JPS62115657A

JPS62115657A - 密閉形ニツケル−水素蓄電池

Info

Publication number: JPS62115657A
Application number: JP60253984A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kawano; 川野　博志; Munehisa Ikoma; 宗久生駒; Nobuyuki Yanagihara; 伸行柳原
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1985-11-13
Filing date: 1985-11-13
Publication date: 1987-05-27

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。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、電解液中で水素を可逆的に吸蔵、放出する水
素吸蔵合金からなる負極と、酸化ニッケル正極とから構
成される密閉形ニッケル−水素蓄電池に関するものであ
る。

従来の技術水素吸蔵合金に水素を電気化学的な反応によって吸蔵と
放出を行なわせることによシ、２次電池の負極材料とし
て使用できる。このうち、水素吸蔵量の多い合金を選択
し、負極材料とすることＫよシ、放電電気量の多い負極
が可能となる。したがって、公知の酸化ニッケル正極と
組合わせることにより、エネルギー密度の大きなアルカ
リ蓄電池が期待できる。また、アルカリ蓄電池の市場を
考慮すると、開放形よシも完全密閉形にする方が望まし
い。このような背景よシ、水素吸蔵電極を用いた高容量
の密閉形ニッケル−水素蓄電池が注目を集めている。

この電池系においては水素吸蔵合金の耐食性、充放電の
くシかえしによる放電容量の低下、さらに、過充電時に
正極から発生する酸素の吸収能力の低下による電池内圧
の上昇を招くなどの問題があシ、こｎらのことが実用化
を阻害している。これらの問題を解決する手段として、
水素吸蔵合金の材料を選択することにより、初期特性は
満足されるものが得られてきた。しかし、実用的な電池
に完成するにはサイクル寿命、自己放電などの間層全解
決する必要がある。

発明が解決しようとする問題点このような、従来の密閉形ニッケル−水素蓄電池は初期
特性は改善されてきたが、密閉形ニッケル−カドミウム
蓄電池に比べ、とくに高温で放置した場合、自己放電が
大きくなることがわかった。

これは充電によシ吸蔵された水素が放出されることによ
シ容量低下を起こすからである。この問題解決手段とし
て、水素解離圧力の低い材料を選択することが挙げられ
る。しかし、極端に水素解離圧の低い材料を使用すると
、水素吸蔵電極の放電容量の低下、作動電圧の低下を起
こす。したがって、水素解離圧を調整するだけで、この
問題を解決することは困難であった。

一方、アルカリ蓄電池用セパレータとしてポリアミド樹
脂からなる不織布あるいは織布は保存特性、耐久性など
の観点からオレフィン系樹脂の不織布あるいは織布と比
較して劣っている。しかし、前者の方が電解液との親和
性、保液性において優れているので広く用いられている
。このポリアミド樹脂からなるセパレータを用いた密閉
形ニッケル−水素蓄電池の保存特性、とくに、自己放電
量は大きいことがわかった。

本発明は密閉形ニッケル−水素蓄電池のセパレータを改
良して保存特性の向上を図ることを目的とする。

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、本発明はオレフィン系樹
脂からなる不織布あるいは織布をスルフォン化処理して
なるセパレータを使用したものである。

作用オレフィン系樹脂セパレータを発煙硫酸で処理すると、
水素原子の一部がスルフォン基（−ＳＯ５Ｕ）に置換さ
れる。この過程で形成さｎたスルフォン基によシミ層液
との親和性が向上するとともに、負極から放出される水
素の正極への移動速度を低減する。したがって、電解液
の保液性が増大しサイクル寿命の向上と自己放電量が大
幅に低減されることになる。

以下、実施列により本発明を詳述する。

実施例純ｉ９９．５％以上のランタン（Ｌａ　）、ニッケル（
Ｎ工）、コバルト（Ｇｏ）、マンガン（Ｍｎ）と希土類
元素含有量９８％以上のミツシュメタル（Ｍｍ）を用い
て、水素吸蔵合金の代表例として合金組成がＬ’０．２
Ｍｍ０．８Ｎｉ３．８　ＣＯＯ，［ｌ’ｎＱ、４になる
ように各々の金属を秤量し、アーク溶解炉を用いて、均
質な合金を作製した。この合金を１０００’Ｃで６時間
、真空中で熱処理を行ない、その後、粉砕し、４００メ
ツシユ以下の粉末にする。

