JP2000077067A - アルカリ蓄電池用正極 - Google Patents
アルカリ蓄電池用正極Info
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- JP2000077067A JP2000077067A JP10242714A JP24271498A JP2000077067A JP 2000077067 A JP2000077067 A JP 2000077067A JP 10242714 A JP10242714 A JP 10242714A JP 24271498 A JP24271498 A JP 24271498A JP 2000077067 A JP2000077067 A JP 2000077067A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電極板の導電性を飛躍的に向上させると共
に、電池の放電特性、特に負荷接続放置後の容量回復特
性を向上させることができ、しかも安価なアルカリ蓄電
池用正極の提供を目的としている。 【解決手段】 三次元的に連続する空孔を有し且つ面密
度が２５０〜４５０ｇ／ｍ2 となるように構成されたス
ポンジ状ニッケル多孔体に、コバルト化合物が添加され
た水酸化ニッケルを主体とする活物質が充填された薄板
状のアルカリ蓄電池用正極１であって、上記スポンジ状
ニッケル多孔体における面方向の平均孔径が１５０〜１
８０μｍに規制されることを特徴とする。
に、電池の放電特性、特に負荷接続放置後の容量回復特
性を向上させることができ、しかも安価なアルカリ蓄電
池用正極の提供を目的としている。 【解決手段】 三次元的に連続する空孔を有し且つ面密
度が２５０〜４５０ｇ／ｍ2 となるように構成されたス
ポンジ状ニッケル多孔体に、コバルト化合物が添加され
た水酸化ニッケルを主体とする活物質が充填された薄板
状のアルカリ蓄電池用正極１であって、上記スポンジ状
ニッケル多孔体における面方向の平均孔径が１５０〜１
８０μｍに規制されることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、三次元的に連続す
る空孔を有するスポンジ状ニッケル多孔体に、コバルト
化合物が添加された水酸化ニッケルを主体とする活物質
が充填された薄板状のアルカリ蓄電池用正極に関するも
のである。
る空孔を有するスポンジ状ニッケル多孔体に、コバルト
化合物が添加された水酸化ニッケルを主体とする活物質
が充填された薄板状のアルカリ蓄電池用正極に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ニッケル−カドミウム蓄電池やニ
ッケル−金属水素化物蓄電池などのアルカリ二次電池に
用いるニッケル正極としては、焼結式の電極板が用いら
れてきた。この焼結式の電極板は、パンチングメタルな
どの芯体上にニッケル粉末を焼結して得られた焼結多孔
体に活物質を充填して製造するものであるが、活物質を
充填する多孔体の空孔径が小さいため、粉末状態の活物
質を直接充填することはできない。このため、活物質の
充填は、硝酸ニッケル水溶液などの活物質の塩溶液に焼
結多孔体を含浸した後、アルカリ処理を行うことにより
多孔体の孔中で前記活物質の塩を水酸化ニッケルなどの
活物質に変化させ、更に水洗、乾燥するという活物質含
浸工程を複数回繰り返す化学含浸法によって行ってい
た。しかし、当該方法では、活物質含浸工程を複数回繰
り返す必要があるため、製造工程が非常に煩雑となり、
製造コストが高騰する。加えて、電極板の多孔度が低い
ために、エネルギー密度が低下するといった課題を有し
ていた。
ッケル−金属水素化物蓄電池などのアルカリ二次電池に
用いるニッケル正極としては、焼結式の電極板が用いら
れてきた。この焼結式の電極板は、パンチングメタルな
どの芯体上にニッケル粉末を焼結して得られた焼結多孔
体に活物質を充填して製造するものであるが、活物質を
充填する多孔体の空孔径が小さいため、粉末状態の活物
質を直接充填することはできない。このため、活物質の
充填は、硝酸ニッケル水溶液などの活物質の塩溶液に焼
結多孔体を含浸した後、アルカリ処理を行うことにより
多孔体の孔中で前記活物質の塩を水酸化ニッケルなどの
活物質に変化させ、更に水洗、乾燥するという活物質含
浸工程を複数回繰り返す化学含浸法によって行ってい
た。しかし、当該方法では、活物質含浸工程を複数回繰
り返す必要があるため、製造工程が非常に煩雑となり、
製造コストが高騰する。加えて、電極板の多孔度が低い
ために、エネルギー密度が低下するといった課題を有し
ていた。
【０００３】そこで、電極板の高容量化と低コスト化と
を図るべく、近年、活物質保持体として空孔率が９５％
以上で、空孔径が大きいスポンジ状ニッケル多孔体を芯
体として用い、この金属多孔体に活物質粉末を主体とす
るペーストを直接充填し、更に圧延して製造する非焼結
式電極板が採用されるようになってきた。この方法であ
れば、前記焼結式電極板よりも電極板の製造が容易とな
る他、前記焼結式電極板よりも多孔度を大きくできるた
め、電極板のエネルギー密度を高くすることができると
いう利点がある。
を図るべく、近年、活物質保持体として空孔率が９５％
以上で、空孔径が大きいスポンジ状ニッケル多孔体を芯
体として用い、この金属多孔体に活物質粉末を主体とす
るペーストを直接充填し、更に圧延して製造する非焼結
式電極板が採用されるようになってきた。この方法であ
れば、前記焼結式電極板よりも電極板の製造が容易とな
る他、前記焼結式電極板よりも多孔度を大きくできるた
め、電極板のエネルギー密度を高くすることができると
いう利点がある。
【０００４】しかしながら、上記スポンジ状ニッケル多
孔体は高価であるため、より安価な電極板を得ようとす
る場合には、電極板に対するスポンジ状ニッケル多孔体
の重量比を削減すること、即ちスポンジ状ニッケル多孔
体の面密度を下げる必要がある。このようなスポンジ状
ニッケル多孔体を用いると、電極板が安価となるばかり
か、電極板に対する活物質の重量比が高くなるため、電
極板のエネルギー密度も高くなるという利点がある。し
かし、上記の如くスポンジ状ニッケル多孔体の面密度を
下げると、電極板内の金属比率が減少するため、電極の
導電性が低下するという問題が新たに生じる。
孔体は高価であるため、より安価な電極板を得ようとす
る場合には、電極板に対するスポンジ状ニッケル多孔体
の重量比を削減すること、即ちスポンジ状ニッケル多孔
体の面密度を下げる必要がある。このようなスポンジ状
ニッケル多孔体を用いると、電極板が安価となるばかり
か、電極板に対する活物質の重量比が高くなるため、電
極板のエネルギー密度も高くなるという利点がある。し
かし、上記の如くスポンジ状ニッケル多孔体の面密度を
下げると、電極板内の金属比率が減少するため、電極の
導電性が低下するという問題が新たに生じる。
【０００５】そこで、特開平８−２３６１０８９号公報
に示されるように、所望とする電極板の厚さの３〜４倍
の厚さを有するスポンジ状ニッケル多孔体に公知の無電
解メッキ及び電解メッキを施した後、これを前記所望と
する電極板の厚さの２〜３倍の厚さとなるように加工し
て電極基板を作製する第１の工程と、この電極基板にペ
ースト状活物質を充填した後、所望とする電極板の厚さ
に加工する第２の工程とから成る製造方法を用いること
により、細い金属骨格を多数極板内に存在させ、導電性
の低下を防止する方法が提案されている。
に示されるように、所望とする電極板の厚さの３〜４倍
の厚さを有するスポンジ状ニッケル多孔体に公知の無電
解メッキ及び電解メッキを施した後、これを前記所望と
する電極板の厚さの２〜３倍の厚さとなるように加工し
て電極基板を作製する第１の工程と、この電極基板にペ
ースト状活物質を充填した後、所望とする電極板の厚さ
に加工する第２の工程とから成る製造方法を用いること
により、細い金属骨格を多数極板内に存在させ、導電性
の低下を防止する方法が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法では、スポンジ状ニッケル多孔体の厚みが大き
いため、電解メッキを施す際に、電極からスポンジ状ニ
ッケル多孔体の中心部までの距離と、電極からスポンジ
状ニッケル多孔体の表面部までの距離との差が更に長く
なる。このため、スポンジ状ニッケル多孔体の厚み方向
における表面部と中心部との金属骨格の厚みの比（ＤＴ
Ｒ：Deposit Thickness Retio ，表面部／中心部）が大
きくなって、相対的に中心部の金属骨格が細くなる。こ
の結果、スポンジ状ニッケル多孔体が加圧される工程
（例えば、電極の圧延工程や、円筒型電池の場合におい
ては巻き取り工程等）において、中心部の金属骨格が破
断し、電極の集電体である金属骨格が分断されることに
なる。以上のことから、電極板の集電機能が十分に発揮
されず、電極板の導電性を向上させる効果が十分に発揮
されないという課題を有していた。加えて、スポンジ状
ニッケル多孔体の面密度を低下させた電極を用いてアル
カリ蓄電池を製造すると、電池の放電特性、特に負荷接
続放置後の容量回復特性が低下するという課題もある。
来の方法では、スポンジ状ニッケル多孔体の厚みが大き
いため、電解メッキを施す際に、電極からスポンジ状ニ
ッケル多孔体の中心部までの距離と、電極からスポンジ
状ニッケル多孔体の表面部までの距離との差が更に長く
なる。このため、スポンジ状ニッケル多孔体の厚み方向
における表面部と中心部との金属骨格の厚みの比（ＤＴ
Ｒ：Deposit Thickness Retio ，表面部／中心部）が大
