JP3371473B2 - アルカリ蓄電池用ペースト式正極板 - Google Patents
アルカリ蓄電池用ペースト式正極板Info
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- JP3371473B2 JP3371473B2 JP18479893A JP18479893A JP3371473B2 JP 3371473 B2 JP3371473 B2 JP 3371473B2 JP 18479893 A JP18479893 A JP 18479893A JP 18479893 A JP18479893 A JP 18479893A JP 3371473 B2 JP3371473 B2 JP 3371473B2
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアルカリ蓄電池用電極に
係わり、特にペースト式正極板の改良に関するものであ
る。
係わり、特にペースト式正極板の改良に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、アルカリ蓄電池用として使用され
てきた正極板の構造としては、１）多数の穴のあいた鋼
板の縁を折り曲げて皿状のポケットを作製し、これに水
酸化ニッケルを主原料とする粉末状の活物質を充填して
作製するポケット式 ２）低炭素鋼にニッケルメッキを
ほどこしてある穿孔板の表面に、ニッケル粉末を焼結し
て焼結基板を作製し、これに含浸操作によって水酸化ニ
ッケルを主成分とする活物質を充填して作製する焼結式
の２種類があった。なお、ポケット式電極は製造法が
簡単であることを特徴としており、焼結式電極は性能、
信頼性に優れることを特徴としている。最近、これら２
種類の陽極の長所のみを取り入れた、新しい構造の正極
板が提案されている。この方法は、ウレタンなどの発泡
プラスチックにニッケルをメッキした後に加熱し、発泡
プラスチックを熱分解して発泡金属を得、これに水酸化
ニッケル粉末を主成分とするペースト状活物質を充填し
て作製するものである。
てきた正極板の構造としては、１）多数の穴のあいた鋼
板の縁を折り曲げて皿状のポケットを作製し、これに水
酸化ニッケルを主原料とする粉末状の活物質を充填して
作製するポケット式 ２）低炭素鋼にニッケルメッキを
ほどこしてある穿孔板の表面に、ニッケル粉末を焼結し
て焼結基板を作製し、これに含浸操作によって水酸化ニ
ッケルを主成分とする活物質を充填して作製する焼結式
の２種類があった。なお、ポケット式電極は製造法が
簡単であることを特徴としており、焼結式電極は性能、
信頼性に優れることを特徴としている。最近、これら２
種類の陽極の長所のみを取り入れた、新しい構造の正極
板が提案されている。この方法は、ウレタンなどの発泡
プラスチックにニッケルをメッキした後に加熱し、発泡
プラスチックを熱分解して発泡金属を得、これに水酸化
ニッケル粉末を主成分とするペースト状活物質を充填し
て作製するものである。
【０００３】発泡金属を用いた場合、焼結基板と同様に
３次元構造を有している。したがって、ポケット式電極
に比べて、集電性能及び活物質の保持性能に優れている
という特徴がある。また、発泡金属を用いることによっ
て、ペースト状活物質を直接充填して正極板を作製でき
るという特徴がある。この方式を用いると焼結式に比べ
て、１）電極の製造が簡単であり、製造工程もコンパク
トになること２）焼結基板の多孔度が８０％程度である
のに対して、発泡金属は９０％を超える多孔度であるた
め、活物質の充填量を多くすることができ、高容量な正
極板が得られることなどの特長がある。
３次元構造を有している。したがって、ポケット式電極
に比べて、集電性能及び活物質の保持性能に優れている
という特徴がある。また、発泡金属を用いることによっ
て、ペースト状活物質を直接充填して正極板を作製でき
るという特徴がある。この方式を用いると焼結式に比べ
て、１）電極の製造が簡単であり、製造工程もコンパク
トになること２）焼結基板の多孔度が８０％程度である
のに対して、発泡金属は９０％を超える多孔度であるた
め、活物質の充填量を多くすることができ、高容量な正
極板が得られることなどの特長がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の水酸化ニッケルを活物質に用い、発泡金属に充填し
た電極は、以下に示すような問題点を含んでいる。焼結
基板の場合、ニッケル粉末の焼結によって多数の細孔が
形成されており、その細孔の径は１０μｍ程度である。
したがって、焼結式電極では活物質と集電体との距離
