(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アトマイズ法もしくは遠心噴霧法により作製した球状またはそれに類似した形状の水素吸蔵合金粉末Ａと機械粉砕法により作製した不定形の水素吸蔵合金粉末Ｂとからなり、
前記水素吸蔵合金粉末Ｂのみの表面が、ニッケルおよび／またはコバルトで被覆され、前記水素吸蔵合金粉末Ａと前記水素吸蔵合金粉末Ｂの重量比が、８０：２０〜９５：５であることを特徴とする水素吸蔵合金電極。
【請求項２】
前記水素吸蔵合金粉末Ａが９０μｍ以下の粒径および２０〜４０μｍの平均粒径を有し、前記水素吸蔵合金粉末Ｂが１０〜１５μｍの平均粒径を有することを特徴とする請求項１記載の水素吸蔵合金電極。
【請求項３】
請求項１または２記載の水素吸蔵合金電極からなる負極、金属酸化物からなる正極、およびアルカリ電解液を具備する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】
本発明は、ニッケル−水素蓄電池などの負極に用いられる水素吸蔵合金電極、およびこれを用いたアルカリ蓄電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水素吸蔵合金を用いて実用化されたニッケル−水素蓄電池は、低環境負荷および高エネルギー密度などの特徴を有する電池として、各種のコードレス機器および電子機器などの電源に広く使用されるようになってきた。また、電気自動車などの動力電源に用いるために大電流放電特性を向上させて高出力を得ること、およびバックアップ用電源に用いるために長期信頼性を向上させることが強く期待されている。
このようなニッケル−水素蓄電池の負極材料としては、一般にＣａＣｕ5型の結晶構造を有するＭｍＮｉ5（Ｍｍは希土類元素の混合物）系合金が、Ｎｉの一部をＣｏ、ＭｎおよびＡｌなどの金属で置換して用いられている。そして、この合金は、鋳型に流し込む鋳造法、回転ディスク上に注湯し薄体状の合金を作製するロール急冷法、および不活性ガスを噴霧して球状合金を作製するアトマイズ法などが知られている。
【０００３】
鋳造法およびロール急冷法においては、合金粉末を得るために機械的に粉砕工程を行なう必要があり、一方、アトマイズ法においては、微細な球状の合金粉末が得られるため、粉砕工程を必要としない。
また、粉砕により得られる合金粉末は、充放電サイクルに伴なって微粉化してしまうが、アトマイズ法により得られる合金粉末は、急冷により作製されるため均一な合金組織を有しており、微粉化が抑制される。
さらに、粉砕により得られる合金粉末に比べて、アトマイズ法により得られる合金粉末は、高密度で充填することが可能である（例えば特開平３−１１６６５５号公報）。
【０００４】
このような理由から、アトマイズ法により得られる合金粉末が主として用いられているが、この合金粉末は球状であるため比表面積が小さく、合金粉末粒子間の接触および合金粉末と集電体との接触が点接触になる。そのため、粉砕により得られる粉末に比べて集電性に劣るという問題がある。
これに対し、例えば、球状粒子からなる合金粉末と非球状粒子からなる合金粉末とを混合して得られる多孔質体集電体を用い、集電性を向上させる方法が提案されている（特開平１１−９７００２号公報）。また、粉砕により得られる合金粒子からなる層とアトマイズ法により得られる合金粒子からなる層を積層して得られる集電体を用い、集電性を向上させる方法も提案されている（特開平１１−２８３６１８号公報）。
