JP3032421B2 - 電池用ニッケル正極の製造法 - Google Patents
電池用ニッケル正極の製造法Info
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- 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
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電池用ニッケル正極の製
造法に関するものであり、詳しくはアルカリ電池用の非
焼結式ニッケル正極に適用されるものである。 【０００２】 【従来の技術】従来よりアルカリ電池用ニッケル正極に
使用する非焼結式ニッケル正極、つまり水酸化ニッケル
粉末を活物質として直接使用する正極には、硫酸ニッケ
ルとアルカリとの中和反応で沈殿析出する水酸化ニッケ
ル塊状物を乾燥固化し、ついでこれを粉砕した粉末を使
用している。この場合の粒子形状は、粉砕工程を経るこ
とで破断面を有するため、全体としては米粒状態である
が、比較的平面で構成され角ばった形状を有している。 【０００３】また粉砕によって粒子径も１〜２００μｍ
と広く分布し、これを活物質としてポケット式のニッケ
ル正極や、発泡メタル式のニッケル正極（三次元網状の
スポンジ状基板内に活物質を充填あるいは塗布するも
の）に用いる場合、次のような問題点を有していた。 【０００４】ポケット式ニッケル正極では、微細な粒子
が混入するので、多数の微孔を有する金属ポケットの微
孔から活物質粒子が脱落する危険性がある。また発泡メ
タル式ニッケル正極においても同様な問題があり、また
活物質としてペースト状練合物を用いる場合は、ペース
ト性状の安定化、たとえば流動性に粒子形状と粒径のバ
ラツキが影響を及ぼし、一定した流動性が得られにく
く、充填性に関係して支持体や電極基板への充填量が不
安定になる危険性を有している。 【０００５】すなわち粉砕によって得られる微粉末は、
破断面をもつとともにその粒子形状が不規則となり、粒
径を小さくする程、相対的に比表面積が増大する。この
ため粒子表面に吸着される液体（練液）量も多くなり、
粒径によって吸着液体量が異なることからペーストとし
て一定の流動性を保つことが難しい。発泡メタルからな
る基板にペーストを充填する際、粒子径が小さい水酸化
ニッケル粉末を用いると、ペーストとしての充填は容易
になるが、ペースト中における粉末含有率が低下して正
極としてのエネルギー密度は高まらない。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、非焼結式ニ
ッケル正極に用いる水酸化ニッケル粉末主体の混合物の
基板あるいは支持体からの脱落の抑制、およびこの混合
物をペースト状態で基板または支持体に充填あるいは塗
布する際のペースト流動性の不安定性を防止し、充填性
がよく、エネルギー密度の高いニッケル正極の製造法を
提供することを目的とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明は粒子形状が球
状、ほぼ球状、鶏卵状もしくはこれらを集合したものか
らなり、かつ粒度分布が狭い範囲にまとまった水酸化ニ
ッケル粉末を主体とし、これに導電材等を混合した混合
物を使用することを特徴とするものである。そしてこの
混合物を、発泡メタル式あるいはポケット式等の非焼結
式ニッケル正極に適用するものである。 【０００８】前者の発泡メタル式電極の場合には図１Ａ
に示すように活物質を主とする粉末１と、これを保持す
る金属基板としての発泡メタル２とにより構成される。
また後者は発泡メタルの代りに多数の微孔４を有する金
属製ポケット３を支持体とし、これに活物質粉末主体の
粉末混合物を充填したものである。 【０００９】そして金属基板あるいは支持体に充填する
活物質粉末６は、図２Ａに示すような従来の粉砕され主
として平面で構成され角ばっていて、しかも粒子径のバ
ラツキも多い粉末に代わって、図２Ｂに示すように球
状、ほぼ球状、鶏卵状もしくはこれらの集合物からな
り、粒子径も１〜１００μｍの間のバラツキの少ないも
のである。 【００１０】この球状、ほぼ球状、鶏卵状もしくはこれ
らを集合したものは、いずれもその表面が曲面で構成さ
れていて、全体に丸みをもったものであり、その比表面
積も小さい。 【００１１】 【作用】そして練液その他とでペーストを調整した際に
もペースト中での分散状態が良好で、流動性のよいもの
にでき、これを金属基板へ充填あるいは塗着した際に、
活物質粉末のつまり具合がよく、極板の高エネルギー化
が図れる。 【００１２】（実施例１） 攪拌翼を高速回転させている攪拌槽内に濃度約１Ｎの硫
酸ニッケル水溶液を流入させる一方、フレーク状のＮａ
ＯＨ粉末を投入し、攪拌状態でｐＨを約１１に維持して
温度は約４０℃に保つ。攪拌槽の両側から連続して各々
を投入しつづけ、ゆっくりと熟成して球状、ほぼ球状、
鶏卵状もしくはこれらが集合して大きく成長した粒子、
あるいは攪拌により角が削りとられ球状、ほぼ球状ある
いは鶏卵状となった粒子だけを取り出して水酸化ニッケ
ル粉末を得る。ここでの粉末の粒子径は１〜１００μｍ
であった。 【００１３】この粉末１００ｇに対してニッケル粉末２
０ｇ、コバルト粉末５ｇの比率の混合物を水７０ｃｃで
ペースト状に練合する。これを密閉性の良いポンプで吸
い上げ発泡メタルからなる基板（厚さ１．３ｍｍ、多孔
度約９５％）に吹きつけて充填し、乾燥後加圧して厚さ
約０．７ｍｍとし、これを１．２ｗｔ％フッ素樹脂を含
む懸濁液に浸漬して再び乾燥し、図１Ａに示すようなニ
ッケル正極を得る。 【００１４】（実施例２）約２０μｍの微孔を多数有す
る厚さ約０．１mmのニッケル製ポケットの中に実施例１
と同様にして得た水酸化ニッケル粉末とグラファイトと
の混合物を充填し、図１Ｂに示すようなポケット式ニッ
ケル正極を得る。なお、図中５は電極内に形成された空
間部を示す。 【００１５】次に実施例１と同様にして得たニッケル正
極を４０×５５mmの大きさに切断し、活物質の充填量
（全体の重量−基板の重量）の分布を３５０枚の極板に
つき調べた。 【００１６】その結果を図３のａに示す。比較として従
来使用していた塊状物を粉砕して得た粉末を用いた場合
のそれをｂに示す。この結果本発明の水酸化ニッケル粉
末を用いた場合は、その粒子形状が球状、ほぼ球状、鶏
卵状もしくはこれらを集合したものであっていずれも丸
みをもち、その比表面積は小さいため、ポケットへの充
填も容易で充填量も狭い範囲に揃えることができる。ま
たペーストを調整する際でも粒子表面に吸着される練液
量が少なく、ペースト中での粉末の分散状態が良好でペ
ーストの流動性が良いため、発泡メタルへの吹き付けも
容易で充填量も揃えやすい。 【００１７】このため、基板に対するペースト状態の活
物質充填量のバラツキは従来よりもはるかに少なく、単
位体積当り多くの活物質を充填あるいは塗着でき、極板
のエネルギー密度を高め得ることがわかった。 【００１８】またポケット式電極に用いた場合、左右１
cmの幅で５Ｇの振動を加えて脱落物の重量を測定したと
ころ、従来粉末では１０分間で充填量１００ｇに対し５
ｇの脱落が生じたが、本発明による粉末を使用した場合
は充填性がよく、その脱落量は０．５ｇ程度ときわめて
少なかった。 【００１９】 【発明の効果】以上の結果からも明らかなように、本発
明の粒子形状が球状、ほぼ球状、鶏卵状もしくはこれら
の集合物からなる水酸化ニッケル粉末を活物質に使用し
た非焼結式電極は、その電極製造上での取り扱いが極め
て安定し、基板もしくは支持体に対する活物質の充填容
量の均一化が図れる。 【００２０】また、球状、ほぼ球状、鶏卵状もしくはこ
れらを集合した丸みのある粒子形状も、前記反応浴のｐ
Ｈと温度を制御しながらニッケル塩とアルカリを撹拌し
ながら中和反応させる方法で容易かつ適切に得ることが
できる。
造法に関するものであり、詳しくはアルカリ電池用の非
焼結式ニッケル正極に適用されるものである。 【０００２】 【従来の技術】従来よりアルカリ電池用ニッケル正極に
使用する非焼結式ニッケル正極、つまり水酸化ニッケル
粉末を活物質として直接使用する正極には、硫酸ニッケ
ルとアルカリとの中和反応で沈殿析出する水酸化ニッケ
