[發明專利]密閉型堿性蓄電池

有效

• 申請號: 00103194.5
• 申請日: 2000-03-23
• 公開（公告）號: CN1268781A
• 公開（公告）日: 2000-10-04
• 發明（設計）人: 里口功祐;武江正夫
• 申請（專利權）人: 三洋電機株式會社
• 主分類號: H01M10/30
• 分類號: H01M10/30;H01M4/24
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 汪惠民

本發明涉及一種鎳氫蓄電池和鎳鎘蓄電池等密閉型堿性蓄電池，特別涉及在這些密閉型堿性蓄電池中所使用的正、負極板的容量比例、面積比例等最優化。

在鎳氫蓄電池或者鎳鎘蓄電池等堿性蓄電池中，構成為在抑制充電時從負極產生的氫氣的同時，讓負極吸收從正極產生的氧氣，即，相對于正極板的放電容量，讓負極板的放電容量大，從而形成可以抑制電池內壓上升密閉化的電池。

然而，在這種密閉型堿性蓄電池中，一般構成是在片狀正極板、片狀負極板之間介入隔板卷繞成渦卷狀所制成的渦卷狀電極群的最外周部分為負極板，而最內周部分為正極板。但是，在最內周部分為正極板所構成的密閉型堿性蓄電池中，由于只有正極板的一面和負極板對向，存在著不能充分利用正極活性物質的問題。

又，在最內周部分，由于反應面積小因而負載特性差，并且相對于正極板負極板的容量平衡失衡，正極板的容量比負極板的容量大。為此，過充電時從正極板產生的氧氣難于讓負極板消耗，并且負極板的利用范圍擴大，氫氣平衡電位增高，產生電池內壓上升的問題。特別是，在鎳氫蓄電池中，氫氣的平衡壓失衡部分不斷地產生氫氣，因而這種問題更加顯著。

為此，在密閉型堿性蓄電池中，讓抑制氫氣的產生和提高氧氣的吸收之間平衡，是讓密閉型堿性蓄電池長壽命的必要條件。

為此，在本發明中，其目的在于讓正、負極板的容量比例、面積比例等最優化，在抑制氫氣的產生和提高氧氣的吸收之間形成平衡，獲得長壽命的密閉型堿性蓄電池。

為了達到上述目的，本發明的密閉型堿性蓄電池，規定負極板容量相對于正極板容量的比例(正、負極板容量比例)在給定的比例，同時規定了負極板面積相對于正極板面積的比例(正、負極板面積比例)以及正極板的厚度。具體講優選正、負極板容量比例在1.9以上，正、負極板面積比例在1.4以下，正極板的厚度在0.6mm以下。有必要同時滿足正、負極板容量比例、正、負極板面積比例以及正極板的厚度的3個條件，如果其中有1個不滿足，就不能獲得本發明的效果。

這是因為當正、負極板容量比例在1.9以上時，可以提高充電時的吸氫性能，抑制從負極板產生的氫氣，當正、負極板面積比例在1.4以下時，可以增大正極板相對于負極板的面積，提高充電時從正極板產生的氧氣在負極板的還原吸收性能，而當正極板的厚度在0.6mm以下時，可以讓所產生的氧氣有效地容易向負極板表面移動，進一步提高氧氣在負極板的還原吸收性能。其結果，可以抑制電池內的氫氣以及氧氣的積蓄，即抑制電池內壓的上升，提高連續充電特性。

又，作為正極活性物質使用氫氧化鎳，通過用含Na鈷化合物覆蓋該氫氧化鎳，可以提高產生氧氣的電位，抑制氧氣的產生，提高氫氧化鎳的充電接受性。又，通過用含Na鈷化合物覆蓋氫氧化鎳，使得含Na鈷化合物的導電性良好，提高氫氧化鎳粒子間的導電性，從而提高電池壽命。進一步通過在由含鈉鈷化合物覆蓋的氫氧化鎳中添加釔(Y)、鐿(Yb)、鉺(Er)、釓(Gd)的氧化物粉末，由于含鈉鈷化合物和這些氧化物的相乘作用，進一步提高產生氧氣的電位，抑制氧氣的產生，增長提高氫氧化鎳的充電接受性的效果。

以下是附圖的簡要說明

圖1為表示正、負極板面積比例改變時、正、負極板容量比例與電池壽命之間的關系曲線。

圖2為表示正、負極板面積比例與電池壽命之間的關系曲線。

圖3為表示正極板的厚度與電池壽命之間的關系曲線。

以下說明本發明的實施方案。

1.正極的制作

(1)復合體粒子的制作

在將14.3g硫酸鈷溶解于1000ml水中的水溶液中，放入100g氫氧化鎳粉末，一邊攪拌一邊加入1mol的氫氧化鈉水溶液，將水溶液的pH調整到11之后，連續攪拌1小時讓其反應。并且，在水溶液的pH多少降低時，適當添加1mol的氫氧化鈉水溶液以保持水溶液的pH為11。這時，pH的監測由帶有自動溫度補償的玻璃電極(pH計)進行。然后過濾沉淀物，水洗、真空干燥后，得到由在氫氧化鎳粒子的表面上覆蓋氫氧化鈷的復合體粒子所構成的粉末。

然后，將所得的復合體粒子和25重量％的氫氧化鈉水溶液調整成重量比為1∶10后，在空氣中80℃的溫度環境下加熱8小時。然后，經水洗，在65℃下干燥，制作在氫氧化鎳粒子的表面上形成由含鈉鈷化合物所構成的覆蓋層的復合體粒子。通過對復合體粒子的氫氧化鎳用原子吸光法求出覆蓋層的比例，相對于氫氧化鎳覆蓋層中的鈷的重量為5重量％。

(2)糊漿的制作