JPH0620684A - アルカリ蓄電池用カドミウム負極の製造方法 - Google Patents
アルカリ蓄電池用カドミウム負極の製造方法Info
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- JPH0620684A JPH0620684A JP4211939A JP21193992A JPH0620684A JP H0620684 A JPH0620684 A JP H0620684A JP 4211939 A JP4211939 A JP 4211939A JP 21193992 A JP21193992 A JP 21193992A JP H0620684 A JPH0620684 A JP H0620684A
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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】 一般に、アルカリ蓄電池用カドミウム負極は
電池の過充電時に酸素を吸収する作用がある。しかし、
この作用の効率を向上させ電池の内部圧力が上昇しない
ようにするため、金属カドミウムの表面積を広げる必要
がある。しかし、このため結着剤を減らすことになり、
物理的強度が下がり、電池構成時に活物質の脱落が生じ
た。本発明はこのような欠点を解決したカドミウム負極
を製造することを目的とする。 【構成】 本発明は、酸化カドミウムと導電材と結着剤
と有機溶媒とからなるペーストを、負極支持体に塗工
し、酸化カドミウムを主に含有する内部層と、金属カド
ミウムを主に含有する表面層とを形成するカドミウム負
極の製造方法である。本発明はペーストの材料をあらか
じめ加温しておいてから用いることを特徴とする製造方
法で、加温温度は３０℃以上が特に優れた効果が得られ
る。
電池の過充電時に酸素を吸収する作用がある。しかし、
この作用の効率を向上させ電池の内部圧力が上昇しない
ようにするため、金属カドミウムの表面積を広げる必要
がある。しかし、このため結着剤を減らすことになり、
物理的強度が下がり、電池構成時に活物質の脱落が生じ
た。本発明はこのような欠点を解決したカドミウム負極
を製造することを目的とする。 【構成】 本発明は、酸化カドミウムと導電材と結着剤
と有機溶媒とからなるペーストを、負極支持体に塗工
し、酸化カドミウムを主に含有する内部層と、金属カド
ミウムを主に含有する表面層とを形成するカドミウム負
極の製造方法である。本発明はペーストの材料をあらか
じめ加温しておいてから用いることを特徴とする製造方
法で、加温温度は３０℃以上が特に優れた効果が得られ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアルカリ蓄電池に用いる
カドミウム負極の製造方法の改良に関するものである。
カドミウム負極の製造方法の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年アルカリ蓄電池において、ペースト
式カドミウム負極は、焼結式カドミウム負極と比べて、
製造工程が簡単でありコストが安く、また高いエネルギ
ー密度が得られるなどの長所を持つため、より多く用い
られるようになってきた。しかし、焼結式カドミウム負
極に比べて電極の導電性が劣るため、過充電時に正極よ
り発生する酸素ガスの吸収性能が悪く、密閉型電池に使
用すると電池の内圧が上昇し易いという欠点があった。
そのため、電池に組み込む前にカドミウム負極を化成
し、放電予備量としての金属カドミウムを形成し、導電
性を付与する方法が採られているが、この方法はペース
ト式カドミウム負極の製造工程の簡単さやコスト上の長
所が損なわれてしまった。
式カドミウム負極は、焼結式カドミウム負極と比べて、
製造工程が簡単でありコストが安く、また高いエネルギ
ー密度が得られるなどの長所を持つため、より多く用い
られるようになってきた。しかし、焼結式カドミウム負
極に比べて電極の導電性が劣るため、過充電時に正極よ
り発生する酸素ガスの吸収性能が悪く、密閉型電池に使
