JPH01154460A

JPH01154460A - 電池用カドミウム極の製造法

Info

Publication number: JPH01154460A
Application number: JP62312743A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Iwaki; 勉岩城; Yoshio Moriwaki; 良夫森脇; Akiyoshi Shintani; 新谷　明美
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1987-12-10
Filing date: 1987-12-10
Publication date: 1989-06-16

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、電池用とくに密閉形のニッケルーカドミウム
蓄電池のカドミウム極に関する。

従来の技術各種の電源のうち、二次電池としては、鉛蓄電池とアル
カリ蓄電池とが広く使われている。後者のアルカリ蓄電
池では、最も広く使われているのが、ニッケルーカドミ
ウム蓄電池であり、密閉形構造の採用が実用の範囲を広
げる大きな要因になった。

また、電極としては、焼結式ニッケル極が開発されたこ
とから放電特性とくに高率放電にすぐれ、また、寿命も
長い。さらに過充電や放置などによる性能の劣化も少な
く、低温でも性能がよい。このような特性の上に密閉化
が可能になり、使い易さと信頼性が向上した。

このような密閉形蓄電池を各種のボーダブル機器に用い
るようになってから、まず高エネルギー密度が要求され
る。これについては、電極に関する容量密度の向上によ
って対応している。最近では、その他に急速充電への要
望が強い。

密閉形のニッケルーカドミウム蓄電池の密閉化の原理は
、いわゆるノイマン方式として知られ、充電完了時にニ
ッケル極から発生する酸素をカドミウム極で吸収し、カ
ドミウム極を過充電状態にしないことにより、酸素も水
素も発生させないことを甚本としている。

したがって、急速充電を可能にするためには、カドミウ
ム極による酸素ガスの吸収をできるだけ迅速に行なわせ
ることが必要である。事実、たとえば１時間充電を行な
い、充電完了を電圧や温度で検知して過充電状態になる
と充電電流を減少させる方式で急速充電が可能になって
いる。

一方、このような密閉形アルカリ蓄電池用カドミウム極
には、放電時にカドミウム極律則にならないように、電
池構成前に予め部分充電を行なっておくことが通常用い
られる手段である。従来は、このような放電補償用の充
電は、当然アルカリ浴中で行なわれてきた。

発明が解決しようとする問題点しかしながら、このような手段では高エネルギー密度の
もとでの急速充電については不十分であった。

型持にカドミウム極律則にならないようにする。

問題点を解決するための手段そこで、公知の苛性アルカリ水溶液の代りに、酸性浴を
用い、電解による陰分極するものである。

この場合、酸としては、硫酸あるいは、塩酸が好ましい
。この場合これらの酸は、強酸なので極少量でｐＨは２
以下になり、好ましくは１以下がよい。

作用本発明は、酸性浴、好ましくは硫酸あるいは塩酸を用い
、ｐｌ＋を２以下にした浴中で同様に充電すると、カド
ミウムの生成は電極表面に生成し、内部は酸化カドミウ
ムのままであることを見出した。

密閉形電池の場合、第１回目の充電における負極のガス
吸収能の優劣は、その後の充放電サイクルでのガス吸収
能に大きく影響を与える。したがって、正極に一番近い
負極の電極表面にカドミウムを集中的に形成しておくこ
とは、第１回目のガス吸収に対しては、極めて効果的で
あり、後のサイクルでガス吸収特性を向上させることに
なる。

実施例市販の酸化カドミウムをポリビニルアルコールの３％（
重量）のエチレングリコール溶液９重量比で５％のポリ
エチレン微粉末、同じく０．６％の塩化とニル−アクリ
ロニトリル短繊維などを加えてペーストを作る。これを
厚さ０．１５ｍｍ、孔径１．８ｍｍ。

開孔度５０％の鉄製でニッケルメッキを施したパンチン
グメタル板に塗着する。スリットを通して平滑化し、厚
さを０．６ｍｍに調整する。その後１２０℃で２時間乾
燥してペースト式カドミウム極を得る。

電池としては、５ｕｂＣ形の密閉形ニッケルーカドミウ
ム蓄電池を例にした。したがって、このようにして得ら
れたカドミウム極を幅３．３ｃｍｔ長さ２０ｃｍに裁断
して、リード板を所定の２ケ所にスポット溶接により取
り付けた。

