JP2001167758A - Electrode for use in alkaline secondary battery, alkaline secondary battery, and method of fabricating electrode for use in alkaline secondary battery - Google Patents

Electrode for use in alkaline secondary battery, alkaline secondary battery, and method of fabricating electrode for use in alkaline secondary battery

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JP2001167758A
JP2001167758A JP35240799A JP35240799A JP2001167758A JP 2001167758 A JP2001167758 A JP 2001167758A JP 35240799 A JP35240799 A JP 35240799A JP 35240799 A JP35240799 A JP 35240799A JP 2001167758 A JP2001167758 A JP 2001167758A
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JP
Japan
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electrode
active material
electrode active
nickel hydroxide
nickel
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JP35240799A
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Japanese (ja)
Inventor
Takahiro Uno
貴博 宇野
Koji Hoshino
孝二 星野
Kazusuke Sato
一祐 佐藤
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrode and a method of fabricating the electrode having a high capacity and utilization rate, as well as an alkaline secondary battery capable of exhibiting an excellent high-rate discharge characteristic. SOLUTION: The electrode 2 and the alkaline secondary battery including the electrode 2 are adopted. In the electrode, wherein at least electrode active substance powders are adhered to a sheet-shaped or porous conductive support. In the electrode active substance, a metallic nickel-containing conductive layer is coated on at least a portion of a surface of nickel hydroxide-based particles.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、アルカリ2次電池
用の電極及びその電極の製造方法及びその電極を具備し
てなるアルカリ2次電池に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrode for an alkaline secondary battery, a method for producing the electrode, and an alkaline secondary battery provided with the electrode.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年の携帯型電子機器の発展に伴い、こ
れらの電子機器の電源として使用される2次電池は高容
量化が望まれている。一方2次電池は例えば、電動工具
などの大電流を必要とするパワー用電源にも使用され、
その場合には、高率放電特性の向上が望まれている。
2. Description of the Related Art With the development of portable electronic devices in recent years, it is desired to increase the capacity of secondary batteries used as power sources for these electronic devices. On the other hand, secondary batteries are also used for power supplies that require large currents, such as power tools,
In that case, improvement of the high rate discharge characteristics is desired.

【0003】ところで、例えば正極に水酸化ニッケルを
用いると共に負極にカドミウムもしくは水素吸蔵合金を
用いてなるアルカリ2次電池は、正極の充放電容量より
も負極の充放電容量の方が大きくなるように設計されて
いる。従って、アルカリ2次電池の電池容量は、正極の
充放電容量によって決まる。よって、電池の高容量化を
達成するには正極の高容量化を図ることが必要とされて
いる。
By the way, for example, in an alkaline secondary battery using nickel hydroxide for the positive electrode and cadmium or a hydrogen storage alloy for the negative electrode, the charge and discharge capacity of the negative electrode is larger than that of the positive electrode. Designed. Therefore, the battery capacity of the alkaline secondary battery is determined by the charge and discharge capacity of the positive electrode. Therefore, in order to increase the capacity of the battery, it is necessary to increase the capacity of the positive electrode.

【0004】ところで最近のアルカリ2次電池の正極
は、いわゆるペースト式電極と呼ばれるもので、電極活
物質である水酸化ニッケル粉末及び水酸化コバルトもし
くは一酸化コバルト等のコバルト化合物粉末を含むペー
ストを、集電体である多孔質金属体に充填することによ
り製造される。多孔質金属体は、例えばウレタンフォー
ムの骨格上にNi等の金属膜を形成し、ウレタンフォー
ムを焼却除去して製造され、3次元骨格構造(スポンジ
構造)を有するものである。水酸化ニッケル粉末及びコ
バルト化合物粉末は、3次元骨格構造の空隙の中に充填
されて保持される。コバルト化合物は、電池の初回充電
時に酸化されて導電性のオキシ水酸化コバルトとなり、
水酸化ニッケルの表面に析出する。
The positive electrode of a recent alkaline secondary battery is a so-called paste electrode, which is a paste containing nickel hydroxide powder as an electrode active material and a cobalt compound powder such as cobalt hydroxide or cobalt monoxide. It is manufactured by filling a porous metal body that is a current collector. The porous metal body is formed, for example, by forming a metal film of Ni or the like on a skeleton of a urethane foam and burning and removing the urethane foam to have a three-dimensional skeleton structure (sponge structure). The nickel hydroxide powder and the cobalt compound powder are filled and held in the voids of the three-dimensional skeletal structure. The cobalt compound is oxidized during the first charge of the battery to become conductive cobalt oxyhydroxide,
Deposits on the surface of nickel hydroxide.

【0005】オキシ水酸化コバルトが、放電状態で絶縁
性の水酸化ニッケル粒子の表面に析出すると、水酸化ニ
ッケル粉末同士あるいは水酸化ニッケル粉末と多孔質金
属体の骨格との間において導電性ネットワークが形成さ
れ、これにより水酸化ニッケルに導電性が付与され、放
電時における正極の内部抵抗が低減される。
When the cobalt oxyhydroxide precipitates on the surface of the insulating nickel hydroxide particles in a discharged state, a conductive network is formed between the nickel hydroxide powders or between the nickel hydroxide powder and the skeleton of the porous metal body. Thus, conductivity is imparted to the nickel hydroxide, and the internal resistance of the positive electrode during discharge is reduced.

【0006】また、粒状の水酸化ニッケルの表面に予め
ヒドラジン還元触媒を付与し、この水酸化ニッケルを中
性のヒドラジン水溶液に投入して還元させることによ
り、5〜30重量%の金属ニッケルを形成させたものを
正極活物質として用いる方法も知られている(特開平1
1−233110号公報)。
Also, a hydrazine reduction catalyst is previously applied to the surface of the granular nickel hydroxide, and the nickel hydroxide is introduced into a neutral hydrazine aqueous solution and reduced to form 5 to 30% by weight of metallic nickel. There is also known a method in which the resulting material is used as a positive electrode active material (Japanese Unexamined Patent Application Publication No.
1-233110).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、オキシ水酸化
コバルトは、半導体であって導電性が不十分であり、こ
のような正極を具備するアルカリ2次電池では、正極の
内部抵抗が増大して利用率が低下し、所望に高率放電特
性が得られないという問題があった。また、オキシ水酸
化コバルトの添加は、相対的に水酸化ニッケルの分量を
低下させ、電池の充放電容量が低下してしまうという問
題があった。
However, cobalt oxyhydroxide is a semiconductor and has insufficient conductivity. In an alkaline secondary battery having such a positive electrode, the internal resistance of the positive electrode is increased. There has been a problem that the utilization rate is lowered and high-rate discharge characteristics cannot be obtained as desired. Further, the addition of cobalt oxyhydroxide has a problem that the amount of nickel hydroxide relatively decreases, and the charge / discharge capacity of the battery decreases.

【0008】更に、中性のヒドラジン水溶液を用いて、
電極活物質の表面に金属ニッケル相を還元形成した場合
には、水酸化ニッケルの表面に金属ニッケルを均一に形
成させることが困難であった。特に金属ニッケルが5重
量%未満では、水酸化ニッケルの表面にまんべんなく金
属ニッケルを被覆させることが困難であり、水酸化ニッ
ケルに充分な導電性を付与できないという問題があっ
た。水酸化ニッケルに充分な導電性を与えるには金属ニ
ッケルを5重量%以上析出させることが必要であるとさ
れているが、この場合には活物質である水酸化ニッケル
量を減少させてしまい、電池の充放電容量が低下してし
まうという問題があった。
Further, using a neutral hydrazine aqueous solution,
When the metal nickel phase was reduced on the surface of the electrode active material, it was difficult to uniformly form the metal nickel on the surface of the nickel hydroxide. In particular, when the content of metallic nickel is less than 5% by weight, it is difficult to coat metallic nickel evenly on the surface of nickel hydroxide, and there has been a problem that sufficient conductivity cannot be imparted to nickel hydroxide. In order to impart sufficient conductivity to nickel hydroxide, it is said that it is necessary to deposit 5% by weight or more of metal nickel. In this case, however, the amount of nickel hydroxide as an active material is reduced, There is a problem that the charge / discharge capacity of the battery is reduced.

【0009】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であって、優れた高率放電特性を発揮できる電極及びそ
の電極の製造方法を提供すると共に、それを用いたアル
カリ2次電池を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an electrode capable of exhibiting excellent high-rate discharge characteristics, a method of manufacturing the electrode, and an alkaline secondary battery using the same. The purpose is to do.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は以下の構成を採用した。本発明のアルカ
リ2次電池用の電極は、少なくとも電極活物質の粉末
が、導電性支持体に固着されてなり、前記電極活物質
は、水酸化ニッケルを主成分とする粒子の表面の少なく
とも一部に金属ニッケル相を含む導電層が被覆形成され
るとともに、該電極活物質における該金属ニッケル相の
含有率が5重量%未満であることを特徴とする。また本
発明のアルカリ2次電池用の電極は、少なくとも電極活
物質の粉末が固化成形されて構成され、前記電極活物質
は、水酸化ニッケルを主成分とする粒子の表面の少なく
とも一部に金属ニッケル相を含む導電層が被覆形成され
るとともに、該電極活物質における該金属ニッケル相の
含有率が5重量%未満であることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following constitution. The electrode for an alkaline secondary battery of the present invention comprises at least a powder of an electrode active material fixed to a conductive support, and the electrode active material has at least one surface of particles mainly composed of nickel hydroxide. A conductive layer containing a metal nickel phase is formed on the portion, and the content of the metal nickel phase in the electrode active material is less than 5% by weight. Further, the electrode for an alkaline secondary battery of the present invention is configured by solidifying and molding at least a powder of an electrode active material, and the electrode active material has a metal on at least a part of the surface of particles mainly composed of nickel hydroxide. A conductive layer containing a nickel phase is coated and formed, and the content of the metal nickel phase in the electrode active material is less than 5% by weight.

【0011】前記の導電層は、pH=11.9以上のア
ルカリ金属水酸化物水溶液中で、水酸化ニッケルをヒド
ラジンで還元させて得られたものが好ましい。また、電
極活物質中の金属ニッケル相の含有量は、0.6重量%
以上5重量%未満であることがより好ましく、1.9重
量%以上4.9重量%以下であることが更に好ましく、
2.6重量%以上4.9重量%以下であることが最も好
ましい。
The conductive layer is preferably obtained by reducing nickel hydroxide with hydrazine in an aqueous alkali metal hydroxide solution having a pH of 11.9 or more. The content of the metallic nickel phase in the electrode active material was 0.6% by weight.
And more preferably less than 5% by weight, more preferably 1.9% by weight or more and 4.9% by weight or less,
Most preferably, it is not less than 2.6% by weight and not more than 4.9% by weight.

