JP2765029B2 - 水酸化ニッケル電極の製造方法 - Google Patents
水酸化ニッケル電極の製造方法Info
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- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はニッケル−カドミウム蓄電池やニッケル−亜
鉛電池等のアルカリ蓄電池の正極に用いる水酸化ニッケ
ル電極の製造方法に関するものである。
鉛電池等のアルカリ蓄電池の正極に用いる水酸化ニッケ
ル電極の製造方法に関するものである。
従来の技術 アルカリ蓄電池に用いる水酸化ニッケル電極には、焼
結式，ペースト式およびポケット式等の電極がある。
結式，ペースト式およびポケット式等の電極がある。
焼結式電極とは、ニッケルを主体とする金属粉末を焼
結し製作した導電性多孔体の中に活物質を含浸させたも
のである。ペースト式電極とは、導電性多孔体の中に活
物質を水等で練ったペーストを充填し、乾燥を行ったも
のである。そしてポケット式電極とは穿孔したニッケル
メッキ鋼板のポケットの中に活物質を充填し、ニッケル
メッキをした鋼板製枠の中に圧着固定配列したものであ
る。
結し製作した導電性多孔体の中に活物質を含浸させたも
のである。ペースト式電極とは、導電性多孔体の中に活
物質を水等で練ったペーストを充填し、乾燥を行ったも
のである。そしてポケット式電極とは穿孔したニッケル
メッキ鋼板のポケットの中に活物質を充填し、ニッケル
メッキをした鋼板製枠の中に圧着固定配列したものであ
る。
これらの電極のうちペースト式の水酸化ニッケル電極
は一般に次に示す方法で製作されている。
は一般に次に示す方法で製作されている。
活物質の水酸化ニッケル粉末とコバルト粉末およびで
導電材のニッケル粉末等を主とする活物質混合物のペー
ストを作製 スポンジ状金属多孔体等の導電性多孔体にペーストを
充填 加圧による充填密度の向上と充填物の保持 乾燥 加工 これらの工程のうち、電極中の単位体積当りの活物質
充填量を増加し、電極形状を所定の形状の保つための加
圧の方法としては、特開昭57−30268号公報および特開
昭62−139254号公報において、含水率を５〜20％に下げ
た状態でプレスする方法や、含水率10〜15％で予備プレ
スした後、含水率１〜７％でプレスする方法等が提案さ
れている。
導電材のニッケル粉末等を主とする活物質混合物のペー
ストを作製 スポンジ状金属多孔体等の導電性多孔体にペーストを
充填 加圧による充填密度の向上と充填物の保持 乾燥 加工 これらの工程のうち、電極中の単位体積当りの活物質
充填量を増加し、電極形状を所定の形状の保つための加
圧の方法としては、特開昭57−30268号公報および特開
昭62−139254号公報において、含水率を５〜20％に下げ
た状態でプレスする方法や、含水率10〜15％で予備プレ
スした後、含水率１〜７％でプレスする方法等が提案さ
れている。
発明が解決しようとする課題 しかし、このような乾燥状態で加圧，成形する場合に
は、活物質が多く充填されている部分が優先的に強く加
圧され、少なく充填されているところは充分加圧されて
いないので、所定の厚みにプレスできない。また、電極
の中にクラックや歪みを生じ接触抵抗が増加したり、充
放電時に活物質の脱落量が多く利用率が著しく低下する
という問題点がある。
は、活物質が多く充填されている部分が優先的に強く加
圧され、少なく充填されているところは充分加圧されて
いないので、所定の厚みにプレスできない。また、電極
の中にクラックや歪みを生じ接触抵抗が増加したり、充
放電時に活物質の脱落量が多く利用率が著しく低下する
という問題点がある。
さらに、極板を膨潤させる作用を持つγ型のオキシ水
酸化ニッケルが充電中に大量に形成される。しかも、こ
のようなγ型のオキシ水酸化ニッケルの生成を抑える作
用を有するニッケル粉末を添加した場合においても、極
板の膨潤を充分に抑制することができないという問題点
を有している。
酸化ニッケルが充電中に大量に形成される。しかも、こ
のようなγ型のオキシ水酸化ニッケルの生成を抑える作
用を有するニッケル粉末を添加した場合においても、極
板の膨潤を充分に抑制することができないという問題点
を有している。
課題を解決するための手段 本発明は、水酸化ニッケル粉末とβ−NiOOH粉末との
混合物からなる活物質粉末を導電性多孔体に充填した
後、所定の厚みにプレスして水酸化ニッケル電極を製造
することにより、上述の課題を解決するものである。
混合物からなる活物質粉末を導電性多孔体に充填した
後、所定の厚みにプレスして水酸化ニッケル電極を製造
することにより、上述の課題を解決するものである。
作用 本発明では、水酸化ニッケルを酸化したβ型のオキシ
水酸化ニッケルを活物質として極板に充填するため、同
重量充填した場合の活物質の占める体積が減少し（Ni
（OH）2とβ−NiOOHの真比重は、4.1と4.68である）、
その分従来より薄くまでプレスできる。したがって従来
と同じ圧力でプレスする場合には、電極中にクラックや
歪みを生じないので接触抵抗の増大を防ぐことができ
る。
水酸化ニッケルを活物質として極板に充填するため、同
重量充填した場合の活物質の占める体積が減少し（Ni
（OH）2とβ−NiOOHの真比重は、4.1と4.68である）、
その分従来より薄くまでプレスできる。したがって従来
と同じ圧力でプレスする場合には、電極中にクラックや
歪みを生じないので接触抵抗の増大を防ぐことができ
る。
又、従来より強い力でプレスし、電極の中にクラック
や歪みを生じた場合でもβ型のオキシ水酸化ニッケルの
導電性が水酸化ニッケル粉末の導電性より優れているた
め（Ni（OH）2とβ−NiOOHの比電導度は、それぞれ10-4
／Ω・cmと10-1〜10-2／Ω・cm）、接触抵抗はむしろ低
くなり、γ型のオキシ水酸化ニッケルの形成が抑制され
る。
や歪みを生じた場合でもβ型のオキシ水酸化ニッケルの
導電性が水酸化ニッケル粉末の導電性より優れているた
め（Ni（OH）2とβ−NiOOHの比電導度は、それぞれ10-4
／Ω・cmと10-1〜10-2／Ω・cm）、接触抵抗はむしろ低
くなり、γ型のオキシ水酸化ニッケルの形成が抑制され
る。
さらに、これまで述べた作用は、活物質利用率の向上
の機能を有する金属コバルトまたは水酸化コバルトを含
まない場合にはさらに顕著になる。
の機能を有する金属コバルトまたは水酸化コバルトを含
まない場合にはさらに顕著になる。
実施例 以下、本発明を好適な実施例を用いて説明する。
［実験１］ まず、水酸化ニッケルとβ型のオキシ水酸化ニッケル
との混合粉末を製作する。水酸化ニッケル粉末としては
粒度が100メッシュ通過の市販のものを、β型のオキシ
水酸化ニッケル粉末としては過硫酸ナトリウムを含む強
アルカリ溶液に上述の水酸化ニッケル粉末を反応させて
得たものを用いた。混合比は、水酸化ニッケルとオキシ
水酸化ニッケルとの重量比で3:2の割合とした。
との混合粉末を製作する。水酸化ニッケル粉末としては
粒度が100メッシュ通過の市販のものを、β型のオキシ
水酸化ニッケル粉末としては過硫酸ナトリウムを含む強
アルカリ溶液に上述の水酸化ニッケル粉末を反応させて
得たものを用いた。混合比は、水酸化ニッケルとオキシ
水酸化ニッケルとの重量比で3:2の割合とした。
この混合粉末80重量部にニッケル粉末10重量部および
コバルト粉末10重量部を加えて活物質混合物をつくり、
これに水を加えてペーストを作成した。活物質の支持体
には、材質がニッケルで厚みが1.6mm多孔度95％，孔径1
00μの焼結ニッケル繊維多孔体を用い、これに上記のペ
ーストを充填し、加圧，乾燥して厚みが0.8mmで含水率
の異なる本発明による電極を得た。この電極を173×31.
5mmに調整し、結着剤のポリテトラフルオロエチレンの
水性懸濁液を添加し、乾燥した後、重量を測定し、活物
質の充填量から電極の理論容量を求めた。
コバルト粉末10重量部を加えて活物質混合物をつくり、
これに水を加えてペーストを作成した。活物質の支持体
には、材質がニッケルで厚みが1.6mm多孔度95％，孔径1
00μの焼結ニッケル繊維多孔体を用い、これに上記のペ
ーストを充填し、加圧，乾燥して厚みが0.8mmで含水率
の異なる本発明による電極を得た。この電極を173×31.
5mmに調整し、結着剤のポリテトラフルオロエチレンの
水性懸濁液を添加し、乾燥した後、重量を測定し、活物
質の充填量から電極の理論容量を求めた。
また比較例として、オキシ水酸化ニッケルを含まない
活物質混合物を用いた従来の電極を製作した。
活物質混合物を用いた従来の電極を製作した。
これらの電極を正極として負極に公知のカドミウム
極，セパレータにポリアミド不織布，電解液に苛性カリ
S.G.1.20（20℃）水溶液を用いて、単２形電池を構成し
た。本発明による正極板を用いた電池を電池Ａ、比較例
の正極板を用いた従来の電池を電池Ｂとする。
極，セパレータにポリアミド不織布，電解液に苛性カリ
S.G.1.20（20℃）水溶液を用いて、単２形電池を構成し
た。本発明による正極板を用いた電池を電池Ａ、比較例
の正極板を用いた従来の電池を電池Ｂとする。
これらの電池を、周囲温度25℃で充填を0.1Cの電流値
で160％，放電を0.2Cの電流値で1Vまでの条件で充放電
試験を繰り返した。それぞれの電池について、放電容量
と正極の理論容量とから活物質の利用率を求めた。
で160％，放電を0.2Cの電流値で1Vまでの条件で充放電
試験を繰り返した。それぞれの電池について、放電容量
と正極の理論容量とから活物質の利用率を求めた。
第１図に、プレス前の極板の含水率と活物質利用率と
の関係を示す。プレス時の含水率が0.8〜23.5％の範囲
において、本発明による正極板を用いた電池Ａは従来の
電池Ｂよりも高い活物質利用率を示し、特にプレス時の
含水率が15％以下でその効果が顕著である。
の関係を示す。プレス時の含水率が0.8〜23.5％の範囲
において、本発明による正極板を用いた電池Ａは従来の
電池Ｂよりも高い活物質利用率を示し、特にプレス時の
含水率が15％以下でその効果が顕著である。
次にコバルト粉末や水酸化コバルト粉末の添加量につ
いて述べる。
いて述べる。
［実験２］ 混合粉末とコバルト粉末との重量比を異ならせた以外
は全て実験１で製作した電極と同様にして含水率15％の
電極を製作した。そしてこれらの電極を用いて電池を製
作した。本発明による正極板を用いた電池を電池Ｃ、比
較例の正極板を用いた従来の電池を電池Ｄとする。これ
らの電池を用いて、実験１と同じ条件で充放電試験を繰
り返した。
は全て実験１で製作した電極と同様にして含水率15％の
電極を製作した。そしてこれらの電極を用いて電池を製
作した。本発明による正極板を用いた電池を電池Ｃ、比
較例の正極板を用いた従来の電池を電池Ｄとする。これ
らの電池を用いて、実験１と同じ条件で充放電試験を繰
り返した。
第２図に、コバルト粉末の添加量と活物質利用率との
関係を示す。本発明による正極板を用いた電池Ｃは従来
の電池Ｄより高い活物質利用率（80％以上）を示し、特
にコバルト粉末の添加量が少ないものほどその効果は顕
著である。
関係を示す。本発明による正極板を用いた電池Ｃは従来
の電池Ｄより高い活物質利用率（80％以上）を示し、特
にコバルト粉末の添加量が少ないものほどその効果は顕
著である。
［実験３］ 実験２において用いたコバルト粉末の代りに、水酸化
コバルト粉末を用いた以外は全て実験２と同様にして含
水率15％の正極板を製作し、これらの電極を用いて電池
を製作した。本発明による正極板を用いた電池を電池
Ｅ、比較例の正極板を用いた従来の電池を電池Ｆとす
る。これらの電池を用いて、実験１と同じ条件で充放電
試験を繰り返した。
コバルト粉末を用いた以外は全て実験２と同様にして含
水率15％の正極板を製作し、これらの電極を用いて電池
を製作した。本発明による正極板を用いた電池を電池
Ｅ、比較例の正極板を用いた従来の電池を電池Ｆとす
る。これらの電池を用いて、実験１と同じ条件で充放電
試験を繰り返した。
第３図に、水酸化コバルト粉末の添加量と活物質利用
率との関係を示す。
率との関係を示す。
本発明による正極板を用いた電池Ｅは従来の電池Ｆよ
り高い活物質利用率（80％以上）を示し、特に水酸化コ
バルト粉末の添加量が少ないものほどその効果は顕著で
ある。
り高い活物質利用率（80％以上）を示し、特に水酸化コ
バルト粉末の添加量が少ないものほどその効果は顕著で
ある。
なお、電池A,B,C,D,EおよびＦの中心部には、Ni（O
H）2/NiOOHの照合極を入れ、放電の容量が正極制限であ
ることを確認している。
H）2/NiOOHの照合極を入れ、放電の容量が正極制限であ
ることを確認している。
また実施例では、活物質支持体として焼結ニッケル繊
維多孔体を用いたペースト式ニッケル正極について説明
したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の
支持体を用いたものや、ポケット式等の他の非焼結式の
アルカル蓄電池用ニッケル正極にも適用することができ
る。
維多孔体を用いたペースト式ニッケル正極について説明
したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の
支持体を用いたものや、ポケット式等の他の非焼結式の
アルカル蓄電池用ニッケル正極にも適用することができ
る。
発明の効果 以上のように、本発明によれば含水率が15％以下の極
板であっても、所定の厚みに容易にプレスでき、しかも
充放電時に活物質の脱落量が少なく、利用率が著しく高
い水酸化ニッケル電極を得ることができる。
板であっても、所定の厚みに容易にプレスでき、しかも
充放電時に活物質の脱落量が少なく、利用率が著しく高
い水酸化ニッケル電極を得ることができる。
第１図は、プレス前の極板の含水率と活物質利用率との
関係を示す図、第２図はコバルト粉末の添加量と活物質
利用率との関係を示す図、第３図は水酸化コバルト粉末
の添加量と活物質利用率との関係を示す図である。
関係を示す図、第２図はコバルト粉末の添加量と活物質
利用率との関係を示す図、第３図は水酸化コバルト粉末
の添加量と活物質利用率との関係を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項１】水酸化ニッケル粉末とβ−NiOOH粉末との
混合物からなる活物質粉末を導電性多孔体に充填した
後，所定の厚みにプレスすることを特徴とする水酸化ニ
ッケル電極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1083256A JP2765029B2 (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 水酸化ニッケル電極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1083256A JP2765029B2 (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 水酸化ニッケル電極の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02262245A JPH02262245A (ja) | 1990-10-25 |
| JP2765029B2 true JP2765029B2 (ja) | 1998-06-11 |
Family
ID=13797259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1083256A Expired - Lifetime JP2765029B2 (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 水酸化ニッケル電極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2765029B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6991875B2 (en) | 2002-08-28 | 2006-01-31 | The Gillette Company | Alkaline battery including nickel oxyhydroxide cathode and zinc anode |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2731297B1 (fr) * | 1995-03-03 | 1997-04-04 | Accumulateurs Fixes | Electrode au nickel pour accumulateur alcalin |
| JP3606290B2 (ja) * | 1995-04-28 | 2005-01-05 | 日本電池株式会社 | 非水系電池の正極活物質用コバルト含有ニッケル酸リチウムの製造方法 |
| FR2803104B1 (fr) * | 1999-12-23 | 2002-03-15 | Cit Alcatel | Electrode au nickel non frittee pour generateur electrochimique secondaire a electrolyte alcalin |
| TW520575B (en) * | 2000-04-21 | 2003-02-11 | Sony Corp | Positive electrode material and nickel-zinc battery |
| JP2002083599A (ja) * | 2000-09-07 | 2002-03-22 | Sony Corp | 正極合剤およびニッケル亜鉛電池 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6045131B2 (ja) * | 1980-04-24 | 1985-10-08 | 同和鉱業株式会社 | アルカリ電池用活物質の製造法 |
| JP2615538B2 (ja) * | 1984-05-31 | 1997-05-28 | 松下電器産業株式会社 | アルカリ蓄電池用ニツケル正極 |
-
1989
- 1989-03-31 JP JP1083256A patent/JP2765029B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6991875B2 (en) | 2002-08-28 | 2006-01-31 | The Gillette Company | Alkaline battery including nickel oxyhydroxide cathode and zinc anode |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02262245A (ja) | 1990-10-25 |
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