JPH04332469A - アルカリ二次電池用の焼結式ニッケル電極の製造方法 - Google Patents

アルカリ二次電池用の焼結式ニッケル電極の製造方法

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JPH04332469A
JPH04332469A JP3017084A JP1708491A JPH04332469A JP H04332469 A JPH04332469 A JP H04332469A JP 3017084 A JP3017084 A JP 3017084A JP 1708491 A JP1708491 A JP 1708491A JP H04332469 A JPH04332469 A JP H04332469A
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浩 服部
Hirokazu Kido
宏和 貴堂
Osamu Ishida
修 石田
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はアルカリ二次電池用の焼
結式ニッケル電極の製造方法に係わり、さらに詳しくは
化学含浸法によるアルカリ二次電池用の焼結式ニッケル
電極の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】アルカリ二次電池用の焼結式ニッケル電
極の製造方法としては、化学含浸法と電解含浸法が採用
されている〔例えば、前者については、A.Fleis
cher,Trans.Electrochem.So
c.94,289(1948)、後者については、E.
J.McHenry,Electrochem.Tec
hnol.5,275(1967)〕。
【0003】化学含浸法では、硝酸ニッケルなどのニッ
ケル塩の水溶液中に基体となるニッケル焼結体を浸漬し
、ニッケル焼結体の空孔中にニッケル塩を充填した後、
水酸化ナトリウムなどのアルカリ水溶液に浸漬して、ニ
ッケル塩を中和して活物質である水酸化ニッケルに変換
する。そして、これらの含浸工程を所定量の水酸化ニッ
ケルがニッケル焼結体に充填し終わるまで繰り返し、そ
の後、アルカリ水溶液中で化成(充放電)し、水洗、乾
燥して、ニッケル電極が製造される。
【0004】これに対して、電解含浸法は、ニッケル塩
の水溶液中にニッケル焼結体を浸漬し、ついで電解還元
し、ニッケル焼結体の空孔中に水酸化ニッケルを析出さ
せて、ニッケル電極を製造する方法であるが、化学含浸
法に比べて、水酸化ニッケルの充填密度が低いという欠
点がある。そのため、500mAh・cc−1以上の高
容量のニッケル電極の製造には、化学含浸法が適してい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、化学含
浸法でニッケル電極を製造する場合、含浸工程を10回
以上繰り返さなければならず、そのため、製造に長時間
を要することになる。本発明は、上記問題点を解決し、
含浸工程の回数を少なくして、製造時間を短縮できるア
ルカリ二次電池用の焼結式ニッケル電極の製造方法を提
供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、ニッケル焼結
体をニッケル塩の水溶液中に浸漬し、ニッケル焼結体の
空孔中にニッケル塩を充填した後、アルカリ水溶液に浸
漬して、ニッケル塩を中和して水酸化ニッケルに変換す
る含浸中和を繰り返すアルカリ二次電池用の焼結式ニッ
ケル電極の製造において、毎含浸中和後に水酸化ニッケ
ルの結晶形態をαからβに変換することにより、含浸工
程の回数を少なくして、焼結式ニッケル電極の製造に要
する時間を短縮し、上記目的を達成したものである。
【0007】上記のように、水酸化ニッケルの結晶形態
をαからβに変換すると、体積収縮が起こり、ニッケル
焼結体の空孔中の水酸化ニッケルの体積が減少するので
、空孔中の未充填部分の体積が増加し、それ以後の含浸
工程での水酸化ニッケルの充填量が増加する。
【0008】その結果、所定量の水酸化ニッケルが充填
するまでの含浸工程の回数が少なくなり、焼結式ニッケ
ル電極の製造に要する時間を短縮することができる。
【0009】本発明において、含浸中和とは、空孔中に
ニッケル塩が充填されたニッケル焼結体をアルカリ水溶
液に浸漬して、ニッケル塩を中和して水酸化ニッケルに
変換する工程をいい、本発明におけるような化学含浸法
によるニッケル電極の製造においては、含浸工程として
、上記の含浸中和と、ニッケル焼結体をニッケル塩の水
溶液に浸漬して、ニッケル焼結体の空孔中にニッケル塩
を充填する工程とがある。
【0010】本発明において、上記含浸中和後の水酸化
ニッケルの結晶形態をαからβに変換するには、ニッケ
ル焼結体の空孔中に充填された水酸化ニッケルを電解酸
化するか、または空孔中に水酸化ニッケルが充填された
ニッケル焼結体を90℃以上の温水に1時間以上浸漬す
る方法が採用される。
【0011】上記の電解酸化はニッケル焼結体の空孔中
に充填された水酸化ニッケル量に対し、1〜3Cで3〜
12分間程度行えばよい。上記のような電解酸化により
、水酸化ニッケルは結晶中に包含した水が結晶中から抜
け出て、結晶形態がαからβに変わる。
【0012】また、空孔中に水酸化ニッケルが充填され
たニッケル焼結体を90℃以上の温水に1時間以上浸漬
することによって、水酸化ニッケルは結晶中に包含した
水が結晶中から抜け出て、結晶形態がαからβに変わる
【0013】本発明は、毎含浸中和後、水酸化ニッケル
の結晶形態をαからβに変換する以外は、ニッケル電極
の製造に際して従来から採用されている手段で実施する
ことができる。
【0014】例えば、基体として用いるニッケル焼結体
は従来法で作製したものを使用することができるし、ま
た、上記ニッケル焼結体のニッケル塩の水溶液への浸漬
、ニッケル焼結体に充填されたニッケル塩の含浸中和、
含浸工程終了後の化成充放電などに関しても従来から採
用されている方法で行うことができる。
【0015】
【実施例】つぎに、実施例を挙げて本発明をより具体的
に説明する。
【0016】実施例1 まず、焼結式ニッケル電極の基体として用いるニッケル
焼結体の作製方法について説明する。メチルセルロース
30gと水1リットルとを混合したゲルにニッケル粉末
を加えてニッケルスラリーとし、このニッケルスラリー
をニッケル製のパンチングメタル(厚さ:70μm、開
孔率:25%)の両面に塗布し、還元雰囲気中900℃
で20分間加熱してニッケルを焼結することにより、ニ
ッケル焼結体を作製した。
【0017】つぎに、このニッケル焼結体の空孔中に活
物質を充填する工程について説明する。水0.8リット
ルにCo(NO3 )2 ・6H2 Oを100g、N
i(NO3 )2 ・6H2 Oを1000gおよびH
NO3 を5g溶解して含浸用溶液を調製し、この溶液
にニッケル焼結体を10分間浸漬した後、溶液中から取
り出し、100℃で30分間乾燥した後、80℃に加熱
した30%NaOH(水酸化ナトリウム)水溶液に10
分間浸漬して、Co(NO3 )2 を中和して水酸化
コバルト〔Co(OH)2 〕に変換し、かつNi(N
O3 )2 を中和して水酸化ニッケル〔Ni(OH)
2 〕に変換した。
【0018】ついで、上記の溶液中で、ニッケル焼結体
の空孔中に充填された水酸化ニッケル量(重量増加量)
に対し2Cで6分間電解酸化し、結晶形態をαからβに
変換し、ついで純水中でアルカリ成分がなくなるまで洗
浄した後、乾燥した。以上の含浸工程を含む操作を9回
繰り返した後、30%NaOH水溶液中で対極をニッケ
ルとして、ニッケル焼結体の空孔中に充填された水酸化
ニッケル量(重量増加量)に対し、2Cで60分間充電
し、1.5Cで45分間放電し、ついで純水中でアルカ
リ成分がなくなるまで洗浄した後、乾燥してニッケル電
極を製造した。
【0019】本実施例において、ニッケル焼結体の空孔
中に水酸化ニッケルと共に水酸化コバルトを一部充填し
ているのは、水酸化コバルトが活物質である水酸化ニッ
ケルの導電性および利用率を向上させるためであって、
水酸化コバルトは活物質として作用するものではない。
【0020】実施例2 実施例1と同様のニッケル焼結体を実施例1と同様の含
浸用溶液に浸漬し、乾燥後、30%NaOH水溶液に浸
漬してNi(NO3 )2 を中和して水酸化ニッケル
に変換した後、90℃の温水中に2時間浸漬して水酸化
ニッケルの結晶形態をαからβに変換し、ついで流水中
でアルカリ成分が無くなるまで洗浄した後、乾燥した。 それ以外は実施例1と同様にして、ニッケル電極を製造
した。
【0021】比較例1 実施例1と同様のニッケル焼結体を実施例1と同様の含
浸用溶液に浸漬し、乾燥後、30%NaOH水溶液に浸
漬してNi(NO3 )2 を中和して水酸化ニッケル
に変換した後、水酸化ニッケルの結晶形態をαからβに
変換する処理を行わずに、流水中でアルカリ成分がなく
なるまで洗浄し、ついで乾燥した。この含浸工程を12
回繰り返したほかは、実施例1と同様にして、ニッケル
電極を製造した。
【0022】つぎに、上記実施例1〜2および比較例1
のニッケル電極をそれぞれ正極として用い、負極にはV
22Ti16Zr16Ni39Cr7 の組成を持つ大
過剰の水素吸蔵合金を活物質とする水素吸蔵合金電極を
用いて、図1に示す試験用電池を作製した。
【0023】図1において、1は正極であり、この正極
1にはそれぞれ上記実施例1〜2および比較例1で製造
されたニッケル電極が用いられている。2は負極であり
、この負極2は上記のようにV22Ti16Zr16N
i39Cr7 の組成を持つ水素吸蔵合金を活物質とす
る水素貯蔵合金電極からなるものである。
【0024】3はポリプロピレン不織布からなるセパレ
ータで、4は電解液であり、この電解液4は30%水酸
化カリウム水溶液(ただし、17g/リットルの水酸化
リチウムを添加している)からなるものである。5およ
び6はそれぞれニッケル製の集電体であり、7はポリプ
ロピレン製の容器である。
【0025】上記3種類の電池を0.1Cで15時間充
電し、充電後、電池電圧が0.9Vになるまで0.2C
で放電し、その充放電を2回繰り返した後の放電容量を
調べ、それに基づいて容量密度を算出した。その結果を
含浸回数(含浸工程の回数)と共に表1に示す
【002
6】
【表1】
【0027】また、実施例1〜2および比較例1におけ
る含浸回数と水酸化ニッケルの充填容量密度(重量増加
量から計算)との関係を図2に示す。
【0028】表1に示すように、実施例1〜2では、9
回の含浸で540mAh・cc−1を超える容量密度を
持つ電池が得られたが、比較例1では、含浸を12回行
っているにもかかわらず、電池の容量密度が532mA
h・cc−1にしかならず、実施例1〜2に比べて容量
密度が小さかった。
【0029】また、図2に示すように、含浸回数が多く
なると、実施例1〜2の方が比較例1より充填容量密度
が大きくなり、含浸回数が増えるにしたがってその差が
大きくなった。なお、実施例1と実施例2とでは、充填
容量密度にほとんど差がないので、図2には、部分的に
1本の曲線であるかのように図示されている。
【0030】表1に示す試験用電池で得られた容量密度
と図2に示す重量増加率から計算した充填容量密度とを
比較すると、表1に示す容量密度の方が図2に示す充填
容量密度より大きいが、これはニッケル電極の製造工程
中にニッケル焼結体が溶解し、その溶解した部分に水酸
化ニッケルが充填されたためである。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、化学
含浸法によるアルカリ二次電池用の焼結式ニッケル電極
の製造において、毎含浸中和後に水酸化ニッケルの結晶
形態をαからβに変換することによって、少ない含浸回
数で所望の容量を持つ焼結式ニッケル電極の製造を可能
にし、焼結式ニッケル電極の製造時間を短縮できるよう
になった。
【0032】
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1〜2および比較例1で得られたニッケ
ル電極の特性を調べるために作製した試験用電池を示す
概略断面図である。
【図2】実施例1〜2および比較例1における含浸回数
と重量増加量から測定した水酸化ニッケルの充填容量密
度との関係を示す図である。
【符号の説明】
1  正極 2  負極 3  セパレータ 4  電解液