【0012】本発明のアルカリ2次電池用の電極によれ
ば、粒子表面に金属ニッケル相を含む導電層が被覆形成
されてなる電極活物質の粉末が、導電性支持体に固着さ
れてなるか、あるいはこの粉末が固化成形されてなり、
粒子同士が導電層を介して電気的に接続されて高次構造
の金属導電性を示す導電性ネットワークが形成されるの
で、電極の内部抵抗を小さくすることができ、水酸化ニ
ッケルの利用率を向上させることができる。また金属ニ
ッケル相は、従来のオキシ水酸化コバルトよりも導電性
が優れているので、正極の内部抵抗をより低減できる。
また、導電層に含まれる金属ニッケル相の含有量が5重
量%未満なので、水酸化ニッケル量が相対的に向上し、
電極当たりの充放電容量を高くすることができる。
According to the electrode for an alkaline secondary battery of the present invention, is the powder of the electrode active material having the particle surface coated with the conductive layer containing the metallic nickel phase fixed to the conductive support? Or this powder is solidified and molded,
Since the particles are electrically connected to each other via the conductive layer to form a conductive network exhibiting metal conductivity of a higher-order structure, the internal resistance of the electrode can be reduced, and the utilization rate of nickel hydroxide can be reduced. Can be improved. In addition, since the metallic nickel phase has better conductivity than conventional cobalt oxyhydroxide, the internal resistance of the positive electrode can be further reduced.
Further, since the content of the metallic nickel phase contained in the conductive layer is less than 5% by weight, the amount of nickel hydroxide is relatively improved,
The charge / discharge capacity per electrode can be increased.

【0013】また本発明は、従来のように半導体である
オキシ水酸化コバルトを形成させて導電性ネットワーク
を形成するものではなく、金属導電性を有する導電層に
よる導電性ネットワークが形成されるので、電極活物質
間の導電性が著しく向上し、電極の内部抵抗を低減でき
る。
Further, the present invention does not form a conductive network by forming cobalt oxyhydroxide as a semiconductor as in the prior art, but forms a conductive network by a conductive layer having metal conductivity. The conductivity between the electrode active materials is significantly improved, and the internal resistance of the electrode can be reduced.

【0014】また、金属ニッケル相を主成分とする導電
層は、水酸化ニッケルが還元されて形成されるので、こ
の導電層と水酸化ニッケルとが密着しており、導電層と
水酸化ニッケルとの間で電気抵抗が高くなることがな
く、正極の内部抵抗が低減される。
Since the conductive layer mainly composed of the metallic nickel phase is formed by reducing nickel hydroxide, the conductive layer and the nickel hydroxide are in close contact with each other, and the conductive layer and the nickel hydroxide are And the internal resistance of the positive electrode is reduced.

【0015】また、前記電極活物質の導電層は、その少
なくとも一部が多孔質状とされていることが好ましい。
導電層の形態が多孔質状とされているので、電解液が導
電層内に浸透してその下にある水酸化ニッケル層まで容
易に到達するようになるので、充放電反応を円滑に進め
させることができる。
Further, it is preferable that at least a part of the conductive layer of the electrode active material is porous.
Since the form of the conductive layer is porous, the electrolytic solution easily penetrates into the conductive layer and reaches the nickel hydroxide layer thereunder, so that the charge / discharge reaction proceeds smoothly. be able to.

【0016】そして、本発明のアルカリ2次電池は、先
に記載のアルカリ2次電池用の電極を具備してなること
を特徴とする。係るアルカリ2次電池によれば、導電層
を有する電極活物質を有する電極を具備してなり、この
電極には高次構造の、金属電気伝導を示す導電性ネット
ワークが形成されているので、電極の内部抵抗が低減さ
れて優れた高率放電特性を発揮させることができる。
Further, an alkaline secondary battery of the present invention is provided with the above-mentioned electrode for an alkaline secondary battery. According to such an alkaline secondary battery, an electrode having an electrode active material having a conductive layer is provided, and since a conductive network having a higher-order structure and exhibiting metal electric conduction is formed on this electrode, the electrode , The internal resistance is reduced, and excellent high-rate discharge characteristics can be exhibited.

【0017】本発明のアルカリ2次電池用の電極の製造
方法は、水酸化ニッケルを主成分とする粒子の表面の少
なくとも一部に金属ニッケル相を含む導電層が被覆され
てなる電極活物質の粉末を、シート状若しくは多孔質状
の導電性支持体に固着させて構成される電極を製造する
方法であって、前記電極活物質を前記導電性支持体に固
着させる際に、前記電極活物質の粉末に圧縮応力をかけ
ることにより前記導電層の少なくとも一部を破断させ
て、前記水酸化ニッケルの少なくとも一部を前記電極活
物質の表面に露出させることを特徴とする。また、本発
明のアルカリ2次電池用の電極の製造方法は、水酸化ニ
ッケルを主成分とする粒子の表面の少なくとも一部に金
属ニッケル相を含む導電層が被覆されてなる電極活物質
の粉末を、固化成形して構成される電極を製造する方法
であり、前記電極活物質を固化成形する際に、前記電極
活物質の粉末に圧縮応力をかけることにより前記導電層
の少なくとも一部を破断させて、前記水酸化ニッケルの
少なくとも一部を前記電極活物質の表面に露出させるこ
とを特徴とする。
According to the method for producing an electrode for an alkaline secondary battery of the present invention, an electrode active material comprising a conductive layer containing a metallic nickel phase is coated on at least a part of the surface of particles mainly composed of nickel hydroxide. A method for producing an electrode constituted by fixing powder to a sheet-shaped or porous conductive support, wherein the electrode active material is fixed to the conductive support when the electrode active material is fixed to the conductive support. By applying a compressive stress to the powder of (1), at least a part of the conductive layer is broken, so that at least a part of the nickel hydroxide is exposed on a surface of the electrode active material. Further, the method for producing an electrode for an alkaline secondary battery according to the present invention provides a method of producing an electrode for an electrode active material, wherein at least a part of the surface of particles mainly composed of nickel hydroxide is coated with a conductive layer containing a metallic nickel phase. Is a method for manufacturing an electrode configured by solidification molding, and when solidifying and molding the electrode active material, at least a part of the conductive layer is broken by applying a compressive stress to the powder of the electrode active material. Then, at least a part of the nickel hydroxide is exposed on the surface of the electrode active material.

【0018】上記のアルカリ2次電池用の電極の製造方
法によれば、電極活物質の粉末に圧縮応力をかけること
により、導電層の少なくとも一部を破断させて水酸化ニ
ッケルを露出させるため、電解液が水酸化ニッケルに直
接接するようになり、充放電反応を円滑に進めさせるこ
とができる。
According to the above-described method for manufacturing an electrode for an alkaline secondary battery, compressive stress is applied to the powder of the electrode active material to break at least a part of the conductive layer to expose nickel hydroxide. The electrolyte comes in direct contact with the nickel hydroxide, and the charge / discharge reaction can proceed smoothly.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図1には本発明の第1の実施形態
であるアルカリ2次電池1を示す。このアルカリ2次電
池1は円筒型と呼ばれるもので、本発明に係るシート状
の正極2(電極)と、シート状の負極3と、これら正極
2と負極3との間に配置されたセパレータ4と、主とし
て正極2、負極3及びセパレータ4に含侵されている電
解液と、円筒状の電池容器5と、電池容器5を封口する
封口部材6とを主体として構成されている。このアルカ
リ2次電池1は、正極2と負極3とセパレータ4とが重
ね合わされれ、これらがスパイラル状に巻回された状態
で電池容器5に収納されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an alkaline secondary battery 1 according to a first embodiment of the present invention. The alkaline secondary battery 1 is called a cylindrical type, and includes a sheet-shaped positive electrode 2 (electrode) according to the present invention, a sheet-shaped negative electrode 3, and a separator 4 disposed between the positive electrode 2 and the negative electrode 3. And an electrolyte mainly impregnated in the positive electrode 2, the negative electrode 3 and the separator 4, a cylindrical battery container 5, and a sealing member 6 for sealing the battery container 5. In the alkaline secondary battery 1, a positive electrode 2, a negative electrode 3, and a separator 4 are superposed, and are housed in a battery container 5 in a state where they are spirally wound.

【0020】本発明に係る正極2(電極)は、電極活物
質の粉末が導電性支持体に固着されてなるもので、図2
に示すように、シート状の導電性支持体であるパンチン
グメタル21の両面に、電極活物質を含んでなる正極電
極層22、22(電極層)が積層されて構成されてい
る。
The positive electrode 2 (electrode) according to the present invention comprises a powder of an electrode active material fixed to a conductive support.
As shown in FIG. 5, positive electrode layers 22 and 22 (electrode layers) each containing an electrode active material are laminated on both surfaces of a punching metal 21 which is a sheet-shaped conductive support.

【0021】正極電極層22は、水酸化ニッケルを主成
分とする粒子に導電層が被覆されてなる電極活物質の粉
末23と、この電極活物質の粉末23同士を結着させる
例えばテフロン等からなる結着材を少なくとも含んでな
るもので、必要に応じてNi粉、黒鉛、カーボンブラッ
ク等の導電助材を含んでいても良い。
The positive electrode layer 22 is made of a powder 23 of an electrode active material in which a conductive layer is coated on particles mainly composed of nickel hydroxide, and a material such as Teflon which binds the powders 23 of the electrode active material. And at least a conductive material such as Ni powder, graphite, or carbon black, if necessary.

【0022】正極電極層22においては、図2及び図3
に示すように、電極活物質の粉末23が結着材を介して
結着され、表面にある導電層24同士が接触して高次構
造の、金属電気伝導を示す導電性ネットワークが形成さ
れる。そしてこの正極電極層22が導電性支持体21に
積層されて固着されることにより、正極電極層22と導
電性支持体21とが電気的に接続される。
In the positive electrode layer 22, FIGS.
As shown in (2), the powder 23 of the electrode active material is bound via a binder, and the conductive layers 24 on the surface are in contact with each other to form a conductive network having a higher-order structure and exhibiting metal electrical conductivity. . The positive electrode layer 22 and the conductive support 21 are electrically connected by laminating and fixing the positive electrode layer 22 on the conductive support 21.

【0023】負極3は、負極用の電極活物質の粉末がシ
ート状の導電性支持体に固着されてなるもので、導電性
支持体の両面に、負極用の電極活物質を含んでなる負極
電極層が積層されて構成される。
The negative electrode 3 is formed by fixing powder of an electrode active material for a negative electrode to a sheet-shaped conductive support, and a negative electrode comprising an electrode active material for a negative electrode on both surfaces of the conductive support. It is configured by laminating electrode layers.

【0024】負極電極層は、負極用の電極活物質の粉末
と、この電極活物質の粉末を結着させる例えばテフロン
等からなる結着材とを少なくとも含んでなるもので、必
要に応じてNi粉、黒鉛、カーボンブラック等の導電助
材を含んでいても良い。負極用の電極活物質には、例え
ば水素吸蔵合金、水酸化カドミウム等を用いることがで
きる。また、上記の導電性支持体には、正極の場合と同
様にパンチングメタルを用いることができる。
The negative electrode layer contains at least a powder of an electrode active material for a negative electrode and a binder made of, for example, Teflon, which binds the powder of the electrode active material. A conductive auxiliary material such as powder, graphite, and carbon black may be included. As the electrode active material for the negative electrode, for example, a hydrogen storage alloy, cadmium hydroxide, or the like can be used. Further, a punching metal can be used for the conductive support as in the case of the positive electrode.

【0025】電解液は、水酸化カリウム、水酸化ナトリ
ウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属水酸化物のいず
れかあるいはこれらの混合物をを水に溶解させ、必要に
応じてアルカリ土類金属イオンを添加したものである。
また、セパレータ4は、例えばポリアミド樹脂、ポリプ
ロピレン等からなる不織布を用いることができる。
The electrolyte is prepared by dissolving any one of alkali metal hydroxides such as potassium hydroxide, sodium hydroxide and lithium hydroxide or a mixture thereof in water, and adding alkaline earth metal ions as necessary. It was done.
For the separator 4, a nonwoven fabric made of, for example, a polyamide resin or polypropylene can be used.

【0026】正極2の電極活物質は、正極活物質である
水酸化ニッケルを主成分とする粒子の表面の少なくとも
一部に導電層24が被覆されてなるものである。水酸化
ニッケルを主成分とする粒子の形状は、球状、板片状、
塊状等のいずれであっても良いが、とく球状であること
が電極活物質自体の密度を高くできるため好ましい。
The electrode active material of the positive electrode 2 is obtained by covering at least a part of the surface of particles mainly composed of nickel hydroxide, which is a positive electrode active material, with a conductive layer 24. The shape of particles mainly composed of nickel hydroxide is spherical, plate-like,
Any shape such as a lump may be used, but a spherical shape is preferable because the density of the electrode active material itself can be increased.

【0027】また、この粒子は、その平均粒径が5μm
(5×10-6m)〜500μm(5×10-4m)、好ま
しくは10μm(1×10-5m)〜100μm(1×1
-4m)の範囲であることが好ましい。平均粒径が5μ
m(5×10-6m)以下だと、導電層24を形成させた
際に、導電層/水酸化ニッケルの重量比が大きくなり、
電極活物質中の水酸化ニッケルの含有率が小さくなっ
て、電極活物質の単位重量当たりの電気容量が低下して
しまうので好ましくない。平均粒径が500μm(5×
10-4m)を越えると、水酸化ニッケルの利用率が低下
し、好ましくない。
The particles have an average particle size of 5 μm.
(5 × 10 −6 m) to 500 μm (5 × 10 −4 m), preferably 10 μm (1 × 10 −5 m) to 100 μm (1 × 1
0-4 m). Average particle size is 5μ
m (5 × 10 −6 m) or less, the weight ratio of the conductive layer / nickel hydroxide increases when the conductive layer 24 is formed,
It is not preferable because the content of nickel hydroxide in the electrode active material is reduced and the electric capacity per unit weight of the electrode active material is reduced. The average particle size is 500 μm (5 ×
If it exceeds 10 -4 m), the utilization of nickel hydroxide decreases, which is not preferred.

【0028】なお、この粒子には、水酸化ニッケルの他
に、Zn、Al、Co、Caのいずれか一種以上の元素
が含まれていることが好ましい。これらの元素は水酸化
ニッケルの結晶中に固溶されていることが好ましい。Z
n、Coは水酸化ニッケルの結晶性を低下させて水酸化
ニッケルの充放電特性を向上させる効果があり、Al、
Caは高温時における容量低下を防止する効果があり、
またCoは水酸化ニッケルの導電性を向上させる効果も
ある。これらの元素の添加量は、水酸化ニッケルに対し
てZnが1〜6重量%、Alが0.2〜2重量%、Co
が1〜6重量%、Caが1〜5重量%であることが好ま
しい。
It is preferable that the particles contain one or more elements of Zn, Al, Co, and Ca in addition to nickel hydroxide. These elements are preferably dissolved in the crystals of nickel hydroxide. Z
n and Co have the effect of lowering the crystallinity of nickel hydroxide and improving the charge / discharge characteristics of nickel hydroxide.
Ca has an effect of preventing a capacity decrease at a high temperature,
Co also has the effect of improving the conductivity of nickel hydroxide. The addition amounts of these elements are as follows: 1 to 6% by weight of Zn, 0.2 to 2% by weight of Al,
Is preferably 1 to 6% by weight and Ca is preferably 1 to 5% by weight.

【0029】導電層24は、水酸化ニッケルがpH=1
1.9以上のアルカリ金属水酸化物水溶液中でヒドラジ
ンにより還元されて生成したものであり、少なくとも金
属ニッケル相が含まれることが好ましい。この金属ニッ
ケル相は、水酸化ニッケルの還元生成物である。なお、
この導電層24には、金属ニッケル相の他に未還元の水
酸化ニッケル相が含まれていても良い。また、この導電
層24は、多孔質状とされていることが電解液を導電層
に浸透させて水酸化ニッケルまで到達させ、充放電反応
を円滑に進めさせることが可能となるので好ましい。
The conductive layer 24 is made of nickel hydroxide of pH = 1.
It is produced by reduction with hydrazine in an aqueous solution of 1.9 or more alkali metal hydroxide, and preferably contains at least a metallic nickel phase. This metallic nickel phase is a reduction product of nickel hydroxide. In addition,
The conductive layer 24 may contain an unreduced nickel hydroxide phase in addition to the metal nickel phase. The conductive layer 24 is preferably porous because it allows the electrolyte to penetrate the conductive layer and reach the nickel hydroxide, thereby facilitating the charge / discharge reaction.

【0030】導電層24の厚さは、0.05μm(5×
10-8m)〜5μm(5×10-6m)の範囲とすること
が好ましい。導電層24の厚さが0.05μm(5×1
-8m)未満では導電層が薄くなり、導電性ネットワー
クの形成が不十分となって正極2の内部抵抗を低減させ
ることができなくなるおそれがあるので好ましくなく、
厚さが5μm(5×10-6m)を越えると、電解液が水
酸化ニッケルまで浸透できなくなるおそれがあるので好
ましくない。
The thickness of the conductive layer 24 is 0.05 μm (5 ×
It is preferably in the range of 10 −8 m) to 5 μm (5 × 10 −6 m). The thickness of the conductive layer 24 is 0.05 μm (5 × 1
When the thickness is less than 0 -8 m), the conductive layer becomes thin, and the formation of a conductive network becomes insufficient, so that the internal resistance of the positive electrode 2 may not be reduced.
If the thickness exceeds 5 μm (5 × 10 −6 m), the electrolyte may not be able to permeate the nickel hydroxide, which is not preferable.

【0031】また、電極活物質中の金属ニッケル相の含
有量は、5重量%未満であることが好ましく、0.6重
量%以上5重量%未満であることがより好ましく、1.
9重量%以上4.9重量%以下であることが更に好まし
く、2.6重量%以上4.9重量%以下であることが最
も好ましい。金属ニッケル相の含有量が5重量%以上で
は、活物質である水酸化ニッケル量が相対的に低下し、
アルカリ2次電池の充放電容量が低くなるので好ましく
ない。
The content of the metallic nickel phase in the electrode active material is preferably less than 5% by weight, more preferably 0.6% by weight or more and less than 5% by weight.
The content is more preferably from 9% by weight to 4.9% by weight, and most preferably from 2.6% by weight to 4.9% by weight. When the content of the metallic nickel phase is 5% by weight or more, the amount of nickel hydroxide as an active material relatively decreases,
It is not preferable because the charge / discharge capacity of the alkaline secondary battery decreases.

【0032】次に、本発明のアルカリ2次電池に用いら
れる正極の製造方法を説明する。 (電極活物質の製造方法)まず、水酸化ニッケルを主成
分とする粒子からなる粉末を用意する。この粉末は、ア
ンモニア水を予め混合したニッケル塩水溶液及び水酸化
ナトリウム水溶液を、攪拌下の反応槽内に同時に供給
し、連続的に水酸化ニッケルを生成させ、これを洗浄、
乾燥して得ることができる。また、水酸化ニッケルにZ
n、Al、Co、Ca等を固溶させる場合は、予めニッ
ケル塩水溶液にこれらの固溶元素を溶解させておき、こ
れらを水酸化ニッケルの析出と同時にその結晶中に取り
込ませて固溶させる。
Next, a method for producing the positive electrode used in the alkaline secondary battery of the present invention will be described. (Method for Producing Electrode Active Material) First, a powder composed of particles mainly composed of nickel hydroxide is prepared. This powder is supplied simultaneously with a nickel salt aqueous solution and a sodium hydroxide aqueous solution in which ammonia water has been previously mixed into a reaction vessel under stirring to continuously produce nickel hydroxide and wash it.
It can be obtained by drying. Also, nickel hydroxide has Z
In the case where n, Al, Co, Ca, etc. are to be dissolved, these dissolved elements are dissolved in a nickel salt aqueous solution in advance, and these are taken into the crystal at the same time as the precipitation of nickel hydroxide to form a solid solution. .

【0033】次に、得られた粉末を、pH=11.9以
上に調整したアルカリ金属水酸化物の水溶液に入れ、更
に還元剤を添加し、これを加熱することによって粒子表
面を還元する。これにより、水酸化ニッケルが還元され
て粒子の表面に金属ニッケル相を含む導電層が析出す
る。
Next, the obtained powder is put into an aqueous solution of an alkali metal hydroxide adjusted to pH = 11.9 or more, a reducing agent is further added, and this is heated to reduce the particle surface. As a result, nickel hydroxide is reduced, and a conductive layer containing a metallic nickel phase is deposited on the surface of the particles.

