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JPH11162468A - Alkaline secondary battery - Google Patents

Alkaline secondary battery

Info

Publication number
JPH11162468A
JPH11162468A JP9331773A JP33177397A JPH11162468A JP H11162468 A JPH11162468 A JP H11162468A JP 9331773 A JP9331773 A JP 9331773A JP 33177397 A JP33177397 A JP 33177397A JP H11162468 A JPH11162468 A JP H11162468A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
negative electrode
conductive
binder
weight
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9331773A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideji Suzuki
秀治 鈴木
Kazuhiro Takeno
和太 武野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FDK Twicell Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Battery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Battery Co Ltd filed Critical Toshiba Battery Co Ltd
Priority to JP9331773A priority Critical patent/JPH11162468A/en
Publication of JPH11162468A publication Critical patent/JPH11162468A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To lengthen the charge/discharge cycle life by including a conductive binder in at least one electrode of a positive electrode and a negative electrode. SOLUTION: A negative electrode 4 is prepared by kneading a negative active material comprising a hydrogen storage alloy, a conductive material, and a conductive binder with water, filling the kneaded mixture in a conductive substrate, and drying them. As the conductive binder, 0.3-3.0 pts.wt. water soluble sulphonated polyaniline is mixed to 100 pts.wt. hydrogen storage alloy to prevent the coming off of the negative active material and drop in discharge capacity. A positive electrode 2 is prepared in such a way that metal hydroxide powder such as nickel hydroxide, a conductive material such as cobalt hydroxide, and a binder are kneaded with water, the kneaded mixture is filled in a current collector of a conductive substrate, dried, then they are rolled. As the binder, the use of a conductive binder like the negative electrode is preferable. The active material is firmly held in the current collector, current collecting efficiency is enhanced, battery capacity is ensured, and cycle life is lengthened.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、正極や負極に含ま
れる結着剤を改良したアルカリ二次電池に関する。
The present invention relates to an alkaline secondary battery in which a binder contained in a positive electrode or a negative electrode is improved.

【0002】[0002]

【従来の技術】アルカリ二次電池の一例であるニッケル
水素二次電池の負極は、例えば、水素吸蔵合金粉末、導
電剤(例えば、カーボン微粉末)、結着剤(例えば、ポ
リテトレフルオロエチレン(PTFE)か、もしくはゴ
ム系バインダーと、ポリアクリル酸ナトリウムとカルボ
キシメチルセルロースからなる)及び水を混練してペー
ストを調製し、前記ペーストを集電体(例えば、パンチ
ドメタル)に充填し、乾燥し、圧延を施すことにより作
製される。
2. Description of the Related Art A negative electrode of a nickel-metal hydride secondary battery, which is an example of an alkaline secondary battery, includes, for example, a hydrogen storage alloy powder, a conductive agent (for example, carbon fine powder), and a binder (for example, polytetrafluoroethylene (for example, polytetrafluoroethylene)). PTFE) or a rubber-based binder, sodium polyacrylate and carboxymethylcellulose) and water are kneaded to prepare a paste, and the paste is filled in a current collector (for example, punched metal) and dried. , By rolling.

【0003】前記結着剤に用いられているポリテトレフ
ルオロエチレンや、ゴム系バインダーは、結着性に優れ
るため、充放電サイクルの進行に伴って水素吸蔵合金が
微粉化した際に合金が負極から脱落するのを防止するこ
とができる。
[0003] Polytetrafluoroethylene and rubber-based binders used in the binder have excellent binding properties, so that when the hydrogen storage alloy is pulverized as the charge-discharge cycle progresses, the alloy becomes a negative electrode. Can be prevented from falling off.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たポリテトレフルオロエチレンや、ゴム系バインダー
は、絶縁材料であるため、負極の集電効率を阻害する要
因になる。従って、これらを結着剤として使用すると、
充放電時の分極が大きくなり、電池本来の容量が得られ
ないという問題点がある。また、負極における充放電時
の電気化学反応が不均一に生じるようになるため、充電
時に正極から発生する酸素ガスを負極で吸収しきれなく
なり、内圧が上昇しやすい。このため、漏液の危険性が
ある。本発明は、電池本来の放電容量を有し、かつサイ
クル寿命が向上されたアルカリ二次電池を提供しようと
するものである。
However, since the above-mentioned polytetrafluoroethylene and the rubber-based binder are insulating materials, they become a factor that hinders the current collection efficiency of the negative electrode. Therefore, when these are used as a binder,
There is a problem that polarization at the time of charging / discharging becomes large and the original capacity of the battery cannot be obtained. In addition, since the electrochemical reaction at the time of charging and discharging at the negative electrode occurs unevenly, oxygen gas generated from the positive electrode at the time of charging cannot be absorbed by the negative electrode, and the internal pressure tends to increase. For this reason, there is a risk of liquid leakage. An object of the present invention is to provide an alkaline secondary battery having a battery's original discharge capacity and improved cycle life.

【0005】[0005]

【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、正極及び負極を具備し、前記正極及び前記負
極のうち少なくともいずれか一方の電極は導電性の結着
剤を含むことを特徴とするものである。
The alkaline secondary battery according to the present invention comprises a positive electrode and a negative electrode, and at least one of the positive electrode and the negative electrode contains a conductive binder. It is a feature.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るアルカリ二次
電池の一例(円筒形アルカリ二次電池)を図1を参照し
て説明する。有底円筒状の容器1内には、正極2と負極
4とをその間にセパレータ3を介在させながら捲回する
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4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。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を有する円形の第
1の封口板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。ゴム製の安全弁1
1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1
2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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An example of an alkaline secondary battery (cylindrical alkaline secondary battery) according to the present invention will be described below with reference to FIG. An electrode group 5 produced by winding a positive electrode 2 and a negative electrode 4 with a separator 3 interposed therebetween is accommodated in a bottomed cylindrical container 1. The negative electrode 4 is arranged at the outermost periphery of the electrode group 5 and is in electrical contact with the container 1. The alkaline electrolyte is contained in the container 1. A circular first sealing plate 7 having a hole 6 in the center is arranged at the upper opening of the container 1. The ring-shaped insulating gasket 8 is
Is arranged between the periphery of the container and the inner surface of the upper opening of the container 1,
The sealing plate 7 is airtightly fixed to the container 1 via the gasket 8 by caulking to reduce the diameter of the upper opening inward. 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. The positive electrode terminal 10 having a hat shape is attached on the sealing plate 7 so as to cover the hole 6. Rubber safety valve 1
1 is arranged so as to close the hole 6 in a space surrounded by the sealing plate 7 and the positive electrode terminal 10. A circular holding plate 12 made of an insulating material having a hole in the center is provided on the positive electrode terminal 10 so that a protrusion of the positive electrode terminal 10 is provided on the holding plate 1.
2 so as to protrude from the holes. 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.

【0007】以下、前記負極4、正極2、セパレータ3
及びアルカリ電解液を用意する。 1)負極4 この負極4は、負極活物質及び導電性を有する結着剤を
含む。
Hereinafter, the negative electrode 4, the positive electrode 2, the separator 3
And an alkaline electrolyte. 1) Negative Electrode 4 The negative electrode 4 includes a negative electrode active material and a conductive binder.

【0008】この負極4は、例えば、負極活物質、導電
剤および導電性結着剤を水と共に混練してペーストを調
製し、前記ペーストを導電性基板に充填し、乾燥した
後、成形することにより製造される。
The negative electrode 4 is prepared, for example, by kneading a negative electrode active material, a conductive agent and a conductive binder together with water to prepare a paste, filling the paste into a conductive substrate, drying, and then forming the paste. It is manufactured by

【0009】前記負極活物質としては、例えば金属カド
ミウム、水酸化カドミウムなどのカドミウム化合物、水
素等を挙げることができる。水素のホスト・マトリック
スとしては、例えば、水素吸蔵合金を挙げることができ
る。
Examples of the negative electrode active material include cadmium compounds such as metal cadmium and cadmium hydroxide, and hydrogen. Examples of the host matrix of hydrogen include a hydrogen storage alloy.