は、１０μｍ以内と考えることができる。しかし発泡金
属の孔径は、焼結基板に比べて２０倍から１００倍程度
大である。したがって、発泡金属を用いると焼結基板に
比べて活物質と集電体との距離も大となり、集電性能が
劣るという問題点がある。特に、水酸化ニッケルを活物
質に用い、発泡金属に充填した電極は焼結式電極に比べ
て充電時に発熱しやすく、その結果、充電反応よりも水
の分解反応が起こりやすいという問題点がある。
来の水酸化ニッケルを活物質に用い、発泡金属に充填し
た電極は、以下に示すような問題点を含んでいる。焼結
基板の場合、ニッケル粉末の焼結によって多数の細孔が
形成されており、その細孔の径は１０μｍ程度である。
したがって、焼結式電極では活物質と集電体との距離
は、１０μｍ以内と考えることができる。しかし発泡金
属の孔径は、焼結基板に比べて２０倍から１００倍程度
大である。したがって、発泡金属を用いると焼結基板に
比べて活物質と集電体との距離も大となり、集電性能が
劣るという問題点がある。特に、水酸化ニッケルを活物
質に用い、発泡金属に充填した電極は焼結式電極に比べ
て充電時に発熱しやすく、その結果、充電反応よりも水
の分解反応が起こりやすいという問題点がある。
【０００５】充電反応を起こりやすくする手段として
は、コバルト粉末を添加する手段が特公平２−４３３０
８号公報などで検討されている。しかし、この方法で
は、正極板体積は限られており、そこにコバルトを添加
するために、活物質である水酸化ニッケルの充填量が少
なくなり、その結果、電極の容量が少なくなってしまう
という問題点がある。また、コバルトを添加すると、周
囲温度が４０℃を超えるような高温雰囲気において、無
添加品よりも酸素ガスの発生が起こりやすくなり、充電
が入りにくくなるという問題点もある。
は、コバルト粉末を添加する手段が特公平２−４３３０
８号公報などで検討されている。しかし、この方法で
は、正極板体積は限られており、そこにコバルトを添加
するために、活物質である水酸化ニッケルの充填量が少
なくなり、その結果、電極の容量が少なくなってしまう
という問題点がある。また、コバルトを添加すると、周
囲温度が４０℃を超えるような高温雰囲気において、無
添加品よりも酸素ガスの発生が起こりやすくなり、充電
が入りにくくなるという問題点もある。
【０００６】集電性能を向上させる手段として、ニッケ
ル粉末を添加する方法が特公平３−７４４号公報などで
検討されている。しかし、この方法も、正極板体積は限
られており、そこにニッケル粉末を添加するために、活
物質である水酸化ニッケルの充填量が少なくなり、その
結果電極の容量が少なくなってしまうという問題点があ
る。充電時の正極において、充電反応とともに起こる水
の分解反応を抑える手段としては、水酸化カドミウムな
どのカドミウム化合物を活物質中に添加する手段が特開
平２−２３４３５７号公報などで検討されている。しか
し、この方法も、正極板体積は限られており、そこにカ
ドミウム化合物を添加するために、活物質である水酸化
ニッケルの充填量が少なくなり、その結果電極の容量が
少なくなってしまうという問題点がある。
ル粉末を添加する方法が特公平３−７４４号公報などで
検討されている。しかし、この方法も、正極板体積は限
られており、そこにニッケル粉末を添加するために、活
物質である水酸化ニッケルの充填量が少なくなり、その
結果電極の容量が少なくなってしまうという問題点があ
る。充電時の正極において、充電反応とともに起こる水
の分解反応を抑える手段としては、水酸化カドミウムな
どのカドミウム化合物を活物質中に添加する手段が特開
平２−２３４３５７号公報などで検討されている。しか
し、この方法も、正極板体積は限られており、そこにカ
ドミウム化合物を添加するために、活物質である水酸化
ニッケルの充填量が少なくなり、その結果電極の容量が
少なくなってしまうという問題点がある。
【０００７】本発明の目的は、上記したようなペースト
式正極板の問題点を解決することであり、活物質の高充
填密度が可能になり、利用率が高く、高温での充電特性
が良好な正極板を提供することである。
式正極板の問題点を解決することであり、活物質の高充
填密度が可能になり、利用率が高く、高温での充電特性
が良好な正極板を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
に、本発明は活物質である水酸化ニッケルの結晶構造に
注目し、長径方向が０．００５〜１ミクロンの範囲にあ
り、厚み（Ｃ軸）方向が０．００２〜０．５ミクロンの
範囲にある単結晶がＣ軸方向に複数個積層された構造で
あることを特徴としている。また、上記水酸化ニッケル
中に、Ｃｄ，Ｃａ，Ｚｎ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｃｏ，Ｍｇから
なる群のうちの少なくとも１種類は、１〜１０ｗｔ％の
範囲で固溶体として含むようにした。
に、本発明は活物質である水酸化ニッケルの結晶構造に
注目し、長径方向が０．００５〜１ミクロンの範囲にあ
り、厚み（Ｃ軸）方向が０．００２〜０．５ミクロンの
範囲にある単結晶がＣ軸方向に複数個積層された構造で
あることを特徴としている。また、上記水酸化ニッケル
中に、Ｃｄ，Ｃａ，Ｚｎ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｃｏ，Ｍｇから
なる群のうちの少なくとも１種類は、１〜１０ｗｔ％の
範囲で固溶体として含むようにした。
【０００９】
【作用】本発明に従うと、得られた正極板は以下に示す
作用を有する。 （１）活物質のタップ密度を高くでき、高密度充填が可
能になる。 （２）充電時に水の分解が起こりにくく、高温特性が良
好になる。
作用を有する。 （１）活物質のタップ密度を高くでき、高密度充填が可
能になる。 （２）充電時に水の分解が起こりにくく、高温特性が良
好になる。
【００１０】
【実施例】本発明の実施例を説明する。
（実施例１）
反応槽に１０リットルの水を入れ、２０〜５０℃にして
おく。水酸化ニッケルを作製する原材料として硫酸ニッ
ケル水溶液２．０ｍｏｌ／リットル、水酸化ナトリウム
水溶液５ｍｏｌ／リットル、アンモニア水溶液２０ｗｔ
％と酢酸ナトリウム０．１ｍｏｌ／リットルの混合溶液
を用いた。反応層に上記した硫酸ニッケル水溶液を２リ
ットル／ｈ，アンモニアと酢酸ナトリウムの混合水溶液
を０．３リットル／ｈの速度で攪拌をしながら添加す
る。このとき反応層内のｐＨを１０．±０．５にするよ
うに、水酸化ナトリウム水溶液を添加した。このときに
反応槽内の温度を２０〜５０℃にした。このようにして
作製した水酸化ニッケルの沈澱物を連続的に取り出し、
水洗をしながら吸引ろ過し、９０℃で１時間乾燥させて
製品とした。得られた水酸化ニッケルを本発明品Ａと呼
びその模式図を図１に示す。
おく。水酸化ニッケルを作製する原材料として硫酸ニッ
ケル水溶液２．０ｍｏｌ／リットル、水酸化ナトリウム
水溶液５ｍｏｌ／リットル、アンモニア水溶液２０ｗｔ
％と酢酸ナトリウム０．１ｍｏｌ／リットルの混合溶液
を用いた。反応層に上記した硫酸ニッケル水溶液を２リ
ットル／ｈ，アンモニアと酢酸ナトリウムの混合水溶液
を０．３リットル／ｈの速度で攪拌をしながら添加す
る。このとき反応層内のｐＨを１０．±０．５にするよ
うに、水酸化ナトリウム水溶液を添加した。このときに
反応槽内の温度を２０〜５０℃にした。このようにして
作製した水酸化ニッケルの沈澱物を連続的に取り出し、
水洗をしながら吸引ろ過し、９０℃で１時間乾燥させて
製品とした。得られた水酸化ニッケルを本発明品Ａと呼
びその模式図を図１に示す。
【００１１】（実施例２）
反応槽に１０リットルの水を入れ、１０℃以下にしてお
く。水酸化ニッケルを作製する原材料として硫酸ニッケ
ル水溶液２．０ｍｏｌ／リットル、水酸化ナトリウム水
溶液５ｍｏｌ／リットル、アンモニア水溶液２０ｗｔ％
と酢酸ナトリウム０．１ｍｏｌ／リットルの混合溶液を
用いた。反応層に上記した硫酸ニッケル水溶液を２リッ
トル／ｈ，アンモニアと酢酸ナトリウムの混合水溶液を
０．３リットル/ｈの速度で攪拌をしながら添加する。
このとき反応層内のｐＨを１０.５±０．５にするよう
に、水酸化ナトリウム水溶液を添加した。このときに反
応槽内の温度を２０℃以下にした。このようにして作製
した水酸化ニッケルの沈澱物を連続的に取り出し、水洗
をしながら吸引ろ過し、９０℃で１時間乾燥させて製品
とした。得られた水酸化ニッケルを本発明品Ｂと呼ぶ。
く。水酸化ニッケルを作製する原材料として硫酸ニッケ
ル水溶液２．０ｍｏｌ／リットル、水酸化ナトリウム水
溶液５ｍｏｌ／リットル、アンモニア水溶液２０ｗｔ％
と酢酸ナトリウム０．１ｍｏｌ／リットルの混合溶液を
用いた。反応層に上記した硫酸ニッケル水溶液を２リッ
トル／ｈ，アンモニアと酢酸ナトリウムの混合水溶液を
０．３リットル/ｈの速度で攪拌をしながら添加する。
このとき反応層内のｐＨを１０.５±０．５にするよう
に、水酸化ナトリウム水溶液を添加した。このときに反
応槽内の温度を２０℃以下にした。このようにして作製
した水酸化ニッケルの沈澱物を連続的に取り出し、水洗
をしながら吸引ろ過し、９０℃で１時間乾燥させて製品
とした。得られた水酸化ニッケルを本発明品Ｂと呼ぶ。