きくなって、相対的に中心部の金属骨格が細くなる。こ
の結果、スポンジ状ニッケル多孔体が加圧される工程
（例えば、電極の圧延工程や、円筒型電池の場合におい
ては巻き取り工程等）において、中心部の金属骨格が破
断し、電極の集電体である金属骨格が分断されることに
なる。以上のことから、電極板の集電機能が十分に発揮
されず、電極板の導電性を向上させる効果が十分に発揮
されないという課題を有していた。加えて、スポンジ状
ニッケル多孔体の面密度を低下させた電極を用いてアル
カリ蓄電池を製造すると、電池の放電特性、特に負荷接
続放置後の容量回復特性が低下するという課題もある。
【０００７】本発明は上記従来の課題を考慮したもので
あって、電極板の導電性を飛躍的に向上させると共に、
電池の放電特性、特に負荷接続放置後の容量回復特性を
向上させることができ、しかも安価なアルカリ蓄電池用
正極の提供を目的としている。
あって、電極板の導電性を飛躍的に向上させると共に、
電池の放電特性、特に負荷接続放置後の容量回復特性を
向上させることができ、しかも安価なアルカリ蓄電池用
正極の提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明のうちで請求項１記載の発明は、三次元
的に連続する空孔を有し且つ面密度が２５０〜４５０ｇ
／ｍ2 となるように構成されたスポンジ状ニッケル多孔
体に、コバルト化合物が添加された水酸化ニッケルを主
体とする活物質が充填された薄板状のアルカリ蓄電池用
正極であって、上記スポンジ状ニッケル多孔体における
面方向の平均孔径が１５０〜１８０μｍに規制されるこ
とを特徴とする。
ために、本発明のうちで請求項１記載の発明は、三次元
的に連続する空孔を有し且つ面密度が２５０〜４５０ｇ
／ｍ2 となるように構成されたスポンジ状ニッケル多孔
体に、コバルト化合物が添加された水酸化ニッケルを主
体とする活物質が充填された薄板状のアルカリ蓄電池用
正極であって、上記スポンジ状ニッケル多孔体における
面方向の平均孔径が１５０〜１８０μｍに規制されるこ
とを特徴とする。
【０００９】従来より、アルカリ蓄電池用ニッケル正極
の活物質利用率を向上させる目的で、水酸化ニッケル活
物質にコバルト化合物を添加する方法が用いられてい
る。このような構成であれば、活物質利用率を向上させ
ることができるのは、以下に示す理由によるものと考え
られる。先ず、コバルト化合物がアルカリ溶液中に溶解
し、コバルト錯イオン（ＣｏＯ 2 - ）となる。次いで、
水酸化ニッケル表面に水酸化コバルト〔Ｃｏ（Ｏ
Ｈ）2〕として析出する。この水酸化コバルトは初回の
充電時に導電性に優れるオキシ水酸化コバルト（ＣｏＯ
ＯＨ）となり、水酸化ニッケル粒子間に導電性マトリク
スを形成するため、電極板の導電性が向上し、活物質利
用率が向上する。ここで、上記の如く生成した導電性に
優れるコバルト酸化物層は比較的安定であるため、活物
質利用率を向上させる効果は通常は持続するが、負荷接
続放置のように、正極が長期間卑な電位で保持される状
態では、生成したコバルト酸化物層の一部が水酸化コバ
ルト等の低次のコバルト化合物に還元されるため、活物
質利用率の向上効果が十分に発揮されず、容量が低下す
る。
の活物質利用率を向上させる目的で、水酸化ニッケル活
物質にコバルト化合物を添加する方法が用いられてい
る。このような構成であれば、活物質利用率を向上させ
ることができるのは、以下に示す理由によるものと考え
られる。先ず、コバルト化合物がアルカリ溶液中に溶解
し、コバルト錯イオン（ＣｏＯ 2 - ）となる。次いで、
水酸化ニッケル表面に水酸化コバルト〔Ｃｏ（Ｏ
Ｈ）2〕として析出する。この水酸化コバルトは初回の
充電時に導電性に優れるオキシ水酸化コバルト（ＣｏＯ
ＯＨ）となり、水酸化ニッケル粒子間に導電性マトリク
スを形成するため、電極板の導電性が向上し、活物質利
用率が向上する。ここで、上記の如く生成した導電性に
優れるコバルト酸化物層は比較的安定であるため、活物
質利用率を向上させる効果は通常は持続するが、負荷接
続放置のように、正極が長期間卑な電位で保持される状
態では、生成したコバルト酸化物層の一部が水酸化コバ
ルト等の低次のコバルト化合物に還元されるため、活物
質利用率の向上効果が十分に発揮されず、容量が低下す
る。
【００１０】そこで、上記構成の如く、スポンジ状ニッ
ケル多孔体における面方向の平均孔径を１５０〜１８０
μｍとなるよう小さく規制すれば、単位体積当たりの金
属骨格数が多くなるので、集電体である金属骨格と活物
質との導電パスが短くなる。したがって、先ず初回充電
時の水酸化コバルトがオキシ水酸化コバルトとなる過程
において、より反応が円滑に進行するので、一層緻密な
導電マトリクスが形成されると共に、負荷接続状態に置
かれても導電マトリクスが消失し難いものと考えられ