すなわち、アトマイズ法により得られる球状合金粉末の集電性を向上させるために、粉砕により得られる非球状合金粉末が併用されているのである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、粉砕により得られる合金粉末は、アトマイズ法により得られる合金粉末に比べて、充放電サイクルに伴なって微粉化し易く、その粒径が１５μｍ程度にまで減少し、作製直後から集電体の集電性が次第に低下してしまう。また、前記微粉化によって新たに電解液と接触する合金粉末の表面積が増加するため、合金を構成する元素が溶出し、電解液をむやみに消費してしまう。そして、これらの結果として、得られる電池の内部抵抗が上昇し、放電容量およびサイクル寿命特性が低下してしまうという問題がある。
そこで、本発明は、アトマイズ法により得られる合金粉末および粉砕により得られる合金粉末からなる水素吸蔵合金電極であって、以上のような問題を有しない水素吸蔵合金電極およびこれを用い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】
本発明は、アトマイズ法もしくは遠心噴霧法により作製した球状またはそれに類似した形状の水素吸蔵合金粉末Ａと機械粉砕法により作製した不定形の水素吸蔵合金粉末Ｂとからなり、前記水素吸蔵合金粉末Ｂのみの表面が、ニッケルおよび／またはコバルトで被覆され、前記水素吸蔵合金粉末Ａと前記水素吸蔵合金粉末Ｂの重量比が、８０：２０〜９５：５であることを特徴とする水素吸蔵合金電極に関する。
【０００７】
また、前記水素吸蔵合金粉末Ａが９０μｍ以下の粒径および２０〜４０μｍの平均粒径を有し、前記水素吸蔵合金粉末Ｂが１０〜１５μｍの平均粒径を有するのが有効である。
さらに、本発明は、上記水素吸蔵合金電極からなる負極、金属酸化物からなる正極、およびアルカリ電解液を具備することを特徴とするアルカリ蓄電池にも関する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は、アトマイズ法もしくは遠心噴霧法により作製した球状またはそれに類似する形状の水素吸蔵合金粉末Ａと機械粉砕法により作製した不定形の水素吸蔵合金粉末Ｂとからなり、少なくとも前記水素吸蔵合金粉末Ｂの表面に、ニッケルおよび／またはコバルトを有することを特徴とする水素吸蔵合金電極に関する。
すなわち、本発明によれば、アトマイズ法もしくは遠心噴霧法により作製された表面が平滑な球状（鶏卵状などの類似の形状を含む。）の水素吸蔵合金粉末Ａと、機械的粉砕法により作製された表面が比較的粗い不定形の水素吸蔵合金粉末Ｂとを併用することにより集電性を向上させ、さらに、前記水素吸蔵合金粉末Ｂの表面を特定の金属で被覆することによって構成元素の溶出を抑制することができる。なお、本発明においていう「被覆」とは、必ずしも均一な層を形成していることをいうのではなく、付着している状態なども含む。
【０００９】
ここで、水素吸蔵合金粉末の表面を被覆する金属としては、有効に合金粉末の表面に付着して被覆層を構成し、水素吸蔵合金を構成する元素がアルカリ電解液中に溶出するのを抑制するという機能を果たすものであれば特に制限はないが、なかでも、合金表面で触媒としても働くニッケルおよび／またはコバルトを用いるのが好ましい。
また、本発明においては、少なくとも粉砕により得られる水素吸蔵合金粉末Ｂの表面を金属で被覆すればよいが、アトマイズ法もしくは遠心噴霧法により得られる水素吸蔵合金粉末Ａの表面と前記水素吸蔵合金粉末Ｂの表面の両方を、ニッケルおよび／またはコバルトで被覆するのが有効である。
これは、アトマイズ法もしくは遠心噴霧法により得られる水素吸蔵合金粉末Ａからも、微量ではあるが構成元素が溶出する場合があるところ、前記水素吸蔵合金粉末Ｂと同様に金属を被覆して、かかる溶出を抑制することができるからである。
【００１０】
つぎに、本発明にかかる水素吸蔵合金電極においては、前記水素吸蔵合金粉末Ａが９０μｍ以下の粒径、および２０〜４０μｍの平均粒径を有するのが有効である。