この粉末１００ｇに対して、２重量係のポリビニールア
ルコール水溶液２５ｇを加え、泥状のペーストとし、つ
ぎにこのペーストを多孔度９６〜９６％の発泡状ニッケ
ル多孔体（寸法２６０×３８羽、厚さ０．９ｆｆｆｆ）
内へ均一に充填し乾燥した。

その後、５０　ｏ　Ｋｇ／ｉの圧力で加圧し、ニッケル
リードをスポット溶接し、負極とした。

一方、酸化ニッケル正極としては公知の方法で得られた
発泡式ニッケル正極（寸法２１４Ｘ３８、厚さ０．６８
〜０．７１１ｒＩ１１理論電気量３０６０〜３１００ｍ
Ａｈ　）を用いた。

セパレータには市販のポリアミド人とポリプロピレンの
不織布Ｂ（厚さ０．２Ｎ、日本バイリーン製）をそのま
ま使用した。本発明のスルフォン化処理を行なったセパ
レータＣはつぎのようにして作った。まず、ポリプロピ
レンの不織布を２０％の発煙硫酸に浸漬して、スルフォ
ン基を導入した後余分な硫酸を除去するために９０％、
６０％。

３Ｑ％の硫酸に順次浸漬し、発煙硫酸を希釈し、発熱を
防止しながら最後に水洗し、乾燥させセパレータとした
。

上記３種類のセパレータを４３　Ｘ　５６　Ｑｍニ切断
し、正極と負極との間に介在して全体を捲回し、単２サ
イズの密閉形ニッケル−水素蓄電池を作った。電解液は
３０重量％のか性カリ水溶液に水酸化リチウム２０９／
ｌ　　を溶解し、この液を１セル当り７〜８肩を使用し
た。

これらの電池を公称容量３００　ｏ　ｍＡｈ　　に設定
し、２０°Ｃ一定温度下で１サイクル目の充電電流を０
，１Ｃで１５時間、２サイクル目以降は０．２Ｇで７時
間充電を行った。放電はすべて０．２　Ｇで終止電圧が
０．９ｖまで放電を続け、電池のサイクル寿命を調べた
。その結果を図に示す。また、同様の電池３種類を構成
し、前述した充放電条件で１０サイクル充放電を行なっ
た。その後満充電し１、温度４５°Ｃの雰囲気に１０日
放置し、自己放電量全測定した。その結果を表１に示す
。

（以下　余　白）これらの結果よシ、本発明のポリプロピレン不織布を用
いた密閉形ニッケル−水素蓄電池のサイクル寿命は向上
し、自己放電量も大幅に低減することができた。

実施列においては発煙硫酸によシ、スルフォン化処理み
たが、クロール硫酸、三酸化硫黄、高濃度の熱硫酸など
を用いてもスルフォン基が導入さｎることが確認さｎ、
電池試験においても同様の結果が得らｎた。また、オレ
フィン系樹脂であるポリエチレンの不織布を用いてスル
フォン化処理を行なったセパレータについても親水性が
向上し、電池試験によってもその効果は確認できた。

発明の効果以上のように、オレフィン系樹脂の不織布をスルフォン
化処理したセパレータを密閉形ニッケル−水素蓄電池に
使用することによシ、サイクル寿命が向上するだけでは
なく、自己放電特性においてもポリアミド樹脂のセパレ
ータに比べ大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施列及び従来列のセパレータを用いた密
閉形ニッケル−水素蓄電池のサイクル寿命特性を比較し
た図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）負極材料に水素吸蔵合金、正極に酸化ニッケルを
用いた密閉形ニッケル−水素蓄電池であって、オレフィ
ン系樹脂をスルフォン化したセパレータを使用したこと
を特徴とする密閉形ニッケル−水素蓄電池。
（２）オレフィン系樹脂がポリエチレンまたはポリプロ
ピレンである特許請求の範囲第１項に記載の密閉形ニッ
ケル−水素蓄電池。
（３）セパレータが発煙硫酸、クロール硫酸、三酸化硫
黄、高濃度の熱硫酸のいずれかによりスルフォン化され
ている特許請求の範囲第１項に記載の密閉形ニッケル−
水素蓄電池。