碱性蓄电池制造技术

一种碱性电池具有镍正极和碱性电解液，其特征在于，在包括以表面具有钴化合物的被覆层的氢氧化镍为主体的正极活性物质的镍正极中添加从铌化合物、钛化合物、钨化合物、钼化合物中所选择的至少一种化合物，同时，碱性电解液含有氢氧化锂，并且，该氢氧化锂的含量为０．６ｍｏｌ／Ｌ以上１．６ｍｏｌ／Ｌ以下。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及镍-氢电池、镍-镉电池等碱性电池，特别是涉及具有含有以氢氧化镍为主体的正极活性物质的镍正极和碱性电解液的碱性电池。
技术介绍
近年来，二次电池(蓄电池)的用途扩大，在携带电话、个人计算机、电动工具、电动自行车、混合动力汽车(HEV)、电动汽车(EV)等宽广的范围内都使用蓄电池。其中，作为电动工具、电动自行车、混合动力汽车(HEV)、电动汽车(EV)等要求高输出的机器的电源，使用镍-氢电池和镍-镉电池等碱性电池。随之，碱性电池在高温气氛下使用的机会增大。在这样的背景下，要求即使在高温的气氛下进行充放电，充放电特性、充放电功率也不易变差的碱性电池。这是因为例如，当在高温下对碱性电池进行充电时，充电反应和氧发生反应纠缠在一起，因此，用于正极活性物质的氢氧化镍的氧化反应(充电反应)的能量(充电能量)被用于氧发生反应，而使充电功率降低。因此，在专利文献1(日本第222213/1996号专利技术专利申请公开公报)中，提出了这样的碱性电池在以氢氧化镍为主体的正极活性物质粒子的表面上形成由金属钴和钴化合物组成的导电剂层，同时，在具有该正极活性物质的正极中，添加从锆化合物、铌化合物、钼化合物和钨化合物中选出的一种。这样，当添加了从锆化合物、铌化合物、钼化合物和钨化合物中选出的一种化合物时，包覆以氢氧化镍为主体的正极活性物质的表面的钴化合物能够延迟溶解并析出到碱性电解液中的速度。由此，能够在镍正极中维持良好的导电网络。而且，使钴化合物层变化为更致密的构造，能够在镍正极中维持良好的导电网络。因此，氧发生过电压变高，能够抑制氧发生反应，提高充电功率。但是，在具有形成由上述金属钴和钴化合物组成的导电剂层的正极活性物质的正极中添加了从锆化合物、铌化合物、钼化合物和钨化合物中选出的一种的碱性电池中，虽然得到某种程度的高温循环特性提高效果，但是还不够。这是考虑到由于在高温下重复进行充放电，锆化合物等溶解到碱性电解液中，最表面层的钴化合物(钴氢氧化物)受到损坏，导电性降低，由此，得不到足够的高温循环寿命特性。即，最表面层的钴氢氧化物在初次充电中使导电性高的钴氧化物被高次化而成为稳定的。当使其在高温的气氛下重复进行充放电时，锆化合物等溶解到碱性电解液中，钴氧化物还原为钴氢氧化物，溶解、析出到碱性水溶液中(电解液中)。由此，镍正极的导电性逐渐降低，在高温气氛下的循环寿命降低。而且，在充放电时，电极群的内部变为高温，在电极群的内部与外侧之间产生温差，而且，在高温气氛中使用的碱性电池中，电池内部的温度显著上升。因此，随着配置在电极群的内部的正极的温度上升，产生配置在电极群的内部的正极的劣化速度与配置在电极群的外侧的正极的劣化速度不同的问题。在上述具有形成由金属钴和钴化合物组成的导电剂层的正极活性物质的正极中添加锆化合物、铌化合物、钼化合物和钨化合物等化合物的情况下，也是同样的。这样，配置在电极群内部的正极，当因高温而使劣化速度变快时，该正极的劣化速度变快就成主要因素，而产生作为电池整体的高温下的循环寿命变短的问题。因此，本专利技术的目的是为了改善这样的问题，而提供一种碱性电池，即使在高温气氛下重复进行充放电循环，也能防止导电性的降低，使高温下的循环特性优良。而且，本专利技术的目的是提供一种碱性电池，抑制配置在电极群的内部的正极的劣化，即使在电极群的内部与外侧之间产生温差，也能使电极群的内部与外侧的劣化速度被平衡，而使高温下的循环寿命优良。
技术实现思路
