(57)【要約】      （修正有）【課題】双極型ニッケル金属水素化物電池の好適な製造方法の提供。【解決手段】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、吸水性ポリマー担持セパレータ５と、を具備する双極型ニッケル金属水素化物電池１。ａ）セパレータ基材に吸水性ポリマーを担持させた、吸水性ポリマー担持セパレータ５を準備する工程、ｂ）吸水性ポリマー担持セパレータ５に電解液を吸収させて、電解液含有セパレータを製造する工程、ｃ）負極３と双極型電極４との間に電解液含有セパレータ５を積層する工程、を有する双極型ニッケル金属水素化物電池１の製造方法。【選択図】図１
2019091636.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集電箔の一面に正極活物質層が形成された正極と、
集電箔の一面に負極活物質層が形成された負極と、
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と、
吸水性ポリマー担持セパレータと、
を具備する双極型ニッケル金属水素化物電池の製造方法であって、
ａ）セパレータ基材に吸水性ポリマーを担持させた、吸水性ポリマー担持セパレータを準備する工程、
ｂ）前記吸水性ポリマー担持セパレータに電解液を吸収させて、電解液含有セパレータを製造する工程、
ｃ）前記負極と前記双極型電極との間に前記電解液含有セパレータを積層する工程、
を有することを特徴とする双極型ニッケル金属水素化物電池の製造方法。
【請求項２】
前記セパレータ基材がスルホン化以外の親水化処理が施されたものであって、かつ、前記吸水性ポリマーがスルホン酸基を含有するポリマーである請求項１に記載の双極型ニッケル金属水素化物電池の製造方法。
【請求項３】
前記負極と前記双極型電極との間以外の電極間は、吸水性ポリマーを担持させていないセパレータが積層されている請求項１又は２に記載の双極型ニッケル金属水素化物電池の製造方法。
【請求項４】
集電箔の一面に正極活物質層が形成された正極と、
集電箔の一面に負極活物質層が形成された負極と、
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と、
スルホン化以外の親水化処理が施されたセパレータ基材に、スルホン酸基を含有する吸水性ポリマーを担持させた、吸水性ポリマー担持セパレータと、
を具備する双極型ニッケル金属水素化物電池。
【請求項５】
集電箔の一面に正極活物質層が形成された正極と、
集電箔の一面に負極活物質層が形成された負極と、
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と、
吸水性ポリマー担持セパレータと、
を具備する双極型ニッケル金属水素化物電池であって、
前記負極と前記双極型電極との間に前記吸水性ポリマー担持セパレータが積層され、
前記負極と前記双極型電極との間以外の電極間は、吸水性ポリマーを担持させていないセパレータが積層されている双極型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、双極型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、強塩基性の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。そして、ニッケル金属水素化物電池は、一般的に、正極と負極の短絡を防止するためのセパレータを具備する。
【０００３】
ニッケル金属水素化物電池の一態様として、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具備する双極型ニッケル金属水素化物電池が知られている。また、双極型ニッケル金属水素化物電池においては、電解液の漏れ対策を為されるのが一般的である。
【０００４】
特許文献１には、双極型ニッケル金属水素化物電池は、理論上、重量基準及び体積基準でのエネルギー貯蔵容量に優れることが記載されている。そして、同文献には、電解液の漏れを防ぐためのフルオロポリマーからなる内部バリヤーや、外部シールを設けた双極型ニッケル金属水素化物電池が具体的に記載されている。
【０００５】
また、ニッケル金属水素化物電池の製造においては、正極、セパレータ及び負極からなる電極体を製造した上で、当該電極体に電解液を含浸させるのが一般的である。具体的な電極体の含浸方法として、電極体を陰圧にした上で、電解液注入口から電解液を注入させて電極体に電解液を含浸させる方法や、シリンジなどを用いて電極体に電解液を注入する方法がある。
【０００６】
例えば、特許文献２には、正極、セパレータ及び負極からなる電極体を製造し、当該電極体を巻回した渦巻状電極群を電池容器に挿入した後に、電池容器に３０質量％の水酸化カリウム水溶液からなる電解液を注入して、ニッケル金属水素化物電池を製造したことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００５−５０３６５５号公報
【特許文献２】特開２００４−３１２９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明者が、正極、負極、双極型電極及びセパレータからなる電極体を製造し、当該電極体に電解液を注入して、双極型ニッケル金属水素化物電池を製造したところ、主に負極側から電解液の漏れが生じることを知見した。
また、電極体に電解液を注入する方法であれば、電解液注入時に、電解液の漏れを防ぐためのシール部や他の部材が電解液に触れる可能性が高い。そうすると、強塩基性の電解液の接触に因り、シール部などの密着強度があらかじめ低下してしまう虞があった。さらに、電極体に電解液を注入する方法であれば、電解液の含浸に長時間を要し、かつ、電極やセパレータの全体に十分に電解液が含浸しない虞もあった。
【０００９】
本発明はかかる事情に鑑みて為されたものであり、双極型ニッケル金属水素化物電池の好適な製造方法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】
本発明の双極型ニッケル金属水素化物電池の製造方法は、
集電箔の一面に正極活物質層が形成された正極と、
集電箔の一面に負極活物質層が形成された負極と、
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と、
吸水性ポリマー担持セパレータと、
を具備する双極型ニッケル金属水素化物電池の製造方法であって、
ａ）セパレータ基材に吸水性ポリマーを担持させた、吸水性ポリマー担持セパレータを準備する工程、
ｂ）前記吸水性ポリマー担持セパレータに電解液を吸収させて、電解液含有セパレータを製造する工程、
ｃ）前記負極と前記双極型電極との間に前記電解液含有セパレータを積層する工程、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の双極型ニッケル金属水素化物電池の製造方法により、双極型ニッケル金属水素化物電池の最外電極である負極側からの電解液の漏れを、抑制することができる。また、電解液含有セパレータを積層するとの工程を有するため、電解液そのものを、負極を含む電極体に直接注入する必要が無く、製造時にシール部や他の部材が電解液に触れる可能性が著しく低減されるし、製造時間を短縮することも可能である。さらに、セパレータに対する電解液の含浸ムラを実質的に無くすことが可能であり、かつ、負極活物質層及び正極活物質層の全体に電解液を浸透させることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例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。
【図２】実施例２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】
【００１３】
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。
【００１４】
本発明の双極型ニッケル金属水素化物電池の製造方法（以下、単に「本発明の製造方法」ということがある。）は、上述したａ）工程〜ｃ）工程を含むことを特徴とする。以下、本発明の双極型ニッケル金属水素化物電池の製造方法で製造される双極型ニッケル金属水素化物電池を、「本発明の双極型ニッケル金属水素化物電池」ということがある。
【００１５】
ａ）工程は、セパレータ基材に吸水性ポリマーを担持させた、吸水性ポリマー担持セパレータを準備する工程である。
【００１６】
セパレータ基材としては、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及び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、不織布及び織布などを挙げることができる。また、セパレータ基材は多層構造のものでもよい。
化学的安定性や廉価な点などから、ポリプロピレンやポリエチレンなどのポリオレフィン製不織布を採用するのが好ましい。
【００１７】
セパレータ基材は、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、界面活性剤処理を例示できる。
【００１８】
ここで、スルホン化処理とは、発煙硫酸を用いて、セパレータ基材の表面にスルホン酸基を導入する方法であるが、セパレータ基材の強度が低下するとの欠点がある。
よって、セパレータ基材には、セパレータ基材の強度低下が比較的穏やかな、スルホン化以外の親水化処理を施すのが好ましく、セパレータ基材の強度の点と親水化による電解液との親和性の点から、フッ素ガス処理を施すのがより好ましい。
【００１９】
セパレータ基材の厚みとしては、１０〜２００μｍが好ましく、３０〜１５０μｍがより好ましく、５０〜１２０μｍがさらに好ましい。セパレータ基材の面の大きさとしては、対面する正極活物質層の面及び負極活物質層の面よりも面積が広いものが好ましい。面積が広いセパレータ基材を採用することで、電極間の短絡を好適に防止できるとともに、電解液の貯留庫としての機能も好適に担うことができ、さらに、正極活物質層及び負極活物質層への電解液の供給を好適に行うことができる。
【００２０】
吸水性ポリマーとは、水を吸収可能なポリマーであって、極性の官能基を有するポリマーである。極性の官能基としては、ＯＨ基、ＮＨ２基、ＮＨ基、ＣＯ２Ｈ基、ＳＯ３Ｈ基及びＰＯ（ＯＨ）２基、並びにこれらの塩を例示できる。
【００２１】
セパレータ基材として、スルホン化以外の親水化処理を施したものを選択する場合には、極性の官能基としてＳＯ３Ｈ基又はこの塩を有する吸水性ポリマーを採用するのが好ましい。かかる吸水性ポリマーを採用することにより、双極型ニッケル金属水素化物電池の系内で発生の虞があるアンモニウムイオンなどの不純物イオンが捕捉されることが期待され、かつ、不純物イオンの存在に因る自己放電が抑制されることも期待される。
【００２２】
化学的安定性の点から、吸水性ポリマーの主鎖は炭素鎖で構成されるのが好ましく、また、吸水性ポリマーは主鎖が架橋している架橋ポリマーであるのが好ましい。
【００２３】
吸水性ポリマーを構成するモノマー単位として、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、スチレンスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、ビニルスルホン酸、ビニルホスホン酸、ビニルアルコール、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、イソブチレンに対応するモノマー単位を例示できる。
【００２４】
セパレータ基材に吸水性ポリマーを担持させるには、吸水性ポリマー含有溶液をセパレータ基材に塗布した後に乾燥する方法や、吸水性ポリマー含有溶液にセパレータ基材を浸漬させた後に乾燥する方法などを採用すればよい。吸水性ポリマー担持セパレータは粘着性を示すため、作業性向上の観点から、吸水性ポリマー担持セパレータの両面にポリプロピレンなどのフィルムを貼付して取り扱うのが好ましい。
【００２５】
ｂ）工程は、吸水性ポリマー担持セパレータに電解液を吸収させて、電解液含有セパレータを製造する工程である。
【００２６】
電解液はアルカリ金属水酸化物が溶解した水溶液である。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水酸化物を含んでいてもよい。電解液における、アルカリ金属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。
【００２７】
電解液にアルカリ金属水酸化物として水酸化リチウムのみを用いる場合には、水酸化リチウムの濃度としては、１．５〜５ｍｏｌ／Ｌが好ましく、２〜５ｍｏｌ／Ｌがより好ましく、３〜５ｍｏｌ／Ｌがさらに好ましい。電解液にアルカリ金属水酸化物として水酸化ナトリウムのみを用いる場合には、水酸化ナトリウムの濃度としては、１．５〜１５ｍｏｌ／Ｌが好ましく、３〜１０ｍｏｌ／Ｌがより好ましく、４〜８ｍｏｌ／Ｌがさらに好ましい。電解液にアルカリ金属水酸化物として水酸化カリウムのみを用いる場合には、水酸化カリウムの濃度としては、１．５〜１５ｍｏｌ／Ｌが好ましく、３〜１０ｍｏｌ／Ｌがより好ましく、４〜８ｍｏｌ／Ｌがさらに好ましい。
【００２８】
電解液はアルカリ金属ハロゲン化物を含んでもよい。アルカリ金属ハロゲン化物は電解液中で、アルカリ金属カチオンとハロゲンアニオンに電離して存在すると考えられる。そして、マイナスの電荷を有するハロゲンアニオンが正極に電気的に吸着することで、正極はハロゲンアニオンで被覆された状態となる。ハロゲンアニオンで被覆された正極においては、正極本体に対する水分子の直接接触が抑制されるため、正極における水分子の分解に起因する酸素発生が抑制されると考えられる。
【００２９】
また、アルカリ金属ハロゲン化物のアルカリ金属カチオンは、電解液中で、電解液中の水分子と配位した状態となると考えられる。ここで、水分子はアルカリ金属カチオンと強く配位した状態となることで耐酸化性が向上して、その酸素発生電位が高くなることも期待できる。
【００３０】
アルカリ金属カチオンのうちイオン半径が小さいものほど、水分子と配位しやすいといえる。アルカリ金属カチオンのイオン半径は、Ｌｉ＋＜Ｎａ＋＜Ｋ＋＜Ｒｂ＋＜Ｃｓ＋＜Ｆｒ＋の順であることが知られている。したがって、アルカリ金属ハロゲン化物としては、リチウムハロゲン化物が最も好ましく、ナトリウムハロゲン化物が次に好ましく、カリウムハロゲン化物がその次に好ましいといえる。
【００３１】
また、正極に吸着したハロゲンアニオンが酸化されて、ハロゲン単体となることは好ましくない。ハロゲンアニオンの耐酸化性は、Ｆ−＞Ｃｌ−＞Ｂｒ−＞Ｉ−の順であることが知られている。したがって、耐酸化性の観点からは、アルカリ金属ハロゲン化物としては、アルカリ金属フッ化物が最も好ましく、アルカリ金属塩化物が次に好ましく、アルカリ金属臭化物がその次に好ましいといえる。
【００３２】
アルカリ金属ハロゲン化物として、ＬｉＦ、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、ＮａＦ、ＮａＣｌ、ＮａＢｒ、ＮａＩ、ＫＦ、ＫＣｌ、ＫＢｒ及びＫＩを例示できる。水分子との配位性、及び、耐酸化性の観点からみて、アルカリ金属ハロゲン化物として、ＬｉＦ、ＬｉＣｌ、ＮａＦ、ＮａＣｌが好ましいといえる。溶解度の観点を加えると、アルカリ金属ハロゲン化物として、ＬｉＣｌ及びＮａＣｌが好ましいといえる。
【００３３】