【0010】中でも、前記水素吸蔵合金は、前記カドミ
ウム化合物を用いた場合よりも蓄電池の容量を向上でき
るため、好ましい。前記水素吸蔵合金は、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。例えば、LaNi5 、MmN
5 (Mmはミッシュメタル)、LmNi5 (LmはL
aを含む希土類元素から選ばれる少なくとも一種)、こ
れら合金のNiの一部をAl、Mn、Co、Ti、C
u、Zn、Zr、Cr、Bのような元素で置換した多元
素系のもの、またはTiNi系、TiFe系のものを挙
げることができる。特に、一般式LmNiw Cox Mn
y Alz (原子比w,x,y,zの合計値は5.00≦
w+x+y+z≦5.50である)で表される組成の水
素吸蔵合金は充放電サイクルの進行に伴う微粉化を抑制
して充放電サイクル寿命を向上できるための好適であ
る。
[0010] Above all, the hydrogen storage alloy is preferable because the capacity of the storage battery can be improved as compared with the case where the cadmium compound is used. The hydrogen storage alloy is not particularly limited, and may be any as long as it can store hydrogen electrochemically generated in an electrolytic solution and can easily release the stored hydrogen during discharge. For example, LaNi 5 , MmN
i 5 (Mm is misch metal), LmNi 5 (Lm is L
at least one selected from rare earth elements including a), and a part of Ni of these alloys is Al, Mn, Co, Ti, C
Examples thereof include a multi-element-based material substituted with an element such as u, Zn, Zr, Cr, and B, or a TiNi-based or TiFe-based material. In particular, the general formula LmNi w Co x Mn
y Al z (the total value of atomic ratios w, x, y, and z is 5.00 ≦
(W + x + y + z ≦ 5.50) The hydrogen storage alloy having the composition represented by the formula (1) is suitable because it can suppress the pulverization accompanying the progress of the charge / discharge cycle and improve the charge / discharge cycle life.

【0011】前記導電性結着剤は、ペーストの安定性を
向上させる観点から、水溶性であることが好ましい。こ
のような結着剤としては、例えば、スルホン化ポリアニ
リン、ポリピロール、ポリアセン、ポリフェニリン等を
挙げることができる。
The conductive binder is preferably water-soluble from the viewpoint of improving the stability of the paste. Examples of such a binder include sulfonated polyaniline, polypyrrole, polyacene, and polyphenylene.

【0012】前記導電性結着剤の配合量は、前記負極合
金100重量部に対して0.3重量部〜3.0重量部の
範囲にすることが好ましい。これは次のような理由によ
るものである。前記配合量を0.3重量部未満にする
と、負極活物質の脱落、特に水素吸蔵合金を使用する場
合には充放電サイクル中の合金の脱落が顕著になってサ
イクル寿命が低下する恐れがある。一方、前記配合量が
3.0重量部を越えると、負極活物質の配合量が低くな
って放電容量が低下する恐れがある。
It is preferable that the amount of the conductive binder is in the range of 0.3 to 3.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the negative electrode alloy. This is due to the following reasons. When the blending amount is less than 0.3 parts by weight, the falling of the negative electrode active material, particularly when the hydrogen storage alloy is used, the falling of the alloy during the charge / discharge cycle becomes remarkable, and the cycle life may be reduced. . On the other hand, if the amount exceeds 3.0 parts by weight, the amount of the negative electrode active material may decrease, and the discharge capacity may decrease.

【0013】前記負極には、ペーストの安定性を向上さ
せる観点から、水溶性もしくは親水性の結着剤を併用し
ても良い。かかる結着剤としては、例えば、カルボキシ
メチルセルロース(CMC)、メチルセルロース(M
C)、ヒドロキシメチルセルロース(HPMC)、ポリ
アクリル酸塩(例えば、ポリアクリル酸ナトリウム(S
PA))、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリエチ
レンオキシド、COOX基を少なくとも1つ有するモノ
マーとビニルアルコールとの共重合体(但し、Xは水
素、アルカリ金属及びアルカリ土類金属から選ばれる1
種以上の元素からなる)等のポリマーから選ばれる1種
または2種以上を用いることができる。
[0013] From the viewpoint of improving the stability of the paste, a water-soluble or hydrophilic binder may be used in combination with the negative electrode. Such binders include, for example, carboxymethyl cellulose (CMC), methyl cellulose (M
C), hydroxymethylcellulose (HPMC), polyacrylate (for example, sodium polyacrylate (S
PA)), polyvinyl alcohol (PVA), polyethylene oxide, a copolymer of a vinyl alcohol and a monomer having at least one COOX group (where X is 1 selected from hydrogen, alkali metal and alkaline earth metal).
One or more selected from polymers).

【0014】前記導電剤としては、例えば、カーボンブ
ラック、黒鉛、導電性繊維等を挙げることができる。前
記導電性繊維としては、例えば、ニッケル繊維、表面に
金属微粒子が付着した炭素繊維等を用いることができ
る。前記金属微粒子としては、ニッケル、銅からなるも
のを挙げることができる。特に、導電剤として導電性繊
維を用いることによって、導電剤と活物質との接触面積
を増加させることができるため、負極の集電効率を大幅
に改善することができる。
Examples of the conductive agent include carbon black, graphite, and conductive fibers. As the conductive fiber, for example, a nickel fiber, a carbon fiber having fine metal particles adhered to the surface, or the like can be used. Examples of the metal fine particles include those made of nickel and copper. In particular, by using conductive fibers as the conductive agent, the contact area between the conductive agent and the active material can be increased, so that the current collection efficiency of the negative electrode can be significantly improved.