用すると電池の内圧が上昇し易いという欠点があった。
そのため、電池に組み込む前にカドミウム負極を化成
し、放電予備量としての金属カドミウムを形成し、導電
性を付与する方法が採られているが、この方法はペース
ト式カドミウム負極の製造工程の簡単さやコスト上の長
所が損なわれてしまった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような問題点を解
決するために特開昭５４−５０８４３号公報において、
ペースト状活物質層の表面に金属カドミウムの層を形成
することで、酸素ガス吸収性能が優れ化成工程を省略で
きるとされているが、このような方法だけでは製造工程
上必要な電極の物理的強度や酸素ガス吸収性能におい
て、まだ不十分なものであった。一方、ペースト式カド
ミウム負極をフッ素樹脂の分散液に含浸し、電極活物質
に撥水性を持たせ、酸素ガスと電解液との反応面積を増
やし、酸素ガス吸収性能や電極の物理的強度を向上でき
ることが提案されているが、それでも焼結式カドミウム
負極と同等の酸素ガス吸収性能や電極の物理的強度を得
るには至っていない。
決するために特開昭５４−５０８４３号公報において、
ペースト状活物質層の表面に金属カドミウムの層を形成
することで、酸素ガス吸収性能が優れ化成工程を省略で
きるとされているが、このような方法だけでは製造工程
上必要な電極の物理的強度や酸素ガス吸収性能におい
て、まだ不十分なものであった。一方、ペースト式カド
ミウム負極をフッ素樹脂の分散液に含浸し、電極活物質
に撥水性を持たせ、酸素ガスと電解液との反応面積を増
やし、酸素ガス吸収性能や電極の物理的強度を向上でき
ることが提案されているが、それでも焼結式カドミウム
負極と同等の酸素ガス吸収性能や電極の物理的強度を得
るには至っていない。
【０００４】本発明はこのような従来の欠点を解消し、
比較的廉価で、ペースト式カドミウム負極の製造工程に
おいて、化成をすることなしに酸素ガス吸収性能や電極
の物理的強度が優れたアルカリ蓄電池用カドミウム負極
を得ることを目的とする。
比較的廉価で、ペースト式カドミウム負極の製造工程に
おいて、化成をすることなしに酸素ガス吸収性能や電極
の物理的強度が優れたアルカリ蓄電池用カドミウム負極
を得ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、酸化カドミウ
ムと導電材と結着剤と有機溶媒とからなるペーストを、
負極支持体に塗工し、酸化カドミウムを主に含有する内
部層と、金属カドミウムを主に含有する表面層とを形成
するカドミウム負極の製造方法において、該ペーストを
あらかじめ加温してから塗工することを特徴とするアル
カリ蓄電池用カドミウム負極の製造方法である。本発明
はペースト材料の加温温度を３０℃以上とすることによ
り特に優れたカドミウム負極を得ることができる。
ムと導電材と結着剤と有機溶媒とからなるペーストを、
負極支持体に塗工し、酸化カドミウムを主に含有する内
部層と、金属カドミウムを主に含有する表面層とを形成
するカドミウム負極の製造方法において、該ペーストを
あらかじめ加温してから塗工することを特徴とするアル
カリ蓄電池用カドミウム負極の製造方法である。本発明
はペースト材料の加温温度を３０℃以上とすることによ
り特に優れたカドミウム負極を得ることができる。
【０００６】
【作用】一般に、ニッケルカドミウム電池に用いられる
ペースト式電極の物理的強度は、電極中に結着剤を添加
することで得ている。また同電池の密閉化は過充電時に
正極から発生する酸素ガスを、負極上で吸収することに
より得ている。この反応は負極表面と電解液と酸素ガス
が接触して始めて起こる。従って、電極の物理的強度を
保持するために電極中に添加する結着剤は、量を増やす
ほど活物質粉末同士を結着剤皮膜で覆うことにより、電
極の物理的強度は向上するが、この皮膜は活物質と酸素
ガスの接触とを妨げるため、電極の酸素ガス吸収性能は
低下する。一方、結着剤の添加量を減らせば、電極の酸
素ガス吸収性能は向上するが、製造工程上必要な電極の
物理的強度は低下してしまう。
ペースト式電極の物理的強度は、電極中に結着剤を添加
することで得ている。また同電池の密閉化は過充電時に
