(57)【要約】【課題】セパレータに析出した化合物により正負極間距離が短くなるのを防止して、高出力特性と、低自己放電率を長期間にわたって維持できるアルカリ蓄電池を提供する。【解決手段】本発明のアルカリ蓄電池は正極１１と負極１３がセパレータ１２を介して相対向するように形成された電極群を備えるとともに、この電極群の正極１１の端部１１ｃに接続された正極集電体と、負極１３の端部１３ｃに接続された負極集電体とを備えている。そして、セパレータ１２の正極集電体側に位置する部位ｘあるいは負極集電体側に位置する部位ｙの少なくとも一方は、目付が他の部位の目付よりも高い高目付部１２ｂあるいは１２ｃが形成されている。これにより、正、負極間距離が短くなることはなく、正、負極間距離が適正に維持されることとなって、正、負極間でのミクロの短絡も抑制されるようになる。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極と負極がセパレータを介して相対向するように形成された電極群を備えるとともに、該電極群の前記正極の端部に接続された正極集電体と前記負極の端部に接続された負極集電体とを備えたアルカリ蓄電池であって、
前記セパレータの前記正極集電体側に位置する部位あるいは前記負極集電体側に位置する部位の少なくとも一方は、目付が他の部位の目付よりも高い高目付部が形成されていることを特徴とするアルカリ蓄電池。
【請求項２】
前記高目付部は他の部位の目付よりも５〜１０ｇ／ｃｍ２だけ目付が高いことを特徴とする請求項１に記載のアルカリ蓄電池。
【請求項３】
前記正極集電体側に位置する部位に形成された高目付部の幅あるいは前記負極集電体側に位置する部位に形成された高目付部の幅は前記セパレータの全幅に対して２０％以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアルカリ蓄電池。
【請求項４】
前記高目付部は目付が５〜１０ｇ／ｃｍ２で前記セパレータの全幅に対して２０％以下の幅を有する第２のセパレータが貼着されて形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のアルカリ蓄電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ニッケル−水素蓄電池、ニッケル−カドミウム蓄電池などのアルカリ蓄電池に係り、特に、セパレータの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、二次電池（蓄電池）の用途が拡大して、携帯電話、ノートパソコン、電動工具、電動自転車、ハイブリッド車（ＨＥＶ）、電気自動車（ＥＶ）などの広範囲の用途で用いられるようになった。このうち、特に、電動自転車、ハイブリッド車（ＨＥＶ）、電気自動車（ＥＶ）などの高出力が求められる機器の電源としては、ニッケル−水素蓄電池やニッケル−カドミウム蓄電池などのアルカリ蓄電池が用いられている。
【０００３】
ところで、携帯電話、ノートパソコン、電動工具等の用途においては、最も重視される電池特性は放電容量であって、高容量で、かつ長期にわたって高容量が維持できることが要求されている。そして、これらの用途においては、通常、過充電域まで充電されることが多い。このため、本来の正極充電活物質であるβ−ＮｉＯＯＨが、過充電により、更に充電されて電極の膨化を招来するγ−ＮｉＯＯＨが生成する。電極が膨化すると、電解液が膨化した正極に取り込まれることでセパレータ中に含まれる電解液量が少なくなり、セパレータでのイオン拡散能が不十分になって放電性が悪化することとなる。
【０００４】
また、過充電されると、過充電時に正極から発生する酸素ガスによって、負極活物質である水素吸蔵合金が酸化されて、水素吸蔵合金の表面に稀土類元素の水酸化物が形成されるようになる。このため、水素吸蔵合金表面での電気化学反応が阻害されたり、封口体の作動圧を超えるまでに電池内部ガス圧が上昇した場合には、電解液がガスとなって電池系外へ放出されるようになる。これにより、電解液が枯渇化するようになって、放電性が悪化する。このようなメカニズムにより、主として過充電行為が原因となって電池特性の低下が進行するようになる。（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】