電解液における、アルカリ金属ハロゲン化物の濃度としては、０．０１〜３ｍｏｌ／Ｌが好ましく、０．０３〜２ｍｏｌ／Ｌがより好ましく、０．０４〜１．５ｍｏｌ／Ｌがさらに好ましく、０．０５〜１．０ｍｏｌ／Ｌが特に好ましい。
【００３４】
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。
【００３５】
吸水性ポリマー担持セパレータに電解液を吸収させる方法としては、電解液に吸水性ポリマー担持セパレータを浸漬させる方法や、吸水性ポリマー担持セパレータに電解液を噴射する方法などを採用すればよい。吸水性ポリマー担持セパレータに万遍なく電解液を吸収させる点からは、電解液に吸水性ポリマー担持セパレータを浸漬させる方法が好ましいといえる。
【００３６】
ｃ）工程は、負極と双極型電極との間に、ｂ）工程で製造された電解液含有セパレータを積層する工程である。ｃ）工程に因り、電解液そのものを外部から負極を含む電極体に注入する必要が無いため、製造時にシールや他の部材が電解液に触れる可能性が著しく低減される。
さらに、セパレータとして吸水性ポリマー担持セパレータを採用しているため、電解液は吸水性ポリマーに吸収された状態とされる。そのため、電解液が電極の部材の表面を這い上がるクリープ現象を、抑制することができる。その結果、電解液の漏れを抑制することができる。
また、吸水性ポリマーの存在に因り、電解液の水分減少を抑制できるので、本発明の双極型ニッケル金属水素化物電池は長寿命である。
【００３７】
本発明の双極型ニッケル金属水素化物電池は、集電箔の一面に正極活物質層が形成された正極と、集電箔の一面に負極活物質層が形成された負極と、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とを具備し、負極と双極型電極との間に、吸水性ポリマー担持セパレータに電解液を吸収させた電解液含有セパレータが積層されたものである。
【００３８】
双極型電極の数は１以上であればよく、所望する容量に応じて、双極型電極の数を増減すればよい。双極型電極同士の間や双極型電極と正極の間には、吸水性ポリマー担持セパレータに電解液を吸収させた電解液含有セパレータを積層してもよいし、吸水性ポリマーを担持させていないセパレータを積層してもよい。
【００３９】
“負極側からの電解液の漏れ”との課題に対しては、以下の双極型ニッケル金属水素化物電池を採用するのが効率的である。
【００４０】
集電箔の一面に正極活物質層が形成された正極と、
集電箔の一面に負極活物質層が形成された負極と、
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と、
吸水性ポリマー担持セパレータと、
を具備する双極型ニッケル金属水素化物電池であって、
前記負極と前記双極型電極との間に前記吸水性ポリマー担持セパレータが積層され、
前記負極と前記双極型電極との間以外の電極間は、吸水性ポリマーを担持させていないセパレータが積層されている双極型ニッケル金属水素化物電池。
【００４１】
吸水性ポリマーを担持させていないセパレータとしては、既述したセパレータ基材や、親水化処理を施したセパレータ基材を採用すればよい。なお、吸水性ポリマーを担持させていないセパレータを挟んで成る電極体には、外部から電解液を注入する工程が必要である。
【００４２】
負極側に限定されない電解液の漏れに関するすべての課題に対しては、電極間のすべてに、吸水性ポリマー担持セパレータを積層させた双極型ニッケル金属水素化物電池を採用するのが、最も好ましい。
この双極型ニッケル金属水素化物電池の製造方法としては、本発明の製造方法におけるｃ）工程を、以下のｃ−１）工程とすればよい。
ｃ−１）前記正極と前記双極型電極との間、前記負極と前記双極型電極との間、及び前記双極型電極同士の間に、前記電解液含有セパレータを積層する工程
【００４３】
ｃ−１）工程を採用することにより、電解液そのものを外部から電極体に注入する必要が無いため、製造時にシールや他の部材が電解液に触れる可能性が実質的に無くなる。さらに、すべての負極活物質層及びすべての正極活物質層の面全体に、電解液を万遍なく浸透させることが可能となる。
【００４４】
以下、双極型ニッケル金属水素化物電池を規定する事項を詳細に説明する。
【００４５】
集電箔は、ニッケル金属水素化物電池の放電又は充電の間、電極に電流を流し続けるための化学的に不活性な電子伝導体をいう。集電箔の材料は、使用する活物質に適した電圧に耐え得る金属であれば特に制限はない。集電箔の材料としては、銀、銅、金、アルミニウム、タングステン、コバルト、亜鉛、ニッケル、鉄、白金、錫、インジウム、チタン、ルテニウム、タンタル、クロム、モリブデンから選ばれる少なくとも一種、並びにステンレス鋼などの金属材料を例示することができる。集電箔は公知の保護層で被覆されていても良い。集電箔の表面を公知の方法で処理したものを集電箔として用いても良い。集電箔の材料としては、ニッケル、又は、ニッケルめっきを施した金属材料が好ましい。
【００４６】
集電箔の厚みは１μｍ〜１００μｍの範囲内が好ましく、３μｍ〜７０μｍの範囲内がより好ましく、５μｍ〜５０μｍの範囲内がさらに好ましい。
【００４７】
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。以下、正極活物質層と負極活物質層の両者に関する事項は、両者を総じて活物質層として説明する。
【００４８】
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。
【００４９】
正極活物質の表面は公知の方法で処理されてもよい。正極活物質は粉末状態が好ましく、また、その平均粒子径としては１〜１００μｍの範囲内が好ましく、３〜５０μｍの範囲内がより好ましく、５〜３０μｍの範囲内がさらに好ましい。なお、本明細書において、平均粒子径とは、一般的なレーザー回折式粒度分布計を用いた測定におけるＤ５０の値を意味する。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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フッ素含有樹脂、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。
【００５４】
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、１〜１０質量％で含まれるのがより好ましく、２〜７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。
【００５５】
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。導電助剤は、粉末状態で活物質層に添加されてもよいし、活物質粒子の表面を被覆した状態で用いられてもよい。導電助剤としては化学的に不活性な電子伝導体であれば良い。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。
【００５６】
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、０．１〜１０質量％で含まれるのが好ましく、０．２〜７質量％で含まれるのがより好ましく、０．３〜５質量％で含まれるのがさらに好ましい。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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、すなわち水素吸蔵合金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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
負極活物質の表面は公知の方法で処理されてもよい。特に、負極活物質としては、アルカリ処理された水素吸蔵合金を採用するのが好ましい。アルカリ処理とは、水素吸蔵合金を、アルカリ金属水酸化物を溶解したアルカリ水溶液で処理することを意味する。
【００６３】
例えば、希土類元素とＮｉを含む水素吸蔵合金を、アルカリ金属水酸化物を溶解したアルカリ水溶液で処理すると、アルカリ水溶液に対して溶解性の高い希土類元素が水素吸蔵合金の表面から溶出することになる。ここで、Ｎｉはアルカリ水溶液に対して溶解性が低いため、結果的に、水素吸蔵合金の表面のＮｉ濃度は、水素吸蔵合金の内部と比較して高くなる。以下、水素吸蔵合金において、Ｎｉ濃度が内部と比較して高い部分を、Ｎｉ濃縮層という。Ｎｉ濃縮層の存在に因り、負極活物質の性能が向上すると考えられる。
【００６４】
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、中でも、水酸化ナトリウムが好ましい。アルカリ水溶液として水酸化ナトリウム水溶液を用いることで、アルカリ水溶液として水酸化リチウムや水酸化カリウムを用いる場合と比較して、本発明の双極型ニッケル金属水素化物電池の電池特性が好適化する場合がある。
【００６５】
アルカリ水溶液としては強塩基性のものが好ましい。アルカリ水溶液におけるアルカリ金属水酸化物の濃度として、１０〜６０質量％、２０〜５５質量％、３０〜５０質量％、４０〜５０質量％を例示できる。
【００６６】
アルカリ処理は、水素吸蔵合金をアルカリ水溶液に浸ける方法で行うのが好ましい。その際には、撹拌条件下で行うのが好ましく、また、加熱条件下で行うのが好ましい。加熱温度の範囲としては、５０〜１５０℃、７０〜１４０℃、９０〜１３０℃を例示できる。加熱時間は、アルカリ水溶液の濃度や加熱温度に応じて適宜決定すればよいが、０．１〜１０時間、０．２〜５時間、０．５〜３時間を例示できる。
【００６７】
以上のアルカリ処理の観点からは、水素吸蔵合金としては、希土類元素とＮｉを含むものが好ましい。
【００６８】
負極活物質は粉末状態が好ましく、また、その平均粒子径としては１〜１００μｍの範囲内が好ましく、３〜５０μｍの範囲内がより好ましく、５〜３０μｍの範囲内がさらに好ましい。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
本発明の双極型ニッケル金属水素化物電池は、公知の双極型ニッケル金属水素化物電池に配置される種々の部材を備えているのが好ましい。以下、正極、双極型電極、負極及びセパレータで構成される電池単位を電池モジュールという。本発明の双極型ニッケル金属水素化物電池は、単一の電池モジュールを具備してもよいし、複数の電池モジュールを直列に組み合わせて具備してもよい。
