JP3018879B2 - ペースト式カドミウム負極の化成法 - Google Patents
ペースト式カドミウム負極の化成法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ペースト式カドミウム
負極の化成法に関するものである。
負極の化成法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】密閉型ニッケル−カドミウム蓄電池に用
いられるカドミウム負極は、電池の高容量化、高エネル
ギー密度化を図るために酸化カドミウムを主体とするペ
ースト状の負極活物質を導電性基板に塗着、乾燥させて
ペースト式カドミウム負極を構成している。
いられるカドミウム負極は、電池の高容量化、高エネル
ギー密度化を図るために酸化カドミウムを主体とするペ
ースト状の負極活物質を導電性基板に塗着、乾燥させて
ペースト式カドミウム負極を構成している。
【０００３】そして、この電池では充電末期に正極から
発生した酸素ガスをカドミウム負極で迅速に吸収、消化
するために、負極に酸素ガスを吸収する金属カドミウム
部分をあらかじめ形成している。
発生した酸素ガスをカドミウム負極で迅速に吸収、消化
するために、負極に酸素ガスを吸収する金属カドミウム
部分をあらかじめ形成している。
【０００４】負極における金属カドミウム部分の形成方
法として、酸化カドミウム粉末にあらかじめ金属カドミ
ウム粉末を混合する方法がある。また、酸化カドミウム
のペースト状活物質を用いて負極を構成した後、負極を
高濃度のアルカリ溶液中で化成して酸化カドミウムの一
部を金属カドミウムにし、さらにこの負極を、コバルト
等の酸化される金属を含み、水酸化ニッケルを主体とす
る正極と組み合わせて電池を作製し、この電池を化成し
て前記コバルト等の酸化される金属の量に相当した量の
金属カドミウムの部分を形成している。
法として、酸化カドミウム粉末にあらかじめ金属カドミ
ウム粉末を混合する方法がある。また、酸化カドミウム
のペースト状活物質を用いて負極を構成した後、負極を
高濃度のアルカリ溶液中で化成して酸化カドミウムの一
部を金属カドミウムにし、さらにこの負極を、コバルト
等の酸化される金属を含み、水酸化ニッケルを主体とす
る正極と組み合わせて電池を作製し、この電池を化成し
て前記コバルト等の酸化される金属の量に相当した量の
金属カドミウムの部分を形成している。
【０００５】また、特開平３−２１０７６７号公報に
は、カドミウム負極を第１工程として低濃度のアルカリ
溶液中に浸漬し、ついで第２工程として中低濃度のアル
カリ溶液中で化成した後、さらに高濃度のアルカリ溶液
中で化成を行う方法が開示されている。
は、カドミウム負極を第１工程として低濃度のアルカリ
溶液中に浸漬し、ついで第２工程として中低濃度のアル
カリ溶液中で化成した後、さらに高濃度のアルカリ溶液
中で化成を行う方法が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
のカドミウム負極では化成槽のアルカリ溶液中で化成を
行って酸化カドミウムの一部を金属カドミウムに変化さ
せているので、化成時の電流分布のバラツキ等により各
々の負極によって金属カドミウムの量にバラツキが生じ
ていた。
のカドミウム負極では化成槽のアルカリ溶液中で化成を
行って酸化カドミウムの一部を金属カドミウムに変化さ
せているので、化成時の電流分布のバラツキ等により各
々の負極によって金属カドミウムの量にバラツキが生じ
ていた。
【０００７】このため、負極によっては酸素ガスを吸収
するための金属カドミウムの量が少ないものがあり、充
電時に正極から発生した酸素ガスを負極ですべて吸収す
ることができなく、電池内圧が急上昇して最終的には電
池から電解液が漏出することがあった。
するための金属カドミウムの量が少ないものがあり、充
電時に正極から発生した酸素ガスを負極ですべて吸収す
ることができなく、電池内圧が急上昇して最終的には電
池から電解液が漏出することがあった。
【０００８】本発明は、このような課題を解決するもの
であり、カドミウム負極に酸素ガスを吸収するための金
属カドミウム部分を形成する場合に、負極によって金属
カドミウム量にバラツキが生じることを防止するととも
に、微細で均一な結晶形態を有する金属カドミウムを生
成することができるカドミウム負極の化成法を提供する
ものである。
であり、カドミウム負極に酸素ガスを吸収するための金
属カドミウム部分を形成する場合に、負極によって金属
カドミウム量にバラツキが生じることを防止するととも
に、微細で均一な結晶形態を有する金属カドミウムを生
成することができるカドミウム負極の化成法を提供する
ものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明のペースト式カドミウム負極の製造法は、
酸化カドミウムを主体とする負極活物質ペーストを導電
性基板に塗着、乾燥して負極板を構成する工程と、前記
負極板を０．０１〜１．００ｍｏｌ／ｌの範囲の低濃度
アルカリ溶液中に浸漬する工程と、前記低濃度アルカリ
溶液中に浸漬した後の負極板を前記アルカリ溶液より濃
度の高いアルカリ溶液中に浸漬する工程とからなるもの
であり、このペースト式カドミウム負極を、水酸化ニッ
ケルを主体とし、酸化される金属を含む正極活物質ペー
ストからなる正極板と組み合わせて電池を構成し、この
電池を化成して負極の酸化カドミウムの一部を金属カド
ミウムにするものである。
めに、本発明のペースト式カドミウム負極の製造法は、
酸化カドミウムを主体とする負極活物質ペーストを導電
性基板に塗着、乾燥して負極板を構成する工程と、前記
負極板を０．０１〜１．００ｍｏｌ／ｌの範囲の低濃度
アルカリ溶液中に浸漬する工程と、前記低濃度アルカリ
溶液中に浸漬した後の負極板を前記アルカリ溶液より濃
度の高いアルカリ溶液中に浸漬する工程とからなるもの
であり、このペースト式カドミウム負極を、水酸化ニッ
ケルを主体とし、酸化される金属を含む正極活物質ペー
ストからなる正極板と組み合わせて電池を構成し、この
電池を化成して負極の酸化カドミウムの一部を金属カド
ミウムにするものである。
【００１０】
【作用】本発明のペースト式カドミウム負極の製造法で
は、酸化カドミウムを主体とする活物質ペーストを導電
性芯材に塗着した負極板を第１工程として低濃度（０．
０１〜１．００ｍｏｌ／ｌ）のアルカリ溶液中に浸漬
し、ついで第２工程として前記アルカリ溶液より濃度の
高い（１．００〜５．００ｍｏｌ／ｌ）のアルカリ溶液
中に浸漬している。
は、酸化カドミウムを主体とする活物質ペーストを導電
性芯材に塗着した負極板を第１工程として低濃度（０．
０１〜１．００ｍｏｌ／ｌ）のアルカリ溶液中に浸漬
し、ついで第２工程として前記アルカリ溶液より濃度の
高い（１．００〜５．００ｍｏｌ／ｌ）のアルカリ溶液
中に浸漬している。
【００１１】カドミウム負極を最初、低濃度のアルカリ
溶液、ついで前記濃度より高濃度のアルカリ溶液中に浸
漬することにより酸化カドミウムの粒子がアルカリ溶液
中で水和して生成される水酸化カドミウムの粒子は微細
で均一な結晶となる。このため、化成終了後には前記水
酸化カドミウムを還元して微細な結晶形態を有する金属
カドミウムを生成させることができ、金属カドミウムで
の酸素ガスの吸収反応効率を向上させることができる。
溶液、ついで前記濃度より高濃度のアルカリ溶液中に浸
漬することにより酸化カドミウムの粒子がアルカリ溶液
中で水和して生成される水酸化カドミウムの粒子は微細
で均一な結晶となる。このため、化成終了後には前記水
酸化カドミウムを還元して微細な結晶形態を有する金属
カドミウムを生成させることができ、金属カドミウムで
の酸素ガスの吸収反応効率を向上させることができる。
【００１２】また、この負極を、水酸化ニッケルを主体
とし、酸化される金属を含む正極活物質を用いた正極板
と組み合わせて電池を構成し、この電池を化成して負極
の酸化カドミウムを金属カドミウムにするものである。
化成槽のアルカリ溶液中で化成を行うことで負極に金属
カドミウム部分を形成する方法では電流分布のバラツキ
等により負極における金属カドミウムの量にバラツキが
生じていたが、本発明では負極における金属カドミウム
部分の形成を正極に含まれた金属を充電時に酸化するこ
とによってこの量に相当した量の酸化カドミウムあるい
は水酸化カドミウムを金属カドミウムに還元して行って
いる。
とし、酸化される金属を含む正極活物質を用いた正極板
と組み合わせて電池を構成し、この電池を化成して負極
の酸化カドミウムを金属カドミウムにするものである。
化成槽のアルカリ溶液中で化成を行うことで負極に金属
カドミウム部分を形成する方法では電流分布のバラツキ
等により負極における金属カドミウムの量にバラツキが
生じていたが、本発明では負極における金属カドミウム
部分の形成を正極に含まれた金属を充電時に酸化するこ
とによってこの量に相当した量の酸化カドミウムあるい
は水酸化カドミウムを金属カドミウムに還元して行って
いる。
【００１３】したがって、負極において所定の量の金属
カドミウムを確実に生成させることができ、負極によっ
て金属カドミウムの量にバラツキが生じることはなく、
酸素ガスの吸収効率に優れた負極板を提供することがで
きる。
カドミウムを確実に生成させることができ、負極によっ
て金属カドミウムの量にバラツキが生じることはなく、
酸素ガスの吸収効率に優れた負極板を提供することがで
きる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。
説明する。
【００１５】まず、酸化カドミウム粉末に所定の結着剤
と溶媒を加え、これらを練合して活物質ペーストを作製
した。この活物質ペーストを、所定のパンチングメタル
基板に塗着するとともに厚みが０．５mmになるようにプ
レスした後、これを乾燥してペースト式カドミウム負極
板を作製した。このカドミウム負極板を最初に濃度０．
２ｍｏｌ／ｌの水酸化カリウム水溶液中に２０分間浸漬
し、これを取り出してつぎに濃度２．０ｍｏｌ／ｌの水
酸化カリウム水溶液中に２０分間浸漬した。ついで、こ
の負極板を水洗し、１２０℃で乾燥させて本発明の負極
板Ａとした。
と溶媒を加え、これらを練合して活物質ペーストを作製
した。この活物質ペーストを、所定のパンチングメタル
基板に塗着するとともに厚みが０．５mmになるようにプ
レスした後、これを乾燥してペースト式カドミウム負極
板を作製した。このカドミウム負極板を最初に濃度０．
２ｍｏｌ／ｌの水酸化カリウム水溶液中に２０分間浸漬
し、これを取り出してつぎに濃度２．０ｍｏｌ／ｌの水
酸化カリウム水溶液中に２０分間浸漬した。ついで、こ
の負極板を水洗し、１２０℃で乾燥させて本発明の負極
板Ａとした。
【００１６】また、正極板として水酸化ニッケルを１０
０重量部とし、これにコバルトを約２０重量部加えた活
物質ペーストを多孔性の金属基板に塗着したものを作製
した。そして、本発明の負極板Ａと正極板とを所定のセ
パレータを介して渦巻状の電極体を構成し、公称仕様
１．２Ｖ１２００ｍＡｈの密閉型ニッケル−カドミウム
蓄電池を作製した。これを本発明の電池Ａとした。
０重量部とし、これにコバルトを約２０重量部加えた活
物質ペーストを多孔性の金属基板に塗着したものを作製
した。そして、本発明の負極板Ａと正極板とを所定のセ
パレータを介して渦巻状の電極体を構成し、公称仕様
１．２Ｖ１２００ｍＡｈの密閉型ニッケル−カドミウム
蓄電池を作製した。これを本発明の電池Ａとした。
【００１７】そして、この電池を０．２ＣＡの電流で
２．５時間充電し、ついで１Ｃ相当の抵抗放電を１５分
行った後、８００ｍＡの電流で１〜３時間充電し、１３
００ｍＡの電流で２０〜５０分間放電するサイクルを２
サイクル繰り返した。
２．５時間充電し、ついで１Ｃ相当の抵抗放電を１５分
行った後、８００ｍＡの電流で１〜３時間充電し、１３
００ｍＡの電流で２０〜５０分間放電するサイクルを２
サイクル繰り返した。
【００１８】また、酸化カドミウム粉末に金属カドミウ
ム粉末を１０重量％混合した以外は本発明の負極板Ａと
同様の負極板を作製し、この負極板Ｂを用いて負極板以
外は本発明と同様の電池を作製した。これを本発明の電
池Ｂとした。
ム粉末を１０重量％混合した以外は本発明の負極板Ａと
同様の負極板を作製し、この負極板Ｂを用いて負極板以
外は本発明と同様の電池を作製した。これを本発明の電
池Ｂとした。
【００１９】比較例として本発明と同様のカドミウム負
極板を作製後、これを濃度２．０ｍｏｌ／ｌの水酸化カ
リウム水溶液を入れた化成槽で所定の化成を行った。つ
いで、この負極板Ｃを、水酸化ニッケルを１００重量部
としてこれにコバルトを約１０重量部加えた活物質ペー
ストを用いた正極板と組み合わせて、これ以外は本発明
と同様の電池を作製した。これを従来の電池Ｃとした。
極板を作製後、これを濃度２．０ｍｏｌ／ｌの水酸化カ
リウム水溶液を入れた化成槽で所定の化成を行った。つ
いで、この負極板Ｃを、水酸化ニッケルを１００重量部
としてこれにコバルトを約１０重量部加えた活物質ペー
ストを用いた正極板と組み合わせて、これ以外は本発明
と同様の電池を作製した。これを従来の電池Ｃとした。
【００２０】また、酸化カドミウム粉末に金属カドミウ
ム粉末を１０重量％混合した以外は従来の負極板Ｃと同
様の負極板Ｄを作製し、この負極板Ｄを濃度２．０ｍｏ
ｌ／ｌの水酸化カリウム水溶液中に２０分間浸漬した。
そして、この負極板Ｄを用いてそれ以外は従来と同様の
電池を作製した。これを従来の電池Ｄとした。
ム粉末を１０重量％混合した以外は従来の負極板Ｃと同
様の負極板Ｄを作製し、この負極板Ｄを濃度２．０ｍｏ
ｌ／ｌの水酸化カリウム水溶液中に２０分間浸漬した。
そして、この負極板Ｄを用いてそれ以外は従来と同様の
電池を作製した。これを従来の電池Ｄとした。
【００２１】そして、本発明の電池Ｂと従来の電池Ｃ，
Ｄを用いて０．３ＣＡの電流で２０分間充電し、ついで
１Ｃ相当の抵抗放電を１５分行った後、８００ｍＡの電
流で１〜３時間充電し、１３００ｍＡの電流で２０〜５
０分間放電するサイクルを２サイクル繰り返した。
Ｄを用いて０．３ＣＡの電流で２０分間充電し、ついで
１Ｃ相当の抵抗放電を１５分行った後、８００ｍＡの電
流で１〜３時間充電し、１３００ｍＡの電流で２０〜５
０分間放電するサイクルを２サイクル繰り返した。
【００２２】ついで、これらの電池を６５℃において２
週間保存し、その後０℃において電流１２００ｍＡで２
時間充電した際の電池内圧の最大値と水素分素を測定し
た。この結果を（表１）に示す。
週間保存し、その後０℃において電流１２００ｍＡで２
時間充電した際の電池内圧の最大値と水素分素を測定し
た。この結果を（表１）に示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】（表１）に示したように、本発明の電池
Ａ，Ｂでは従来の電池Ｃ，Ｄに比べて充電時の最大電池
内圧値と水素分圧が小さくなった。
Ａ，Ｂでは従来の電池Ｃ，Ｄに比べて充電時の最大電池
内圧値と水素分圧が小さくなった。
【００２５】また、本発明の電池Ａと従来の電池Ｃを２
０個作製し、これらを分解して負極における金属カドミ
ウム量のバラツキを調べた。この結果を（表２）に示
す。
０個作製し、これらを分解して負極における金属カドミ
ウム量のバラツキを調べた。この結果を（表２）に示
す。
【００２６】
【表２】
【００２７】（表２）に示したように、本発明の電池で
は化成槽での負極板の化成を排除し、電池内で負極板を
化成して負極板に所定量の金属カドミウム部分を正確に
形成することによってバラツキを抑制することができ
た。
は化成槽での負極板の化成を排除し、電池内で負極板を
化成して負極板に所定量の金属カドミウム部分を正確に
形成することによってバラツキを抑制することができ
た。
【００２８】ついで、負極板を低濃度の水酸化カリウム
水溶液中に浸漬する第１工程と前記濃度より高濃度の水
酸化カリウム水溶液中に浸漬する第２工程の、それぞれ
のアルカリ溶液の濃度の最適値の範囲を調べるために、
第１工程のＫＯＨ水溶液の濃度を０〜２．００ｍｏｌ／
ｌ、第２工程のＫＯＨ水溶液の濃度を０．５０〜７．０
０ｍｏｌ／ｌとして作製した負極板を用いて電池を組立
て、上記と同様の保存試験を行い、保存後の電池内圧の
測定を行った。図１に第１、第２工程のＫＯＨ水溶液濃
度と活物質の粒子径との関係を示す。
水溶液中に浸漬する第１工程と前記濃度より高濃度の水
酸化カリウム水溶液中に浸漬する第２工程の、それぞれ
のアルカリ溶液の濃度の最適値の範囲を調べるために、
第１工程のＫＯＨ水溶液の濃度を０〜２．００ｍｏｌ／
ｌ、第２工程のＫＯＨ水溶液の濃度を０．５０〜７．０
０ｍｏｌ／ｌとして作製した負極板を用いて電池を組立
て、上記と同様の保存試験を行い、保存後の電池内圧の
測定を行った。図１に第１、第２工程のＫＯＨ水溶液濃
度と活物質の粒子径との関係を示す。
【００２９】図１に示したように、第１工程のＫＯＨ水
溶液の濃度を０．０１〜１．００ｍｏｌ／ｌとし第２工
程のＫＯＨ水溶液の濃度を１．００〜５．００ｍｏｌ／
ｌとすることによって、微細でガス吸収効率に優れた負
極活物質を得ることができた。
溶液の濃度を０．０１〜１．００ｍｏｌ／ｌとし第２工
程のＫＯＨ水溶液の濃度を１．００〜５．００ｍｏｌ／
ｌとすることによって、微細でガス吸収効率に優れた負
極活物質を得ることができた。
【００３０】なお、本実施例では、アルカリ溶液として
水酸化カリウムを用いたが、水酸化ナトリウム、水酸化
リチウムを用いても同様の効果が得られる。
水酸化カリウムを用いたが、水酸化ナトリウム、水酸化
リチウムを用いても同様の効果が得られる。
【００３１】
【発明の効果】以上のように、本発明のペースト式カド
ミウム負極の化成法は、カドミウム負極板を０．０１〜
１．００ｍｏｌ／ｌの範囲の低濃度アルカリ溶液中に浸
漬する工程と、低濃度アルカリ溶液中に浸漬した後の負
極板を前記アルカリ溶液より濃度の高いアルカリ溶液中
に浸漬する工程からなり、このペースト式カドミウム負
極を、水酸化ニッケルを主体とし、酸化される金属を含
む正極活物質ペーストからなる正極板と組み合わせて電
池を構成し、この電池を化成して負極の酸化カドミウム
の一部を金属カドミウムにするものである。したがっ
て、負極に微細で均一な粒子からなる金属カドミウム部
分を所定量、正確に形成することができ、酸素ガスの吸
収効率に優れた負極板を得ることができる。
ミウム負極の化成法は、カドミウム負極板を０．０１〜
１．００ｍｏｌ／ｌの範囲の低濃度アルカリ溶液中に浸
漬する工程と、低濃度アルカリ溶液中に浸漬した後の負
極板を前記アルカリ溶液より濃度の高いアルカリ溶液中
に浸漬する工程からなり、このペースト式カドミウム負
極を、水酸化ニッケルを主体とし、酸化される金属を含
む正極活物質ペーストからなる正極板と組み合わせて電
池を構成し、この電池を化成して負極の酸化カドミウム
の一部を金属カドミウムにするものである。したがっ
て、負極に微細で均一な粒子からなる金属カドミウム部
分を所定量、正確に形成することができ、酸素ガスの吸
収効率に優れた負極板を得ることができる。
【図１】本発明の第１工程のアルカリ溶液の濃度と第２
工程のアルカリ溶液の濃度および負極活物質の粒子径と
の関係を示す図
工程のアルカリ溶液の濃度および負極活物質の粒子径と
の関係を示す図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松村 潤 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３−133059（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−210767（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−123761（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 4/26
Claims (2)
- 【請求項１】酸化カドミウムを主体とする負極活物質ペ
ーストを導電性芯材に塗着、乾燥して負極板を構成する
工程と、前記負極板を０．０１〜１．００ｍｏｌ／ｌの
範囲の低濃度アルカリ溶液中に浸漬する工程と、前記低
濃度アルカリ溶液中に浸漬した後の負極板を前記アルカ
リ溶液より濃度の高いアルカリ溶液中に浸漬する工程と
によってペースト式カドミウム負極を製造した後、この
ペースト式カドミウム負極を、水酸化ニッケルを主体と
し、酸化される金属を含む正極活物質を用いた正極板と
組み合わせて電池を構成し、この電池を化成して負極の
酸化カドミウムの一部を金属カドミウムに変化させるペ
ースト式カドミウム負極の化成法。 - 【請求項２】低濃度アルカリ溶液より濃度の高いアルカ
リ溶液の濃度は１．００〜５．００ｍｏｌ／ｌの範囲で
ある請求項１記載のペースト式カドミウム負極の化成
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5324907A JP3018879B2 (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | ペースト式カドミウム負極の化成法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5324907A JP3018879B2 (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | ペースト式カドミウム負極の化成法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07183030A JPH07183030A (ja) | 1995-07-21 |
| JP3018879B2 true JP3018879B2 (ja) | 2000-03-13 |
Family
ID=18170959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5324907A Expired - Fee Related JP3018879B2 (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | ペースト式カドミウム負極の化成法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3018879B2 (ja) |
-
1993
- 1993-12-22 JP JP5324907A patent/JP3018879B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07183030A (ja) | 1995-07-21 |
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