特開昭６２−２９５３５３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、新たな二次電池の用途となるＨＥＶ用やＥＶ用等の車両駆動用動力源に用いられる電池においては、自動車に搭載される特質から、１０年以上の車両耐用年数に見合うだけの高い電池寿命が求められるとともに、出力特性や自己放電特性が長期間にわたって高く維持できることが要求されている。そして、このようなＨＥＶ用やＥＶ用の用途に用いられる電池の特徴としては、過充電や完全放電がされることがないため、中間的な充電状態を維持するように充放電が制御されることである。
【０００６】
このため、携帯電話、ノートパソコン、電動工具などの用途においては支配的であった、過充電行為を原因とした正極膨化や電解液の枯渇化、あるいは負極反応性阻害等による劣化の進行は支配的ではなくなった。逆に、従来の用途ではほとんど問題にはならなかった要因で、電池特性が低下することが明らかになった。そこで、本発明者らが電池特性の低下に対して支配的な影響を及ぼす原因を調査したところ、正極を構成する合剤成分の一部あるいは負極の水素吸蔵合金成分の一部がアルカリ電解液中に溶出して、溶出した成分からなる化合物がセパレータ中に析出することで、出力特性や自己放電特性が低下することを見出した。
【０００７】
これは、ＨＥＶ用やＥＶ用の用途においては、高率で部分充放電を繰り返して使用されるため、正極集電体近傍および負極集電体近傍の電流密度が極めて高くなる。このため、負極を構成する水素吸蔵合金成分（特に、マンガンが多い）や、正極を構成する合剤成分の一部がアルカリ電解液中に多量に溶出するようになる。そして、アルカリ電解液中に溶出した各成分がセパレータ上に析出するようになって、正、負極間距離が短くなり、場合によっては正、負極間でミクロの接触による微小な短絡が生じるようになる。この結果、出力特性や自己放電特性が低下したと考えられる。
【０００８】
そこで、本発明は上記問題点を解消するためになされたものであって、セパレータに析出した化合物により正負極間距離が短くなるのを防止して、高出力特性と、低自己放電率を長期間にわたって維持できるアルカリ蓄電池を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のアルカリ蓄電池は正極と負極がセパレータを介して相対向するように形成された電極群を備えるとともに、この電極群の正極の端部に接続された正極集電体と負極の端部に接続された負極集電体とを備えている。そして、セパレータの正極集電体側に位置する部位あるいは負極集電体側に位置する部位の少なくとも一方は、目付が他の部位の目付よりも高い高目付部が形成されている。
【００１０】
このように、高目付部が形成されたセパレータを用いると、アルカリ電解液中に溶出した水素吸蔵合金成分や正極を構成する合剤成分の一部がセパレータに析出しても、高目付部が形成された部分に析出するのが抑制されるようになる。これにより、正、負極間距離が短くなることはなく、正、負極間距離が適正に維持されるので、正、負極間でミクロの短絡も生じることが抑制されるようになる。この結果、出力特性や自己放電特性が向上したアルカリ蓄電池が得られるようになる。
【００１１】
この場合、高目付部の目付の増加量が５ｇ／ｃｍ２よりも低くなると短絡抑制効果を発揮することができなくなる。また、高目付部の目付の増加量が１０ｇ／ｃｍ２よりも多くなりすぎると電池の直流抵抗値が増大するようになって放電性が低下するようになる。このため、高目付部の目付の増加量は、５ｇ／ｃｍ２以上で、１０ｇ／ｃｍ２以下とするのが望ましい。
【００１２】
