JP2953641B2 - アルカリ蓄電池用ニッケル電極および金属コバルト被覆一酸化コバルトの製造方法 - Google Patents
アルカリ蓄電池用ニッケル電極および金属コバルト被覆一酸化コバルトの製造方法Info
- Publication number
- JP2953641B2 JP2953641B2 JP5281149A JP28114993A JP2953641B2 JP 2953641 B2 JP2953641 B2 JP 2953641B2 JP 5281149 A JP5281149 A JP 5281149A JP 28114993 A JP28114993 A JP 28114993A JP 2953641 B2 JP2953641 B2 JP 2953641B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cobalt
- monoxide
- cobalt monoxide
- nickel
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【０００１】
【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−水素蓄電池等のアルカリ蓄電池に用
いられるニッケル電極の改良に関するものである。本発
明は、また、前記ニッケル電極に用いられる金属コバル
ト被覆一酸化コバルトの製造方法に関する。
蓄電池やニッケル−水素蓄電池等のアルカリ蓄電池に用
いられるニッケル電極の改良に関するものである。本発
明は、また、前記ニッケル電極に用いられる金属コバル
ト被覆一酸化コバルトの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】各種の電源として使用されるアルカリ蓄
電池は、高信頼が期待でき、小形軽量化も可能であるな
どの理由から小形電池は各種ポータブル機器に、また大
形電池は産業用にそれぞれ広く使用されてきた。このア
ルカリ蓄電池においては、負極としてはカドミウム電極
のほかに亜鉛電極、鉄電極、水素電極等が使用されてき
た。しかし、正極としては一部空気電極あるいは酸化銀
電極が取り上げられているが、ほとんどはニッケル電極
である。ニッケル電極は、ポケット式から焼結式に代わ
って特性が向上し、さらに密閉化が可能になるとともに
用途も広がった。しかし、焼結式電極は、基板の製法や
活物質の充填などが煩雑であり、その上焼結式では基板
の多孔度を８３％以上にすると強度が大幅に低下するの
で活物質の充填に限界があり、高容量化が難しい。そこ
で、非焼結式ニッケル電極として１つの方向は、９０％
以上に高多孔度の基板として発泡状基板や繊維状基板が
取り上げられ高容量化が図られている。もう一つの方向
は低廉化であり、水酸化ニッケルに導電剤と結着剤を加
えて２次元構造の基板と共にシート状に加工して得られ
る方式が広く研究されており、多くの提案がされてい
る。
電池は、高信頼が期待でき、小形軽量化も可能であるな
どの理由から小形電池は各種ポータブル機器に、また大
形電池は産業用にそれぞれ広く使用されてきた。このア
ルカリ蓄電池においては、負極としてはカドミウム電極
のほかに亜鉛電極、鉄電極、水素電極等が使用されてき
た。しかし、正極としては一部空気電極あるいは酸化銀
電極が取り上げられているが、ほとんどはニッケル電極
である。ニッケル電極は、ポケット式から焼結式に代わ
って特性が向上し、さらに密閉化が可能になるとともに
用途も広がった。しかし、焼結式電極は、基板の製法や
活物質の充填などが煩雑であり、その上焼結式では基板
の多孔度を８３％以上にすると強度が大幅に低下するの
で活物質の充填に限界があり、高容量化が難しい。そこ
で、非焼結式ニッケル電極として１つの方向は、９０％
以上に高多孔度の基板として発泡状基板や繊維状基板が
取り上げられ高容量化が図られている。もう一つの方向
は低廉化であり、水酸化ニッケルに導電剤と結着剤を加
えて２次元構造の基板と共にシート状に加工して得られ
る方式が広く研究されており、多くの提案がされてい
る。
【０００３】上記の非焼結式ニッケル電極において、活
物質の利用率や放電性能を向上させるために、コバルト
やコバルト化合物を添加することが行われている。代表
的なものとしてはコバルト、酸化コバルト、水酸化コバ
ルトが挙げられる。中でも一酸化コバルトは高い活性を
有し、少量の添加でも高い利用率や優れた放電特性を得
