JPH0737586A - アルカリ蓄電池用ペースト式正極板 - Google Patents
アルカリ蓄電池用ペースト式正極板Info
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- JPH0737586A JPH0737586A JP5184798A JP18479893A JPH0737586A JP H0737586 A JPH0737586 A JP H0737586A JP 5184798 A JP5184798 A JP 5184798A JP 18479893 A JP18479893 A JP 18479893A JP H0737586 A JPH0737586 A JP H0737586A
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- nickel hydroxide
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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】アルカリ蓄電池用の正極板活物質となる水酸化
ニッケルの高密度充填化および充電時に水の分解が起こ
りにくく、高温特性の向上を目的とする。 【構成】水酸化ニッケルを主成分とするペースト状活物
質を、導電性芯材に塗着してなるペースト式正極板にお
いて、活物質の水酸化ニッケルは、六方晶系の板状の単
結晶より構成され、長径方向が０．００５〜１ミクロン
の範囲にあり、厚み（Ｃ軸）方向が０．００１〜０．１
ミクロンの範囲で、それが厚み（Ｃ軸）方向に複数個、
積層された構造の集合体であること及び、Ｃｄ，Ｃａ，
Ｚｎ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｃｏ，Ｍｇからなる群のうちの少な
くとも１種類を１〜１０ｗｔ％の範囲で固溶体として存
在する。
ニッケルの高密度充填化および充電時に水の分解が起こ
りにくく、高温特性の向上を目的とする。 【構成】水酸化ニッケルを主成分とするペースト状活物
質を、導電性芯材に塗着してなるペースト式正極板にお
いて、活物質の水酸化ニッケルは、六方晶系の板状の単
結晶より構成され、長径方向が０．００５〜１ミクロン
の範囲にあり、厚み（Ｃ軸）方向が０．００１〜０．１
ミクロンの範囲で、それが厚み（Ｃ軸）方向に複数個、
積層された構造の集合体であること及び、Ｃｄ，Ｃａ，
Ｚｎ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｃｏ，Ｍｇからなる群のうちの少な
くとも１種類を１〜１０ｗｔ％の範囲で固溶体として存
在する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアルカリ蓄電池用電極に
係わり、特にペースト式正極板の改良に関するものであ
る。
係わり、特にペースト式正極板の改良に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、アルカリ蓄電池用として使用され
てきた正極板の構造としては、１）多数の穴のあいた鋼
板の縁を折り曲げて皿状のポケットを作製し、これに水
酸化ニッケルを主原料とする粉末状の活物質を充填して
作製するポケット式 ２）低炭素鋼にニッケルメッキを
ほどこしてある穿孔板の表面に、ニッケル粉末を焼結し
て焼結基板を作製し、これに含浸操作によって水酸化ニ
ッケルを主成分とする活物質を充填して作製する焼結式
の２種類があった。なお、ポケット式電極は製造法が
簡単であることを特徴としており、焼結式電極は性能、
信頼性に優れることを特徴としている。最近、これら２
種類の陽極の長所のみを取り入れた、新しい構造の正極
板が提案されている。この方法は、ウレタンなどの発泡
プラスチックにニッケルをメッキした後に加熱し、発泡
プラスチックを熱分解して発泡金属を得、これに水酸化
ニッケル粉末を主成分とするペースト状活物質を充填し
て作製するものである。
てきた正極板の構造としては、１）多数の穴のあいた鋼
板の縁を折り曲げて皿状のポケットを作製し、これに水
酸化ニッケルを主原料とする粉末状の活物質を充填して
作製するポケット式 ２）低炭素鋼にニッケルメッキを
ほどこしてある穿孔板の表面に、ニッケル粉末を焼結し
て焼結基板を作製し、これに含浸操作によって水酸化ニ
ッケルを主成分とする活物質を充填して作製する焼結式
の２種類があった。なお、ポケット式電極は製造法が
簡単であることを特徴としており、焼結式電極は性能、
信頼性に優れることを特徴としている。最近、これら２
種類の陽極の長所のみを取り入れた、新しい構造の正極
板が提案されている。この方法は、ウレタンなどの発泡
プラスチックにニッケルをメッキした後に加熱し、発泡
プラスチックを熱分解して発泡金属を得、これに水酸化
ニッケル粉末を主成分とするペースト状活物質を充填し
て作製するものである。
【０００３】発泡金属を用いた場合、焼結基板と同様に
３次元構造を有している。したがって、ポケット式電極
に比べて、集電性能及び活物質の保持性能に優れている
という特徴がある。また、発泡金属を用いることによっ
て、ペースト状活物質を直接充填して正極板を作製でき
るという特徴がある。この方式を用いると焼結式に比べ
て、１）電極の製造が簡単であり、製造工程もコンパク
トになること２）焼結基板の多孔度が８０％程度である
