碱性蓄电池用正极及碱性蓄电池的制作方法_3

文档序号:9893762阅读:来源:国知局
能够较大地抑制自放电,因此也适合自放电大的儀氨蓄电池。
[0089] W下,对正极W外的碱性蓄电池的构成要素进行更具体的说明。
[0090] (负极)
[0091] 作为负极,可根据碱性蓄电池的种类使用公知的负极。在儀氨蓄电池中,例如作为 负极活性物质,可使用含有电化学上可嵌入及脱嵌氨的胆氨合金粉末的负极。在儀儒蓄电 池中,例如可使用作为负极活性物质含有氨氧化儒等儒化合物的负极。
[0092] 负极也可W包含支持体(或忍材)和附着在支持体上的负极活性物质。
[0093] 作为支持体可使用公知的支持体,可例示由不诱钢、儀或其合金等形成的多孔性 或无孔的基板。在支持体为多孔性基板时,也可W将活性物质填充在支持体的空穴中。
[0094] 负极可通过将至少含有负极活性物质的负极合剂附着在支持体上来形成。负极合 剂通常W含有分散介质的膏糊的形态使用。具体地讲,关于负极,根据正极的情况,可通过 在将负极合剂膏糊涂布或填充在支持体上后,通过干燥除去分散介质,并向厚度方向压缩 来形成。作为分散介质,可从就正极而例示的分散介质中适宜选择。
[0095] 负极合剂也可W根据需要含有可在负极中使用的公知的成分,例如导电剂、粘合 剂、增稠剂等。
[0096] 作为导电剂,只要是具有电子传导性的材料就行,没有特别的限定。例如,可例示 天然石墨(鱗片状石墨等)、人造石墨、膨胀石墨等石墨;乙烘黑、科琴黑等炭黑;碳纤维、金 属纤维等导电性纤维;铜粉等金属粒子;聚苯衍生物等有机导电性材料等。运些导电剂可W 单独使用一种,也可W两种W上组合使用。其中,优选人造石墨、科琴黑、碳纤维等。
[0097] 导电剂的量相对于活性物质100质量份例如为0.01~20质量份,优选为0.1~10质 量份。
[0098] 导电剂也可W添加在负极合剂膏糊中,与其它成分混合使用。此外,也可W预先在 负极活性物质粒子的表面上被覆导电剂。导电剂的被覆可通过用公知的方法,例如在负极 活性物质粒子的表面上涂抹导电剂或附着含有导电剂的分散液然后使其干燥、及/或用机 械化学法等机械地被覆来进行。
[0099] 作为粘合剂,可例示树脂材料,例如苯乙締下二締共聚橡胶等橡胶状材料;聚乙 締、聚丙締等聚締控树脂;聚偏二氣乙締等氣树脂;乙締丙締酸共聚物、乙締丙締酸甲醋共 聚物等丙締酸类树脂及其化离子交联体等。运些粘合剂可W单独使用一种,也可W两种W 上组合使用。
[0100] 粘合剂的量相对于负极活性物质100质量份例如为7质量份W下,也可W为0.01~ 5质量份。
[0101] 作为增稠剂,例如可列举出簇甲基纤维素及其改性体(也包含化盐等盐)、甲基纤 维素等纤维素衍生物;聚乙締基醇等具有乙酸乙締基单元的聚合物的皂化物;聚氧化乙締 等聚亚烷基氧化物等。运些增稠剂可W单独使用一种,也可W两种W上组合使用。
[0102] 增稠剂的量相对于活性物质100质量份例如为5质量份W下,也可W为0.01~3质 量份。
[0103] (碱性电解液)
[0104] 作为碱性电解液,例如可使用含有碱性溶质的水溶液。作为运样的溶质,可例示氨 氧化裡、氨氧化钟、氨氧化钢等碱金属氨氧化物。它们可W单独使用一种,也可W两种W上 组合使用。
[0105] 含在碱性电解液中的溶质(具体为碱金属氨氧化物)的浓度,例如为2.5~13mo 1/ 血3,优选为3~12mol/血3。
[0106] 碱性电解液优选至少含有氨氧化钢。也可W将氨氧化钢与氨氧化裡及/或氨氧化 钟并用。此外,碱性电解液也可W只含有氨氧化钢作为溶质。
[0107] 含在碱性电解液中的氨氧化钢的浓度例如为2.5~11.5mo 1 /dmM尤选为3.5~ 10.5111〇1/血3,更优选为4~10111〇1/血3。在氨氧化钢的浓度为运样的范围(特别是高浓度)时, 在高溫下充电的情况下也能够更有效地提高充电效率,能够进一步提高自放电的提高效 果。此外,从一边维持高的充电效率,一边抑制放电平均电压下降、提高循环寿命的观点出 发,也是有利的。
[010引(其它)
[0109] 作为隔膜,可使用公知的可在碱性蓄电池中使用的隔膜,例如微多孔膜、无纺布、 它们的层叠体等。作为微多孔膜及无纺布的材质,例如能够例示聚乙締、聚丙締等聚締控树 月旨;氣树脂;聚酷胺树脂等。从相对于碱性电解液的抗分解性高运点出发,优选使用由聚締 控树脂制的隔膜。
[0110] 在由聚締控树脂等疏水性高的材料形成的隔膜中,优选通过亲水化处理导入亲水 性基。作为亲水化处理,能够例示电晕放电处理、等离子处理、横化处理等。其中,更优选使 用经过横化处理的隔膜,也就是说具有横酸基的隔膜(聚締控制的隔膜等)。
