JPH0547366A - 角形金属水素化物蓄電池 - Google Patents
角形金属水素化物蓄電池Info
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- JPH0547366A JPH0547366A JP3316430A JP31643091A JPH0547366A JP H0547366 A JPH0547366 A JP H0547366A JP 3316430 A JP3316430 A JP 3316430A JP 31643091 A JP31643091 A JP 31643091A JP H0547366 A JPH0547366 A JP H0547366A
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- metal
- battery
- electrode
- negative
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- 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
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 負極から水素吸蔵合金粉末が脱落することを
抑制すると共に、長期の放置による負極の集電性の低下
を防止する。 【構成】 角形金属水素化物蓄電池において、負極に電
気的に接続した金属シートを、金属製外装缶に対向する
負極と金属製外装缶との間に介挿させると共にこれらに
接触させる。 【効果】 電極体を金属製外装缶に挿入する際に、金属
シートが負極表面を保護し、負極から水素吸蔵合金が脱
落することを抑制する。また、負極の水素吸蔵合金が一
部溶出して絶縁膜を形成しても、この膜は前記金属シー
トの負極に対向する面に形成され、金属シートと金属製
外装缶との間の電気的な接続を阻害しないため、負極の
集電性を良好に保つことが可能である。
抑制すると共に、長期の放置による負極の集電性の低下
を防止する。 【構成】 角形金属水素化物蓄電池において、負極に電
気的に接続した金属シートを、金属製外装缶に対向する
負極と金属製外装缶との間に介挿させると共にこれらに
接触させる。 【効果】 電極体を金属製外装缶に挿入する際に、金属
シートが負極表面を保護し、負極から水素吸蔵合金が脱
落することを抑制する。また、負極の水素吸蔵合金が一
部溶出して絶縁膜を形成しても、この膜は前記金属シー
トの負極に対向する面に形成され、金属シートと金属製
外装缶との間の電気的な接続を阻害しないため、負極の
集電性を良好に保つことが可能である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水素吸蔵合金よりなる
負極を備えた角形金属水素化物蓄電池における負極と負
極端子兼用金属製外装缶との間の集電構造に関するもの
である。
負極を備えた角形金属水素化物蓄電池における負極と負
極端子兼用金属製外装缶との間の集電構造に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】近年、コードレス機器の軽量・薄形化に
伴い、これらの機器の電源となる電池に対して、高容量
化及び小型化が要求されるようになっている。高容量化
については、鉛蓄電池及びニッケル−カドミウム電池よ
り軽量で高容量化が可能となるということで、特に常圧
で負極活物質である水素を吸蔵及び放出することのでき
る水素吸蔵合金を備えた電極を負極に用いた金属水素化
物蓄電池が注目されている。他方、小型化については、
従来の円筒形電池に比較して組電池に構成した際に体積
効率が良く、薄形化が可能な角形電池が注目されてい
る。
伴い、これらの機器の電源となる電池に対して、高容量
化及び小型化が要求されるようになっている。高容量化
については、鉛蓄電池及びニッケル−カドミウム電池よ
り軽量で高容量化が可能となるということで、特に常圧
で負極活物質である水素を吸蔵及び放出することのでき
る水素吸蔵合金を備えた電極を負極に用いた金属水素化
物蓄電池が注目されている。他方、小型化については、
従来の円筒形電池に比較して組電池に構成した際に体積
効率が良く、薄形化が可能な角形電池が注目されてい
る。
【０００３】従来の角形電池における電極の集電方法と
しては、特開平１−２００５５２号公報に示されるもの
がある。この集電方法は、正負極とセパレータを積層し
た電極体の外面に負極を位置させ、一対の正極間に配さ
れ電極体の内部に位置する負極と電極体の外面に位置す
る前記負極とを、負極の導電性支持体の露出部を介して
接続し、電極体の下面に位置する前記導電性支持体の露
出部を負極端子を兼用する角形の金属製外装缶の内底面
に圧接させると共に、電極体の外面に位置する負極を金