【0034】ここで使用する還元剤は、ヒドラジン、ヒ
ドラジンとアンモニアの混合物、水素をはじめとする比
較的不安定な水素化合物、低級酸化物、低級酸素酸塩、
低酸化状態の有機化合物のうちのいずれか1種であるこ
とが好ましく、特にヒドラジンを含む水溶液を用いるこ
とが好ましい。ヒドラジンの添加量は、アルカリ金属水
酸化物溶液1000ml(1×10-33)に対して2
g(2×10-3kg)〜20g(2×10-2kg)の範
囲とすることが好ましい。ヒドラジンの添加量が2g
(2×10-3kg)未満では、金属ニッケルを十分に析
出させることができなくなるため好ましくなく、添加量
が20g(2×10 -2kg)を越えると、金属ニッケル
の析出量が過大となり、導電層が厚く形成されて電解液
が水酸化ニッケルまで浸透しにくくなるので好ましくな
い。
The reducing agent used here is hydrazine, hydrazine
Mixture of drazine and ammonia, ratio including hydrogen
Relatively unstable hydrogen compounds, lower oxides, lower oxyacid salts,
It must be one of the low-oxidation organic compounds
It is particularly preferable to use an aqueous solution containing hydrazine.
Is preferred. The amount of hydrazine added is alkali metal water.
1000 ml of oxide solution (1 × 10-3mThree2) for
g (2 × 10-3kg) to 20 g (2 × 10-2kg)
It is preferable to set it as an enclosure. The amount of hydrazine added is 2g
(2 × 10-3kg), metal nickel is sufficiently precipitated
It is not preferable because it can not be
Is 20 g (2 × 10 -2kg), nickel metal
The amount of precipitation becomes excessive, the conductive layer is formed thick and the electrolyte
Is difficult to penetrate to nickel hydroxide,
No.

【0035】水酸化ニッケルを主成分とする粒子を、p
H=11.9以上に調整したアルカリ金属水酸化物溶液
中に入れて加熱すると、水酸化ニッケルの表面が僅かに
溶解し、アルカリ金属水酸化物溶液中にニッケル錯イオ
ン(HNiO2 -)が溶出する。そしてこのニッケル錯イ
オン(HNiO2 -)が、水酸化ニッケル表面で還元剤に
より還元されて金属ニッケル相となり、均一な導電層が
生成する。この反応を反応式で表すと下記の通りとな
る。即ち、 Ni(OH)2 → HNiO2 - + H+ (1) 2HNiO2 - + N2H4 + 6H+ + 4OH- → 2Ni + N2 + 8H2O (2)
Particles containing nickel hydroxide as a main component are represented by p
When heated in an alkali metal hydroxide solution adjusted to H = 11.9 or higher, the surface of the nickel hydroxide slightly dissolves, and nickel complex ions (HNiO 2 ) are dissolved in the alkali metal hydroxide solution. Elute. This nickel complex ion (HNiO 2 ) is reduced by a reducing agent on the surface of the nickel hydroxide to become a metallic nickel phase, and a uniform conductive layer is generated. This reaction is represented by the following reaction formula. That is, Ni (OH) 2 → HNiO 2 + H + (1) 2HNiO 2 + N 2 H 4 + 6H + + 4OH → 2Ni + N 2 + 8H 2 O (2)

【0036】上記の(1)式は、水酸化ニッケルの溶解
反応であり、(2)式は、還元剤(ヒドラジン(N
24))によるニッケル錯イオン(HNiO2 -)の還元
反応である。従って、この製造方法によれば、一度溶解
したニッケル錯イオン(HNiO2 -)が水酸化ニッケル
の表面で還元されて金属ニッケル相を析出するので、導
電層を水酸化ニッケル表面に均一に析出させることがで
きる。また、導電層が水酸化ニッケル表面に均一に薄く
析出するので、導電層の生成量を少なくしたとしても、
充分な導電性を水酸化ニッケルに付与できる。なお、ア
ルカリ金属水酸化物水溶液のpHが11.9未満では、
アルカリ金属水酸化物溶液中へのニッケル錯イオン(H
NiO2 -)の溶解量が少なくなり、金属ニッケル相の形
成に長時間を要するので好ましくない。
The above formula (1) is a dissolution reaction of nickel hydroxide, and the formula (2) is a reducing agent (hydrazine (N
2 H 4 )) to reduce the nickel complex ion (HNiO 2 ). Therefore, according to this manufacturing method, the nickel complex ion (HNiO 2 ) once dissolved is reduced on the surface of the nickel hydroxide to precipitate a metallic nickel phase, so that the conductive layer is uniformly deposited on the surface of the nickel hydroxide. be able to. Also, since the conductive layer is uniformly and thinly deposited on the nickel hydroxide surface, even if the amount of the conductive layer formed is reduced,
Sufficient conductivity can be imparted to nickel hydroxide. If the pH of the aqueous alkali metal hydroxide solution is less than 11.9,
Nickel complex ion (H
The amount of NiO 2 ) to be dissolved becomes small, and it takes a long time to form a metallic nickel phase, which is not preferable.

【0037】加熱は、電極活物質表面に金属ニッケル相
が析出するまで行うことが好ましく、具体的には前記加
熱の温度を313K(40℃)〜378K(105℃)
とすることが好ましく、323K(50℃)〜353K
(80℃)であることがより好ましい。加熱温度が31
3K未満であると、アルカリ金属水酸化物溶液中へのニ
ッケル錯イオン(HNiO2-)の溶解量が少なくなり、
金属ニッケル相の形成に長時間を要するので好ましくな
く、加熱温度が378Kを越えると、アルカリ金属水酸
化物溶液が沸騰し、耐圧容器が必要となり、また還元剤
が自己分解してしまうおそれがあるので好ましくない。
加熱が終了した後、洗浄及び乾燥を行うことにより、本
発明の電極活物質が得られる。
The heating is preferably performed until a metallic nickel phase is precipitated on the surface of the electrode active material. Specifically, the heating temperature is set to 313 K (40 ° C.) to 378 K (105 ° C.).
323K (50 ° C.) to 353K
(80 ° C.) is more preferable. Heating temperature is 31
When the temperature is less than 3K, the amount of nickel complex ion (HNiO 2− ) dissolved in the alkali metal hydroxide solution decreases,
It is not preferable because it takes a long time to form the metallic nickel phase. When the heating temperature exceeds 378 K, the alkali metal hydroxide solution boils, a pressure vessel is required, and the reducing agent may be decomposed by itself. It is not preferable.
After the heating, washing and drying are performed to obtain the electrode active material of the present invention.

【0038】(正極の製造方法)次に、上記のようにし
て得られた電極活物質と、テフロン粉末等の結着剤と、
必要に応じてNi粉、黒鉛粉末等の導電助剤とを混合
し、この混合物を水、エチレングリコール等の分散媒に
加えてペーストとする。次にこのペーストを、パンチン
グメタル等の導電性支持体の両面に塗布する。この後、
ペーストを加熱乾燥して分散媒を揮発させる。そしてロ
ールプレス等により、乾燥済みのペーストを圧縮しつつ
導電性支持体に圧着させる。このペーストの圧縮は、電
極活物質の導電層の少なくとも一部が破断されて水酸化
ニッケルが電極活物質の粒子表面に露出するまで行うこ
とが好ましい。水酸化ニッケルが電極活物質の粒子表面
に露出することにより、電解液が水酸化ニッケルに直接
接するようになって、充放電反応を円滑に進めさせるこ
とができる。
(Method of Manufacturing Positive Electrode) Next, the electrode active material obtained as described above, a binder such as Teflon powder,
If necessary, a conductive aid such as Ni powder or graphite powder is mixed, and this mixture is added to a dispersion medium such as water or ethylene glycol to form a paste. Next, this paste is applied to both surfaces of a conductive support such as a punching metal. After this,
The paste is heated and dried to volatilize the dispersion medium. Then, the dried paste is pressed against the conductive support while being compressed by a roll press or the like. The compression of the paste is preferably performed until at least a part of the conductive layer of the electrode active material is broken and the nickel hydroxide is exposed on the particle surface of the electrode active material. When the nickel hydroxide is exposed on the surface of the particles of the electrode active material, the electrolytic solution comes into direct contact with the nickel hydroxide, and the charge / discharge reaction can proceed smoothly.

【0039】圧縮する際に印加する圧下率は、0.05
〜0.6の範囲とすることが好ましい。圧下率が0.0
5未満では、導電層を破断させることができないおそれ
があるので好ましくなく、0.6を越えると、導電性支
持体が破損してしまうおそれがあるので好ましくない。
尚、圧下率とは一般的に、材料等を圧縮したときに、そ
の厚みが薄くなって断面積または厚さが減少したときの
減少率を指し、ここでは圧縮前の正極の厚さをtとし、
圧縮後の厚さをt’としたときに、(t−t’)×10
0/t(%)で表されるものであるである。このように
して、図2に示すような正極が得られる。
The rolling reduction applied during compression is 0.05
It is preferably in the range of 0.6 to 0.6. Reduction rate is 0.0
If it is less than 5, the conductive layer may not be broken, so that it is not preferable. If it exceeds 0.6, the conductive support may be damaged, which is not preferable.
In general, the rolling reduction refers to a reduction rate when a material or the like is compressed and its thickness is reduced to reduce its cross-sectional area or thickness. Here, the thickness of the positive electrode before compression is defined as t age,
When the thickness after compression is t ′, (tt−t) × 10
0 / t (%). Thus, a positive electrode as shown in FIG. 2 is obtained.

【0040】上記のアルカリ2次電池用の正極2によれ
ば、粒子表面に導電層24が被覆されてなる電極活物質
の粉末23が、パンチングメタル21に圧着されて保持
され、粒子同士が導電層24を介して電気的に接続され
て高次構造の、金属電気伝導を示す導電性ネットワーク
が形成されるので、正極2の内部抵抗を小さくすること
ができ、水酸化ニッケルの利用率を向上させることがで
きる。また本発明の正極2は、従来のように半導体であ
るオキシ水酸化コバルトを形成させて導電性ネットワー
クを形成させるものではなく、金属ニッケルを含む導電
層による導電性ネットワークが形成されるので、電極活
物質間の導電性が著しく向上するようになり、正極2の
内部抵抗を低減できる。
According to the positive electrode 2 for an alkaline secondary battery described above, the powder 23 of the electrode active material having the particle surface coated with the conductive layer 24 is pressed and held on the punching metal 21, and the particles are electrically conductive. Since the conductive network is electrically connected via the layer 24 and has a higher-order structure and exhibits metal electrical conductivity, the internal resistance of the positive electrode 2 can be reduced, and the utilization rate of nickel hydroxide is improved. Can be done. Further, the cathode 2 of the present invention does not form a conductive network by forming cobalt oxyhydroxide as a semiconductor as in the related art, but forms a conductive network by a conductive layer containing metallic nickel. The conductivity between the active materials is significantly improved, and the internal resistance of the positive electrode 2 can be reduced.

