JPH0619985B2 - アルカリ蓄電池用陰極 - Google Patents
アルカリ蓄電池用陰極Info
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- JPH0619985B2 JPH0619985B2 JP59213683A JP21368384A JPH0619985B2 JP H0619985 B2 JPH0619985 B2 JP H0619985B2 JP 59213683 A JP59213683 A JP 59213683A JP 21368384 A JP21368384 A JP 21368384A JP H0619985 B2 JPH0619985 B2 JP H0619985B2
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- metal cadmium
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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
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
- H01M4/72—Grids
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- H01M4/742—Meshes or woven material; Expanded metal perforated material
-
- H—ELECTRICITY
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
- H01M4/246—Cadmium 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
- 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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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明はアルカリ蓄電池用陰極に関し、特に主活物質と
して酸化カドミウムまたは水酸化カドミウム粉末と予備
充電生成物としての金属カドミウム粉末とを含有するカ
ドミウム陰極に関する。
して酸化カドミウムまたは水酸化カドミウム粉末と予備
充電生成物としての金属カドミウム粉末とを含有するカ
ドミウム陰極に関する。
(ロ) 従来の技術 従来ニツケル−カドミウム蓄電池に用いられるカドミウ
ム陰極としては製造工程が簡単で低コストであるという
ことからペースト式などのように非焼結式のものが広く
採用されている。このカドミウム陰極は充放電を繰り返
した際の電池容量の低下を防止するために、主活物質と
しての酸化カドミウムまたは水酸化カドミウム粉末と予
備充電生成物としての金属カドミウム粉末とを混合物と
して製造され、この金属カドミウム粉末としては特公昭
５８−３２７４４号公報に開示されるものが知られてい
る。すなわち、カドミウム塩溶液中に亜鉛粉末とニツケ
ル粉末との混合粉末を分散し、カドミウムと亜鉛のイオ
ン化傾向の差を利用して両者の置換反応により生成した
ニツケルを含有する海綿状金属カドミウムを粉砕して得
られる金属カドミウム粉末である。この方法により置換
反応で生成した海綿状金属カドミウムは金属カドミウム
の一次粒子が二次凝縮したものであり、この金属カドミ
ウムの一次粒子は粒子径が大きく比表面積が小さいため
前記粉砕によって得られる金属カドミウム粉末は利用率
が低く、またこうして得られる金属カドミウム粉末は生
成の際に混入する亜鉛の除去に手数がかかり不純物が残
り易いのでこれが原因となって内部短絡を起こし易いと
いう欠点があった。
ム陰極としては製造工程が簡単で低コストであるという
ことからペースト式などのように非焼結式のものが広く
採用されている。このカドミウム陰極は充放電を繰り返
した際の電池容量の低下を防止するために、主活物質と
しての酸化カドミウムまたは水酸化カドミウム粉末と予
備充電生成物としての金属カドミウム粉末とを混合物と
