[发明专利]碱性蓄电池

说明书

技术领域

本发明涉及适合混合动力电动汽车(HEV：Hybrid Electric Vehicle)和电动汽车(PEV：Pure Electric Vehicle)等需要大电流放电的用途的碱性蓄电池，尤其涉及下述碱性蓄电池，其在外装罐内具有以氢氧化镍为主要正极活性物质的正极、以贮氢合金为负极活性物质的贮氢合金负极、夹隔着将这两电极隔离的隔离件卷绕成漩涡状而形成的电极组以及碱性电解液。

背景技术

近年来，在混合动力电动汽车(HEV)和电动汽车(PEV)等汽车的电源用途中采用碱性蓄电池，尤其是镍-氢蓄电池。对于这种用途中使用的碱性蓄电池，要求具有远远超出目前范围的高输出性能以及自放电特性等的长期耐久性能。为此，作为高输出化方法，已提出如专利文献1(特开2000-082491号公报)及专利文献2(特开2007-294219号公报)所示的增加正极与负极的相对面积的方案。

在专利文献1中提出的增加相对面积的方案中，使正极面积相对于电池的理论容量(Ah)为30cm²以上。该方案是基于以下构思得出的：若收纳的电极组中的正极与负极的相对面积增加，则流经两电极之间的电流的电流密度减小，因此即使以高放电率使电池工作，也不会引起电极组的内部电阻的增大，从而能以工作电压不下降的方式输出较大的放电电流。此时，若上述正极面积的面积值小于30cm²/Ah，则电极组的内部电阻不会变小，工作电压下降而难以实现大电流放电。

另一方面，本发明人等在专利文献2中提出的增加相对面积的方案中，使负极表面积相对于标称电池容量(Ah)为120cm²以上。

专利文献1：日本专利特开2000-082491号公报

专利文献2：日本专利特开2007-294219号公报

发明内容

然而，虽然实现了上述专利文献1、2中提出的相对面积的增加，但发现还存在以下2个新的问题。

第1个问题是：虽然实现了相对面积的增加，但存在未见输出特性提高的区域。这是因为，若增加以相对面积增加的方式制成电极组时的极板的层数，则电解液不能遍及极板整体，电解液集中在负极板的短轴方向的两端部，同时保持在隔离件中的电解液量增加。因此，极板的实际反应面积减少，导致输出特性未提高。此时，即使增加电解液量也无法解决问题。

第2个问题是：当在相对面积增加的负极板使用常用的AB₅型类贮氢合金作为负极活性物质时，可知自放电特性下降(自放电增加)。原因之一在于：由于实现了相对面积的增加，使正·负极板间的距离缩短。与此同时，为了维持结晶结构，必须在AB₅型类贮氢合金中添加锰和钴。

若添加了锰和钴的AB₅型类贮氢合金被氧化，则添加的锰和钴会溶出、析出。因此，自放电加速，自放电特性下降。

此时，若为了解决第1个问题而增加负极板保持的电解液量，则锰和钴的溶出进一步增加，自放电特性显著下降。

本发明是为了解决上述问题而得到的发明，其目的在于提供一种输出特性优异且自放电特性提高的碱性蓄电池，所述碱性蓄电池采用即使相对面积增加、实际反应面积也不会减少的电池构成。

本发明的碱性蓄电池在外装罐内具有下述部分：以氢氧化镍为主要正极活性物质的正极；以贮氢合金为负极活性物质的贮氢合金负极；夹隔着将这两电极隔离的隔离件卷绕成漩涡状而形成的电极组；以及碱性电解液。并且，为了实现上述目的，本发明的碱性蓄电池的特征在于，贮氢合金负极形成由长轴和短轴构成的长方形，且长轴的长度A(cm)相对于短轴的长度B(cm)的比(A/B)为20以上30以下(20≤A/B≤30)，保持在贮氢合金负极中的电解液量X(g)相对于保持在隔离件中的电解液量Y(g)的比(X/Y)为0.8以上1.1以下(0.8≤X/Y≤1.1)。

这里，可知若贮氢合金负极的长轴长度(A)相对于短轴长度(B)的比(A/B)不足20(A/B<20)，则无法增加正·负极的相对面积，从而无法提高输出特性。另外，即使贮氢合金负极的长轴长度(A)相对于短轴长度(B)的比(A/B)为20以上，若保持在贮氢合金负极中的电解液量很少，也不能充分提高输出特性。