JPS61151974A - アルカリ蓄電池 - Google Patents
アルカリ蓄電池Info
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- JPS61151974A JPS61151974A JP59277188A JP27718884A JPS61151974A JP S61151974 A JPS61151974 A JP S61151974A JP 59277188 A JP59277188 A JP 59277188A JP 27718884 A JP27718884 A JP 27718884A JP S61151974 A JPS61151974 A JP S61151974A
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- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/34—Gastight accumulators
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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
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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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、急速充電・高率放電に適したプルカリ蓄電の
構成に関するものである。
構成に関するものである。
従来の技術
従来、正極として焼結式、非焼結式あるいはスポンジ状
基板をもつニッケル極、負極としてペースト式および焼
結式のカドミウム極を用いたアルカリ蓄電池の構成にお
いては、用いる電解液として、 （１）正極の活物質利用率を向上するため、水酸化カリ
ウム水溶液を主体として、これに水酸化リチウムを２．
４〜６．３重量パーセント添加した６、５〜７．０規定
の電解液（特公昭４３−８５１３号公報）を用いる。
基板をもつニッケル極、負極としてペースト式および焼
結式のカドミウム極を用いたアルカリ蓄電池の構成にお
いては、用いる電解液として、 （１）正極の活物質利用率を向上するため、水酸化カリ
ウム水溶液を主体として、これに水酸化リチウムを２．
４〜６．３重量パーセント添加した６、５〜７．０規定
の電解液（特公昭４３−８５１３号公報）を用いる。
＠）高温特性を向上するために、５〜６規定の水酸化ナ
トリウム水溶液を主体として、これに水酸化リチウムを
１〜２規定添加した電解液（特開昭５０−８６６３８号
公報） などの報告がある。
トリウム水溶液を主体として、これに水酸化リチウムを
１〜２規定添加した電解液（特開昭５０−８６６３８号
公報） などの報告がある。
また、上記従来の構成から成るアルカリ蓄電池において
、急速充電時のガス吸収性を向上するために、ペースト
式カドミウム負極の表面にポリテドラフルオロエチレン
を塗布する負極処方についての報告（特開昭５８−１８
６１７２号公報など）もある。
、急速充電時のガス吸収性を向上するために、ペースト
式カドミウム負極の表面にポリテドラフルオロエチレン
を塗布する負極処方についての報告（特開昭５８−１８
６１７２号公報など）もある。
発明が解決しようとする問題点
近年、アルカリ蓄電池には急速充電性が要求されており
、この要求に対応してポリテトラフルオロエチレンを表
面に塗布したペースト式カドミウム負極が開発された。
、この要求に対応してポリテトラフルオロエチレンを表
面に塗布したペースト式カドミウム負極が開発された。
この負極とニッケル正極および不織布セパレータから構
成された電池において、従来の電解液の１例である６、
６規定の水酸化カリウム水溶液に水酸化リチウムを４重
量パーセント添加した水溶液を電解液として、遊離の液
が生じない程度にその量を規制して注入した場合、１Ｃ
相当の急速充電は、電池内圧が約２ ＋１ｒ／ｃ−ａｔ
−１でしか上昇せず良好であり、また１Ｃ相当の放電性
能も満足のいく結果が得られた。しかし３０以上の高率
放電性能は、放電電圧および放電容量の点からさらに向
上することが望まれている。また従来の電解液では、電
解液量が少ないと放電容量が不充分であったり、電解液
量が多いと充電時の電池内圧が上昇しやすいなどの問題
があった。
成された電池において、従来の電解液の１例である６、
６規定の水酸化カリウム水溶液に水酸化リチウムを４重
量パーセント添加した水溶液を電解液として、遊離の液
が生じない程度にその量を規制して注入した場合、１Ｃ
相当の急速充電は、電池内圧が約２ ＋１ｒ／ｃ−ａｔ
−１でしか上昇せず良好であり、また１Ｃ相当の放電性
能も満足のいく結果が得られた。しかし３０以上の高率
放電性能は、放電電圧および放電容量の点からさらに向
上することが望まれている。また従来の電解液では、電
解液量が少ないと放電容量が不充分であったり、電解液
量が多いと充電時の電池内圧が上昇しやすいなどの問題
があった。
さらに電解液中に炭酸イオン等の不純物が多量に存在す
ると、放電性能が劣化するなどの問題もあった。
ると、放電性能が劣化するなどの問題もあった。
本発明は以上の問題点を解決するもので、ポリテトラフ
ルオロエチレンを表面に塗布したペースト式カドミウム
負極を用い、電解液組成および液量と電解液中の炭酸イ
オンの量を規制することにより、高率放電特性を向上さ
せ、かつ充電時の内圧を抑えて急速充電性能をも向上す
ることを目的とするものである。
ルオロエチレンを表面に塗布したペースト式カドミウム
負極を用い、電解液組成および液量と電解液中の炭酸イ
オンの量を規制することにより、高率放電特性を向上さ
せ、かつ充電時の内圧を抑えて急速充電性能をも向上す
ることを目的とするものである。
問題点を解決するための手段
この問題点を解決するために本発明は、焼結基板、非焼
結基板あるいはスポンジ状基板を用いたニッケル正極、
ポリテトラフルオロエチレンを表面に塗布したペースト
式カドミウム負極を用い、合成樹脂繊維の不織布をセパ
レータとしてこれらを渦巻状に巻回構成した極板群に対
し、アルカリ電解液として６．５〜９．０規定の水酸化
カリウム水溶液を主体としその液量が正極容量に対して
２．４０Ｘ １０−！′〜３−２ Ｘ １０−’ −３
ｃｃ／ｍＡｈとしたもノテある。
結基板あるいはスポンジ状基板を用いたニッケル正極、
ポリテトラフルオロエチレンを表面に塗布したペースト
式カドミウム負極を用い、合成樹脂繊維の不織布をセパ
レータとしてこれらを渦巻状に巻回構成した極板群に対
し、アルカリ電解液として６．５〜９．０規定の水酸化
カリウム水溶液を主体としその液量が正極容量に対して
２．４０Ｘ １０−！′〜３−２ Ｘ １０−’ −３
ｃｃ／ｍＡｈとしたもノテある。
作 用
ペースト式カドミウム負極の表面にポリテトラフルオロ
エチレンを塗布すると、ポリテトラフルオロエチレン自
体が撥水性を有し、かつガス透過性に優れているため、
極板とセパレータとの境界面で電解液が適度に保持され
てガス拡散が阻害されることもなくなり、ガス吸収能力
が向上するものと思われる。
エチレンを塗布すると、ポリテトラフルオロエチレン自
体が撥水性を有し、かつガス透過性に優れているため、
極板とセパレータとの境界面で電解液が適度に保持され
てガス拡散が阻害されることもなくなり、ガス吸収能力
が向上するものと思われる。
この負極とニッケル正極および不織布セパレータから構
成されるアルカリ蓄電池において、従来か上昇せず良好
であり、また１Ｃ相轟の放電特性も良好であった。しか
し、３Ｃ以上の高率放電性能は、放電電圧、放電容量の
特性面で不充分であった。これは、従来の電解液組成を
用いた場合、液量を規制してはいたが電解液濃度が低い
ために高率放電性能が不充分であったと考えられる。さ
らに高率放電性能を上げる目的で電解液量を増すと、充
電時の電池内圧が上昇するという欠点が出てきた。
成されるアルカリ蓄電池において、従来か上昇せず良好
であり、また１Ｃ相轟の放電特性も良好であった。しか
し、３Ｃ以上の高率放電性能は、放電電圧、放電容量の
特性面で不充分であった。これは、従来の電解液組成を
用いた場合、液量を規制してはいたが電解液濃度が低い
ために高率放電性能が不充分であったと考えられる。さ
らに高率放電性能を上げる目的で電解液量を増すと、充
電時の電池内圧が上昇するという欠点が出てきた。
そこで電解液濃廖を上げるとともに液量を規制し、さら
に電解液中の不純物等の検討を行った結果、前記本発明
の手段により従来の急速充電性能と合わせて、高率放電
特性を飛躍的に向上することができた。具体的には、電
解液として水酸化カリウム水溶液の濃度を６．６規定〜
