碱性蓄电池制造技术

本发明专利技术涉及一种碱性蓄电池，其中，选自隔膜的表面、正极板以及负极板之中的至少一个含有金属化合物；正极板以及负极板之中的至少一个含有能够溶出的金属；并且该金属化合物使得向碱性电解液中溶出的能够溶出的金属在隔膜的表面、正极板的表面或内部、或者负极板的表面或内部析出。由此，可以获得一种自放电非常难以发生、且长寿命的碱性蓄电池。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及碱性蓄电池，特别涉及使用储氢合金的镍氢蓄电池。
技术介绍
近年来，碱性蓄电池作为便携式设备、电动汽车、混合动力汽车等的电源而引人注目。另外，随着便携式设备等的发展，要求用作电源的碱性蓄电池具有更高的性能。碱性蓄电池例如已知的有镍氢蓄电池、以及碱性锌蓄电池等。其中，镍氢蓄电池作为能量密度高、可靠性优良的二次电池而得到普及。镍氢蓄电池具有含有氢氧化镍的正极、和含有储氢合金的负极。为了提高正极活性物质的导电性，钴等金属一般与氢氧化镍一起添加到正极中。负极一般使用含钴的储氢合金。隔膜介于正极和负极之间，在隔膜的作用下，正极和负极得以绝缘。隔膜一般使用无纺布等。在碱性蓄电池中，如果反复进行充放电循环，则负极活性物质在负极表面析出而成为被称之为枝状晶体的树枝状导电性物质。枝状晶体生长，不久便达到正极表面。其结果是，内部短路得以发生，活性物质的充放电效率、自放电特性乃至电池寿命降低。因此，在镍氢蓄电池等的要求长寿命的电动汽车或混合动力汽车用碱性蓄电池中，重要的是阻止枝状晶体的析出，抑制充放电效率、自放电特性等的降低。在日本专利公开2006-73541号公报中，以防止因枝状晶体产生的内部短路的发生为目的，提出了一种具有下述隔膜的碱性锌蓄电池，该隔膜具有与正极对置的第1膜(具有耐碱性的微孔膜)、和与负极对置的第2膜(聚乙烯醇膜)。第1膜含有将从负极溶出的锌(负极活性物质)氧化而使其可溶于电解液的金属。因此，枝状晶体的析出受到-->抑制。另外，聚乙烯醇膜(第2膜)使枝状晶体微细化，从而使枝状晶体可溶于电解液。因此，即使枝状晶体析出，其生长也受到抑制。也就是说，在含有第1膜和第2膜的隔膜的作用下，枝状晶体的析出和生长受到抑制，从而碱性锌蓄电池的自放电的降低也受到抑制。然而，在碱性蓄电池中，从正极和负极上溶出的钴等金属离子在隔膜中析出，从而形成导电通道。本专利技术者发现：该导电通道是使碱性蓄电池的自放电特性下降的一个原因。一般认为析出的金属由于在隔膜中形成导电通道，所以自放电特性得以降低。即使在使用日本专利公开2006-73541号公报的技术的情况下，从正极和负极上溶出的钴或锰等金属离子在隔膜中析出。因此，即使在该公报所记载的碱性蓄电池中，自放电特性的降低也不可避免。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种自放电特性的降低受到抑制、且长寿命的碱性蓄电池。本专利技术涉及一种碱性蓄电池，其具有正极板、负极板、介于所述正极板和所述负极板之间的隔膜以及碱性电解液，其中，所述正极板以及所述负极板之中的至少一个含有能够向碱性电解液中溶出的金属；选自所述隔膜的表面、所述正极板以及所述负极板之中的至少一个含有金属化合物；所述金属化合物使得从所述正极板以及所述负极板之中的至少一个向所述碱性电解液中溶出的金属在所述隔膜的表面、所述正极板的表面或内部、或者所述负极板的表面或内部析出。金属化合物优选为选自氧化铝、氧化镁、氧化镍、氧化锆、氧化钛、氧化铟以及氢氧化铬之中的至少一种。金属化合物优选附载在正极板的表面以及负极板的表面之中的至少一个上。-->在正极板含有正极合剂层的情况下，优选正极合剂含有正极活性物质和粘结剂，同时还含有金属化合物。在负极板含有负极合剂层的情况下，优选负极合剂含有负极活性物质和粘结剂，同时还含有金属化合物。根据本专利技术，可以提供一种自放电特性的降低受到抑制、且长寿命的碱性蓄电池。在本专利技术的碱性蓄电池中，从正极和负极上溶出的金属离子在隔膜中的析出受到抑制。其结果是，隔膜中导电通道的形成受到抑制，从而自放电变得非常难以发生。因此，本专利技术的碱性蓄电池可以适于用作例如便携式设备、或者有长寿命要求的电动汽车或混合动力汽车用电源。附图说明图1是本专利技术的一实施方式的圆筒形碱性蓄电池的纵剖视图。具体实施方式本专利技术的碱性蓄电池的特征在于：在正极板以及负极板之中的至少一个上，含有能够向电解液中溶出的金属(以下称为“能够溶出的金属”)。另外，本专利技术的碱性蓄电池的特征还在于：选自隔膜的表面、正极板以及负极板之中的至少一个含有金属化合物。这里，构成上述金属化合物的金属和能够溶出的金属是种类不同的。作为金属化合物中含有的金属，可以列举出Al、Mg、Ni、Zr、Ti、In、Cr等。金属化合物优选的是金属化合物中含有的金属的氧化物或氢氧化物。例如优选使用选自氧化铝(Al2O3)、氧化镁(MgO)、氧化镍(NiO)、氧化锆(ZrO2)、氧化钛(例如TiO2)、氧化铟(In2O3)以及氢氧化铬(例如Cr(OH)3)之中的至少一种。能够溶出的金属例如作为活性物质的构成元素或导电材料包含在正极板或负极板中。能够溶出的金属向碱性电解液中溶出而在隔膜中析出。此时，能够溶出的金属在隔膜中形成导电通道。导电通道由于-->引起内部短路，因而成为碱性蓄电池的自放电特性下降的一个原因。作为能够溶出的金属，例如可以列举出Co、Mn等。在本专利技术中，金属化合物所具有的功能是：使得能够向碱性电解液中溶出的金属优先在隔膜的表面、正极板的表面或内部、或者负极板的表面或内部析出。一般认为金属化合物具有上述功能的理由如下：在金属化合物可溶于碱性电解液中的情况下，在含有金属化合物的隔膜的表面、正极板或负极板的附近，碱性电解液的pH降低。因此，能够溶出的金属离子优先在隔膜的表面、正极板的表面或内部、或者负极板的表面或内部析出。其结果是，能够溶出的金属在隔膜中的析出受到抑制。作为可溶于碱性电解液的金属化合物，例如可以列举出Al2O3。在负极板含有金属化合物的情况下，如果金属化合物溶解于碱性电解液中，则在负极板的附近碱性电解液的pH降低。这是因为来源于金属化合物的金属发生溶解时，将消耗OH-离子(氢氧根离子)。例如，氧化铝溶解于碱性电解液中时，其反应如下：Al2O3+3H2O→2Al(OH)32Al(OH)3+OH-→Al(OH)4-→AlO2-+2H2O因此，从正极板以及负极板溶出的能够溶出的金属离子(例如钴离子、锰离子)容易以氧化物的形式在负极板上析出。因此，能够溶出的金属在隔膜中的析出受到抑制，从而可以抑制隔膜中导电通道的形成。此外，溶解于碱性电解液中的来源于金属化合物的金属不像能够溶解的金属那样在隔膜中析出。因为碱性电解液的pH通常为15～16，所以，例如作为来源于金属化合物的金属的铝以AlO2-离子的状态存在。同样地，在正极板含有金属化合物的情况下，如果金属化合物溶解于碱性电解液中，则在正极板的附近碱性电解液的pH降低。因此，-->能够溶出的金属离子容易以氧化物的形式在正极板上析出。因此，能够溶出的金属在隔膜中的析出受到抑制，从而可以抑制隔膜中导电通道的形成。在金属化合物不溶于碱性电解液的情况下，金属化合物具有使能够溶出的金属优先析出的核的作用。即使是不溶于碱性电解液的金属化合物，也因为稍稍溶解而在金属化合物的附近使碱性电解液的pH降低。因此，一般认为能够溶出的金属离子被拉到金属化合物的附近，从而在金属化合物的表面析出。其结果是，能够溶出的金属在隔膜中的析出受到抑制。作为不溶于碱性电解液的金属化合物，例如可以列举出MgO。金属化合物优选的是附载在选自隔膜的表面、正极板的表面以及负极板的表面之中的至少一个上。当金属化合物在负极板的表面形成多孔涂覆膜时，从正极板以及负极板溶出的能够溶出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碱性蓄电池，其具有正极板、负极板、介于所述正极板和所述负极板之间的隔膜以及碱性电解液，其中，所述正极板以及所述负极板之中的至少一个含有能够向碱性电解液中溶出的金属；选自所述隔膜的表面、所述正极板以及所述负极板之中的至少一个含有金属化合物；所述金属化合物使得从所述正极板以及所述负极板之中的至少一个向所述碱性电解液中溶出的金属在所述隔膜的表面、所述正极板的表面或内部、或者所述负极板的表面或内部析出。

【技术特征摘要】
JP 2006-12-19 340840/20061.一种碱性蓄电池，其具有正极板、负极板、介于所述正极板和所述负极板之间的隔膜以及碱性电解液，其中，所述正极板以及所述负极板之中的至少一个含有能够向碱性电解液中溶出的金属；选自所述隔膜的表面、所述正极板以及所述负极板之中的至少一个含有金属化合物；所述金属化合物使得从所述正极板以及所述负极板之中的至少一个向所述碱性电解液中溶出的金属在所述隔膜的表面、所述正极板的表面或内部、或者所述负极板的表面或内部析出。2.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷口明宏，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]