これは、９０μｍを超える粒径を有する水素吸蔵合金粉末Ａが含まれると、この合金粉末Ａが充放電サイクルに伴って微粉化し易く、電解液を消費してサイクル寿命特性を低下させてしまうからである。また、平均粒径が２０μｍ未満であると、水素吸蔵合金粉末Ａの腐食反応が加速されてしまい、極端に小さな粒径を有する水素吸蔵合金粉末は水素吸蔵能が低く、電極容量が減少してしまうからである。また、平均粒径が４０μｍを超えると、合金粉末Ａの反応面積の減少により、充放電反応性が低下してしまうからである。
【００１１】
一方、前記水素吸蔵合金粉末Ｂが１０〜１５μｍの平均粒径を有するのが有効である。
粉砕により得られる水素吸蔵合金粉末の粒径は、通常、充放電サイクルによって１５μｍ程度にまで微粉化してしまうことが経験的に知られている。そこで、あらかじめそのような粒径にして用いれば、新たに電解液と接触する合金表面の面積が増加することを抑制し、余分な電解液の消費を防ぐことができるからである。
【００１２】
本発明の水素吸蔵合金電極中の前記水素吸蔵合金粉末Ａと前記水素吸蔵合金粉末Ｂの重量比は、８０：２０〜９５：５であることが有効である。すなわち、全水素吸蔵合金粉末の５〜２０重量％が、粉砕により得られる水素吸蔵合金粉末Ｂであるのが好ましい。
これは、水素吸蔵合金粉末Ｂの重量比が２０重量％を超えると、電極の充填性が低下して充分な特性が得られないからであり、５重量％未満の場合には合金間の集電性が不充分となって放電特性の向上が得られないからである。
ここで、本発明における水素吸蔵合金の組成としては、希土類元素、ニッケルおよびニッケル以外の遷移金属元素を含むものであるのが好ましい。
以下に、実施例を用いて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
【００１３】
【実施例】
《実施例１》
本実施例においては、水素吸蔵合金粉末Ｂにのみ金属被覆を設けた。
（１）アトマイズ法による水素吸蔵合金粉末Ａの作製
まず、市販のＭｍ（ミッシュメタル）、Ｎｉ、Ｍｎ、ＡｌおよびＣｏを、所定の組成比になるように秤量し、不活性ガス雰囲気中で、高周波誘導加熱溶解炉により溶解して得られた溶湯を坩堝の下方から滴下させ、その溶湯に高圧のアルゴンガスを噴霧し、球状の合金粉末を得、９００℃に制御した電気炉内で１時間熱処理を行なった。
【００１４】
ここで、得られた合金粉末の組成を分析したところ、ＭｍＮｉ3.55Ｍｎ0.4Ａｌ0.3Ｃｏ0.75であり、合金組織は極めて均質であった。また、粉末粒子の形状を確認したころ、表面が平滑な球状であった。
さらに、上記合金粉末を粒径が９０μｍ以下となるように篩い分けすることにより、平均粒径が３０μｍである水素吸蔵合金粉末ａ１を得た。なお、平均粒径は、粒度分布の測定により確認した。
【００１５】
（２）粉砕による水素吸蔵合金粉末Ｂの作製
まず、市販のＭｍ（ミッシュメタル）、Ｎｉ、Ｍｎ、ＡｌおよびＣｏを、所定の組成比になるように秤量し、高周波誘導加熱溶解炉により溶解し、鋳型成形によりインゴットを作製した。このインゴットを１１００℃に制御した電気炉内に入れて１時間熱処理を行なった後、不活性ガス中で機械的に粉砕し合金粉末を得た。
ついで、上記合金粉末を平均粒径が１５μｍになるように篩い分け、ＭｍＮｉ3.55Ｍｎ0.4Ａｌ0.3Ｃｏ0.75の組成を有する水素吸蔵合金粉末ｂ１を得た。
【００１６】
（３）水素吸蔵合金粉末Ｂの被覆
さらに、上記水素吸蔵合金粉末ｂ１を酸で洗浄した後、８０℃に加温した３０ｇ／ｌの硫酸ニッケルと１０ｇ／ｌの酢酸ナトリウム混合液中に投入し、その溶液中に１５ｇ／ｌの次亜リン酸ナトリウムを添加し２０分間攪拌した。
その後、水洗および乾燥を行ない、水素吸蔵合金粉末ｂ１の表面にＮｉ被覆を施した水素吸蔵合金粉末ｂ１’を得た。
この水素吸蔵合金粉末ｂ１’のニッケル被覆量を確認したところ、２〜５重量％であった。
【００１７】
（４）電極の作製
以上のようにして得られた水素吸蔵合金粉末ａ１を９０重量部、水素吸蔵合金粉末ｂ１’を１０重量部、増粘材であるカルボキシメチルセルロースを０．１５重量部、導電材であるカーボンブラックを０．３重量部、結着剤であるスチレン−ブタジエン共重合体を０．８重量部、および分散媒である水を混合して合金ペーストを作製した。
