JP2002184405A

JP2002184405A - アルカリ蓄電池用非焼結式ニッケル正極およびその製造方法ならびにそれを用いたアルカリ蓄電池

Info

Publication number: JP2002184405A
Application number: JP2000377880A
Authority: JP
Inventors: Seiya Nakai; 晴也中井; Yoshiyuki Muraoka; 芳幸村岡; Toru Inagaki; 徹稲垣; Ichiro Takeuchi; 一郎竹内
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-12-12
Filing date: 2000-12-12
Publication date: 2002-06-28

Abstract

(57)【要約】【課題】充放電サイクル特性が良好で、大電流で放電
した場合の放電容量が大きいアルカリ蓄電池が得られる
アルカリ蓄電池用非焼結式ニッケル正極、およびその製
造方法、ならびにそれを用いたアルカリ蓄電池を提供す
る。【解決手段】導電性の支持体と支持体の表面に配置さ
れた活物質含有層とを含み、活物質含有層が、水酸化ニ
ッケルを含む活物質粉末とバインダーとを含む。バイン
ダーは、分子量が１．０×１０⁷〜１．０×１０⁸の範囲
内であり且つ示差走査熱量測定で測定した結晶化熱が−
２０（Ｊ／ｇ）〜０（Ｊ／ｇ）の範囲内であるポリテト
ラフルオロエチレンを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルカリ蓄電池用
非焼結式ニッケル正極およびその製造方法、ならびにそ
れを用いたアルカリ蓄電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】アルカリ蓄電池に用いられるアルカリ蓄
電池用ニッケル正極には、大別して焼結式と非焼結式の
二つがある。後者の非焼結式正極としては、多孔度９５
％程度の発泡ニッケル基板に水酸化ニッケル粒子を保持
させたものが提案されている（たとえば、特開昭５０−
３６９３５号公報参照）。この非焼結式正極は、高容量
のアルカリ蓄電池の正極として広く用いられている。

【０００３】しかしながら、発泡ニッケル基板は、ウレ
タンフォームにニッケルメッキしたのち芯材であるウレ
タンを焼成して除去することによって作製されるため、
相当に高価となる。また、これらの基板は多孔度が９０
％以上であるため、強度が弱くリード端子の取り付けが
非常に困難である。

【０００４】これに対し、パンチングシートやエキスパ
ンドメタル等の２次元構造の基板は、機械的な穿孔法で
作製できるために安価であり、強度が強くリード端子の
取り付けが非常に容易である。しかしながら、３次元構
造をもたないために、活物質の脱落や剥離、利用率の低
下などの問題がある。

【０００５】このため、活物質の脱落や剥離、利用率の
低化を抑制する目的で、支持体の両面に錐状突起を形成
した正極板が報告されている（実開平６−７９０６５号
公報参照）。

【０００６】また、活物質の脱落や剥離を抑制する目的
で、活物質間同士の結着性、および導電性金属支持体と
活物質間との結着性を強化するためのバインダーとし
て、ポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥとい
う場合がある）を用いる方法も報告されている（特開平
１１−２５９６２号公報参照）。この方法では、正極中
のＰＴＦＥが繊維状の３次元構造を形成することによっ
て、活物質が支持体から脱落することを防止する。ま
た、この方法では、一般的に、水酸化ニッケルを主成分
とする活物質粉末と、ＰＴＦＥのディスパージョンとを
混合して活物質ペーストを作製し、導電性の金属支持体
表面に塗着し、これを乾燥・圧延して正極を形成する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
アルカリ蓄電池用非焼結式正極では、バインダーである
ＰＴＦＥに関して、以下の技術的課題があった。

