不織布厚さo、22寵を用い
た。
この構成で長径5fl、短径3ffの巻き芯を用いて、
うず巻き状に巻くという公知の方法で電池を組んだ。こ
れら電極とセパレータの断面積の合計は、単2サイズの
電槽断面積のほぼ94%にあたシ、巻き芯を抜き取った
後にできる空間部分が、その残シe%にあたる。
うず巻き状に巻くという公知の方法で電池を組んだ。こ
れら電極とセパレータの断面積の合計は、単2サイズの
電槽断面積のほぼ94%にあたシ、巻き芯を抜き取った
後にできる空間部分が、その残シe%にあたる。
つぎに、ガス吸収剤として用いる材料粉末を負極製作と
同様に発泡状ニッケルに充填し、棒状に加工し、うず巻
き状の中心空間部分に挿入し、負極上部1ケ所よりスポ
ット溶接によシ取シ付けたニッケルリード部とスポット
溶接によシ接続させた電池を製作する。
同様に発泡状ニッケルに充填し、棒状に加工し、うず巻
き状の中心空間部分に挿入し、負極上部1ケ所よりスポ
ット溶接によシ取シ付けたニッケルリード部とスポット
溶接によシ接続させた電池を製作する。
その電池の構成断面図を図に示す。図において、1は電
槽缶、2は電槽蓋、3は絶縁ガスケット、4は安全弁、
6は底部絶縁板、6は水素吸蔵合金負極、7はニッケル
正極、8はセパレータ、9はガス吸収剤、10は負極、
ガス吸収剤接続部である。
槽缶、2は電槽蓋、3は絶縁ガスケット、4は安全弁、
6は底部絶縁板、6は水素吸蔵合金負極、7はニッケル
正極、8はセパレータ、9はガス吸収剤、10は負極、
ガス吸収剤接続部である。
電解液には、比重1.25のカセイカリ水溶液に水酸化
リチウムを15g/1iteτ溶解したものを用いた。
リチウムを15g/1iteτ溶解したものを用いた。
水素吸蔵合金を用いたガス吸収剤を設けた電池をA、酸
化カドミウムを用いたガス吸収剤を設けた電池をB、水
素吸蔵合金と酸化カドミウムを重量比で1対1で混合し
た粉末を用いたガス吸収剤を設けた電池をC1水素吸蔵
合金を棒状に加工した後、その表面を無電解メッキで銅
を被覆を行なったものをガス吸収剤として設けた電池を
Dとした。なお、電池りで行なった銅の添加量は、水素
吸蔵合金に対して重量比で1.3%である。比較のため
に、このようなガス吸収材を設けなかったものを加え、
電池Eとする。
化カドミウムを用いたガス吸収剤を設けた電池をB、水
素吸蔵合金と酸化カドミウムを重量比で1対1で混合し
た粉末を用いたガス吸収剤を設けた電池をC1水素吸蔵
合金を棒状に加工した後、その表面を無電解メッキで銅
を被覆を行なったものをガス吸収剤として設けた電池を
Dとした。なお、電池りで行なった銅の添加量は、水素
吸蔵合金に対して重量比で1.3%である。比較のため
に、このようなガス吸収材を設けなかったものを加え、
電池Eとする。
これらの電池A−Eの充放電たとえば0.2C充電−0
,20放電では、いずれも2.8 Ahを示し、差は認
められなかった。そこで各電池の急速充電特性を調べた
。周囲温度0℃とし、各充電率で充電した際の電池内圧
を測定した。なお、充電は、放電容量の1.1倍まで各
充電率で行ない、その後は0.20に減少させて全体で
放電容量の1.4倍充電した。
,20放電では、いずれも2.8 Ahを示し、差は認
められなかった。そこで各電池の急速充電特性を調べた
。周囲温度0℃とし、各充電率で充電した際の電池内圧
を測定した。なお、充電は、放電容量の1.1倍まで各
充電率で行ない、その後は0.20に減少させて全体で
放電容量の1.4倍充電した。
まず、1C充電(2,8A )時での各電池の最高内圧
は電池Aでは1.84 K9/d 、電池Bでは1.6
6・Ky/d 、電池Cでは1.32 K9/d 、電
池りではo、ca a Ky/cd 、電池Eでは3.
