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鎳氫蓄電池的制作方法

文檔序號:7159329閱讀:395來源:國知局
專利名稱:鎳氫蓄電池的制作方法
背景技術(shù)
鎳氫蓄電池,作為發(fā)電元件包括含氫氧化鎳為主成分的正極、含貯氫合金為主成分的負(fù)極、介于正極與負(fù)極之間的隔件、及溶有氫氧化鉀的堿水溶液的電解液。這些的發(fā)電元件,一般裝在金屬制或塑料制的電池箱內(nèi)成光全密閉狀態(tài)。鎳氫蓄電池中設(shè)有當(dāng)電池內(nèi)壓力升高導(dǎo)常時進(jìn)行工作的安全閥。眾知鎳氫蓄電池的形狀主要有圓筒形、方形。
鎳氫蓄電池大約自10年前實(shí)用化,到目前為止其需要在不斷大幅度的增長。鎳氫蓄電池的用途多種多樣,主要用于攜帶式器械用電源,也可用于電汽車、電動二輪車等的移動體用電源、通信用后備電源、電動工具用電源等。鎳氫蓄電池能量密度高、同時高功率特性好、成本較低。今后期待向電汽車、電動工具等使用的高功率用途方面發(fā)展。
鎳氫蓄電池的正極,主流是由海綿狀的鎳芯材與填充在芯材中的糊構(gòu)成的糊式(非燒結(jié)式)電極。前述糊中作為主成分含有氫氧化鎳。也有由鎳粉末燒結(jié)制得的多孔體芯材與在其空隙內(nèi)生成的氫氧化鎳構(gòu)成的燒結(jié)式正極。這些正極的厚度一般是0.6-0.8mm左右。
鎳氫蓄電池的負(fù)極,主流是由沖壓金屬等的芯材與前述芯材載附的糊構(gòu)成的糊式電極。前述糊中,含有貯氫合金粉末、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑等。貯氫合金中,MmNi5(Mm稀土類元素的混合物)系合金使用用Co、Mn、Al等的金屬置換一部分Ni的合金。負(fù)極的厚度一般是0.4-0.6mm左右。
隔件使用聚乙烯、聚丙烯等的聚烯烴制的已親水處理的無紡布。以往的隔件厚度是0.1-0.2mm左右。
電解液,使用將作為主成分的KOH溶解、添加NaOH、LiOH的pH14以上的高濃度堿水溶液。
正極與負(fù)極把隔件介于中間進(jìn)行層合或卷繞、形成電極群。把電極群裝在電池箱中,加電解液、將電池箱封口后,獲得完全密閉的鎳氫蓄電池。
鎳氫蓄電池領(lǐng)域根據(jù)市場的要求力求年年改進(jìn)電池性能。例如,作為電池重要特性的能量密度在這10年間得到改善已達(dá)到最初大約2倍的水平。這樣為了實(shí)現(xiàn)高的能量密度,過去進(jìn)行了將正極與負(fù)極短尺寸而加厚的研究。其理由在于該電極長尺寸時,必須根據(jù)其需要也使隔件長尺寸。而隔件成為長尺寸后,隔件在電池容積中所占的容積擴(kuò)大不能提高能量密度。
近年市場,隨鎳氫蓄電池的高能量密度化,同時對高功率特性的需求增高。鎳氫蓄電池由于使用水溶液的電解液,故離子導(dǎo)電性比非水電解液電池好,適用于需要大電流放電的高功率用途方面。
然而,以往的鎳氫蓄電池,由于針對能量密度進(jìn)行開發(fā),所以在高功率特性方面還有改善的余地。今后技術(shù)上課題是開發(fā)兼具關(guān)系相反的高容量和高功率特性的鎳氫蓄電池。
為了實(shí)現(xiàn)鎳氫蓄電池的高功率化,使電極薄而長尺寸才有效。然而,只使電極薄而長尺寸時,由于隔件容積在電池容積中占的比例增大,故不能實(shí)現(xiàn)電池的高容量比。
為了實(shí)現(xiàn)高容量且高功率的鎳氫蓄電池,使用薄的隔件才有效。然而,使隔件變薄時,容易發(fā)生內(nèi)部短路,電池的可靠性降低。過去的隔件大多使用聚烯烴制的無紡布,其厚度是0.1-0.2mm。該厚度低于0.1mm時,容易發(fā)生內(nèi)部短路。因此,希望薄而可靠性高的隔件。