９．０規定としたものを主体として用い、その液量を正
極容量に対して２．４０×１０〜３．２０×１０ ｃｃ
／ｍＡｈに規制し、さらに電解液中の不純物として炭酸
イオン濃度を１．０重量パーセント以下にすることによ
り、１０以上の急速充電性能と合わせて、３Ｃ以上の高
率放電性能を飛躍的に向上できた。
に電解液中の不純物等の検討を行った結果、前記本発明
の手段により従来の急速充電性能と合わせて、高率放電
特性を飛躍的に向上することができた。具体的には、電
解液として水酸化カリウム水溶液の濃度を６．６規定〜
９．０規定としたものを主体として用い、その液量を正
極容量に対して２．４０×１０〜３．２０×１０ ｃｃ
／ｍＡｈに規制し、さらに電解液中の不純物として炭酸
イオン濃度を１．０重量パーセント以下にすることによ
り、１０以上の急速充電性能と合わせて、３Ｃ以上の高
率放電性能を飛躍的に向上できた。
例えば、１Ｃ相当の充電時の電池内圧が約２１ｊ／ｄま
でしか上昇せず、１０Ｃ相当の放電電圧が１０〜４０
ｍＶ向上し、かつ放電効率（放電容量／標準容量）が約
８６％以上従来比で１０〜２゜チに向上した。なお標準
容量とは２０℃において、０．１０で１６時間充電し、
０．２ｃで１．０■まで放電したときの容量である。こ
こで、電解液量を２、４０ Ｘ １０ ＣＣ／ｒｎＡ
ｈ以下にすると、１００相当の放電時の放電効率が大き
く阻害され、３．２０Ｘ１０− ＳＣＣ／ｍＡ ｈ以上
では１Ｃ相当の充電時の電池内圧が約１０Ｆｊμ以上と
なり漏液するなどの支障をきたした。また、電解液中の
不純物として炭酸イオン濃度が１．０重量パーセント以
上になると、放電効率が２０〜３０％低下した。
でしか上昇せず、１０Ｃ相当の放電電圧が１０〜４０
ｍＶ向上し、かつ放電効率（放電容量／標準容量）が約
８６％以上従来比で１０〜２゜チに向上した。なお標準
容量とは２０℃において、０．１０で１６時間充電し、
０．２ｃで１．０■まで放電したときの容量である。こ
こで、電解液量を２、４０ Ｘ １０ ＣＣ／ｒｎＡ
ｈ以下にすると、１００相当の放電時の放電効率が大き
く阻害され、３．２０Ｘ１０− ＳＣＣ／ｍＡ ｈ以上
では１Ｃ相当の充電時の電池内圧が約１０Ｆｊμ以上と
なり漏液するなどの支障をきたした。また、電解液中の
不純物として炭酸イオン濃度が１．０重量パーセント以
上になると、放電効率が２０〜３０％低下した。
実施例
以下、本発明による実施例を第１図から第４図を参照し
て説明する。
て説明する。
正極に焼結式ニッケル極、負極にポリテトラフルオロエ
チレンを表面に箪布したペースト式カドミウム極を用い
、これらを不織布セパレータとともに渦巻状に巻回構成
した極板群からなる円筒密閉形ニッケルーカドミウム蓄
電池（ＳＣサイズ、公称容量１２００ｍＡｈ）において
、（１）電解液濃度、（ＩＩ）炭酸イオン濃度に区分し
て以下に述べるような電池を試作した。
チレンを表面に箪布したペースト式カドミウム極を用い
、これらを不織布セパレータとともに渦巻状に巻回構成
した極板群からなる円筒密閉形ニッケルーカドミウム蓄
電池（ＳＣサイズ、公称容量１２００ｍＡｈ）において
、（１）電解液濃度、（ＩＩ）炭酸イオン濃度に区分し
て以下に述べるような電池を試作した。
表１
電解液として表１に示すようなＡからＥを用いて電池を
試作し、これらＡからＥの電解液を用いた電池をそれぞ
れＡからΣとする。
試作し、これらＡからＥの電解液を用いた電池をそれぞ
れＡからΣとする。
これらＡ、Ｅの電池について、次の条件で充放電試験を
行った。
行った。
（１）充電試験
周囲温度を２０℃とし、１２Ａの充電電流で３時間の充
電を行い、この時の電池内圧を電解液量を変えて求めた
。
電を行い、この時の電池内圧を電解液量を変えて求めた
。
＠）放電試験
完全充電状態の電池を周囲温度を２０’Ｃとして、（ｉ
）１２Ａの放電電流で放電した時の放電曲線を、電解液
量を正極容量に対して３．０×１０””ｃｃ／ｍＡｈと
して求めた。（ｉｉ） １２ Ａの放電電流で放電した
時の放電効率（放電容量／標準容量）を電解液量を変え
て求めた。
）１２Ａの放電電流で放電した時の放電曲線を、電解液
量を正極容量に対して３．０×１０””ｃｃ／ｍＡｈと
して求めた。（ｉｉ） １２ Ａの放電電流で放電した
時の放電効率（放電容量／標準容量）を電解液量を変え
て求めた。
以上の結果を図にまとめ、高率放電時の放電曲線を第１
図に、高率放電時の放電効率を第２図に、急速充電時の
電池内圧を第３図にそれぞれ示した。
