[发明专利]吸氢合金电极和镍氢电池

说明书

本发明涉及含有吸氢合金粉末和粘接剂的吸氢合金电极以及将该吸氢合金电极用作负极的镍氢电池，尤其涉及对吸氢合金电极所用粘接剂进行改进，在该吸氢合金电极用作负极的镍氢电池中，其特征在于，使高电流放电时的放电电压升高，并使充放电循环特性提高。

以往，已知镍氢电池为碱性电池之一，该镍氢电池中，一般采用其负极用吸氢合金的吸氢合金电极。

这里制造这种吸氢合金电极时，以往通常是在吸氢合金粉末中加入粘接剂对糊剂进行调整，再将该糊剂涂敷在冲压金属等集电体上。

但这样将吸氢合金粉末中加入粘接剂的糊剂涂敷在集电体上时，吸氢合金粉末相互间未充分接触，而且吸氢合金粉末与集电体的接触性变差，吸氢合金电极处电阻增大。因此，将这种吸氢合金电极用作负极的镍氢电池中，存在高电流放电时放电电压降低、而且充放电循环特性也变差这种问题。

因此，近年来提出如日本发明专利特开平10-241693号公报所揭示的方案，作为吸氢合金电极中的粘接剂，是由芳香族乙烯单元、共轭二烯单元、(甲基)丙烯酸酯单元以及含官能团化合物单元制成的共聚物，所用的该共聚物中(甲基)丙烯酸酯单元在10～40wt％范围，用该粘接剂提高吸氢合金电极中吸氢合金粉末和集电体的粘接性，因此，使得该吸氢合金电极用作负极的镍氢电池其充放电循环特性等提高。

但将上述公报所揭示的共聚物用作粘接剂的吸氢合金电极，保液性不够。因此，将这种吸氢合金电极用作负极的镍氢电池中，存在不能使高电流放电时的放电电压充分升高、而且镍氢电池的充放电循环特性仍然较差这种问题。

本发明目的在于，含吸氢合金粉末和粘接剂的吸氢合金电极中，在提高吸氢合金粉末相互间以及吸氢合金粉末与集电体的接触性的同时，提高吸氢合金电极中的保液性。

而本发明另一目的在于，将上述吸氢合金电极用作负极的镍氢电池中，使进行高电流放电时的电池电压升高、提高充放电循环特性以及防止过充电时电池内压升高。

本发明的吸氢合金电极，含有吸氢合金粉末和粘接剂，上述粘接剂是从丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯当中选出的至少一种和芳香族乙烯的共聚物，该共聚物中丙烯酸酯单元和甲基丙烯酸酯单元合计的比例在43～90wt％范围。

这里，将上述共聚物中丙烯酸酯单元和甲基丙烯酸酯单元的合计设定在43～90wt％范围，是考虑到当共聚物中丙烯酸酯单元和甲基丙烯酸酯单元的合计不足43wt％时，该共聚物柔软性便降低，用这种共聚物制成的粘接剂将吸氢合金粉末涂敷在集电体上时，吸氢合金粉末容易从集电体上剥离、使吸氢合金粉末相互间、吸氢合金粉末与集电体的接触性降低，吸氢合金电极处电阻增大，而且碱性电解液在吸氢合金电极内难以扩散。另一方面则考虑到，当共聚物中丙烯酸酯单元和甲基丙烯酸酯单元的合计多于90wt％范围时，该共聚物便易溶于碱性电解液，该共聚物溶解到碱性电解液中，吸氢合金粉末相互间、吸氢合金粉末与集电体间的接触性降低，吸氢合金电极处电阻增大，而且吸氢合金粉末不能充分吸收过充电时产生的氧气。

而象本发明吸氢合金电极那样，利用为从丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯当中选出的至少一种和芳香族乙烯的共聚物、该共聚物中丙烯酸酯单元和甲基丙烯酸酯单元的合计在43～90wt％范围内的粘接剂的话，吸氢合金粉末相互间以及吸氢合金粉末与集电体间便充分接触，可减小吸氢合金电极处电阻，同时利用该共聚物中丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯提高吸氢合金电极的保液性，而且吸氢合金粉末能够充分吸收过充电时产生的氧气。

而且，将这种吸氢合金电极用作负极的镍氢电池中，高电流放电时的放电电压升高，而且充放电循环特性也提高，此外抑制过充电时电池内压上升。

这里，上述镍氢电池中，为了在高电流放电时使放电电压升高的同时提高充放电循环特性，上述共聚物中丙烯酸酯单元和甲基丙烯酸酯单元的合计设定在50～90wt％范围内较好，设定在56～70wt％范围内更好。

而且，上述镍氢电池中，为了抑制在过充电时电池的内压上升，在所述共聚物中的丙烯酸酯单元和甲基丙烯酸酯单元合计的比例作成46～70％重量的范围较好，作成46～56％重量的范围更好。

这里，对于获得上述共聚物来说，作为上述丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯可采用例如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸己酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸2-羟甲酯、甲基丙烯酸2-羟甲酯、丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯等，尤其用丙烯酸甲脂、甲基丙烯酸甲脂较理想。