JPH05151965A - アルカリ蓄電池用ニツケル極の製造法 - Google Patents
アルカリ蓄電池用ニツケル極の製造法Info
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- JPH05151965A JPH05151965A JP3310501A JP31050191A JPH05151965A JP H05151965 A JPH05151965 A JP H05151965A JP 3310501 A JP3310501 A JP 3310501A JP 31050191 A JP31050191 A JP 31050191A JP H05151965 A JPH05151965 A JP H05151965A
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- storage battery
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- 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
- H01M4/32—Nickel oxide or hydroxide electrodes
-
- 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
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ニッケル・カドミウムやニッケル・水素蓄電
池のようなアルカリ蓄電池に用いるニッケル極の利用率
を向上するアルカリ蓄電池用ニッケル極の製造法を提供
することを目的とする。 【構成】 カーボニルコバルトなどコバルト粉末、さら
に好ましくは酸化コバルトを加えた水酸化ニッケルを主
とする活物質と結着剤を多孔体に充填し加圧して電極と
した後、７０〜１００℃程度のアルカリ溶液に浸漬す
る。
池のようなアルカリ蓄電池に用いるニッケル極の利用率
を向上するアルカリ蓄電池用ニッケル極の製造法を提供
することを目的とする。 【構成】 カーボニルコバルトなどコバルト粉末、さら
に好ましくは酸化コバルトを加えた水酸化ニッケルを主
とする活物質と結着剤を多孔体に充填し加圧して電極と
した後、７０〜１００℃程度のアルカリ溶液に浸漬す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアルカリ蓄電池用ニッケ
ル極の製造法に関し、特にニッケル・カドミウム蓄電池
やニッケル・水素蓄電池のようなアルカリ蓄電池に用い
るニッケル極の製造法に関する。
ル極の製造法に関し、特にニッケル・カドミウム蓄電池
やニッケル・水素蓄電池のようなアルカリ蓄電池に用い
るニッケル極の製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】各種の電源として使われるアルカリ蓄電
池は高信頼性が期待でき、小形軽量化も可能などの理由
で小形電池は各種ポータブル機器用に、大形は産業用と
して広く使われてきた。
池は高信頼性が期待でき、小形軽量化も可能などの理由
で小形電池は各種ポータブル機器用に、大形は産業用と
して広く使われてきた。
【０００３】このアルカリ蓄電池において、負極として
はカドミウムの他に亜鉛、鉄、水素などが対象となって
いる。しかし正極としては一部空気極や酸化銀極なども
取り上げられているが、ほとんどの場合ニッケル極であ
る。ポケット式から焼結式に代わって特性が向上し、さ
らに密閉化が可能になるとともに用途も広がった。
はカドミウムの他に亜鉛、鉄、水素などが対象となって
いる。しかし正極としては一部空気極や酸化銀極なども
取り上げられているが、ほとんどの場合ニッケル極であ
る。ポケット式から焼結式に代わって特性が向上し、さ
らに密閉化が可能になるとともに用途も広がった。
【０００４】しかし焼結式は基板の製法や活物質の充填
などの点で工法が煩雑であり高価である。その上焼結式
では基板の多孔度を８３％以上にすると強度が大幅に低
下するので活物質の充填に限界があり、したがって高容
量化にも限界がある。そこで非焼結式ニッケル極として
１つの方向は９０％以上のような高多孔度の基板として
発泡状基板や繊維状基板が取り上げられ高容量化が図ら
れ一部実用化されている。もう１つの方向は低廉化であ
り水酸化ニッケルに導電剤と結着剤を加えて２次元構造
の多孔体とともにシート状に加工して得られる方式が広
く研究され多くの製法上の提案がされている。これらに
用いる活物質にはニッケルとコバルトあるいは酸化コバ
ルトそれに対極活物質たとえば酸化亜鉛や酸化カドミウ
ムの少量などが加えられた水酸化ニッケル粉末である。
などの点で工法が煩雑であり高価である。その上焼結式
では基板の多孔度を８３％以上にすると強度が大幅に低
下するので活物質の充填に限界があり、したがって高容
量化にも限界がある。そこで非焼結式ニッケル極として
１つの方向は９０％以上のような高多孔度の基板として
発泡状基板や繊維状基板が取り上げられ高容量化が図ら
れ一部実用化されている。もう１つの方向は低廉化であ
り水酸化ニッケルに導電剤と結着剤を加えて２次元構造
の多孔体とともにシート状に加工して得られる方式が広
く研究され多くの製法上の提案がされている。これらに
用いる活物質にはニッケルとコバルトあるいは酸化コバ
ルトそれに対極活物質たとえば酸化亜鉛や酸化カドミウ
ムの少量などが加えられた水酸化ニッケル粉末である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】水酸化ニッケルを直接
用いて得られるニッケル極は焼結式に比べて水酸化ニッ
ケルの利用率がやや悪い。これを向上するために焼結式
も含めてとくにコバルトが有効であるが加えすぎると絶
対容量が減少する。いずれにしてもニッケル極の利用率
をあげて体積効率や重量効率を大きくすることがエネル
ギー密度の向上や低廉化のために重要である。本発明
は、このような課題を解決するもので、ニッケル極の利
用率を向上したアルカリ蓄電池用ニッケル極の製造法を
提供することを目的とする。
用いて得られるニッケル極は焼結式に比べて水酸化ニッ
ケルの利用率がやや悪い。これを向上するために焼結式
も含めてとくにコバルトが有効であるが加えすぎると絶
対容量が減少する。いずれにしてもニッケル極の利用率
をあげて体積効率や重量効率を大きくすることがエネル
ギー密度の向上や低廉化のために重要である。本発明
は、このような課題を解決するもので、ニッケル極の利
用率を向上したアルカリ蓄電池用ニッケル極の製造法を
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】この課題を解決するため
本発明のアルカリ蓄電池用ニッケル極の製造法は、ニッ
ケル・カドミウムやニッケル・水素蓄電池のようなアル
カリ蓄電池に用いるニッケル極において、コバルト粉末
を加えた水酸化ニッケルを充填や塗着によりニッケル極
を製作し、これをアルカリ溶液に浸漬して水洗乾燥す
る。この場合アルカリが苛性アルカリ溶液で、浸漬温度
が７０〜１００℃程度であることが好ましい。またコバ
ルトとしてはカーボニルコバルト粉がよく、酸化コバル
トが少量添加されていることが好ましい。なお全コバル
ト量は、水酸化ニッケルに対して添加量として３〜１５
重量％程度がよい。
本発明のアルカリ蓄電池用ニッケル極の製造法は、ニッ
ケル・カドミウムやニッケル・水素蓄電池のようなアル
カリ蓄電池に用いるニッケル極において、コバルト粉末
を加えた水酸化ニッケルを充填や塗着によりニッケル極
を製作し、これをアルカリ溶液に浸漬して水洗乾燥す
る。この場合アルカリが苛性アルカリ溶液で、浸漬温度
が７０〜１００℃程度であることが好ましい。またコバ
ルトとしてはカーボニルコバルト粉がよく、酸化コバル
トが少量添加されていることが好ましい。なお全コバル
ト量は、水酸化ニッケルに対して添加量として３〜１５
重量％程度がよい。
【０００７】なお、とくに結着剤として電解液に溶解す
る材料を用いた場合は、組み立て時での活物質の脱落防
止のためアルカリ溶液に浸漬し、水洗乾燥後ふたたび結
着剤を添加してもよい。
る材料を用いた場合は、組み立て時での活物質の脱落防
止のためアルカリ溶液に浸漬し、水洗乾燥後ふたたび結
着剤を添加してもよい。
【０００８】
【作用】焼結式ニッケル極を苛性アルカリ溶液に浸漬す
るのは常套手段である。しかしこの場合の目的は充填さ
れている硝酸ニッケル塩のようなニッケル塩を水酸化ニ
ッケルに転化するためである。本願のようにすでに水酸
化ニッケルに転化したものをふたたびアルカリに浸漬す
ることで利用率が向上する理由ははっきりしない。
るのは常套手段である。しかしこの場合の目的は充填さ
れている硝酸ニッケル塩のようなニッケル塩を水酸化ニ
ッケルに転化するためである。本願のようにすでに水酸
化ニッケルに転化したものをふたたびアルカリに浸漬す
ることで利用率が向上する理由ははっきりしない。
【０００９】まず浸漬により苛性アルカリ中にニッケル
極の利用率を上げるため添加した。とくに酸化コバルト
がコバルトイオンとして一部溶解している。電極は外観
的には褐色の斑点が生じ、全体の色も薄い緑色からやや
褐色を帯びた薄い緑色に変化していることからコバルト
イオンが関与していると思われる。たとえばアルカリ浸
漬時に活物質層にコバルトイオンが拡散し、これが活物
質の利用を高めていることも理由である。なおコバルト
としてカーボニルコバルトは比較的安価で、しかもきわ
めて微粉末の状態で得られるので活物質との混合が均一
に行なわれ、活性なので本願のような一部拡散させる目
的に最適である。なお酸化コバルトは微粉末で市販され
ていて材料に限定はない。
極の利用率を上げるため添加した。とくに酸化コバルト
がコバルトイオンとして一部溶解している。電極は外観
的には褐色の斑点が生じ、全体の色も薄い緑色からやや
褐色を帯びた薄い緑色に変化していることからコバルト
イオンが関与していると思われる。たとえばアルカリ浸
漬時に活物質層にコバルトイオンが拡散し、これが活物
質の利用を高めていることも理由である。なおコバルト
としてカーボニルコバルトは比較的安価で、しかもきわ
めて微粉末の状態で得られるので活物質との混合が均一
に行なわれ、活性なので本願のような一部拡散させる目
的に最適である。なお酸化コバルトは微粉末で市販され
ていて材料に限定はない。
【００１０】密閉形の場合放電保証用の負極容量をニッ
ケル極に使われるコバルトとして金属を用い充電初期に
この金属コバルトが酸化され、その間はニッケル極は充
電されず負極は充電され、しかも酸化を受けたコバルト
はそれ自身が放電には寄与しない現象を利用して形成す
ることができるが、本願でもコバルトに基因する電位が
認められるのでこの現象は利用できる。
ケル極に使われるコバルトとして金属を用い充電初期に
この金属コバルトが酸化され、その間はニッケル極は充
電されず負極は充電され、しかも酸化を受けたコバルト
はそれ自身が放電には寄与しない現象を利用して形成す
ることができるが、本願でもコバルトに基因する電位が
認められるのでこの現象は利用できる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の一実施例のアルカリ蓄電池用
ニッケル極について説明する。
ニッケル極について説明する。
【００１２】市販の水酸化ニッケル粉末９２部、カルボ
ニルコバルト粉末６部、酸化コバルト粉末２部を混合
後、結着剤として水溶性樹脂であるこれにカルボキシメ
チルセルロース（ＣＭＣ）の２（重量）％の水溶液を用
いてペーストを得る。このペーストを厚さ１．５mm、孔
径２００μｍ、多孔度９５％の発泡状ニッケル基板に充
填塗着し、１２０℃で１時間乾燥した。得られた電極は
加圧して厚さ０．６５mmに調整した。その後これを比重
１．３の苛性カリ水溶液中に８５℃４５分間浸漬した。
このようにして得られた発泡式ニッケル極をカルボキシ
メチルセルロースの１（重量）％の水溶液に浸漬し乾燥
後ＳｕｂＣ形用として幅３３mm、長さ２００mmに裁断
し、リード板をスポット溶接により取り付けた。このニ
ッケル極の実際の放電容量は０．２Ｃで２．８Ａｈであ
る。
ニルコバルト粉末６部、酸化コバルト粉末２部を混合
後、結着剤として水溶性樹脂であるこれにカルボキシメ
チルセルロース（ＣＭＣ）の２（重量）％の水溶液を用
いてペーストを得る。このペーストを厚さ１．５mm、孔
径２００μｍ、多孔度９５％の発泡状ニッケル基板に充
填塗着し、１２０℃で１時間乾燥した。得られた電極は
加圧して厚さ０．６５mmに調整した。その後これを比重
１．３の苛性カリ水溶液中に８５℃４５分間浸漬した。
このようにして得られた発泡式ニッケル極をカルボキシ
メチルセルロースの１（重量）％の水溶液に浸漬し乾燥
後ＳｕｂＣ形用として幅３３mm、長さ２００mmに裁断
し、リード板をスポット溶接により取り付けた。このニ
ッケル極の実際の放電容量は０．２Ｃで２．８Ａｈであ
る。
【００１３】負極として水素吸蔵合金を例とした。Ｍｍ
Ｎｉ5系合金の一つであるＭｍＮｉ3 .7Ｍｎ0.4Ａｌ0.3Ｃ
ｏ0.6を粉砕して３６０メッシュ通過させた後、１．５
重量％ＣＭＣ水溶液を加えてペーストをつくる。ついで
このペーストを多孔度９５％厚さ０．８mmの発泡状ニッ
ケル板に充填し加圧して電極を得た。減圧で乾燥後５％
のふっ素樹脂ディスパージョンを添加した。この発泡状
ペースト式水素吸蔵合金極を幅３３mm、長さ２３０mmに
裁断し、リード板をスポット溶接により取り付けた。な
おこの電極の放電可能容量は正極の１．５５倍の４．５
Ａｈである。
Ｎｉ5系合金の一つであるＭｍＮｉ3 .7Ｍｎ0.4Ａｌ0.3Ｃ
ｏ0.6を粉砕して３６０メッシュ通過させた後、１．５
重量％ＣＭＣ水溶液を加えてペーストをつくる。ついで
このペーストを多孔度９５％厚さ０．８mmの発泡状ニッ
ケル板に充填し加圧して電極を得た。減圧で乾燥後５％
のふっ素樹脂ディスパージョンを添加した。この発泡状
ペースト式水素吸蔵合金極を幅３３mm、長さ２３０mmに
裁断し、リード板をスポット溶接により取り付けた。な
おこの電極の放電可能容量は正極の１．５５倍の４．５
Ａｈである。
【００１４】これらと親液処理ポリプロピレン不織布セ
パレータを用いて密閉形ニッケル−水素蓄電池を構成し
た。比重１．３０の苛性カリ水溶液に３０ｇ／ｌの水酸
化リチウムを溶解した電解液を注入した。電池はＳｕｂ
Ｃ型である。この電池をＡとする。
パレータを用いて密閉形ニッケル−水素蓄電池を構成し
た。比重１．３０の苛性カリ水溶液に３０ｇ／ｌの水酸
化リチウムを溶解した電解液を注入した。電池はＳｕｂ
Ｃ型である。この電池をＡとする。
【００１５】比較のためにニッケル極にアルカリへの浸
漬工程を入れず他は電池Ａと同じ工程で得られた電池を
Ｂとして加えた。
漬工程を入れず他は電池Ａと同じ工程で得られた電池を
Ｂとして加えた。
【００１６】第１回目の化成として両電池を周囲温度２
５℃で０．４Ａで初充電を行なった。コバルト金属の酸
化に基因すると思われる１．１Ｖ付近での平坦部がＡ，
Ｂとも認められ１．２時間程度保った後電位の上昇が始
まった。充電は１３時間行なった。その後放電は０．６
Ａで行なった結果Ａは２．９１Ａｈ、Ｂは２．７５Ａｈ
であった。ついで０．４Ａで１５０％充電、０．６Ａで
０．８Ｖまでの放電の結果Ａは２．９０Ａｈ、Ｂは２．
７３Ａｈであった。最後に１．０Ａで１５０％充電、
１．０Ａで０．８Ｖまでの放電の結果Ａはやはり２．９
０Ａｈ、Ｂは２．７３Ａｈであった。これで化成を終了
した。
５℃で０．４Ａで初充電を行なった。コバルト金属の酸
化に基因すると思われる１．１Ｖ付近での平坦部がＡ，
Ｂとも認められ１．２時間程度保った後電位の上昇が始
まった。充電は１３時間行なった。その後放電は０．６
Ａで行なった結果Ａは２．９１Ａｈ、Ｂは２．７５Ａｈ
であった。ついで０．４Ａで１５０％充電、０．６Ａで
０．８Ｖまでの放電の結果Ａは２．９０Ａｈ、Ｂは２．
７３Ａｈであった。最後に１．０Ａで１５０％充電、
１．０Ａで０．８Ｖまでの放電の結果Ａはやはり２．９
０Ａｈ、Ｂは２．７３Ａｈであった。これで化成を終了
した。
【００１７】両電池それぞれ１０セル用い、とくに高放
電特性を比較した。２０℃、０．５Ａで９時間定電流で
充電し、種々の電流で放電した。
電特性を比較した。２０℃、０．５Ａで９時間定電流で
充電し、種々の電流で放電した。
【００１８】まず１．５Ａの放電ではＡは平均２．８７
Ａｈ、Ｂは同じく２．６８Ａｈであり、つぎに３Ａの放
電ではＡは平均２．８１Ａｈ、Ｂは２．６０Ａｈであ
り、６Ａの放電ではＡは平均２．７７Ａｈ、Ｂは２．５
４Ａｈであった。
Ａｈ、Ｂは同じく２．６８Ａｈであり、つぎに３Ａの放
電ではＡは平均２．８１Ａｈ、Ｂは２．６０Ａｈであ
り、６Ａの放電ではＡは平均２．７７Ａｈ、Ｂは２．５
４Ａｈであった。
【００１９】なお実施例では負極に水素吸蔵合金を用い
た場合を示したが本願がニッケル極の改良に関するもの
であり、負極にカドミウム極を用いても同じ効果を発揮
し、そのほか鉄極や亜鉛極などにも同じ効果が得られ
る。
た場合を示したが本願がニッケル極の改良に関するもの
であり、負極にカドミウム極を用いても同じ効果を発揮
し、そのほか鉄極や亜鉛極などにも同じ効果が得られ
る。
【００２０】
【発明の効果】以上の実施例の説明により明らかなよう
に、本発明のアルカリ蓄電池用ニッケル極の製造法によ
れば、コバルト粉末や酸化コバルト粉末を加えた水酸化
ニッケルを主とする活物質と結着剤を多孔体に充填し加
圧して電極とした後、アルカリ溶液に浸漬することによ
り、高い利用率を示すアルカリ蓄電池用ニッケル極が得
られる。
に、本発明のアルカリ蓄電池用ニッケル極の製造法によ
れば、コバルト粉末や酸化コバルト粉末を加えた水酸化
ニッケルを主とする活物質と結着剤を多孔体に充填し加
圧して電極とした後、アルカリ溶液に浸漬することによ
り、高い利用率を示すアルカリ蓄電池用ニッケル極が得
られる。
Claims (6)
- 【請求項１】コバルト粉末を加えた水酸化ニッケルを主
とする活物質材料を、結着剤とともに多孔体に充填し、
加圧して電極とした後、アルカリ溶液に浸漬するアルカ
リ蓄電池用ニッケル極の製造法。 - 【請求項２】コバルト粉末を加えた水酸化ニッケルを主
とする活物質材料を、結着剤とともに多孔体に充填し加
圧して電極とした後、アルカリ溶液に浸漬し、水洗乾燥
後ふたたび結着剤を添加するアルカリ蓄電池用ニッケル
極の製造法。 - 【請求項３】アルカリ溶液が苛性アルカリ溶液で、浸漬
温度が６０〜１００℃である請求項１または２記載のア
ルカリ蓄電池用ニッケル極の製造法。 - 【請求項４】結着剤が水溶性樹脂である請求項１，２ま
たは３記載のアルカリ蓄電池用ニッケル極の製造法。 - 【請求項５】コバルト粉末がカーボニルコバルト粉であ
る請求項１，２，３または４記載のアルカリ蓄電池用ニ
ッケル極の製造法。 - 【請求項６】コバルト粉末は、コバルト粉末と酸化コバ
ルト粉末との混合粉末である請求項１ないし５のいずれ
かに記載のアルカリ蓄電池用ニッケル極の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3310501A JPH05151965A (ja) | 1991-11-26 | 1991-11-26 | アルカリ蓄電池用ニツケル極の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3310501A JPH05151965A (ja) | 1991-11-26 | 1991-11-26 | アルカリ蓄電池用ニツケル極の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05151965A true JPH05151965A (ja) | 1993-06-18 |
Family
ID=18005988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3310501A Pending JPH05151965A (ja) | 1991-11-26 | 1991-11-26 | アルカリ蓄電池用ニツケル極の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05151965A (ja) |
-
1991
- 1991-11-26 JP JP3310501A patent/JPH05151965A/ja active Pending
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