(57)【要約】【課題】低温出力特性が高く、高温耐久性に優れる、アルカリ蓄電池を提供する。【解決手段】アルカリ蓄電池は、電池ケース、電極群、正極集電板、アルカリ電解液、および封口板を備える。電極群は、正極、負極、およびこれらの間に介在するセパレータを備え、正極は、正極芯材とこれに担持された正極活物質とを備える。正極集電板は、正極芯材の端部に接続し、リードを介して前記封口板に接続している。正極集電板は、鉄または鉄合金で形成されたプレートと、プレートを被覆し、かつニッケルを含むめっき被膜とを備え、リードは、ニッケル金属で構成される。負極は、負極芯材とこれに担持された負極活物質とを備え、負極活物質は、４５℃での水素平衡圧が０．５ａｔｍ以上３．５ａｔｍ以下の水素吸蔵合金を含む。アルカリ電解液は、少なくともＮａＯＨを含み、アルカリの濃度は６．５ｍｏｌ／Ｌ以下、Ｎａイオン濃度は３ｍｏｌ／Ｌ以上である。【選択図】図１
2020024784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有する有底の電池ケースと、
前記電池ケース内に収容された、電極群、前記電極群と電気的に接続した正極集電板、ならびにアルカリ電解液と、
前記開口部を封口し、かつ前記正極集電板と電気的に接続した封口板とを備え、
前記電極群は、正極、負極、および前記正極と前記負極との間に介在するセパレータを備え、
前記正極は、正極芯材と前記正極芯材に担持された正極活物質とを備え、
前記正極集電板は、前記正極芯材の端部に接続しているとともに、リードを介して前記封口板に接続しており、
前記正極集電板は、鉄または鉄合金で形成されたプレートと、前記プレートを被覆し、かつニッケルを含むめっき被膜とを備え、
前記リードは、ニッケル金属で構成され、
前記負極は、負極芯材と前記負極芯材に担持された負極活物質とを備え、
前記負極活物質は、４５℃での水素平衡圧が０．５ａｔｍ以上３．５ａｔｍ以下の水素吸蔵合金を含み、
前記アルカリ電解液は、少なくともＮａＯＨを含み、
前記アルカリ電解液中、アルカリの濃度は、６．５ｍｏｌ／Ｌ以下であり、ナトリウムイオン濃度は、３ｍｏｌ／Ｌ以上である、アルカリ蓄電池。
【請求項２】
前記水素吸蔵合金の水素平衡圧は、０．６ａｔｍ以上３．５ａｔｍ以下である、請求項１に記載のアルカリ蓄電池。
【請求項３】
前記アルカリ電解液中のカリウムイオン濃度は、１．５ｍｏｌ／Ｌ以下である、請求項１または２に記載のアルカリ蓄電池。
【請求項４】
前記アルカリ電解液中の前記ナトリウムイオン濃度は、３．５ｍｏｌ／Ｌ以上である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のアルカリ蓄電池。
【請求項５】
前記アルカリ電解液中の前記アルカリの濃度は、６ｍｏｌ／Ｌ以下である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のアルカリ蓄電池。
【請求項６】
さらに負極集電板を備え、
前記負極集電板は、前記負極芯材の端部に接続しているとともに、前記電池ケースの内底面に接続している、請求項１〜５のいずれか１項に記載のアルカリ蓄電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素吸蔵合金を含む負極活物質を用いたアルカリ蓄電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
ニッケル水素蓄電池などのアルカリ蓄電池は、高容量であるため様々な用途での利用が期待されている。特に近年では、携帯機器などの電子機器の主電源、またはバックアップ電源などの用途においてもアルカリ蓄電池の使用が想定されている。このような用途では、アルカリ蓄電池を、充電しておいた電池の補助電源として利用したり、災害時の非常電源として利用したりすることが検討されている。これらの用途では、アルカリ蓄電池に、高出力や耐久性などの特性が求められる。
【０００３】
ニッケル水素蓄電池では、負極活物質として水素吸蔵合金が使用される。
特許文献１では、自己放電を低減する観点から、吸蔵水素平衡圧が０．０３ＭＰａ〜０．１７ＭＰａの水素吸蔵合金をニッケル水素蓄電池に用いることが提案されている。なお、特許文献１では、３０質量％濃度の水酸化カリウム水溶液が電解液として使用されている。
【０００４】
また、出力を高めるには、電池の内部抵抗を低減することも重要になる。
特許文献２では、電極を含む電極群と電極群に接続する集電板との接合面積を増やすことで、接合強度を高め、内部抵抗を低減して高出力化を図ることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１７６７１２号公報
【特許文献２】特開２００６−２２１８９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
アルカリ蓄電池では、アルカリ電解液や電池内で発生する酸素の作用により、電池内の金属製の構成要素が腐食したり、水素吸蔵合金が劣化したりすることがある。電池の構成要素の腐食により内部抵抗が増加すると、電池の出力（特に、低温出力特性）が低下する。また、構成要素が腐食したり、水素吸蔵合金が劣化すると、耐久性（特に、高温耐久性）が低下する。バックアップ電源や非常電源などの用途では、低温環境や高温環境に晒された場合でも電池の性能を十分に発揮させる必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一局面は、開口部を有する有底の電池ケースと、
前記電池ケース内に収容された、電極群、前記電極群と電気的に接続した正極集電板、ならびにアルカリ電解液と、
前記開口部を封口し、かつ前記正極集電板と電気的に接続した封口板とを備え、
前記電極群は、正極、負極、および前記正極と前記負極との間に介在するセパレータを備え、
前記正極は、正極芯材と前記正極芯材に担持された正極活物質とを備え、
前記正極集電板は、前記正極芯材の端部に接続しているとともに、リードを介して前記封口板に接続しており、
前記正極集電板は、鉄または鉄合金で形成されたプレートと、前記プレートを被覆し、かつニッケルを含むめっき被膜とを備え、
前記リードは、ニッケル金属で構成され、
前記負極は、負極芯材と前記負極芯材に担持された負極活物質とを備え、
前記負極活物質は、４５℃での水素平衡圧が０．５ａｔｍ以上３．５ａｔｍ以下の水素吸蔵合金を含み、
前記アルカリ電解液は、少なくともＮａＯＨを含み、
前記アルカリ電解液中、アルカリの濃度は、６．５ｍｏｌ／Ｌ以下であり、ナトリウムイオン濃度は、３ｍｏｌ／Ｌ以上である、アルカリ蓄電池に関する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の上記局面によれば、低温出力特性が高く、高温耐久性に優れる、アルカリ蓄電池を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係るアルカリ蓄電池（ニッケル水素蓄電池）を概略的に示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の一実施形態に係るアルカリ蓄電池は、開口部を有する有底の電池ケースと、電池ケース内に収容された、電極群、電極群と電気的に接続した正極集電板、ならびにアルカリ電解液と、開口部を封口し、かつ正極集電板と電気的に接続した封口板とを備える。電極群は、正極、負極、および正極と負極との間に介在するセパレータを備える。正極は、正極芯材と前記正極芯材に担持された正極活物質とを備える。正極集電板は、正極芯材の端部に接続しているとともに、リードを介して前記封口板に接続している。正極集電板は、鉄または鉄合金で形成されたプレートと、プレートを被覆し、かつニッケルを含むめっき被膜とを備える。リードは、ニッケル金属で構成されている。負極は、負極芯材と負極芯材に担持された負極活物質とを備える。負極活物質は、４５℃での水素平衡圧が０．５ａｔｍ以上３．５ａｔｍ以下の水素吸蔵合金を含む。アルカリ電解液は、少なくともＮａＯＨを含み、アルカリ電解液中、アルカリの濃度は、６．５ｍｏｌ／Ｌ以下であり、ナトリウムイオン濃度は、３ｍｏｌ／Ｌ以上である。
【００１１】
アルカリ蓄電池では、電極群からの集電性を高める観点から、電極群の端部に正極集電板や負極集電板を設けることがある。正極集電板や負極集電板は、電極群に含まれる正極や負極（特に、芯材）に電気的に接続されるとともに、電池ケースや封口板に電気的に接続される。
【００１２】
高い溶接強度が得られる観点から、正極集電板は、鉄または鉄合金で形成されたプレートと、このプレートを被覆するニッケルを含むめっき被膜とを備える。正極集電板は、正極芯材の端部に溶接され、封口板に接続されるリードの端部に溶接される。正極芯材は、通常、ニッケルを含んでいる。これらの溶接箇所（接続箇所）は、アルカリ電解液による腐食を受け易い。アルカリ蓄電池では、充放電により電解液や電極から酸素が発生するが、この酸素は充電時に負極から発生する水素と反応して水に還元される。水への還元の速度が遅く、酸素が電池内に多量に存在した状態が続くと、正極集電板と正極芯材やリードとの接続箇所の腐食がさらに進行し易くなるとともに、水素吸蔵合金が酸化され、劣化し易くなる。接続箇所が腐食すると抵抗が大きくなり、出力が低下する。接続箇所が腐食したり、水素吸蔵合金が劣化すると電池の寿命が短くなり、十分な耐久性能が得られない。電池の出力低下は特に低温で顕著であり、水素吸蔵合金の劣化は特に高温で顕著になる。また、バックアップ電源や非常電源などの用途では、アルカリ蓄電池は、長期間、トリクル充電が行なわれるため、特に、多くの酸素が発生し、水素吸蔵合金が酸化され易い状態となり、劣化が進行し易くなる。酸素の発生は、高温でトリクル充電が行なわれる場合には、特に顕著になる。また、これらの用途では、低温環境下や高温環境下に晒されても、高い耐久性が求められるとともに、電池を作動させる際には高出力が必要とされる。
【００１３】
本実施形態では、少なくともＮａＯＨを含むアルカリ電解液中において、ナトリウムイオン濃度を３ｍｏｌ／Ｌ以上とし、アルカリ濃度を６．５ｍｏｌ／Ｌ以下とする。これにより、正極集電板の正極や封口板との接続箇所の腐食を抑制することができる。また、水素平衡圧が０．５ａｔｍ以上３．５ａｔｍ以下の水素吸蔵合金を含む負極活物質を用いることで、水素吸蔵合金から水素を発生し易くする。これにより、電池内の酸素が速やかに消費され、正極集電板の正極や封口板との接続箇所の腐食を抑制するとともに、水素吸蔵合金の劣化を抑制する。これらの作用により、アルカリ蓄電池の低温出力特性および高温耐久性を高めることができる。
【００１４】
一般に、水素吸蔵合金の水素平衡圧が高くなると、過充電時に内圧が上がり易くなると考えられており、アルカリ蓄電池で負極活物質として使用される水素吸蔵合金の水素平衡圧（４５℃）は、例えば、特許文献１のように、約０．２ＭＰａ以下に調節されることが多い。しかし、トリクル充電のように低い電流値で過充電される場合には、内圧の上昇はほとんど問題にならない。
【００１５】
なお、本明細書中、水素平衡圧とは、４５℃で、水素吸蔵合金が水素を放出するときの圧力（平衡解離圧）である。水素平衡圧は、水素吸蔵合金における金属元素Ｍに対する水素の原子モル比（Ｈ／Ｍ比）が０．４の条件下での測定値であるものとする。例えば、ＪＩＳ  Ｈ  ７２０１：２００７に準拠して、圧力−組成等温線を作成し、この等温線に基づいて、４５℃でＨ／Ｍ比が０．４のときの水素放出圧（水素平衡圧）を求めることができる。
【００１６】
アルカリ電解液には、一般に、アルカリとしてＫＯＨが多用されている。しかし、正極集電板と正極や封口板との接続箇所の腐食を抑制する効果をさらに高め、高温充電効率を向上する観点からは、アルカリ電解液中のカリウムイオン濃度は、１．５ｍｏｌ／Ｌ以下であることが好ましく、１ｍｏｌ／Ｌ以下であることがさらに好ましい。アルカリ電解液がＫＯＨを実質的に含まない場合（例えば、アルカリ電解液中のカリウムイオン濃度が０．０１ｍｏｌ／Ｌ以下である場合）も好ましい。
【００１７】
以下に、本実施形態に係るアルカリ蓄電池についてより詳細に説明する。
アルカリ蓄電池は、開口部を有する有底の電池ケースと、電池ケース内に収容された、電極群、電極群と電気的に接続した正極集電板、ならびにアルカリ電解液と、開口部を封口し、かつ正極集電板と電気的に接続した封口板とを備える。電極群は、正極、負極、および正極と負極との間に介在するセパレータを備える。正極は、正極芯材と正極芯材に担持された正極活物質とを備える。正極集電板は、正極芯材の端部に接続しており、リードを介して封口板に接続している。
【００１８】
アルカリ蓄電池の構成を、図１を参照しながら以下に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るアルカリ蓄電池の構造を模式的に示す縦断面図である。アルカリ蓄電池は、有底円筒型の電池ケース１と、電池ケース１内に収容された電極群２および図示しないアルカリ電解液とを含む。電極群２では、正極３と、負極４と、これらの間に介在するセパレータ５とが、渦巻き状に巻回されている。正極３は、帯状で多孔質の正極芯材と、正極芯材に充填された正極活物質とを備えている。負極４は、帯状で多孔質の負極芯材と、負極芯材に充填された負極活物質とを備えている。電池ケース１の開口部には、絶縁ガスケット６を介して、封口板７が配置され、電池ケース１の開口端部が内側にかしめられることにより、アルカリ蓄電池が密閉されている。
【００１９】
アルカリ蓄電池は、さらに負極集電板８と正極集電板９とを備えている。電極群２は、電池ケース１の内底面に配置された円盤状の負極集電板８上に配置されており、電極群２の電池ケース１の開口部側の端面上には、面方向の中央部に孔を有する円盤状の正極集電板９が配置されている。電池ケース１の開口部側において、電極群２の端部では、負極４およびセパレータ５の端部よりも、正極３における正極芯材の端部３ａが突出している。この突出した端部３ａは、正極集電板９と溶接され、電気的に接続されている。正極集電板９と封口板７の底面とは、リード（正極リード）１０を介して接続されており、これにより、正極集電板９は、正極端子を兼ねる封口板７に電気的に接続されている。また、電池ケース１の底部側において、電極群２の端部では、正極３およびセパレータ５の端部よりも、負極４における負極芯材の端部４ａが突出している。この突出した端部４ａは、負極集電板８と溶接により接続され、電気的に接続されている。負極集電板８は、負極端子を兼ねる電池ケース１の内底面に溶接により接続されており、これにより、電池ケース１と電気的に接続されている。
【００２０】
このようなアルカリ蓄電池は、電極群２を、電池ケース１内に収容し、アルカリ電解液を注液し、電池ケース１の開口部に絶縁ガスケット６を介して封口板７を配置し、電池ケース１の開口端部を、かしめ封口することにより得ることができる。このとき、電極群２の負極４と、電池ケース１とは、電極群２と電池ケース１の内底面との間に配置された負極集電板８を介して電気的に接続させる。また、電極群２の正極３と、封口板７とは、正極集電板９および正極リード１０を介して電気的に接続させる。正極集電板９は、正極３と電気的に接続させた後に、封口板７と電気的に接続させてもよい。負極集電板８は、負極４と電気的に接続させた後に、電池ケース１と電気的に接続させればよい。これらの場合に限らず、接続の順序は作業のし易さなどを考慮して適宜決定すればよい。
【００２１】
本実施形態では、正極集電板９は、鉄または鉄合金で形成されたプレートと、プレートを被覆するめっき被膜とを備えており、めっき被膜は、ニッケルを含む。また、正極リード１０は、ニッケル金属で構成されている。正極芯材は、通常、ニッケルを含んでいる。そして、負極４の負極活物質層に、４５℃での水素平衡圧が０．５ａｔｍ以上３．５ａｔｍ以下の水素吸蔵合金を含む負極活物質を用いとともに、少なくともＮａＯＨを含むアルカリ電解液を用いる。アルカリ電解液中のアルカリの濃度は、６．５ｍｏｌ／Ｌ以下であり、ナトリウムイオン濃度は、３ｍｏｌ／Ｌ以上である。
【００２２】
以下にアルカリ蓄電池の構成要素についてより具体的に説明する。
（電極群）
電極群は、正極、負極、および正極と負極との間に介在するセパレータを備える。電極群は、正極と負極とをこれらの間にセパレータを介在させた状態で巻回することにより形成される巻回式電極群であってもよく、正極と負極とをこれらの間にセパレータを介在させた状態で複数層積層させた積層式電極群であってもよい。
【００２３】
（正極）
正極は、正極芯材と、正極芯材に担持された正極活物質（または正極活物質層）とを備える。正極は、ペースト式正極および焼結式正極のいずれであってもよい。ペースト式正極は、例えば、正極芯材に少なくとも正極活物質を含む正極ペーストを付着させることにより形成できる。より具体的には、正極は、正極芯材に正極ペーストを塗布または充填した後、乾燥し、圧縮（または圧延）することにより形成できる。焼結式正極は、例えば、ニッケル粒子が焼結された穿孔鋼板（正極芯材）を、硝酸ニッケル水溶液などに含浸させて中和させ、活物質である水酸化ニッケルを析出させることにより得られる。
【００２４】
正極芯材としては、公知のものが使用でき、ニッケル発泡体、および焼結ニッケル板などのニッケルまたはニッケル合金などで形成された多孔性基板が例示できる。
正極活物質としては、例えば、水酸化ニッケル、および／またはオキシ水酸化ニッケルなどのニッケル化合物が使用される。
【００２５】
正極ペーストには、通常、分散媒が含まれ、必要に応じて、正極に使用される公知の成分、例えば、導電剤、結着剤、および／または増粘剤などを添加してもよい。
分散媒としては、水、有機媒体、またはこれらから選択される二種以上の媒体を混合した混合媒体などが使用できる。
【００２６】
導電剤としては、電子伝導性を有する材料であれば特に限定されない。例えば、天然黒鉛（鱗片状黒鉛など）、人造黒鉛、膨張黒鉛などのグラファイト；アセチレンブラック、ケッチェンブラックなどのカ−ボンブラック；炭素繊維、金属繊維などの導電性繊維；銅粉などの金属粒子；ポリフェニレン誘導体などの有機導電性材料などが例示できる。これらの導電剤は、一種を単独でまたは二種以上を組み合わせて用いてもよい。導電剤としては、水酸化コバルト、および／またはγ型のオキシ水酸化コバルトなどの導電性のコバルト酸化物を用いてもよい。
導電剤の量は、活物質１００質量部に対して、例えば、０．０１質量部以上２０質量部以下であり、好ましくは０．１質量部以上１０質量部以下である。
【００２７】
導電剤は、正極ペーストに添加し、他の成分とともに混合して用いてもよい。また、活物質粒子の表面に、導電剤を予め被覆させてもよい。導電剤の被覆は、公知の方法、例えば、活物質粒子の表面に、導電剤をまぶしたり、導電剤を含む分散液を付着させて乾燥させたり、および／またはメカノケミカル法などにより機械的に被覆させたりすることにより行うことができる。
【００２８】
結着剤としては、樹脂材料、例えば、スチレン−ブタジエン共重合ゴムなどのゴム状材料；ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂；ポリフッ化ビニリデンなどのフッ素樹脂；エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸メチル共重合体などのアクリル樹脂およびそのＮａイオン架橋体などが例示できる。これらの結着剤は、一種を単独でまたは二種以上を組み合わせて使用できる。
結着剤の量は、活物質１００質量部に対して、例えば、７質量部以下であり、０．０１質量部以上５質量部以下であってもよい。
【００２９】
増粘剤としては、例えば、カルボキシメチルセルロースおよびその変性体（Ｎａ塩、アンモニウム塩などの塩も含む）、メチルセルロースなどのセルロース誘導体；ポリビニルアルコールなどの酢酸ビニルユニットを有するポリマーのケン化物；ポリエチレンオキシドなどのポリアルキレンオキサイドなどが挙げられる。これらの増粘剤は、一種を単独でまたは二種以上を組み合わせて使用できる。
増粘剤の量は、活物質１００質量部に対して、例えば、５質量部以下であり、０．０１質量部以上３質量部以下であってもよい。
【００３０】
また、正極ペーストは、添加剤として、酸化亜鉛、および／または水酸化亜鉛などの金属化合物（酸化物、および／または水酸化物など）などを含んでもよい。
【００３１】
（負極）
負極は、負極芯材と負極芯材に担持された負極活物質とを備える。
負極活物質は、４５℃での水素平衡圧が０．５ａｔｍ以上（≒０．０５ＭＰａ以上）、３．５ａｔｍ以下（≒０．３５ＭＰａ以上）の水素吸蔵合金を含む。４５℃での水素平衡圧が０．５ａｔｍ未満では、低温出力特性が低下し、３．５ａｔｍを超えると、高温耐久性が低下する。より高い低温出力特性が得られる観点からは、４５℃での水素平衡圧は、０．６ａｔｍ以上（≒０．０６ＭＰａ以上）３．５ａｔｍ以下であることが好ましい。
【００３２】
水素吸蔵合金は、金属性結合を有するものであり、水素親和性の高い元素と水素親和性の低い元素とを組み合わせて含む。水素親和性の高い元素は、Ａサイトに位置し易く、水素親和性の低い元素は、Ｂサイトに位置し易い。水素吸蔵合金の結晶構造は特に制限されず、例えば、ＡＢ2型（例えば、ＭｇＣｕ2型）、ＡＢ3型（例えば、ＣｅＮｉ3型）、ＡＢ5型（例えば、ＣａＣｕ5型）、Ａ2Ｂ7型（例えば、Ｃｅ2Ｎｉ7型）などのいずれであってもよい。結晶構造の異なる複数の水素吸蔵合金を併用してもよい。水素吸蔵合金の結晶構造としては、上記以外に、Ａ５Ｂ１９型も知られている。ＡＢ５型の結晶構造を有する水素吸蔵合金は、水素解離反応のエンタルピーが、他の結晶構造、特にＡＢ3型あるいはＡ５Ｂ１９型の結晶構造を有する水素吸蔵合金に比べ、高い値を有する。このことにより、高温での電池特性の劣化の一つである合金結晶構造の崩れが抑制される。よって、ＡＢ５型の結晶構造を有する水素吸蔵合金を用いる場合、高い高温耐久性を確保することができるため特に有利である。負極活物質に占めるＡＢ５型の結晶構造を有する水素吸蔵合金の比率は、８０質量％以上であることが好ましく、９０質量％以上であることが好ましい。
【００３３】
結晶構造の種類にもよるが、Ａサイトに位置する元素としては、周期表第２〜４族元素が挙げられ、それ以外の元素は、Ｂサイトに位置し易い。Ａサイトに位置する元素としては、例えば、ランタノイド元素、アクチノイド元素、アルカリ土類金属元素、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、およびＨｆからなる群より選択される少なくとも一種が好ましい。高容量が得られ易い観点から、Ａサイトに位置する元素は、少なくともランタノイド元素を含むことが好ましく、ランタノイド元素と、アクチノイド元素、アルカリ土類金属元素、Ｓｃ、  Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、およびＨｆからなる群より選択される少なくとも一種とを含んでもよい。
【００３４】
ランタノイド元素には、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、およびＬｕが含まれる。アクチノイド元素としては、例えば、Ａｃ、Ｔｈ、Ｐａ、Ｎｐなどが挙げられる。アルカリ土類金属元素としては、例えば、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどが挙げられる。高い高温耐久性を確保し易い観点からは、Ａサイトに位置する元素に占める、Ｍｇなどのアルカリ土類金属元素の比率は小さいことが好ましく、例えば、１モル％以下であることがさらに好ましい。特に、Ｍｇの比率が小さい（またはＭｇを含まない）ＡＢ５型の結晶構造を有する水素吸蔵合金は、ナトリウムイオンを含むアルカリ電解液に対して、耐食性が高い。そのため、このような水素吸蔵合金は、本実施形態に係るアルカリ蓄電池のように、ナトリウムイオン濃度が高いアルカリ電解液と組み合わせて用いるのに特に適している。
【００３５】
水素吸蔵量を高めて、水素吸蔵合金の表面に水素リッチな状態を作り易い観点から、Ａサイトに位置する元素は、ランタノイド元素のうち、Ｌａおよび／またはＣｅを含むことが好ましく、少なくともＬａを含むことがさらに好ましい。ＬａやＣｅの比率を多くすることで水素平衡圧を高めることができる。Ａサイトに位置する元素に占めるＬａの比率は、５０質量％以上であることが好ましく、５５質量％以上または６０質量％以上であってもよい。Ｌａの比率がこのような範囲では、水素による酸素の還元反応を促進させる効果がさらに高くなる。よって、水素吸蔵合金の酸化を抑制する効果がさらに高まるとともに、正極集電板と正極芯材や正極リードとの接続箇所の腐食を抑制する効果をさらに高めることができる。水素吸蔵合金は、Ｌａおよび／またはＣｅに加えて、Ｚｒなどの周期表第４族元素を含んでいてもよい。
【００３６】
Ｂサイトに位置する元素としては、周期表第５族〜第１１族の遷移金属元素、第１２族元素、および第１３族〜１４族の第３周期〜第５周期の元素からなる群より選択される少なくとも一種が好ましい。Ｂサイトに位置する元素としては、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｃｕ、およびＡｇなどの遷移金属元素；Ｚｎなどの第１２族元素；Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎなどの第１３族元素；ならびに、Ｓｉ、Ｇｅ、およびＳｎなどの第１４族元素が好ましい。中でも、Ｂサイトに位置する元素は、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、およびＳｎからなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。Ｂサイトに位置する元素は、Ｍｎを含むことが好ましいが、水素平衡圧を高める観点からは、Ｍｎの比率は小さい方が好ましい。水素吸蔵合金は、Ｍｎ、Ｃｏ、およびＮｉを含むことが好ましい。水素吸蔵合金がＭｎおよびＣｏを含むことで、水素吸蔵合金の結晶が膨張収縮しても、結晶構造が乱れるのを抑制できるとともに、水素吸蔵合金粒子の微粉化を抑制することができる。また、水素吸蔵合金がＮｉを含むことで、高容量を確保できるとともに、低温特性を向上できる。容量および低温特性をさらに高める観点からは、Ｎｉの比率が多い方が好ましいが、Ｎｉの比率が多くなると、膨張収縮に伴う、原子の結晶格子位置のズレが、より大きくなり、構造破壊による微粉化がより生じ易くなる傾向がある。水素吸蔵合金がＮｉに加え、ＭｎおよびＣｏを含むことで、これらの元素による微粉化抑制効果がさらに効果的に発揮されることとなる。
【００３７】
また、高い耐久性が得られる観点から、水素吸蔵合金は、Ａｌを含むことが好ましく、ＡｌとＭｎとを含むことがさらに好ましい。ＡｌとＭｎとを含む場合、これらの元素の相乗効果により、水素吸蔵合金粒子の微粉化を抑制することができる。Ａサイトに位置する元素に対するＡｌのモル比は、０．２５以上であることが好ましく、０．３を超えることがさらに好ましい。Ａｌのモル比がこのような範囲である場合、耐久性をさらに高めることができる。Ｍｎとの相乗効果が得られ易い観点からは、Ａサイトに位置する元素に対するＡｌのモル比は、０．５以下であることが好ましい。
【００３８】
水素吸蔵合金の具体例としては、Ｌａ0.849Ｃｅ0.151Ｎｉ4.304Ｃｏ0.418Ｍｎ0.240Ａｌ0.310、Ｌａ0.836Ｃｅ0.142Ｎｉ4.456Ｃｏ0.147Ｍｎ0.252Ａｌ0.401Ｚｒ0.022、Ｌａ0.625Ｃｅ0.375Ｎｉ4.287Ｃｏ0.448Ｍｎ0.099Ａｌ0.304などが挙げられる。
水素吸蔵合金は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３９】
水素平衡圧は、例えば、水素吸蔵合金の構成元素の種類および／または比率を調節することにより調節することができる。例えば、上述のように、ＬａやＣｅを多く用いたり、Ｍｎを少なく用いたりすることで水素平衡圧を高めることができるが、これらの場合に限らない。
【００４０】
水素吸蔵合金としては、市販のものを用いてもよく、公知の製造方法により製造したものを用いてもよい。水素吸蔵合金は、例えば、水素吸蔵合金の構成元素の単体から合金を形成する工程Ａ、工程Ａで得られた合金を粒状化する工程Ｂ、および工程Ｂで得られた粒状物を活性化処理する工程Ｃ、などを経ることにより、得ることができる。各工程は、公知の方法に準じて行うことができる。
【００４１】
負極芯材としては、公知のものが使用でき、鉄合金（ステンレス鋼など）、ニッケルまたはその合金などで形成された多孔性または無孔の基板が例示できる。負極芯材は、ニッケルめっきなどのめっき処理が施されていてもよい。支持体が多孔性基板の場合、活物質は、支持体の空孔に充填されていてもよい。
【００４２】
負極は、負極芯材に少なくとも負極活物質を含む負極ペーストを付着させることにより形成できる。具体的には、負極は、正極の場合に準じて、支持体に負極ペーストを塗布または充填した後、乾燥し、厚み方向に圧縮することにより形成できる。
【００４３】
負極ペーストは、必要に応じて、負極に使用される公知の成分、例えば、導電剤、結着剤、増粘剤などを含んでもよい。分散媒、導電剤、結着剤および増粘剤、ならびにこれらの量としては、それぞれ、正極ペーストの場合と同様のものまたは範囲から選択できる。導電剤としては、人造黒鉛、ケッチェンブラック、炭素繊維などが好ましい。
【００４４】
負極は、電池ケースに電気的に接続されるが、正極と電池ケースとをリードを介して電気的に接続してもよいが、正極の場合のように、負極集電板を用いて、負極と電池ケースとを電気的に接続することが好ましい。負極集電板を用いることで、出力を高めやすくなる。負極集電板については後述する。
【００４５】
（セパレータ）
セパレータとしては、アルカリ蓄電池に使用される公知のもの、例えば、微多孔膜、不織布、これらの積層体などが使用できる。微多孔膜および不織布の材質としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂；フッ素樹脂；ポリアミド樹脂などが例示できる。アルカリ電解液に対する耐分解性が高い点からは、ポリオレフィン樹脂製のセパレータを用いることが好ましい。
【００４６】
ポリオレフィン樹脂などの疎水性の高い材料で形成されたセパレータには、親水化処理により、親水性基を導入しておくことが好ましい。親水化処理としては、コロナ放電処理、プラズマ処理、スルホン化処理などが例示できる。これらのうち、特に、スルホン化処理されたセパレータ、つまり、スルホン酸基を有するセパレータ（ポリオレフィン製のセパレータなど）を用いることが好ましい。
【００４７】
（正極集電板）
正極集電板は、電極群に含まれる正極の正極芯材の端部に接続しており、これにより電極群（具体的には正極）と電気的に接続している。電極群の正極集電板側の端部において、正極芯材の端部（具体的には、芯材の幅方向の端部）は、セパレータや負極の端部よりも突出しており、この突出した正極芯材の端部に正極集電板（具体的には、正極集電板の電極群側の主面）が接続される。正極芯材の端部と正極集電板とが直接接続されることで、高い集電性を確保できる。また、正極集電板は、リードを介して封口板に接続されている。これにより、正極集電板は、封口板と電気的に接続される。