また、高目付部の幅が１０％と狭いセパレータを用いた場合には、充放電サイクル後の自己放電量が増加し、高目付部の幅が３０％と広いセパレータを用いた場合には、充放電サイクル後の自己放電量が低下する反面、電池の直流抵抗値が増大するようになって放電性が低下するようになる。このことから、高目付部の幅はセパレータの全幅に対して３０％未満、好ましくは２０％以下となるセパレータを用いるのが望ましいということができる。なお、その下限値としては、セパレータの全幅に対して１０％とするのが望ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図１および図２に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。なお、図１は正極と負極とセパレータの一例を示す正面図であり、図１（ａ）は正極を模式的に示す正面図であり、図１（ｂ）はセパレータの上、下端部に高目付部を形成した状態を模式的に示す正面図であり、図１（ｃ）は負極を模式的に示す図である。また、図２はセパレータを間にして正極と負極を配置した状態の要部を模式的に示す断面図である。
【００１４】
１．セパレータの作製
（１）実施例１
長さが８３０ｍｍで、幅が５０ｍｍで、親水性を付与した目付が６５ｇ／ｃｍ２のポリプロピレン製の第１セパレータ１２ａを用意する。そして、この第１セパレータ１２ａに、この上端部からの幅が第１セパレータ１２ａの全幅（高さ）に対して２０％の部分（ｘ）に、親水性を付与した目付が５ｇ／ｃｍ２のポリプロピレン製の第２セパレータ１２ｂを溶着するとともに、下端部からの幅がセパレータ１２ａの全幅（高さ）に対して２０％の部分（ｙ）に、親水性を付与した目付が５ｇ／ｃｍ２のポリプロピレン製の第２セパレータ１２ｃを溶着した。これにより、目付が７０ｇ／ｃｍ２の高目付部１２ｂ，１２ｃが形成されたセパレータ１２が得られるようになる。これを実施例１のセパレータａとした。
【００１５】
（２）実施例２
同様に、長さが８３０ｍｍで、幅が５０ｍｍで、親水性を付与した目付が６５ｇ／ｃｍ２のポリプロピレン製の第１セパレータ１２ａを用意する。そして、この第１セパレータ１２ａに、この上端部からの幅が第１セパレータ１２ａの全幅（高さ）に対して２０％の部分（ｘ）に、親水性を付与した目付が１０ｇ／ｃｍ２のポリプロピレン製の第２セパレータ１２ｂを溶着するとともに、下端部からの幅が第１セパレータ１２ａの全幅（高さ）に対して２０％の部分（ｙ）に、親水性を付与した目付が１０ｇ／ｃｍ２のポリプロピレン製の第２セパレータ１２ｃを溶着した。これにより、目付が７５ｇ／ｃｍ２の高目付部１２ｂ，１２ｃが形成されたセパレータ１２が得られるようになる。これを実施例２のセパレータｂとした。
【００１６】
（３）実施例３
同様に、長さが８３０ｍｍで、幅が５０ｍｍで、親水性を付与した目付が６５ｇ／ｃｍ２のポリプロピレン製の第１セパレータ１２ａを用意する。そして、この第１セパレータ１２ａに、この上端部からの幅が第１セパレータ１２ａの全幅（高さ）に対して２０％の部分（ｘ）に、親水性を付与した目付が１５ｇ／ｃｍ２のポリプロピレン製の第２セパレータ１２ｂを溶着するとともに、下端部からの幅が第１セパレータ１２ａの全幅（高さ）に対して２０％の部分（ｙ）に、親水性を付与した目付が１５ｇ／ｃｍ２のポリプロピレン製の第２セパレータ１２ｃを溶着した。これにより、目付が８０ｇ／ｃｍ２の高目付部１２ｂ，１２ｃが形成されたセパレータ１２が得られるようになる。これを実施例３のセパレータｃとした。
【００１７】
（４）比較例１
同様に、長さが８３０ｍｍで、幅が５０ｍｍで、親水性を付与した目付が６５ｇ／ｃｍ２のポリプロピレン製の第１セパレータ１２ａを用意し、この第１セパレータ１２ａに高目付部を形成することなく、そのまま用いてセパレータ１２を作製し、これを比較例１のセパレータｘとした。
【００１８】
２．ニッケル正極の作製
共沈成分として亜鉛２．５質量％とコバルト１質量％を含有する水酸化ニッケル粉末９０質量部と、水酸化コバルト粉末１０質量部と、酸化亜鉛粉末３質量部との混合粉末に、ヒドロキシプロピルセルロースの０．２質量％水溶液５０質量部を添加混練して活物質スラリー１１ｂを調製した。この後、ニッケル金属多孔体１１ａの両面に活物質スラリー１１ｂを充填し、乾燥させた後、所定の充填密度になるように圧延してニッケル正極１１を作製した。この場合、上端から幅が１ｍｍの部分に活物質スラリーの未充填部１１ｃが形成されるように活物質スラリー１１ｂを充填した。
【００１９】
３．水素吸蔵合金負極の作製
一方、ミッシュメタル（Ｍｍ）、ニッケル（Ｎｉ：純度９９．９％）、コバルト（Ｃｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、およびマンガン（Ｍｎ）を１．００：３．９７：０．５５：０．４５；０．２０のモル比になるように混合した後、この混合物をアルゴンガス雰囲気の高周波誘導炉で誘導加熱して合金溶湯とした。この合金溶湯を公知の方法で鋳型に流し込み、冷却して、組成式がＭｍＮｉ３．９７Ｃｏ０．５５Ａｌ０．４５Ｍｎ０．２０で表される水素吸蔵合金のインゴットを作製した。この水素吸蔵合金インゴットを機械的粉砕法により、所定の平均粒子径（例えば、３０μｍ）になるまで粉砕して、水素吸蔵合金粉末とした。
【００２０】
ついで、得られた水素吸蔵合金粉末１００質量部に対して、結着剤としての０．６質量％のポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）と、０．５質量％のポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）を混合して水素吸蔵合金ペースト１３ｂを作製した。この水素吸蔵合金ペースト１３ｂをパンチングメタルからなる芯体１３ａの両面に塗布し、室温で乾燥させた後、所定の厚みに圧延し、所定の寸法に切断して水素吸蔵合金負極１３を作製した。この場合、下端から１ｍｍの幅の部分が活物質スラリーの未充填部１３ｃが形成されるように水素吸蔵合金ペースト１３ｂを充填した。
【００２１】
４．ニッケル−水素蓄電池の作製
ついで、上述のようにして作製したニッケル正極１１と、各セパレータ１２（ａ，ｂ，ｃ，ｘ）と、水素吸蔵合金負極１３とを用意した後、セパレータ１２（ａ，ｂ，ｃ，ｘ）を間にして、正極１１と負極１３をそれぞれ配置した。ついで、渦巻状に巻回して渦巻状電極群を形成した後、渦巻状電極群に配置された正極１１の上部に形成された活物質の未充填部１１ｃの端部と、図示しない円板状の正極集電体とを溶接した。また、渦巻状電極群に配置された負極１３の下部に形成された活物質の未充填部１３ｃの端部と、図示しない円板状の負極集電体とを溶接した。
【００２２】
ついで、正、負極集電体が溶接された電極群を外装缶内に挿入した後、負極集電体を外装缶の内底面に溶接接続するとともに、正極集電体から延出する正極リードを封口体に設けられた正極蓋に溶接接続した。この後、外装缶内に電解液（例えば、濃度が７ｍｏｌ／ｌで、ＫとＬｉとＮａのカチオン比Ｋ：Ｌｉ：Ｎａが８．７５：１．００：０．２５となるアルカリ水溶液）を注入し、更に外装缶の開口部を封口体により封止して、公称容量が６ＡｈでＤサイズのニッケル−水素蓄電池Ａ〜Ｃ，Ｘをそれぞれ作製した。ここで、セパレータａを用いたものを電池Ａとした。同様に、セパレータｂを用いたものを電池Ｂとし、セパレータｃを用いたものを電池Ｃとした。また、セパレータｘを用いたものを電池Ｘとした。
【００２３】
５．試験
（１）自己放電量の測定
ついで、これらの各電池Ａ〜Ｃ，Ｘに充放電を５回繰り返して活性化処理を施した。この後、周囲温度が２５℃の温度雰囲気中で、６Ａの充電電流で公称容量の８０％まで充電した。ついで、周囲温度が４５℃の温度雰囲気中に１週間放置した後、放電させて放電時間から放置後の放電容量を測定した。ついで、初期容量との差を求めて初期自己放電量（Ａｈ）として算出すると、下記の表１に示すような結果が得られた。
【００２４】
この後、周囲温度が４５℃の温度雰囲気中で、５０Ａの充電電流で公称容量の６０％まで充電した後、５０Ａの放電電流で公称容量の４０％まで放電するサイクルを１サイクルとするパルスサイクル試験を２００００サイクル繰り返して行った。その後、周囲温度が２５℃の温度雰囲気中で、６Ａの充電電流で公称容量の８０％まで充電した。ついで、周囲温度が４５℃の温度雰囲気中に１週間放置した後、放電させて放電時間から２００００サイクル後で、放置後の放電容量を測定した。ついで、初期容量との差を求めて２００００サイクル後の自己放電量（Ａｈ）として算出すると、下記の表１に示すような結果が得られた。
