JPS6139461A - 密閉型アルカリ蓄電池の製造方法 - Google Patents
密閉型アルカリ蓄電池の製造方法Info
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- JPS6139461A JPS6139461A JP59160581A JP16058184A JPS6139461A JP S6139461 A JPS6139461 A JP S6139461A JP 59160581 A JP59160581 A JP 59160581A JP 16058184 A JP16058184 A JP 16058184A JP S6139461 A JPS6139461 A JP S6139461A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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- H01M10/34—Gastight accumulators
- H01M10/345—Gastight metal hydride accumulators
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- 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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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】
〔発明の技術分野〕
本発明は水素吸蔵合金を負極とする密閉望アルカリ蓄電
池の製造法に関する。
池の製造法に関する。
負極活物質に水素、正極に金属酸化物を夫々用いたアル
カリ蓄電池は、金属酸化物・水素蓄電池と呼ばれ、高エ
ネルギ密度電池として最近、注目されている。しかしな
がら、かかる電池は高圧の水素ガスを使用する必要があ
る。このため、負極に水素吸蔵合金からなる電極を使用
することが考えられ、最近になっていくつ、かの研究が
みられるようになってきた。
カリ蓄電池は、金属酸化物・水素蓄電池と呼ばれ、高エ
ネルギ密度電池として最近、注目されている。しかしな
がら、かかる電池は高圧の水素ガスを使用する必要があ
る。このため、負極に水素吸蔵合金からなる電極を使用
することが考えられ、最近になっていくつ、かの研究が
みられるようになってきた。
水素吸蔵合金の水素との反応は次式〔１〕のように考え
られる。
られる。
Ｍ ＋ Ｈ２： Ｍ （Ｈａｔｍ）２ ［１
〕ここで、Ｍは水素吸蔵合金、Ｍ （Ｈａｔｍ）２は水
素が原子状水素としてＭの中に２個人つ′たことを示す
。この水素吸蔵合金をアルカリ水溶液中で電極として用
いた場合は、次式〔２〕の反応が起こるものと考えられ
ている。
〕ここで、Ｍは水素吸蔵合金、Ｍ （Ｈａｔｍ）２は水
素が原子状水素としてＭの中に２個人つ′たことを示す
。この水素吸蔵合金をアルカリ水溶液中で電極として用
いた場合は、次式〔２〕の反応が起こるものと考えられ
ている。
即ち、ここでは気体の水素は関与していないので、水素
吸蔵合金を負極に使用することにより、基本的には電池
内圧を考慮する必要のない電池が作製可能でちる。しか
しながら、前記〔２〕式で得られるＭ （Ｈａｔｍ）２
は１前記〔１〕式に示されるよりに気体状水素と平衡関
係におる。
吸蔵合金を負極に使用することにより、基本的には電池
内圧を考慮する必要のない電池が作製可能でちる。しか
しながら、前記〔２〕式で得られるＭ （Ｈａｔｍ）２
は１前記〔１〕式に示されるよりに気体状水素と平衡関
係におる。
したがって、現実には平衡水素圧の低い水素吸蔵合金を
負極に使用する必要がある。
負極に使用する必要がある。
ところで、密閉型アルカリ蓄電池を組立てる場合には、
その中に入れる正・負極の電極容量は正極よフも負極の
方が大きくするのが普通である。この時、負極の容量の
過剰分のうちの一部は充電状態とし、残シの部分は未充
電状態になりていることが必要である。かかる状態が、
電池として健全な状態であシ、それが実現されて始めて
電池は正常に動作し、長いサイクル寿命を得ることがで
きる。
その中に入れる正・負極の電極容量は正極よフも負極の
方が大きくするのが普通である。この時、負極の容量の
