[发明专利]金属-氢碱性蓄电池

说明书

发明的背景

发明的领域

本发明是关于蓄电池，更具体地说，是关于包括具有吸氢合金的负极和具有金属氧化物的正极的金属-氢碱性蓄电池。

现有技术

以前所用的蓄电池有铅电池及镍镉电池，可是，近年来，由于可能造出比这些电池轻而容量大的电池，金属-氢电池于是便受到了注目。在金属-氢电池中，备有氢氧化镍等的金属氧化物的正极和可以把氢可逆地吸收及放出的吸氢合金的负极，这种备有吸氢合金的金属氢化物的吸氢电极，一般地，象专利公开昭58-46827号所建议那样，采用将吸氢金属粉末与导电材料粉末一起烧结制成多孔体，然后把这多孔体作成电极的方法，或者象专利公开昭53-103541号所提议那样，采用以粘结剂把吸氢金属粉末和导电材料粉末互相结合而制成吸氢电极的方法。

这样作成的吸氢电极，由于极板容量决定于活性物质氢的吸收量，所以氢的吸收量越多越好，这吸氢电极的氢的吸收量具有强烈地取决于温度和压力的特性，一般地，温度升高时，其吸收氢的压力也要增高。可是，有些用于负极的吸收氢的合金，即使在低温时，如果压力不高，也会完全不吸收氢的，在使用这样的吸氢合金作负极而制成电池时，如果所构成的电池是开放型，由于得不到足够的压力，于是负极不能吸收氢，还有，即使是密闭型，为了使负极吸收氢，当然必须提高电池内部的压力，而这样，作为一般使用的电池是非常危险的。

还有，用于上述电池的吸氢合金在碱性电解液中重复充放电时，由于吸收及放出氢气而重复膨胀及收缩，使合金格子变形，进行微粉化，这种金属粉末的微粉化使金属粉末脱落而招致容量下降，同时电极的机械强度和导电性也会显著下降，要想长期地维持它的电气性能是很困难的。

发明的概述

本发明的目的是要提供金属-氢碱性蓄电池，这种电池的吸氢电极的负极可吸收足够量的氢，并且有安定的负极容量。

本发明的另一目的是要抑制由于重复充放电而产生的吸氢合金微粉化的脱落，从而抑制电池容量的劣化以及电极的机械强度和导电性的下降，提供在长期的充放电周期中维持高容量的金属-氢碱性蓄电池。

本发明的另一目的是要提供一种金属-氢碱性蓄电池，这种蓄电池能通过使吸氢合金负极的附近维持最小限度的碱性电解液，从电池寿命与放电特性的平衡上决定电解液量，并抑制吸氢合金的微粉化。

本发明的进一步的目的是要通过控制电解液的浓度，以提供大容量而且耐用的金属-氢碱性蓄电池。

本发明的又一目的是要提供一种金属-氢碱性蓄电池，这种蓄电池通过让吸氢合金电极顺利地放热，使它在充电末期或高温作动时也能充分地吸收氢、保持与在室温作动时大致相同的电池容量。

本发明的金属-氢碱性蓄电池具有金属氧化物的正极、吸氢合金的负极，以及在上述正极和负极之间有浸于碱性电解液中的分隔体和容纳上述正极、负极和分隔体的密闭型电池外壳，上述的电池外壳具有把电池内部的压力保持在负极吸氢的平衡压以上而低于20kg/cm²的范围内的手段。

负极的吸氢电极在充电时吸氢合金吸收氢、放电时放出氢。吸氢电极的吸氢量根据吸氢合金的种类不同而各有不同，但一般地、不管使用哪一种吸氢合金，周围的压力增大时，吸氢电极的吸氢量就增大，当增大到某一压力，即达到吸氢电极的吸氢平衡压力时，即使继续增加压力、氢的吸收量几乎不再增大。此外，在金属-氢碱性蓄电池中，当压力高于20kg/cm²时，保存在电池内的电解液的移动，会变得困难，使负极容量减少，当温度高于70℃时，在高温碱性电解液中，吸氢合金将发生化学反应，引起物质的变化，同时增大了负极的自己放电，使保存特性变坏。因此，以上述的构造，可以防止电池内部的电压增加到使负极容量减少的20kg/cm²以上，同时使用于负极的吸氢合金安定地吸收及放出氢元素。

在本发明的较佳实施例中，上述的吸氢合金在70℃以下的温度，20kg/cm²以下的压力条件下可以吸收氢。例如有把镧-镍系列、钙-镍系列及钛-镍系列的第1成份或第2成份以其他金属置换而成的合金。在这种情况下，上述的手段最好是使负极在吸氢平衡压以上而低于20kg/cm²的范围内作动的阀门。