24 KP/cdであった。
は電池Aでは1.84 K9/d 、電池Bでは1.6
6・Ky/d 、電池Cでは1.32 K9/d 、電
池りではo、ca a Ky/cd 、電池Eでは3.
24 KP/cdであった。
次に、15C(4,2A)にすると、電池Aで3.55
゜電池Bで3.32 、電池Cで2.69 、電池りで
2.38 。
゜電池Bで3.32 、電池Cで2.69 、電池りで
2.38 。
電池Eで7.41 Ky/cd であった。
以上の結果よシ、水素吸蔵合金や酸化カドミウムまたは
その混合物を負極と接続した形で設けると、急速充電時
の電池内圧の上昇が抑制され、ガス吸収剤として、働く
ことが明らかになった。なお、そのガス吸収剤の表面に
銅で不活性層を形成する方が、よシ効来があることも明
らかになった。
その混合物を負極と接続した形で設けると、急速充電時
の電池内圧の上昇が抑制され、ガス吸収剤として、働く
ことが明らかになった。なお、そのガス吸収剤の表面に
銅で不活性層を形成する方が、よシ効来があることも明
らかになった。
発明の効果
以上のように、本発明の密閉形ニッケル−水素蓄電池は
、水素吸蔵合金や酸化カドミウムまたはその混合物をガ
ス吸収剤として、電池中心空間部分に設けることによシ
、正極より発生する酸素ガスの吸収を助け、負極の水素
吸蔵合金自身のガス吸収による劣化を抑制し、長寿命化
を図ることができる。
、水素吸蔵合金や酸化カドミウムまたはその混合物をガ
ス吸収剤として、電池中心空間部分に設けることによシ
、正極より発生する酸素ガスの吸収を助け、負極の水素
吸蔵合金自身のガス吸収による劣化を抑制し、長寿命化
を図ることができる。
図は本発明の一実施例の密閉形ニッケル−水素蓄電池の
構成断面図である。 1・・・・・・電槽缶、2・・・・・・電槽蓋、3・・
・・・・絶縁ガスケット、4・・・・・・安全弁、5・
・・・・・底部絶縁板、6・・・・・・水素吸蔵合金負
極、7・・・・・・ニッケル正極、8・・・・・・セパ
レータ、9・・・・・・ガス吸収剤、10・・・・・・
負極。 ガス吸収剤接続部。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名I−
電槽缶 ?−電槽五 3−Je臓lスケット 4−V企弁 5−底部Je臓坂 6−水素吸蔵合金11糧 7−ニッケル正極 8− ピパレータ
構成断面図である。 1・・・・・・電槽缶、2・・・・・・電槽蓋、3・・
・・・・絶縁ガスケット、4・・・・・・安全弁、5・
・・・・・底部絶縁板、6・・・・・・水素吸蔵合金負
極、7・・・・・・ニッケル正極、8・・・・・・セパ
レータ、9・・・・・・ガス吸収剤、10・・・・・・
負極。 ガス吸収剤接続部。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名I−
電槽缶 ?−電槽五 3−Je臓lスケット 4−V企弁 5−底部Je臓坂 6−水素吸蔵合金11糧 7−ニッケル正極 8− ピパレータ
Claims (2)
- (1)ニッケル正極と水素吸蔵合金を用いた負極をセパ
レータを介して、うず巻き形状とし、そのうず巻き形状
の中心空間部分に、水素吸蔵合金、酸化カドミウムもし
くは、その混合物のいずれかよりなり、かつ、前記負極
と電気的に接続してなるガス吸収剤を設けることを特徴
とする密閉形ニッケル−水素蓄電池。 - (2)ガス吸収剤が、表面を貴金属や銅またはニッケル
で被覆されていることを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の密閉形ニッケル−水素蓄電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62150614A JPS63314777A (ja) | 1987-06-17 | 1987-06-17 | 密閉形ニッケル−水素蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62150614A JPS63314777A (ja) | 1987-06-17 | 1987-06-17 | 密閉形ニッケル−水素蓄電池 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63314777A true JPS63314777A (ja) | 1988-12-22 |
Family
ID=15500726
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62150614A Pending JPS63314777A (ja) | 1987-06-17 | 1987-06-17 | 密閉形ニッケル−水素蓄電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
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1987
- 1987-06-17 JP JP62150614A patent/JPS63314777A/ja active Pending
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