JPS62115657A - 密閉形ニツケル−水素蓄電池 - Google Patents
密閉形ニツケル−水素蓄電池Info
- Publication number
- JPS62115657A JPS62115657A JP60253984A JP25398485A JPS62115657A JP S62115657 A JPS62115657 A JP S62115657A JP 60253984 A JP60253984 A JP 60253984A JP 25398485 A JP25398485 A JP 25398485A JP S62115657 A JPS62115657 A JP S62115657A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hydrogen storage
- separator
- storage battery
- sealed nickel
- olefin resin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/06—Electrodes for primary cells
- H01M4/08—Processes of manufacture
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/411—Organic material
- H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/44—Fibrous material
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Cell Separators (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
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、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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%。
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
。
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。
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
。
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。
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。
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。
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。
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 (3)
- (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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60253984A JPS62115657A (ja) | 1985-11-13 | 1985-11-13 | 密閉形ニツケル−水素蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60253984A JPS62115657A (ja) | 1985-11-13 | 1985-11-13 | 密閉形ニツケル−水素蓄電池 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62115657A true JPS62115657A (ja) | 1987-05-27 |
Family
ID=17258652
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60253984A Pending JPS62115657A (ja) | 1985-11-13 | 1985-11-13 | 密閉形ニツケル−水素蓄電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62115657A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6457568A (en) * | 1987-08-26 | 1989-03-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Nickel-hydrogen storage battery |
JPS6481169A (en) * | 1987-09-21 | 1989-03-27 | Sanyo Electric Co | Manufacture of hydrogen storage alloy electrode |
JPH01132044A (ja) * | 1987-11-17 | 1989-05-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電池用セパレータ |
JPH01132042A (ja) * | 1987-11-17 | 1989-05-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電池用セパレータの製造法 |
JPH01146270A (ja) * | 1987-12-01 | 1989-06-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 密閉型アルカリ蓄電池 |
JPH04121948A (ja) * | 1990-09-11 | 1992-04-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アルカリ電池用セパレータとその製造法 |
US6803148B2 (en) | 2000-04-04 | 2004-10-12 | Matsushita Electric Industrial, Co., Ltd. | Nickel positive electrode plate and akaline storage battery |
US7052800B2 (en) | 2001-08-29 | 2006-05-30 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Separator for nickel-metal hydride storage battery and nickel-metal hydride storage battery |
WO2007049557A1 (ja) | 2005-10-28 | 2007-05-03 | Sanyo Electric Co., Ltd. | ニッケル水素蓄電池 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58194255A (ja) * | 1982-05-08 | 1983-11-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電池用セパレ−タの製造法 |
-
1985
- 1985-11-13 JP JP60253984A patent/JPS62115657A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58194255A (ja) * | 1982-05-08 | 1983-11-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電池用セパレ−タの製造法 |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6457568A (en) * | 1987-08-26 | 1989-03-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Nickel-hydrogen storage battery |
JPS6481169A (en) * | 1987-09-21 | 1989-03-27 | Sanyo Electric Co | Manufacture of hydrogen storage alloy electrode |
JPH0557708B2 (ja) * | 1987-09-21 | 1993-08-24 | Sanyo Electric Co | |
JPH01132044A (ja) * | 1987-11-17 | 1989-05-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電池用セパレータ |
JPH01132042A (ja) * | 1987-11-17 | 1989-05-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電池用セパレータの製造法 |
JPH01146270A (ja) * | 1987-12-01 | 1989-06-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 密閉型アルカリ蓄電池 |
JPH04121948A (ja) * | 1990-09-11 | 1992-04-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アルカリ電池用セパレータとその製造法 |
US6803148B2 (en) | 2000-04-04 | 2004-10-12 | Matsushita Electric Industrial, Co., Ltd. | Nickel positive electrode plate and akaline storage battery |
US7364818B2 (en) | 2000-04-04 | 2008-04-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Nickel positive electrode plate and alkaline storage battery |
US7052800B2 (en) | 2001-08-29 | 2006-05-30 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Separator for nickel-metal hydride storage battery and nickel-metal hydride storage battery |
WO2007049557A1 (ja) | 2005-10-28 | 2007-05-03 | Sanyo Electric Co., Ltd. | ニッケル水素蓄電池 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4837119A (en) | Sealed storage battery and method for making its electrode | |
JP3438142B2 (ja) | 中・大容量密閉式金属酸化物・水素蓄電池 | |
EP0477461B2 (en) | Nickel/hydrogen storage battery and method of manufacturing the same | |
CN108767233B (zh) | 一种大容量长寿命双袋式氢镍电池 | |
CN108682901B (zh) | 一种大容量双袋式铁镍电池 | |
KR100193375B1 (ko) | 니켈-수소 2차전지 및 그 제조방법 | |
JPS62115657A (ja) | 密閉形ニツケル−水素蓄電池 | |
US20230343949A1 (en) | Positive electrode active material for proton conducting secondary batteries, and proton conducting secondary battery provided with same | |
EP0607806A2 (en) | Alkaline storage battery and method for producing the same | |
JP2001076730A (ja) | ニッケル−水素二次電池 | |
JPS62139255A (ja) | 水素吸蔵電極の製造法 | |
JP5557385B2 (ja) | プロトンを挿入種とする蓄電デバイス | |
CN108878786B (zh) | 一种单袋式大功率铁镍二次电池及其制备方法 | |
AU2012208933A1 (en) | Cylindrical shaped ion-exchange battery | |
JP2733227B2 (ja) | ニッケル・水素蓄電池 | |
Kuriyama et al. | Solid-state metal hydride batteries using tetramethylammonium hydroxide pentahydrate | |
JPH11135096A (ja) | ニッケル水素二次電池 | |
JPH08264174A (ja) | 水素貯蔵合金陰極およびその製造方法 | |
JPH0554912A (ja) | 非水電解液二次電池およびその製造法 | |
JPH02250260A (ja) | 水素吸蔵電極及びその製造法 | |
CN108711642B (zh) | 一种单袋式大功率长寿命氢镍电池 | |
JPS61233967A (ja) | 密閉形ニツケル−水素蓄電池の製造法 | |
KR100790563B1 (ko) | 대용량 니켈/수소저장합금 이차전지의 극판군 구조 | |
JP3558082B2 (ja) | ニッケル−カドミウム系二次電池 | |
JP2750793B2 (ja) | ニッケル・水素電池 |