(57)【要約】【課題】正極と、負極と、正極と負極との間に介在されるセパレータと、アルカリ電解液とを備えたアルカリ蓄電池において、セパレータを改善して、アルカリ電解液がセパレータに速やかに浸透されるようにし、アルカリ蓄電池を速やかに活性化できるようにする。【解決手段】正極と、負極と、正極と負極との間に介在させるセパレータと、アルカリ電解液とを備えたアルカリ蓄電池において、上記のセパレータとして、アルカリ電解液に溶解可能なタングステン酸及びタングステン酸塩から選択される少なくとも１種を担持させたものを用いる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルカリ蓄電池に用いるアルカリ蓄電池用セパレータにおいて、アルカリ電解液に溶解可能なタングステン酸及びタングステン酸塩から選択される少なくとも１種が担持されていることを特徴とするアルカリ蓄電池用セパレータ。
【請求項２】
請求項１に記載したアルカリ蓄電池用セパレータにおいて、上記のタングステン酸塩が、タングステン酸カリウム、タングステン酸リチウム及びタングステン酸ナトリウムから選択される少なくとも１種であることを特徴とするアルカリ蓄電池用セパレータ。
【請求項３】
正極と、負極と、正極と負極との間に介在されるセパレータと、アルカリ電解液とを備えたアルカリ蓄電池において、上記のセパレータに、請求項１又は請求項２に記載したアルカリ蓄電池用セパレータを用いたことを特徴とするアルカリ蓄電池。
【請求項４】
請求項３に記載したアルカリ蓄電池において、上記の正極の活物質に水酸化ニッケルを用いる共に、上記の負極の活物質に水素吸蔵合金を用いたことを特徴とするアルカリ蓄電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、正極と、負極と、正極と負極との間に介在されるセパレータと、アルカリ電解液とを備えたアルカリ蓄電池及びこのアルカリ蓄電池に用いるセパレータに係り、特に、セパレータに速やかにアルカリ電解液が浸透して、アルカリ蓄電池の活性化が速やかに行われるようにした点に特徴を有するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、アルカリ蓄電池としては、ニッケル−カドミウム蓄電池やニッケル−水素蓄電池等が使用されており、近年においては、ニッケル−カドミウム蓄電池に比べ、高容量であり、環境安全性にも優れている点から、負極に水素吸蔵合金を用いたニッケル−水素蓄電池が広く利用されるようになった。
【０００３】
そして、上記ののような各アルカリ蓄電池においては、正極と負極との間にセパレータを介在させ、このセパレータにアルカリ電解液を含浸させて充放電を行い、このアルカリ蓄電池を活性化させるようにしている。
【０００４】
ここで、このようなアルカリ蓄電池におけるセパレータとしては、一般にポリアミド系やポリオレフィン系等の耐アルカリ性に優れた材料で構成された不織布等が使用されている。
【０００５】
しかし、このような材料で構成されたセパレータは、一般にアルカリ電解液との親和性が低く、セパレータにアルカリ電解液が浸透するのに時間がかかり、アルカリ蓄電池を速やかに活性化させることができず、特に、負極に水素吸蔵合金を用いた場合、活性化させるまでに、この水素吸蔵合金中における一部の金属がアルカリ電解液中に金属イオンとなって溶出し、この金属イオンがセパレータに析出して自己放電が生じたり、サイクル特性が悪くなる等の問題があった。
【０００６】
このため、近年においては、上記のようなセパレータにプラズマ処理を行って、セパレータにおける親水性を高めることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
しかし、このようにセパレータにプラズマ処理を行っても、セパレータにおける親水性を十分に高めることができず、依然として、セパレータにアルカリ電解液が浸透するのに時間がかかり、アルカリ蓄電池を速やかに活性化させることができなかった。
【０００８】
また、近年においては、上記のようなセパレータの表面に金属酸化物を直接担持させ、この金属酸化物をセパレータに保持させた状態にして、セパレータにおける親水性を高めることが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００９】
しかし、このように金属酸化物をセパレータに保持させた状態にすると、自己放電が生じるなどの問題があった。
【００１０】
【特許文献１】
特許第３０４００４１号公報
【特許文献２】
特開２０００−１１３９０４号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、正極と、負極と、正極と負極との間に介在させるセパレータと、アルカリ電解液とを備えたアルカリ蓄電池における上記のような問題を解決することを課題とするものであり、このアルカリ蓄電池に用いるセパレータを改善し、アルカリ電解液がセパレータに速やかに浸透されて、アルカリ蓄電池を速やかに活性化できるようにすることを課題とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明におけるアルカリ蓄電池用セパレータにおいては、上記のような課題を解決するため、アルカリ電解液に溶解可能なタングステン酸及びタングステン酸塩から選択される少なくとも１種を担持させるようにしたのである。
【００１３】
また、この発明におけるアルカリ蓄電池においては、上記のような課題を解決するため、正極と、負極と、正極と負極との間に介在させるセパレータと、アルカリ電解液とを備えたアルカリ蓄電池において、上記のアルカリ蓄電池用セパレータを用いるようにしたのである。
【００１４】
そして、上記のアルカリ蓄電池用セパレータのように、アルカリ電解液に溶解可能なタングステン酸及びタングステン酸塩から選択される少なくとも１種を担持させると、このように担持された材料によってアルカリ電解液がセパレータに速やかに浸透されるようになり、このアルカリ蓄電池を充放電させて、アルカリ蓄電池を速やかに活性化させることができるようになる。
【００１５】
また、このようにアルカリ蓄電池を速やかに活性化させることができる結果、負極に水素吸蔵合金を用いた場合においても、この水素吸蔵合金中における一部の金属がアルカリ電解液中に金属イオンとなって溶出するのが少なくなり、この金属イオンがセパレータに析出して自己放電が生じたり、サイクル特性が悪くなるのが抑制され、保存特性やサイクル特性等に優れたアルカリ蓄電池が得られるようになる。
【００１６】
また、上記のようにアルカリ電解液に溶解可能なタングステン酸及びタングステン酸塩から選択される少なくとも１種を担持させたアルカリ蓄電池用セパレータを用い、このセパレータにアルカリ電解液を浸透させてアルカリ蓄電池を充放電させると、タングステンが正極に均一に析出されるようになって、アルカリ蓄電池における高温での充放電効率や保存性が向上する。
【００１７】
ここで、上記のアルカリ蓄電池用セパレータに保持させるタングステン酸塩としては、アルカリ蓄電池における特性に悪影響を与えないものを用いることが必要であり、例えば、タングステン酸カリウム、タングステン酸リチウム、タングステン酸ナトリウム等を用いることが好ましい。また、タングステン酸やタングステン酸塩を保持させる量は、セパレータ１００重量部に対して、１〜１５重量部の範囲であることが好ましい。
【００１８】
また、上記のセパレータとしてスルホン化処理されたものを用いると、このセパレータに不純物イオンが捕獲されるようになって、アルカリ蓄電池におけるサイクル特性等がさらに向上する。
【００１９】
【実施例】
以下、この発明におけるアルカリ蓄電池用セパレータの実施例を挙げ、この実施例に係るアルカリ蓄電池用セパレータにおいては、アルカリ電解液が速やかに浸透されることを、比較例を挙げて明らかにする。なお、この発明におけるアルカリ蓄電池用セパレータは、下記の実施例に示したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものであり、またこのアルカリ蓄電池用セパレータを用いるアルカリ蓄電池の種類も特に限定されず、公知のアルカリ蓄電池に使用することができる。
【００２０】
この実施例においては、スルホン化処理されたポリプロピレン製の不織布を１００ｍｍ×４０ｍｍの大きさに切断し、この不織布を０．１ｍｏｌ／ｌのタングステン酸ナトリウム水溶液に浸漬させ、これを引き上げ乾燥させる操作を数回繰り返して行い、上記の不織布１００重量部に対してタングステン酸ナトリウムが約５重量部担持されたアルカリ蓄電池用セパレータを得た。
【００２１】
一方、比較例のアルカリ蓄電池用セパレータにおいては、上記のスルホン化処理されたポリプロピレン製の不織布に対してタングステン酸ナトリウムを担持させないようにした。
【００２２】
そして、上記の実施例及び比較例の各アルカリ蓄電池用セパレータを、それぞれ３０重量％の水酸化カリウム水溶液に３０分間浸漬させた後、引き上げて、各アルカリ蓄電池用セパレータの浸漬前の重量Ｗｏに対する浸漬後の重量Ｗａの増加分Ｗａ−Ｗｏの重量比率［（Ｗａ−Ｗｏ）／Ｗｏ］×１００を求めた。
【００２３】
この結果、上記の実施例のアルカリ蓄電池用セパレータにおいては増加分の重量比率が３０％であったのに対して、上記の比較例のアルカリ蓄電池用セパレータにおいては増加分の重量比率は１６％であり、実施例のアルカリ蓄電池用セパレータは、比較例のアルカリ蓄電池用セパレータに比べて、アルカリ電解液として用いられる水酸化カリウム水溶液の浸透が速やかに行われていた。
【００２４】
このため、上記の実施例のアルカリ蓄電池用セパレータをアルカリ蓄電池に使用すると、アルカリ電解液がこのアルカリ蓄電池用セパレータに速やかに浸透されるようになり、このアルカリ蓄電池を充放電させて速やかに活性化させることができるようになる。
【００２５】
この結果、負極に水素吸蔵合金を用いたアルカリ蓄電池の場合、この水素吸蔵合金中における一部の金属がアルカリ電解液中に金属イオンとなって溶出するのが少なくなり、この金属イオンがセパレータに析出して自己放電が生じたり、サイクル特性が悪くなるのが抑制され、保存特性やサイクル特性等に優れたアルカリ蓄電池が得られることは明らかである。
【００２６】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明におけるアルカリ蓄電池用セパレータにおいては、アルカリ電解液に溶解可能なタングステン酸及びタングステン酸塩から選択される少なくとも１種を担持させるようにしたため、このように担持された材料により、アルカリ電解液がこのセパレータに速やかに浸透されるようになった。
【００２７】
このため、このようなアルカリ蓄電池用セパレータをアルカリ蓄電池に使用すると、このセパレータにアルカリ電解液が速やかに浸透されて、アルカリ蓄電池を充放電させることができるようになり、アルカリ蓄電池を速やかに活性化できるようになる。
【００２８】
また、このようにアルカリ蓄電池を速やかに活性化させることができる結果、負極に水素吸蔵合金を用いた場合においても、この水素吸蔵合金中における一部の金属がアルカリ電解液中に金属イオンとなって溶出するのが少なくなり、この金属イオンがセパレータに析出して自己放電が生じたり、サイクル特性が悪くなるのが抑制され、保存特性やサイクル特性等に優れたアルカリ蓄電池が得られるようになる。