【００７４】
本発明の双極型ニッケル金属水素化物電池の電極間には、電解液の漏れを防止し、電極間の電解液が相互に混ざり合うことを抑制し、かつ、電解液や正極活物質層及び負極活物質層が外気と接触するのを抑制するシール部が設けられる。シール部は、２枚の集電箔に密着して配置され、かつ、電解液や正極活物質層及び負極活物質層が存在する箇所の全体を取り囲む状態で配置される。シール部は、電解液や正極活物質層及び負極活物質層が存在する箇所の周りに、２重や３重に配置されてもよい。
【００７５】
シール部の材料としては、疎水性の樹脂が好ましく、フッ素含有樹脂がより好ましい。また、一般にガスケットやパッキンと称されるものを、シール部として採用してもよい。
シール部は、シール部の材料を集電箔に圧着することで形成してもよいし、集電箔に熱圧着することで形成してもよく、また、接着剤を用いて集電箔に接着することで形成してもよい。
【００７６】
電極の周縁には、電気を通さない絶縁性の外枠が配置されるのが好ましい。外枠は電極の形状を維持する役割と、電極同士の短絡を防止する役割を担う。上述したシール部は、外枠の内側に配置される。外枠がシール部を兼ねてもよい。外枠の材料としては、合成樹脂、又は、絶縁性の酸化物若しくは絶縁性のセラミックスを含有する合成樹脂を例示できる。
【００７７】
本発明の双極型ニッケル金属水素化物電池は、充放電に伴う発熱を放熱する冷却部を備えるのが好ましい。冷却部は、電池モジュールの外側に、電極の面に沿って配置されるのが好ましい。複数の電池モジュールが存在する場合には、それぞれの電池モジュールの間に配置されてもよい。
冷却部は、アルミニウムなどの熱伝導性に優れる金属製が好ましい。冷却部の形状としては、電池モジュールの面と積層可能な板状体が好ましく、さらには、板状体に空冷可能な貫通孔が設けられているものがより好ましい。
【００７８】
本発明の双極型ニッケル金属水素化物電池の電池モジュールは、拘束具により、厚み方向すなわち電極の積層方向に拘束されるのが好ましい。電池モジュールを厚み方向に拘束することにより、正極活物質層及び負極活物質層への電解液の浸透を万遍なく行うことができるとともに、充放電に伴う電極の膨張の偏りを抑制でき、さらに、電池の抵抗変動を抑制することができる。また、シール部のシール効果を好適に維持することもできる。
【００７９】
拘束具は、一の電池モジュールを拘束してもよいし、複数の電池モジュールを拘束してもよい。
拘束具としては、２枚の拘束板と、２枚の拘束板を締結する締結部材とを用いるのが好ましい。締結部材としては、ボルト及びナットを例示できる。拘束具の材質としては、強アルカリに対して耐性の高いものが好ましい。拘束具の材質の具体例としては、合成樹脂及び絶縁性のセラミックスを例示できる。
また、電池モジュールを収容する電池容器を、拘束具として用いてもよい。
【００８０】
電池容器は、電池モジュールを収容する容器である。電池容器としては、公知のニッケル金属水素化物電池の電池容器として用いられるものを採用すればよい。電池容器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。電池容器の材質としては、強アルカリに対して耐性の高いものが好ましい。電池容器の具体例としては、ニッケル製容器、樹脂製容器、内表面がニッケルメッキされた金属容器、内表面に樹脂コーティング層を具備する金属容器を例示できる。
【００８１】
拘束具や電池容器には、排ガス弁が配置されてもよく、また、電解液を補充するための注液口が配置されてもよい。
【００８２】
本発明の双極型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、本発明の双極型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。
【００８３】
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】
【００８４】
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。
【００８５】
（実施例１）
電極の厚み側から観察した、実施例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。
【００８６】
実施例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、
スルホン化以外の親水化処理が施されたセパレータ基材に、スルホン酸基を含有する吸水性ポリマーを担持させた、吸水性ポリマー担持セパレータ５と、を具備する。
【００８７】
正極２の集電箔２０は、ニッケル製であって、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。
【００８８】
正極２の正極活物質層２１の上面には、スルホン化以外の親水化処理が施されたセパレータ基材に、スルホン酸基を含有する吸水性ポリマーを担持させた、吸水性ポリマー担持セパレータ５が配置されている。セパレータ基材は、フッ素ガス処理にて親水化されたポリプロピレン製不織布である。吸水性ポリマー担持セパレータ５には、電解液が含浸されている。吸水性ポリマー担持セパレータ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。
【００８９】
正極２の正極活物質層２１の上面に配置された吸水性ポリマー担持セパレータ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。
【００９０】
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。負極活物質はＬａ、Ｓｍ及びＮｉを含有するＡ２Ｂ７型の水素吸蔵合金である。
【００９１】
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、吸水性ポリマー担持セパレータ５、電解液、及び負極活物質層４２は、密閉状態にある。
【００９２】
正極２に吸水性ポリマー担持セパレータ５を介して積層された双極型電極４の上面には、吸水性ポリマー担持セパレータ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、吸水性ポリマー担持セパレータ５が配置され、その吸水性ポリマー担持セパレータ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。
【００９３】
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。
【００９４】
負極３と双極型電極４との間に、吸水性ポリマー担持セパレータ５を積層する方法について説明する。
【００９５】
ａ）工程
フッ素ガス処理にて親水化された、厚さ９０μｍのポリプロピレン製不織布を準備し、これをセパレータ基材とする。アクリル酸とスルホン酸基を有するモノマーと架橋剤を反応させて、スルホン酸基含有架橋ポリマーを製造する。セパレータ基材にスルホン酸基含有架橋ポリマーの溶液を塗布し、乾燥して、吸水性ポリマー担持セパレータを製造する。吸水性ポリマー担持セパレータは粘着性なので、吸水性ポリマー担持セパレータの両面にポリプロピレンフィルムを貼付する。
【００９６】
ｂ）工程
電解液として、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、かつ、塩化リチウムの濃度が０．０５ｍｏｌ／Ｌである水溶液を準備する。
吸水性ポリマー担持セパレータの片面のポリプロピレンフィルムを剥がし、その面を電解液に３０分間浸漬させて、電解液含有セパレータを製造する。
【００９７】
ｃ）工程
双極型電極４の正極活物質層４１の上面に、電解液含有セパレータを貼付する。そして、電解液含有セパレータの貼付面とは逆の面のポリプロピレンフィルムを剥がし、その面に、負極活物質層３１が接面する方向で負極３を配置する。ｃ）工程により、負極３と双極型電極４との間に吸水性ポリマー担持セパレータ５が積層される。
【００９８】
なお、正極２と双極型電極４との間に吸水性ポリマー担持セパレータ５を積層する方法、及び、双極型電極４と双極型電極４との間に吸水性ポリマー担持セパレータ５を積層する方法についても、負極３と双極型電極４との間に吸水性ポリマー担持セパレータ５を積層する方法と、同様である。
【００９９】
正極２、双極型電極４、負極３及び吸水性ポリマー担持セパレータ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。
【０１００】
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、吸水性ポリマー担持セパレータ５の厚みは６０μｍとなっている。
【０１０１】
（実施例２）
実施例２の双極型ニッケル金属水素化物電池を、電極の厚み側から観察した場合の模式断面図を、図２に示す。
【０１０２】
実施例２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、
吸水性ポリマー担持セパレータ５と、を具備し、
前記負極３と前記双極型電極４との間に前記吸水性ポリマー担持セパレータ５が積層され、
前記負極３と前記双極型電極４との間以外の電極間は、吸水性ポリマーを担持させていないセパレータ５０が積層されている。
【０１０３】
実施例２の双極型ニッケル金属水素化物電池１は、セパレータ５０以外は実施例１の双極型ニッケル金属水素化物電池１と同様である。セパレータ５０は、スルホン化処理にて親水化された、厚さ９０μｍのポリプロピレン製不織布である。
【０１０４】
負極３と双極型電極４との間に、吸水性ポリマー担持セパレータ５を積層する方法は、実施例１で述べたとおりである。
負極３と双極型電極４との間以外の電極間には、電解液を含まないセパレータ５０を積層する。そして、減圧下、図示しない注液口から、セパレータ５０に向けて電解液をシリンジにて注入し、電解液を浸透させる。
【０１０５】
（製造例１）
以下のとおり、製造例１のニッケル金属水素化物電池を製造した。
【０１０６】
正極活物質として水酸化ニッケル粉末を９４．３質量部、導電助剤としてコバルト粉末を１質量部、結着剤としてアクリル系樹脂エマルションを固形分として３．５質量部、結着剤としてカルボキシメチルセルロースを０．７質量部、添加剤としてＹ２Ｏ３を０．５質量部、及び、適量のイオン交換水を混合して、スラリーを製造した。正極用集電箔として厚み２０μｍのニッケル箔を準備した。このニッケル箔の表面に、ドクターブレードを用いて、上記スラリーを膜状に塗布した。スラリーが塗布されたニッケル箔を乾燥して水を除去し、その後、プレスを行い、集電箔上に正極活物質層が形成された正極を製造した。
【０１０７】
負極活物質としてＡ２Ｂ７型水素吸蔵合金を９７．８質量部、結着剤としてアクリル系樹脂エマルションを固形分として１．５質量部、結着剤としてカルボキシメチルセルロースを０．７質量部、及び、適量のイオン交換水を混合して、スラリーを製造した。負極用集電箔として厚み２０μｍのニッケル箔を準備した。このニッケル箔の表面に、ドクターブレードを用いて、上記スラリーを膜状に塗布した。スラリーが塗布されたニッケル箔を乾燥して水を除去し、その後、プレスを行い、集電箔上に負極活物質層が形成された負極を製造した。
【０１０８】
電解液として、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、かつ、塩化リチウムの濃度が０．０５ｍｏｌ／Ｌである水溶液を製造した。
【０１０９】
吸水性ポリマー担持セパレータとして、フッ素ガス処理にて親水化された厚さ９０μｍのポリプロピレン製不織布に、スルホン酸基含有架橋ポリマーが担持されたものを準備した。なお、吸水性ポリマー担持セパレータの両面には、ポリプロピレンフィルムが貼付してある。
【０１１０】
吸水性ポリマー担持セパレータの片面のポリプロピレンフィルムを剥がし、その面を電解液に３０分間浸漬して、電解液含有セパレータを製造した。吸水性ポリマー担持セパレータには、３００μＬの電解液が吸収された。
【０１１１】
正極の正極活物質層に電解液含有セパレータを貼付し、電解液含有セパレータの貼付面とは逆の面のポリプロピレンフィルムを剥がした。そして、電解液含有セパレータに、負極活物質層が接面する方向で負極を配置して、正極、電解液含有セパレータ及び負極からなる極板群を製造した。
樹脂製の筐体に極板群を配置して、筐体を密閉し、厚み方向に圧縮することで、製造例１のニッケル金属水素化物電池を製造した。厚み方向に圧縮により、吸水性ポリマー担持セパレータの厚みは６０μｍになった。
【０１１２】
（比較製造例１）
正極、負極、電解液は、実施例１と同様に製造した。
セパレータとして、フッ素ガス処理にて親水化された厚さ９０μｍのポリプロピレン製不織布を準備した。
正極と負極とでセパレータを挟持し、極板群とした。樹脂製の筐体に極板群を配置して、減圧下、３００μＬの電解液を注入して、電解液を浸透させた。筐体を密閉し、厚み方向に圧縮することで、比較製造例１のニッケル金属水素化物電池を製造した。厚み方向に圧縮により、セパレータの厚みは６０μｍになった。
【０１１３】
製造例１の作業時間と比較製造例１の作業時間を比較すると、製造例１の作業時間の方が短かった。吸水性ポリマー担持セパレータを用いて電解液をあらかじめ吸収させる製造方法は、作業効率に優れるといえる。
【０１１４】
（評価例１）
活性化後の製造例１及び比較製造例１のニッケル金属水素化物電池を、ＳＯＣ１００％から１Ｖまで放電させた。容量利用率を以下の式で算出した。
容量利用率（％）＝１００×放電容量／設計容量
【０１１５】
また、活性化後の製造例１及び比較製造例１のニッケル金属水素化物電池を、ＳＯＣ１００％に調整して、５０℃で４日間保存し、保存中の降下電圧を測定した。
保存後の製造例１及び比較製造例１のニッケル金属水素化物電池をＳＯＣ０％まで放電させて、保存後の放電容量を測定した。そして、以下の式で、残存容量維持率を測定した。
残存容量維持率（％）＝１００×保存後の放電容量／保存前の容量
さらに、保存後の製造例１及び比較製造例１のニッケル金属水素化物電池をＳＯＣ０％まで放電させた後に、再びＳＯＣ１００％まで充電して、再度、ＳＯＣ０％まで放電させた。以下の式で、回復容量維持率を測定した。
回復容量維持率（％）＝１００×再放電時の放電容量／保存前の容量
【０１１６】
また、保存後の製造例１及び比較製造例１のニッケル金属水素化物電池につき、ＳＯＣ６０％に調整して、２５℃、１０Ｃで５秒間放電させた。電流値と放電前後の電圧変化量から、オームの法則により放電抵抗を算出した。
以上の結果を、表１に示す。
【０１１７】
【表１】
2019091636.tif 000003
【０１１８】
表１に示したすべての電池特性において、製造例１のニッケル金属水素化物電池が比較製造例１のニッケル金属水素化物電池よりも優れていた。
吸水性ポリマー担持セパレータにあらかじめ電解液を吸収させて、電解液含有セパレータを製造した上で、電解液含有セパレータを積層する工程を経たことで、ニッケル金属水素化物電池の性能が向上したといえる。
【符号の説明】
【０１１９】
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  吸水性ポリマー担持セパレータ
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
５０  セパレータ
８０  貫通孔
【図１】
2019091636.tif 000004
【図２】
2019091636.tif 000005