JP4042000B2 - アルカリ蓄電池用ニッケル電極の再生方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ニッケル金属水素化物電池やニッケルカドミウム電池等に用いられるアルカリ蓄電池用ニッケル電極の再生方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ガソリンエンジン車等による大気汚染の進行を防止する方法の１つとして、電気自動車の使用が取り上げられている。特に米国では、カリフォルニア州で自動車の販売量の１０％を電気自動車にすることが義務づけることを定めた法案が可決され、また他の州でもこの法案を採用するなど、電気自動車に対する期待が高まっている。この電気自動車にはガソリンエンジン車と同程度の性能が求められていることから、その性能に大きく影響を及ぼす電気自動車用電源については活発な研究開発が行われている。電気自動車及びその電源に要求される主な基本性能には、以下の７項目が挙げられる。
【０００３】
(1) １充電走行距離が長いこと（エネルギー密度が高いこと）
(2) 加速及び登坂性能が優れていること（出力密度・高率放電特性が優れていること）
(3) 種々の気候環境下で使用できること（温度特性が優れていること）
(4) 電池交換などの補修が少ないこと（サイクル寿命が長いこと）
(5) 環境を汚染しないこと（有害物質を排出しないこと）
(6) 一般ユーザーが使用できる価格であること（低コストであること）
(7) 安全であること（安全性が高いこと）
現在、電気自動車用電源として種々の電池が検討されているが、正極にニッケル電極を用いたニッケル水素化物電池は、高エネルギー密度を有すること、サイクル寿命が長いこと、有害物質を排出しないこと及び安全性の観点から、電気自動車用電源の最有力候補として有望視されている。現在、ニッケル水素化物電池は性能的にはほぼ実用レベルとなっていることから、実用化に向けた低コスト化が重要な課題となっている。この低コスト化については、ニッケル水素化物電池の構成部品それぞれについてコストダウンを図るとともに電池のリサイクルの検討も必要である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一般的に従来のアルカリ蓄電池のリサイクルは、電池を解体することによって得られた電極等の部品を溶解等の手段を用いて、インゴッドや活物質の原料として再利用するというものである。しかしながら、この方法では回収コストに不純物の除去等の精製コスト等が付加されることから、かえってコスト高となる問題点があった。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、低コストのアルカリ蓄電池用ニッケル電極の再生方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のニッケル電極の再生方法は、ニッケル多孔体基板に水酸化ニッケルを主体とする活物質を充填したニッケル電極を用いたアルカリ蓄電池を使用して放電性能が低下した後、当該電池からニッケル電極を取り出し、当該ニッケル電極を２価のコバルトイオンを含む水溶液中に浸漬した後にアルカリ水溶液に浸漬し、その後充電することを特徴とするアルカリ蓄電池用ニッケル電極の再生方法である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
ペースト式ニッケル電極の電極反応は固相反応であることから、電気自動車用電池として使用することによって受ける放電性能の低下は、主にペースト式ニッケル電極内に形成されている導電性のオキシ水酸化コバルト（ＣｏＯＯＨ）の劣化による、活物質である水酸化ニッケル粒子間の導電性の低下に起因するものである。そこで、放電性能が低下した電気自動車用ニッケル水素化物電池を解体することによって得られたニッケル電極を２価のコバルトイオンを含む水溶液中に浸漬し、次にアルカリ水溶液に浸漬して、Ｃｏ²⁺＋２ＯＨ^- →Ｃｏ（ＯＨ）₂ の反応でニッケル電極の活物質表面にＣｏ（ＯＨ）₂ を析出させる。その後充電することにより、２Ｃｏ（ＯＨ）₂ →２ＣｏＯＯＨ＋Ｈ₂ の反応でＣｏ（ＯＨ）₂ をＣｏＯＯＨに変化させ、水酸化ニッケル粒子間に導電性を付与することで、ＣｏＯＯＨによる導電性ネットワークを補強し、ニッケル電極の放電性能を回復させることができる。
【０００８】
なお、上記ニッケル電極の充電は、ニッケル電極をアルカリ蓄電池に組み込む前に行ってもよいし、組み込んだ後に行ってもよい。
【０００９】
【実施例】
以下、本発明の詳細を実施例に基づいて説明する。
【００１０】
ニッケル水素化物電池を解体することによって得られたニッケル電極を水洗した後に、空気中で８０℃で乾燥を行った。次に、このニッケル電極を硝酸コバルトの５０wt％水溶液中に浸漬した後に空気中で８０℃で乾燥を行った。次いで、この電極を８０℃の６．８Ｎ水酸化カリウム水溶液に浸漬した後に、水洗乾燥を行い再生電極（電極Ａ）とした。
【００１１】
また、上記処理を行わず、解体によって得られたニッケル電極を水洗した後に、空気中で８０℃で乾燥しただけの電極（電極Ｂ）及び未使用のニッケル電極（電極Ｃ）を比較例とした。
【００１２】
これらのニッケル電極の高率放電特性を調べるために、対極として水素吸蔵合金電極を用いてセパレータを介して開放形セルを構成した。これに、６．８Ｎ水酸化カリウム水溶液の電解液を注液し、２０℃で６時間放置（エージング）した後に初充電を行なった。その後、容量確認のため、０．１Ｃ率で基準容量の１０５％まで充電を行ない、０．２Ｃ率で水銀／酸化水銀参照電極に対して０Ｖまで放電を行なった。高率放電特性の測定は、上記充電条件にて充電を行ない、１Ｃ率及び３Ｃ率での放電容量を測定した。その結果を図１に示す。図１から明らかな如く、本発明電極Ａを用いたセルは高率放電特性が回復していることがわかる。
【００１３】
【発明の効果】
上述のように、本発明は使用後の電池から得られたニッケル電極を２価のコバルトイオンを含む水溶液中に含浸した後にアルカリ水溶液に浸漬して再度電極として用いることにより、安価なアルカリ蓄電池用ニッケル電極を提供することができるので、その工業的価値は極めて大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】各電極の高率放電特性を示した図である。

Claims (2)

1. ニッケル多孔体基板に水酸化ニッケルを主体とする活物質を充填したニッケル電極を用いたアルカリ蓄電池を使用して放電性能が低下した後、当該アルカリ蓄電池からニッケル電極を取り出し、当該ニッケル電極を２価のコバルトイオンを含む水溶液中に浸漬した後にアルカリ水溶液に浸漬し、その後充電することを特徴とするアルカリ蓄電池用ニッケル電極の再生方法。
2. 前記２価のコバルトイオンを含む水溶液が、硝酸コバルト水溶液又は硫酸コバルト水溶液であることを特徴とする請求項１記載のアルカリ蓄電池用ニッケル電極の再生方法。

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