JPH03147258A

JPH03147258A - アルカリ蓄電池用ペースト式ニッケル極

Info

Publication number: JPH03147258A
Application number: JP1284281A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Koseki; 満小関; Atsuki Funada; 厚樹船田
Original assignee: Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 1989-10-31
Filing date: 1989-10-31
Publication date: 1991-06-24

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・カドミウム電池、ニッケル・水素電
池等のアルカリ蓄電池に用いられるペースト式ニッケル
極（正極）に関するものである。

従来技術従来、アルカリ蓄電池用のニッケル極はニッケル焼結基
体に硝酸ニッケル等のニッケル塩溶液を含浸し、アルカ
リ水溶液中で水酸化ニッケルに転化することにより製造
されている。しかし、この方法は工程が複雑であり経済
的ではないし、水酸化ニッケルの充填量にも限度があり
、大きな容量密度を有する正極を得ることは困難であっ
た。そのため、導電性芯材に水酸化ニッケルを主体とし
たペースト状活物質を直接充填するペースト式ニッケル
極が提案されている。

この方法によれば製造工程が簡単になり、廉価なニッケ
ル極を得ることが出来るし、水酸化ニッケルの高密度充
填が可能になる等の利点を有している。ちなみに、焼結
式ニッケル極の電極体積当りの容量密度は４５０ｎ＋Ａ
ｈ／ｃｃ程度であるのに対し、導電性芯材に発泡状金属
や繊維状金属の多孔体を用いたペースト式ニッケル極は
５００水酸化ニッケルの充填率を上げるためには該芯材
の多孔度増加が必要であり、そのため骨格を細く、孔径
を大きくすることになり、強度低下、導電性の低下によ
り、活物質利用率の低下を招くからである。そこで、水
酸化ニッケル粒子の表面を部分的に金属粒子で被覆し、
その金属粒子間の結合によって、正極内に導電ネットワ
ークを形成することが提案されている（特開昭６３−３
０１４６１号公報）。この方法では、平均粒径０゜１〜
４μｍの金属微粒子を機械的に水酸化ニッケル粒子表面
に一部食い込んだ形で付着させるものであるが、ペース
ト作成時の混練等により、金属微粒子の一部が脱落した
り、特殊な装置が必要であること等から、更に安価にし
て且つ正極内に効果的なミクロ導電ネットワークを形成
するこが望まれている。

発明が解決しようとする課題従来の構成で高い容量密度を有するニッケル極を得よう
とする場合、芯材の多孔度を高める必要があるが、この
ことは電極の強度低下、導電性の低下を招くので、容量
は放電率の増加と共に著しく低下するという問題がある
。また、水酸化ニッケル粒子に部分的に金属微粒子を付
着させ、表面改質するにしても、特殊な装置が必要であ
ったり、金属微粒子の付着力にも問題がある。

本発明はこれら問題点を解決するもので、正極内にミク
ロな導電ネットワークを強固に形成し、容量密度が大で
、しかも放電レート特性に優れ、安価である二・ンケル
正極の提供を目的とする。

課題を解決するための手段本発明の要点とするところは、ニッケルあるいはコバル
トからなるメッキ層を表面に有する水酸化ニッケル粒子
粉末を活物質の主原料に用い、この活物質を導電性芯材
に保持させたニッケル極にある。更に上記メッキ層中に
ニッケル粒子やコバルト粒子が分散しているものであっ
ても良い。特に好ましくは、ニッケルメッキ層中にコバ
ルト粒子の分散あるいはコバルトメッキ層中にニッケル
粒子の分散したものを用いることである。

水酸化ニッケル粒子は平均粒径５〜２０μｍであり、上
記メッキには通常の無電解メッキ法が用いられる。金属
粒子の分散メッキも同様である。

ニッケル粒子は平均粒径５μｍ以下のものが用いられる
。コバルト粒子は平均粒径５μｍＤｌ下のものが用いら
れる。

メッキ層の厚みは０．３〜２μｍが適当である。

バルト粉末やコバルト化合物粉末、金属繊維、結着剤を
含んでもかまわないし、むしろ好ましい。

導電性芯材には、金属発泡体、金属繊維マット、金網、
穿孔板、エキスバンドメタルなどが好適に使用しうるが
、ペースト状活物質の塗着可能なものであれば特に限定
されない。

作用本発明は上記構成であり、導電性の低い水酸化ニッケル
粒子表面が均一にニッケルやコバルトで被覆されており
、この被覆層は高密度に活物質が充填された際の粒子間
の接触抵抗を低下させ、充放電反応における電子の授受
をスムーズに行なうと同時に、導電性芯材に導−く役目
をする。したがって、放電時の活物質利用率が向上し、
同時に放電レート特性の向上も図られる。

また、水酸化ニッケルの均一な活性化が図られるので、
高次酸化物で且つ粗大な結晶であるため、電極の膨張を
引き起すα−オキシ水酸化ニッケルの生成をも抑制する
効果がある。

実施例本発明を実施例により更に詳細に説明する。

実施例１水酸化ニッケル粒子粉末（平均粒径５〜２０μｍ）を塩
化ニッケル・次亜リン酸ナトリウム・クエン酸アンモニ
ウム・塩化アンモニウムからなるニッケルメッキ浴（９
１１８〜ＩＯ１温度７０〜９０°Ｃ）に撹拌分散させて
、ニッケルメッキ層を表面に形成した。メッキ層の厚み
は約０．５μｍであり、メッキ層の重量比は約３０ｗ　
ｔ％であった。この水酸化ニッケル粒子粉末をＡとする
。

同様に、硫酸コバルト・ロッセル塩・次亜リン酸ナトリ
ウムからなるコバルトメッキ浴（ａｌ１８〜１０、温度
７０〜９０″Ｃ）を用い、水酸化ニッケル粒子表面にコ
バルトメッキ層を形成した。Ａと同様のメッキ厚み、重
量比であった。この水酸化ニッケル粒子粉末をＢとする
。

さらに、Ａを作成したメッキ浴中にコバルト粉末（平均
粒径１〜２μｍ）を５ｇ／ｌ添加し、撹拌分散させて、
ニッケルメンキ層中にコバルト粉末が分散した被覆層を
水酸化ニッケル粒子表面に形成した。ニッケルの重量比
は約２５−ｔ％、コバルトの重量比は約５ｗｔ％であっ
た。この水酸化ニッケル粒子粉末をＣとする。第１図に
この水酸化ニッケル粒子の構造を示した。ニッケルメッ
キ層は水酸化ニッケル粒子の表面を均一に被覆し、メッ
キ層中に島状にコバルト粒子が分散し、メッキ層により
保持されている。

Ｂを作成したメッキ浴中にニッケル粉末（平均粒径２〜
３μｍ）を１００ｇ／ｌ添加し、撹拌分散させて、コバ
ルトメッキ層中にコバルト粉末が分散した被覆層を水酸
化ニッケル粒子表面に形成した。コバルトの重量比は約
１０−ｔ％、ニッケルの重量比は約２０ｗｔ％であった
。この水酸化ニッケル粒子粉末をＤとする。

Ａ−Ｄの粉末に固形分として５ｗｔ％のテトラフロロエ
チレンの水性懸濁液と水を加えて混練し、ペースト状活
物質を作り、ニラゲル金網（日付型ｉｔ３５０ｇ／　ｒ
ｔＴ　）に塗着し、乾燥、プレスを併用して、ニッケル
極を作成した。

比較例として、未処理の水酸化ニッケル粒子粉末と３０
−ｔ％のニッケル粉末を混合し、上記同様にニッケル極
を作成した。

これら電極を３０ｗ　ｔ％水酸化カリウｌ、水溶液中で
理論容量の２００％を２０時間で充電した後、５時間率
の電流値で放電した。このときの各電極の電極単位体積
当りの容量（容量密度）を第１表に示した。

第　　１　　表本発明によるＡ−Ｄのニッケル極は容量密度が従来にな
く高いことがわかる。

また、Ｃの電極と比較例の電極を用い、３０分率〜５時
間率の放電レート特性を比較した。第２図に５時間率容
量を１００としたときの、各放電レートでの容量比を示
した。比較例の電極は急速放電になる程容量の低下が大
きいのに対し、本発明のＣの電極は急速放電での容量低
下が少ない。電極内にミクロな導電ネットワークが有効
に形成されていることがわかる。

発明の効果上記のように本発明によれば、ニッケル極内にミクロな
導電ネットワークを有効に形成出来るため、高密度に活
物質を充填しても、高い活物質利用率が得られるので、
容量密度が高く、且つ放電レート特性にも優れている。

また、αオキシ水酸化ニッケルの生成も抑制されること
、安価であること等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による水酸化ニッケル粒子の構造の一例
を示す図、第２回は放電レート特性を示す図である。１：水酸化ニッケル粒子２：コバルト粉末３：ニッケルメッキ層

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ニッケルあるいはコバルトからなるメッキ層を表
面に有する水酸化ニッケル粒子粉末を主体とした活物質
を、導電性芯材に保持させたことを特徴とするアルカリ
蓄電池用ペースト式ニッケル極。
（２）ニッケルあるいはコバルトからなるメッキ層中に
ニッケル粉末あるいはコバルト粉末が分散していること
を特徴とする請求項１記載のアルカリ蓄電池用ペースト
式ニッケル極。