[发明专利]镍氢电池的充电方法和充电系统

说明书

技术领域

本发明涉及具备含有氢氧化镍的正极的镍氢电池的充电方法和充电系统。

背景技术

如在近来的便携设备的普及、以环境和能源问题为背景的混合动力车的普及、或电动车和剩余电力储存用的定置式大型电池的开发等中所看到的那样，电池、特别是二次电池发挥的作用以及对其的期待越来越大。其中，作为二次电池的一种的镍氢电池，使用不燃性的水系电解液，即使以恒电流进行较快速的充电，当成为满充电时也会自动地取代电解液中的水的电解，抑制电压上升等，作为比较安全且容易控制充电的电池，其重要性不断提高。作为关于镍氢电池的再生处理方法的技术文献，可举出专利文献1。

关于镍氢电池，在正极中使用氢氧化镍，在负极中使用储氢合金，作为电解液使用碱性电解液，在负极，如下述的(1)式和(2)式所示，在充电时发生水分子的氢的电化学还原和氢向储氢合金的吸藏，在放电时相反地发生所储藏的氢的电化学氧化。

〔充电〕H₂O+e^-→H(吸藏)+OH^-···(1)

〔放电〕H(吸藏)+OH^-→H₂O+e^-···(2)

作为储氢合金，主要使用以稀土类与镍的合金为主体的合金。

在正极，如下述的(3)式和(4)式所示，发生氢氧化镍以及碱式氧化镍的电化学氧化还原反应。

〔充电〕Ni(OH)₂+OH^-→NiOOH+H₂O+e^-···(3)

〔放电〕NiOOH+H₂O+e^-→Ni(OH)₂+OH^-···(4)

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4749095号公报

发明内容

然而，在这种镍氢电池中，从外部电源以恒定的电流值进行充电，向电池中储存能量。另外，从电池以恒定的电流值进行放电，向负载供给能量。根据本发明人的见解，通过反复进行这样的充电和放电，有时正极中所含的氢氧化镍的晶体结构崩溃，从而失活。如果氢氧化镍失活，则电极的活性丧失，变得难以发生上述的电化学氧化还原反应，其结果，放电容量(可充放电的容量)有可能降低。需求能抑制由氢氧化镍的失活引起的放电容量的降低并且能对镍氢电池进行充放电的技术。

本发明是鉴于这样的情况而完成的，其主要的目的是提供能抑制放电容量的降低并且能对镍氢电池进行充电的镍氢电池的充电方法。另外，本发明的另一目的是提供能够很好地实施这样的充电方法的系统。

为实现上述目的，本发明提供一种镍氢电池的充电方法，所述镍氢电池具备至少包含氢氧化镍的正极。该镍氢电池的充电方法的特征在于，对该镍氢电池仅供给重复频率在5kHz～10kHz的范围内、且电流的平均值被设定在1A～10A的范围内的方波脉冲电流来进行充电。根据该充电方法，能够抑制放电容量(可充放电的容量)的降低、并且对镍氢电池进行充电。因此，能够实现镍氢电池的长寿命化。

另外，本发明为了实现上述目的，提供一种对镍氢电池进行充电的充电系统，所述镍氢电池具备至少包含氢氧化镍的正极。

该充电系统具备：对所述镍氢电池供给直流电流的充电装置；连接于所述镍氢电池和所述充电装置之间的开关装置；和控制装置，所述控制装置控制所述开关装置，以使得将从所述充电装置向所述镍氢电池供给的直流电流转换成重复频率在5kHz～10kHz的范围内、且电流的平均值被设定在1A～10A的范围内的方波脉冲电流。根据该充电系统，能够以在镍氢电池与充电装置之间组入开关装置这样的简易的结构来适当地供给重复频率在5kHz～10kHz的范围内、且电流的平均值被设定在1A～10A的范围内的方波脉冲电流。因此，这样的系统可作为用于实施上述的充电方法的系统很好地被采用。

附图说明

图1是示意性地表示镍氢电池的一实施方式的部分剖视的立体图。

图2是表示劣化前的X射线衍射图的图。

图3是表示劣化后的X射线衍射图的图。

图4是表示脉冲充电处理后的X射线衍射图的图。

图5是表示脉冲电流的波形的图。

图6是表示一实施方式涉及的充电系统的概略构成的图。

图7是表示放电量的推移的图。

附图标记说明