DE60128869T2 - Nickelelektrode für alkalische Speicherbatterien, Herstellungsverfahren dafür und alkalische Speicherbatterie - Google Patents

Nickelelektrode für alkalische Speicherbatterien, Herstellungsverfahren dafür und alkalische Speicherbatterie Download PDF

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine alkalische Speicherbatterie, die eine Nickelmetallhydridbatterie, eine Nickelcadmiumbatterie oder eine Nickelzinkbatterie umfasst, eine Nickelelekttrode für eine alkalische Speicherbatterie, die als positive Elektrode einer derartigen alkalischen Speicherbatterie verwendet wird, und ein Verfahren zum Herstellen derselben, und ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass die Nickelelektrode für eine alkalische Speicherbatterie durch Einfüllen eines auf Nickelhydroxid basierenden aktiven Materials in die Pore eines porös gesinterten Substrats gebildet wird, die so modifiziert ist, dass die alkalische Speicherbatterie, welche als ihre positive Elektrode die Nickelelektrode für eine alkalische Speicherbatterie verwendet, eine hohe Entladekapazität zeigt, selbst für den Fall, bei dem die alkalische Speicherbatterie unter der Bedingung hoher Temperaturen geladen wird.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Eine alkalische Speicherbatterie, die eine Nickelmetallhydridbatterie oder eine Nickelcadmiumbatterie umfasst, wird herkömmlicherweise mit einer Nickelelektrode für eine alkalische Speicherbatterie als positiver Elektrode verwendet, bei der das Nickelhydroxid als ein aktives Material verwendet wird.
  • Herkömmlicherweise ist als Nickelelektrode für eine alkalische Speicherbatterie eine gesinterte Nickelelektrode verwendet worden, die durch chemisches Imprägnieren eines porös gesinterten Substrats gebildet worden ist, das durch Einfüllen von Nickelpulver in ein poröses Stahlblech und dergleichen als einem Substrat und Sintern dieses Substrats mit Nickelsalz, das Nickelnitrat enthielt, Behandeln des gesinterten Substrats mit einer alkalischen wässrigen Lösung und Einfüllen des Nickelhydroxids als dem aktiven Material in die Poren des porös gesinterten Substrats erhalten worden ist.
  • Die gesinterte Nickelelektrode ist bezüglich des Sammelns von Strom und der Lade- und Entladeleistung bei hohem elektrischem Strom hervorragend, weil die Sammeleigenschaft des gesinterten Substrats hoch ist und die enge Anhaftung zwischen Nickelhydroxidpulver als dem aktiven Material und dem gesinterten Substrat hoch ist.
  • Es sind jedoch Probleme verblieben, dass wenn die alkalische Speicherbatterie als ihre positive Elektrode die vorstehend beschriebene gewöhnliche gesinterte Nickelelektrode verwendet, unter der Bedingung von hoher Temperatur geladen wird, eine Sauerstoffüberspannung der positiven Elektrode vermindert wird, so dass zusätzlich zu einer Ladereaktivität, bei der das Nickelhydroxid zu Nickeloxihydroxid oxidiert wird, eine Seitenreaktion, bei der eine Sauerstoffentwicklungsreaktion auftritt, erfolgt und daher keine ausreichende Entladekapazität erzielt wird.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Elektrode für eine alkalische Speicherbatterie, die durch Einfüllen eines auf Nickelhydroxid basierenden aktiven Materials in die Poren eines porösen gesinterten Substrats gebildet ist, zu modifizieren.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, in einer positiven Elektrode das Sinken einer Sauerstoffentwicklungsüberspannung zu verhindern und eine ausreichende Entladekapazität selbst für einen Fall zu erzielen, bei dem eine alkalische Speicherbatterie, die als ihre positive Elektrode die vorstehend genannte Nickelelektrode für eine alkalische Speicherbatterie verwendet, unter Bedingungen hoher Temperatur geladen wird.
  • Die Nickelelektrode für eine alkalische Speicherbatterie gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch Einfüllen des aktiven Materials in die Poren des porös gesinterten Substrats gebildet und das aktive Material wird durch Anhaften von Niobsäure an einer Oberfläche der Nickelhydroxidpartikel gebildet. Diese Niobsäure ist ein Nitrat von Nioboxid, das durch die chemische Formel Nb2O5·nH2O repräsentiert ist.
  • Die alkalische Speicherbatterie gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet als ihre positive Elektrode die vorstehend genannte Nickelelektrode für eine alkalische Speicherbatterie, die durch Einfüllen des aktiven Materials, das durch Anhaften der Niobsäure an der Oberfläche der Nickelhydroxidpartikel erhalten worden ist, in die Poren des porös gesinterten Substrats gebildet wird.
  • Wenn das aktive Material, das durch Anhaften der Niobsäure an der Oberfläche der Nickelhydroxidpartikel als die vorstehend genannte Nickelelektrode für eine alkalische Speicherbatterie verwendet wird, wird die Sauerstoffüberspannung der positiven Elektrode aufgrund der Wirkung der Niobsäure erhöht. Wenn somit die alkalische Speicherbatterie, welche als ihre positive Elektrode die Nickelelektrode für eine alkalische Speicherbatterie verwendet, unter den Bedingungen hoher Temperatur geladen wird, wird eine Sauerstoffentwicklungsreaktion in der positiven Elektrode, die eine Seitenreaktion ist, an ihrem Auftreten gehindert und daher wird eine hohe Ladekapazität erzielt.
