[发明专利]密封碱性蓄电池

说明书

本申请是1998年1月12日提交的第98802118.8号发明专利的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种密封碱性蓄电池，它包括一正电极活性材料和一负电极活性材料，它们一起装在电池容器中，占电池容器的容积的75％以上。更为具体地说，本发明涉及对一种正电极活性材料的改进，以便提供一种极为可靠的密封碱性蓄电池，经过长时期的充电—放电循环，电解质也难以从蓄电池中泄漏。

背景技术

业已提出，在以Zn作为负电极活性材料的密封碱性蓄电池中，采用二氧化锰作为正电极活性材料(日本特许公报No 45-3570)。另外，还已提出，在以Zn作为负电极活性材料的碱性原电池中，采用氧化镍和二氧化锰的混合物作为正电极活性材料(日本公开特许公报No.49-114741)。

然而，在充电—放电反应中，二氧化锰的可逆性差，放电后再充电难以使二氧化锰恢复原状。经过反复多次的充电—放电循环，该活性材料的作用急速降低，从而导致使电荷释放能力快速地下降。另外，二氧化锰的氧释放能力很低，以致于在充电期间，由于正电极上的水分解放出氧气，增加了电池内的压力，结果，电池外壳的连接部粘接情况恶化，使电解质容易泄漏。

另一方面，和采用二氧化锰的电池相类似，在反复充电和放电的蓄电池(二次电池)中使用氧化镍和二氧化锰的混合物时，其氧释放能力太低，因而电池内的压力容易升高，使电解质易泄漏。此外，在充电—放电反应中，混合物中的二氧化锰的可逆性差，因而经过反复多次的充电—放电循环，这种活性材料的作用急剧降低，结果使得电荷释放能力快速下降。

上面两种正电极活性材料的不足之处太多，不能用作密封碱性蓄电池的正电极活性材料。在包括大量的活性材料的密封碱性蓄电池中，充电时电池内的压力升高以及由此而产生的电解质泄漏尤为明显。

发明内容

因此，本发明的目的之一是提供一种具有高可靠性的包括大量活性材料的密封碱性蓄电池，同时在长期进行充电—放电循环时又几乎没有电解质泄漏之虞。

本发明的另一目的是提供这样一种密封碱性蓄电池，它不仅在充电-放电循环的初期阶段而且在长期使用时，都能使活性材料保持良好的使用性能。

根据第二项发明的密封碱性蓄电池(第二电池)包括：正电极活性材料NiOOH；由负电极活性材料构成的负电极，它为锌电极，镉电极或氢化吸氢合金电极，正电极活性材料和负电极活性材料一起装在电池容器中，占电池容器容积的75％以上。NiOOH中具有至少一种稀土元素和/或至少一种稀土化合物作为添加剂，其和NiOOH的比率为0.05至5重量％。

第二项发明适用于比如说这样一种密封碱性电池，它采用锌、镉或氢化吸氢合金作为负电极活性材料，使用前不必进行充电。

此外，根据第三项发明的密封碱性蓄电池(第三电池)包括：NiOOH组成的正电极活性材料；由负电极活性材料构成的负电极，它为锌电极、镉电极或氢化吸氢合金电极，正电极活性材料和负电极活性材料一起装在容器中，占电池容积的75％以上。NiOOH颗粒表面上至少涂有一稀土元素和/或稀土化合物涂层，其和NiOOH的比率为0.05至5重量％。

第二和第三项发明适用于这样一种密封碱性蓄电池，它包括占电池容器容积75％以上的活性材料，活性材料均装在电池容器中，原因如下。特别是在电池容器中装有大量活性材料的密封碱性电池中，在反复充电—放电循环中，电池内的压力容易增加，电解质容易泄漏。根据第二和第三项发明，通过使用具有较高的氧气超压的正电极活性材料，可明显地抑制电池内的压力升高。

在第二电池中，NiOOH中具有至少一种稀土元素和/或至少一种稀土化合物作为添加剂，稀土元素和NiOOH的比率为0.05至5重量％。在第三电池中，NiOOH粒子表面上至少涂有一稀土元素和/或稀土化合物涂层，稀土元素和NiOOH的比率为0.05至5重量％。当作为添加剂或涂层的所含的稀土元素和/或稀土化合物的数量按稀土元素和NiOOH的比率计小于0.05重量％时，正电极的氧气超压不会充分增加，因而不能充分地抑制充电过程中的氧气释放。另一方面，当添加剂或涂层的含量超过5重量％时，所装入的作为活性材料的NiOOH的数量减少，因而降低了放电能力。