る。また、上記構成であれば、負荷接続状態によって還
元されたコバルト化合物が、次の充電時に再度コバルト
酸化物層へと変化し易くなるので、活物質利用率の向上
効果が持続される。
ケル多孔体における面方向の平均孔径を１５０〜１８０
μｍとなるよう小さく規制すれば、単位体積当たりの金
属骨格数が多くなるので、集電体である金属骨格と活物
質との導電パスが短くなる。したがって、先ず初回充電
時の水酸化コバルトがオキシ水酸化コバルトとなる過程
において、より反応が円滑に進行するので、一層緻密な
導電マトリクスが形成されると共に、負荷接続状態に置
かれても導電マトリクスが消失し難いものと考えられ
る。また、上記構成であれば、負荷接続状態によって還
元されたコバルト化合物が、次の充電時に再度コバルト
酸化物層へと変化し易くなるので、活物質利用率の向上
効果が持続される。
【００１１】加えて、スポンジ状ニッケル多孔体が加圧
される工程において、中心部の金属骨格が若干破断した
場合であっても、単位体積当たりの金属骨格数が多いの
で、電極の集電体である金属骨格が完全に分断されるこ
とがない。この結果、電極板の集電機能が十分に発揮さ
れ、電極板の導電性を向上させる効果が十分に発揮され
る。
される工程において、中心部の金属骨格が若干破断した
場合であっても、単位体積当たりの金属骨格数が多いの
で、電極の集電体である金属骨格が完全に分断されるこ
とがない。この結果、電極板の集電機能が十分に発揮さ
れ、電極板の導電性を向上させる効果が十分に発揮され
る。
【００１２】また請求項２記載の発明は、請求項１記載
の発明において、前記水酸化ニッケルに対する前記コバ
ルト化合物の添加形態として、コバルト化合物粉末を水
酸化ニッケル粉末に添加，混合する形態を用いることを
特徴とする。
の発明において、前記水酸化ニッケルに対する前記コバ
ルト化合物の添加形態として、コバルト化合物粉末を水
酸化ニッケル粉末に添加，混合する形態を用いることを
特徴とする。
【００１３】また請求項３記載の発明は、請求項１記載
の発明において、前記水酸化ニッケルに対する前記コバ
ルト化合物の添加形態として、水酸化ニッケル粉末の表
面をコバルト化合物でコーティングするという形態を用
いることを特徴とする。上記２つの発明においては、い
ずれも水酸化ニッケル粉末の表面に導電性に優れたコバ
ルト酸化物層が形成されるので、電極板の導電性が向上
して、活物質利用率が高くなる。
の発明において、前記水酸化ニッケルに対する前記コバ
ルト化合物の添加形態として、水酸化ニッケル粉末の表
面をコバルト化合物でコーティングするという形態を用
いることを特徴とする。上記２つの発明においては、い
ずれも水酸化ニッケル粉末の表面に導電性に優れたコバ
ルト酸化物層が形成されるので、電極板の導電性が向上
して、活物質利用率が高くなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は本発明の方法で作製した正
極を用いたアルカリ蓄電池を模式的に示す断面図であ
り、図１の電池は、水酸化ニッケルを主成分とする正極
１、公知の方法にて作製した負極２、これら両電極を離
間するセパレータ３、正極リード４、負極リード５、正
極外部端子６、負極缶７などからなる。正極１及び負極
２は、電解液が含浸されたセパレータ３を介して渦巻き
状に巻き取られた状態で、負極缶７内に収容されてお
り、正極１は正極リード４を介して正極外部端子６に、
また負極２は負極リード５を介して負極缶７に接続さ
れ、電池内部で生じた化学エネルギーを電気エネルギー
として外部へ取り出し得るようになっている。尚、上記
セパレータ３としてはポリアミド製のものを用い、セパ
レータ３に含浸される電解液としては、ＫＯＨから成る
アルカリ電解液を用いた。
極を用いたアルカリ蓄電池を模式的に示す断面図であ
り、図１の電池は、水酸化ニッケルを主成分とする正極
１、公知の方法にて作製した負極２、これら両電極を離
間するセパレータ３、正極リード４、負極リード５、正
極外部端子６、負極缶７などからなる。正極１及び負極
２は、電解液が含浸されたセパレータ３を介して渦巻き
状に巻き取られた状態で、負極缶７内に収容されてお
り、正極１は正極リード４を介して正極外部端子６に、
また負極２は負極リード５を介して負極缶７に接続さ
れ、電池内部で生じた化学エネルギーを電気エネルギー
として外部へ取り出し得るようになっている。尚、上記
セパレータ３としてはポリアミド製のものを用い、セパ
レータ３に含浸される電解液としては、ＫＯＨから成る
アルカリ電解液を用いた。
【００１５】ここで、上記アルカリ蓄電池を以下の方法
で作製した。先ず、活物質である球状水酸化ニッケル粉
末９０重量部と、金属コバルト粉末５重量部と、水酸化
コバルト粉末５重量部とを混合した粉末に、０．５％の
ＣＭＣ水溶液を加えて、密度１．８ｇ／ｃｃの活物質ス
ラリーを作製した。これと並行して、面方向の平均孔径
が１５０μｍであるウレタンフォームを基材として、こ
れに導電処理、メッキ処理及び培焼処理を施して、面密
度が２５０ｇ／ｍ2 のスポンジ状ニッケル多孔体を作製
した。この後、上記スポンジ状ニッケル多孔体に前記活
物質スラリーを充填し、更に乾燥した後、所定厚みまで
プレスし、切断することにより正極１を作製した。
で作製した。先ず、活物質である球状水酸化ニッケル粉
末９０重量部と、金属コバルト粉末５重量部と、水酸化
コバルト粉末５重量部とを混合した粉末に、０．５％の
ＣＭＣ水溶液を加えて、密度１．８ｇ／ｃｃの活物質ス
ラリーを作製した。これと並行して、面方向の平均孔径
が１５０μｍであるウレタンフォームを基材として、こ
れに導電処理、メッキ処理及び培焼処理を施して、面密
度が２５０ｇ／ｍ2 のスポンジ状ニッケル多孔体を作製
した。この後、上記スポンジ状ニッケル多孔体に前記活
物質スラリーを充填し、更に乾燥した後、所定厚みまで
プレスし、切断することにより正極１を作製した。
【００１６】このようにして作製した正極１と、公知の
カドミウム負極２とを、耐アルカリ性を有するポリアミ
ド製のセパレータ３と共に巻回して渦巻状の電極体を作
製した後、この電極体を負極缶７内に挿入した。この
後、負極缶７内に電解液を注入し、更に負極缶７の封口
を行なって、Ａサイズ（公称容量１．６Ａｈ）のニッケ
ル−カドミウム蓄電池を作製した。尚、本発明はニッケ
ル−カドミウム蓄電池に限定するものではなく、ニッケ
ル−水素蓄電池等の他のアルカリ蓄電池にも適用しうる
ことは勿論である。
カドミウム負極２とを、耐アルカリ性を有するポリアミ
ド製のセパレータ３と共に巻回して渦巻状の電極体を作
製した後、この電極体を負極缶７内に挿入した。この
後、負極缶７内に電解液を注入し、更に負極缶７の封口
を行なって、Ａサイズ（公称容量１．６Ａｈ）のニッケ
ル−カドミウム蓄電池を作製した。尚、本発明はニッケ
ル−カドミウム蓄電池に限定するものではなく、ニッケ
ル−水素蓄電池等の他のアルカリ蓄電池にも適用しうる
ことは勿論である。
【００１７】
【実施例】（実施例１）実施例１としては、上記発明の
実施の形態に示す電池を用いた。このようにして作製し
た電池を、以下本発明電池Ａ１と称する。
実施の形態に示す電池を用いた。このようにして作製し
た電池を、以下本発明電池Ａ１と称する。
【００１８】（実施例２〜５）スポンジ状ニッケル多孔
体の面密度が各々、３００ｇ／ｍ2 、３５０ｇ／ｍ2、
４００ｇ／ｍ2 及び４５０ｇ／ｍ2 のものを用いる他
は、上記実施例１と同様にして電池を作製した。このよ
うにして作製した電池を、以下それぞれ本発明電池Ａ２
〜Ａ５と称する。
体の面密度が各々、３００ｇ／ｍ2 、３５０ｇ／ｍ2、
４００ｇ／ｍ2 及び４５０ｇ／ｍ2 のものを用いる他
は、上記実施例１と同様にして電池を作製した。このよ
うにして作製した電池を、以下それぞれ本発明電池Ａ２
〜Ａ５と称する。
【００１９】（実施例６〜１０）面方向の平均孔径が１
８０μｍであるウレタンフォームを基材として用いると
共に、スポンジ状ニッケル多孔体の面密度が各々、２５
０ｇ／ｍ2 、３００ｇ／ｍ2 、３５０ｇ／ｍ2 、４００
ｇ／ｍ2 及び４５０ｇ／ｍ2 のものを用いる他は、上記
実施例１と同様にして電池を作製した。このようにして
作製した電池を、以下それぞれ本発明電池Ａ６〜Ａ１０
と称する。
８０μｍであるウレタンフォームを基材として用いると
共に、スポンジ状ニッケル多孔体の面密度が各々、２５
０ｇ／ｍ2 、３００ｇ／ｍ2 、３５０ｇ／ｍ2 、４００
ｇ／ｍ2 及び４５０ｇ／ｍ2 のものを用いる他は、上記
実施例１と同様にして電池を作製した。このようにして
作製した電池を、以下それぞれ本発明電池Ａ６〜Ａ１０
と称する。
【００２０】（比較例１〜３）スポンジ状ニッケル多孔
体の面密度が各々、５００ｇ／ｍ2 、５５０ｇ／ｍ2及
び６００ｇ／ｍ2 のものを用いる他は、上記実施例１と
同様にして電池を作製した。このようにして作製した電
池を、以下それぞれ比較電池Ｘ１〜Ｘ３と称する。
体の面密度が各々、５００ｇ／ｍ2 、５５０ｇ／ｍ2及
び６００ｇ／ｍ2 のものを用いる他は、上記実施例１と
同様にして電池を作製した。このようにして作製した電
池を、以下それぞれ比較電池Ｘ１〜Ｘ３と称する。
【００２１】（比較例４〜６）面方向の平均孔径が１８
０μｍであるウレタンフォームを基材として用いると共
に、スポンジ状ニッケル多孔体の面密度が各々、５００
ｇ／ｍ2 、５５０ｇ／ｍ2 及び６００ｇ／ｍ2 のものを
用いる他は、上記実施例１と同様にして電池を作製し
た。このようにして作製した電池を、以下それぞれ比較
電池Ｘ４〜Ｘ６と称する。