  • Wenn beim Anhaften der Niobsäure an der Oberfläche der Nickelhydroxidpartikel die Menge der Niobsäure basierend auf dem Nickelhydroxid zu klein ist, wird die Sauerstoffüberspannung der positiven Elektrode nicht ausreichend erhöht, so dass die Sauerstoffentwicklungsreaktion während des Ladens unter der Bedingung hoher Temperatur auftritt und daher keine hohe Entladekapazität erzielt wird. Wenn andererseits die Menge der Niobsäure basierend auf dem Nickelhydroxid zu groß ist, wird eine zu große Menge Niobsäure zwischen dem vorstehend genannten gesinterten Substrat und dem Nickelhydroxid angeordnet, so dass der Sammelstrom in der positiven Elektrode vermindert wird, so dass die Verwendungseffizienz des aktiven Materials gesenkt wird, wodurch die Entladekapazität sinkt. Daher wird beim Anhaften der Niobsäure an der Oberfläche der Nickelhydroxidpar tikel ein Gewichtsverhältnis von Niob in der Niobsäure basierend auf dem Nickelhydroxid, vorzugsweise in einem Bereich von 0,05 bis 3 Gew.% gesetzt.
  • Die Nickelelektrode für eine alkalische Speicherbatterie, die durch Einfüllen des aktiven Materials, das durch Anhaften der Niobsäure an der Oberfläche der Nickelhydroxidpartikel erzielt, in die Poren des porösen gesinterten Substrats gebildet ist, wird beispielsweise hergestellt, indem das Nickelhydroxid in die Poren des porösen gesinterten Substrats auf gewöhnliche Weise eingefüllt wird, dann das gesinterte Substrat mit dem so eingefüllten Nickelhydroxid in eine wässrige Lösung von wenigsten einer Art von Niobsalz, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus Niobchlorid, Nioboxychlorid, Niobfluorid und Niobchlorid, eingetaucht wird, so dass das mit dem eingefüllten Nickelhydroxid versehene gesinterte Substrat mit diesem Niobsalz imprägniert wird und das gesinterte Substrat mit dem imprägnierten Niobsalz zum Schluss in eine alkalische wässrige Lösung eingetaucht wird, die Natriumhydroxid enthält, so dass das Niobchlorid, mit dem das gesinterte Substrat imprägniert ist, sich an der Oberfläche der Nickelhydroxidpartikel als Niobsäure abscheidet.
  • Die Menge von Niobsäure, die an der Oberfläche der Nickelhydroxidpartikel zum Anhaften gebracht wird, wird durch Ändern der Anzahl von Malen, mit der der vorstehend beschriebene Vorgang zum Abscheiden von Niobsäure an der Oberfläche der Nickelhydroxidpartikel oder durch Ändern der Zeitdauer, welche das gesinterte Substrat mit dem eingefüllten Nickelhydroxid, in die vorstehend genannte wässrige Lösung von Niobsalz eingetaucht wird, eingestellt.
  • In der Nickelelektrode für eine alkalische Speicherbatterie gemäß der vorliegenden Erfindung ist zusätzlich wenigstens ein Element ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus Kobalt, Zink, Cadmium und Mangan und Aluminium, vorzugsweise in die vorstehend genannte Nickelhydroxidpartikel inkorporiert. Weil die Sauerstoffüberspannung der positiven Elektrode aufgrund der Wirkung der inkorporierten Elemente weiter erhöht ist, ist somit, wenn die alkalische Speicherbatterie unter Bedingungen hoher Temperaturen geladen wird, die Sauerstoffentwicklungsreaktivität in der positiven Elektrode weiter am Auftreten gehindert und es wird eine hohe Entladekapazität erzielt. Insbesondere, wenn wenigstens eine Art von Element ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus Kobalt und Zink, inkorporiert ist, wird eine höhere Entladekapazität erzielt.
  • Wenn beim Inkorporieren der vorstehend genannten Elemente die Nickelhydroxidpartikel die Menge der Elemente zu klein ist, wird die Sauerstoffüberspannung der positiven Elektrode nicht ausreichend erhöht, so dass die Entladekapazität nach dem Laden unter der Bedingung höherer Temperaturen nicht so erhöht wird, wie dies vorstehend angegeben ist. Wenn andererseits die Menge der Elemente zu groß ist, wird die Menge des Nickelhydroxids, das das aktive Material ist, vermindert, so dass keine ausreichende Entladekapazität erzielt wird. Daher wird das Verhältnis der in die Nickelhydroxidpartikel zu inkorporierenden Elemente basierend auf dem Nickelhydroxid vorzugsweise in dem Bereich von 0,5 bis 10 Gew.% gesetzt.
  • In der Nickelelektrode für eine alkalische Speicherbatterie gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Hydroxid von wenigstens einer Art von Element, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus Kalzium, Kobalt, Yttrium und Ytterbium, zusätzlich zu der Niobsäure vorzugsweise an die Oberfläche der Nickelhydroxidpartikel zum Anhaften gebracht. Weil die Sauerstoffüberspannung der positiven Elektrode aufgrund des an der Oberfläche der Nickelhydroxidpartikel anhaftenden Hydroxids weiter erhöht wird, wird somit, wenn die alkalische Speicherbatterie unter der Bedingung hoher Temperaturen geladen wird, die Sauerstoffentwicklungsreaktion in der positiven Elektrode weiter am Auftreten verhindert und daher wird die hohe Entladekapazität erzielt. Insbesondere, wenn das Hydroxid von wenigstens einer Art von Element, ausgewählt aus Kobalt und Yttrium, zum Anhaften gebracht wird, wird eine höhere Entladekapazität erzielt.
  • Wenn beim Anhaften des Hydroxids der vorstehend genannten Elemente an der Oberfläche der Nickelhydroxidpartikel die Menge des Hydroxids zu klein ist, wird die Sauerstoffüberspannung der positiven Elektrode nicht ausreichend erhöht, so dass die Entladekapazität nach dem Laden unter der Bedingung hoher Temperaturen nicht so wie vorstehend angegeben, erhöht wird. Wenn andererseits die Menge des Hydroxids zu groß ist, wird die Elektronenleitfähigkeit der positiven Elektrode gesenkt, so dass keine ausreichende Entla dekapazität erzielt wird. Daher wird das Verhältnis der Elemente in diesem Hydroxid, das an der Oberfläche der Nickelhydroxidpartikel anzuhaften ist, basierend auf dem Nickelhydroxid, vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 5 Gew.% gesetzt.
