JPH0362457A - ニッケル電極用活物質 - 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 ニッケル電極用活物質に関するものである。

従来技術とその問題点 近年、従来の焼結式ニッケ〃電極の欠点を克服し、製造
工程が簡単で性能的にも優れたぺ一ヌト式ニッケ〃電極
を開発しようとする試みが行われつつある。例えば、ニ
ッケ／Ｉ／繊維を焼結させた多孔体あるいは７ボンジ状
のニッケ〃多孔体な基板として水酸化＝ツケρ活物質粉
末とその粉末の利用率を向上させる添加剤である一酸化
コパ〃ト粉末あるいは金属コバルト粉末の混合物をぺ一
７ト状にして直接充填しようとする拭みがある。ところ
で、このペースト式ニッケμ電極において、活物質粉末
組成が水酸化ニッケル単独であると充放電を繰り返すに
従い電極が膨潤し、電極容量が著しく劣化する欠点が派
生している。この現象を防止するために水酸化ニッケＮ
中隘３重量噂以上（望ましくは５重量外以上）の水酸化
亜鉛あるいは水酸化カドミウムの固溶体添加、２０重量
多以上の水酸化コバルトの固溶体添加が不可欠となって
いる。−方、これらの亜鉛、カド【ラム、コバルトは電
極の膨潤を防ぐために加えられているもので、活物質と
して作動するもので無い為、添加量に反比例して電極容
量が減少するという問題が生じる。従って、できる限り
少量でＹｊＬ極膨油膨潤ぐ効果が得られることが望まれ
ている。

発明の目的 本発明は、少量のコバルト添加により膨潤を防止したニ
ッケ〃電板用活物質を担供することを目的とするもので
ある。

発明の構成 本発明はアルカリ蓄電池用ニフケ１ｖＴｌ極の活物質で
ある水酸化ニッケル粉末において、粉末の内部が水酸化
ニッケル単独組戒であり、一方、表面部が水酸化ニッケ
Ｎと水酸化コバルトの固溶体組成からなる２重層構造を
有し、且つその水酸化コバルトの含有率が２０重量％以
上であることを特徴とするニッケ／Ｉ／を極用活物質で
あるＯ 作用 充電によって生成するオキシ水酸化ニッケルには二フの
結晶形態、即ち、β−ＮｉＯＯＨとｒ−ＮｉＯＯＨがあ
り、ニッケ〃電極の膨潤は後者の低密度の物質の生成に
起因する。この結晶の生成は、オキＶ水酸化二フケμが
充［Ｋよって高次に酸化されていく過程で、六方晶系に
属するこの物質００軸方向が伸びて、その結晶の層間に
アルカリカチオンおよび水がインターカレＦ、ンするこ
とによって生じる。本発明者は、従来の亜鉛、カドミウ
ム、コバルトの多量の固溶体添加によってオキシ水酸化
ニッケ〃の結晶の層間が強固な水素結合を発生し、電解
液からのカチオン（カリウムイオン）および溶媒（水）
の層間への進入を阻止していることを見いだした。そこ
で、電解液からカチオンおよび水の進入を阻止できれば
低密度のオキシ水酸化ニッケルの生成を防ぐことができ
るものと考えた。

更に、本発明者は添加剤である水酸化コバルト粉末単独
でＹＩｔ極を作威し、かなりの充電を行っても決してＣ
軸方向が伸びないことを見いだした。

この発明は、以上の事実を基に、水酸化ニッケル粒子の
表面に水酸化コパル）ＩＪプツチ層を被覆し、内部の水
酸化ニッケ／Ｉ／層へのアルカリカチオンおよび水の進
入を防いだところにある。

コバルト以外にも上記、亜鉛、カドミウムにおいても同
様の処方が可能℃あるが、これらのものは遊離状ｎＦｃ
至るとアルカリ水溶液中で溶解する性質があり、常に不
働態状態にあるコバルトと比較し、効果の持続性の点で
劣る。

実施例 以下、本発明における詳細について実施例により説明す
る〇 第１図は本発明の活物質粉末の断面セデル図、第２図は
被覆層の組成とγ−ＮｉＯＯＨの抑制効果の関係を示し
た図、第３図は被覆層の量とγ−ＮｉＯＯＨの抑制効果
の関係を示した図である。

硫酸二フケμ塩あるいは硝酸ニフケ／％／塩の水溶液に
、硫酸あるいは硝酸アンモニウム塩を添加溶解させた後
、この液に水酸化カリウムあるいは水酸化ナトリウム水
溶液を加えて水酸化ニッケμ粉末を析出させる。しかる
のち、この粉末に硫酸あるいは硝酸エフケ／Ｌ’塩水溶
液に更にニフケｌｖ塩に対し２０重量％以上のコバなｌ
ト塩を含む以外は前記と同様の工程で表面に水酸化コバ
ルトのリッチな固溶体層をコーテングさせた。

固溶体層は、水酸化ニッケルに対して重量比率で０．１
〜５囁の範囲とした。得られた２重ＦＩＩ構造を持つ活
物質粉末の断面を第１図ｋｃｒｅデρ的に示す。この粉
末に増粘剤として２重量％の力〃ボキＶメチμセ／Ｌ’
ロースを溶解させた水溶液の５０重量％を加え、よく混
合し周知のペースト液とした。このペースト液を＝ツケ
／Ｌ／ｌａ維多孔体基板に充填−乾燥させた後、所定の
厚みにまでプレスし、試験用ニッケμ！極とした。得ら
れた＝ツケρ電極を２枚のカドミウム［極を対極とし、
比ｆ［１，２６の水酸化カリウム水溶液中で理論容量の
２５０％を充電し、充電生成物であるオキＶ水酸化ニッ
ケμの結晶をＸ線回折装置によって調べた。β−ＮｉＯ
ＯＨとγ−Ｎｉ００Ｈの生成比率は、Ｘ線回折図を基に
、前者の（００ｊ　）面のピークと後者の（００３）面
のピークのそれぞれを積分し算出した。第２図は、被Ｎ
Ｉ！ｉｉを水酸化ニッケルに対して１重量％とした場合
の被覆層（１１，Ｃｏ）（ＯＨ）ｚ中のニッケμとコバ
ルトの重量％とγ−ＮｉＯＯＨの生成率との関係を示し
たものである。コバルト比率の増加に伴いγ−Ｎ↓ＯＯ
Ｈの生成が抑制されることが分かる。

実用的見地より、２０％以下に抑制することが望ましく
、そのためにはコバルト比率にして２０％以上が必要で
ある。一方、被ｍ層の量（内部の水酸化二フケ／ｖＭｌ
に対する）と１−Ｎｉ０ＯＨを抑制する効果との関係は
、第３図に示すように、１％以上あれば充分にその効果
が発揮されるＯ 発明の目的 上述した如く、本発明は少量のコバルト添加により膨潤
を防止したニッケμ電極用活物質を提供できるので、そ
の工業的価値は極めて大である＠

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の活物質粉末の構造モデμ図である。第
２図は被覆層の組成とγ−ＮｉｏＯＨの抑制効果の関係
を示した図である。第３図は被覆層の量とγ−ＮｉＯＯ
Ｈの抑制効果の関係を示した図である。 １−Ｎｉ（ＯＨ）２　　２−−−（Ｎｉ、Ｃｏ）（ＯＨ
）ｚ層第１図 被覆層組成（ｗｔ％）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アルカリ蓄電池用ニッケル電極の活物質である水酸化ニ
   ッケル粉末において、粉末の内部が水酸化ニッケル単独
   組成であり、一方、表面部が水酸化ニッケルと水酸化コ
   バルトの固溶体組成からなる２重層構造を有し、且つそ
   の水酸化コバルトの含有率が２０重量％以上であること
   を特徴とするニッケル電極用活物質。