０μｍであるウレタンフォームを基材として用いると共
に、スポンジ状ニッケル多孔体の面密度が各々、５００
ｇ／ｍ2 、５５０ｇ／ｍ2 及び６００ｇ／ｍ2 のものを
用いる他は、上記実施例１と同様にして電池を作製し
た。このようにして作製した電池を、以下それぞれ比較
電池Ｘ４〜Ｘ６と称する。
【００２２】（比較例７〜１４）面方向の平均孔径が２
００μｍであるウレタンフォームを基材として用いると
共に、スポンジ状ニッケル多孔体の面密度が各々、２５
０ｇ／ｍ2 、３００ｇ／ｍ2 、３５０ｇ／ｍ2 、４００
ｇ／ｍ2 、４５０ｇ／ｍ2 、５００ｇ／ｍ2 、５５０ｇ
／ｍ2 及び６００ｇ／ｍ2 のものを用いる他は、上記実
施例１と同様にして電池を作製した。このようにして作
製した電池を、以下それぞれ比較電池Ｘ７〜Ｘ１４と称
する。
００μｍであるウレタンフォームを基材として用いると
共に、スポンジ状ニッケル多孔体の面密度が各々、２５
０ｇ／ｍ2 、３００ｇ／ｍ2 、３５０ｇ／ｍ2 、４００
ｇ／ｍ2 、４５０ｇ／ｍ2 、５００ｇ／ｍ2 、５５０ｇ
／ｍ2 及び６００ｇ／ｍ2 のものを用いる他は、上記実
施例１と同様にして電池を作製した。このようにして作
製した電池を、以下それぞれ比較電池Ｘ７〜Ｘ１４と称
する。
【００２３】（比較例１５〜２２）面方向の平均孔径が
２５０μｍであるウレタンフォームを基材として用いる
と共に、スポンジ状ニッケル多孔体の面密度が各々、２
５０ｇ／ｍ2 、３００ｇ／ｍ2 、３５０ｇ／ｍ2 、４０
０ｇ／ｍ2 、４５０ｇ／ｍ2 、５００ｇ／ｍ2 、５５０
ｇ／ｍ2 及び６００ｇ／ｍ2 のものを用いる他は、上記
実施例１と同様にして電池を作製した。このようにして
作製した電池を、以下それぞれ比較電池Ｘ１５〜Ｘ２２
と称する。
２５０μｍであるウレタンフォームを基材として用いる
と共に、スポンジ状ニッケル多孔体の面密度が各々、２
５０ｇ／ｍ2 、３００ｇ／ｍ2 、３５０ｇ／ｍ2 、４０
０ｇ／ｍ2 、４５０ｇ／ｍ2 、５００ｇ／ｍ2 、５５０
ｇ／ｍ2 及び６００ｇ／ｍ2 のものを用いる他は、上記
実施例１と同様にして電池を作製した。このようにして
作製した電池を、以下それぞれ比較電池Ｘ１５〜Ｘ２２
と称する。
【００２４】（実験）上記本発明電池Ａ１〜Ａ１０及び
比較電池Ｘ１〜Ｘ２２を用いて面密度と放電特性（負荷
接続放置後の電池容量回復率）との関係を調べたので、
その結果を図２に示す。尚、実験は、先ず、各電池を電
流０．１Ｃで１６時間充電した後、電流０．２Ｃで放電
終止電圧１．０Ｖまで放電する。次に、各電池を電流１
Ｃで７２分間充電した後、電流１Ｃで放電終止電圧１．
０Ｖまで放電するという充放電サイクルを５回繰り返
す。その後、各電池に１Ω抵抗を負荷接続し、５０℃の
雰囲気で１５日間放置した後、放置前と同一の条件で充
放電し、この際得られた電池容量と放置直前の電池容量
との比を放電特性として図示した。
比較電池Ｘ１〜Ｘ２２を用いて面密度と放電特性（負荷
接続放置後の電池容量回復率）との関係を調べたので、
その結果を図２に示す。尚、実験は、先ず、各電池を電
流０．１Ｃで１６時間充電した後、電流０．２Ｃで放電
終止電圧１．０Ｖまで放電する。次に、各電池を電流１
Ｃで７２分間充電した後、電流１Ｃで放電終止電圧１．
０Ｖまで放電するという充放電サイクルを５回繰り返
す。その後、各電池に１Ω抵抗を負荷接続し、５０℃の
雰囲気で１５日間放置した後、放置前と同一の条件で充
放電し、この際得られた電池容量と放置直前の電池容量
との比を放電特性として図示した。
【００２５】図２から明らかなように、面方向の平均孔
径が１５０μｍであるウレタンフォームを基材として用
いた本発明電池Ａ１〜Ａ５及び比較電池Ｘ１〜Ｘ３、面
方向の平均孔径が１８０μｍであるウレタンフォームを
基材として用いた本発明電池Ａ６〜Ａ１０及び比較電池
Ｘ４〜Ｘ６では、面方向の平均孔径が各々２００μｍ、
２５０μｍであるウレタンフォームを基材として用いた
比較電池Ｘ７〜Ｘ１４、比較電池Ｘ１５〜Ｘ２２に比べ
て、面密度が低下しても放電特性（負荷接続放置後の電
池容量回復率）が余り低下しないことが認められる。
径が１５０μｍであるウレタンフォームを基材として用
いた本発明電池Ａ１〜Ａ５及び比較電池Ｘ１〜Ｘ３、面
方向の平均孔径が１８０μｍであるウレタンフォームを
基材として用いた本発明電池Ａ６〜Ａ１０及び比較電池
Ｘ４〜Ｘ６では、面方向の平均孔径が各々２００μｍ、
２５０μｍであるウレタンフォームを基材として用いた
比較電池Ｘ７〜Ｘ１４、比較電池Ｘ１５〜Ｘ２２に比べ
て、面密度が低下しても放電特性（負荷接続放置後の電
池容量回復率）が余り低下しないことが認められる。
【００２６】尚、比較電池Ｘ１〜Ｘ６は本発明電池Ａ１
〜Ａ１０よりも放電特性が若干優れているが、比較電池
Ｘ１〜Ｘ６の如く面密度が４５０ｇ／ｍ2 を超えると、