  • Es können verschiedene Arten verwendet werden, das Hydroxid dieser Elemente zusätzlich zu Niobsäure an der Oberfläche der Nickelhydroxidpartikel zum Anhaften zu bringen. Beispiele für solche Wege umfassen jeweils das Anhaften von Niobsäure und dem Hydroxid jedes der vorstehend genannten Elemente und Anhaften eines Gemisches aus Niobsäure und Hydroxid jedes der vorstehend genannten Elemente.
  • Diese und weiteren Aufgaben, Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung anhand der begleitenden Zeichnungen, die eine spezifische Ausführungsform der Erfindung veranschaulichen, hervor.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine schematische Ansicht im Schnitt von jeder der alkalischen Speicherbatterien, die in Beispielen und Vergleichsbeispielen der Erfindung hergestellt worden sind.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Die folgenden Beispiele veranschaulichen im Einzelnen eine Nickelelektrode für eine alkalische Speicherbatterie und eine alkalische Speicherbatterie, die als ihre positive Elektrode die Nickelelektrode für eine alkalische Speicherbatterie verwendet. Ferner werden Vergleichsbeispiele verwendet, um klarzustellen, dass in jeder der alkalischen Speicherbatterien gemäß der Beispiele selbst dann eine hohe Entladekapazität erzielt wird, wenn die alkalische Speicherbatterie unter der Bedingung hoher Temperaturen geladen wird. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Nickelelektrode für eine alkalische Speicherbatterie und die alkalische Speicherbatterie gemäß der vorliegenden Erfindung nicht im Einzelnen auf diejenigen der folgenden Beispiele begrenzt sind und dass verschiedene Änderungen und Modifikationen in der Erfindung durchgeführt werden können, ohne, dass vom Erfindungsgedanken) derselben abgewichen wird.
  • (Beispiel A1)
  • In einer alkalischen Speicherbatterie gemäß dem Beispiel A1 wurde eine Nickelelektrode für eine alkalische Speicherbatterie durch die folgenden drei Schritte hergestellt.
  • • Schritt 1 (Herstellung des gesinterten Substrats)
  • Es wurden Nickelcarbonylpulver, Carboxymethylzellulose als Bindemittel und Wasser vermischt, um einen Schlamm herzustellen. Der so hergestellte Schlamm wurde auf ein Stammetall mit einer Dicke von 50 μm aufgebracht, getrocknet, 20 Minuten bei einer Temperatur von 900 °C in Wasserstoffatmosphäre gebrannt, um ein gesintertes Substrat mit einer Porosität von ungefähr 85%, einem mittleren Porendurchmesser von 10 μm und einer Dicke von 0,65 mm herzustellen.
  • • Schritt 2 (Einfüllen von Nickelhydroxid in die Poren des gesinterten Substrats)
  • Dieses gesinterte Substrat wurde in eine wässrige Lösung von Nickelnitrat Ni(NO3)2 mit einer spezifischen Dichte von 1,5 eingetaucht, wurde dann in eine 25 Gew.%ige wässrige Lösung von Natriumhydroxid eingetaucht. Der Vorgang wurde sechs Mal wiederholt, um die Poren des gesinterten Substrats mit Nickelhydroxidpartikeln zu füllen.
  • • Schritt 3 (Zusetzen von Niobsäure an der Oberfläche der Nickelhydroxidpartikel)
  • Der Vorgang Eintauchen des gesinterten Substrats mit den so in seine Poren eingefüllten Nickelhydroxidpartikeln in eine wässrige Lösung von Niobchlorid NbCl5 mit einer Konzentration von 0,1 mol/l für 30 Minuten, Trocknen bei einer Temperatur von 60 °C für 30 Minuten, Eintauchen in eine 30 Gew.%ige wässrige Lösung von Natriumhydroxid für 30 Minuten und Trocknen bei einer Temperatur von 60 °C für 30 Minuten, wurde einmal durchgeführt, um die Nickelelektrode für eine alkalische Speicherbatterie zu bilden, bei der Niobsäure an der Oberfläche der Nickelhydroxidpartikel zum Anhaften gebracht worden ist.
  • In der so ausgebildeten Nickelelektrode für eine alkalische Speicherbatterie betrug das Gewichtsverhältnis von Niob Nb in der Niobsäure basierend auf Nickelhydroxid, gefunden durch ICP (Inductively Coupled Plasma Emission Spectrometry) 0,2 Gew.%.
  • Die so ausgebildete Nickelelektrode für eine alkalische Speicherbatterie wurde als die positive Elektrode verwendet, während eine Kadmiumelektrode vom Pastentyp, die herkömmlicherweise im Allgemeinen als negative Elektrode verwendet worden ist, als negative Elektrode verwendet wurde. Als ein Separator wurde ein Polyamidvlies verwendet und es wurde eine 30 Gew.%ige wässrige Lösung von Kaliumhydroxid als alkalische Elektrolytlösung verwendet.
  • So wurde eine alkalische Speicherbatterie der Größe AA mit einer Kapazität von 1000 mAh gemäß dem in der 1 gezeigten Beispiel A1 hergestellt.
  • In der alkalischen Speicherbatterie ist zwischen die positive Elektrode 1 und die negative Elektrode 2 ein Separator 3 eingefügt worden und diese wurden zu einer Spiralform aufgewickelt und in eine Batteriedose 4 eingesetzt. Danach wurde alkalische Elektrolytlösung in die Batteriedose 4 eingegossen, um die Batteriedose 4 abzudichten. Die positive Elektrode 1 wurde über einen positiven Elektrodenleiter 5 mit einem positiven Elektrodendeckel 6 verbunden und die negative Elektrode 2 wurde über einen negativen Elektrodenleiter 7 mit der Batteriedose 4 verbunden. Die Batteriedose 4 und der positive Elektrodendeckel 6 wurden elektrisch durch eine Isolierdichtung 8 isoliert.
  • Zwischen dem positiven Elektrodendeckel 6 und einem positiven Elektrodenaußenanschluss 9 wurde eine Wendelfeder 10 vorgesehen. Wenn der Innendruck der Batterie anomal angestiegen ist, wurde die Wendelfeder 10 zusammengedrückt, so dass Gas im Inneren der Batterie in die Luft freigelassen wurde.
  • (Vergleichsbeispiel 1)
  • Bei dem Vergleichsbeispiel 1 wurden bei der Herstellung der Nickelelektrode für eine alkalische Speicherbatterie der Schritt 1 und der Schritt 2 der Herstellung der Nickelelektrode für eine alkalische Speicherbatterie gemäß dem Beispiel A1 durchgeführt, während der Schritt 3 nicht so war, dass die Nickelelektrode für eine alkalische Speicherbatterie, bei der die Nickelhydroxidpartikel, an welchen keine Niobsäure anhaftete, in die Poren des gesinterten Substrats eingefüllt worden waren, hergestellt wurde.
  • Mit Ausnahme, dass eine so hergestellte Nickelelektrode für eine alkalische Speicherbatterie als positive Elektrode verwendet wurde, wurde der gleiche Vorgang wie der beim Beispiel A1 durchgeführt, um eine alkalische Speicherbatterie der Größe AA mit einer Kapazität von ungefähr 1000 mAh gemäß dem Vergleichsbeispiel 1 herzustellen.
  • Darauf folgend wurde jede der alkalischen Speicherbatterien des Beispiels A1 bzw. des Vergleichsbeispiels 1 mit einem Ladestrom von 100 mA für 16 Stunden unter einer Temperatur von 25 °C geladen, dann bei einem Entladestrom von 1000 mA auf 1,0 V entladen. Das Laden/Entladen wurde als ein Zyklus betrachtet. Es wurden fünf Lade-/Entlade-Zyklen durchgeführt, um eine Entladekapazität Q5 des fünften Zyklus jeder alkalischen Speicherbatterie des Beispiels A1 und Vergleichsbeispiels 1 zu finden.
  • Die Entladekapazität Q5 nach dem fünften Zyklus der alkalischen Speicherbatterie gemäß dem Beispiel A1 war auf 100 gesetzt, um einen relativen Index der Entladekapazität Q5, als ein Kapazitätsindex betrachtet, der alkalischen Speicherbatterie des Vergleichsbeispiels 1 zu finden. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 1 gezeigt.
  • Ferner wurde jede dieser alkalischen Speicherbatterien des Beispiels A1 und des Vergleichsbeispiels 1, bei der fünf Lade-Entlade-Zyklen durchgeführt worden sind, weiter mit einem Ladestrom von 100 mA für 16 Stunden unter der Bedingung einer hohen Temperatur von 60 °C geladen, dann bei einem Entladestrom von 1000 mA bei einer Temperatur bedingung von 25 °C auf 1,0 V entladen, um die Entladekapazität Q6 nach dem sechsten Zyklus zu finden.
  • Das Verhältnis R (%) der Entladekapazität Q6 nach dem sechsten Zyklus basierend auf der Entladekapazität Q5 nach dem fünften Zyklus jeder der alkalischen Speicherbatterien des Beispiels A1 und des Vergleichsbeispiels A1 wurde durch die Gleichung R (%) = (Q6/Q5) × 100, berechnet. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 1 gezeigt. Wenn der Wert des Verhältnisses R groß ist, ist eine Abnahme der Entladekapazität für einen Fall, bei dem die Batterie unter der Bedingung hoher Temperaturen geladen worden ist, gering. Tabelle 1
    Kapazitätsindex R (%)
    Beispiel A1 100 86
    Vergleichsbeispiel 1 98 40
  • Wie aus den Ergebnissen zu ersehen ist, zeigt die alkalische Speicherbatterie des Beispiels A1, die als positive Elektrode die Nickelelektrode für eine alkalische Speicherbatterie verwendet, bei der an der Oberfläche der Nickelhydroxidpartikel Niobsäure angehaftet worden ist, eine geringere Abnahme der Entladekapazität für den Fall, bei dem die Batterie unter der Bedingung hoher Temperaturen geladen worden ist, verglichen mit der alkalischen Speicherbatterie des Vergleichsbeispiels 1, bei der als positive Elektrode die Nickelelektrode für eine alkalische Speicherbatterie verwendet worden ist, bei der an der Oberfläche der Nickelhydroxidpartikel keine Niobsäure angehaftet worden ist.
  • (Beispiele A2 bis A7)
  • Bei den Beispielen A2 bis A7 wurden bei der Herstellung der Nickelelektrode für eine alkalische Speicherbatterie der Schritt 1 und der Schritt 2 der Herstellung der Nickelelektrode für eine alkalische Speicherbatterie gemäß dem Beispiel A1 jeweils durchgeführt, um die Nickelhydroxidpartikel in die Poren des gesinterten Substrats einzufüllen.
  • Dann wurden bei dem Schritt 3 der Herstellung der Nickelelektrode für eine alkalische Speicherbatterie gemäß dem Beispiel A1 beim Anhaften von Niobsäure an der Oberfläche der Nickelhydroxidpartikel, die in die Poren des gesinterten Substrats eingefüllt worden sind, die Bedingungen geändert.
  • Bei den Beispielen A2 und A3 wurde die Zeitdauer, welche das gesinterte Substrat mit dem in die Poren eingefüllten Nickelhydroxidpartikeln in die wässrige Lösung von Niobchlorid mit einer Konzentration von 0,1 mol/l eingetaucht worden ist, jeweils beim Beispiel A2 auf 5 Minuten und beim Beispiel A3 auf 10 Minuten geändert, wie dies in der folgenden Tabelle 2 gezeigt ist.
