[发明专利]碱性蓄电池

说明书

技术领域

本发明涉及碱性蓄电池。

背景技术

碱性蓄电池是电解液使用碱性电解液的蓄电池。作为此类碱性蓄电池的一种，已知有镍氢蓄电池。镍氢蓄电池具有：保持有由氢氧化镍所形成的正极活性物质的正极；以及含有氢吸藏合金的负极。这种镍氢蓄电池与镍镉蓄电池相比，具有容量大、且环境安全性也较好的优点，因此可用于各种便携式装置、混合动力电动汽车等各种用途。如上所述，对于镍氢蓄电池，由于发现了有各种用途，所以希望提高各种特性。

作为对于镍氢蓄电池所希望要提高的一个特性，可举出有即使在长时间放置后也能够抑制剩余容量的减少、即所谓的抗自放电性。这里，如果将抗自放电性的程度表现作为自放电特性的话，则该自放电特性越好，意味着长时间放置之后的剩余容量越多。自放电特性优良的电池具有以下优点：若用户预先进行了充电，则即使放置之后剩余容量的减少量也很少，因此能够减少在临使用前发生需要再充电的情况的频次。

然而，作为影响自放电特性的原因，例如考虑有以下一个原因：由于电池的电压降低，达到了正极活性物质Ni(OH)₂的还原电位，从而Ni(OH)₂被还原，发生了正极的自分解。再有，除此以外，考虑还有以下原因：负极的氢吸藏合金的偏析成分在放电时溶解到碱性电解液中发生电离，该偏析成分的离子到达正极，析出于Ni(OH)₂表面而将Ni(OH)₂还原，就是所谓的穿梭(shuttle)现象；或者，从负极的氢吸藏合金放出氢到碱性电解液中，该氢在碱性电解液内扩散而到达正极，将Ni(OH)₂还原，就是所谓的氢离解现象。

在镍氢蓄电池中，以往已进行了各种为了改善自放电特性的研究，例如，发现了抑制正极的自分解以有效改善电池的充电效率。作为改善充电效率的手段，举出了扩大正极充电电位和氧发生电位之差的手段。这里，为了改善电池的充电效率，具体而言，使正极充电电位降低、或者使氧发生电位上升是有效的。但是，若使正极充电电位降低，则会产生电池的工作电压也同时降低的问题。此外，为了使氧发生电位上升，通常会对正极添加稀土类元素的化合物，因而会产生制造成本升高的问题。

因此，作为能避免如上所述的问题、并改善自放电特性的电池，例如，已知有日本专利特开平09-171837号公报中揭示的镍氢蓄电池。

在日本专利特开平09-171837号公报的镍氢蓄电池中，对正极添加了铝化合物。关于此铝化合物，因为能有效改善正极的充电效率，并且相比较稀土类元素化合物该铝化合物的价格要便宜，因此能抑制制造成本并且能有效提高电池的自放电特性。

然而，随着镍氢蓄电池用途的扩大，希望镍氢蓄电池中的自放电特性有更大的提高。而且，作为提高自放电特性的方法，例如考虑对镍氢蓄电池的正极添加更多的铝化合物。

然而，若正极中存在很多的铝，则会阻碍以下的(I)式及(II)中所示的通常的充放电反应的进行，在电池的充电过程或放置中会容易生成γ-NiOOH。

β-Ni(OH)₂+OH^-→β-NiOOH+H₂O+e···(I)

β-Ni(OH)₂+OH^-←β-NiOOH+H₂O+e···(II)

此γ-NiOOH比β-NiOOH更为惰性，放电性较差。因此，生成很多γ-NiOOH的电池很难进行高效率的放电，会产生导致正极活性物质的利用率低下的问题。

这样，在以往的镍氢蓄电池中，不得不牺牲一定程度的正极活性物质的利用率来提高自放电特性，相反地，为了提高正极活性物质的利用率，不得不牺牲一定程度的自放电特性。即，以往的镍氢蓄电池具有难以同时提高自放电特性及提高正极活性物质的利用率的课题。

发明内容

本发明是基于上述的情况而完成的，其目的在于，提供一种能够实现同时提高自放电特性及提高正极活性物质利用率的碱性蓄电池。

为了达到上述目的，本发明的发明者专心研究了在碱性蓄电池中、提高自放电特性的同时也提高正极活性物质的利用率的手段。本发明的发明者在此研究过程中发现以下情况：电池内存在的锂的量，特别是正极中获取的锂的量及正极的活性物质的密度，会对γ-NiOOH的生成造成影响。根据这样的认知，本发明的发明者想到了本发明。