JP2854926B2 - アルカリ蓄電池用カドミウム負極の製造法 - Google Patents
アルカリ蓄電池用カドミウム負極の製造法Info
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Description
に関する。
られている。特にペースト式カドミウム負極は、焼結式
のものと比べて製造工程が簡単で低コストで生産でき、
しかも高エネルギー密度を得ることができるなどの長所
を有するため、多用されている。
電池は、正極の容量よりもカドミウム負極の放電状態の
容量を大きくすることにより、充電時には正極が先に満
充電となりこの正極から発生する酸素ガスをカドミウム
負極で消費し、かつカドミウム負極は満充電に至らず水
素ガスが発生しないように設計されている。例えば、密
閉型ニッケルカドミウム蓄電池では一般にニッケル正極
の容量に対してカドミウム負極の放電状態の容量を2倍
程度にしている。一方、放電時にはカドミウム負極規制
になると高率放電特性やサイクル特性が著しく悪化する
ため、カドミウム負極の一部を充電状態にする化成を行
なうことにより、活物質であるカドミウム酸化物の一部
を充電状態(放電予備)の金属カドミウムに変換し、正
極規制になるように設計されている。
及び繁雑なな工程を要し、更に洗浄廃液の処理問題が発
生し、しかも充電状態である金属カドミウムを均一に分
布させることが困難であるという問題がある。
放電予備としての金属カドミウムを添加し、前記化成工
程を省略した製造方法が提案されている。
は、以下の理由により電極の利用率を十分に向上できな
いという問題があった。即ち、前記方法は活物質のカド
ミウム酸化物と共に金属カドミウムを配合してペースト
を調製し、このペーストをパンチドメタルなどの導電性
基板に塗布,乾燥することによってカドミウム負極を得
る方法である。ここで使用される金属カドミウムとして
は、湿式法或いは乾式法により得られた金属カドミウム
粉末があり、湿式法による金属カドミウム粉末は水洗,
乾燥して使用される。前記の湿式法による金属カドミウ
ム粉末は、一般に海綿状で表面積が大きいため、乾式法
による金属カドミウム粉末が球状で表面積が小さいのと
比べると、放電予備としての活性度が高いという利点を
有する。ところが、いずれの金属カドミウム粉末もその
表面がペースト調製前に空気中の酸素や水分と反応し、
該表面に電気化学的に安定な酸化物或いは水酸化物の被
膜が形成される。このため、得られるカドミウム負極
は、金属カドミウムを放電予備として配合したにもかか
わらず本来の放電予備としての活性が損なわれて導電パ
スがなくなり、活物質間の導電性が低下して利用率が低
下するという問題があった。
てニッケルや炭素などの導電層を形成し、電極表面の導
電性を向上させて利用率を高める方法も提案されている
が、製造工程が複雑になってコスト面で不利となるとい
う問題があった。
ので、利用率を向上したアルカリ蓄電池用カドミウム負
極を容易に製造し得る方法を提供しようとするものであ
る。
かつ湿式法により得られた金属カドミウムを湿潤状態で
配合してペーストを調製する工程と、導電性基板上に前
記ペーストを塗布,乾燥する工程とを具備することを特
徴とするアルカリ蓄電池用カドミウム負極の製造法であ
る。
活物質として配合して第1のペーストを調製する工程
と、導電性基板上に前記ペーストを塗布,乾燥して活物
質層を形成する工程と、湿式法により得られた金属カド
ミウムを湿潤状態で配合して第2のペーストを調製する
工程と、前記活物質層上に前記第2のペーストを塗布,
乾燥する工程とを具備することを特徴とするアルカリ蓄
電池用カドミウム負極の製造法である。
ム、水酸化カドミウムなどが挙げられる。
換反応により金属カドミウムを得る方法である。かかる
湿式法としては、例えば硫酸カドミウムや酢酸カドミウ
ム等のカドミウム塩溶液に、亜鉛及びニッケル粉末やニ
ッケルイオンを添加し、該カドミウム塩溶液中のカドミ
ウムイオンを亜鉛イオンで置換することにより、金属ニ
ッケルを含有する金属カドミウムを得る方法が挙げられ
る。
属カドミウム量に対する水分量)を5重量%以上にする
ことが望ましい。この理由は、含水率を5重量%未満に
すると金属カドミウム表面が酸化されて活性度が低下し
て電極の利用率が低下する恐れがある。また、発火を防
止する観点からも含水率の下限値を5重量%にすること
が適している。なお、含水率の上限値は目的とする粘性
のペーストが得られるようにペーストの成分に応じて適
宜に設定すればよい。
キストパンドメタル、金網等の二次元構造のもの、発泡
メタル、網状焼結金属繊維などの三次元構造のものなど
を挙げることができる。
ウムのほかに、通常、高分子結着剤、導電材などを水や
有機溶媒下で配合して調製される。
セルロース、アクリル短繊維、ポリビニルアルコール、
ポリアクリル酸ソーダなどが挙げられる。
ーボンブラック、黒鉛等の導電材などが挙げられる。
合し、かつ湿式法により得られた金属カドミウムを湿潤
状態で配合してペーストを調製することによって、前記
ペースト中の金属カドミウムの表面が空気に直接的に接
触するのを回避できるため、金属カドミウムの表面に酸
化物或いは水酸化物の被膜が形成されるのを防止でき
る。このため、前記ペーストを導電性基板上に塗布,乾
燥することにより、前記活物質と共に金属カドミウムを
高活性のまま維持できる。その結果、活物質間の導電性
を阻害せずに放電予備として良好に機能する金属カドミ
ウムを含み、利用率が向上されたアルカリ蓄電池用カド
ミウム負極を容易に製造することができる。
得られた金属カドミウムを湿潤状態のままで配合してペ
ーストを調製することによって、前記ペースト中の金属
カドミウムの表面が空気に直接的に接触するのを回避で
きるため、金属カドミウムの表面に酸化物或いは水酸化
物の被膜が形成されるのを防止できる。このため、導電
性基板上に形成され、かつカドミウム酸化物を活物質と
して含む活物質層上に、前記ペーストを塗布,乾燥する
ことにより、前記活物質と共に金属カドミウムを高活性
のまま維持できる。その結果、活物質間の導電性を阻害
せずに放電予備として良好に機能する金属カドミウムを
含み、利用率が向上されたアルカリ蓄電池用カドミウム
負極を容易に製造することができる。
を吸引濾過により含水率30重量%に調製した。この含水
率の調製は、漏斗の大きさ及び吸引時間を調節して行な
った。得られた含水率30重量%の金属カドミウム10重量
部を酸化カドミウム90重量部、カーボニルニッケル5重
量部、カルボキシメチルセルロース0.5重量部、及びア
クリル短繊維0.5重量部と共に分散混合して水溶媒のペ
ーストを調製した。このペーストを導電性支持体である
パンチドメタルに塗布し、120℃で2時間乾燥させてカ
ドミウム負極を製造した。
短繊維をカルボキシメチルセルロースを含むエチレング
リコール溶液に加えて第1のペーストを調製した。この
ペーストをパンチドメタルに塗布し、120℃で2時間乾
燥させて活物質層を形成した。つづいて、実施例1と同
様に調製した含水率30重量%の金属カドミウム100重量
部をポリビニルアルコール0.5重量部及びカルボキシメ
チルセルロース0.5重量部を含む水溶液に加えて第2の
ペーストを調製した。この第2のペーストを前記活物質
層に塗布し、120℃で2時間乾燥させてカドミウム負極
を製造した。
し、この金属カドミウムを用いて実施例1と同様な組成
のペーストを調製した以外、同実施例1と同様にしてカ
ドミウム負極を製造した。
1と同様な組成のペーストを調製した以外、同実施例1
と同様にしてカドミウム負極を製造した。
電極表面にニッケルメッキ処理を施してニッケルメッキ
処理カドミウム負極を製造した。なお、前記ニッケルメ
ッキ処理では硫酸ニッケルや塩化ニッケルなどを主とす
る市販の電解メッキ用ワット浴中、30℃の温度下、ニッ
ケルを対極とした100mA/cm2の電流密度で、1分間の電
気メッキを行なった後、水洗,乾燥する方法を採用し
た。
知のペースト式ニッケル正極と組合わせて公称容量5000
mAhの5種の蓄電池型試験セルを組立てた。この5種の
試験セルについて、20℃の温度下で2Cの電流で一定時間
充電し、つづいて、1Cの電流で放電した。このときの各
試験セルの内圧をそれぞれ測定した。その結果を第1図
に示す。
電により満充電となって内圧が上昇する。この満充電後
の実施例1,2及び比較例3の試験セルは、比較例1,2の電
池と比べて内圧上昇が小さいのがわかる。この原因は、
実施例1,2及び比較例3のカドミウム負極が、比較例1,2
のカドミウム負極に比べて電極内部における金属カドミ
ウムの導電性が良好で利用率が高いため、正極から発生
する酸素ガスを多く消費(吸収)していることによる。
なお、比較例3の試験セルは、負極表面のニッケルによ
り該負極の水素発生過電圧値が低下するため充電時に少
量の水が発生し、この水素が放電終了後も内部に残存し
た。
を吸引濾過して実施例1と同様の方法で含水率を調製
し、含水率が2,5,20,50,70,100重量%の金属カドミウム
をそれぞれ得た。得られた金属カドミウムをそれぞれ用
いて実施例1と同様にしてペーストの調製及びパンチド
メタルへの塗布,乾燥を行なうことにより6種のカドミ
ウム負極を製造した。
ケル正極とそれぞれ組合わせて6種の蓄電池を組立て
た。各蓄電池について、0.1Cの電流で15時間充電した
後、1Cの電流で放電したときの放電容量を測定し、負極
の理論容量に対する前記測定値の割合を利用率として求
めた。その結果を第2図に示す。
ら、含水率が5重量%以上の金属カドミウムを用いるの
が望ましいことがわかる。なお、含水率が70重量%を越
える金属カドミウムを用いた場合、ペーストの粘性が低
下してパンチドメタルへの塗布が困難となった。
充電時の酸素ガス吸収性能などに優れたアルカリ蓄電池
用カドミウム負極を容易に製造し得た方法を提供するこ
とができる。
る充放電時の内圧の変化を示す特性図、第2図は実施例
3の各蓄電池における負極製造に用いた金属カドミウム
の含水率に対する負極の利用率の変化を示す特性図であ
る。
Claims (2)
- 【請求項1】カドミウム酸化物を活物質として配合し、
かつ湿式法により得られた金属カドミウムを湿潤状態で
配合してペーストを調製する工程と、導電性基板上に前
記ペーストを塗布,乾燥する工程とを具備することを特
徴とするアルカリ蓄電池用カドミウム負極の製造法。 - 【請求項2】カドミウム酸化物を活物質として配合して
第1のペーストを調製する工程と、導電性基板上に前記
ペーストを塗布,乾燥して活物質層を形成する工程と、
湿式法により得られた金属カドミウムを湿潤状態で配合
して第2のペーストを調製する工程と、前記活物質層上
に前記第2のペーストを塗布,乾燥する工程とを具備す
ることを特徴とするアルカリ蓄電池用カドミウム負極の
製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2125373A JP2854926B2 (ja) | 1990-05-17 | 1990-05-17 | アルカリ蓄電池用カドミウム負極の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2125373A JP2854926B2 (ja) | 1990-05-17 | 1990-05-17 | アルカリ蓄電池用カドミウム負極の製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0422065A JPH0422065A (ja) | 1992-01-27 |
JP2854926B2 true JP2854926B2 (ja) | 1999-02-10 |
Family
ID=14908527
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2125373A Expired - Fee Related JP2854926B2 (ja) | 1990-05-17 | 1990-05-17 | アルカリ蓄電池用カドミウム負極の製造法 |
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Country | Link |
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Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN114864877A (zh) * | 2022-05-20 | 2022-08-05 | 湖北亿纬动力有限公司 | 一种负极极片的制备方法及其应用 |
-
1990
- 1990-05-17 JP JP2125373A patent/JP2854926B2/ja not_active Expired - Fee Related
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