属製外装缶の内側面に圧接して、負極と金属製外装缶と
を電気的に接続している。
しては、特開平１−２００５５２号公報に示されるもの
がある。この集電方法は、正負極とセパレータを積層し
た電極体の外面に負極を位置させ、一対の正極間に配さ
れ電極体の内部に位置する負極と電極体の外面に位置す
る前記負極とを、負極の導電性支持体の露出部を介して
接続し、電極体の下面に位置する前記導電性支持体の露
出部を負極端子を兼用する角形の金属製外装缶の内底面
に圧接させると共に、電極体の外面に位置する負極を金
属製外装缶の内側面に圧接して、負極と金属製外装缶と
を電気的に接続している。
【０００４】また、金属製外装缶の内側面に電極体の外
面の負極を圧接させるために電極体の厚みを大きくする
と、電極体を金属製外装缶に挿入する際に、電極体の外
面に位置する負極が金属製外装缶の開口縁に接触して活
物質が脱落することがあり、この脱落が生じさせないた
め、角形のニッケル−カドミウム電池では、負極として
焼結基板に活物質を含浸して作製した極板強度の大きい
焼結式負極が用いられていた。
面の負極を圧接させるために電極体の厚みを大きくする
と、電極体を金属製外装缶に挿入する際に、電極体の外
面に位置する負極が金属製外装缶の開口縁に接触して活
物質が脱落することがあり、この脱落が生じさせないた
め、角形のニッケル−カドミウム電池では、負極として
焼結基板に活物質を含浸して作製した極板強度の大きい
焼結式負極が用いられていた。
【０００５】ところが、金属水素化物蓄電池では、負極
は水素吸蔵合金を主構成物質としており、この水素吸蔵
合金はニッケル−カドミウム電池におけるカドミウムの
ように、負極活物質を活物質の塩溶液として焼結基板内
に液体の形で含浸するという手段を採ることはできず、
水素吸蔵合金を粉末状態で結着剤と混合し、この混合物
をパンチングメタルや発泡ニッケルなどの活物質保持体
に保持させ、非焼結式負極として構成することになる。
しかしながら、非焼結式負極は、極板強度が焼結式負極
に比べて低く、電極体を金属製外装缶に挿入する際に金
属製外装缶に接触して、負極から水素吸蔵合金が脱落
し、この脱落した水素吸蔵合金によって電池内部短絡を
起こす可能性がある。
は水素吸蔵合金を主構成物質としており、この水素吸蔵
合金はニッケル−カドミウム電池におけるカドミウムの
ように、負極活物質を活物質の塩溶液として焼結基板内
に液体の形で含浸するという手段を採ることはできず、
水素吸蔵合金を粉末状態で結着剤と混合し、この混合物
をパンチングメタルや発泡ニッケルなどの活物質保持体
に保持させ、非焼結式負極として構成することになる。
しかしながら、非焼結式負極は、極板強度が焼結式負極
に比べて低く、電極体を金属製外装缶に挿入する際に金
属製外装缶に接触して、負極から水素吸蔵合金が脱落
し、この脱落した水素吸蔵合金によって電池内部短絡を
起こす可能性がある。
【０００６】また、金属水素化物蓄電池において、負極
の水素吸蔵合金電極を金属製外装缶に直接接触させて集
電した場合には、電池を長期にわたって放置した際に、
負極の水素吸蔵合金の一部が溶解して、負極と金属製外
装缶の間に蓄積し、これが絶縁膜を形成して集電性を低
下させることがある。
の水素吸蔵合金電極を金属製外装缶に直接接触させて集
電した場合には、電池を長期にわたって放置した際に、
負極の水素吸蔵合金の一部が溶解して、負極と金属製外
装缶の間に蓄積し、これが絶縁膜を形成して集電性を低
下させることがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記負極か
らの水素吸蔵合金粉末の脱落を抑制すると共に、長期の
放置による負極の集電性の低下を防止することのできる
角形金属水素化物蓄電池を提供しようとするものであ
る。
らの水素吸蔵合金粉末の脱落を抑制すると共に、長期の
放置による負極の集電性の低下を防止することのできる
角形金属水素化物蓄電池を提供しようとするものであ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の角形金属水素化
物蓄電池は、導電性支持体に水素吸蔵合金を保持させた
負極と、正極と、これら両極間に位置するセパレータと
を積層してなる電極体を、負極端子を兼用する金属製外
装缶に収納してなり、前記電極体の金属製外装缶に対向
する面に負極を配し、前記導電性支持体の延長部または
導電性支持体に電気接続した金属シートを、前記金属製
外装缶に対向する負極と金属製外装缶との間に介挿させ
ると共に、前記導電性支持体の延長部または金属シート
を介して前記負極と金属製外装缶とを電気接続したこと
を特徴とするものである。
物蓄電池は、導電性支持体に水素吸蔵合金を保持させた
負極と、正極と、これら両極間に位置するセパレータと
を積層してなる電極体を、負極端子を兼用する金属製外
装缶に収納してなり、前記電極体の金属製外装缶に対向
する面に負極を配し、前記導電性支持体の延長部または
導電性支持体に電気接続した金属シートを、前記金属製
外装缶に対向する負極と金属製外装缶との間に介挿させ
ると共に、前記導電性支持体の延長部または金属シート
を介して前記負極と金属製外装缶とを電気接続したこと
を特徴とするものである。
【０００９】また、前記負極と金属製外装缶との間に介
挿させる導電性支持体の延長部または金属シートを金属
多孔板にすることによって、より一層の効果を奏するも
のである。
挿させる導電性支持体の延長部または金属シートを金属
多孔板にすることによって、より一層の効果を奏するも
のである。
【００１０】
【作用】電極体の外面に位置すると共に金属製外装缶に
対向する負極の表面に金属シートを配すると、電極体を
金属製外装缶に挿入する際に、金属シートが前記負極表
面に露出するため、負極の主構成物質である水素吸蔵合
金が直接金属製外装缶の内面に接触することがなく、負
極から水素吸蔵合金が脱落することを抑制できる。
対向する負極の表面に金属シートを配すると、電極体を
金属製外装缶に挿入する際に、金属シートが前記負極表
面に露出するため、負極の主構成物質である水素吸蔵合
金が直接金属製外装缶の内面に接触することがなく、負
極から水素吸蔵合金が脱落することを抑制できる。
【００１１】また、電池を長期間放置した際には、負極
の水素吸蔵合金が一部溶出して絶縁膜を形成し、この膜
は充電時に導電性のある金属に還元できないが、電極体
の外面に位置する負極と金属製外装缶との間に、負極に
電気的に接続した金属シートを介在させると、前記絶縁
膜は前記金属シートの負極に対向する面に形成されるの
で、金属シートと金属製外装缶との間の電気接続は維持
でき、負極と負極端子を兼用する金属製外装缶の間の電
気的接続を良好に保つことができる。尚、金属シートと
負極との間に絶縁膜が形成されるが、金属シートは予め
負極と電気的に接続されているため、金属シートと負極
の電気接続が損なわれることはない。
の水素吸蔵合金が一部溶出して絶縁膜を形成し、この膜
は充電時に導電性のある金属に還元できないが、電極体
の外面に位置する負極と金属製外装缶との間に、負極に
電気的に接続した金属シートを介在させると、前記絶縁
膜は前記金属シートの負極に対向する面に形成されるの
で、金属シートと金属製外装缶との間の電気接続は維持
でき、負極と負極端子を兼用する金属製外装缶の間の電
気的接続を良好に保つことができる。尚、金属シートと
負極との間に絶縁膜が形成されるが、金属シートは予め
負極と電気的に接続されているため、金属シートと負極
の電気接続が損なわれることはない。
【００１２】更に、負極と金属製外装缶とを直接接触さ
せて集電する場合には、充放電により負極が形状変化し
て負極表面に凹凸ができ、負極と金属製外装缶の密着性
が損なわれることがあるが、金属シートを金属製外装缶
に接触させて集電する場合には、金属シートはこのよう
な形状変化がないため、面と面との接触を保つことがで
き、接触抵抗の増加もない。
せて集電する場合には、充放電により負極が形状変化し
て負極表面に凹凸ができ、負極と金属製外装缶の密着性
が損なわれることがあるが、金属シートを金属製外装缶
に接触させて集電する場合には、金属シートはこのよう
な形状変化がないため、面と面との接触を保つことがで
き、接触抵抗の増加もない。
【００１３】このように、電極体の外面の負極と金属製
外装缶との間に負極に電気的に接続した金属シートを介
在させて集電することにより、高率放電時の作動電圧及
び放電容量が向上し、サイクル特性も向上する。
外装缶との間に負極に電気的に接続した金属シートを介
在させて集電することにより、高率放電時の作動電圧及
び放電容量が向上し、サイクル特性も向上する。
【００１４】ところで、金属水素化物蓄電池は、一般
に、過充電時に正極から発生する酸素ガスを負極で消費
するよう構成されており、上記金属シートとして無孔性
の金属シートを用いた場合には、正極から発生した酸素
ガスは、セパレータを介して対極である負極に到達して
消費されるか、または、電池内の空間に放出された後、
電極体の外面に位置する負極と前記金属シートの僅かな
隙間から侵入し、電極体の外面に位置する負極に到達し
て消費される。しかし、これらだけでは、まだ十分に満
足できる酸素ガス消費能力を有しているとはいえない。
に、過充電時に正極から発生する酸素ガスを負極で消費
するよう構成されており、上記金属シートとして無孔性
の金属シートを用いた場合には、正極から発生した酸素
ガスは、セパレータを介して対極である負極に到達して
消費されるか、または、電池内の空間に放出された後、
電極体の外面に位置する負極と前記金属シートの僅かな
隙間から侵入し、電極体の外面に位置する負極に到達し
て消費される。しかし、これらだけでは、まだ十分に満
足できる酸素ガス消費能力を有しているとはいえない。
【００１５】ここにおいて、前記電極体の外面の負極と
金属製外装缶との間に介在する前記金属シートとして、
多孔板、特に三次元構造の金属多孔板を用いると、電池
内空間に放出された酸素ガスが電極体の外面の負極に到
達し易くなって、負極の酸素ガス消費能力が向上する。
これは、発泡ニッケル、金属繊維の焼結多孔体やエキス
パンドメタルのような三次元構造の金属多孔板は、この
多孔板内の孔空間が酸素ガスの流通経路となり、酸素ガ
スがこの空間内を通過して電極体の外面の負極に到達し
易くなるからである。また、前記三次元構造の金属多孔
板に比較してその酸素ガス消費能力は劣るものの、パン
チングメタルのような二次元構造の金属多孔板を用いた
場合にも効果がある。この理由は、前記金属シートが無
孔性のものであると、金属シートと負極の僅かな隙間を
酸素ガスが通した場合のみ、電極体の外面の負極は酸素
ガスを消費することができるが、二次元構造の金属多孔
板を用いた場合には、これに加えて、金属多孔板と外装
缶の僅かな隙間から侵入した酸素ガスも前記金属多孔板
に設けられた孔を介して負極に到達することができるた
めである。
金属製外装缶との間に介在する前記金属シートとして、
多孔板、特に三次元構造の金属多孔板を用いると、電池
内空間に放出された酸素ガスが電極体の外面の負極に到
達し易くなって、負極の酸素ガス消費能力が向上する。
これは、発泡ニッケル、金属繊維の焼結多孔体やエキス
パンドメタルのような三次元構造の金属多孔板は、この
多孔板内の孔空間が酸素ガスの流通経路となり、酸素ガ
スがこの空間内を通過して電極体の外面の負極に到達し
易くなるからである。また、前記三次元構造の金属多孔
板に比較してその酸素ガス消費能力は劣るものの、パン
チングメタルのような二次元構造の金属多孔板を用いた
場合にも効果がある。この理由は、前記金属シートが無
孔性のものであると、金属シートと負極の僅かな隙間を
酸素ガスが通した場合のみ、電極体の外面の負極は酸素
ガスを消費することができるが、二次元構造の金属多孔
板を用いた場合には、これに加えて、金属多孔板と外装
缶の僅かな隙間から侵入した酸素ガスも前記金属多孔板
に設けられた孔を介して負極に到達することができるた
めである。
【００１６】
【実施例】以下に、本発明の実施例を示し説明する。 ［実施例１］負極に用いる水素吸蔵合金の原材料として
の市販のミッシュメタル（Ｍｍ、希土類元素の混合物）
とニッケルとコバルトとアルミニウムとマンガンを、元
素比１．０：３．２：１．０：０．２：０．６に秤量し
た後、高周波誘導炉内で溶解鋳造する。これにより、Ｍ
ｍＮｉ3.2ＣｏＡｌ0.2Ｍｎ0.6という組成の水素吸蔵合
金を得る。
の市販のミッシュメタル（Ｍｍ、希土類元素の混合物）
とニッケルとコバルトとアルミニウムとマンガンを、元
素比１．０：３．２：１．０：０．２：０．６に秤量し
た後、高周波誘導炉内で溶解鋳造する。これにより、Ｍ
ｍＮｉ3.2ＣｏＡｌ0.2Ｍｎ0.6という組成の水素吸蔵合
金を得る。
【００１７】この合金を機械的に粉砕して、合金重量に
対してポリエチレンオキサイド１．０重量％と、分散媒
としての水とを混合してスラリー状にした。このスラリ
ーをニッケル鍍金を施したパンチングメタルからなる導
電性支持体に塗布、乾燥した後、所定厚みに加圧し切断
して、２枚の負極を負極の導電性支持体の露出部によっ
て接続した水素吸蔵合金負極を作製した。
対してポリエチレンオキサイド１．０重量％と、分散媒
としての水とを混合してスラリー状にした。このスラリ
ーをニッケル鍍金を施したパンチングメタルからなる導
電性支持体に塗布、乾燥した後、所定厚みに加圧し切断
して、２枚の負極を負極の導電性支持体の露出部によっ
て接続した水素吸蔵合金負極を作製した。
【００１８】図１は、前記負極１、１間を接続する導電
性支持体の露出部２に無孔性のニッケルシート３を溶接
してなる負極構造体の斜視図、図２は、この負極構造体
を用いて作製した本発明電池Ａの断面図である。
性支持体の露出部２に無孔性のニッケルシート３を溶接
してなる負極構造体の斜視図、図２は、この負極構造体
を用いて作製した本発明電池Ａの断面図である。
【００１９】図中、４は水酸化ニッケルを活物質とする
平板状の正極であり、この正極３枚と前記負極構造体２
組（負極４枚）とを組み合わせ、これら正負極４、１の
間にセパレータ５を介在させて積層して電極体が構成さ
れている。６は鉄にニッケル鍍金を施した角形の外装缶
であり、この外装缶は負極端子を兼用している。そし
て、前記外装缶６内には、前記電極体が挿入され、前記
ニッケルシート３は負極１と外装缶６の内面との間に圧
接状態で配されている。 ［実施例２］前記実施例１おいて、前記無孔性のニッケ
ルシート３に代えてニッケル金網を用い、その他は前記
実施例１と同様にして電池を構成し、この電池を本発明
電池Ｂとする。 ［比較例］前記実施例１おいて、負極の導電性支持体の
露出部２にニッケルシート３を接続せず、電極体の外面
に位置する負極を、金属製外装缶に直接圧接して電池を
構成し、この電池を比較電池Ｃとする。
平板状の正極であり、この正極３枚と前記負極構造体２
組（負極４枚）とを組み合わせ、これら正負極４、１の
間にセパレータ５を介在させて積層して電極体が構成さ
れている。６は鉄にニッケル鍍金を施した角形の外装缶
であり、この外装缶は負極端子を兼用している。そし
て、前記外装缶６内には、前記電極体が挿入され、前記
ニッケルシート３は負極１と外装缶６の内面との間に圧
接状態で配されている。 ［実施例２］前記実施例１おいて、前記無孔性のニッケ
ルシート３に代えてニッケル金網を用い、その他は前記
実施例１と同様にして電池を構成し、この電池を本発明
電池Ｂとする。 ［比較例］前記実施例１おいて、負極の導電性支持体の
露出部２にニッケルシート３を接続せず、電極体の外面
に位置する負極を、金属製外装缶に直接圧接して電池を
構成し、この電池を比較電池Ｃとする。
【００２０】前記本発明電池Ａと比較電池Ｃを、夫々１
００mAの電流で１５時間充電した後、２Ａの電流で放電
し、その放電容量と放電電圧を測定した。図５はこの結
果を示す図面であり、放電容量は本発明電池Ａの放電容
量を１００％として示している。
００mAの電流で１５時間充電した後、２Ａの電流で放電
し、その放電容量と放電電圧を測定した。図５はこの結
果を示す図面であり、放電容量は本発明電池Ａの放電容
量を１００％として示している。
【００２１】図５より、本発明電池Ａは比較電池Ｃに比
べて、放電容量が向上し、作動電圧も高くなっているこ
とがわかる。これは、本発明電池が負極の集電を、負極
に電気的に接続したニッケルシートと、負極端子を兼用
する金属製外装缶の内面との接触によって行っており、
導電性が良好なニッケルシートと金属製外装缶が面と面
とで接触していることから、これらの間の接触抵抗が小
さくなるのに対し、比較電池では、絶縁性のポリエチレ
ンオキサイドからなる増粘剤によって水素吸蔵合金を結
着した負極表面と金属製外装缶とを接触して集電してお
り、ニッケルシートに比べると負極表面は導電性が低
く、集電部における接触抵抗が大きくなっているためと
考えられる。
べて、放電容量が向上し、作動電圧も高くなっているこ
とがわかる。これは、本発明電池が負極の集電を、負極
に電気的に接続したニッケルシートと、負極端子を兼用
する金属製外装缶の内面との接触によって行っており、
導電性が良好なニッケルシートと金属製外装缶が面と面
とで接触していることから、これらの間の接触抵抗が小
さくなるのに対し、比較電池では、絶縁性のポリエチレ
ンオキサイドからなる増粘剤によって水素吸蔵合金を結
着した負極表面と金属製外装缶とを接触して集電してお
り、ニッケルシートに比べると負極表面は導電性が低
く、集電部における接触抵抗が大きくなっているためと
考えられる。
【００２２】また、前記本発明電池Ａ及びＢと比較電池
Ｃを、夫々１００mAの電流で１５時間充電した後、２Ａ
の電流で放電し、電池電圧が１．０Ｖになった時点で放
電を停止する条件で、充放電サイクルを繰り返した時の
サイクル特性を図６に示す。尚、図中、放電容量は本発
明電池Ａのサイクル初期の放電容量を１００％として示
している。
Ｃを、夫々１００mAの電流で１５時間充電した後、２Ａ
の電流で放電し、電池電圧が１．０Ｖになった時点で放
電を停止する条件で、充放電サイクルを繰り返した時の
サイクル特性を図６に示す。尚、図中、放電容量は本発
明電池Ａのサイクル初期の放電容量を１００％として示
している。
【００２３】図６から明らかなように、本発明電池Ａ及
びＢは比較電池Ｃに比べてサイクル寿命が向上してい
る。これは、充放電による負極の形状変形、及び水素吸
蔵合金から溶出した希土類元素による絶縁膜の形成に起
因していると考えられる。
びＢは比較電池Ｃに比べてサイクル寿命が向上してい
る。これは、充放電による負極の形状変形、及び水素吸
蔵合金から溶出した希土類元素による絶縁膜の形成に起
因していると考えられる。
【００２４】比較電池Ｃでは、負極と金属製外装缶を直
接接触させることにより集電しているため、負極表面の
形状変形によって集電性が低下するが、本発明電池Ａ及
びＢではニッケルシート及びニッケル金網と金属製外装
缶を接触させることにより集電を行っているため、負極
が形状変形してもニッケルシートまたはニッケル金網と
金属製外装缶との間の集電効果が低下しない。
接接触させることにより集電しているため、負極表面の
形状変形によって集電性が低下するが、本発明電池Ａ及
びＢではニッケルシート及びニッケル金網と金属製外装
缶を接触させることにより集電を行っているため、負極
が形状変形してもニッケルシートまたはニッケル金網と
金属製外装缶との間の集電効果が低下しない。
【００２５】また、充放電サイクルが経過するにつれ
て、負極の水素吸蔵合金を構成するＬａなどの希土類元
素が電解液に溶出し、絶縁性の化合物となって膜を形成
するようになるが、比較電池Ｃでは、この絶縁膜が負極
と金属製外装缶の間に形成するため、集電性が低下する
のに対して、本発明電池Ａ及びＢでは、ニッケルシート
またはニッケル金網と金属製外装缶との間には絶縁膜が
形成されないため、これらの間の集電性が良好に保たれ
る。
て、負極の水素吸蔵合金を構成するＬａなどの希土類元
素が電解液に溶出し、絶縁性の化合物となって膜を形成
するようになるが、比較電池Ｃでは、この絶縁膜が負極
と金属製外装缶の間に形成するため、集電性が低下する
のに対して、本発明電池Ａ及びＢでは、ニッケルシート
またはニッケル金網と金属製外装缶との間には絶縁膜が
形成されないため、これらの間の集電性が良好に保たれ
る。
【００２６】次いで、電池の長期保存による電池内部抵
抗の変化について調べた結果を図７に示す。試験方法
は、前記本発明電池Ａと比較電池Ｃを、夫々１００mAの
電流で１５時間充電した後、２Ａの電流で電池電圧が
１．０Ｖになるまで放電し、この電池を４０℃雰囲気で
放置して電池の内部抵抗を測定するものである。
抗の変化について調べた結果を図７に示す。試験方法
は、前記本発明電池Ａと比較電池Ｃを、夫々１００mAの
電流で１５時間充電した後、２Ａの電流で電池電圧が
１．０Ｖになるまで放電し、この電池を４０℃雰囲気で
放置して電池の内部抵抗を測定するものである。
【００２７】図７より、比較電池Ｃは放置期間が１カ月
位から電池内部抵抗が大きく増加するのに対し、本発明
電池Ａは３カ月放置しても電池内部抵抗の増加はほとん
ど見られない。この点に関しても、前述同様水素吸蔵合
金から溶出した希土類元素による絶縁膜の形成に起因し
ていると考えられる。 ［実施例３］前記実施例１おいて、前記無孔性のニッケ
ルシート３に代えて発泡ニッケルからなる金属多孔板を
用い、その他は前記実施例１と同様にして電池を構成
し、この電池を本発明電池Ｄとする。
位から電池内部抵抗が大きく増加するのに対し、本発明
電池Ａは３カ月放置しても電池内部抵抗の増加はほとん
ど見られない。この点に関しても、前述同様水素吸蔵合
金から溶出した希土類元素による絶縁膜の形成に起因し
ていると考えられる。 ［実施例３］前記実施例１おいて、前記無孔性のニッケ
ルシート３に代えて発泡ニッケルからなる金属多孔板を
用い、その他は前記実施例１と同様にして電池を構成
し、この電池を本発明電池Ｄとする。
【００２８】前記本発明電池Ａ、Ｂ及びＤと比較電池Ｃ
を夫々、２Ａの電流で充電した時の電池内部圧力を測定
し、この結果を図８に示す。また、前記本発明電池Ａ及
びＢを１００mAの電流で充電した時の電池内部圧力を測
定し、この結果を図９に示す。
を夫々、２Ａの電流で充電した時の電池内部圧力を測定
し、この結果を図８に示す。また、前記本発明電池Ａ及
びＢを１００mAの電流で充電した時の電池内部圧力を測
定し、この結果を図９に示す。
【００２９】図８から、電極体の外面の負極と外装缶と
の間に金属多孔板を介在させた本発明電池Ｂ及びＤは、
電池内部圧力を低く抑えることができていることがわか
る。これに対して、前記金属シートとして無孔性のもの
を用いた本発明電池Ａ及び比較電池Ｃは、充電時間が２
０分を越えると急激な電池内部圧力の上昇が生じてい
る。
の間に金属多孔板を介在させた本発明電池Ｂ及びＤは、
電池内部圧力を低く抑えることができていることがわか
る。これに対して、前記金属シートとして無孔性のもの
を用いた本発明電池Ａ及び比較電池Ｃは、充電時間が２
０分を越えると急激な電池内部圧力の上昇が生じてい
る。
【００３０】これは、本発明電池Ｂ及びＤでは、過充電
時に正極から発生した酸素ガスが、電極体の外面と外装
缶との間に介在する金属多孔板内を通過して、電極体の
外面の負極に容易に到達して消費されるため、酸素ガス
消費能力が高まり、電池内部圧力が低く抑えられたもの
と考えられる。これに対して、本発明電池Ａ及び比較電
池Ｃでは、電極体と無孔性金属シートまたは外装缶との
間の僅かな隙間を酸素ガスが通過しなければ、電極体の
外面に位置する負極で酸素ガスを消費することができ
ず、十分な酸素ガス消費反応が行われなかったため、電
池内部圧力が過充電時に急激に上昇したものと考えられ
る。
時に正極から発生した酸素ガスが、電極体の外面と外装
缶との間に介在する金属多孔板内を通過して、電極体の
外面の負極に容易に到達して消費されるため、酸素ガス
消費能力が高まり、電池内部圧力が低く抑えられたもの
と考えられる。これに対して、本発明電池Ａ及び比較電
池Ｃでは、電極体と無孔性金属シートまたは外装缶との
間の僅かな隙間を酸素ガスが通過しなければ、電極体の
外面に位置する負極で酸素ガスを消費することができ
ず、十分な酸素ガス消費反応が行われなかったため、電
池内部圧力が過充電時に急激に上昇したものと考えられ
る。
【００３１】また、図９から、充電電流が比較的小さい
場合には、無孔性の金属シートを用いた本発明電池Ａに
おいても、急激な電池内圧力の上昇は見られない。これ
は、電池内における酸素ガス消費能力に比較して、電池
内の酸素ガス発生速度が図８に示した２Ａの電流で充電
した場合ほど速くないためであり、低電流での充電で
は、無孔性の金属シートを用いても十分使用可能であ
る。 ［実施例４］負極として図３に示すように、負極の導電
性支持体の延長部７を無孔性の金属シートで構成し、こ
の金属シートを負極１の一側面を覆うように延出したも
のを用い、図４に示すように、この負極１と正極４とを
１枚ずつ用いて組み合わせ、その他は前記実施例１と同
様にして本発明電池Ｅを作製した。尚、実施例１と同一
構成物には同一の番号を付与した。
場合には、無孔性の金属シートを用いた本発明電池Ａに
おいても、急激な電池内圧力の上昇は見られない。これ
は、電池内における酸素ガス消費能力に比較して、電池
内の酸素ガス発生速度が図８に示した２Ａの電流で充電
した場合ほど速くないためであり、低電流での充電で
は、無孔性の金属シートを用いても十分使用可能であ
る。 ［実施例４］負極として図３に示すように、負極の導電
性支持体の延長部７を無孔性の金属シートで構成し、こ
の金属シートを負極１の一側面を覆うように延出したも
のを用い、図４に示すように、この負極１と正極４とを
１枚ずつ用いて組み合わせ、その他は前記実施例１と同
様にして本発明電池Ｅを作製した。尚、実施例１と同一
構成物には同一の番号を付与した。
【００３２】前記本発明電池Ｅも他の本発明電池と同様
に、放電電圧、サイクル特性及び放置後の電池内部抵抗
の何れも優れた特性を示すことが確認された。
に、放電電圧、サイクル特性及び放置後の電池内部抵抗
の何れも優れた特性を示すことが確認された。
【００３３】
【発明の効果】本発明の角形金属水素化物蓄電池は、負
極の導電性支持体の延長部または導電性支持体に電気的
に接続した金属シートを、金属製外装缶に対向する負極
と金属製外装缶との間に介挿させ、前記導電性支持体の
延長部または金属シートを金属製外装缶に電気接続した
ものであるので、電極体を金属製外装缶に挿入する際
に、前記延長部または金属シートが前記負極表面に露出
し、負極の主構成物質である水素吸蔵合金が直接金属外
装缶に接触することがなく、水素吸蔵合金が負極から脱
落することを抑制できる。また、負極の水素吸蔵合金が
一部溶出して絶縁膜を形成しても、この膜は前記延長部
または金属シートの負極に対向する面に形成され、前記
延長部または金属シートと金属製外装缶との間の電気的
な接続を阻害しないため、負極の集電性を良好に保つこ
とが可能である。
極の導電性支持体の延長部または導電性支持体に電気的
に接続した金属シートを、金属製外装缶に対向する負極
と金属製外装缶との間に介挿させ、前記導電性支持体の
延長部または金属シートを金属製外装缶に電気接続した
ものであるので、電極体を金属製外装缶に挿入する際
に、前記延長部または金属シートが前記負極表面に露出
し、負極の主構成物質である水素吸蔵合金が直接金属外
装缶に接触することがなく、水素吸蔵合金が負極から脱
落することを抑制できる。また、負極の水素吸蔵合金が
一部溶出して絶縁膜を形成しても、この膜は前記延長部
または金属シートの負極に対向する面に形成され、前記
延長部または金属シートと金属製外装缶との間の電気的
な接続を阻害しないため、負極の集電性を良好に保つこ
とが可能である。
【００３４】また、前記負極と金属製外装缶との間に介
挿させる導電性支持体の延長部または金属シートとして
金属多孔板を用いることにより、酸素ガス消費能力が向
上し、急速充電が可能となる。
挿させる導電性支持体の延長部または金属シートとして
金属多孔板を用いることにより、酸素ガス消費能力が向
上し、急速充電が可能となる。
【図１】本発明の一実施例の電池に用いた負極構造体の
斜視図である。
斜視図である。
【図２】本発明の一実施例の電池の断面図である。
【図３】本発明の他実施例の電池に用いた負極構造体の
斜視図である。
斜視図である。
【図４】本発明の他実施例の電池の断面図である。
【図５】電池の放電特性図である。
【図６】電池のサイクル特性図である。
【図７】放置後の電池の内部抵抗を示す図面である。
【図８】２Ａの電流で充電した時の電池内部圧力を示す
図面である。
図面である。
【図９】１００mAの電流で充電した時の電池内部圧力を
示す図面である。
示す図面である。
１ 負極 ２ 導電性支持体の露出部 ３ ニッケルシート（金属シート） ４ 正極 ５ セパレータ ６ 金属製外装缶 ７ 導電性支持体の延長部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 束 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三洋 電機株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 導電性支持体に水素吸蔵合金を保持させ
た負極と、正極と、この両極間に介在するセパレータと
を積層してなる電極体を、負極端子を兼用する金属製外
装缶に収納してなり、前記電極体の金属製外装缶に対向
する面に負極を配し、前記導電性支持体の延長部または
導電性支持体に電気接続した金属シートを、前記金属製
外装缶に対向する負極と金属製外装缶との間に介挿させ
ると共に、前記導電性支持体の延長部または金属シート
を介して前記負極と金属製外装缶とを電気接続してなる
角形金属水素化物蓄電池。 - 【請求項２】 前記負極と金属製外装缶との間に介挿さ
せる導電性支持体の延長部または金属シートが金属多孔
板であることを特徴とする請求項１に記載の角形金属水
素化物蓄電池。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3-15249 | 1991-02-06 | ||
| JP1524991 | 1991-02-06 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0547366A true JPH0547366A (ja) | 1993-02-26 |
Family
ID=11883582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3316430A Pending JPH0547366A (ja) | 1991-02-06 | 1991-11-29 | 角形金属水素化物蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0547366A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0637852A1 (en) * | 1993-08-04 | 1995-02-08 | Saft America, Inc. | Planar metal gas cell |
| US6103424A (en) * | 1997-03-12 | 2000-08-15 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Rectangular battery |
| WO2013012085A1 (ja) * | 2011-07-20 | 2013-01-24 | 株式会社Ｇｓユアサ | 円筒形電池 |
| CN112161193A (zh) * | 2020-09-29 | 2021-01-01 | 扬州大学 | 一种用于分析仪器的供氢装置 |
-
1991
- 1991-11-29 JP JP3316430A patent/JPH0547366A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0637852A1 (en) * | 1993-08-04 | 1995-02-08 | Saft America, Inc. | Planar metal gas cell |
| US6103424A (en) * | 1997-03-12 | 2000-08-15 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Rectangular battery |
| KR100310875B1 (ko) * | 1997-03-12 | 2002-08-27 | 산요 덴키 가부시키가이샤 | 각형전지 |
| WO2013012085A1 (ja) * | 2011-07-20 | 2013-01-24 | 株式会社Ｇｓユアサ | 円筒形電池 |
| CN103688389A (zh) * | 2011-07-20 | 2014-03-26 | 株式会社杰士汤浅国际 | 圆筒形电池 |
| JPWO2013012085A1 (ja) * | 2011-07-20 | 2015-02-23 | 株式会社Ｇｓユアサ | 円筒形電池 |
| EP2736098A4 (en) * | 2011-07-20 | 2015-10-28 | Gs Yuasa Int Ltd | CYLINDRICAL BATTERY |
| US9722215B2 (en) | 2011-07-20 | 2017-08-01 | Gs Yuasa International Ltd. | Cylindrical battery |
| CN112161193A (zh) * | 2020-09-29 | 2021-01-01 | 扬州大学 | 一种用于分析仪器的供氢装置 |
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