JP2629365B2 - ニッケル亜鉛蓄電池及びその製造方法 - Google Patents
ニッケル亜鉛蓄電池及びその製造方法Info
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- 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
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、可搬用、電気自動車用或いはスターター用
などの電源として用いられるニッケル亜鉛二次電池に関
し、特に電池の化成方法、及びそれに伴うニッケル極の
改良に関するものである。
などの電源として用いられるニッケル亜鉛二次電池に関
し、特に電池の化成方法、及びそれに伴うニッケル極の
改良に関するものである。
従来の技術とその問題点 現在使用されているペースト式ニッケル極は、ニッケ
ル繊維多孔体に水酸化ニッケルを主体とする活物質に、
添加剤として一酸化コバルトをペースティング方により
充填する方法で作られている。このペースト式ニッケル
極は従来のシンター式のニッケル極と異なり、添加剤で
あるCoOを電解液中で溶解させた後、β−Co(OH)2で
ニッケル繊維集電体及び活物質の周りに再析出させ、充
電によりβ−CoOOHの導電性ネットワークを形成するこ
とによって、放電性能の優れた電極とするメカニズムか
ら成るものである。このペースト式ニッケル極をニッケ
ル亜鉛電池に適用した場合、注液後のエージング時に、
添加物である一酸化コバルトが溶解し、β−Co(OH)2
として再析出する時にコバルト錯イオンが亜鉛極の所に
まで拡散して、亜鉛極に析出する。亜鉛極上にコバルト
が析出すると、水素過電圧を低下させ、亜鉛極の自己放
電性能に重大な影響を与える問題を生じる。このためペ
ースト式ニッケル極をニッケル亜鉛電池に適用する場
合、ニッケル極をあらかじめ個別に化成して一酸化コバ
ルトをβ−CoOOHに変換してから電池に組み込む必要が
あった。また、極板での化成、水洗、プレス等の工程に
於て活物質の脱落やβ−CoOOHによる導電性ネットワー
クの破損が起こり、放電性能を低下させる等の欠点があ
った。
ル繊維多孔体に水酸化ニッケルを主体とする活物質に、
添加剤として一酸化コバルトをペースティング方により
充填する方法で作られている。このペースト式ニッケル
極は従来のシンター式のニッケル極と異なり、添加剤で
あるCoOを電解液中で溶解させた後、β−Co(OH)2で
ニッケル繊維集電体及び活物質の周りに再析出させ、充
電によりβ−CoOOHの導電性ネットワークを形成するこ
とによって、放電性能の優れた電極とするメカニズムか
ら成るものである。このペースト式ニッケル極をニッケ
ル亜鉛電池に適用した場合、注液後のエージング時に、
添加物である一酸化コバルトが溶解し、β−Co(OH)2
として再析出する時にコバルト錯イオンが亜鉛極の所に
まで拡散して、亜鉛極に析出する。亜鉛極上にコバルト
が析出すると、水素過電圧を低下させ、亜鉛極の自己放
電性能に重大な影響を与える問題を生じる。このためペ
ースト式ニッケル極をニッケル亜鉛電池に適用する場
合、ニッケル極をあらかじめ個別に化成して一酸化コバ
ルトをβ−CoOOHに変換してから電池に組み込む必要が
あった。また、極板での化成、水洗、プレス等の工程に
於て活物質の脱落やβ−CoOOHによる導電性ネットワー
クの破損が起こり、放電性能を低下させる等の欠点があ
った。
そこで、ペースト式ニッケル極を亜鉛極に組み合わせ
てニッケル亜鉛電池とする場合、ニッケル極の無化成化
が必要であるが、一酸化コバルトの導電性ネットワーク
の形成のためエージング工程は必要である。もし、エー
ジング工程を省略すると、一酸化コバルトの溶解析出反
応(a)、(b)が殆どできなくなり、導電性ネットワ
ーク形成反応(c)、(d)が困難となり電池性能が得
られない。
てニッケル亜鉛電池とする場合、ニッケル極の無化成化
が必要であるが、一酸化コバルトの導電性ネットワーク
の形成のためエージング工程は必要である。もし、エー
ジング工程を省略すると、一酸化コバルトの溶解析出反
応(a)、(b)が殆どできなくなり、導電性ネットワ
ーク形成反応(c)、(d)が困難となり電池性能が得
られない。
(a) CoO+OH-→HCoO2 - (b) HCoO2 -+H2Oβ−Co(OH)2+OH- (c) HCoO2 -→CoOOH+e- (d) β−Co(OH)2+OH-→β−CoOOH+H2O+e- そこで、一酸化コバルトが溶解して亜鉛極の所まで拡
散する前にエージングを終了し、充電化成する必要があ
るが、従来の一酸化コバルトでは粒径が大き過ぎ、また
表面積が小さすぎるため溶解速度が遅く、充電する前に
十分な溶解を実現する為にエージング時間を多くする
と、亜鉛極にまでコバルト錯イオンが拡散してしまう欠
点があった。また、コバルトが亜鉛極まで拡散する前に
化成すると、電池性能が得られない欠点を持っていた。
散する前にエージングを終了し、充電化成する必要があ
るが、従来の一酸化コバルトでは粒径が大き過ぎ、また
表面積が小さすぎるため溶解速度が遅く、充電する前に
十分な溶解を実現する為にエージング時間を多くする
と、亜鉛極にまでコバルト錯イオンが拡散してしまう欠
点があった。また、コバルトが亜鉛極まで拡散する前に
化成すると、電池性能が得られない欠点を持っていた。
発明の目的 本発明は上記従来の問題点に鑑みなされたものであ
り、ニッケル極板の化成工程を必要とせず、放電性能の
優れた、安価なニッケル亜鉛蓄電池及びその製造方法を
提供することを目的とするものである。
り、ニッケル極板の化成工程を必要とせず、放電性能の
優れた、安価なニッケル亜鉛蓄電池及びその製造方法を
提供することを目的とするものである。
発明の構成 本発明は、添加剤として粒径が5μm以下で、表面積
が50m2/gの一酸化コバルトを用いるペースト式ニッケル
極を使用したニッケル亜鉛蓄電池及びその製造方法であ
る。
が50m2/gの一酸化コバルトを用いるペースト式ニッケル
極を使用したニッケル亜鉛蓄電池及びその製造方法であ
る。
実施例 以下に本発明の詳細につき実施例で説明する。
第1図は粒径及び表面積の違う一酸化コバルトの、KO
H溶液への溶解量と時間の関係を示す。
H溶液への溶解量と時間の関係を示す。
第1表はエージング時間と自己放電量の関係を示す。
第1図から、粒径が小さいほど、又表面積が大きいほど
溶解速度が速いことが解る。そこでこの溶解時間をエー
ジング時間にすれば良いのだが、第1表よりエージング
時間が3時間を越えると亜鉛極の自己放電性能に悪影響
を与えるので、3時間以内に化成充電を始められる一酸
化コバルトが必要である。第1図から一酸化コバルトの
使用可能範囲として粒径5μm以下、表面積50m2/g以上
のものが適正値となる。
第1図から、粒径が小さいほど、又表面積が大きいほど
溶解速度が速いことが解る。そこでこの溶解時間をエー
ジング時間にすれば良いのだが、第1表よりエージング
時間が3時間を越えると亜鉛極の自己放電性能に悪影響
を与えるので、3時間以内に化成充電を始められる一酸
化コバルトが必要である。第1図から一酸化コバルトの
使用可能範囲として粒径5μm以下、表面積50m2/g以上
のものが適正値となる。
また、亜鉛極の充電受け入れ性能に影響を与えない充
電電流は0.5Cである。よって、充電電流としては0.5C以
下が可能範囲となるが、充電電流が小さすぎると時間が
かかり過ぎるため下限値として0.05Cが適当であり、0.1
C程度が最適である。
電電流は0.5Cである。よって、充電電流としては0.5C以
下が可能範囲となるが、充電電流が小さすぎると時間が
かかり過ぎるため下限値として0.05Cが適当であり、0.1
C程度が最適である。
種々のペースト式ニッケル極を作製し亜鉛極と組み合
わせたニッケル亜鉛電池を作成し電池性能を調査した。
以下にその一例を示す。
わせたニッケル亜鉛電池を作成し電池性能を調査した。
以下にその一例を示す。
水酸化カドミウムを5重量%含有する球状水酸化ニッ
ケル活物質に、粒径1μm、表面積75m2/gの一酸化コバ
ルトを重量比10:1の割合で添加したペースト式ニッケル
極板をニッケル亜鉛電池の陽極として未化成のまま電池
に組み入れる。組み立てられた電池は以下の構成よりな
る。ペースト式ニッケル極板からなる陽極板、シート式
亜鉛極板からなる陰極板、保液紙はセルロース系不織
布、セパレータは微孔ポリプロピレン膜及びセロハンで
ある。次に比重1.35の水酸化カリウムを主体とする電解
液を陽極、負極、セパレータ及び保液紙の90%を満たす
液量を注液する。30分後に0.1Cの充電電流で12H充電を
行った。
ケル活物質に、粒径1μm、表面積75m2/gの一酸化コバ
ルトを重量比10:1の割合で添加したペースト式ニッケル
極板をニッケル亜鉛電池の陽極として未化成のまま電池
に組み入れる。組み立てられた電池は以下の構成よりな
る。ペースト式ニッケル極板からなる陽極板、シート式
亜鉛極板からなる陰極板、保液紙はセルロース系不織
布、セパレータは微孔ポリプロピレン膜及びセロハンで
ある。次に比重1.35の水酸化カリウムを主体とする電解
液を陽極、負極、セパレータ及び保液紙の90%を満たす
液量を注液する。30分後に0.1Cの充電電流で12H充電を
行った。
本発明による化成方法を行った電池Aと従来の方法に
より作った電池Bの性能を比較するために放電特性を調
べた。第2図にその結果を示した。放電電流は0.2Cであ
る。
より作った電池Bの性能を比較するために放電特性を調
べた。第2図にその結果を示した。放電電流は0.2Cであ
る。
本発明による方法を用いた電池Aは従来の方法を用い
た電池より放電時間が長かった。
た電池より放電時間が長かった。
発明の効果 前述のごとく本発明は、ニッケル極板の化成工程を省
略し、放電性能の優れた安価なニッケル亜鉛電池を提供
することができ、その工業的価値はなはだ大なるもので
ある。
略し、放電性能の優れた安価なニッケル亜鉛電池を提供
することができ、その工業的価値はなはだ大なるもので
ある。
第1図はCoOのKOH溶液への溶解量と放置時間との関係
図、第2図は本発明電池と従来電池の放電電圧と放電時
間との関係図である。
図、第2図は本発明電池と従来電池の放電電圧と放電時
間との関係図である。
Claims (4)
- 【請求項1】粒径が5μm以下で、表面積が50m2/g以上
の一酸化コバルトを含有するペースト式ニッケル極と亜
鉛極とを組み合わせたニッケル亜鉛蓄電池。 - 【請求項2】水酸化ニッケルを主成分とする活物質と添
加剤に一酸化コバルトを使用するペースト式ニッケル極
と亜鉛極とを組み合わせたニッケル亜鉛蓄電池の製造方
法において、未化成のニッケル極と、亜鉛極とを組み合
わせて注液した後、一酸化コバルトが溶解し、コバルト
錯イオンによって亜鉛極の自己放電が促進される前に充
電化成を開始することを特徴とするニッケル亜鉛蓄電池
の製造方法。 - 【請求項3】一酸化コバルトが、粒径が5μm以下で、
表面積が50m2/g以上で、この一酸化コバルトを使用した
ニッケル極と亜鉛極とを組み合わせて注液した後、3時
間以内に充電化成を開始することを特徴とする請求項2
記載のニッケル亜鉛蓄電池の製造方法。 - 【請求項4】充電化成の充電電流が0.05C以上、0.5C以
下である請求項2又は請求項3記載のニッケル亜鉛蓄電
池の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1190330A JP2629365B2 (ja) | 1989-07-21 | 1989-07-21 | ニッケル亜鉛蓄電池及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1190330A JP2629365B2 (ja) | 1989-07-21 | 1989-07-21 | ニッケル亜鉛蓄電池及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0355758A JPH0355758A (ja) | 1991-03-11 |
JP2629365B2 true JP2629365B2 (ja) | 1997-07-09 |
Family
ID=16256397
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1190330A Expired - Fee Related JP2629365B2 (ja) | 1989-07-21 | 1989-07-21 | ニッケル亜鉛蓄電池及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2629365B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6492062B1 (en) | 2000-08-04 | 2002-12-10 | The Gillette Company | Primary alkaline battery including nickel oxyhydroxide |
US6489056B1 (en) | 2000-09-18 | 2002-12-03 | The Gillette Company | Battery including a hydrogen-absorbing cathode material |
US6740451B2 (en) | 2001-12-20 | 2004-05-25 | The Gillette Company | Gold additive for a cathode including nickel oxyhydroxide for an alkaline battery |
US7081319B2 (en) | 2002-03-04 | 2006-07-25 | The Gillette Company | Preparation of nickel oxyhydroxide |
-
1989
- 1989-07-21 JP JP1190330A patent/JP2629365B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0355758A (ja) | 1991-03-11 |
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