【００２５】
（２）直流抵抗値の測定
また、上述のように活性化した後の各電池Ａ〜Ｃ，Ｘを用いて、周囲温度が２５℃の温度雰囲気中で、６Ａの充電電流で公称容量の５０％まで充電した。ついで、３０Ａ、９０Ａ、１５０Ａの電流値で１０秒間だけ充放電を行って、それぞれの電流値に対する１０秒目の電圧と電流をプロットし、その近似曲線の傾きから各電池Ａ〜Ｃ，Ｘの直流抵抗（ｍΩ）を求めると、下記の表１に示すような結果が得られた。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
上記表１の結果から明らかなように、電池Ｘにあっては直流抵抗値が低いのに対して、電池Ａ，Ｂ，Ｃの直流抵抗値は高く、高目付部の目付が増大するほど直流抵抗値が高くなることが分かる。一方、初期自己放電に関しては、電池の種類に係わらずほぼ同様な結果となっているが、高目付部が形成されていないセパレータｘを用いた電池Ｘは充放電サイクル後の自己放電量が極めて増加していることが分かる。これに対して、高目付部が形成されたセパレータａ，ｂ，ｃを用いた電池Ａ，Ｂ，Ｃにおいては、充放電サイクル後の自己放電量が電池Ｘの１／２以下に低下していることが分かる。
【００２８】
これは、高率で部分充放電を繰り返して行うと、正極集電体近傍および負極集電体近傍の電流密度が極めて高くなる。このため、負極を構成する水素吸蔵合金成分（特に、マンガン（Ｍｎ）が多い）がアルカリ電解液中に多量に溶出するようになる。これにより、アルカリ電解液中に溶出した水素吸蔵合金成分がセパレータの正極側にも析出するようになって、正、負極間距離が短くなり、場合によっては正、負極間でミクロの接触による微小な短絡が生じるようになる。この結果、高目付部が形成されていないセパレータｘを用いた電池Ｘのサイクル後の自己放電量が増大したと考えられる。
【００２９】
一方、高目付部が形成されたセパレータａ，ｂ，ｃを用いた電池Ａ，Ｂ，Ｃにおいては、アルカリ電解液中に溶出した水素吸蔵合金成分がセパレータに析出しても、高目付部が形成された部分の正極側に析出するのが抑制されるようになる。この結果、正、負極間距離が短くなることはなく、正、負極間距離が適正に維持されることとなって、正、負極間でミクロの短絡が生じることも抑制されたためと考えられる。
【００３０】
この場合、高目付部の目付の増加量が５ｇ／ｃｍ２よりも低くなると短絡抑制効果を発揮することができなくなる。また、電池Ｃのように、高目付部の目付の増加量が１０ｇ／ｃｍ２よりも多いセパレータを用いると、電池の直流抵抗値が増大するようになって放電性が低下するようになる。このため、高目付部の目付の増加量は、５ｇ／ｃｍ２以上で、１０ｇ／ｃｍ２以下とするのが望ましいということができる。
【００３１】
６．高目付部の幅の検討
ついで、高目付部の幅（ｘ，ｙ）についての検討を行った。そこで、長さが８３０ｍｍで、幅が５０ｍｍで、親水性を付与した目付が６５ｇ／ｃｍ２のポリプロピレン製の第１セパレータ１２ａに、この上端部からの幅が第１セパレータ１２ａの全幅（高さ）に対して１０％の部分（ｘ）に、親水性を付与した目付が１０ｇ／ｃｍ２のポリプロピレン製の第２セパレータ１２ｂを溶着するとともに、下端部からの幅がセパレータ１２ａの全幅（高さ）に対して１０％の部分（ｙ）に、親水性を付与した目付が１０ｇ／ｃｍ２のポリプロピレン製の第２セパレータ１２ｃを溶着して、目付が７５ｇ／ｃｍ２の高目付部１２ｂ，１２ｃを形成してセパレータｄとした。
【００３２】
また、長さが８３０ｍｍで、幅が５０ｍｍで、親水性を付与した目付が６５ｇ／ｃｍ２のポリプロピレン製の第１セパレータ１２ａに、この上端部からの幅が第１セパレータ１２ａの全幅（高さ）に対して３０％の部分（ｘ）に、親水性を付与した目付が１０ｇ／ｃｍ２のポリプロピレン製の第２セパレータ１２ｂを溶着するとともに、下端部からの幅がセパレータ１２ａの全幅（高さ）に対して３０％の部分（ｙ）に、親水性を付与した目付が１０ｇ／ｃｍ２のポリプロピレン製の第２セパレータ１２ｃを溶着して、目付が７５ｇ／ｃｍ２の高目付部１２ｂ，１２ｃを形成してセパレータｅとした。
【００３３】
ついで、これらのセパレータｄ，ｅを用いて、上述と同様にして、公称容量が６ＡｈでＤサイズのニッケル−水素蓄電池Ｄ，Ｅをそれぞれ作製した。ここで、セパレータｄを用いたものを電池Ｄとし、セパレータｅを用いたものを電池Ｅとした。この後、これらの電池Ｄ，Ｅを用いて上述と同様の試験を行って、初期自己放電量（Ａｈ）、２００００サイクル後の自己放電量（Ａｈ）および電池直流抵抗値（ｍΩ）を求めると、下記の表２に示すように結果が得られた。なお、下記の表２には上述した電池Ｂの結果も併せて示している。
【００３４】
【表２】
2004327146.tif 000004
【００３５】
上記表２の結果から明らかなように、電池Ｄにあっては直流抵抗値が低いのに対して、高目付部１２ｂ，１２ｃの幅（ｘ，ｙ）が第１セパレータ１２ａの全幅（高さ）に対して３０％と広いセパレータｅを用いた電池Ｅの直流抵抗値は高いことが分かる。一方、初期自己放電に関しては、電池の種類に係わらずほぼ同様な結果となっているが、高目付部１２ｂ，１２ｃの幅（ｘ，ｙ）が第１セパレータ１２ａの全幅（高さ）に対して１０％と狭いセパレータｄを用いた電池Ｄは充放電サイクル後の自己放電量が増加していることが分かる。
【００３６】
これに対して、高目付部１２ｂ，１２ｃの幅（ｘ，ｙ）が第１セパレータ１２ａの全幅（高さ）に対して３０％と広い電池Ｅにおいては、充放電サイクル後の自己放電量が低下していることが分かる。このことから、高目付部１２ｂ，１２ｃの幅（ｘ，ｙ）が第１セパレータ１２ａの全幅（高さ）に対して３０％未満、好ましくは２０％以下となるセパレータを用いるのが望ましいということができる。なお、その下限値は１０％としたセパレータを用いるのが望ましい。
【００３７】
７．正極集電方式の検討
上述した例においては、正極の上部に形成された活物質の未充填部の端部に円板状の正極集電体を溶接する集電方式の例について説明したが、正極からの集電を集電タブで行う集電タブ方式についても検討した。そこで、以下においては、集電タブ方式としたアルカリ蓄電池の例を図３に基づいて説明する。なお、図３は、集電タブ方式のアルカリ蓄電池を構成する正極とセパレータと負極とを示す正面図であり、図３（ａ）は正極を模式的に示す正面図であり、図３（ｂ）はセパレータの上、下端部に高目付部を形成した状態を模式的に示す正面図であり、図３（ｃ）は負極を模式的に示す図である。
【００３８】
まず、長さが８３０ｍｍで、幅が５０ｍｍで、親水性を付与した目付が６５ｇ／ｃｍ２のポリプロピレン製の第１セパレータ２２ａを用意する。ついで、この第１セパレータ２２ａに、この上端部からの幅がセパレータ２２ａの全幅（高さ）に対して２０％の部分に、親水性を付与した目付が１０ｇ／ｃｍ２のポリプロピレン製の第２セパレータ２２ｂを溶着するとともに、下端部からの幅がセパレータ２２ａの全幅（高さ）に対して２０％の部分に、親水性を付与した目付が１０ｇ／ｃｍ２のポリプロピレン製の第２セパレータ２２ｃを溶着した。これにより、目付が７５ｇ／ｃｍ２の高目付部２２ｂ，２２ｃが形成されたセパレータ２２が得られるようになる。これを実施例４のセパレータｆとした。また、長さが８３０ｍｍで、幅が５０ｍｍで、親水性を付与した目付が６５ｇ／ｃｍ２のポリプロピレン製の第１セパレータ２２ａに、高目付部を形成することなく、そのまま用いてセパレータ２２を作製し、これを比較例２のセパレータｙとした。
【００３９】
一方、上述と同様に、正極活物質スラリー２１ｂを調製した後、ニッケル金属多孔体の両面に活物質スラリー２１ｂを充填し、乾燥させた後、所定の充填密度になるように圧延してニッケル正極２１を作製した。この場合、上端の一部に活物質の未充填部（なお、図３においては１箇所しか示していないが実際は複数箇所に設けられている）が形成されるように活物質スラリーを充填し、この未充填部に正極集電タブ２１ｃを溶接した。また、上述と同様に、水素吸蔵合金ペースト２３ｂを調製した後、これをパンチングメタルからなる芯体の両面に塗布し、室温で乾燥させた後、所定の厚みに圧延し、所定の寸法に切断して水素吸蔵合金負極２３を作製した。この場合、下端から１ｍｍの幅の部分が活物質スラリーの未充填部２３ｃが形成されるように水素吸蔵合金ペースト２３ｂを充填した。
【００４０】
ついで、上述のようにして作製したニッケル正極２１と、各セパレータ２２（ｆ，ｙ）と、水素吸蔵合金負極２３とを用いて、セパレータ２２（ｆ，ｙ）を間にして、正極２１と負極２３をそれぞれ配置した後、渦巻状に巻回して渦巻状電極群を形成した。この後、渦巻状電極群に配置された正極２１の上部の複数箇所に溶接された集電タブ２１ｃ同士を溶接するとともに、渦巻状電極群に配置された負極２３の下部に形成された活物質の未充填部２３ｃの端部と図示しない円板状の負極集電体とを溶接した。
【００４１】
ついで、この電極群を外装缶内に挿入した後、負極集電体を外装缶の内底面に溶接接続するとともに、正極集電タブ２１ｃを封口体に設けられた正極蓋に溶接接続した。この後、外装缶内に電解液（例えば、濃度が７ｍｏｌ／ｌで、ＫとＬｉとＮａのカチオン比Ｋ：Ｌｉ：Ｎａが８．７５：１．００：０．２５となるアルカリ水溶液）を注入し、更に外装缶の開口部を封口体により封止して、公称容量が１．７ＡｈでＡＡサイズのニッケル−水素蓄電池Ｆ，Ｙをそれぞれ作製した。ここで、セパレータｆを用いたものを電池Ｆとし、セパレータｙを用いたものを電池Ｙとした。
【００４２】
ついで、これらの各電池Ｆ，Ｙに活性化処理を施した。この後、周囲温度が２５℃の温度雰囲気中で、１．７Ａの充電電流で公称容量の８０％まで充電した。ついで、周囲温度が４５℃の温度雰囲気中に１週間放置した後、放電させて放電時間から放置後の放電容量を測定して、初期容量との差を求めて初期自己放電量（Ａｈ）として算出すると、下記の表３に示すような結果が得られた。
【００４３】
この後、周囲温度が４５℃の温度雰囲気中で、８Ａの充電電流で公称容量の６０％まで充電した後、８Ａの放電電流で公称容量の４０％まで放電するサイクルを１サイクルとするパルスサイクル試験を５００サイクル繰り返して行った。その後、周囲温度が２５℃の温度雰囲気中で、１．７Ａの充電電流で公称容量の８０％まで充電した。ついで、周囲温度が４５℃の温度雰囲気中に１週間放置した後、放電させて放電時間から５００サイクル後で、放置後の放電容量を測定して、初期容量との差を求めて５００サイクル後の自己放電量（Ａｈ）として算出すると、下記の表３に示すような結果が得られた。
【００４４】
また、上述のように活性化した後の各電池Ｆ，Ｙを用いて、周囲温度が２５℃の温度雰囲気中で、１．７Ａの充電電流で公称容量の５０％まで充電した。ついで、５Ａ、１０Ａ、１５Ａの電流値で１０秒間だけ充放電を行って、それぞれの電流値に対する１０秒目の電圧と電流をプロットし、その近似曲線の傾きから各電池Ｆ，Ｙの直流抵抗（ｍΩ）を求めると、下記の表３に示すような結果が得られた。
【００４５】
【表３】
2004327146.tif 000005
【００４６】
上記表３の結果から明らかなように、初期自己放電量（Ａｈ）に関しては、電池Ｆも、電池Ｙも同様な結果となっているが、高目付部を形成したセパレータｆを用いた電池Ｆにおいては、５００サイクル後の自己放電量（Ａｈ）が、高目付部が無形成のセパレータｙを用いた電池Ｙに比較して、１／２以下に低下していることが分かる。このことからも、正極２１からの集電を正極集電タブ２１ｃとした集電タブ方式においても、高目付部を形成したセパレータを用いると、サイクル後の自己放電量（Ａｈ）に対して効果的であることが分かる。
【００４７】
８．組電池
上述のようにして作製された電池Ａ〜Ｆ，Ｘ，Ｙを用いて、これらを１２０個直列接続するとともに、これらにＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ  ：充電状態）が中間的な状態に維持されるように制御することができるパルス充放電サイクル（部分充放電）制御回路を接続して、それぞれ組電池を作製した。そして、各組電池に対して上述した実施の形態と同様の条件にて試験を行ったところ、電池Ａ〜Ｆを用いた組電池については、上述した単電池の結果とほぼ同等の結果が得られた。
【００４８】
このように、本発明の電池Ａ〜Ｆを用いて充電状態が中間的な状態に維持されるように制御することができる制御回路を備えた組電池を構成すれば、高出力特性と、低自己放電率を長期間にわたって維持できるニッケル−水素蓄電池よりなる組電池を提供することが可能となる。この場合、電池固有もしくは組電池内での配置位置による電池温度差による容量のばらつきによって、一部の電池が完全放電もしくは満充電されないようにするためには、ＳＯＣを２０〜８０％、より好ましくは４０〜６０％に制限するように制御することが好ましい。
【００４９】
【発明の効果】
上述したように、本発明においては、第１セパレータ１２ａ（２２ａ）の正極集電体側（電流密度が高い部分）に位置する部位（ｘ）、および負極集電体側（電流密度が高い部分）に位置する部位（ｙ）に、目付が他の部位の目付よりも高い高目付部１２ｂ，１２ｃ（２２ｂ，２２ｃ）が形成されている。このため、アルカリ電解液中に溶出した水素吸蔵合金成分や正極を構成する合剤成分の一部がセパレータ１２（２２）に析出するのが抑制されるようになる。これにより、正、負極間距離が短くなることはなく、正、負極間距離が適正に維持されることとなって、正、負極間でのミクロの短絡も抑制されるようになる。この結果、高出力特性と、低自己放電率を長期間にわたって維持できるアルカリ蓄電池を提供することが可能となる。
【００５０】
なお、上述した実施の形態においては、セパレータの正極集電体側に位置する部位および負極集電体側に位置する部位の両方に目付が他の部位の目付よりも高い高目付部を形成した例について説明したが、セパレータの正極集電体側に位置する部位あるいは負極集電体側に位置する部位の少なくとも一方に、目付が他の部位の目付よりも高い高目付部を形成するようにしても、放電性を損なうことなく、自己放電特性を向上させることが可能である。
【００５１】
また、上述した実施の形態においては、第１セパレータ１２ａ（２２ａ）に第２セパレータ１２ｂ，１２ｃ（２２ｂ，２２ｃ）を溶着して高目付部を形成する例について説明したが、高目付部を形成するに際して、これ以外の他の方法を用いてもよい。この場合、例えば、セパレータを作製する際に繊維の量を調製して、意図的に高目付部を設ける方法などが考えられる。
さらに、上述した実施の形態においては、本発明のアルカリ蓄電池として、ニッケル−水素蓄電池に適用する例について説明したが、ニッケル−水素蓄電池に限らず、ニッケル−カドミウム蓄電池などの他のアルカリ蓄電池にも本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】正極と負極とセパレータの一例を示す正面図であり、図１（ａ）は正極を模式的に示す正面図であり、図１（ｂ）はセパレータの上、下端部に高目付部を形成した状態を模式的に示す正面図であり、図１（ｃ）は負極を模式的に示す図である。
【図２】セパレータを間にして正極と負極を配置した状態の要部を模式的に示す断面図である。
【図３】変形例の正極と負極とセパレータを示す正面図であり、図３（ａ）は正極を模式的に示す正面図であり、図３（ｂ）はセパレータの上、下端部に高目付部を形成した状態を模式的に示す正面図であり、図３（ｃ）は負極を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１１…ニッケル正極、１１ａ…ニッケル金属多孔体（芯体）、１１ｂ…正極活物質スラリー、１１ｃ…未充填部、１２…セパレータ、１２ａ…第１セパレータ、１２ｂ，１２ｃ…高目付部となる第２セパレータ、１３…水素吸蔵合金負極、１３ａ…芯体、１３ｂ…水素吸蔵合金ペースト、１３ｃ…未充填部、２１…ニッケル正極、２１ｂ…正極活物質スラリー、２１ｃ…正極集電タブ、２２…セパレータ、２２ａ…第１セパレータ、２２ｂ，２２ｃ…高目付部となる第２セパレータ、２３…水素吸蔵合金負極、２３ｂ…水素吸蔵ペースト、２３ｃ…未充填部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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