【０００８】（１）活物質ペーストを作製する際には、
活物質粉末とバインダーとを均一に分散させる必要があ
るため、両者を十分に混合する必要がある。しかしなが
ら、従来バインダーとして用いられてきたＰＴＦＥは、
結晶性が高かった（ＤＳＣで測定した結晶化熱が−４０
（Ｊ／ｇ）〜−２０（Ｊ／ｇ）程度）。このため、混練
時のせん断によってＰＴＦＥが繊維状の塊になってしま
うという問題があった。ＰＴＦＥが繊維状の塊になる
と、混練時にペーストの流動性が低下し、ペーストの粘
弾性（レオロジー）の安定性が乏しくなるという問題が
ある。また、ペーストを導電性の支持体に塗着して乾燥
・圧延する際に、繊維状の塊によって支持体が切断され
たりするという問題がある。また、ＰＴＦＥが繊維状の
塊になると、ＰＴＦＥの３次元構造を十分に形成できな
いため、活物質の脱落の防止が十分でなくなるという問
題があった。

【０００９】（２）一方、結着性を向上させようとした
場合、ＰＴＦＥの分子量を増やすことが考えられるが、
ＰＴＦＥの分子量を増やすとＰＴＦＥが繊維状の塊にな
りやすくなるという問題がある。このため、従来は、Ｐ
ＴＦＥとして低分子量（１０ ⁵〜１０⁷程度）のものを用
いており、結着性が不十分であるという問題もあった。

【００１０】上記の結果、従来のＰＴＦＥを用いた非焼
結式ニッケル正極は、金属支持体と活物質粉末層との間
の結合力が不十分であり、充放電サイクルを行った際
に、活物質粉末層が剥離して、容量低化が起こりやすい
という問題があった。さらに、電極の集電能力が低く、
大電流で放電する際の放電容量が低化するという問題も
あった。

【００１１】上記問題を解決するため、本発明は、充放
電サイクル特性が良好で、大電流で放電した場合の放電
容量が大きいアルカリ蓄電池が得られるアルカリ蓄電池
用非焼結式ニッケル正極、およびその製造方法、ならび
にそれを用いたアルカリ蓄電池を提供することを目的と
する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のアルカリ蓄電池用非焼結式ニッケル正極
は、導電性の支持体と前記支持体の表面に配置された活
物質含有層とを含むアルカリ蓄電池用非焼結式ニッケル
正極であって、前記活物質含有層が、水酸化ニッケルを
含む活物質粉末とバインダーとを含み、前記バインダー
が、分子量が１．０×１０⁷〜１．０×１０⁸の範囲内で
あり且つ示差走査熱量測定で測定した結晶化熱が−２０
（Ｊ／ｇ）〜０（Ｊ／ｇ）の範囲内であるポリテトラフ
ルオロエチレンを含むことを特徴とする。上記本発明の
ニッケル正極によれば、充放電サイクル特性が良好で大
電流で放電した場合の放電容量が大きいアルカリ蓄電池
を製造できるニッケル正極が得られる。

【００１３】上記本発明のニッケル正極では、前記活物
質含有層が、前記活物質粉末と前記ポリテトラフルオロ
エチレンとを、前記活物質粉末：前記ポリテトラフルオ
ロエチレン＝１００：Ｘ（ただし、１≦Ｘ≦１０）の質
量比で含んでもよい。Ｘを１以上とすることによって、
活物質と金属支持体との結合力が十分に得られ、この効
果は添加量の増加とともにさらに発揮される。一方、Ｘ
を１０以下とすることによって、活物質間の通電を十分
なものとすることができ、放電容量が特に大きいアルカ
リ蓄電池を製造できるニッケル正極が得られる。

【００１４】また、本発明のアルカリ蓄電池用非焼結式
ニッケル正極の製造方法は、導電性の支持体と前記支持
体の表面に配置された活物質含有層とを含むアルカリ蓄
電池用非焼結式ニッケル正極の製造方法であって、水酸
化ニッケルを含む活物質粉末と、分子量が１．０×１０
⁷〜１．０×１０⁸の範囲内であり且つ示差走査熱量測定
で測定した結晶化熱が−２０（Ｊ／ｇ）〜０（Ｊ／ｇ）
の範囲内であるポリテトラフルオロエチレンとを混合し
てペーストを作製する第１の工程と、前記支持体の表面
に前記ペーストを塗着して乾燥および圧延を行い前記活
物質含有層を形成する第２の工程とを含むことを特徴と
する。上記本発明の製造方法によれば、充放電サイクル
特性が良好で大電流で放電した場合の放電容量が大きい
アルカリ蓄電池が得られるニッケル正極を製造できる。

【００１５】上記本発明の製造方法では、前記第１の工
程において、前記ペーストの温度が１０℃〜２０℃の範
囲内となるように前記ペーストを作製してもよい。

【００１６】上記製造方法では、前記第２の工程におい
て、８０℃〜１２０℃の範囲内の温度の圧延ロールを用
いて圧延を行ってもよい。

【００１７】また、本発明のアルカリ蓄電池は、水酸化
ニッケルを含む正極を備えるアルカリ蓄電池であって、
前記正極が、上記本発明のアルカリ蓄電池用非焼結式ニ
ッケル正極であることを特徴とする。上記アルカリ蓄電
池によれば、充放電サイクル特性が良好で、大電流で放
電した場合の放電容量が大きいアルカリ蓄電池が得られ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。

【００１９】（実施形態１）実施形態１では、本発明の
アルカリ蓄電池用非焼結式ニッケル正極（以下、ニッケ
ル正極という場合がある）について説明する。

【００２０】本発明のニッケル正極は、導電性の支持体
と支持体の表面に配置された活物質含有層とを含む。

【００２１】導電性の支持体には、たとえば、電解Ｎｉ
箔、無電解Ｎｉ箔、圧延Ｎｉ箔、表面にＮｉメッキを施
したＦｅ箔などの金属箔（厚さがたとえば２０μｍ〜１
００μｍの範囲内）の表面に３次元的に錐状突起を形成
した金属支持体を用いることができる。

【００２２】活物質含有層は、水酸化ニッケルを含む活
物質粉末とバインダーとを含む。活物質粉末には、アル
カリ蓄電池に一般的に用いられている活物質の粉末、す
なわち水酸化ニッケルを主成分とする粉末を用いること
ができる。

【００２３】上記バインダーは、分子量が１．０×１０
⁷〜１．０×１０⁸の範囲内であり且つ示差走査熱量測定
（ＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＳｃａｎｎｉｎｇＣａ
ｌｏｒｉｍｅｔｒｙ：ＤＳＣ）で測定（たとえば、パー
キエルマー社製のＤＳＣ７を用いて測定）した結晶化熱
が−２０（Ｊ／ｇ）〜０（Ｊ／ｇ）の範囲内（好ましく
は、−１７（Ｊ／ｇ）〜０（Ｊ／ｇ）の範囲内）である
ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を含む。

【００２４】ここで、結晶化熱は、ＰＴＦＥの結晶性を
示すファクターであり、結晶化熱の値が０（Ｊ／ｇ）に
近いほど、ＰＴＦＥの結晶化度が低いことを意味する。
この結晶化度の低いＰＴＦＥ、すなわち、結晶化熱が０
（Ｊ／ｇ）に近いＰＴＦＥは繊維化されにくいため、活
物質ペーストを作製する際に繊維化されにくい。このた
め、従来のＰＴＦＥを用いた正極で生じるような問題を
回避できる。

【００２５】上記理由から、本発明のニッケル正極で
は、バインダーとして、示差走査熱量測定で測定した結
晶化熱が−２０（Ｊ／ｇ）〜０（Ｊ／ｇ）であるＰＴＦ
Ｅを用いる。また、バインダーとして用いるＰＴＦＥの
分子量を、１．０×１０⁷〜１．０×１０⁸とすることに
よって、繊維化した際の繊維長をより長くすることがで
きる。