正極から発生する酸素ガスを、負極上で吸収することに
より得ている。この反応は負極表面と電解液と酸素ガス
が接触して始めて起こる。従って、電極の物理的強度を
保持するために電極中に添加する結着剤は、量を増やす
ほど活物質粉末同士を結着剤皮膜で覆うことにより、電
極の物理的強度は向上するが、この皮膜は活物質と酸素
ガスの接触とを妨げるため、電極の酸素ガス吸収性能は
低下する。一方、結着剤の添加量を減らせば、電極の酸
素ガス吸収性能は向上するが、製造工程上必要な電極の
物理的強度は低下してしまう。
【０００７】そこで本発明電極の製造方法は、結着剤を
始めとする材料を、あらかじめ加温してペーストを混練
調製することで、材料同士の濡れ性を上げ、活物質粉末
と結着剤の接着強度を向上させることで、より少量の結
着剤添加量で、電極の物理的強度が向上する効果をもた
らす。このとき電極中の結着剤の結着効果が高まり、そ
の分結着剤の添加量を減らせるため、活物質表面の酸素
ガス反応に寄与する反応部位と酸素ガスとが接触し易く
なり、結局電極の物理的強度を保持し、かつ酸素ガスの
吸収能力も向上するようになる。
始めとする材料を、あらかじめ加温してペーストを混練
調製することで、材料同士の濡れ性を上げ、活物質粉末
と結着剤の接着強度を向上させることで、より少量の結
着剤添加量で、電極の物理的強度が向上する効果をもた
らす。このとき電極中の結着剤の結着効果が高まり、そ
の分結着剤の添加量を減らせるため、活物質表面の酸素
ガス反応に寄与する反応部位と酸素ガスとが接触し易く
なり、結局電極の物理的強度を保持し、かつ酸素ガスの
吸収能力も向上するようになる。
【０００８】
【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
る。酸化カドミウム９５重量部とニッケル粉末５重量部
と繊維とを、カルボキシルメチルセルロースのエチレン
グリコール溶液とポリビニルアルコールのエチレングリ
コール溶液とを４０℃に設定した恒温槽内に一昼夜静置
加温した後に、これらを混練し、酸化カドミウムを主体
とする活物質ペーストを得て、集電体であるニッケルメ
ッキを施したパンチド基板の支持体に塗工し、約１２０
℃で２時間乾燥して酸化カドミウム塗工板の内部層を得
た。次に、金属カドミウム１００重量部とカルボキシル
メチルセルロースとフッ素樹脂ディスパージョンとイオ
ン交換水との混合物を混練し、金属カドミウムペースト
を得た。このペーストを先の酸化カドミウム塗工板の両
面に塗工し、約１５０℃で乾燥することにより表面層を
形成し、本発明によるカドミウム負極ａを製造した。
る。酸化カドミウム９５重量部とニッケル粉末５重量部
と繊維とを、カルボキシルメチルセルロースのエチレン
グリコール溶液とポリビニルアルコールのエチレングリ
コール溶液とを４０℃に設定した恒温槽内に一昼夜静置
加温した後に、これらを混練し、酸化カドミウムを主体
とする活物質ペーストを得て、集電体であるニッケルメ
ッキを施したパンチド基板の支持体に塗工し、約１２０
℃で２時間乾燥して酸化カドミウム塗工板の内部層を得
た。次に、金属カドミウム１００重量部とカルボキシル
メチルセルロースとフッ素樹脂ディスパージョンとイオ
ン交換水との混合物を混練し、金属カドミウムペースト
を得た。このペーストを先の酸化カドミウム塗工板の両
面に塗工し、約１５０℃で乾燥することにより表面層を
形成し、本発明によるカドミウム負極ａを製造した。
【０００９】本発明の比較例として、酸化カドミウムを
主体とする活物質ペーストを混練製造する工程におい
て、結着剤であるポリビニルアルコールの添加量を２倍
にしたエチレングリコール溶液を用い、かつ、それら材
料を加温せず２０℃に保温し、それ以外の製造工程は全
て同じにして、カドミウム負極ｂを製造した。また酸化
カドミウムを主体とする活物質ペーストを混練製造する
工程において、それらの材料の加温（保温）温度を２０
℃、３０℃、５０℃、６０℃に設定し、それ以外の製造
工程は全て同じにして、カドミウム負極ｃ，ｄ，ｅ，ｆ
を製造した。
主体とする活物質ペーストを混練製造する工程におい
て、結着剤であるポリビニルアルコールの添加量を２倍
にしたエチレングリコール溶液を用い、かつ、それら材
料を加温せず２０℃に保温し、それ以外の製造工程は全
て同じにして、カドミウム負極ｂを製造した。また酸化
カドミウムを主体とする活物質ペーストを混練製造する
工程において、それらの材料の加温（保温）温度を２０
℃、３０℃、５０℃、６０℃に設定し、それ以外の製造
工程は全て同じにして、カドミウム負極ｃ，ｄ，ｅ，ｆ
を製造した。
【００１０】これらのカドミウム負極を、公知のペース
トニッケル正極とセパレータを介して電極群を構成し、
このときのカドミウム負極の脱落量を、図１に示した。
材料の加温温度の設定温度が高いほど、脱落量が少なく
なることがわかった。これは混練する前の材料の温度が
高いほど、混練工程における材料同士の濡れ性が上が
り、接着強度が向上したためと考えられる。したがっ
て、材料をあらかじめ加温する工程を付与することによ
って、物理的強度の高い電極を製造することが可能であ
ることがわかった。またカドミウム負極ａの脱落量は、
結着剤の添加量を２倍に増やした負極ｂと同等であるこ
とがわかった。すなわち本発明の製造方法により、負極
ｂと同等の物理的強度を保持させる結着剤の添加量を、
半分に減らすことができる。
トニッケル正極とセパレータを介して電極群を構成し、
このときのカドミウム負極の脱落量を、図１に示した。
材料の加温温度の設定温度が高いほど、脱落量が少なく
なることがわかった。これは混練する前の材料の温度が
高いほど、混練工程における材料同士の濡れ性が上が
り、接着強度が向上したためと考えられる。したがっ
て、材料をあらかじめ加温する工程を付与することによ
って、物理的強度の高い電極を製造することが可能であ
ることがわかった。またカドミウム負極ａの脱落量は、
結着剤の添加量を２倍に増やした負極ｂと同等であるこ
とがわかった。すなわち本発明の製造方法により、負極
ｂと同等の物理的強度を保持させる結着剤の添加量を、
半分に減らすことができる。
【００１１】上記カドミウム負極ａ，ｂ，ｃと公知のペ
ーストニッケル正極を用いて、それぞれ電池Ａ，Ｂ，Ｃ
を構成した。これらの電池を公称容量に対して、１Ｃで
３００％の過充電を行なったときの電池内圧を、図２に
示した。電池Ｂと比較して電池Ａおよび電池Ｃの方が低
い内圧を示した。これは電池Ａおよび電池Ｃに添加した
結着剤の量が電池Ｂよりも少ないため、電極活物質の表
面を覆う結着剤の皮膜の面積が減り、その分電極活物質
が酸素ガスや雷解液と接触し易くなり、結果的に酸素ガ
スを吸収する能力が向上したと考えられる。
ーストニッケル正極を用いて、それぞれ電池Ａ，Ｂ，Ｃ
を構成した。これらの電池を公称容量に対して、１Ｃで
３００％の過充電を行なったときの電池内圧を、図２に
示した。電池Ｂと比較して電池Ａおよび電池Ｃの方が低
い内圧を示した。これは電池Ａおよび電池Ｃに添加した
結着剤の量が電池Ｂよりも少ないため、電極活物質の表
面を覆う結着剤の皮膜の面積が減り、その分電極活物質
が酸素ガスや雷解液と接触し易くなり、結果的に酸素ガ
スを吸収する能力が向上したと考えられる。
【００１２】ここで、本発明において酸化カドミウムを
主体とする活物質ペーストを混練製造する前に、あらか
じめ材料を加温する設定温度が３０℃以上であれば、電
池の製造工程上電極群構成時のカドミウム負極の脱落量
を問題の無い低いレベルにすることができる。また、本
発明での材料の加温温度は、製造作業上作業者の取扱い
を考慮して６０℃までの実施例にとどめたが、この加温
温度は高いほど良い効果が得られることは容易に予測で
きる。
主体とする活物質ペーストを混練製造する前に、あらか
じめ材料を加温する設定温度が３０℃以上であれば、電
池の製造工程上電極群構成時のカドミウム負極の脱落量
を問題の無い低いレベルにすることができる。また、本
発明での材料の加温温度は、製造作業上作業者の取扱い
を考慮して６０℃までの実施例にとどめたが、この加温
温度は高いほど良い効果が得られることは容易に予測で
きる。
【００１３】
【発明の効果】このように本発明によれば、負極の脱落
等の製造工程不良の原因となる電極の物理的強度を、十
分高いレベルに保持しつつ、電池の過充電時に発生する
酸素ガスを速やかに吸収することのできるアルカリ蓄電
池用カドミウム負極を、比較的廉価で製造することがで
きるため、急速充電に対応した工業的価値の高い電池を
供給することが可能となった。
等の製造工程不良の原因となる電極の物理的強度を、十
分高いレベルに保持しつつ、電池の過充電時に発生する
酸素ガスを速やかに吸収することのできるアルカリ蓄電
池用カドミウム負極を、比較的廉価で製造することがで
きるため、急速充電に対応した工業的価値の高い電池を
供給することが可能となった。
【図１】負極ａ〜ｆを電極群に構成した時の脱落量の比
較図である。
較図である。
【図２】電池Ａ，Ｂ，Ｃの過充電時の電池内圧の比較図
である。
である。
Ａ…本発明電池 Ｂ…比較例電池 Ｃ…比較例電池
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年１１月２０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、酸化カドミウ
ムと導電材と結着剤と有機溶媒とからなるペーストを、
負極支持体に塗工し、酸化カドミウムを主に含有する内
部層と、金属カドミウムを主に含有する表面層とを形成
するカドミウム負極の製造方法において、該ペーストの
材料をあらかじめ加温してから用いることを特徴とする
アルカリ蓄電池用カドミウム負極の製造方法である。本
発明はペースト材料の加温温度を３０℃以上とすること
により、特に優れたカドミウム負極を得ることができ
る。
ムと導電材と結着剤と有機溶媒とからなるペーストを、
負極支持体に塗工し、酸化カドミウムを主に含有する内
部層と、金属カドミウムを主に含有する表面層とを形成
するカドミウム負極の製造方法において、該ペーストの
材料をあらかじめ加温してから用いることを特徴とする
アルカリ蓄電池用カドミウム負極の製造方法である。本
発明はペースト材料の加温温度を３０℃以上とすること
により、特に優れたカドミウム負極を得ることができ
る。
Claims (2)
- 【請求項１】 酸化カドミウムと導電材と結着剤と有機
溶媒とからなるペーストを、負極支持体に塗工し、酸化
カドミウムを主に含有する内部層と、金属カドミウムを
主に含有する表面層とを形成するカドミウム負極の製造
方法において、該ペーストをあらかじめ加温してから塗
工することを特徴とするアルカリ蓄電池用カドミウム負
極の製造方法。 - 【請求項２】 該ペースト材料の加温温度が、３０℃以
上とすることを特徴とする請求項１記載のアルカリ蓄電
池用カドミウム負極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4211939A JPH0620684A (ja) | 1992-07-01 | 1992-07-01 | アルカリ蓄電池用カドミウム負極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4211939A JPH0620684A (ja) | 1992-07-01 | 1992-07-01 | アルカリ蓄電池用カドミウム負極の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0620684A true JPH0620684A (ja) | 1994-01-28 |
Family
ID=16614193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4211939A Pending JPH0620684A (ja) | 1992-07-01 | 1992-07-01 | アルカリ蓄電池用カドミウム負極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0620684A (ja) |
-
1992
- 1992-07-01 JP JP4211939A patent/JPH0620684A/ja active Pending
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