ル塊状物を乾燥固化し、ついでこれを粉砕した粉末を使
用している。この場合の粒子形状は、粉砕工程を経るこ
とで破断面を有するため、全体としては米粒状態である
が、比較的平面で構成され角ばった形状を有している。 【０００３】また粉砕によって粒子径も１〜２００μｍ
と広く分布し、これを活物質としてポケット式のニッケ
ル正極や、発泡メタル式のニッケル正極（三次元網状の
スポンジ状基板内に活物質を充填あるいは塗布するも
の）に用いる場合、次のような問題点を有していた。 【０００４】ポケット式ニッケル正極では、微細な粒子
が混入するので、多数の微孔を有する金属ポケットの微
孔から活物質粒子が脱落する危険性がある。また発泡メ
タル式ニッケル正極においても同様な問題があり、また
活物質としてペースト状練合物を用いる場合は、ペース
ト性状の安定化、たとえば流動性に粒子形状と粒径のバ
ラツキが影響を及ぼし、一定した流動性が得られにく
く、充填性に関係して支持体や電極基板への充填量が不
安定になる危険性を有している。 【０００５】すなわち粉砕によって得られる微粉末は、
破断面をもつとともにその粒子形状が不規則となり、粒
径を小さくする程、相対的に比表面積が増大する。この
ため粒子表面に吸着される液体（練液）量も多くなり、
粒径によって吸着液体量が異なることからペーストとし
て一定の流動性を保つことが難しい。発泡メタルからな
る基板にペーストを充填する際、粒子径が小さい水酸化
ニッケル粉末を用いると、ペーストとしての充填は容易
になるが、ペースト中における粉末含有率が低下して正
極としてのエネルギー密度は高まらない。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、非焼結式ニ
ッケル正極に用いる水酸化ニッケル粉末主体の混合物の
基板あるいは支持体からの脱落の抑制、およびこの混合
物をペースト状態で基板または支持体に充填あるいは塗
布する際のペースト流動性の不安定性を防止し、充填性
がよく、エネルギー密度の高いニッケル正極の製造法を
提供することを目的とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明は粒子形状が球
状、ほぼ球状、鶏卵状もしくはこれらを集合したものか
らなり、かつ粒度分布が狭い範囲にまとまった水酸化ニ
ッケル粉末を主体とし、これに導電材等を混合した混合
物を使用することを特徴とするものである。そしてこの
混合物を、発泡メタル式あるいはポケット式等の非焼結
式ニッケル正極に適用するものである。 【０００８】前者の発泡メタル式電極の場合には図１Ａ
に示すように活物質を主とする粉末１と、これを保持す
る金属基板としての発泡メタル２とにより構成される。
また後者は発泡メタルの代りに多数の微孔４を有する金
属製ポケット３を支持体とし、これに活物質粉末主体の
粉末混合物を充填したものである。 【０００９】そして金属基板あるいは支持体に充填する
活物質粉末６は、図２Ａに示すような従来の粉砕され主
として平面で構成され角ばっていて、しかも粒子径のバ
ラツキも多い粉末に代わって、図２Ｂに示すように球
状、ほぼ球状、鶏卵状もしくはこれらの集合物からな
り、粒子径も１〜１００μｍの間のバラツキの少ないも
のである。 【００１０】この球状、ほぼ球状、鶏卵状もしくはこれ
らを集合したものは、いずれもその表面が曲面で構成さ
れていて、全体に丸みをもったものであり、その比表面
積も小さい。 【００１１】 【作用】そして練液その他とでペーストを調整した際に
もペースト中での分散状態が良好で、流動性のよいもの
にでき、これを金属基板へ充填あるいは塗着した際に、
活物質粉末のつまり具合がよく、極板の高エネルギー化
が図れる。 【００１２】（実施例１） 攪拌翼を高速回転させている攪拌槽内に濃度約１Ｎの硫
酸ニッケル水溶液を流入させる一方、フレーク状のＮａ
ＯＨ粉末を投入し、攪拌状態でｐＨを約１１に維持して
温度は約４０℃に保つ。攪拌槽の両側から連続して各々
を投入しつづけ、ゆっくりと熟成して球状、ほぼ球状、
鶏卵状もしくはこれらが集合して大きく成長した粒子、