【００４８】
正極集電板は、鉄または鉄合金で形成されたプレートと、プレートを被覆し、かつニッケルを含むめっき被膜とを備えている。このような正極集電板を用いることで、ニッケルやニッケル合金などのニッケルを含む材料で形成される正極芯材との高い溶接強度を確保することができるとともに、封口板と接続するためのニッケル金属で構成されたリードとの高い溶接強度も確保できる。しかし、プレートに鉄または鉄合金が含まれるため、正極集電板と、正極芯材との接続箇所やリードとの接続箇所に、溶接により鉄元素が拡散して（ニッケルを含むめっき被膜の亀裂が生じて）、アルカリ電解液による腐食を受け易くなる。本実施形態では、アルカリ電解液中のアルカリ濃度およびナトリウムイオン濃度を制御するとともに、負極活物質の水素吸蔵合金の水素平衡圧を制御することで、正極集電板と正極芯材およびリードとの接続箇所の腐食を抑制できる。
【００４９】
プレートを構成する鉄合金としては、ステンレス鋼などが挙げられる。ニッケルめっきは、無電解めっきおよび電解めっきのいずれでもよい。めっき被膜は、正極集電板の表面全体を覆っていることが好ましい。
【００５０】
正極集電板の厚みは、例えば、０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。
正極集電板の形状は、電池の形状に応じて選択される。例えば、円筒形電池では、図１に示すような円盤状であり、角形電池では、角形（または角形に近い形状）の板状である。正極集電板は、負極集電板（や負極）と電池ケースの内底面とを接続する際に、溶接用の電極棒を挿入するため、通常、面方向の中央部に孔を有する。
【００５１】
（正極リード）
正極集電板と封口板との双方に接続されるリード（以下、正極リードとも言う）は、ニッケル金属で構成されている。そのため、アルカリ電解液に対する腐食が抑制され、腐食による抵抗の増加が抑制されることで、高い出力を確保できる。また、ニッケルめっきされた正極集電板との接合強度も高め易い。
【００５２】
正極リードを構成するニッケル金属は、ニッケル以外の不純物を含む場合がある。ニッケル金属中の不純物の含有量は少ない方が好ましく、例えば、１質量％以下であり、０．５質量％以下であることがより好ましい。
【００５３】
高出力が得られ易い観点からは、正極リードは、リード線よりも大きい断面積が得られ易いタブ状のリードを用いて、正極集電板と封口板とを接続することが好ましい。タブ状のリードの幅は、電池サイズに応じて決定される。タブ状のリードの厚みも電池サイズに応じて選択されるが、例えば、０．３ｍｍ以上０．６ｍｍ以下である。
【００５４】
（負極集電板）
アルカリ蓄電池が負極集電板を含む場合、負極集電板は、負極と電池ケースとを電気的に接続できればよく、材質や形状は公知のものが採用できる。正極集電板の場合と同様に、鉄または鉄合金で形成されたプレートと、プレートを被覆し、かつニッケルを含むめっき被膜とを備える負極集電板を用いてもよい。負極集電板については、正極集電板の説明を参照できる。負極集電板は、負極集電板と電池ケースの内底面とを溶接するためには、面方向の中央部には孔を有しないことが望ましい。
【００５５】
負極集電板は、好ましくは、電池ケースの底部に配置され、負極集電板上に電極群が配置される。負極集電板は、例えば、電池ケースの内底面に電気的に接続させてもよい。負極集電板と電池ケースとは、リード（負極リード）を介して接続させてもよいが、多くの場合、溶接により直接接続させる。
【００５６】
負極集電板は、負極に電気的に接続していればよく、負極に負極芯材の露出部を設けてこの露出部と負極集電板とをリードを介して接続させてもよい。高出力が得られ易い観点からは、負極集電板は、正極集電板の場合と同様に、負極芯材の端部に接続させることが好ましい。内部短絡を抑制する観点からは、電池ケースの底部側の電極群の端部において、負極芯材の端部（具体的には、負極芯材の幅方向の端部）をセパレータや正極の端部よりも突出させ、負極芯材の端部と負極集電板とを直接接続させることが好ましい。
【００５７】
（アルカリ電解液）
アルカリ電解液としては、アルカリを溶質として含む水溶液が使用される。本実施形態では、アルカリ電解液は、少なくともＮａＯＨを含んでいればよく、ＮａＯＨのみを含んでもよく、ＮａＯＨとＮａＯＨ以外のアルカリとを含んでいてもよい。ＮａＯＨ以外のアルカリとしては、例えば、ＫＯＨおよび／またはＬｉＯＨなどが挙げられる。少なくともＮａＯＨを含むアルカリ電解液を用いることで、高い高温耐久性が得られる。
【００５８】
アルカリ電解液中、アルカリの濃度は、６．５ｍｏｌ／Ｌ以下であり、６．２ｍｏｌ／Ｌ以下であることが好ましく、６ｍｏｌ／Ｌ以下であることがさらに好ましい。アルカリの濃度が６．５ｍｏｌ／Ｌを超えると、正極集電板と正極芯材や正極リードとの接続箇所の腐食の抑制効果が低減するとともに、高温耐久性が大きく低下する。
【００５９】
アルカリ電解液中、ナトリウムイオン濃度は、３ｍｏｌ／Ｌ以上である。ナトリウムイオン濃度が３ｍｏｌ／Ｌ未満である場合、高温耐久性が低下する。より高い高温耐久性が得られる観点からは、アルカリ電解液中のナトリウムイオン濃度は、３．５ｍｏｌ／Ｌ以上であることが好ましく、３．８ｍｏｌ／Ｌ以上または４ｍｏｌ／Ｌ以上であることがさらに好ましい。ナトリウムイオン濃度は、６．５ｍｏｌ／Ｌ以下であり、６ｍｏｌ／Ｌ以下であることが好ましい。ナトリウムイオン濃度の上限がこのような値であることで、特に高温における正極集電板と正極芯材や正極リードとの接合箇所の腐食をより効果的に抑制することができる。これらの下限値と上限値とは任意に組み合わせることができる。ナトリウムイオン濃度は、例えば、３ｍｏｌ／Ｌ以上６．５ｍｏｌ／Ｌ以下であり、３ｍｏｌ／Ｌ以上６ｍｏｌ／Ｌ以下、３．５ｍｏｌ／Ｌ以上６．５ｍｏｌ／Ｌ以下、３．５ｍｏｌ／Ｌ以上６ｍｏｌ／Ｌ以下、３．８ｍｏｌ／Ｌ以上６ｍｏｌ／Ｌ以下、または４ｍｏｌ／Ｌ以上６ｍｏｌ／Ｌ以下であってもよい。
【００６０】
アルカリ電解液中のカリウムイオン濃度は、例えば、３ｍｏｌ／Ｌ以下であり、２ｍｏｌ／Ｌ以下であることが好ましい。カリウムイオン濃度がこのような範囲である場合、正極集電板の正極芯材や正極リードとの接続箇所の腐食や水素吸蔵合金の劣化が進行し易くなる。しかし、本実施形態では、電解液のアルカリ濃度およびナトリウムイオン濃度と、水素吸蔵合金の水素平衡圧とを制御するため、カリウムイオン濃度がこのような範囲でも、接続箇所の腐食や水素吸蔵合金の劣化を抑制することができる。高い高温充電効率を確保する観点からは、アルカリ電解液中のカリウムイオン濃度は、１．５ｍｏｌ／Ｌ以下であることが好ましく、１．２ｍｏｌ／Ｌ以下または１ｍｏｌ／Ｌ以下であることがさらに好ましい。
【００６１】
（その他）
電池ケースは、電極群、正極集電板およびアルカリ電解液を少なくとも内部に収容できればよく、アルカリ蓄電池に使用される公知のものが使用される。電池ケースの形状は、特に制限されないが、例えば、円筒形、楕円筒形、角形などが挙げられる。
電池ケースの材質としては、例えば、鉄や鉄合金（ステンレス鋼など）などが挙げられる。電池ケースには、通常、ニッケルめっきなどのめっき処理が施されている。
【００６２】
封口板としては、正極集電板と電気的に接続し、電池ケースの開口部を封口できる限り特に制限されず、公知の構造が採用できる。
封口板の材質（少なくとも正極リードと接続される部分（封口板の底面など）の材質）としては、例えば、鉄や鉄合金（ステンレス鋼など）などが挙げられる。封口板（少なくとも正極リードと接続される部分（封口板の底面など））には、通常、ニッケルめっきなどのめっき処理が施されている。
【００６３】
封口板の周縁部において、封口板と電池ケースとの間を絶縁するための絶縁ガスケットとしては、公知のものが特に制限なく使用される。
【００６４】
［実施例］
以下、本発明を実施例および比較例に基づいて具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００６５】
実施例１
下記の手順に従って、図１に示すようなアルカリ蓄電池（ニッケル水素蓄電池）を作製し、評価を行った。
（１）正極の作製
ニッケル酸化物粒子と、所定量の水とを混合することにより、正極ペーストを調製した。
正極ペーストを、芯材としての発泡ニッケル多孔体（多孔度９５％、面密度３００ｇ／ｃｍ2）に充填し、乾燥させた。乾燥物を厚み方向に圧縮した後、所定の寸法（厚み：０．４ｍｍ、長さ：８０ｍｍ、幅：４０ｍｍ）にカットすることにより、正極を作製した。正極の理論容量が、ニッケル酸化物が充放電で１電子反応を行うとした場合、８００ｍＡｈとなるように、正極ペーストの充填量を調整した。正極の幅方向の一端部には、正極ペーストを充填せず、正極芯材のみが突出した状態とした。
【００６６】
（２）負極の作製
水素吸蔵合金として、Ｌａ0.849Ｃｅ0.151Ｎｉ4.304Ｃｏ0.418Ｍｎ0.240Ａｌ0.310（４５℃における水素平衡圧＝３．０ａｔｍ）１００質量部、増粘剤としてのカルボシキメチルセルロース０．１５質量部、導電剤としてのカーボンブラック０．３質量部および結着剤としてのスチレンブタジエン共重合体０．７質量部を混合し、得られた混合物に水を添加してさらに混合することにより、負極ペーストを調製した。
【００６７】
負極ペーストを、負極芯材としての、ニッケルめっきを施した鉄製パンチングメタル（厚み３０μｍ）の両面に塗布して塗膜を形成した。得られた塗膜を乾燥した後、芯材とともにプレスし、所定のサイズ（厚み：０．３ｍｍ、長さ：１２０ｍｍ、幅：４０ｍｍ）にカットすることにより、水素吸蔵合金負極を作製した。負極の容量は１６００ｍＡｈに調整した。なお、負極芯材の幅方向の一端部には、負極ペーストの塗膜を形成せずに、負極芯材のみを突出させた。
【００６８】
（３）アルカリ蓄電池の作製
（１）で得られた正極および（２）で得られた負極を用いて、図１に示す構造を有するニッケル水素蓄電池を作製した。
まず、正極３と、負極４との間に、セパレータ５を介在させた状態で、これらを重ねて渦巻き状に巻回することにより、電極群２を形成した。このとき、正極３の正極芯材の端部３ａと負極４の負極芯材の端部４ａとが反対に位置するように、正極３と負極４とを重ねた。セパレータ５としては、スルホン化されたポリプロピレン製のセパレータを用いた。
【００６９】
正極３の幅方向の一端部に突出した正極芯材の端部３ａを、正極集電板９に溶接した。正極芯材の端部３ａとは反対側に突出した負極芯材の端部４ａを、負極集電板８に溶接した。正極集電板９および負極集電板８とともに、電極群２を、有底円筒型の電池ケース１に収容し、電極群２の中央の空洞に溶接用の電極棒を挿入して、負極集電板８と電池ケース１の内底面とをスポット溶接した。正極集電板９としては、中央部に孔を有する角形のプレートを、ニッケルめっきしたものを用いた。正極集電板９のサイズは、縦１１ｍｍ×横１１ｍｍ×厚み１ｍｍであり、中央部の孔は直径３ｍｍの円形であった。負極集電板８としては、円盤状のプレートを、ニッケルめっきしたものを用いた。負極集電板８のサイズは、直径１１ｍｍ×厚み１であった。正極集電板９と封口板７とは、正極リード１０として、ニッケル製（Ｎｉの純度：９９．９％）のタブ状のリード（幅５ｍｍ、厚み１ｍｍ）を用い、このリードの双方の端部とそれぞれ溶接することにより接続した。
【００７０】
電池ケース１の開口近傍の外周を窪ませて溝部を設け、電池ケース１内にアルカリ電解液を注入した。アルカリ電解液としては、濃度６ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液を用いた。
【００７１】
次に、絶縁ガスケット６を介して電池ケース１の開口部に、封口板７を装着した。電池ケース１の開口端部をガスケット６に向けてかしめ、電池ケース１を封口することにより、正極で電池容量を規制した８００ｍＡｈの理論容量をもつＡＡサイズのアルカリ蓄電池（密閉形ニッケル水素蓄電池）を作製した。なお、アルカリ蓄電池は、充放電（温度：２０℃、充電条件：８０ｍＡで１６時間、放電条件：１６０ｍＡで５時間）することにより活性化させた後、評価（４）に供した。
【００７２】
（４）評価
上記（３）で得られたアルカリ蓄電池を用いて、以下の評価を行った。
（ａ）初期の内部抵抗（低温出力特性）
２０℃雰囲気下、１６０ｍＡの電流で、電圧が１．０Ｖに達するまで放電し、次いで、８０ｍＡの電流で１６時間充電することにより、放電および充電試験を行った。
その後、０℃雰囲気下で、以下の（ｉ）〜（ｉｖ）のそれぞれの条件で、パルス充放電を行い、放電１０秒後の電圧降下から内部抵抗を算出した。
（ｉ）放電：４００ｍＡの電流で２０秒パルス放電し、５分放電を休止。充電：４００ｍＡの電流で２０秒パルス充電し、５分充電を休止。
（ｉｉ）放電：８００ｍＡの電流で２０秒パルス放電し、５分間放電を休止。充電：８００ｍＡの電流で２０秒パルス充電し、４分間休止。
（ｉｉｉ）放電：１６００ｍＡの電流にて２０秒放電し、５分間放電を休止。充電：１６００ｍＡの電流で２０秒充電し、５分間充電を休止。
（ｉｖ）放電：２４００ｍＡの電流で２０秒放電し、５分間放電を休止。充電：２４００ｍＡの電流で２０秒充電し、５分間充電を休止。
この4つの電流値と放電１０秒後の電圧降下から内部抵抗を算出した。
後述の他の実施例および比較例については、実施例１の初期の内部抵抗を１００としたときの値で評価した。
【００７３】
（ｂ）トリクル耐久試験（高温耐久性）
７０℃雰囲気下、以下に示す条件で、トリクル充電を行った後、放電を実施した。
トリクル充電：４０ｍＡの電流で６０日間充電。
放電：１６０ｍＡの電流で電圧が１．０Ｖに達するまで放電
このトリクル充電と放電とを３回繰り返し、トリクル耐久試験とした。
その後、上記（ａ）と同様の条件で内部抵抗試験を実施し、トリクル耐久試験後の内部抵抗とした。
後述の他の実施例および比較例については、実施例１のトリクル耐久試験後の内部抵抗を１００としたときの値で評価した。
【００７４】
（ｃ）高温充放電効率
以下に示す常温充放電試験と高温充電試験を実施し、常温充放電試験の放電容量に対する高温充電試験の放電容量の比を高温充電効率とした。
（常温充放電試験）
２０℃雰囲気下、以下の条件で充放電を行った。
充電：２０℃雰囲気下、８０ｍＡの電流で１６時間充電し、その後１時間放置。
放電：２０℃雰囲気下、１６０ｍＡの電流で電圧が１．０Ｖに達するまで放電。
（高温充電試験）
充電：６０℃雰囲気下、８０ｍＡの電流で１６時間充電し、その後２０℃雰囲気下で３時間放置。
放電：２０℃雰囲気下、１６０ｍＡの電流で電圧が１．０Ｖに達するまで放電。
後述の他の実施例および比較例については、実施例１の高温充放電効率を１００としたときの値で評価した。
【００７５】
実施例２〜９および比較例１〜３
表１および表２に示す濃度のナトリウムイオンおよびカリウムイオンを含むアルカリ電解液を用いた。ナトリウムイオンおよびカリウムイオンの双方を含むアルカリ電解液としては、ＮａＯＨとＫＯＨを含む水溶液を用いた。水素吸蔵合金としては、表１および表２に示す水素平衡圧（４５℃）を有するものを用いた。これら以外は、実施例１と同様にしてアルカリ蓄電池を作製し、評価を行った。
【００７６】
実施例および比較例で用いた水素吸蔵合金の組成は以下の通りである。
（ｉ）組成：Ｌａ0.849Ｃｅ0.151Ｎｉ4.304Ｃｏ0.418Ｍｎ0.240Ａｌ0.310、水素平衡圧：３．０ａｔｍ（≒０．３ＭＰａ）
（ｉｉ）組成：Ｌａ0.836Ｃｅ0.142Ｎｉ4.456Ｃｏ0.147Ｍｎ0.252Ａｌ0.401Ｚｒ0.022、水素平衡圧：０．６ａｔｍ（≒０．０６ＭＰａ）
（ｉｉｉ）組成：Ｌａ0.895Ｃｅ0.081Ｎｉ4.395Ｃｏ0.146Ｍｎ0.250Ａｌ0.397Ｚｒ0.024、水素平衡圧：０．５ａｔｍ（≒０．０５ＭＰａ）
（ｉｖ）組成：Ｌａ0.625Ｃｅ0.375Ｎｉ4.287Ｃｏ0.448Ｍｎ0.099Ａｌ0.304、水素平衡圧：３．５ａｔｍ（≒０．３５ＭＰａ）
（ｖ）組成：Ｌａ0.672Ｃｅ0.327Ｎｉ3.632Ｃｏ0.721Ｍｎ0.387Ａｌ0.315、水素平衡圧：０．２ａｔｍ（≒０．０２ＭＰａ）
（ｖｉ）組成：Ｌａ0.622Ｃｅ0.378Ｎｉ4.226Ｃｏ0.516Ｍｎ0.111Ａｌ0.290、水素平衡圧：３．６ａｔｍ（≒０．３６ＭＰａ）
【００７７】
比較例４
ステンレス鋼製のタブ状のリードをニッケルめっきしたものを、正極集電板９と接続する正極リード１０として用いた。これ以外は、実施例１と同様にしてアルカリ蓄電池を作製し、評価を行った。
【００７８】
比較例５
正極集電板９を設けず、実施例１と同じ正極リードの一端部を正極芯材の端部３ａに溶接するとともに、他端部を封口板７の底面に溶接することで、正極リードを介して正極３と封口板７とを電気的に接続させた。これ以外は、実施例１と同様にしてアルカリ蓄電池を作製し、評価を行った。
実施例および比較例の結果を表１および表２に示す。Ａ１〜Ａ９は、実施例１〜９であり、Ｂ１〜Ｂ５は、比較例１〜５である。
【００７９】
【表１】
2020024784.tif 000003
【００８０】
【表２】
2020024784.tif 000004
【００８１】
表１に示すように、実施例の電池では、０℃における初期の内部抵抗が低く、高い低温出力特性が得られた。また、実施例では、高温でトリクル耐久試験後の内部抵抗も低く抑えられており、高い高温耐久性が得られた。それに対し、表２に示すように、比較例では、実施例に比べて、高温耐久性が顕著に低下した。リードにより正極と封口板とを接続した比較例７では、低温出力特性が極めて低くなった。
【００８２】
低温出力特性をさらに高める観点からは、水素吸蔵合金の４５℃における水素平衡圧を０．６ａｔｍ以上とすることが好ましい。また、高温耐久性をさらに高めたり、高い高温充電効率を確保する観点からは、ナトリウムイオン濃度を３ｍｏｌ／Ｌを超える濃度とすることが好ましく、４ｍｏｌ／Ｌ以上とすることがより好ましい。また、カリウムイオン濃度を２ｍｏｌ／Ｌ未満（好ましくは１ｍｏｌ／Ｌ以下）とすることも、高温耐久性をさらに高めたり、高温充電効率を高める上では有利である。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明の実施形態に係るアルカリ蓄電池は、低温出力特性および高温耐久性が高いため、低温や高温に晒される用途にも利用できる。アルカリ蓄電池は、バックアップ用の補助電源、非常電源、火災報知機の予備電源、非常放送用の電源などに使用したりするのに適している。また、アルカリ蓄電池は、各種電子機器、輸送機器、蓄電機器などの電源に使用することもできる。
【符号の説明】
【００８４】
１：電池ケース、２：電極群、３：正極、３ａ：正極芯材の端部、４：負極、４ａ：負極芯材の端部、５：セパレータ、６：絶縁ガスケット、７：封口板、８：負極集電板、９：正極集電板、１０：正極リード
【図１】
2020024784.tif 000005