发明名称 电极,硷性蓄电池,以及制造硷性蓄电池之方法
摘要 硷性蓄电池,其特征在于它含有:正电极,它含有使用Cu-kα射线,藉由X射线粉末绕射(2θ)方法量测(101)面中的顶峰之半宽具有0.8°以上的值之氢氧化镍,以及一种以上重量占4.0-15%的选自锌及锌化合物的物质(该物质之重量系以锌元素计算且依据氢氧化镍之重量计);以及硷性电解液,它对正电极理论电容量之比为0.7-2.0cm3/Ah。
申请公布号 TW359904 申请公布日期 1999.06.01
申请号 TW086119009 申请日期 1997.12.16
申请人 东芝电池股份有限公司 发明人 乙幡秀和
分类号 H01M10/24 主分类号 H01M10/24
代理机构 代理人 林志刚 台北巿南京东路二段一二五号七楼
主权项 1.一种硷性蓄电池,它含有:正电极,它含有使用Cu-K射线藉由X射线粉末绕射(2)方法量测在(101)面的顶峰之半宽具有0.8以上的値之氢氧化镍,及一种以上重量占4.0至15%的选自锌及锌化合物之物质(重量系以锌元素计算且依据前述之氢氧化镍的重量):以及硷性电解液,它对正电极理论电容量之比为0.7至2.0cm3/Ah。2.依据申请专利范围第1项之蓄电池,其中前述的氢氧化镍颗粒具有含有前述的一种以上的物质之颗粒的形式。3.依据申请专利范围第2项之蓄电池,其中前述的颗粒更进一步含有一种以上选自钴及钴化合物之物质。4.依据申请专利范围第1项之蓄电池,其中前述的氢氧化镍具有颗粒的形式,而前述的颗粒表面有一部份以上覆以一种以上选自钴及钴化合物的物质。5.依据申请专利范围第4项之蓄电池,其中前述的颗粒具有50m2/g以下的比表面积。6.依据申请专利范围第1项之蓄电池,其中前述的正电极更进一步含有含氢氧化钴且具有平均粒径为0.3至2.5m之颗粒。7.依据申请专利范围第1项之蓄电池,其中前述的正电极更进一步含有氢氧化钴且敲击密度为0.4至1.15g/cm3之颗粒。8.依据申请专利范围第1项之蓄电池,其中前述的正电极更进一步含有氢氧化钴且比表面积为2.5至30m2/g之颗粒。9.一种制造硷性蓄电池之方法,包括以下步骤,将电池单元(包括:(a)正电极,它含有具有以使用Cu-K射线之X射线粉末绕射(2)方法测得之(101)结晶面顶峰半宽为0.8以上数値之氢氧化镍,一种以上选自钴及钴化合物之第一种物质,及重量占4.0至15%的一种以上选自锌及锌化合物之第二种物质(重量系以锌元素计算且依据前述的氢氧化镍之重量),及(b)硷性电解液,它对正电极理论电容量之比为0.7至2.0cm3/Ah)加以组装;而后对前述的电池单元于温度40至100℃下施以初次充电。10.依据申请专利范围第9项之方法,其中前述的一种以上的第一种物质为含有氢氧化钴且平均粒径为0.3至2.5m之颗粒。11.依据申请专利范围第9项之方法,其中前述的一种以上的第一种物质为含有氢氧化钴且敲击密度为0.4至1.15cm3/g之颗粒。12.依据申请专利范围第9项之方法,其中前述的一种以上的第一种物质为含有氢氧化钴且比表面积为2.5至30m2/g之颗粒。13.依据申请专利范围第9项之方法,其中前述的氢氧化镍具有颗粒的形式,而前述的颗粒表面有一部份以上覆以前述的一种以上的第一种物质。14.依据申请专利范围第13项之方法,其中前述的颗粒具有50m2/g以下的比表面积。15.一种制造硷性蓄电池之方法,包括以下步骤:将电池单元(包括:(a)正电极,它含有具有以使用Cu-K射线之X射线粉末绕射(2)方法测得之(101)结晶面顶峰半宽为0.8以上数値之氢氧化镍,一种以上的选自钴及钴化合物之第一种物质,及重量占4.0至15%的一种以上的选自锌及锌化合物之第二种物质(重量系以锌元素计算且依据前述的氢氧化镍之重量),及(b)硷性电解液,它对正电极理论电容量之比为0.7至2.0cm3/Ah)加以组装;而对上述的电池单元施以部份充电,为前述的电池单元全充电之5至20%;再把前述的电池单元熟化。