【0015】前記導電性繊維の平均繊維径は、0.1〜
4.0μmの範囲にすることが好ましい。前記導電性繊
維の平均繊維長は、1〜40mmの範囲にすることが好
ましい。
The average fiber diameter of the conductive fibers is 0.1 to
It is preferable that the thickness be in the range of 4.0 μm. The average fiber length of the conductive fibers is preferably in the range of 1 to 40 mm.

【0016】前記導電剤として前記導電性繊維を用いる
場合、前記導電性繊維の配合量は、前記負極合金100
重量部に対して0.1重量部〜3.0重量部の範囲にす
ることが好ましい。前記導電性繊維の配合量をこのよう
な範囲にすることによって、放電容量及びサイクル寿命
のさらなる改善を図ることができる。
In the case where the conductive fiber is used as the conductive agent, the amount of the conductive fiber is adjusted according to the amount of the negative electrode alloy 100
It is preferable that the amount be in the range of 0.1 parts by weight to 3.0 parts by weight based on parts by weight. By setting the amount of the conductive fiber in such a range, the discharge capacity and the cycle life can be further improved.

【0017】前記導電性基板としては、例えばパンチド
メタル、エキスパンデッドメタル、穿孔剛板、ニッケル
ネットなどの二次元基板や、フェルト状金属多孔体や、
スポンジ状金属多孔体などの三次元基板を挙げることが
できる。
Examples of the conductive substrate include a two-dimensional substrate such as a punched metal, an expanded metal, a perforated hard plate, and a nickel net; a felt-like porous metal;
Examples include a three-dimensional substrate such as a sponge-like porous metal body.

【0018】2)正極2 この正極2は、金属酸化物を含む合剤が集電体に担持さ
れた構造を有する。前記正極は、例えば、金属酸化物粉
末、導電剤及び結着剤を水の存在下で混練してペースト
を調製し、前記ペーストを集電体に充填した後、乾燥
し、圧延成形を施すことにより製造される。
2) Positive Electrode 2 The positive electrode 2 has a structure in which a mixture containing a metal oxide is supported on a current collector. The positive electrode is prepared, for example, by kneading a metal oxide powder, a conductive agent and a binder in the presence of water to prepare a paste, filling the paste into a current collector, drying, and rolling. It is manufactured by

【0019】前記金属酸化物としては、例えば、水酸化
ニッケルを挙げることができる。前記導電剤としては、
例えば、水酸化コバルト、一酸化コバルト、三酸化二コ
バルト、金属コバルトのようなコバルト化合物を挙げる
ことができる。
Examples of the metal oxide include nickel hydroxide. As the conductive agent,
For example, there may be mentioned cobalt compounds such as cobalt hydroxide, cobalt monoxide, dicobalt trioxide and metallic cobalt.

【0020】前記結着剤としては、例えばフッ素樹脂
(例えば、ポリテトラフルオロエチレン)、前述した水
溶性もしくは親水性結着剤、前記導電性結着剤等を挙げ
ることができる。
Examples of the binder include a fluorine resin (for example, polytetrafluoroethylene), the above-mentioned water-soluble or hydrophilic binder, and the above-mentioned conductive binder.

【0021】前記集電体としては、ニッケル、ステンレ
ス鋼、ニッケルメッキが施された樹脂などの耐アルカリ
性材料からなる網状、スポンジ状、繊維状、フェルト状
の導電性基板を挙げることができる。
Examples of the current collector include a net-like, sponge-like, fibrous, and felt-like conductive substrate made of an alkali-resistant material such as nickel, stainless steel, and nickel-plated resin.

【0022】3)セパレータ このセパレータは、例えば、ポリオレフィン繊維やナイ
ロン繊維からなる不織布、同繊維からなる織布、もしく
はこれら不織布及び織布で複合化された複合シートから
形成することができる。前記セパレータをポリオレフィ
ン繊維から構成する場合、親水化処理を施すことが好ま
しい。この親水化処理としては、例えば、界面活性剤の
塗布、親水基を有するビニルモノマーのグラフト共重合
等を採用することができる。
3) Separator The separator can be formed, for example, from a nonwoven fabric made of polyolefin fiber or nylon fiber, a woven fabric made of the same fiber, or a composite sheet made of the nonwoven fabric and the woven fabric. When the separator is composed of polyolefin fibers, it is preferable to perform a hydrophilic treatment. As the hydrophilic treatment, for example, application of a surfactant, graft copolymerization of a vinyl monomer having a hydrophilic group, or the like can be employed.

【0023】4)アルカリ電解液 前記アルカリ電解液としては、例えば、水酸化カリウ
ム、水酸化ナトリウム及び水酸化リチウムの混合液、水
酸化カリウム及び水酸化リチウムの混合液、水酸化ナト
リウムと水酸化リチウムの混合液等を挙げることができ
る。
4) Alkaline Electrolyte Examples of the alkaline electrolyte include a mixture of potassium hydroxide, sodium hydroxide and lithium hydroxide, a mixture of potassium hydroxide and lithium hydroxide, and a mixture of sodium hydroxide and lithium hydroxide. And the like.

【0024】なお、前述した図1においては、正極と負
極とをその間にセパレータを介在させながら渦巻き状に
捲回して電極群を作製し、前記電極群を有底円筒形容器
内に収納したが、正極と負極とをその間にセパレータを
介在させながら交互に積層して電極群を作製し、前記電
極群を有底矩形筒状容器内に収納しても良い。
In FIG. 1 described above, the positive electrode and the negative electrode are spirally wound with a separator interposed therebetween to produce an electrode group, and the electrode group is housed in a bottomed cylindrical container. Alternatively, a positive electrode and a negative electrode may be alternately stacked with a separator interposed therebetween to form an electrode group, and the electrode group may be housed in a bottomed rectangular cylindrical container.

【0025】以上詳述したように本発明に係るアルカリ
二次電池によれば、正極か、あるいは負極、もしくは両
方の電極が導電性を有する結着剤を含む。このような電
極は、活物質を集電体に強固に保持しつつ、集電効率を
向上させることができる。その結果、前記二次電池は、
初期から十分な電池容量を確保することができ、サイク
ル寿命を向上することができる。
As described in detail above, according to the alkaline secondary battery of the present invention, either the positive electrode, the negative electrode, or both electrodes contain a conductive binder. Such an electrode can improve current collection efficiency while firmly holding the active material on the current collector. As a result, the secondary battery
Sufficient battery capacity can be secured from the beginning, and cycle life can be improved.

【0026】また、前記導電性結着剤としてスルホン化
ポリアニリンを用いることによって、ポリテトラフルオ
ロエチレンと同等の結着性を実現しつつ、ポリテトラフ
ルオロエチレンでは達成し得ない(1)ペーストの安定
性の向上及び(2)電極の集電効率の改善を図ることが
できるため、前記二次電池の放電容量及びサイクル寿命
をより一層向上することができる。
Further, by using a sulfonated polyaniline as the conductive binder, it is possible to achieve a binding property equivalent to that of polytetrafluoroethylene and to achieve a paste that cannot be achieved by polytetrafluoroethylene. (2) The current collection efficiency of the electrode can be improved, so that the discharge capacity and cycle life of the secondary battery can be further improved.

【0027】前記負極が前記導電性結着剤と導電性繊維
の双方を含むことによって、負極の集電効率を大幅に向
上することができる。その結果、前記二次電池は、充放
電時の分極を抑制することができるため、本来の容量を
実現することができる。また、負極において電気化学反
応が均一に生じるため、充電時に正極から発生するガス
を負極で速やかに吸収することができ、充電時の内圧上
昇を抑制することができる。このため、充放電サイクル
寿命を向上することができる。
When the negative electrode contains both the conductive binder and the conductive fibers, the current collection efficiency of the negative electrode can be greatly improved. As a result, the secondary battery can suppress the polarization at the time of charging and discharging, and thus can realize the original capacity. In addition, since the electrochemical reaction occurs uniformly in the negative electrode, the gas generated from the positive electrode during charging can be quickly absorbed by the negative electrode, and an increase in internal pressure during charging can be suppressed. Therefore, the charge / discharge cycle life can be improved.

【0028】[0028]

【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を詳細に説明
する。 実施例1 <正極の作製>水酸化ニッケル粒子90重量部及び一酸
化コバルト粒子10重量部からなる混合物に、結着剤と
してカルボキシルメチルセルロース0.3重量部及びポ
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60wt%)を固形分換算で0.5重量
部を添加し、さらに水45重量部を添加して混練するこ
とによりペーストを調製した。このペーストをニッケル
メッキ繊維基板内に充填し、さらにその両面に前記ペー
ストを塗布し、乾燥し、ローラプレスすることによりペ
ースト式ニッケル正極を作製した。 <負極の作製>LmNi4.35Co0.40Mn0.29Al0.30
(ただし、LmはLa富化ミッシュメタルである)の組
成からなる水素吸蔵合金粉末100重量部に、ポリアク
リル酸ナトリウム0.5重量部、カルボキシメチルセル
ロース0.12重量部、スルホン化ポリアニリン1.0
0重量部、カーボン粉末1.00重量部及び水50重量
部を加えてペーストを調製した。その後、前記ペースト
をパンチドメタルに塗布し、乾燥し、成形することによ
りペースト式水素吸蔵合金負極を作製した。 <電極群の作製>親水化処理を施したポリオレフィン製
不織布をセパレータとして用意した。前述した正極と負
極をその間に前記セパレータを介在させながら渦巻き状
に捲回することにより渦巻き形電極群を作製した。 <電池の組立>前記電極群を有底円筒状金属製容器内に
収納した後、7Nの水酸化カリウムおよび1Nの水酸化
リチウムからなるアルカリ電解液を前記容器内に収容
し、金属蓋体等の各部材を用い、4/3Aサイズで、公
称容量が3000mAhの円筒形ニッケル水素二次電池
を組み立てた。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail. Example 1 <Preparation of positive electrode> A mixture of 90 parts by weight of nickel hydroxide particles and 10 parts by weight of cobalt monoxide particles was mixed with 0.3 parts by weight of carboxymethyl cellulose as a binder and a dispersion of polytetrafluoroethylene (specific gravity: 1). (0.5 wt.%, 60 wt%) in terms of solid content, and 0.5 part by weight of solid content, and further 45 parts by weight of water were added and kneaded to prepare a paste. This paste was filled in a nickel-plated fiber substrate, and the paste was applied to both sides of the substrate, dried, and roller-pressed to produce a paste-type nickel positive electrode. <Preparation of Negative Electrode> LmNi 4.35 Co 0.40 Mn 0.29 Al 0.30
(Where Lm is La-enriched misch metal) 100 parts by weight of the hydrogen storage alloy powder having the composition of 0.5 parts by weight of sodium polyacrylate, 0.12 parts by weight of carboxymethylcellulose, 1.0 part by weight of sulfonated polyaniline
0 parts by weight, 1.00 parts by weight of carbon powder and 50 parts by weight of water were added to prepare a paste. Thereafter, the paste was applied to punched metal, dried, and molded to produce a paste-type hydrogen storage alloy negative electrode. <Preparation of Electrode Group> A nonwoven fabric made of polyolefin subjected to a hydrophilic treatment was prepared as a separator. The above-described positive electrode and negative electrode were spirally wound while the separator was interposed therebetween, thereby producing a spiral electrode group. <Assembly of battery> After the electrode group is housed in a bottomed cylindrical metal container, an alkaline electrolyte composed of 7N potassium hydroxide and 1N lithium hydroxide is housed in the container, and a metal cover, etc. A cylindrical nickel-metal hydride secondary battery having a size of 4 / 3A and a nominal capacity of 3000 mAh was assembled using the above members.

【0029】比較例1 <負極の作製>LmNi4.35Co0.40Mn0.29Al0.30
の組成からなる水素吸蔵合金粉末100重量部に、ポリ
アクリル酸ナトリウム0.5重量部、カルボキシメチル
セルロース0.12重量部、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60wt
%)を固形分換算で1.00重量部、カーボン粉末1.
00重量部及び水50重量部を加えてペーストを調製し
た。その後、前記ペーストをパンチドメタルに塗布し、
乾燥し、成形することによりペースト式水素吸蔵合金負
極を作製した。
Comparative Example 1 <Preparation of Negative Electrode> LmNi 4.35 Co 0.40 Mn 0.29 Al 0.30
100 parts by weight of a hydrogen storage alloy powder having the following composition: 0.5 parts by weight of sodium polyacrylate, 0.12 parts by weight of carboxymethylcellulose, a dispersion of polytetrafluoroethylene (specific gravity 1.5, solid content 60 wt.
%) In terms of solid content, and 1.00 part by weight of carbon powder.
A paste was prepared by adding 00 parts by weight and 50 parts by weight of water. Then, apply the paste to the punched metal,
The paste-type hydrogen storage alloy negative electrode was manufactured by drying and molding.

