JP2639916B2 - アルカリ蓄電池用焼結式ニツケル電極の製造方法 - Google Patents
アルカリ蓄電池用焼結式ニツケル電極の製造方法Info
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
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Description
【発明の詳細な説明】 （イ） 産業上の利用分野 本発明は多孔性ニッケル焼結基板に硝酸ニッケルなど
の酸性ニッケル塩溶液を含浸し、次いでアルカリ処理な
どを行なうことにより、前記基板中に活物質を充填する
アルカリ蓄電池用焼結式ニッケル電極の製造方法に関す
る。
の酸性ニッケル塩溶液を含浸し、次いでアルカリ処理な
どを行なうことにより、前記基板中に活物質を充填する
アルカリ蓄電池用焼結式ニッケル電極の製造方法に関す
る。
（ロ） 従来の技術 アルカリ蓄電池用ニッケル電極の製造方法としては活
物質保持体としての多孔性ニッケル焼結基板を硝酸ニッ
ケルなどの酸性ニッケル塩含浸液に浸漬し該基板の孔中
にニッケル塩を含浸した後、該ニッケル塩をアルカリ中
で水酸化ニッケルに変化させることで活物質化させると
いう活物質充填操作を行なってニッケル電極を製造する
方法がある。この活物質充填操作によりニッケル焼結基
板への活物質の充填量は１回の操作では充分な充填量が
得られないため数回繰り返して行なうことで所要の活物
質量を充填しなければならない。そこで、活物質充填の
効率を上げ製造工程を簡略化するために、含浸液に高温
高濃度硝酸ニッケル水溶液などの溶融塩含浸液を用い、
少ない含浸回数で所要の活物質量を得ることが行なわれ
ているが、この場合当然のこととして含浸液による腐食
性は強くなり基板が浸食されて基板を構成するニッケル
が溶解するため極板が脆弱化し、サイクル性能の低下を
招くという欠点があった。
物質保持体としての多孔性ニッケル焼結基板を硝酸ニッ
ケルなどの酸性ニッケル塩含浸液に浸漬し該基板の孔中
にニッケル塩を含浸した後、該ニッケル塩をアルカリ中
で水酸化ニッケルに変化させることで活物質化させると
いう活物質充填操作を行なってニッケル電極を製造する
方法がある。この活物質充填操作によりニッケル焼結基
板への活物質の充填量は１回の操作では充分な充填量が
得られないため数回繰り返して行なうことで所要の活物
質量を充填しなければならない。そこで、活物質充填の
効率を上げ製造工程を簡略化するために、含浸液に高温
高濃度硝酸ニッケル水溶液などの溶融塩含浸液を用い、
少ない含浸回数で所要の活物質量を得ることが行なわれ
ているが、この場合当然のこととして含浸液による腐食
性は強くなり基板が浸食されて基板を構成するニッケル
が溶解するため極板が脆弱化し、サイクル性能の低下を
招くという欠点があった。
これに対して特開昭59−78457号公報及び特開昭59−9
6659号公報では、酸素存在下で高温にてニッケル焼結基
板の表面に耐酸化性の酸化ニッケルを生成させ、基板の
腐食を防止する方法が提案されている。しかしながら、
この方法に於いても酸化ニッケルの生成量が少ないと基
板の腐食を充分に抑えることができず、しかも充分な効
果を得んとして酸化ニッケルの生成量を増やすと、酸化
ニッケルは導電性の悪いものであるので、活物質と基板
との導電性が著しく損われ活物質利用率が低下するとい
う問題があった。またこのような製造方法においては、
酸化物皮膜形成のために多大なエネルギーを必要とする
ものであった。
6659号公報では、酸素存在下で高温にてニッケル焼結基
板の表面に耐酸化性の酸化ニッケルを生成させ、基板の
腐食を防止する方法が提案されている。しかしながら、
この方法に於いても酸化ニッケルの生成量が少ないと基
板の腐食を充分に抑えることができず、しかも充分な効
果を得んとして酸化ニッケルの生成量を増やすと、酸化
ニッケルは導電性の悪いものであるので、活物質と基板
との導電性が著しく損われ活物質利用率が低下するとい
う問題があった。またこのような製造方法においては、
酸化物皮膜形成のために多大なエネルギーを必要とする
ものであった。
（ハ） 発明が解決しようとする問題点 本発明は高温の酸性含浸液中でのニッケル焼結基板の
腐食を確実に防止し、利用率が高い焼結式ニッケル電極
の製造方法を提供せんとするものである。
腐食を確実に防止し、利用率が高い焼結式ニッケル電極
の製造方法を提供せんとするものである。