図に、高率放電時の放電効率を第２図に、急速充電時の
電池内圧を第３図にそれぞれ示した。
この結果から明らかなように、本発明による電池Ｂから
Ｅは、電解液量を正極容量に対して２．４ｘ１ｏ −
３ｃｃ／ｍＡｈ以上にすると放電効率が８６−以上とな
り、従来例Ａに比べて高率放電性能が飛躍的に向上した
。この時本発明例ＢからＥの放電電圧は、従来例Ａに比
べて１０〜＋ｏｍＶ高くなった。また、急速充電時の電
池内圧は、本発明による電池ＢからＥにおいて、液量を
正極容量に対して３．２０ Ｘ １０ ｃｃ／ｍＡｈ
以下にすることによって内部圧力が約２ ＫＰ／ｃｄ以
下となるが、従来例の電池Ａは内部圧力を２１−以下と
するには、２．４Ｘ１０−’−３ｃｃ／ｍＡｈ以下とす
る必要があシ、この液量では第２図に示すように、１２
Ａでの高率放電性能において充分な性能が得られなかっ
た。
Ｅは、電解液量を正極容量に対して２．４ｘ１ｏ −
３ｃｃ／ｍＡｈ以上にすると放電効率が８６−以上とな
り、従来例Ａに比べて高率放電性能が飛躍的に向上した
。この時本発明例ＢからＥの放電電圧は、従来例Ａに比
べて１０〜＋ｏｍＶ高くなった。また、急速充電時の電
池内圧は、本発明による電池ＢからＥにおいて、液量を
正極容量に対して３．２０ Ｘ １０ ｃｃ／ｍＡｈ
以下にすることによって内部圧力が約２ ＫＰ／ｃｄ以
下となるが、従来例の電池Ａは内部圧力を２１−以下と
するには、２．４Ｘ１０−’−３ｃｃ／ｍＡｈ以下とす
る必要があシ、この液量では第２図に示すように、１２
Ａでの高率放電性能において充分な性能が得られなかっ
た。
したがって急速充電時の電池内圧および高率放電特性を
ともに満足する電解液は、水酸化カリウム水溶液の濃度
を６．６規定〜９．０規定とし、液量を正極容量に対し
て２．４０ Ｘ １０−３〜３．２０ Ｘｌ ０−３−
３ｃｃ／ｍＡｈとした範囲になる。
ともに満足する電解液は、水酸化カリウム水溶液の濃度
を６．６規定〜９．０規定とし、液量を正極容量に対し
て２．４０ Ｘ １０−３〜３．２０ Ｘｌ ０−３−
３ｃｃ／ｍＡｈとした範囲になる。
表２
また、電解液中の炭酸イオン濃度の影響をみるために、
表２のＦから工に示す電解液を用い、これに０〜４．６
重量％の範囲でそれぞれ炭酸カリウムを加えて、これら
を電解液として用いた電池をそれぞれＦから工とする。
表２のＦから工に示す電解液を用い、これに０〜４．６
重量％の範囲でそれぞれ炭酸カリウムを加えて、これら
を電解液として用いた電池をそれぞれＦから工とする。
これらＦから１の電池について前項（１）の放電試験（
１１）を行った、その結果を第４図に示す。
１１）を行った、その結果を第４図に示す。
この結果、本発明による電解液Ｇから工を用いる時、炭
酸イオン濃度を１．０重量パーセント以上に増すと高率
放電時の放電効率が２０〜３０％低下することがわかる
。一方従来例Ｆにおいては、炭酸イオン濃度が６重量パ
ーセントまで増加しても放電効率は約６チしか低下しな
い。すなわち、電解液の主体である水酸化カリウム水溶
液の濃度が高くなると、炭酸イオンによる放電効率の低
下の影響が大きくなることがわかる。これは一般に、水
酸化カリウム水溶液において濃度が高いほど炭酸イオン
は溶解できず、そのため水酸化カリウム水溶液の濃度が
高いほど、数重量パーセントの炭酸イオンの存在によっ
て放電性能が劣化するものと思われる。したがって本発
明における電解液においては、電解液中の炭酸イオン濃
度を１．０重量パーセント以下としなくてはならない。
酸イオン濃度を１．０重量パーセント以上に増すと高率
放電時の放電効率が２０〜３０％低下することがわかる
。一方従来例Ｆにおいては、炭酸イオン濃度が６重量パ
ーセントまで増加しても放電効率は約６チしか低下しな
い。すなわち、電解液の主体である水酸化カリウム水溶
液の濃度が高くなると、炭酸イオンによる放電効率の低
下の影響が大きくなることがわかる。これは一般に、水
酸化カリウム水溶液において濃度が高いほど炭酸イオン
は溶解できず、そのため水酸化カリウム水溶液の濃度が
高いほど、数重量パーセントの炭酸イオンの存在によっ
て放電性能が劣化するものと思われる。したがって本発
明における電解液においては、電解液中の炭酸イオン濃
度を１．０重量パーセント以下としなくてはならない。
また炭酸イオン以外の電解液中の不純物として、硫酸イ
オンあるいは塩化物イオンが電解液中に１．０重量パー
セント以上存在すると放電特性が劣化するため、炭酸イ