のに対して、発泡金属は９０％を超える多孔度であるた
め、活物質の充填量を多くすることができ、高容量な正
極板が得られることなどの特長がある。
３次元構造を有している。したがって、ポケット式電極
に比べて、集電性能及び活物質の保持性能に優れている
という特徴がある。また、発泡金属を用いることによっ
て、ペースト状活物質を直接充填して正極板を作製でき
るという特徴がある。この方式を用いると焼結式に比べ
て、１）電極の製造が簡単であり、製造工程もコンパク
トになること２）焼結基板の多孔度が８０％程度である
のに対して、発泡金属は９０％を超える多孔度であるた
め、活物質の充填量を多くすることができ、高容量な正
極板が得られることなどの特長がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の水酸化ニッケルを活物質に用い、発泡金属に充填し
た電極は、以下に示すような問題点を含んでいる。焼結
基板の場合、ニッケル粉末の焼結によって多数の細孔が
形成されており、その細孔の径は１０μｍ程度である。
したがって、焼結式電極では活物質と集電体との距離
は、１０μｍ以内と考えることができる。しかし発泡金
属の孔径は、焼結基板に比べて２０倍から１００倍程度
大である。したがって、発泡金属を用いると焼結基板に
比べて活物質と集電体との距離も大となり、集電性能が
劣るという問題点がある。特に、水酸化ニッケルを活物
質に用い、発泡金属に充填した電極は焼結式電極に比べ
て充填時に発熱しやすく、その結果、充電反応よりも水
の分解反応が起こりやすいという問題点がある。
来の水酸化ニッケルを活物質に用い、発泡金属に充填し
た電極は、以下に示すような問題点を含んでいる。焼結
基板の場合、ニッケル粉末の焼結によって多数の細孔が
形成されており、その細孔の径は１０μｍ程度である。
したがって、焼結式電極では活物質と集電体との距離
は、１０μｍ以内と考えることができる。しかし発泡金
属の孔径は、焼結基板に比べて２０倍から１００倍程度
大である。したがって、発泡金属を用いると焼結基板に
比べて活物質と集電体との距離も大となり、集電性能が
劣るという問題点がある。特に、水酸化ニッケルを活物
質に用い、発泡金属に充填した電極は焼結式電極に比べ
て充填時に発熱しやすく、その結果、充電反応よりも水
の分解反応が起こりやすいという問題点がある。
【０００５】充電反応を起こりやすくする手段として
は、コバルト粉末を添加する手段が特公平２−４３３０
８号公報などで検討されている。しかし、この方法で
は、正極板体積は限られており、そこにコバルトを添加
するために、活物質である水酸化ニッケルの充填量が少
なくなり、その結果、電極の容量が少なくなってしまう
という問題点がある。また、コバルトを添加すると、周
囲温度が４０℃を超えるような高温雰囲気において、無
添加品よりも酸素ガスの発生が起こりやすくなり、充電
が入りにくくなるという問題点もある。
は、コバルト粉末を添加する手段が特公平２−４３３０
８号公報などで検討されている。しかし、この方法で
は、正極板体積は限られており、そこにコバルトを添加
するために、活物質である水酸化ニッケルの充填量が少
なくなり、その結果、電極の容量が少なくなってしまう
という問題点がある。また、コバルトを添加すると、周
囲温度が４０℃を超えるような高温雰囲気において、無
添加品よりも酸素ガスの発生が起こりやすくなり、充電
が入りにくくなるという問題点もある。
【０００６】集電性能を向上させる手段として、ニッケ
ル粉末を添加する方法が特公平３−７４４号公報などで
検討されている。しかし、この方法も、正極板体積は限
られており、そこにニッケル粉末を添加するために、活
物質である水酸化ニッケルの充填量が少なくなり、その
結果電極の容量が少なくなってしまうという問題点があ
る。充電時の正極において、充電反応とともに起こる水
の分解反応を抑える手段としては、水酸化カドミウムな
どのカドミウム化合物を活物質中に添加する手段が特開
平２−２３４３５７号公報などで検討されている。しか
し、この方法も、正極板体積は限られており、そこにカ
ドミウム化合物を添加するために、活物質である水酸化
ニッケルの充填量が少なくなり、その結果電極の容量が
少なくなってしまうという問題点がある。
ル粉末を添加する方法が特公平３−７４４号公報などで
検討されている。しかし、この方法も、正極板体積は限
られており、そこにニッケル粉末を添加するために、活
物質である水酸化ニッケルの充填量が少なくなり、その
結果電極の容量が少なくなってしまうという問題点があ
る。充電時の正極において、充電反応とともに起こる水
の分解反応を抑える手段としては、水酸化カドミウムな
どのカドミウム化合物を活物質中に添加する手段が特開
平２−２３４３５７号公報などで検討されている。しか
し、この方法も、正極板体積は限られており、そこにカ
ドミウム化合物を添加するために、活物質である水酸化
ニッケルの充填量が少なくなり、その結果電極の容量が
少なくなってしまうという問題点がある。
【０００７】本発明の目的は、上記したようなペースト
式正極板の問題点を解決することであり、活物質の高充
填密度が可能になり、利用率が高く、高温での充電特性
が良好な正極板を提供することである。
式正極板の問題点を解決することであり、活物質の高充
填密度が可能になり、利用率が高く、高温での充電特性