（ニ） 問題点を解決するための手段 本発明の焼結式ニッケル電極の製造方法は、多孔性ニ
ッケル焼結基板をニッケルとコバルトのモル比が7:3〜
5:5である混合液溶液中に浸漬した後、アルカリ処理し
て水酸化コバルトと水酸化ニッケルとの固溶体層を前記
基板上（基板表面及び孔表面）に形成し、ついでこの基
板に活物質を充填することを要旨とするものである。ま
たニッケルとコバルトの混合塩溶液は、活物質充填する
含浸液よりも低濃度かつ低温であることが基板の防食上
好ましく、酢酸ニッケルと酢酸コバルトの混合塩溶液を
用いれば良い。また更に、水酸化コバルトと水酸化ニッ
ケルとの固溶体層を形成する手段が電着によると緻密、
且均一な固溶体層が形成できるので特に適する。
ッケル焼結基板をニッケルとコバルトのモル比が7:3〜
5:5である混合液溶液中に浸漬した後、アルカリ処理し
て水酸化コバルトと水酸化ニッケルとの固溶体層を前記
基板上（基板表面及び孔表面）に形成し、ついでこの基
板に活物質を充填することを要旨とするものである。ま
たニッケルとコバルトの混合塩溶液は、活物質充填する
含浸液よりも低濃度かつ低温であることが基板の防食上
好ましく、酢酸ニッケルと酢酸コバルトの混合塩溶液を
用いれば良い。また更に、水酸化コバルトと水酸化ニッ
ケルとの固溶体層を形成する手段が電着によると緻密、
且均一な固溶体層が形成できるので特に適する。
（ホ） 作用 多孔性ニッケル焼結基板をニッケルとコバルトのモル
比が7:3〜5:5である混合塩溶液に浸漬し、アルカリ処理
して水酸化コバルトが水酸化ニッケルに固溶化した皮膜
層を設けた後、ニッケル活物質を含浸し、アルカリ処理
して活物質を充填することで、活物質含浸時の腐食が防
止でき、且利用率の高いニッケル極が提供できる。なお
これらの効果は、水酸化ニッケル層のみでは全く効果を
示さず、又水酸化コバルト層のみでは効果が小さく、ニ
ッケルとコバルトとの水酸化物の固溶体層において得ら
れる特有の効果である。これはニッケルとコバルトの固
溶体がその特有な結晶構造により良好な導電性を示し、
基板と活物質層との間に存在することにより利用率が向
上すると考えられる。
比が7:3〜5:5である混合塩溶液に浸漬し、アルカリ処理
して水酸化コバルトが水酸化ニッケルに固溶化した皮膜
層を設けた後、ニッケル活物質を含浸し、アルカリ処理
して活物質を充填することで、活物質含浸時の腐食が防
止でき、且利用率の高いニッケル極が提供できる。なお
これらの効果は、水酸化ニッケル層のみでは全く効果を
示さず、又水酸化コバルト層のみでは効果が小さく、ニ
ッケルとコバルトとの水酸化物の固溶体層において得ら
れる特有の効果である。これはニッケルとコバルトの固
溶体がその特有な結晶構造により良好な導電性を示し、
基板と活物質層との間に存在することにより利用率が向
上すると考えられる。
実施例 実験例１ 多孔度約80％のニッケル焼結基板を用い、酢酸ニッケ
ルと酢酸コバルトの比率をモル比で6:4とし温度20℃、
比重1.4の塩溶液に浸漬後、アルカリ処理し、水酸化ニ
ッケルと水酸化コバルトとの固溶体層を形成させた基板
を本発明に用いる基板ａとし、酢酸ニッケルのみ、酢酸
コバルトのみをそれぞれ用い前記同様にして得た基板を
ｂ、ｃとし、基板表面を何ら処理していないものをｄと
したものを用いて温度80℃、比重1.75の硝酸ニッケル溶
液中での浸漬電位について実験を行った。この時の浸漬
時間と基板電位との関係を第１図に示す。第１図より耐
食性については水酸化ニッケル層のみではきわめて弱
く、又水酸化コバルト層のみでは十分でなく、一方ニッ
ケルとコバルトとの固溶体層の場合には90分以上経過し
ても基板ａは不動態電位を示しており、優れたものであ
ることがわかる。
ルと酢酸コバルトの比率をモル比で6:4とし温度20℃、
比重1.4の塩溶液に浸漬後、アルカリ処理し、水酸化ニ
ッケルと水酸化コバルトとの固溶体層を形成させた基板
を本発明に用いる基板ａとし、酢酸ニッケルのみ、酢酸
コバルトのみをそれぞれ用い前記同様にして得た基板を
ｂ、ｃとし、基板表面を何ら処理していないものをｄと
したものを用いて温度80℃、比重1.75の硝酸ニッケル溶
液中での浸漬電位について実験を行った。この時の浸漬
時間と基板電位との関係を第１図に示す。第１図より耐
食性については水酸化ニッケル層のみではきわめて弱
く、又水酸化コバルト層のみでは十分でなく、一方ニッ
ケルとコバルトとの固溶体層の場合には90分以上経過し
ても基板ａは不動態電位を示しており、優れたものであ
ることがわかる。
実験例２ 実験例１と同様の基体に混合塩溶液組成を種々変えて
固溶体組成を変化させたものを用い、腐食電位に達する
までの時間を検討した。この結果を第２図に示す。尚、
条件は実験例１と同様である。この結果より、ニッケル
とコバルトのモル比が2:8〜7:3である混合塩溶液から形
成した固溶体組成を有するものが、優れた耐食性を示
し、浸漬時間が２時間以上であっても腐食されにくいこ
とがわかる。尚、通常の浸漬時間は工程中において30分
程度である。
固溶体組成を変化させたものを用い、腐食電位に達する
までの時間を検討した。この結果を第２図に示す。尚、
条件は実験例１と同様である。この結果より、ニッケル
とコバルトのモル比が2:8〜7:3である混合塩溶液から形
成した固溶体組成を有するものが、優れた耐食性を示
し、浸漬時間が２時間以上であっても腐食されにくいこ
とがわかる。尚、通常の浸漬時間は工程中において30分
程度である。
実験例３ 次に実験例２で得た基板を用い温度80℃、比重1.75の
硝酸ニッケル水溶液中に浸漬、乾燥し、アルカリ処理を
行って活物質化させるという工程を４回繰り返して活物
質を充填し、ニッケル電極を得、活物質の利用率を測定
した。尚、利用率の算出は、ニッケル電極を理論容量の
0.1cの電流で16時間充電後、0.2cの電流で放電した時の
容量を実測容量とし、次式によって求めたものである。
硝酸ニッケル水溶液中に浸漬、乾燥し、アルカリ処理を
行って活物質化させるという工程を４回繰り返して活物
質を充填し、ニッケル電極を得、活物質の利用率を測定
した。尚、利用率の算出は、ニッケル電極を理論容量の
0.1cの電流で16時間充電後、0.2cの電流で放電した時の
容量を実測容量とし、次式によって求めたものである。
第３図はこの時の結果を示したものであり、混合塩溶
液組成を変えた時の活物質の利用率を表している。この
結果より利用率に関して言えば、水酸化ニッケルと水酸
化コバルトのモル比が9:1〜5:5である時に、利用率がき
わめて高くなることが理解される。
液組成を変えた時の活物質の利用率を表している。この
結果より利用率に関して言えば、水酸化ニッケルと水酸
化コバルトのモル比が9:1〜5:5である時に、利用率がき
わめて高くなることが理解される。
実験例２、３の結果より活物質含浸時の耐食性にも優
れ、更に利用率も高いニッケル電極とする為には、ニッ
ケルとコバルトの混合塩溶液組成を水酸化ニッケルと水
酸化コバルトのモル比が7:3〜5:5であって、この混合塩
溶液から析出形成した固溶体層を形成することが必要で
ある。
れ、更に利用率も高いニッケル電極とする為には、ニッ
ケルとコバルトの混合塩溶液組成を水酸化ニッケルと水
酸化コバルトのモル比が7:3〜5:5であって、この混合塩
溶液から析出形成した固溶体層を形成することが必要で
ある。
実施例１ 温度20℃、比重1.4の酢酸ニッケルと酢酸コバルトが
モル比で6:4の混合塩水溶液に、多孔度約80％の多孔性
ニッケル焼結基板を浸漬した後、アルカリ処理しニッケ
ル−コバルト固溶体層を形成させた後、温度80℃、比重
1.75の硝酸ニッケル水溶液中に浸漬、乾燥しアルカリ処
理を行って活物質化させるという工程を６回繰り返し所
定量の活物質を充填してニッケル電極とする。そしてこ
のニッケル電極とカドミウム負極とを組み合わせて公称
容量1.2AHのニッケル−カドミウム蓄電池を作製し、本
発明電池Ａとした。
モル比で6:4の混合塩水溶液に、多孔度約80％の多孔性
ニッケル焼結基板を浸漬した後、アルカリ処理しニッケ
ル−コバルト固溶体層を形成させた後、温度80℃、比重
1.75の硝酸ニッケル水溶液中に浸漬、乾燥しアルカリ処
理を行って活物質化させるという工程を６回繰り返し所
定量の活物質を充填してニッケル電極とする。そしてこ
のニッケル電極とカドミウム負極とを組み合わせて公称
容量1.2AHのニッケル−カドミウム蓄電池を作製し、本
発明電池Ａとした。
比較例 ニッケルとコバルトとの固溶体層を形成させない以外
は実施例１と同様にして比較電池Ｂを得た。
は実施例１と同様にして比較電池Ｂを得た。
第４図はこれらの本発明電池Ａ、比較電池Ｂを充電電
流1.5cで１時間充電した後、放電電流を1cとし終止電圧
1.0Vとしたサイクル条件にて、サイクル特性を比較した
時のサイクル特性図である。
流1.5cで１時間充電した後、放電電流を1cとし終止電圧
1.0Vとしたサイクル条件にて、サイクル特性を比較した
時のサイクル特性図である。
本発明電池Ａは活物質含浸時において耐食性が高いの
で、基板の脆弱化が少なく、長期に亘って高容量が維持
可能なものであることが第４図よりわかる。
で、基板の脆弱化が少なく、長期に亘って高容量が維持
可能なものであることが第４図よりわかる。
（ト） 発明の効果 本発明の製造方法によれば、利用率が高く、耐食に優
れ、長期に亘って高容量が維持できるアルカリ蓄電池用
焼結式ニッケル電極が提供でき、その工業的価値はきわ
めて大きい。
れ、長期に亘って高容量が維持できるアルカリ蓄電池用
焼結式ニッケル電極が提供でき、その工業的価値はきわ
めて大きい。
第１図は浸漬時間と基板電位との関係を示す図、第２図
は、混合塩溶液組成と腐食電位に達する迄の時間との関
係を示す図、第３図は混合塩溶液組成と活物質利用率と
の関係を示す図、第４図は本発明電池Ａと比較電池Ｂの
サイクル特性図である。 Ａ……本発明電池、Ｂ……比較電池
は、混合塩溶液組成と腐食電位に達する迄の時間との関
係を示す図、第３図は混合塩溶液組成と活物質利用率と
の関係を示す図、第４図は本発明電池Ａと比較電池Ｂの
サイクル特性図である。 Ａ……本発明電池、Ｂ……比較電池
Claims (4)
- 【請求項１】多孔性ニッケル焼結基板をニッケルとコバ
ルトのモル比が7:3〜5:5である混合塩溶液に浸漬した
後、アルカリ処理して水酸化コバルトと水酸化ニッケル
との固溶体層を前記基板上に形成し、ついで該基板に活
物質を充填することを特徴とするアルカリ蓄電池用焼結
式ニッケル電極の製造方法。 - 【請求項２】前記ニッケルとコバルトのモル比が7:3〜
5:5である混合塩溶液が、活物質充填する含浸液よりも
低濃度かつ低温であることを特徴とする特許請求の範囲
第項記載のアルカリ蓄電池用焼結式ニッケル電極の製
造方法。 - 【請求項３】前記ニッケルとコバルトの混合塩溶液が、
酢酸ニッケルと酢酸コバルトの混合塩溶液であることを
特徴とする特許請求の範囲第項記載のアルカリ蓄電池
用焼結式ニッケル電極の製造方法。 - 【請求項４】前記水酸化コバルトと水酸化ニッケルとの
固溶体層を形成する手段が、電着によるものであること
を特徴とする特許請求の範囲第項記載のアルカリ蓄電
池用焼結式ニッケル電極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61193656A JP2639916B2 (ja) | 1986-08-19 | 1986-08-19 | アルカリ蓄電池用焼結式ニツケル電極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61193656A JP2639916B2 (ja) | 1986-08-19 | 1986-08-19 | アルカリ蓄電池用焼結式ニツケル電極の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6348747A JPS6348747A (ja) | 1988-03-01 |
| JP2639916B2 true JP2639916B2 (ja) | 1997-08-13 |
Family
ID=16311576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61193656A Expired - Lifetime JP2639916B2 (ja) | 1986-08-19 | 1986-08-19 | アルカリ蓄電池用焼結式ニツケル電極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2639916B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100384748C (zh) * | 2006-06-13 | 2008-04-30 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 用乙酸盐水解制备氢氧化物纳米材料的方法 |
-
1986
- 1986-08-19 JP JP61193656A patent/JP2639916B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6348747A (ja) | 1988-03-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |