JPH05144437A - 多孔質ニツケル−塩化ニツケル電極及びその製造方法 - Google Patents
多孔質ニツケル−塩化ニツケル電極及びその製造方法Info
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- JPH05144437A JPH05144437A JP3302120A JP30212091A JPH05144437A JP H05144437 A JPH05144437 A JP H05144437A JP 3302120 A JP3302120 A JP 3302120A JP 30212091 A JP30212091 A JP 30212091A JP H05144437 A JPH05144437 A JP H05144437A
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- chloride
- electrode
- sodium
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- 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
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ニッケル利用率の量が３０重量％を越えるよ
うなナトリウム−塩化ニッケル電気化学電池中で使用す
るための多孔質ニッケル電極を得ること。 【構成】 多孔質ニッケル−塩化ニッケル電極は、ニッ
ケル粉体と、塩化ニッケル粉体とそして塩化ナトリウム
粉体との混合物を、６００〜９７０℃の温度範囲におい
て不活性雰囲気内で焼結することによって調製される。 【効果】 塩化ナトリウムの溶融点（８０１℃）より若
干低い温度において還元性雰囲気内で焼結されたニッケ
ル−塩化ナトリウム電極と比較した場合、本発明に係る
多孔質電極は活物質の一層高度の活用をもたらし、その
結果、電気化学的電池が一層高い全体的エネルギー密度
を持つに到る。
うなナトリウム−塩化ニッケル電気化学電池中で使用す
るための多孔質ニッケル電極を得ること。 【構成】 多孔質ニッケル−塩化ニッケル電極は、ニッ
ケル粉体と、塩化ニッケル粉体とそして塩化ナトリウム
粉体との混合物を、６００〜９７０℃の温度範囲におい
て不活性雰囲気内で焼結することによって調製される。 【効果】 塩化ナトリウムの溶融点（８０１℃）より若
干低い温度において還元性雰囲気内で焼結されたニッケ
ル−塩化ナトリウム電極と比較した場合、本発明に係る
多孔質電極は活物質の一層高度の活用をもたらし、その
結果、電気化学的電池が一層高い全体的エネルギー密度
を持つに到る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はナトリウム−塩化ニッケ
ル電池におけるカソード材料として機能する多孔質ニッ
ケル−塩化ニッケル電極及び多孔質ニッケル電極を製造
する方法に関する。
ル電池におけるカソード材料として機能する多孔質ニッ
ケル−塩化ニッケル電極及び多孔質ニッケル電極を製造
する方法に関する。
【０００２】
【発明の概要】本発明は多孔質ニッケル−塩化ニッケル
電極及び多孔質ニッケル−塩化ニッケル電極の製造法に
関し、この発明においては、ニッケル粉体、塩化ニッケ
ル粉体及び塩化ナトリウム粉体とが混合され、一定形状
に圧縮成形し、しかる後に、６００〜９７０℃の温度範
囲において不活性ガス雰囲気内で焼結される。多孔質ニ
ッケル−塩化ニッケル電極がナトリウム−塩化ニッケル
電気化学電池中で使用されるとき、電気化学的に利用可
能なニッケルの量は３０重量％を超える。
電極及び多孔質ニッケル−塩化ニッケル電極の製造法に
関し、この発明においては、ニッケル粉体、塩化ニッケ
ル粉体及び塩化ナトリウム粉体とが混合され、一定形状
に圧縮成形し、しかる後に、６００〜９７０℃の温度範
囲において不活性ガス雰囲気内で焼結される。多孔質ニ
ッケル−塩化ニッケル電極がナトリウム−塩化ニッケル
電気化学電池中で使用されるとき、電気化学的に利用可
能なニッケルの量は３０重量％を超える。
【０００３】
【従来の技術】高温型の二次電池であるナトリウム−塩
化ニッケル電池は、エネルギー密度及び出力密度が高い
という特徴を有し、電気自動車用あるいは電力負荷平準
化用二次電池として注目されている。ナトリウム−塩化
ニッケル電池は微細な穴を多数有する導電性の正極、ナ
トリウム−アルミニウム塩化物の溶融塩からなる液体電
解質、正極および溶融塩電解質を負極から分離する固体
電解質、および液体状のナトリウムから構成される。
（U.S.Patent 4,626,483）正極は塩化ニッケル、ニッケ
ルあるいは主成分がニッケルである程度固く不溶性の金
属、及び他の小量の遷移金属から構成されている。本電
池において放電時における正極活物質は塩化ニッケルで
ある。ナトリウムアルミニウムハロゲン化物電解質はＮ
ａＡｌＣｌ4であり塩化ナトリウムを懸濁している。Ｎ
ａＡｌＣｌ4 電解質は１５３℃で溶解する。固体電解質
はナトリウムイオン伝導性である。代表的なものとして
β″−アルミナがある。（実際の組成はＮａ6 Ａｌ32Ｏ
51）ナトリウム塩化ニッケル電池の代表的な構造を１図
に示す。１０１はアノードの集電体として機能する金属
性の容器。１０２は溶融ナトリウム。１０３はナトリウ
ム透過性の固体電解質。１０４は溶融テトラクロロアル
ミニウム酸ナトリウム。１０５はニッケルと塩化ニッケ
ルの複合体。１０６はアノードとカソードの集電体を絶
縁している電気絶縁性のセラミックス。１０７は正極の
集電体。
化ニッケル電池は、エネルギー密度及び出力密度が高い
という特徴を有し、電気自動車用あるいは電力負荷平準
化用二次電池として注目されている。ナトリウム−塩化
ニッケル電池は微細な穴を多数有する導電性の正極、ナ
トリウム−アルミニウム塩化物の溶融塩からなる液体電
解質、正極および溶融塩電解質を負極から分離する固体
電解質、および液体状のナトリウムから構成される。
（U.S.Patent 4,626,483）正極は塩化ニッケル、ニッケ
ルあるいは主成分がニッケルである程度固く不溶性の金
属、及び他の小量の遷移金属から構成されている。本電
池において放電時における正極活物質は塩化ニッケルで
ある。ナトリウムアルミニウムハロゲン化物電解質はＮ
ａＡｌＣｌ4であり塩化ナトリウムを懸濁している。Ｎ
ａＡｌＣｌ4 電解質は１５３℃で溶解する。固体電解質
はナトリウムイオン伝導性である。代表的なものとして
β″−アルミナがある。（実際の組成はＮａ6 Ａｌ32Ｏ
51）ナトリウム塩化ニッケル電池の代表的な構造を１図
に示す。１０１はアノードの集電体として機能する金属
性の容器。１０２は溶融ナトリウム。１０３はナトリウ
ム透過性の固体電解質。１０４は溶融テトラクロロアル
ミニウム酸ナトリウム。１０５はニッケルと塩化ニッケ
ルの複合体。１０６はアノードとカソードの集電体を絶
縁している電気絶縁性のセラミックス。１０７は正極の
集電体。
【０００４】従来より報告されている多孔質のニッケル
正極の製造方法を以下に記す。まずニッケル粉と塩化ナ
トリウム粉を還元雰囲気中、塩化ナトリウムの融点直下
温度で焼結する。次に新しい電池中に設置して、充電プ
ロセス中でニッケルを電気化学的に酸化し、活性な塩化
ニッケルにする。（U.S.Patent 4,626,483）この製造法
により約１００Ｗｈ／Ｋｇの高エネルギー密度を有する
電池ができる。
正極の製造方法を以下に記す。まずニッケル粉と塩化ナ
トリウム粉を還元雰囲気中、塩化ナトリウムの融点直下
温度で焼結する。次に新しい電池中に設置して、充電プ
ロセス中でニッケルを電気化学的に酸化し、活性な塩化
ニッケルにする。（U.S.Patent 4,626,483）この製造法
により約１００Ｗｈ／Ｋｇの高エネルギー密度を有する
電池ができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし前記従来の製造
法により製作された電極では、ニッケル−ナトリウム塩
化物焼結体中における電気化学的に有効利用できるニッ
ケルは最大２８％にすぎない。（この値はカソード量の
制限された電池において、カソード重量及び充放電容量
の測定値より算出される。）一方、他の電気化学的電
池、例えば酸化銀−亜鉛、オキシ水酸化ニッケル−亜
鉛、空気−鉄では高い電極使用効率が得られており、銀
電極（５０％）ニッケル電極（４６％）鉄電極（６５
％）という数値が得られている。
法により製作された電極では、ニッケル−ナトリウム塩
化物焼結体中における電気化学的に有効利用できるニッ
ケルは最大２８％にすぎない。（この値はカソード量の
制限された電池において、カソード重量及び充放電容量
の測定値より算出される。）一方、他の電気化学的電
池、例えば酸化銀−亜鉛、オキシ水酸化ニッケル−亜
鉛、空気−鉄では高い電極使用効率が得られており、銀
電極（５０％）ニッケル電極（４６％）鉄電極（６５
％）という数値が得られている。
【０００６】そこで本発明は、このような問題点を解決
するもので、その目的とするところは、３０％を越える
正極使用効率を達成し高エネルギー密度を有する高温型
ナトリウム−塩化ニッケル電池を提供するところにあ
る。
するもので、その目的とするところは、３０％を越える
正極使用効率を達成し高エネルギー密度を有する高温型
ナトリウム−塩化ニッケル電池を提供するところにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は多孔質ニッケル
−塩化ニッケル電極及び多孔質ニッケル−塩化ニッケル
電極を製造する方法を詳細に説明しており、この発明に
おいて、 （１）多孔質ニッケル−塩化ニッケル電極において、ニ
ッケル粉体、塩化ニッケル粉体および塩化ナトリウム粉
体の混合焼結体から構成することを特徴とする。 （２）多孔質ニッケル−塩化ニッケル電極の製造方法に
おいてニッケル粉体、塩化ニッケル粉体および塩化ナト
リウム粉体を混合してこの混合体を圧縮成形し所定の形
状となし、これを不活性雰囲気中において６００℃ない
し９７０℃にて焼結することを特徴とする。
−塩化ニッケル電極及び多孔質ニッケル−塩化ニッケル
電極を製造する方法を詳細に説明しており、この発明に
おいて、 （１）多孔質ニッケル−塩化ニッケル電極において、ニ
ッケル粉体、塩化ニッケル粉体および塩化ナトリウム粉
体の混合焼結体から構成することを特徴とする。 （２）多孔質ニッケル−塩化ニッケル電極の製造方法に
おいてニッケル粉体、塩化ニッケル粉体および塩化ナト
リウム粉体を混合してこの混合体を圧縮成形し所定の形
状となし、これを不活性雰囲気中において６００℃ない
し９７０℃にて焼結することを特徴とする。
【０００８】前述のようにして得られた多孔質ニッケル
−塩化ニッケル電極がナトリウム−塩化ニッケル電気化
学電池中で使用されるときには、電気化学的に利用可能
なニッケルの量は３０重量％を越える。
−塩化ニッケル電極がナトリウム−塩化ニッケル電気化
学電池中で使用されるときには、電気化学的に利用可能
なニッケルの量は３０重量％を越える。
【０００９】
【実施例】ニッケル粉体（０．０５０ｇ；２〜５μ
ｍ）、無水塩化ニッケル粉体（０．０２２ｇ；５３〜１
２５μｍ）、及び乾燥塩化ナトリウム（０．０４０ｇ；
５３〜１２５μｍ）が混合され、しかる後、直径１ｃｍ
のニッケル網（０．０１４ｇ）の上で圧縮された。この
円盤は８１０℃において３０分間かけてアルゴン雰囲気
内で焼結された。ニッケル−塩化ニッケルの円板は２０
０ｃｍ2 のアルミニウム対向電極、アルミニウムワイヤ
ー参照電極、４３０ｇの四塩化ナトリウム・アルミニウ
ム及び作業電極のためのニッケルワイヤーホルダーより
成る電気化学電池中に充填された。電池の作動温度は３
００℃であった。多孔質ニッケルカソードはアルミニウ
ム参照電極に対して１．２Ｖにおいて過度に充電された
後、５ｍＡの定電流において６００ｍＶのカットオフ電
圧まで放電された。放電に対して測定されたクーロン総
量に基づいて、３８重量％のニッケルが活性な塩化ニッ
ケルとして有効利用された。
ｍ）、無水塩化ニッケル粉体（０．０２２ｇ；５３〜１
２５μｍ）、及び乾燥塩化ナトリウム（０．０４０ｇ；
５３〜１２５μｍ）が混合され、しかる後、直径１ｃｍ
のニッケル網（０．０１４ｇ）の上で圧縮された。この
円盤は８１０℃において３０分間かけてアルゴン雰囲気
内で焼結された。ニッケル−塩化ニッケルの円板は２０
０ｃｍ2 のアルミニウム対向電極、アルミニウムワイヤ
ー参照電極、４３０ｇの四塩化ナトリウム・アルミニウ
ム及び作業電極のためのニッケルワイヤーホルダーより
成る電気化学電池中に充填された。電池の作動温度は３
００℃であった。多孔質ニッケルカソードはアルミニウ
ム参照電極に対して１．２Ｖにおいて過度に充電された
後、５ｍＡの定電流において６００ｍＶのカットオフ電
圧まで放電された。放電に対して測定されたクーロン総
量に基づいて、３８重量％のニッケルが活性な塩化ニッ
ケルとして有効利用された。
【００１０】（比較例）ニッケル粉（重量０．０６ｇ、
粒径２〜５μｍ）と乾燥して塩化ナトリウム（重量０．
０４ｇ、粒径５３〜１２５μｍ）を混合する。混合粉体
を直径１ｃｍのニッケルメッシュの円板上（０．０１４
ｇ）に圧縮成形する。この円板を水素還元雰囲気中にて
７９０℃、３０分間焼結する。次にこのニッケルと塩化
ナトリウムの円板を上記の電気化学電池に設置する。ア
ルミニウム参照電圧で１．２Ｖにて過度に充電する。充
電された多孔質のニッケル塩化ニッケル電極を５ｍＡの
定電流で放電する。電圧が６００ｍＶまで低下したとこ
ろで放電を停止する。放電したクーロン量に基づき算出
すると、活性な塩化ニッケルとして実際に利用されたニ
ッケルは２８％である。
粒径２〜５μｍ）と乾燥して塩化ナトリウム（重量０．
０４ｇ、粒径５３〜１２５μｍ）を混合する。混合粉体
を直径１ｃｍのニッケルメッシュの円板上（０．０１４
ｇ）に圧縮成形する。この円板を水素還元雰囲気中にて
７９０℃、３０分間焼結する。次にこのニッケルと塩化
ナトリウムの円板を上記の電気化学電池に設置する。ア
ルミニウム参照電圧で１．２Ｖにて過度に充電する。充
電された多孔質のニッケル塩化ニッケル電極を５ｍＡの
定電流で放電する。電圧が６００ｍＶまで低下したとこ
ろで放電を停止する。放電したクーロン量に基づき算出
すると、活性な塩化ニッケルとして実際に利用されたニ
ッケルは２８％である。
【００１１】
【発明の効果】多孔質ニッケル−塩化ニッケル電極及び
多孔質ニッケル−塩化ニッケル電極を製造する方法に関
する前述の説明によれば、多孔質ニッケル−塩化ニッケ
ル電極がナトリウム−塩化ニッケル電気化学電池中で使
用されるときには、電気化学的に利用可能なニッケルの
量は３０重量％を越える。
多孔質ニッケル−塩化ニッケル電極を製造する方法に関
する前述の説明によれば、多孔質ニッケル−塩化ニッケ
ル電極がナトリウム−塩化ニッケル電気化学電池中で使
用されるときには、電気化学的に利用可能なニッケルの
量は３０重量％を越える。
【図１】ナトリウム−塩化ニッケル電池中の代表的な構
造を示す図である。
造を示す図である。
１０１ アノードの集電体として機能する金属性容器 １０２ 溶融ナトリウム １０３ ナトリウム透過性固体電解質 １０４ 溶融テトラクロロアルミン酸ナトリウム １０５ ニッケルと塩化ニッケルの複合体 １０６ アノード集電体とカソード集電体を絶縁するた
めの電気絶縁性セラミックス材料 １０７ カソード用集電体
めの電気絶縁性セラミックス材料 １０７ カソード用集電体
Claims (2)
- 【請求項１】ニッケル粉体、塩化ニッケル粉体および塩
化ナトリウム粉体の混合焼結体であることを特徴とする
多孔質ニッケル−塩化ニッケル電極。 - 【請求項２】ニッケル粉体、塩化ニッケル粉体および塩
化ナトリウム粉体を混合してこの混合体を圧縮成形し所
定の形状となし、これを不活性雰囲気中において６００
℃ないし９７０℃にて焼結することを特徴とする多孔質
ニッケル−塩化ニッケル電極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3302120A JPH05144437A (ja) | 1991-11-18 | 1991-11-18 | 多孔質ニツケル−塩化ニツケル電極及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3302120A JPH05144437A (ja) | 1991-11-18 | 1991-11-18 | 多孔質ニツケル−塩化ニツケル電極及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05144437A true JPH05144437A (ja) | 1993-06-11 |
Family
ID=17905174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3302120A Pending JPH05144437A (ja) | 1991-11-18 | 1991-11-18 | 多孔質ニツケル−塩化ニツケル電極及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05144437A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114599624A (zh) * | 2019-10-21 | 2022-06-07 | 万腾荣公司 | 具有改善的堆积密度的氯氧化钼 |
-
1991
- 1991-11-18 JP JP3302120A patent/JPH05144437A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114599624A (zh) * | 2019-10-21 | 2022-06-07 | 万腾荣公司 | 具有改善的堆积密度的氯氧化钼 |
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