あるいは攪拌により角が削りとられ球状、ほぼ球状ある
いは鶏卵状となった粒子だけを取り出して水酸化ニッケ
ル粉末を得る。ここでの粉末の粒子径は１〜１００μｍ
であった。 【００１３】この粉末１００ｇに対してニッケル粉末２
０ｇ、コバルト粉末５ｇの比率の混合物を水７０ｃｃで
ペースト状に練合する。これを密閉性の良いポンプで吸
い上げ発泡メタルからなる基板（厚さ１．３ｍｍ、多孔
度約９５％）に吹きつけて充填し、乾燥後加圧して厚さ
約０．７ｍｍとし、これを１．２ｗｔ％フッ素樹脂を含
む懸濁液に浸漬して再び乾燥し、図１Ａに示すようなニ
ッケル正極を得る。 【００１４】（実施例２）約２０μｍの微孔を多数有す
る厚さ約０．１mmのニッケル製ポケットの中に実施例１
と同様にして得た水酸化ニッケル粉末とグラファイトと
の混合物を充填し、図１Ｂに示すようなポケット式ニッ
ケル正極を得る。なお、図中５は電極内に形成された空
間部を示す。 【００１５】次に実施例１と同様にして得たニッケル正
極を４０×５５mmの大きさに切断し、活物質の充填量
（全体の重量−基板の重量）の分布を３５０枚の極板に
つき調べた。 【００１６】その結果を図３のａに示す。比較として従
来使用していた塊状物を粉砕して得た粉末を用いた場合
のそれをｂに示す。この結果本発明の水酸化ニッケル粉
末を用いた場合は、その粒子形状が球状、ほぼ球状、鶏
卵状もしくはこれらを集合したものであっていずれも丸
みをもち、その比表面積は小さいため、ポケットへの充
填も容易で充填量も狭い範囲に揃えることができる。ま
たペーストを調整する際でも粒子表面に吸着される練液
量が少なく、ペースト中での粉末の分散状態が良好でペ
ーストの流動性が良いため、発泡メタルへの吹き付けも
容易で充填量も揃えやすい。 【００１７】このため、基板に対するペースト状態の活
物質充填量のバラツキは従来よりもはるかに少なく、単
位体積当り多くの活物質を充填あるいは塗着でき、極板
のエネルギー密度を高め得ることがわかった。 【００１８】またポケット式電極に用いた場合、左右１
cmの幅で５Ｇの振動を加えて脱落物の重量を測定したと
ころ、従来粉末では１０分間で充填量１００ｇに対し５
ｇの脱落が生じたが、本発明による粉末を使用した場合
は充填性がよく、その脱落量は０．５ｇ程度ときわめて
少なかった。 【００１９】 【発明の効果】以上の結果からも明らかなように、本発
明の粒子形状が球状、ほぼ球状、鶏卵状もしくはこれら
の集合物からなる水酸化ニッケル粉末を活物質に使用し
た非焼結式電極は、その電極製造上での取り扱いが極め
て安定し、基板もしくは支持体に対する活物質の充填容
量の均一化が図れる。 【００２０】また、球状、ほぼ球状、鶏卵状もしくはこ
れらを集合した丸みのある粒子形状も、前記反応浴のｐ
Ｈと温度を制御しながらニッケル塩とアルカリを撹拌し
ながら中和反応させる方法で容易かつ適切に得ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 Ａは本発明における発泡メタル式ニッケル正
極を示す略図、同Ｂはポケット式ニッケル正極の概略断
面図 【図２】 Ａは従来より使用されている水酸化ニッケル
粉末の概略図、同Ｂは本発明における球状水酸化ニッケ
ル粉末の概略図 【図３】 本発明の実施例で得られた電極を４４×５５
mmに切断した場合の活物質充填量の分布を示す図 【符号の説明】 １ 水酸化ニッケルを主体とした混合粉末 ２ 発泡メタル ３ 金属製ポケット ４ 微孔 ５ 空間部 ６ 活物質
極を示す略図、同Ｂはポケット式ニッケル正極の概略断
面図 【図２】 Ａは従来より使用されている水酸化ニッケル
粉末の概略図、同Ｂは本発明における球状水酸化ニッケ
ル粉末の概略図 【図３】 本発明の実施例で得られた電極を４４×５５
mmに切断した場合の活物質充填量の分布を示す図 【符号の説明】 １ 水酸化ニッケルを主体とした混合粉末 ２ 発泡メタル ３ 金属製ポケット ４ 微孔 ５ 空間部 ６ 活物質
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 海谷 英男
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電
器産業株式会社内
(72)発明者 坪井 良二
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電
器産業株式会社内
(72)発明者 池山 正一
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電
器産業株式会社内
(72)発明者 山賀 実
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 昭54−99944（ＪＰ，Ａ)
特開 昭54−102539（ＪＰ，Ａ)
特公 昭54−3836（ＪＰ，Ｂ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01M 4/52
H01M 4/32
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．ニッケル塩水溶液とアルカリを反応槽内に流入ある
いは投入し、攪拌しながらこれを所定のｐＨ値および温
度に保ち、反応熟成により粒子形状を球状、ほぼ球状、
鶏卵状もしくはこれらの集合物に成長させ、その表面は
曲面主体で構成された粒子径１〜１００μｍの水酸化ニ
ッケル粉末を主体とする粉末混合物もしくはペーストを
調整し、これを金属基板または支持体に充填あるいは塗
布する電池用ニッケル正極の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6086533A JP3032421B2 (ja) | 1994-04-25 | 1994-04-25 | 電池用ニッケル正極の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6086533A JP3032421B2 (ja) | 1994-04-25 | 1994-04-25 | 電池用ニッケル正極の製造法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58240140A Division JPS60131765A (ja) | 1983-12-20 | 1983-12-20 | 電池用ニッケル正極およびその製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07122273A JPH07122273A (ja) | 1995-05-12 |
| JP3032421B2 true JP3032421B2 (ja) | 2000-04-17 |
Family
ID=13889645
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6086533A Expired - Lifetime JP3032421B2 (ja) | 1994-04-25 | 1994-04-25 | 電池用ニッケル正極の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3032421B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112647092B (zh) * | 2020-12-18 | 2022-02-15 | 江苏大学 | 一种负载型镍基复合物析氢催化剂及其制备方法和应用 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS604149B2 (ja) * | 1977-06-10 | 1985-02-01 | 電気化学工業株式会社 | 乾式吹付法 |
-
1994
- 1994-04-25 JP JP6086533A patent/JP3032421B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07122273A (ja) | 1995-05-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |