JP2000164209A - アルカリ蓄電池 - Google Patents
アルカリ蓄電池Info
- Publication number
- JP2000164209A JP2000164209A JP10339830A JP33983098A JP2000164209A JP 2000164209 A JP2000164209 A JP 2000164209A JP 10339830 A JP10339830 A JP 10339830A JP 33983098 A JP33983098 A JP 33983098A JP 2000164209 A JP2000164209 A JP 2000164209A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nickel
- powder
- porous body
- hydroxide particles
- positive electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、高率放電性能に優れたニッケル水
素蓄電池等のアルカリ蓄電池を提供することを目的とす
る。 【構成】 有機物多孔体の表面にニッケル粉末及び／又
は酸化ニッケル粉末を塗布した後、焼結して形成したニ
ッケル多孔体の正極基板に、活物質としてコバルト化合
物を表面に被覆した水酸化ニッケル粉末を充填したアル
カリ蓄電池とすることで、上記目的を達成できる。
素蓄電池等のアルカリ蓄電池を提供することを目的とす
る。 【構成】 有機物多孔体の表面にニッケル粉末及び／又
は酸化ニッケル粉末を塗布した後、焼結して形成したニ
ッケル多孔体の正極基板に、活物質としてコバルト化合
物を表面に被覆した水酸化ニッケル粉末を充填したアル
カリ蓄電池とすることで、上記目的を達成できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はニッケル水素蓄電池
等のアルカリ蓄電池に関するものである。
等のアルカリ蓄電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のペースト式密閉型ニッケル−水素
蓄電池は、密閉型ニッケル−カドミウム蓄電池に比べ
て、高いエネルギー密度を有す反面、高率放電特性が劣
るために、ポータブル機器の中でも電動工具のような高
出力密度が要求される用途への使用が困難であり、それ
ら用途へは密閉型ニッケル−カドミウム蓄電池が主に用
いられていた。しかしながら、近年環境面から有害物質
であるカドミウムを含む製品の使用は問題となって来て
おり、高率放電対応のニッケル−水素蓄電池の開発が望
まれている。
蓄電池は、密閉型ニッケル−カドミウム蓄電池に比べ
て、高いエネルギー密度を有す反面、高率放電特性が劣
るために、ポータブル機器の中でも電動工具のような高
出力密度が要求される用途への使用が困難であり、それ
ら用途へは密閉型ニッケル−カドミウム蓄電池が主に用
いられていた。しかしながら、近年環境面から有害物質
であるカドミウムを含む製品の使用は問題となって来て
おり、高率放電対応のニッケル−水素蓄電池の開発が望
まれている。
【０００３】しかし、従来のペースト式ニッケル−水素
蓄電池において、正極基板として使用されているニッケ
ル多孔体基板は、発泡ウレタンなどの有機材料にニッケ
ルメッキを行った後に、これを還元雰囲気で焼結し、有
機材料を除去することによって得られる。従って、この
方法で作製されるニッケル多孔体基板は、メッキ工程が
煩雑であること、メッキ用ニッケルが高価であること及
び使用済みニッケルメッキ液の廃液処理を必要とするこ
となどの理由により、コスト高となる欠点があった。ま
た、ニッケルメッキ液が有機材料の表面に付着しすいこ
とから、基板内部に比べ表面のニッケルが厚くなる傾向
があり、均一な基板が得られないなどの問題点があっ
た。更に、従来の水酸化ニッケル粉末は、導電性に乏し
く、高率放電には不向きであった。
蓄電池において、正極基板として使用されているニッケ
ル多孔体基板は、発泡ウレタンなどの有機材料にニッケ
ルメッキを行った後に、これを還元雰囲気で焼結し、有
機材料を除去することによって得られる。従って、この
方法で作製されるニッケル多孔体基板は、メッキ工程が
煩雑であること、メッキ用ニッケルが高価であること及
び使用済みニッケルメッキ液の廃液処理を必要とするこ
となどの理由により、コスト高となる欠点があった。ま
た、ニッケルメッキ液が有機材料の表面に付着しすいこ
とから、基板内部に比べ表面のニッケルが厚くなる傾向
があり、均一な基板が得られないなどの問題点があっ
た。更に、従来の水酸化ニッケル粉末は、導電性に乏し
く、高率放電には不向きであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題を
鑑みてなされたものであり、高率放電性能に優れたニッ
ケル水素蓄電池等のアルカリ蓄電池を提供するものであ
る。
鑑みてなされたものであり、高率放電性能に優れたニッ
ケル水素蓄電池等のアルカリ蓄電池を提供するものであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のアルカリ蓄電池
は、有機物多孔体の表面にニッケル粉末及び／又は酸化
ニッケル粉末を塗布した後、焼結して形成したニッケル
多孔体の正極基板に、活物質としてコバルト化合物を表
面に被覆した水酸化ニッケル粉末を充填したことを特徴
とするアルカリ蓄電池である。
は、有機物多孔体の表面にニッケル粉末及び／又は酸化
ニッケル粉末を塗布した後、焼結して形成したニッケル
多孔体の正極基板に、活物質としてコバルト化合物を表
面に被覆した水酸化ニッケル粉末を充填したことを特徴
とするアルカリ蓄電池である。
【０００６】発泡状有機材料に金属ニッケル（Ｎｉ）粉
末及び／又は酸化ニッケル（ＮｉＯ）粉末を機械的に充
填した後に、還元雰囲気で焼結することによって得られ
るニッケル多孔体基板は、原材料が比較的安価であるこ
と、製造工程が簡略化されること及び基板表面及び内部
のニッケル厚が均一であることなどの利点がある。ま
た、このニッケル多孔体基板は焼結工程において収縮す
る傾向があるので、従来と同じ発泡状有機材料を用いた
場合にも、孔径は従来よりも小さく緻密となり（図１、
図２参照）、集電性が向上する結果、効率放電の優れた
ペースト式ニッケル電極が可能となる。
末及び／又は酸化ニッケル（ＮｉＯ）粉末を機械的に充
填した後に、還元雰囲気で焼結することによって得られ
るニッケル多孔体基板は、原材料が比較的安価であるこ
と、製造工程が簡略化されること及び基板表面及び内部
のニッケル厚が均一であることなどの利点がある。ま
た、このニッケル多孔体基板は焼結工程において収縮す
る傾向があるので、従来と同じ発泡状有機材料を用いた
場合にも、孔径は従来よりも小さく緻密となり（図１、
図２参照）、集電性が向上する結果、効率放電の優れた
ペースト式ニッケル電極が可能となる。
【０００７】更に、前記の水酸化ニッケル粒子にコバル
ト被覆層を形成させることにより、高い導電性を持つオ
キシ水酸化コバルトがその後の充電過程により形成され
る。その結果、水酸化ニッケル粒子間の導電性が向上
し、活物質の利用率、高率放電性能が向上する。
ト被覆層を形成させることにより、高い導電性を持つオ
キシ水酸化コバルトがその後の充電過程により形成され
る。その結果、水酸化ニッケル粒子間の導電性が向上
し、活物質の利用率、高率放電性能が向上する。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例に基づき説
明する。
明する。
【０００９】発泡ウレタンに金属ニッケル粉末と酸化ニ
ッケル粉末との混合粉末を機械的に充填した後、還元雰
囲気で焼結することによって得られた平均細孔直径３４
０μｍで、平均細孔数が６５ｐｐＩであるニッケル多孔
体基板（目付５５０ｇ／ｍ2）を作製した。次いで、硝
酸ニッケル塩を溶かした水溶液をｐＨ９．５〜１２に調
整された苛性ソーダと反応させ、水酸化ニッケル粉末を
析出させた。この析出粒子を硝酸コバルト塩を溶かした
水溶液中に浸漬し、苛性ソーダ溶液と反応させ、アルカ
リ分を充分に水洗除去し、８５℃以下で乾燥した。この
一連の操作により、水酸化ニッケルの表面にβ−Ｃｏ
（ＯＨ）2 の被覆層が形成される。上述により得られた
活物質粉末を用いて、水及びカルボキシメチルセルロー
ス等を加えてスラリー状とした。このスラリーを上述の
ニッケル多孔体基板に充填し、乾燥して厚み調整を行
い、厚さ０．７ｍｍのニッケル正極板を得た。
ッケル粉末との混合粉末を機械的に充填した後、還元雰
囲気で焼結することによって得られた平均細孔直径３４
０μｍで、平均細孔数が６５ｐｐＩであるニッケル多孔
体基板（目付５５０ｇ／ｍ2）を作製した。次いで、硝
酸ニッケル塩を溶かした水溶液をｐＨ９．５〜１２に調
整された苛性ソーダと反応させ、水酸化ニッケル粉末を
析出させた。この析出粒子を硝酸コバルト塩を溶かした
水溶液中に浸漬し、苛性ソーダ溶液と反応させ、アルカ
リ分を充分に水洗除去し、８５℃以下で乾燥した。この
一連の操作により、水酸化ニッケルの表面にβ−Ｃｏ
（ＯＨ）2 の被覆層が形成される。上述により得られた
活物質粉末を用いて、水及びカルボキシメチルセルロー
ス等を加えてスラリー状とした。このスラリーを上述の
ニッケル多孔体基板に充填し、乾燥して厚み調整を行
い、厚さ０．７ｍｍのニッケル正極板を得た。
【００１０】次に、ＭｍＮｉ4.0 Ｃｏ0.4 Ｍｎ0.3 Ａｌ
0.3 （Ｍｍはミッシュメタルであり、Ｌａ３０％、Ｃｅ
５０％、Ｐｒ５％、Ｎｄ１５％からなる混合物であ
る。）の組成（Ｂ／Ａ＝５．０）となるように各金属を
秤量してこれを溶解させ、冷却した。こうして得られた
板状の合金を９００℃でアニール処理した後、７５μｍ
以下の大きさに粉砕して水素吸蔵合金とした。次いで、
この水素吸蔵合金に増粘剤を溶解した水溶液を加えてペ
ースト状にしたものを鋼鈑の両面に塗布して乾燥した
後、所定の厚さにプレスして負極板とした。
0.3 （Ｍｍはミッシュメタルであり、Ｌａ３０％、Ｃｅ
５０％、Ｐｒ５％、Ｎｄ１５％からなる混合物であ
る。）の組成（Ｂ／Ａ＝５．０）となるように各金属を
秤量してこれを溶解させ、冷却した。こうして得られた
板状の合金を９００℃でアニール処理した後、７５μｍ
以下の大きさに粉砕して水素吸蔵合金とした。次いで、
この水素吸蔵合金に増粘剤を溶解した水溶液を加えてペ
ースト状にしたものを鋼鈑の両面に塗布して乾燥した
後、所定の厚さにプレスして負極板とした。
【００１１】前記正極板と、正極容量に対し１．６倍の
容量を有する前記負極板とを準備し、この間にセパレー
タを介し、交互に重ねて電極群を作製した。正・負極端
子部と集電端子を抵抗溶接した後、この電極群を角形の
ケースに収納し、６．８ＮのＫＯＨと０．８ＮのＬｉＯ
Ｈからなる電解液を正極容量当たり１．５ｍｌ注液した
後、安全弁を備えた蓋体で封口して角形ニッケル−水素
蓄電池を作製し、本発明電池Ａとした。
容量を有する前記負極板とを準備し、この間にセパレー
タを介し、交互に重ねて電極群を作製した。正・負極端
子部と集電端子を抵抗溶接した後、この電極群を角形の
ケースに収納し、６．８ＮのＫＯＨと０．８ＮのＬｉＯ
Ｈからなる電解液を正極容量当たり１．５ｍｌ注液した
後、安全弁を備えた蓋体で封口して角形ニッケル−水素
蓄電池を作製し、本発明電池Ａとした。
【００１２】比較のため、従来の発泡ウレタンにニッケ
ルメッキを行った後に、還元雰囲気で焼結することによ
って得られた平均細孔直径５００μｍで、平均細孔数が
５０ｐｐＩであるニッケル多孔体基板（目付５５０ｇ／
ｍ2 ）を作製し、その他は本発明電池Ａと全て同様にし
て角形ニッケル−水素蓄電池を作製し、比較電池Ｂとし
た。
ルメッキを行った後に、還元雰囲気で焼結することによ
って得られた平均細孔直径５００μｍで、平均細孔数が
５０ｐｐＩであるニッケル多孔体基板（目付５５０ｇ／
ｍ2 ）を作製し、その他は本発明電池Ａと全て同様にし
て角形ニッケル−水素蓄電池を作製し、比較電池Ｂとし
た。
【００１３】また、比較のため、コバルト化合物で被覆
していない従来の水酸化ニッケル粉末を用いて、その他
は本発明電池Ａと全て同様にして角形ニッケル−水素蓄
電池を作製し、比較電池Ｃとした。
していない従来の水酸化ニッケル粉末を用いて、その他
は本発明電池Ａと全て同様にして角形ニッケル−水素蓄
電池を作製し、比較電池Ｃとした。
【００１４】これらニッケル水素蓄電池の高率放電特性
を調べた結果を図３に示す。本発明電池Ａは、比較電池
Ｂ、Ｃと比較して高率放電性能が向上していることが分
かる。これは、前記のように、孔径を小さく緻密とする
ことで、集電性が向上し、効率放電性能が向上したこと
によるものと考える。また、複合被覆層中のコバルト水
