JP4025863B2

JP4025863B2 - アルカリ二次電池用電極及びその製造方法

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Publication number: JP4025863B2
Application number: JP15713297A
Authority: JP
Inventors: 弘吉永; 義朗新見; 哲男境
Original assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1997-06-13
Filing date: 1997-06-13
Publication date: 2007-12-26
Anticipated expiration: 2017-06-13
Also published as: JPH117960A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルカリ電池（Ｎｉ−Ｃｄ蓄電池、Ｎｉ−Ｚｎ蓄電池、Ｎｉ−金属水素化物蓄電池等）の正極、負極或いは集電体に用いられる電極及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
最近、携帯機器であるノート型パソコン、携帯電話、ＰＨＳ、ＶＴＲカメラ等の大々的な普及に伴い、これらの機器に使われる電源として高性能で環境に優しい二次電池が求められている。これに関連し、安全で公害物質を含まない電気自動車用二次電池も地球規模で必要とされている。そして、このような要求に適合する電池として、アルカリ二次電池に属するＮｉ−金属水素化物電池が注目を集めている。
【０００３】
ニッケル−金属水素化物電池は、正極に水酸化ニッケル極、負極としては可逆的に水素を吸蔵・放出する水素吸蔵合金粉末を充填した水素極を用い、電解液としてはアルカリ水溶液を用い、液を保持しかつ通液性のある電気絶縁性の不織布からなるセパレータを介して両極をサンドイッチ状に重ね合わせた構造を有する。
【０００４】
このタイプの電池に組み込まれる上記電極は、従来より次のようにして作製されている。まず各々の電池活物質（以下、単に「活物質」ともいう）粉末にニッケル粉末、コバルト粉末等の導電性粉末を混合した後、カルボキシメチルセルロース樹脂（ＣＭＣ樹脂）及び水を配合し、これらを混練して水溶性活物質塗料を調製する。次いで、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ樹脂）等の結着剤とともに上記活物質塗料を三次元多孔質の発泡ニッケルシート集電体に充填する。最後に、これらを充填した集電体において、大気中又は真空中で水分を除去した後、圧延処理して所定の厚みに制御したものを最終的に電極として得る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このＮｉ−金属水素化物電池は、電極に用いる電極用粉末によって放電容量がある程度決まる。そして、それらを組み合わせて作製された電池において、その本来の特性を発揮させるためには、電極の内部抵抗をできるだけ低くすることが望ましいとされている。
【０００６】
正極で用いられる水酸化ニッケル粉末は、金属と異なり導電性がほとんどない。このため、正極の内部抵抗を低くするために、一般的には水酸化ニッケル粉末に導電性粉末としてカルボニルニッケル粉末とコバルト粉末を所定量混合し、この混合粉末を発泡ニッケルシート集電体に充填して作製されている。負極においても同様に導電性粉末を用いて作製されている。
【０００７】
しかしながら、上記方法では電極作製の工程数が多く、また品質管理も煩雑である。そればかりでなく、このように導電性粉末を多く使用すればそれだけ電極中の活物質含有割合が相対的に減少し、その電極を用いて作製された電池においては満足のいく容量密度を確保することができなくなる。
【０００８】
このため、比較的容易に作製でき、しかも活物質をより多く充填できる電極の開発が求められている。また、その一方では、機器類の軽量化・小型化に伴って、薄いタイプの電極が必要とされている。
【０００９】
このような電極を製造する方法として、水素吸蔵合金粉末と片状Ｃｕ粉末を混合し、その混合粉末をプレス成型することによって、電極の断面構造において片状Ｃｕ粉末を電極面に平行又はほぼ平行に連続的に配向させ、マイクロ集電体を形成させる方法がある（特開平７−３０７１５４号）。この方法によれば、水素吸蔵合金からなる電極の内部抵抗を低くでき、電池の放電容量を向上させることができる。
【００１０】
しかしながら、上記方法においても、放電容量の高い電池を簡単にかつ安価で製造するという点では未だ改善する余地がある。
【００１１】
従って、本発明は、低コストで優れた放電容量を与える電極を提供することを主な目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、従来技術の問題に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、特定の合金粉末を電池活物質と併用して電極を作製することにより、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１３】
すなわち、本発明は、下記のアルカリ二次電池用電極及びその製造方法に係るものである。
【００１４】
１．電極用粉末として、電池活物質を含む粉末１００重量部に対して鱗片状ニッケル合金粉末５〜３０重量部を含有する混合粉末を用いることを特徴とするアルカリ二次電池用電極。
【００１５】
２．電池活物質を含む粉末１００重量部に鱗片状ニッケル合金粉末５〜３０重量部を混合し、この混合粉末を集電体に固着して、次いで加圧成型することを特徴とするアルカリ二次電池用電極の製造方法。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明のアルカリ二次電池用電極は、電極用粉末として、電池活物質を含む粉末１００重量部に対して鱗片状ニッケル合金粉末１０〜３０重量部を含有する混合粉末を用いることを特徴とする。
【００１７】
鱗片状ニッケル合金粉末の形状としては、鱗片状、片状、偏平状等の形状、すなわち長径（粒径）が長く、厚みが薄いものであれば特に制限されない。本発明では、特に平均粒径が通常５〜２０μｍ程度であって、厚さの平均が通常０．９μｍ以下であることが好ましい。鱗片状ニッケル合金粉末は、大きなアスペクト比（長径／厚み）を有する特異形状のゆえに大きな配向性をもって配列する。すなわち、鱗片状ニッケル合金粉末は、これを加圧成型した場合、加圧方向に対して垂直にかつ層状に配向する。
【００１８】
鱗片状粉末は、等方的な球状粉末等に比べて電極内において形状異方性をより容易に付与できるので、連続的な面又は点接触が可能となる。すなわち、鱗片状ニッケル合金粉末において、連続的な接触配向を確保することができる。その結果、同じ配合率であっても、鱗片状粉末の方が接触配向がより良好となり、導電性に優れたネットワークが形成されて放電容量等の向上を図ることができる。
【００１９】
平均粒径が５μｍ未満の場合、鱗片状ニッケル合金粉末が活物質である水素吸蔵合金粉末、水酸化ニッケル粉末等より小さくなることがある。この場合には、鱗片状ニッケル合金粉末の一つの粒子が複数の活物質粉末粒子にまたがって接触できなくなり、またがって接触するためには多くの鱗片状ニッケル合金粉末粒子が必要となる。その結果として、接点数の増加により接触抵抗が大きくなり、それに伴い電極の内部抵抗の増加を招くおそれがある。一方、平均粒径が２０μｍを上回る場合には、混合時に活物質粉末との形状又はサイズの違いによって偏析したり、或いは折れ曲がったものが丸く凝集することにより、連続的な接触配向を十分に確保できなくなる。
