碱性二次电池制造技术

本公开提供一种碱性二次电池，至少包含正极、负极和电解液。正极包含氢氧化氧锰和二氧化锰中的至少一者。负极包含储氢合金。

Alkaline two times battery

The present disclosure provides an alkaline two cell, comprising at least positive electrodes, negative electrodes and electrolytes. The positive electrode contains at least one of manganese hydroxide and manganese dioxide. The negative electrode contains hydrogen storage alloy.

【技术实现步骤摘要】
碱性二次电池
本公开涉及碱性二次电池。
技术介绍
日本特开昭61-158667公开了一种碱性二次电池用的镍电极。
技术实现思路
镍镉电池、镍氢电池等碱性二次电池已实用化。以往，碱性二次电池的正极使用镍电极。本公开提供一种新的碱性二次电池。以下，对本公开的技术构成和作用效果进行说明。但本公开的作用机制包括推定。不应根据作用机制的正确与否来限定权利要求的范围。本专利技术的技术方案涉及至少包含正极、负极和电解液的碱性二次电池。正极包含氢氧化氧锰(碱式氧化锰；羟基氧化锰)和二氧化锰中的至少一者。负极包含储氢合金。上述碱性二次电池是新的碱性二次电池。认为该碱性二次电池通过以下反应而工作。正极反应：第1负极反应：第1电池反应：在以往的镍电极中，正极活性物质是氢氧化氧镍(NiOOH；碱式氧化镍；羟基氧化镍)和氢氧化镍〔Ni(OH)2〕中的至少一者。NiOOH通过放电而变化为Ni(OH)2。认为此时的放电容量，每1g的NiOOH为292mAh左右。本公开的碱性二次电池中，正极活性物质是二氧化锰(MnO2)和氢氧化氧锰(MnOOH)中的至少一者。MnO2通过放电而变化为MnOOH。认为此时的放电容量，每1g的MnO2为308mAh左右。因此，本公开的碱性二次电池与以往的碱性二次电池相比，可期待容量增大。碱性二次电池可以还包含氢气。本说明书中，将碱性二次电池进行初次的充电和放电之前的状态称为“初始状态”。如上所述，正极包含MnOOH和MnO2中的至少一者作为正极活性物质。在初始状态下，正极活性物质可以为放电状态(MnOOH)，也可以为充电状态(MnO2)。在初始状态下，正极活性物质处于放电状态(MnOOH)时，碱性二次电池会从充电开始工作。在初始状态下，正极活性物质处于充电状态(MnO2)时，碱性二次电池会从放电开始工作。在初次的充电和放电之后，在0～100％的SOC(充电状态；Stateofcharge)下，正极始终包含MnOOH和MnO2中的至少一者。但在初始状态下，正极活性物质处于充电状态时，负极活性物质(储氢合金)需要也处于充电状态。通过碱性二次电池还包含氢气，可期待氢气被储氢合金吸藏，使储氢合金成为充电状态。再者，认为被储氢合金吸藏的氢气，成为原子状态的氢。从储氢合金放出的氢，认为如上述“第1负极反应”所示，与氢氧根离子(OH-)结合而成为水(电解液的一部分)。原子状态的氢与氢气的状态不同，可被区分。即碱性二次电池可包含与储氢合金所吸藏放出的氢不同的氢气。碱性二次电池中所含的氢气，可期待作为负极活性物质发挥作用。即负极反应中，可期待加入以下的第2负极反应。其结果，可期待电池反应成为以下的第2电池反应。由此，可期待碱性二次电池的容量增大。第2负极反应：第2电池反应：[3]在压力-组成等温线图中，储氢合金的25℃的放氢曲线具有平台压(plateaupressure)。氢气可以具有超过平台压的压力。“平台压(プラトー圧)”表示储氢合金能够可逆地吸藏、放出氢的压力。通过氢气具有超过平台压的压力，可期待充电时(即储氢合金吸藏氢时)抑制氢气的产生。由此，可期待碱性二次电池的充电效率提高。储氢合金可以为AB5型合金，平台压可以为0.15MPa以上。本说明书中，将具有0.15MPa以上的平台压的AB5型合金记为“高解离压力AB5型合金”。另一方面，将具有小于0.15MPa的平台压的储氢合金记为“低解离压力AB5型合金”。以往的镍氢电池中，负极活性物质使用低解离压力AB5型合金。低解离压力AB5型合金可具有1.0～1.1mass％左右的可逆的氢吸藏量。与此相对，高解离压力AB5型合金可具有1.3～1.5mass％的可逆的氢吸藏量。因此，通过负极活性物质包含高解离压力AB5型合金，可期待碱性二次电池的容量增大。