が良好な正極板を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
に、本発明は活物質である水酸化ニッケルの結晶構造に
注目し、長径方向が０．００５〜１ミクロンの範囲にあ
り、厚み（Ｃ軸）方向が０．００１〜０．１ミクロンの
範囲にある単結晶がＣ軸方向に複数個積層された構造で
あることを特徴としている。また、上記水酸化ニッケル
中に、Ｃｄ，Ｃａ，Ｚｎ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｃｏ，Ｍｇから
なる群のうちの少なくとも１種類は、１〜１０ｗｔ％の
範囲で固溶体として含むようにした。
に、本発明は活物質である水酸化ニッケルの結晶構造に
注目し、長径方向が０．００５〜１ミクロンの範囲にあ
り、厚み（Ｃ軸）方向が０．００１〜０．１ミクロンの
範囲にある単結晶がＣ軸方向に複数個積層された構造で
あることを特徴としている。また、上記水酸化ニッケル
中に、Ｃｄ，Ｃａ，Ｚｎ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｃｏ，Ｍｇから
なる群のうちの少なくとも１種類は、１〜１０ｗｔ％の
範囲で固溶体として含むようにした。
【０００９】
【作用】本発明に従うと、得られた正極板は以下に示す
作用を有する。 （１）活物質のタップ密度を高くでき、高密度充填が可
能になる。 （２）充電時に水の分解が起こりにくく、高温特性が良
好になる。
作用を有する。 （１）活物質のタップ密度を高くでき、高密度充填が可
能になる。 （２）充電時に水の分解が起こりにくく、高温特性が良
好になる。
【００１０】
【実施例】本発明の実施例を説明する。 （実施例１）反応槽に１０リットルの水を入れ、２０〜
５０℃にしておく。水酸化ニッケルを作製する原材料と
して硫酸ニッケル水溶液２．０ｍｏｌ／リットル、水酸
化ナトリウム水溶液５ｍｏｌ／リットル、アンモニア水
溶液２０ｗｔ％と酢酸ナトリウム０．１ｍｏｌ／リット
ルの混合溶液を用いた。反応層に上記した硫酸ニッケル
水溶液を２リットル／ｈ，アンモニアと酢酸ナトリウム
の混合水溶液を０．３リットル／ｈの速度で攪拌をしな
がら添加する。このとき反応層内のｐＨを１０．５±
０．５にするように、水酸化ナトリウム水溶液を添加し
た。このときに反応槽内の温度を２０〜５０℃にした。
このようにして作製した水酸化ニッケルの沈澱物を連続
的に取り出し、水洗をしながら吸引ろ過し、９０℃で１
時間乾燥させて製品とした。得られた水酸化ニッケルを
本発明品Ａと呼びその模式図を図１に示す。
５０℃にしておく。水酸化ニッケルを作製する原材料と
して硫酸ニッケル水溶液２．０ｍｏｌ／リットル、水酸
化ナトリウム水溶液５ｍｏｌ／リットル、アンモニア水
溶液２０ｗｔ％と酢酸ナトリウム０．１ｍｏｌ／リット
ルの混合溶液を用いた。反応層に上記した硫酸ニッケル
水溶液を２リットル／ｈ，アンモニアと酢酸ナトリウム
の混合水溶液を０．３リットル／ｈの速度で攪拌をしな
がら添加する。このとき反応層内のｐＨを１０．５±
０．５にするように、水酸化ナトリウム水溶液を添加し
た。このときに反応槽内の温度を２０〜５０℃にした。
このようにして作製した水酸化ニッケルの沈澱物を連続
的に取り出し、水洗をしながら吸引ろ過し、９０℃で１
時間乾燥させて製品とした。得られた水酸化ニッケルを
本発明品Ａと呼びその模式図を図１に示す。
【００１１】（実施例２）反応槽に１０リットルの水を
入れ、１０℃以下にしておく。水酸化ニッケルを作製す
る原材料として硫酸ニッケル水溶液２．０ｍｏｌ／リッ
トル、水酸化ナトリウム水溶液５ｍｏｌ／リットル、ア
ンモニア水溶液２０ｗｔ％と酢酸ナトリウム０．１ｍｏ
ｌ／リットルの混合溶液を用いた。反応層に上記した硫
酸ニッケル水溶液を２リットル／ｈ，アンモニアと酢酸
ナトリウムの混合水溶液を０．３リットル/ｈの速度で
攪拌をしながら添加する。このとき反応層内のｐＨを１
０.５±０．５にするように、水酸化ナトリウム水溶液
を添加した。このときに反応槽内の温度を２０℃以下に
した。このようにして作製した水酸化ニッケルの沈澱物
を連続的に取り出し、水洗をしながら吸引ろ過し、９０
℃で１時間乾燥させて製品とした。得られた水酸化ニッ
ケルを本発明品Ｂと呼ぶ。
入れ、１０℃以下にしておく。水酸化ニッケルを作製す
る原材料として硫酸ニッケル水溶液２．０ｍｏｌ／リッ
トル、水酸化ナトリウム水溶液５ｍｏｌ／リットル、ア
ンモニア水溶液２０ｗｔ％と酢酸ナトリウム０．１ｍｏ
ｌ／リットルの混合溶液を用いた。反応層に上記した硫
酸ニッケル水溶液を２リットル／ｈ，アンモニアと酢酸
ナトリウムの混合水溶液を０．３リットル/ｈの速度で
攪拌をしながら添加する。このとき反応層内のｐＨを１
０.５±０．５にするように、水酸化ナトリウム水溶液
を添加した。このときに反応槽内の温度を２０℃以下に
した。このようにして作製した水酸化ニッケルの沈澱物
を連続的に取り出し、水洗をしながら吸引ろ過し、９０
℃で１時間乾燥させて製品とした。得られた水酸化ニッ
ケルを本発明品Ｂと呼ぶ。
【００１２】（実施例３）反応槽に１０リットルの水を
入れ、７０℃以上にしておく。水酸化ニッケルを作製す
る原材料として硫酸ニッケル水溶液２．０ｍｏｌ／リッ
トル、水酸化ナトリウム水溶液５ｍｏｌ／リットル、ア
ンモニア水溶液２０ｗｔ％と酢酸ナトリウム０．１ｍｏ
ｌ／リットルの混合溶液を用いた。反応層に上記した硫
酸ニッケル水溶液を２リットル／ｈ，アンモニアと酢酸
