(57)【要約】【課題】廉価であって新たなニッケル金属水素化物電池を提供する。【解決手段】  鉄を含有する集電箔と、  タングステン酸又はその塩とアルカリ金属水酸化物とを含む水溶液からなる電解液と、を備えることを特徴とするニッケル金属水素化物電池。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄を含有する集電箔と、
タングステン酸又はその塩とアルカリ金属水酸化物とを含む水溶液からなる電解液と、を備えることを特徴とするニッケル金属水素化物電池。
【請求項２】
前記鉄を含有する集電箔の一面に正極活物質層が形成され、他面に負極活物質層が形成された双極型電極を備える請求項１に記載のニッケル金属水素化物電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ニッケル金属水素化物電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ニッケル金属水素化物電池は、正極活物質として水酸化ニッケルなどのニッケル酸化化合物を有する正極と、負極活物質として水素吸蔵合金を有する負極と、アルカリ金属水溶液からなる電解液とを具備する二次電池である。
【０００３】
ニッケル金属水素化物電池の電解液として用いられるアルカリ金属水溶液としては、イオン伝導性に優れる、高濃度の水酸化カリウム水溶液が一般的である。例えば、特許文献１の実施例１には、１〜８ｍｏｌ／Ｌの水酸化カリウム水溶液を電解液として用いたニッケル金属水素化物電池が具体的に記載されている。
【０００４】
また、水酸化カリウム及び水酸化リチウムを溶解した水溶液をニッケル金属水素化物電池の電解液として用いることも知られており、さらに、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム及び水酸化リチウムを溶解した水溶液をニッケル金属水素化物電池の電解液として用いることも知られている。
【０００５】
特許文献１の実施例２には、水酸化カリウム及び水酸化リチウムを溶解した水溶液を電解液として用いたニッケル金属水素化物電池が具体的に記載されている。特許文献２の実施例には、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム及び水酸化リチウムを溶解した水溶液を電解液として用いたニッケル金属水素化物電池が具体的に記載されている。特許文献３の実施例には、５．５ｍｏｌ／Ｌの水酸化カリウム水溶液、０．５ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液、及び０．４〜１．８ｍｏｌ／Ｌの水酸化リチウム水溶液を混合した水溶液を電解液として用いたニッケル金属水素化物電池が具体的に記載されている。
【０００６】
高濃度の水酸化ナトリウム水溶液をニッケル金属水素化物電池の電解液として用いることも知られており、さらに、水酸化ナトリウム及び水酸化リチウムを溶解した水溶液をニッケル金属水素化物電池の電解液として用いることも知られている。例えば、特許文献４の実施例には、６〜９ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液、又は、水酸化ナトリウムを４．８〜８．５ｍｏｌ／Ｌの濃度で含み、かつ水酸化リチウムを０．５〜１．２ｍｏｌ／Ｌの濃度で含む水溶液を、電解液として用いたニッケル金属水素化物電池が具体的に記載されている。
【０００７】
また、ニッケル金属水素化物電池の集電体としては、ニッケル製の網状体や、多数の貫通孔を有するニッケル製のシートが採用されるのが一般的である。
実際に、特許文献１には、網状のニッケル製集電体を備えるニッケル金属水素化物電池が具体的に記載されている。特許文献２には、発泡状のニッケル基板やニッケルメッキ繊維基板を集電体として備えるニッケル金属水素化物電池が具体的に記載されている。特許文献３には、発泡ニッケルからなる基板を集電体として備えるニッケル金属水素化物電池が具体的に記載されている。特許文献４には、ニッケル製のパンチングシートやニッケル多孔体を集電体として備えるニッケル金属水素化物電池が具体的に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭６１−２１４３７０号公報
【特許文献２】特開平１１−１６２４６０号公報
【特許文献３】特開２００４−３１２９２号公報
【特許文献４】特開２００７−２５０２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
さて、産業界は、廉価なニッケル金属水素化物電池を切望している。
本発明はかかる事情に鑑みて為されたものであり、廉価であって新たなニッケル金属水素化物電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、廉価なニッケル金属水素化物電池を提供するにあたり、集電体の構成元素として廉価な鉄を用いることを想起した。また、本発明者は、ニッケル金属水素化物電池の製造工程を簡便化することを目的として、さらには、ニッケル金属水素化物電池の内部抵抗を軽減させる双極型電極への適用を考慮して、集電体の形状を、貫通孔が無い箔状にすることを想起した。
【００１１】
ここで、鉄は酸には比較的容易に溶解するが、ニッケル金属水素化物電池に用いられるアルカリ性の水溶液に対する溶解性が高いとはいえない。しかしながら、鉄を含有する集電箔が、長期間、アルカリ性の水溶液と接触した場合には、徐々に鉄の溶出が蓄積して、集電箔の厚みの減少や集電箔に貫通孔が形成されることが懸念される。
【００１２】
本発明者の鋭意検討の結果、タングステン酸ナトリウムを添加したアルカリ性の水溶液を電解液として採用した場合には、鉄の溶出を抑制できることを本発明者は知見した。
かかる知見に基づき、本発明者は本発明を完成させた。
【００１３】
本発明のニッケル金属水素化物電池は、
鉄を含有する集電箔と、
タングステン酸又はその塩とアルカリ金属水酸化物とを含む水溶液からなる電解液と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のニッケル金属水素化物電池は、鉄を含有する集電箔を用いるので廉価である。また、電解液にタングステン酸又はその塩が添加されていることで、集電箔からの鉄の溶出が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】応用例１の双極型ニッケル金属水素化物電池の模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明を実施するための形態を説明する。なお、特に断らない限り、本明細書に記載された数値範囲「ａ〜ｂ」は、下限ａ及び上限ｂをその範囲に含む。そして、これらの上限値及び下限値、ならびに実施例中に列記した数値も含めてそれらを任意に組み合わせることで数値範囲を構成し得る。さらに、これらの数値範囲内から任意に選択した数値を、新たな上限や下限の数値とすることができる。
【００１７】
本発明のニッケル金属水素化物電池は、
鉄を含有する集電箔と、
タングステン酸又はその塩とアルカリ金属水酸化物とを含む水溶液からなる電解液と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
集電箔としては、鉄を含有する金属材料を箔状にしたものを採用してもよいし、鉄を含有する箔状の金属材料を母材として、母材の表面をニッケルなどの他の金属で被覆したものを採用してもよい。母材の表面をニッケルで被覆したものとしては、母材をニッケルでメッキしたものや、母材にニッケルを圧着して貼り合わせたクラッド鋼を例示できる。
母材の表面をニッケルなどの他の金属で被覆したものを集電箔として採用したニッケル金属水素化物電池においては、短期的には鉄の溶解抑制効果の有無は無関係であるが、長期的には経年劣化などにより、部分的に被覆状態が解消される場合が想定されるため、その際に鉄の溶解抑制効果が役立つといえる。また、母材をニッケルなどの他の金属でメッキした場合には、一定の割合でメッキの欠陥が存在するため、本発明はメッキの欠陥部における鉄の溶解抑制に効果があるといえる。
【００１９】
鉄を含有する金属材料としては、鋼が好ましい。鋼としては、炭素鋼、合金鋼を例示でき、ステンレス鋼やＪＩＳ  Ｇ  ３１４１に規定される冷間圧延鋼板が好ましい。
【００２０】
集電箔の厚みとしては、５〜１５０μｍ、１０〜１００μｍ、１５〜５０μｍ、２０〜３０μｍを例示できる。
【００２１】
電解液は、タングステン酸又はその塩とアルカリ金属水酸化物とを含む水溶液である。
【００２２】
タングステン酸の塩としては、リチウム塩、ナトリウム塩などのアルカリ金属塩が好ましい。
【００２３】
電解液には、タングステン酸及びその塩のうち１種類を用いてもよいし、複数種類を併用してもよい。電解液における、タングステン酸及びその塩の濃度としては、０．００１〜０．５ｍｏｌ／Ｌが好ましく、０．００５〜０．４ｍｏｌ／Ｌがより好ましく、０．０１〜０．３ｍｏｌ／Ｌがさらに好ましく、０．０１５〜０．２ｍｏｌ／Ｌが特に好ましい。
【００２４】
電解液に含まれるアルカリ金属水酸化物としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムを例示できる。電解液には、１種類のアルカリ金属の水酸化物を含んでいてもよいし、複数種類のアルカリ金属の水酸化物を含んでいてもよい。特に、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムの３種類のアルカリ金属の水酸化物を含んでいるものが好ましい。
電解液における、アルカリ金属の水酸化物の濃度としては、２〜１０ｍｏｌ／Ｌが好ましく、３〜９ｍｏｌ／Ｌがより好ましく、４〜８ｍｏｌ／Ｌがさらに好ましい。
【００２５】
電解液には、ニッケル金属水素化物電池用電解液に採用される公知の添加剤が添加されていてもよい。
【００２６】
次に、本発明のニッケル金属水素化物電池の具体的な構成について説明する。本発明のニッケル金属水素化物電池は、具体的には、正極活物質を含む正極活物質層を具備する正極と、電解液と、負極活物質を含む負極活物質層を具備する負極と、セパレータを備える。
【００２７】
ここで、本発明のニッケル金属水素化物電池は、正極及び負極を別個の電極として備える通常のニッケル金属水素化物電池であってもよいし、または、集電箔の一面に正極活物質層を具備し、かつ、他面に負極活物質層を具備する双極型電極を備える、双極型のニッケル金属水素化物電池であってもよい。
【００２８】
以下、正極及び負極についての説明を行うが、双極型電極の説明については、正極及び負極についての説明を適宜適切に援用することとする。
まず、正極について説明するが、負極の構成と重複するものについては、正極との限定を付さずに説明する。
【００２９】
正極は、集電箔と集電箔の表面に形成された正極活物質層とを含む。
正極活物質層は正極活物質を含み、必要に応じて正極添加剤、結着剤及び導電助剤を含む。
【００３０】
正極活物質としては、ニッケル金属水素化物電池の正極活物質として用いられるものであれば限定されない。具体的な正極活物質として、水酸化ニッケル、金属をドープした水酸化ニッケルを例示できる。水酸化ニッケルにドープする金属として、マグネシウム、カルシウムなどの第２族元素、コバルト、ロジウム、イリジウムなどの第９族元素、亜鉛、カドミウムなどの第１２族元素を例示できる。
【００３１】
正極活物質層には、正極活物質が正極活物質層全体の質量に対して、７５〜９９質量％で含まれるのが好ましく、８０〜９７質量％で含まれるのがより好ましく、８５〜９５質量％で含まれるのがさらに好ましい。
【００３２】
