JPH0348617B2 - - Google Patents
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- JPH0348617B2 JPH0348617B2 JP59167996A JP16799684A JPH0348617B2 JP H0348617 B2 JPH0348617 B2 JP H0348617B2 JP 59167996 A JP59167996 A JP 59167996A JP 16799684 A JP16799684 A JP 16799684A JP H0348617 B2 JPH0348617 B2 JP H0348617B2
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- cadmium
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- nitrate
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Classifications
-
- 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
- H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
- H01M4/26—Processes of manufacture
- H01M4/28—Precipitating active material on the carrier
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
(イ) 産業上の利用分野
本発明はアルカリ蓄電池用の焼結式カドミウム
陰極板の製造方法にかかり、特にその化成工程の
簡略化に関するものである。 (ロ) 従来の技術 従来焼結式カドミウム陰極板は、多孔性ニツケ
ル焼結基板に硝酸カドミウム水溶液を含浸した後
アルカリ処理を行なうことで硝酸カドミウムを水
酸化カドミウムに変化させ、次いで水洗及び乾燥
を行なうような化学含浸法を用いることにより基
板中に活物質を充填して作製されており、こうし
て作製された陰極板は電気化学的処理、既ち比較
的低電流で充放電を１〜数回行なう化成処理がさ
れるか、あるいは特開昭54−148235号公報に示さ
れるように加熱処理した後アルカリ水溶液中で充
電及び放電がなされて実用に供している。 ところが、１〜数回の充放電を行なう方法では
化成の目的である活物質の活性化と不純物（特に
硝酸根）の除去は達成されるが、化成のための大
幅な工数が必要であるため作業性が悪く、処理時
間も長いため極板の連続処理には不向きである。
また加熱処理を行なう方法では不純物の除去は容
易に達成できるが、空気中で加熱処理を行なうと
不活性な活物質（CdO）が生成するので加熱処理
後更に通常の化成あるいは部分的な充電処理によ
る活物質の活性化が必要である。また比較的高温
で処理するためニツケル基板の酸化による導電性
の低下も考慮しなければならない。 (ハ) 発明が解決しようとする問題点 本願発明は、カドミウム陰極板の製造方法にお
いて、大幅な工数の増加及び処理時間の増大を抑
制して化成工程の簡略化を図るものであり、活物
充項質後の陰極板の不純物除去、及び電池の充電
の際に陰極から生じる可能性のある水素ガスの発
生を効果的に抑制するものである。 (ニ) 問題点を解決するための手段 本発明は、活物質が充填されたカドミウム陰極
板を、還元雰囲気中にて210〜310℃の範囲内で加
熱処理を行ない基板中に金属カドミウムと酸化カ
ドミウムを生成させ、該加熱処理後の基板をアル
カリ溶液中で充電して基板中の金属カドミウム量
を全活物質量の10〜30％とし、次いで水洗及び乾
燥を行うことを特徴とするものである。 (ホ) 作用 カドミウム陰極板を還元雰囲気中で210℃以上
に加熱すれば活物質はCd（OH）2→CdO→Cdのプ
ロセスで還元され、同時に活物質中に微量残存し
ている硝酸塩〔Cd（NO3）2あるいはCd（NO3）ｍ
（OH）ｎ〕が反応して硝酸根が遊離する。この
とき活物質還元量は温度、時間、還元ガス量など
の処理条件により変化するが、条件の選択により
酸化カドミウム（CdO）と金属カドミウム（Cd）
とを混在させると共にその混在割合をコントロー
ルすることができる。但し、処理温度が210℃未
満では還元速度が非常に遅く、また310℃を越え
ると金属カドミウムの溶融が起こり粒子径が大き
くなつて利用率が低下するため、この範囲内に限
定される。 還元後のアルカリ水溶液中での充電では、前記
遊離した硝酸根が極板外へ除去される。これは加
熱処理だけでは硝酸根の除去は充分行なわれず極
板を陰分極させることで除去できるという実験事
実によるものであり、この理由は明らかでないが
加熱処理により硝酸根はカドミウムの硝酸塩から
遊離するが、窒素酸化物ガスとしての揮発はほと
んど起こらずNO3 -の形で極板内に滞まつている
ためと思われる。また充電はごく短時間行うだけ
で前記遊離した硝酸根を除去することができ、そ
して、この充電に際して、基板中の金属カドミウ
ム量を全活物質量の10〜30％としているので、電
池の充電の際に陰極から生じる可能性のある水素
ガスの発生を効果的に抑制することができる。 (ヘ) 実施例 多孔度約80％のニツケル焼結基板を硝酸カドミ
ウム水溶液に浸漬し基板の孔中に硝酸カドミウム
を含浸した後、乾燥、アルカリ処理、水洗、乾燥
を行なう一連の活物質充填操作を数回繰り返して
基板中に所望量の活物質を充填し、次いで表１の
条件で加熱処理をした後、こうして得られた極板
を20％水酸化カリウム溶液中でニツケル板を対極
として1Aで２分間充電した。この充電量は極板
中の全活物質量の約１％を充電したことに相当す
る。その後水洗及び乾燥を行なつて完成極板Ａ乃
至Ｄを得た。
陰極板の製造方法にかかり、特にその化成工程の
簡略化に関するものである。 (ロ) 従来の技術 従来焼結式カドミウム陰極板は、多孔性ニツケ
ル焼結基板に硝酸カドミウム水溶液を含浸した後
アルカリ処理を行なうことで硝酸カドミウムを水
酸化カドミウムに変化させ、次いで水洗及び乾燥
を行なうような化学含浸法を用いることにより基
板中に活物質を充填して作製されており、こうし
て作製された陰極板は電気化学的処理、既ち比較
的低電流で充放電を１〜数回行なう化成処理がさ
れるか、あるいは特開昭54−148235号公報に示さ
れるように加熱処理した後アルカリ水溶液中で充
電及び放電がなされて実用に供している。 ところが、１〜数回の充放電を行なう方法では
化成の目的である活物質の活性化と不純物（特に
硝酸根）の除去は達成されるが、化成のための大
幅な工数が必要であるため作業性が悪く、処理時
間も長いため極板の連続処理には不向きである。
また加熱処理を行なう方法では不純物の除去は容
易に達成できるが、空気中で加熱処理を行なうと
不活性な活物質（CdO）が生成するので加熱処理
後更に通常の化成あるいは部分的な充電処理によ
る活物質の活性化が必要である。また比較的高温
で処理するためニツケル基板の酸化による導電性
の低下も考慮しなければならない。 (ハ) 発明が解決しようとする問題点 本願発明は、カドミウム陰極板の製造方法にお
いて、大幅な工数の増加及び処理時間の増大を抑
制して化成工程の簡略化を図るものであり、活物
充項質後の陰極板の不純物除去、及び電池の充電
の際に陰極から生じる可能性のある水素ガスの発
生を効果的に抑制するものである。 (ニ) 問題点を解決するための手段 本発明は、活物質が充填されたカドミウム陰極
板を、還元雰囲気中にて210〜310℃の範囲内で加
熱処理を行ない基板中に金属カドミウムと酸化カ
ドミウムを生成させ、該加熱処理後の基板をアル
カリ溶液中で充電して基板中の金属カドミウム量
を全活物質量の10〜30％とし、次いで水洗及び乾
燥を行うことを特徴とするものである。 (ホ) 作用 カドミウム陰極板を還元雰囲気中で210℃以上
に加熱すれば活物質はCd（OH）2→CdO→Cdのプ
ロセスで還元され、同時に活物質中に微量残存し
ている硝酸塩〔Cd（NO3）2あるいはCd（NO3）ｍ
（OH）ｎ〕が反応して硝酸根が遊離する。この
とき活物質還元量は温度、時間、還元ガス量など
の処理条件により変化するが、条件の選択により
酸化カドミウム（CdO）と金属カドミウム（Cd）
とを混在させると共にその混在割合をコントロー
ルすることができる。但し、処理温度が210℃未
満では還元速度が非常に遅く、また310℃を越え
ると金属カドミウムの溶融が起こり粒子径が大き
くなつて利用率が低下するため、この範囲内に限
定される。 還元後のアルカリ水溶液中での充電では、前記
遊離した硝酸根が極板外へ除去される。これは加
熱処理だけでは硝酸根の除去は充分行なわれず極
板を陰分極させることで除去できるという実験事
実によるものであり、この理由は明らかでないが
加熱処理により硝酸根はカドミウムの硝酸塩から
遊離するが、窒素酸化物ガスとしての揮発はほと
んど起こらずNO3 -の形で極板内に滞まつている
ためと思われる。また充電はごく短時間行うだけ
で前記遊離した硝酸根を除去することができ、そ
して、この充電に際して、基板中の金属カドミウ
ム量を全活物質量の10〜30％としているので、電
池の充電の際に陰極から生じる可能性のある水素
ガスの発生を効果的に抑制することができる。 (ヘ) 実施例 多孔度約80％のニツケル焼結基板を硝酸カドミ
ウム水溶液に浸漬し基板の孔中に硝酸カドミウム
を含浸した後、乾燥、アルカリ処理、水洗、乾燥
を行なう一連の活物質充填操作を数回繰り返して
基板中に所望量の活物質を充填し、次いで表１の
条件で加熱処理をした後、こうして得られた極板
を20％水酸化カリウム溶液中でニツケル板を対極
として1Aで２分間充電した。この充電量は極板
中の全活物質量の約１％を充電したことに相当す
る。その後水洗及び乾燥を行なつて完成極板Ａ乃
至Ｄを得た。
【表】
これら完成極板Ａ乃至Ｄ中の還元金属カドミウ
ム量と加熱処理前、加熱処理後及び充電後に於け
る極板中の残留硝酸根量を表２に示す。表中還元
金属カドミウム量は極板中の全活物質量に対する
割合で示しており、極板を水酸化カリウム溶液中
で定電流放電したときの放電量から算出したもの
である。また、残留硝酸根量は極板から芯材を取
り除き乳鉢で十分粉砕した後、活物質を酢酸で溶
解し不溶分である焼結ニツケルを濾過により除去
して、瀘液中の硝酸根を横河電機製イオンクロマ
トアナライザ−IC−100型で測定したものであ
る。
ム量と加熱処理前、加熱処理後及び充電後に於け
る極板中の残留硝酸根量を表２に示す。表中還元
金属カドミウム量は極板中の全活物質量に対する
割合で示しており、極板を水酸化カリウム溶液中
で定電流放電したときの放電量から算出したもの
である。また、残留硝酸根量は極板から芯材を取
り除き乳鉢で十分粉砕した後、活物質を酢酸で溶
解し不溶分である焼結ニツケルを濾過により除去
して、瀘液中の硝酸根を横河電機製イオンクロマ
トアナライザ−IC−100型で測定したものであ
る。
【表】
表２から明らかなように加熱処理前に極板中に
残留していた硝酸根は加熱後に行なわれた充電に
よつて著しく減少している。 次いで上記極板Ａ乃至Ｄを焼結式ニツケル陽極
板と組み合わせて公称容量1200ｍAHのSCタイプ
の電池を作製し、０℃に於いて0.1C電流で16時間
充電した後、終止電圧を1.0Vとして1C電流で放
電するサイクル条件でサイクル特性を測定した。
図面はこの結果を表わすものであり、図中Ａ乃至
Ｄは同一符号の陰極板を用いて作製された電池を
夫々示している。図面より電池Ｂ乃至Ｄはサイク
ル劣化が小さく良好であるのに対し、陰極板の還
元金属カドミウム量の少ない電池Ａのサイクル劣
化が大きいことがわかる。また電池Ｄは初回充電
時に於いて10個中２個の電池が弁作動によるリー
クを起こした。これは還元金属カドミウム量が10
％未満の電池では陰極制限電池となり容量劣化を
起こし、また還元金属カドミウム量が30％を越え
ると充電の際に陰極から電池内で消費することの
できない水素ガスが発生するからと考えられる。
したがつて、還元金属カドミウムの量は全活物質
量の10〜30％が適当である。 (ト) 発明の効果 本発明のカドミウム陰極板の製造方法によれ
ば、多孔性金属基板に硝酸カドミウムを含浸し、
次いでアルカリ処理を行うことで前記硝酸カドミ
ウムを水酸化カドミウムに変化させる操作によつ
て前記基板中に所望量の活物質を充填した後、該
基板を還元雰囲気中にて210〜310℃の範囲内で加
熱処理を行ない基板中に金属カドミウムと酸化カ
ドミウムを生成させ、該加熱処理後の基板をアル
カリ溶液中で充電して基板中の金属カドミウム量
を全活物質量の10〜30％とし、次いで水洗及び乾
燥を行うものであり、放電を必要としないので、
大幅な工数の増加及び処理時間の増大を抑制し
て、化成工程と簡略化を図ることができ、更に活
物質充填後の陰極板の不純物除去を可能とし、還
元雰囲気中の加熱処理であるので焼結基板の酸化
による導電性の低下も防止でき、加えて加熱処理
後の基板を充電して基板中の金属カドミウム量を
全活物質量の10〜30％としているので、電池の充
電の際に陰極から生じる可能性のある水素ガスの
発生を効果的に抑制するという様々な効果を奏す
るものであり、その工業的価値は極めて大きい。
残留していた硝酸根は加熱後に行なわれた充電に
よつて著しく減少している。 次いで上記極板Ａ乃至Ｄを焼結式ニツケル陽極
板と組み合わせて公称容量1200ｍAHのSCタイプ
の電池を作製し、０℃に於いて0.1C電流で16時間
充電した後、終止電圧を1.0Vとして1C電流で放
電するサイクル条件でサイクル特性を測定した。
図面はこの結果を表わすものであり、図中Ａ乃至
Ｄは同一符号の陰極板を用いて作製された電池を
夫々示している。図面より電池Ｂ乃至Ｄはサイク
ル劣化が小さく良好であるのに対し、陰極板の還
元金属カドミウム量の少ない電池Ａのサイクル劣
化が大きいことがわかる。また電池Ｄは初回充電
時に於いて10個中２個の電池が弁作動によるリー
クを起こした。これは還元金属カドミウム量が10
％未満の電池では陰極制限電池となり容量劣化を
起こし、また還元金属カドミウム量が30％を越え
ると充電の際に陰極から電池内で消費することの
できない水素ガスが発生するからと考えられる。
したがつて、還元金属カドミウムの量は全活物質
量の10〜30％が適当である。 (ト) 発明の効果 本発明のカドミウム陰極板の製造方法によれ
ば、多孔性金属基板に硝酸カドミウムを含浸し、
次いでアルカリ処理を行うことで前記硝酸カドミ
ウムを水酸化カドミウムに変化させる操作によつ
て前記基板中に所望量の活物質を充填した後、該
基板を還元雰囲気中にて210〜310℃の範囲内で加
熱処理を行ない基板中に金属カドミウムと酸化カ
ドミウムを生成させ、該加熱処理後の基板をアル
カリ溶液中で充電して基板中の金属カドミウム量
を全活物質量の10〜30％とし、次いで水洗及び乾
燥を行うものであり、放電を必要としないので、
大幅な工数の増加及び処理時間の増大を抑制し
て、化成工程と簡略化を図ることができ、更に活
物質充填後の陰極板の不純物除去を可能とし、還
元雰囲気中の加熱処理であるので焼結基板の酸化
による導電性の低下も防止でき、加えて加熱処理
後の基板を充電して基板中の金属カドミウム量を
全活物質量の10〜30％としているので、電池の充
電の際に陰極から生じる可能性のある水素ガスの
発生を効果的に抑制するという様々な効果を奏す
るものであり、その工業的価値は極めて大きい。
図面は本発明の陰極板を用いた電池のサイクル
特性図である。
特性図である。
Claims (1)
- １ 多孔性金属基板に硝酸カドミウムを含浸し、
次いでアルカリ処理で行なうことで前記硝酸カド
ミウムを水酸化カドミウムに変化させる操作によ
つて前記基板中に所望量の活物質を充填した後、
該基板を還元雰囲気中にて210〜310℃の範囲中で
加熱処理を行ない基板中に金属カドミウムと酸化
カドミウムを生成させ、該加熱処理後の基板をア
ルカリ溶液中で充電して基板中の金属カドミウム
量を全活物質量の10〜30％とし、次いで水洗及び
乾燥を行なうカドミウム陰極板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59167996A JPS6147065A (ja) | 1984-08-10 | 1984-08-10 | カドミウム陰極板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59167996A JPS6147065A (ja) | 1984-08-10 | 1984-08-10 | カドミウム陰極板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6147065A JPS6147065A (ja) | 1986-03-07 |
| JPH0348617B2 true JPH0348617B2 (ja) | 1991-07-25 |
Family
ID=15859864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59167996A Granted JPS6147065A (ja) | 1984-08-10 | 1984-08-10 | カドミウム陰極板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6147065A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6294230U (ja) * | 1985-12-02 | 1987-06-16 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5425614A (en) * | 1977-07-29 | 1979-02-26 | Toshiba Corp | Communication and conversation system by facsimile |
| JPS54148235A (en) * | 1978-04-07 | 1979-11-20 | Gen Electric | Method of making cathode plate |
-
1984
- 1984-08-10 JP JP59167996A patent/JPS6147065A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5425614A (en) * | 1977-07-29 | 1979-02-26 | Toshiba Corp | Communication and conversation system by facsimile |
| JPS54148235A (en) * | 1978-04-07 | 1979-11-20 | Gen Electric | Method of making cathode plate |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6147065A (ja) | 1986-03-07 |
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