【００１２】（実施例３）
反応槽に１０リットルの水を入れ、７０℃以上にしてお
く。水酸化ニッケルを作製する原材料として硫酸ニッケ
ル水溶液２．０ｍｏｌ／リットル、水酸化ナトリウム水
溶液５ｍｏｌ／リットル、アンモニア水溶液２０ｗｔ％
と酢酸ナトリウム０．１ｍｏｌ／リットルの混合溶液を
用いた。反応層に上記した硫酸ニッケル水溶液を２リッ
トル／ｈ，アンモニアと酢酸ナトリウムの混合水溶液を
０．３リットル/ｈの速度で攪拌をしながら添加する。
このとき反応層内のｐＨを１０.５±０．５にするよう
に、水酸化ナトリウム水溶液を添加した。このときに反
応槽内の温度を６０℃以上にした。このようにして作製
した水酸化ニッケルの沈澱物を連続的に取り出し、水洗
をしながら吸引ろ過し、９０℃で１時間乾燥させて製品
とした。得られた水酸化ニッケルを本発明品Ｃと呼ぶ。
く。水酸化ニッケルを作製する原材料として硫酸ニッケ
ル水溶液２．０ｍｏｌ／リットル、水酸化ナトリウム水
溶液５ｍｏｌ／リットル、アンモニア水溶液２０ｗｔ％
と酢酸ナトリウム０．１ｍｏｌ／リットルの混合溶液を
用いた。反応層に上記した硫酸ニッケル水溶液を２リッ
トル／ｈ，アンモニアと酢酸ナトリウムの混合水溶液を
０．３リットル/ｈの速度で攪拌をしながら添加する。
このとき反応層内のｐＨを１０.５±０．５にするよう
に、水酸化ナトリウム水溶液を添加した。このときに反
応槽内の温度を６０℃以上にした。このようにして作製
した水酸化ニッケルの沈澱物を連続的に取り出し、水洗
をしながら吸引ろ過し、９０℃で１時間乾燥させて製品
とした。得られた水酸化ニッケルを本発明品Ｃと呼ぶ。
【００１３】（実施例４）
反応槽に１０リットルの水を入れ、２０〜５０℃にして
おく。水酸化ニッケルを作製する原材料として硫酸ニッ
ケル水溶液２．０ｍｏｌ／リットル、水酸化ナトリウム
水溶液７ｍｏｌ／リットル、アンモニア水溶液３０ｗｔ
％と酢酸ナトリウム０．１ｍｏｌ／リットルの混合溶液
を用いた。反応層に上記した硫酸ニッケル水溶液を２リ
ットル／ｈ，アンモニアと酢酸ナトリウムの混合水溶液
を０．２リットル／ｈの速度で攪拌をしながら添加す
る。このとき反応層内のｐＨを１０.５±０．５にする
ように、水酸化ナトリウム水溶液を添加した。このとき
に反応槽内の温度を２０〜５０℃にした。このようにし
て作製した水酸化ニッケルの沈澱物を連続的に取り出
し、水洗をしながら吸引ろ過し、９０℃で１時間乾燥さ
せて製品とした。得られた水酸化ニッケルを本発明品Ｄ
と呼ぶ。
おく。水酸化ニッケルを作製する原材料として硫酸ニッ
ケル水溶液２．０ｍｏｌ／リットル、水酸化ナトリウム
水溶液７ｍｏｌ／リットル、アンモニア水溶液３０ｗｔ
％と酢酸ナトリウム０．１ｍｏｌ／リットルの混合溶液
を用いた。反応層に上記した硫酸ニッケル水溶液を２リ
ットル／ｈ，アンモニアと酢酸ナトリウムの混合水溶液
を０．２リットル／ｈの速度で攪拌をしながら添加す
る。このとき反応層内のｐＨを１０.５±０．５にする
ように、水酸化ナトリウム水溶液を添加した。このとき
に反応槽内の温度を２０〜５０℃にした。このようにし
て作製した水酸化ニッケルの沈澱物を連続的に取り出
し、水洗をしながら吸引ろ過し、９０℃で１時間乾燥さ
せて製品とした。得られた水酸化ニッケルを本発明品Ｄ
と呼ぶ。
【００１４】（実施例５）
反応槽に１０リットルの水を入れ、２０〜５０℃にして
おく。水酸化ニッケルを作製する原材料として硫酸ニッ
ケル水溶液２．０ｍｏｌ／リットル、水酸化ナトリウム
水溶液３ｍｏｌ／リットル、アンモニア水溶液１０ｗｔ
％と酢酸ナトリウム０．１ｍｏｌ／リットルの混合溶液
を用いた。反応層に上記した硫酸ニッケル水溶液を２リ
ットル／ｈ，アンモニアと酢酸ナトリウムの混合水溶液
を０．５リットル／ｈの速度で攪拌をしながら添加す
る。このとき反応層内のｐＨを１０.±０．５にするよ
うに、水酸化ナトリウム水溶液を添加した。このときに
反応槽内の温度を２０〜５０℃にした。このようにして
作製した水酸化ニッケルの沈澱物を連続的に取り出し、
水洗をしながら吸引ろ過し、９０℃で１時間乾燥させて
製品とした。得られた水酸化ニッケルを本発明品Ｅと呼
ぶ。
おく。水酸化ニッケルを作製する原材料として硫酸ニッ
ケル水溶液２．０ｍｏｌ／リットル、水酸化ナトリウム
水溶液３ｍｏｌ／リットル、アンモニア水溶液１０ｗｔ
％と酢酸ナトリウム０．１ｍｏｌ／リットルの混合溶液
を用いた。反応層に上記した硫酸ニッケル水溶液を２リ
ットル／ｈ，アンモニアと酢酸ナトリウムの混合水溶液
を０．５リットル／ｈの速度で攪拌をしながら添加す
る。このとき反応層内のｐＨを１０.±０．５にするよ
うに、水酸化ナトリウム水溶液を添加した。このときに
反応槽内の温度を２０〜５０℃にした。このようにして
作製した水酸化ニッケルの沈澱物を連続的に取り出し、
水洗をしながら吸引ろ過し、９０℃で１時間乾燥させて
製品とした。得られた水酸化ニッケルを本発明品Ｅと呼
ぶ。
【００１５】（従来品）
水酸化ニッケルを作製する原材料として硫酸ニッケル水
溶液２．０ｍｏｌ／リットル、水酸化ナトリウム水溶液
５ｍｏｌ／リットル、アンモニア水酸化溶液２０ｗｔ％
を用いた。反応層に上記した硫酸ニッケル水溶液を２リ
ットル／ｈ，アンモニアと酢酸ナトリウムの混合水溶液
を０．３リットル／ｈの速度で攪拌をしながら添加す
る。このとき反応層内のｐＨを１０．５±０．５にする
ように、水酸化ナトリウム水溶液を添加した。このとき
に反応槽内の温度を２０〜５０℃にした。このようにし
て作製した水酸化ニッケルの沈澱物を連続的に取り出
し、水洗をしながら吸引ろ過し、９０℃で１時間乾燥さ
せて製品とした。得られた水酸化ニッケルを従来品と呼
び、その模式図を図２に示す。
溶液２．０ｍｏｌ／リットル、水酸化ナトリウム水溶液
５ｍｏｌ／リットル、アンモニア水酸化溶液２０ｗｔ％
を用いた。反応層に上記した硫酸ニッケル水溶液を２リ
ットル／ｈ，アンモニアと酢酸ナトリウムの混合水溶液
を０．３リットル／ｈの速度で攪拌をしながら添加す
る。このとき反応層内のｐＨを１０．５±０．５にする
ように、水酸化ナトリウム水溶液を添加した。このとき
に反応槽内の温度を２０〜５０℃にした。このようにし
て作製した水酸化ニッケルの沈澱物を連続的に取り出
し、水洗をしながら吸引ろ過し、９０℃で１時間乾燥さ
せて製品とした。得られた水酸化ニッケルを従来品と呼
び、その模式図を図２に示す。
【００１６】図１に示す、実施例１で得られた本発明品
Ａの結晶構造は、表１より、長径方向が０．００５〜１
ミクロンの範囲であり、厚み（Ｃ軸）方向が０．００２
〜０．５ミクロンの範囲にある六方晶をした板状の単結
晶が複数個積層され、それらが集合した構造であること
を特徴としている。これに対して図２に示す、従来品の
結晶構造は、長さ方向が０．００５〜１ミクロンの範囲
であり、厚み（Ｃ軸）方向が０．００１〜０．１ミクロ
ンの範囲にある六方晶系をした板状の単結晶が積層され
ていない構造の集合体であることを特徴としている。こ
れらの粉末を用いたニッケルカドミウム電池の特性につ
いて以下に示す。多孔度９５％、厚さ１．４ｍｍの発泡
金属を基板として用いた。水１００ｇにバインダとして
メチルセルロース３ｇを溶解させ、粘液を作製する。今
回使用した６種類の粉末と粘液とを混練してペースト状
活物質を作製する。このペースト状活物質を、上記発泡
金属に塗着し、６０℃で２時間乾燥した後に、プレスし
て正極板を作製した。
Ａの結晶構造は、表１より、長径方向が０．００５〜１
ミクロンの範囲であり、厚み（Ｃ軸）方向が０．００２
〜０．５ミクロンの範囲にある六方晶をした板状の単結
晶が複数個積層され、それらが集合した構造であること
を特徴としている。これに対して図２に示す、従来品の
結晶構造は、長さ方向が０．００５〜１ミクロンの範囲
であり、厚み（Ｃ軸）方向が０．００１〜０．１ミクロ
ンの範囲にある六方晶系をした板状の単結晶が積層され
ていない構造の集合体であることを特徴としている。こ
れらの粉末を用いたニッケルカドミウム電池の特性につ
いて以下に示す。多孔度９５％、厚さ１．４ｍｍの発泡
金属を基板として用いた。水１００ｇにバインダとして
メチルセルロース３ｇを溶解させ、粘液を作製する。今
回使用した６種類の粉末と粘液とを混練してペースト状
活物質を作製する。このペースト状活物質を、上記発泡
金属に塗着し、６０℃で２時間乾燥した後に、プレスし
て正極板を作製した。
【００１７】これら作製したペースト式正極板と、現在
使用されているペースト式負極板と組み合わせてＡＡ型
電池を試作した。これらの粉末について、タップ密度、
活物質の結晶の長径方向、厚み（Ｃ軸）方向及び、放電
容量の関係を表１に示す。本発明品Ａ〜Ｅは、従来品に
比べて、タップ密度が２０％程度高い。また、本発明品
Ａを用いると、１０００ｍＡｈを超える、最も高容量な
電池を作製できることが明らかになった。
使用されているペースト式負極板と組み合わせてＡＡ型
電池を試作した。これらの粉末について、タップ密度、
活物質の結晶の長径方向、厚み（Ｃ軸）方向及び、放電
容量の関係を表１に示す。本発明品Ａ〜Ｅは、従来品に
比べて、タップ密度が２０％程度高い。また、本発明品
Ａを用いると、１０００ｍＡｈを超える、最も高容量な
電池を作製できることが明らかになった。
【００１８】
【表１】放電特性（0.1Ｃ×充電、0.1Ｃ放電 1.0Ｖカッ
ト−オフ、20℃）
ト−オフ、20℃）
【００１９】
【００２０】（実施例６）
反応槽に１０リットルの水を入れ、２０〜５０℃にして
おく。硫酸カドミウム（ＣｄＳＯ４ ）水溶液と硫酸ニ
ッケル水溶液の混合溶液を作製する。なお、ニッケルイ
オンに対してカドミウムイオンが、それぞれ１ｗｔ％，
２ｗｔ％，３ｗｔ％，５ｗｔ％，１０ｗｔ％含むように
した。混合溶液のニッケルイオンの濃度を２．０ｍｏｌ
／リットル、水酸化ナトリウム水溶液５ｍｏｌ／リット
ル、アンモニア水溶液２０ｗｔ％と酢酸ナトリウム０．
１ｍｏｌ／リットルの混合溶液を用いた。反応層に上記
した硫酸ニッケルと硫酸カドミウムの混合水溶液を２リ
ットル／ｈ、アンモニアと酢酸ナトリウムの混合水溶液
を０．３リットル／ｈの速度で攪拌をしながら添加す
る。このとき反応層内のｐＨを１０．５±０．５にする
ように、水酸化ナトリウム水溶液を添加した。このとき
に反応槽内の温度を２０〜５０℃にした。このようにし
て作製した沈澱物を連続的に取り出し、水洗をしながら
吸引ろ過し、９０℃で１時間乾燥させた。
おく。硫酸カドミウム（ＣｄＳＯ４ ）水溶液と硫酸ニ
ッケル水溶液の混合溶液を作製する。なお、ニッケルイ
オンに対してカドミウムイオンが、それぞれ１ｗｔ％，
２ｗｔ％，３ｗｔ％，５ｗｔ％，１０ｗｔ％含むように
した。混合溶液のニッケルイオンの濃度を２．０ｍｏｌ
／リットル、水酸化ナトリウム水溶液５ｍｏｌ／リット
ル、アンモニア水溶液２０ｗｔ％と酢酸ナトリウム０．
１ｍｏｌ／リットルの混合溶液を用いた。反応層に上記
した硫酸ニッケルと硫酸カドミウムの混合水溶液を２リ
ットル／ｈ、アンモニアと酢酸ナトリウムの混合水溶液
を０．３リットル／ｈの速度で攪拌をしながら添加す
る。このとき反応層内のｐＨを１０．５±０．５にする
ように、水酸化ナトリウム水溶液を添加した。このとき
に反応槽内の温度を２０〜５０℃にした。このようにし
て作製した沈澱物を連続的に取り出し、水洗をしながら
吸引ろ過し、９０℃で１時間乾燥させた。
【００２１】（比較例１）
反応槽に１０リットルの水を入れ、２０〜５０℃にして
おく。硫酸カドミウム（ＣｄＳＯ４ ）水溶液と硫酸ニ
ッケル水溶液の混合溶液を用いる。なお、ニッケルイオ
ンに対してカドミウムイオンが、それぞれ０．５ｗｔ
％，２０ｗｔ％含むようにした。混合溶液のニッケルイ
オンの濃度を２．０ｍｏｌ／リットル、水酸化ナトリウ
ム水溶液５ｍｏｌ／リットル、アンモニア水溶液２０ｗ
ｔ％と酢酸ナトリウム０．１ｍｏｌ／リットルの混合溶
液を用いた。反応層に上記した硫酸ニッケルと硫酸カド
ミウムの混合水溶液を２リットル／ｈ、アンモニアと酢
酸ナトリウムの混合水溶液を０．３リットル／ｈの速度
で攪拌をしながら添加する。このとき反応層内のｐＨを
１０．５±０．５にするように、水酸化ナトリウム水溶
液を添加した。このときに反応槽内の温度を２０〜５０
℃にした。このようにして作製した沈澱物を連続的に取
り出し、水洗をしながら吸引ろ過し、９０℃で１時間乾
燥させた。
おく。硫酸カドミウム（ＣｄＳＯ４ ）水溶液と硫酸ニ
ッケル水溶液の混合溶液を用いる。なお、ニッケルイオ
ンに対してカドミウムイオンが、それぞれ０．５ｗｔ
％，２０ｗｔ％含むようにした。混合溶液のニッケルイ
オンの濃度を２．０ｍｏｌ／リットル、水酸化ナトリウ
ム水溶液５ｍｏｌ／リットル、アンモニア水溶液２０ｗ
ｔ％と酢酸ナトリウム０．１ｍｏｌ／リットルの混合溶
液を用いた。反応層に上記した硫酸ニッケルと硫酸カド
ミウムの混合水溶液を２リットル／ｈ、アンモニアと酢
酸ナトリウムの混合水溶液を０．３リットル／ｈの速度
で攪拌をしながら添加する。このとき反応層内のｐＨを
１０．５±０．５にするように、水酸化ナトリウム水溶
液を添加した。このときに反応槽内の温度を２０〜５０
℃にした。このようにして作製した沈澱物を連続的に取
り出し、水洗をしながら吸引ろ過し、９０℃で１時間乾
燥させた。
【００２２】以下に、実施例６で得られた粉末及び、比
較例１で得られた粉末を用いて比較検討した。多孔度９
５％、厚さ１．４ｍｍの発泡金属を基板として用いた。
水１００ｇにバインダとしてメチルセルロース３ｇを溶
解させ、粘液を作製する。これらの粉末１００ｇと、作
製した粘液とを混練してペースト状活物質を作製する。
作製したペースト状活物質を、上記発泡金属に塗着し、
６０℃で２時間乾燥した後に２５０ｋｇｆ／ｃｍ２ で
プレスして正極板を作製した。作製したペースト式陽極
板と、現在使用されているペースト式負極板と組み合わ
せてＡＡ型電池を試作した。これら作製したペースト式
正極板と、現在使用されているペースト式負極板と組み
合わせてＡＡ型電池を試作した。これらの電池につい
て、Ｃｄ量と放電容量の関係を表２に示す。本発明品を
用いると、４０℃においても９００ｍＡｈを超えてお
り、高温特性の優れた電池を作製できる。この理由は、
充電時に水の分解が起こりにくく、充電反応が進みやす
いためと考えられる。
較例１で得られた粉末を用いて比較検討した。多孔度９
５％、厚さ１．４ｍｍの発泡金属を基板として用いた。
水１００ｇにバインダとしてメチルセルロース３ｇを溶
解させ、粘液を作製する。これらの粉末１００ｇと、作
製した粘液とを混練してペースト状活物質を作製する。
作製したペースト状活物質を、上記発泡金属に塗着し、
６０℃で２時間乾燥した後に２５０ｋｇｆ／ｃｍ２ で
プレスして正極板を作製した。作製したペースト式陽極
板と、現在使用されているペースト式負極板と組み合わ
せてＡＡ型電池を試作した。これら作製したペースト式
正極板と、現在使用されているペースト式負極板と組み
合わせてＡＡ型電池を試作した。これらの電池につい
て、Ｃｄ量と放電容量の関係を表２に示す。本発明品を
用いると、４０℃においても９００ｍＡｈを超えてお
り、高温特性の優れた電池を作製できる。この理由は、
充電時に水の分解が起こりにくく、充電反応が進みやす
いためと考えられる。
【００２３】
【表２】放電特性（0.1Ｃ×充電、0.1Ｃ放電 1.0Ｖカッ
ト−オフ、40℃）
ト−オフ、40℃）
【００２４】
【００２５】カドミウム以外にもＣａ，Ｚｎ，Ｍｇ，Ａ
ｌ，Ｃｏ，Ｍｇ等について検討したが、ほぼ同様の結果
が得られた。
ｌ，Ｃｏ，Ｍｇ等について検討したが、ほぼ同様の結果
が得られた。
【００２６】
【発明の効果】上述したように、本発明は水酸化ニッケ
ルを主成分とするペースト状活物質を、導電性芯材に塗
着してなるペースト式正極板において、活物質となる水
酸化ニッケルは、 ａ）六方晶系をした板状の単結晶よ
り構成され、長径方向が０.００５〜１ミクロンの範囲
にあり、厚み（Ｃ軸）方向の厚みが０．００２〜０．５
ミクロンの範囲にあり、それがＣ軸方向に複数個、積層
された構造の集合体であること及び、 ｂ）Ｃｄ，Ｃ
ａ，Ｚｎ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｃｏ，Ｍｇからなる群のうちの
少なくとも１種類を１〜１０ｗｔ％の範囲で固溶体とし
て存在することを特徴としている。
ルを主成分とするペースト状活物質を、導電性芯材に塗
着してなるペースト式正極板において、活物質となる水
酸化ニッケルは、 ａ）六方晶系をした板状の単結晶よ
り構成され、長径方向が０.００５〜１ミクロンの範囲
にあり、厚み（Ｃ軸）方向の厚みが０．００２〜０．５
ミクロンの範囲にあり、それがＣ軸方向に複数個、積層
された構造の集合体であること及び、 ｂ）Ｃｄ，Ｃ
ａ，Ｚｎ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｃｏ，Ｍｇからなる群のうちの
少なくとも１種類を１〜１０ｗｔ％の範囲で固溶体とし
て存在することを特徴としている。
【００２７】本発明に従うと、得られた正極板は
（１）活物質のタップ密度が高いため、高密度充填が可
能になる。 （２）充電時に水の分解が起こりにくく、高温特性が良
好になる。 などの点で優れている。
能になる。 （２）充電時に水の分解が起こりにくく、高温特性が良
好になる。 などの点で優れている。
【図１】本発明品Ａの水酸化ニッケルについての模式図
で、（ａ）は全体図、（ｂ）は部分図である。
で、（ａ）は全体図、（ｂ）は部分図である。
【図２】従来品の水酸化ニッケルについての模式図であ
る。
る。
Claims (3)
- 【請求項１】活物質となる水酸化ニッケルを主原料とす
るアルカリ蓄電池用ペースト式正極板において、前記活
物質は、六方晶系よりなる板状の単結晶が厚み（Ｃ軸）
方向に複数個、積層された構造の集合体であることを特
徴とするアルカリ蓄電池用ペースト式正極板。 - 【請求項２】上記六方晶系よりなる板状の単結晶におい
て、長径方向が０．００５〜１ミクロンの範囲にあり、
厚み（Ｃ軸）方向が０．００２〜０．５ミクロンの範囲
である請求項１記載のアルカリ蓄電池用ペースト式正極
板。 - 【請求項３】Ｃｄ，Ｃａ，Ｚｎ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｃｏ，Ｍ
ｇからなる群のうちの少なくとも１種類は、活物質とな
る水酸化ニッケル中に１〜１０ｗｔ％の範囲で固溶体と
して存在する請求項１又は２記載のアルカリ蓄電池用ペ
ースト式正極板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18479893A JP3371473B2 (ja) | 1993-07-27 | 1993-07-27 | アルカリ蓄電池用ペースト式正極板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18479893A JP3371473B2 (ja) | 1993-07-27 | 1993-07-27 | アルカリ蓄電池用ペースト式正極板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0737586A JPH0737586A (ja) | 1995-02-07 |
| JP3371473B2 true JP3371473B2 (ja) | 2003-01-27 |
Family
ID=16159485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18479893A Expired - Fee Related JP3371473B2 (ja) | 1993-07-27 | 1993-07-27 | アルカリ蓄電池用ペースト式正極板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3371473B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110000274A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-07-12 | 临沂华太电池有限公司 | 一种电池用锌饼及其加工模具、加工方法 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09237630A (ja) * | 1996-02-29 | 1997-09-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アルカリ蓄電池用活物質および正極 |
| FR2750255A1 (fr) * | 1996-06-19 | 1997-12-26 | Accumulateurs Fixes | Matiere active positive pour electrode de nickel |
| JP2009173495A (ja) * | 2008-01-25 | 2009-08-06 | Univ Of Miyazaki | 水酸化ニッケルナノシートおよびその製造方法 |
| JP2010037163A (ja) * | 2008-08-06 | 2010-02-18 | Univ Of Miyazaki | 水酸化ニッケルヘキサゴナルプレートおよびその製造方法 |
| JP5568849B2 (ja) * | 2008-09-09 | 2014-08-13 | 住友金属鉱山株式会社 | 板状ニッケル含有水酸化物とその製造方法及びそれを用いた板状ニッケル含有オキシ水酸化物とその製造方法 |
| US9577261B2 (en) | 2011-03-18 | 2017-02-21 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Lithium ion secondary battery and method for manufacturing the same |
| JP5527630B2 (ja) * | 2012-04-23 | 2014-06-18 | 国立大学法人 宮崎大学 | 水酸化ニッケルナノシートおよびその製造方法 |
| JP5618387B2 (ja) * | 2012-12-27 | 2014-11-05 | 国立大学法人宮崎大学 | 水酸化ニッケルヘキサゴナルプレートおよびその製造方法 |
-
1993
- 1993-07-27 JP JP18479893A patent/JP3371473B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110000274A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-07-12 | 临沂华太电池有限公司 | 一种电池用锌饼及其加工模具、加工方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0737586A (ja) | 1995-02-07 |
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