JP2884570B2 - 密閉形アルカリ二次電池 - Google Patents
密閉形アルカリ二次電池Info
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、カドミウム負極板を用いた密閉形アルカリ
二次電池に関するものである。
二次電池に関するものである。
従来の技術 現在、アルカリ二次電池としてはニッケルーカドミウ
ム電池が主として用いられているが、近年の電子機器の
小型軽量化に伴う電池の高容量化の要求に対応するため
に、その負極板は従来の主流であった焼結式極板からペ
ースト式極板へ急速に置き換えが進んでいる。しかし、
充放電を繰り返すとペースト式の負極板を用いた電池
は、焼結式の負極板を用いた電池よりも内部短絡が早期
に起きやすいという問題点がある。この内部短絡の原因
は、主にカドミウム活物質が負極板から正極板に向かっ
て移動成長するいわゆるマイグレーションとよばれる現
象によるものであり、密閉形電池に用いられる不織布セ
パレーターでは、このようなカドミウム活物質の成長に
起因する内部短絡を防ぐことはできなかった。
ム電池が主として用いられているが、近年の電子機器の
小型軽量化に伴う電池の高容量化の要求に対応するため
に、その負極板は従来の主流であった焼結式極板からペ
ースト式極板へ急速に置き換えが進んでいる。しかし、
充放電を繰り返すとペースト式の負極板を用いた電池
は、焼結式の負極板を用いた電池よりも内部短絡が早期
に起きやすいという問題点がある。この内部短絡の原因
は、主にカドミウム活物質が負極板から正極板に向かっ
て移動成長するいわゆるマイグレーションとよばれる現
象によるものであり、密閉形電池に用いられる不織布セ
パレーターでは、このようなカドミウム活物質の成長に
起因する内部短絡を防ぐことはできなかった。
発明が解決しようとする課題 そこでカドミウム活物質のマイグレーションを抑制す
るために幾つかの方法が提案されている。以下にの方法
およびその問題点について簡単に説明する。
るために幾つかの方法が提案されている。以下にの方法
およびその問題点について簡単に説明する。
（イ）電解液中にホウ酸等の添加剤を入れることによっ
てカドミウムの溶解度を小さくする方法。この方法の問
題点は、充放電時の分極が大きくなり、放電容量が低下
する傾向を有する。
てカドミウムの溶解度を小さくする方法。この方法の問
題点は、充放電時の分極が大きくなり、放電容量が低下
する傾向を有する。
（ロ）負極活物質中にニッケル粉末等の導電体を多量に
混入する方法。この方法の問題点は、極板のエネルギー
密度が低くなることがあり、また、この方法による効果
はそれ程大きくなく、例えば公称容量に対し1Cの電流で
充放電した場合、その寿命は高々1200サイクル程度であ
る。従来の焼結式カドミウム負極板を用いた電池では同
じ条件で2000サイクル以上の充放電が可能であることを
考えると、この電池のサイクル寿命は約半分でしかな
い。
混入する方法。この方法の問題点は、極板のエネルギー
密度が低くなることがあり、また、この方法による効果
はそれ程大きくなく、例えば公称容量に対し1Cの電流で
充放電した場合、その寿命は高々1200サイクル程度であ
る。従来の焼結式カドミウム負極板を用いた電池では同
じ条件で2000サイクル以上の充放電が可能であることを
考えると、この電池のサイクル寿命は約半分でしかな
い。
（ハ）セパレーターとして孔の形状が矩形状の微孔性の
セパレーターを用いる方法。この方法の場合には、カド
ミウム活物質はこの微孔性セパレーターを貫通して成長
することができないため、カドミウム活物質の成長によ
る内部短絡をほぼ完全に防ぐことができる。しかしこの
方法における大きな問題点は密閉形電池には適用できな
いことである。つまり、現在の密閉形電池では、充電末
期および過充電時に正極板から発生する酸素ガスを負極
板で（１）式に示す反応によって吸収することにより、
電池内の圧力が高まるのを防ぎ密閉化を達成している
が、この機能は不織布セパーレーターのように孔径が大
きいいわゆるオープンセパレータを用いることによって
成立している。
セパレーターを用いる方法。この方法の場合には、カド
ミウム活物質はこの微孔性セパレーターを貫通して成長
することができないため、カドミウム活物質の成長によ
る内部短絡をほぼ完全に防ぐことができる。しかしこの
方法における大きな問題点は密閉形電池には適用できな
いことである。つまり、現在の密閉形電池では、充電末
期および過充電時に正極板から発生する酸素ガスを負極
板で（１）式に示す反応によって吸収することにより、
電池内の圧力が高まるのを防ぎ密閉化を達成している
が、この機能は不織布セパーレーターのように孔径が大
きいいわゆるオープンセパレータを用いることによって
成立している。
O2＋2H2O＋4e-→4OH- （１） ところが、孔の形状が矩形である微孔性セパレータは
酸素ガスの透過性が極めて小さいため、充電末期および
過充電時に正極板から発生した酸素は負極板へ到達する
ことが阻害される。したがって負極板における酸素ガス
の吸収反応はほとんど起こらなくなり、電池内の圧力が
上昇して、ついには安全弁が作動して電解液の減少が起
こる。
酸素ガスの透過性が極めて小さいため、充電末期および
過充電時に正極板から発生した酸素は負極板へ到達する
ことが阻害される。したがって負極板における酸素ガス
の吸収反応はほとんど起こらなくなり、電池内の圧力が
上昇して、ついには安全弁が作動して電解液の減少が起
こる。
以上のようにペースト式カドミウム負極板を用いた密
閉形ニッケル−カドミウム電池においてカドミウム活物
質のマイグレーションによる内部短絡を防ぐ効果的に防
ぐ手段は見当たらなかった。
閉形ニッケル−カドミウム電池においてカドミウム活物
質のマイグレーションによる内部短絡を防ぐ効果的に防
ぐ手段は見当たらなかった。
また最近では負極板の充電完了が正極板の充電完了と
同時かあるいはそれ以前に起こるようにした新しいニッ
ケル−カドミウム電池が提案されている。この新しいニ
ッケル−カドミウム電池は、充電終期の負極板の極めて
大きな電位変化を主に検出して、充電が制御できるよう
にしたものであって、従来のニッケル−カドミウム電池
に比べて高容量化と充電時間の短絡化がなされた密閉形
電池である。しかし、この電池では充電終期の正・負極
板の電位差が1.9V以上という非常に大きな値になるため
に、カドミウム活物質のマイグレーションが生じやす
く、従来の電池よりもさらに内部短絡が早期に起きやす
い傾向にある。
同時かあるいはそれ以前に起こるようにした新しいニッ
ケル−カドミウム電池が提案されている。この新しいニ
ッケル−カドミウム電池は、充電終期の負極板の極めて
大きな電位変化を主に検出して、充電が制御できるよう
にしたものであって、従来のニッケル−カドミウム電池
に比べて高容量化と充電時間の短絡化がなされた密閉形
電池である。しかし、この電池では充電終期の正・負極
板の電位差が1.9V以上という非常に大きな値になるため
に、カドミウム活物質のマイグレーションが生じやす
く、従来の電池よりもさらに内部短絡が早期に起きやす
い傾向にある。
なお、この電池は基本的に過充電を長く行わない密閉
形電池であるが、充電終期には正極板から酸素ガスを発
生する。またエージングの影響による酸素ガスの発生も
あり、酸素発生量は少なくない。したがって、従来の矩
形状の孔を有する微孔性セパレーターを使用すると、こ
の酸素ガスを負極板で吸収できないという不都合が生じ
る。
形電池であるが、充電終期には正極板から酸素ガスを発
生する。またエージングの影響による酸素ガスの発生も
あり、酸素発生量は少なくない。したがって、従来の矩
形状の孔を有する微孔性セパレーターを使用すると、こ
の酸素ガスを負極板で吸収できないという不都合が生じ
る。
以上のことから、カドミウム活物質の成長による電池
の内部短絡を防いで、しかも酸素ガス吸収性能を著しく
低下させない手段の開発が望まれていた。
の内部短絡を防いで、しかも酸素ガス吸収性能を著しく
低下させない手段の開発が望まれていた。
課題を解決するための手段 本発明は上述の課題を解決するためにカドミウム負極
板を用いた密閉形アルカリ二次電池において、孔の形状
が円形あるいは楕円形である微孔性セパレーターを用い
たことを特徴とする。
板を用いた密閉形アルカリ二次電池において、孔の形状
が円形あるいは楕円形である微孔性セパレーターを用い
たことを特徴とする。
作用 発明者はカドミウム負極板を用いる密閉形のアルカリ
二次電池に孔の形状が円形あるいは楕円形である微孔性
セパレーターを用いることによって、良好な酸素ガス吸
収性能が得られ、かつカドミウム活物質のマイグレーシ
ョンによる内部短絡を防止できることを見出だした。
二次電池に孔の形状が円形あるいは楕円形である微孔性
セパレーターを用いることによって、良好な酸素ガス吸
収性能が得られ、かつカドミウム活物質のマイグレーシ
ョンによる内部短絡を防止できることを見出だした。
また、この微孔性セパレーターと不織布セパレーター
とを組合わせて用いることにより電池の組み立て時に発
生しやすい微孔性セパレーターの破損が防止でき、しか
も充放電でこの微孔性セパレーターを単独で用いた場合
よりも大きな放電容量が得られることがわかった。
とを組合わせて用いることにより電池の組み立て時に発
生しやすい微孔性セパレーターの破損が防止でき、しか
も充放電でこの微孔性セパレーターを単独で用いた場合
よりも大きな放電容量が得られることがわかった。
さらに、孔の形状が円形もしくは楕円形である微孔性
セパレーターを用いた場合のこのような効果の度合い
は、負極板の充電の完了が正極板の充電の完了と同時
か、あるいはそれ以前に起こるようにした新しいニッケ
ル−カドミウム電池で特に顕著であることを満いだし
た。本発明はこれらの知見に基づいている。
セパレーターを用いた場合のこのような効果の度合い
は、負極板の充電の完了が正極板の充電の完了と同時
か、あるいはそれ以前に起こるようにした新しいニッケ
ル−カドミウム電池で特に顕著であることを満いだし
た。本発明はこれらの知見に基づいている。
以下、本発明の作用を詳細に説明する。
本発明に用いる孔の形状が円形あるいは楕円形である
微孔性セパレーターとしてはキャスティングエクストラ
クション法（Casting Extraction Process）によって製
作したポリエチレン製のもの（商品名:PM10E,PM10W,RAI
（U.S.A）社製）やポリプロピレン製のもの（商品名:PM
P15E,PMP15W,RAI（U.S.A）社製）等がある。
微孔性セパレーターとしてはキャスティングエクストラ
クション法（Casting Extraction Process）によって製
作したポリエチレン製のもの（商品名:PM10E,PM10W,RAI
（U.S.A）社製）やポリプロピレン製のもの（商品名:PM
P15E,PMP15W,RAI（U.S.A）社製）等がある。
これらのセパレーターと孔径，材質および厚さが同程
度であり、孔の形状が異なる微孔性セパレーターには、
押し出し延伸法によって製作したポリプロピレン製のも
の（商品名ジュラガード3401,セラニーズ（U.S.A）社
製）がある。後者の微孔性セパレーターの孔の形状は矩
形であり、主として開放型のアルカリ二次電池に用いら
れている。
度であり、孔の形状が異なる微孔性セパレーターには、
押し出し延伸法によって製作したポリプロピレン製のも
の（商品名ジュラガード3401,セラニーズ（U.S.A）社
製）がある。後者の微孔性セパレーターの孔の形状は矩
形であり、主として開放型のアルカリ二次電池に用いら
れている。
ここに述べた微孔性セパレーターの特徴を明らかにす
るために、これらの微孔性セパレーターの厚み，孔の大
きさおよび孔の形状を第１表に示す。
るために、これらの微孔性セパレーターの厚み，孔の大
きさおよび孔の形状を第１表に示す。
第１表からわかるように、これらの微孔性セパレータ
ーの孔径は１μｍよりも小さく、従来の不織布セパレー
ターの孔径が数100μｍであることと比較して極めて小
さい。したがって従来の不織布セパレーターでは防止す
ることができなかったカドミウム活物質のマイグレーシ
ョンに起因する電池の内部短絡を効果的に防止すること
ができる。
ーの孔径は１μｍよりも小さく、従来の不織布セパレー
ターの孔径が数100μｍであることと比較して極めて小
さい。したがって従来の不織布セパレーターでは防止す
ることができなかったカドミウム活物質のマイグレーシ
ョンに起因する電池の内部短絡を効果的に防止すること
ができる。
密閉形電池として必要な酸素ガス吸収性能については
従来の不織布セパレーターは、電解液の保液性がよく、
そいてその孔径が大きいので、酸素ガスの透過性が良好
であり、これを用いた密閉形電池の負極板における酸素
ガス吸収性能は良好である。それに対して、孔の径が小
さい微孔性セパレーターは一般に酸素ガスの透過性が極
めて小さいため、これを用いた密閉形電池の負極板にお
ける酸素ガス吸収性能は非常に悪いと考えられていた。
例えば孔の形状が矩形である微孔性セパレーターJ3401
は密閉形電池には適用できなかった。しかし、この微孔
性セパレーターと孔の大きさがほぼ同等でこの孔の形状
が円形もしくは楕円形である微孔性セパレーターを用い
た密閉形電池の負極板における酸素ガス吸収性能は良好
である。ガス吸収性能は孔径と密接な関係があることか
ら、おそらくガス吸収性能は酸素ガスの透過性によって
とくに大きな影響をうける領域があるものと思われる。
従来の不織布セパレーターは、電解液の保液性がよく、
そいてその孔径が大きいので、酸素ガスの透過性が良好
であり、これを用いた密閉形電池の負極板における酸素
ガス吸収性能は良好である。それに対して、孔の径が小
さい微孔性セパレーターは一般に酸素ガスの透過性が極
めて小さいため、これを用いた密閉形電池の負極板にお
ける酸素ガス吸収性能は非常に悪いと考えられていた。
例えば孔の形状が矩形である微孔性セパレーターJ3401
は密閉形電池には適用できなかった。しかし、この微孔
性セパレーターと孔の大きさがほぼ同等でこの孔の形状
が円形もしくは楕円形である微孔性セパレーターを用い
た密閉形電池の負極板における酸素ガス吸収性能は良好
である。ガス吸収性能は孔径と密接な関係があることか
ら、おそらくガス吸収性能は酸素ガスの透過性によって
とくに大きな影響をうける領域があるものと思われる。
以上のことから孔の形状が円形もしくは楕円形の微孔
性セパレーターは、酸素ガスの吸収性能が高く、かつカ
ドミウム活物質のマイグレーションによる電池の内部短
絡を防ぐ上で極めて有効であることがわかる。
性セパレーターは、酸素ガスの吸収性能が高く、かつカ
ドミウム活物質のマイグレーションによる電池の内部短
絡を防ぐ上で極めて有効であることがわかる。
なお、このような微孔性セパレーターは単独で用いる
よりも不織布セパレータと組合わせて用いた方が幾つか
の点で有利である。
よりも不織布セパレータと組合わせて用いた方が幾つか
の点で有利である。
例えば、この微孔性セパレーターは、第１表に示した
ように厚みが非常に薄く強度が弱いために、電池の組み
立て時に破損して内部短絡が生ずるおそれがある。ま
た、この微孔性セパレーターの保液性は小さく、このた
めに従来の不織布セパレーターを用いた電池に比べ放電
特性が劣る傾向にある。しかし、この微孔性セパレータ
ーと不織布セパレーターとを組合わせて用いることによ
って、両方のセパレーターを有している長所を備えた電
池、すなわち組み立て時の不良率が低く、充放電特製が
良好であり、しかもサイクル寿命の優れた電位を得るこ
とができる。
ように厚みが非常に薄く強度が弱いために、電池の組み
立て時に破損して内部短絡が生ずるおそれがある。ま
た、この微孔性セパレーターの保液性は小さく、このた
めに従来の不織布セパレーターを用いた電池に比べ放電
特性が劣る傾向にある。しかし、この微孔性セパレータ
ーと不織布セパレーターとを組合わせて用いることによ
って、両方のセパレーターを有している長所を備えた電
池、すなわち組み立て時の不良率が低く、充放電特製が
良好であり、しかもサイクル寿命の優れた電位を得るこ
とができる。
さらに、本発明に該当する電池は、主としてニッケル
−カドミウム電池であるが、この他にも充電終期あるい
は過充電時に酸素ガスを発生する正極板とカドミウム負
極板とを組合わせたアルカリ二次電池、例えば銀−カド
ミウムアルカリ二次電池等でも同様の効果を得ることが
できる。
−カドミウム電池であるが、この他にも充電終期あるい
は過充電時に酸素ガスを発生する正極板とカドミウム負
極板とを組合わせたアルカリ二次電池、例えば銀−カド
ミウムアルカリ二次電池等でも同様の効果を得ることが
できる。
実施例 以下、本発明を好適な実施例を用いて説明する。
［実施例１］ 酸化カドミウム粉末50部と平均粒子径２μｍの金属カ
ドミウム粉末50部と水酸化ニッケル粉末５部と内が長さ
1mmのポリプロピレン製の短繊維0.1部とを1.5重量％の
ポリビニルアルコールを含むエチレングリコール30mlで
混合してペースト状にする。このペーストを銅メッキし
た穿孔鋼板に塗着し、乾燥，加圧して酸カドミウムの理
論容量が960mAh,寸法が2.9×14×52（mm）の負極板を製
作した。この負極板に用いた金属カドミウム粉末は、硫
酸カドミウム水溶液に金属亜鉛粉末を添加する方法によ
って製作したいわゆる置換法によるものである。なお、
粒子径の測定は、空気透過法で行った。
ドミウム粉末50部と水酸化ニッケル粉末５部と内が長さ
1mmのポリプロピレン製の短繊維0.1部とを1.5重量％の
ポリビニルアルコールを含むエチレングリコール30mlで
混合してペースト状にする。このペーストを銅メッキし
た穿孔鋼板に塗着し、乾燥，加圧して酸カドミウムの理
論容量が960mAh,寸法が2.9×14×52（mm）の負極板を製
作した。この負極板に用いた金属カドミウム粉末は、硫
酸カドミウム水溶液に金属亜鉛粉末を添加する方法によ
って製作したいわゆる置換法によるものである。なお、
粒子径の測定は、空気透過法で行った。
一方、正極板は以下の方法で製作した。
多孔度が約80％の焼結式ニッケル基板に、コバルトの
含有率が８％の硝酸コバルトと硝酸ニッケルとの混合水
溶液［PH＝2,比重1.5（20℃）］を含浸したのち、比重
1.200（20℃）の水酸化ナトリウム水溶液に含浸し、湯
洗，乾燥する。
含有率が８％の硝酸コバルトと硝酸ニッケルとの混合水
溶液［PH＝2,比重1.5（20℃）］を含浸したのち、比重
1.200（20℃）の水酸化ナトリウム水溶液に含浸し、湯
洗，乾燥する。
この操作を繰り返して論理容量400mAh,寸法が1.4×14
×52（mm）の正極板２枚を製作した。
×52（mm）の正極板２枚を製作した。
次に、先の負極板１枚を厚さ約20μm,孔径約0.095μ
m,孔の形状が円形あるいは楕円形であるポリエチレンの
微孔性セパレーター（商品名:PM10E,RAI（U.S.A）社
製）１枚で包んだ後、正極板２枚の間にはさみ、電解液
として比重1.250（20℃）の水酸化カリウム水溶液2.4ml
を用いて、公称容量が700mAhの本発明による角形アルカ
リ二次電池（Ａ）を製作した。なお、電槽としては合成
樹脂製のものを用いた。
m,孔の形状が円形あるいは楕円形であるポリエチレンの
微孔性セパレーター（商品名:PM10E,RAI（U.S.A）社
製）１枚で包んだ後、正極板２枚の間にはさみ、電解液
として比重1.250（20℃）の水酸化カリウム水溶液2.4ml
を用いて、公称容量が700mAhの本発明による角形アルカ
リ二次電池（Ａ）を製作した。なお、電槽としては合成
樹脂製のものを用いた。
［実施例２］ セパレーターとして厚さ約28μm,孔径約0.095μm,孔
の形状が円形もしくは楕円形であるポリエチレンの微孔
性セパレーター（商品名:PM10E,RAI（U.S.A）社製）１
枚と厚さ0.2mmのポリプロピレンの不織布１枚と重ねた
ものを用いた以外は、全て実施例１と同様にして本発明
の角形アルカリ二次電池（Ｂ）を製作した。
の形状が円形もしくは楕円形であるポリエチレンの微孔
性セパレーター（商品名:PM10E,RAI（U.S.A）社製）１
枚と厚さ0.2mmのポリプロピレンの不織布１枚と重ねた
ものを用いた以外は、全て実施例１と同様にして本発明
の角形アルカリ二次電池（Ｂ）を製作した。
［実施例３］ セパレーターとして厚さ約38μm,孔径約0.16μm,孔の
形状が円形もしくは楕円形であるポリプロピレンの微孔
性セパレーター（商品名:PMP15E,RAI（U.S.A）社製）１
枚と厚さ0.2mmのポリプロピレンの不織布１枚とを重ね
たものを用いた以外は、全て実施例１と同様にして本発
明の角形アルカリ二次電池（Ｃ）を製作した。
形状が円形もしくは楕円形であるポリプロピレンの微孔
性セパレーター（商品名:PMP15E,RAI（U.S.A）社製）１
枚と厚さ0.2mmのポリプロピレンの不織布１枚とを重ね
たものを用いた以外は、全て実施例１と同様にして本発
明の角形アルカリ二次電池（Ｃ）を製作した。
［実施例４］ セパレーターとして厚さ0.2mmのポリプロピレンの不
織布１枚を用いた以外は、全て実施例１と同様にして従
来の角形アルカリ二次電池（Ｄ）を製作した。
織布１枚を用いた以外は、全て実施例１と同様にして従
来の角形アルカリ二次電池（Ｄ）を製作した。
［実施例５］ セパレーターとして厚さ約25μm,孔径約0.02〜0.2μ
m,孔の形状が矩形であるポリプロピレンの微孔性セパレ
ーター（商品名：ジュラガード3401,セラニーズ（U.S.
A）社製）１枚と厚さ0.2mmのポリプロピレンの不織布１
枚とを重ねたものを用いた以外は、全て実施例１と同様
にして比較用の角形アルカリ二次電池（Ｅ）を製作し
た。
m,孔の形状が矩形であるポリプロピレンの微孔性セパレ
ーター（商品名：ジュラガード3401,セラニーズ（U.S.
A）社製）１枚と厚さ0.2mmのポリプロピレンの不織布１
枚とを重ねたものを用いた以外は、全て実施例１と同様
にして比較用の角形アルカリ二次電池（Ｅ）を製作し
た。
なお、これらの電池には0.1kg/cm2で作動する安全弁
を付けている。また、これらの電池のリザーブ用水酸化
カドミウムは、ほとんど無い状態となっており、正極板
および負極板の充電はほぼ同時に完了するようにしてあ
る。さらに電解液の注入時に負極板中の酸化カドミウム
は式（２）に示す反応によって水を消費するので、その
消費分に相当する水を余分に注入した。
を付けている。また、これらの電池のリザーブ用水酸化
カドミウムは、ほとんど無い状態となっており、正極板
および負極板の充電はほぼ同時に完了するようにしてあ
る。さらに電解液の注入時に負極板中の酸化カドミウム
は式（２）に示す反応によって水を消費するので、その
消費分に相当する水を余分に注入した。
CdO＋H2O→Cd（OH）２ （２） 次に電池（Ａ）〜（Ｅ）について20℃の雰囲気温度で
定電流の過充電を行い、その前後での重量変化を調べて
これらの電池の酸素ガス吸収性能を評価した（酸素ガス
吸収性能が劣る電池では、過充電時に電池の内圧が上昇
して安全弁が作動し、酸素ガスが電池系外へ放出され
る。したがって、過充電中の電池の重量減少が著しいほ
ど酸素ガス吸収性能が劣るといえる。それゆえ、過充電
の前後の重量変化を測定することによって酸素ガス吸収
性能を評価することができる。）。充電は電池の公称容
量に対して0.25Cの電流で24時間行った。その結果を第
２表に示す。
定電流の過充電を行い、その前後での重量変化を調べて
これらの電池の酸素ガス吸収性能を評価した（酸素ガス
吸収性能が劣る電池では、過充電時に電池の内圧が上昇
して安全弁が作動し、酸素ガスが電池系外へ放出され
る。したがって、過充電中の電池の重量減少が著しいほ
ど酸素ガス吸収性能が劣るといえる。それゆえ、過充電
の前後の重量変化を測定することによって酸素ガス吸収
性能を評価することができる。）。充電は電池の公称容
量に対して0.25Cの電流で24時間行った。その結果を第
２表に示す。
この結果から、孔の形状が円形あるいは楕円形の微孔
性セパレータであるPM10EもしくはPMP15Eを用いた本発
明による電池（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）の重量減少
は、従来の微孔性セパレーターであるジュラガード3401
を用いた比較用電池（Ｅ）よりも極めて小さく、不織布
のみを用いた従来の電池（Ｄ）と同等である。つまり、
孔の形状が円形もしくは楕円形である微孔性セパレータ
ーを用いた本発明による電池は、酸素ガスの吸収能力が
高く、密閉性が良好に保たれている。一方、同程度の孔
径でありりながら、孔の形状が矩形である微孔性セパレ
ーターを用いた比較用電池の場合には、電池の密閉性を
保てないことがわかる。この２種類の微孔性セパレータ
ーを比較すると、大きく異なるのは孔の形状であるた
め、ガス吸収性能は孔の形状が重要な因子となっている
と考えられる。
性セパレータであるPM10EもしくはPMP15Eを用いた本発
明による電池（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）の重量減少
は、従来の微孔性セパレーターであるジュラガード3401
を用いた比較用電池（Ｅ）よりも極めて小さく、不織布
のみを用いた従来の電池（Ｄ）と同等である。つまり、
孔の形状が円形もしくは楕円形である微孔性セパレータ
ーを用いた本発明による電池は、酸素ガスの吸収能力が
高く、密閉性が良好に保たれている。一方、同程度の孔
径でありりながら、孔の形状が矩形である微孔性セパレ
ーターを用いた比較用電池の場合には、電池の密閉性を
保てないことがわかる。この２種類の微孔性セパレータ
ーを比較すると、大きく異なるのは孔の形状であるた
め、ガス吸収性能は孔の形状が重要な因子となっている
と考えられる。
次に、電池（Ａ）〜（Ｅ）を20℃において、公称容量
を基準として最大5cの電流で1.90Vの定電圧充電を30分
間行った後、1Cの電流で1Vまで放電するという充放電サ
イクルを行い、放電容量の推移を調べた。なお、サイク
ル中の放電容量が１サイクル目を基準として、その60％
未満になったときを電池の寿命とした。第１図に１サイ
クル目の放電容量を100としたときのサイクル中の容量
保持率を示した。同図より本発明の電池（Ａ），（Ｂ）
および（Ｃ）が2000サイクル経過しても、なお60％以上
の容量を保持しているのに対して、従来の電池（Ｄ）お
よび比較用電池（Ｅ）は、約800〜1000サイクルで寿命
が尽きていることがわかる。
を基準として最大5cの電流で1.90Vの定電圧充電を30分
間行った後、1Cの電流で1Vまで放電するという充放電サ
イクルを行い、放電容量の推移を調べた。なお、サイク
ル中の放電容量が１サイクル目を基準として、その60％
未満になったときを電池の寿命とした。第１図に１サイ
クル目の放電容量を100としたときのサイクル中の容量
保持率を示した。同図より本発明の電池（Ａ），（Ｂ）
および（Ｃ）が2000サイクル経過しても、なお60％以上
の容量を保持しているのに対して、従来の電池（Ｄ）お
よび比較用電池（Ｅ）は、約800〜1000サイクルで寿命
が尽きていることがわかる。
電池（Ｄ）および（Ｅ）の放電容量が低下した原因を
調べたところ、従来の電池（Ｄ）では、内部短絡が発生
しており、比較用電池（Ｅ）では、電解液量が著しく減
少していた。
調べたところ、従来の電池（Ｄ）では、内部短絡が発生
しており、比較用電池（Ｅ）では、電解液量が著しく減
少していた。
一方、本発明電池（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）は、重
量の減少が認められず、電池の密閉性が保たれていた。
しかし、容量保持率は電池（Ａ）よりも電池（Ｂ）およ
び（Ｃ）の方が優れており、放電特性の点においてセパ
レーターは円形あるいは楕円形の孔を有する微孔性セパ
レーター単独よりも、このセパレーターと不織布を組合
わせた方が良好であることがわかる。
量の減少が認められず、電池の密閉性が保たれていた。
しかし、容量保持率は電池（Ａ）よりも電池（Ｂ）およ
び（Ｃ）の方が優れており、放電特性の点においてセパ
レーターは円形あるいは楕円形の孔を有する微孔性セパ
レーター単独よりも、このセパレーターと不織布を組合
わせた方が良好であることがわかる。
なお、実施例では、水酸化ニッケルを活物質の主体と
する正極板と、水酸化カドミウムおよび金属カドミウム
を活物質の主体とする負極板とを備え、正極板と負極板
の充電が同時に完了するニッケル−カドミウム電池を例
にとって説明した。これは、この電池が負極板にリザー
ブの水酸化カドミウムを有する従来のニッケル−カドミ
ウム電池よりもカドミウム活物質のマイグレーションガ
起きやすい傾向にあることに注目したためである。した
がって、本実施例に比してマイグレーションの起きにく
い従来のニッケル−カドミウム電池においても、本発明
実施例と同様の効果が得られることはいうまでもない。
する正極板と、水酸化カドミウムおよび金属カドミウム
を活物質の主体とする負極板とを備え、正極板と負極板
の充電が同時に完了するニッケル−カドミウム電池を例
にとって説明した。これは、この電池が負極板にリザー
ブの水酸化カドミウムを有する従来のニッケル−カドミ
ウム電池よりもカドミウム活物質のマイグレーションガ
起きやすい傾向にあることに注目したためである。した
がって、本実施例に比してマイグレーションの起きにく
い従来のニッケル−カドミウム電池においても、本発明
実施例と同様の効果が得られることはいうまでもない。
本実施例では、特に内部短絡が生じやすいペースト式
のカドミウム負極板を用いた電池で説明したが、これ以
外にも内部短絡が比較的起こりにくい焼結式カドミウム
負極板を用いた場合にも、さらに内部短絡が抑制される
ことを確認している。
のカドミウム負極板を用いた電池で説明したが、これ以
外にも内部短絡が比較的起こりにくい焼結式カドミウム
負極板を用いた場合にも、さらに内部短絡が抑制される
ことを確認している。
また、本発明の実施例の同様の効果は、ニッケル−カ
ドミウム電池のみならず充電終期あるいは過充電時に酸
素ガスを発生する活物質、例えば銀等を正極板に用いた
場合にも同様に得られる。
ドミウム電池のみならず充電終期あるいは過充電時に酸
素ガスを発生する活物質、例えば銀等を正極板に用いた
場合にも同様に得られる。
発明の効果 以上のように、本発明によれば、カドミウム活物質の
マイグレーションによる内部短絡を防ぐことができ、サ
イクル寿命の優れた密閉形のアルカリ二次電池を得るこ
とができる。
マイグレーションによる内部短絡を防ぐことができ、サ
イクル寿命の優れた密閉形のアルカリ二次電池を得るこ
とができる。
第１図は、本発明の密閉形アルカリ二次電池と従来のア
ルカリ二次電池電池および比較用アルカリ二次電池電池
の充放電サイクル中の容量保持率を比較した図である。
ルカリ二次電池電池および比較用アルカリ二次電池電池
の充放電サイクル中の容量保持率を比較した図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01M 10/24 - 10/34 H01M 2/16 - 2/18
Claims (2)
- 【請求項１】カドミウム負極板を用いた密閉形アルカリ
蓄電池において、孔の形状が円形あるいは楕円形である
微孔性セパレーターを有することを特徴とする密閉形ア
ルカリ二次電池。 - 【請求項２】カドミウム負極板を用いた密閉形アルカリ
蓄電池において、不織布セパレーターと、孔の形状が円
形あるいは楕円形である微孔性セパレーターとを有する
ことを特徴とする密閉形アルカリ二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63089800A JP2884570B2 (ja) | 1988-04-12 | 1988-04-12 | 密閉形アルカリ二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63089800A JP2884570B2 (ja) | 1988-04-12 | 1988-04-12 | 密閉形アルカリ二次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01264167A JPH01264167A (ja) | 1989-10-20 |
| JP2884570B2 true JP2884570B2 (ja) | 1999-04-19 |
Family
ID=13980788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63089800A Expired - Fee Related JP2884570B2 (ja) | 1988-04-12 | 1988-04-12 | 密閉形アルカリ二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2884570B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2652950B1 (fr) * | 1989-10-10 | 1996-07-19 | Japan Storage Battery Co Ltd | Batterie secondaire alcaline etanche. |
| JP3996226B2 (ja) * | 1996-08-02 | 2007-10-24 | 東燃化学株式会社 | 非水電池用セパレーター及びそれを用いた非水電池 |
| CN101775756B (zh) * | 2010-03-03 | 2013-03-27 | 常州市康捷电池材料有限公司 | 用于制作镍氢电池磺化隔膜的无纺布、镍氢电池磺化隔膜及其制造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5817497B2 (ja) * | 1975-05-28 | 1983-04-07 | ニホンムキセンイコウギヨウ カブシキガイシヤ | ビコウセイフイルムノ セイゾウホウホウ |
| JPS60242035A (ja) * | 1984-04-27 | 1985-12-02 | Toa Nenryo Kogyo Kk | ポリエチレン微多孔膜の製造方法 |
| JPS6351063A (ja) * | 1986-08-20 | 1988-03-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 角形密閉ニツケル・カドミウムアルカリ蓄電池 |
-
1988
- 1988-04-12 JP JP63089800A patent/JP2884570B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01264167A (ja) | 1989-10-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |