JPH0119620B2 - - Google Patents
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- JPH0119620B2 JPH0119620B2 JP57068353A JP6835382A JPH0119620B2 JP H0119620 B2 JPH0119620 B2 JP H0119620B2 JP 57068353 A JP57068353 A JP 57068353A JP 6835382 A JP6835382 A JP 6835382A JP H0119620 B2 JPH0119620 B2 JP H0119620B2
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/66—Selection of materials
- H01M4/665—Composites
- H01M4/667—Composites in the form of layers, e.g. coatings
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- H01M4/742—Meshes or woven material; Expanded metal perforated material
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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
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- 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】
本発明は、ガス吸収式密閉形アルカリ蓄電池に
利用されるペースト式カドミウム負極の製造法に
関する。
利用されるペースト式カドミウム負極の製造法に
関する。
ペースト式カドミウム負極は、密閉形アルカリ
蓄電池などに用いられているが、焼結式カドミウ
ム負極に比べて製造法が簡単で、エネルギー密度
が高いなどの特徴をもつている反面、特性面での
制約が多いなどの問題もある。従来ペースト式カ
ドミウム負極は、酸化カドミウムの微粉末とカー
ボニルニツケル粉末を結着剤、増粘剤、溶媒とと
もに混練してペースト状とし、多孔性金属芯体の
両側に塗着・乾燥し、次いでアルカリ水溶液中で
化成し、必要に応じて加圧成型して得られるもの
であつた。密閉形アルカリ蓄電池の使用条件は、
従来充放電電流はそれほど大きくなく、充電は
0.1C以下、放電も1C程度がほとんどであつたの
で、焼結式カドミウム負極とほとんど同等の性能
を得ることができた。しかし最近になつて短時間
で充電できるタイプや大電流で放電できるタイプ
が要望されるようになるにいたり、従来の方法で
は種々の問題が生じるようになつた。特に急速充
電時には、従来のペースト式負極では大きな問題
が生じることが明確になつた。従来は活物質中に
導電材としてカーボニルニツケル粉末を10〜30重
量％添加していたが、これは活物質間の導電性を
高め充放電特性を良好ならしめるのに効果があつ
たが、一方では活物質中に水素過電圧の低いカー
ボニルニツケル粉末が混入することになるため、
特に大電流で充電したときに水素を発生したり、
また電池容量と無関係なカーボニルニツケル粉末
が含まれるため、ペースト式カドミウム負極の本
来の特徴である高エネルギー密度を生かせなくな
るという欠点が生じた。
蓄電池などに用いられているが、焼結式カドミウ
ム負極に比べて製造法が簡単で、エネルギー密度
が高いなどの特徴をもつている反面、特性面での
制約が多いなどの問題もある。従来ペースト式カ
ドミウム負極は、酸化カドミウムの微粉末とカー
ボニルニツケル粉末を結着剤、増粘剤、溶媒とと
もに混練してペースト状とし、多孔性金属芯体の
両側に塗着・乾燥し、次いでアルカリ水溶液中で
化成し、必要に応じて加圧成型して得られるもの
であつた。密閉形アルカリ蓄電池の使用条件は、
従来充放電電流はそれほど大きくなく、充電は
0.1C以下、放電も1C程度がほとんどであつたの
で、焼結式カドミウム負極とほとんど同等の性能
を得ることができた。しかし最近になつて短時間
で充電できるタイプや大電流で放電できるタイプ
が要望されるようになるにいたり、従来の方法で
は種々の問題が生じるようになつた。特に急速充
電時には、従来のペースト式負極では大きな問題
が生じることが明確になつた。従来は活物質中に
導電材としてカーボニルニツケル粉末を10〜30重