16.依据申请专利范围第15项之方法,其中前述的氢氧化镍具有颗粒的形式,而前述的颗粒表面有一部份以上覆以前述的一种以上的第一种物质。17.依据申请专利范围第15项之方法,其中前述的颗粒具有50m2/g以下的比表面积。18.依据申请专利范围第15项之方法,其中前述的一种以上的第一种物质为含有氢氧化钴且平均粒径为0.3至2.5m之颗粒。19.依据申请专利范围第15项之方法,其中前述的一种以上的第一种物质为含有氢氧化钴且敲击密度为0.4至1.15g/cm3之颗粒。20.依据申请专利范围第15项之方法,其中前述的一种以上的第一种物质为含有氢氧化钴且比表面积为2.5至30m2/g之颗粒。21.依据申请专利范围第15项之方法,其中前述的熟化系于40至90℃的温度下实施。22.依据申请专利范围第15项之方法,其中前述的部份充电系以0.05至0.5C的充电速率实施。23.一种硷性蓄电池,它包含:正电极,它含有具有以使用Cu-K射线之X射线粉末绕射(2)方法测得之(101)结晶面顶峰半宽为0.8以上数値之氢氧化镍及一种以上的选自铯、铷、钾之硷金属;以及硷性电解液,它对正电极理论电容量之比为0.7至1.3cm3/Ah。24.依据申请专利范围第23项之蓄电池,其中前述的一种以上的硷金属系水合物的形式。25.依据申请专利范围第23项之蓄电池,其中前述的硷性电解液含有一种以上选自氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化铯及氢氧化铷之氢氧化物。26.依据申请专利范围第23项之蓄电池,其中前述的正电极含有:前述的氢氧化镍,前述的一种以上的硷金属及重量占4.0至15%的一种以上选自锌及锌化合物之物质(重量系锌元素计算且依据前述的氢氧化镍颗粒之重量)。27.依据申请专利范围第26项之蓄电池,其中前述的氢氧化镍具有颗粒的形式,而前述的颗粒表面有一部份以上覆以一种以上选自钴及钴化合物之物质。28.依据申请专利范围第27项之蓄电池,其中前述的颗粒具有50m2/g以下的比表面积。29.依据申请专利范围第26项之蓄电池,其中前述的正电极更进一步含有含氢氧化钴且平均粒径为0.3至2.5m之颗粒。30.依据申请专利范围第26项之蓄电池,其中前述的正电极进一步含有含氢氧化钴且敲击密度为0.4至1.15g/cm3之颗粒。31.依据申请专利范围第26项之蓄电池,其中前述的正电极更进一步含有含氢氧化钴且比表面积为2.5至30m2/g之颗粒。32.依据申请专利范围第23项之蓄电池,其中前述的氢氧化镍具有颗粒的形式,而前述的颗粒表面有一部份以上覆以一种以上选自钴及钴化合物之物质。33.依据申请专利范围第32项之蓄电池,其中前述的颗粒具有50m2/g以下的比表面积。34.依据申请专利范围第23项之蓄电池,其中前述的正电极更进一步含有含氢氧化钴且平均粒径为0.3至2.5m之颗粒。35.依据申请专利范围第23项之蓄电池,其中前述的正电极更进一步含有含氢氧化钴且敲击密度为0.4至1.15g/cm3之颗粒。36.依据申请专利范围第23项之蓄电池,其中前述的正电极更进一步含有含氢氧化钴且比表面积为2.5至30m2/g颗粒。37.一种电极,它包含:具有以使用Cu-K射线之X射线粉末绕射(2)方法测得之(101)结晶面顶峰半宽为0.8以上数値之氢氧化镍以及一种以上选自铯、铷、钾之硷金属。38.依据申请专利范围第37项之电极,其中前述的硷金属系以一种以上选自氢氧化铯、氢氧化铷、氢氧化钾之氢氧化物被予以提供。39.依据申请专利范围第37项之电极,其中前述的氢氧化镍具有颗粒的形式,而前述的颗粒表面有一部份以上覆以一种以上选自钴及钴化合物之物质。40.依据申请专利范围第39项之电极,其中前述的颗粒具有50m2/g以下的比表面积。41.依据申请专利范围第37项之电极,进一步含有含氢氧化钴之颗粒,平均粒径为0.3至2.5m。42.依据申请专利范围第37项之电极,进一步含有含氢氧化钴之颗粒,敲击密度为0.4至1.15g/cm3。43.依据申请专利范围第37项之电极,进一步含有含氢氧化钴之颗粒,比表面2.5至30m2/g。44.一种制造硷性蓄电池之方法,包括以下步骤:将电池单元(包括:(a)正电极,它含有具有以使用Cu-K射线之X射线粉末绕射(2)方法测得之(101)结晶面顶峰半宽为0.8以上数値之氢氧化镍,一种以上的选铯、铷、钾之硷金属以及一种以上选自钴及钴化合物之第一种物质,以及(b)硷性电解液,它对正电极理论电容量之比为0.7至1.3cm3/Ah加以组装;而后使前述的电池单元于40至100℃的温度下被施以初次充电。45.依据申请专利范围第44项之方法,其中前述的一种以上的硷金属系以水合物之形式。46.依据申请专利范围第44项之方法,其中前述的正电极含有:前述的氢氧化镍,前述的一种以上的硷金属,前述的一种以上的第一种物质以及重量占4.0至15%的一种以上选自锌及锌化合物之第二种物质,后者重量系以锌元素计算且依据前述的氢氧化镍之重量。47.依据申请专利范围第46项之方法,其中前述的氢氧化镍具有颗粒的形式,而前述的颗粒表面有一部份以上覆以前述的一种以上的第一种物质。48.依据申请专利范围第47项之方法,其中前述的颗粒具有50m2/g以下的表面积。49.依据申请专利范围第47项之方法,其中前述的一种以上的第一种物质为含氢氧化钴且平均粒径为0.3至2.5m之颗粒。50.依据申请专利范围第47项之方法,其中前述的一种以上的第一种物质为含氢氧化钴且敲击密度为0.4至1.15g/cm3之颗粒。51.依据申请专利范围第47项之方法,其中前述的一种以上的第一种物质为含氢氧化钴且比表面积为2.5至30m2/g之颗粒。52.依据申请专利范围第44项之方法,其中前述的氢氧化镍具有颗粒的形式,而前述的颗粒表面有一部份以上覆以一种以上的第一种物质。53.依据申请专利范围第52项之方法,其中前述的颗粒具有如50m2/g以下的比表面积。54.依据申请专利范围第44项之方法,其中前述的一种以上的第一种物质为含有氢氧化钴且平均粒径为0..3至2.5m之颗粒。55.依据申请专利范围第44项之方法,其中前述的一种以上的第一种物质为含有氢氧化钴且敲击密度为0.4至1.15g/cm3之颗粒。56.依据申请专利范围第44项之方法,其中前述的一种以上的第一种物质为含有氢氧化钴且比表面积为2.5至30m2/g之颗粒。57.一种制造硷性蓄电池之方法,它包括以下步骤:将电池单元(包括:(a)正电极,含有具有以使用Cu-K射线之X射线粉末绕射(2)方法测得之(101)结晶面顶峰半宽为0.8以上数値之氢氧化镍,一种以上选自铯、铷、钾的硷金属以及一种以上选自钴及钴化合物之第一种物质,以及(b)硷性电解液,它对正电极理论电容量之比为0.7至1.3cm3/Ah)加以组装;而后对前述的电池单元施以部份充电,为前述的电池单元全充电之5%至20%;再把前述的电池单元熟化。58.依据申请专利范围第57项之方法,其中前述的一种以上的硷金属系水合物的形式。59.依据申请专利范围第57项之方法,其中前述的正电极含有:前述的氢氧化镍,前述的一种以上的硷金属,前述的一种以上的第一种物质以及重量占4.0至15%的一种以上选自锌及锌化合物之第二种物质,后者重量系以锌元素计算且依据前述的氢氧化镍之重量。60.