JP2002184380A - Alkali secondary cell - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、アルカリ二次電池
に関し、特にセパレータを改良したアルカリ二次電池に
係わる。The present invention relates to an alkaline secondary battery, and more particularly, to an alkaline secondary battery having an improved separator.
【0002】[0002]
【従来の技術】アルカリ二次電池の一種であるニッケル
水素二次電池は、ニッケル化合物を活物質として含む正
極と水素吸蔵合金を活物質として含む負極との間にセパ
レータを介装して例えば渦巻き状に捲回した電極群を電
解液と共に容器内に収納した構造を有する。ニッケル水
素二次電池は、同じアルカリ二次電池で、現在、多くの
ポータプル機器の電源として用いられているニッケルカ
ドミウム二次電池と電圧の互換性があり、ニッケルカド
ミウム電池より高容量であるという優れた特性を有する
ため、パソコン、携帯電話や、携帯情報端末、電動工
具、電気自動車等の電源として広くも用いられている。
しかしながら、ニッケル水素二次電池はニッケルカドミ
ウム二次電池と同様、高温貯蔵時の自己放電に問題があ
った。2. Description of the Related Art A nickel-hydrogen secondary battery, which is a kind of alkaline secondary battery, is formed, for example, by a spiral in which a separator is interposed between a positive electrode containing a nickel compound as an active material and a negative electrode containing a hydrogen storage alloy as an active material. It has a structure in which an electrode group wound in a shape is housed in a container together with an electrolytic solution. Nickel-metal hydride rechargeable batteries are the same alkaline rechargeable batteries, and are voltage compatible with nickel cadmium rechargeable batteries, which are currently used as power supplies for many portable devices, and have the advantage of higher capacity than nickel cadmium batteries. Because of these characteristics, it is widely used as a power source for personal computers, mobile phones, portable information terminals, electric tools, electric vehicles, and the like.
However, the nickel-hydrogen secondary battery, like the nickel-cadmium secondary battery, has a problem in self-discharge during high-temperature storage.
【0003】すなわち、従来のニッケルカドミウム二次
電池の高温時の自己放電は主に(1)セパレータの酸化
分解により生成する物質による正極活物質であるニッケ
ル化合物(NiOOH)の還元反応、(2)NiOOH
の自己分解反応、の二つが原因で起こる。このうち、
(2)の自己分解反応は(1)の反応に比べて遅いた
め、高温貯蔵時の自己放電反応の主原因は(1)のセパ
レータの酸化分解によると考えられている。That is, the self-discharge of a conventional nickel cadmium secondary battery at a high temperature is mainly caused by (1) a reduction reaction of a nickel compound (NiOOH) as a positive electrode active material by a substance generated by oxidative decomposition of a separator, and (2). NiOOH
Autolysis reaction occurs in two ways. this house,
Since the self-decomposition reaction of (2) is slower than the reaction of (1), it is considered that the main cause of the self-discharge reaction during high-temperature storage is due to the oxidative decomposition of the separator of (1).
【0004】セパレータの酸化分解は、ニッケルカドミ
ウム二次電池で広く用いられているポリアミド系樹脂か
らなる不織布を用いた時に顕著に現れる。これは、ポリ
アミド系樹脂が酸か分解されて発生する硝酸イオン、亜
硝酸イオン、アンモニウムなどがNiOOHを還元する
ことによる。このようなことから前記酸化分解を防ぐた
めに、耐酸化性に優れているポリオレフィン系樹脂繊維
が用いられている。このポリオレフィン系樹脂繊維は、
ポリアミド系樹脂に比較して疎水性であるため、種々の
親水性化処理が検討され自己放電を改善することが試み
られている。[0004] Oxidative decomposition of the separator is remarkable when a nonwoven fabric made of a polyamide resin widely used in nickel cadmium secondary batteries is used. This is because nitrate ions, nitrite ions, ammonium and the like generated by decomposition of the polyamide-based resin with acid reduce NiOOH. For this reason, in order to prevent the oxidative decomposition, a polyolefin-based resin fiber having excellent oxidation resistance is used. This polyolefin resin fiber is
Since it is hydrophobic compared to polyamide-based resins, various hydrophilic treatments have been studied and attempts have been made to improve self-discharge.
【0005】しかしながら、ニッケル水素二次電池の場
合は負極に水素吸蔵合金を用い、電気化学的に水素ガス
を吸蔵放出する性質を利用して二次電池を構成している
ため、温度が上昇すると、水素吸蔵合金の水素平衡圧が
上昇し、水素ガス吸蔵量が減少することにより高温下で
は貯えきれなくなった水素ガスを放出する。その結果、
ニッケル水素二次電池を高温下で貯蔵すると、負極から
水素ガスが放出されて、電池内に充満し、正極のNiO
OHを還元する反応を起こすという問題があった。However, in the case of a nickel-metal hydride secondary battery, a hydrogen storage alloy is used for the negative electrode, and the secondary battery is constructed utilizing the property of electrochemically storing and releasing hydrogen gas. In addition, the hydrogen equilibrium pressure of the hydrogen storage alloy increases, and the amount of hydrogen gas stored decreases, so that hydrogen gas that cannot be stored at high temperatures is released. as a result,
When a nickel-metal hydride secondary battery is stored at a high temperature, hydrogen gas is released from the negative electrode to fill the battery, and the NiO of the positive electrode is charged.
There is a problem that a reaction for reducing OH occurs.
【0006】このような問題を解決する手段として、ポ
リオレフィン系樹脂繊維製の不織布にカルボキシル基を
有するビニルモノマをグラフト共重合させる方法が知ら
れている。その高温貯蔵特性は、イオン交換能に相関し
ており、イオン交換能が高いほど特性が良好になる。し
かしながら、前記グラフト共重合したセパレータを使用
すると、二次電池のサイクル特性が悪化する。特に、イ
オン交換能が高いセパレータを使用すると、その傾向が
顕著に現れる。As a means for solving such a problem, there is known a method in which a vinyl monomer having a carboxyl group is graft-copolymerized on a nonwoven fabric made of a polyolefin resin fiber. The high-temperature storage characteristics are correlated with the ion exchange capacity, and the higher the ion exchange capacity, the better the properties. However, the use of the graft copolymerized separator deteriorates the cycle characteristics of the secondary battery. In particular, when a separator having a high ion exchange capacity is used, the tendency is remarkably exhibited.
【0007】また、ポリオレフィン系樹脂にスルホン基
を有するモノマを共重合し、繊維を構成する樹脂中にス
ルホン基を導入することも検討されている。しかしなが
ら、自己放電を十分に抑制することが困難であった。[0007] It has also been studied to copolymerize a polyolefin-based resin with a monomer having a sulfone group to introduce a sulfone group into the resin constituting the fiber. However, it was difficult to sufficiently suppress self-discharge.
【0008】さらに、ポリオレフィン系樹脂繊維からな
る不織布を硫酸系溶液で処理して不織布自体をスルホン
化し、親水性を改善したセパレータも開発され、自己放
電がかなり抑制されたが、高温長期の貯蔵特性を確保す
ることが困難であった。しかも、ポリオレフィン系繊維
自体にダメージを与えるため、強度の著しい低下を招
き、使用用途が制限される。Further, a separator in which the nonwoven fabric made of a polyolefin resin fiber is treated with a sulfuric acid solution to sulfonate the nonwoven fabric itself to improve the hydrophilicity has been developed, and self-discharge has been considerably suppressed. Was difficult to secure. In addition, since the polyolefin-based fiber itself is damaged, the strength is remarkably reduced, and its use is restricted.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、高温貯蔵時
の自己放電を抑制し、かつサイクル特性を向上したアル
カリ二次電池を提供しようとするものである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an alkaline secondary battery which suppresses self-discharge during high-temperature storage and has improved cycle characteristics.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明に係るアルカリ二
次電池は、正極、負極、セパレータおよび電解液を有す
るアルカリ二次電池において、前記セパレータは、少な
くとも片側の面が負に帯電され、かつその帯電量が−1
nQ以下であることを特徴とするものである。An alkaline secondary battery according to the present invention is an alkaline secondary battery having a positive electrode, a negative electrode, a separator and an electrolytic solution, wherein at least one surface of the separator is negatively charged, and The charge amount is -1
nQ or less.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係わるアルカリ二
次電池(例えば円筒形ニッケル水素二次電池)を図1を
参照して説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an alkaline secondary battery (for example, a cylindrical nickel metal hydride secondary battery) according to the present invention will be described with reference to FIG.
【0012】有底円筒状の容器1内には、正極2とセパ
レータ4と負極3とを積層してスパイラル状に捲回する
ことにより作製された電極群5が収納されている。前記
負極3は、前記電極群5の最外周に配置されて前記容器
1と電気的に接触している。An electrode group 5 formed by laminating a positive electrode 2, a separator 4, and a negative electrode 3 and winding them in a spiral shape is accommodated in a bottomed cylindrical container 1. The negative electrode 3 is arranged at the outermost periphery of the electrode group 5 and is in electrical contact with the container 1.
【0013】アルカリ電解液は、前記容器1内に収容さ
れている。中央に孔6を有する封口板7は、前記容器1
の上部開口部に配置されている。リング状の絶縁性ガス
ケット8は、前記封口板7の周縁と前記容器1の上部開
口部内面の間に配置され、前記上部開口部を内側に縮径
するカシメ加工により前記容器1に前記封口板7を前記
ガスケット8を介して気密に固定している。正極リード
9は、一端が前記正極2に接続、他端が前記封口板7の
下面に接続されている。帽子形状をなす正極端子10
は、前記封口板7上に前記孔6を覆うように取り付けら
れている。An alkaline electrolyte is contained in the container 1. The sealing plate 7 having a hole 6 in the center is
Is arranged in the upper opening. The ring-shaped insulating gasket 8 is disposed between the peripheral edge of the sealing plate 7 and the inner surface of the upper opening of the container 1, and the sealing plate is formed on the container 1 by caulking to reduce the diameter of the upper opening inward. 7 is hermetically fixed via the gasket 8. One end of the positive electrode lead 9 is connected to the positive electrode 2, and the other end is connected to the lower surface of the sealing plate 7. Hat-shaped positive electrode terminal 10
Is mounted on the sealing plate 7 so as to cover the hole 6.
【0014】ゴム製の安全弁11は、前記封口板7と前
記正極端子10で囲まれた空間内に前記孔6を塞ぐよう
に配置されている。中央に穴を有する絶縁材料からなる
円形の押え板12は、前記正極端子10上に前記正極端
子10の突起部がその押え板12の前記穴から突出され
るように配置されている。外装チューブ13は、前記押
え板12の周縁、前記容器1の側面及び前記容器1の底
部周縁を被覆している。A rubber safety valve 11 is disposed in a space surrounded by the sealing plate 7 and the positive electrode terminal 10 so as to close the hole 6. A circular holding plate 12 made of an insulating material having a hole in the center is arranged on the positive electrode terminal 10 such that a protrusion of the positive electrode terminal 10 projects from the hole of the holding plate 12. The outer tube 13 covers the periphery of the holding plate 12, the side surface of the container 1, and the periphery of the bottom of the container 1.
【0015】次に、前記正極2、負極3、セパレータ4
および電解液について説明する。Next, the positive electrode 2, the negative electrode 3, the separator 4
And the electrolyte will be described.
【0016】1)正極2 この正極2は、活物質であるニッケル化合物を含有す
る。1) Positive electrode 2 This positive electrode 2 contains a nickel compound as an active material.
【0017】前記ニッケル化合物としては、例えば水酸
化ニッケル、亜鉛およびコバルトが共沈された水酸化ニ
ッケルまたはニッケル酸化物等を挙げることができる。
特に、亜鉛およびコバルトが共沈された水酸化ニッケル
が好ましい。Examples of the nickel compound include nickel hydroxide, nickel oxide and nickel oxide in which nickel hydroxide, zinc and cobalt are co-precipitated.
Particularly, nickel hydroxide in which zinc and cobalt are coprecipitated is preferable.
【0018】前記正極(ペースト式正極)は、例えば活
物質であるニッケル化合物と導電材と結着剤を水と共に
混練してペーストを調製し、このペーストを導電性芯体
に充填し、乾燥し、必要に応じて加圧成形を施すことに
より作製される。The positive electrode (paste type positive electrode) is prepared, for example, by kneading a nickel compound as an active material, a conductive material and a binder together with water to prepare a paste, filling the paste into a conductive core, and drying the paste. It is produced by performing pressure molding as required.
【0019】前記導電材料としては、例えばコバルト化
合物および金属コバルトから選ばれる少なくとも1種以
上のものが用いられる。前記コバルト化合物としては、
例えば水酸化コバルト[Co(OH)2 ]、一酸化コバ
ルト(CoO)等を挙げることができる。特に、水酸化
コバルト、一酸化コバルトもしくはこれらの混合物を導
電材料として用いることが好ましい。As the conductive material, for example, at least one selected from a cobalt compound and metallic cobalt is used. As the cobalt compound,
For example, cobalt hydroxide [Co (OH) 2 ], cobalt monoxide (CoO), and the like can be given. In particular, it is preferable to use cobalt hydroxide, cobalt monoxide, or a mixture thereof as the conductive material.
【0020】前記結着剤としては、例えばポリテトラフ
ルオロエチレン、ポリエチレン、ボリプロピレン等の疎
水性ポリマ;カルボキシメチルセルロース、メチルセル
ロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等のセル
ロース系材料;ポリアクリル酸ナトリウム等のアクリル
酸エステル;ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキ
シド等の親水性ポリマ;ラテックス等のゴム系ポリマを
を挙げることができる。Examples of the binder include hydrophobic polymers such as polytetrafluoroethylene, polyethylene, and polypropylene; cellulosic materials such as carboxymethylcellulose, methylcellulose and hydroxypropylmethylcellulose; acrylic esters such as sodium polyacrylate; Examples include hydrophilic polymers such as polyvinyl alcohol and polyethylene oxide; and rubber-based polymers such as latex.