[0111] 作为电池壳等其它构成要素,可使用公知的可在碱性蓄电池中使用的物质。
[0112] 实施例
[0113] W下,基于实施例及比较例对本发明进行具体的说明,但本发明并不限定于W下 的实施例。
[0114] 比较例1
[0115] (1)正极的制作
[0116] (a)儀氧化物粒子的调制
[0117] 将浓度为2.5mol/血3的硫酸儀水溶液、浓度为5.5mol/dm3的氨氧化钢水溶液、浓度 为5.Omol/dm3的氨水溶液,W达到1:1:1的质量比的方式,W规定的供给速度供给反应器, 进行混合,使主要含有氨氧化儀的儀氧化物析出。此时的混合液的溫度为50°C。
[0118] 通过使含有析出的儀氧化物的混合液溢流,将其回收到另一容器中。在回收的混 合液中加入氨氧化钢水溶液,对儀氧化物进行清洗,接着进行水洗。水洗后除去水分,进行 干燥,由此得到儀氧化物的粒子。
[0119] 将得到的儀氧化物的粒子添加到硫酸钻水溶液(浓度:2.5mol/dm3)中,将得到的 混合物、氨水溶液(浓度:5.0mol/dm3)和氨氧化钢水溶液(浓度:5.5mol/dm3)分别W规定的 供给速度供给反应器,在揽拌下进行混合。由此,在儀氧化物粒子的表面,通过使氨氧化钻 析出而形成含有氨氧化钻的被覆层。
[0120] 将形成有被覆层的儀氧化物的粒子回收,在90~130°C在高浓度(40质量% ^上) 的氨氧化钢水溶液的存在下,一边供给空气(氧)一边进行加热,由此使氨氧化钻变换成具 有导电性的钻氧化物,得到表面具有钻氧化物的导电层的儀氧化物粒子(bl-1,平均粒径大 约10皿)。
[0121] 除了将氨氧化钢水溶液的浓度变更为6mol/dm3W外,与粒子bl-1时同样地制作儀 氧化物的粒子(bl-2,平均粒径大约13μπι)。^此为基准,除了变更氨氧化钢水溶液的浓度W 夕F,与粒子bl-1的情况同样地制作粒子bl-3~bl-5。
[0122] (b)正极的制作
[0123] 混合按上述(a)得到的儀氧化物的粒子和规定量的水,调制正极膏糊。
[0124] 将正极膏糊填充在作为忍材的泡沫儀多孔体(多孔度:95%、面密度:300g/cm2) 中,并使其干燥。在将干燥物向厚度方向压缩后,裁切成规定的尺寸(厚:0.5mm、长:110mm、 宽:35mm),由此制作正极(正极B1-1~B1-5)。调整正极膏糊的填充量,使正极的理论容量在 儀氧化物通过充放电进行1电子反应时达到lOOOmAh。在沿着正极的长度方向的一端部上设 置忍材的露出部,将正极引线的一端部焊接在该露出部上。
[0125] (2)负极的制作
[0126] 将作为胆氨合金的伽化3.6〔〇〇.71]1〇.441〇.3100质量份、作为增稠剂的簇甲基纤维素 0.15质量份、作为导电剂的炭黑0.3质量份及作为粘合剂的苯乙締下二締共聚物0.7质量份 混合,在得到的混合物中添加水,再进行混合,调制负极合剂膏糊。
[0127] 将负极合剂膏糊涂布在作为忍材的实施了锻儀的铁制冲孔金属板(厚度:30μπ〇的 两面上,形成涂膜。在将得到的涂膜干燥后,与忍材一同进行压制,裁切成规定的尺寸(厚: 0.3mm、长:134mm、宽:36mm),由此制作胆氨合金负极。将负极的容量调整至Ij 1600mAh。
[012引(3)碱性蓄电池的制作
[0129] 使用按(1)得到的正极及按(2)得到的负极,制作具有图1所示的结构的儀氨蓄电 池。
[0130] 首先,W在正极2与负极1之间夹着隔膜3的状态将它们重合而卷绕成满旋状,形成 电极组。作为隔膜3,使用经过横化处理的聚丙締制的隔膜。
[0131] 将焊接在正极2上的正极引线的另一端部焊接在与封口板7电连接的正极集电板9 上。将电极组收纳在有底圆筒型的电池壳4中,通过使负极3的最外周与电池壳4的内壁接触 而使两者电连接。
[0132] 通过使电池壳4的开口附近的外周凹下而设置槽部,向电池壳4内注入碱性电解液 2.0cm3。作为碱性电解液,使用浓度为7. Omol/dm3的氨氧化钢水溶液。
[0133] 接着,经由绝缘垫圈8,将具备安全阀6的兼作正极端子的封口板7安装在电池壳4 的开口部上。将电池壳4的开口端部朝垫圈8敛缝,将电池壳4封口,由此制作了通过正极规 定电池容量的具有lOOOmAh的理论容量的AA尺寸的碱性蓄电池(密闭形儀氨蓄电池)B1-1~ B1-5。再者,对碱性蓄电池进行充放电(溫度:20°C、充电条件:在100mA下16小时、放电条件: 在200mA下5小时),在使其活性化后,进行评价(4)。
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