このようにして得られたカドミウム極を硫酸カリウム４
０　ｇ　／　ｌ　、塩化カリウム１０ｇ／ｌ、硼酸３０
　ｇ　／　ｌ　ｖ濃硫酸１０　ｍ　ｌ　／　ｌ　ｔ！：
加えた浴中で２５℃＊　１００ｍＡ／ｃｍ２（７）条件
で１分間、対極ニ黒鉛板を用いて陰分極を行なった。そ
の結果、苛性アルカリ浴中とは異なり、白色のカドミウ
ムが電極全面にほぼ均一に形成した。なお、電極を裁断
してみたところ、内部は酸化カドミウムのままでめった
。

以上のように、通ｉを容易にするために、硫酸カリウム
、硫酸ナトリウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム等を
加えておいても良い、さらに、酸の一種の緩衝効果を持
たせるために硼酸等弱酸の添加も好ましい。

このような浴中で従来と同様にカドミウム極を負極にし
て充電方向に電流を流す、即ち、陰分極する。この場合
電気量としては電流密度１００ｍＡ／ｃｍ２を選んだ場
合は、０．５〜２分間程度が好ましい。

なお、この酸性浴では、カドミウムの浴出が極少量認め
られるので、上記の陰分極を１分間以内に止め、その後
は、通常の苛性アルカリ浴中で、補充電を行ってもよい
。

また、水洗後、さらに放電補償用容量を増すために、こ
の極を１４０ｍＡ／ｃｍ２の電流密度、時間２分、電解
浴、比重１ｏ　１５の苛性カリ水溶液、温度２５℃の条
件で対極にニッケル板を用いて充電した。この充電量は
、計算の上では、全体のカドミウム理論容量の約８％に
相当するが、充電効率が低いので、実際には４％程度が
充電されたとみてよい。

これが、酸性浴中で形成したカドミウムに加算される。

水洗、乾燥後、市販のフッソ樹脂ディスバージョンの２
０倍希釈液を加え、乾燥して、カドミウム極を得た。

電池構成のための相平衡としては、公知の発泡式ニッケ
ル極を選び、幅３．３ｃｍ、長さ１７ｃｍとした。厚さ
は０．６５ｍｍである。セパレータとしては、ボリアミ
ド不織布、電解液としては、比重１．２２の苛性カリ水
溶液に水酸化リチウムを２５ｇ／ｌ溶解して用いた。公
称容量は２．０Ａｈである。この電池を（Ａ）とする。

つぎに、比較のために、従来の苛性カリ水溶液中でのみ
放電補償用のカドミウムを陰分極により、形成させた電
極を用いた電池を（Ｂ）として加えた。

これら電池の通常の充放電での放電容量はほぼ同じであ
った。たとえば、０．２０充電−０，２Ｃ放電では、い
ずれも２．０〜２．１Ａｈを示した。

そこでつぎに各電池の急速充電特性を調べた。

電池は、いずれも１０セル用いた。周囲温度を０℃とし
、各充電率で充電した際の電池内の圧力の変化を測定し
た。なお、充電は、放電容量の１゜３倍まで各充電率で
行ない。その後は、０．２０に減少させて全体で放電容
量の１．４倍充電した。

まず、ＩＣ充電（２，ＯＡ）時での各電池の最高内圧は
、電池（Ａ）では２　、２〜２．８　ｋｇ／ｃｍ２゜電
池（Ｂ）では、３．４〜３．９ｋｇ／ｃｎ＋２であった
。

つぎに１．２５Ｃ（２，５Ａ）にすると電池（Ａ）では
、４．５〜５．１．（Ｂ）で７．４〜８．０であった。

つまり、電池（Ｂ）に比べて（Ａ＞ではガス吸収の点で
優れていた最も大きな理由は、カドミウム極上に集中的
にカドミウムを形成させたことにあると思われる。

このように、本実施例の電池（Ａ）では、酸性浴中で陰
分極する簡単な工程を加えるだけで、ガス吸収特性の向
上が可能になった。

発明の効果以上のように本発明は、酸化カドミウムを主とそれによ
り充電時のガス吸収特性の改善が可能になった。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）酸化カドミウムを主とする電極を、強酸性の浴に
浸漬し、電解により陰分極することを特徴とする電池用
カドミウム極の製造法。
（２）強酸性が少なくともｐＨ２以下であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の電池用カドミウム極
の製造法。
（３）浴が硫酸あるいは塩酸酸性であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項または第２項記載の電池用カド
ミウム極の製造法。