[发明专利]碱性二次电池

说明书

本发明涉及碱性二次电池。碱性二次电池至少包含壳体、正极、负极和电解液。所述壳体收容所述正极、负极和电解液。所述正极包含二氧化锰和氢氧化镍。所述负极包含储氢合金。

技术领域

本公开内容涉及碱性二次电池。

背景技术

日本特开平2-223150号公报公开了正极的主要构成材料为二氧化锰并且负极的主要构成材料为储氢合金的碱性蓄电池(碱性二次电池)。

发明内容

镍金属氢化物(Ni-MH)电池已经实用化。Ni-MH电池也被称为“镍氢电池”。

Ni-MH电池为碱性二次电池的一种。在Ni-MH电池中，正极活性材料使用氢氧化镍[Ni(OH)₂]，负极活性材料使用储氢合金。镍具有价格比较高且价格波动大的倾向。正在寻求代替氢氧化镍的廉价的正极活性材料。

在日本特开平2-223150号公报中提出了正极活性材料使用二氧化锰(MnO₂)。二氧化锰作为例如碱性锰干电池等的正极活性材料使用。预期二氧化锰比氢氧化镍廉价。

但是，二氧化锰的构成元素中不含有氢。在电池刚组装好时，储氢合金中也不含有氢。碱性二次电池的电荷载体为氢离子。在正极活性材料和负极活性材料两者中不含有氢的情况下，理论上认为正极活性材料(二氧化锰)不能充放电。

本公开内容的目的在于，提供正极包含二氧化锰、负极包含储氢合金的碱性二次电池。

以下，对本公开内容的技术构成和作用效果进行说明。但是，本公开内容的作用机理包括假定内容。不应根据作用机理的正确与否来限定权利要求书。

[1]本公开内容的碱性二次电池至少包含壳体、正极、负极和电解液。所述壳体收容所述正极、负极和电解液。所述正极包含二氧化锰和氢氧化镍。所述负极包含储氢合金。

本公开内容的碱性二次电池的正极包含二氧化锰和氢氧化镍两者。通过将氢氧化镍的一部分用二氧化锰代替，可期待材料费用的降低。机理的具体细节虽不明确，但是通过二氧化锰与氢氧化镍共存，变得能够进行二氧化锰的充放电。而且，本公开内容的碱性二次电池能够具有与以往的Ni-MH电池大致同等的性能(充放电容量、电压)。

[2]本公开内容的碱性二次电池还可以包含以下构成。

即，所述储氢合金具有0.2MPa以上的平衡解离压。在所述壳体中填充有氢气。所述氢气具有储氢合金的平衡解离压以上的压力。

在以往的Ni-MH电池中，储氢合金具有0.1MPa以下的平衡解离压。“平衡解离压”表示储氢合金能够可逆地储藏、释放氢的压力。在本说明书中，具有0.1MPa以下的平衡解离压的储氢合金也被记载为“低解离压合金”。具有0.2MPa以上的平衡解离压的储氢合金也被记载为“高解离压合金”。

高解离压合金具有储氢容量比低解离压合金大的倾向。通过使用高解离压合金，可期待负极容量、以致于电池容量的增加。进而，通过使用高解离压合金，具有放电电压变高的倾向。其理由可以通过例如能斯特方程来说明。通过使用高解离压合金，还可期待输出功率的提高。

但是，在高解离压合金中，只要不是在其平衡解离压以上的压力下，氢的储藏释放就不稳定。于是，在上述[2]的构成中，在壳体中填充有氢气。氢气具有平衡解离压以上的压力。由此，可期待高解离压合金稳定地储藏、释放氢。

而且，还可期待填充于壳体中的氢气作为负极活性材料发挥功能。即，通过氢气的解离反应，能够取出电能。该工作原理与例如镍氢气(Ni-H₂)电池中的负极的工作原理相同。通过氢气作为负极活性材料发挥功能，可期待负极容量的增加。