オンだけでなく、これらも１．０重量パーセント以下に
規制しなければならない。
オンあるいは塩化物イオンが電解液中に１．０重量パー
セント以上存在すると放電特性が劣化するため、炭酸イ
オンだけでなく、これらも１．０重量パーセント以下に
規制しなければならない。
発明の効果
以上のように本発明におけるアルカリ蓄電池では１Ｃ以
上の急速充電が可能で、さらに３Ｃ以上の高率放電性能
を充分に備えられるという効果が得られる。
上の急速充電が可能で、さらに３Ｃ以上の高率放電性能
を充分に備えられるという効果が得られる。
第１図は、ポリテトラフルオロエチレンを表面２図は高
率放電時の放電効率を示す図、第３図は急速充電時の電
池内圧を示す図、第４図は電解液中の炭酸イオン濃度の
影響を示す図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１各賞
１ 図 第２図 電月早泳ｉｉ （ｃｃｌ−五正極容量）ｉＥａ 図 第４図
率放電時の放電効率を示す図、第３図は急速充電時の電
池内圧を示す図、第４図は電解液中の炭酸イオン濃度の
影響を示す図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１各賞
１ 図 第２図 電月早泳ｉｉ （ｃｃｌ−五正極容量）ｉＥａ 図 第４図
Claims (2)
- （１）正極に焼結基板、非焼結基板あるいはスポンジ状
基板を用いたニッケル極、負極にポリテトラフルオロエ
チレンを表面に塗布したペースト式カドミウム極を用い
、合成樹脂繊維の不織布をセパレータとしてこれら全体
を渦巻状に巻回構成した極板群と、アルカリ電解液とを
備え、アルカリ電解液は６．５〜９．０規定の水酸化カ
リウム水溶液を主体とし、その量が正極容量に対して２
．４０×１０＾−＾３〜３．２０×１０＾−＾３ｃｃ／
ｍＡｈであることを特徴とするアルカリ蓄電池。 - （２）アルカリ電解液中の炭酸イオンが１．０重量パー
セント以下である特許請求の範囲第１項記載のアルカリ
蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59277188A JPS61151974A (ja) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | アルカリ蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59277188A JPS61151974A (ja) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | アルカリ蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61151974A true JPS61151974A (ja) | 1986-07-10 |
Family
ID=17580030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59277188A Pending JPS61151974A (ja) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | アルカリ蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61151974A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2611087A1 (fr) * | 1987-02-17 | 1988-08-19 | Sanyo Electric Co | Accumulateur alcalin a electrode negative au cadmium |
-
1984
- 1984-12-25 JP JP59277188A patent/JPS61151974A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2611087A1 (fr) * | 1987-02-17 | 1988-08-19 | Sanyo Electric Co | Accumulateur alcalin a electrode negative au cadmium |
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