【0041】また、上記の電極活物質に含まれる金属ニ
ッケル相は全体の5重量%未満であるので、水酸化ニッ
ケル量が相対的に向上し、アルカリ2次電池の充放電容
量を高くすることができる。また、この金属ニッケル相
は従来のオキシ水酸化コバルトよりも導電性が優れてい
るので、正極2の内部抵抗をより低減させることができ
る。
Further, since the metal nickel phase contained in the electrode active material is less than 5% by weight of the whole, the amount of nickel hydroxide is relatively improved, and the charge / discharge capacity of the alkaline secondary battery is increased. Can be. Further, since the metallic nickel phase has better conductivity than conventional cobalt oxyhydroxide, the internal resistance of the positive electrode 2 can be further reduced.

【0042】また、導電層24の形態が多孔質状とされ
ているので、電解液を導電層24に浸透させて導電層の
下にある水酸化ニッケルまで到達させることができ、こ
れにより充放電反応を円滑に進めさせることができる。
Since the conductive layer 24 is porous, the electrolyte can penetrate the conductive layer 24 and reach the nickel hydroxide under the conductive layer. The reaction can proceed smoothly.

【0043】また、上記のアルカリ2次電池用の正極2
の製造方法によれば、導電層24が破断されて水酸化ニ
ッケルが露出するまで電極活物質を圧縮するので、電解
液が水酸化ニッケルに直接接するようになり、充放電反
応を円滑に進めさせることができる。
Further, the positive electrode 2 for the alkaline secondary battery described above is used.
According to the manufacturing method of (1), the electrode active material is compressed until the conductive layer 24 is broken and the nickel hydroxide is exposed, so that the electrolytic solution comes into direct contact with the nickel hydroxide, and the charge / discharge reaction proceeds smoothly. be able to.

【0044】次に、本発明の第2の実施形態を図面を参
照して説明する。図4には、本発明の第2の実施形態で
あるアルカリ2次電池に用いて好適な別の正極32を示
す。この正極32(電極)は、電極活物質の粉末が多孔
質状の導電性支持体に固着されてなるもので、図4に示
すように、多孔質状の導電性支持体33に、電極活物質
を含んでなる正極電極層34(電極層)が充填されて構
成されてなるものである。導電性支持体33には、例え
ば、ニッケル多孔質体、エキスパンドメタル、金網等の
多孔質シートを好適に用いることができる。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 shows another positive electrode 32 suitable for use in an alkaline secondary battery according to the second embodiment of the present invention. The positive electrode 32 (electrode) is formed by fixing powder of an electrode active material to a porous conductive support, and as shown in FIG. It is formed by filling a positive electrode layer 34 (electrode layer) containing a substance. As the conductive support 33, for example, a porous sheet such as a nickel porous body, an expanded metal, and a wire mesh can be suitably used.

【0045】正極電極層34は、正極活物質である水酸
化ニッケルを主成分とする電極活物質の粉末と、この電
極活物質の粉末を結着させる例えばテフロン等からなる
結着材とを少なくとも含んでなるもので、必要に応じて
Ni粉、黒鉛、カーボンブラック等の導電助材を含んで
いても良い。
The positive electrode layer 34 includes at least a powder of an electrode active material mainly composed of nickel hydroxide, which is a positive electrode active material, and a binder made of, for example, Teflon for binding the powder of the electrode active material. It may contain a conductive auxiliary material such as Ni powder, graphite, or carbon black, if necessary.

【0046】正極32の電極活物質は、正極活物質であ
る水酸化ニッケルを主成分とする粒子の表面の少なくと
も一部に金属ニッケル相を含む導電層が被覆形成されて
なるもので、第1の実施形態において説明した電極活物
質と同じものである。
The electrode active material of the positive electrode 32 is formed by coating a conductive layer containing a metallic nickel phase on at least a part of the surface of particles mainly composed of nickel hydroxide as the positive electrode active material. This is the same as the electrode active material described in the embodiment.

【0047】多孔質状の導電性支持体33は、多数の空
孔が網目状の金属骨格に区画された形態を有するもの
で、例えばウレタンフォームの骨格上に金属ニッケル膜
を形成し、ウレタンフォームを焼却除去して製造された
ものである。
The porous conductive support 33 has a form in which a large number of pores are partitioned into a mesh-like metal skeleton. For example, a metal nickel film is formed on a urethane foam skeleton to form a urethane foam. Was manufactured by incineration removal.

【0048】また多孔質状の導電性支持体33は、不織
布等の繊維に金属膜を形成し、不織布を焼却除去して得
られたものでも良い。
The porous conductive support 33 may be obtained by forming a metal film on a fiber such as a nonwoven fabric and burning off the nonwoven fabric.

【0049】正極電極層34は、図4に示すように、電
極活物質の粉末が結着材を介して結着されてなり、導電
層が相互に接触することにより高次構造の、金属電気伝
導を示す導電性ネットワークが形成されている。そして
この正極電極層34は、多孔質状の導電性支持体33の
空孔に充填されて導電性支持体33の金属骨格と接触し
ており、これにより正極電極層34と導電性支持体33
とが電気的に接続される。
As shown in FIG. 4, the positive electrode layer 34 is formed by binding powder of an electrode active material via a binder, and the conductive layers are brought into contact with each other to form a higher-order metal-electrode. A conductive network showing conduction is formed. The positive electrode layer 34 is filled in the pores of the porous conductive support 33 and is in contact with the metal skeleton of the conductive support 33, whereby the positive electrode layer 34 and the conductive support 33
Are electrically connected.

【0050】次に、この正極は、先に説明した第1の実
施形態の正極とほぼ同様にして製造される。まず、電極
活物質と、テフロン粉末等の結着材と、必要に応じてN
i粉、黒鉛粉末等の導電助材とを混合し、この混合物
を、水、エチレングリコール等の分散媒に加えてペース
トとする。なお電極活物質は、先に説明した第1の実施
形態の電極活物質とほぼ同様にして製造される。次にこ
のペーストを、ロール充填法等により多孔質状の導電性
支持体に塗布して充填し、これらを加熱乾燥して分散媒
を揮発させる。そして、ロールプレス等により、乾燥後
のペーストを含む導電性支持体をプレス(圧縮)し、ペ
ーストを導電性支持体の金属骨格に密着させる。この圧
縮は、電極活物質の導電層を破断させてその下にある水
酸化ニッケルが電極活物質の粒子表面に露出するまで行
うことが好ましい。水酸化ニッケルが電極活物質の粒子
表面に露出することにより、電解液が水酸化ニッケルに
直接接するようになって、充放電反応を円滑に進めさせ
ることができる。
Next, this positive electrode is manufactured in substantially the same manner as the positive electrode of the first embodiment described above. First, an electrode active material, a binder such as Teflon powder, and N
i powder, graphite powder, and other conductive additives, and this mixture is added to a dispersion medium such as water or ethylene glycol to form a paste. The electrode active material is manufactured in substantially the same manner as the electrode active material of the first embodiment described above. Next, this paste is applied and filled on a porous conductive support by a roll filling method or the like, and these are heated and dried to volatilize the dispersion medium. Then, the conductive support containing the dried paste is pressed (compressed) by a roll press or the like, and the paste is brought into close contact with the metal skeleton of the conductive support. This compression is preferably performed until the conductive layer of the electrode active material is broken and the underlying nickel hydroxide is exposed on the particle surface of the electrode active material. When the nickel hydroxide is exposed on the surface of the particles of the electrode active material, the electrolytic solution comes into direct contact with the nickel hydroxide, and the charge / discharge reaction can proceed smoothly.

【0051】圧縮する際に印加する圧下率は、0.05
〜0.6の範囲とすることが好ましい。圧下率が0.0
5未満では、導電層を破断させることができないおそれ
があるので好ましくなく、0.6を越えると、導電性支
持体が破損してしまうおそれがあるので好ましくない。
このようにして、図4に示すような正極32が得られ
る。
The rolling reduction applied during compression is 0.05
It is preferably in the range of 0.6 to 0.6. Reduction rate is 0.0
If it is less than 5, the conductive layer may not be broken, so that it is not preferable. If it exceeds 0.6, the conductive support may be damaged, which is not preferable.
Thus, the positive electrode 32 as shown in FIG. 4 is obtained.

【0052】上記の正極32によれば、第1の実施形態
とほぼ同様な効果が得られる。
According to the above-described positive electrode 32, substantially the same effects as in the first embodiment can be obtained.

【0053】次に、本発明の第3の実施形態を図面を参
照して説明する。図5には、本発明の第3の実施形態で
あるアルカリ2次電池41を示す。このアルカリ2次電
池41はボタン型と呼ばれるもので、本発明に係る円柱
状の正極42(電極)と、円柱状の負極43と、これら
正極42と負極43との間に配置されたセパレータ44
と、主として正極42、負極43及びセパレータ44に
含浸される電解液と、正極端子を兼ねた円筒状の電池容
器45と、電池容器45を封口する負極端子を兼ねた封
口部材46とを主体として構成されている。このアルカ
リ2次電池41は、電池容器45に正極42、セパレー
タ44及び負極43が順に収納されると共に、封口部材
46により電池容器45が封口されている。このように
構成することにより、正極42が正極端子である電池容
器45に接触し、負極43が負極端子である封口部材4
6に接触する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 5 shows an alkaline secondary battery 41 according to a third embodiment of the present invention. The alkaline secondary battery 41 is called a button type, and includes a columnar positive electrode 42 (electrode) according to the present invention, a columnar negative electrode 43, and a separator 44 disposed between the positive electrode 42 and the negative electrode 43.
And an electrolyte mainly impregnated in the positive electrode 42, the negative electrode 43, and the separator 44, a cylindrical battery container 45 also serving as a positive electrode terminal, and a sealing member 46 also serving as a negative electrode terminal for closing the battery container 45. It is configured. In the alkaline secondary battery 41, a positive electrode 42, a separator 44 and a negative electrode 43 are sequentially stored in a battery container 45, and the battery container 45 is sealed by a sealing member 46. With this configuration, the positive electrode 42 contacts the battery container 45 that is a positive electrode terminal, and the negative electrode 43 is a sealing member 4 that is a negative electrode terminal.
Touch 6.

【0054】正極42(電極)は、少なくとも電極活物
質の粉末が圧縮されて円柱状に固化成形されてなるもの
で、電極活物質の粉末と、この電極活物質の粉末を結着
させる例えばテフロン等からなる結着材とを含んでな
り、必要に応じてNi粉、黒鉛、カーボンブラック等の
導電助材を含んでいても良い。
The positive electrode 42 (electrode) is formed by compressing at least a powder of the electrode active material and solidifying and forming the same into a columnar shape. The powder of the electrode active material and, for example, Teflon for binding the powder of the electrode active material are used. And a binder such as Ni powder, graphite, or carbon black, if necessary.

【0055】正極42に含まれる本発明に係る電極活物
質は、正極活物質である水酸化ニッケルを主成分とする
粒子の表面の一部もしくは全部に金属ニッケル相を含む
導電層が被覆されてなるもので、第1の実施形態におい
て説明した電極活物質と同じものである。
The electrode active material according to the present invention contained in the positive electrode 42 has a structure in which a conductive layer containing a metallic nickel phase is coated on part or all of the surface of particles mainly composed of nickel hydroxide, which is a positive electrode active material. This is the same as the electrode active material described in the first embodiment.

【0056】この正極42は、電極活物質の粉末が結着
材を介して結着されてなり、導電層同士が接触して高次
構造の、金属電気伝導を示す導電性ネットワークが形成
される。そしてこの正極42が正極端子を兼ねた電池容
器45に接触し、正極42と正極端子とが電気的に接続
される。
The positive electrode 42 is formed by binding powder of an electrode active material via a binder, and the conductive layers are brought into contact with each other to form a conductive network having a higher-order structure and exhibiting metal electrical conductivity. . Then, the positive electrode 42 contacts the battery case 45 also serving as the positive electrode terminal, and the positive electrode 42 and the positive electrode terminal are electrically connected.

【0057】負極43は、負極用の電極活物質の粉末
と、この電極活物質の粉末を結着させる例えばテフロン
等からなる結着材とを少なくとも含んでなるもので、必
要に応じてNi粉、黒鉛、カーボンブラック等の導電助
材を含んでいても良い。また、負極用の電極活物質に
は、例えば水素吸蔵合金、水酸化カドミウム等を用いる
ことができる。
The negative electrode 43 contains at least a powder of an electrode active material for the negative electrode and a binder made of, for example, Teflon, which binds the powder of the electrode active material. , Graphite, carbon black and the like. As the electrode active material for the negative electrode, for example, a hydrogen storage alloy, cadmium hydroxide, or the like can be used.

【0058】電解液は、水酸化カリウム、水酸化ナトリ
ウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属水酸化物いずれ
かあるいはこれらの混合物を水に溶解させ、必要に応じ
てアルカリ土類金属イオンを添加したものである。ま
た、セパレータ44は、例えばポリアミド樹脂、ポリプ
ロピレン等からなる不織布を用いることができる。
The electrolyte is prepared by dissolving any of alkali metal hydroxides such as potassium hydroxide, sodium hydroxide and lithium hydroxide or a mixture thereof in water, and adding alkaline earth metal ions as necessary. It is. Further, as the separator 44, a nonwoven fabric made of, for example, a polyamide resin, polypropylene, or the like can be used.

【0059】次に、この正極42は、以下のようにして
製造される。まず、電極活物質と、テフロン粉末等の結
着材と、黒鉛粉末等の導電助材を混合して混合物とす
る。電極活物質は、先に説明した第1の実施形態の電極
活物質とほぼ同様にして製造される。次にこの混合物
を、例えば円柱状のキャビティを有する金型に充填し、
プレス機等で金型に圧力を印加して混合物を圧縮し、混
合物を円柱状に固化成形する。混合物を圧縮する際は、
電極活物質の導電層が破断されて水酸化ニッケルの一部
が電極活物質の粒子表面に露出するまで行うことが好ま
しい。水酸化ニッケルが露出することにより、電解液が
水酸化ニッケルに直接接して、充放電反応を円滑に進め
させることができる。
Next, the positive electrode 42 is manufactured as follows. First, an electrode active material, a binder such as Teflon powder, and a conductive additive such as graphite powder are mixed to form a mixture. The electrode active material is manufactured in substantially the same manner as the electrode active material of the first embodiment described above. Next, this mixture is filled into a mold having, for example, a cylindrical cavity,
The mixture is compressed by applying pressure to a mold by a press machine or the like, and the mixture is solidified and formed into a cylindrical shape. When compressing the mixture,
It is preferable to perform the process until the conductive layer of the electrode active material is broken and a part of the nickel hydroxide is exposed on the particle surface of the electrode active material. When the nickel hydroxide is exposed, the electrolytic solution comes into direct contact with the nickel hydroxide, and the charge / discharge reaction can proceed smoothly.

【0060】圧縮する際に印加する圧力は、5×106
〜5×107Paの範囲とすることが好ましい。圧力が
5×106Pa未満では、導電層を破断させることがで
きないおそれがあるので好ましくなく、5×107Pa
を越えると、正極が欠けたり、割れたりしてしまうおそ
れがあるので好ましくない。このようにして、図5に示
すような正極が得られる。
The pressure applied during compression is 5 × 10 6
It is preferable to be in the range of 5 × 10 7 Pa. In less than 5 × 10 6 Pa pressure, unpreferably possibility that it can not be broken conductive layer, 5 × 10 7 Pa
Exceeding the range is not preferred because the positive electrode may be chipped or cracked. Thus, a positive electrode as shown in FIG. 5 is obtained.

【0061】上記の正極42においては、第1の実施形
態の正極とほぼ同様な効果が得られる。
In the positive electrode 42, substantially the same effects as those of the positive electrode of the first embodiment can be obtained.

【0062】[0062]

【実施例】まず、3重量%の亜鉛及び5重量%のコバル
トを含むニッケル塩水溶液を調整した。次に、アンモニ
ア水を予め混合した前記ニッケル塩水溶液と水酸化ナト
リウム水溶液とを、攪拌下の反応槽内に同時に供給し、
連続的に水酸化ニッケルを生成させた。析出した水酸化
ニッケルを乾燥し、粒径が10μm(1×10-5m)〜
300μm(5×10-5m)の粒状の水酸化ニッケル粉
末を得た。
EXAMPLE First, a nickel salt aqueous solution containing 3% by weight of zinc and 5% by weight of cobalt was prepared. Next, the nickel salt aqueous solution and the sodium hydroxide aqueous solution premixed with ammonia water are simultaneously supplied into a stirred reaction tank,
Nickel hydroxide was continuously produced. The precipitated nickel hydroxide is dried and has a particle size of 10 μm (1 × 10 −5 m) or more.
A 300 μm (5 × 10 −5 m) granular nickel hydroxide powder was obtained.

【0063】次に、100g(0.1kg)の水酸化ニ
ッケル粉末を、10規定(pH=15)、1000ml
(1×10-33)の水酸化ナトリウム水溶液に投入
し、更に攪拌しながら2g(2×10-3kg)〜20g
(2×10-2kg)のヒドラジン一水和物(以下、ヒド
ラジンと表記)を投入して、70℃(343K)で1時
間(3600秒)加熱することにより、水酸化ニッケル
粒子の表面を還元して導電層を形成した。更に水洗、乾
燥を行うことにより、導電層を有する実施例11〜15
の水酸化ニッケル粉末を調製した。表1に、各実施例の
水酸化ニッケル粉末を製造する際に投入したヒドラジン
の添加量を示す。
Next, 100 g (0.1 kg) of nickel hydroxide powder was added to 1000 ml of 10N (pH = 15).
(1 × 10 −3 m 3 ) aqueous sodium hydroxide solution, and 2 g (2 × 10 −3 kg) to 20 g with further stirring
(2 × 10 -2 kg) of hydrazine monohydrate (hereinafter referred to as hydrazine), and heated at 70 ° C. (343 K) for 1 hour (3600 seconds) to reduce the surface of the nickel hydroxide particles. Reduction was performed to form a conductive layer. Examples 11 to 15 having a conductive layer were obtained by further washing with water and drying.
Was prepared. Table 1 shows the amount of hydrazine added when producing the nickel hydroxide powder of each example.

【0064】また、水酸化ニッケル粉末の表面にヒドラ
ジン分解触媒(Pd)を付着させたた後、1000ml
(1×10-33)の水に入れ、更に31g(3.1×
10- 2kg)のヒドラジンを投入し、37℃(310
K)で65分間(3900秒)反応させることにより水
酸化ニッケル表面を還元して金属ニッケル相を形成さ
せ、比較例11の水酸化ニッケル粉末を作成した。更
に、還元処理を全く行わない水酸化ニッケル粉末を比較
例12とした。
After attaching a hydrazine decomposition catalyst (Pd) to the surface of the nickel hydroxide powder, 1000 ml
(1 × 10 −3 m 3 ) of water and further 31 g (3.1 × 3
10 - 2 kg) hydrazine was charged in, 37 ° C. (310
K) for 65 minutes (3900 seconds) to reduce the nickel hydroxide surface to form a metallic nickel phase, thereby producing a nickel hydroxide powder of Comparative Example 11. Further, a nickel hydroxide powder without any reduction treatment was used as Comparative Example 12.

【0065】[0065]

【表1】 [Table 1]

【0066】得られた水酸化ニッケル粉末に対し、走査
型電子顕微鏡(SEM)による形態観察、X線回折測定
及びEPMA(electron probe for micro-analysis;電
子プローブマイクロ分析法)による酸素分析を行った。
SEM観察の結果を図6及び図7に示し、X線回折測定
の結果を図10に示し、EPMA法による酸素結果を表
2に示す。また図8及び図9に、比較例12の水酸化ニ
ッケル粉末のSEM観察の結果を示す。
The obtained nickel hydroxide powder was subjected to morphological observation using a scanning electron microscope (SEM), X-ray diffraction measurement, and oxygen analysis using EPMA (electron probe for micro-analysis). .
6 and 7 show the results of SEM observation, FIG. 10 shows the results of X-ray diffraction measurement, and Table 2 shows the results of oxygen by the EPMA method. 8 and 9 show the results of SEM observation of the nickel hydroxide powder of Comparative Example 12.

【0067】[0067]

【表2】 [Table 2]

【0068】また、実施例11〜実施例15及び比較例
11並びに比較例12の水酸化ニッケル粉末に、テフロ
ンのディスパージョン液を加えて混合することによりペ
ーストとし、このペーストをパンチングメタルシートに
塗布し、150℃(423K)で4時間(14400
秒)乾燥した後にプレスすることにより、厚さ0.7m
m(7×10-4m)のニッケル電極を製造した。なお、
比較12の水酸化ニッケルについては、CoOを10重
量%を混合した後にテフロンのディスパージョン液を加
えてペーストとし、このペーストを用いてニッケル電極
を作製した。
Also, a dispersion of Teflon was added to the nickel hydroxide powders of Examples 11 to 15 and Comparative Examples 11 and 12 to form a paste, which was then applied to a punched metal sheet. And at 150 ° C. (423 K) for 4 hours (14400
Second) 0.7m thick by pressing after drying
m (7 × 10 −4 m) nickel electrode was manufactured. In addition,
As for the nickel hydroxide of Comparative Example 12, after mixing 10% by weight of CoO, a Teflon dispersion liquid was added to form a paste, and a nickel electrode was produced using this paste.