【００２６】上記活物質含有層は、活物質粉末とＰＴＦ
Ｅとを、活物質粉末：ＰＴＦＥ＝１００：Ｘ（ただし、
１≦Ｘ≦１０）の質量比（重量比）で含むことが好まし
い。

【００２７】なお、本発明のニッケル正極は、上記活物
質およびＰＴＦＥ以外のものを含んでもよい（以下の実
施形態においても同様である）。たとえば、アルカリ蓄
電池用非焼結式ニッケル正極に一般的に用いられるコバ
ルト化合物や、イットリウム化合物、亜鉛化合物、マグ
ネシウム化合物、リチウム化合物などを含んでもよい。

【００２８】（実施形態２）実施形態２では、本発明の
ニッケル正極の製造方法について説明する。実施形態２
の製造方法は、導電性の支持体と支持体の表面に配置さ
れた活物質含有層とを含むアルカリ蓄電池用非焼結式ニ
ッケル正極の製造方法である。実施形態２の製造方法に
よれば、実施形態１で説明した本発明のニッケル正極を
製造できる。

【００２９】実施形態２の製造方法では、まず、水酸化
ニッケルを含む活物質粉末と、分子量が１．０×１０⁷
〜１．０×１０⁸の範囲内であり且つ示差走査熱量測定
で測定した結晶化熱が−２０（Ｊ／ｇ）〜０（Ｊ／ｇ）
の範囲内（好ましくは、−１７（Ｊ／ｇ）〜０（Ｊ／
ｇ）の範囲内）であるポリテトラフルオロエチレンとを
少なくとも混合して、両者を含む活物質ペーストを作製
する（第１の工程）。この活物質ペーストは、活物質粉
末とＰＴＦＥとを、活物質粉末：ＰＴＦＥ＝１００：Ｘ
（ただし、１≦Ｘ≦１０）の質量比（重量比）で混合す
ることが好ましい。

【００３０】次に、導電性の支持体の表面に上記活物質
ペーストを塗着して乾燥および圧延を行い、活物質含有
層を形成する（第２の工程）。その後、必要に応じて極
板の切断およびリードの接続を行い、ニッケル正極を得
る。

【００３１】上記第１の工程では、上記活物質ペースト
の温度が１０℃〜２０℃の範囲内となるように混合を行
うことが好ましい。活物質ペーストの温度を１０℃〜２
０℃の範囲内に制御することによって、ＰＴＦＥの繊維
化をさらに抑制でき、活物質ペーストの粘度が上昇する
ことを防止できる。

【００３２】また、上記第２の工程では、８０℃〜１２
０℃の範囲内の温度の圧延ロールを用いて圧延を行うこ
とが好ましい。これによって、活物質ペースト作製時に
は繊維化されなかったＰＴＦＥを繊維化することがで
き、活物質間同士の結着力、および活物質と支持体との
間の結着力を高めることができる。

【００３３】上記第２の製造方法では、特定のＰＴＦＥ
を用いることによって、活物質ペースト作製時のＰＴＦ
Ｅの繊維化を抑制できるため、活物質とバインダーとを
均一に混合することができる。また、ＰＴＦＥが繊維状
の塊になることによって生じる問題を回避できる。さら
に、第２の工程でＰＴＦＥの繊維化を促進することによ
って、活物質が支持体から脱離しにくいニッケル正極を
製造できる。

【００３４】（実施形態３）実施形態３では、本発明の
アルカリ蓄電池について説明する。

【００３５】実施形態３のアルカリ蓄電池は、封口体で
封口されたケースと、ケースに封入された正極、負極、
セパレータ、および電解液とを少なくとも備える。

【００３６】上記正極には、実施形態１のニッケル正極
または実施形態２の製造方法で製造されたニッケル正極
を用いる。

【００３７】上記ケース、負極、セパレータ、および電
解液には、アルカリ蓄電池に一般的に用いられているも
のを用いることができる。たとえば、負極には、水素吸
蔵合金を含む負極や、カドミウムを含む負極を用いるこ
とができる。セパレータには、スルホン化したポリプロ
ピレン不織布などを用いることができる。また、電解液
には、水酸化カリウムを主な溶質とした比重が１．３程
度の電解液を用いることができる。