して製造され、この金属カドミウム粉末としては特公昭
５８−３２７４４号公報に開示されるものが知られてい
る。すなわち、カドミウム塩溶液中に亜鉛粉末とニツケ
ル粉末との混合粉末を分散し、カドミウムと亜鉛のイオ
ン化傾向の差を利用して両者の置換反応により生成した
ニツケルを含有する海綿状金属カドミウムを粉砕して得
られる金属カドミウム粉末である。この方法により置換
反応で生成した海綿状金属カドミウムは金属カドミウム
の一次粒子が二次凝縮したものであり、この金属カドミ
ウムの一次粒子は粒子径が大きく比表面積が小さいため
前記粉砕によって得られる金属カドミウム粉末は利用率
が低く、またこうして得られる金属カドミウム粉末は生
成の際に混入する亜鉛の除去に手数がかかり不純物が残
り易いのでこれが原因となって内部短絡を起こし易いと
いう欠点があった。
(ハ) 発明が解決しようとする問題点 本発明は陽イオン不純物が少なくカドミウムの利用率の
高い金属カドミウム粉末を予備充電生成物として用いた
アルカリ蓄電池用陰極を得ようとするものであり、この
陰極を用いて充放電特性の優れたアルカリ蓄電池を得よ
うとするものである。
高い金属カドミウム粉末を予備充電生成物として用いた
アルカリ蓄電池用陰極を得ようとするものであり、この
陰極を用いて充放電特性の優れたアルカリ蓄電池を得よ
うとするものである。
(ニ) 問題点を解決するための手段 本発明は１あたり３０〜１００ｇの酢酸カドミウムを
含有する水溶液に、１あたり０．２〜５．０ｇの水酸
化ニツケル粉末を分散しＰＨ４．０〜６．５に調整され
た電解液を電気分解して析出させた金属カドミウムをア
ルカリ蓄電池用カドミウム陰極の予備充電生成物として
用いるものである。
含有する水溶液に、１あたり０．２〜５．０ｇの水酸
化ニツケル粉末を分散しＰＨ４．０〜６．５に調整され
た電解液を電気分解して析出させた金属カドミウムをア
ルカリ蓄電池用カドミウム陰極の予備充電生成物として
用いるものである。
(ホ) 作 用 １あたり３０〜１００ｇの酢酸カドミウムを含有する
水溶液に１あたり０．２〜５．０ｇの水酸化ニツケル
粉末を分散した電解液をＰＨ４．０〜６．５に調整保持
し電気分解することによって陰極に析出する金属カドミ
ウムの一次粒子は、粒径が平均１μと前述した化学置換
法によって析出する金属カドミウムの一次粒子の平均粒
径２．５μに比べて小さく、この電解析出の際得られる
金属カドミウムの一次粒子が二次凝縮して析出した海綿
状金属カドミウムを粉砕して得られる金属カドミウム粉
末は、金属カドミウムの一次粒子の粒径が小さいため粉
砕が容易であり、また金属カドミウムの一次粒子の粒径
まで細かく粉砕しなくとも、粉砕して得られる金属カド
ミウムを構成する一次粒子の粒径が小さいことから十分
大きな比表面積を持ち化学反応性に優れる。
水溶液に１あたり０．２〜５．０ｇの水酸化ニツケル
粉末を分散した電解液をＰＨ４．０〜６．５に調整保持
し電気分解することによって陰極に析出する金属カドミ
ウムの一次粒子は、粒径が平均１μと前述した化学置換
法によって析出する金属カドミウムの一次粒子の平均粒
径２．５μに比べて小さく、この電解析出の際得られる
金属カドミウムの一次粒子が二次凝縮して析出した海綿
状金属カドミウムを粉砕して得られる金属カドミウム粉
末は、金属カドミウムの一次粒子の粒径が小さいため粉
砕が容易であり、また金属カドミウムの一次粒子の粒径
まで細かく粉砕しなくとも、粉砕して得られる金属カド
ミウムを構成する一次粒子の粒径が小さいことから十分
大きな比表面積を持ち化学反応性に優れる。
電解液として用いられる水酸化ニツケル粉末が分散され
た酢酸カドミウムの水溶液は、酢酸カドミウムの濃度が
３０〜１００ｇ／の範囲をはずれるとカドミウムの利
用率が低下し、電解液のＰＨが４．０〜６．５の範囲を
はずれると電気分解により析出する金属カドミウムの結
晶が粗大化して比表面積が減少する。水酸化ニツケルは
この電解液のＰＨを上述した高水準に保持し易いばかり
か、電気分解により析出する金属カドミウム粒子の粗大
化を抑制する働きを有する。しかしながら、この水酸化
ニツケルの添加量は０．２ｇ／未満になると水酸化ニ
ツケルの添加の効果がなくなり、また５ｇ／を越える
と生成した金属カドミウムを予備充電生成物とする陰極
を用いた電池はサイクル特性に悪影響を及ぼす。
た酢酸カドミウムの水溶液は、酢酸カドミウムの濃度が
