JP2003323914A - Nickel-hydrogen battery - Google Patents
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Landscapes
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、水酸化ニッケル
を正極活物質、水素吸蔵合金を負極活物質として用いた
ニッケル−水素電池に関する。詳しくは、有底円筒状の
金属製電池缶内に正極合剤からなる中空円筒状の正極を
配置し、その中央部にセパレータを介して負極合剤から
なる負極を配置した構造が採用され、そして負極合剤に
少なくとも配合比が所定の範囲にあるポリテトラフルオ
ロエチレンパウダーまたはニッケル粉末を配合すること
によって、正極活物質と負極活物質を高密度に充填し、
また電池の導電性を改善して、軽負荷放電時の放電容量
を向上したニッケル−水素電池に係るものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a nickel-hydrogen battery using nickel hydroxide as a positive electrode active material and a hydrogen storage alloy as a negative electrode active material. Specifically, a hollow cylindrical positive electrode made of a positive electrode mixture is placed in a metal battery can having a bottomed cylindrical shape, and a structure in which a negative electrode made of a negative electrode mixture is placed in the center thereof through a separator is adopted. Then, by blending the negative electrode mixture with at least a blending ratio of polytetrafluoroethylene powder or nickel powder in a predetermined range, the positive electrode active material and the negative electrode active material are densely packed,
The present invention also relates to a nickel-hydrogen battery in which the battery conductivity is improved and the discharge capacity during light load discharge is improved.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、電子機器は小型化、ポータブル化
され、電池で駆動する商品が増加してきている。また特
に最近においては、水素を電気化学的に吸蔵・放出する
ことが可能な水素吸蔵合金を用いたニッケル−水素二次
電池が着目されるようになってきている。ニッケル−水
素二次電池は水素吸蔵・放出反応を電気化学的に進行さ
せることで、水素吸蔵合金を化学エネルギーと電気エネ
ルギーの相互変換に利用したものである。2. Description of the Related Art In recent years, electronic devices have been miniaturized and made portable, and the number of products driven by batteries has been increasing. In particular, recently, attention has been focused on nickel-hydrogen secondary batteries using a hydrogen storage alloy capable of electrochemically storing and releasing hydrogen. The nickel-hydrogen secondary battery utilizes hydrogen storage alloy for mutual conversion of chemical energy and electric energy by electrochemically advancing hydrogen storage / desorption reaction.
【0003】一般的にニッケル−水素電池は、図5に示
すように、発泡ニッケル基板に水酸化ニッケルを充填し
た帯状の正極板1と、穿孔鋼板に水素吸蔵合金を塗着し
た帯状の負極板2を、不織布セパレータ3を介して渦巻
状に巻回し、金属製の電池缶(ケース)に挿入し、その
上部に正極集電体4を介して封口板5で密封した構造を
有している。このような構成により、電極面積が広くす
ることが可能となり、ニッケル−水素電池10は、優れ
た重負荷放電特性を示している。Generally, a nickel-hydrogen battery, as shown in FIG. 5, has a strip-shaped positive electrode plate 1 in which nickel hydroxide is filled in a foamed nickel substrate and a strip-shaped negative electrode plate in which a hydrogen storage alloy is applied to a perforated steel plate. 2 has a structure in which the non-woven fabric separator 3 is spirally wound, inserted into a metal battery can (case), and is sealed with a sealing plate 5 on the upper part thereof via a positive electrode current collector 4. . With such a configuration, the electrode area can be increased, and the nickel-hydrogen battery 10 exhibits excellent heavy load discharge characteristics.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように水素吸蔵合金を用いたニッケル−水素二次電池1
0は、重負荷特性に優れているが、逆に軽負荷放電で
は、アルカリ乾電池ほどの大容量を取り出せないのが現
状である。特に近年、種々のポータブルオーディオ機器
の消費電流が低減され、電池が比較的軽負荷で放電され
るケースが増えてきており、水素吸蔵合金電池において
も、軽負荷放電時の容量アップが望まれるようになって
きている。軽負荷放電特性の改善が課題となっている。However, as described above, the nickel-hydrogen secondary battery 1 using the hydrogen storage alloy is described.
No. 0 is excellent in heavy load characteristics, but conversely, under light load discharge, it is not possible to take out a large capacity as much as an alkaline dry battery. In particular, in recent years, the current consumption of various portable audio devices has been reduced, and the number of cases in which batteries are discharged under a relatively light load is increasing, and even hydrogen storage alloy batteries are expected to have increased capacity during light load discharge. Is becoming. The improvement of light load discharge characteristics has become an issue.
【0005】軽負荷放電時の容量をアップさせるには、
電池の正極活物質と負極活物質を高密度に充填しなけれ
ばならないが、従来の水素吸蔵合金電池で採用されてい
る帯状正極、帯状負極、帯状セパレータを巻回した構造
では、電池反応に直接関与しないセパレータの電池容器
中に占める容積が大きく、そのため十分な正極活物質と
負極活物質が充填できないと言う欠点を有している。To increase the capacity during light load discharge,
The positive electrode active material and the negative electrode active material of the battery must be densely packed, but the structure in which the band-shaped positive electrode, band-shaped negative electrode, and band-shaped separator used in conventional hydrogen storage alloy batteries are wound directly It has a drawback that the separator, which is not involved, occupies a large volume in the battery container and therefore cannot be filled with a sufficient positive electrode active material and negative electrode active material.
【0006】さらに、上述のように正極、負極を巻回さ
せるために、電極に、しなやかさが要求され、このため
電極密度をあまり上げることができず、充填性が損なわ
れている。Furthermore, as described above, in order to wind the positive electrode and the negative electrode, the electrode is required to have flexibility, and therefore the electrode density cannot be increased so much and the filling property is impaired.
【0007】電池の正極活物質と負極活物質を高密度に
充填するには、アルカリ乾電池で採用されている、有底
円筒状の金属製電池缶内に中空円筒状の正極を配置し、
その中央部にセパレータを介して負極を配置した構造が
優れている。しかしただ単純に正極に水酸化ニッケル、
負極に水素吸蔵合金を用いて、この構造を有するニッケ
ル−水素電池を作成した場合、水素吸蔵合金はある程度
の導電性を有しているが、期待される電池反応を起こさ
せるには、不十分である。また、水素吸蔵合金からなる
負極合剤には弾性力が欠けるため、負極集電ピンを負極
に差し込んだ場合、集電ピンと水素吸蔵合金との電気的
接触が弱く、負極側の集電が悪く、軽負荷放電であって
も十分な容量を取り出せないという問題がある。In order to densely fill the positive electrode active material and the negative electrode active material of a battery, a hollow cylindrical positive electrode is placed in a cylindrical metal battery can with a bottom, which is adopted in alkaline dry batteries.
The structure in which the negative electrode is arranged in the center portion of the separator via the separator is excellent. However, simply nickel hydroxide on the positive electrode,
When a nickel-hydrogen battery having this structure is prepared by using a hydrogen storage alloy for the negative electrode, the hydrogen storage alloy has a certain degree of conductivity, but is insufficient to cause the expected battery reaction. Is. In addition, since the negative electrode mixture made of a hydrogen storage alloy lacks elastic force, when the negative electrode current collector pin is inserted into the negative electrode, the electrical contact between the current collector pin and the hydrogen storage alloy is weak and the current collection on the negative electrode side is poor. However, there is a problem that sufficient capacity cannot be taken out even with light load discharge.