ることができる。しかし、一酸化コバルトは、空気中に
放置すると徐々に酸素へと反応し、一酸化コバルトが活
性の低いＣｏ3Ｏ4等の高次酸化物へ変化する。このため
ニッケル電極に使用したときに、利用率や放電性能に向
上に対して十分な効果が得られないという問題があっ
た。
物質の利用率や放電性能を向上させるために、コバルト
やコバルト化合物を添加することが行われている。代表
的なものとしてはコバルト、酸化コバルト、水酸化コバ
ルトが挙げられる。中でも一酸化コバルトは高い活性を
有し、少量の添加でも高い利用率や優れた放電特性を得
ることができる。しかし、一酸化コバルトは、空気中に
放置すると徐々に酸素へと反応し、一酸化コバルトが活
性の低いＣｏ3Ｏ4等の高次酸化物へ変化する。このため
ニッケル電極に使用したときに、利用率や放電性能に向
上に対して十分な効果が得られないという問題があっ
た。
【０００４】これに対し従来、下記の方法で、対策が行
われていた。 （１）不活性雰囲気中または低温低湿下において、一酸
化コバルトあるいはこれを用いた極板等の製造および保
存を行い、一酸化コバルトの酸化を防止する。 （２）特開平３−１４５０５８号公報に開示されたよう
に、あらかじめ一酸化コバルトの表面をコバルトの高次
酸化物で被覆し、高温高湿下に曝されても急激な酸化反
応の進化を抑止する。
われていた。 （１）不活性雰囲気中または低温低湿下において、一酸
化コバルトあるいはこれを用いた極板等の製造および保
存を行い、一酸化コバルトの酸化を防止する。 （２）特開平３−１４５０５８号公報に開示されたよう
に、あらかじめ一酸化コバルトの表面をコバルトの高次
酸化物で被覆し、高温高湿下に曝されても急激な酸化反
応の進化を抑止する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来の方法には
それぞれ以下の問題があった。（１）の方法は、多くの
設備が必要となる。また、工程が煩雑となり、コストア
ップにつながる。（２）の方法は、高温高湿下における
急激な酸化は防止できるが、常温常湿下において徐々に
起こる酸化反応を防止することに対しては効果がない。
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、一酸化
コバルトの酸化を防止し、放電特性や利用率の優れたア
ルカリ蓄電池用ニッケル電極を提供することを目的とす
る。本発明はまた、前記のニッケル電極に好適な酸化コ
バルト被覆一酸化コバルトを提供することを目的とす
る。
それぞれ以下の問題があった。（１）の方法は、多くの
設備が必要となる。また、工程が煩雑となり、コストア
ップにつながる。（２）の方法は、高温高湿下における
急激な酸化は防止できるが、常温常湿下において徐々に
起こる酸化反応を防止することに対しては効果がない。
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、一酸化
コバルトの酸化を防止し、放電特性や利用率の優れたア
ルカリ蓄電池用ニッケル電極を提供することを目的とす
る。本発明はまた、前記のニッケル電極に好適な酸化コ
バルト被覆一酸化コバルトを提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のニッケル電極は、金属コバルトで被覆し
た一酸化コバルトと水酸化ニッケル粉末を含む活物質混
合物を導電性基板に充填または塗着したものである。こ
こで、一酸化コバルトに対する金属コバルトの被覆量
は、母体である一酸化コバルトに対して１〜１０重量％
が適当である。また、本発明の酸化コバルト被覆一酸化
コバルトの製造方法は、一酸化コバルトを水素雰囲気中
で加熱して表面を還元し、一酸化コバルト表面に金属コ
バルトを形成するものである。
めに、本発明のニッケル電極は、金属コバルトで被覆し
た一酸化コバルトと水酸化ニッケル粉末を含む活物質混
合物を導電性基板に充填または塗着したものである。こ
こで、一酸化コバルトに対する金属コバルトの被覆量
は、母体である一酸化コバルトに対して１〜１０重量％
が適当である。また、本発明の酸化コバルト被覆一酸化
コバルトの製造方法は、一酸化コバルトを水素雰囲気中
で加熱して表面を還元し、一酸化コバルト表面に金属コ
バルトを形成するものである。
【０００７】
【作用】上記の構成によれば、一酸化コバルトの表面を
被覆した金属コバルトは、一酸化コバルトと比較して空
