JPH01264167A - 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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- JPH01264167A JPH01264167A JP63089800A JP8980088A JPH01264167A JP H01264167 A JPH01264167 A JP H01264167A JP 63089800 A JP63089800 A JP 63089800A JP 8980088 A JP8980088 A JP 8980088A JP H01264167 A JPH01264167 A JP H01264167A
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- H01M50/463—Separators, membranes or diaphragms characterised by their shape
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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】
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。
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二・１ケル−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つて
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つて
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。
ために幾つかの方法が提案されている。
以下にその方法およびその問題点について簡単に説明す
る。
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。
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。
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であり、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であり、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
、この機能は不繊布セパ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
、この機能は不繊布セパ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＋２Ｈ２０＋４ｅ−→４０Ｈ−＋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。
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。
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
形ニッケルー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。
形ニッケルー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
ルーカドミウム電池が提案されている。この新しいニッ
ケルーカドミウム電池は、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、従来のニッケルーカドミウム電池に
比べて高容量化と充電時間の短縮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。
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
ルーカドミウム電池が提案されている。この新しいニッ
ケルーカドミウム電池は、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、従来のニッケルーカドミウム電池に
比べて高容量化と充電時間の短縮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が発生
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
。
電池であるが、充電終期には正極板から酸素ガスが発生
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。
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。
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。
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
しゃ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。
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
しゃ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ーカ
ドミウム電池で特に顕著であることをみいだした０本発
明はこれらの知見に基づいている。
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ーカ
ドミウム電池で特に顕著であることをみいだした０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（ＣａｓｔｉｎｇＥｘｔｒａｃｔｉｏｎＰｒｏ
ｃｅｓｓ ）によって製作したポリエチレン製のもの（
商品名： ＰＭＩＯＥ、ＰＨ１０１４，ＲＡＩ（ｔｌ、
ｓ、Ａ） 社製） ヤポリプロピレン製のもの（商品名
： ＰＨＰ１５Ｅ、ＰＨＰ１５Ｗ、 ＲＡＩ（ｕ、ｓ、
Ａ）社製）等がある。
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（ＣａｓｔｉｎｇＥｘｔｒａｃｔｉｏｎＰｒｏ
ｃｅｓｓ ）によって製作したポリエチレン製のもの（
商品名： ＰＭＩＯＥ、ＰＨ１０１４，ＲＡＩ（ｔｌ、
ｓ、Ａ） 社製） ヤポリプロピレン製のもの（商品名
： ＰＨＰ１５Ｅ、ＰＨＰ１５Ｗ、 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、
＾）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。
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、
＾）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。
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
第１表かられかるように、これらの微孔性セパレーター
の孔径は１μｌ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。
の孔径は１μｌ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
し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、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。
来の不織布セパレーターは、電解液の保液性がよく、そ
し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、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Ｊ３４０
１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。
１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。
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。
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が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池を得ることが
できる。
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が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池を得ることが
できる。
さらに、本発明に該当する電池は、主としてニッケルー
カドミウム電池であるが、この他にも充を終期あるいは
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、この他にも充を終期あるいは
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部と長さＩ
ｎｎ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
３０１で混食してペースト状にする。このペーストを銅
メツキした穿孔鋼板に塗着し、乾燥、加圧して酸化カド
ミウムの理論容量が９６０ｎＡｈ、寸法が２．９ｘ １
４ｘ ５２（１１ｎ）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部と長さＩ
ｎｎ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
３０１で混食してペースト状にする。このペーストを銅
メツキした穿孔鋼板に塗着し、乾燥、加圧して酸化カド
ミウムの理論容量が９６０ｎＡｈ、寸法が２．９ｘ １
４ｘ ５２（１１ｎ）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％の焼結式ニラゲル基板に、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Ｍ１．５（２０℃）］を含浸したの
ち、比重１．２００（２０°Ｃ）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Ｍ１．５（２０℃）］を含浸したの
ち、比重１．２００（２０°Ｃ）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理論容量４００ｎＡｈ、寸法が１
．４ｘ １４ｘ ５２（Ｉｎ）のｉＥｉ板２枚を製作し
た。
．４ｘ １４ｘ ５２（Ｉｎ）のｉＥｉ板２枚を製作し
た。
次に、先の負極板１枚を厚さ約２０μｌ、孔径的０、０
９５μｌ、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：ＰＨ１０Ｅ、
ＲＡＩ（１１，ｓ、Ａ）社製）１枚テ包ンだ後、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２．４１を用いて、公称
容量が７００ｎＡｈ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。
９５μｌ、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：ＰＨ１０Ｅ、
ＲＡＩ（１１，ｓ、Ａ）社製）１枚テ包ンだ後、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２．４１を用いて、公称
容量が７００ｎＡｈ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２８μｌ、孔径的０．０９５
μｍ、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： ＰＨ１０Ｅ、 Ｒ
ＡＩ（ｕ、ｓ、 Ａ）社製） １枚と厚さ ０．２１１
１１（７） ；Ｆす７’０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（Ｂ）を製作した。
μｍ、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： ＰＨ１０Ｅ、 Ｒ
ＡＩ（ｕ、ｓ、 Ａ）社製） １枚と厚さ ０．２１１
１１（７） ；Ｆす７’０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（Ｂ）を製作した。
［実施例３］
セパレーターとして厚さ約３８μｍ、孔径的０．１６μ
ｍ、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＝ＰＨＰ１５Ｅ、 Ｒ
ＡＩＩＵ、Ｓ、Ａ）社製） １枚と厚さ ０．２ｍｍノ
；ｆ？ ！Ｊ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。
ｍ、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＝ＰＨＰ１５Ｅ、 Ｒ
ＡＩＩＵ、Ｓ、Ａ）社製） １枚と厚さ ０．２ｍｍノ
；ｆ？ ！Ｊ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０．２ｖｉ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。
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。
［実施例５］
セパレーターとして厚さ約２５μｍ、孔径的０．０２〜
０．２μ１．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：ジュラガート３４０１．
セラニーズ（Ｕ、Ｓ、Ａ）社製） １枚と厚さ０．２１
１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。
０．２μ１．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：ジュラガート３４０１．
セラニーズ（Ｕ、Ｓ、Ａ）社製） １枚と厚さ０．２１
１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０．１ ｋｇ／Ｃ１ｌ’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、はとんど無い状態となってお
り、放電状態における負極活物質中の水酸化カドミウム
の含有量は重量比で正極活物質中の水酸化ニッケルの約
０．９５倍＜ ２ 、７３ （（１／Ａｈ ）／２．８
ｓ（ｖ／Ａｈ） ）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である。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。
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、はとんど無い状態となってお
り、放電状態における負極活物質中の水酸化カドミウム
の含有量は重量比で正極活物質中の水酸化ニッケルの約
０．９５倍＜ ２ 、７３ （（１／Ａｈ ）／２．８
ｓ（ｖ／Ａｈ） ）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である。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＋）１．０→ Ｃｄ（ＯＨ）ｉ （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な（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０．２５Ｇの電流で２４時間行った。その結果を第２
表に示す。
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な（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０．２５Ｇ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ＰＨＩＯＥもしくはＰＮＰ１５Ｅを用
いた本発明による電池（Ａ）ＩＢ）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＃Ｊ［Ｉ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。
セパレータであるＰＨＩＯＥもしくはＰＮＰ１５Ｅを用
いた本発明による電池（Ａ）ＩＢ）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＃Ｊ［Ｉ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。
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。
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ＣＤ）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。
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ＣＤ）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。
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とを組合
わせた方が良好であることがわかる。
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とを組合
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、その負極板中の水
酸化カドミウムの含有量が重量比で正極活物質中の水酸
化ニッケルに対して０．９５以下であることを特徴とす
る密閉形アルカリ二次電池、すなわち正極板と負極板の
充電が同時に完了するニッケルー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ーカドミウ
ム電池よりもカドミウム活物質のマイグレーションが起
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
従来のニッケルー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。
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、その負極板中の水
酸化カドミウムの含有量が重量比で正極活物質中の水酸
化ニッケルに対して０．９５以下であることを特徴とす
る密閉形アルカリ二次電池、すなわち正極板と負極板の
充電が同時に完了するニッケルー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ーカドミウ
ム電池よりもカドミウム活物質のマイグレーションが起
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
従来のニッケルー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ぺ一スト式の
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。
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、本発明の実施例と同様の効果は、ニッケルーカド
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ｉＥ極板に用いた
場合にも同様に得られる。
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ｉＥ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。
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。 算１目 ｙ ２ｏｏ ４ｏｏ ｌｅｅ ＃＃＃ ／＃
７ｍｅ ＩＱ−ｏｎ ／ｈａ ／２ａａ ｈｎｔ
ＸＥ文ηイ２少粒／１り
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。 算１目 ｙ ２ｏｏ ４ｏｏ ｌｅｅ ＃＃＃ ／＃
７ｍｅ ＩＱ−ｏｎ ／ｈａ ／２ａａ ｈｎｔ
ＸＥ文ηイ２少粒／１り
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 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。 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。 ３、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、その負極活物質中の水酸化カドミ
ウムの含有量が、重量比で正極活物質中の水酸化ニッケ
ルに対して０．９５以下であることを特徴とする請求項
１または２記載の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 true JPH01264167A (ja) | 1989-10-20 |
| JP2884570B2 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) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2652950A1 (fr) * | 1989-10-10 | 1991-04-12 | Japan Storage Battery Co Ltd | Batterie secondaire alcaline etanche. |
| JPH1050288A (ja) * | 1996-08-02 | 1998-02-20 | Tonen Chem Corp | 非水電池用セパレーター |
| CN101775756A (zh) * | 2010-03-03 | 2010-07-14 | 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 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51138755A (en) * | 1975-05-28 | 1976-11-30 | Nippon Mineral Fiber Mfg | Method of producing finely porous film |
| 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
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51138755A (en) * | 1975-05-28 | 1976-11-30 | Nippon Mineral Fiber Mfg | Method of producing finely porous film |
| 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 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2652950A1 (fr) * | 1989-10-10 | 1991-04-12 | Japan Storage Battery Co Ltd | Batterie secondaire alcaline etanche. |
| JPH1050288A (ja) * | 1996-08-02 | 1998-02-20 | Tonen Chem Corp | 非水電池用セパレーター |
| CN101775756A (zh) * | 2010-03-03 | 2010-07-14 | 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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2884570B2 (ja) | 1999-04-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |