JP3115574B2 - 電 池 - Google Patents
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- JP3115574B2 JP3115574B2 JP01164347A JP16434789A JP3115574B2 JP 3115574 B2 JP3115574 B2 JP 3115574B2 JP 01164347 A JP01164347 A JP 01164347A JP 16434789 A JP16434789 A JP 16434789A JP 3115574 B2 JP3115574 B2 JP 3115574B2
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- powder
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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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、電池に関する。特に水素貯蔵合金を用い
る電池に関する。
る電池に関する。
（ロ）従来の技術 従来の電池は、正極活物質を含んだ正極合剤粉末と、
負極活物質の水素貯蔵合金を含んだ負極合剤粉末との間
に、粉末状のセパレータを載置し、一体に加圧成型して
三層錠剤状電池要素を得、これに電解液を供給して集電
体を熔接したボタン形容器内に入れ、かしめて封口する
ことにより作製していた。
負極活物質の水素貯蔵合金を含んだ負極合剤粉末との間
に、粉末状のセパレータを載置し、一体に加圧成型して
三層錠剤状電池要素を得、これに電解液を供給して集電
体を熔接したボタン形容器内に入れ、かしめて封口する
ことにより作製していた。
また、ニッケル−水素電池は、正極活物質のニッケル
酸化物を含んだ正極活物質粉末を、ニッケルメッキを施
した鉄製のパンチングメタル、若しくは、ニッケル製の
多孔体等の基板に塗るか含浸させた後、水酸化カリウム
水溶液等のアルカリ電解液中において、電気化学的に化
成処理を行い、その後所定の大きさに打ち抜くか、切り
取って正極層とし、電池容器の、缶と熔接する。
酸化物を含んだ正極活物質粉末を、ニッケルメッキを施
した鉄製のパンチングメタル、若しくは、ニッケル製の
多孔体等の基板に塗るか含浸させた後、水酸化カリウム
水溶液等のアルカリ電解液中において、電気化学的に化
成処理を行い、その後所定の大きさに打ち抜くか、切り
取って正極層とし、電池容器の、缶と熔接する。
一方、正極と同様の基板に負極活物質の水素貯蔵合金
を含んだ負極合剤粉末を基板に取り付け、水酸化カリウ
ム水溶液等のアルカリ電解液中において、電気化学的に
化成処理を行い、その後所定の大きさに打ち抜くか切り
取って負極層とし、電池容器の蓋と熔接する。そして、
正極層と負極層の間にセパレータを挿入し、さらに前述
のアルカリ電解液を供給した後、缶と蓋をかしめるなど
して封口して作製していた。
を含んだ負極合剤粉末を基板に取り付け、水酸化カリウ
ム水溶液等のアルカリ電解液中において、電気化学的に
化成処理を行い、その後所定の大きさに打ち抜くか切り
取って負極層とし、電池容器の蓋と熔接する。そして、
正極層と負極層の間にセパレータを挿入し、さらに前述
のアルカリ電解液を供給した後、缶と蓋をかしめるなど
して封口して作製していた。
（ハ）発明が解決しようとする課題 上述の水素貯蔵合金を含んだ負極からなる電池は、負
極合剤粉末の使用量の僅かの違いや電極界面での接触抵
抗等による電池の内部抵抗の僅かの違いによって、電池
の充放電特性においてばらつきが生じ易く、均一な充放
電特性を呈する電池を高い歩留まりで製造するのが困難
であった。
極合剤粉末の使用量の僅かの違いや電極界面での接触抵
抗等による電池の内部抵抗の僅かの違いによって、電池
の充放電特性においてばらつきが生じ易く、均一な充放
電特性を呈する電池を高い歩留まりで製造するのが困難
であった。
この発明は、上記従来の電池がもつ問題点を解消する
ためになされたものであって、製造工程が簡略化できる
とともに、均一な充放電特性を呈し、かつ高い歩留まり
で製造できる電池を提供しようとするものである。
ためになされたものであって、製造工程が簡略化できる
とともに、均一な充放電特性を呈し、かつ高い歩留まり
で製造できる電池を提供しようとするものである。
（ニ）課題を解決するための手段 本発明によれば、正極層、電解液が含浸されたセパレ
ータ層及び負極層とが順に積層され電池容器に封入され
てなり、前記負極層は、表面側からニッケルと銅とがこ
の順にメッキされている水素吸蔵合金粉末を構成材料と
することを特徴とする電池が提供される。
ータ層及び負極層とが順に積層され電池容器に封入され
てなり、前記負極層は、表面側からニッケルと銅とがこ
の順にメッキされている水素吸蔵合金粉末を構成材料と
することを特徴とする電池が提供される。
また、本発明によれば、正極層、電解液が含浸された
セパレータ層及び負極層とが順に積層され電池容器に封
入されてなり、前記負極層は、表面側からニッケルと銅
とがこの順にメッキされている水素吸蔵合金粉末と表面
にニッケルをメッキされている水素吸蔵合金粉末との混
合物を構成材料とすることを特徴とする電池が提供され
る。
セパレータ層及び負極層とが順に積層され電池容器に封
入されてなり、前記負極層は、表面側からニッケルと銅
とがこの順にメッキされている水素吸蔵合金粉末と表面
にニッケルをメッキされている水素吸蔵合金粉末との混
合物を構成材料とすることを特徴とする電池が提供され
る。
負極層は、表面側からニッケルと銅とがこの順にメッ
キされている水素吸蔵合金粉末、又は表面側からニッケ
ルと銅とがこの順にメッキされている水素吸蔵合金粉末
と表面にニッケルをメッキされている水素吸蔵合金粉末
との混合物からなる。これらの水素貯蔵合金は、水素の
酸化又は水素イオンの還元反応によって電池の放充電を
行うためのものであって、表面にニッケルと銅とが順に
メッキされている水素貯蔵合金は、例えば、TixNi（１
≦ｘ≦２）、TiFe、LaNi5、MmNi5等の粉末に、例えば無
電解メッキ法、真空蒸着法等によって、まず、ニッケル
メッキを施し、更にこの上に銅メッキを施し、脱気処理
を施した後、水素雰囲気中で水素を吸蔵させて作製する
ことができ、表面にニッケルがメッキされている水素貯
蔵合金は、前記作製の方法において銅メッキを施す工程
を行わず、この他は前記作製の方法と同様にして作製す
ることができる。前記負極層は、表面にニッケルと銅と
が順にメッキされている水素貯蔵合金又は表面にニッケ
ルがメッキされている水素貯蔵合金との混合物を用い、
更に必要に応じて導電剤及び結着剤を混合して、負極層
の粉末とし、例えば加圧成形等によって形成することが
できる。この混合量は、表面にニッケルと銅が順にメッ
キされている水素貯蔵合金が、通常20重量％以上に、表
面にニッケルがメッキされている水素貯蔵合金が、通常
80重量％以下、導電剤及び結着剤それぞれが通常20重量
％以下である。
キされている水素吸蔵合金粉末、又は表面側からニッケ
ルと銅とがこの順にメッキされている水素吸蔵合金粉末
と表面にニッケルをメッキされている水素吸蔵合金粉末
との混合物からなる。これらの水素貯蔵合金は、水素の
酸化又は水素イオンの還元反応によって電池の放充電を
行うためのものであって、表面にニッケルと銅とが順に
メッキされている水素貯蔵合金は、例えば、TixNi（１
≦ｘ≦２）、TiFe、LaNi5、MmNi5等の粉末に、例えば無
電解メッキ法、真空蒸着法等によって、まず、ニッケル
メッキを施し、更にこの上に銅メッキを施し、脱気処理
を施した後、水素雰囲気中で水素を吸蔵させて作製する
ことができ、表面にニッケルがメッキされている水素貯
蔵合金は、前記作製の方法において銅メッキを施す工程
を行わず、この他は前記作製の方法と同様にして作製す
ることができる。前記負極層は、表面にニッケルと銅と
が順にメッキされている水素貯蔵合金又は表面にニッケ
ルがメッキされている水素貯蔵合金との混合物を用い、
更に必要に応じて導電剤及び結着剤を混合して、負極層
の粉末とし、例えば加圧成形等によって形成することが
できる。この混合量は、表面にニッケルと銅が順にメッ
キされている水素貯蔵合金が、通常20重量％以上に、表
面にニッケルがメッキされている水素貯蔵合金が、通常
80重量％以下、導電剤及び結着剤それぞれが通常20重量
％以下である。
前記導電剤は、負極層の電子導電性を確保するために
加えられる電子導電性物質であり、例えばアセチレンブ
ラック、グラファイト、カーボンブラック、ニッケル粉
末等が挙げられるが、アセチレンブラック及びグラファ
イトが好適である。前記結着剤は、前記二種の粉末の結
着性を高めるために加えられる物質である。この結着剤
としては、例えばカルボキシメチルセルロース、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
塩、ポリビニルアルコール、ポリエチレン、寒天、メチ
ルセルロース等が挙げられる。
加えられる電子導電性物質であり、例えばアセチレンブ
ラック、グラファイト、カーボンブラック、ニッケル粉
末等が挙げられるが、アセチレンブラック及びグラファ
イトが好適である。前記結着剤は、前記二種の粉末の結
着性を高めるために加えられる物質である。この結着剤
