(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気自動車又はハイブリット電気自動車の電源として用いられるアルカリ蓄電池であって、
水酸化ニッケルを活物質とする正極と、水素吸蔵合金を主成分とする負極と、親水化処理した不織布からなるセパレータと、前記正極、前記負極および前記セパレータに保持されたアルカリ電解液とを備え、前記アルカリ電解液中のシリコン酸化物の溶解量Ｘ（ｍｏｌ／Ｌ）が、１．０×１０-15≦Ｘ≦２．０×１０-2の範囲であり、
前記シリコン酸化物が、二酸化珪素であることを特徴とするアルカリ蓄電池。
【請求項２】
前記親水化処理した不織布からなるセパレータは、スルホン化処理されたポリプロピレン不織布からなるセパレータである請求項１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、アルカリ蓄電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、アルカリ蓄電池は、電気自動車やハイブリッド電気自動車等の電源として注目されている。電気自動車やハイブリッド電気自動車に用いられる蓄電池では長期間放置されることがしばしばあるため、蓄電池の自己放電容量が大きい場合には、放置後の走行性能が大きく低下するという問題がある。
【０００３】
このような自己放電を抑制する方法として、自己放電の主要因である不純物のシャトル反応を抑制する方法が試みられている。たとえば、セパレータにスルホン化処理を行って不純物を捕捉する方法が、従来から行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、現在、さらに自己放電を抑制することが求められている。
【０００５】
このため、本発明は、自己放電特性に優れたアルカリ蓄電池を提供することを目的とする。
【０００６】
［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、電気自動車又はハイブリット電気自動車の電源として用いられるアルカリ蓄電池であって、水酸化ニッケルを活物質とする正極と、水素吸蔵合金を主成分とする負極と、親水化処理した不織布からなるセパレータと、前記正極、前記負極および前記セパレータに保持されたアルカリ電解液とを備え、前記アルカリ電解液中のシリコン酸化物の溶解量Ｘ（ｍｏｌ／Ｌ）が、１．０×１０-15≦Ｘ≦２．０×１０-2の範囲であり、前記シリコン酸化物が、二酸化珪素であることを特徴とする。上記アルカリ蓄電池によれば、自己放電特性に優れたアルカリ蓄電池が得られる。
【０００９】
上記アルカリ蓄電池では、前記シリコン酸化物が、二酸化珪素であってもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１１】
本発明のアルカリ蓄電池は、ケースとケース内に封入された正極、負極、セパレータ、およびアルカリ電解液とを備える。アルカリ電解液は、正極、負極およびセパレータに保持されている。
【００１２】
ケース、正極、負極、およびセパレータには、アルカリ蓄電池に一般的に用いられるものを用いることができる。たとえば、正極には、水酸化ニッケルを主成分とする活物質を含む正極を用いることができる。また、負極には、水素吸蔵合金を含む負極を用いることができる。また、セパレータには、親水化処理した不織布、たとえば、スルホン化したポリプロピレン不織布などを用いることができる。
【００１３】
アルカリ電解液には、たとえば、ＫＯＨを主な溶質とする水溶液を用いることができる。そして、本発明のアルカリ蓄電池では、アルカリ電解液にシリコン酸化物（以下、シリコン酸化物Ａという場合がある）が溶解している。アルカリ電解液１Ｌ中のシリコン酸化物Ａの溶解量Ｘ（ｍｏｌ／Ｌ）は、１．０×１０-15≦Ｘ≦２．０×１０-2を満たすことが好ましい。
【００１４】
シリコン酸化物Ａには、たとえば、二酸化珪素（ＳｉＯ2）を用いることができる。
【００１５】
本発明のアルカリ蓄電池は、シリコン酸化物Ａを含むアルカリ電解液を用いることによって製造できる。また、シリコン酸化物は、アルカリ電解液に対して可溶性であるため、正極、負極、およびセパレータから選ばれる少なくとも１つにシリコン酸化物Ａを添加することによっても製造できる。
【００１６】
【実施例】
以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明する。
【００１７】
（実施例１）
実施例１では、アルカリ電解液にＳｉＯ2を添加してアルカリ電解液の導電率の変化を測定した。
【００１８】
まず、比重が１．３で、水酸化カリウムを溶質とする水溶液（アルカリ電解液）を調整した。そして、このアルカリ電解液に、さまざまな濃度でＳｉＯ2を添加して導電率を測定した。測定結果を図１に示す。図１から明らかなように、ＳｉＯ2の添加量が０．０２ｍｏｌ／Ｌを超えると、導電率が大きく低下した。この理由は明確ではないが、電解液にＳｉＯ2を添加することによって、電解液中のイオンの移動が阻害されるためであると推定される。
【００１９】
（実施例２）
実施例２では、ＳｉＯ2を溶解させたアルカリ電解液を用いてアルカリ蓄電池を作製した一例について説明する。
【００２０】
まず、Ｄサイズで容量が６．５Ａｈの円筒形アルカリ蓄電池を作製した。このアルカリ蓄電池２０の一部分解斜視図を図２に示す。アルカリ蓄電池２０は、ケース２１と、ケース２１内に封入された正極２２、負極２３、電解液（図示せず）、および正極２２と負極２３との間に配置されたセパレータ２４と、安全弁を備える封口板２５とを備える。実施例２では、水酸化ニッケルを活物質とする正極２２と、水素吸蔵合金を主成分とする負極２３と、スルホン化処理されたポリプロピレン不織布からなるセパレータ２４とを用いた。また、アルカリ電解液には、水酸化カリウムを主な溶質とする比重が１．３の水溶液を用いた。そして、アルカリ電解液に添加するＳｉＯ2の量を変化させて複数のアルカリ蓄電池を作製した。
【００２１】
これらのアルカリ蓄電池について、アルカリ蓄電池の内部抵抗と、自己放電後の残存容量、すなわち自己放電後のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）について測定した。自己放電後の残存容量は、以下の方法で測定した。まず、（１）ＳＯＣが６０％になるように、２５℃環境下において放電状態から３．９Ａの電流値で１時間充電し、（２）４５℃環境下で２週間放置し、（３）その後、２５℃環境下において電池温度が２５℃になるまで放置したのち、２Ａの電流値で電池電圧が１Ｖになるまで放電したときの放電容量Ｄ（Ａｈ）を測定し、（４）残存容量（％）＝Ｄ／６．５×１００の式から計算した。
【００２２】
実施例２のアルカリ蓄電池について、内部抵抗と自己放電後の残存容量を測定した結果を図３に示す。図３から明らかなように、アルカリ電解液にＳｉＯ2を添加することによって、残存容量を高くすること、すなわち、自己放電特性を向上させることができた。この効果は、ＳｉＯ2の添加量が１．０×１０-15ｍｏｌ／Ｌの場合にも確認できた。一方、ＳｉＯ2の添加量が０．０２ｍｏｌ／Ｌを超えると、内部抵抗が増加した。この結果は、実施例１の結果とも一致している。
【００２３】
アルカリ電解液にＳｉＯ2を添加することによって自己放電特性が向上する理由は現在のところ明確ではないが、添加されたＳｉＯ2が電解液中でＳｉＯ3-となり、これが不純物を捕捉しているか、もしくは活物質の自己分解反応を抑制しているのではないかと考えられる。
【００２４】
なお、実施例２では、ＳｉＯ2を添加したアルカリ電解液を用いる場合について説明した。しかし、ＳｉＯ2はアルカリ溶液に溶解するため、ＳｉＯ2を、正極、負極またはセパレータに添加しても、同様の効果が得られると考えられる。
【００２５】
以上、本発明の実施の形態について例を挙げて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されず本発明の技術的思想に基づき他の実施形態に適用することができる。
【００２６】
たとえば、本発明のアルカリ蓄電池は、上記実施例で説明した電池に限定されない。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、自己放電特性に優れたアルカリ蓄電池が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ＳｉＯ2の添加量とアルカリ電解液の導電率との関係を示すグラフである。
【図２】  本発明のアルカリ蓄電池ついて一例を示す一部分解斜視図である。
【図３】  ＳｉＯ2の添加量に対する内部抵抗と自己放電試験後の残存容量の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
２０  アルカリ蓄電池
２１  ケース
２２  正極
２３  負極
２４  セパレータ
【図１】
0005062929.tif 000002
【図２】
0005062929.tif 000003
【図３】
0005062929.tif 000004