過剰分のうちの一部は充電状態とし、残シの部分は未充
電状態になりていることが必要である。かかる状態が、
電池として健全な状態であシ、それが実現されて始めて
電池は正常に動作し、長いサイクル寿命を得ることがで
きる。
上述した健全な状態を確保するためには、■使用される
負極を素電池に組み上げる以前に（例えば化成工程で）
、その一部を充電状態にしておくか、或いは■素電池を
電池ケースへ挿入し、これに電解液を注入した後、封口
しない状態で素電池を過充電することにより、正極から
酸素が発生して外部へ逃げた分だけ負極が正極よシ余分
に充電されることになるという操作を行なりことが考え
られる。
負極を素電池に組み上げる以前に（例えば化成工程で）
、その一部を充電状態にしておくか、或いは■素電池を
電池ケースへ挿入し、これに電解液を注入した後、封口
しない状態で素電池を過充電することにより、正極から
酸素が発生して外部へ逃げた分だけ負極が正極よシ余分
に充電されることになるという操作を行なりことが考え
られる。
しかしながら、上記方法を水素吸蔵合金の負極に適用し
ようとすると、次のような問題がおる。前記■の方法、
つまり予め化成工程で充電する方法は可能であるが、こ
れを素電池に組み上げ電池ケース内へ挿入するまでの間
に負極の水素吸蔵合金中の水素が前記〔１〕式の逆反応
で放出されてしまい、結局、健全な状態の蓄電池を組立
てることができない。また、前記■の方法では、過充電
時に正極から発生する酸素が水素吸蔵合金の負極中の水
素と極めて速く反応してしまうため、外部にわずかしか
放出されない。
ようとすると、次のような問題がおる。前記■の方法、
つまり予め化成工程で充電する方法は可能であるが、こ
れを素電池に組み上げ電池ケース内へ挿入するまでの間
に負極の水素吸蔵合金中の水素が前記〔１〕式の逆反応
で放出されてしまい、結局、健全な状態の蓄電池を組立
てることができない。また、前記■の方法では、過充電
時に正極から発生する酸素が水素吸蔵合金の負極中の水
素と極めて速く反応してしまうため、外部にわずかしか
放出されない。
その結果、■の方法でも健全な状態にすることができな
い。
い。
本発明は、製造プロセス中に水素吸蔵合金からなる負極
の一部を効果的に充電することが可能な密閉型アルカリ
蓄電池の製造方法を提供しようとするものである。
の一部を効果的に充電することが可能な密閉型アルカリ
蓄電池の製造方法を提供しようとするものである。
本発明は水素吸蔵合金からなる負極と正極とをセパレー
タを介して渦巻状に巻回して素電池とし、これを電池ケ
ース内に挿入した後、水素雰囲気下にて該ケース内の水
素吸蔵合金からなる負極に水素を吸蔵させ、同水素雰囲
気下にて前記ケース内に電解液を注入し、ひきつづき電
池ケースを封口せしめることを特徴とするものでちる。
タを介して渦巻状に巻回して素電池とし、これを電池ケ
ース内に挿入した後、水素雰囲気下にて該ケース内の水
素吸蔵合金からなる負極に水素を吸蔵させ、同水素雰囲
気下にて前記ケース内に電解液を注入し、ひきつづき電
池ケースを封口せしめることを特徴とするものでちる。
かかる本発明方法によれば、水素吸蔵合金負極は電池ケ
ース内で水素を吸蔵し、直ちに水素雰囲気下で電解液が
注入されるので、電気化学的な充電状態が達成され、し
かもその後電池ケースは封口されるので、これらの過程
の間に水素ガスの放出はなく、健全な状態で電池を製造
できる。
ース内で水素を吸蔵し、直ちに水素雰囲気下で電解液が
注入されるので、電気化学的な充電状態が達成され、し
かもその後電池ケースは封口されるので、これらの過程
の間に水素ガスの放出はなく、健全な状態で電池を製造
できる。
具体的には、まず素電池を電池ケース内に挿入した後、
このケースを耐圧容器内に入れ、真空ポンプの排気によ
シ容器内を１０−３〜１０−５ｔｏｒｒ程度に保持する
。つづいて、排気を停止し、容器内に水素ガスを導入す
る。この時の圧力は電極に使用した水素吸蔵合金の種類
、履歴及び吸蔵すべき水素量に変える（ゲージ圧４０〜
ｈｇ／Ｉｎ２）。水素雰囲気下に曝す時間も同様である
。−ひきつづき、水素を容器内から抜いて容器内の水素
圧力を大気圧まで低下させた後、電池ケース内に電解液
を必要量だけ注入する。次いで、不活性ガスを耐圧容器
内に導入しながら、水素ガスを完全に排出した後、電池
ケースを取シ出し、直ちに封口する＠不活性ガスの導入
から封口までの閾に水素吸蔵合金負極から水素が放出さ