としては、例えばカルボキシメチルセルロース、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
塩、ポリビニルアルコール、ポリエチレン、寒天、メチ
ルセルロース等が挙げられる。
次に、三層錠剤状電池要素を用いる負極容量支配のボ
タン形電池の製造方法の例を図に沿って具体的に述べる
が、この例に限定されるものではない。
タン形電池の製造方法の例を図に沿って具体的に述べる
が、この例に限定されるものではない。
第１図において、１は成形用金型、２は金型内に投入
した粉末を加圧して成形する押棒、３は成形用金型１の
受台である。この受台３は成形用金型１の深さを調整す
るため、成形用金型１内において、上下に可動となされ
ている。
した粉末を加圧して成形する押棒、３は成形用金型１の
受台である。この受台３は成形用金型１の深さを調整す
るため、成形用金型１内において、上下に可動となされ
ている。
まず、このような状態に設定された成形用金型１に正
極層の粉末４を投入し（第１図）、その後押棒２で正極
層の粉末４を軽く加圧して整地し、続いてセパレータ層
の粉末５を成形用金型１内に置かれた正極層の粉末４の
上に投入する。その状態を第２図に示す。その後押棒２
でセパレータ層の粉末５を軽く加圧して整地する。
極層の粉末４を投入し（第１図）、その後押棒２で正極
層の粉末４を軽く加圧して整地し、続いてセパレータ層
の粉末５を成形用金型１内に置かれた正極層の粉末４の
上に投入する。その状態を第２図に示す。その後押棒２
でセパレータ層の粉末５を軽く加圧して整地する。
次に、負極層の粉末６を成形用金型１内に置かれたセ
パレータ層の粉末５の上に投入する。この状態を第３図
に示す。次いで、成形用金型１内に置かれた正極層の粉
末４、セパレータ層の粉末５、負極層の粉末６を押棒２
によって加圧し、一体成形する。その状態を第４図に示
す。この後、成形体（三層錠剤状電池要素）を成形用金
型１より取り出す。尚、前記正極層と負極層の粉末を成
形用金型１内に投入する順序は、上述の逆であってもよ
い。また、前記正極層の粉末は、正極活物質、導電剤及
び結着剤を含む。正極活物質としては、例えば二酸化マ
ンガン、酸化ニッケル、三酸化タングステン、二酸化
鉛、三酸化モリブデン等の酸化剤が挙げられるが、二酸
化マンガン及び酸化ニッケルが好適である。導電剤及び
結着剤は前記負極層に対して用いることのできるものと
同様のものを用いることができ、正極層の粉末中にそれ
ぞれ、通常３〜20重量パーセント配合される。
パレータ層の粉末５の上に投入する。この状態を第３図
に示す。次いで、成形用金型１内に置かれた正極層の粉
末４、セパレータ層の粉末５、負極層の粉末６を押棒２
によって加圧し、一体成形する。その状態を第４図に示
す。この後、成形体（三層錠剤状電池要素）を成形用金
型１より取り出す。尚、前記正極層と負極層の粉末を成
形用金型１内に投入する順序は、上述の逆であってもよ
い。また、前記正極層の粉末は、正極活物質、導電剤及
び結着剤を含む。正極活物質としては、例えば二酸化マ
ンガン、酸化ニッケル、三酸化タングステン、二酸化
鉛、三酸化モリブデン等の酸化剤が挙げられるが、二酸
化マンガン及び酸化ニッケルが好適である。導電剤及び
結着剤は前記負極層に対して用いることのできるものと
同様のものを用いることができ、正極層の粉末中にそれ
ぞれ、通常３〜20重量パーセント配合される。
セパレータ層の粉末は、電解液支持体及び結着剤を含
む。電解液支持体は、絶縁性を有するものであればよ
く、この条件を満足する電解液支持体の例としては、二
酸化ケイ素及び酸化アルミニウム等が挙げられる。この
発明のために好適な結着剤としては、前記負極層に対し
て用いるものと同様なものが選ばれる。この結着剤は電
解液支持体100重量部に対し、必要に応じて40重量部以
下の量配合される。
む。電解液支持体は、絶縁性を有するものであればよ
く、この条件を満足する電解液支持体の例としては、二
酸化ケイ素及び酸化アルミニウム等が挙げられる。この
発明のために好適な結着剤としては、前記負極層に対し
て用いるものと同様なものが選ばれる。この結着剤は電
解液支持体100重量部に対し、必要に応じて40重量部以
下の量配合される。
次に、第５図に示すように、予め集電用ネット７が熔
接され、ガスケット８が載置された電池容器９内に前記
成形体（三層錠剤状電池要素）を載置する。その後、電
解液10を供給し、含浸させる。
接され、ガスケット８が載置された電池容器９内に前記
成形体（三層錠剤状電池要素）を載置する。その後、電
解液10を供給し、含浸させる。
最後に、第６図に示すように電池容器９に、集電用ネ
ット７を熔接した蓋11を取り付け、電池容器７と蓋11と
をかしめて封口して電池とする。
ット７を熔接した蓋11を取り付け、電池容器７と蓋11と
をかしめて封口して電池とする。
（ホ）作用 水素貯蔵合金の表面に施されたニッケルメッキ層が水
素貯蔵合金の酸化を防止し、銅メッキ層が過放電を防ぎ
放電カーブを平坦にする。
素貯蔵合金の酸化を防止し、銅メッキ層が過放電を防ぎ
放電カーブを平坦にする。
（ヘ）実施例 以下、本発明を実施例及び比較例により更に詳細に説
明する。
明する。
実施例１ 正極合剤は、γ−二酸化マンガンを20重量部と、導電
剤であるアセチレンブラックを２重量部および結着剤で
あるポリテトラフルオロエチレン粉末およびカルボキシ
メチルセルロースナトリウムとを１重量部ずつ混合した
粉末である。この200mgをとり、内径15mmの成形用金型
に投入し、上から押棒で軽く押さえる。
剤であるアセチレンブラックを２重量部および結着剤で
あるポリテトラフルオロエチレン粉末およびカルボキシ
メチルセルロースナトリウムとを１重量部ずつ混合した
粉末である。この200mgをとり、内径15mmの成形用金型
に投入し、上から押棒で軽く押さえる。
セパレータ合剤は、電解液支持体であるα−アルミナ
の粉末を20重量部および結着剤であるカルボキシメチル
セルロースを１重量部混合した粉末である。この200mg
をとり、成形用金型内に置かれた正極合剤の上に投入
し、上から押棒で軽く押さえる。
の粉末を20重量部および結着剤であるカルボキシメチル
セルロースを１重量部混合した粉末である。この200mg
をとり、成形用金型内に置かれた正極合剤の上に投入
し、上から押棒で軽く押さえる。
負極合剤は、TiNi粉末の表面に無電解メッキ法によっ
てニッケルメッキを施し、更にこの上に銅メッキを施し
た後、ガス状の水素を耐圧容器内において、25℃、１気
圧の条件下で一晩吸蔵させた水素貯蔵合金180mgに、導
電剤であるアセチレンブラックおよび結着剤であるカル
ボキシメチルセルロースを10mgずつ混合した粉末であ
る。これを成形用金型内に置かれたセパレータ合剤の上
に投入し、上から押棒で200Kgw/cm2の圧力で加圧し、成
型体を得る。こうして、電池内容物である三層構造をも
つ圧粉成形体を得、成形用金型より取り出す。
てニッケルメッキを施し、更にこの上に銅メッキを施し
た後、ガス状の水素を耐圧容器内において、25℃、１気
圧の条件下で一晩吸蔵させた水素貯蔵合金180mgに、導
電剤であるアセチレンブラックおよび結着剤であるカル
ボキシメチルセルロースを10mgずつ混合した粉末であ
る。これを成形用金型内に置かれたセパレータ合剤の上
に投入し、上から押棒で200Kgw/cm2の圧力で加圧し、成
型体を得る。こうして、電池内容物である三層構造をも
つ圧粉成形体を得、成形用金型より取り出す。
次に、この電池内容物を電池容器に入れ、30重量パー
セントの水酸化カリウム水溶液を100μ加え、蓋を
し、かしめて封口する。このようにして電池（Ａ）を10
個作製する。この電池（Ａ）は、図７に示すように2KΩ
定負荷放電曲線が後述の比較例に比べて電圧の平坦性が
高く選れており、また、第１表に示すように25℃におい
て2KΩ定負荷放電した場合の0.5Vまでの放電時間（容
量）を10個のサンプルについて測定したところ、容量の
均一性に優れていることが認められた。
セントの水酸化カリウム水溶液を100μ加え、蓋を
し、かしめて封口する。このようにして電池（Ａ）を10
個作製する。この電池（Ａ）は、図７に示すように2KΩ
定負荷放電曲線が後述の比較例に比べて電圧の平坦性が
高く選れており、また、第１表に示すように25℃におい
て2KΩ定負荷放電した場合の0.5Vまでの放電時間（容
量）を10個のサンプルについて測定したところ、容量の
均一性に優れていることが認められた。
比較例１ 実施例１において、TiNi粉末の表面に、ニッケルメッ
キを施し、更にこの上に銅メッキを施した後、水素を吸
蔵させた水素貯蔵合金を用いる代わりに、メッキを施さ
ないTiNi粉末を用い、この他は実施例１と同様にして電
池（Ｂ）を作製する。
キを施し、更にこの上に銅メッキを施した後、水素を吸
蔵させた水素貯蔵合金を用いる代わりに、メッキを施さ
ないTiNi粉末を用い、この他は実施例１と同様にして電
池（Ｂ）を作製する。
この電池（Ｂ）は、実施例１と同様にして2KΩ定負荷
放電特性及び容量を測定したところ、放電電圧の平坦性
が低く、容量にばらつきが認められた。
放電特性及び容量を測定したところ、放電電圧の平坦性
が低く、容量にばらつきが認められた。
（ト）発明の効果 この発明によれば、放電電圧の平坦性に優れ、容量が
均一な電池を提供することができる。また、容量が均一
なためこの電池の製造歩留まりを向上させることができ
る。
均一な電池を提供することができる。また、容量が均一
なためこの電池の製造歩留まりを向上させることができ
る。
第１図〜第６図は、この発明の電池の製造工程の説明
図、第７図および第８図は、それぞれこの発明の実施例
及び比較例で作製した電池の2KΩ定負荷放電曲線の図で
ある。 １……成形用金型、２……押棒、 ５……セパレータ層の粉末、 ６……負極層の粉末、７……集電用ネット、 ８……ガスケット、９……電池容器、 10……電解液、11……蓋。
図、第７図および第８図は、それぞれこの発明の実施例
及び比較例で作製した電池の2KΩ定負荷放電曲線の図で
ある。 １……成形用金型、２……押棒、 ５……セパレータ層の粉末、 ６……負極層の粉末、７……集電用ネット、 ８……ガスケット、９……電池容器、 10……電解液、11……蓋。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−168866（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 4/38 H01M 4/24 - 4/26
Claims (3)
- 【請求項１】正極層、電解液が含浸されたセパレータ層
及び負極層とが順に積層され電池容器に封入されてな
り、前記負極層は、表面側からニッケルと銅とがこの順
にメッキされている水素吸蔵合金粉末を構成材料とする
ことを特徴とする電池。 - 【請求項２】正極層、電解液が含浸されたセパレータ層
及び負極層とが順に積層され電池容器に封入されてな
り、前記負極層は、表面側からニッケルと銅とがこの順
にメッキされている水素吸蔵合金粉末と表面にニッケル
をメッキされている水素吸蔵合金粉末との混合物を構成
材料とすることを特徴とする電池。 - 【請求項３】負極層が、表面側からニッケルと銅とがこ
の順にメッキされている水素吸蔵合金粉末を20重量％以
上、表面にニッケルをメッキされている水素吸蔵合金粉
末を80重量％以下の割合で含む請求項２に記載の電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01164347A JP3115574B2 (ja) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | 電 池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01164347A JP3115574B2 (ja) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | 電 池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0330258A JPH0330258A (ja) | 1991-02-08 |
| JP3115574B2 true JP3115574B2 (ja) | 2000-12-11 |
Family
ID=15791441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01164347A Expired - Fee Related JP3115574B2 (ja) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | 電 池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3115574B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004006298A (ja) * | 2002-04-17 | 2004-01-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アルカリ蓄電池 |
-
1989
- 1989-06-27 JP JP01164347A patent/JP3115574B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004006298A (ja) * | 2002-04-17 | 2004-01-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アルカリ蓄電池 |
| JP4601911B2 (ja) * | 2002-04-17 | 2010-12-22 | パナソニック株式会社 | アルカリ蓄電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0330258A (ja) | 1991-02-08 |
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