このペーストを、厚さ６０μｍ、パンチング孔径１ｍｍ、開孔率４２％のニッケルめっきを施した鉄製パンチングメタルの両面に塗布し、乾燥および加圧を行なった。さらに、その表面にフッ素樹脂粉末をコーティングし、幅３５ｍｍ、長さ１５０ｍｍ、厚さ０．４ｍｍ、容量２２００ｍＡｈの水素吸蔵合金電極１を作製した。
【００１８】
（５）電池の作製
上記水素吸蔵合金電極１、公知の焼結式のニッケル正極およびナイロン不織布セパレータを積層して渦巻き状に巻回して極板群を得、金属ケースに挿入した。その後、金属ケースに比重１．３０のＫＯＨ水溶液に４０ｇ／ｌの水酸化リチウムを溶解した電解液を所定量注入し、ケースを封口して４／５Ａサイズで電池容量１５００ｍＡｈの密閉型電池１を作製した。
【００１９】
《参考例１》
本参考例においては、水素吸蔵合金粉末Ａおよび水素吸蔵合金粉末Ｂの両方に金属被覆を設けた。
（１）水素吸蔵合金粉末Ａの被覆
実施例１の（１）と同様にして得た平均粒径が３０μｍの水素吸蔵合金粉末ａ１を、酸で洗浄した後、８０℃加温した８０℃における比重が１．３０のＫＯＨ水溶液中に浸漬して１時間攪拌した。この合金粉末を水洗した後、さらに８０℃に加温した３０ｇ／ｌの硫酸ニッケルと１０ｇ／ｌの酢酸ナトリウム混合液中に投入し、その溶液中に１５ｇ／ｌの次亜リン酸ナトリウムを添加して２０分間攪拌した。
その後、水洗および乾燥を行ない、水素吸蔵合金粉末ａ１の表面にＮｉ被覆を施した水素吸蔵合金粉末ａ１'を得た。
【００２０】
（２）電極および電池の作製
ついで、水素吸蔵合金粉末ａ１'と、実施例１の（３）と同様にして作製した水素吸蔵合金粉末ｂ１'とを用い、実施例１と同様にして水素吸蔵合金電極２を作製した。さらに、実施例１と同様にして密閉型参考電池１を作製した。
【００２１】
《比較例１および２》
（１）金属被覆を有しない水素吸蔵合金粉末Ａのみを用いた電極および電池
まず、実施例１と同様の方法で球状の水素吸蔵合金粉末ａ１を作製した。
この水素吸蔵合金粉末ａ１を１００重量部、増粘材であるカルボキシメチルセルロースを０．１５重量部、導電材であるカーボンブラックを０．３重量部、結着剤であるスチレン−ブタジエン共重合体を０．８重量部および分散媒である水とを混合して合金ペーストを作製した。
この合金ペーストを用い、実施例１と同様にして比較用の密閉型電池（比較電池）１を作製した。
【００２２】
（２）金属被覆を有しない水素吸蔵合金粉末Ａおよび水素吸蔵合金粉末Ｂを用いた電極および電池
また、実施例１と同様の方法で作製した水素吸蔵合金粉末ａ１を９０重量部と、平均粒径が１５μｍになるように機械的に粉砕した水素吸蔵合金粉末ｂ１を１０重量部混合して合金粉末混合物を得た。
この合金混合物を１００重量部、増粘材であるカルボキシメチルセルロースを０．１５重量部、導電材であるカーボンブラックを０．３重量部、結着剤であるスチレン−ブタジエン共重合体を０．８重量部および分散媒である水を混合して合金ペーストを作製した。この合金ペーストを用い、実施例１と同様にして比較用の密閉型電池（比較電池）２を作製した。
【００２３】
［評価］
以上の方法により作製した電池１および参考電池１、ならびに比較電池１および２について、初期放電特性および寿命特性を評価した。
（１）初期放電特性
初期放電特性を評価するために、電池を２０℃、電流値１．５Ａで理論容量の１２０％まで充電し、０℃、電流値３．０Ａで電池電圧が１．０Ｖに低下するまでの容量（初期放電容量）を測定した。
比較電池１の初期放電容量を１００として、それぞれの電池の測定値を指数で示した。この結果を表１に示した。
【００２４】
（２）寿命特性
寿命特性を評価するために、電池を２０℃、電流値１．５Ａで理論容量の１２０％まで充電し、電流値１．５Ａで電池電圧１．０Ｖまで放電するサイクルを繰り返した。
放電容量が初期放電容量の８０％まで劣化した時のサイクル数を求め、比較電池１のサイクル数を１００とし、それぞれの電池のサイクル数を指数で示した。この結果を表１に示した。なお、電池を実際に使用することを考慮すると、寿命特性は９０以上必要であり、放電特性は１１０以上であればよい。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
表１から、実施例１および参考例１と比較例１の結果から明らかなように、粉砕により得られる水素吸蔵合金粉末Ｂを混合することにより、放電特性が向上することがわかる。これは、機械粉砕により得られる合金粉末の表面をＮｉ被覆することにより、反応表面積の増加、および芯材と合金粉末との間の集電性が得られたためと考えられる。
また、実施例１と比較例２の結果から明らかなように、機械粉砕した合金表面をＮｉ被覆することにより実用上問題のない寿命特性が確保できることがわかり、さらに参考例１と比較例２の結果から、アトマイズ法により得られる合金粉末の表面をＮｉ被覆することによりさらに寿命特性が向上することがわかる。これは、合金表面をＮｉ被覆することにより合金構成元素と電解液との腐食反応が抑制され電解液の消費を防ぐことができたためと考えられる。
【００２７】
《実施例２〜７》
本実施例においては、アトマイズ法により得られる水素吸蔵合金粉末Ａの粒径が、得られる電池の特性に及ぼす影響を調べた。
水素吸蔵合金粉末Ａと混合する粉砕により得られる水素吸蔵合金粉末Ｂとしては、２０μｍの篩で分級し、その合金表面をＮｉで被覆したものを使用した。また、水素吸蔵合金粉末Ａと水素吸蔵合金粉末Ｂの混合比（重量）は、９０：１０とした。
そして、篩を用いて水素吸蔵合金粉末Ａを分級し、平均粒径が１５、２０、３０、４０、４５または６５μｍの水素吸蔵合金粉末Ａを用いた以外は、参考例１と同様にして本発明の密閉型電池２〜７を作製した。それぞれの電池の電池特性を表２に示した。
【００２８】
【表２】
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【００２９】
表２より、水素吸蔵合金粉末Ａの平均粒径を小さくするにつれて、得られる電池の放電特性が向上し、逆に寿命特性が低下する傾向にあることが確認された。しかし、平均粒径が１５μｍの水素吸蔵合金粉末Ａを用いた場合、寿命特性の低下が見られた。これは、粒径を小さくすると合金粉末の比表面積が増加し、放電特性が向上するという効果がある一方、腐食される表面積が増加し、寿命特性が低下してしまったものと考えられる。
【００３０】
また、１５０μｍの篩で分級した平均粒径が６５μｍのものを用いた場合には、反応面積が少ないためにサイクル初期の放電容量は低下した。さらに１００〜１５０μｍ程度の粒径の場合は、充放電サイクルにより合金粉末が微粉化し易いため、サイクル数に伴なって放電容量は向上するが、同時に合金の腐食も進むため寿命特性の低下を招いたものと考えられる。
これらのことから、アトマイズ法により得られる水素吸蔵合金粉末Ａは、９０μｍ以下の粒径および２０〜４０μｍの平均粒径を有するのが好ましいことがわかる。
【００３１】
《実施例８〜１２》
本実施例においては、粉砕により得られる水素吸蔵合金粉末Ｂの粒径が電池特性に及ぼす影響を調べた。
アトマイズ法により作製した水素吸蔵合金粉末Ａとしては、９０μｍの篩で分級した平均粒径が３０μｍのものを使用した。また、９０重量部の水素吸蔵合金粉末Ａと１０重量部の水素吸蔵合金粉末Ｂを混合した合金粉末混合物を用いた。
水素吸蔵合金粉末Ｂを種々の篩を用いて分級し、平均粒径が７、１０、１２、１５または２０μｍのものを用い、その合金表面をＮｉで被覆して用いた以外は、参考例１と同様にして本発明の密閉型電池８〜１２を作製した。
それぞれの電池の電池特性を表３に示した。
【００３２】
【表３】