  • Mit Ausnahme des Vorstehenden wurde der gleiche Vorgang wie der beim Beispiel A1 verwendet, um die Nickelelektroden für die alkalischen Speicherbatterien herzustellen, bei denen an die Oberfläche der Nickelhydroxidpartikel Niobsäure angehaftet worden ist.
  • Bei den Beispielen A4 bis A7 wurde die Anzahl der Male des Vorgangs, bei dem das gesinterte Substrat mit den in seine Poren eingefüllten Nickelhydroxidpartikeln in die wässrige Lösung von Niobchlorid mit der Konzentration von 0,1 mol/l für 30 Minuten eingetaucht worden ist, dann bei einer Temperatur von 60 °C für 30 Minuten getrocknet worden ist, in die 30 Gew.% ige wässrige Lösung von Natriumhydroxid für 30 Minuten eingetaucht worden ist und für 30 Minuten bei einer Temperatur von 60 °C getrocknet worden ist, jeweils auf 3 Mal beim Beispiel A4, auf 5 Mal beim Beispiel A5, auf 8 Mal beim Beispiel A6 und auf 10 Mal beim Beispiel A7 geändert, wie dies in der folgenden Tabelle 2 gezeigt ist. Mit Ausnahme des Vorstehenden wurde der gleiche Vorgang wie der beim Beispiel A1 durchgeführt, um die Nickelelektroden für die alkalischen Speicherbatterien herzustellen, bei denen an die Oberfläche der Nickelhydroxidpartikel Niobsäure angehaftet worden ist.
  • In jeder der so hergestellten Nickelelektroden für die alkalischen Speicherbatterien betrug das Gewichtsverhältnis von Niob Nb in der Niobsäure basierend auf dem Nickelhydroxid gemessen nach ICP (Inductively Coupled Plasma Emission Spectrometry) 0,01 Gew.% beim Beispiel A2, 0,05 Gew.% beim Beispiel A3, 0,6 Gew.% beim Beispiel A4, 1 Gew.% beim Beispiel A5, 3 Gew.% beim Beispiel A6, bzw. 4 Gew.% beim Beispiel A7, wie dies in der folgenden Tabelle 2 gezeigt ist.
  • Mit Ausnahme, dass jede der so hergestellten Nickelelektroden für die alkalischen Speicherbatterien als positive Elektrode verwendet wurde, wurde der gleiche Vorgang wie derjenige beim Beispiel A1 durchgeführt, um jede der alkalischen Speicherbatterien der Größe AA mit einer Kapazität von ungefähr 1000 mAh gemäß der Beispiele A2 bis A7 herzustellen.
  • Darauf folgend wurde die Entladekapazität Q5 nach dem fünften Zyklus jede der alkalischen Speicherbatterien der Beispiele A2 bis A7 auf die gleiche Weise wie bei dem vorstehend genannten Beispiel A1 herausgefunden. Die Entladekapazität Q5 nach dem fünften Zyklus der alkalischen Speicherbatterie des Beispiels A1 war auf 100 gesetzt, um den reltiven Index der Entladekapazität Q5 herauszufinden, der als der Kapazitätsindex jeder der alkalischen Speicherbatterien der Beispiele A2 bis A7 betrachtet wurde. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 gezeigt.
  • Ferner wurde jede der vorstehenden alkalischen Speicherbatterien der Beispiele A2 bis A7, an der fünf Lade-/Entlade-Zyklen durchgeführt worden waren, einem weiteren Laden mit einem Ladestrom von 100 mA für 16 Stunden unter der Bedingung der hohen Temperatur von 60 °C, und nachfolgendem Entladen auf 1,0 V bei einem Entladestrom von 1000 mA unter der Bedingung der Temperatur von 25 °C unterzogen, um die Entladekapazität Q6 nach dem sechsten Zyklus herauszufinden. Das Verhältnis R (%) der Entladekapazität Q6 nach sechs Zyklen wurde basierend auf der Entladekapazität Q5 nach fünf Zyklen berechnet. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2
    Vorgang Schritt 3 Anteil von Nb (Gew.%) Kapazitätsindex R (%)
    Eintauchdauer pro Vorgang (min) Anzahl der Male des Vorgangs (Zeit)
    Beispiel A2 5 1 0,01 99 72
    Beispiel A3 10 1 0,05 100 84
    Beispiel A1 30 1 0,2 100 86
    Beispiel A4 30 3 0,6 100 85
    Beispiel A5 30 5 1 100 85
    Beispiel A6 30 8 3 98 84
    Beispiel A7 30 10 4 93 73
  • Wie aus den Ergebnissen zu ersehen ist, zeigte jede der alkalischen Speicherbatterien der Beispiele A2 bis A7, die als positiven Elektrode die Nickelelektrode für eine alkalische Speicherbatterie verwendete, bei der Niobsäure an der Oberfläche der Nickelhydroxidpartikel angehaftet worden sind, die geringere Abnahme der Entladekapazität für den Fall bei dem jede der Batterien unter Bedingungen hoher Temperaturen geladen worden ist, wie in dem Fall der alkalischen Speicherbatterie des Beispiels A1, verglichen mit der alkalischen Speicherbatterie des Vergleichsbeispiels 1, die als positive Elektrode die Nickelelektrode für eine alkalische Speicherbatterie verwendet hat, bei der keine Niobsäure an der Oberfläche der Nickelhydroxidpartikel angehaftet worden ist. Insbesondere zeigen die alkalischen Speicherbatterien der Beispiele A1 und A3 bis A6, bei denen das Gewichtsverhältnis von Niob Nb in der Niobsäure basierend auf dem Nickelhydroxid im Bereich von 0,05 bis 3 Gew.% lag, eine noch kleinere Abnahme der Entladekapazität nach dem Laden unter der Bedingung hoher Temperaturen.
  • (Beispiele B1 bis B6)
  • In den Beispielen B1 bis B6 wurde bei der Herstellung der Nickelelektrode für eine alkalische Speicherbatterie das Einfügen der Nickelhydroxidpartikel im Schritt 2 in die Poren des gesinterten Substrats, das im Schritt 1 der Herstellung der Nickelelektrode für eine alkalische Speicherbatterie gemäß dem Beispiel A1 hergestellt worden ist, wenigstens eine Art Element, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus Kobalt Co, Zink Zn, Cadmium Cd, Mangan Mn und Aluminium A1, in die Nickelhydroxidpartikel inkorporiert.
  • Bei den Beispielen B1 bis B6 wurde anstatt der wässrigen Lösung von Nickelnitrat mit spezifischer Dichte von 1,5, in die das gesinterte Substrat eingetaucht worden ist, beim Beispiel B1 die wässrige Lösung mit spezifischer Dichte von 1,5, in der Nickelnitrat und Kobaltnitrat im Gewichtsverhältnis von 12,7:1 enthalten waren, beim Beispiel B2 die wässrige Lösung mit spezifischer Dichte von 1,5, in der Nickelnitrat und Zinknitrat im Gewichtsverhältnis von 13,6:1 enthalten waren, beim Beispiel B3 die wässrige Lösung mit spezifischer Dichte von 1,5, in der Nickelnitrat und Kadmiumnitrat im Gewichtsverhältnis von 18,8:1 enthalten waren, beim Beispiel B4 die wässrige Lösung mit spezifischer Dichte von 1,5, in der Nickelnitrat und Mangannitrat im Gewichtsverhältnis von 12,0:1 enthalten waren, beim Beispiel B5 die wässrige Lösung mit spezifischer Dichte von 1,5, in der Nickelnitrat und Aluminiumnitrat im Gewichtsverhältnis von 5 : 1 enthalten waren, bzw. beim Beispiel B6 die wässrige Lösung mit spezifischer Dichte von 1,5, in der Nickelnitrat, Kobaltnitrat und Zinknitrat im Gewichtsverhältnis von 32,0:1:2,5 enthalten waren, verwendet. Mit Ausnahme des Vorstehenden wurde der gleiche Vorgang wie beim Beispiel A1 verwendet, um jede der Nickelelektroden für die alkalischen Speicherbatterien herzustellen.
  • In jeder dieser so hergestellten Nickelelektroden für alkalische Speicherbatterien wurde das Gewichtsverhältnis für jedes der inkorporierten Elemente basierend auf Nickelhydroxid nach ICP (Inductively Coupled Plasma Emission Spectrometry) gefunden. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 3 gezeigt. Das Gewichtsverhältnis von Niob Nb in der Niobsäure basierend auf dem Nickelhydroxid betrug im Fall des vorstehenden Beispiels A1 0,2 Gew.%.
  • Mit Ausnahme, dass jede der Nickelelektroden für die alkalischen Speicherbatterien als positive Elektrode verwendet worden ist, wurde der gleiche Vorgang wie bei dem Beispiel A1 verwendet, um jede der alkalischen Speicherbatterien der Größe AA mit der Kapazität von ungefähr 1000 mAh gemäß der Beispiele B1 bis B6 herzustellen.
  • Darauf folgend wurde die Entladekapazität Q5 nach dem fünften Zyklus bei jeder der alkalischen Speicherbatterien der Beispiele B1 bis B6 auf die gleiche Weise wie bei dem Beispiel A1 ermittelt. Die Entladekapazität Q5 nach dem fünften Zyklus der alkalischen Speicherbatterie des Beispiels A1 war auf 100 gesetzt, um einen relativen Index der Entladekapazität Q5 zu ermitteln, der als der Kapazitätsindex jeder der alkalischen Speicherbatterien der Beispiele B1 bis B6 betrachtet wurde. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 3 gezeigt.
  • Ferner wurde jede dieser alkalischen Speicherbatterien der Beispiele B1 bis B6, an der fünf Lade-/Entlade-Zyklen ausgeführt worden waren, weiter mit einem Ladestrom von 100 mA für 16 Stunden bei einer Bedingung hoher Temperatur von 60 °C geladen, dann auf 1,0 V bei einem Entladestrom von 1000 mA unter der Temperaturbedingung von 25 °C entladen, um die Entladekapazität Q6 nach dem sechsten Zyklus zu ermitteln. Das Verhältnis R (%) der Entladekapazität Q6 nach dem sechsten Zyklus basierend auf der Entladekapazität Q5 nach dem fünften Zyklus wurde berechnet. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 3
    inkorporiertes Element Kapazitätsindex R (%)
    Art Anteil (Gew.%)
    Beispiel B1 Co 5 100 89
    Beispiel B2 Zn 5 100 89
    Beispiel B3 Cd 5 100 88
    Beispiel B4 Mn 5 100 88
    Beispiel B5 A1 5 100 88
    Beispiel A6 Co Zn 2 5 100 90
    Beispiel A1 - - 100 86
  • Wie aus den Ergebnissen zu ersehen ist, zeigte jede der alkalischen Speicherbatterien der Beispiele B1 bis B6, die als positive Elektrode die Nickelelektrode für eine alkalische Speicherbatterie verwendeten, bei der wenigstens eine Art Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Kobalt Co, Zink Zn, Cadmium Cd, Mangan Mn und Aluminium Al, in die Nickelhydroxidpartikel inkorporiert war und die Niobsäure an der Oberfläche der Nickelhydroxidpartikel angehaftet war, eine kleinere Abnahme der Entladekapazität nach dem Laden unter Hochtemperaturbedingungen verglichen mit der alkalischen Speicherbatterie des Beispiels A1. Insbesondere zeigten die alkalischen Speicherbatterien der Beispiele B1, B2 und B6, bei denen wenigstens eine Art der Elemente, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Kobalt Co, und Zink Zn, in die Nickelhydroxidpartikel inkorporiert waren, eine noch kleinere Abnahme der Entladekapazität nach dem Laden unter Hochtemperaturbedingungen.
  • (Beispiele C1 bis C5)
  • Bei den Beispielen C1 bis C5 wurden bei der Herstellung der Nickelelektroden für eine alkalische Speicherbatterie der gleiche Vorgang wie die vorstehend genannten Schritte 1 bis 3 beim Beispiel A1 verwendet, um die Niobsäure an der Oberfläche der Nickelhydroxidpartikel anzuhaften, die in die Poren des gesinterten Substrats eingefüllt worden sind. Darauf folgend wurde das Hydroxid von wenigstens einer Art von Element, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus Kalzium Ca, Kobalt Co, Yttrium Y und Ytterbium Yb, an der Oberfläche der Nickelhydroxidpartikel angehaftet.
  • Beim Anhaften des Hydroxids dieser Elemente an der Oberfläche der Nickelhydroxidpartikel wurde beim Beispiel C1 eine wässrige Lösung von Kalziumnitrat mit der Konzentration von 0,12 mol/l, beim Beispiel C2 eine wässrige Lösung von Kobaltnitrat mit der Konzentration 0,08 mol/l, beim Beispiel C3 eine wässrige Lösung von Yttriumnitrat mit einer Konzentration von 0,05 mol/l, beim Beispiel C4 eine wässrige Lösung von Ytterbiumnitrat mit einer Konzentration von 0,03 mol/l bzw. beim Beispiel C5 eine Mischlösung aus wässriger Lösung von Kobaltnitrat mit der Konzentration von 0,08 mol/l und wässriger Lösung aus Yttriumnitrat mit der Konzentration von 0,05 mol/l verwendet.
  • Der Vorgang Eintauchen der gesinterten Substrate mit den Nickelhydroxidpartikeln, an denen Niobsäure angehaftet worden ist, in jede der vorstehend genannten wässrigen Lösungen für 30 Minuten, Trocknen bei einer Temperatur von 60 °C für 30 Minuten, Eintauchen in eine 30 Gew.% ige wässrige Lösung von Natriumhydroxid für 30 Minuten und Trocknen bei einer Temperatur von 60 °C für 30 Minuten wurde 4 Mal durchgeführt, um jede der Nickelelektroden für alkalische Speicherbatterien herzustellen, bei denen zusätzlich zu der Niobsäure an der Oberfläche der Nickelhydroxidpartikel die Hydroxide der in der folgenden Tabelle 4 gezeigten Elemente zum Anhaften gebracht worden sind.
  • In jeder der so hergestellten Nickelelektroden für alkalische Speicherbatterien wurde das Gewichtsverhältnis jedes der Elemente in jedem der anhaftenden Hydroxide basierend auf dem Nickelhydroxid durch ICP (Inductively Coupled Plasma Emission Spectrometry) ge funden und die Ergebnisse wurden in der folgenden Tabelle 4 gezeigt. Das Gewichtsverhältnis von Niob Nb in der Niobsäure basierend auf Nickelhydroxid betrug beim Fall des vorstehenden Beispiels A1 0,2 Gew.%.
  • Mit Ausnahme, dass die so ausgebildeten Nickelelektroden für die alkalischen Speicherbatterien als positive Elektrode verwendet wurden, wurde jede der alkalischen Speicherbatterien mit der Größe AA mit einer Kapazität von ungefähr 1000 mA gemäß den Beispielen C1 bis C5 auf die gleiche Weise wie beim vorstehend beschriebenen Beispiel A1 hergestellt.
  • Darauf folgend wurde die Entladekapazität Q5 nach dem fünften Zyklus bei jeder der alkalischen Speicherbatterien der Beispiele C1 bis C5 auf die gleiche Weise wie beim vorstehenden Beispiel A1 ermittelt. Die Entladekapazität Q5 nach dem fünften Zyklus der alkalischen Speicherbatterie des Beispiels A1 war auf 100 gesetzt, um den relativen Index der Entladekapazität Q5 zu finden, der als der Kapazitätsindex jeder der alkalischen Speicherbatterien gemäß der Beispiele C1 bis C5 betrachtet wurde. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 4 gezeigt.
  • Ferner wurde an jeder dieser alkalischen Speicherbatterien der Beispiele C1 bis C5, an denen fünf Lade-/Entlade-Zyklen durchgeführt worden sind, ein weiteres Laden bei einem Ladestrom von 100 mA für 16 Stunden unter der Bedingung hoher Temperatur von 60 °C, nach folgendem Entladen auf 1,0 V bei dem Entladestrom von 1000 mA unter der Temperaturbedingung von 25 °C durchgeführt, um die Entladekapazität Q6 nach dem sechsten Zyklus zu ermitteln. Das Verhältnis R (%) der Entladekapazität Q6 nach dem sechsten Zyklus basierend auf der Entladekapazität Q5 nach dem fünften Zyklus wurde berechnet. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 4 gezeigt. Tabelle 4
    jedes Hydroxid außer Niobsäure Kapazitätsindex R (%)
    Elementart Anteil (Gew.%)
    Beispiel C1 Ca 1 100 88
    Beispiel C2 Co 1 100 89
    Beispiel C3 Y 1 100 89
    Beispiel C4 Yb 1 100 88
    Beispiel C5 Co Y 0,5 0,5 100 90
    Beispiel A1 - - 100 86
  • Wie aus den Ergebnissen zu ersehen ist, zeigt jede der alkalischen Speicherbatterien der Beispiele C1 bis C5, die als positive Elektrode die Nickelelektrode für eine alkalische Speicherbatterie verwendet, bei der das Hydroxid von wenigstens einem Element ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kalzium Ca, Kobalt Co, Yttrium Y und Ytterbium Yb, zusätzlich zu Niobsäure an der Oberfläche der Nickelhydroxidpartikel zum Anhaften gebracht worden ist, eine geringere Abnahme der Entladekapazität nach dem Laden unter Hochtemperaturbedingungen verglichen mit der alkalischen Speicherbatterie des Beispiels A1. Insbesondere zeigten die alkalischen Speicherbatterien der Beispiele C2, C3 und C5, bei denen das Hydroxid von wenigstens einem Element ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kobalt Co und Yttrium Y zusätzlich zu Niobsäure zum Anhaften gebracht worden ist, eine noch geringere Abnahme der Entladekapazität nach dem Laden unter Hochtemperaturbedingungen.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung vollständig anhand der Beispiele beschrieben worden ist, ist anzumerken, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen für den Fachmann denkbar sind.