れる量は、該負極が既に電解液で濡ているため、僅かな
ものとなフ、これによって健全壜状態の電池を製造でき
るようになる。
このケースを耐圧容器内に入れ、真空ポンプの排気によ
シ容器内を１０−３〜１０−５ｔｏｒｒ程度に保持する
。つづいて、排気を停止し、容器内に水素ガスを導入す
る。この時の圧力は電極に使用した水素吸蔵合金の種類
、履歴及び吸蔵すべき水素量に変える（ゲージ圧４０〜
ｈｇ／Ｉｎ２）。水素雰囲気下に曝す時間も同様である
。−ひきつづき、水素を容器内から抜いて容器内の水素
圧力を大気圧まで低下させた後、電池ケース内に電解液
を必要量だけ注入する。次いで、不活性ガスを耐圧容器
内に導入しながら、水素ガスを完全に排出した後、電池
ケースを取シ出し、直ちに封口する＠不活性ガスの導入
から封口までの閾に水素吸蔵合金負極から水素が放出さ
れる量は、該負極が既に電解液で濡ているため、僅かな
ものとなフ、これによって健全壜状態の電池を製造でき
るようになる。
次に、本発明をニッケル酸化物（Ｎｉ００Ｈ）の正極、
２５℃における平衡プラト圧０．４ａｔｍのＬ ａＮ
ｌ ４，７Ａｔｃ３の水素吸蔵合金からなる負極を有す
る単３ ｆｆｉ Ｎｉｐ２ｍ！池（定格５００ ｍＡｈ
） ＯＲ造ＩＣ適用した例について説明する。
２５℃における平衡プラト圧０．４ａｔｍのＬ ａＮ
ｌ ４，７Ａｔｃ３の水素吸蔵合金からなる負極を有す
る単３ ｆｆｉ Ｎｉｐ２ｍ！池（定格５００ ｍＡｈ
） ＯＲ造ＩＣ適用した例について説明する。
まず、ＬａＮ１４７Ａｔ、を２０μｍ以下の粒度をもり
た粉末とし、これに？リテトラフルオロエチレン（ＰＴ
ＦＥ）の懸濁液をその固形分が全体の４係となるように
添加した後、混合、混練した。つづいて、この混線物を
ロールによシ厚さ約０゜５鴫のシート状物質とした後、
片側からニッケル網状体（線径０．１２５Ｉ＋ｏＩ！１
４０メッシ、）全当接させ、圧着して８０閣Ｘ４０．Ｘ
ｏ、５閣ｔの負極を作製し、更にニッケル網状体にリー
ド線を取シ付けた。
た粉末とし、これに？リテトラフルオロエチレン（ＰＴ
ＦＥ）の懸濁液をその固形分が全体の４係となるように
添加した後、混合、混練した。つづいて、この混線物を
ロールによシ厚さ約０゜５鴫のシート状物質とした後、
片側からニッケル網状体（線径０．１２５Ｉ＋ｏＩ！１
４０メッシ、）全当接させ、圧着して８０閣Ｘ４０．Ｘ
ｏ、５閣ｔの負極を作製し、更にニッケル網状体にリー
ド線を取シ付けた。
なお、この負極は理論容量が約１０００ ｍＡｈである
が、この時点では全く充電されていない。つづいて、理
論容量６００ ｍＡｈで放電状態にある二、 ケ／ｌ／
極（寸法７０．Ｘ４０＠ＢＸ０．６． ｔ ）を正極と
して用意し、これと前記負極とをセ／４レー°夕を介し
て渦巻状に巻回して素電池を作製した。ひきつづき、こ
の素電池を金属製の電池ケースに挿入し、負極リードを
電池ケースに、正極リードを封口板の正極端子に夫々抵
抗容接にょシ接続した。
が、この時点では全く充電されていない。つづいて、理
論容量６００ ｍＡｈで放電状態にある二、 ケ／ｌ／
極（寸法７０．Ｘ４０＠ＢＸ０．６． ｔ ）を正極と
して用意し、これと前記負極とをセ／４レー°夕を介し
て渦巻状に巻回して素電池を作製した。ひきつづき、こ
の素電池を金属製の電池ケースに挿入し、負極リードを
電池ケースに、正極リードを封口板の正極端子に夫々抵
抗容接にょシ接続した。
次いで、前記電池ケース′ｔ−第１図に示す処理装置の
耐圧容器内に入れた。この処理装置は耐圧容器１を有し
、該容器１にはロータリーポンプ（図示せず）に連結さ
れる排気口２、容器１内部の気体の排出口３、水素ガス
導入口４、不活性ガス導入口５及び圧力計６が設けられ
ている。また、前記容器１中央上部にはマイクロシリン
ジの差込口であるシリコンゴム＆７．！：、Ｆｌ栓７の
ストップキャップ８が設けられている。
耐圧容器内に入れた。この処理装置は耐圧容器１を有し
、該容器１にはロータリーポンプ（図示せず）に連結さ
れる排気口２、容器１内部の気体の排出口３、水素ガス
導入口４、不活性ガス導入口５及び圧力計６が設けられ
ている。また、前記容器１中央上部にはマイクロシリン
ジの差込口であるシリコンゴム＆７．！：、Ｆｌ栓７の
ストップキャップ８が設けられている。
なお、９は電池ケースである。電池ケース９を耐圧容器
１内に入れた後、ロータリーポンプを作動して容器１内
を１０−’ｔｏｒｒに減圧し、３０分間保持した。つづ
いて、水素ガスを導入口４から容器１内へ導入し、圧力
を２０ψｊ２にして３０分間放置し、電池ダース９内の
水素吸蔵合金負極に水素を吸蔵させた。ひきつづき、排
出口３から水素ガスを放出し、圧力計６による内圧（ゲ
ージ圧）をＯｋｇ／ｃｒｎ２にした後、ストップキャッ
プ８をはずし、マイクロシリンジをシリコンゴム栓７に
差し込んで、電解液である８ Ｍ −ＫＯＨ水溶液を耐
圧容器１の電池ケース９内に注入した。この後、不活性
ガスを導入口５から容器１内へ導入し、容器１内が不活
性ガスで完全に置換された時点（約１０分間）で容器１
から電池ケース９を取シ出し、直ちに封口を行なって電
池の組立てを完了した。
１内に入れた後、ロータリーポンプを作動して容器１内
を１０−’ｔｏｒｒに減圧し、３０分間保持した。つづ
いて、水素ガスを導入口４から容器１内へ導入し、圧力
を２０ψｊ２にして３０分間放置し、電池ダース９内の
水素吸蔵合金負極に水素を吸蔵させた。ひきつづき、排
出口３から水素ガスを放出し、圧力計６による内圧（ゲ
ージ圧）をＯｋｇ／ｃｒｎ２にした後、ストップキャッ
プ８をはずし、マイクロシリンジをシリコンゴム栓７に
差し込んで、電解液である８ Ｍ −ＫＯＨ水溶液を耐
圧容器１の電池ケース９内に注入した。この後、不活性
ガスを導入口５から容器１内へ導入し、容器１内が不活
性ガスで完全に置換された時点（約１０分間）で容器１
から電池ケース９を取シ出し、直ちに封口を行なって電
池の組立てを完了した。
しかして、得られた電池の水素吸蔵合金負極中に上記工
程で充電された電極容量を調べた。
程で充電された電極容量を調べた。
この試験は封口工程の前に素電池を電池ケースから取り
出し、８Ｍ−ＫＯＨ水溶液で満されたビーカ内に入れ、
別に用意した充電状態のニッケル極と水素吸蔵合金負極
の組合せで放電したものである。結果は２８０ ｍＡｈ
であった。これは電池組立て終了後に水素吸蔵合金負極
はトータル容Ｈｋ １０００ ｍＡｈのうち２８０ ｍ
Ａｈが充電されていることになる。
出し、８Ｍ−ＫＯＨ水溶液で満されたビーカ内に入れ、
別に用意した充電状態のニッケル極と水素吸蔵合金負極
の組合せで放電したものである。結果は２８０ ｍＡｈ
であった。これは電池組立て終了後に水素吸蔵合金負極
はトータル容Ｈｋ １０００ ｍＡｈのうち２８０ ｍ
Ａｈが充電されていることになる。
また、本実施例の電池について充放電サイクルテストに
おける放電容量を調べたところ、第２図に示す特性図を
得た。なお、第２図中のＡは本実施例の特性線、Ｂは化
成工程で水素吸蔵合金負極を１００％充電し、ひきつづ
き水洗工程、幹燥工程、巻回工程、電池ケース挿入工程
、注液工程、封口工程（以上の工程は全てＡｒガス中ニ
ーｉｔなった）を経て組立てられた比較例１の電池の特
性線、Ｃは水素吸蔵合金負極を予め化成工程を行なわず
に、巻回工程、電池ケース挿入工程、注液工程、電池定
格の２００％（１０００ｍＡｈ ）を充電を行なう過充
電工程、封口工程によって組立てられた比較例２の電池
の特性線である。但し、比較例１，２の電池組立て完了
後の負極における正極に対する余分な充電量は夫々５
ｍＡｈ 、 ２５ ｍＡｈであった。
おける放電容量を調べたところ、第２図に示す特性図を
得た。なお、第２図中のＡは本実施例の特性線、Ｂは化
成工程で水素吸蔵合金負極を１００％充電し、ひきつづ
き水洗工程、幹燥工程、巻回工程、電池ケース挿入工程
、注液工程、封口工程（以上の工程は全てＡｒガス中ニ
ーｉｔなった）を経て組立てられた比較例１の電池の特
性線、Ｃは水素吸蔵合金負極を予め化成工程を行なわず
に、巻回工程、電池ケース挿入工程、注液工程、電池定
格の２００％（１０００ｍＡｈ ）を充電を行なう過充
電工程、封口工程によって組立てられた比較例２の電池
の特性線である。但し、比較例１，２の電池組立て完了
後の負極における正極に対する余分な充電量は夫々５
ｍＡｈ 、 ２５ ｍＡｈであった。
第２図から明らかな如く、比較例１′、２の電池（特性
線Ｂ 、Ｃ）は夫々３０サイクル、７０サイクル程度か
ら容量の低下が生じるのに対し、本実施例の電池（特性
線Ａ）では２００サイクルを越えても容量低下が認めら
れない。これは、本実施例の電池における水素吸蔵合金
負極の過剰充電量が２８０ ｍＡｈと十分にあるのに対
し、比較例１，２の電池のそれがほとんどないに等しい
ためである。
線Ｂ 、Ｃ）は夫々３０サイクル、７０サイクル程度か
ら容量の低下が生じるのに対し、本実施例の電池（特性
線Ａ）では２００サイクルを越えても容量低下が認めら
れない。これは、本実施例の電池における水素吸蔵合金
負極の過剰充電量が２８０ ｍＡｈと十分にあるのに対
し、比較例１，２の電池のそれがほとんどないに等しい
ためである。
以上詳述した如く、本発明によれば水素吸蔵合金負極に
必要な過剰充電を確実に実行でき、サイクル寿命等の良
好な密閉型アルカリ蓄電池の製造方法を提供できる。
必要な過剰充電を確実に実行でき、サイクル寿命等の良
好な密閉型アルカリ蓄電池の製造方法を提供できる。
第１図は本発明の電池製造における負極への水素吸蔵、
電解液注入工程で用いられる処理装置の概略図、第２図
は本実施例及び比較例１゜２の電池の充放電サイクルテ
ストにおける放電容量変化を示す特性図である。 １・・・耐圧容器、２・・・排気口、３・・・排出口、
６・・・圧力計、７・・・シリコンゴム栓、９・・・電
池ケース。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 ２第１図 第２図 を仲ル（凶）
電解液注入工程で用いられる処理装置の概略図、第２図
は本実施例及び比較例１゜２の電池の充放電サイクルテ
ストにおける放電容量変化を示す特性図である。 １・・・耐圧容器、２・・・排気口、３・・・排出口、
６・・・圧力計、７・・・シリコンゴム栓、９・・・電
池ケース。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 ２第１図 第２図 を仲ル（凶）
Claims (1)
- 水素吸蔵合金からなる負極と正極とをセパレータを介し
て渦巻状に巻回して素電池を形成した後、該素電池を電
池ケース内に収納する工程と、水素雰囲気下にて前記ケ
ース内の水素吸蔵合金からなる負極に水素を吸蔵させ、
更に同水素雰囲気下にて前記ケース内に電解液を注入す
る工程と、前記ケースを封口する工程とを具備したこと
を特徴とする密閉型アルカリ蓄電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59160581A JPS6139461A (ja) | 1984-07-31 | 1984-07-31 | 密閉型アルカリ蓄電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59160581A JPS6139461A (ja) | 1984-07-31 | 1984-07-31 | 密閉型アルカリ蓄電池の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6139461A true JPS6139461A (ja) | 1986-02-25 |
Family
ID=15718054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59160581A Pending JPS6139461A (ja) | 1984-07-31 | 1984-07-31 | 密閉型アルカリ蓄電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6139461A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01102861A (ja) * | 1987-10-14 | 1989-04-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 密閉形ニッケル−水素二次電池の製造法 |
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| JPH01161674A (ja) * | 1987-12-17 | 1989-06-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 水素吸蔵合金を用いたアルカリ二次電池の製造法 |
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-
1984
- 1984-07-31 JP JP59160581A patent/JPS6139461A/ja active Pending
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