JP2001202955A

JP2001202955A - アルカリ蓄電池用ニッケル電極活物質、アルカリ蓄電池およびアルカリ蓄電池の初期化成処理方法

Info

Publication number: JP2001202955A
Application number: JP2000174376A
Authority: JP
Inventors: Kaori Hatsushiro; 香織初代; Mitsuhiro Kodama; 充浩児玉; Houyu Chin; 芳瑜陳; Minoru Kurokuzuhara; 実黒葛原; Masaharu Watada; 正治綿田; Masahiko Oshitani; 政彦押谷
Original assignee: Yuasa Corp; Yuasa Battery Corp
Current assignee: Yuasa Corp
Priority date: 1999-11-05
Filing date: 2000-06-09
Publication date: 2001-07-27

Abstract

(57)【要約】【課題】電池温度が高温の場合であっても、高率放電
特性を維持しつつ、高い充電効率を達成できるアルカリ
蓄電池用ニッケル電極活物質を実現する。【解決手段】アルカリ蓄電池用ニッケル電極活物質
は、水酸化ニッケル系の第１成分と、希土類元素および
５ｄ軌道に２〜１０個の電子が配置された元素からなる
元素群から選択された元素を２種以上含む第２成分とを
含んでいる。第２成分は、第１成分１００重量部に対
し、通常、０．５〜２０重量部含まれている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、活物質、蓄電池お
よび蓄電池の初期化成処理方法、特に、アルカリ蓄電池
用ニッケル電極活物質、当該活物質を用いたアルカリ蓄
電池およびそのようなアルカリ蓄電池の初期化成処理方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術とその課題】携帯電話、小型電動工具およ
び小型パーソナルコンピュータ等の携帯用電子機器類用
の動力源として、アルカリ蓄電池の一種であるニッケル
水素蓄電池が利用されつつある。ニッケル水素蓄電池
は、通常、正極側に水酸化ニッケル系材料を、また、負
極側に水素吸蔵合金をそれぞれ活物質として用いたもの
であり、高エネルギー密度を達成できる点で優れている
が、最近ではそれに加えて高率放電特性の改良がなさ
れ、電気およびガソリンの両方をエネルギー源として利
用するハイブリッド自動車や電気自動車等の高出力用途
の動力源としても注目されるに至っている。

【０００３】上述のようなニッケル水素蓄電池は、常温
付近で用いられた場合、電解液の分解により酸素が発生
する電位（酸素発生電位）と、正極活物質である水酸化
ニッケルからオキシ水酸化ニッケルへの酸化反応が起こ
る電位（酸化反応電位）との差が大きいため、一般に高
い充電効率を期待することができるが、充放電時の発熱
等により温度上昇すると、この電位差が小さくなり、充
電効率が低下する傾向にある。このため、ニッケル水素
蓄電池は、放熱性を高めた温度上昇しにくい環境で用い
られるのが好ましいが、通常は携帯電子機器類内や自動
車内などの放熱しにくい狭小な空間内に配置されて用い
られる場合が多いため、温度上昇が避けられず、充電効
率を高く維持するのが困難な場合が多い。

【０００４】そこで、ニッケル水素蓄電池については、
高温下における充電効率の低下を抑制するための改良が
種々検討されている。例えば、特開平３−７８９６５号
公報には、正極において、水酸化ニッケルを構成するニ
ッケル元素の一部を周期律の第ＩＩ族元素、コバルトま
たはこれらの両者で置換することにより、酸素発生電位
を貴にシフトさせたり、或いは水酸化ニッケルの酸化反
応電位を卑にシフトさせたりし、これによって高温下で
あっても酸化反応電位と酸素発生電位との差が大きくな
るよう設定したものが開示されている。また、特開平７
−４５２８１号公報には、ニッケル水素蓄電池において
通常用いられるアルカリ電解液である水酸化カリウム電
解液に水酸化リチウムを添加し、これにより酸素発生電
位を貴にシフトさせる構成が開示されている。しかし、
これらの公報に開示された充電効率の改良手段は、高温
下における充電効率をある程度改善できるものの、その
効果は必ずしも満足できるものではない。

【０００５】そこで、高温特性が著しく改善されたアル
カリ蓄電池として、例えば、特開平９−９２２７９号公
報には、正極のニッケル水酸化物に対してイッテルビウ
ムまたはイッテルビウム化合物（例えばＹ₂Ｏ₃などの酸
化物）を添加したものが開示されている。また、特開平
５−２８９９２号公報には、同様に正極のニッケル水酸
化物に対してイットリウムまたはイットリウム化合物
（例えばＹ_２Ｏ_３やＹ（ＯＨ）_３など）を添加したもの
が開示されている。これらのアルカリ蓄電池は、正極に
おいて、充電時の酸素発生電位が貴側にシフトする結
果、当該電位と酸化反応電位との差が大きくなり易く、
高温下における充電効率を高めることができるのである
が、イッテルビウム、イッテルビウム化合物、イットリ
ウムおよびイットリウム化合物はニッケル水酸化物中に
通常は分散し難いため、充電初期から充分な充電効率を
得るのが困難であり、また、これらの元素および化合物
は正極における導電性ネットワークの形成を妨げる場合
があるので、高率放電特性を維持するのが困難である。

【０００６】本発明の目的は、電池温度が高温の場合で
あっても、高率放電特性を維持しつつ、高い充電効率を
達成できるアルカリ蓄電池を実現することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係るアルカリ蓄
電池用ニッケル電極活物質は、水酸化ニッケル系の第１
成分と、希土類元素および５ｄ軌道に２〜１０個の電子
が配置された元素からなる元素群から選択された元素を
２種以上含む第２成分とを含んでいる。

【０００８】ここで、第１成分の一態様は、例えば、水
酸化ニッケルおよびニッケル元素以外の異種元素が固溶
された水酸化ニッケルのうちの少なくとも１種と、金属
コバルトおよびコバルト酸化物のうちの少なくとも１種
とを含む混合物である。また、第１成分の他の態様は、
例えば、水酸化ニッケル粒子をコバルト化合物により被
覆した粒子の群、およびニッケル元素以外の異種元素が
固溶された水酸化ニッケル粒子をコバルト化合物により
被覆した粒子の群のうちの少なくとも１種からなる粒子
群である。ここで、コバルト化合物は、例えば、一酸化
コバルト、２価のα型水酸化コバルト、２価のβ型水酸
化コバルトおよび２価を超える高次コバルトの化合物か
らなる群から選ばれた少なくとも１種である。

【０００９】一方、第２成分は、例えば、上記元素群か
ら選択された２種以上の元素を含む複合化合物である。
ここで、複合化合物は、例えば、上記元素群のうち、ツ
リウム、イッテルビウムおよびルテチウムからなる特定
元素群から選ばれた少なくとも１つの特定元素を含んで
いる。この場合、複合化合物に含まれる上記元素群から
選択された２種以上の元素のうち、特定元素の割合が、
例えば５０重量％以上である。

【００１０】本発明のアルカリ蓄電池用ニッケル電極活
物質は、例えば、第１成分１００重量部に対し、第２成
分を０．５〜２０重量部含んでいる。

【００１１】本発明のアルカリ蓄電池は、水酸化ニッケ
ル系の第１成分、並びに希土類元素および５ｄ軌道に２
〜１０個の電子が配置された元素からなる元素群から選
択された元素を２種以上含む第２成分とを含む活物質を
備えた正極と、水素吸蔵合金を活物質とする負極と、正
極と負極との間に配置されたセパレータと、正極、負極
およびセパレータを収容するケースと、ケース内に配置
された電解液とを備えている。

【００１２】ここで用いられるセパレータは、例えば、
ポリオレフィン樹脂系の微細繊維を用いて形成されかつ
親水性を有する不織布である。

【００１３】また、本発明のアルカリ蓄電池は、例え
ば、初期化成処理時において、電池温度が４０〜８０℃
に設定されている。

【００１４】本発明に係るアルカリ蓄電池の初期化成処
理方法は、本発明に係るアルカリ蓄電池、すなわち、水
酸化ニッケル系の第１成分並びに希土類元素および５ｄ
軌道に２〜１０個の電子が配置された元素からなる元素
群から選択された元素を２種以上含む第２成分を含む活
物質を備えた正極、水素吸蔵合金を活物質とする負極、
正極と負極との間に配置されたセパレータ、正極、負極
およびセパレータを収容するケース、並びにケース内に
配置された電解液を備えたアルカリ蓄電池を、４０〜８
０℃の電池温度に設定して充電する工程を含んでいる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明のアルカリ蓄電池用ニッケ
ル電極活物質は、水酸化ニッケル系の第１成分と、一定
の元素群から選択された元素を２種以上含む第２成分と
を含んでいる。

【００１６】本発明で用いられる第１成分、すなわち、
水酸化ニッケル系の成分は、水酸化ニッケルを主成分と
する、ニッケル水素蓄電池等のアルカリ蓄電池に通常用
いられている粒子の群であり、その種類が特に限定され
るものではない。ここで、主成分である水酸化ニッケル
としては、水酸化ニッケルそのものや、高温下での充電
効率をより高めることを目的として、水酸化ニッケルの
結晶格子中にニッケル以外（すなわち、水酸化ニッケル
の構成元素以外）の異種元素が固溶された水酸化ニッケ
ルを用いることができる（以下、これらの水酸化ニッケ
ルを総称して、単に「水酸化ニッケル」という場合があ
る）。

【００１７】水酸化ニッケルに固溶される異種元素とし
ては、例えば、亜鉛やコバルトを挙げることができる。
このような異種元素は、単体（金属）として水酸化ニッ
ケルの結晶格子中に固溶されていてもよく、水酸化物や
酸化物などの化合物として水酸化ニッケルの結晶格子中
に固溶されていてもよい。また、異種元素は、２種以上
のものが同時に固溶されていてもよい。さらに、水酸化
ニッケルの結晶格子中におけるこのような異種元素の含
有量は、通常、異種元素としての重量換算で、水酸化ニ
ッケルの重量に対して少なくとも２重量部以上に設定さ
れているのが好ましい。

【００１８】また、水酸化ニッケル系の成分としては、
水酸化ニッケルに導電性を付与してその利用率を高める
ことを目的として、上述のような水酸化ニッケルからな
る主成分に対し、コバルト系の副成分を混合したものが
用いられてもよい。ここで用いられるコバルト系の副成
分としては、通常、金属コバルトやコバルト酸化物（例
えば一酸化コバルト）の粒子状物（粉状物）を例示する
ことができる。これらは適宜併用されてもよい。このよ
うな水酸化ニッケル系の成分、すなわち第１成分は、後
述する第２成分を混合した後であっても導電性を高める
ための導電性ネットワークが形成され易く、高温時にお
ける充電効率および高率放電特性が良好な活物質を達成
し易くなる。

【００１９】さらに、水酸化ニッケル系の成分として
は、水酸化ニッケルの粒子の表面に導電性を付与して活
物質における導電性ネットワークが形成され易くし、同
時に電池の充放電サイクルの繰り返しにより水酸化ニッ
ケルが膨潤して電池寿命が短縮されるのを防止するため
に、水酸化ニッケルの粒子または異種元素が固溶された
水酸化ニッケルの粒子の表面をコバルト化合物により被
覆したものが用いられてもよい。また、これらを適宜混
合したものが用いられてもよい。ここで用いられるコバ
ルト化合物は、活物質として用いられる水酸化ニッケル
の粒子を上述の目的で被覆するために通常用いられてい
るものであれば特に限定されるものではないが、好まし
くは一酸化コバルト、２価のα型水酸化コバルト、２価
のβ型水酸化コバルトおよび２価を超える高次コバルト
の化合物からなる群から選ばれた少なくとも１種であ
る。このような水酸化ニッケル系の成分、すなわち第１
成分は、後述する第２成分を混合した後であっても導電
性を高めるための導電性ネットワークが形成され易く、
高温時における充電効率および高率放電特性が良好な活
物質を達成し易くなる。

【００２０】一方、本発明で用いられる第２成分は、希
土類元素および元素の電子軌道である５ｄ軌道に２〜１
０個の電子が配置された元素からなる元素群から選択さ
れた元素を２種以上含むものである。

【００２１】ここで、希土類元素には、スカンジウム
（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、並びにランタニド系列
元素であるランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラ
セオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、プロメチウム
（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅ
ｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジ
スプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルピウ
ム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙ
ｂ）およびルテチウム（Ｌｕ）が含まれる。一方、５ｄ
軌道に２〜１０個の電子が配置された元素は、ハフニウ
ム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、
レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム
（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）および水銀（Ｈ
ｇ）である。

【００２２】上述の元素群から選択される元素のうち、
本発明で用いられるものとして好ましいものは、酸素発
生電位と水酸化ニッケルの酸化反応電位との差を大きく
設定することができ、水（すなわち、電解液）の酸化分
解を抑制して酸素発生電位を貴にシフトさせて高温時に
おけるアルカリ蓄電池の充電効率をより高め易い点で、
電子軌道の４ｆ軌道に１〜１４個の電子が配置されてい
るもの（すなわち、原子番号が５７のＬａから原子番号
が７０のＹｂまでの各元素）および５ｄ軌道に１〜７個
の電子が配置されているもの（すなわち、原子番号が７
１のＬｕから原子番号が７７のＩｒまでの各元素）であ
る。

【００２３】本発明で用いられる第２成分において、上
述の元素群から選択された２種以上の元素の含有形態は
特に限定されるものではない。すなわち、第２成分に
は、上述の元素群から選択された元素が、単体、化合物
および複合化合物などの各種の形態で２種以上含まれて
いればよい。

【００２４】本発明で用いられる第２成分として好まし
いものの第１の形態は、上述の元素群から選択された元
素の単体を２種以上任意の割合で混合した混合物であ
る。また、第２成分として好ましいものの第２の形態
は、上述の元素群から選択された元素の化合物を２種以
上混合した混合物である。ここで、元素の化合物として
は、例えば、酸化物、水酸化物、ハロゲン化物、炭酸化
物およびこれらの混合物を挙げることができる。さら
に、第２成分として好ましいものの第３の形態は、上述
の元素群から選択された２種以上の元素を同時に含む複
合化合物である。このような複合化合物は、通常、上述
の元素の共晶物や共析物であり、例えば、酸化物、水酸
化物、ハロゲン化物、炭酸化物等の各種の形態のもので
ある。なお、第３の形態の第２成分は、２種以上の複合
化合物の混合物であってもよい。さらに、第２成分とし
て好ましいものの第４の形態は、上述の第１の形態に係
る単体、第２の形態に係る化合物および第３の形態に係
る複合化合物のうちから選択された２種以上のものを任
意に選択して混合した混合物である。

【００２５】ところで、第１の形態で用いられる単体並
びに第２の形態および第４の形態でそれぞれ用いられる
化合物を入手するためには、その過程において、通常、
複数の元素を含む鉱物（例えば、モナサイト（Ｍｏｎａ
ｚｉｔｅ）、セライト（Ｃｅｒｉｔｅ）、バストネサイ
ト（Ｂａｓｔｎａｓｉｔｅ）、ガドリナイト（Ｇａｄｏ
ｌｉｎｉｔｅ）、ゼノタイム（Ｘｅｎｏｔｉｍｅ）、フ
ェルグソナイト（Ｆｅｒｇｎｓｏｎｉｔｅ）、アラナイ
ト（Ａｌｌａｎｉｔｅ）、サマルスカイト（Ｓａｍａｒ
ｓｋｉｔｅ）およびユークセナイト（Ｅｕｘｅｎｉｔ
ｅ）など）から硫酸分解法やアルカリ分解法等により希
土類濃縮物を調製し、これから必要な元素を分離する必
要がある。ここで、分離方法としては、分別沈殿法、イ
オン交換樹脂クロマトグラフィー法および溶媒抽出法等
が採用されているが、分別沈殿法は、高純度に精製でき
る元素の種類が限られているため、汎用性に欠ける。ま
た、イオン交換樹脂クロマトグラフィー法は、元素を精
製する際に用いるキレート剤であるエチレンジアミンテ
トラ酢酸（ＥＤＴＡ）が高価であり、また、精製工程に
日数を要するため、実施コストが高い。さらに、溶媒抽
出法は、汎用性があり、実施コストも比較的低い点で優
れているが、原子番号の近接する元素が混在した状態で
得られるため、元素の単体を得ようとした場合には、更
なる精製工程が必要となり、結果的にコスト高になる。

【００２６】したがって、本発明のアルカリ蓄電池用ニ
ッケル電極活物質を安価に実現する場合は、上述の各種
形態の第２成分のうち、第３の形態のもの、即ち、上述
の元素群から選択された２種以上の元素を含む複合化合
物を用いるのが好ましい。このような複合化合物は、上
述の溶媒抽出法により得られる２種以上の元素が混在し
たものから精製工程を経ずに製造することができるた
め、安価に入手でき、その結果、本発明のアルカリ蓄電
池用ニッケル電極活物質を安価に達成することができ
る。

【００２７】本発明で用いられる第２成分として好まし
いものは、上述の各形態の第２成分のうち、上述の元素
としてＴｍ、ＹｂおよびＬｕからなる群（以下、特定元
素群という場合がある）から選ばれた元素（以下、特定
元素という場合がある）を少なくとも１つ含むものであ
る。これらの元素、特に、それらの酸化物を含む第２成
分を用いた活物質を備えたニッケル電極は、図１に示す
ように、４０℃および６０℃のいずれの温度においても
他の元素に比べて酸素発生電位と水酸化ニッケルの酸化
反応電位との差が大きい。これは、このような元素を含
む本発明の活物質が酸素発生電位をより貴側にシフトさ
せるためであり、これによりアルカリ蓄電池の充電末期
に発生する競争反応である水の酸化分解を抑制すること
ができ、その結果、高温時におけるアルカリ蓄電池の充
電効率をより効果的に高めることができる。

【００２８】上述のような特定元素を含む第２成分とし
て好ましいものは、少なくとも１つの特定元素を含む複
合化合物である。この複合化合物は、酸化物、水酸化
物、ハロゲン化物、炭酸化物等の各種の化合物である
が、酸化物および水酸化物のうちの少なくとも１種が好
ましい。また、この複合化合物は、そこに含まれる上述
の元素群から選択された２種以上の元素のうち、特定元
素の割合が元素換算で５０重量％以上（特定元素を２つ
以上含む場合は、合計で５０重量％以上）に設定されて
いるのが好ましく、８０重量％以上に設定されているの
がより好ましい。特定元素の割合が５０重量％未満の場
合は、アルカリ蓄電池の酸素発生電位を貴側にシフトさ
せる効果が低下し、その結果、高温時におけるアルカリ
蓄電池の充電効率を高めにくくなるおそれがある。

【００２９】上述のような第１成分および第２成分を含
む本発明のアルカリ蓄電池用ニッケル電極活物質におい
て、第１成分と第２成分との配合割合は、通常、第１成
分１００重量部に対し、第２成分を０．５〜２０重量部
に設定するのが好ましく、２〜５重量部に設定するのが
より好ましい。第２成分の配合割合が０．５重量部未満
の場合は、アルカリ蓄電池において酸素発生電位を貴に
シフトさせる効果が低下する場合があり、高温時におけ
るアルカリ蓄電池の充電効率を高めるのが困難になるお
それがある。逆に、第２成分の配合割合が２０重量部を
超える場合は、活物質の第１成分において導電性ネット
ワークの形成が阻害される可能性があり、その結果、ア
ルカリ蓄電池の高率放電特性が低下するおそれがある。
また、第２成分は、活物質において充放電に直接関与す
る成分ではないため、その配合割合が増加するに従って
相対的に第１成分の配合割合が低下することになり、結
果的に第１成分の絶対量が減少してアルカリ蓄電池のエ
ネルギー密度を低下させるおそれもある。

【００３０】本発明のアルカリ蓄電池用ニッケル電極活
物質は、上述の第１成分と第２成分とを個別に用意し、
第１成分に対し、好ましくは上述の所定の割合で第２成
分を添加して均一に混合すると調製することができる。
このようにして調製された活物質は、通常、カルボキシ
メチルセルロース等の結着剤と混合してペースト状に調
製され、このペーストをニッケル製の多孔質基板に塗布
すると、アルカリ蓄電池用の正極を構成することができ
る。

【００３１】本発明に係るアルカリ蓄電池用ニッケル電
極活物質は、上述の第１成分に対して上述のような第２
成分を添加して混合したものであるため、それを用いた
アルカリ蓄電池において、酸素発生電位を貴にシフトさ
せることができ、その結果、当該酸素発生電位と第１成
分である水酸化ニッケル系成分側の酸化反応電位との差
を大きく設定することができる。この結果、本発明のニ
ッケル電極活物質を用いたアルカリ蓄電池は、高温時に
おいても充電効率が低下しにくく、高い充電効率を維持
し得る。なお、本発明の活物質中において、第２成分
は、第１成分から独立した状態で含まれているため、第
１成分における導電性ネットワークの形成を阻害しにく
い。したがって、本発明の活物質は、アルカリ蓄電池に
おいて、高率放電特性を維持しつつ、高温時における充
電効率を高めることができる。

【００３２】次に、図２を参照して、本発明の実施の一
形態に係るアルカリ蓄電池について説明する。図におい
て、アルカリ蓄電池１は、ニッケル水素蓄電池であり、
ケース２と、当該ケース２内に配置された正極３、負極
４、セパレータ５および電解液（図示せず）を主に備え
ている。

【００３３】ケース２は、上部に開口部２ａを有する概
ね円筒状の容器であり、その底面部が負極端子に設定さ
れている。正極３、負極４およびセパレータ５は、いず
れも柔軟性を有する帯状の部材であり、正極３と負極４
とはセパレータ５を挟みつつ渦巻き状に巻き取られた状
態でケース２内に配置されている。また、ケース２の開
口部２ａは、ケース２内に電解液が注入された状態で、
絶縁ガスケット６を挟んで封口板７により液密に封鎖さ
れている。なお、封口板７は、上面に正極端子８を有し
ている。この正極端子８は、封口板７と正極３とを電気
的に接続する集電体９により、正極３に接続されてい
る。

【００３４】このようなアルカリ蓄電池１において用い
られる正極３は、柔軟性を有する発泡ニッケル板などの
ニッケル製多孔質基板に対し、本発明に係る上述のニッ
ケル電極活物質を含むペーストを均一に塗布して乾燥さ
せたものである。

【００３５】また、負極４は、例えば柔軟性を有する穿
孔鋼板に対し、水素吸蔵合金の粉末と増粘剤とを含むペ
ーストを均一に塗布して乾燥させたものである。ここで
用いられる水素吸蔵合金は、ニッケル水素蓄電池におい
て用いられている各種のものであって特に限定されるも
のではないが、例えば、ＣａＣｕ₅型構造を有するＡＢ
_５系合金、ＭｇＣｕ₂型やＭｇＺｎ₂型等のラーベス相構
造を有するＡＢ_２系合金、ＣｓＣｌ型構造を有するＡＢ
系合金、またはＭｇ₂Ｎｉ型構造を有するＡ_２Ｂ系合金
等である。

【００３６】セパレータ５は、例えば、ポリエチレン樹
脂繊維やポリプロピレン樹脂繊維などのポリオレフィン
樹脂系繊維、好ましくは平均繊維径が３〜２５μｍ程度
の微細繊維を用いて形成された通気性の不織布からな
る。この不織布は、目付量が４０〜８０ｇ／ｍ²に設定
されているのが好ましい。目付量がこのように設定され
ている場合、当該不織布は、電池反応により負極４の水
素吸蔵合金において発生した水素ガスが正極３側に移動
するのを効果的に抑制しつつアルカリ蓄電池１の内圧上
昇を抑制できる程度の通気度、具体的には６〜４０ｃｃ
／ｃｍ²／秒程度の通気度に設定され得る。この結果、
正極３において、水素ガスによる還元反応が起こりにく
くなり、アルカリ蓄電池１の自己放電が抑制されること
になる。

【００３７】また、セパレータ５を構成する不織布は、
親水性を有するものが好ましい。親水性を有する不織布
は、例えば、上述の繊維からなる不織布を発煙硫酸に浸
漬してスルホン化処理する方法、光増感剤を含むビニル
モノマー溶液に不織布を浸漬した後、当該不織布に対し
て紫外線を照射してカルボキシル基を導入する方法等に
より実現することができる。また、ポリオレフィン樹脂
系繊維として、予めアクリル酸系のモノマーがグラフト
重合されたものを用いた場合も、親水性を有する不織布
を得ることができる。

【００３８】上述の親水性を有するセパレータ５は、好
ましくはイオン交換能を有するものである。この場合、
セパレータ５のイオン交換能は、カリウムイオンの交換
量として、０．０５〜１ミリ当量／ｇが好ましい。セパ
レータ５は、このようなイオン交換能を有する場合、電
解液中に存在するＮＯ₃ ^-、ＮＯ₂ ^-、ＮＨ₄ ⁺および負極４
から溶出した遷移金属イオンなどの各種の不純物イオン
を吸着し、これらの不純物イオンに起因するアルカリ蓄
電池１の自己放電を効果的に抑制することができる。

【００３９】因みに、アルカリ蓄電池１の自己放電は、
アルカリ蓄電池１の充電時に正極３の活物質において生
成するオキシ水酸化ニッケル（ＮｉＯＯＨ）の自己分解
現象、および正極３に含まれる場合がある不純物である
上述のＮＯ₃ ^-、ＮＯ₂ ^-、ＮＨ ₄ ⁺等のイオンによるシャト
ル効果、すなわち、正極３においてＮＯ₂ ^-イオンがＮＯ
₃ ^-イオンに酸化され、同時に負極４においてＮＯ₃ ^-イオ
ンがＮＯ₂ ^-イオンに還元される現象等により生じるもの
と見なされている。

【００４０】さらに、このアルカリ蓄電池１において用
いられる電解液は、各種のアルカリ水溶液であり、特に
限定されるものではないが、例えば、水酸化カリウム、
水酸化リチウム、水酸化ナトリウムなどが溶解された水
溶液である。

【００４１】本発明に係る上述のアルカリ蓄電池１は、
正極３において本発明に係る上述のニッケル電極活物質
を用いているため、酸素発生電位を貴にシフトさせるこ
とができ、その結果、当該酸素発生電位と第１成分であ
る水酸化ニッケル系成分側の酸化反応電位との差を大き
く設定することができる。この結果、このアルカリ蓄電
池１は、高温時においても、高率放電特性を維持しつ
つ、高い充電効率を達成し得る。

【００４２】なお、上述のアルカリ蓄電池１は、通常、
初期化成処理時の温度を４０〜８０℃に設定して用いる
のが好ましい。初期化成処理時の温度をこのように設定
した場合は、正極３において、ニッケル電極活物質中に
含まれる第２成分の第１成分中への溶解または分散が促
進され易く、酸素発生電位をより貴にシフトさせ易い。
この結果、アルカリ蓄電池１は、酸素発生電位と酸化反
応電位との差がより大きくなり、高温時における充電効
率がより高められることになる。

【００４３】なお、初期化成処理時の温度を８０℃より
高く設定した場合は、電解液がケース２から外部に漏れ
出すおそれがあり、また、負極４において水素吸蔵合金
の腐食が進行し易くなり、結果的にアルカリ蓄電池１の
寿命が短くなる可能性がある。

【００４４】因みに、初期化成処理の方法として、例え
ば、アルカリ蓄電池１の温度を上述の範囲に設定し、そ
の状態で、１／２０ＣｍＡ以下の充電電流で１０時間以
下充電した後、１／１０ＣｍＡ以上の充電電流でさらに
１０時間以上充電する方法を採用することができるが、
温度設定が上述のようにされていれば、他の充電方法が
採用されてもよい。

【００４５】

【実施例】実施例１〜３（正極の製造）α型水酸化コバルトが表面に被覆されか
つ亜鉛およびコバルトがそれぞれ３重量部および６重量
部固溶された水酸化ニッケルの粉末（Ａ）と、共晶また
は共析状態でＨｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＹｂおよびＬｕを表１
に示す割合で含む複合化合物（（Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙ
ｂ，Ｌｕ）_２Ｏ_３で示される複合酸化物（Ｂ））とを
Ａ：Ｂ＝９６．５：３．５の重量比で混合し、正極活物
質を得た。次に、得られた活物質８０重量部と、カルボ
キシメチルセルロース水溶液２０重量部とを混合してペ
ーストを調製した。集電体であるニッケル多孔体基板に
このペーストを均一に塗布して乾燥した後、多孔体基板
を縦４０ｍｍ、横６０ｍｍの電池用電極サイズに切断
し、加圧した。これにより、容量が１，５００ｍＡｈの
正極を得た。

【００４６】

【表１】

【００４７】（負極の製造）ＭｍＮｉ_3.5Ｃｏ_0.8Ｍｎ
_0.4Ａｌ_0.3の組成（Ｍｍは、Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄお
よびＳｍ等の希土類元素の混合物であるミッシュメタル
を意味している。以下の実施例においても同じである）
で示されるＣａＣｕ₅型構造を有する水素吸蔵合金粉末
に増粘剤を加えてペーストを調製した。このペーストを
穿孔鋼板に塗布して乾燥した後、穿孔鋼板を縦６０ｍ
ｍ、横４０ｍｍの電池用電極サイズに切断し、加圧し
た。これにより、負極を得た。

【００４８】（ニッケル水素蓄電池の製造）開放型のケ
ース内に、アクリル酸がグラフト重合されたポリプロピ
レン樹脂系不織布からなるセパレータを挟んで上述の正
極と負極とを配置し、濃度が６．８ｍｏｌ／ｄｍ³の水
酸化カリウム水溶液からなる電解液を注入した。これに
より、開放型のアルカリ蓄電池（ニッケル水素蓄電池）
を製造した。

【００４９】比較例１複合化合物を用いなかった点を除いて実施例１〜３の場
合と同様にして正極を製造し、この正極を用いて実施例
１〜３の場合と同様のニッケル水素蓄電池を製造した。
なお、ここで用いた正極の容量は、１，５００ｍＡｈで
あった。

【００５０】評価１実施例１〜３および比較例１の各ニッケル水素蓄電池
を、電解液を注入した後に２時間放置し、その後、先
ず、電池温度を４０℃に維持して初期化成処理した。こ
こでは、電池温度を４０℃に保った状態で、１／５０Ｃ
ｍＡの充電電流で１０時間充電した後、更に１／１０Ｃ
ｍＡの充電電流で１０時間充電した。そして、この初期
化成処理に続けて、当該電池を１／５ＣｍＡの放電電流
でＨｇ／ＨｇＯ参照電極に対して０Ｖまで定電流放電す
ることにより、１サイクル目の充放電処理を実施した。
次に、２サイクル目以降の充放電処理では、１／１０Ｃ
ｍＡの充電電流で１５時間定電流充電し、１／５ＣｍＡ
の放電電流でＨｇ／ＨｇＯ参照電極に対して０Ｖまで定
電流放電した。

【００５１】上述の充放電サイクル処理の後、各電池の
放電容量が安定したところで、各電池について２０℃、
４０℃、５０℃および６０℃の温度環境下での充電効率
を調べた。ここでは、電池温度を２０℃、４０℃、５０
℃または６０℃にそれぞれ保ちつつ、放電容量が一定に
なるまで上述の２サイクル目以降と同じ条件で充放電を
繰り返し、その際の放電容量を充電効率とした。結果を
図３に示す。なお、図３では、２０℃の電池温度におい
て０．２ＣｍＡの放電電流で定電流放電した場合の放電
容量（充電効率）を基準（１００％）として示してい
る。図３から、実施例１〜３の電池は、比較例１の電池
に比べ、電池温度が高温の場合でも充電効率が低下しに
くいことが判る。

【００５２】実施例４（正極の製造）亜鉛およびコバルトを固溶体添加した水
酸化ニッケル粒子に水酸化コバルトを被覆した。この水
酸化ニッケル粒子の群からなる第１成分９５重量％と、
（Ｌｕ _０．１２Ｙｂ_０．８５Ｔｍ_０．０１Ｅｒ_０．０１
Ｈｏ_０．０１）_２Ｏ_３で示される希土類元素の複合酸化
物（複合化合物）からなる第２成分５重量％とを混合
し、正極活物質を調製した。次に、得られた正極活物質
と、カルボキシメチルセルロース水溶液とを混合してペ
ーストを調製した。そして、面密度が４５０ｇ／ｍ ^２で
多孔度が約９５％のニッケル金属多孔基板にこのペース
トを均一に塗布して乾燥した後、多孔基板をＡＡサイズ
の電池用の電極サイズに加圧、切断し、正極を得た。

【００５３】（負極の製造）ＭｍＮｉ_3.5Ｃｏ_0.8Ｍｎ
_0.4Ａｌ_0.3の組成で示されるＣａＣｕ₅型構造を有する
水素吸蔵合金粉末に増粘剤を加えてペーストを調製し
た。このペーストを穿孔鋼板に塗布して乾燥した後、穿
孔鋼板をＡＡサイズの電池用の電極サイズに加圧、切断
し、負極を得た。

【００５４】（ニッケル水素蓄電池の製造）円筒状のケ
ース内に、アクリル酸がグラフト重合されたポリプロピ
レン樹脂系不織布からなるセパレータを挟んで上述の正
極と負極とを巻き込み、配置した。そして、ケース内に
濃度が６．８ｍｏｌ／ｄｍ³の水酸化カリウム水溶液か
らなる電解液を注入し、容量が１，５００ｍＡｈの円筒
状アルカリ蓄電池（ニッケル水素蓄電池）を製造した。

【００５５】比較例２複合化合物を用いなかった点を除いて実施例４の場合と
同様にして正極を製造し、この正極を用いて実施例４の
場合と同様のニッケル水素蓄電池を製造した。なお、こ
こで用いた正極の容量は、１，５００ｍＡｈであった。

【００５６】評価２実施例４および比較例２の各ニッケル水素蓄電池を、電
解液を注液して密閉した後に２時間放置し、その後、電
池温度をそれぞれ２０℃、４０℃、６０℃および８０℃
に維持して初期化成処理した。ここでは、電池温度を２
０℃、４０℃、６０℃および８０℃に保った状態で、１
／５０ＣｍＡの充電電流で１０時間充電した後、更に１
／１０ＣｍＡの充電電流で１０時間充電した。そして、
この初期化成処理に続けて、当該電池を１／５ＣｍＡの
放電電流で電池電圧が１．０Ｖになるまで定電流放電す
ることにより、１サイクル目の充放電処理を実施した。
次に、２サイクル目以降の充放電処理では、１／１０Ｃ
ｍＡの充電電流で１５時間定電流充電し、１／５ＣｍＡ
の放電電流で電池電圧が１．０Ｖになるまで定電流放電
した。

【００５７】上述の充放電サイクル処理の後、各電池の
放電容量が安定したところで、各電池について５０℃の
温度環境下での充電効率を調べた。ここでは、電池温度
を５０℃に保ちつつ、放電容量が一定になるまで上述の
２サイクル目以降と同じ条件で充放電を繰り返し、その
際の放電容量を充電効率とした。結果を図４に示す。図
４から、実施例４の電池は、２０℃で初期化成処理した
場合でも、比較例２の電池に比べ、充電効率が高くなっ
ているが、初期化成処理温度を４０℃以上に設定した場
合、さらにその効果が大きくなっていることが判る。こ
れは、初期化成処理温度を高くすることにより、正極に
おいて第１成分である水酸化ニッケル粒子内部への第２
成分の分散性が向上し、実施例４の電池の正極における
酸素発生電位と水酸化ニッケルの酸化電位の差が大きく
なることで、充電効率が向上したものと考えられる。

【００５８】実施例５〜５６ α型水酸化コバルトが表面に被覆されかつ亜鉛およびコ
バルトがそれぞれ３重量部および８重量部固溶された水
酸化ニッケルの粉末１００重量部と、共晶または共析状
態でＨｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＹｂおよびＬｕのうちの２種以
上の元素を含む複合酸化物（（Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙ
ｂ，Ｌｕ）_２Ｏ_３で示される複合化合物）５重量部とを
混合し、正極活物質を得た。なお、ここで用いられる水
酸化ニッケルは、１００重量部の水酸化ニッケルに対
し、９重量部のα型水酸化コバルトを被覆したものであ
る。一方、複合酸化物は、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂおよ
びＬｕを、元素換算で表２（表２−１、表２−２、表２
−３、表２−４）に示す割合で含むものである。

【００５９】なお、表２−１は、上述の元素のうちの２
種類を含む２元素系複合化合物の場合、表２−２は、上
述の元素のうちの３種類を含む３元素系複合化合物の場
合、表２−３は、上述の元素のうちの４種類を含む４元
素系複合化合物の場合、表２−４は、上述の元素を全て
含む５元素系複合化合物の場合をそれぞれ示している。

【００６０】

【表２】

【００６１】

【表３】

【００６２】

【表４】

【００６３】

【表５】

【００６４】次に、得られた正極活物質と、カルボキシ
メチルセルロースの２％水溶液とを混合してペーストを
調製した。厚さ１．６ｍｍ、面密度４５０ｇ／ｍ²、多
孔度約９５％のニッケル金属多孔基板にこのペーストを
均一に塗布して乾燥した後にプレス加圧し、多孔基板を
縦４０ｍｍ、横６０ｍｍの電極サイズに切断した。これ
により、容量が１，０００ｍＡｈの正極を得た。

【００６５】得られた正極、並びに実施例１〜３で用い
たものと同じ負極、セパレータおよび水酸化カリウム水
溶液の電解液を用い、実施例１〜３の場合と同様の開放
型のアルカリ蓄電池（ニッケル水素蓄電池）を製造し
た。

【００６６】比較例３複合化合物を用いなかった点を除いて実施例５〜５６の
場合と同様にして正極を製造し、この正極を用いて実施
例５〜５６の場合と同様のニッケル水素蓄電池を製造し
た。なお、ここで用いた正極の容量は、１，０００ｍＡ
ｈであった。

【００６７】評価３実施例５〜５６および比較例３の各開放型ニッケル水素
蓄電池を、電解液を注入した後に５時間放置し、その
後、２０℃で初期化成処理した。ここでは、電池温度を
２０℃に保った状態で、１／５０ＣｍＡの充電電流で１
０時間定電流充電した後、更に１／１０ＣｍＡの充電電
流で１０時間定電流充電した。これに続けて、当該電池
を１／５ＣｍＡの放電電流でＨｇ／ＨｇＯ参照電極に対
して０Ｖまで定電流放電することにより、１サイクル目
の充放電処理を実施した。次に、２サイクル目以降の充
放電処理では、１／１０ＣｍＡの充電電流で１５時間定
電流充電し、１／５ＣｍＡの放電電流でＨｇ／ＨｇＯ参
照電極に対して０Ｖまで定電流放電した。

【００６８】上述の充放電サイクル処理の後、各電池の
放電容量が安定したところで、各電池について、評価１
の場合と同じ手法により、４０℃、５０℃および６０℃
の温度環境下での充電効率を調べた。結果を表３に示
す。なお、表３に示した充電効率は、２０℃の電池温度
において１／５ＣｍＡの放電電流で定電流放電した場合
の放電容量（充電効率）を基準（１００％）とし、それ
に対する割合で示している。表３から、実施例５〜５６
の電池は、比較例３の電池に比べ、高温環境下でも充電
効率が低下しにくいことが判る。因みに、表３に示され
る傾向は、上述のような複合化合物に代えて、Ｈｏ、Ｅ
ｒ、Ｔｍ、ＹｂおよびＬｕからなる群から選ばれた希土
類元素の混合物、またはこれらの希土類元素化合物の混
合物を用いた場合も同様に確認された。

【００６９】さらに、表３によると、Ｔｍ、Ｙｂおよび
Ｌｕのうちの１つまたは２つ以上を合計で５０重量％以
上含む正極活物質を用いたニッケル水素蓄電池（実施例
１２〜２４、３０〜３６、４２〜４８および５３〜５
６）は、他の電池（実施例５〜１１、２５〜２７、３７
〜３９および４９〜５１）に比べ、高温時（６０℃）に
おける充電効率が概して高いことが判る。但し、Ｔｍ、
ＹｂおよびＬｕのうちの１つまたは２つ以上を合計で５
０重量％以上含まない正極活物質を用いた電池であって
も、正極活物質がＥｒを８０重量％以上含む場合（実施
例２８、２９、４０、４１および５２）は、高温時（６
０℃）における充電効率が比較的高いことが判る。

【００７０】

【表６】

【００７１】実施例５７〜６２実施例５〜５６で用いたものと同じ水酸化ニッケル１０
０重量部に対し、〔（Ｙｂ_0.8＋Ｌｕ_0.15＋Ｔｍ_0.05）₂
Ｏ₃〕で示される希土類元素の複合酸化物（複合化合
物）を表４に示す割合で添加して混合し、正極活物質を
調製した。

【００７２】

【表７】

【００７３】この正極活物質を用いて実施例５〜５６の
場合と同様の正極を製造した。得られた正極の容量は
１，０００ｍＡｈであった。

【００７４】得られた正極、並びに実施例１〜３で用い
たものと同じ負極、セパレータおよび水酸化カリウム水
溶液の電解液を用い、実施例１〜３の場合と同様の開放
型のアルカリ蓄電池（ニッケル水素蓄電池）を製造し
た。

【００７５】評価４実施例５７〜６２で製造した電池について、評価３の場
合と同様の方法で初期化成処理し、その後、評価３の場
合と同様の方法で充放電サイクルを繰り返してから４０
℃、５０℃および６０℃の温度環境下での充電効率を調
べた。結果を表５に示す。なお、表５に示した充電効率
の意味は、評価３の場合と同じである。

【００７６】

【表８】

【００７７】表５から、水酸化ニッケル１００重量部に
対して複合化合物を０．５〜２０重量部の範囲で混合し
た実施例５８〜６２の場合において、高温環境下での充
電効率が特に良好なことが判る。なお、複合化合物の混
合量が０．５重量部未満の場合（実施例５７）に高温環
境下での充電効率が低下しているのは、複合化合物の添
加量が少ないため、ニッケル水素蓄電池において酸素発
生電位が貴側にシフトされにくかったためと考えられ
る。因みに、表５に示される傾向は、上述のような複合
化合物に代えて、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＹｂおよびＬｕか
らなる群から選ばれた希土類元素の混合物、またはこれ
らの希土類元素化合物の混合物を用いた場合も同様に確
認された。

【００７８】実施例６３（正極の製造）亜鉛およびコバルトを固溶体添加した水
酸化ニッケル粒子に水酸化コバルトを被覆した。この水
酸化ニッケル粒子の群からなる第１成分９５重量％と、
第２成分５重量％（Ｙｂ₂Ｏ₃４．０重量％とＬｕ₂Ｏ
₃１．０重量％との混合物）とを混合し、正極活物質を
調製した。

【００７９】次に、得られた正極活物質と、カルボキシ
メチルセルロース水溶液とを混合してペーストを調製し
た。そして、面密度４５０ｇ／ｍ²、多孔度約９５％の
ニッケル金属多孔基板にこのペーストを均一に塗布して
乾燥した後、多孔基板をＡＡサイズの電池用の電極サイ
ズに加圧、切断した。これにより、正極を得た。

【００８０】（負極の製造）ＭｍＮｉ_3.55Ｃｏ_0.75Ｍｎ
_0.4Ａｌ_0.3の組成で示されるＡＢ₅型構造を有する水素
吸蔵合金をボールミルを用いて粉砕し、平均粒径が２５
μｍの水素吸蔵合金粉末を製造した。そして、この水素
吸蔵合金粉末に増粘剤（ポリテトラフルオロエチレン）
を加えてペーストを調製した。このペーストをパンチン
グメタルに塗布して乾燥した後、パンチングメタルをＡ
Ａサイズの電池用の電極サイズに加圧、切断し、負極を
得た。

【００８１】（セパレータの製造）平均繊維径が１０μ
ｍのポリオレフィン系分割型繊維を湿式抄紙法により抄
紙し、目付量が５０〜６０ｇ／ｍ²の不織布を得た。得
られた不織布を、高圧水流法により分割処理して微細化
した後、熱カレンダーロールで圧着、調厚し、厚さを
０．１０〜０．１８ｍｍ、通気度を１０〜２０ｃｃ／ｃ
ｍ²／秒に設定した。この不織布を、発煙硫酸中に浸漬
し、スルホン化した後、イオン交換水で洗浄し、ＳＯ₄
根などの不純物を除去した。これにより、スルホン基が
導入されたセパレータを得た。このセパレータのスルホ
ン基量、すなわち、イオン交換能は、カリウムイオンの
交換量にして０．０５〜０．１５ミリ当量／ｇであっ
た。

【００８２】（ニッケル水素蓄電池の製造）上述のセパ
レータを挟んで上述の正極と負極とを巻き込み、これを
円筒型のケース内に配置した。そして、ケース内に６．
８ｍｏｌ／ｄｍ^３の水酸化カリウム水溶液からなる電解
液を注入し、容量が１，５００ｍＡｈの円筒状アルカリ
蓄電池（ニッケル水素蓄電池）を製造した。

【００８３】実施例６４第２成分としてＹｂ₂Ｏ₃４．０重量％、Ｌｕ₂Ｏ₃０．５
重量％およびＴｍ₂Ｏ₃０．５重量％の混合物を用いた点
を除いて実施例６３の場合と同様にして正極を製造し、
この正極を用いて実施例６３の場合と同様のニッケル水
素蓄電池（容量＝１，５００ｍＡｈ）を製造した。

【００８４】実施例６５第２成分としてＹｂ₂Ｏ₃４．０重量％、Ｌｕ₂Ｏ₃０．４
重量％、Ｅｒ₂Ｏ₃０．３重量％およびＴｍ₂Ｏ₃０．３重
量％の混合物を用いた点を除いて実施例６３の場合と同
様にして正極を製造し、この正極を用いて実施例６３の
場合と同様のニッケル水素蓄電池（容量＝１，５００ｍ
Ａｈ）を製造した。

【００８５】実施例６６第２成分として〔（Ｙｂ_0.8＋Ｌｕ_0.1＋Ｔｍ_0.1）
₂Ｏ₃〕で示される希土類元素の複合酸化物（複合化合
物）を５．０重量％用いた点を除いて実施例６３の場合
と同様にして正極を製造し、この正極を用いて実施例６
３の場合と同様のニッケル水素蓄電池（容量＝１，５０
０ｍＡｈ）を製造した。

【００８６】実施例６７第２成分として〔（Ｙｂ_0.8＋Ｌｕ_0.1＋Ｔｍ_0.05＋Ｅｒ
_0.05）₂Ｏ₃〕で示される希土類元素の複合酸化物（複合
化合物）を５．０重量％用いた点を除いて実施例６３の
場合と同様にして正極を製造し、この正極を用いて実施
例６３の場合と同様のニッケル水素蓄電池（容量＝１，
５００ｍＡｈ）を製造した。

【００８７】比較例４セパレータとして実施例６３におけるセパレータの製造
過程で得られたスルホン化前の不織布に対してコロナ放
電処理を施しただけのものを用いた点を除き、実施例６
３の場合と同様のニッケル水素蓄電池（容量＝１，５０
０ｍＡｈ）を製造した。

【００８８】比較例５第１成分のみを用いて（すなわち、第１成分に対して第
２成分を混合せずに）実施例６３の場合と同様にして正
極を製造した。そして、この正極を用いた点を除き、実
施例６３の場合と同様のニッケル水素蓄電池（容量＝
１，５００ｍＡｈ）を製造した。

【００８９】評価５実施例６３〜６７および比較例４、５の各ニッケル水素
蓄電池を、２０℃に保ち、この状態で０．１ＣｍＡの充
電電流で１５時間定電流充電した後、０．２ＣｍＡの放
電電流で電池電圧が１．０Ｖになるまで定電流放電し
た。各電池の容量が安定した後（各電池の充放電容量が
略一致した後）、各電池を０．１ＣｍＡの充電電流で１
５時間定電流充電し、４５℃の恒温槽内で１週間保存し
た。保存期間中、１日毎に、各電池を２０℃に保ちなが
ら０．２ＣｍＡの放電電流で電池電圧が１．０Ｖになる
まで放電して残存容量を測定した。その結果に基づい
て、保存期間中における各電池の容量保持率の変化を求
めた。結果を図５に示す。図５から明らかなように、実
施例６３〜６７の電池は、１週間保存後であっても比較
例４および比較例５の電池に比べて容量保持率がそれぞ
れ約１５％および約２０％高く、自己放電しにくいこと
が判る。

【００９０】また、実施例６３〜６７の電池および比較
例４、５の各電池を、７０℃において０．１ＣｍＡの充
電電流で１５時間定電流充電し、そのときの充電容量を
常温（２０℃）において同条件で充電した場合の充電容
量と比較して高温充電効率を調べた。結果を図６に示
す。なお、図６において、７０℃の充電効率は、２０℃
の充電効率を基準（１００％）とし、それに対する割合
で示している。また、図６には、４５℃で１週間保存後
の容量保持率を併せて示している。図６から、実施例６
３〜６７の電池は、正極において第２成分を含み、ま
た、上述の特徴のセパレータを用いているため、比較例
４に比べて容量保持率に優れ、また、比較例５に比べて
高温充電効率および容量保持率の両方に優れていること
がわかる。

【００９１】

【発明の効果】本発明のアルカリ蓄電池用ニッケル電極
活物質は、水酸化ニッケル系の第１成分と、特定の元素
群から選択された２種以上の元素を含む第２成分とを含
んでいるため、電池温度が高温の場合であっても、高率
放電特性を維持しつつ、高い充電効率を示すアルカリ蓄
電池を実現することができる。

【００９２】また、本発明のアルカリ蓄電池は、本発明
に係る上述のニッケル電極活物質を用いているため、電
池温度が高温の場合であっても、高率放電特性を維持し
つつ、高い充電効率を示す。特に、このアルカリ蓄電池
は、セパレータとして上述のものを用いた場合、容量保
持率に優れ、自己放電しにくい。

【００９３】さらに、本発明に係るアルカリ蓄電池の初
期化成処理方法は、本発明のアルカリ蓄電池を一定の電
池温度範囲において充電する工程を含むため、当該アル
カリ蓄電池の高温時における充電効率をより高めること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】希土類元素の酸化物が添加されたニッケル電極
の酸素発生電位と水酸化ニッケルの酸化反応電位との差
を示す図。

【図２】本発明に係るアルカリ蓄電池の一形態の断面
図。

【図３】実施例の評価１に関する結果を示す図。

【図４】実施例の評価２に関する結果を示す図。

【図５】実施例の評価５に関する結果を示す図。

【図６】実施例の評価５に関する他の結果を示す図。

【符号の説明】

１アルカリ蓄電池２ケース３正極４負極５セパレータ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｍ 10/30 Ｈ０１Ｍ 10/30 Ｚ (72)発明者陳芳瑜大阪府高槻市古曽部町二丁目３番21号株式会社ユアサコーポレーション内 (72)発明者黒葛原実大阪府高槻市古曽部町二丁目３番21号株式会社ユアサコーポレーション内 (72)発明者綿田正治大阪府高槻市古曽部町二丁目３番21号株式会社ユアサコーポレーション内 (72)発明者押谷政彦大阪府高槻市古曽部町二丁目３番21号株式会社ユアサコーポレーション内Ｆターム(参考） 5H021 CC02 EE04 5H028 AA05 BB10 EE01 EE04 EE05 EE08 FF03 HH08 5H050 AA05 BA14 CA03 CB17 CB18 DA10 EA02 EA03 EA12 EA21 FA17 FA18 HA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水酸化ニッケル系の第１成分と、希土類元素および５ｄ軌道に２〜１０個の電子が配置さ
れた元素からなる元素群から選択された元素を２種以上
含む第２成分と、を含むアルカリ蓄電池用ニッケル電極
活物質。
【請求項２】前記第１成分は、水酸化ニッケルおよびニ
ッケル元素以外の異種元素が固溶された水酸化ニッケル
のうちの少なくとも１種と、金属コバルトおよびコバル
ト酸化物のうちの少なくとも１種とを含む混合物であ
る、請求項１に記載のアルカリ蓄電池用ニッケル電極活
物質。
【請求項３】前記第１成分は、水酸化ニッケル粒子をコ
バルト化合物により被覆した粒子の群、およびニッケル
元素以外の異種元素が固溶された水酸化ニッケル粒子を
コバルト化合物により被覆した粒子の群のうちの少なく
とも１種からなる粒子群である、請求項１に記載のアル
カリ蓄電池用ニッケル電極活物質。
【請求項４】前記コバルト化合物は、一酸化コバルト、
２価のα型水酸化コバルト、２価のβ型水酸化コバルト
および２価を超える高次コバルトの化合物からなる群か
ら選ばれた少なくとも１種である、請求項３に記載のア
ルカリ蓄電池用ニッケル電極活物質。
【請求項５】前記第２成分は、前記元素群から選択され
た２種以上の前記元素を含む複合化合物である、請求項
１、２、３または４に記載のアルカリ蓄電池用ニッケル
電極活物質。
【請求項６】前記複合化合物は、前記元素群のうち、ツ
リウム、イッテルビウムおよびルテチウムからなる特定
元素群から選ばれた少なくとも１つの特定元素を含んで
いる、請求項５に記載のアルカリ蓄電池用ニッケル電極
活物質。
【請求項７】前記複合化合物に含まれる前記元素群から
選択された２種以上の前記元素のうち、前記特定元素の
割合が５０重量％以上である、請求項６に記載のアルカ
リ蓄電池用ニッケル電極活物質。
【請求項８】前記第１成分１００重量部に対し、前記第
２成分を０．５〜２０重量部含んでいる、請求項１、
２、３、４、５、６または７に記載のアルカリ蓄電池用
ニッケル電極活物質。
【請求項９】水酸化ニッケル系の第１成分と、希土類元
素および５ｄ軌道に２〜１０個の電子が配置された元素
からなる元素群から選択された元素を２種以上含む第２
成分とを含む活物質を備えた正極と、水素吸蔵合金を活物質とする負極と、前記正極と前記負極との間に配置されたセパレータと、前記正極、前記負極および前記セパレータを収容するケ
ースと、前記ケース内に配置された電解液と、を備えたアルカリ
蓄電池。
【請求項１０】前記セパレータは、ポリオレフィン樹脂
系の微細繊維を用いて形成されかつ親水性を有する不織
布である、請求項９に記載のアルカリ蓄電池。
【請求項１１】初期化成処理時において、電池温度が４
０〜８０℃に設定されている、請求項９または１０に記
載のアルカリ蓄電池。
【請求項１２】水酸化ニッケル系の第１成分、並びに希
土類元素および５ｄ軌道に２〜１０個の電子が配置され
た元素からなる元素群から選択された元素を２種以上含
む第２成分を含む活物質を備えた正極と、水素吸蔵合金
を活物質とする負極と、前記正極と前記負極との間に配
置されたセパレータと、前記正極、前記負極および前記
セパレータを収容するケースと、前記ケース内に配置さ
れた電解液とを備えたアルカリ蓄電池を、４０〜８０℃
の電池温度に設定して充電する工程を含む、アルカリ蓄
電池の初期化成処理方法。