为了实现上述目的，本专利技术的碱性电池，包括镍正极和碱性电解液，其特征在于，在包括在表面上以具有钴化合物的被覆层的氢氧化镍为主体的正极活性物质的镍正极中，添加至少从铌化合物、钛化合物、钨化合物、钼化合物中选择一种的化合物，同时，碱性电解液含有氢氧化锂，并且，该氢氧化锂的含量为0.6mol/L以上1.6mol/L以下。这样，当在镍正极中添加了至少从铌化合物、钛化合物、钨化合物、钼化合物中选择一种的化合物时，能够延迟包覆以氢氧化镍为主体的正极活性物质的表面的钴化合物溶解、析出到电解液中的速度。而且，当在碱性电解液中含有0.6mol/L以上的氢氧化锂时，抑制了铌化合物、钛化合物、钨化合物、钼化合物溶解到碱性电解液中。由此，使钴化合物变化为更致密的构造，能够在镍正极中维持良好的导电网络。但是，在氢氧化锂的含量为1.8mol/L的碱性电解液中，氢氧化锂变为难溶的状态，因此，氢氧化锂的含量必须限制在1.6mol/L以下。在此情况下，当在钴化合物层中含有碱性阳离子时，进一步提高了钴化合物层的导电性，因此，钴化合物层最好成为含有碱性阳离子的钴化合物层。而且，当与正极活性物质一起添加到镍正极中的铌化合物、钛化合物、钨化合物、钼化合物的添加量相对于正极活性物质的质量不足0.2质量％时，不能充分得到延迟被覆的钴化合物溶解、析出到电解液中的速度的效果。而且，当其添加量相对于正极活性物质的质量大于1.0质量％时，成为镍正极中的活性物质的氢氧化镍的量相对变少，放电容量减少。因此，铌化合物、钛化合物、钨化合物、钼化合物的添加量相对于正极活性物质的质量最好为0.2质量％以上1.0质量％以下。而且，作为铌化合物，最好从Nb2O5、Nb2O3、NbO、NbO2、NaNbO3、LiNbO3、KNbO3、Nb2O5·xH2O等中选择使用。而且，作为钛化合物，最好从TiO2、Ti2O3、TiO、Na2Ti3O7、Li2TiO3、K2TiO3等中选择使用。而且，作为钨化合物，最好从WO2、WO3、Na2WO4、Li2WO2、K2WO4等中选择使用。而且，作为钼化合物，最好从MoO3、MoO3·H2O、MoO3·2H2O、Na2MoO4·2H2O、Li6Mo7O24·12H2O、K2MoO4等中选择使用。而且，本专利技术的碱性电池是具有镍正极和负极经过隔板相对地形成的电极群的碱性电池，上述镍正极包含以具有钴化合物的被覆层的氢氧化镍为主体的正极活性物质，同时，添加了从铌化合物、钛化合物、钨化合物、钼化合物中所选择的至少一种化合物，配置在上述电极群内部的正极与配置在上述电极群外侧的正极相比，从铌化合物、钛化合物、钨化合物、钼化合物中所选择的至少一种化合物的添加量较多。这样，当在镍正极中添加从铌化合物、钛化合物、钨化合物、钼化合物中所选择的至少一种化合物时，能够延迟被覆以氢氧化镍为主体的正极活性物质的表面的钴化合物溶解、析出到电解液中的速度。由此，能够在镍正极中维持良好的导电网络。在此情况下，作为从铌化合物、钛化合物、钨化合物、钼化合物中所选择的至少一种化合物所添加的正极的配置位置，在处于电极群内部的更有效。由此，能够提供这样的碱性电池即使在电极群的内部和外侧之间产生温差，能够使电极群的内部和外侧的劣化速度平衡，而使高温下的循环寿命优良。而且，在配置在电极群的外侧的正极中，当从铌化合物、钛化合物、钨化合物、钼化合物中所选择的至少一种化合物的添加量增大时，会给高功率放电特性产生不良影响，因此，必须抑制在配置电极群外侧的正极中添加的从铌化合物、钛化合物、钨化合物、钼化合物中所选择的至少一种化合物的添加量。而且，当在配置在电极群的内部的正极中所添加的从铌化合物、钛化合物、钨化合物、钼化合物中所选择的至少一种化合物的添加量较少时，不能发挥高温循环寿本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：越智诚，矢野尊之，里口功祐，井本辉彦，
申请(专利权)人：三洋电机株式会社，
类型：发明
国别省市：