ナトリウムの混合水溶液を０．３リットル/ｈの速度で
攪拌をしながら添加する。このとき反応層内のｐＨを１
０.５±０．５にするように、水酸化ナトリウム水溶液
を添加した。このときに反応槽内の温度を６０℃以上に
した。このようにして作製した水酸化ニッケルの沈澱物
を連続的に取り出し、水洗をしながら吸引ろ過し、９０
℃で１時間乾燥させて製品とした。得られた水酸化ニッ
ケルを本発明品Ｃと呼ぶ。
入れ、７０℃以上にしておく。水酸化ニッケルを作製す
る原材料として硫酸ニッケル水溶液２．０ｍｏｌ／リッ
トル、水酸化ナトリウム水溶液５ｍｏｌ／リットル、ア
ンモニア水溶液２０ｗｔ％と酢酸ナトリウム０．１ｍｏ
ｌ／リットルの混合溶液を用いた。反応層に上記した硫
酸ニッケル水溶液を２リットル／ｈ，アンモニアと酢酸
ナトリウムの混合水溶液を０．３リットル/ｈの速度で
攪拌をしながら添加する。このとき反応層内のｐＨを１
０.５±０．５にするように、水酸化ナトリウム水溶液
を添加した。このときに反応槽内の温度を６０℃以上に
した。このようにして作製した水酸化ニッケルの沈澱物
を連続的に取り出し、水洗をしながら吸引ろ過し、９０
℃で１時間乾燥させて製品とした。得られた水酸化ニッ
ケルを本発明品Ｃと呼ぶ。
【００１３】（実施例４）反応槽に１０リットルの水を
入れ、２０〜５０℃にしておく。水酸化ニッケルを作製
する原材料として硫酸ニッケル水溶液２．０ｍｏｌ／リ
ットル、水酸化ナトリウム水溶液７ｍｏｌ／リットル、
アンモニア水溶液３０ｗｔ％と酢酸ナトリウム０．１ｍ
ｏｌ／リットルの混合溶液を用いた。反応層に上記した
硫酸ニッケル水溶液を２リットル／ｈ，アンモニアと酢
酸ナトリウムの混合水溶液を０．２リットル／ｈの速度
で攪拌をしながら添加する。このとき反応層内のｐＨを
１０.５±０．５にするように、水酸化ナトリウム水溶
液を添加した。このときに反応槽内の温度を２０〜５０
℃にした。このようにして作製した水酸化ニッケルの沈
澱物を連続的に取り出し、水洗をしながら吸引ろ過し、
９０℃で１時間乾燥させて製品とした。得られた水酸化
ニッケルを本発明品Ｄと呼ぶ。
入れ、２０〜５０℃にしておく。水酸化ニッケルを作製
する原材料として硫酸ニッケル水溶液２．０ｍｏｌ／リ
ットル、水酸化ナトリウム水溶液７ｍｏｌ／リットル、
アンモニア水溶液３０ｗｔ％と酢酸ナトリウム０．１ｍ
ｏｌ／リットルの混合溶液を用いた。反応層に上記した
硫酸ニッケル水溶液を２リットル／ｈ，アンモニアと酢
酸ナトリウムの混合水溶液を０．２リットル／ｈの速度
で攪拌をしながら添加する。このとき反応層内のｐＨを
１０.５±０．５にするように、水酸化ナトリウム水溶
液を添加した。このときに反応槽内の温度を２０〜５０
℃にした。このようにして作製した水酸化ニッケルの沈
澱物を連続的に取り出し、水洗をしながら吸引ろ過し、
９０℃で１時間乾燥させて製品とした。得られた水酸化
ニッケルを本発明品Ｄと呼ぶ。
【００１４】（実施例５）反応槽に１０リットルの水を
入れ、２０〜５０℃にしておく。水酸化ニッケルを作製
する原材料として硫酸ニッケル水溶液２．０ｍｏｌ／リ
ットル、水酸化ナトリウム水溶液３ｍｏｌ／リットル、
アンモニア水溶液１０ｗｔ％と酢酸ナトリウム０．１ｍ
ｏｌ／リットルの混合溶液を用いた。反応層に上記した
硫酸ニッケル水溶液を２リットル／ｈ，アンモニアと酢
酸ナトリウムの混合水溶液を０．５リットル／ｈの速度
で攪拌をしながら添加する。このとき反応層内のｐＨを
１０.５±０．５にするように、水酸化ナトリウム水溶
液を添加した。このときに反応槽内の温度を２０〜５０
℃にした。このようにして作製した水酸化ニッケルの沈
澱物を連続的に取り出し、水洗をしながら吸引ろ過し、
９０℃で１時間乾燥させて製品とした。得られた水酸化
ニッケルを本発明品Ｅと呼ぶ。
入れ、２０〜５０℃にしておく。水酸化ニッケルを作製
する原材料として硫酸ニッケル水溶液２．０ｍｏｌ／リ
ットル、水酸化ナトリウム水溶液３ｍｏｌ／リットル、
アンモニア水溶液１０ｗｔ％と酢酸ナトリウム０．１ｍ
ｏｌ／リットルの混合溶液を用いた。反応層に上記した
硫酸ニッケル水溶液を２リットル／ｈ，アンモニアと酢
酸ナトリウムの混合水溶液を０．５リットル／ｈの速度
で攪拌をしながら添加する。このとき反応層内のｐＨを
１０.５±０．５にするように、水酸化ナトリウム水溶
液を添加した。このときに反応槽内の温度を２０〜５０
℃にした。このようにして作製した水酸化ニッケルの沈
澱物を連続的に取り出し、水洗をしながら吸引ろ過し、
９０℃で１時間乾燥させて製品とした。得られた水酸化
ニッケルを本発明品Ｅと呼ぶ。
【００１５】（従来品）水酸化ニッケルを作製する原材
料として硫酸ニッケル水溶液２．０ｍｏｌ／リットル、
水酸化ナトリウム水溶液５ｍｏｌ／リットル、アンモニ
ア水酸化溶液２０ｗｔ％を用いた。反応層に上記した硫
酸ニッケル水溶液を２リットル／ｈ，アンモニアと酢酸
ナトリウムの混合水溶液を０．３リットル／ｈの速度で
攪拌をしながら添加する。このとき反応層内のｐＨを１
０．５±０．５にするように、水酸化ナトリウム水溶液
を添加した。このときに反応槽内の温度を２０〜５０℃
にした。このようにして作製した水酸化ニッケルの沈澱
物を連続的に取り出し、水洗をしながら吸引ろ過し、９
０℃で１時間乾燥させて製品とした。得られた水酸化ニ
ッケルを従来品と呼び、その模式図を図２に示す。
料として硫酸ニッケル水溶液２．０ｍｏｌ／リットル、
水酸化ナトリウム水溶液５ｍｏｌ／リットル、アンモニ
ア水酸化溶液２０ｗｔ％を用いた。反応層に上記した硫
酸ニッケル水溶液を２リットル／ｈ，アンモニアと酢酸
ナトリウムの混合水溶液を０．３リットル／ｈの速度で
攪拌をしながら添加する。このとき反応層内のｐＨを１
０．５±０．５にするように、水酸化ナトリウム水溶液
を添加した。このときに反応槽内の温度を２０〜５０℃
にした。このようにして作製した水酸化ニッケルの沈澱
物を連続的に取り出し、水洗をしながら吸引ろ過し、９
０℃で１時間乾燥させて製品とした。得られた水酸化ニ
ッケルを従来品と呼び、その模式図を図２に示す。
【００１６】図１に示す、実施例１で得られた本発明品
Ａの結晶構造は、長径方向が０．００５〜１ミクロンの
範囲であり、厚み（Ｃ軸）方向が０．００１〜０．１ミ
クロンの範囲にある六方晶をした板状の単結晶が複数個
積層され、それらが集合した構造であることを特徴とし
ている。これに対して図２に示す、従来品の結晶構造
は、長さ方向が０．００５〜１ミクロンの範囲であり、
厚み（Ｃ軸）方向が０．００１〜０．１ミクロンの範囲
にある六方晶系をした板状の単結晶が積層されていない
構造の集合体であることを特徴としている。これらの粉
末を用いたニッケルカドミウム電池の特性について以下
に示す。多孔度９５％、厚さ１．４ｍｍの発泡金属を基
板として用いた。水１００ｇにバインダとしてメチルセ
ルロース３ｇを溶解させ、粘液を作製する。今回使用し
た６種類の粉末と粘液とを混練してペースト状活物質を
作製する。このペースト状活物質を、上記発泡金属に塗
着し、６０℃で２時間乾燥した後に、プレスして正極板
を作製した。
Ａの結晶構造は、長径方向が０．００５〜１ミクロンの
範囲であり、厚み（Ｃ軸）方向が０．００１〜０．１ミ
クロンの範囲にある六方晶をした板状の単結晶が複数個
積層され、それらが集合した構造であることを特徴とし
ている。これに対して図２に示す、従来品の結晶構造
は、長さ方向が０．００５〜１ミクロンの範囲であり、
厚み（Ｃ軸）方向が０．００１〜０．１ミクロンの範囲
にある六方晶系をした板状の単結晶が積層されていない
構造の集合体であることを特徴としている。これらの粉
末を用いたニッケルカドミウム電池の特性について以下
に示す。多孔度９５％、厚さ１．４ｍｍの発泡金属を基
板として用いた。水１００ｇにバインダとしてメチルセ
ルロース３ｇを溶解させ、粘液を作製する。今回使用し
た６種類の粉末と粘液とを混練してペースト状活物質を
作製する。このペースト状活物質を、上記発泡金属に塗
着し、６０℃で２時間乾燥した後に、プレスして正極板
を作製した。
【００１７】これら作製したペースト式正極板と、現在
使用されているペースト式負極板と組み合わせてＡＡ型
電池を試作した。これらの粉末について、タップ密度、
活物質の結晶の長径方向、厚み（Ｃ軸）方向及び、放電
容量の関係を表１および表２に示す。本発明品Ａ〜Ｅ
は、従来品に比べて、タップ密度が２０％程度高い。ま
た、本発明品Ａを用いると、１０００ｍＡｈを超える、
最も高容量な電池を作製できることが明らかになった。
使用されているペースト式負極板と組み合わせてＡＡ型
電池を試作した。これらの粉末について、タップ密度、
活物質の結晶の長径方向、厚み（Ｃ軸）方向及び、放電
容量の関係を表１および表２に示す。本発明品Ａ〜Ｅ
は、従来品に比べて、タップ密度が２０％程度高い。ま
た、本発明品Ａを用いると、１０００ｍＡｈを超える、
最も高容量な電池を作製できることが明らかになった。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【表２】
【００２０】（実施例６）反応槽に１０リットルの水を
入れ、２０〜５０℃にしておく。硫酸カドミウム（Ｃｄ
ＳＯ4 ）水溶液と硫酸ニッケル水溶液の混合溶液を作製
する。なお、ニッケルイオンに対してカドミウムイオン
が、それぞれ１ｗｔ％，２ｗｔ％，３ｗｔ％，５ｗｔ
％，１０ｗｔ％含むようにした。混合溶液のニッケルイ
オンの濃度を２．０ｍｏｌ／リットル、水酸化ナトリウ
ム水溶液５ｍｏｌ／リットル、アンモニア水溶液２０ｗ
ｔ％と酢酸ナトリウム０．１ｍｏｌ／リットルの混合溶
液を用いた。反応層に上記した硫酸ニッケルと硫酸カド
ミウムの混合水溶液を２リットル／ｈ、アンモニアと酢
酸ナトリウムの混合水溶液を０．３リットル／ｈの速度
で攪拌をしながら添加する。このとき反応層内のｐＨを
１０．５±０．５にするように、水酸化ナトリウム水溶
液を添加した。このときに反応槽内の温度を２０〜５０
℃にした。このようにして作製した沈澱物を連続的に取
り出し、水洗をしながら吸引ろ過し、９０℃で１時間乾
燥させた。
入れ、２０〜５０℃にしておく。硫酸カドミウム（Ｃｄ
ＳＯ4 ）水溶液と硫酸ニッケル水溶液の混合溶液を作製
する。なお、ニッケルイオンに対してカドミウムイオン
が、それぞれ１ｗｔ％，２ｗｔ％，３ｗｔ％，５ｗｔ
％，１０ｗｔ％含むようにした。混合溶液のニッケルイ
オンの濃度を２．０ｍｏｌ／リットル、水酸化ナトリウ
ム水溶液５ｍｏｌ／リットル、アンモニア水溶液２０ｗ
ｔ％と酢酸ナトリウム０．１ｍｏｌ／リットルの混合溶
液を用いた。反応層に上記した硫酸ニッケルと硫酸カド
ミウムの混合水溶液を２リットル／ｈ、アンモニアと酢
酸ナトリウムの混合水溶液を０．３リットル／ｈの速度
で攪拌をしながら添加する。このとき反応層内のｐＨを
１０．５±０．５にするように、水酸化ナトリウム水溶
液を添加した。このときに反応槽内の温度を２０〜５０
℃にした。このようにして作製した沈澱物を連続的に取
り出し、水洗をしながら吸引ろ過し、９０℃で１時間乾
燥させた。
【００２１】（比較例１）反応槽に１０リットルの水を
入れ、２０〜５０℃にしておく。硫酸カドミウム（Ｃｄ
ＳＯ4 ）水溶液と硫酸ニッケル水溶液の混合溶液を用い
る。なお、ニッケルイオンに対してカドミウムイオン
が、それぞれ０．５ｗｔ％，２０ｗｔ％含むようにし
た。混合溶液のニッケルイオンの濃度を２．０ｍｏｌ／
リットル、水酸化ナトリウム水溶液５ｍｏｌ／リット
ル、アンモニア水溶液２０ｗｔ％と酢酸ナトリウム０．
１ｍｏｌ／リットルの混合溶液を用いた。反応層に上記
した硫酸ニッケルと硫酸カドミウムの混合水溶液を２リ
ットル／ｈ、アンモニアと酢酸ナトリウムの混合水溶液
を０．３リットル／ｈの速度で攪拌をしながら添加す
る。このとき反応層内のｐＨを１０．５±０．５にする
ように、水酸化ナトリウム水溶液を添加した。このとき
に反応槽内の温度を２０〜５０℃にした。このようにし
て作製した沈澱物を連続的に取り出し、水洗をしながら
吸引ろ過し、９０℃で１時間乾燥させた。
入れ、２０〜５０℃にしておく。硫酸カドミウム（Ｃｄ
ＳＯ4 ）水溶液と硫酸ニッケル水溶液の混合溶液を用い
る。なお、ニッケルイオンに対してカドミウムイオン
が、それぞれ０．５ｗｔ％，２０ｗｔ％含むようにし
た。混合溶液のニッケルイオンの濃度を２．０ｍｏｌ／
リットル、水酸化ナトリウム水溶液５ｍｏｌ／リット
ル、アンモニア水溶液２０ｗｔ％と酢酸ナトリウム０．
１ｍｏｌ／リットルの混合溶液を用いた。反応層に上記
した硫酸ニッケルと硫酸カドミウムの混合水溶液を２リ
ットル／ｈ、アンモニアと酢酸ナトリウムの混合水溶液
を０．３リットル／ｈの速度で攪拌をしながら添加す
る。このとき反応層内のｐＨを１０．５±０．５にする
ように、水酸化ナトリウム水溶液を添加した。このとき
に反応槽内の温度を２０〜５０℃にした。このようにし
て作製した沈澱物を連続的に取り出し、水洗をしながら
吸引ろ過し、９０℃で１時間乾燥させた。
【００２２】以下に、実施例６で得られた粉末及び、比
較例１で得られた粉末を用いて比較検討した。多孔度９
５％、厚さ１．４ｍｍの発泡金属を基板として用いた。
水１００ｇにバインダとしてメチルセルロース３ｇを溶
解させ、粘液を作製する。これらの粉末１００ｇと、作
製した粘液とを混練してペースト状活物質を作製する。
作製したペースト状活物質を、上記発泡金属に塗着し、
６０℃で２時間乾燥した後に２５０ｋｇｆ／ｃｍ2 でプ
レスして正極板を作製した。作製したペースト式陽極板
と、現在使用されているペースト式負極板と組み合わせ
てＡＡ型電池を試作した。これら作製したペースト式正
極板と、現在使用されているペースト式負極板と組み合
わせてＡＡ型電池を試作した。これらの電池について、
Ｃｄ量と放電容量の関係を表３，表４に示す。本発明品
を用いると、４０℃においても９００ｍＡｈを超えてお
り、高温特性の優れた電池を作製できる。この理由は、
充電時に水の分解が起こりにくく、充電反応が進みやす
いためと考えられる。
較例１で得られた粉末を用いて比較検討した。多孔度９
５％、厚さ１．４ｍｍの発泡金属を基板として用いた。
水１００ｇにバインダとしてメチルセルロース３ｇを溶
解させ、粘液を作製する。これらの粉末１００ｇと、作
製した粘液とを混練してペースト状活物質を作製する。
作製したペースト状活物質を、上記発泡金属に塗着し、
６０℃で２時間乾燥した後に２５０ｋｇｆ／ｃｍ2 でプ
レスして正極板を作製した。作製したペースト式陽極板
と、現在使用されているペースト式負極板と組み合わせ
てＡＡ型電池を試作した。これら作製したペースト式正
極板と、現在使用されているペースト式負極板と組み合
わせてＡＡ型電池を試作した。これらの電池について、
Ｃｄ量と放電容量の関係を表３，表４に示す。本発明品
を用いると、４０℃においても９００ｍＡｈを超えてお
り、高温特性の優れた電池を作製できる。この理由は、
充電時に水の分解が起こりにくく、充電反応が進みやす
いためと考えられる。
【００２３】
【表３】
【００２４】
【表４】
【００２５】カドミウム以外にもＣａ，Ｚｎ，Ｍｇ，Ａ
ｌ，Ｃｏ，Ｍｇ等について検討したが、ほぼ同様の結果
が得られた。
ｌ，Ｃｏ，Ｍｇ等について検討したが、ほぼ同様の結果
が得られた。
【００２６】
【発明の効果】上述したように、本発明は水酸化ニッケ
ルを主成分とするペースト状活物質を、導電性芯材に塗
着してなるペースト式正極板において、活物質となる水
酸化ニッケルは、 ａ）六方晶系をした板状の単結晶よ
り構成され、長径方向が０.００５〜１ミクロンの範囲
にあり、厚み（Ｃ軸）方向の厚みが０．００１〜０．１
ミクロンの範囲にあり、それがＣ軸方向に複数個、積層
された構造の集合体であること及び、 ｂ）Ｃｄ，Ｃ
ａ，Ｚｎ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｃｏ，Ｍｇからなる群のうちの
少なくとも１種類を１〜１０ｗｔ％の範囲で固溶体とし
て存在することを特徴としている。
ルを主成分とするペースト状活物質を、導電性芯材に塗
着してなるペースト式正極板において、活物質となる水
酸化ニッケルは、 ａ）六方晶系をした板状の単結晶よ
り構成され、長径方向が０.００５〜１ミクロンの範囲
にあり、厚み（Ｃ軸）方向の厚みが０．００１〜０．１
ミクロンの範囲にあり、それがＣ軸方向に複数個、積層
された構造の集合体であること及び、 ｂ）Ｃｄ，Ｃ
ａ，Ｚｎ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｃｏ，Ｍｇからなる群のうちの
少なくとも１種類を１〜１０ｗｔ％の範囲で固溶体とし
て存在することを特徴としている。
【００２７】本発明に従うと、得られた正極板は （１）活物質のタップ密度が高いため、高密度充填が可
能になる。 （２）充電時に水の分解が起こりにくく、高温特性が良
好になる。 などの点で優れている。
能になる。 （２）充電時に水の分解が起こりにくく、高温特性が良
好になる。 などの点で優れている。
【図１】本発明品Ａの水酸化ニッケルについての模式図
で、（ａ）は全体図、（ｂ）は部分図である。
で、（ａ）は全体図、（ｂ）は部分図である。
【図２】従来品の水酸化ニッケルについての模式図であ
る。
る。
Claims (3)
- 【請求項１】活物質となる水酸化ニッケルを主原料とす
るアルカリ蓄電池用ペースト式正極板において、前記活
物質は、六方晶系よりなる板状の単結晶が厚み（Ｃ軸）
方向に複数個、積層された構造の集合体であることを特
徴とするアルカリ蓄電池用ペースト式正極板。 - 【請求項２】上記六方晶系よりなる板状の単結晶におい
て、長径方向が０．００５〜１ミクロンの範囲にあり、
厚み（Ｃ軸）方向が０．００１〜０．１ミクロンの範囲
である請求項１記載のアルカリ蓄電池用ペースト式正極
板。 - 【請求項３】Ｃｄ，Ｃａ，Ｚｎ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｃｏ，Ｍ
ｇからなる群のうちの少なくとも１種類は、活物質とな
る水酸化ニッケル中に１〜１０ｗｔ％の範囲で固溶体と
して存在する請求項１又は２記載のアルカリ蓄電池用ペ
ースト式正極板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18479893A JP3371473B2 (ja) | 1993-07-27 | 1993-07-27 | アルカリ蓄電池用ペースト式正極板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18479893A JP3371473B2 (ja) | 1993-07-27 | 1993-07-27 | アルカリ蓄電池用ペースト式正極板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0737586A true JPH0737586A (ja) | 1995-02-07 |
| JP3371473B2 JP3371473B2 (ja) | 2003-01-27 |
Family
ID=16159485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18479893A Expired - Fee Related JP3371473B2 (ja) | 1993-07-27 | 1993-07-27 | アルカリ蓄電池用ペースト式正極板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3371473B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0793285A1 (en) * | 1996-02-29 | 1997-09-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Active material and positive electrode for alkaline storage battery |
| FR2750255A1 (fr) * | 1996-06-19 | 1997-12-26 | Accumulateurs Fixes | Matiere active positive pour electrode de nickel |
| JP2009173495A (ja) * | 2008-01-25 | 2009-08-06 | Univ Of Miyazaki | 水酸化ニッケルナノシートおよびその製造方法 |
| JP2010037163A (ja) * | 2008-08-06 | 2010-02-18 | Univ Of Miyazaki | 水酸化ニッケルヘキサゴナルプレートおよびその製造方法 |
| JP2010064910A (ja) * | 2008-09-09 | 2010-03-25 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 板状ニッケル含有水酸化物とその製造方法及びそれを用いた板状ニッケル含有オキシ水酸化物とその製造方法 |
| JP2012176888A (ja) * | 2012-04-23 | 2012-09-13 | Univ Of Miyazaki | 水酸化ニッケルナノシートおよびその製造方法 |
| CN102694199A (zh) * | 2011-03-18 | 2012-09-26 | 株式会社半导体能源研究所 | 锂离子二次电池及其制造方法 |
| JP2013075826A (ja) * | 2012-12-27 | 2013-04-25 | Univ Of Miyazaki | 水酸化ニッケルヘキサゴナルプレートおよびその製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
| CN110000274A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-07-12 | 临沂华太电池有限公司 | 一种电池用锌饼及其加工模具、加工方法 |
-
1993
- 1993-07-27 JP JP18479893A patent/JP3371473B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0793285A1 (en) * | 1996-02-29 | 1997-09-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Active material and positive electrode for alkaline storage battery |
| US5773169A (en) * | 1996-02-29 | 1998-06-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Active material and positive electrode for alkaline storage battery |
| FR2750255A1 (fr) * | 1996-06-19 | 1997-12-26 | Accumulateurs Fixes | Matiere active positive pour electrode de nickel |
| JP2009173495A (ja) * | 2008-01-25 | 2009-08-06 | Univ Of Miyazaki | 水酸化ニッケルナノシートおよびその製造方法 |
| JP2010037163A (ja) * | 2008-08-06 | 2010-02-18 | Univ Of Miyazaki | 水酸化ニッケルヘキサゴナルプレートおよびその製造方法 |
| JP2010064910A (ja) * | 2008-09-09 | 2010-03-25 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 板状ニッケル含有水酸化物とその製造方法及びそれを用いた板状ニッケル含有オキシ水酸化物とその製造方法 |
| TWI570988B (zh) * | 2011-03-18 | 2017-02-11 | 半導體能源研究所股份有限公司 | 鋰離子二次電池及其製造方法 |
| CN102694199A (zh) * | 2011-03-18 | 2012-09-26 | 株式会社半导体能源研究所 | 锂离子二次电池及其制造方法 |
| US9577261B2 (en) | 2011-03-18 | 2017-02-21 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Lithium ion secondary battery and method for manufacturing the same |
| US9673451B2 (en) | 2011-03-18 | 2017-06-06 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Lithium ion secondary battery and method for manufacturing the same |
| US10566649B2 (en) | 2011-03-18 | 2020-02-18 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Lithium ion secondary battery and method for manufacturing the same |
| US11335945B2 (en) | 2011-03-18 | 2022-05-17 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Lithium ion secondary battery and method for manufacturing the same |
| US12074272B2 (en) | 2011-03-18 | 2024-08-27 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Lithium ion secondary battery and method for manufacturing the same |
| JP2012176888A (ja) * | 2012-04-23 | 2012-09-13 | Univ Of Miyazaki | 水酸化ニッケルナノシートおよびその製造方法 |
| JP2013075826A (ja) * | 2012-12-27 | 2013-04-25 | Univ Of Miyazaki | 水酸化ニッケルヘキサゴナルプレートおよびその製造方法 |
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|---|---|
| JP3371473B2 (ja) | 2003-01-27 |
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