【0030】得られた負極を用いること以外は、実施例
1と同様な円筒形ニッケル水素二次電池を組み立てた。
得られた実施例1及び比較例1の二次電池について、3
Aの電流値で公称容量の120%まで充電した後、3A
の電流値で放電電位が1Vになるまで放電する充放電サ
イクルを繰り返し、電池容量が公称容量の80%になる
までのサイクル数を求め、その結果を下記表1に示す。
また、表1には、同時に電池の初期容量と放電時の電位
を示す。
A cylindrical nickel-metal hydride secondary battery was assembled in the same manner as in Example 1 except that the obtained negative electrode was used.
Regarding the obtained secondary batteries of Example 1 and Comparative Example 1, 3
After charging to 120% of the nominal capacity at the current value of A, 3A
The charge / discharge cycle of discharging until the discharge potential becomes 1 V at the current value of 1 is repeated, and the number of cycles until the battery capacity becomes 80% of the nominal capacity is obtained. The results are shown in Table 1 below.
Table 1 also shows the initial capacity of the battery and the potential at the time of discharging.

【0031】[0031]

【表1】 [Table 1]

【0032】表1から明らかなように、導電性結着剤と
してスルホン化ポリアニリンを含む負極を備えた実施例
1の二次電池は、この結着剤を含まない負極を備えた比
較例1の二次電池に比べて初期容量、放電電位及びサイ
クル寿命を向上できることがわかる。
As is clear from Table 1, the secondary battery of Example 1 provided with the negative electrode containing sulfonated polyaniline as the conductive binder was the same as that of Comparative Example 1 provided with the negative electrode containing no binder. It can be seen that the initial capacity, discharge potential and cycle life can be improved as compared with the secondary battery.

【0033】実施例2 <負極の作製>LmNi4.35Co0.40Mn0.29Al0.30
の組成からなる水素吸蔵合金粉末100重量部に、ポリ
アクリル酸ナトリウム0.5重量部、カルボキシメチル
セルロース0.12重量部、スルホン化ポリアニリン
1.00重量部、平均繊維長が10mmで、平均繊維径
が1.0μmのニッケル繊維1.00重量部及び水50
重量部を加えてペーストを調製した。その後、前記ペー
ストをパンチドメタルに塗布し、乾燥し、成形すること
によりペースト式水素吸蔵合金負極を作製した。
Example 2 <Preparation of Negative Electrode> LmNi 4.35 Co 0.40 Mn 0.29 Al 0.30
100 parts by weight of a hydrogen storage alloy powder having the following composition: 0.5 parts by weight of sodium polyacrylate, 0.12 parts by weight of carboxymethylcellulose, 1.00 parts by weight of sulfonated polyaniline, an average fiber length of 10 mm, and an average fiber diameter 1.00 part by weight of nickel fiber having a particle size of 1.0 μm and water 50
The paste was prepared by adding parts by weight. Thereafter, the paste was applied to punched metal, dried, and molded to produce a paste-type hydrogen storage alloy negative electrode.

【0034】得られた負極を用いること以外は、実施例
1と同様な円筒形ニッケル水素二次電池を組み立てた。 実施例3 LmNi4.35Co0.40Mn0.29Al0.30の組成からなる
水素吸蔵合金粉末100重量部に、ポリアクリル酸ナト
リウム0.5重量部、カルボキシメチルセルロース0.
12重量部、スルホン化ポリアニリン1.00重量部、
表面がニッケル微粒子で被覆された炭素繊維1.00重
量部及び水50重量部を加えてペーストを調製した。そ
の後、前記ペーストをパンチドメタルに塗布し、乾燥
し、成形することによりペースト式水素吸蔵合金負極を
作製した。なお、前記炭素繊維は、平均繊維長が10m
mで、平均繊維径が1.0μmで、ニッケル微粒子層の
厚さが0.1μmであった。
A cylindrical nickel-hydrogen secondary battery similar to that of Example 1 was assembled except that the obtained negative electrode was used. Example 3 0.5 part by weight of sodium polyacrylate and 0.5 part by weight of carboxymethyl cellulose were added to 100 parts by weight of a hydrogen storage alloy powder having a composition of LmNi 4.35 Co 0.40 Mn 0.29 Al 0.30 .
12 parts by weight, 1.00 parts by weight of sulfonated polyaniline,
A paste was prepared by adding 1.00 part by weight of carbon fiber whose surface was coated with nickel fine particles and 50 parts by weight of water. Thereafter, the paste was applied to punched metal, dried, and molded to produce a paste-type hydrogen storage alloy negative electrode. The carbon fiber has an average fiber length of 10 m.
m, the average fiber diameter was 1.0 μm, and the thickness of the nickel fine particle layer was 0.1 μm.

【0035】得られた負極を用いること以外は、実施例
1と同様な円筒形ニッケル水素二次電池を組み立てた。 比較例2 <負極の作製>LmNi4.35Co0.40Mn0.29Al0.30
の組成からなる水素吸蔵合金粉末100重量部に、ポリ
アクリル酸ナトリウム0.5重量部、カルボキシメチル
セルロース0.12重量部、ポリテトラフルオロエチレ
ンのディスパージョンを固形分換算で1.00重量部、
平均繊維長が10mmで、平均繊維径が1.0μmのニ
ッケル繊維1.00重量部及び水50重量部を加えてペ
ーストを調製した。その後、前記ペーストをパンチドメ
タルに塗布し、乾燥し、成形することによりペースト式
水素吸蔵合金負極を作製した。
A cylindrical nickel-metal hydride secondary battery similar to that of Example 1 was assembled except that the obtained negative electrode was used. Comparative Example 2 <Preparation of Negative Electrode> LmNi 4.35 Co 0.40 Mn 0.29 Al 0.30
100 parts by weight of a hydrogen storage alloy powder having the composition of 0.5 parts by weight of sodium polyacrylate, 0.12 parts by weight of carboxymethyl cellulose, and 1.00 parts by weight of a dispersion of polytetrafluoroethylene in terms of solid content.
A paste was prepared by adding 1.00 part by weight of nickel fiber having an average fiber length of 10 mm and an average fiber diameter of 1.0 μm and 50 parts by weight of water. Thereafter, the paste was applied to punched metal, dried, and molded to produce a paste-type hydrogen storage alloy negative electrode.

【0036】得られた負極を用いること以外は、実施例
1と同様な円筒形ニッケル水素二次電池を組み立てた。
得られた実施例2〜3及び比較例2の二次電池につい
て、3Aの電流値で公称容量の120%まで充電した
後、3Aの電流値で放電電位が1Vになるまで放電する
充放電サイクルを繰り返し、電池容量が公称容量の80
%になるまでのサイクル数を求め、その結果を下記表2
に示す。また、表2には、同時に電池の初期容量と放電
時の電位を示す。
A cylindrical nickel-metal hydride secondary battery similar to that of Example 1 was assembled except that the obtained negative electrode was used.
The charge and discharge cycle of charging the obtained secondary batteries of Examples 2 to 3 and Comparative Example 2 at a current value of 3 A to 120% of the nominal capacity and then discharging at a current value of 3 A until the discharge potential becomes 1 V Is repeated until the battery capacity reaches 80% of the nominal capacity.
%, And the result is shown in Table 2 below.
Shown in Table 2 also shows the initial capacity of the battery and the potential at the time of discharging.

【0037】[0037]

【表2】 [Table 2]

【0038】表2から明らかなように、導電性結着剤及
び導電性繊維を併用した負極を備えた実施例2,3の二
次電池は、前記導電性結着剤を含まず、前記導電性繊維
のみを含む負極を備えた比較例2の二次電池に比べて初
期容量、放電電位及び充放電サイクル寿命を大幅に向上
できることがわかる。
As is clear from Table 2, the secondary batteries of Examples 2 and 3 provided with the negative electrode using both the conductive binder and the conductive fiber did not contain the conductive binder, It can be seen that the initial capacity, discharge potential, and charge / discharge cycle life can be significantly improved as compared with the secondary battery of Comparative Example 2 including the negative electrode containing only the conductive fiber.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上詳述したように本発明に係るアルカ
リ二次電池によれば、電池本来の容量を実現することが
でき、サイクル寿命を向上することができる等の顕著な
効果を奏する。
As described in detail above, according to the alkaline secondary battery of the present invention, a remarkable effect such as realization of the original capacity of the battery and improvement of the cycle life can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るアルカリ二次電池の一例を示す部
分切欠斜視図。
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing an example of an alkaline secondary battery according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…容器、 2…正極、 3…セパレータ、 4…負極、 5…電極群、 7…封口板。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Container, 2 ... Positive electrode, 3 ... Separator, 4 ... Negative electrode, 5 ... Electrode group, 7 ... Sealing plate.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 正極及び負極を具備し、 前記正極及び前記負極のうち少なくともいずれか一方の
電極は導電性の結着剤を含む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 and a negative electrode, wherein at least one of the positive electrode and the negative electrode contains a conductive binder.
【請求項2】 前記負極は導電性の結着剤及び導電性の
繊維を含むことを特徴とする請求項1記載のアルカリ二
次電池の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the negative electrode includes a conductive binder and a conductive fiber.
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