【0008】そこで、この発明は、正極活物質と負極活
物質を高密度に充填でき、また電池の導電性が改善さ
れ、軽負荷放電時の放電容量を向上したニッケル−水素
電池を提供することを目的とする。Therefore, the present invention provides a nickel-hydrogen battery which can be filled with a positive electrode active material and a negative electrode active material at a high density, has improved battery conductivity, and has improved discharge capacity during light load discharge. With the goal.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】この発明に係るニッケル
−水素電池は、有底円筒状の金属製電池缶内に正極合剤
からなる中空円筒状の正極を配置し、該正極の中央部に
セパレータを介して負極合剤からなる負極を配置し、負
極合剤は、水素吸蔵合金とポリテトラフルオロエチレン
パウダーを含有し、正極合剤は、水酸化ニッケルとグラ
ファイトを含有するものである。In the nickel-hydrogen battery according to the present invention, a hollow cylindrical positive electrode made of a positive electrode mixture is placed in a cylindrical metal battery can having a bottom, and the positive electrode is placed at the center of the positive electrode. A negative electrode made of a negative electrode mixture is arranged via a separator, the negative electrode mixture contains a hydrogen storage alloy and polytetrafluoroethylene powder, and the positive electrode mixture contains nickel hydroxide and graphite.
【0010】例えば、ポリテトラフルオロエチレンパウ
ダーの配合比を、水素吸蔵合金とポリテトラフルオロエ
チレンパウダーの総量に対して0.1〜1質量%とす
る。また例えば、ニッケル粉末はフィラメント状または
スパイク状を呈するものである。その配合比を水素吸蔵
合金とニッケル粉末の総量に対して1〜10質量%とす
る。For example, the blending ratio of the polytetrafluoroethylene powder is set to 0.1 to 1 mass% with respect to the total amount of the hydrogen storage alloy and the polytetrafluoroethylene powder. Further, for example, the nickel powder has a filament shape or a spike shape. The compounding ratio is 1 to 10 mass% with respect to the total amount of the hydrogen storage alloy and the nickel powder.
【0011】この発明においては、有底円筒状の金属製
電池缶内に正極合剤からなる中空円筒状の正極を配置
し、その中央部にセパレータを介して負極合剤からなる
負極を配置した構造が採用されることによって、正極活
物質と負極活物質を高密度に充填できる。そして、負極
には、負極合剤の総量に対して0.1〜1質量%のポリ
テトラフルオロエチレンパウダーを添加することによ
り、負極は弾力性に富み、負極に集電ピンを挿入した時
に、集電ピンと水素吸蔵合金との間に十分な電気的接触
が得られる。また、負極には、導電材として、例えばフ
ィラメント状またはスパイク状を呈するニッケル粉末を
添加し、その添加量が水素吸蔵合金とニッケル粉末の総
量に対して1〜10質量%とされることにより、電池の
導電性を改善し得る。その結果、軽負荷放電時の放電容
量を向上することが可能となる。In the present invention, a hollow cylindrical positive electrode made of a positive electrode mixture is placed in a cylindrical metal battery can having a bottom, and a negative electrode made of a negative electrode mixture is placed in the center thereof through a separator. By adopting the structure, the positive electrode active material and the negative electrode active material can be packed with high density. Then, by adding 0.1 to 1% by mass of polytetrafluoroethylene powder to the negative electrode, the negative electrode is highly elastic, and when the current collecting pin is inserted into the negative electrode, Sufficient electrical contact is obtained between the collector pin and the hydrogen storage alloy. In addition, for example, a nickel powder having a filament shape or a spike shape is added to the negative electrode as a conductive material, and the addition amount is 1 to 10 mass% with respect to the total amount of the hydrogen storage alloy and the nickel powder. It may improve the conductivity of the battery. As a result, it becomes possible to improve the discharge capacity during light load discharge.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】以下、この発明の第1の実施の形
態としてのニッケル−水素電池100について説明す
る。図1は第1の実施の形態としてのニッケル−水素電
池100の構成を示している。このニッケル−水素電池
100は有底円筒状の金属製電池缶内に正極合剤からな
る中空円筒状の正極を配置し、その中央部にセパレータ
を介して負極合剤からなる負極を配置した構造を採用
し、正極合剤として水酸化ニッケルとグラファイトを含
有し、負極合剤として水素吸蔵合金とポリテトラフルオ
ロエチレンパウダーを混合したものが使用される。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A nickel-hydrogen battery 100 as a first embodiment of the present invention will be described below. FIG. 1 shows the configuration of a nickel-hydrogen battery 100 according to the first embodiment. This nickel-hydrogen battery 100 has a structure in which a hollow cylindrical positive electrode made of a positive electrode mixture is arranged in a metal battery can having a bottomed cylindrical shape, and a negative electrode made of a negative electrode mixture is arranged at a central portion thereof through a separator. A mixture containing nickel hydroxide and graphite as a positive electrode mixture and a mixture of a hydrogen storage alloy and polytetrafluoroethylene powder is used as a negative electrode mixture.
【0013】図1に示すニッケル−水素電池100は、
電池缶11と、正極合剤12と、セパレータ13と、負
極合剤14と、封口ユニット20とから構成されてい
る。封口ユニット20は、負極集電ピン15と、負極端
子板16と、封口部材17と、補強部材18とから構成
されている。The nickel-hydrogen battery 100 shown in FIG.
The battery can 11, the positive electrode mixture 12, the separator 13, the negative electrode mixture 14, and the sealing unit 20. The sealing unit 20 is composed of a negative electrode collector pin 15, a negative electrode terminal plate 16, a sealing member 17, and a reinforcing member 18.
【0014】電池缶11は、例えばニッケルメッキが施
された金属板をプレス加工して成形したものである。こ
の電池缶11はニッケル−水素電池100の正極端子1
1aも兼ねている。The battery can 11 is formed by pressing a nickel-plated metal plate, for example. This battery can 11 is a positive electrode terminal 1 of a nickel-hydrogen battery 100.
Also doubles as 1a.
【0015】正極合剤12は、図1に示すように中空円
筒状をしており、電池缶11の内部に配される。この正
極合剤12は、正極活物質としての水酸化ニッケル、導
電剤としてのグラファイト(graphite)および電解質と
してのアルカリ性水溶液を混合し、中空円筒状に成型し
てなるものである。アルカリ性水溶液には、例えば水酸
化カリウム水溶液が使用されるが、水酸化リチウム、水
酸化ナトリウムなどの水溶液も使用可能である。The positive electrode mixture 12 has a hollow cylindrical shape as shown in FIG. 1, and is arranged inside the battery can 11. The positive electrode mixture 12 is formed by mixing nickel hydroxide as a positive electrode active material, graphite as a conductive agent, and an alkaline aqueous solution as an electrolyte, and molding the mixture into a hollow cylindrical shape. As the alkaline aqueous solution, for example, an aqueous potassium hydroxide solution is used, but an aqueous solution of lithium hydroxide, sodium hydroxide or the like can also be used.
【0016】この正極合剤12は、以下のようにして作
製される。まず、水酸化ニッケル、グラファイト、水酸
化カリウム水溶液を重量比で86:8:6の割合で秤量
し、インペラーやボールミルなどの攪拌方法によって混
合する。次に、混合した材料を、例えば、外径13.2
mm、内径9mm、高さ13.4mm、質量3gの中空
円筒状のペレットに加圧成型して正極合剤12を得る。
この中空円筒状のペレットを3個、電池缶11に挿入し
正極とする。The positive electrode mixture 12 is manufactured as follows. First, nickel hydroxide, graphite and an aqueous potassium hydroxide solution are weighed at a weight ratio of 86: 8: 6 and mixed by a stirring method such as an impeller or a ball mill. Next, the mixed material is treated, for example, with an outer diameter of 13.2.
A positive electrode mixture 12 is obtained by pressure molding into a hollow cylindrical pellet having a diameter of 9 mm, an inner diameter of 9 mm, a height of 13.4 mm, and a mass of 3 g.
Three hollow cylindrical pellets are inserted into the battery can 11 to form a positive electrode.
【0017】セパレータ13は、有底円筒状をしてお
り、正極合剤11の内側に配される。例えば、セパレー
タ13には、厚さ0.15mmのポリオレフィン不繊布
を2巻きし、底部を内側に折り曲げることにより有底円
筒状とされる。The separator 13 has a cylindrical shape with a bottom and is arranged inside the positive electrode mixture 11. For example, the separator 13 is formed into a bottomed cylindrical shape by winding twice a polyolefin non-woven fabric having a thickness of 0.15 mm and bending the bottom portion inward.
【0018】負極合剤14は、水素吸蔵合金とポリテト
ラフルオロエチレンパウダー(Polytetrafluoroethylen
e powder)を混合したものであり、セパレータ13の中
に充填される。水素吸蔵合金は、例えば、Co、Mn、
Al含有するLmNi5(ここでLmはランタン富化し
たミッシュメタルを意味する)であり、その平均粒径
は、20μmである。The negative electrode mixture 14 is a hydrogen storage alloy and polytetrafluoroethylen powder.
e powder) and is filled in the separator 13. Hydrogen storage alloys include, for example, Co, Mn,
It is Al-containing LmNi5 (here, Lm means a lanthanum-enriched misch metal), and its average particle size is 20 μm.
【0019】また、ニッケル−水素電池100の封口ユ
ニット20は、負極集電ピン15と、負極端子板16
と、封口部材17と、補強部材18とから構成されてい
る。負極端子板16には、例えば黄銅製の負極集電ピン
15が溶接されている。この封口ユニット20は電池缶
11の開口部を封口するように機能する。Further, the sealing unit 20 of the nickel-hydrogen battery 100 includes a negative electrode collector pin 15 and a negative electrode terminal plate 16.
And a sealing member 17 and a reinforcing member 18. A negative electrode collector pin 15 made of, for example, brass is welded to the negative electrode terminal plate 16. The sealing unit 20 functions to seal the opening of the battery can 11.
【0020】図1に示すニッケル−水素電池100は、
以下のようにして製作される。まず、中空円筒状に加圧
成型された正極合剤12を、電池缶11に装入する。次
に、有底円筒状のセパレータ13を正極合剤12の中心
部に挿入し、該セパレータ13の中に負極合剤14を充
填する。最後に、電池缶11に封口ユニット20を挿入
し、電池缶11の開口部の縁部を内部に折り曲げ、この
封口ユニット20を固定する。電池缶11に封口ユニッ
ト20を挿入する際、負極端子板16に溶接された負極
集電ピン15は、負極合剤14に差し込まれる。The nickel-hydrogen battery 100 shown in FIG.
It is manufactured as follows. First, the positive electrode mixture 12 pressure-molded into a hollow cylinder is placed in the battery can 11. Next, the bottomed cylindrical separator 13 is inserted into the center of the positive electrode mixture 12, and the separator 13 is filled with the negative electrode mixture 14. Finally, the sealing unit 20 is inserted into the battery can 11, the edge of the opening of the battery can 11 is bent inside, and the sealing unit 20 is fixed. When inserting the sealing unit 20 into the battery can 11, the negative electrode current collector pin 15 welded to the negative electrode terminal plate 16 is inserted into the negative electrode mixture 14.
【0021】図1に示すニッケル−水素電池100にお
いて、負極の集電は、負極端子板16に溶接された負極
集電ピン15が負極合剤14に差し込まれることで確保
されている。また、正極の集電は、正極合剤12と電池
缶11とが接続されることで確保されている。なお、電
池缶11の外周面は、メーカー名、電池種類、注意書き
等が記載された外装ラベル19によって覆われており、
電池缶11の底の凸部(図示のニッケル−水素電池10
0の上部)に正極端子11aが位置している。In the nickel-hydrogen battery 100 shown in FIG. 1, the current collection of the negative electrode is ensured by inserting the negative electrode current collecting pin 15 welded to the negative electrode terminal plate 16 into the negative electrode mixture 14. Further, the current collection of the positive electrode is ensured by connecting the positive electrode mixture 12 and the battery can 11. The outer peripheral surface of the battery can 11 is covered with an outer label 19 on which the manufacturer name, battery type, cautionary note, etc. are written.
Convex portion of the bottom of the battery can 11 (the nickel-hydrogen battery 10 shown
The positive electrode terminal 11a is located in the upper part of 0).
【0022】このニッケル−水素電池100における放
電反応および理論起電力は以下の通りである。
負極の充放電反応:
MH+OH- ⇔ M+H2O+e-
正極の充放電反応:
NiOOH+H2O+e- ⇔ Ni(OH)2+OH-
電池全体の充放電反応:
MH+NiOOH ⇔ M+Ni(OH)2 The discharge reaction and theoretical electromotive force in this nickel-hydrogen battery 100 are as follows. Charge / discharge reaction of negative electrode: MH + OH − ⇔ M + H 2 O + e − Charge / discharge reaction of positive electrode: NiOOH + H 2 O + e − ⇔ Ni (OH) 2 + OH − Charge / discharge reaction of the entire battery: MH + NiOOH ⇔ M + Ni (OH) 2
【0023】このように、ニッケル−水素電池100で
は水素の固相内反応を利用している(式中、MHは金属
水化物である。)。その理論起電力は約1.32V、実
際の動作電圧は約1.2Vである。As described above, the nickel-hydrogen battery 100 utilizes the reaction of hydrogen in the solid phase (where MH is a metal hydrate). The theoretical electromotive force is about 1.32V, and the actual operating voltage is about 1.2V.
【0024】図1に示すニッケル−水素電池100を、
以下の試験条件で軽負荷放電時の放電容量を測定した。
軽負荷放電時の放電容量の測定は、最初、電池を安定化
させるために100mAで25時間充電した後、100
mAで1.0Vまで放電することを2回繰り返した。そ
の後、さらに100mAで25時間充電した後、安定化
した後の放電容量を確認するため 100mAで1.0
Vまで放電させた。5個のニッケル−水素電池100に
対して試験を行い、平均放電容量を測定した。The nickel-hydrogen battery 100 shown in FIG.
The discharge capacity during light load discharge was measured under the following test conditions.
The discharge capacity during light load discharge was measured by first charging the battery at 100 mA for 25 hours in order to stabilize it, and then measuring 100
Discharging to 1.0 V with mA was repeated twice. Then, after charging at 100 mA for 25 hours, 1.0 mA at 100 mA was added to check the discharge capacity after stabilization.
It was discharged to V. A test was performed on five nickel-hydrogen batteries 100 to measure the average discharge capacity.
【0025】ここでは、以下の実施例1〜3のニッケル
−水素電池100と比較例1〜3のニッケル−水素電池
を検討した。実施例1は、水酸化ニッケル86質量%
と、グラファイト8質量%と、濃度37質量%の水酸化
カリウム水溶液6質量%とからなる正極合剤12を外径
13.2mm、内径9mm、高さ13.4mm、質量3
gの中空円筒状のペレットにプレス成形し、これを3
個、電池缶11に挿入し正極とした。次に、この正極合
剤12の中空部に、厚さ0.15mmのポリオレフィン
不織布を2巻きし、底部を内側に折り曲げることにより
有底円筒状としたセパレータ13を正極合剤12に当接
するように挿入した。そしてこのセパレータ13の内部
に濃度37質量%の水酸化カリウム水溶液を1g注入し
た。この内部に水素吸蔵合金99.5質量%、フィラメ
ント状ニッケル粉末0.5質量%の比率で混合し、この
混合物に対しポリテトラフルオロエチレンパウダーを
0.1質量%添加して十分に混合攪拌し、これを負極合
剤14として8g充填した。この時用いた水素吸蔵合金
は、Co、Mn、Al含有するLmNi5であり、その
平均粒径は、20μmであった。この負極合剤14に、
濃度37質量%の水酸化カリウム水溶液を0.5g添加
し、そして上述したニッケル−水素電池100の作製手
順に従い電池を作製した。Here, the nickel-hydrogen batteries 100 of Examples 1 to 3 and the nickel-hydrogen batteries of Comparative Examples 1 to 3 below were examined. Example 1 is 86 mass% nickel hydroxide
And 8% by mass of graphite and 6% by mass of potassium hydroxide aqueous solution having a concentration of 37% by mass, a positive electrode mixture 12 having an outer diameter of 13.2 mm, an inner diameter of 9 mm, a height of 13.4 mm, and a mass of 3
g into hollow cylindrical pellets and press
The individual pieces were inserted into the battery can 11 to make positive electrodes. Next, two hollow polyolefin nonwoven fabrics having a thickness of 0.15 mm are wound in the hollow portion of the positive electrode mixture 12 and the bottom portion is bent inward so that the separator 13 having a bottomed cylindrical shape is brought into contact with the positive electrode mixture 12. Inserted in. Then, 1 g of an aqueous potassium hydroxide solution having a concentration of 37% by mass was injected into the separator 13. A hydrogen storage alloy of 99.5% by mass and a filamentary nickel powder of 0.5% by mass were mixed therein, and 0.1% by mass of polytetrafluoroethylene powder was added to this mixture, followed by thorough mixing and stirring. Then, 8 g of this was filled as the negative electrode mixture 14. The hydrogen storage alloy used at this time was LmNi5 containing Co, Mn, and Al, and the average particle size was 20 μm. In this negative electrode mixture 14,
A battery was prepared by adding 0.5 g of an aqueous potassium hydroxide solution having a concentration of 37% by mass and following the procedure for preparing the nickel-hydrogen battery 100 described above.
【0026】実施例2は、負極合剤14として、水素吸
蔵合金99.5質量%、フィラメント状ニッケル粉末
0.5質量%の比率で混合し、この混合物に対しポリテ
トラフルオロエチレンパウダーを0.5質量%添加した
ものを用いたこと以外は、実施例1と同様の製造方法で
電池を作製した。In Example 2, as the negative electrode mixture 14, 99.5 mass% of hydrogen storage alloy and 0.5 mass% of filamentary nickel powder were mixed, and polytetrafluoroethylene powder was added to this mixture in an amount of 0. A battery was produced by the same production method as in Example 1 except that 5% by mass was used.
【0027】実施例3は、負極合剤14として、水素吸
蔵合金99.5質量%、フィラメント状ニッケル粉末
0.5質量%の比率で混合し、この混合物に対しポリテ
トラフルオロエチレンパウダーを1質量%添加したもの
を用いたこと以外は、実施例1と同様の製造方法で電池
を作成した。In Example 3, as the negative electrode mixture 14, 99.5 mass% of hydrogen storage alloy and 0.5 mass% of filamentary nickel powder were mixed, and 1 mass of polytetrafluoroethylene powder was mixed with this mixture. A battery was prepared by the same manufacturing method as in Example 1 except that the battery containing 0.1% was used.
【0028】比較例1は、水酸化ニッケル粉末70質量
%とグラファイト7質量%と、濃度1質量%のカルボキ
シメチルセルロース(Carboxymethylcellulose)水溶液
23質量%とを混合したものを発泡ニッケル板に充填し
た後、乾燥し、これをローラープレスで圧延し正極板と
した。また水素吸蔵合金60質量%と、濃度1質量%の
カルボキシメチルセルロース水溶液40質量%とを混合
したものをパンチングメタルに塗布した後、乾燥し、こ
れをローラープレスで圧延し負極板とした。これらを、
不織布セパレータを介して巻回し、電極素子とした。こ
れを、開口部を有する中空有底円筒状の金属製電池缶に
挿入して、水酸化カリウム水溶液を電解液として注入
し、そして開口部を密封して図5に示すニッケル−水素
電池10を作製した。In Comparative Example 1, 70% by mass of nickel hydroxide powder, 7% by mass of graphite, and 23% by mass of an aqueous solution of carboxymethylcellulose (Carboxymethylcellulose) having a concentration of 1% by mass were filled into a foamed nickel plate. It was dried and rolled by a roller press to obtain a positive electrode plate. Further, a mixture of 60 mass% of hydrogen storage alloy and 40 mass% of carboxymethylcellulose aqueous solution having a concentration of 1 mass% was applied on a punching metal, dried, and rolled by a roller press to obtain a negative electrode plate. these,
It was wound through a non-woven fabric separator to obtain an electrode element. This is inserted into a hollow cylindrical metal battery can having an opening, a potassium hydroxide aqueous solution is injected as an electrolytic solution, and the opening is sealed to obtain a nickel-hydrogen battery 10 shown in FIG. It was made.
【0029】比較例2は、負極合剤14として、水素吸
蔵合金100%のものを用いたこと以外は、実施例1と
同様の製造方法で電池を作製した。In Comparative Example 2, a battery was manufactured by the same manufacturing method as in Example 1 except that the negative electrode mixture 14 was made of 100% hydrogen storage alloy.
【0030】比較例3は、負極合剤14として、水素吸
蔵合金99.5質量%、フィラメント状ニッケル粉末
0.5質量%の比率で混合し、この混合物に対しポリテ
トラフルオロエチレンパウダーを2質量%添加したもの
を用いたこと以外は、実施例1と同様の製造方法で電池
を作製した。In Comparative Example 3, as the negative electrode mixture 14, 99.5 mass% of hydrogen storage alloy and 0.5 mass% of filamentary nickel powder were mixed, and 2 mass% of polytetrafluoroethylene powder was mixed with this mixture. A battery was manufactured by the same manufacturing method as in Example 1 except that the battery with the addition of 100% was used.
【0031】これら実施例1〜3と比較例1〜3を上述
の試験条件で放電容量を測定した結果を表1に示す。Table 1 shows the results of measuring the discharge capacities of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 under the above-mentioned test conditions.
【0032】[0032]
【表1】 [Table 1]
【0033】表1の測定結果により、実施例1〜3のニ
ッケル−水素電池100は、放電容量が1400mAh
以上の高容量を示したのに対し、比較例1〜3のニッケ
ル水素電池では、いずれも1400mAh以下であっ
た。特に比較例1で示される巻回した素子を用いた場
合、充填密度を上げようと多量の正極合剤を発泡ニッケ
ル板に充填すると巻回する時に、正極が折れてしまって
放電容量が低くなってしまった。比較例2では、ポリテ
トラフルオロエチレンパウダーが入っていないため、負
極の集電が悪かったと判断される。比較例3では、撥水
性のあるポリテトラフルオロエチレンパウダーの配合量
が過剰なため、負極側の電解液が不足し、放電容量が減
少してしまった。これら比較例1〜3に対し、ポリテト
ラフルオロエチレンパウダー配合量を0.1〜1質量%
とされた実施例1〜3のニッケル−水素電池100で
は、負極での集電性が良く、大きな容量を示している。From the measurement results shown in Table 1, the nickel-hydrogen batteries 100 of Examples 1 to 3 have a discharge capacity of 1400 mAh.
In contrast to the above high capacities, the nickel-metal hydride batteries of Comparative Examples 1 to 3 were all 1400 mAh or less. In particular, when the wound element shown in Comparative Example 1 is used, if a large amount of the positive electrode mixture is filled into the foamed nickel plate in order to increase the packing density, the positive electrode is broken during winding and the discharge capacity becomes low. I got it. In Comparative Example 2, since the polytetrafluoroethylene powder was not contained, it is judged that the current collection of the negative electrode was bad. In Comparative Example 3, since the blending amount of the water-repellent polytetrafluoroethylene powder was excessive, the electrolytic solution on the negative electrode side became insufficient, and the discharge capacity decreased. For these Comparative Examples 1 to 3, the polytetrafluoroethylene powder blending amount is 0.1 to 1% by mass.
In the nickel-hydrogen batteries 100 of Examples 1 to 3, which have been described above, the negative electrode has good current collecting ability and shows a large capacity.
【0034】このように、ニッケル−水素電池100は
有底円筒状の金属製電池缶11内に正極合剤12からな
る中空円筒状の正極を配置し、その中央部にセパレータ
13を介して負極合剤14からなる負極を配置した構造
が採用されることによって、正極活物質と負極活物質を
高密度に充填できる。そして、負極には、負極合剤14
の総量に対して0.1〜1質量%のポリテトラフルオロ
エチレンパウダーを添加することにより、負極は弾力性
に富み、負極に集電ピン15を挿入した時に、集電ピン
15と水素吸蔵合金との間に十分な電気的接触が得られ
る。その結果、軽負荷放電時の放電容量を向上すること
ができる。As described above, in the nickel-hydrogen battery 100, the hollow cylindrical positive electrode made of the positive electrode mixture 12 is arranged in the cylindrical metal battery can 11 having a bottom, and the negative electrode via the separator 13 at the center thereof. By adopting the structure in which the negative electrode made of the mixture 14 is arranged, the positive electrode active material and the negative electrode active material can be packed at high density. Then, the negative electrode mixture 14
By adding 0.1 to 1% by mass of polytetrafluoroethylene powder to the total amount of the negative electrode, the negative electrode has a high elasticity, and when the current collecting pin 15 is inserted into the negative electrode, the current collecting pin 15 and the hydrogen storage alloy are Sufficient electrical contact is obtained with. As a result, the discharge capacity during light load discharge can be improved.
【0035】次に、この発明の第2の実施の形態として
のニッケル−水素電池200について説明する。図2は
第2の実施の形態としてのニッケル−水素電池200の
構成を示している。この図2において、図1と対応する
部分には、同一符号を付し、その詳細説明は省略する。Next, a nickel-hydrogen battery 200 as a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 shows the configuration of a nickel-hydrogen battery 200 according to the second embodiment. In FIG. 2, parts corresponding to those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
【0036】このニッケル−水素電池200は、有底円
筒状の金属製電池缶内に正極合剤からなる中空円筒状の
正極を配置し、その中央部にセパレータを介して負極合
剤からなる負極を配置した構造を採用し、正極合剤とし
て水酸化ニッケルとグラファイトを含有し、負極合剤と
して水素吸蔵合金とニッケル粉末を混合したものを含有
する。In this nickel-hydrogen battery 200, a hollow cylindrical positive electrode made of a positive electrode mixture is placed in a metal battery can having a bottomed cylindrical shape, and a negative electrode made of a negative electrode mixture is placed in the center thereof through a separator. Is adopted, nickel hydroxide and graphite are contained as a positive electrode mixture, and a mixture of hydrogen storage alloy and nickel powder is contained as a negative electrode mixture.
【0037】図2に示すニッケル−水素電池200は、
電池缶11と、正極合剤12と、セパレータ13と、負
極合剤14Aと、封口ユニット20とから構成されてい
る。封口ユニット20は、負極集電ピン15と、負極端
子板16と、封口部材17と、補強部材18とから構成
されている。The nickel-hydrogen battery 200 shown in FIG.
It is composed of a battery can 11, a positive electrode mixture 12, a separator 13, a negative electrode mixture 14A, and a sealing unit 20. The sealing unit 20 is composed of a negative electrode collector pin 15, a negative electrode terminal plate 16, a sealing member 17, and a reinforcing member 18.
【0038】負極合剤14Aは、負極活物質としての水
素吸蔵合金と、導電剤としてのニッケル粉末とを混合し
たものにポリテトラフルオロエチレンパウダーを添加し
たものを使用され、セパレータ13の中に充填される。
負極活物質としての水素吸蔵合金は、例えば、Co、M
n、Al含有するLmNi5(ここでLmはランタン富
化したミッシュメタルを意味する)であり、その平均粒
径は、20μmである。また、導電剤としてのニッケル
粉末は、例えばフィラメント(Filament)状ニッケル粉
末とスパイク(Spike)状ニッケル粉末が用いられる。
図3は、フィラメント状ニッケル粉末の写真である。図
4は、スパイク状ニッケル粉末の写真である。As the negative electrode mixture 14A, a mixture of hydrogen storage alloy as a negative electrode active material and nickel powder as a conductive agent to which polytetrafluoroethylene powder is added is used. To be done.
Hydrogen storage alloys as negative electrode active materials include, for example, Co, M
LmNi5 containing n and Al (here, Lm means lanthanum-enriched misch metal), and its average particle size is 20 μm. Further, as the nickel powder as the conductive agent, for example, filament-like nickel powder and spike-like nickel powder are used.
FIG. 3 is a photograph of filamentary nickel powder. FIG. 4 is a photograph of spiked nickel powder.
【0039】その他の構成は、図1に示すニッケル−水
素電池100と同様に構成され、同様に作製される。Other structures are the same as those of the nickel-hydrogen battery 100 shown in FIG. 1 and are manufactured in the same manner.
【0040】ニッケル−水素電池200においても、負
極の集電は、負極端子板16に溶接された負極集電ピン
15が負極合剤14Aに差し込まれることで確保されて
いる。また、正極の集電は、正極合剤12と電池缶11
とが接続されることで確保されている。Also in the nickel-hydrogen battery 200, the current collection of the negative electrode is ensured by inserting the negative electrode current collecting pin 15 welded to the negative electrode terminal plate 16 into the negative electrode mixture 14A. Further, the current collection of the positive electrode is performed by the positive electrode mixture 12 and the battery can 11.
It is secured by connecting and.
【0041】また、図2に示すニッケル−水素電池20
0を、上述した第1の実施の形態のニッケル−水素電池
100と同様な試験条件で軽負荷放電時の放電容量を測
定した。Further, the nickel-hydrogen battery 20 shown in FIG.
For 0, the discharge capacity at light load discharge was measured under the same test conditions as the nickel-hydrogen battery 100 of the first embodiment described above.
【0042】ここでは、以下の実施例4〜9のニッケル
−水素電池200と比較例4〜7のニッケル−水素電池
を検討した。Here, the nickel-hydrogen batteries 200 of the following Examples 4 to 9 and the nickel-hydrogen batteries of Comparative Examples 4 to 7 were examined.
【0043】実施例4は、水酸化ニッケル86質量%
と、グラファイト8質量%と、濃度37質量%の水酸化
カリウム水溶液6質量%とからなる正極合剤12を外径
13.2mm、内径9mm、高さ13.4mm、質量3
gの中空円筒状のペレットにプレス成形し、これを3
個、電池缶11に挿入し正極とした。次に、この正極合
剤12の中空部に、厚さ0.15mmのポリオレフィン
不織布を2巻きし、底部を内側に折り曲げることにより
有底円筒状としたセパレータ13を正極合剤12に当接
するように挿入した。そしてこのセパレータ13の内部
に濃度37質量%の水酸化カリウム水溶液を1g注入し
た。この内部に水素吸蔵合金99質量%、フィラメント
状ニッケル粉末1質量%の比率で混合し、この混合物に
対しポリテトラフルオロエチレンパウダーを0.5質量
%添加したものからなる負極合剤14Aを8g充填し
た。この時用いた水素吸蔵合金は、Co、Mn、Al含
有するLmNi5であり、その平均粒径は、20μmで
あった。またフィラメント状ニッケル粉末は、米国IN
CO社製で平均粒径が2μmであった。この負極合剤1
4Aに、濃度37%の水酸化カリウム水溶液を0.5g
添加し、そしてそして上述したニッケル−水素電池10
0の作製手順に従い電池を作製した。In Example 4, 86% by mass of nickel hydroxide was used.
And 8% by mass of graphite and 6% by mass of potassium hydroxide aqueous solution having a concentration of 37% by mass, a positive electrode mixture 12 having an outer diameter of 13.2 mm, an inner diameter of 9 mm, a height of 13.4 mm, and a mass of 3
g into hollow cylindrical pellets and press
The individual pieces were inserted into the battery can 11 to make positive electrodes. Next, two 0.15 mm-thick polyolefin nonwoven fabrics are wound in the hollow portion of the positive electrode mixture 12 and the bottom portion is bent inward so that the separator 13 having a bottomed cylindrical shape is brought into contact with the positive electrode mixture 12. Inserted in. Then, 1 g of an aqueous potassium hydroxide solution having a concentration of 37% by mass was injected into the separator 13. 8 g of a negative electrode mixture 14A composed of a mixture of 99% by mass of hydrogen storage alloy and 1% by mass of filamentary nickel powder, and 0.5% by mass of polytetrafluoroethylene powder was added to the mixture. did. The hydrogen storage alloy used at this time was LmNi5 containing Co, Mn, and Al, and the average particle size was 20 μm. Filamentous nickel powder is available from IN
It was manufactured by CO and had an average particle size of 2 μm. This negative electrode mixture 1
To 4A, 0.5 g of 37% aqueous potassium hydroxide solution
Nickel-Hydrogen Battery 10 Added and And Above
A battery was manufactured according to the manufacturing procedure of No. 0.
【0044】実施例5は、負極合剤14Aとして、水素
吸蔵合金95質量%とフィラメント状ニッケル粉末5質
量%の比率で混合し、この混合物に対しポリテトラフル
オロエチレンパウダーを0.5質量%添加したものを用
いたこと以外は、実施例4と同様の製造方法で電池を作
製した。In Example 5, 95 mass% of hydrogen storage alloy and 5 mass% of filamentary nickel powder were mixed as the negative electrode mixture 14A, and 0.5 mass% of polytetrafluoroethylene powder was added to this mixture. A battery was manufactured in the same manufacturing method as in Example 4 except that the above-mentioned one was used.
【0045】実施例6は、負極合剤14Aとして、水素
吸蔵合金90質量%とフィラメント状ニッケル粉末10
質量%の比率で混合し、この混合物に対しポリテトラフ
ルオロエチレンパウダーを0.5質量%添加したものを
用いたこと以外は、実施例4と同様の製造方法で電池を
作製した。In Example 6, as the negative electrode mixture 14A, 90% by mass of a hydrogen storage alloy and a filamentary nickel powder 10 were used.
A battery was produced by the same manufacturing method as in Example 4, except that the mixture was used at a mass% ratio, and 0.5% by mass of polytetrafluoroethylene powder was added to this mixture.
【0046】実施例7は、負極合剤14Aとして、水素
吸蔵合金99質量%と米国INCO社製スパイク状ニッ
ケル粉末1質量%の比率で混合し、この混合物に対しポ
リテトラフルオロエチレンパウダーを0.5質量%添加
したものを用いたこと以外は、実施例4と同様の製造方
法で電池を作製した。In Example 7, as the negative electrode mixture 14A, 99% by mass of a hydrogen storage alloy and 1% by mass of spiked nickel powder manufactured by INCO, USA were mixed, and polytetrafluoroethylene powder was added to the mixture in an amount of 0. A battery was made in the same manufacturing method as in Example 4, except that the battery containing 5% by mass was used.
【0047】実施例8は、負極合剤14Aとして、水素
吸蔵合金95質量%と米国INCO社製スパイク状ニッ
ケル粉末5質量%の比率で混合し、この混合物に対しポ
リテトラフルオロエチレンパウダーを0.5質量%添加
したものを用いたこと以外は、実施例4と同様の製造方
法で電池を作製した。In Example 8, as the negative electrode mixture 14A, 95% by mass of a hydrogen storage alloy and 5% by mass of spike-shaped nickel powder manufactured by INCO, USA were mixed, and polytetrafluoroethylene powder was added to the mixture in an amount of 0. A battery was made in the same manufacturing method as in Example 4, except that the battery containing 5% by mass was used.
【0048】実施例9は、負極合剤14Aとして、水素
吸蔵合金90質量%と米国INCO社製スパイク状ニッ
ケル粉末10質量%の比率で混合し、この混合物に対し
ポリテトラフルオロエチレンパウダーを0.5質量%添
加したものを用いたこと以外は、実施例4と同様の製造
方法で電池を作製した。In Example 9, 90% by mass of hydrogen storage alloy and 10% by mass of spiked nickel powder manufactured by INCO, USA were mixed as the negative electrode mixture 14A, and polytetrafluoroethylene powder was added to this mixture in an amount of 0. A battery was made in the same manufacturing method as in Example 4, except that the battery containing 5% by mass was used.
【0049】比較例4は、水酸化ニッケル粉末70質量
%と、グラファイト7質量%と、濃度1質量%のカルボ
キシメチルセルロース水溶液23質量%とを混合したも
のを発泡ニッケル板に充填した後、乾燥し、これをロー
ラープレスで圧延し正極板とした。また水素吸蔵合金6
0質量%と、濃度1質量%のカルボキシメチルセルロー
ス水溶液40質量%とを混合したものをパンチングメタ
ルに塗布した後、乾燥し、これをローラープレスで圧延
し負極板とした。これらを、不織布セパレータを介して
巻回し、電極素子とした。これを、開口部を有する中空
有底円筒状の金属製電池缶に挿入して、水酸化カリウム
水溶液を電解液として注入し、そして開口部を密封して
図5に示すニッケル−水素電池10を作製した。In Comparative Example 4, a mixture of 70% by mass of nickel hydroxide powder, 7% by mass of graphite and 23% by mass of a carboxymethylcellulose aqueous solution having a concentration of 1% by mass was filled in a foamed nickel plate and then dried. This was rolled with a roller press to obtain a positive electrode plate. Also hydrogen storage alloy 6
A mixture of 0% by mass and 40% by mass of a carboxymethylcellulose aqueous solution having a concentration of 1% by mass was applied to a punching metal, dried, and rolled by a roller press to obtain a negative electrode plate. These were wound via a non-woven fabric separator to obtain an electrode element. This is inserted into a hollow cylindrical metal battery can having an opening, a potassium hydroxide aqueous solution is injected as an electrolytic solution, and the opening is sealed to obtain a nickel-hydrogen battery 10 shown in FIG. It was made.
【0050】比較例5は、負極合剤14Aとして、水素
吸蔵合金とこの水素吸蔵合金に対しポリテトラフルオロ
エチレンパウダーを0.5質量%添加したものを用いた
こと以外は、実施例4と同様の製造方法で電池を作製し
た。Comparative Example 5 is the same as Example 4 except that as the negative electrode mixture 14A, a hydrogen storage alloy and 0.5% by mass of polytetrafluoroethylene powder added to this hydrogen storage alloy were used. A battery was manufactured by the manufacturing method described in 1.
【0051】比較例6は、負極合剤14Aとして、水素
吸蔵合金99.5質量%とフィラメント状ニッケル粉末
0.5質量%の比率で混合し、この混合物に対しポリテ
トラフルオロエチレンパウダーを0.5質量%添加した
ものを用いたこと以外は、実施例4と同様の製造方法で
円筒形水素吸蔵合金電池を作成した。In Comparative Example 6, as the negative electrode mixture 14A, 99.5 mass% of hydrogen storage alloy and 0.5 mass% of filamentary nickel powder were mixed, and polytetrafluoroethylene powder was added to this mixture in an amount of 0. A cylindrical hydrogen storage alloy battery was prepared by the same manufacturing method as in Example 4, except that the battery containing 5% by mass was used.
【0052】比較例7は、負極合剤14Aとして、水素
吸蔵合金84.5質量%とフィラメント状ニッケル粉末
15.5質量%の比率で混合し、この混合物に対しポリ
テトラフルオロエチレンパウダーを0.5質量%添加し
たものを用いたこと以外は、実施例4と同様の製造方法
で電池を作製したこれら実施例4〜9と比較例4〜7を
上述の試験条件で測定した結果を表2に示す。In Comparative Example 7, as the negative electrode mixture 14A, 84.5 mass% of hydrogen storage alloy and 15.5 mass% of filamentary nickel powder were mixed, and polytetrafluoroethylene powder was added to this mixture in an amount of 0. Table 2 shows the results obtained by measuring the batteries of Examples 4 to 9 and Comparative Examples 4 to 7 in which batteries were manufactured by the same manufacturing method as that of Example 4 except that 5% by mass was added under the above-mentioned test conditions. Shown in.
【0053】[0053]
【表2】 [Table 2]
【0054】表2の測定結果により、実施例4〜9のニ
ッケル−水素電池200は、放電容量が1500mAh
以上の高容量を示した。これに対して、比較例4〜7の
ニッケル−水素電池では、いずれも1500mAh以下
であった。特に比較例4で示される巻回した素子を用い
た場合、充填密度を上げようと多量の正極材料を発泡ニ
ッケル板に充填すると巻回する時に、正極が折れてしま
って放電容量が低くなってしまった。比較例5では導電
材であるニッケル粉末が入っていないため、放電反応が
速やかに行われなかったと判断される。比較例6では、
導電材であるニッケル粉末が入っているものの、添加量
が十分でなかったため、これも満足できるレベルでの放
電反応は進行しなかった。比較例7では、ニッケル粉末
の添加量が過剰なため反応に直接関与する水素吸蔵合金
量が減ってしまって、放電容量が減少してしまった。From the measurement results shown in Table 2, the nickel-hydrogen batteries 200 of Examples 4 to 9 have a discharge capacity of 1500 mAh.
The above high capacity was exhibited. On the other hand, in the nickel-hydrogen batteries of Comparative Examples 4 to 7, all were 1500 mAh or less. In particular, when the wound element shown in Comparative Example 4 is used, if a large amount of the positive electrode material is filled in the foamed nickel plate in order to increase the packing density, the positive electrode is broken during winding and the discharge capacity becomes low. Oops. In Comparative Example 5, since the nickel powder as the conductive material was not contained, it is judged that the discharge reaction was not performed promptly. In Comparative Example 6,
Although nickel powder as a conductive material was contained, the amount of addition was not sufficient, so that the discharge reaction did not proceed to a satisfactory level. In Comparative Example 7, since the amount of nickel powder added was excessive, the amount of hydrogen storage alloy directly involved in the reaction was reduced, and the discharge capacity was reduced.
【0055】これら比較例4〜7に対し、ニッケル粉末
の添加量を適正化した実施例4〜9のニッケル−水素電
池200では、負極での放電反応が速やかに行われ大き
な容量を示している。特にニッケル粉末の形状をフィラ
メント状にしたものは、大きな容量を示した。これはフ
ィラメント状ニッケル粉末の方がスパイク状ニッケル粉
末より嵩が大きく(図3及び図4参照)、絡まり易く、
より導電性ネットワークを作りやすいことによるものと
考えられる。したがって、負極の導電材として、ニッケ
ル粉末の形状はフィラメント状の物が好ましく、その配
合比は、水素吸蔵合金とニッケル粉末の総量に対して、
1質量%から10質量%であることが好ましい。In contrast to these Comparative Examples 4 to 7, in the nickel-hydrogen batteries 200 of Examples 4 to 9 in which the addition amount of nickel powder was optimized, the discharge reaction at the negative electrode was swiftly performed and the capacity was large. . In particular, the nickel powder having a filament shape showed a large capacity. This is because the filamentary nickel powder is bulkier than the spiked nickel powder (see FIGS. 3 and 4), and is more easily entangled,
It is thought that this is because it is easier to form a conductive network. Therefore, as the conductive material of the negative electrode, the shape of the nickel powder is preferably filamentous, and the compounding ratio thereof is based on the total amount of the hydrogen storage alloy and the nickel powder.
It is preferably 1% by mass to 10% by mass.
【0056】なお、正極合剤12に対してもニッケル粉
末を導電材として用いる手法も考えられるが、この場
合、正極合剤12の成形性が悪くなり、高密度充填性が
損なわれてしまうので、正極の導電材としてはグラファ
イトを用いることが好ましい。A method of using nickel powder as a conductive material for the positive electrode mixture 12 is also conceivable, but in this case, the moldability of the positive electrode mixture 12 deteriorates and the high-density filling property is impaired. It is preferable to use graphite as the conductive material of the positive electrode.
【0057】このように、ニッケル−水素電池200
は、有底円筒状の金属製電池缶11内に正極合剤12か
らなる中空円筒状の正極を配置し、その中央部にセパレ
ータ13を介して負極合剤14Aからなる負極を配置し
た構造が採用されることによって、正極活物質と負極活
物質を高密度に充填できる。そして、負極には、負極合
剤14Aとして水素吸蔵合金とニッケル粉末を混合した
ものが使用されることにより、負極の導電性が改善され
る。その結果、軽負荷放電時の放電容量を向上すること
ができる。Thus, the nickel-hydrogen battery 200
Has a structure in which a hollow cylindrical positive electrode made of the positive electrode mixture 12 is arranged in a metal battery can 11 having a bottomed cylindrical shape, and a negative electrode made of the negative electrode mixture 14A is arranged in the center thereof through a separator 13. By being adopted, the positive electrode active material and the negative electrode active material can be packed with high density. Then, for the negative electrode, a mixture of a hydrogen storage alloy and nickel powder is used as the negative electrode mixture 14A, so that the conductivity of the negative electrode is improved. As a result, the discharge capacity during light load discharge can be improved.
