JPH0233853A - アルカリ蓄電池用ニッケル正極板の製造方法 - Google Patents

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） 本発明はニッケルカドミウム蓄電池等のアルカリ蓄電池
のペースト式ニッケル正極板の製造方法の改良に関する
ものである。

（従来の技術） 従来アルカリ蓄電池のニッケル正極板の製造方法として
は水酸化ニッケル粉末の活物質に結着剤及び溶媒を添加
混練し、イースト状にした混和物を発泡状の多孔性金属
板や金属繊維にょるマット状薄板基板に充填し乾燥せし
めてえていたものである。

然しなから上記水酸化ニッケルは放電状態（水酸化ニッ
ケル）においても又充電状態（オキシ水酸化ニッケル）
においても導電性が劣るため、通常この活物質に導電性
粉末を混合せしめて使用しているものである。例えば特
開昭５０−１４５８３３号公報に示す如く導電性粉末と
して炭素粉末などの耐アルカリ性導電粉末もしくは黒鉛
粉末、ニッケル、鉄などの金属粉末が用いられている。

これらの粉末は剛直な粒子であるため極板に導電性を附
与せしめるためには多量の導電性粉末を混合しなければ
ならず、そのため活物質として十分な量を充填すること
が出来ず且つ導電性粉末のために機械的性能が劣るとい
う問題があった。

なお前記の多孔性金属板としては活物質保持力に優れた
種々の発泡性メタルや金属マットが使用され、又結着剤
としてはポリビニルアルコール。

カルがキシメチルセルロース、エチル或はメチルセルロ
ース、ポリエチレンオキサイド、ポリスチロール、ポリ
テトラフロロエチレンなどが用いている。

又極板をプレスして活物質と基板との接触を良好にする
とか或は極板を結着剤の溶液中に含浸せしめて活物質の
結着性を良好にせしめているものでちるが、極板として
十分な特性を有するものをうろことが出来ないものであ
った。

又これの改良として水酸化ニッケルを熱溶着可能な導電
材例えば四弗化エチレン−六弗化プロピレン共重合樹脂
、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンに黒鉛を添加した複合
材料との混和物を使用することが特開昭５０−９２４２
７号公報に示されている。

然しこの混和物においても剛直な導電性粉末を使用する
限り上記と同様の問題をさけることが出来ないものであ
った。

更に複合材料において高い電気絶縁性を有する樹脂を使
用しているため、良好な導電性を有するものをうること
が出来ない。

このようにに−スト式極板においては、上記の如く活物
質の導電性が低いこと並に充放電時に活物質が大きく膨
張、収縮を繰り返すため、該活物質が実際に電気量とし
て取υ出せる割合（利用率）が少く且つ充放電サイクル
において安定した電気量をうろことが出来難いという問
題があった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明はかかる現状に鑑み鋭意研究を行った結果、導電
性ポリマーを使用することにより、優れた導電性及び機
械的性能を有するアルカリ蓄電池用ニッケル正極板を開
発したものである。

（課題を解決するだめの手段） 本発明は水酸化ニッケルを主成分とせる活物質と導電性
ポリマー粉末とを水又は有機溶媒にて混練したペースト
状混和物を多孔性金属板に充填し、これを乾燥したこと
を特徴とするものである。

本発明において活物質としては平均粒径２００Ｍｅ以下
の水酸化ニッケル粉末が用いられる。

又導電性ポリマーとしては例えばポリピロール。

ポリチオフェン、ポリアニリン、ボリアズレ／。

ホリ力ルハソール、ポリジベンゾヵルパゾール。

ポリソフェニルアミン、ポリインドール、ポリアセチレ
ン々どおり、その導電率は１０〜ＩＯ８／Ｃ！１のもの
を使用する。

このポリマーは電解重合又は化学重合法により夫々モノ
マーから重合される。又このポリマーは粉末として使用
するため反応液を激しく攪拌してえた重合体を乾燥する
とか或は薄膜状に重合せしめたものを粉砕して生成する
。

この水酸化ニッケルによる活物質を導電性ポリマーとの
配合割合は特に限定するものではないが通常活物質８０
〜９０％、導電性ポリマー１０〜２０％に配合すること
が望ましい。

なおこの混和物に必要により導電助剤としてニッケルな
どの金属微粉末或はカーゼン粉末を添加する。

この混和物に結着剤としてカルゲキシメチルセルロース
或ハポリビニルアルコール及ヒ溶媒トシて水或は有機溶
剤を添加混練してペースト状にしたものを多孔性の金属
基板例えばニッケルの発泡状薄板、ニッケル短繊維から
なるマット状薄板に充填し、乾燥してうるものである。

（作用） 本発明によりえたニッケル正極板は導電性ポリマーが優
れた導電性を省するため、充放電に際し活物質と基板或
は活物質相互間に電気の流れが円滑となり、電池反応（
充放電反応）の効率が向上する。

又導電性ポリマーは表面が柔かく、又熱やプレスにより
一部可塑化状態になるため、金属粉末やカーデン粉末を
添加する場合に比して導電性結合力が発揮される。又こ
の性質は活物質と基板或は活物質相互間の機械的結合力
即ち接着性も十分に発揮されるものであυ、これは電池
に組立てる場合切断ヤ屈曲などの外力に対し損傷される
こと々く且つ充放電を繰り返して行うも長期使用に十分
安定して保持することが出来る。

又本発明によるニッケル正極板はニッケルカドミウム蓄
電池を作製するにおいて、負極とセ・セレーターを挟ん
でコイル状に巻回することが容易に行うことができる。

（実施例） 実施例（１） 導電性ポリマーとして、通常の電解重合槽を使用し、電
解液としてＩＭの過塩素酸リチウム−アセトニトリル溶
液に０．１Ｍのビロールを溶解せしめ、１．８ｖの電圧
を印加してビロールの電解重合を行ない、正極に形成さ
れたポリピロールを補集し、これを水洗乾燥してポリピ
ロール粉末（導電性ポリマー粉末）をえた。

次に平均粒子径２００メツシー以下の粉末状水酸化ニッ
ケル９０重量部と上記ポリピロール１０重量部とを２％
のポリビニルアルコール水溶液５０重量部中に分散せし
めて混練した硬−スト状混和物を平均孔径２００μ、気
孔率９５％、厚さ１、５　ｖｎｍのニッケル発泡性薄膜
基板にヘラにて塗着せしめて充填した。これを加熱乾燥
した後、ローラープレスを施して厚さＱ、　８ａｘの本
発明ニッケル極板をえた。

実施例（２） 実施例（１）における導電性ポリマー粉末に代えて電解
液としてＩＭの過塩素酸水溶液にアニＩＪンを溶解させ
たものを用いて電解重合を行って得たポリアニリ／を導
電性ポリマーとして使用した以外はすべて実施例（１）
と同様にして本発明ニッケル極板をえた。

実施例（３） 実施例（１）における導電性ポリマー粉末に代えて電解
液としてＩＭの過塩素酸リチウムグロビレンカーゴネイ
ト溶液にチオフェンを溶解させたものを使用して電解重
合を行ってえた？リチオフェンを導電性ポリマー粉末と
して使用した以外はすべて実施例（１）と同様にして本
発明ニッケル極板をえた。

実施例（４） 実施例（１）における導電性ポリマー粉末に代えて電解
液としてビロールの過塩素酸リチウム−アセトニトリル
溶液を激しく攪拌しながらＩＭの塩化第２鉄水溶液を添
加してポリピロールを析出せしめてえたポリピロール粉
末を導電性ポリマー粉末として使用した以外はすべて実
施例（１）と同様にして本発明ニッケル極板をえた。

比較例 平均粒子径２００メツシー以下の粉末状水酸化ニッケル
による活物ｊｘ９０重量部と導電材としてＮｉ微粉末１
０重量部とを実施例（１）と同様にして〈−スト状混和
物を作り、これ全実施例（１）と同様に基板に塗着充填
した後乾燥して比較例ニッケル極板をえた。

斯くしてえた本発明ニッケル極板及び比較例ニッケル極
板を４０Ｘ６０Ｊ１１の寸法に切断し、これにリード部
を取付け、３０％ＫｏＨＱ液中にて通常の方法により充
′成を行った後、放電を行い放′１容量を測定し、夫々
の極板に充填されている水酸化工ソケルの量よシ求めら
れる理論容ｔ　（２８９ｍＡｈ／　Ｉ　Ｐ。

Ｎ１（０Ｈ）２）に対する利用率（％）を測定した。

次いでこの正極板とカドミウム負極板（４０Ｘ７０×０
．６龍、固有容量９００ｍＡｈ、）とをセ・母レータ−
を介して巻回し、定格容ｆｔ　５００　ｍＡｈの晶サイ
ズの円筒状密閉型ニッケルカドミウム蓄電池を作製し九
。

この蓄電池を０．１２ＣＸ６時間の充電、０．２５Ｃｘ
２時間の放電（Ｃ＝５００ｍＡ）ｋ繰り返すサイクル試
験を行った。これらの結果は第１表に示す通りである。

第　　　１　　　表 上表よシ明らかの如く本発明ニッケル極板は何れも単板
での容量が大きく、これは利用率で８０〜９０％を示し
た。又本発明ニッケル極板を用いた蓄電池はサイクル寿
命試験において容量の低下が極めて少く性能の優れた蓄
電池であることを示した。

これに対し比較例によるニッケル極板は単板容量が低く
利用率も小さいことを示した。

又比較例ニッケル極板を用いた蓄電池はサイクル試験に
より充放電を繰り返すと活物質と基板との電気的接触が
徐々に損われて容量が低下した。

（発明の効果） 以上詳述した如く本発明アルカリ蓄電池用ニッケル正極
板によれば容量が高く、優れた利用率を有し且つサイク
ル試験においてその性能を大巾に向上しうるため密閉円
筒型二ソケルカドミウム蓄電池に適用し極めて有用のも
のである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 水酸化ニッケルを主成分とせる活物質と導電性ポリマー
   粉末とを水又は有機溶媒にて混練したペースト状混和物
   を多孔性金属板に充填し、これを乾燥したことを特徴と
   するアルカリ蓄電池用ニッケル正極板の製造方法。