【００３８】上記実施形態３のアルカリ蓄電池では、本
発明のニッケル正極を用いているため、充放電サイクル
特性が良好で、大電流で放電した場合の放電容量が大き
いアルカリ蓄電池が得られる。

【００３９】

【実施例】以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に
説明する。

【００４０】（実施例１）実施例１では、実施形態２の
製造方法で実施形態１のニッケル正極を作製した一例に
ついて説明する。

【００４１】まず、活物質である水酸化ニッケルにコバ
ルトと亜鉛とを固溶させた水酸化ニッケル固溶体粒子
を、以下の公知の方法を用いて作製した。すなわち、硫
酸ニッケルを主な溶質とし、硫酸コバルトおよび硫酸亜
鉛を所定量だけ含有させた水溶液に、アンモニア水でｐ
Ｈを調整しながら水酸化ナトリウムを徐々に滴下し、球
状の水酸化ニッケル固溶体粒子を析出させた。次に、得
られた水酸化ニッケル固溶体粒子を水洗、乾燥して母粒
子とした。この粉末のレーザー回折式粒度計による平均
粒径は１０μｍ、ＢＥＴ法による比表面積は１２ｍ²／
ｇであった。

【００４２】また、正極の導電材である水酸化コバルト
微粒子は、以下の公知の方法によって作製した。すなわ
ち、水酸化ナトリウム水溶液中に、１ｍｏｌ／ｌの硫酸
コバルト水溶液を徐々に加え、３５℃で水溶液のｐＨが
１２を維持するように調整しながら攪拌して、水酸化コ
バルト微粒子（β型）を析出させた。この粒子は、ＳＥ
Ｍ像から観察される平均粒径が０．２μｍであり、ＢＥ
Ｔ法によって測定した比表面積は２５ｍ²／ｇであっ
た。

【００４３】次に、上記水酸化ニッケル固溶体粒子、上
記水酸化コバルト微粒子、ＣＭＣ溶液（カルボキシメチ
ルセルロース溶液、固形分比：１質量％）、およびバイ
ンダーであるＰＴＦＥの水分散ディスパージョン（固形
分比：６０質量％）とを用いて、以下の手順で正極活物
質ペーストを作製した。ここで、ＰＴＦＥには、分子量
が１．３×１０⁷であり、且つ示差走査熱量測定で測定
した結晶化熱が−１６．３６（Ｊ／ｇ）であるＰＴＦＥ
を用いた。なお、ＰＴＦＥの結晶化熱の測定では、ＰＴ
ＦＥを機械的攪拌によって凝集させ、１２０℃で乾燥さ
せて得られた粉末を試料とした。この試料１０ｍｇをア
ルミパンに採取し、２００℃から３８０℃まで１０℃／
分の昇温速度で昇温し、３８０℃にて２分間保持し、次
に３８０℃から２５０℃まで−１０℃／分の降温速度で
降温し、そのときの結晶化熱を示差走査熱量分析装置
（パーキエルマー社製：ＤＳＣ７）を用いて測定した。

【００４４】正極活物質ペーストの作製では、まず、水
酸化ニッケル固溶体粒子１００質量部（重量部）と、水
酸化コバルト微粒子１０質量部とを錬合機内に投入し、
攪拌羽根によって十分に混合した。続いて、粒子の攪拌
を続けながら水２．５質量部とＣＭＣ溶液２０質量部と
を混合機内に徐々に滴下していき、さらにＰＴＦＥの水
分散ディスパージョン（固形分比６０質量％）５質量部
を加えて、正極活物質ペーストを作製した。得られたペ
ーストの粘弾性（レオロジー）について、レオメータ
（日本シイベルヘグナー社製）を用いて測定した。測定
の結果、ペーストの粘度は、ペーストに対するせん断速
度γが０．１［１／ｓｅｃ］のときで５００ｐｏｉｓ
ｅ、せん断速度γが１０［１／ｓｅｃ］のときで７ｐｏ
ｉｓｅであった。