【0021】前記導電性芯体としては、例えばニッケ
ル、ステンレスまたはニッケルメッキが施された金属か
ら形成された網状、スポンジ状、繊維状、もしくはフェ
ルト状の金属多孔体等を挙げることができる。Examples of the conductive core include a mesh-like, sponge-like, fiber-like, or felt-like porous metal body made of nickel, stainless steel, or nickel-plated metal.
【0022】2)負極3 この負極3は、水素吸蔵合金粉末を含有する。2) Negative electrode 3 This negative electrode 3 contains a hydrogen storage alloy powder.
【0023】前記水素吸蔵合金としては、格別制限され
るものではなく、電解液中で電気化学的に発生させた水
素を吸蔵でき、かつ放電時にその吸蔵水素を容易に放出
できるものであればよい。この水素吸蔵合金としては、
例えばLaNi5 、MmNi 5 (Mm;ミッシュメタ
ル)、LmNi5 (Lm;ランタン富化したミッシュメ
タル)、またはこれらのNiの一部をAl、Mn、C
o、Ti、Cu、Zn、Zr、Cr、Bのような元素で
置換した多元素系のもの、もしくはTiNi系、TiF
e系のものを挙げることができる。中でも、一般式Lm
Nix Mny Az (ただし、AはAl,Coから選ばれ
る少なくとも一種の金属、原子比x,y,zはその合計
値が4.8≦x+y+z≦5.4を示す)で表されるも
のを用いることが好ましい。The hydrogen storage alloy is particularly restricted.
Not electrochemically generated water in the electrolyte
Element can be occluded and the occluded hydrogen can be easily released during discharge
Anything that can be done is acceptable. As this hydrogen storage alloy,
For example, LaNiFive, MmNi Five(Mm; Mishmeta
L), LmNiFive(Lm: lantern-enriched misch
Al), Mn, C
o, Ti, Cu, Zn, Zr, Cr, B
Substituted multi-element type, TiNi type, TiF
e-type ones can be mentioned. Among them, the general formula Lm
NixMnyAz(However, A is selected from Al and Co
At least one metal, and the atomic ratios x, y, z are the sum of
The value is 4.8 ≦ x + y + z ≦ 5.4)
It is preferred to use
【0024】前記負極(ペースト式負極)は、例えば前
記水素吸蔵合金粉末と導電材料と結着剤を水と共に混練
してペーストを調製し、このペーストを導電性芯体に充
填し、乾燥し、必要に応じて加圧成形を施すことにより
作製される。For the negative electrode (paste type negative electrode), for example, a paste is prepared by kneading the hydrogen storage alloy powder, a conductive material and a binder together with water, filling the paste into a conductive core, and drying. It is produced by performing pressure molding as necessary.
【0025】前記結着剤としては、前記正極2で用いた
のと同様なものを挙げることができる。この結着剤は、
前記水素吸蔵合金粉末100質量部に対して0.5〜6
質量部配合することが好ましい。Examples of the binder include those similar to those used for the positive electrode 2. This binder is
0.5 to 6 with respect to 100 parts by mass of the hydrogen storage alloy powder
It is preferable to mix parts by mass.
【0026】前記導電性材料としては、例えばアセチレ
ンブラック、ケッチェンブラック(ライオンアグゾ社製
商品名)、ファーネスブラックのようなカーボンブラッ
ク、または黒鉛等を用いることができる。この導電材
料は、前記水素吸蔵合金粉末100質量部に対して5質
量部以下配合することが好ましい。As the conductive material, for example, carbon black such as acetylene black, Ketjen black (trade name, manufactured by Lion Aguso), furnace black, or graphite can be used. This conductive material is preferably blended in an amount of 5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the hydrogen storage alloy powder.
【0027】前記導電性芯体としては、パンチドメタ
ル、エキスパンデッドメタル、穿孔鋼板、金網などの二
次元構造や、発泡メタル、網城焼結金属繊維などの三次
元構造のものを挙げることができる。Examples of the conductive core include a two-dimensional structure such as a punched metal, an expanded metal, a perforated steel plate, and a wire mesh, and a three-dimensional structure such as a foamed metal and an Amejo sintered metal fiber. Can be.
【0028】3)セパレータ4 このセパレータ4は、例えばセルロース系樹脂、または
ポリオレフィン、ポリイミド、アラミド、エチレンビニ
ルアルコール共重合系等各種合成樹脂繊維製の不織布か
ら作られ、少なくとも片側の面が−1nQ以下の負帯電
を有する。このような負帯電は、例えばシリカ粉末のよ
うな負帯電性の微粉末を塗着したり、SO3ガスの存在
下で紫外線を照射する気相スルホン化処理したりする方
法を採用することができる。このような処理の前または
後にアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、プロピオ
ン酸ビニルのような親水基を持つビニルモノマをグラフ
と重合することを許容する。3) Separator 4 The separator 4 is made of, for example, a non-woven fabric made of cellulose resin or various synthetic resin fibers such as polyolefin, polyimide, aramid, ethylene-vinyl alcohol copolymer and the like, and at least one surface thereof is -1 nQ or less. Negative charge. For such negative charging, for example, a method of applying a negatively charging fine powder such as a silica powder, or a gas phase sulfonation treatment of irradiating ultraviolet rays in the presence of SO 3 gas may be employed. it can. Before or after such treatment, a vinyl monomer having a hydrophilic group such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid or vinyl propionate is allowed to polymerize with the graph.
【0029】前記ポリオレフィン繊維の平均繊維径は、
機械的強度、前記不織布を緻密化する観点から0.1〜
15μmにすることが好ましい。前記ポリオレフィン繊
維としては、ポリオレフィン単一繊維、ポリオレフィン
繊維からなる芯材表面に前記ポリオレフィン繊維とは異
なるポリオレフィン繊維が被覆された芯鞘構造の複合繊
維、互いに異なるポリオレフィン繊維同士が円形に接合
された分割構造の複合繊維等を挙げることができる。前
記ポリオレフィンとしては、例えばポリエチレン、ポリ
プロピレンなどを挙げることができる。The average fiber diameter of the polyolefin fiber is as follows:
Mechanical strength, from the viewpoint of densifying the nonwoven fabric 0.1 to 0.1
It is preferably 15 μm. As the polyolefin fiber, a polyolefin single fiber, a composite fiber having a core-sheath structure in which a polyolefin fiber different from the polyolefin fiber is coated on a core material surface composed of polyolefin fiber, and a division in which different polyolefin fibers are circularly joined to each other. And the like. Examples of the polyolefin include polyethylene and polypropylene.
【0030】前記ポリオレフィン繊維の不織布は、例え
ば乾式法、湿式法、スパンボンド法、メルトブロー法等
によって作製される。The non-woven fabric of the polyolefin fiber is produced by, for example, a dry method, a wet method, a spun bond method, a melt blow method, or the like.
【0031】前記セパレータの少なくとも片側の面の帯
電量を規定したのは、その帯電量が−1nQを超える
(例えば−0.9nQのように)と、長期貯蔵時の自己
放電を抑制することが困難になる。The reason why the amount of charge on at least one side of the separator is specified is that when the amount of charge exceeds -1 nQ (for example, -0.9 nQ), self-discharge during long-term storage can be suppressed. It becomes difficult.
【0032】4)アルカリ電解液 このアルカリ電解液としては、例えば水酸化ナトリウム
(NaOH)と水酸化リチウム(LiOH)の混合液、
水酸化カリウム(KOH)とLiOHの混合液、KOH
とLiOHとNaOHの混合液等を用いることができ
る。特に、KOH水溶液にNaOH水溶液やLiOH水
溶液を混合した電解液が好ましい。4) Alkaline Electrolyte As the alkaline electrolyte, for example, a mixed solution of sodium hydroxide (NaOH) and lithium hydroxide (LiOH),
A mixture of potassium hydroxide (KOH) and LiOH, KOH
And a mixed solution of LiOH and NaOH. In particular, an electrolytic solution obtained by mixing an aqueous KOH solution with an aqueous NaOH solution or an aqueous LiOH solution is preferable.
【0033】以上説明した本発明に係るアルカリ二次電
池は、正極、負極、セパレータおよび電解液を備え、前
記セパレータは少なくとも片側の面が負に帯電され、か
つその帯電量が−1nQ以下である構成を有するため、
高温貯蔵時の自己放電の抑制やサイクル特性を大幅に改
善することができる。The alkaline secondary battery according to the present invention described above includes a positive electrode, a negative electrode, a separator, and an electrolytic solution. At least one surface of the separator is negatively charged, and the amount of charge is -1 nQ or less. To have the configuration,
Suppression of self-discharge during high-temperature storage and cycle characteristics can be greatly improved.
【0034】すなわち、開回路の状態のまま、例えば高
温で水素吸蔵合金の平衡圧が僅かに変化し、正負極間に
極僅かな電位差を生じてOHイオンがセパレータを通過
して平衡をずらすような極めて弱い反応が起きた場合、
前記セパレータに負帯電(−1nQ以下)を付与するこ
とによって、前記OHイオンの移動を阻止し、OHイオ
ンの濃度変化を抑制することができる。このため、それ
以上の平衡のずれを防ぎ、負極から発生した水素ガスが
正極を還元するサイクルを遮断する。その結果、自己放
電や高温下での長期貯蔵時の開電圧低下に対して顕著な
改善効果を示す。That is, in an open circuit state, for example, the equilibrium pressure of the hydrogen storage alloy slightly changes at a high temperature, for example, so that a very small potential difference is generated between the positive and negative electrodes so that the OH ions pass through the separator and shift the equilibrium. If a very weak reaction occurs,
By imparting a negative charge (-1 nQ or less) to the separator, the movement of the OH ions can be prevented, and a change in the concentration of the OH ions can be suppressed. For this reason, a further shift in equilibrium is prevented, and a cycle in which hydrogen gas generated from the negative electrode reduces the positive electrode is cut off. As a result, it shows a remarkable improvement effect on self-discharge and decrease in open voltage during long-term storage at high temperatures.
【0035】したがって、所定の負帯電性を有するセパ
レータを用いることによって、自己放電の抑制により高
温貯蔵特性およびサイクル特性を改善したアルカリ二次
電池を得ることができる。Therefore, by using a separator having a predetermined negative chargeability, an alkaline secondary battery having improved high-temperature storage characteristics and cycle characteristics by suppressing self-discharge can be obtained.
【0036】[0036]
【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を前述した図
1を参照して詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
【0037】(実施例1〜4) <正極の作製>水酸化ニッケル粒子90質量部および一
酸化コバルト粉末10質量部からなる混合粉体に、カル
ボキシメチルセルロース0.3質量部、ポリテトラフル
オロエチレンのディスパージョン0.5質量部添加し、
これらに純水を45質量部添加して混練することにより
ペーストを調製した。つづいて、このペーストをニッケ
ルメッキ金属多孔体に充填した後、乾燥し、所定の厚さ
にローラプレスすることによりペースト式正極を作製し
た。(Examples 1 to 4) <Preparation of Positive Electrode> 0.3 parts by mass of carboxymethylcellulose and polytetrafluoroethylene were mixed with 90 parts by mass of nickel hydroxide particles and 10 parts by mass of cobalt monoxide powder. Add 0.5 parts by mass of the dispersion,
A paste was prepared by adding 45 parts by mass of pure water and kneading them. Subsequently, the paste was filled into a nickel-plated metal porous body, dried, and roller-pressed to a predetermined thickness to produce a paste-type positive electrode.
【0038】<ペースト式負極の作製>LmNi4.0 C
o0.4 Mn0.3 Al0.3 (ただし、Lmはランタン富化
したミッシュメタル)の組成からなる水素吸蔵合金粉末
100質量部に対してポリアクリル酸ナトリウム0.5
質量部、カルボキシメチルセルロース(CMC)0.1
25質量部、ポリテトラフルオロエチレンのディスパー
ジョン(比重1.5,固形分60質量%)2.5質量部
およびカーボン粉末1.0質量部を水50質量部と共に
混合することによって、ペーストを調製した。このペー
ストをパンチドメタルに塗布、乾燥した後、加圧成型す
ることによってペースト式負極を作製した。<Preparation of Paste Type Negative Electrode> LmNi 4.0 C
o 0.4 Mn 0.3 Al 0.3 (where Lm is a lanthanum-enriched misch metal) and 100 parts by mass of a hydrogen storage alloy powder having a composition of 0.5% sodium polyacrylate.
Parts by mass, carboxymethylcellulose (CMC) 0.1
A paste is prepared by mixing 25 parts by mass, 2.5 parts by mass of a polytetrafluoroethylene dispersion (specific gravity 1.5, solid content 60% by mass) and 1.0 part by mass of carbon powder together with 50 parts by mass of water. did. This paste was applied to punched metal, dried, and then molded under pressure to produce a paste-type negative electrode.
【0039】<セパレータの作製>中心部がポリプロピ
レン樹脂、外側がエチレンビニルアルコールで覆った、
いわゆる芯鞘構造を有し、目付け量が50g/m2、厚
さ0.20mmの不織布をスパンボンド法により作製し
た。この不織布にSO3ガスの存在下で紫外線を照射し
た後、種々の濃度のアクリル酸水溶液に浸漬してアクリ
ル酸モノマをグラフト共重合させた。つづいて、未反応
のアクリル酸を水洗、乾燥して、種々のグラフト率を有
する4種のセパレータを作製した。<Preparation of separator> The center part was covered with a polypropylene resin, and the outside was covered with ethylene vinyl alcohol.
A nonwoven fabric having a so-called core-sheath structure, a basis weight of 50 g / m 2 and a thickness of 0.20 mm was produced by a spun bond method. After irradiating this nonwoven fabric with ultraviolet rays in the presence of SO 3 gas, the nonwoven fabric was immersed in aqueous solutions of acrylic acid of various concentrations to graft copolymerize acrylic acid monomers. Subsequently, unreacted acrylic acid was washed with water and dried to produce four types of separators having various graft ratios.
【0040】前記各セパレータの接触帯電量をカスケー
ド式接触帯電量測定装置(東芝ケミカル社製商品名;T
S100)により測定した。接触帯電量は、セパレータ
表面に基準粉末(FeOキャリア粉末)1.1gを流し
た時に発生する帯電量(nQ/5秒)をエレクトロメー
タで測定した。これらセパレータの帯電量を下記表1に
示す。The contact charge amount of each separator is measured by a cascade-type contact charge amount measuring device (trade name: T;
S100). The amount of contact charge was determined by measuring the amount of charge (nQ / 5 seconds) generated when 1.1 g of reference powder (FeO carrier powder) was flown over the separator surface using an electrometer. The charge amounts of these separators are shown in Table 1 below.
【0041】次いで、前記各セパレータを前記負極と前
記正極との間に介装し、渦巻状に捲回して4種の電極群
をそれぞれ作製した。つづいて、各電極群を有底円筒状
金属製容器内にそれぞれ収納した後、有底円筒状金属製
容器内に7MのKOHおよび1MのLiOHからなる電
解液を収容、蓋体等を取り付けて前述した図1に示す構
造を有するAAサイズの4種の円筒形ニッケル水素二次
電池を組み立てた。Then, each of the separators was interposed between the negative electrode and the positive electrode and spirally wound to produce four types of electrode groups. Subsequently, after each electrode group was respectively housed in a bottomed cylindrical metal container, an electrolyte solution consisting of 7M KOH and 1M LiOH was housed in the bottomed cylindrical metal container, and a lid was attached. Four types of AA-size cylindrical nickel-metal hydride secondary batteries having the structure shown in FIG. 1 described above were assembled.
【0042】(比較例1)実施例1〜4と同様な不織布
(SO3ガスの存在下で紫外線を照射およびグラフト共
重合を施さず)からなるセパレータを用いた以外、実施
例1〜4と同様な方法によりAAサイズの円筒形ニッケ
ル水素二次電池を組み立てた。なお、前記セパレータの
帯電量(実施例1〜4と同様な手法で測定)を下記表1
に示す。Comparative Example 1 The same procedure as in Examples 1 to 4 was carried out except that a separator made of the same nonwoven fabric as in Examples 1 to 4 (without irradiation of ultraviolet rays in the presence of SO 3 gas and without graft copolymerization) was used. An AA size cylindrical nickel-metal hydride secondary battery was assembled in the same manner. The charge amount of the separator (measured in the same manner as in Examples 1 to 4) is shown in Table 1
Shown in
【0043】得られた実施例1〜4および比較例1の二
次電池にいて、初期活性を行なった後、1Cで150%
充電した後、1Cで電池電圧1.0Vに達するまで放電
する充放電を3回繰り返した。つづいて、各二次電池を
1Cで150%まで充電し、60℃の高温槽に3日間保
存後、1Cで電池電圧が1.0Vまで達するまで保殿し
た時の放電容量を測定し、高温保存前の放電容量を10
0として高温保存後の容量残存率を求めた。In the obtained secondary batteries of Examples 1 to 4 and Comparative Example 1, 150% at 1 C after the initial activation.
After charging, charging / discharging at 1 C until the battery voltage reached 1.0 V was repeated three times. Subsequently, each secondary battery was charged to 150% at 1 C, stored in a high-temperature bath at 60 ° C. for 3 days, and then discharged at 1 C until the battery voltage reached 1.0 V. Discharge capacity before storage is 10
The residual capacity ratio after storage at high temperature was determined as 0.
【0044】また、同様な充電条件の二次電池を45℃
の恒温槽に6ヶ月間貯蔵し、一旦放電した後、充電し、
二次電池の容量回復率を前記と同様な条件で測定した。
これらの結果を下記表1に示す。A rechargeable battery with similar charging conditions was charged at 45 ° C.
Stored in a constant temperature bath for 6 months, once discharged, charged,
The capacity recovery rate of the secondary battery was measured under the same conditions as described above.
The results are shown in Table 1 below.
【0045】[0045]
【表1】 [Table 1]
【0046】前記表1から明らかなように−1nQ以下
の負帯電が付与されたセパレータを用いた実施例1〜4
の二次電池は、比較例1の二次電池に比べて高温におけ
る自己放電を抑制して優れた貯蔵特性を有することがわ
かる。As is apparent from Table 1, Examples 1 to 4 using the separator to which a negative charge of -1 nQ or less was applied.
It can be seen that the secondary battery of Example 1 has excellent storage characteristics by suppressing self-discharge at high temperature as compared with the secondary battery of Comparative Example 1.
【0047】また、実施例4および比較例1の二次電池
について、1Cで150%充電し、1Cで電池電圧1.
0Vに達するまで放電するサイクルを1サイクルとし
て、繰り返し充放電を行なった。このようなサイクルに
よる放電容量の測定結果を図2に示す。なお、横軸のサ
イクル数比は実施例4の二次電池の放電容量が1サイク
ル目の放電容量の80%に達したサイクル数を100と
して実施例4及び比較例1のサイクル数を示している。
縦軸の放電容量比は、実施例4の二次電池の1サイクル
目の放電容量を100として実施例4及び比較例1の放
電容量として示している。Further, the secondary batteries of Example 4 and Comparative Example 1 were charged at 150% at 1C, and charged at a battery voltage of 1.0 at 1C.
Charge / discharge was repeatedly performed, with one cycle of discharging until reaching 0 V as one cycle. FIG. 2 shows the measurement results of the discharge capacity in such a cycle. The cycle number ratio on the horizontal axis indicates the number of cycles in Example 4 and Comparative Example 1 with the number of cycles in which the discharge capacity of the secondary battery of Example 4 reached 80% of the discharge capacity in the first cycle as 100. I have.
The discharge capacity ratio on the vertical axis is shown as the discharge capacity in Example 4 and Comparative Example 1 with the discharge capacity in the first cycle of the secondary battery in Example 4 as 100.
【0048】図2から明らかなように実施例4の二次電
池は比較例1の二次電池に比べて優れたサイクル特性を
有することがわかる。As is apparent from FIG. 2, the secondary battery of Example 4 has better cycle characteristics than the secondary battery of Comparative Example 1.
【0049】[0049]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、所
定の負帯電性を有するセパレータを用いることによっ
て、自己放電の抑制により高温貯蔵特性およびサイクル
特性を改善したアルカリ二次電池を提供することができ
る。As described above, according to the present invention, there is provided an alkaline secondary battery having improved high-temperature storage characteristics and cycle characteristics by suppressing self-discharge by using a separator having a predetermined negative chargeability. be able to.
【図1】本発明に係わるアルカリ二次電池の一例である
円筒状ニッケル水素二次電池を示す斜視図。FIG. 1 is a perspective view showing a cylindrical nickel-metal hydride secondary battery which is an example of an alkaline secondary battery according to the present invention.
【図2】実施例4および比較例1におけるアルカリ二次
電池のサイクル数の対する容量維持率を示す特性図。FIG. 2 is a characteristic diagram showing a capacity retention ratio with respect to a cycle number of an alkaline secondary battery in Example 4 and Comparative Example 1.
1…容器、 2…正極、 3…負極、 4…セパレータ、 7…封口板、 8…絶縁ガスケット。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Container, 2 ... Positive electrode, 3 ... Negative electrode, 4 ... Separator, 7 ... Sealing plate, 8 ... Insulating gasket.
Claims (1)
備えるアルカリ二次電池において、 前記セパレータは、少なくとも片側の面が負に帯電さ
れ、かつその帯電量が−1nQ以下であることを特徴と
するアルカリ二次電池。1. An alkaline secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, a separator and an electrolytic solution, wherein at least one surface of the separator is negatively charged, and the amount of charge is -1 nQ or less. Alkaline secondary battery.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000380311A JP2002184380A (en) | 2000-12-14 | 2000-12-14 | Alkali secondary cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2000380311A JP2002184380A (en) | 2000-12-14 | 2000-12-14 | Alkali secondary cell |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002184380A true JP2002184380A (en) | 2002-06-28 |
Family
ID=18848520
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2000380311A Pending JP2002184380A (en) | 2000-12-14 | 2000-12-14 | Alkali secondary cell |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002184380A (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06196141A (en) * | 1992-10-22 | 1994-07-15 | Yuasa Corp | Nickel-hydrogen battery |
| JPH117934A (en) * | 1997-04-23 | 1999-01-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Alkaline storage battery |
-
2000
- 2000-12-14 JP JP2000380311A patent/JP2002184380A/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06196141A (en) * | 1992-10-22 | 1994-07-15 | Yuasa Corp | Nickel-hydrogen battery |
| JPH117934A (en) * | 1997-04-23 | 1999-01-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Alkaline storage battery |
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