JP2018190565A - ニッケル金属水素化物電池の活性化方法 - Google Patents
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Abstract
Description
複数回のサイクルで充放電を行うニッケル金属水素化物電池の活性化方法であって、
前記複数回のサイクルの全サイクルにおいて、30〜50℃の温度範囲、かつ温度一定の条件下で充放電を行うことを特徴とする。
なお、1Cとは、一定電流で、ニッケル金属水素化物電池をSOC0%からSOC100%まで充電するために要する電流値を意味する。
正極及び負極に必要に応じてセパレータを挟装させ電極体とする。正極の集電体及び負極の集電体から外部に通ずる正極端子及び負極端子までを、集電用リード等を用いて接続した後に、電極体に電解液を加えてニッケル金属水素化物電池とする。このようにして製造されたニッケル金属水素化物電池に対して、本発明の活性化方法で規定する複数回のサイクルで充放電を行うことにより、好適な特性を示すニッケル金属水素化物電池を製造することができる。
正極活物質として水酸化ニッケル粉末を92質量部、導電助剤としてコバルト粉末を3質量部、結着剤としてアクリル系樹脂エマルション及びカルボキシメチルセルロースを固形分として合計4質量部、添加剤としてY2O3を1質量部、及び、適量のイオン交換水を混合して、スラリーを製造した。正極用集電体として厚み10μmのニッケル箔を準備した。このニッケル箔の表面に、ドクターブレードを用いて、上記スラリーを膜状に塗布した。スラリーが塗布されたニッケル箔を乾燥して水を除去し、その後、プレスを行い、集電体上に正極活物質層が形成された正極を製造した。
製造例1のニッケル金属水素化物電池に対して、40℃の条件下、表1に示す活性化処理を行い、実施例1のニッケル金属水素化物電池を製造した。なお、各サイクルの放電後には、休止時間を1時間設けた後に、電圧1Vまでの放電を0.1Cで行った。
製造例1のニッケル金属水素化物電池に対して、25℃の条件下、表1に示す活性化処理を行い、比較例1のニッケル金属水素化物電池を製造した。なお、各サイクルの放電後には、休止時間を1時間設けた後に、電圧1Vまでの放電を0.1Cで行った。
製造例1のニッケル金属水素化物電池に対して、60℃の条件下、表1に示す活性化処理を行い、比較例2のニッケル金属水素化物電池を製造した。なお、各サイクルの放電後には、休止時間を1時間設けた後に、電圧1Vまでの放電を0.1Cで行った。
SOC60%に調整した実施例1、比較例1及び比較例2のニッケル金属水素化物電池を、10Cで10秒間放電させた。電流値と放電前後の電圧変化量から、オームの法則により、放電時の抵抗を直流抵抗として算出した。結果を表2に示す。
SOC60%に調整した実施例1、比較例1及び比較例2のニッケル金属水素化物電池について、25℃、交流周波数0.05〜1000000Hz、交流電圧10mVの条件下での交流インピーダンスを測定した。得られた結果を複素平面上にプロットして、得られた曲線と、複素平面における実軸との切片を各電池の純抵抗とした。複素平面上の曲線の変曲点(ここでの変曲点とは、曲線が直線に変化する点を意味する。)におけるインピーダンス|Z|から、純抵抗を減じた値を反応抵抗とした。なお、今回の試験における複素平面上の曲線における変曲点は、いずれも周波数0.1Hzで観察された。結果を表2に示す。
製造例1のニッケル金属水素化物電池に対して、25℃の条件下、表3及び表4に示す活性化処理を行い、参考例1(比較例1)〜参考例4のニッケル金属水素化物電池を製造した。なお、各サイクルの放電後には、休止時間を1時間設けた後に、電圧1Vまでの放電を0.1Cで行った。
SOC60%に調整した参考例1〜参考例4のニッケル金属水素化物電池を、10Cで10秒間放電させた。電流値と放電前後の電圧変化量から、オームの法則により、放電時の抵抗を直流抵抗として算出した。結果を表5に示す。
Claims (8)
- 複数回のサイクルで充放電を行うニッケル金属水素化物電池の活性化方法であって、
前記複数回のサイクルの全サイクルにおいて、30〜50℃の温度範囲、かつ温度一定の条件下で充放電を行うことを特徴とするニッケル金属水素化物電池の活性化方法。 - 初回サイクルの充電レートが0.5C未満である、請求項1に記載の活性化方法。
- 初回サイクルの充電を理論充電容量の80%を超える容量まで行う、請求項1又は2に記載の活性化方法。
- 充電レートが3C未満である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の活性化方法。
- 前回サイクルの充電レートよりも大きな充電レートで充電する、増加レート充電サイクルを含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の活性化方法。
- 前記増加レート充電サイクルを2サイクル以上に含む、請求項5に記載の活性化方法。
- 前記ニッケル金属水素化物電池が、正極にコバルトを含有するニッケル金属水素化物電池であり、
初回サイクルが、0.1C未満である第1充電レートと、該第1充電レートを超える第2充電レートとを含む、複数の充電レートで充電される、請求項1〜6のいずれか1項に記載の活性化方法。 - 前記複数回が3〜30回の範囲内である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の活性化方法。
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