【００２０】
鱗片状ニッケル合金粉末の合金の種類としては、所望の導電性等が確保できる限りは特に制限されず、例えば公知のニッケル合金を用いることができる。この中でも、第二成分としてニッケルの展延性を改善する元素を含むニッケル合金を用いることが好ましい。このような成分としては、例えばＣｏ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｂ、Ｐ等が挙げられる。これらは１種又は２種以上で用いることができる。このようなニッケル合金としては、例えばＮｉ−Ｃｏ系、Ｎｉ−Ｃｕ系、Ｎｉ−Ａｌ系、Ｎｉ−Ｂ系等の２元合金、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｐ系等の３元合金が挙げられ、これらも単独又は２種以上の混合粉末として使用できる。これらの中でも、特にＮｉ−Ｃｏ系、Ｎｉ−Ｃｕ系等を用いることが望ましい。
【００２１】
上記のニッケル合金中の第二成分の含有量は、第二成分の種類等に応じて適宜変更すれば良く、一般には５０重量％以下、特に２〜２０重量％の範囲内とすることが好ましい。
【００２２】
例えば、上記ニッケル合金がＮｉ−Ｃｏ系である場合には、Ｃｏ成分は通常２〜５０重量％程度、特に３〜２０重量％とすることが好ましい。また、Ｎｉ−Ｃｕ系である場合には、Ｃｕ成分は通常２〜５０重量％程度、特に５〜２０重量％とすることが好ましい。いずれの場合も２重量％未満では、その添加効果が少なくなるおそれがある。正極においては、Ｃｏ成分は、充放電した時に一部溶解析出してＣｏ（ＯＨ）₂を経て導電性のβ−ＣｏＯＯＨに変化し、これが正極活物質の周囲を被覆して微視的な導電性ネットワークを形成する結果、ニッケル正極の放電容量の向上に寄与する。一方、負極においては、ＣｏやＣｕは、充放電に際して溶出して、電極内に金属状として析出し、微視的な導電性ネットワークを形成して、合金負極の放電容量の向上に寄与する。すなわち、上記範囲の含有量では、特に連続的な接触配向が良好となり、大きな放電容量が得られるので、特性的にも経済的にも有利である。同様に、Ｎｉ−Ａｌ系の場合には、Ａｌ成分は通常２〜５０重量％程度、特に５〜２０重量％とすることが好ましい。
【００２３】
鱗片状ニッケル合金粉末の添加量は、使用する活物質・ニッケル合金の種類等に応じて適宜決定でき、通常は電池活物質を含む粉末１００重量部に対して５〜３０重量部程度とすれば良い。
【００２４】
例えば、負極に水素吸蔵合金を用いる場合は、通常５〜３０重量部、好ましくは５〜１５重量部とすれば良い。５重量部未満の場合は、鱗片状ニッケル合金粉末の連続的な接触配向の形成が不十分となり、電極の内部抵抗の改善が期待できない。従って、このような場合には、放電容量とサイクル特性の向上も少なく、特性もバラつくおそれがある。３０重量部を超えて添加した場合には、添加に伴う顕著な接触抵抗の改善が認められないばかりか、かえって活物質の周囲を鱗片状ニッケル合金粉末が取りまくことにより水素ガスの円滑な吸蔵・放出が妨げられるため、最大放電容量の増大及び最大放電容量に到達するまでのサイクル数の減少効果も達成できない。しかも、電極中の活物質の相対量が減少し、十分な電池の容量、密度等を確保できなくなる。
【００２５】
また、例えば、正極として水酸化ニッケル粉末を用いる場合、水酸化ニッケル粉末自体には導電性がないに等しいため、より多くの鱗片状ニッケル合金粉末の添加が必要となる。従って、この場合にも通常１０〜３０重量部程度の範囲とすることが特性的も経済的にも適当である。
【００２６】
本発明の電池活物質を含む粉末は、電池活物質粉末の他に、本発明の効果を損なわない範囲内で公知のアルカリ二次電池用電極で用いられている成分等を含有していても良い。電池活物質としては、特に制限されず、作製する電池の種類等に応じて適宜選択すれば良い。すなわち、本発明では、鱗片状ニッケル合金粉末をいずれの電池活物質とも組み合わせて用いることが可能である。例えば、Ｎｉ−金属水素化物電池を作製する場合は、正極として水酸化ニッケル粉末、負極として水素吸蔵合金粉末をそのまま電池活物質として用いることができる。
【００２７】
正極の活物質として水酸化ニッケルを用いる場合は、例えば平均粒径１０〜４０μｍで組成式Ｎｉ（ＯＨ）₂で示される粉末、Ｚｎ、Ｃｏ等を含有するＮｉ（ＯＨ）₂粉末等が使用できる。この場合、Ｚｎ、Ｃｏ等を含有するＮｉ（ＯＨ）₂粉末においては、Ｚｎ、Ｃｏ等がＮｉ（ＯＨ）₂中に固溶しているもの、或いはその表面に付着しているもの等をすべて包含する。Ｚｎ、Ｃｏ等の含有量は、通常２〜１０重量％程度とすれば良い。
【００２８】
また、負極の活物質として水素吸蔵合金を用いる場合は、水素の吸蔵・放出が行えるものであれば合金の種類は特に限定されない。例えば、▲１▼ＬａＮｉ₅系合金、ＭｍＮｉ₅（Ｍｍは、希土類元素の混合物であるミッシュメタルを意味する）系合金等のＡＢ₅型の組成式で示される合金、▲２▼Ｔｉ−Ｍｎ−Ｎｉ系合金、Ｔｉ−Ｃｒ−Ｎｉ系合金、Ｚｒ−Ｍｎ−Ｎｉ系合金、Ｔｉ−Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｔｉ−Ｎｉ系合金等のＡＢ型合金、▲３▼Ｚｒ（Ｍｎ，Ｎｉ）₂系合金、Ｚｒ（Ｖ，Ｎｉ）₂系合金、Ｔｉ（Ｍｎ，Ｎｉ）₂系合金等のＡＢ₂型の組成式で示されるラーベス相合金、▲４▼Ｍｇ₂Ｎｉ系合金、Ｔｉ₂Ｎｉ系合金等のＡ₂Ｂの組成式で示される合金、▲５▼Ｖ−Ｔｉ−Ｎｉ系合金等のＮｉを含有するｂｃｃ型Ｖ基合金等が挙げられる。さらには、これらの合金の改良型、或いは水素と接触して金属水素化合物を形成するものであれば良い。これらの水素吸蔵合金の中では、ニッケルのほかに、さらに希土類元素、チタン、ジルコニウム、マグネシウム、コバルト、銅、マンガン、鉄、アルミニウム、バナジウム及びクロムの少なくとも１種を含むものが好ましい。
【００２９】
これらの水素吸蔵合金粉末においては、通常は平均粒径５〜７０μｍ程度、好ましくは１０〜３０μｍに調整して用いる。上記範囲内であれば、それを電池に組み込んだ場合、十分な電池特性が得られ、しかも鱗片状ニッケル合金粉末を効率良く分散させることができる。
【００３０】
本発明では、上記鱗片状ニッケル合金粉末の一部又は全部に、必要に応じて熱処理を施しても良い。熱処理温度は、通常３００〜９００℃程度、好ましくは４００〜７００℃とすれば良い。この熱処理によって特に鱗片状ニッケル合金粉末の低歪み化を図ることができる。低歪み化された鱗片状ニッケル合金粉末におけるダイナミック硬度は通常３００ＤＨ以下、好ましくは２５０ＤＨ以下となる。熱処理する時間は熱処理温度等に応じて適宜設定すれば良い。熱処理雰囲気はアルゴンガス、窒素ガス、ヘリウムガス等の不活性ガス雰囲気とすることが好ましい。
【００３１】
他の電極用粉末の成分としては、例えば、必要に応じてＣＭＣ樹脂、ＰＴＦＥ樹脂等の樹脂成分、或いは公知の導電助剤、酸化防止剤、防錆剤等を配合することもできる。配合量は、鱗片状ニッケル合金粉末の種類等に応じて適宜設定すれば良い。
【００３２】
次に、これらの各成分の混合を行う。混合方法は、公知の方法に従えば良く、一般に粉末冶金の分野で用いられる混合機、例えばライカイ機、ボールミル、振動ミル、アトライター等を使用して混合することができる。脆くて硬い水素吸蔵合金粉末とこれよりは軟らかい他の成分とをライカイ機等を用いて混合すれば水素吸蔵合金粉末をさらに微細に粉砕することができる。特に、前記の導電性ネットワークを効率良く形成させるためには、混合粉末に剪断応力を与えることができるメカノフュージョンタイプの混合機を用いることが好ましい。これにより、重なりあったり、凝集した粉末を一個一個に効率良く分散させることができる結果、活物質粉末等の積み重なりの数を少なくすることができる。メカノフュージョンタイプの混合機の操作条件は、特に限定されるものではないが、通常は回転数３００〜９００ｒｐｍ程度で混合時間１２０〜５分程度とすれば良い。
【００３３】
また、本発明において、活物質及び鱗片状ニッケル合金粉末に加えてさらに樹脂成分を配合する場合には、一般に塗料分野で使われる混合機を用いることができる。このような混合機としては、例えば双腕ニーダ、湿式ボールミル、湿式アトライター等を挙げることができる。混合操作中においては、特に重なり合ったり、凝集する活物質粉末、鱗片状ニッケル合金粉末、樹脂成分等を１個ずつの粒子に効率良く分散させる必要があるが、これらの混合機を用いることにより効果的に分散させることができる。特に、ＰＴＦＥ樹脂を用いる場合は、圧力と剪断応力を加えるとガム状になり、活物質と鱗片状ニッケル合金粉末とを強固に保持できることから、比較的容易に薄いシート状の電極を得ることができる。このため、ＰＴＦＥ樹脂を配合する場合には、高粘度タイプの混合物を混練できる２本ロールミル（例えば、（株）井上製作所製の市販品を用いることができる）が特に好ましい。２本ロールミルは、互いに反対方向に異なる周速で回転する２つのロール面の間隙を原材料が通過する際に粒子及び流体に強力な圧力と剪断応力を加え、分散と混合を効率良く行うことができる。２本ロールミルにおける回転数は、特に限定されるものではないが、通常は１〜１００ｒｐｍ程度、混合は二つのロール面の間隙を通過する回数で表して１００〜１０回程度通過すれば良い。
【００３４】
なお、混合する際は、電極用粉末の酸化を防止する必要がある場合はアルゴンガス、窒素ガス等の非酸化性雰囲気中で混合することが好ましい。但し、酸化防止剤、防錆剤等を使用する場合は、空気中（大気中）で混合することもできる。
【００３５】
次いで、得られた混合粉末をローラ等で圧縮しながら集電体に固着した後、集電体とともに加圧成型して一体化したシート状の電極とする。この過程において、鱗片状ニッケル合金粉末と活物質粉末は加圧によって集電体に強固に接合する。なお、集電体としては、公知のものが使用でき、例えば２次元構造のニッケル、銅等のエキスパンドメタル、穿孔鋼板にニッケルメッキを施したもの、ニッケル金網等を用いることができる。また、上記のローラ圧縮に際しては、必要であれば所定の電極形状に対応する形状をした金型内に必要量の一部の混合粉末をローラ圧縮しながら充填した後、集電体を載せ、さらに残りの混合粉末をローラ圧縮しながら充填することも可能である。
【００３６】
続いて、金型内に充填された混合粉末をシート状に加圧成型する。加圧成型における圧力は、電極用粉末の組成等に応じて適宜変更すれば良い。例えば、水素吸蔵合金粉末からなる負極を作製する場合は、通常１０００〜５０００kgf／cm²程度とすれば良い。一般に、鱗片状粉末は、成型による圧力依存性が少ないので５０００kgf／cm²を超える加圧による効果は比較的少ない。一方、水酸化ニッケルからなる正極を作製する場合は、水酸化ニッケル粉末自身での結着性が乏しいため、通常２０００〜８０００kgf／cm²程度とすれば良い。但し、ＰＴＦＥ樹脂等の結着剤を添加した場合は、ローラ圧縮による剪断応力で樹脂が繊維化するため、比較的低い圧力でも柔軟性のある薄い電極シートが得られる。従って、このような場合は、２００〜１０００kgf／cm²とすれば良い。加圧成型により、鱗片状ニッケル合金粉末が連続的に接触配向し、活物質から効率良く集電できる状態となる。その結果、内部抵抗が低減化された電極を得ることができる。
【００３７】
【作用】
本発明者は、さらなる放電容量等の向上を図るために電極の内部抵抗の改善を図ることを目的として、導電性粉末としてのニッケル粉末その他の金属粉末等と混合した粉末或いはニッケルを主体とする合金粉末を加圧して簡単に電極を作製する方法を種々検討している過程において、ニッケルの展延性を改善する金属又は電池に組み込み充放電するとイオンが溶け出す金属とニッケルとからなる鱗片状ニッケル合金粉末を電池活物質に配合して用いる場合には、粉末の偏析もなく、加圧成型したときに活物質と強固に接合して接触抵抗が改善されること、また溶け出したイオンによりさらに微視的な導電性ネットワークが形成されることを知見した。その結果として、電池の内部抵抗が改善でき、放電容量が大きくなり、また最大放電容量に達するサイクル数が少なく、しかも加工し易い等の効果があることも見出し、本発明を完成した。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、電池活物質に鱗片状ニッケル合金粉末を添加し、得られた混合粉末を加圧成型するので、粉末の偏析もなく、比較的簡単に電極を作製できる。そして、この電極を組み込んだ電池においては、電池の放電容量が著しく向上し、また最大放電容量に達するサイクル数の低減化を図ることができる。
【００３９】
【実施例】
以下、実施例及び比較例に基づき、本発明の特徴とするところをより詳細に説明する。
【００４０】
実施例１〜１２
（１）正極用混合粉末の調製及び正極の作製
正極には、水酸化ニッケル粉末（平均粒径１０μｍ）１００ｇに鱗片状Ｎｉ−５重量％Ｃｏ合金粉末（平均粒径１０μｍ、厚さ０．５μｍ）を表１に示すように１０重量％から３０重量％まで変化させてメカノフュージョン装置で４００ｒｐｍの条件下１０分間混合し、混合粉末をそれぞれ得た。
【００４１】
次に、最初に金型に各混合粉末１．０ｇをローラ圧縮しながら充填し、続いて集電体であるニッケルエキスパンドメタルを載せ、最後に残りの混合粉末１．０ｇをローラ圧縮しながら充填した。
【００４２】
次いで、加圧力５０００kgf／cm²で３０mm×４０mm（厚さ０．９ｍｍ）のシートを作成した。得られたシートにニッケルのリード板を接合し、セパレータとして親水化処理ポリプロピレン製の不織布で包んだ。このシートを正極とした（実施例１及び２）。また、ＰＴＦＥ樹脂を３重量％加え、加圧力１０００kgf／cm²とした以外は、実施例２と同様にして正極を作製した（実施例３）。
【００４３】
なお、比較のため、上記鱗片状Ｎｉ−５重量％Ｃｏ合金粉末の代わりに鱗片状Ｎｉ粉末（平均粒径１０μｍ、厚さ０．５μｍ）を用いた以外は実施例２と同様にして正極を作製した（比較例１）。
【００４４】
（２）負極用混合粉末の調製及び負極の作製
３７μｍ以下に粉砕した水素吸蔵合金粉末（ＬａＮｉ_3.4Ｃｏ_1.2Ａｌ_0.4）１００ｇに鱗片状Ｎｉ−５重量％Ｃｏ合金粉末（平均粒径１２μｍ、厚さ０．８μｍ）を表２〜表４に示すように５重量％から１５重量％まで変化させてメカノフュージョン装置で５００ｒｐｍの条件下１０分間混合した。
【００４５】
次に、最初に金型に混合粉末１．０ｇをローラ圧縮しながら充填して、続いて集電体である銅メッキしたニッケルエキスパンドメタルを載せ、最後に残りの混合粉末１．０ｇをローラ圧縮しながら充填した。
【００４６】
次いで、加圧力３０００kgf／cm²で３０mm×４０mm（厚さ０．６ｍｍ）のシートを作成した。得られたシートにニッケルのリード板を接合し、セパレータとして親水化処理ポリプロピレン製の不織布で包んだ。このシートを負極とした（実施例４〜６及び実施例８〜１１）。また、ＰＴＦＥ樹脂を３重量％加え、加圧力１０００kgf／cm²とした以外は、実施例６と同様にして負極を作製した（実施例７）。さらに、鱗片状Ｎｉ−５重量％Ｃｏ合金粉末をアルゴン中６００℃で３０分間熱処理したものを用いて実施例６と同様にして負極を作製した（実施例１２）。
【００４７】
なお、比較のため、上記鱗片状Ｎｉ−５重量％Ｃｏ合金粉末の代わりに鱗片状Ｎｉ粉末（平均粒径１０μｍ、厚さ０．８μｍ）を用いた以外は実施例６と同様にして負極を作製した（比較例２）。同様に、上記鱗片状Ｎｉ−５重量％Ｃｏ合金粉末の代わりに粒状Ｎｉ粉末（平均粒径１０μｍ）を用いた以外は実施例８と同様にして負極を作製した（比較例３）。
【００４８】
試験例１
（１）開放型電池の組立
上記の実施例及び比較例で作製した電極を用いて電池を組み立てた。
【００４９】
セパレータで包んだ正極と負極は、各々の電極に対して十分に容量の大きい既製の対極を用いてサンドイッチ状に挟み、６Ｍの水酸化カリウム溶液を電解液とする開放型電池を組み立てた。この開放型電池を２０℃の恒温槽に設置した。
【００５０】
（２）電池の充放電サイクル試験
正極をテストする場合は、充電電流２９ｍＡ／ｇで１０時間充電し、０．５時間休止した後、放電電流５８ｍＡ／ｇで電圧が０．８Ｖに低下するまで行い、また負極をテストする場合は、充電電流１００ｍＡ／ｇで４時間充電し、０．５時間休止した後、放電電流１００ｍＡ／ｇで電圧が０．８Ｖに低下するまで放電するというサイクルで充放電を繰り返す実験を行い、それぞれの最大放電容量と最大放電容量に達するまでのサイクル数を測定した。その結果を表１〜４に示す。
【００５１】
【表１】

【００５２】
【表２】

【００５３】
【表３】

【００５４】
【表４】

【００５５】
表１から、正極について、水酸化ニッケルに鱗片状Ｎｉ−５重量％Ｃｏ合金粉末を添加した場合（実施例２）の方が、鱗片状Ｎｉ粉末を添加した場合（比較例１）に比べて、最大放電容量に達するサイクル数が少なく、また最大放電容量も大きいことがわかる。
【００５６】
表２及び表３から、負極についても、水素吸蔵合金粉末に鱗片状Ｎｉ−５重量％Ｃｏ合金粉末を添加した場合（実施例６）の方が、鱗片状Ｎｉ粉末を添加した場合（比較例２）に比べて、最大放電容量に達するサイクル数が少なく、また最大放電容量も大きいことがわかる。
【００５７】
さらに、表３から明らかなように、水素吸蔵合金粉末に対して添加した種々の鱗片状ニッケル合金粉末においては、その粒子形状が粒状のもの（比較例３）に比較して、最大放電容量に達するまでのサイクル数が少なく、最大放電容量も大きい。
【００５８】
表２及び表４の結果から、熱処理した鱗片状ニッケル合金粉末を用いる場合（実施例１２）は、熱処理しない場合（実施例６）に比べてさらに大きな最大放電容量を示すことがわかる。

Claims

電極用粉末として、電池活物質を含む粉末１００重量部に対して鱗片状ニッケル合金粉末５〜３０重量部を含有する混合粉末を用いることを特徴とするアルカリ二次電池用電極。
鱗片状ニッケル合金粉末が、平均粒径５〜２０μｍであって、厚さの平均が０．９μｍ以下である請求項１記載のアルカリ二次電池用電極。
鱗片状ニッケル合金粉末が、Ｃｏ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｂ及びＰの少なくとも１種を５０重量％以下の範囲で含有するニッケル合金の粉末である請求項１記載のアルカリ二次電池用電極。
鱗片状ニッケル合金粉末の一部又は全部が、３００〜９００℃で熱処理されたものである請求項１乃至３のいずれかに記載のアルカリ二次電池用電極。
電池活物質が、コバルト及び亜鉛の少なくとも１種を２〜１０重量％含有する水酸化ニッケルである請求項１乃至４のいずれかに記載のアルカリ二次電池用電極。
電池活物質が、ニッケルを含有する水素吸蔵合金であって、さらに当該水素吸蔵合金が希土類元素、チタン、ジルコニウム、マグネシウム、コバルト、銅、マンガン、鉄、アルミニウム、バナジウム及びクロムの少なくとも１種を含む請求項１乃至４のいずれかに記載のアルカリ二次電池用電極。
電池活物質を含む粉末１００重量部に鱗片状ニッケル合金粉末５〜３０重量部を混合し、この混合粉末を集電体に固着して、次いで加圧成型することを特徴とするアルカリ二次電池用電極の製造方法。
請求項１乃至６のいずれかに記載の電極のうち、電池活物質として少なくとも水酸化ニッケルを用いたものを正極とし、電池活物質として少なくとも水素吸蔵合金を用いたものを負極としたニッケル−金属水素化物電池。