【0069】次に、Mm1.0Ni4.5Co0.5(ただし、
Mmはミッシュメタルの略)なる組成の水素吸蔵合金粉
末に、テフロンのディスパージョン液を加えて混合する
ことによりペーストとし、このペーストをパンチングメ
タルシートに塗布し、150℃(423K)で4時間
(14400秒)乾燥した後にプレスすることにより、
厚さ0.6mm(6×10-4m)の水素電極を製造し
た。
Next, Mm 1.0 Ni 4.5 Co 0.5 (however,
Mm is an abbreviation for misch metal). A paste is prepared by adding a Teflon dispersion liquid to a hydrogen-absorbing alloy powder having a composition of (Mm metal) and applying the paste to a punching metal sheet. 14400 seconds) By pressing after drying,
A hydrogen electrode having a thickness of 0.6 mm (6 × 10 −4 m) was manufactured.

【0070】次に上記のニッケル電極と水素電極との間
にポリイミド製のセパレータを挟み、これを渦巻き状に
巻回して円筒状の電池容器に収納し、アルカリ電解液を
添加した後に封口することにより、実施例11〜15及
び比較例11並びに比較例12の単3型(AAサイズ)
のニッケル水素2次電池を作製した。
Next, a polyimide separator is sandwiched between the nickel electrode and the hydrogen electrode, spirally wound and stored in a cylindrical battery container, and sealed after adding an alkaline electrolyte. AA type (AA size) of Examples 11 to 15 and Comparative Examples 11 and 12
Was manufactured.

【0071】得られた電池について、充放電を行い、5
サイクル目と100サイクル目における放電容量を測定
した。なお充電は、電流密度0.1Cで理論電池容量の
110%の容量まで充電する条件で行い、放電は、電流
密度0.2C、放電終止電圧0.9Vまで放電する条件
で行った。結果を表1に示す。また、実施例11及び比
較例12の電池について、放電電流密度を0.2〜3C
としたときの放電容量を測定した。結果を図12に示
す。
The obtained battery was charged and discharged.
The discharge capacity at the cycle and the 100th cycle was measured. The charging was performed under the condition of charging at a current density of 0.1 C to a capacity of 110% of the theoretical battery capacity, and the discharging was performed under the condition of discharging to a current density of 0.2 C and a discharge end voltage of 0.9 V. Table 1 shows the results. The discharge current density of the batteries of Example 11 and Comparative Example 12 was 0.2 to 3C.
, And the discharge capacity was measured. The result is shown in FIG.

【0072】図6及び図7に示すように、実施例11の
水酸化ニッケル粒子の表面には、多孔質状の層がまんべ
んなく均一に形成されていることがわかる。一方、図8
及び図9に示すように、ヒドラジンで還元する前の水酸
化ニッケル粒子(比較例12)の表面には、このような
多孔質の層は見られない。
As shown in FIGS. 6 and 7, it can be seen that a porous layer is uniformly formed on the surface of the nickel hydroxide particles of Example 11. On the other hand, FIG.
As shown in FIG. 9, such a porous layer is not seen on the surface of the nickel hydroxide particles (Comparative Example 12) before reduction with hydrazine.

【0073】図10には、実施例11のX線回折測定の
結果を示す。水酸化ニッケルの回折パターンの他に、金
属ニッケルの回折パターンが確認される。これにより、
水酸化ニッケル粒子の表面をヒドラジンで還元すること
によって、表面に金属ニッケル相が析出することが確認
できる。
FIG. 10 shows the result of X-ray diffraction measurement of Example 11. The diffraction pattern of metallic nickel is confirmed in addition to the diffraction pattern of nickel hydroxide. This allows
By reducing the surface of the nickel hydroxide particles with hydrazine, it can be confirmed that a metallic nickel phase is deposited on the surface.

【0074】更に表2には、実施例11〜15及び比較
例11並びに比較例12の電極活物質粒子(水酸化ニッ
ケル粒子)の表面の導電層部位と内部の水酸化ニッケル
部位について、それぞれをEPMAで酸素分析した結果
を示す。表2から明らかなように、表中、表面の導電層
部位の酸素含有量は、内部の水酸化ニッケル部位の酸素
含有量よりも低くなっていることがわかる。これによ
り、実施例11〜15の水酸化ニッケルでは、ヒドラジ
ンによって水酸化ニッケル粒子の表面が還元されること
により、粒子表面の酸素含有量が低下し、ついには金属
ニッケル相が析出していることが明らかである。
Further, Table 2 shows the conductive layer portion on the surface of the electrode active material particles (nickel hydroxide particles) and the nickel hydroxide portion inside in Examples 11 to 15 and Comparative Examples 11 and 12 respectively. The result of oxygen analysis by EPMA is shown. As is clear from Table 2, in the table, it is found that the oxygen content of the conductive layer portion on the surface is lower than the oxygen content of the internal nickel hydroxide portion. Thereby, in the nickel hydroxide of Examples 11 to 15, the surface of the nickel hydroxide particles is reduced by hydrazine, whereby the oxygen content on the particle surface is reduced, and finally, the metallic nickel phase is precipitated. Is evident.

【0075】また、図11には、磁化率を測定すること
により水酸化ニッケルの還元率を測定した結果を示す。
金属ニッケルは磁性体であるため、電極活物質の磁化率
を測定することにより電極活物質中の金属ニッケル量を
推定することが可能である。図11の縦軸は水酸化ニッ
ケル粒子表面に析出した金属ニッケルの含有量を示す。
図11に示すように、ヒドラジンの投入量が高いほど金
属ニッケルの含有量が高くなることが分かる。
FIG. 11 shows the result of measuring the reduction rate of nickel hydroxide by measuring the magnetic susceptibility.
Since metallic nickel is a magnetic material, it is possible to estimate the amount of metallic nickel in the electrode active material by measuring the magnetic susceptibility of the electrode active material. The vertical axis in FIG. 11 indicates the content of metallic nickel precipitated on the surface of the nickel hydroxide particles.
As shown in FIG. 11, it can be seen that the higher the amount of hydrazine added, the higher the content of metallic nickel.

【0076】また実施例11の水酸化ニッケルの金属ニ
ッケルの含有量は4.2重量%であり、この水酸化ニッ
ケルを8.0×106Paの圧力を印加しつつ電気抵抗
を測定したところ、5×102Ω・mであった。
The content of metallic nickel in the nickel hydroxide of Example 11 was 4.2% by weight, and the electrical resistance of this nickel hydroxide was measured while applying a pressure of 8.0 × 10 6 Pa. And 5 × 10 2 Ω · m.

【0077】以上のことから、図6及び図7において観
察された多孔質な層は、酸素含有量が低く、かつ金属ニ
ッケル相を含んでいる導電層であることが明らかであ
る。また、ヒドラジンの投入量を調整することにより、
金属ニッケル相の析出量を調製できることがわかる。
From the above, it is clear that the porous layer observed in FIGS. 6 and 7 is a conductive layer having a low oxygen content and containing a metallic nickel phase. Also, by adjusting the amount of hydrazine added,
It can be seen that the amount of precipitation of the metallic nickel phase can be adjusted.

【0078】次に表1から明らかなように、実施例11
〜15の電池の0.2Cでの放電容量は、比較例11の
電池の放電容量よりも高くなっていることがわかる。こ
れは、実施例11〜実施例15の電池の水酸化ニッケル
には、5重量%未満の金属ニッケル相を含む導電層が均
一に形成されているので、電池に充填される水酸化ニッ
ケル量が相対的に増加し、放電容量が増加したものと考
えられる。
Next, as apparent from Table 1, Example 11
It can be seen that the discharge capacity at 0.2 C of the batteries of Nos. To 15 was higher than the discharge capacity of the battery of Comparative Example 11. This is because the conductive layer containing less than 5% by weight of the metallic nickel phase is uniformly formed on the nickel hydroxide of the batteries of Examples 11 to 15, so that the amount of nickel hydroxide filled in the battery is reduced. It is considered that the discharge capacity increased relatively and the discharge capacity increased.

【0079】また、比較例12の電池では、従来の、半
導体であるオキシ水酸化コバルトで導電性ネットワーク
が形成されているので、抵抗が高く、水酸化ニッケルの
利用率が低くなって、放電容量が実施例11〜15の電
池よりも小さくなったものと考えられる。
Further, in the battery of Comparative Example 12, since the conventional conductive network was formed of cobalt oxyhydroxide, which is a semiconductor, the resistance was high, the utilization rate of nickel hydroxide was low, and the discharge capacity was low. Is considered to be smaller than the batteries of Examples 11 to 15.

【0080】また、図12に示すように、実施例11の
電池は、放電電流密度を増加させても放電容量の低下が
小さく、高率放電が可能であるのに対し、比較例12の
電池は電流密度が増加すると放電容量が急激に低下して
いることがわかる。このように、実施例11の電池は、
比較例12の電池よりも良好な高率放電特性を有してい
ることがわかる。これは、実施例11の電池のニッケル
極の内部抵抗が小さいため、水酸化ニッケルの利用率が
高くなって、高い放電電流密度でも放電容量が高くなる
ためと考えられる。
As shown in FIG. 12, the battery of Example 11 has a small decrease in the discharge capacity even when the discharge current density is increased, and is capable of high-rate discharge. It can be seen that the discharge capacity sharply decreases as the current density increases. Thus, the battery of Example 11
It can be seen that the battery has better high-rate discharge characteristics than the battery of Comparative Example 12. This is probably because the internal resistance of the nickel electrode of the battery of Example 11 was small, so that the utilization rate of nickel hydroxide was high, and the discharge capacity was high even at a high discharge current density.

【0081】[0081]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
アルカリ2次電池用の電極は、水酸化ニッケルを主成分
とする粒子の表面に金属ニッケル相を含む導電層が被覆
されてなる電極活物質の粉末が、導電性支持体に固着さ
れてなるか、もしくは前記の電極活物質の粉末が、固化
成形されてなるもので、粒子同士が導電層を介して電気
的に接続されて高次構造の、金属電気伝導を示す導電性
ネットワークが形成されるので、電極の内部抵抗を小さ
くすることができ、水酸化ニッケルの利用率を向上させ
ることができる。また本発明の電極は、従来のように電
極活物質を導電性支持体に固着させた後に、半導体であ
るオキシ水酸化コバルトを形成させて導電性ネットワー
クを形成するものではなく、電極活物質を導電性支持体
に固着させた時点で、金属電気伝導を示す導電性ネット
ワークが形成されるので、常に安定した導電率が大きい
導電性ネットワークを形成させることができ、電極の内
部抵抗をより低減できる。
As described in detail above, the electrode for an alkaline secondary battery of the present invention is obtained by coating the surface of the particles mainly composed of nickel hydroxide with the conductive layer containing the metallic nickel phase. The powder of the electrode active material is fixed to the conductive support, or the powder of the electrode active material is formed by solidification, and the particles are electrically connected via the conductive layer. Since a conductive network having a higher-order structure and exhibiting metal electric conduction is formed, the internal resistance of the electrode can be reduced, and the utilization rate of nickel hydroxide can be improved. The electrode of the present invention does not form a conductive network by forming cobalt oxyhydroxide, which is a semiconductor, after the electrode active material is fixed to the conductive support as in the related art. At the time of being fixed to the conductive support, a conductive network showing metal electric conduction is formed, so that a stable conductive network having a large conductivity can always be formed, and the internal resistance of the electrode can be further reduced. .

【0082】また、前記電極活物質の導電層には金属ニ
ッケル相が含まれており、この金属ニッケル相の導電性
は、従来のオキシ水酸化コバルトより優れるため、電極
の内部抵抗をより低減できる。また、導電層の形態が多
孔質状とされているので、電解液を導電層に浸透させて
導電層の下にある水酸化ニッケルまで到達させ、充放電
反応を円滑に進めさせることができる。
Further, the conductive layer of the electrode active material contains a metal nickel phase, and since the conductivity of the metal nickel phase is superior to that of the conventional cobalt oxyhydroxide, the internal resistance of the electrode can be further reduced. . Further, since the form of the conductive layer is porous, it is possible to make the electrolytic solution permeate the conductive layer and reach the nickel hydroxide under the conductive layer, thereby facilitating the charge / discharge reaction.

【0083】本発明のアルカリ2次電池用の電極の製造
方法は、前記電極活物質を圧縮して前記導電層を破断さ
せることにより、前記水酸化ニッケルの一部を露出させ
るので、電解液が水酸化ニッケルに直接接するようにな
り、充放電反応を円滑に進めさせることができる。
In the method for manufacturing an electrode for an alkaline secondary battery according to the present invention, a part of the nickel hydroxide is exposed by compressing the electrode active material and breaking the conductive layer, so that the electrolytic solution is It comes into direct contact with nickel hydroxide, and the charge / discharge reaction can proceed smoothly.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の第1の実施形態であるアルカリ2
次電池を示す斜視断面図である。
FIG. 1 shows an alkali 2 according to a first embodiment of the present invention.
It is a perspective sectional view showing a secondary battery.

【図2】 図1に示すアルカリ2次電池の正極の断面
模式図である。
FIG. 2 is a schematic sectional view of a positive electrode of the alkaline secondary battery shown in FIG.

【図3】 図2に示す正極の要部を示す拡大模式図で
ある。
FIG. 3 is an enlarged schematic view showing a main part of the positive electrode shown in FIG.

【図4】 本発明の第2の実施形態である正極の断面
模式図である。
FIG. 4 is a schematic sectional view of a positive electrode according to a second embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の第3の実施形態であるアルカリ2
次電池を示す断面図である。
FIG. 5 shows an alkali 2 according to a third embodiment of the present invention.
It is sectional drawing which shows a secondary battery.

【図6】 実施例11の水酸化ニッケル粉末のSEM
写真である。
FIG. 6 is an SEM of the nickel hydroxide powder of Example 11.
It is a photograph.

【図7】 図6に示したSEM写真を更に拡大した写
真である。
FIG. 7 is a further enlarged photograph of the SEM photograph shown in FIG.

【図8】 比較例12の水酸化ニッケル粉末のSEM
写真である。
FIG. 8 is an SEM of the nickel hydroxide powder of Comparative Example 12.
It is a photograph.

【図9】 図8に示したSEM写真を更に拡大した写
真である。
9 is a further enlarged photograph of the SEM photograph shown in FIG.

【図10】 実施例11の水酸化ニッケル粉末のX線
回折測定の結果を示す図である。
10 is a view showing a result of an X-ray diffraction measurement of the nickel hydroxide powder of Example 11. FIG.

【図11】 ヒドラジンの投入量と金属ニッケルの含
有量との関係を示すグラフである。
FIG. 11 is a graph showing the relationship between the amount of hydrazine introduced and the content of metallic nickel.

【図12】 放電電流密度と放電容量との関係を示す
グラフである。
FIG. 12 is a graph showing the relationship between discharge current density and discharge capacity.

【符号の説明】 1 アルカリ2次電池 2 正極(電極) 3 負極 4 セパレータ 21 パンチングメタル(導電性支持体) 22 正極電極層 23 電極活物質の粉末 24 導電層[Description of Signs] 1 Alkaline secondary battery 2 Positive electrode (electrode) 3 Negative electrode 4 Separator 21 Punched metal (conductive support) 22 Positive electrode layer 23 Powder of electrode active material 24 Conductive layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 一祐 埼玉県大宮市北袋町1丁目297番地 三菱 マテリアル株式会社材料技術研究所内 Fターム(参考) 5H003 AA01 BA04 BA05 BB04 BB14 BC01 BC04 BC05 BD04 5H016 AA02 AA05 BB04 BB05 BB08 CC03 EE01 EE05 HH01 5H028 BB04 EE01 EE05 EE10 HH01 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Ichisuke Sato 1-297 Kitabukuro-cho, Omiya-shi, Saitama Mitsubishi Materials Corporation Materials Technology Laboratory F-term (reference) 5H003 AA01 BA04 BA05 BB04 BB14 BC01 BC04 BC05 BD04 5H016 AA02 AA05 BB04 BB05 BB08 CC03 EE01 EE05 HH01 5H028 BB04 EE01 EE05 EE10 HH01

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも電極活物質の粉末が、導電
性支持体に固着された電極において、 前記電極活物質は、水酸化ニッケルを主成分とする粒子
の表面の少なくとも一部に金属ニッケル相を含む導電層
が被覆形成されるとともに、該電極活物質における該金
属ニッケル相の含有率が5重量%未満であることを特徴
とするアルカリ2次電池用の電極。
1. An electrode in which at least a powder of an electrode active material is fixed to a conductive support, wherein the electrode active material has a metal nickel phase on at least a part of the surface of particles mainly composed of nickel hydroxide. An electrode for an alkaline secondary battery, wherein a conductive layer containing the metal nickel phase is coated and the content of the metal nickel phase in the electrode active material is less than 5% by weight.
【請求項2】 電極活物質の粉末が固化成形されて構
成される電極において、 前記電極活物質は、水酸化ニッケルを主成分とする粒子
の表面の少なくとも一部に金属ニッケル相を含む導電層
が被覆形成されるとともに、該電極活物質における該金
属ニッケル相の含有率が5重量%未満であることを特徴
とするアルカリ2次電池用の電極。
2. An electrode formed by solidifying and molding a powder of an electrode active material, wherein the electrode active material is a conductive layer containing a metal nickel phase on at least a part of the surface of particles mainly composed of nickel hydroxide. And a content of the metal nickel phase in the electrode active material is less than 5% by weight.
【請求項3】 前記電極活物質の導電層は、その少な
くとも一部が多孔質状とされていることを特徴とする請
求項1または請求項2に記載のアルカリ2次電池用の電
極。
3. The electrode for an alkaline secondary battery according to claim 1, wherein at least a part of the conductive layer of the electrode active material is porous.
【請求項4】 請求項1ないし請求項3のいずれかに
記載のアルカリ2次電池用の電極を具備してなることを
特徴とするアルカリ2次電池。
4. An alkaline secondary battery comprising the electrode for an alkaline secondary battery according to any one of claims 1 to 3.
【請求項5】 水酸化ニッケルを主成分とする粒子の
表面の少なくとも一部に金属ニッケル相を含む導電層が
被覆形成されてなる電極活物質の粉末を、シート状若し
くは多孔質状の導電性支持体に固着させて構成される電
極を製造する方法であって、 前記電極活物質を前記導電性支持体に固着させる際に、
前記電極活物質の粉末に圧縮応力をかけることにより前
記導電層の少なくとも一部を破断させて、前記水酸化ニ
ッケルの少なくとも一部を前記電極活物質の表面に露出
させることを特徴とするアルカリ2次電池用の電極の製
造方法。
5. A sheet-like or porous conductive material comprising a powder of an electrode active material in which at least a part of the surface of particles mainly composed of nickel hydroxide is coated with a conductive layer containing a metallic nickel phase. A method of manufacturing an electrode configured to be fixed to a support, wherein the electrode active material is fixed to the conductive support,
Applying a compressive stress to the powder of the electrode active material to break at least a portion of the conductive layer, thereby exposing at least a portion of the nickel hydroxide to the surface of the electrode active material. A method for manufacturing an electrode for a secondary battery.
【請求項6】 水酸化ニッケルを主成分とする粒子の
表面の少なくとも一部に金属ニッケル相を含む導電層が
被覆されてなる電極活物質粉末を、固化成形して構成さ
れる電極を製造する方法であり、 前記電極活物質を固化成形する際に、前記電極活物質の
粉末に圧縮応力をかけることにより前記導電層の少なく
とも一部を破断させて、前記水酸化ニッケルの少なくと
も一部を前記電極活物質の表面に露出させることを特徴
とするアルカリ2次電池用の電極の製造方法。
6. An electrode is produced by solidifying and molding an electrode active material powder in which at least a part of the surface of particles mainly composed of nickel hydroxide is coated with a conductive layer containing a metallic nickel phase. When solidifying and molding the electrode active material, at least a portion of the conductive layer is broken by applying a compressive stress to the powder of the electrode active material, and at least a portion of the nickel hydroxide is formed. A method for manufacturing an electrode for an alkaline secondary battery, wherein the electrode is exposed on a surface of an electrode active material.
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JP2007123229A (en) * 2005-09-29 2007-05-17 Sanyo Electric Co Ltd Manufacturing method of positive electrode active material for alkaline storage battery, and alkaline storage battery
CN1333475C (en) * 2001-09-05 2007-08-22 三星Sdi株式会社 Active material for cell and preparing method

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