量％添加していたが、これは活物質間の導電性を
高め充放電特性を良好ならしめるのに効果があつ
たが、一方では活物質中に水素過電圧の低いカー
ボニルニツケル粉末が混入することになるため、
特に大電流で充電したときに水素を発生したり、
また電池容量と無関係なカーボニルニツケル粉末
が含まれるため、ペースト式カドミウム負極の本
来の特徴である高エネルギー密度を生かせなくな
るという欠点が生じた。
本発明は、従来のペースト式カドミウム負極の
欠点を除去し、急速充電時においても水素発生を
なくして安定した充電特性を示し、しかもペース
ト式カドミウム負極の本来の特徴である高エネル
ギー密度の電極を得ることのできる製造法を提供
するものである。
欠点を除去し、急速充電時においても水素発生を
なくして安定した充電特性を示し、しかもペース
ト式カドミウム負極の本来の特徴である高エネル
ギー密度の電極を得ることのできる製造法を提供
するものである。
本発明は、酸化カドミウムの微粉末を結着剤、
増粘剤、溶媒とともに混練してペースト状とし、
多孔性金属芯体の両側に塗着・乾燥してペースト
式カドミウム負極を得る方法において、主活物質
中のカーボニルニツケル粉末の含有量を１重量％
以下にして充電中の水素発生を抑制するととも
に、塗着・乾燥して得られた負極板を、ニツケル
塩水溶液中で陰電解し、次いでカドミウム塩水溶
液に含浸した後アルカリ水溶液中で陰電解するこ
とによつて、活物質表面層に金属ニツケル層と金
属カドミウムまたは水酸化カドミウム層を順次形
成させて、活物質表面に直接ニツケル層が露出し
ない構成とし、水素発生の抑制と導電性の確保と
を図つたことを特徴としている。
増粘剤、溶媒とともに混練してペースト状とし、
多孔性金属芯体の両側に塗着・乾燥してペースト
式カドミウム負極を得る方法において、主活物質
中のカーボニルニツケル粉末の含有量を１重量％
以下にして充電中の水素発生を抑制するととも
に、塗着・乾燥して得られた負極板を、ニツケル
塩水溶液中で陰電解し、次いでカドミウム塩水溶
液に含浸した後アルカリ水溶液中で陰電解するこ
とによつて、活物質表面層に金属ニツケル層と金
属カドミウムまたは水酸化カドミウム層を順次形
成させて、活物質表面に直接ニツケル層が露出し
ない構成とし、水素発生の抑制と導電性の確保と
を図つたことを特徴としている。
本発明における実施例を以下に示す。酸化カド
ミウム粉末100重量部に対して、合成樹脂単繊維
0.5重量部と、エチレングリコール30重量部にポ
リビニルアルコール0.75重量部を加熱溶解した液
を混練してペースト状として、これを100μの厚
みの鉄にニツケルメツキをした開孔鉄板の両側に
塗着した後、約110℃で乾燥して負極板を得る。
このとき充填する活物質の理論容量は、38×260
mmの極板寸法で5.5Ahとなるようペーストの塗着
量を調節する。次にこうして得られた負極を、
250ｇ/Ni（NO3）2・6H2O水溶液（PH３〜４）
中にて1Aの通電電流にて１時間陰電解して活物
質表面層に金属ニツケル層を形成させ、水洗・乾
燥した後、さらに600ｇ/Cd（NO3）・4H2O水溶
液（PH１〜２）中に３分間浸漬し、80℃で乾燥す
る。次に、比重1.15のKOH水溶液中にて3Aの通
電電流で１時間陰電解した後、水洗・乾燥して本
発明における負極を得た。こうして得た負極をＡ
とする。
ミウム粉末100重量部に対して、合成樹脂単繊維
0.5重量部と、エチレングリコール30重量部にポ
リビニルアルコール0.75重量部を加熱溶解した液
を混練してペースト状として、これを100μの厚
みの鉄にニツケルメツキをした開孔鉄板の両側に
塗着した後、約110℃で乾燥して負極板を得る。
このとき充填する活物質の理論容量は、38×260
mmの極板寸法で5.5Ahとなるようペーストの塗着
量を調節する。次にこうして得られた負極を、
250ｇ/Ni（NO3）2・6H2O水溶液（PH３〜４）
中にて1Aの通電電流にて１時間陰電解して活物
質表面層に金属ニツケル層を形成させ、水洗・乾
燥した後、さらに600ｇ/Cd（NO3）・4H2O水溶
液（PH１〜２）中に３分間浸漬し、80℃で乾燥す
る。次に、比重1.15のKOH水溶液中にて3Aの通
電電流で１時間陰電解した後、水洗・乾燥して本
発明における負極を得た。こうして得た負極をＡ
とする。
次に比較のために従来法による負極を用意し
た。酸化カドミウム粉末100重量部とカーボニル
ニツケル粉末25重量部を、合成樹脂単繊維0.5重
量部とエチレングリコール30重量部にポリビニル
アルコール0.75重量部を加熱溶解した液を加えて
ペースト状として、これを100μの厚みの鉄にニ
ツケルメツキをした開孔鉄板の両側に塗着した
後、110℃で乾燥する。このときの活物質理論容
量は、本発明における負極Ａと同様に38×260mm
の極板寸法で5.5Ahになるようにする。次にこれ
を、比重1.15のKOH水溶液中にて3Aの通電電流
で１時間陰電解した後、水洗・乾燥して従来法に
よる負極Ｂを得る。また比較のために、本発明に
おける負極Ａにおいてペースト塗着・乾燥後のニ
ツケル塩水溶液中での陰電解とカドミウム塩水溶
液への浸漬を省いて得た負極をＣとする。
た。酸化カドミウム粉末100重量部とカーボニル
ニツケル粉末25重量部を、合成樹脂単繊維0.5重
量部とエチレングリコール30重量部にポリビニル
アルコール0.75重量部を加熱溶解した液を加えて
ペースト状として、これを100μの厚みの鉄にニ
ツケルメツキをした開孔鉄板の両側に塗着した
後、110℃で乾燥する。このときの活物質理論容
量は、本発明における負極Ａと同様に38×260mm
の極板寸法で5.5Ahになるようにする。次にこれ
を、比重1.15のKOH水溶液中にて3Aの通電電流
で１時間陰電解した後、水洗・乾燥して従来法に
よる負極Ｂを得る。また比較のために、本発明に
おける負極Ａにおいてペースト塗着・乾燥後のニ
ツケル塩水溶液中での陰電解とカドミウム塩水溶
液への浸漬を省いて得た負極をＣとする。
こうして得た負極Ａ，Ｂ，Ｃの厚みは、ＡとＣ
が0.60mm、Ｂが0.75mmであるのでＢのみを加圧成
形して0.60mmとしたのち、1.8Ahの容量をもつ38
×200×0.60mm大きさの焼結式正極とともに、円
筒密閉形ニツケル・カドミウム蓄電池（Ｃサイ
ズ）を構成した。
が0.60mm、Ｂが0.75mmであるのでＢのみを加圧成
形して0.60mmとしたのち、1.8Ahの容量をもつ38
×200×0.60mm大きさの焼結式正極とともに、円
筒密閉形ニツケル・カドミウム蓄電池（Ｃサイ
ズ）を構成した。
負極Ａ，Ｂ，Ｃにより構成した電池をそれぞれ
20℃、3Aで充電したときの充電電圧の挙動と、
電池内部圧力の挙動を求めた。その結果を第１図
と第２図に示す。この結果から明らかなように、
本発明における負極Ａにより構成された電池は充
電電圧も低く、電池内部圧力も低い。しかし従来
法による負極Ｂは、充電電圧はＡと同様であるが
電池内部圧力は、充電後元の圧力に戻らず、ガス
クロマクトグラフ分析により発生ガスは水素であ
ることが確認された。また負極Ｃについては電池
内部圧力の挙動はＡと同様であるが、充電電圧が
高くなることが確認された。また負極Ｂについて
充電時の圧力がＡやＣに比較して、約３倍になる
のは加圧成型により多孔度が低下しているためで
ある。
20℃、3Aで充電したときの充電電圧の挙動と、
電池内部圧力の挙動を求めた。その結果を第１図
と第２図に示す。この結果から明らかなように、
本発明における負極Ａにより構成された電池は充
電電圧も低く、電池内部圧力も低い。しかし従来
法による負極Ｂは、充電電圧はＡと同様であるが
電池内部圧力は、充電後元の圧力に戻らず、ガス
クロマクトグラフ分析により発生ガスは水素であ
ることが確認された。また負極Ｃについては電池
内部圧力の挙動はＡと同様であるが、充電電圧が
高くなることが確認された。また負極Ｂについて
充電時の圧力がＡやＣに比較して、約３倍になる
のは加圧成型により多孔度が低下しているためで
ある。
実施例における結果から明らかなように本発明
における負極は、急速充電時においても安定した
充電特性が得られることが確認された。
における負極は、急速充電時においても安定した
充電特性が得られることが確認された。
従来のペースト式負極は、活物質の導電性を確
保するために、カーボニルニツケル粉末を10〜30
重量％添加しているが、大電流で充電したときに
は、実施例における負極Ｂのように水素発生を伴
うことになる。これは水素過電圧の低いカーボニ
ルニツケルが混入しているためで、活物質中に１
重量％以上含まれると水素発生が顕著となる。一
方活物質中のカーボニルニツケル量を１重量％よ
りも少なく規制すると、カドミウムの水素過電圧
が比較的高いために、大電流で充電したときでも
水素発生はわずかであるが、導電材としてのカー
ボニルニツケル粉末がほとんど除去されているた
めに電極の導電性が低下し大電流で充放電したと
きの電圧特性が劣化する。そこで本発明のように
電極の活物質表面層に金属ニツケル層と金属カド
ミウムまたは水酸化カドミウム層を順次形成させ
れば、金属ニツケル層が導電材としての機能を持
ち、しかも直接金属ニツケル層と電解液とが接す
ることもなくなるので、電極の導電性を確保しな
がら水素発生を抑制することが可能となる。この
ように本発明における負極の価値は極めて大なる
ものである。
保するために、カーボニルニツケル粉末を10〜30
重量％添加しているが、大電流で充電したときに
は、実施例における負極Ｂのように水素発生を伴
うことになる。これは水素過電圧の低いカーボニ
ルニツケルが混入しているためで、活物質中に１
重量％以上含まれると水素発生が顕著となる。一
方活物質中のカーボニルニツケル量を１重量％よ
りも少なく規制すると、カドミウムの水素過電圧
が比較的高いために、大電流で充電したときでも
水素発生はわずかであるが、導電材としてのカー
ボニルニツケル粉末がほとんど除去されているた
めに電極の導電性が低下し大電流で充放電したと
きの電圧特性が劣化する。そこで本発明のように
電極の活物質表面層に金属ニツケル層と金属カド
ミウムまたは水酸化カドミウム層を順次形成させ
れば、金属ニツケル層が導電材としての機能を持
ち、しかも直接金属ニツケル層と電解液とが接す
ることもなくなるので、電極の導電性を確保しな
がら水素発生を抑制することが可能となる。この
ように本発明における負極の価値は極めて大なる
ものである。
第１図は本発明の実施例における負極を用いて
構成した円筒密閉形アルカリ蓄電池の急速充電時
の電圧挙動を示す図、第２図は電池内部圧力の挙
動を示す図である。 Ａ……本発明における負極、Ｂ……従来例にお
ける負極、Ｃ……従来例における負極。
構成した円筒密閉形アルカリ蓄電池の急速充電時
の電圧挙動を示す図、第２図は電池内部圧力の挙
動を示す図である。 Ａ……本発明における負極、Ｂ……従来例にお
ける負極、Ｃ……従来例における負極。
Claims (1)
- １ 酸化カドミウムの微粉末を結着剤、増粘剤、
溶媒とともに混練してペースト状とし、多孔性金
属芯体の両側に塗着・乾燥してペースト式カドミ
ウム負極を得る方法であつて、主活物質中のカー
ボニルニツケル粉末の含有量を１重量％よりも少
量にするとともに、前記塗着・乾燥後の多孔性負
極板をニツケル塩水溶液中で陰電解し、次いでカ
ドミウム塩水溶液中に含浸した後アルカリ水溶液
中で陰電解することによつて、活物質表面層に金
属ニツケル層と金属カドミウムまたは水酸化カド
ミウム層を順次形成させたことを特徴とするアル
カリ蓄電池用カドミウム負極の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57068353A JPS58186163A (ja) | 1982-04-22 | 1982-04-22 | アルカリ蓄電池用カドミウム負極の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57068353A JPS58186163A (ja) | 1982-04-22 | 1982-04-22 | アルカリ蓄電池用カドミウム負極の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58186163A JPS58186163A (ja) | 1983-10-31 |
| JPH0119620B2 true JPH0119620B2 (ja) | 1989-04-12 |
Family
ID=13371365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57068353A Granted JPS58186163A (ja) | 1982-04-22 | 1982-04-22 | アルカリ蓄電池用カドミウム負極の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58186163A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5248571A (en) * | 1990-09-27 | 1993-09-28 | Gates Energy Products, Inc. | Cadmium electrode and cell having anti-agglomeration characteristics |
-
1982
- 1982-04-22 JP JP57068353A patent/JPS58186163A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58186163A (ja) | 1983-10-31 |
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