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【００３３】
表３より、粉砕により得られる水素吸蔵合金粉末Ｂの平均粒径が１０〜１５μｍの場合、良好な放電特性が得られ、寿命特性も実用上問題のないことがわかる。しかし、水素吸蔵合金粉末Ｂの平均粒径を７μｍ程度まで小さくした場合（実施例８）や、２０μｍ程度まで大きくした場合（実施例１２）には、良好な放電特性は得られるものの、水素吸蔵合金粉末Ｂの比表面積が増加し、結果としてアルカリ電解液による腐食が進行し寿命特性が低下したものと考えられる。
一方、実施例１２では、水素吸蔵合金粉末Ｂが充放電サイクルにより微粉化し、その結果として新たに生じたＮｉ被覆していない合金表面が腐食され、サイクル寿命特性が低下したものと考えられる。これらのことから、水素吸蔵合金粉末Ｂの平均粒径は、１０〜１５μｍであるのが好ましいことがわかる。
【００３４】
《実施例１３〜１５および参考例２》
本実施例および参考例においては、水素吸蔵合金電極中における、アトマイズ法により得られる水素吸蔵合金粉末Ａと粉砕により得られる水素吸蔵合金粉末Ｂとの重量比が電池特性に及ぼす影響を調べた。水素吸蔵合金粉末Ａと水素吸蔵合金粉末Ｂの重量比は、９５：５、９０：１０、８０：２０または７５：２５とした。
水素吸蔵合金粉末Ａとしては、９０μｍの篩で分級した平均粒径が３０μｍのものを使用し、水素吸蔵合金粉末Ｂとしては、２０μｍの篩で分級した平均粒径が１５μｍで、合金表面をＮｉで被覆したものを使用した。そのほかは、実施例１と同様にして密閉型電池１３〜１５および参考電池２を作製した。それぞれの電池の電池特性を表４に示した。
【００３５】
【表４】
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【００３６】
表４より、全合金中において粉砕により得られる水素吸蔵合金粉末Ｂの比率を５〜２０重量％にした場合、良好な放電特性が得られ、寿命特性も実用上問題のないことがわかる。
しかし、２５重量％混合した場合、放電特性は良好であるが、水素吸蔵合金粉末Ｂの混合比率が高いために充放電サイクルに伴って合金の腐食が進行し、電解液を消費してしまうため、実用上必要である特性を確保することができなかったものと考えられる。
これらのことから、全水素吸蔵合金粉末中における水素吸蔵合金粉末Ｂのが入比は、５〜２０重量％であるのが好ましいことがわかる。
【００３７】
以上の実施例では、球状の水素吸蔵合金粉末Ａを作製する方法として、ガスアトマイズ法を用いたが、これに限定されるものではなく、遠心噴霧法などの方法によっても同様な効果が得られる。
また、この水素吸蔵合金粉末の熱処理を９００℃で１時間行なったがこれに限定されるものではく、均質性を維持させることのできる条件であれば同様の効果が得られる。
また、上記実施例では、水素吸蔵合金粉末Ｂは、鋳造法により得られたインゴットを用いて作製したが、これに限定されるものではなく、ロール急冷法、アトマイズ法によって得られたものを粉砕して用いても同様の効果が得られる。
さらに、上記実施例においては、無電解法によりニッケル被覆を行ったが、これに限定されるものではなく、電解法、または酸もしくはアルカリ液を用いたエッチング法などにより、水素吸蔵合金を構成する元素であるニッケルおよびコバルトで粉末表面を被覆しても同様の効果が得られる。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、アトマイズ法もしくは遠心噴霧法により作製した球状またはそれに類似した形状の水素吸蔵合金粉末Ａと機械粉砕法により作製した不定形の水素吸蔵合金粉末Ｂとからなる水素吸蔵合金電極において、少なくとも前記水素吸蔵合金粉末Ｂの表面をニッケルおよび／またはコバルトで被覆することにより、集電体と水素吸蔵合金粉末との間の集電性を高め、寿命特性と放電特性とを両立させることができる。