為了使鎳氫蓄電池的電極變薄,提出了電極芯材使用具有微細(xì)凹凸加工面的金屬薄板的技術(shù)(特開2000-48823號公報),使用薄膜狀正極的技術(shù)(特許第3191752號公報)等。為了提高電池的功率,也提出了使負(fù)極長尺寸,將每單位面積的容量設(shè)計為10-40mAh/cm2的方案(特開平11-86898號公報)。
發(fā)明的簡要本發(fā)明目的在于采用新技術(shù)提供兼具高容量和高功率特性的最佳鎳氫蓄電池。
本發(fā)明鎳氫蓄電池具有螺旋狀電極群。前述電極群由(a)含氫氧化鎳的活物質(zhì)層與正極芯材構(gòu)成的正極、(b)含貯氫合金的活物質(zhì)層與負(fù)極芯材構(gòu)成的負(fù)極、及(c)隔件構(gòu)成。前述正極與前述負(fù)極把前述隔件置于中間進(jìn)行卷繞。前述隔件由賦予親水性的無紡布構(gòu)成,前述無紡布由聚烯烴或聚酰胺制成。前述隔件的厚度是0.04-0.09mm。前述隔件截面Ss在前述電極群橫截面S中的占有率,是前述電極群橫截面S的25%以下。前述隔件的表觀密度優(yōu)選是0.3-0.4g/cm3。
前述正極的厚度優(yōu)選是0.1-0.5mm,前述負(fù)極的厚度優(yōu)選是0.1-0.3mm。由前述正極和前述隔件及前述負(fù)極構(gòu)成的3層的總厚度優(yōu)選是0.24-0.89mm。前述正極的截面Sp在前述電極群橫截面S中的占有率,優(yōu)選是前述電極群橫截面S的40%以上。
本發(fā)明還涉及有插入前述電極群的電池箱的鎳氫蓄電池。前述正極的長度優(yōu)選是前述電池箱側(cè)部橫截面中內(nèi)周長度L的5倍以上10倍以下。
前述正極芯材優(yōu)選由厚度0.03mm以下的金屬箔構(gòu)成、前述金屬箔可以是平整也可以是經(jīng)3維加工。在含前述氫氧化鎳的活物質(zhì)層與前述隔件相對的領(lǐng)域,優(yōu)選在前述正極的表面不露出前述正極芯材。
前述正極芯材與前述負(fù)極芯材,優(yōu)選分別使沿縱向的端部的一方比其他部分形成厚的部分。前述正極芯材與前述負(fù)極芯材形成的厚端部分別在前述電極群的一方或另一方的底面露出,可形成螺旋狀的正極引線及螺旋狀負(fù)極引線。若采用這樣的螺旋狀引線,則可在集電極的大致整個面集電。
圖2是表示有關(guān)實(shí)施例2各電池深度放電時(30A放電時)的平均放電電壓的圖。
圖3是表示有關(guān)實(shí)施例3各電池的隔件的表觀密度及純水保液率與通氣性關(guān)系的圖。
圖4是表示有關(guān)實(shí)施例3各電池的隔件的表觀密度、電池功率與電池內(nèi)壓關(guān)系的圖。
發(fā)明的詳述本發(fā)明涉及有螺旋狀電極群的鎳氫蓄電池,前述電極群由(a)含氫氧化鎳的活物質(zhì)層與正極芯材構(gòu)成的正極、(b)含貯氫合金的活物質(zhì)層片負(fù)極芯材構(gòu)成的負(fù)極、及(c)隔件構(gòu)成,前述正極與前述負(fù)極把隔件置于中間卷繞。前述隔件由賦于親水性的無紡布構(gòu)成,無紡布由聚烯烴或聚酰胺制成。隔件的厚度是0.04-0.09mm。隔件的厚度低于0.04mm時,難以防止發(fā)生內(nèi)部短路。超過0.09mm時,不能獲得兼具高容量和高功率的鎳氫蓄電池。
以往的鎳氫蓄電池,例如,使用由賦予親水性的聚烯烴或聚酰胺的無紡布構(gòu)成、厚度0.12mm以上,單位面積重量60g/m2以上的隔件。因此,并不知道使用如上述薄的隔件的鎳氫蓄電池。作為其理由可列舉如下。
構(gòu)成以往隔件的纖維是纖維直徑較粗的纖維。因此,若使以往的隔件減薄到0.09mm以下,則最大細(xì)孔徑增大為35μm以上,容易發(fā)生內(nèi)部短路。但由于縮小了最大細(xì)孔徑,當(dāng)不小心極細(xì)纖維混入隔件內(nèi)時,電池內(nèi)產(chǎn)生的氣體的透過性(通氣性)降低。為了提高氣體透過性而使隔件的單位面積重量減少時,隔件的強(qiáng)度降低,在制作電極群時隔件破損。為了防止隔件的破損需要50N/5cm以上的拉伸強(qiáng)度。
雖然厚度薄達(dá)0.04-0.09mm、但可確保高性能的隔件,例如可通過使表觀密度為0.3-0.4g/cm3獲得。若是這樣的范圍,可獲得平均細(xì)孔徑是20μm以下、使氣體透過性為必要值的10cm/s以上的隔件,也可使隔件的純水保液率為150%以上。隔件的表觀密度低于0.3g/cm3時,不能使隔件的平均細(xì)孔徑為20μm以下,難以防止內(nèi)部短路。隔件的表觀密度超過0.4g/cm3時,隔件的氣體透過性降低、電池內(nèi)壓容易上升。再者,以往的隔件,一般表現(xiàn)密度是0.5g/cm3左右。
隔件的單位面積重量優(yōu)選是25-40g/m2。重量低于25g/m2時,隔件的強(qiáng)度降低,制作電極群時隔件容易破損。單位面積重量超過40g/m2時,隔件的表觀密度超過0.4g/cm3,隔件的氣體透過性降低。
隔件物性的評價方法如下。
(i)拉伸強(qiáng)度與氣體透過性的評價可按照J(rèn)IS-L 10961999(一般織物試驗(yàn)方法)進(jìn)行。
(ii)純水保液率采用式純水保液率(%)={(W2-W1)/W1}×100中,代入一定面積的隔件的重量W1、把該隔件浸漬在純水中吸水1小時,提起經(jīng)過10分鐘時的重量W2求出。
以往的隔件的厚度即使薄也是0.1mm以上,而為了鎳氫蓄電池的高容量化,必須使隔件的厚度為0.04-0.09mm。通過使用這樣薄的隔件才能使隔件截面Ss在電極群橫截面S(與電極群端面(底面)平行的截面)中的占有率為25%以下。這意味著隔件在電極群中的占有率不上升而可使電極長尺寸化。電極的長尺寸化,在使之兼具高容量和高功率方面成為極有效的手段。使用以往的隔件的電極群的橫截面積Sc時,以往的隔件截面Scs的的占有率一般為30%以上。
從使之兼具高容量和高功率的觀點(diǎn)考慮,正極截面Sp在電極群橫截面S中的占有率優(yōu)選是40%以上、60%以下。正極截面Sp的占有率超過60%時,正極與負(fù)極的容量比過于增大,存在電池性能降低的傾向。從滿足這種條件的觀點(diǎn)考慮,正極的厚度優(yōu)選是0.1-0.5mm,再優(yōu)選是0.1-0.4mm。以往的糊式或燒結(jié)式正極的厚度,一般是0.6-0.8mm。
以往的負(fù)極的厚度,一般是0.4-0.6mm。而本發(fā)明優(yōu)選用厚度0.1-0.3mm的負(fù)極。負(fù)極的厚度低于0.1mm時,負(fù)極總的容量往往不足超過0.3mm時,降低兼具高容量和高功率的效果。
正極與隔件及負(fù)極構(gòu)成的3層的總厚度優(yōu)選是0.24-0.89mm??偤穸鹊陀?.24mm時,電池難以能量高密度化同時有可靠性降低的傾向,超過0.89mm時,電池的高功率化不充分。以往的正極與隔件及負(fù)極構(gòu)成的3層的總厚度,由于使用厚0.1-0.2mm的隔件,一般是1.1-1.6mm。
本發(fā)明由于使用比過去薄的隔件,所以即使減少正極和負(fù)極的厚度,由于沒有降低電池的能量密度,所以可最大限度地通過電極的薄化而提高功率。
用L表示與裝有電極群的電池箱側(cè)部橫截面(箱的端面(底面)平行的截面)的內(nèi)周長度時,正極的長度為5L以上,這從高功率化的觀點(diǎn)考慮極有效。5L這種長度是過去所沒有的大的值。這將通過使用薄而長的電極,電池可大幅度的高功率化。但,正極的長度為10L以上時,由于存在電池容量縮小的傾向,故優(yōu)選10L以下。再者,電池箱側(cè)部的內(nèi)面,通常從與電極群的側(cè)面進(jìn)行接觸的觀點(diǎn)考慮,作為長度L,也可以采用電極群橫截面的周圍長度。
正極芯材,從提高且保持正極的能量密度的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選使用厚度0.03mm以下的金屬箔或?qū)⑵浣饘俨庸こ?維結(jié)構(gòu)的芯材,作為有3維結(jié)構(gòu)的芯材,例如可以用海綿芯材等,但不限定于此。
正極芯材,在正極活物質(zhì)層與隔件對置的領(lǐng)域,優(yōu)選在正極表面不露出正極芯材。隔件的厚度在0.08mm以下的范圍時,由于隔件非常薄,所以有可能芯材穿透隔件引起內(nèi)部短路。正極芯材的兩面,除了用于集電的端部,優(yōu)選完全用活物質(zhì)層覆蓋。
正極芯材與負(fù)極芯材,優(yōu)選分別使沿縱向的端部的一方比其他部分厚而形成。正極芯材與負(fù)極芯材形成的厚端部,使之分別在電極群的一方或另一方的底面露出,形成螺旋狀的正極引線和負(fù)極引線。通過在電極群的兩底面分別使配置的螺旋狀的引線與集電極連接,由于可有效的集電,故進(jìn)一步提高功率特性。
如上述厚的芯材端部,可將不載附活物質(zhì)層的芯材端部的露出部分折疊獲得。也可在不載附活物質(zhì)層的芯材端部涂布鎳粉末等、燒結(jié)后使端部增厚。這樣,把厚的芯材端部做成螺旋狀與集電極焊接。若采用這樣的結(jié)構(gòu),即使使用0.03mm以下這種非常薄的芯材,也可確保焊接強(qiáng)度。而且,在用大電流的充放電中,可大幅度改善電阻極化特性。
以下,根據(jù)實(shí)施例具體地說明本發(fā)明,但本發(fā)明不受以下實(shí)施例的限制。
(a)電池的容量為3Ah。
(b)正極截面在電極群的橫截面中的占有率為45%。
(c)負(fù)極截面在電極群的橫截面中的占有率為32%。
(d)隔件在電極群的橫截面中的占有率為23%。
正極、負(fù)極與隔件的尺寸(寬Xmm×長Ymm×厚Zmm)如表1所示進(jìn)行設(shè)定。
表1
電池C-E為本發(fā)明的實(shí)施例、電池A、B比較例。電池A在現(xiàn)在實(shí)用化中相當(dāng)于電極面積比較大的電池。電池B位于電池C-E與電池A的中間。
以下,對表1所示電池的制作方法進(jìn)行說明。
(i)正極的制作正極活物質(zhì)是公知的球形氫氧化鎳粉末,使用表面載附堿式氫氧化鈷的粉末。堿式氫氧化鈷的量,每100重量份氫氧化鎳為10重量份。在該粉末中加入水調(diào)制正極糊。
正極芯材使用表面有微細(xì)凹凸的壓花芯材。該壓花芯材是在厚0.02mm的鎳箔上按0.5mm間距設(shè)凹凸的芯材,表觀厚度為0.5mm。壓花芯材在沿縱向的一方的端部殘角設(shè)有凹凸的寬3mm無紋部分。
在壓花芯材的兩面涂布正極糊,將涂膜干燥后,擠壓形成正極活物質(zhì)層。這樣獲得由壓花芯材與該芯材載附的正極活物質(zhì)層構(gòu)成的正極。正極的厚度在擠壓糊涂膜時進(jìn)行調(diào)整。
正極的寬為35mm,而在沿其縱向?qū)?mm的無紋部分(厚度0.02mm)不賦予正極活物層。把無紋部分折疊2次,形成寬1mm、厚0.06mm的端部。在載附正極活物質(zhì)層的領(lǐng)域,確認(rèn)正極表面沒有露出正極芯材。