気中で安定であることから、粉末、ペーストあるいは極
板状態で空気中に放置しても一酸化コバルトがＣｏ3Ｏ4
等の高次酸化物に変化することを防止することができ
る。従って、一酸化コバルトの活性を低下することな
く、利用率が高く、かつ放電特性に優れたニッケル電極
を得ることができる。この金属コバルトの被覆層は、薄
いと十分に酸化を防止することができず、また、逆に金
属コバルト層が厚すぎると電池構成後に金属コバルト層
が溶解せず、一酸化コバルトの利用率が低下する。この
ため、金属コバルトの被覆量は、上記のような適正な値
にするのが好ましい。
被覆した金属コバルトは、一酸化コバルトと比較して空
気中で安定であることから、粉末、ペーストあるいは極
板状態で空気中に放置しても一酸化コバルトがＣｏ3Ｏ4
等の高次酸化物に変化することを防止することができ
る。従って、一酸化コバルトの活性を低下することな
く、利用率が高く、かつ放電特性に優れたニッケル電極
を得ることができる。この金属コバルトの被覆層は、薄
いと十分に酸化を防止することができず、また、逆に金
属コバルト層が厚すぎると電池構成後に金属コバルト層
が溶解せず、一酸化コバルトの利用率が低下する。この
ため、金属コバルトの被覆量は、上記のような適正な値
にするのが好ましい。
【０００８】
【実施例】以下に、本発明の実施例を説明する。まず、
市販の水酸化ニッケル粉末８５重量部、酸化コバルト１
０重量部および導電材としてニッケル粉末５重量部を混
合し、これに純水を添加して混合しペーストを作成す
る。酸化コバルトとしては、表１に示した比較例および
本実施例における金属コバルトで被覆した一酸化コバル
トを用いる。
市販の水酸化ニッケル粉末８５重量部、酸化コバルト１
０重量部および導電材としてニッケル粉末５重量部を混
合し、これに純水を添加して混合しペーストを作成す
る。酸化コバルトとしては、表１に示した比較例および
本実施例における金属コバルトで被覆した一酸化コバル
トを用いる。
【０００９】
【表１】
【００１０】次に、上記のペーストを厚さ１．５ｍｍ、
平均孔径５００μｍ、多孔度９５％の発泡状ニッケル基
板に充填し、ニッケル正極を作製する。なお、一酸化コ
バルトの表面を金属コバルトで被覆する方法としては、
一酸化コバルトを水素雰囲気中で加熱し、一酸化コバル
トの表面を還元する方法を用いた。被覆量は加熱時間を
変えて調整した。次に、本実施例の効果を示すために、
前記各種一酸化コバルトを用いたニッケル電極と既存の
セパレータおよび水素吸蔵合金負極を用いて電極群を作
製し、金属ケースに挿入した後、比重１．３のＫＯＨ水
溶液を注入して４／５Ａサイズ、公称容量１５００ｍＡ
ｈのニッケル−水素蓄電池を作製した。なお、本発明の
効果を明確にする目的で、ニッケル電極作製後、極板を
空気中に１週間放置した後、電池構成を実施した。
平均孔径５００μｍ、多孔度９５％の発泡状ニッケル基
板に充填し、ニッケル正極を作製する。なお、一酸化コ
バルトの表面を金属コバルトで被覆する方法としては、
一酸化コバルトを水素雰囲気中で加熱し、一酸化コバル
トの表面を還元する方法を用いた。被覆量は加熱時間を
変えて調整した。次に、本実施例の効果を示すために、
前記各種一酸化コバルトを用いたニッケル電極と既存の
セパレータおよび水素吸蔵合金負極を用いて電極群を作
製し、金属ケースに挿入した後、比重１．３のＫＯＨ水
溶液を注入して４／５Ａサイズ、公称容量１５００ｍＡ
ｈのニッケル−水素蓄電池を作製した。なお、本発明の
効果を明確にする目的で、ニッケル電極作製後、極板を
空気中に１週間放置した後、電池構成を実施した。
【００１１】次に、下記条件で充放電を行い水酸化ニッ
ケルの利用率を評価した。まず、前記それぞれの電池構
成後、１５０ｍＡｈで正極の理論容量の１５０％の充電
を行い、１５０ｍＡｈで１．０Ｖまで放電するサイクル
を５回行い、５サイクル目の放電電気容量より水酸化ニ
ッケルの利用率を求めた。その結果を表２に示した。
ケルの利用率を評価した。まず、前記それぞれの電池構
成後、１５０ｍＡｈで正極の理論容量の１５０％の充電
を行い、１５０ｍＡｈで１．０Ｖまで放電するサイクル
を５回行い、５サイクル目の放電電気容量より水酸化ニ
ッケルの利用率を求めた。その結果を表２に示した。
【００１２】
【表２】
【００１３】表２から明らかなように、表面を金属コバ
ルトで被覆した一酸化コバルトを用いたニッケル電極
は、実電池の評価において極板を空気中に放置したにも
かかわらず高い利用率を示した。特に、金属コバルトの
被覆量が１〜１０重量％の範囲において９５％を越える
高い利用率を得ることができる。金属コバルトの被覆量
が０．５重量％で利用率の低下が発生するのは、金属コ
バルトの被覆が不十分であり、露出した一酸化コバルト
が空気中に放置した際に酸化したためと考えられる。ま
た、被覆量１５重量％で利用率が低下した原因は、電池
構成後、被覆層が厚く一酸化コバルトの溶出が妨げられ
たためと考えられる。
ルトで被覆した一酸化コバルトを用いたニッケル電極
は、実電池の評価において極板を空気中に放置したにも
かかわらず高い利用率を示した。特に、金属コバルトの
被覆量が１〜１０重量％の範囲において９５％を越える
高い利用率を得ることができる。金属コバルトの被覆量
が０．５重量％で利用率の低下が発生するのは、金属コ
バルトの被覆が不十分であり、露出した一酸化コバルト
が空気中に放置した際に酸化したためと考えられる。ま
た、被覆量１５重量％で利用率が低下した原因は、電池
構成後、被覆層が厚く一酸化コバルトの溶出が妨げられ
たためと考えられる。
【００１４】なお、実施例では負極に水素吸蔵合金電極
を用いたが、本発明はニッケル電極の改良に関するもの
であり、負極にカドミウム電極等を用いても同様の効果
が得られる。また、一酸化コバルトの表面を金属コバル
トで被覆する方法として水素雰囲気中で加熱する方法を
用いたが、ヒドラジン等の還元剤を用いて得た金属コバ
ルト被覆一酸化コバルトを用いても同様の効果が得られ
る。
を用いたが、本発明はニッケル電極の改良に関するもの
であり、負極にカドミウム電極等を用いても同様の効果
が得られる。また、一酸化コバルトの表面を金属コバル
トで被覆する方法として水素雰囲気中で加熱する方法を
用いたが、ヒドラジン等の還元剤を用いて得た金属コバ
ルト被覆一酸化コバルトを用いても同様の効果が得られ
る。
【００１５】
【発明の効果】以上の実施例の説明から明らかなように
本発明によれば、金属コバルトで被覆した一酸化コバル
トをニッケル正極に使用することにより、空気中での放
置および作業が可能であり、かつ高い利用率を示すアル
カリ蓄電池用ニッケル電極が得られる。
本発明によれば、金属コバルトで被覆した一酸化コバル
トをニッケル正極に使用することにより、空気中での放
置および作業が可能であり、かつ高い利用率を示すアル
カリ蓄電池用ニッケル電極が得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋元 道代 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−145058（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−196167（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01M 4/62 H01M 4/32 C01G 51/04
Claims (3)
- 【請求項１】 表面が金属コバルトで覆われた一酸化コ
バルトおよび水酸化ニッケルを含む活物質を導電性基板
に充填または塗着したことを特徴とするアルカリ蓄電池
用ニッケル電極。 - 【請求項２】 前記一酸化コバルトの表面の金属コバル
トの量が母体の一酸化コバルトに対して１〜１０重量％
である請求項１記載のアルカリ蓄電池用ニッケル電極。 - 【請求項３】 一酸化コバルトを水素雰囲気中で加熱し
て表面を還元し、一酸化コバルト表面に金属コバルトを
形成することを特徴とする金属コバルト被覆一酸化コバ
ルトの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5281149A JP2953641B2 (ja) | 1993-11-10 | 1993-11-10 | アルカリ蓄電池用ニッケル電極および金属コバルト被覆一酸化コバルトの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5281149A JP2953641B2 (ja) | 1993-11-10 | 1993-11-10 | アルカリ蓄電池用ニッケル電極および金属コバルト被覆一酸化コバルトの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07134990A JPH07134990A (ja) | 1995-05-23 |
| JP2953641B2 true JP2953641B2 (ja) | 1999-09-27 |
Family
ID=17635049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5281149A Expired - Fee Related JP2953641B2 (ja) | 1993-11-10 | 1993-11-10 | アルカリ蓄電池用ニッケル電極および金属コバルト被覆一酸化コバルトの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2953641B2 (ja) |
-
1993
- 1993-11-10 JP JP5281149A patent/JP2953641B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07134990A (ja) | 1995-05-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0544011A1 (en) | Nickel electrode for alkali storage batteries | |
| EP0923146B1 (en) | Alkaline storage battery | |
| EP0817291A2 (en) | Non-sintered nickel electrode for alkaline storage battery, alkaline storage battery including the same, and method for production of non-sintered nickel electrode for alkaline storage battery | |
| JP3386634B2 (ja) | アルカリ蓄電池 | |
| US20030017395A1 (en) | Nickel-hydrogen storage battery and method of producing the same | |
| US5776626A (en) | Hydrogen-occluding alloy and hydrogen-occluding alloy electrode | |
| US5358800A (en) | Active material of hydrogen storage alloy electrode | |
| JP2953641B2 (ja) | アルカリ蓄電池用ニッケル電極および金属コバルト被覆一酸化コバルトの製造方法 | |
| JP3326197B2 (ja) | 水素吸蔵合金電極及びその製造方法 | |
| JP3515251B2 (ja) | アルカリ蓄電池用正極活物質の製造方法 | |
| JP2930331B2 (ja) | ペースト式ニッケル正極及びアルカリ蓄電池 | |
| JP3113891B2 (ja) | 金属水素化物蓄電池 | |
| JP3136738B2 (ja) | 水素吸蔵合金電極の製造法 | |
| JPH0834100B2 (ja) | 水素吸蔵合金電極 | |
| JPH11135112A (ja) | アルカリ蓄電池用正極 | |
| JPS61233966A (ja) | 密閉形ニツケル−水素蓄電池の製造法 | |
| JP3141141B2 (ja) | 密閉形ニッケル−金属水素化物蓄電池 | |
| JP3316946B2 (ja) | アルカリ蓄電池用焼結式カドミウム陰極板及びその製造方法 | |
| JP3118357B2 (ja) | アルカリ蓄電池用非焼結正極板 | |
| JP3501382B2 (ja) | 水素吸蔵合金負電極及びその製造方法 | |
| JPH10154508A (ja) | アルカリ蓄電池とそのニッケル極及びその製造法 | |
| JP3322452B2 (ja) | アルカリ蓄電池用の希土類系水素吸蔵合金 | |
| JP3292204B2 (ja) | アルカリ蓄電池用ニッケル焼結式電極 | |
| JP3332488B2 (ja) | ニッケル−水素アルカリ蓄電池 | |
| JP3082341B2 (ja) | 水素吸蔵電極 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |