(57)【要約】【課題】  焼結式正極板とペースト式負極板を、２枚の織布の間に微多孔性フィルムを挟んで成るセパレータを介して交互に積層して成るベント形アルカリ蓄電池において、低温における良好な高率放電特性の向上をもたらすベント形アルカリ蓄電池を提供する。【解決手段】  上記課題に記載の構成から成るベント形アルカリ蓄電池において、該織布の目付けを４１ｇ／ｍ2 以下とし、且つ負極容量／正極容量の容量比を１．４０以上とすることを特徴とする。これにより、低温における良好な高率放電特性を長時間に亘り維持できる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼結式正極板とペースト式負極板の夫々の所望枚数を、２枚の不織布間に微多孔性フィルムを挟んで積層して成るセパレータを介在し交互に積層して組み立てた極板群を電槽内に収容すると共に、アルカリ電解液を注入し、該電槽にベント機構を具備した蓋を該電槽に施して成るベント形アルカリ蓄電池において、その各該不織布の目付けを４１ｇ／ｍ2 以下とし、且つ負極容量／正極容量の容量比を１．４０以上とすることを特徴とするベント形アルカリ蓄電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベント形アルカリ蓄電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のアルカリ蓄電池には、密閉形とベント形（開放形）があり、電解液としてアルカリ電解液を用い、代表的にはニッケル・カドミウム蓄電池がある。その正，負両極板に、ポケット式極板を使用したもの、焼結式極板を使用したもの、ペースト式極板を使用したものが一般的であり、また、セパレータとしては、ガラス、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリアミド、ナイロンなどの不織布やこれらをマット状のものが一般に用いられている。
一方、ベント形アルカリ蓄電池として、下記の特許文献１には、正極板として焼結式ニッケル極板と負極板としてペースト式カドミウム極板とを組み合わせ、その正，負極間に、セパレータとして不織布２枚とその間にセロファン１枚を挟んで成るセパレータを介在させて成る極板群を用いたものは公知である。
【特許文献１】特開昭６３−１６６１６１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のベント形アルカリ蓄電池において、低温高率放電特性の優れたものは未だ開発されていない。
そこで、特に、酷寒の地域において高率放電性能の向上に適したベント形アルカリ蓄電池の開発が望まれる。本発明はかゝる課題を解決したものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明のベント形アルカリ蓄電池は、焼結式正極板とペースト式負極板の夫々の所望枚数を、２枚の不織布間に微多孔性フィルムを挟んで積層して成るセパレータを介在し交互に積層して組み立てた極板群を電槽内に収容すると共に、アルカリ電解液を注入し、該電槽にベント機構を具備した蓋を該電槽に施して成るベント形アルカリ蓄電池において、その各該不織布の目付けを４１ｇ／ｍ2 以下とし、且つ負極容量／正極容量の容量比を１．４０以上とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
上記のように、各不織布の目付け４１ｇ／ｍ2 以下とし且つ正負極容量比１．４０以上とすることにより、低温下における高率放電性能を向上すると共に、規定放電時間を超える長時間に亘り優れた高率放電特性をもたらすベント形アルカリ蓄電池が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明の実施の形態例をベント形アルカリ蓄電池として代表的なベント形ニッケル・カドミウム蓄電池につき以下詳述する。
