JPH0567465A - Sealed-type alkaline storage battery and its manufacture - Google Patents

Sealed-type alkaline storage battery and its manufacture

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JPH0567465A
JPH0567465A JP4033457A JP3345792A JPH0567465A JP H0567465 A JPH0567465 A JP H0567465A JP 4033457 A JP4033457 A JP 4033457A JP 3345792 A JP3345792 A JP 3345792A JP H0567465 A JPH0567465 A JP H0567465A
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battery
boric acid
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cadmium
negative electrode
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彰 平川
Takahisa Awajiya
隆久 淡路谷
Hironori Honda
浩則 本田
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Abstract

PURPOSE:To suppress migration without lowering an oxygen gas absorbing function and raising a manufacturing cost, and improve a cycle property remarkably. CONSTITUTION:A separator impregnated with an alkaline electrolytic liquid is set between a negative electrode 2 having cadmium oxide as an active material and a positive electrode 1. Boric acid or at least one salt of boric acid is added to a battery and at the same time a high molecular compound having hydroxy group which carries out cross-linking reaction with the boric acid of the salt of boric acid exists in the surface and/or inside of the negative electrode.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は密閉型アルカリ蓄電池及
びその製造方法に関し、特に該電池に用いられる非焼結
式カドミウム極板及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sealed alkaline storage battery and a manufacturing method thereof, and more particularly to a non-sintered cadmium electrode plate used in the battery and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、二次電池として、鉛蓄電池及びニ
ッケル−カドミウム蓄電池が主として用いられている。
一般に、ニッケル−カドミウム蓄電池は、鉛蓄電池に比
べて高率放電での特性が良好であり、また充放電サイク
ル寿命が長いといった優れた特性を有するため、民生用
小型機器から宇宙用まで広く使用されている。近年、こ
れらの機器が高性能化するに伴って、上記ニッケル−カ
ドミウム蓄電池に対しても、今まで以上に長期の信頼性
が求められるようになった。
2. Description of the Related Art Currently, lead batteries and nickel-cadmium batteries are mainly used as secondary batteries.
Generally, nickel-cadmium storage batteries have excellent characteristics such as high rate discharge and long charging / discharging cycle life compared to lead storage batteries, and thus are widely used from small consumer products to space applications. ing. In recent years, as the performance of these devices has increased, the nickel-cadmium storage battery has been required to have longer-term reliability than ever before.

【0003】ここで、上記ニッケル−カドミウム蓄電池
が寿命となる原因としては、以下に示すものが考えられ
る。 過充電などによって電池内部でガスが発生し、電池内
圧が上昇する。このため、安全弁が作動して内部の電解
液が外部に放出されるため、ドライアウトが生じるとい
う原因。 充放電によって負極活物質が溶解−析出反応を繰り返
すことにより、セパレータの細孔にカドミウムが再析出
して蓄積する、いわゆるマイグレーションの進行によっ
て正極と短絡するという原因。
Here, the following may be considered as the cause of the life of the nickel-cadmium storage battery. Gas is generated inside the battery due to overcharging and the internal pressure of the battery rises. As a result, the safety valve is activated and the electrolyte inside is released to the outside, causing dryout. A cause of short-circuiting with the positive electrode due to the progress of so-called migration, in which cadmium is re-precipitated and accumulated in the pores of the separator by repeating the dissolution-precipitation reaction of the negative electrode active material by charging and discharging.

【0004】による寿命は、必要以上の過充電及び過
放電などの過酷な条件下に置かれることで、電池内で発
生するガスが蓄積されていくこと、あるいは、負極の充
電可能な容量が正極の充電可能な容量より小さくなるこ
とで、充電時に負極が正極より早く満充電となり、電池
内に消費できない水素ガスが負極から発生する、いわゆ
る負極支配がその原因となっている。しかし、負極支配
については、負極の放電可能容量を正極の放電可能容量
より、適正量だけ大きく設定することにより解決されて
いるので、通常の使用条件のもとでは、この現象は起こ
りにくい。
As for the life, the gas generated in the battery is accumulated by being placed under severe conditions such as overcharging and overdischarging more than necessary, or the chargeable capacity of the negative electrode is positive. The reason is that the negative electrode is fully charged earlier than the positive electrode at the time of charging and the hydrogen gas that cannot be consumed in the battery is generated from the negative electrode, which is so-called negative electrode control. However, since the control of the negative electrode is solved by setting the dischargeable capacity of the negative electrode larger than the dischargeable capacity of the positive electrode by an appropriate amount, this phenomenon is unlikely to occur under normal use conditions.

【0005】この結果、現状では、が主要因となって
充放電サイクルの低下が生じることになる。特に、近
年、高エネルギー密度化と低コスト化とを容易に達成で
きるという理由により主流になりつつあるペースト式負
極を用いた電池では、従来から用いられている焼結式負
極に比べてマイグレーションが顕著に生じる。これは、
焼結式では、焼結金属のマトリックス中に活物質を保持
しているのに対して、ペースト式では前記マトリックス
を持たないため、活物質を結着させるために糊料などの
有機材料を使用することに起因する。このような有機材
料は、充放電サイクルが進行するにしたがい、酸化した
り分解したりするため、活物質を極板内に固定するとい
う本来の機能を果たさなくなり、これがマイグレーショ
ンの原因になっている。そして、特に、高容量化を達成
するべく活物質の充填密度を高めていくと、充放電時の
活物質体積の変動が大きくなって、マイグレーションが
加速されることになる。
As a result, in the present situation, the main cause is that the charge / discharge cycle is reduced. In particular, in recent years, in a battery using a paste-type negative electrode, which is becoming mainstream because it can easily achieve high energy density and low cost, migration is more likely to occur than in a conventionally used sintered negative electrode. Remarkably occurs. this is,
In the sintering method, the active material is held in a matrix of sintered metal, whereas in the paste method, the matrix is not provided, so an organic material such as a paste is used to bind the active material. Due to. Such an organic material oxidizes or decomposes as the charging / discharging cycle progresses, so that it no longer fulfills its original function of fixing the active material in the electrode plate, which causes migration. .. Then, in particular, when the packing density of the active material is increased in order to achieve high capacity, the fluctuation of the active material volume during charge / discharge becomes large, and the migration is accelerated.

【0006】そこで、このようなマイグレーションによ
る短絡を防止するために、以下に示すような方法が提案
されている。 セパレータの厚みを大きくしたり、セパレータの細孔
を小さくするような方法。 特開昭50−91728号公報に示すように、電解液
に第4級アンモニウムを添加する方法。 特開昭56−32744号公報に示すように、電解液
にケイ酸のアルカリ金属塩を添加する方法(但し、この
公報では、焼結式負極を用いている)。 特開平2−90461号公報に示すように、負極をニ
ッケル溶液内で陰分解して、表面に多孔質のニッケル層
を形成し、更にマグネシウム化合物を添加する方法。
Therefore, in order to prevent such a short circuit due to migration, the following method has been proposed. A method of increasing the thickness of the separator or reducing the pores of the separator. A method of adding quaternary ammonium to an electrolytic solution as disclosed in JP-A-50-91728. As disclosed in JP-A-56-32744, a method of adding an alkali metal salt of silicic acid to an electrolytic solution (however, in this publication, a sintered negative electrode is used). As disclosed in JP-A-2-90461, a method in which a negative electrode is negatively decomposed in a nickel solution to form a porous nickel layer on the surface, and a magnesium compound is further added.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
各方法では、以下に示すような課題を有している。 の方法における課題 セパレータの厚みを大きくすると、電池内におけるセパ
レータの占有体積が増大するので、電極の占有体積が減
少する。したがって、活物質の総量が減少して電池のエ
ネルギー密度が低下する。その一方、実用的な範囲内で
厚みを増大させる程度では、サイクル特性の大幅な向上
は望めない。
However, each of the above methods has the following problems. Problem of Method When the thickness of the separator is increased, the volume occupied by the separator in the battery increases, and the volume occupied by the electrode decreases. Therefore, the total amount of active material is reduced, and the energy density of the battery is reduced. On the other hand, if the thickness is increased within a practical range, the cycle characteristics cannot be significantly improved.

【0008】また、セパレータの細孔を小さくすれば、
ガスの透過が妨げられるため、電池の満充電後に正極か
ら発生する酸素ガスが負極に到達せず、酸素ガスが負極
において消費することができない。この結果、電池内圧
力が増大して電池性能が低下する。 の方法における課題 第4級アンモニウムを添加すると、酸素ガスを効率的に
吸収できず、やはり電池内圧力が増大して電池性能が低
下する。 の方法における課題 ケイ酸塩を添加するような方法は、ペースト式では十分
な効果が得られないうえ、活物質を不活性な板状の結晶
に変化させるので、負極支配の電池になり易い。この結
果、容量や作動電圧の低下等が生じる。 の方法における課題 製造工程が複雑化すると共に、電気メッキを実施するた
めの電力設備が必要となるため、製造コストが高騰す
る。
If the pores of the separator are reduced,
Since gas permeation is prevented, oxygen gas generated from the positive electrode does not reach the negative electrode after the battery is fully charged, and oxygen gas cannot be consumed in the negative electrode. As a result, the battery internal pressure increases and the battery performance decreases. Problem in the method of 1) When quaternary ammonium is added, oxygen gas cannot be absorbed efficiently, and the pressure inside the battery also increases and the battery performance deteriorates. In the method of adding a silicate, a sufficient effect cannot be obtained by the paste method and the active material is changed into an inactive plate crystal, so that a battery dominated by the negative electrode is likely to be obtained. As a result, the capacity and operating voltage are reduced. Problems in the method of (1), the manufacturing process becomes complicated, and the electric power equipment for performing the electroplating is required, so that the manufacturing cost rises.

【0009】本発明は係る現状を考慮してなされたもの
であって、上記〜に示す課題を解決しつつマイグレ
ーションを抑制してサイクル特性を飛躍的に向上させる
ことができる密閉型アルカリ蓄電池及びその製造方法の
提供を目的としている。
The present invention has been made in consideration of the present situation, and it is possible to solve the problems described in (1) to (3) and to suppress migration and dramatically improve cycle characteristics, and a sealed alkaline storage battery. The purpose is to provide a manufacturing method.

【0010】[0010]

【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、以下の手段を用いている。 カドミウム酸化物を主活物質とする負極と、正極との
間に、アルカリ電解液が含浸されたセパレータが配置さ
れる構造の密閉型アルカリ蓄電池において、前記負極の
表面及び/または内部に、ホウ酸またはホウ酸塩と、水
酸基を有する高分子化合物とが、架橋反応して生成した
架橋反応生成物が存在することを特徴とする。 カドミウム酸化物を主活物質とするペーストを、活物
質保持体に保持させて極板を作製する工程と、上記極板
の表面に、ホウ酸またはホウ酸塩と架橋反応を生じる水
酸基を有する高分子化合物を存在させる工程と、前記高
分子化合物と、ホウ酸またはホウ酸塩とを架橋反応させ
る工程とを有することを特徴とする。 主活物質であるカドミウム酸化物、及びホウ酸または
ホウ酸塩と架橋反応を生じる水酸基を有する高分子化合
物とを含有するペーストを、活物質保持体に保持させて
極板を作製する工程と、前記高分子化合物と、ホウ酸ま
たはホウ酸塩と架橋反応させる工程とを有すること特徴
とする。 主活物質であるカドミウム酸化物と、ホウ酸またはホ
ウ酸塩と、前記ホウ酸またはホウ酸塩と架橋反応を生じ
る水酸基を有する高分子化合物とを含有するペーストを
作製する工程と、このペーストを活物質保持体に保持さ
せて極板を作製する工程とを有することを特徴とする。 カドミウム酸化物を主活物質とするペーストを、活物
質保持体に保持させて極板を作製する工程と、上記極板
の表面に、ホウ酸またはホウ酸塩と、前記ホウ酸または
ホウ酸塩と架橋反応を生じる水酸基を有する高分子化合
物を存在させる工程とを有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention uses the following means. In a sealed alkaline storage battery having a structure in which a separator impregnated with an alkaline electrolyte is arranged between a negative electrode containing cadmium oxide as a main active material and a positive electrode, boric acid is provided on the surface and / or inside of the negative electrode. Alternatively, there is a cross-linking reaction product formed by a cross-linking reaction between a borate and a polymer compound having a hydroxyl group. A step of preparing a plate by holding a paste containing cadmium oxide as a main active material on an active material holder, and a surface having a hydroxyl group that causes a cross-linking reaction with boric acid or borate on the surface of the plate. The method is characterized by including a step of allowing a molecular compound to exist and a step of cross-linking the polymer compound with boric acid or borate. A cadmium oxide that is a main active material, and a paste containing a polymer compound having a hydroxyl group that causes a cross-linking reaction with boric acid or borate, a step of holding an active material holder to prepare an electrode plate, The method is characterized by comprising a step of causing a cross-linking reaction with the polymer compound and boric acid or borate. A step of preparing a paste containing a cadmium oxide which is a main active material, boric acid or a borate, and a polymer compound having a hydroxyl group which causes a crosslinking reaction with the boric acid or the borate, and the paste. And a step of producing an electrode plate by holding it on an active material holder. A step of producing a plate by holding a paste containing cadmium oxide as a main active material on an active material holder, and boric acid or borate, and boric acid or borate on the surface of the plate. And a step of allowing a polymer compound having a hydroxyl group that causes a crosslinking reaction to be present.

【0011】[0011]

【作用】本発明者らが実験を行ったところ、カドミウム
のマイグレーションは、負極の表面状態によって大きく
左右されることが認められた。具体的には、例えば、高
分子化合物の薄膜を負極表面に形成すれば、カドミウム
がセパレータに移動するのを効果的に阻止できることが
確認された。これは、充放電反応によって生成し電解液
に可溶性のカドミウムの中間体が、拡散し析出するプロ
セスにおいて、負極表面に形成された薄膜が中間体のセ
パレータへの拡散を防止するためである。このようなこ
とを考慮すれば、従来より用いられているPVA等を負
極表面に塗布すれば、カドミウムのマイグレーションを
十分に抑制することができるとも考えられる。ところ
が、PVA等から成る薄膜は、充電時に発生する酸素ガ
スによって酸化したり、或いは電池の充放電時の温度上
昇などによって破壊されることがある。したがって、上
記の効果を長期間持続させるのは困難である。
In the experiments conducted by the present inventors, it was found that the migration of cadmium largely depends on the surface condition of the negative electrode. Specifically, for example, it was confirmed that by forming a thin film of a polymer compound on the surface of the negative electrode, it is possible to effectively prevent cadmium from moving to the separator. This is because the thin film formed on the negative electrode surface prevents the diffusion of the intermediate to the separator in the process of diffusing and depositing the intermediate of cadmium which is generated by the charge / discharge reaction and is soluble in the electrolytic solution. Considering such a fact, it is considered that the migration of cadmium can be sufficiently suppressed by applying the conventionally used PVA or the like to the surface of the negative electrode. However, the thin film made of PVA or the like may be oxidized by oxygen gas generated during charging, or may be destroyed due to a temperature rise during charging / discharging of the battery. Therefore, it is difficult to maintain the above effects for a long period of time.

【0012】しかしながら、上記構成であれば、負極の
表面及び/または内部に存在する高分子化合物が、電池
内のホウ酸、またはホウ酸塩と架橋反応を生じることに
なる。そして、本発明者らの実験によると、このように
ホウ酸等と高分子化合物との架橋反応によって生成した
架橋反応生成物は、耐分解性に非常に優れていることが
確認された。したがって、上記の構成とすれば、電池を
充放電しても負極表面及び/または内部に形成された前
記架橋反応生成物は容易に破壊されないので、マイグレ
ーションの抑制効果を長時間持続させることができる。
この結果、電池の充放電サイクル寿命を飛躍的に向上さ
せることが可能となる。
However, in the above constitution, the polymer compound existing on the surface and / or inside of the negative electrode causes a cross-linking reaction with boric acid or borate in the battery. According to the experiments conducted by the present inventors, it was confirmed that the cross-linking reaction product produced by the cross-linking reaction between boric acid and the like and the polymer compound is extremely excellent in decomposition resistance. Therefore, with the above structure, the cross-linking reaction product formed on the surface and / or inside the negative electrode is not easily destroyed even when the battery is charged / discharged, and thus the effect of suppressing migration can be maintained for a long time. ..
As a result, the charge / discharge cycle life of the battery can be dramatically improved.

【0013】尚、ホウ酸またはホウ酸塩と架橋反応を生
じる水酸基を有する高分子化合物はPVAに限定される
ものではなく、エチレン−ビニル共重合体を用いても同
様の効果がある。但し、メチルセルロース、カルボキシ
メチルセルロースやヒドロキシプロセルロースのような
糊料は、ホウ酸等と架橋反応を生じないため、本発明に
は含まれない。
The polymer compound having a hydroxyl group that causes a cross-linking reaction with boric acid or borate is not limited to PVA, and the same effect can be obtained by using an ethylene-vinyl copolymer. However, sizing agents such as methyl cellulose, carboxymethyl cellulose and hydroxyprocellulose do not cause a crosslinking reaction with boric acid and the like, and thus are not included in the present invention.

【0014】また、上記構成の密閉型アルカリ蓄電池は
〜に示す製造方法により作製することができる。
Further, the sealed alkaline storage battery having the above-mentioned structure can be manufactured by the following manufacturing methods.

【0015】[0015]

【実施例】【Example】

(第1実施例)本発明の一実施例を、図1〜図3に基づ
いて、以下に説明する。 〔実施例〕図1は本発明の一例に係る密閉型ニッケル−
カドミウム蓄電池の断面図であり、公知のニッケル正極
1と、酸化カドミウムを主体とする負極2と、これら正
負両極1・2間に介挿されたセパレータ3とから成る電
極群4は渦巻状に巻回されている。この電極群4は負極
端子兼用の外装罐6内に配置されており、この外装罐6
と上記負極2とは負極用導電タブ5により接続されてい
る。上記外装罐6の上部開口にはパッキング7を介して
封口体8が装着されており、この封口体8の内部にはコ
イルスプリング9が設けられている。このコイルスプリ
ング9は電池内部の内圧が異常上昇したときに矢印A方
向に押圧されて内部のガスが大気中に放出されるように
構成されている。また、上記封口体8と前記正極1とは
正極用導電タブ10にて接続されている。
(First Embodiment) An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. [Embodiment] FIG. 1 shows a sealed nickel according to an example of the present invention.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a cadmium storage battery, in which a known nickel positive electrode 1, a negative electrode 2 mainly containing cadmium oxide, and a separator 3 interposed between the positive and negative electrodes 1 and 2 are spirally wound. It has been turned. The electrode group 4 is arranged in an outer casing 6 which also serves as a negative electrode terminal.
The negative electrode 2 and the negative electrode 2 are connected by a negative electrode conductive tab 5. A sealing body 8 is attached to the upper opening of the outer casing 6 via a packing 7, and a coil spring 9 is provided inside the sealing body 8. The coil spring 9 is configured to be pressed in the direction of arrow A when the internal pressure inside the battery is abnormally increased, and the gas inside is released into the atmosphere. Further, the sealing body 8 and the positive electrode 1 are connected by a positive electrode conductive tab 10.

【0016】ここで、上記構造の密閉型ニッケル−カド
ミウム蓄電池を、以下のようにして作製した。先ず、活
物質としての酸化カドミウム800gと、予備充電活物
質としての金属カドミウム200gと、糊料としてのヒ
ドロキシプロピルセルロース10gと、補強剤としての
ナイロン繊維10gと、5%リン酸ナトリウム水溶液4
00gとを混練してペーストを作成した。次に、このペ
ーストを、活物質保持体としてのニッケルメッキが施さ
れたパンチングメタル(厚み:0.08mm)の両面に、
0.3mmの厚さで塗着、乾燥し、更に所定の寸法に切断
することにより極板を作製した。次いで、この極板を比
重1.23、温度30℃の水酸化ナトリウム水溶液中に
2時間浸漬するような水和を行って、上記酸化カドミウ
ムを水酸化カドミウムに変化させた。しかる後、この極
板の表面に、高分子化合物である5%のポリビニルアル
コール(PVA)水溶液を塗着して高分子化合物層を形
成することによりカドミウム負極を作製した。尚、最後
の工程における高分子化合物層の割合は、活物質1gあ
たり約4mgとなるように設定している。
Here, the sealed nickel-cadmium storage battery having the above structure was manufactured as follows. First, 800 g of cadmium oxide as an active material, 200 g of cadmium metal as a precharge active material, 10 g of hydroxypropylcellulose as a paste, 10 g of nylon fiber as a reinforcing agent, and a 5% sodium phosphate aqueous solution 4
00g was kneaded to prepare a paste. Next, this paste is applied to both surfaces of nickel-plated punching metal (thickness: 0.08 mm) as an active material holder,
An electrode plate was produced by applying a coating having a thickness of 0.3 mm, drying, and cutting into a predetermined size. Then, the electrode plate was hydrated by immersing it in an aqueous sodium hydroxide solution having a specific gravity of 1.23 and a temperature of 30 ° C. for 2 hours to change the cadmium oxide to cadmium hydroxide. After that, a 5% aqueous solution of polyvinyl alcohol (PVA), which is a polymer compound, was applied to the surface of this electrode plate to form a polymer compound layer, thereby preparing a cadmium negative electrode. The ratio of the polymer compound layer in the last step is set to be about 4 mg per 1 g of the active material.

【0017】しかる後、上記カドミウム負極と、公知の
ニッケル正極とを、セパレータを介して巻回して電極群
を作製した後、この電極群を電池缶に挿入する。最後
に、上記電池缶内に0.1mol/lのオルトホウ酸を
含む比重1.3の水酸化カリウム水溶液を注液し、更に
電池缶を密閉することにより、公称容量1.5AHの電
池を作製した。
After that, the cadmium negative electrode and a known nickel positive electrode are wound around a separator to form an electrode group, and then the electrode group is inserted into a battery can. Finally, an aqueous potassium hydroxide solution having a specific gravity of 1.3 containing 0.1 mol / l orthoboric acid was poured into the battery can, and the battery can was further sealed to produce a battery having a nominal capacity of 1.5 AH. did.

【0018】このようにして作製した電池を、以下
(A)電池と称する。 〔比較例1〕極板表面に高分子化合物層を形成しない他
は、上記実施例と同様にして電池を作製した。このよう
にして作製した電池を、以下(W1 )電池と称する。 〔比較例2〕電解液にオルトホウ酸を添加しない(電解
液は水酸化カリウムのみから成る)他は、上記実施例と
同様にして電池を作製した。
The battery thus manufactured is hereinafter referred to as (A) battery. [Comparative Example 1] A battery was produced in the same manner as in the above-described example except that the polymer compound layer was not formed on the surface of the electrode plate. The battery thus manufactured is hereinafter referred to as a (W 1 ) battery. [Comparative Example 2] A battery was produced in the same manner as in the above-described example except that orthoboric acid was not added to the electrolytic solution (the electrolytic solution was composed of potassium hydroxide only).

【0019】このようにして作製した電池を、以下(W
2 )電池と称する。 〔比較例3〕極板表面に高分子化合物層を形成せず、且
つ電解液にオルトホウ酸を添加しない他は、上記実施例
と同様にして電池を作製した。このようにして作製した
電池を、以下(W3 )電池と称する。 〔実験1〕上記本発明の(A)電池と比較例の(W1
電池〜(W3 )電池とにおけるサイクル特性を調べたの
で、その結果を図2に示す。尚、実験条件は、150m
A(0.1C)の電流で16時間充電した後、1.5A
(1C)の電流で電池電圧が0.8Vに達するまで放電
するという条件である。
The battery thus produced is
2 ) Called battery. [Comparative Example 3] A battery was produced in the same manner as in the above-described example except that the polymer compound layer was not formed on the surface of the electrode plate and orthoboric acid was not added to the electrolytic solution. The battery thus manufactured is hereinafter referred to as a (W 3 ) battery. [Experiment 1] (A) battery of the present invention and (W 1 ) of a comparative example
Since the cycle characteristics were examined in the cell ~ (W 3) batteries, and the results are shown in Figure 2. The experimental condition is 150m
1.5A after charging for 16 hours with A (0.1C) current
The condition is that the battery is discharged with the current (1C) until the battery voltage reaches 0.8V.

【0020】図2から明らかなように、本発明の(A)
電池は比較例の(W1 )電池〜(W 3 )電池に比べて、
サイクル特性が格段に向上していることが認められる。 〔実験2〕上記本発明の(A)電池と比較例の(W1
電池〜(W3 )電池とにおいて、50及び100サイク
ル経過後にセパレータに含まれるカドミウム量を測定し
たので、その結果を図3に示す。尚、実験は、各サイク
ル経過後に各電池のセパレータを取り出し、セパレータ
を塩酸に浸漬,更に加熱してカドミウムを溶解させた
後、原子吸光分析で金属カドミウム量を測定した。
As is apparent from FIG. 2, (A) of the present invention.
The battery is a comparative example (W1) Battery ~ (W 3) Compared to batteries,
It can be seen that the cycle characteristics are remarkably improved. [Experiment 2] The (A) battery of the present invention and the comparative example (W)1)
Battery ~ (W3) 50 and 100 cycles with batteries
After the lapse of time, measure the amount of cadmium contained in the separator.
Therefore, the result is shown in FIG. The experiment is for each cycle
The battery separator, remove the separator from each battery and
Was immersed in hydrochloric acid and heated to dissolve cadmium
Then, the amount of metal cadmium was measured by atomic absorption spectrometry.

【0021】図3から明らかなように、本発明の(A)
電池に用いられるセパレータ中のカドミウム量は、比較
例の(W1 )電池〜(W3 )電池に用いられるセパレー
タ中のカドミウム量と比べて、格段に減少していること
が認められる。また、各電池のセパレータを目視で観察
したところ、本発明の(A)電池に用いられるセパレー
タではカドミウムの付着による汚れは殆ど観察されなか
ったが、比較例の(W1 )電池〜(W3 )電池に用いら
れるセパレータではカドミウムによる汚れが確認され
た。
As is apparent from FIG. 3, (A) of the present invention.
It is recognized that the amount of cadmium in the separator used in the battery is significantly reduced as compared with the amount of cadmium in the separator used in the (W 1 ) battery to the (W 3 ) battery of Comparative Example. Further, when the separator of each battery was visually observed, the separator used in the battery (A) of the present invention showed almost no stain due to the adhesion of cadmium, but the separators (W 1 ) to (W 3 ) of the comparative example were observed. ) Cadmium contamination was confirmed in the separator used in the battery.

【0022】上記の実験結果より、比較例の(W1 )電
池〜(W3 )電池ではカドミウムによるマイグレーショ
ンが発生するため、カドミウムがセパレータを貫通して
正極と負極とが短絡し、サイクル特性が低下する。これ
に対して、本発明の(A)電池ではカドミウムによるマ
イグレーションが抑制されているので、カドミウムがセ
パレータを貫通して正極と負極とが短絡するのを抑制す
ることができ、この結果サイクル特性が向上するものと
考えられる。 〔その他の事項〕 上記実施例ではホウ酸(オルトホウ酸)の添加量を
0.1mol/lとしたが、これに限定するものではな
く、0.01〜0.5mol/lの範囲であれば、上記
実施例と同様の効果がある。また、オルトホウ酸以外に
も三酸化ホウ素のような酸化物やホウ砂等のホウ酸塩で
あっても同様の効果を有することを実験により確認して
いる。 上記本発明の(A)電池に用いるカドミウム負極を作
製する際、ポリビニルアルコール層にアセチレンブラッ
ク、ニッケル等の導電性粉末を添加すれば、サイクル特
性のみならず酸素ガスの吸収特性をも向上させることが
できる。 上記実施例のように、負極の表面にPVAを存在させ
る場合には、前記した負極表面への塗着の他に、セパレ
ータの負極と接する表面に塗着する方法も採用でき、何
れの場合にも同様な効果が得られる。
From the above experimental results, in the batteries (W 1 ) to (W 3 ) of the comparative examples, migration due to cadmium occurs, so that the cadmium penetrates the separator to short-circuit the positive electrode and the negative electrode, and the cycle characteristics are improved. descend. On the other hand, in the battery (A) of the present invention, since migration due to cadmium is suppressed, it is possible to prevent cadmium from penetrating the separator and short-circuiting the positive electrode and the negative electrode, and as a result, cycle characteristics are improved. It is expected to improve. [Other Matters] Although the addition amount of boric acid (orthoboric acid) was set to 0.1 mol / l in the above-mentioned examples, the present invention is not limited to this and may be in the range of 0.01 to 0.5 mol / l. The same effect as in the above embodiment is obtained. In addition to orthoboric acid, experiments have confirmed that oxides such as boron trioxide and borates such as borax have similar effects. When a conductive powder such as acetylene black or nickel is added to the polyvinyl alcohol layer when producing the cadmium negative electrode used in the battery (A) of the present invention, not only cycle characteristics but also oxygen gas absorption characteristics are improved. You can When PVA is present on the surface of the negative electrode as in the above example, a method of applying to the surface of the separator in contact with the negative electrode can be adopted in addition to the above-mentioned application to the surface of the negative electrode. Also has the same effect.

【0023】(第2実施例) 〔実施例〕先ず、酸化カドミウム90重量部と、金属カ
ドミウム10重量部と、アクリル短繊維0.5重量部
と、PVA0.8重量部と、5%リン酸ナトリウム水溶
液40重量部と、ホウ酸0.2重量部とを混練してペー
ストを作成した。次に、このペーストをニッケルメッキ
を施したパンチングメタルの両面に塗着し、乾燥させた
後、所定寸法に切断することによりカドミウム負極を作
製した。
(Second Embodiment) [Example] First, 90 parts by weight of cadmium oxide, 10 parts by weight of metal cadmium, 0.5 part by weight of acrylic short fibers, 0.8 part by weight of PVA, and 5% phosphoric acid. A paste was prepared by kneading 40 parts by weight of an aqueous sodium solution and 0.2 parts by weight of boric acid. Next, this paste was applied to both sides of a nickel-plated punching metal, dried, and then cut into a predetermined size to prepare a cadmium negative electrode.

【0024】しかる後、上記カドミウム負極と、公知の
ニッケル正極とを、セパレータを介して巻回して電極群
を作製した後、この電極群を電池缶に挿入する。最後
に、上記電池缶内にアルカリ電解液(比重1.3の水酸
化カリウム水溶液)を注液し、更に電池缶を密閉するこ
とにより、公称容量1.5AHの電池を作製した。この
ようにして作製した電池を、以下(B)電池と称する。
Thereafter, the above-mentioned cadmium negative electrode and a known nickel positive electrode are wound around a separator to produce an electrode group, which is then inserted into a battery can. Finally, an alkaline electrolyte solution (aqueous solution of potassium hydroxide having a specific gravity of 1.3) was poured into the battery can, and the battery can was further sealed to manufacture a battery having a nominal capacity of 1.5 AH. The battery thus manufactured is hereinafter referred to as (B) battery.

【0025】尚、上記(B)電池と前記第1実施例に示
す(A)電池との主要な差異は、下記表1に示す通りで
ある。
The main differences between the battery (B) and the battery (A) shown in the first embodiment are as shown in Table 1 below.

【0026】[0026]

【表1】 [Table 1]

【0027】〔比較例〕ペースト中にホウ酸を添加しな
い他は、上記実施例と同様にして電池を作製した。この
ようにして作製した電池を、以下(X)電池と称す
る。。 〔実験1〕上記本発明の(B)電池と比較例の(X)電
池とにおけるサイクル特性を調べたので、その結果を図
4に示す。尚、実験条件は、1.5A(1C)の電流で
90分間充電した後、1.5A(1C)の電流で電池電
圧が1.0Vに達するまで放電するという条件である。
Comparative Example A battery was manufactured in the same manner as in the above-mentioned example except that boric acid was not added to the paste. The battery thus manufactured is hereinafter referred to as (X) battery. .. [Experiment 1] The cycle characteristics of the battery (B) of the present invention and the battery (X) of the comparative example were examined. The results are shown in FIG. The experimental condition is that the battery is charged with a current of 1.5 A (1 C) for 90 minutes and then discharged with a current of 1.5 A (1 C) until the battery voltage reaches 1.0 V.

【0028】図4から明らかなように、本発明の(B)
電池は比較例の(X)電池に比べて、サイクル特性が格
段に向上していることが認められる。 〔実験2〕上記本発明の(B)電池と比較例の(X)電
池とにおいて、100サイクル経過後にセパレータに含
まれるカドミウム量を測定したので、その結果を表2に
示す。尚、実験は、上記第1実施例の実験2と同様にし
て行った。
As is apparent from FIG. 4, (B) of the present invention.
It is recognized that the battery has markedly improved cycle characteristics as compared with the battery (X) of the comparative example. [Experiment 2] In the battery (B) of the present invention and the battery (X) of the comparative example, the amount of cadmium contained in the separator was measured after 100 cycles, and the results are shown in Table 2. The experiment was conducted in the same manner as the experiment 2 of the first embodiment.

【0029】[0029]

【表2】 [Table 2]

【0030】表2から明らかなように、本発明の(B)
電池に用いられるセパレータ中のカドミウム量は、比較
例の(X)電池に用いられるセパレータ中のカドミウム
量と比べて、格段に減少していることが認められる。し
たがって、本発明の(B)電池においては、カドミウム
によるマイグレーションが抑制されているので、上記実
験1に示す如くサイクル特性が向上するものと考えられ
る。 〔その他の事項〕上記実施例ではホウ酸の添加量を0.
02重量部としたが、これに限定するものではなく、
0.01〜1重量部の範囲であれば、上記実施例と同様
の効果がある。また、ホウ酸の代わりにホウ酸塩を用い
ても、上記と同様の効果を有することを実験により確認
している。
As is clear from Table 2, (B) of the present invention
It is recognized that the amount of cadmium in the separator used in the battery is significantly reduced as compared with the amount of cadmium in the separator used in the battery (X) of the comparative example. Therefore, in the battery (B) of the present invention, since migration due to cadmium is suppressed, it is considered that the cycle characteristics are improved as shown in Experiment 1 above. [Other Matters] In the above embodiment, the addition amount of boric acid was set to 0.
02 parts by weight, but not limited to this
If it is in the range of 0.01 to 1 part by weight, the same effect as that of the above-mentioned embodiment can be obtained. Moreover, it has been confirmed by experiments that the same effect as described above can be obtained by using borate instead of boric acid.

【0031】(第3実施例) 〔実施例1〕以下に示すようにしてカドミウム負極を作
製する他は、前記第2実施例の実施例と同様にして公称
容量1.5AHの電池を作製した。このようにして作製
した電池を、以下(C1 )電池と称する。
(Third Example) [Example 1] A battery having a nominal capacity of 1.5 AH was produced in the same manner as the example of the second example except that a cadmium negative electrode was produced as follows. .. The battery thus manufactured is hereinafter referred to as a (C 1 ) battery.

【0032】先ず、ホウ酸を含まない他は前記第2実施
例の実施例1と同様のペーストを作成し、このペースト
をニッケルメッキを施したパンチングメタルの両面に塗
着し、更に乾燥して、極板を作製した。次に、この極板
を、比重1.23、温度30℃の水酸化ナトリウム水溶
液中に1時間浸漬して水和処理を行った後、水洗してア
ルカリを除去した。次いで、この極板を0.5mol /l
のホウ酸水溶液中に1分間浸漬した後、80℃の空気中
で完全乾燥を行う。最後に、この極板を所定寸法に切断
することによりカドミウム負極を作製した。尚、該カド
ミウム負極に取り込まれたホウ酸の量は、活物質1g当
り1.4mgであった。 〔実施例2〕水和処理を施す代わりに化成処理を施す他
は、上記実施例1と同様にして電池を作製した。尚、化
成処理の条件は、水酸化カリウム水溶液中において、極
板容量基準の0.1Cの電流で15時間充電した後、
0.2Cの電流で完全放電するという条件である。ま
た、該カドミウム負極に取り込まれたホウ酸の量は、活
物質1g当り1.4mgであった。
First, the same paste as in Example 1 of the second embodiment was prepared except that boric acid was not contained, the paste was applied to both surfaces of nickel-plated punching metal, and further dried. , The electrode plate was produced. Next, this electrode plate was immersed in an aqueous sodium hydroxide solution having a specific gravity of 1.23 and a temperature of 30 ° C. for 1 hour for hydration treatment, and then washed with water to remove alkali. Then, this electrode plate was added to 0.5 mol / l
After immersing in the boric acid aqueous solution for 1 minute, it is completely dried in air at 80 ° C. Finally, this electrode plate was cut into a predetermined size to prepare a cadmium negative electrode. The amount of boric acid taken into the cadmium negative electrode was 1.4 mg per 1 g of the active material. Example 2 A battery was produced in the same manner as in Example 1 except that chemical conversion treatment was applied instead of hydration treatment. The conditions for the chemical conversion treatment are as follows: in an aqueous solution of potassium hydroxide, after charging for 15 hours at a current of 0.1 C based on the capacity of the electrode plate,
The condition is that the battery is completely discharged with a current of 0.2C. The amount of boric acid taken into the cadmium negative electrode was 1.4 mg per 1 g of the active material.

【0033】このようにして作製した電池を、以下(C
2 )電池と称する。尚、上記(C1 )電池,(C2 )電
池と前記第1実施例に示す(A)電池との主要な差異
は、下記表3に示す通りである。
The battery prepared in this manner is described below (C
2 ) Called battery. The main differences between the (C 1 ) battery and the (C 2 ) battery and the (A) battery shown in the first embodiment are as shown in Table 3 below.

【0034】[0034]

【表3】 [Table 3]

【0035】〔比較例1、2〕ホウ酸水溶液中に浸漬し
ない他は、上記実施例1及び実施例2と同様にして電池
を作製した。このようにして作製した電池を、以下それ
ぞれ(Y1 )電池,(Y2 )電池と称する。 〔実験1〕上記本発明の(C1 )電池,(C2 )電池と
比較例の(Y1 )電池,(Y2 )電池とにおけるサイク
ル特性を調べたので、その結果を図5に示す。尚、実験
条件は、1.5A(1C)の電流で充電電圧がピーク電
圧を過ぎた後10mVピーク電圧より低下するまで充電
した後、1.5A(1C)の電流で電池電圧が1.0V
に達するまで放電するという条件である。
[Comparative Examples 1 and 2] Batteries were prepared in the same manner as in Examples 1 and 2 except that they were not immersed in an aqueous boric acid solution. The batteries thus manufactured are hereinafter referred to as (Y 1 ) battery and (Y 2 ) battery, respectively. [Experiment 1] The cycle characteristics of the (C 1 ) battery and (C 2 ) battery of the present invention and the (Y 1 ) battery and (Y 2 ) battery of the comparative example were examined. The results are shown in FIG. .. In addition, the experimental condition was that the charging voltage passed a peak voltage at a current of 1.5 A (1 C) and was charged until the voltage dropped below 10 mV peak voltage, and then the battery voltage was 1.0 V at a current of 1.5 A (1 C).
The condition is that the discharge is performed until.

【0036】図5から明らかなように、本発明の
(C1 )電池,(C2 )電池は比較例の(Y1 )電池,
(Y2 )電池に比べて、サイクル特性が格段に向上して
いることが認められる。 〔実験2〕上記本発明の(C1 )電池,(C2 )電池と
比較例の(Y1 )電池,(Y2 )電池とにおいて、10
0サイクル経過後にセパレータに含まれるカドミウム量
を測定したので、その結果を表4に示す。尚、実験は、
上記第1実施例の実験2と同様にして行った。
As is apparent from FIG. 5, the (C 1 ) battery and the (C 2 ) battery of the present invention are the (Y 1 ) battery of the comparative example,
It is recognized that the cycle characteristics are remarkably improved as compared with the (Y 2 ) battery. [Experiment 2] In the (C 1 ) battery and (C 2 ) battery of the present invention and the (Y 1 ) battery and (Y 2 ) battery of Comparative Example, 10
The amount of cadmium contained in the separator was measured after the lapse of 0 cycle, and the results are shown in Table 4. The experiment is
The experiment was carried out in the same manner as Experiment 2 of the first embodiment.

【0037】[0037]

【表4】 [Table 4]

【0038】表4から明らかなように、本発明の
(C1 )電池,(C2 )電池に用いられるセパレータ中
のカドミウム量は、比較例の(Y1 )電池,(Y2 )電
池に用いられるセパレータ中のカドミウム量と比べて、
格段に減少していることが認められる。したがって、本
発明の(C1 )電池,(C2 )電池においては、カドミ
ウムによるマイグレーションが抑制されているので、上
記実験1に示す如くサイクル特性が向上するものと考え
られる。 〔その他の事項〕極板中へのホウ酸添加量は、活物質1
g当り0.2mgの添加で効果が見られるが、極板中に
持ち込まれるホウ酸の量が増加すれば電池電解液の濃度
低下を招く。したがって、ホウ酸添加量は活物質1g当
り10mg程度とするのが望ましい。
As is clear from Table 4, the amount of cadmium in the separator used in the (C 1 ) battery and the (C 2 ) battery of the present invention was the same as that in the comparative (Y 1 ) battery and (Y 2 ) battery. Compared to the amount of cadmium in the separator used,
It is recognized that the number has decreased significantly. Therefore, in the (C 1 ) battery and the (C 2 ) battery of the present invention, the migration due to cadmium is suppressed, and it is considered that the cycle characteristics are improved as shown in Experiment 1 above. [Other Matters] The amount of boric acid added to the electrode plate depends on the amount of active material 1
Although the effect can be seen by adding 0.2 mg per g, if the amount of boric acid brought into the electrode plate increases, the concentration of the battery electrolyte will decrease. Therefore, the amount of boric acid added is preferably about 10 mg per 1 g of the active material.

【0039】(第4実施例) 〔実施例1〕以下に示すようにしてカドミウム負極を作
製する他は、前記第2実施例の実施例と同様にして電池
を作製した。但し、公称容量は1.0AHである。この
ようにして作製した電池を、以下(D1 )電池と称す
る。
Fourth Example [Example 1] A battery was produced in the same manner as in the second example except that a cadmium negative electrode was produced as follows. However, the nominal capacity is 1.0 AH. The battery thus manufactured is hereinafter referred to as a (D 1 ) battery.

【0040】先ず、酸化カドミウム80重量部と、金属
カドミウム20重量部と、ナイロン短繊維1重量部と、
ヒドロキシプロピルセルロース1重量部と、5%リン酸
ナトリウム水溶液40重量部とを混練してペーストを作
成した。次に、このペーストをニッケルメッキを施した
パンチングメタルの両面に塗着し、乾燥させて、極板を
作製した。次いで、この極板の表面に10%のPVA水
溶液を塗着し、更に乾燥させることにより、極板の表面
にPVAの薄膜を形成した。この後、この極板を比重
1.28の水酸化ナトリウム水溶液に1時間浸漬して水
和処理を行う。最後に、該極板を、比重1.28の水酸
化ナトリウム水溶液にホウ酸を0.5mol/l溶解さ
せた溶液に30分間浸漬し、更に水洗,乾燥することに
よりカドミウム負極を作製した。 〔実施例2〕下記に示すようにしてカドミウム負極を作
製する他は、上記実施例1と同様にして電池を作製し
た。
First, 80 parts by weight of cadmium oxide, 20 parts by weight of metal cadmium, and 1 part by weight of short nylon fiber,
1 part by weight of hydroxypropyl cellulose and 40 parts by weight of a 5% sodium phosphate aqueous solution were kneaded to prepare a paste. Next, this paste was applied to both sides of a nickel-plated punching metal and dried to prepare an electrode plate. Then, a 10% PVA aqueous solution was applied to the surface of this electrode plate and further dried to form a PVA thin film on the surface of the electrode plate. Then, the electrode plate is immersed in a sodium hydroxide aqueous solution having a specific gravity of 1.28 for 1 hour to perform a hydration treatment. Finally, the electrode plate was immersed for 30 minutes in a solution of boric acid dissolved in an aqueous solution of sodium hydroxide having a specific gravity of 1.28 for 30 minutes, washed with water and dried to prepare a cadmium negative electrode. [Example 2] A battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the cadmium negative electrode was produced as follows.

【0041】このようにして作製した電池を、以下(D
2 )電池と称する。先ず、上記実施例におけるPVA水
溶液塗着前の極板を作製し、この極板の表面に被膜形成
溶液を塗布した。この被膜形成溶液は、10%PVA水
溶液100重量部と3%のホウ酸水溶液100重量部と
を混合することにより作製した。尚、この溶液は、混合
後の放置により、増粘、ゲル化するため、極板表面に均
一に塗布できるように、60℃に加温した状態で速やか
に塗布を行った。この後、この後、該極板を乾燥するこ
とによりカドミウム負極を作製した。
The battery thus prepared is
2 ) Called battery. First, an electrode plate before applying the PVA aqueous solution in the above example was prepared, and the film forming solution was applied to the surface of the electrode plate. This film forming solution was prepared by mixing 100 parts by weight of a 10% PVA aqueous solution and 100 parts by weight of a 3% boric acid aqueous solution. Since this solution thickens and gels when left standing after mixing, it was rapidly applied while being heated to 60 ° C. so that it could be applied uniformly to the surface of the electrode plate. Then, after that, the electrode plate was dried to produce a cadmium negative electrode.

【0042】尚、上記(D1 )電池,(D2 )電池と前
記第1実施例に示す(A)電池との主要な差異は、下記
表5に示す通りである。
The main differences between the (D 1 ) battery and the (D 2 ) battery and the (A) battery shown in the first embodiment are as shown in Table 5 below.

【0043】[0043]

【表5】 [Table 5]

【0044】〔比較例1〕被膜形成溶液にホウ酸を添加
しない他は、上記実施例2と同様にして電池を作製し
た。このようにして作製した電池を、以下(Z1 )電池
と称する。 〔比較例2〕極板表面に何も塗布しない他は、上記実施
例2と同様にして電池を作製した。
Comparative Example 1 A battery was manufactured in the same manner as in Example 2 except that boric acid was not added to the film forming solution. The battery thus manufactured is hereinafter referred to as a (Z 1 ) battery. [Comparative Example 2] A battery was produced in the same manner as in Example 2 except that nothing was applied to the surface of the electrode plate.

【0045】このようにして作製した電池を、以下(Z
2 )電池と称する。 〔実験1〕上記本発明の(D1 )電池,(D2 )電池と
比較例の(Z1 )電池,(Z2 )電池とにおけるサイク
ル特性を調べたので、その結果を図6に示す。尚、実験
条件は、1.0A(1C)の電流で充電電圧がピーク電
圧を過ぎた後10mVピーク電圧より低下するまで充電
した後、1.0A(1C)の電流で電池電圧が1.0V
に達するまで放電するという条件である。
The battery thus produced is described below (Z
2 ) Called battery. [Experiment 1] The cycle characteristics of the (D 1 ) battery and (D 2 ) battery of the present invention and the (Z 1 ) battery and (Z 2 ) battery of the comparative example were examined. The results are shown in FIG. .. The experimental conditions were as follows: the charging voltage passed the peak voltage at a current of 1.0 A (1 C) and then charged until it dropped below 10 mV peak voltage, and then the battery voltage was 1.0 V at a current of 1.0 A (1 C).
The condition is that the discharge is performed until.

【0046】図6から明らかなように、本発明の
(D1 )電池,(D2 )電池は比較例の(Z1 )電池,
(Z2 )電池に比べて、サイクル特性が格段に向上して
いることが認められる。尚、比較例の(Z1 )電池及び
(Z2 )電池を寿命が尽きた時点で解体して調査したと
ころ、何れの電池もマイグレーションの進行による内部
短絡が生じていた。 〔実験2〕上記本発明の(D1 )電池,(D2 )電池と
比較例の(Z1 )電池,(Z2 )電池とにおいて、セパ
レータに含まれるカドミウム量を測定〔100サイクル
毎に400サイクルまで測定〕したので、その結果を図
7に示す。尚、実験は、上記第1実施例の実験2と同様
にして行った。
As is apparent from FIG. 6, the (D 1 ) battery and the (D 2 ) battery of the present invention are the (Z 1 ) battery of the comparative example,
It is recognized that the cycle characteristics are remarkably improved as compared with the (Z 2 ) battery. In addition, when the (Z 1 ) battery and the (Z 2 ) battery of Comparative Examples were disassembled at the end of their life and investigated, an internal short circuit occurred due to the progress of migration in all the batteries. [Experiment 2] The amount of cadmium contained in the separator in each of the (D 1 ) battery and (D 2 ) battery of the present invention and the (Z 1 ) battery and (Z 2 ) battery of Comparative Example was measured [every 100 cycles. The measurement was performed up to 400 cycles], and the results are shown in FIG. 7. The experiment was conducted in the same manner as the experiment 2 of the first embodiment.

【0047】図7から明らかなように、本発明の
(D1 )電池,(D2 )電池に用いられるセパレータ中
のカドミウム量は、比較例の(Z1 )電池,(Z2 )電
池に用いられるセパレータ中のカドミウム量と比べて、
格段に減少していることが認められる。したがって、本
発明の(D1 )電池,(D2 )電池においては、カドミ
ウムによるマイグレーションが抑制されているので、上
記実験1に示す如くサイクル特性が向上するものと考え
られる。
As is apparent from FIG. 7, the amount of cadmium in the separator used in the (D 1 ) battery and the (D 2 ) battery of the present invention was the same as that in the comparative (Z 1 ) battery and the (Z 2 ) battery. Compared to the amount of cadmium in the separator used,
It is recognized that the number has decreased significantly. Therefore, in the (D 1 ) battery and the (D 2 ) battery of the present invention, since the migration due to cadmium is suppressed, it is considered that the cycle characteristics are improved as shown in Experiment 1 above.

【0048】尚、表面にPVA膜が形成されていない比
較例の(Z2 )電池ではサイクル当初よりカドミウムの
量が増加しているが、比較例の(Z1 )電池において
は、約200サイクルまではカドミウム量の増加が抑制
されている。これは、(Z1 )電池では、PVA膜が形
成されているという理由による。但し、(Z1 )電池で
あっても200サイクル以降はカドミウム量が著しく増
加する。これは、200サイクル以降となるとPVA膜
が破壊されるという理由によるものと考えられる。 〔その他の事項〕 実施例1においては、負極を水和処理した後にホウ酸
等の水溶液で処理する場合について述べたが、水和処理
前にホウ酸等で処理しても上記と同様の効果がある。ま
た、このことは、水和処理の代わりに化成処理を行う場
合についても同様である。 実施例1においては、ホウ酸を溶解した水酸化ナトリ
ウム溶液に浸漬して架橋反応をさせた後に水洗を行って
おり、この水洗によって、架橋反応に関与しなかった余
分のホウ酸を除去することができ、電池内部にホウ酸が
混入することによる電解液の導電性低下を防止できる。 実施例2において、被膜形成溶液中のホウ酸の量を余
り多くすると、前述の如くPVAがゲル化し、極板表面
に被膜形成溶液を均一に塗布できなくなると共に、過剰
のホウ酸が電解液中に溶出して電解液の電導度を低下さ
せるといった弊害が生じる。一方、被膜形成溶液中のホ
ウ酸の量を余り少なくすると、被膜の強度が低下してマ
イグレーション抑制効果を充分に発揮することができな
い。したがって、このような弊害が生じない範囲でホウ
酸を添加する必要がある。 実施例2において、PVAの重合度,鹸化度,水溶液
濃度等によりホウ酸添加時における被膜形成溶液の粘度
やゲル化の有無等が変わるので、作業効率を考慮するな
らば、それぞれの最適添加量を決定すべきである。 比較例1及び比較例2に示す電池を作製する場合に、
負極を水和しても比較例1及び比較例2と同様の実験結
果が得られた。
In the comparative (Z 2 ) battery in which the PVA film was not formed on the surface, the amount of cadmium increased from the beginning of the cycle, but in the comparative (Z 1 ) battery, it was about 200 cycles. Until the increase in the amount of cadmium is suppressed. This is because the PVA film is formed in the (Z 1 ) battery. However, even in the case of the (Z 1 ) battery, the amount of cadmium increases remarkably after 200 cycles. It is considered that this is because the PVA film is destroyed after 200 cycles. [Other Matters] In Example 1, the case where the negative electrode is treated with an aqueous solution of boric acid or the like after the hydration treatment is described, but the same effect as above can be obtained by treating with boric acid or the like before the hydration treatment. There is. This also applies to the case where the chemical conversion treatment is performed instead of the hydration treatment. In Example 1, immersion in a sodium hydroxide solution in which boric acid is dissolved to cause a crosslinking reaction is followed by washing with water, and this washing with water removes excess boric acid that did not participate in the crosslinking reaction. It is possible to prevent the conductivity of the electrolytic solution from being lowered due to the mixture of boric acid inside the battery. In Example 2, when the amount of boric acid in the film-forming solution was too large, PVA gelated as described above, the film-forming solution could not be uniformly applied to the surface of the electrode plate, and excess boric acid was contained in the electrolytic solution. And elutes into the electrolyte to lower the electric conductivity of the electrolytic solution. On the other hand, if the amount of boric acid in the film-forming solution is too small, the strength of the film decreases and the effect of suppressing migration cannot be sufficiently exerted. Therefore, it is necessary to add boric acid within the range where such an adverse effect does not occur. In Example 2, the viscosity of the film-forming solution and the presence or absence of gelation during boric acid addition depend on the degree of polymerization of PVA, the degree of saponification, the concentration of the aqueous solution, etc. Should be decided. When producing the batteries shown in Comparative Example 1 and Comparative Example 2,
Even when the negative electrode was hydrated, the same experimental results as in Comparative Example 1 and Comparative Example 2 were obtained.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、負
極表面には、耐分解性に極めて優れた薄膜が存在するの
で、カドミウムのマイグレーションを長期にわたって抑
制することが可能となる。この結果、電池の充放電サイ
クル寿命を飛躍的に向上させることができるといった優
れた効果を奏する。
As described above, according to the present invention, since a thin film having extremely excellent decomposition resistance exists on the surface of the negative electrode, it is possible to suppress the migration of cadmium for a long period of time. As a result, there is an excellent effect that the charge / discharge cycle life of the battery can be dramatically improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一例に係る密閉型ニッケル−カドミウ
ム蓄電池の断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a sealed nickel-cadmium storage battery according to an example of the present invention.

【図2】本発明の(A)電池と比較例の(W1 )電池〜
(W3 )電池とにおけるサイクル特性を示すグラフであ
る。
FIG. 2 shows the battery (A) of the present invention and the battery (W 1 ) of the comparative example.
(W 3) is a graph showing the cycle characteristics of the battery.

【図3】本発明の(A)電池と比較例の(W1 )電池〜
(W3 )電池とにおける、充放電サイクル数とセパレー
タ内のカドミウム量との関係を示すグラフである。
FIG. 3 shows the battery (A) of the present invention and the battery (W 1 ) of the comparative example.
(W 3) in the battery, is a graph showing the relationship between the amount of cadmium number of charge and discharge cycles and the separator.

【図4】本発明の(B)電池と比較例の(X)電池とに
おけるサイクル特性を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing cycle characteristics of the battery (B) of the present invention and the battery (X) of the comparative example.

【図5】本発明の(C1 )電池,(C2 )電池と比較例
の(Y1 )電池,(Y2 )電池とにおけるサイクル特性
を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing cycle characteristics of the (C 1 ) battery and (C 2 ) battery of the present invention and the (Y 1 ) battery and (Y 2 ) battery of Comparative Example.

【図6】本発明の(D1 )電池,(D2 )電池と比較例
の(Z1 )電池,(Z2 )電池とにおけるサイクル特性
を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing cycle characteristics of the (D 1 ) battery and the (D 2 ) battery of the present invention and the (Z 1 ) battery and the (Z 2 ) battery of the comparative example.

【図7】本発明の(D1 )電池,(D2 )電池と比較例
の(Z1 )電池,(Z2 )電池とにおける、充放電サイ
クル数とセパレータ内のカドミウム量との関係を示すグ
ラフである。
FIG. 7 shows the relationship between the number of charge / discharge cycles and the amount of cadmium in the separator in the (D 1 ) battery and (D 2 ) battery of the present invention and the (Z 1 ) battery and (Z 2 ) battery of Comparative Example. It is a graph shown.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ニッケル正極 2 カドミウム負極 3 セパレータ 1 Nickel positive electrode 2 Cadmium negative electrode 3 Separator

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成4年3月6日[Submission date] March 6, 1992

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0013[Correction target item name] 0013

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0013】 尚、ホウ酸またはホウ酸塩と架橋反応を
生じる水酸基を有する高分子化合物はPVAに限定され
るものではなく、エチレン−ビニルアルコール共重合体
を用いても同様の効果がある。但し、メチルセルロー
ス、カルボキシメチルセルロースやヒドロキシプロセル
ロースのような糊料は、ホウ酸等と架橋反応を生じない
ため、本発明には含まれない。
The polymer compound having a hydroxyl group that causes a cross-linking reaction with boric acid or borate is not limited to PVA, and the same effect can be obtained by using an ethylene-vinyl alcohol copolymer. However, sizing agents such as methyl cellulose, carboxymethyl cellulose and hydroxyprocellulose do not cause a crosslinking reaction with boric acid and the like, and thus are not included in the present invention.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 カドミウム酸化物を主活物質とする負極
と、正極との間に、アルカリ電解液が含浸されたセパレ
ータが配置される構造の密閉型アルカリ蓄電池におい
て、 前記負極の表面及び/または内部に、ホウ酸またはホウ
酸塩と、水酸基を有する高分子化合物とが、架橋反応し
て生成した架橋反応生成物が存在することを特徴とする
密閉型アルカリ蓄電池。
1. A sealed alkaline storage battery having a structure in which a separator impregnated with an alkaline electrolyte is arranged between a negative electrode containing cadmium oxide as a main active material and a positive electrode, and the surface of the negative electrode and / or A sealed alkaline storage battery, characterized in that a cross-linking reaction product formed by a cross-linking reaction between boric acid or borate and a polymer compound having a hydroxyl group is present inside.
【請求項2】 カドミウム酸化物を主活物質とするペー
ストを、活物質保持体に保持させて極板を作製する工程
と、 上記極板の表面に、ホウ酸またはホウ酸塩と架橋反応を
生じる水酸基を有する高分子化合物を存在させる工程
と、 前記高分子化合物と、ホウ酸またはホウ酸塩とを架橋反
応させる工程と、を有することを特徴とする密閉型アル
カリ蓄電池の製造方法。
2. A step of preparing an electrode plate by holding a paste containing cadmium oxide as a main active material on an active material support, and a cross-linking reaction with boric acid or borate on the surface of the electrode plate. A method for producing a sealed alkaline storage battery, comprising: a step of allowing a polymer compound having a hydroxyl group to be formed to be present; and a step of cross-linking the polymer compound and boric acid or borate.
【請求項3】 主活物質であるカドミウム酸化物、及び
ホウ酸またはホウ酸塩と架橋反応を生じる水酸基を有す
る高分子化合物とを含有するペーストを、活物質保持体
に保持させて極板を作製する工程と、 前記高分子化合物と、ホウ酸またはホウ酸塩と架橋反応
させる工程と、を有すること特徴とする密閉型アルカリ
蓄電池の製造方法。
3. An active material holder is made to hold | maintain the paste containing the cadmium oxide which is a main active material, and boric acid or borate, and the high molecular compound which has a hydroxyl group which produces a crosslinking reaction, and an electrode plate is hold | maintained. A method for producing a sealed alkaline storage battery, comprising: a step of producing the polymer compound; and a step of crosslinking the polymer compound with boric acid or borate.
【請求項4】 主活物質であるカドミウム酸化物と、ホ
ウ酸またはホウ酸塩と、前記ホウ酸またはホウ酸塩と架
橋反応を生じる水酸基を有する高分子化合物とを含有す
るペーストを作製する工程と、 このペーストを活物質保持体に保持させて極板を作製す
る工程と、を有することを特徴とする密閉型アルカリ蓄
電池の製造方法。
4. A step of producing a paste containing cadmium oxide as a main active material, boric acid or borate, and a polymer compound having a hydroxyl group that causes a crosslinking reaction with the boric acid or borate. And a step of holding the paste on an active material holder to produce an electrode plate, a method for producing a sealed alkaline storage battery.
【請求項5】 カドミウム酸化物を主活物質とするペー
ストを、活物質保持体に保持させて極板を作製する工程
と、 上記極板の表面に、ホウ酸またはホウ酸塩と、前記ホウ
酸またはホウ酸塩と架橋反応を生じる水酸基を有する高
分子化合物を存在させる工程と、を有することを特徴と
する密閉型アルカリ蓄電池の製造方法。
5. A step of preparing an electrode plate by holding a paste containing cadmium oxide as a main active material on an active material holder, and boric acid or borate on the surface of the electrode plate, and the boron A step of allowing a polymer compound having a hydroxyl group that causes a crosslinking reaction with an acid or a borate to be present, and a method for producing a sealed alkaline storage battery.
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