Claims (9)

  1. Nickelelektrode für eine alkalische Speicherbatterie, die durch Einfüllen eines aktiven Materials in Poren eines porös gesinterten Substrats gebildet ist, wobei das aktive Material durch Anhaften von Niobsäure an einer Oberfläche der Nickelhydroxidpartikel gebildet ist.
  2. Nickelelektrode für eine alkalische Speicherbatterie nach Anspruch 1, wobei das Gewichtsverhältnis von Niob in der Niobsäure basierend auf dem Nickelhydroxid im Bereich von 0,05 bis 3 Gew-% liegt.
  3. Nickelelektrode für eine alkalische Speicherbatterie gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei wenigstens ein Element, das ausgewählt ist aus einer Gruppe die besteht aus Kobalt, Zink, Cadmium, Mangan und Aluminium, in den Nickelhydroxidpartikeln inkorporiert ist.
  4. Nickelelektrode für eine alkalische Speicherbatterie nach Anspruch 3, wobei wenigstens ein Element, ausgewählt aus Kobalt und Zink, in die Nickelhydroxidpartikel inkorporiert ist.
  5. Nickelelektrode für eine alkalische Speicherbatterie gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei an der Oberfläche der Nickelhydroxidpartikel zusätzlich zu der Niobsäure ein Hydroxid von wenigstens einem Element, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus Calcium, Kobalt, Yttrium und Ytterbium, angehaftet ist.
  6. Nickelelektrode für eine alkalische Speicherbatterie nach Anspruch 5, wobei an der Oberfläche der Nickelhydroxidpartikel zusätzlich zu der Niobsäure das Hydroxid von wenigstens einem Element, ausgewählt aus Kobalt und Yttrium, angehaftet ist.
  7. Verfahren zur Herstellung einer Nickelelektrode für eine alkalische Speicherbatterie mit den Schritten: Füllen von Nickelhydroxidpartikeln in die Poren eines porösen gesinterten Substrats, Imprägnieren des mit Nickelhydroxid gefüllten gesinterten Substrats mit Niobiumsalz und Abscheiden des Niobiumsalzes auf der Oberfläche der Nickelhydroxidpartikel, die in das gesinterte Substrat gefüllt sind, als Niobsäure.
  8. Verfahren zur Herstellen der Nickelelektrode für eine alkalische Speicherbatterie gemäß Anspruch 7, wobei Das Niobiumsalz wenigstens eine Art ist, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus Niobiumchlorid, Niobiumoxychlorid, Niobiumfluorid und Niobiumbromid.
  9. Alkalische Speicherbatterie, die mit einer positiven Elektrode, einer negativen Elektrode und einer alkalischen Elektrolytlösung versehen ist, wobei die positive Elektrode eine Nickelelektrode für eine alkalische Speicherbatterie gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 ist.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010048009A1 (de) * 2010-10-09 2012-04-12 Hoppecke Batterie Systeme Gmbh Verfahren zur Herstellung einer positiven Nickel-Hydroxidelektrode für einen Nickel-Metallhydrid- oder Nickel-Cadmium-Akkumulator
US9321664B2 (en) 2011-12-20 2016-04-26 Ecolab Usa Inc. Stable percarboxylic acid compositions and uses thereof
BR112014020748B1 (pt) 2012-03-30 2021-02-23 Ecolab Usa Inc. método de tratamento de águas, método de tratamento de uma fonte de água e composição aquosa de tratamento de água com atividade antimicrobiana
US10165774B2 (en) 2013-03-05 2019-01-01 Ecolab Usa Inc. Defoamer useful in a peracid composition with anionic surfactants
US8822719B1 (en) 2013-03-05 2014-09-02 Ecolab Usa Inc. Peroxycarboxylic acid compositions suitable for inline optical or conductivity monitoring
US20140256811A1 (en) 2013-03-05 2014-09-11 Ecolab Usa Inc. Efficient stabilizer in controlling self accelerated decomposition temperature of peroxycarboxylic acid compositions with mineral acids

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE646006C (de) * 1932-12-19 1937-06-07 Uno Axel Traegaardh Dr Verfahren zur Herstellung von aktivem Material fuer positive Elektroden bei alkalischen Akkumulatoren
US5429895A (en) * 1994-10-13 1995-07-04 Motorola, Inc. Nickel alloy electrodes for electrochemical devices
JP3512128B2 (ja) * 1995-02-15 2004-03-29 日立マクセル株式会社 アルカリ蓄電池およびその製造方法
JPH1040948A (ja) * 1996-07-24 1998-02-13 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 充電特性改良剤，及びアルカリ電池
JP3246345B2 (ja) * 1996-08-21 2002-01-15 松下電器産業株式会社 アルカリ蓄電池用ニッケル正極とこれを用いたニッケル・水素蓄電池
JPH10125318A (ja) 1996-10-24 1998-05-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd アルカリ蓄電池用正極活物質および正極
JP3923157B2 (ja) 1997-12-11 2007-05-30 松下電器産業株式会社 アルカリ蓄電池
JP2000164217A (ja) * 1998-11-27 2000-06-16 Kyocera Corp リチウム電池
JP3579273B2 (ja) * 1998-12-16 2004-10-20 三洋電機株式会社 水素吸蔵合金電極

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