正極添加剤は、ニッケル金属水素化物電池の電池特性を向上させるために正極に添加されるものである。正極添加剤としては、ニッケル金属水素化物電池の正極添加剤として用いられるものであれば限定されない。具体的な正極添加剤として、Ｎｂ２Ｏ５などのニオブ化合物、ＷＯ２、ＷＯ３、Ｌｉ２ＷＯ４、Ｎａ２ＷＯ４及びＫ２ＷＯ４などのタングステン化合物、Ｙｂ２Ｏ３などのイッテルビウム化合物、ＴｉＯ２などのチタン化合物、Ｙ２Ｏ３などのイットリウム化合物、ＺｎＯなどの亜鉛化合物、ＣａＯ、Ｃａ（ＯＨ）２及びＣａＦ２などのカルシウム化合物、並びに、その他の希土類酸化物を例示できる。
【００３３】
正極活物質層には、正極添加剤が正極活物質層全体の質量に対して、０．１〜１０質量％で含まれるのが好ましく、０．５〜５質量％で含まれるのがより好ましい。
【００３４】
結着剤は活物質などを集電箔の表面に繋ぎ止める役割を果たすものである。結着剤としては、ニッケル金属水素化物電池の電極用結着剤として用いられるものであれば限定されない。具体的な結着剤として、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン及びフッ素ゴムなどの含フッ素樹脂、ポリプロピレン及びポリエチレンなどのポリオレフィン樹脂、ポリイミド及びポリアミドイミドなどのイミド系樹脂、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース及びヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース誘導体、スチレンブタジエンゴムなどの共重合体、並びに、（メタ）アクリル酸誘導体をモノマー単位として含有する、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸及びポリメタクリル酸エステルなどの（メタ）アクリル系樹脂を例示できる。
【００３５】
活物質層には、結着剤が活物質層全体の質量に対して、０．１〜１５質量％で含まれるのが好ましく、０．３〜１０質量％で含まれるのがより好ましく、０．５〜７質量％で含まれるのがさらに好ましい。結着剤が少なすぎると電極の成形性が低下し、また、結着剤が多すぎると電極のエネルギー密度が低くなるためである。
【００３６】
導電助剤は、電極の導電性を高めるために添加される。そのため、導電助剤は、電極の導電性が不足する場合に任意に加えればよく、電極の導電性が十分に優れている場合には加えなくても良い。具体的な導電助剤としては、コバルト、ニッケル、銅などの金属、コバルト酸化物などの金属酸化物、及びコバルト水酸化物などの金属水酸化物、カーボンブラック、黒鉛、炭素繊維などの炭素材料が例示される。
【００３７】
活物質層には、導電助剤が活物質層全体の質量に対して、０．１〜２０質量％で含まれるのが好ましい。正極活物質層には、導電助剤が正極活物質層全体の質量に対して、１〜１５質量％で含まれるのが好ましく、３〜１２質量％で含まれるのがより好ましく、５〜１０質量％で含まれるのがさらに好ましい。負極活物質層には、導電助剤が負極活物質層全体の質量に対して、０．１〜５質量％で含まれるのが好ましく、０．２〜３質量％で含まれるのがより好ましく、０．３〜１質量％で含まれるのがさらに好ましい。導電助剤が少なすぎると効率のよい導電パスを形成できず、また、導電助剤が多すぎると活物質層の成形性が悪くなるとともに電極のエネルギー密度が低くなるためである。
【００３８】
負極は、集電箔と集電箔の表面に形成された負極活物質層とを含む。
負極活物質層は、負極活物質を含み、必要に応じて負極添加剤、結着剤及び導電助剤を含む。結着剤及び導電助剤については上述したとおりである。
【００３９】
負極活物質としては、ニッケル金属水素化物電池の負極活物質として知られる水素吸蔵合金を適宜採用すればよい。
【００４０】
水素吸蔵合金としては、ニッケル金属水素化物電池の負極活物質として用いられるものであれば限定されない。水素吸蔵合金とは、基本的に、容易に水素と反応するものの、水素の放出能力に劣る金属Ａと、水素と反応しにくいものの、水素の放出能力に優れる金属Ｂとの合金である。Ａとしては、Ｍｇなどの第２族元素、Ｓｃ、ランタノイドなどの第３族元素、Ｔｉ、Ｚｒなどの第４族元素、Ｖ、Ｔａなどの第５族元素、複数の希土類元素を含有するミッシュメタル（以下、Ｍｍと略すことがある。）、Ｐｄなどを例示できる。また、Ｂとしては、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ａｌなどを例示できる。
【００４１】
具体的な水素吸蔵合金として、六方晶ＣａＣｕ5型結晶構造を示すＡＢ5型、六方晶ＭｇＺｎ2型若しくは立方晶ＭｇＣｕ2型結晶構造を示すＡＢ2型、立方晶ＣｓＣｌ型結晶構造を示すＡＢ型、六方晶Ｍｇ2Ｎｉ型結晶構造を示すＡ2Ｂ型、体心立方晶構造を示す固溶体型、並びに、ＡＢ5型及びＡＢ2型の結晶構造が組み合わされたＡＢ3型、Ａ2Ｂ7型及びＡ5Ｂ19型のものを例示できる。水素吸蔵合金は、以上の結晶構造のうち、１種類を有するものでもよいし、また、以上の結晶構造の複数を有するものでもよい。
【００４２】
ＡＢ5型水素吸蔵合金として、ＬａＮｉ5、ＣａＣｕ5、ＭｍＮｉ5を例示できる。ＡＢ2型水素吸蔵合金として、ＭｇＺｎ2、ＺｒＮｉ2、ＺｒＣｒ2を例示できる。ＡＢ型水素吸蔵合金として、ＴｉＦｅ、ＴｉＣｏを例示できる。Ａ2Ｂ型水素吸蔵合金として、Ｍｇ2Ｎｉ、Ｍｇ2Ｃｕを例示できる。固溶体型水素吸蔵合金として、Ｔｉ−Ｖ、Ｖ−Ｎｂ、Ｔｉ−Ｃｒを例示できる。ＡＢ3型水素吸蔵合金として、ＣｅＮｉ3を例示できる。Ａ2Ｂ7型水素吸蔵合金として、Ｃｅ2Ｎｉ7を例示できる。Ａ5Ｂ19型水素吸蔵合金として、Ｃｅ5Ｃｏ19、Ｐｒ5Ｃｏ19を例示できる。上記の各結晶構造において、一部の金属を、他の１種類若しくは複数種類の金属又は元素で置換してもよい。
【００４３】
水素吸蔵合金としては、希土類元素、Ｍｇ及びＮｉを含有するＡ２Ｂ７型の水素吸蔵合金が好ましい。
【００４４】
負極活物質層には、負極活物質が負極活物質層全体の質量に対して、８５〜９９質量％で含まれるのが好ましく、９０〜９８質量％で含まれるのがより好ましい。
【００４５】
負極添加剤は、ニッケル金属水素化物電池の電池特性を向上させるために負極に添加されるものである。負極添加剤としては、ニッケル金属水素化物電池の負極添加剤として用いられるものであれば限定されない。具体的な負極添加剤として、ＣｅＦ３及びＹＦ３などの希土類元素のフッ化物、Ｂｉ２Ｏ３及びＢｉＦ３などのビスマス化合物、Ｉｎ２Ｏ３及びＩｎＦ３などのインジウム化合物、並びに、正極添加剤として例示した化合物を挙げることができる。
【００４６】
負極活物質層には、負極添加剤が負極活物質層全体の質量に対して、０．１〜１０質量％で含まれるのが好ましく、０．５〜５質量％で含まれるのがより好ましい。
【００４７】
集電箔の表面に活物質層を形成させるには、ロールコート法、ダイコート法、ディップコート法、ドクターブレード法、スプレーコート法、カーテンコート法などの従来から公知の方法を用いて、集電箔の表面に活物質を塗布すればよい。具体的には、活物質、溶剤、並びに必要に応じて結着剤、導電助剤及び添加剤を混合してスラリーにしてから、当該スラリーを集電箔の表面に塗布後、乾燥する。溶剤としては、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、メタノール、メチルイソブチルケトン、水を例示できる。電極密度を高めるべく、乾燥後のものを圧縮しても良い。
【００４８】
セパレータは、正極と負極とを隔離して、両極の接触による短絡を防止しつつ、電解液の貯留空間及び通路を提供するものである。セパレータとしては、公知のものを採用すればよく、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリイミド、ポリアミド、ポリアラミド（Ａｒｏｍａｔｉｃ  ｐｏｌｙａｍｉｄｅ）、ポリエステル、ポリアクリロニトリル等の合成樹脂、セルロース、アミロース等の多糖類、フィブロイン、ケラチン、リグニン、スベリン等の天然高分子、セラミックスなどの電気絶縁性材料を１種若しくは複数用いた多孔体、不織布、織布などを挙げることができる。また、セパレータは多層構造としてもよい。
【００４９】
セパレータは、表面に親水化処理が施されていることが好ましい。親水化処理としては、スルホン化処理、コロナ処理、フッ素ガス処理、プラズマ処理を例示できる。
【００５０】
本発明のニッケル金属水素化物電池の具体的な製造方法の一態様について述べる。
正極と負極とでセパレータを挟持して電極体とする。正極の集電箔及び負極の集電箔から外部に通ずる正極端子及び負極端子までを、集電用リード等を用いて接続した後に、電極体に電解液を加えてニッケル金属水素化物電池とする。
【００５１】
本発明のニッケル金属水素化物電池の形状は特に限定されるものでなく、角型、円筒型、コイン型、ラミネート型等、種々の形状を採用することができる。
【００５２】
本発明のニッケル金属水素化物電池は、車両に搭載してもよい。車両は、その動力源の全部あるいは一部にニッケル金属水素化物電池による電気エネルギーを使用している車両であればよく、例えば、電気車両、ハイブリッド車両などであるとよい。車両にニッケル金属水素化物電池を搭載する場合には、ニッケル金属水素化物電池を複数直列に接続して組電池とするとよい。ニッケル金属水素化物電池を搭載する機器としては、車両以外にも、パーソナルコンピュータ、携帯通信機器など、電池で駆動される各種の家電製品、オフィス機器、産業機器などが挙げられる。さらに、本発明のニッケル金属水素化物電池は、風力発電、太陽光発電、水力発電その他電力系統の蓄電装置及び電力平滑化装置、船舶等の動力及び／又は補機類の電力供給源、航空機、宇宙船等の動力及び／又は補機類の電力供給源、電気を動力源に用いない車両の補助用電源、移動式の家庭用ロボットの電源、システムバックアップ用電源、無停電電源装置の電源、電動車両用充電ステーションなどにおいて充電に必要な電力を一時蓄える蓄電装置に用いてもよい。
【００５３】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲において、当業者が行い得る変更、改良等を施した種々の形態にて実施することができる。
【実施例】
【００５４】
以下に、実施例及び比較例などを示し、本発明をより具体的に説明する。なお、本発明は、これらの実施例によって限定されるものではない。
【００５５】
（実施例１）
水酸化カリウムの濃度が５．５ｍｏｌ／Ｌであり、水酸化ナトリウムの濃度が０．５ｍｏｌ／Ｌであり、水酸化リチウムの濃度が０．５ｍｏｌ／Ｌであり、Ｎａ２ＷＯ４の濃度が０．２ｍｏｌ／Ｌである水溶液を準備した。これを実施例１の電解液とした。
【００５６】
（比較例１）
水酸化カリウムの濃度が５．５ｍｏｌ／Ｌであり、水酸化ナトリウムの濃度が０．５ｍｏｌ／Ｌであり、水酸化リチウムの濃度が０．５ｍｏｌ／Ｌである水溶液を準備した。これを比較例１の電解液とした。
【００５７】
（評価例１）
５０ｍＬの実施例１の電解液に、縦４ｃｍ、横２ｃｍ、厚み５０μｍの冷間圧延鋼板：ＳＰＣＣを浸漬させて、５０℃の恒温層に保管した。２０日後及び４０日後の電解液におけるＦｅ濃度を、ＩＣＰ−ＭＳにて分析した。比較例１の電解液についても同様に試験を行った。結果を表１に示す。
【００５８】
【表１】
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【００５９】
表１の結果から、電解液にタングステン酸ナトリウムを添加することで、鉄の溶出が抑制されていることがわかる。
【００６０】
（応用例１）
電極の厚み側から観察した、応用例１の双極型ニッケル金属水素化物電池の模式断面図を、図１に示す。
【００６１】
応用例１の双極型ニッケル金属水素化物電池１は、
集電箔２０の一面に正極活物質層２１が形成された正極２と、
集電箔３０の一面に負極活物質層３１が形成された負極３と、
集電箔４０の一面に正極活物質層４１が形成され、他面に負極活物質層４２が形成された双極型電極４と、
親水化処理が施されたポリオレフィン製のセパレータ５と、を具備する。
【００６２】
正極２の集電箔２０は、冷間圧延鋼板をニッケルでメッキしたものであって、厚み２０μｍの矩形の箔である。集電箔２０の上面には、正極活物質、導電助剤、結着剤及び添加剤を含む正極活物質層２１が形成されている。そして、集電箔２０の周縁は、合成樹脂製の外枠７で固定されており、そして、外枠７の内側には、フッ素含有樹脂製のシール部６が配置されている。シール部６は、集電箔２０の上面と下面に結着されている。
【００６３】
正極２の正極活物質層２１の上面には、セパレータ５が配置されている。セパレータ５には、タングステン酸ナトリウムとアルカリ金属水酸化物とを含む水溶液からなる電解液が含浸されている。セパレータ５の面は、接する正極活物質層２１の面よりも面積が大きい。
【００６４】
正極２の正極活物質層２１の上面に配置されたセパレータ５の上面には、負極活物質層４２が対面する方向で双極型電極４が配置されている。
【００６５】
双極型電極４は、集電箔４０の上面に正極活物質層４１が形成され、下面に負極活物質層４２が形成されている。集電箔４０は正極２の集電箔２０と同様のものであり、正極活物質層４１も正極２の正極活物質層２１と同様のものである。双極型電極４の負極活物質層４２には、負極活物質及び結着剤が含有されている。
【００６６】
集電箔４０の周縁は、合成樹脂製の外枠７で固定されており、そして、外枠７の内側には、フッ素含有樹脂製のシール部６が配置されている。シール部６は集電箔４０の上面と下面に結着されており、集電箔４０の上面のシール部６はさらに上側の他の双極型電極４の集電箔４０の下面にも結着され、また、集電箔４０の下面のシール部６は正極２の集電箔２０の上面にも結着されている。すなわち、シール部６により、正極活物質層２１、セパレータ５、電解液、及び負極活物質層４２は、密閉状態にある。
【００６７】
正極２にセパレータ５を介して積層された双極型電極４の上面には、セパレータ５を介して双極型電極４が複数積層されている。
最上部の双極型電極４の正極活物質層４１の上面には、セパレータ５が配置され、そのセパレータ５の上面には、負極活物質層３１が対面する方向で負極３が配置されている。
【００６８】
負極３は、集電箔３０の下面に負極活物質層３１が形成されている。集電箔３０は正極２の集電箔２０及び双極型電極４の集電箔４０と同様のものであり、負極活物質層３１も双極型電極４の負極活物質層４２と同様のものである。そして、集電箔３０の周縁は、合成樹脂製の外枠７で固定されており、そして、外枠７の内側には、フッ素含有樹脂製のシール部６が配置されている。シール部６は集電箔３０の上面と下面に結着されており、集電箔３０の下面のシール部６は双極型電極４の集電箔４０の上面にも結着されている。
【００６９】
正極２、双極型電極４、負極３及びセパレータ５で構成される電池モジュールの厚み方向の上下には、冷却部８がそれぞれ配置されている。冷却部８はアルミニウム製の矩形板であって、空冷可能な貫通孔８０が複数設けられている。
【００７０】
冷却部８の外側には、外部と電気を通電するモジュール正極２２及びモジュール負極３２がそれぞれ配置されている。モジュール正極２２及びモジュール負極３２は、金属製の矩形板である。
そして、モジュール正極２２及びモジュール負極３２の外側には、拘束具９がそれぞれ配置されている。拘束具９は合成樹脂製の矩形板である。２つの拘束具９は、図示しない複数のボルト及びナットで締結されており、電極の厚み方向に電池モジュールを加圧して拘束している。２つの拘束具９による加圧によって、セパレータ５は圧縮されている。
【符号の説明】
【００７１】
１  双極型ニッケル金属水素化物電池
２  正極
３  負極
４  双極型電極
５  セパレータ
６  シール部
７  外枠
８  冷却部
９  拘束具
２０  集電箔（正極集電箔）
２１  正極活物質層
２２  モジュール正極
３０  集電箔（負極集電箔）
３１  負極活物質層
３２  モジュール負極
４０  集電箔（双極型電極集電箔）
４１  正極活物質層
４２  負極活物質層
８０  貫通孔
【図１】
2020047445.tif 000003