【００４５】金属ニッケル箔等に正極活物質ペーストを
塗着する際には、ダイコート法などを用いて定量塗着を
行うが、定量塗着の際、ペーストの吐出部においては過
度のせん断速度γのせん断が加わるのが一般的である。
しかし、上記ペーストでは、せん断速度γが増した際に
粘度ηが下がるため、ダイコーターの吐出部からの吐出
が非常に円滑に進む。また塗着後の基板を乾燥させる際
には、金属ニッケル箔等に塗着したペーストにはせん断
応力が加わらないことになるが、上記ペーストは、せん
断速度γが下がった際に粘度ηが上がるため、ペースト
の垂れなどが生じない。つまり、上記ペーストは、一般
的な塗着に非常に適した粘弾性（レオロジー）を有する
ペーストである。

【００４６】上記ペーストの粘弾性（レオロジー）安定
性を確認するため、せん断速度γが１０［１／ｓｅｃ］
の条件で２０分間せん断を行って粘度ηの変化を測定し
たところ、全く変化が見られなかった。正極活物質ペー
ストには、その製造過程で長時間にわたって高せん断の
負荷が加えられるが、上記ペーストは、その際に経時的
に変化を受けない、安定性に優れたペーストであるとい
える。

【００４７】その後、上記正極活物質ペーストをニッケ
ルからなる支持体に塗着した。支持体には、厚さ３０μ
ｍのニッケル箔の両面から方形の貫通孔を形成して交互
に反対方向に錐状突起を形成し、加工後の厚さを３５０
μｍとした支持体を用いた。

【００４８】その後、支持体に塗着した活物質ペースト
を、１１０℃の熱風で乾燥させた。こうして乾燥させた
極板を、１１０℃の圧延ロールを用いて熱ロールプレス
を行い、厚さ４００μｍに圧延した。このようにして、
支持体と支持体に支持された活物質含有層とを形成し
た。その後、切断加工とリードの溶接とを行い、本発明
に基づく正極板Ａを作製した。

【００４９】（実施例２）実施例２では、圧延工程の条
件のみを変えた以外は、実施例１と同様に本発明に基づ
く正極板Ｂを作製した。実施例２では、圧延工程におい
て、熱ロールプレスを用いずに、通常の常温プレスを用
いて圧延を行った。

【００５０】（比較例）以下に、比較のために従来の正
極板を作製した一例を説明する。

【００５１】まず、実施例１と同様の方法で、水酸化ニ
ッケル固溶体粒子と水酸化コバルト微粒子とを作製し
た。次に、この水酸化ニッケル固溶体粒子１００質量部
と水酸化コバルト微粒子１０質量部とを錬合機内に投入
し、攪拌羽根によって十分に混合した。続いて、混合を
続けながら水２．５質量部とＣＭＣ溶液２０質量部とを
混合機内に徐々に滴下していき、さらにＰＴＦＥの水分
散ディスパージョン（固形分比：６０質量％）５質量部
を加えて、正極活物質ペーストとした。このとき、ＰＴ
ＦＥには、分子量が２．３×１０⁶であり、且つ示差走
査熱量測定で測定した結晶化熱が−２４．５４（Ｊ／
ｇ）であるＰＴＦＥを用いた。なお、結晶化熱の測定は
実施例１と同様の方法で行った。

【００５２】このようにして得られた正極活物質ペース
トの粘弾性（レオロジー）について、レオメータ（日本
シイベルヘグナー社製）を用いて測定した。測定の結
果、ペーストの粘度は、ペーストに対するせん断速度γ
が０．１［１／ｓｅｃ］のときで５００ｐｏｉｓｅ、せ
ん断速度γが１０［１／ｓｅｃ］のときで７ｐｏｉｓｅ
であった。この測定値のみから考えると、比較例のペー
ストは、塗着に適した粘弾性（レオロジー）を有すると
いえる。しかしながら、比較例のペーストは、十分なレ
オロジー安定性を有さなかった。比較例のペーストのレ
オロジー安定性を確認するため、せん断速度γが１０
［１／ｓｅｃ］の条件で２０分間せん断を行い、粘度η
の変化を測定した。その結果、時間と共に粘度ηが著し
く増加し、５分程度で測定限界を超えてしまった。これ
は、ＰＴＦＥが高いせん断速度でせん断を受けた際に、
ＰＴＦＥが水酸化ニッケル固溶体粒子を取り囲む形で徐
々に繊維状の塊となり、最終的にペーストとしての流動
性を失い、粘度の上昇につながったためであると考えら
れる。このため、比較例の正極活物質ペーストは、その
製造過程で、経時的に変化を受けやすく、安定性が不十
分なペーストであるといえる。

【００５３】この正極活物質ペーストを、実施例１と同
様の支持体に塗着し、続いてこれを１１０℃の熱風で乾
燥させた。こうして乾燥させた極板を、ロールプレスに
よって厚さ４００μｍに圧延し、切断およびリードの溶
接を行って比較例の正極板Ｃを作製した。

【００５４】（電池の作製と評価）以上のように作製し
た３種類の正極板Ａ〜Ｃを用い、ＡＡＡサイズで公称容
量８００ｍＡｈのニッケル水素蓄電池をそれぞれ作製し
た。このとき、水素吸蔵合金を主体とした負極と、親水
化処理を施したポリプロピレンセパレータと、７Ｎ〜８
Ｎの水酸化カリウムを主な溶質とした電解液とを用い
た。

【００５５】それぞれの電池は、まず、０．１Ｃ（１Ｃ
＝８００ｍＡ）の充電レートで１５時間充電し、０．２
Ｃの放電レートで４時間放電する充放電サイクルを２回
繰り返す初充放電を行った。その後、４５℃で３日間の
エージング（負極合金の活性化促進）を行った後、表１
に示すように充放電条件を変えて正極利用率を測定し
た。測定結果を表１に示す。

【００５６】

【表１】

【００５７】ここで、表１中の正極利用率は、各試験に
おける放電容量（電池電圧が０．８Ｖに至るまでの容
量）を、各電池の正極理論容量（正極活物質中の水酸化
ニッケルの質量に、これが１電子反応をするとしたとき
の電気容量２８９ｍＡｈ／ｇを乗じた値）で割り算する
ことによって算出している。

【００５８】表１から、本発明に基づく正極板Ａまたは
Ｂを用いて作製した電池の正極利用率は、比較例の正極
板Ｃを用いた電池に比べて高い水準にあることがわか
る。これは、正極活物質のバインダーとして、従来の正
極板で用いられるＰＴＦＥよりも分子量が大きいＰＴＦ
Ｅを用いたためであると考えられる。高分子量のＰＴＦ
Ｅは繊維長が長いため、正極活物質間の結着性、および
芯材と活物質との間の結着性を向上させることができ、
その結果、集電性が高くなって利用率が向上したものと
推定される。

【００５９】また、上記３種類の電池について、充放電
サイクル特性を調べた。充放電サイクルは、１Ｃの充電
レートで−ΔＶ（ΔＶ＝０．０１Ｖ）制御方式で充電し
た後、１Ｃの放電レートで電池電圧が０．８Ｖに至るま
で放電するという条件で行った。そして、一定のサイク
ル毎に、１Ｃの充電レートで−ΔＶ（ΔＶ＝０．０１
Ｖ）制御方式で充電した後、１Ｃの放電レートで電池電
圧が０．８Ｖに至るまで放電したときの放電容量を測定
した。このようにして得られた充放電サイクル特性を、
図１に示す。図１中、容量維持率とは、各サイクル経過
後の放電容量を、初充放電後の放電容量で除した値であ
る。

【００６０】図１に示すように、本発明に基づく正極板
ＡおよびＢを用いて作製した電池では、比較例の正極板
Ｃを用いた電池に比べて、充放電サイクルを行ったとき
の容量維持率が高かった。これは、正極活物質バインダ
ーとして高分子量のＰＴＦＥを用いることによって、正
極活物質間の結着性、および芯材と活物質との間の結着
性が向上したためであると考えられる。

【００６１】以上、本発明の実施の形態について例を挙
げて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定され
ず本発明の技術的思想に基づき他の実施形態に適用する
ことができる。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のアルカリ
蓄電池用非焼結式ニッケル正極によれば、充放電サイク
ル特性が良好で、大電流で放電した場合の放電容量が大
きいアルカリ蓄電池が得られ、製造が容易なアルカリ蓄
電池用非焼結式ニッケル正極が得られる。

【００６３】また、本発明のアルカリ蓄電池用非焼結式
ニッケル正極の製造方法によれば、本発明のアルカリ蓄
電池用非焼結式ニッケル正極を容易に製造できる。

【００６４】また、本発明のアルカリ蓄電池によれば、
充放電サイクル特性が良好で、大電流で放電した場合の
放電容量が大きく、製造が容易なアルカリ蓄電池が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のアルカリ蓄電池および比較例のアル
カリ蓄電池について、充放電サイクル試験における容量
維持率の変化を示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者稲垣徹大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者竹内一郎大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 5H028 BB03 BB04 BB05 BB06 BB17 EE05 EE06 HH00 HH01 HH08 5H050 AA07 AA08 BA14 CA03 CB16 DA02 DA11 GA02 GA03 GA10 GA22 GA30 HA00 HA01 HA11 HA14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性の支持体と前記支持体の表面に配
置された活物質含有層とを含むアルカリ蓄電池用非焼結
式ニッケル正極であって、前記活物質含有層が、水酸化ニッケルを含む活物質粉末
とバインダーとを含み、前記バインダーが、分子量が１．０×１０⁷〜１．０×
１０⁸の範囲内であり且つ示差走査熱量測定で測定した
結晶化熱が−２０（Ｊ／ｇ）〜０（Ｊ／ｇ）の範囲内で
あるポリテトラフルオロエチレンを含むことを特徴とす
るアルカリ蓄電池用非焼結式ニッケル正極。
【請求項２】前記活物質含有層が、前記活物質粉末と
前記ポリテトラフルオロエチレンとを、前記活物質粉
末：前記ポリテトラフルオロエチレン＝１００：Ｘ（た
だし、１≦Ｘ≦１０）の質量比で含む請求項１に記載の
アルカリ蓄電池用非焼結式ニッケル正極。
【請求項３】導電性の支持体と前記支持体の表面に配
置された活物質含有層とを含むアルカリ蓄電池用非焼結
式ニッケル正極の製造方法であって、水酸化ニッケルを含む活物質粉末と、分子量が１．０×
１０⁷〜１．０×１０⁸の範囲内であり且つ示差走査熱量
測定で測定した結晶化熱が−２０（Ｊ／ｇ）〜０（Ｊ／
ｇ）の範囲内であるポリテトラフルオロエチレンとを含
むペーストを作製する第１の工程と、前記支持体の表面に前記ペーストを塗着して乾燥および
圧延を行い前記活物質含有層を形成する第２の工程とを
含むことを特徴とするアルカリ蓄電池用非焼結式ニッケ
ル正極の製造方法。
【請求項４】前記第１の工程において、前記ペースト
の温度が１０℃〜２０℃の範囲内となるように前記ペー
ストを作製する請求項３に記載のアルカリ蓄電池用非焼
結式ニッケル正極の製造方法。
【請求項５】前記第２の工程において、８０℃〜１２
０℃の範囲内の温度の圧延ロールを用いて圧延を行う請
求項３または４に記載のアルカリ蓄電池用非焼結式ニッ
ケル正極の製造方法。
【請求項６】水酸化ニッケルを含む正極を備えるアル
カリ蓄電池であって、前記正極が、請求項１または２に記載のアルカリ蓄電池
用非焼結式ニッケル正極であることを特徴とするアルカ
リ蓄電池。