３０〜１００ｇ／の範囲をはずれるとカドミウムの利
用率が低下し、電解液のＰＨが４．０〜６．５の範囲を
はずれると電気分解により析出する金属カドミウムの結
晶が粗大化して比表面積が減少する。水酸化ニツケルは
この電解液のＰＨを上述した高水準に保持し易いばかり
か、電気分解により析出する金属カドミウム粒子の粗大
化を抑制する働きを有する。しかしながら、この水酸化
ニツケルの添加量は０．２ｇ／未満になると水酸化ニ
ツケルの添加の効果がなくなり、また５ｇ／を越える
と生成した金属カドミウムを予備充電生成物とする陰極
を用いた電池はサイクル特性に悪影響を及ぼす。
(ヘ) 実施例 酢酸カドミウム１００ｇ／水溶液に、この溶液１あ
たり１ｇの水酸化ニツケルを添加して分散させ、酢酸で
ＰＨを約５．０に保持した電解液中に金属カドミウムか
らなる陽極とニツケル板からなる陰極を浸漬し４０Ａ／
ｄm2の電流を印加して陰極に海綿状カドミウム（１次粒
子径平均１μ）を析出させた。この海綿状カドミウムを
乳鉢で粉砕し２００メツシユの篩にかけて金属カドミウ
ム粉末を得た。
たり１ｇの水酸化ニツケルを添加して分散させ、酢酸で
ＰＨを約５．０に保持した電解液中に金属カドミウムか
らなる陽極とニツケル板からなる陰極を浸漬し４０Ａ／
ｄm2の電流を印加して陰極に海綿状カドミウム（１次粒
子径平均１μ）を析出させた。この海綿状カドミウムを
乳鉢で粉砕し２００メツシユの篩にかけて金属カドミウ
ム粉末を得た。
上記金属カドミウム粉末２０重量部と酸化カドミウム粉
末８０重量部、アクリロニトリル繊維１重量部、メチル
セルロース０．５重量部、水２５重量部を混合し混練し
た後、鉄製のパンチング板よりなる芯体に塗着、乾燥を
行ない所定寸法に切断して陰極を作製した。この陰極と
ニツケル陽極とを組み合わせ７規定の水酸化カリウム溶
液を電解液として用いて公称容量１．２ＡＨのニツケル
−カドミウム蓄電池(A)を作製した。一方比較として特
公昭５８−３２７４４号公報に開示された方法で製造し
た金属カドミウム粉末を用いて同じ製法でニツケル−カ
ドミウム蓄電池(B)を作製した。
末８０重量部、アクリロニトリル繊維１重量部、メチル
セルロース０．５重量部、水２５重量部を混合し混練し
た後、鉄製のパンチング板よりなる芯体に塗着、乾燥を
行ない所定寸法に切断して陰極を作製した。この陰極と
ニツケル陽極とを組み合わせ７規定の水酸化カリウム溶
液を電解液として用いて公称容量１．２ＡＨのニツケル
−カドミウム蓄電池(A)を作製した。一方比較として特
公昭５８−３２７４４号公報に開示された方法で製造し
た金属カドミウム粉末を用いて同じ製法でニツケル−カ
ドミウム蓄電池(B)を作製した。
この電池(A)及び(B)を２０℃にて４００ｍＡで５時間充
電した後１．２Ａで放電し放電電圧が１．０Ｖに低下す
るまでの放電時間を測定した。第４図にこの測定条件で
充放電を繰り返し行なった際のサイクル数と上記放電時
間との関係を示す。第４図から明らかなように電池(A)
は電池(B)に比し充放電サイクル特性が優れていること
がわかる。これは電池(A)の方が陰陽両極間の充電容量
差を大きくとることができ、充放電サイクルを繰り返し
ても陰極が劣化し難く、陰極支配電池になり難いためで
ある。尚、上記電池(A)と(B)のカドミウム陰極に用いた
金属カドミウム粉末に結着剤、繊維補強材及び水を加え
て混練し芯体に塗着乾燥して陰極板を作製し、ニツケル
板を対極としてこの陰極をアルカリ溶液中にて所定の充
放電を行ない次式に基づいて金属カドミウムの利用率を
測定したところ、電池(A)で用いた金属カドミウムの利
用率が７９％で、電池(B)で用いた金属カドミウムが５
８％であり、電池(A)の方が優れていることがわかっ
た。
電した後１．２Ａで放電し放電電圧が１．０Ｖに低下す
るまでの放電時間を測定した。第４図にこの測定条件で
充放電を繰り返し行なった際のサイクル数と上記放電時
間との関係を示す。第４図から明らかなように電池(A)
は電池(B)に比し充放電サイクル特性が優れていること
がわかる。これは電池(A)の方が陰陽両極間の充電容量
差を大きくとることができ、充放電サイクルを繰り返し
ても陰極が劣化し難く、陰極支配電池になり難いためで
ある。尚、上記電池(A)と(B)のカドミウム陰極に用いた
金属カドミウム粉末に結着剤、繊維補強材及び水を加え
て混練し芯体に塗着乾燥して陰極板を作製し、ニツケル
板を対極としてこの陰極をアルカリ溶液中にて所定の充
放電を行ない次式に基づいて金属カドミウムの利用率を
測定したところ、電池(A)で用いた金属カドミウムの利
用率が７９％で、電池(B)で用いた金属カドミウムが５
８％であり、電池(A)の方が優れていることがわかっ
た。
次いで電池(A)の陰極に用いた金属カドミウム粉末の製
造に於いて、電気分解に使用した電解液の酢酸カドミウ
ム濃度、水酸化ニツケル添加量及びＰＨを夫々独立に変
化させその他の条件は上記実施例と同一で金属カドミウ
ム粉末を作製し、得られた金属カドミウムの利用率を上
述同様の条件で測定した結果を第１図乃至第３図に示
す。
造に於いて、電気分解に使用した電解液の酢酸カドミウ
ム濃度、水酸化ニツケル添加量及びＰＨを夫々独立に変
化させその他の条件は上記実施例と同一で金属カドミウ
ム粉末を作製し、得られた金属カドミウムの利用率を上
述同様の条件で測定した結果を第１図乃至第３図に示
す。
第１図から電解液として用いた酢酸カドミウムの濃度は
３０〜１００ｇ／の範囲で利用率の高い金属カドミウ
ム粉末が得られることがわかる。また第２図から酢酸カ
ドミウム水溶液に添加する水酸化ニツケルは溶液１あ
たり０．２ｇ以上であれば利用率の高い金属カドミウム
粉末が得られることがわかる。しかしながらこの水酸化
ニツケルの添加量が過剰な場合には電池のサイクル特性
が低下するので溶液１あたり５ｇ以下が適切である。
第３図からは電解液のＰＨが４．０〜６．５の範囲内の
場合には得られる金属カドミウムの利用率が高くなるこ
とがわかる。溶液のＰＨがこの範囲をはずれると得られ
るカドミウム粉末が粗大化して利用率が低下し、特にＰ
Ｈが１〜２のように極端に低くなると粒子の粗大化が著
しくなる。
３０〜１００ｇ／の範囲で利用率の高い金属カドミウ
ム粉末が得られることがわかる。また第２図から酢酸カ
ドミウム水溶液に添加する水酸化ニツケルは溶液１あ
たり０．２ｇ以上であれば利用率の高い金属カドミウム
粉末が得られることがわかる。しかしながらこの水酸化
ニツケルの添加量が過剰な場合には電池のサイクル特性
が低下するので溶液１あたり５ｇ以下が適切である。
第３図からは電解液のＰＨが４．０〜６．５の範囲内の
場合には得られる金属カドミウムの利用率が高くなるこ
とがわかる。溶液のＰＨがこの範囲をはずれると得られ
るカドミウム粉末が粗大化して利用率が低下し、特にＰ
Ｈが１〜２のように極端に低くなると粒子の粗大化が著
しくなる。
尚、本発明のアルカリ蓄電池用カドミウム陰極は上記実
施例に限定されるものではなく、一般に上述のようにし
て得た金属カドミウム粉末１０〜３０重量部と酸化カド
ミウム粉末または水酸化カドミウム粉末９０〜７０重量
部とを混合し、これに化学繊維などの補強材とポリビニ
ルアルコール、カルボキシメチルセルロース、メチルセ
ルロースなどの結着材及び水を混合し、これをパンチン
グメタルに塗着乾燥するペースト式陰極として用いられ
るが、上記金属カドミウム粉末を予備充電生成物として
含むペーストを作製し、このペーストを金属発泡体より
なる活物質保持体の多孔部に充填してなる陰極などにも
広く用いることが可能である。また、金属カドミウムを
電気分解により析出させる際の電流は特に限定はないが
３０〜５０Ａ／ｄm2程度で行なわれる。
施例に限定されるものではなく、一般に上述のようにし
て得た金属カドミウム粉末１０〜３０重量部と酸化カド
ミウム粉末または水酸化カドミウム粉末９０〜７０重量
部とを混合し、これに化学繊維などの補強材とポリビニ
ルアルコール、カルボキシメチルセルロース、メチルセ
ルロースなどの結着材及び水を混合し、これをパンチン
グメタルに塗着乾燥するペースト式陰極として用いられ
るが、上記金属カドミウム粉末を予備充電生成物として
含むペーストを作製し、このペーストを金属発泡体より
なる活物質保持体の多孔部に充填してなる陰極などにも
広く用いることが可能である。また、金属カドミウムを
電気分解により析出させる際の電流は特に限定はないが
３０〜５０Ａ／ｄm2程度で行なわれる。
(ト) 発明の効果 本発明のアルカリ蓄電池用陰極は、３０〜１００ｇ／
の酢酸カドミウム水溶液に、この水溶液１あたり０．
２〜５．０ｇの水酸化ニツケルを分散させた電解液をＰ
Ｈ４．０〜６．５の範囲で電気分解して析出させた金属
カドミウムを予備充電生成物として含有したものである
から、前記金属カドミウムは不純物が少なく利用率が高
いものとなり、この陰極を使用することにより充放電サ
イクル特性の優れたアルカリ蓄電池を得ることができ
る。
の酢酸カドミウム水溶液に、この水溶液１あたり０．
２〜５．０ｇの水酸化ニツケルを分散させた電解液をＰ
Ｈ４．０〜６．５の範囲で電気分解して析出させた金属
カドミウムを予備充電生成物として含有したものである
から、前記金属カドミウムは不純物が少なく利用率が高
いものとなり、この陰極を使用することにより充放電サ
イクル特性の優れたアルカリ蓄電池を得ることができ
る。
第１図乃至第３図は夫々金属カドミウムを電気分解して
生成させる際に用いる電解液の酢酸カドミウム濃度、水
酸化ニツケル量及びＰＨとカドミウム利用率との関係を
示す図面、第４図は本発明の一実施例の陰極を用いた電
池(A)と比較例の陰極を用いた電池(B)の充放電サイクル
特性を示す図面である。
生成させる際に用いる電解液の酢酸カドミウム濃度、水
酸化ニツケル量及びＰＨとカドミウム利用率との関係を
示す図面、第４図は本発明の一実施例の陰極を用いた電
池(A)と比較例の陰極を用いた電池(B)の充放電サイクル
特性を示す図面である。
Claims (1)
- 【請求項１】主活物質としての酸化カドミウムまたは水
酸化カドミウム粉末と予備充電生成物としての金属カド
ミウム粉末を含有するアルカリ蓄電池用陰極であって、
前記金属カドミウムとして３０〜１００ｇ／の酢酸カ
ドミウム水溶液に、この水溶液１あたり０．２〜５．
０ｇの水酸化ニツケルを分散させた電解液をＰＨ４．０
〜６．５の範囲で電気分解して析出させた金属カドミウ
ムを用いることを特徴とするアルカリ蓄電池用陰極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59213683A JPH0619985B2 (ja) | 1984-10-11 | 1984-10-11 | アルカリ蓄電池用陰極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59213683A JPH0619985B2 (ja) | 1984-10-11 | 1984-10-11 | アルカリ蓄電池用陰極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6191866A JPS6191866A (ja) | 1986-05-09 |
| JPH0619985B2 true JPH0619985B2 (ja) | 1994-03-16 |
Family
ID=16643249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59213683A Expired - Lifetime JPH0619985B2 (ja) | 1984-10-11 | 1984-10-11 | アルカリ蓄電池用陰極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0619985B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3727766A1 (de) * | 1987-08-20 | 1989-03-02 | Varta Batterie | Gasdicht verschlossener alkalischer akkumulator |
| US6746105B2 (en) | 1997-07-15 | 2004-06-08 | Silverbrook Research Pty. Ltd. | Thermally actuated ink jet printing mechanism having a series of thermal actuator units |
-
1984
- 1984-10-11 JP JP59213683A patent/JPH0619985B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6191866A (ja) | 1986-05-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |