JPH06101332B2 - アルカリ蓄電池用陽極 - Google Patents

アルカリ蓄電池用陽極

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JPH06101332B2
JPH06101332B2 JP60206960A JP20696085A JPH06101332B2 JP H06101332 B2 JPH06101332 B2 JP H06101332B2 JP 60206960 A JP60206960 A JP 60206960A JP 20696085 A JP20696085 A JP 20696085A JP H06101332 B2 JPH06101332 B2 JP H06101332B2
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cobalt hydroxide
nickel
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誠 神林
謙助 中谷
和昭 尾崎
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Sanyo Electric Co Ltd
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    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
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Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は水酸化ニッケルを活物質とし、結合剤などによ
りこの活物質としての水酸化ニッケルを粉末状態で結合
し保持するアルカリ蓄電池用陽極に関する。
(ロ)従来の技術 アルカリ蓄電池の陽極としては従来焼結式陽極が用いら
れており、この焼結式陽極はニッケル粉末を焼結して得
た金属多孔体に、ニッケル塩溶液を含浸し、対でアルカ
リ処理によって前記ニッケル塩を水酸化ニッケルに変化
させるなどして製造されていた。しかしながら、この焼
結式陽極は製造の際に金属多孔体へのニッケル塩の含浸
及びアルカリ処理などの複雑な活物質含浸操作を必要と
し、また、所定量の活物質を含浸するには上記操作を繰
り返し行わねばならないという欠点があり、このため製
造が簡単で高エネルギー密度化が簡単な陽極として、例
えばパンチ穴が形成された金属板を活物質担体と、この
活物質担体に粉末状活物質、導電粉末、結合剤及び水を
混合してなるペースト状を塗着、乾燥して製造した陽
極、及びスポンジ状金属あるいは金属繊維マットなどの
三次元網状構造金属を活物質担体とし、この活物質担当
体に粉末状活物質を直接充填して製造した陽極など、粉
末状の水酸化ニッケル活物質を保持せしめてなる非焼結
式陽極が検討されている。
ところで、水酸化ニッケルを活物質とする焼結式陽極で
は、含浸液中にコバルト塩を加えておくことにより、陽
極中に水酸化コバルトの形でコバルトを添加し、水酸化
ニッケルの利用率を高めることが行なわれている。非焼
結式陽極に於いてもコバルト添加は種々提案され、特開
昭55−14666号公報、特開昭58−75767号公報及び特開昭
59−205157号公報では金属コバルトを添加すること、特
開昭56−147367号公報ではニッケルとコバルトの共沈水
酸化物を用いることが提案されているが、金属コバルト
は高価なものであり、特開昭58−75767号公報のように
金属コバルトを含む活物質ペーストを酸素存在下で放置
して乾燥するものは、製造に長時間を要すると共に放置
のために余分なスペースを確保しなければならず、特開
昭59−205157号公報のように不活性雰囲気あるいは還元
性雰囲気で製造するものは、製造工程が複雑化するため
実用的でない。特開昭56−147367号公報で得られるニッ
ケルとコバルトの共沈水酸化物も物性的に不安定なもの
であり、合成段階でのコントロールが難しくかさ高いも
のになるため充填性が悪くなるという問題がある。
また、非焼結式陽極に粉末状の水酸化コバルトを混入す
る方法もあるが、一般に水酸化コバルトは硝酸コバルト
などのコバルト塩水溶液と苛性アルカリ水溶液とを接触
させて生成させるものであり、このようにして合成した
水酸化コバルト(2価)は極めて不安定で空気中に放置
すると短時間のうちに3価の水酸化コバルトに変化して
水酸化ニッケルの利用率を高める効果を失うため、前述
したように焼結式陽極で行なわれている水酸化コバルト
添加も非焼結式陽極では実際にはほとんど行なわれてい
ない。
(ハ)発明が解決しようとする問題点 本発明は水酸化ニッケルを活物質とする非焼結陽極の水
酸化ニッケルの利用率を、化学的安定性の高い粉末状の
水酸化コバルトを添加することにより向上させようとす
るものである。
(ニ)問題点を解決するための手段 本発明のアルカリ蓄電池用陽極は、水酸化ニッケルを活
物質とする非焼結式陽極に、表面積が20m2/g以下の粉末
状の水酸化コバルトを添加したものである。
(ホ)作用 粉末状の水酸化ニッケルを保持せしめてなる非焼結式陽
極に粉末状の水酸化コバルトを添加する場合、水酸化コ
バルトが保存、電極製造の各段階に於いても2価の原子
価を保持していると、水酸化ニッケルの利用率が高ま
り、3価に変化してしまうと、利用率の向上が得られな
い。これは、電解液を注入し電池を組み立てた際に陽極
中に添加した水酸化コバルトが2価であれば、水酸化コ
バルトが溶解して水酸化ニッケル中に侵入拡散して水酸
化ニッケルの利用率を高めるが、3価であると溶解性が
低下して水酸化ニッケル中への拡散が進行せず活性点が
増加しないため上記効果が得られないためと考えられ
る。
この非焼結式陽極に添加する粉末状の水酸化コバルトと
して表面積が20m2/g以下のものを用いると、この表面積
が20m2/g以下の水酸化コバルトが化学的安定性が高いた
め、空気中での保存及び電極製造の各段階を経ても、実
質的に2価の原子価を保持し、3価の原子価になること
を抑制する。
(ヘ)実施例 以下に本発明の一実施例と比較例を示し説明する。
〔実施例〕
平均粒径約3〜5μの粉末状の水酸化ニッケルと平均粒
径約1.5μBET法による表面積約10〜20m2/gの粉末状の水
酸化コバルト((株)田中化学研究所製)をモル比でNi
(OH)2:Co(OH)2=95:5の割合で混合し、目付700g/m2
ニッケル繊維焼結体の空孔に充填する。次いでポリテト
ラフルオロエチレンディスパージョンで結着した後1000
kg/cm2で加圧し、陽極を得た。
〔比較例1〕 1mol/lの硝酸コバルト水溶液と3mol/lの水酸化ナトリウ
ム水溶液を調製、両者を混合して水酸化コバルトを生成
させ、熟成する。熟成後濾過し、次いで水で洗浄し濾過
した後遮光して乾燥する。こうして得られた平均粒径0.
3μ、BET法による表面積約150m2/gの粉末状の水酸化コ
バルトを実施例に於ける水酸化コバルトに代えて用い同
様にして陽極を作製した。
〔比較例2〕 比較例1に於いて、粉末状の水酸化コバルトの作製及び
陽極の作製を窒素中で行なうと共に、用いる硝酸コバル
ト水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、水及びポリテトラ
フルオロエチレンディスパージョン中の酸素は予め窒素
で除き、乾燥を真空乾燥によって行なって陽極を作製し
た。
上記実施例及び比較例の陽極をカドミウム陰極と組み合
わせニッケル−カドミウム電池を構成して陽極容量を測
定し、陽極の水酸化ニッケルの利用率及び体積効率を調
べた結果を下表に示す。
また、実施例で用いた水酸化コバルトの電子顕微鏡写真
(倍率2000倍)を第1図に、比較例で用いた水酸化コバ
ルトの電子顕微鏡写真(倍率2000倍)を第2図に夫々示
す。
表から明らかなように実施例の陽極は比較例1の陽極に
比較して利用率及び体積効率の何れも優れており、不活
性雰囲気中などの特別な雰囲気中で製造せずに比較例2
と同様高利用率を得ることができる。また、実施例に用
いた水酸化コバルトは表面積が小さいものであり、第1
図及び第2図に示すように粒子も比較例で用いたものに
比べて表面がゴツゴツしていないため、非常に流動性が
良いと共に粒子どおしの2次凝集がほとんど無く、粉末
状の水酸化ニッケルと混合する際の分散性が良好で、V
型混合機による水酸化ニッケルとの混合所要時間は比較
例に対して約1/3に短縮され、工程の時間短縮に役立
ち、更に、充填性が良好であるため、利用率で僅かに劣
る比較例2に対しても体積効率については上まわるもの
になっている。
次いで、水酸化コバルトの表面積と、空気中に放置した
際に2価の水酸化コバルトが3価の水酸化コバルトに変
化する所要時間との関係を測定し水酸化コバルトの化学
的安定性と表面積について調べた。この結果を第3図に
示す。尚、表面積が3.4m2/gの水酸化コバルトについて
も同様の測定を行なったが、ピンク色の2価の水酸化コ
バルトが濃い茶色の3価の水酸化コバルトになることに
よる色の変化は10ケ月経過した時点でもほとんど見られ
ず化学的に非常に安定なものであった。第3図が明らか
なように水酸化コバルトは表面積が20m2/gを越えると2
価から3価に変化する時間が非常に短くなり、また25m2
/g以上になると0.5ケ月以下で3価の水酸化コバルトに
変化するため、このように表面積の大きい水酸化コバル
トは保存しておくとすぐに酸化され実用性が低下してし
まう。したがって、非焼結式陽極に添加する水酸化コバ
ルトは化学的安定性が充分満足できるよう表面積が20m2
/g以下のものである必要がある。
(ト)発明の効果 本発明のアルカリ蓄電池用陽極は、粉末状の水酸化ニッ
ケル活物質と、表面積20m2/g以下の粉末状の水酸化コバ
ルトを保持せしめたものであり、化学的安定性の高い水
酸化コバルトを用いたものであるから、水酸化コバルト
が2価から3価に変化することを抑制でき、水酸化ニッ
ケルの利用率を効率よく向上することができると共に、
充填性が向上するため、体積効率の高い陽極を得ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に用いた水酸化コバルトの粒
子構造を示す写真、第2図は比較例に用いた水酸化コバ
ルトの粒子構造を示す写真、第3図は水酸化コバルトの
表面積と、水酸化コバルトが2価に変化する所要時間と
の関係を示す図面である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】粉末状の水酸化ニッケル活物質と、表面積
    が20m2/g以下の粉末状の水酸化コバルトを保持せしめて
    なるアルカリ蓄電池用陽極。
JP60206960A 1985-09-19 1985-09-19 アルカリ蓄電池用陽極 Expired - Lifetime JPH06101332B2 (ja)

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