該ベント形アルカリ蓄電池の電池要素である極板群は、正極板としては、ニッケル焼結式正極板を用い、負極板としてはペースト式カドミウム負極板を用い、これらの正，負極板間に介在せしめるセパレータとしては、２枚の不織布の間に微多孔性合成樹脂性フィルムを挟んだ積層体から成るものを用いる。以上の基本構成は、上記に引用した特許文献１に公知である。
かゝるベント形アルカリ蓄電池の極板群において、本発明によれば、各該不織布の目付けは４１ｇ／ｍ2 以下のものを使用し、且つ該極板群を構成する負極板と正極板の負極容量／正極容量の容量比が１．４０以上のものを使用することにより上記の効果をもたらす。
【０００７】
上記のニッケル焼結式正極板及びぺースト式カドミウム負極板は、公知の所望の製造法で夫々製造すればよいので、その夫々の詳細な製造法の説明は省略するが、所望枚数のニッケル焼結式正極板と所望枚数のペースト式カドミウム負極板とを組み合わせて極板群を組み立てるとき、各正極板に充填されたオキシ水酸化ニッケル活物質の容量に対する各負極板中に充填されたカドミウム活物質の容量比を１．４０以上とすることが重要である。
この場合、焼結式正極板とペースト式負極板とを製造するとき、予め、上記の容量比が１．４０以上となるように、焼結式正極板に充填されるオキシ水酸化ニッケルの正極活物質の充填量とペースト式負極板中に充填されるカドミウムの負極活物質の充填量を夫々充填されたものを連続製造し、これら正，負極板を夫々所望枚数を組み合わせて上記のように極板群を構成する。
或いは、所望の正極容量の異なる焼結式ニッケル正極板と所望の負極容量の異なるペースト式カドミウム負極板を夫々多数枚製造しておき、この中から、正負極の容量比が１．４０以上となるように正極板と負極板を選択し、これらを組み合わせて上記のように極板群を構成する。
【０００８】
一方、不織布としては、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、ナイロンなどの合成樹脂製繊維から成る不織布が好ましく使用されるが、その目付けは４１ｇ／ｍ2 以下とすることが重要である。
また、微多孔性フィルムとしては、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、ナイロン、ポリエチレン系などの合成樹脂製の微多孔性フィルムから選択使用する。
この場合、不織布と微多孔性フィルムの材質は同じものを使用することが一般であり好ましい。
【０００９】
上記のニッケル焼結式正極板とペースと式カドミウム負極板の夫々の所望枚数を、前記の目付けを有する不職布２枚とその間に１枚の微多孔性合成樹脂フィルムとを挟んで構成した各セパレータを介在して交互に積層して極板群を組み立て、次いで、該極板群の正極耳列および負極耳列を夫々接続する正，負極ストラップを設け、各ストラップに正，負極柱を立設した後、該極板群を合成樹脂電槽内に収容し、更に該電槽内にアルカリ電解液の所望量を注入した後、該電槽に、液口栓、安全弁などの所望のベント機構を具備した合成樹脂製の蓋を施し、ヒートシールなどで気液密に結着して本発明のベント形ニッケル・カドミウム蓄電池を製造する。
尚、アルカリ電解液は、ＮａＯＨ又はＫＯＨの単独成分の低温で凍結しない濃厚な比重１．３０〜１．３５の範囲の水溶液、或いはこれら２成分にＬｉＯＨを添加した３成分から成る水溶液を用いる。
【００１０】
図１は、上記のニッケル・カドミウム蓄電池などの本発明のベント式アルカリ蓄電池の電池要素である極板群の一部を示す。参照符号で１はニッケル焼結式正極板などの焼結式正極板、２はペースト式カドミウム負極板などのペースト式負極板、３は交互に積層した正，負極板間に介在させたセパレータ、３ａは目付けが４１ｇ／ｍ2 以上を有するポリプロピレン製などの不織布、３ｂはポリプロピレン製などの合成樹脂製の微多孔性フィルムを示す。
【００１１】
次に、比較試験により、本発明によるベント形アルカリ蓄電池の低温下での高率放電性能の向上をもたらすことを明らかにする。
実施例
正，負極容量比が１．４０となるように、予め正極活物質として、オキシ水酸化ニッケルを所定量充填された厚さ０．５７ｍｍのニッケル焼結式正極板を１９枚と負極活物質、カドミウムを所定量充填された厚さ０．５８ｍｍのペースト式カドミウム負極板１８枚とを用意し、目付けは４１ｇ／ｍ2 、厚さ０．１１ｍｍのポリプロピレン製不織布２枚と該不織布間に厚さ０．０２５ｍｍのポリプロピレン製微多孔性フィルム１枚を挟み込んで成るセパレータを介し上記の正，負極板を交互に積層して極板群を組み立て、次いで、該極板群の正極耳列と負極耳列を夫々接続するストラップを常法により設けると共に、その正，負極ストラップに夫々正極柱と負極柱を溶接し立設した後、該極板群を合成樹脂製電槽に不動に収容し、更に、該電槽に、ベント機構として液口栓を具備した合成樹脂製蓋を熱融着して容量が４０Ａｈの電池を組み立てた後、該液口栓を取り外して開口した注液口から水酸化カリウムから成る比重１．３２のアルカリ水溶液から成る電解液を注入してベント形アルカリ蓄電池を製造した。以下、この電池を本発明電池Ａと称する。
比較例１
セパレータの構成部材である２枚のポリプロピレン製不織布として、目付けが４６ｇ／ｍ2 のものを用いた以外は、上記実施例と同じ構成から成る容量が４０Ａｈのベント形アルカリ蓄電池を製造した。以下、この電池を比較電池Ｂと称する。
比較例２
ニッケル焼結式極板の正極活物質の充填量とペースト式カドミウム負極板の負極活物質の充填量を変えて、その正，負極容量比を１．２０とした以外は、上記実施例と同じ構成から成る容量が４０Ａｈのベント形アルカリ蓄電池を製造した。以下、この電池を比較電池Ｃと称する。
【００１２】
次に、上記の本発明電池Ａ、比較電池Ｂ及び比較電池Ｃにつき、次のように低温高率放電試験を行った。
即ち、これらの各電池につき、２５℃で１Ｃの電流で１．５５Ｖまで充電後、０．２Ｃの電流で３時間充電した後、放電を−３０℃下で９Ｃの電流（３６０Ａ）で電圧０．６８５Ｖまで行う低温高率放電試験を行った。その結果は図２に示す通りであった。
即ち、本発明電池Ａの高率放電特性曲線ａが示すように、そのセル端子電圧は、規定放電時間１８０秒をはるかに超え２８０秒でカットオフ電圧０．６８５Ｖに達し、長期に亘り低温高率放電を長時間に亘り維持した。これに対し、比較電池Ｂの高率放電特性曲線ｂは、上記の放電開始後、そのセル端子電圧は、直ちにカットオフ電圧以下となり、セル端子電圧は僅か最大０．６Ｖであり、低温高率放電特性は極めて劣っていた。また、比較電池Ｃの高率放電特性曲線ｃは、規定放電時間１８０秒より僅か手前の１３０秒当たりでカットオフ電圧に達した。
【００１３】
上記から明らかなように、不織布の目付けが４１ｇ／ｍ2 であり且つ正，負極容量比が１．４０であるとき、上記のように低温高率放電特性の良好なベント形アルカリ蓄電池が得られることが判った。
尚、更に、不織布の目付け及び正負極の容量比の一方又は両方を色々に変えた各種のベント形ニッケル・カドミウム蓄電池を製造し、これらの各電池につき、−３０℃の環境下で上記の低温高率放電特性試験を行った結果、不織布の目付けは２６〜４１ｇ／ｍ2 の範囲で、且つ正負極容量比は１．４０〜２．００の範囲で夫々規定放電時間を越える良好な長期に亘る高率放電特性を維持することが判った。目付けが４１ｇ／ｍ2 以下になると、蓄電池の寿命が低下し、正負極容量比が２．００を超えると、正極の割合が少なくなり容量が低下する傾向になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のベント形アルカリ蓄電池の極板群の構成を示す図。
【図２】本発明の優れた低温高率放電特性の１例を示すグラフ。
【符号の説明】
【００１５】
１  焼結式正極板
２  ペースト式負極板
３  セパレータ
３ａ  不織布
３ｂ  微多孔性合成樹脂フィルム
【図１】
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【図２】
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