另外，基于能斯特方程，平台压越高，可期待放电电压越高(即输出提高)。附图说明下面，参照附图来描述本专利技术的示例性实施例的特征、优点、技术和工业意义。附图中，相同的附图标记表示相同的元件。图1是表示本公开的实施方式涉及的碱性二次电池的结构的一例的概念图。图2是低解离压力AB5型合金的压力-组成等温线图的一例。图3是高解离压力AB5型合金的压力-组成等温线图的一例。具体实施方式以下，对本公开的实施方式(以下记为“本实施方式”)进行说明。但以下的说明并不限定专利技术。以下有时将“碱性二次电池”简称为“电池”。在本说明书中，例如“A和B中的至少一者”包含“仅为A”、“仅为B”以及“A和B这两者”。＜碱性二次电池＞图1是表示本公开的实施方式涉及的碱性二次电池的结构的一例的概念图。电池100具备壳体20。壳体20被密封。壳体20中收纳有电极组10和电解液(未图示)。壳体20内可以填充氢气。该情况下，壳体20具有可承受氢气的压力的结构。壳体20例如可以为压力容器等。电极组10包含正极1、负极2和隔板3。正极1隔着隔板3与负极2相对。正极1、负极2和隔板3中浸渗有电解液。即电池100至少包含正极1、负极2和电解液。隔板3配置于正极1与负极2之间。例如，可以通过在中间夹着隔板3，将正极1与负极2交替层叠，由此构成电极组10。也可以通过将正极1、隔板3和负极2以螺旋状卷绕，由此构成电极组10。《正极》正极1例如可以为板状、片状等。其平面形状例如可以为带状、矩形等。正极1的厚度例如可以为10μm～1mm左右。正极1包含MnO2和MnOOH中的至少一者。MnO2例如可以是电解二氧化锰。MnO2和MnOOH作为正极活性物质发挥作用。MnO2处于充电状态，MnOOH处于放电状态。以下将“MnOOH和MnO2中的至少一者”也记为“正极活性物质”。正极1只要包含正极活性物质，则可以包含其它材料。例如，正极1可以是在预定的基材上保持有正极活性物质的粉末而形成的。正极活性物质的粉末的平均粒径例如为1～30μm。本说明书的“平均粒径”表示在采用激光衍射散射法测定的体积基准的粒度分布中从微粒侧起累计50％的粒径。基材例如可以是多孔金属、穿孔金属板(冲孔金属)等。作为多孔金属，例如可举出发泡镍基板等。基材除了保持有正极活性物质以外，还可以保持有导电剂、粘合剂等。对于导电剂不特别限定。导电剂例如可以是炭黑、气相生长碳纤维(VGCF)、石墨、氧化钴(CoO)、氢氧化钴〔Co(OH)2〕等。可以单独使用一种导电剂，也可以组合使用两种以上导电剂。导电剂相对于正极活性物质，例如可以具有0.1～20mass％的质量比率。对于粘合剂不特别限定。粘合剂例如可以是羧甲基纤维素(CMC)、聚乙烯醇(PVA)、聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯·全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、四氟乙烯·六氟丙烯共聚物(FEP)、苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)、丙烯腈丁二烯橡胶(NBR)等。可以单独使用一种粘合剂，也可以组合使用两种以上粘合剂。粘合剂相对于正极活性物质例如可以具有0.1～10mass％左右的质量比率。《负极》负极2例如可以为板状、片状等。其平面形状例如可以为带状、矩形等。负极2的厚度例如可以为10μm～1mm左右。负极2包含储氢合金。负极2例如可以是储氢合金的成型体。负极2只要包含储氢合金，则可以包含其它材料。例如，负极2可以是在预定的基材上保持有储氢合金的粉末而成的。储氢合金的粉末的平均粒径本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碱性二次电池，包含正极、负极和电解液，所述碱性二次电池的特征在于，所述正极包含氢氧化氧锰和二氧化锰中的至少一者，所述负极包含储氢合金。

【技术特征摘要】
2017.03.02 JP 2017-0395171.一种碱性二次电池，包含正极、负极和电解液，所述碱性二次电池的特征在于，所述正极包含氢氧化氧锰和二氧化锰中的至少一者，所述负极包含储氢合金。2.根据权利要求1所述的碱性二次电池，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：中西治通，片山幸久，小岛由继，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，国立大学法人广岛大学，
类型：发明
国别省市：日本,JP