(ii)負(fù)極的制作負(fù)極活物質(zhì)使用公知的稀土類元素與鎳為基礎(chǔ)的AB5系貯氫合金粉末。貯氫合金用通常的熔解法合成。在惰性環(huán)境氣氛中1000℃下熱處理1小時。把獲得的合金塊進(jìn)行機(jī)械粉碎,整粒成平均粒徑約25μm。合金組成為MmNi3.55Mn0.40Al0.30Co0.75(Mm為稀土類元素的混合物)。把獲得的合金粉末浸漬在80℃、比重1.30的KOH水溶液中,攪拌60分鐘。
然后,在100重量份貯氫合金粉末中,混合作為增粘劑的羧甲基纖維素0.15重量份、作為導(dǎo)電劑的炭黑0.3重量份、作為粘結(jié)劑的苯乙烯-丁二烯共聚物0.8重量份、作為分散介質(zhì)的水適量、調(diào)制負(fù)極糊。
負(fù)極芯材使用進(jìn)行鍍鎳的厚度0.03mm的鐵制沖壓金屬。在負(fù)極芯材的兩面涂布負(fù)極糊、將涂膜干燥后,進(jìn)行擠壓形成負(fù)極活物質(zhì)層。這樣獲得由沖壓金屬芯材與芯材上載附的負(fù)極活物質(zhì)層構(gòu)成的負(fù)極。負(fù)極的厚度在擠壓糊的涂膜時進(jìn)行調(diào)整。
負(fù)極的寬度為35mm,而在沿其縱向的寬2mm的無紋部分(厚度0.03mm)不賦予負(fù)極活物質(zhì)層。折疊1次無紋部分,形成寬1mm、厚0.06mm的端部。
(iii)隔件隔件使用賦予親水性的聚丙烯制的無紡(非織造)布。對隔件進(jìn)行公知的磺化處理、賦予親水性。隔件的表觀密度為0.35g/cm3(單位面積重量30g/m2)。
(iv)電池的組裝通過隔件把制得的正極與負(fù)極卷繞成螺旋狀,制作具有上述(b)-(d)表示的極板占有率與隔件占有率的電極群。電極群的最外周為負(fù)極露出的狀態(tài)。由正極芯材與負(fù)極芯材的無紋部分形成的厚端部,分別在電極群的一方及另一方的底面露出,形成螺旋狀的正極引線與負(fù)極引線。螺旋狀的正極引線與負(fù)極引線分別用公知的電阻焊接與鎳制集電極連接,使之可以由沿正極與負(fù)極的縱向的端部整體集電。把該電極群裝在電池箱中,用導(dǎo)線連接各集電極與正極接頭或負(fù)極接頭。把比重1.30的KOH水溶液中溶解40g/l的LiOH的電解液按設(shè)定量注液到電池箱中。把電池箱的開口部分填縫封口,按SC規(guī)格完成電池容量3Ah的密閉型電池。[電池的評價]放電特性評價所得電池A-E在初期的放電特性。
在20℃用3.0A(1C)的電流值把電池充電達(dá)到理論容量的120%,停止1小時后,在20℃,用30A(10C)的電流值電池電壓放電到0.8V。其結(jié)果電池A-E的功率特征有大的差異。把各電池的30A放電時的平均放電電壓(V)示于

圖1。
如圖1所示,隔件0.08mm以下、Lp/L比超過5的實(shí)施例的電池獲得1.05V以上的放電電壓。而Lp/L比低于5的電池,放電電壓顯著地減少。周期壽命對電池A-E進(jìn)行通常的周期壽命試驗(yàn)。
充放電周期,在ΔT/dt=1.5℃/30秒的控制下,用4A的電流值進(jìn)行電池的充電,放電是在20℃、用10A的電流值使電池電壓進(jìn)行到0.8V。其結(jié)果電池A-E的周期壽命沒有大的差異。
除了如表2所示改變隔件的厚度和表觀密度以外,其他采用與實(shí)施例1的電池C同樣的要領(lǐng)制作電池C1、C2與C3。電池C、C2、C3為實(shí)施例、電池C1為比較例。把電池C、C1-C3用的隔件的厚度。表觀密度、電池容量、在電極群的橫截面S中隔件截面Ss的占有率與正極截面Sp的占有率示于表2。
表2 電池容量如表2所示,表明使隔件的厚度為比作為過去標(biāo)準(zhǔn)厚度的0.12mm薄的0.06mm時,電池容量提高28%。電池C1由于隔件截面Ss的占有率超過30%、正極截面Sp的占有率低于40%,所以電池容量是低于3.0Ah的2.7Ah。放電特性與實(shí)施例1同樣地研究用30A的電流值將電池C、C1-C3進(jìn)行放電時的平均放電電壓。把結(jié)果示于圖2。由圖2可看出,實(shí)施例的電池C、C2-C3,用10C放電的平均放電電壓是1.05V以上高功率。另外,隨著隔件變薄、或隨著電池容量增加,功率特性上升。
由以上可看出,實(shí)施例的電池C、C2-C3是兼具高容量和高功率的電池。
把這些隔件的純水保液率、與電池內(nèi)所產(chǎn)生氣體的透過性相互關(guān)聯(lián)的通氣性、與表觀密度的相關(guān)關(guān)系示于圖3。由圖3看出,表觀密度若是0.4g/m3以下,則可確保純水保液率150%以上、通氣性10cm/s以上。再者,通氣性按照J(rèn)IS-L 10961999進(jìn)行測定。[電池的評價]除了用這些的隔件以外,其他制作與實(shí)施例1的電池C同樣的電池。把所得電池的功率(用10C放電的平均放電電壓)、電池內(nèi)壓與表觀密度的相關(guān)關(guān)系示于圖4。電池內(nèi)壓為用3A的電流值充電達(dá)到電池容量的120%時的電池內(nèi)部的最高壓力。由圖4看出,隔件的表觀密度若是0.4g/m3以下,可獲得功率1.05V以上、電池內(nèi)壓1MPa以下的良好特性。
(i)正極Q在厚1mm、空隙率95%的發(fā)泡鎳片中填充與實(shí)施例所用相同的正極糊,壓延制作尺寸35mm×300mm×0.47mm的正極Q。正極Q,在正極活物質(zhì)層與隔件對置的領(lǐng)域中,表面露出正極芯材。
(ii)正極R采用穿孔在厚0.03mm的鎳箔上設(shè)突起,制作表觀密度0.35mm的芯材。在該芯材上涂布與實(shí)施例相同的正極糊,使之載附正極活物質(zhì)層,制作尺寸35mm×370mm×0.42mm的正極R。用直徑0.5mm的針對鎳箔沖壓,從鎳箔的兩側(cè)交替地形成突起。正極R,在正極活物質(zhì)層與隔件對置的領(lǐng)域,表面沒露出正極芯材。[電池的評價]除了用正極Q、R,使用與實(shí)施例2的電池C2所用相同厚度0.06mm的隔件以外,其與電池C一樣制作電池Q、R。電池Q、R分別制作100個,觀察引起微小短路的電池數(shù)。結(jié)果、電池Q100個中有38個引起微小短路,而電池R沒有引起微小短路的電池。
由該結(jié)果說明使用薄的隔件時,在正極活物質(zhì)與隔件對置的領(lǐng)域中,使用表面不露出正極芯材的正極,由于防止微小短路,故極有效。
(i)電池X除了不回折沿電極芯材縱向的端部的無紋部分而為原有厚度以外,其他與實(shí)施例1的電池C一樣制作電池X。
(ii)電池Y除了在沿正極芯材縱向的端部的無紋部分焊接寬1mm、厚0.03mm的Ni帶、增厚端部以外,其他與實(shí)施例1的電池C同樣制作電池Y。
(iii)電池Z除了通過在沿正極芯材縱向的端部的無紋部分兩側(cè)涂布Ni粉、進(jìn)行燒結(jié)、對一側(cè)設(shè)厚0.1mm、寬1mm的燒結(jié)Ni層增厚端部以外,其他與實(shí)施例1的電池C同樣制作電池Z。Ni粉末使用平均粒徑約1μm的羰基鎳粉末,燒結(jié)在600℃進(jìn)行1小時。[電池的評價]與實(shí)施例1同樣地采用30A的電流值進(jìn)行放電時的平均放電電壓評價電池C、X-Z的功率。其結(jié)果電池X的平均放電電壓是1.05V。而,電池C、Y與Z分別是1.07V和更高的功率。電池C、Y與Z的平均放電電壓比電池X高,估計這是由于集電極與芯材端部的焊接部分的電阻減少的緣故。
使電池C、X-Z從1m的高度落到鐵板上,觀察電池的內(nèi)部電阻的變化。其結(jié)果,電池X落下15次內(nèi)部電阻為30mΩ以上,集電極從芯材端部產(chǎn)生剝離。而,電池C、Y與Z,即使落下100次以上內(nèi)部電阻中沒有大的變化。
由以上說明,即使是使用薄的芯材時,通過增加芯材端部的厚度可獲得功率或耐沖擊性好的電池。
權(quán)利要求
1.鎳氫蓄電池,其特征在于是有螺旋狀電極群的鎳氫蓄電池,前述電極群由(a)含氫氧化鎳的活物質(zhì)層與正極芯材構(gòu)成的正極、(b)含貯氫合金的活物質(zhì)層與負(fù)極芯材構(gòu)成的負(fù)極、與(c)隔件構(gòu)成,前述正極與前述負(fù)極將隔件置于中間進(jìn)行卷繞。前述隔件由賦予親水性的無紡布構(gòu)成、前述無紡布由聚烯烴或聚酰胺構(gòu)成,前述隔件的厚度是0.04-0.09mm,前述隔件的截面Ss在前述電極群的橫截面S中的占有率是前述電極群橫截面S的25%以下。
2.權(quán)利要求1所述的鎳氫蓄電池,其特征在于前述隔件的表觀密度是0.3-0.4g/cm3。
3.權(quán)利要求1所述的鎳氫蓄電池,其特征在于前述正極的厚度是0.1-0.5mm,前述負(fù)極的厚度是0.1-0.3mm,由前述正極和前述隔件及前述負(fù)極構(gòu)成的3層的總厚度是0.24-0.89mm、前述正極的截面Sp在前述電極群橫截面S中的占有率是前述電極群橫截面S的40%以上。
4.權(quán)利要求1所述的鎳氫蓄電池,其特征在于還具有插入前述電極群的電池箱,前述正極的長度是前述電池箱側(cè)部橫截面中內(nèi)周長度L的5倍以上10倍以下。
5.權(quán)利要求1所述的鎳氫蓄電池,其特征在于前述正極芯材由厚0.03mm以下的金屬箔構(gòu)成,前述金屬箔為平板狀或經(jīng)3維加工;在含前述氫氧化鎳的活物質(zhì)層與前述隔件對置的領(lǐng)域,在前述正極的表面不露出前述正極芯材。
6.權(quán)利要求1所述的鎳氫蓄電池,其特征在于前述正極芯材與前述負(fù)極芯材,分別在沿縱向的端部的一方形成比其他部分厚的端部,前述正極芯材與前述負(fù)極芯材形成的厚端部,分別在前述電極群的一方與另一方的底面露出,形成螺旋狀的正極引線與螺旋狀的負(fù)極引線。
全文摘要
本發(fā)明涉及鎳氫蓄電池,其特征在于是有螺旋狀電極群的鎳氫蓄電池,前述電極群由(a)含氫氧化鎳的活物質(zhì)層與正極芯材構(gòu)成的正極、(b)含貯氫合金的活物質(zhì)層與負(fù)極芯材構(gòu)成的負(fù)極、與(c)隔件構(gòu)成,前述正極與前述負(fù)極把隔件置于中間而卷繞,前述隔件由賦予親水性的無紡布構(gòu)成、前述無紡布由聚烯烴或聚酰胺制成、前述隔件的厚度是0.04-0.09mm,前述隔件的截面S
文檔編號H01M4/66GK1453896SQ0312241
公開日2003年11月5日 申請日期2003年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月25日
發(fā)明者辻庸一郎, 中井晴也, 村岡芳幸 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社
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