酸化物がオキシ水酸化コバルトに変化することで、水酸
化ニッケル粒子間及び集電体プラークと活物質間の導電
性が向上し、高率放電性能が向上したものであると考え
られる。
を調べた結果を図３に示す。本発明電池Ａは、比較電池
Ｂ、Ｃと比較して高率放電性能が向上していることが分
かる。これは、前記のように、孔径を小さく緻密とする
ことで、集電性が向上し、効率放電性能が向上したこと
によるものと考える。また、複合被覆層中のコバルト水
酸化物がオキシ水酸化コバルトに変化することで、水酸
化ニッケル粒子間及び集電体プラークと活物質間の導電
性が向上し、高率放電性能が向上したものであると考え
られる。
【００１５】
【発明の効果】上述のように、本発明品は発泡状有機材
料に金属ニッケル粉末及び／又は酸化ニッケル粉末を充
填した後に還元雰囲気で焼結することによって得られた
ニッケル多孔体を正極基板に用い、活物質としてコバル
ト化合物を表面被覆した水酸化ニッケル粉末を充填して
形成したニッケル電極を用いることにより、高率放電特
性の優れたニッケル水素蓄電池等のアルカリ蓄電池を提
供することができ、その工業的価値は極めて大である。
料に金属ニッケル粉末及び／又は酸化ニッケル粉末を充
填した後に還元雰囲気で焼結することによって得られた
ニッケル多孔体を正極基板に用い、活物質としてコバル
ト化合物を表面被覆した水酸化ニッケル粉末を充填して
形成したニッケル電極を用いることにより、高率放電特
性の優れたニッケル水素蓄電池等のアルカリ蓄電池を提
供することができ、その工業的価値は極めて大である。
【図１】本発明に用いたニッケル多孔体基板の電子顕微
鏡写真である。
鏡写真である。
【図２】従来のニッケル多孔体基板の電子顕微鏡写真で
ある。
ある。
【図３】放電電流と放電容量との関係図である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１０年１２月１１日（１９９８．１２．
１１）
１１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H003 AA01 BA00 BA01 BB04 BC01 BC05 5H016 AA06 BB01 BB09 CC03 CC04 EE05 EE09 5H017 AA02 AS02 AS10 BB04 BB08 CC27 DD05 EE04 EE09 5H028 BB03 BB05 EE05
Claims (1)
- 【請求項１】 有機物多孔体の表面にニッケル粉末及び
／又は酸化ニッケル粉末を塗布した後、焼結して形成し
たニッケル多孔体の正極基板に、活物質としてコバルト
化合物を表面に被覆した水酸化ニッケル粉末を充填した
ことを特徴とするアルカリ蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10339830A JP2000164209A (ja) | 1998-11-30 | 1998-11-30 | アルカリ蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10339830A JP2000164209A (ja) | 1998-11-30 | 1998-11-30 | アルカリ蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000164209A true JP2000164209A (ja) | 2000-06-16 |
Family
ID=18331223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10339830A Pending JP2000164209A (ja) | 1998-11-30 | 1998-11-30 | アルカリ蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000164209A (ja) |
-
1998
- 1998-11-30 JP JP10339830A patent/JP2000164209A/ja active Pending
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