電極板に対するスポンジ状ニッケル多孔体の重量比が増
大して体積効率の低下を招来すると共に、スポンジ状ニ
ッケル多孔体のコストが高くなるという問題がある。し
たがって、このようなことを考慮すれば、スポンジ状ニ
ッケル多孔体の面密度は４５０ｇ／ｍ2 以下であること
が望ましい。一方、スポンジ状ニッケル多孔体の面密度
を２５０ｇ／ｍ2 未満にすると、より安価で高容量の電
池を得ることができるものの、機械的強度が著しく低下
し、活物質の充填、圧延、巻き取り等の工程で金属骨格
が破断する等の問題が生じる。したがって、このような
ことを考慮すれば、スポンジ状ニッケル多孔体の面密度
は２５０ｇ／ｍ2 以上であることが望ましい。
〜Ａ１０よりも放電特性が若干優れているが、比較電池
Ｘ１〜Ｘ６の如く面密度が４５０ｇ／ｍ2 を超えると、
電極板に対するスポンジ状ニッケル多孔体の重量比が増
大して体積効率の低下を招来すると共に、スポンジ状ニ
ッケル多孔体のコストが高くなるという問題がある。し
たがって、このようなことを考慮すれば、スポンジ状ニ
ッケル多孔体の面密度は４５０ｇ／ｍ2 以下であること
が望ましい。一方、スポンジ状ニッケル多孔体の面密度
を２５０ｇ／ｍ2 未満にすると、より安価で高容量の電
池を得ることができるものの、機械的強度が著しく低下
し、活物質の充填、圧延、巻き取り等の工程で金属骨格
が破断する等の問題が生じる。したがって、このような
ことを考慮すれば、スポンジ状ニッケル多孔体の面密度
は２５０ｇ／ｍ2 以上であることが望ましい。
【００２７】また、スポンジ状ニッケル多孔体の面方向
の平均孔径を小さくすると、活物質利用率及び負荷接続
放置後の電池容量回復率が向上するが、平均孔径が１５
０μｍ未満になると、活物質の充填性が低下して、工業
的に製造する場合には、活物質充填量のバラツキが大き
くなり易くなるため、これを回避するためには、活物質
の充填処理速度を遅くする必要があるため、生産性が低
下する。したがって、生産性を低下することなく活物質
利用率及び負荷接続放置後の電池容量回復率を向上させ
るには、スポンジ状ニッケル多孔体の面方向の平均孔径
を１５０〜１８０μｍに規制する必要がある。
の平均孔径を小さくすると、活物質利用率及び負荷接続
放置後の電池容量回復率が向上するが、平均孔径が１５
０μｍ未満になると、活物質の充填性が低下して、工業
的に製造する場合には、活物質充填量のバラツキが大き
くなり易くなるため、これを回避するためには、活物質
の充填処理速度を遅くする必要があるため、生産性が低
下する。したがって、生産性を低下することなく活物質
利用率及び負荷接続放置後の電池容量回復率を向上させ
るには、スポンジ状ニッケル多孔体の面方向の平均孔径
を１５０〜１８０μｍに規制する必要がある。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
極板の導電性を飛躍的に向上させると共に、電池の放電
特性、特に負荷接続放置後の容量回復特性を向上させる
ことができ、しかも安価なアルカリ蓄電池用正極を提供
することができるといった優れた効果を奏する。
極板の導電性を飛躍的に向上させると共に、電池の放電
特性、特に負荷接続放置後の容量回復特性を向上させる
ことができ、しかも安価なアルカリ蓄電池用正極を提供
することができるといった優れた効果を奏する。
【図１】本発明のアルカリ蓄電池正極を用いた電池を模
式的に示す断面図である。
式的に示す断面図である。
【図２】本発明電池Ａ１〜Ａ１０及び比較電池Ｘ１〜Ｘ
２２における面密度と放電特性との関係を示すグラフで
ある。
２２における面密度と放電特性との関係を示すグラフで
ある。
１：正極 ２：負極 ３：セパレータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 博之 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 尾崎 和昭 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5H003 AA01 BA03 BB04 BC04 BC05 BD02 BD05 5H016 AA05 BB06 BB08 CC03 EE05 HH08 HH13 5H017 AA02 AS02 AS10 BB08 BB12 CC03 CC25 DD05 EE04 HH03 HH06 5H028 AA01 BB00 BB06 EE01 EE05 EE08 EE10 HH03 HH05
Claims (3)
- 【請求項１】 三次元的に連続する空孔を有し且つ面密
度が２５０〜４５０ｇ／ｍ2 となるように構成されたス
ポンジ状ニッケル多孔体に、コバルト化合物が添加され
た水酸化ニッケルを主体とする活物質が充填された薄板
状のアルカリ蓄電池用正極であって、 上記スポンジ状ニッケル多孔体における面方向の平均孔
径が１５０〜１８０μｍに規制されることを特徴とする
アルカリ蓄電池用正極。 - 【請求項２】 前記水酸化ニッケルに対する前記コバル
ト化合物の添加形態として、コバルト化合物粉末を水酸
化ニッケル粉末に添加，混合する形態を用いる、請求項
１記載のアルカリ蓄電池用正極。 - 【請求項３】 前記水酸化ニッケルに対する前記コバル
ト化合物の添加形態として、水酸化ニッケル粉末の表面
をコバルト化合物でコーティングするという形態を用い
る、請求項１記載のアルカリ蓄電池用正極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10242714A JP2000077067A (ja) | 1998-08-28 | 1998-08-28 | アルカリ蓄電池用正極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10242714A JP2000077067A (ja) | 1998-08-28 | 1998-08-28 | アルカリ蓄電池用正極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000077067A true JP2000077067A (ja) | 2000-03-14 |
Family
ID=17093157
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10242714A Pending JP2000077067A (ja) | 1998-08-28 | 1998-08-28 | アルカリ蓄電池用正極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000077067A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7588861B2 (en) * | 2006-03-02 | 2009-09-15 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Battery electrode producing method of filling active material into a metal coated fabric substrate |
| US7846574B2 (en) | 2004-08-27 | 2010-12-07 | Panosonic Corporation | Positive electrode plate for alkaline storage battery and method for producing the same |
| JP2015510243A (ja) * | 2012-02-07 | 2015-04-02 | オヴォニック バッテリー カンパニー インコーポレイテッド | 高温性能が改善された再充電可能電池セル |
-
1998
- 1998-08-28 JP JP10242714A patent/JP2000077067A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7846574B2 (en) | 2004-08-27 | 2010-12-07 | Panosonic Corporation | Positive electrode plate for alkaline storage battery and method for producing the same |
| US7909068B2 (en) | 2004-08-27 | 2011-03-22 | Panasonic Corporation | Method for producing positive electrode plate for alkaline storage battery |
| US7588861B2 (en) * | 2006-03-02 | 2009-09-15 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Battery electrode producing method of filling active material into a metal coated fabric substrate |
| JP2015510243A (ja) * | 2012-02-07 | 2015-04-02 | オヴォニック バッテリー カンパニー インコーポレイテッド | 高温性能が改善された再充電可能電池セル |
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