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  ニッケル焼結体をニッケル塩の水溶液
    中に浸漬し、ニッケル焼結体の空孔中にニッケル塩を充
    填した後、アルカリ水溶液に浸漬して、ニッケル塩を中
    和して水酸化ニッケルに変換する含浸中和を繰り返すア
    ルカリ二次電池用の焼結式ニッケル電極の製造において
    、毎含浸中和後に水酸化ニッケルの結晶形態をαからβ
    に変換することを特徴とする焼結式ニッケル電極の製造
    方法。
JP3017084A 1991-01-16 1991-01-16 アルカリ二次電池用の焼結式ニッケル電極の製造方法 Expired - Lifetime JP2898421B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998031063A1 (fr) * 1997-01-09 1998-07-16 Sanyo Electric Co., Ltd. Accumulateur alcalin et procede de charge d'accumulateur
WO2012014895A1 (ja) * 2010-07-30 2012-02-02 三洋電機株式会社 焼結式ニッケル正極及びその製造方法並びにこの焼結式ニッケル正極を用いたアルカリ蓄電池

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1998031063A1 (fr) * 1997-01-09 1998-07-16 Sanyo Electric Co., Ltd. Accumulateur alcalin et procede de charge d'accumulateur
WO2012014895A1 (ja) * 2010-07-30 2012-02-02 三洋電機株式会社 焼結式ニッケル正極及びその製造方法並びにこの焼結式ニッケル正極を用いたアルカリ蓄電池

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