依据申请专利范围第59项之方法,其中前述的氢氧化镍具有颗粒的形式,而前述的颗粒表面有一部份以上覆以一种以上的第一种物质。61.依据申请专利范围第60项之方法,其中前述的颗粒具有50m2/g以下的比表面积。62.依据申请专利范围第59项之方法,其中前述的一种以上的第一种物质为含有氢氧化钴且平均粒径为0.3至2.5m之颗粒。63.依据申请专利范围第59项之方法,其中前述的一种以上的第一种物质为含有氢氧化钴且敲击密度为0.4至1.15g/cm3之颗粒。64.依据申请专利范围第59项之方法,其中前述的一种以上的第一种物质为含有氢氧化钴且比表面积为2.5至30m2/g之颗粒。65.依据申请专利范围第57项之方法,其中前述的氢氧化镍具有颗粒的形式,而前述的颗粒表面有一部份以上覆以一种以上的第一种物质。66.依据申请专利范围第65项之方法,其中前述的颗粒具有50m2/g以下的表面积。67.依据申请专利范围第57项之方法,其中前述的一种以上的第一种物质为含有氢氧化钴且平均粒径为0.3至2.5m之颗粒。68.依据申请专利范围第57项之方法,其中前述的一种以上的第一种物质为含有氢氧化钴且敲击密度为0.4至1.15g/cm3之颗粒。69.依据申请专利范围第57项之方法,其中前述的一种以上的第一种物质为含有氢氧化钴且比表面积为2.5至30m2/g之颗粒。70.依据申请专利范围第57项之方法,其中前述的熟化系于40至90℃的温度下实施。71.依据申请专利范围第57项之方法,其中前述的部份充电系以0.05至0.5C的充电速率实施。72.一种硷性蓄电池,它包含:正电极,它含有氢氧化镍以及含有氢氧化钴且敲击密度为0.4至1.15g/cm3之颗粒。73.依据申请专利范围第72项之蓄电池,其中前述的颗粒具有0.3至2.5m之平均粒径。74.依据申请专利范围第72项之蓄电池,其中前述的颗粒具有2.5至30m2/g之比表面积。75.一种电极,它包含:氢氧化镍以及含有氢氧化钴且敲击密度0.4至1.15g/cm3之颗粒。76.依据申请专利范围第75项之电极,其中前述的颗粒具有0.3至2.5m之平均粒径。77.依据申请专利范围第75项之电极,其中前述的颗粒具有2.5至30m2/g之比表面积。78.一种制造硷性蓄电池之方法,它包括以下步骤:将电池单元(包含:正电极,它含有氢氧化镍以及含氢氧化钴且平均粒径为0.3至2.5m之颗粒)加以组装;对前述的电池电单元施以部份充电,为前述的电池单元全充电之5%至20%;把前述的电池单元熟化。79.依据申请专利范围第78项之方法,其中前述的熟化系于40至90℃的温度下实施。80.依据申请专利范围第78项之方法,其中前述的部份充电系以0.05至0.5C的充电速率实施。81.一种制造硷性蓄电池之方法,它包括以下步骤:将电池单元(包含:正电极,它含有氢氧化镍以及含氢氧化钴且敲击密度为0.4至1.15g/cm3之颗粒)加以组装;对前述的电池电单元施以部份充电,为前述的电池单元全充电之5%至20%;把前述的电池单元熟化。82.依据申请专利范围第81项之方法,其中前述的熟化系于40至90℃的温度下实施。83.依据申请专利范围第81项之方法,其中前述的部份充电系以0.05至0.5C的充电速率实施。84.一种制造硷性蓄电池之方法,它包括以下步骤:将电池单元(包含:正电极,它含有氢氧化镍以及含氢氧化钴且比表面积为2.5至30m2/g之颗粒)加以组装;对前述的电池单元施以部份充电,为前述的电池单元全充电之5%至20%;把前述的电池单元熟化。85.依据申请专利范围第84项之方法,其中前述的熟化系于40至90℃的温度下实施。86.依据申请专利范围第84项之方法,其中前述的部份充电系以0.05至0.5C的充电速率实施。87.一种制造硷性蓄电池之方法,它包括以下步骤,将电池单元(包含:正电极:它含有活性物质(含有氢氧化镍)以及重量最多不超过6%的一种以上选自钴及钴化合物之物质(重量系以钴元素计算且依据前述活性物质之重量)加以组装;于40至100℃的温度下对前述的电池单元施以初次充电。88.一种硷性蓄电池,它含:正电极,它含有:含氧化镍且一部份以上表面有导电层形成之颗粒,前述的导电层含有钴化合物且具有导电区,在上面有功能如电荷载体之自由电子。89.依据申请专利范围第88项之蓄电池,其中前述的钴化合物为氧羟化钴。90.依据申请专利范围第88项之蓄电池,其中前述的导电区由抗硷性金属或覆以抗硷性金属的金属所组成。91.依据申请专利范围第90项之蓄电池,其中前述的抗硷性金属为镍。92.依据申请专利范围第1项之蓄电池,其中前述的氢氧化镍具有颗粒的形式,而前述的颗粒具有3至25m2/g之比表面积。93.依据申请专利范围第2项之蓄电池,其中前述的颗粒具有3至25m2/g之比表面积。94.依据申请专利范围第23项之蓄电池,其中前述的氢氧化镍具有颗粒的形式,而前述的颗粒具有3至25m2/g之比表面积。95.依据申请专利范围第23项之蓄电池,其中前述的氢氧化镍具有颗粒的形式,它含有重量占4.0至15%的一种以上选自锌及锌化合物之物质,该物质之重量系以锌元素计算且依据前述的氢氧化镍之重量。96.依据申请专利范围第95项之蓄电池,其中前述的颗粒进一步含有一种以上选自钴及钴化合物之物质。97.依据申请专利范围第95项之蓄电池,其中前述的颗粒具有3至25m2/g的比表面积。98.依据申请专利范围第37项之电极,其中前述的氢氧化镍具有颗粒的形式,而前述的颗粒具有3至25m2/g之比表面积。99.依据申请专利范围第37项之电极,其中前述的氢氧化镍具有颗粒的形式,它含有重量占4.0至15%的一种以上选自锌及锌化合物之物质,该物质之重量系以锌元素计算且依据前述的氢氧化镍之重量。100.依据申请专利范围第99项之电极,其中前述的颗粒进一步含有一种以上选自钴及钴化合物之物质。101.依据申请专利范围第95项之电极,其中前述的颗粒具有3至25m2/g的比表面积。图式简单说明:第一图乃作为本发明之实例之例证用之硷性蓄电池之部份细分的透视图;第二图是本发明之硷性蓄电池的正电极所含之合成氢氧化镍之横切面图;第三图是在正电极中的锌含量,于25℃下电解液之比値,及实施例1至12之蓄电池与比较例1至8之蓄电池之利用三者之间的关系显示图;第四图是实施例5及比较例4之蓄电池之放电电压对时间的变化;第五图是以X射线粉末绕射(Cu-K,2)方法测量氢氧化镍而得之(101)结晶面顶峰半宽与实施例7及13之蓄电池与比较例9之蓄电池之利用率之间之关系的显示图;第六图是正电极所含之硷金属水合物的种类与实施例25至27之蓄电池和比较例10至12之蓄电池之充电/放电循环期间之关系的显示图;第七图是正电极所含之硷金属水合物之种类与实施例25至27之蓄电池和比较例10至12之蓄电池之阻抗之间之关系的显示图;第八图是有硷金属水合物加入的物质的种类与实施例25,28及29之蓄电池及比较例10,13及14之蓄电池之循环寿命之间之关系的显示图;第九图是正电极所含之氢氧化镍之半宽与实施例25及比较例15之蓄电池之循环寿命之间的关系的显示图;第十图是正电极中硷金属水合物存在或不存在,电解液对理论电容量之比,及实施例30至34之蓄电池及比较例16至20之蓄电池之循环寿命三者之间之关系的显示图;以及第十一图是正电极中硷金属水合物存在或不存在,电解液对理论电容量之比,以及实施例30至34之蓄电池及比较例16至20之蓄电池之阻抗三者之间之关系的显示图。
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