JPH0679484B2 - 密閉形ニツケル−カドミウム蓄電池 - Google Patents
密閉形ニツケル−カドミウム蓄電池Info
- Publication number
- JPH0679484B2 JPH0679484B2 JP59115951A JP11595184A JPH0679484B2 JP H0679484 B2 JPH0679484 B2 JP H0679484B2 JP 59115951 A JP59115951 A JP 59115951A JP 11595184 A JP11595184 A JP 11595184A JP H0679484 B2 JPH0679484 B2 JP H0679484B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nickel
- positive electrode
- hydroxide
- cadmium
- active material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
- H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
-
- 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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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、密閉形ニッケル−カドミウム蓄電池に関する
ものである。
ものである。
従来例の構成とその問題点 密閉形ニッケル−カドミウム蓄電池は、水酸化ニッケル
を主体とする正極と、水酸化カドミウムを主体とする負
極と、正，負両極を隔離するセパレータと、電解液とし
ての水酸化カリウム、水酸化ナトリウム，水酸化リチウ
ム等のアルカリ水溶液とから構成されている。
を主体とする正極と、水酸化カドミウムを主体とする負
極と、正，負両極を隔離するセパレータと、電解液とし
ての水酸化カリウム、水酸化ナトリウム，水酸化リチウ
ム等のアルカリ水溶液とから構成されている。
負極としては、一般に焼結式，ペースト式等のカドミウ
ム極が用いられ、正極としては、多孔性ニッケル焼結基
板に、電解法，化学含浸法等の手段によって正極活物質
となる水酸化ニッケル，水酸化コバルト等を充填したも
のが用いられている。また最近ではスポンジ状の金属ニ
ッケル基板に、水酸化ニッケルを主体とした活物質ペー
ストを充填した、高容量を有するニッケル正極も提案さ
れている。
ム極が用いられ、正極としては、多孔性ニッケル焼結基
板に、電解法，化学含浸法等の手段によって正極活物質
となる水酸化ニッケル，水酸化コバルト等を充填したも
のが用いられている。また最近ではスポンジ状の金属ニ
ッケル基板に、水酸化ニッケルを主体とした活物質ペー
ストを充填した、高容量を有するニッケル正極も提案さ
れている。
従来の焼結式ニッケル正極の活物質充填工程は、例えば
化学含浸法のように含浸工程，アルカリ処理工程，水洗
工程，乾燥工程等、数多くの工程が必要であり、高容量
の正極を得るためには、これらの工程の数回に及ぶくり
返しが必要となり、非常に煩雑となっている。
化学含浸法のように含浸工程，アルカリ処理工程，水洗
工程，乾燥工程等、数多くの工程が必要であり、高容量
の正極を得るためには、これらの工程の数回に及ぶくり
返しが必要となり、非常に煩雑となっている。
一方、スポンジ状の金属ニッケル基板（多孔度90〜95
％）を用いる方法は、孔径の大きいものが選択できるこ
とにより、基板中にペースト状の活物質を直接充填で
き、しかも充填後、加圧加工を行なうだけの簡単な工程
で、高容量を有するニッケル正極の製造が可能である。
％）を用いる方法は、孔径の大きいものが選択できるこ
とにより、基板中にペースト状の活物質を直接充填で
き、しかも充填後、加圧加工を行なうだけの簡単な工程
で、高容量を有するニッケル正極の製造が可能である。
しかし、従来のスポンジ状の金属ニッケル基板を用いる
正極（以下スポンジメタル正極という）は、焼結式ニッ
ケル正極に比べ、その基板の物理強度が弱く、充電，放
電のくり返しによって極板のふくれを生じ、充放電サイ
クル寿命が焼結式に比べ若干劣っているという欠点があ
った。そこで、特開昭59−33758号に記載されたように
水酸化カドミウムを活物質ペーストに添加することによ
り、充放電のくり返しサイクルにおけるふくれと、それ
に起因する充放電特性の劣下の改善がなされたが、水酸
化カドミウムは、活物質ペースト練合中に粒子の凝集粗
大化が起こり、粒子の分散性の低下と、スポンジ状ニッ
ケル基板への活物質の充填性の低下、さらに見かけ密度
が低いため活物質である水酸化ニッケルの充填量の低下
を招くという欠点を有していた。
正極（以下スポンジメタル正極という）は、焼結式ニッ
ケル正極に比べ、その基板の物理強度が弱く、充電，放
電のくり返しによって極板のふくれを生じ、充放電サイ
クル寿命が焼結式に比べ若干劣っているという欠点があ
った。そこで、特開昭59−33758号に記載されたように
水酸化カドミウムを活物質ペーストに添加することによ
り、充放電のくり返しサイクルにおけるふくれと、それ
に起因する充放電特性の劣下の改善がなされたが、水酸
化カドミウムは、活物質ペースト練合中に粒子の凝集粗
大化が起こり、粒子の分散性の低下と、スポンジ状ニッ
ケル基板への活物質の充填性の低下、さらに見かけ密度
が低いため活物質である水酸化ニッケルの充填量の低下
を招くという欠点を有していた。
発明の目的 本発明は、以上のようにスポンジメタル正極の充放電の
くり返しサイクルにおけるふくれと、それに起因する充
放電特性の劣下を改善して、充放電サイクル寿命の向上
を図り、さらに水酸化ニッケルの充填量の向上を目的と
したものである。
くり返しサイクルにおけるふくれと、それに起因する充
放電特性の劣下を改善して、充放電サイクル寿命の向上
を図り、さらに水酸化ニッケルの充填量の向上を目的と
したものである。
発明の構成 本発明は、スポンジ状の金属ニッケル基板に、正極活物
質としての水酸化ニッケルを主体とし、これに導電材と
しての金属ニッケル粉末，水酸化ニッケル活物質の利用
率を高めるための金属コバルト粉末、及び充放電サイク
ル寿命特性向上のための酸化カドミウムを水酸化ニッケ
ルに対する重量比で、２〜15％添加した構成の活物質ペ
ーストを充填し、この電極を正極に用いることを特徴と
する密閉形ニッケル−カドミウム蓄電池である。
質としての水酸化ニッケルを主体とし、これに導電材と
しての金属ニッケル粉末，水酸化ニッケル活物質の利用
率を高めるための金属コバルト粉末、及び充放電サイク
ル寿命特性向上のための酸化カドミウムを水酸化ニッケ
ルに対する重量比で、２〜15％添加した構成の活物質ペ
ーストを充填し、この電極を正極に用いることを特徴と
する密閉形ニッケル−カドミウム蓄電池である。
実施例の説明 以下実施例によって、本発明を詳細に説明する。正極基
板としては、多孔度95％を有するスポンジ状の金属ニッ
ケルを用い、正極活物質としては、水酸化ニッケル，金
属コバルト粉末，金属ニッケル粉末及び酸化カドミウム
粉末の混合物と水から構成したペーストを使用した。
板としては、多孔度95％を有するスポンジ状の金属ニッ
ケルを用い、正極活物質としては、水酸化ニッケル，金
属コバルト粉末，金属ニッケル粉末及び酸化カドミウム
粉末の混合物と水から構成したペーストを使用した。
次表は、本実施例において検討した活物質組成の比率を
重量比率で示したものである。
重量比率で示したものである。
なお負極としては、通常のペースト式カドミウム極を使
用した。また電解液は一般に使用されている水酸化カリ
ウムと水酸化リチウムとの混合水溶液を使用した。
用した。また電解液は一般に使用されている水酸化カリ
ウムと水酸化リチウムとの混合水溶液を使用した。
上記正極，負極を用い、1000mAh相当の密閉形ニッケル
−カドミウム蓄電池を試作し、電池容量試験、及び充放
電サイクル試験を行った。
−カドミウム蓄電池を試作し、電池容量試験、及び充放
電サイクル試験を行った。
電池容量試験は、通常の方法で行ない、20℃の雰囲気温
度で、100mAの電池により16時間充電し、200mAで放電し
たときの電池容量を求めた。
度で、100mAの電池により16時間充電し、200mAで放電し
たときの電池容量を求めた。
この電池容量と、正極板体積から求めた正極板単位体積
当りの容量密度と、正極活物質中の水酸化ニッケルに対
する酸化カドミウムの重量比率との関係を第１図に示
す。
当りの容量密度と、正極活物質中の水酸化ニッケルに対
する酸化カドミウムの重量比率との関係を第１図に示
す。
サイクル寿命特性向上の目的で添加する酸化カドミウム
は、電池容量には寄与しない。従って、第１図に示すよ
うに、正極板中の酸化カドミウム比率が増加するに従っ
て、正極板の容量密度は低下する。しかし、酸化カドミ
ウムは、見かけ密度が高く，正極板内に占める体積が小
さいため、容量密度の低下を水酸化カドミウム使用時の
約50％に抑えることができる。
は、電池容量には寄与しない。従って、第１図に示すよ
うに、正極板中の酸化カドミウム比率が増加するに従っ
て、正極板の容量密度は低下する。しかし、酸化カドミ
ウムは、見かけ密度が高く，正極板内に占める体積が小
さいため、容量密度の低下を水酸化カドミウム使用時の
約50％に抑えることができる。
第２図は、低温（０℃）での充放電サイクル寿命特性の
結果である。
結果である。
充放電サイクルの条件は、０℃の雰囲気で、330mAの電
流により４時間30分充電を行ない、1000mA相当の定抵抗
で75分放電を行った。また図中の放電時間は、電池電圧
が1.0Vとなるまでの時間とした。
流により４時間30分充電を行ない、1000mA相当の定抵抗
で75分放電を行った。また図中の放電時間は、電池電圧
が1.0Vとなるまでの時間とした。
図に示すように、正極活物質に酸化カドミウムを全く添
加しない場合ａは、放電時間が充放電回数とともに徐々
に増大し、その後急速に劣化することがわかる。これ
は、充放電回数の進行とともに、充電受け入れ性が向上
し、従って放電時間も増大して極板のふくれを生じ、そ
の後電池特性が急速に劣化したものと思われる。
加しない場合ａは、放電時間が充放電回数とともに徐々
に増大し、その後急速に劣化することがわかる。これ
は、充放電回数の進行とともに、充電受け入れ性が向上
し、従って放電時間も増大して極板のふくれを生じ、そ
の後電池特性が急速に劣化したものと思われる。
酸化カドミウムの添加量が、水酸化ニッケルに対して１
重量％のｂでは、また上記のような傾向が認められる。
水酸化ニッケルに対する添加量が２重量％の場合ｃ及び
５重量％の場合ｄは、放電時間のばらつきが少ない。従
って、第２図からわかるように酸化カドミウムの最低必
要量は、重量比で水酸化ニッケルの２％以上である。
重量％のｂでは、また上記のような傾向が認められる。
水酸化ニッケルに対する添加量が２重量％の場合ｃ及び
５重量％の場合ｄは、放電時間のばらつきが少ない。従
って、第２図からわかるように酸化カドミウムの最低必
要量は、重量比で水酸化ニッケルの２％以上である。
第２図には、酸化カドミウム添加比率として、５重量％
まで表示しているが、酸化カドミウム比率が５重量％以
上でもその充放電サイクル特性は、５重量％のものとほ
ぼ同様であった。従って、酸化カドミウム添加による容
量密度の低下を考慮すると、酸化カドミウムの添加比率
としては、水酸化ニッケルに対し重量比で２〜15％が適
当であると思われる。
まで表示しているが、酸化カドミウム比率が５重量％以
上でもその充放電サイクル特性は、５重量％のものとほ
ぼ同様であった。従って、酸化カドミウム添加による容
量密度の低下を考慮すると、酸化カドミウムの添加比率
としては、水酸化ニッケルに対し重量比で２〜15％が適
当であると思われる。
また水酸化カドミウムを水酸化ニッケルに対し重量比で
６％添加した場合ｅは、酸化カドミウム比率５重量％の
場合より、放電時間のばらつきが大きい。これは、水酸
化カドミウムが活物質ペーストの練合時において、凝集
粗大化し、正極板内での分散性が低くなっているためと
考えられる。
６％添加した場合ｅは、酸化カドミウム比率５重量％の
場合より、放電時間のばらつきが大きい。これは、水酸
化カドミウムが活物質ペーストの練合時において、凝集
粗大化し、正極板内での分散性が低くなっているためと
考えられる。
発明の効果 以上のようにスポンジメタル正極の活物質中に、酸化カ
ドミウムを水酸化ニッケルに対する重量比率で２〜15％
添加することにより、高容量密度を維持し、かつ充放電
サイクル寿命特性の大幅な改善が可能となる。
ドミウムを水酸化ニッケルに対する重量比率で２〜15％
添加することにより、高容量密度を維持し、かつ充放電
サイクル寿命特性の大幅な改善が可能となる。
第１図は水酸化ニッケルに対する酸化カドミウムの添加
比率と、正極容量密度との関係を示す図、第２図は水酸
化ニッケルに対する酸化カドミウムの添加比率と、充放
電サイクル特性との関係を示す図である。
比率と、正極容量密度との関係を示す図、第２図は水酸
化ニッケルに対する酸化カドミウムの添加比率と、充放
電サイクル特性との関係を示す図である。
フロントページの続き (72)発明者 山賀 実 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 増井 基秀 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 坪井 良二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】水酸化ニッケルを主体とした活物質ペース
トをスポンジ状の金属ニッケル基板に充填した正極を備
え、前記活物質ペーストには主体をなす水酸化ニッケル
と金属ニッケル粉末と金属コバルト粉末と酸化カドミウ
ムが含まれており、この酸化カドミウムは水酸化ニッケ
ルに対して重量比で２〜15％含まれていることを特徴と
する密閉形ニッケル−カドミウム蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59115951A JPH0679484B2 (ja) | 1984-06-06 | 1984-06-06 | 密閉形ニツケル−カドミウム蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59115951A JPH0679484B2 (ja) | 1984-06-06 | 1984-06-06 | 密閉形ニツケル−カドミウム蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60258857A JPS60258857A (ja) | 1985-12-20 |
| JPH0679484B2 true JPH0679484B2 (ja) | 1994-10-05 |
Family
ID=14675186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59115951A Expired - Lifetime JPH0679484B2 (ja) | 1984-06-06 | 1984-06-06 | 密閉形ニツケル−カドミウム蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0679484B2 (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53136634A (en) * | 1977-05-04 | 1978-11-29 | Sanyo Electric Co | Method of manufacturing cadmium negative electrode plate for alkaline battery |
| JPS58165249A (ja) * | 1982-03-25 | 1983-09-30 | Japan Storage Battery Co Ltd | アルカリ電池用正極板 |
| JPS5916269A (ja) * | 1982-07-16 | 1984-01-27 | Japan Storage Battery Co Ltd | アルカリ電池用正極板の製造法 |
| JPS5933758A (ja) * | 1982-08-19 | 1984-02-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 密閉形ニツケル−カドミウム蓄電池 |
-
1984
- 1984-06-06 JP JP59115951A patent/JPH0679484B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53136634A (en) * | 1977-05-04 | 1978-11-29 | Sanyo Electric Co | Method of manufacturing cadmium negative electrode plate for alkaline battery |
| JPS58165249A (ja) * | 1982-03-25 | 1983-09-30 | Japan Storage Battery Co Ltd | アルカリ電池用正極板 |
| JPS5916269A (ja) * | 1982-07-16 | 1984-01-27 | Japan Storage Battery Co Ltd | アルカリ電池用正極板の製造法 |
| JPS5933758A (ja) * | 1982-08-19 | 1984-02-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 密閉形ニツケル−カドミウム蓄電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60258857A (ja) | 1985-12-20 |
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