JPH0417260A - アルカリ蓄電池用カドミウム負極 - 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） 本発明はアルカリ蓄電池に用いられているカドミウム負
極に関する。

（従来の技術） 近年、アルカリ蓄電池において、ペースト式カドミウム
負極は、焼結式カドミウム負極と比べて、製造工程が簡
単で、コストが安く、また高いエネルギー密度が得られ
るなどの長所をもつためより多く用いられるようになっ
てきた。しかし、焼結式カドミウム負極に比べて電極の
導電性が劣るために過充電時に正極より発生する酸素ガ
スの吸収性能が悪く、密閉型電池に使用すると電池の内
圧が上昇し易いという欠点があった。そのため電池に組
み込む前にカドミウム負極を化成して放電予備量として
の金属カドミウムを形成し導電性を付与する方法かとら
れているが、この方法ではペースト式カドミウム負極の
製造工程の簡単さやコスト上の長所か損なわれてしまう
という問題かあった。

そこで、このような問題点を解決するために特開昭５４
−５０８４３号公報に記載されているように、ペースト
状活物質層の表面に金属カドミウムの層を形成すること
で酸素ガス吸収性能が優れかつ化成工程を省略できるこ
とが提案されているか、これだけでは化成工程は省略で
きるものの電極の強度や酸素ガス吸収性能においてもま
たまだ不十分なものがあった。

一方、ペースト式カドミウム負極をフッ素樹脂のディス
バージョン液に含浸し電極活物質に撥水性をもたせ酸素
ガスと電解液との反応面積を増やし、酸素ガス吸収性能
や電極の強度を向上できることが提案されているが、こ
の方法では焼結式カドミウム負極と同等の酸素ガス吸収
性能を得るには至っていない。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は上記事情に鑑みて成されたもので、その目的は
、比較的廉価でかつ電極の強度や酸素ガス吸収性能がよ
り優れたアルカリ蓄電池用カドミウム負極を提供するこ
とにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記目的を達成するために、酸化カドミウム
を主体とする活物質が導電性基板に塗工されているアル
カリ蓄電池用カドミウム負極において、前記カドミウム
負極の活物質層にさらに金属カドミウムと導電剤とフッ
素樹脂粉末と結着剤との混合物からなる表面層が形成さ
れていることを特徴とする。

（作　用） このようなカドミウム負極において、表面層の金属カド
ミウムは電池構成上の放電予備量として働き、初めから
表面に遍在し、かつ導電剤を添加することで電極の電子
伝導性を高める。また結着剤により電極表面の全体を保
持するため電極の強度が増す。しかし、結着剤の量を増
やすほど電極の物理的強度は増加するが、それに伴い結
着剤の膜が金属カドミウムの表面を覆う割合が増え、表
面混合層への酸素ガスの透過性が悪くなり、電極の酸素
ガス吸収性能も悪くなるので、結着剤の量を規定する必
要がある。一方、撥水性を有するフッ素樹脂粉末を表面
の金属カドミウム中に混在させかつ結着剤の量を電極強
度を保ちつつ酸素ガスの透過性を妨げるほど多くはない
量に規定すると、導電剤も添加することで導電性を損な
わずに金属カドミウムが電解液と酸素ガスと接触し易い
状態になり、結局カドミウム負極上での酸素ガス吸収が
速やかに行われる。

（実施例） 以下、本発明を実施例により詳細に説明する。

酸化カドミウム９５重量部とニッケル粉末５重量部と繊
維とを、カルボキシルメチルセルロースを含むエチレン
グリコール溶液に混練して得た活物質ペーストを集電体
であるニッケルメッキを施したパンチド基板に塗工し、
約１２０℃で２時間乾燥して酸化カドミウム電極を得た
。

次に、金属カドミウム１００重量部と表面が黒鉛化され
内部に中空孔をもつ多孔質の高導電性カーボンブラック
（ライオンアクゾ社製・商品名ケッチンブラックＥＣ）
重量部１とポリビニルアルコール２重量部とカルボキシ
ルメチルセルロース１重量部とフッ素樹脂ディスバージ
ョン液とイオン交換水１００重量部との混合液を混練り
して金属カドミウムペーストを得た。このペーストを先
の酸化カドミウム電極の両側に塗工し、約１５０℃で乾
燥して本発明によるカドミウム負極ａを得た。

本発明によるカドミウム負極ａの比較例として前記金属
カドミウムペーストにおいて、高導電性カーボンブラッ
ク（ライオンアクゾ社製：商品名ケッチンブラックＥＣ
）を添加しなかったカドミウム負極ｂ１フッ素樹脂ディ
スバージョン液を添加しなかったカドミウム負極Ｃを得
る。これらの負極ａ、　　ｂ、　　ｃと公知のペースト
ニッケル正極を用いてそれぞれ電池Ａ、　　Ｂ、　　Ｃ
を構成した。これらの電池Ａ、Ｂ、Ｃの放電特性を第１
図に示した。

この第１図から分かるように、高率放電したときの電池
Ｂの放電容量が少なかった。導電剤を添加した電極ａ、
　　Ｃを用いた方か高率放電特性に優れた電池となる。

一方、各電池Ａ、　　Ｂ、　　Ｃを公称容量に対してＩ
Ｃで３００％の過充電を行ったときの電池内圧を第２図
に示した。この図からフッ素樹脂ディスバージョン液を
添加したカドミウム負極を用いた電池Ａ、　　Ｂは、添
加していない電池Ｃに比べて内圧が低く優れたガス吸収
性能を示すことが分かった。

これはフッ素樹脂粉末が電極表面にあ′ることて酸素ガ
スと接触する反応面積が増えたためと考えられる。

さらに本発明による電極の比較例として先の金属カドミ
ウムペーストにおいて、ポリビニルアルコールの添加量
を０〜１０重量部に変えて電極を作製し、これらの電極
をペーストニッケル正極と巻き込んだときのカドミウム
負極の活物質の脱落量（巻き込み強度）を第３図に示し
た。ポリビニルアルコールの量が金属カドミウムの量１
００に対して０．５重量部というわずかな添加量で電池
製造上はとんど問題のない程度の電極強度は生じ、また
その添加量を増やすほど電極活物質の脱落量が減少した
。電極表面がポリビニルアルコールによる被膜で覆われ
るために電極の強度が増加すると考えられる。

一方、これらの電極を用いた電池を公称容量に対し、て
１５０％充電したときの電池内圧を第４図に示した。ポ
リビニルアルコールを添加すると、電池内圧が急激に大
きくなることが分かる。これは先のポリビニルアルコー
ルの被膜が酸素ガスの透過性を阻害するためと考えられ
、酸素ガス吸収性能の高いカドミウム負極を得るにはポ
リビニルアルコールの添加量を規制する必要がある。本
発明の電極系ではその上限を金属カドミウムの量１００
に対して２ｗｔ％にすればよいことが分った。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、電池製造工程に
おける作業性を大きく改善し、また過充電時に発生する
酸素ガスを速やかに吸収するため急速充電にも対応し、
寿命の安定した工業的価値の高いアルカリ蓄電池用カド
ミウム負極を供給することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明電池および比較例電池の放電特性を示し
た図、第２図は本発明電池および比較例電池の過充電に
対する電池の平衡圧を示した図、第３図は電極における
結着剤の添加量とカドミウム負極の活物質の脱落量を示
した図、第４図は電池のカドミウム負極への結着剤添加
量とそのカドミウム負極を用いた電池の過充電の電池内
圧を示した図である。 （８７３３）弁理士積設　拝見 方鳩寓汽（ＣｍＡ） 第１図 充（量（’／、） 第２図 ０　０．５　１　　　＋、５　２　２．５Ｐｖｃ’４＊
ｔｒｔ　（ｗｖｔ、＞ ρｖ＆軸百量（Ｗぜ／、） 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）酸化カドミウムを主体とする活物質が導電性基板
   に塗工されているアルカリ蓄電池用カドミウム負極にお
   いて、前記カドミウム負極の活物質層にさらに金属カド
   ミウムと導電剤とフッ素樹脂粉末と結着剤との混合物か
   らなる表面層が形成されていることを特徴とするアルカ
   リ蓄電池用カドミウム負極。