【0058】なお、上述の実施の形態では、水素吸蔵合
金を有する負極に、ニッケル粉末およびポリテトラフル
オロエチレンパウダーを添加するニッケル−水素電池1
00、200とについて説明したが、水素吸蔵合金を有
する負極には、ニッケル粉末のみを添加してもよい。こ
の場合にも、電池の導電性を改善でき、軽負荷放電時の
放電容量を向上することができる。In the above embodiment, the nickel-hydrogen battery 1 in which nickel powder and polytetrafluoroethylene powder are added to the negative electrode having the hydrogen storage alloy.
However, only nickel powder may be added to the negative electrode having the hydrogen storage alloy. Also in this case, the conductivity of the battery can be improved and the discharge capacity at the time of light load discharge can be improved.
【0059】[0059]
【発明の効果】この発明に係るニッケル−水素電池によ
れば、有底円筒状の金属製電池缶内に正極合剤からなる
中空円筒状の正極を配置し、その中央部にセパレータを
介して負極合剤からなる負極を配置した構造が採用され
るものであり、正極活物質と負極活物質を高密度に充填
できる。そして、負極には、負極合剤の総量に対して
0.1〜1質量%のポリテトラフルオロエチレンパウダ
ーを添加することにより、負極は弾力性に富み、負極に
集電ピンを挿入した時に、集電ピンと水素吸蔵合金との
間に十分な電気的接触が得られる。また、負極には、導
電材として、例えばフィラメント状またはスパイク状を
呈するニッケル粉末を添加し、その添加量が水素吸蔵合
金とニッケル粉末の総量に対して1〜10質量%とされ
ることにより、電池の導電性が改善される。その結果、
軽負荷放電時の放電容量を向上することができる。According to the nickel-hydrogen battery of the present invention, a hollow cylindrical positive electrode made of a positive electrode mixture is placed in a bottomed cylindrical metal battery can, and a separator is provided in the center thereof. A structure in which a negative electrode made of a negative electrode mixture is arranged is adopted, and the positive electrode active material and the negative electrode active material can be packed in high density. Then, by adding 0.1 to 1% by mass of polytetrafluoroethylene powder to the negative electrode, the negative electrode is highly elastic, and when the current collecting pin is inserted into the negative electrode, Sufficient electrical contact is obtained between the collector pin and the hydrogen storage alloy. In addition, for example, a nickel powder having a filament shape or a spike shape is added to the negative electrode as a conductive material, and the addition amount is 1 to 10 mass% with respect to the total amount of the hydrogen storage alloy and the nickel powder. The conductivity of the battery is improved. as a result,
The discharge capacity at the time of light load discharge can be improved.
【図1】第1の実施の形態としてのニッケル−水素電池
の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a nickel-hydrogen battery as a first embodiment.
【図2】第2の実施の形態としてのニッケル−水素電池
の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a nickel-hydrogen battery as a second embodiment.
【図3】フィラメント状ニッケル粉末の顕微鏡写真であ
る。FIG. 3 is a micrograph of filamentary nickel powder.
【図4】スパイク状ニッケル粉末の顕微鏡写真である。FIG. 4 is a micrograph of spiked nickel powder.
【図5】従来のニッケル水素電池の構成を示す図であ
る。FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a conventional nickel hydrogen battery.
10,100,200・・・ニッケル−水素電池、11
・・・電池缶、11a・・・正極端子、12・・・正極
合剤、13・・・セパレータ、14,14A・・・負極
合剤、15・・・負極集電ピン、16・・・負極端子
板、17・・・封口部材、18・・・補強部材、19・
・・外装ラベル、20・・・封口ユニット10, 100, 200 ... Nickel-hydrogen battery, 11
... Battery can, 11a ... Positive electrode terminal, 12 ... Positive electrode mixture, 13 ... Separator, 14, 14A ... Negative electrode mixture, 15 ... Negative electrode current collecting pin, 16 ... Negative electrode terminal plate, 17 ... Sealing member, 18 ... Reinforcing member, 19.
..Exterior label, 20 ... Sealing unit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H028 AA02 AA05 BB06 CC17 HH01 5H050 AA08 BA14 CA03 CB16 CB17 DA10 DA11 EA03 EA09 EA24 FA07 FA17 GA08 GA10 HA01 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F-term (reference) 5H028 AA02 AA05 BB06 CC17 HH01 5H050 AA08 BA14 CA03 CB16 CB17 DA10 DA11 EA03 EA09 EA24 FA07 FA17 GA08 GA10 HA01
Claims (4)
からなる中空円筒状の正極を配置し、該正極の中央部に
セパレータを介して負極合剤からなる負極を配置し、 上記負極合剤は、水素吸蔵合金と、少なくともポリテト
ラフルオロエチレンパウダーまたはニッケル粉末とを含
有し、 上記正極合剤は、水酸化ニッケルとグラファイトを含有
することを特徴とするニッケル−水素電池。1. A hollow cylindrical positive electrode made of a positive electrode mixture is placed in a bottomed cylindrical metal battery can, and a negative electrode made of a negative electrode mixture is placed in the center of the positive electrode through a separator. The nickel-hydrogen battery, wherein the negative electrode mixture contains a hydrogen storage alloy and at least polytetrafluoroethylene powder or nickel powder, and the positive electrode mixture contains nickel hydroxide and graphite.
ーの配合比を、水素吸蔵合金とポリテトラフルオロエチ
レンパウダーの総量に対して0.1〜1質量%とするこ
とを特徴とする請求項1に記載のニッケル−水素電池。2. The blending ratio of the polytetrafluoroethylene powder is 0.1 to 1 mass% with respect to the total amount of the hydrogen storage alloy and the polytetrafluoroethylene powder. Nickel-hydrogen battery.
合金とニッケル粉末の総量に対して1〜10質量%とす
ることを特徴とする請求項1に記載のニッケル−水素電
池。3. The nickel-hydrogen battery according to claim 1, wherein the mixing ratio of the nickel powder is 1 to 10 mass% with respect to the total amount of the hydrogen storage alloy and the nickel powder.
たはスパイク状であることを特徴とする請求項1に記載
のニッケル−水素電池。4. The nickel-hydrogen battery according to claim 1, wherein the nickel powder has a filament shape or a spike shape.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2002129109A JP2003323914A (en) | 2002-04-30 | 2002-04-30 | Nickel-hydrogen battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2002129109A JP2003323914A (en) | 2002-04-30 | 2002-04-30 | Nickel-hydrogen battery |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003323914A true JP2003323914A (en) | 2003-11-14 |
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ID=29542648
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003323914A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007184148A (en) * | 2006-01-06 | 2007-07-19 | Furukawa Battery Co Ltd:The | Method of manufacturing pocket type hydrogen storage alloy electrode |
| CN107819161A (en) * | 2017-11-30 | 2018-03-20 | 东莞市朗泰通实业有限公司 | A kind of high-capacity nickel-hydrogen battery |
| CN109742331A (en) * | 2018-12-18 | 2019-05-10 | 深圳市量能科技有限公司 | A kind of negative electrode tab of secondary Ni-MH battery and preparation method thereof |
-
2002
- 2002-04-30 JP JP2002129109A patent/JP2003323914A/en active Pending
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| CN109742331B (en) * | 2018-12-18 | 2021-03-30 | 深圳市量能科技有限公司 | Negative plate of secondary nickel-metal hydride battery and manufacturing method thereof |
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