JPH08167411A - ニッケル電極及びその製造方法 - Google Patents
ニッケル電極及びその製造方法Info
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- JPH08167411A JPH08167411A JP6307448A JP30744894A JPH08167411A JP H08167411 A JPH08167411 A JP H08167411A JP 6307448 A JP6307448 A JP 6307448A JP 30744894 A JP30744894 A JP 30744894A JP H08167411 A JPH08167411 A JP H08167411A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 短絡を起こさず、特性ばらつきの少ない、高
容量で、長寿命のアルカリ蓄電池が得られるニッケル電
極を提供する。 【構成】 水酸化ニッケル粉末と各種添加剤粉末とから
なる電極構成材を、多孔質ニッケル基材に充填したニッ
ケル電極において、前記水酸化ニッケル粉末１と各種添
加剤粉末２とが相互に凝着した球状複合粒子３の粉体を
形成している。 【効果】 本発明のニッケル電極は、水酸化ニッケル粉
末１及び各種添加剤粉末２が、相互に均質に凝着した球
状複合粒子３の粉体からなるので、各種粉末１、２が均
一に分散し、且つプレスによる極板の圧縮率を高くする
ことが可能となる為基板への充填密度を高めることがで
きる。従って、捲回時に活物質が脱落したりせず、又こ
の電極を用いた蓄電池は、特性のばらつきが少なく、高
容量、長寿命である。
容量で、長寿命のアルカリ蓄電池が得られるニッケル電
極を提供する。 【構成】 水酸化ニッケル粉末と各種添加剤粉末とから
なる電極構成材を、多孔質ニッケル基材に充填したニッ
ケル電極において、前記水酸化ニッケル粉末１と各種添
加剤粉末２とが相互に凝着した球状複合粒子３の粉体を
形成している。 【効果】 本発明のニッケル電極は、水酸化ニッケル粉
末１及び各種添加剤粉末２が、相互に均質に凝着した球
状複合粒子３の粉体からなるので、各種粉末１、２が均
一に分散し、且つプレスによる極板の圧縮率を高くする
ことが可能となる為基板への充填密度を高めることがで
きる。従って、捲回時に活物質が脱落したりせず、又こ
の電極を用いた蓄電池は、特性のばらつきが少なく、高
容量、長寿命である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、短絡が起きず、高容量
で、長寿命のアルカリ蓄電池が得られる、ニッケル電極
及びその製造方法に関する。
で、長寿命のアルカリ蓄電池が得られる、ニッケル電極
及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、アルカリ蓄電池のニッケル電極
は、多孔質鋼板にニッケル粉を焼結し、この焼結体をニ
ッケル塩溶液とアルカリ液に交互に何度も浸漬して、前
記多孔質鋼板に水酸化ニッケルを析出させて製造してい
た。この製造方法は工程が長く、煩雑であった。この
為、水酸化ニッケル粉末と各種添加剤粉末とを配合し、
これに有機物結着剤を加えて攪拌してペースト状物と
し、このペースト状物を多孔質ニッケル基板に充填し、
次いでこれを乾燥し、プレスする方法が開発された。得
られたニッケル電極は、セパレータと負極を重ね合わて
渦巻状に捲回し、この捲回体を円筒形電池ケースに入
れ、前記ケース内に電解液を注入して蓄電池に組立てら
れる。又ニッケル電極はセパレータと負極を積層させ、
極板群を角形電池ケースに入れ、前記ケース内に電解液
を注入して蓄電池に組立てられる。
は、多孔質鋼板にニッケル粉を焼結し、この焼結体をニ
ッケル塩溶液とアルカリ液に交互に何度も浸漬して、前
記多孔質鋼板に水酸化ニッケルを析出させて製造してい
た。この製造方法は工程が長く、煩雑であった。この
為、水酸化ニッケル粉末と各種添加剤粉末とを配合し、
これに有機物結着剤を加えて攪拌してペースト状物と
し、このペースト状物を多孔質ニッケル基板に充填し、
次いでこれを乾燥し、プレスする方法が開発された。得
られたニッケル電極は、セパレータと負極を重ね合わて
渦巻状に捲回し、この捲回体を円筒形電池ケースに入
れ、前記ケース内に電解液を注入して蓄電池に組立てら
れる。又ニッケル電極はセパレータと負極を積層させ、
極板群を角形電池ケースに入れ、前記ケース内に電解液
を注入して蓄電池に組立てられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記ニッケル電極で
は、水酸化ニッケル粉末と各種添加剤粉末とは、通常、
形状、粒子径、密度等が異なる為、両者を均一に分散さ
せることが困難であった。又均一に分散させる為に増粘
剤や界面活性剤を用いてペースト粘度を調整する必要が
ある等の手間が掛かった。従って、電極は不均一になり
易く、前記電極を渦巻状に捲回する際に、水酸化ニッケ
ル粉末等が脱落したり水酸化ニッケル層に亀裂が入る等
捲回性が悪く、これが特性のばらつきを起こす原因にな
った。又このニッケル電極を用いた蓄電池は、均一性が
悪く、電池容量が低下し、又充放電を繰返すうちにニッ
ケル電極が膨らみ、又は変形して電池寿命が低下するこ
とがあった。本発明は、短絡を起こさず、高容量で、品
質の安定した、長寿命のアルカリ蓄電池が得られるニッ
ケル電極、及びその製造方法を提供することを目的とす
る。
は、水酸化ニッケル粉末と各種添加剤粉末とは、通常、
形状、粒子径、密度等が異なる為、両者を均一に分散さ
せることが困難であった。又均一に分散させる為に増粘
剤や界面活性剤を用いてペースト粘度を調整する必要が
ある等の手間が掛かった。従って、電極は不均一になり
易く、前記電極を渦巻状に捲回する際に、水酸化ニッケ
ル粉末等が脱落したり水酸化ニッケル層に亀裂が入る等
捲回性が悪く、これが特性のばらつきを起こす原因にな
った。又このニッケル電極を用いた蓄電池は、均一性が
悪く、電池容量が低下し、又充放電を繰返すうちにニッ
ケル電極が膨らみ、又は変形して電池寿命が低下するこ
とがあった。本発明は、短絡を起こさず、高容量で、品
質の安定した、長寿命のアルカリ蓄電池が得られるニッ
ケル電極、及びその製造方法を提供することを目的とす
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本願請求項１の発明は、
水酸化ニッケル粉末と各種添加剤粉末とからなる電極構
成材を、多孔質ニッケル基材に充填又は塗布したニッケ
ル電極において、前記水酸化ニッケル粉末と各種添加剤
粉末とが相互に凝着した球状複合粒子粉体を形成してい
ることを特徴とするニッケル電極である。
水酸化ニッケル粉末と各種添加剤粉末とからなる電極構
成材を、多孔質ニッケル基材に充填又は塗布したニッケ
ル電極において、前記水酸化ニッケル粉末と各種添加剤
粉末とが相互に凝着した球状複合粒子粉体を形成してい
ることを特徴とするニッケル電極である。
【０００５】この発明において、活物質の水酸化ニッケ
ルには、中和法、或いはアミン錯体を経由した通常の製
法によるものが使用される。各種添加剤とは、カーボ
ン、ニッケル、酸化イットリウム、酸化コバルト、水酸
化コバルト、酸化亜鉛、水酸化亜鉛、水酸化カルシウ
ム、酸化カルシウム、イオウ、硫化カルシウム、水酸化
ストロンチウム、又はフッ化カルシウム等である。これ
らの内、前の２者は主に活物質の導電性を向上させ、後
の11者は主に活物質の利用率を向上させたり、膨らみを
抑える作用を有する。又イオウは自己放電を抑制する作
用も有する。特に、酸化イットリウム、水酸化カルシウ
ム、フッ化カルシウム、硫化カルシウム、水酸化ストロ
ンチウムは高温充電受入性を改善し、高温での利用率を
向上させる。この発明において球状複合粒子粉体とは、
図１にその説明図を示すように、水酸化ニッケル粉末１
と各種添加剤粉末２とが相互に凝着した球状複合粒子３
そのもの、或いは球状複合粒子が相互に凝集した粉体で
ある。ここで球状複合粒子の形状は、断面が真円状又は
楕円状のもの、或いは真円状又は楕円状のもので一部陥
没したもの、更に真円状又は楕円状の各々の粒子が球
状、鎖状、重ね餅状に集合した複合粒子等も含まれる。
ルには、中和法、或いはアミン錯体を経由した通常の製
法によるものが使用される。各種添加剤とは、カーボ
ン、ニッケル、酸化イットリウム、酸化コバルト、水酸
化コバルト、酸化亜鉛、水酸化亜鉛、水酸化カルシウ
ム、酸化カルシウム、イオウ、硫化カルシウム、水酸化
ストロンチウム、又はフッ化カルシウム等である。これ
らの内、前の２者は主に活物質の導電性を向上させ、後
の11者は主に活物質の利用率を向上させたり、膨らみを
抑える作用を有する。又イオウは自己放電を抑制する作
用も有する。特に、酸化イットリウム、水酸化カルシウ
ム、フッ化カルシウム、硫化カルシウム、水酸化ストロ
ンチウムは高温充電受入性を改善し、高温での利用率を
向上させる。この発明において球状複合粒子粉体とは、
図１にその説明図を示すように、水酸化ニッケル粉末１
と各種添加剤粉末２とが相互に凝着した球状複合粒子３
そのもの、或いは球状複合粒子が相互に凝集した粉体で
ある。ここで球状複合粒子の形状は、断面が真円状又は
楕円状のもの、或いは真円状又は楕円状のもので一部陥
没したもの、更に真円状又は楕円状の各々の粒子が球
状、鎖状、重ね餅状に集合した複合粒子等も含まれる。
【０００６】前記水酸化ニッケル粉末と各種添加剤粉末
とが相互に凝着した球状複合粒子粉体は、その平均粒子
径が10〜50μｍ、タップ密度が 0.9gr/cm3以上のとき
に、ニッケル電極の捲回性が特に良好となり、又得られ
る電池の特性のばらつきが減少し、容量及び寿命が最も
向上する。前記平均粒子径を10〜50μｍに限定した理由
は、前記平均粒子径が10μｍ未満では、スプレイドライ
ヤー法等で粉体を作製する際に粉体の回収率が低下する
上、粉体の取扱いも困難になる為である。又50μｍを超
えると、基板への充填密度が低下して放電容量等の特性
が低下する為である。前記球状複合粒子粉体にＰＶＤＦ
(ポリフッ化ビニリデン）等の有機物結着剤を配合する
と、焼成時に溶融して三次元の網目を形成し、強度を増
すことも可能である。多孔質ニッケル基板にはニッケル
繊維基板、発泡ニッケル基板等が適用される。本発明の
ニッケル電極は、負極にカドミウム電極、水素吸蔵合金
電極、フラーレン電極等を用いた任意のアルカリ蓄電池
の正極に使用することができる。
とが相互に凝着した球状複合粒子粉体は、その平均粒子
径が10〜50μｍ、タップ密度が 0.9gr/cm3以上のとき
に、ニッケル電極の捲回性が特に良好となり、又得られ
る電池の特性のばらつきが減少し、容量及び寿命が最も
向上する。前記平均粒子径を10〜50μｍに限定した理由
は、前記平均粒子径が10μｍ未満では、スプレイドライ
ヤー法等で粉体を作製する際に粉体の回収率が低下する
上、粉体の取扱いも困難になる為である。又50μｍを超
えると、基板への充填密度が低下して放電容量等の特性
が低下する為である。前記球状複合粒子粉体にＰＶＤＦ
(ポリフッ化ビニリデン）等の有機物結着剤を配合する
と、焼成時に溶融して三次元の網目を形成し、強度を増
すことも可能である。多孔質ニッケル基板にはニッケル
繊維基板、発泡ニッケル基板等が適用される。本発明の
ニッケル電極は、負極にカドミウム電極、水素吸蔵合金
電極、フラーレン電極等を用いた任意のアルカリ蓄電池
の正極に使用することができる。
【０００７】本願請求項４の発明は、水酸化ニッケル粉
末と各種添加剤粉末とをそれぞれ所定量、液体に懸濁さ
せてスラリー状物とし、前記スラリー状物をスプレード
ライヤー法により球状複合粒子粉体とし、前記球状複合
粒子粉体に有機物結着剤を配合し攪拌してペースト状物
とし、前記ペースト状物を多孔質ニッケル基材に充填又
は塗布し、次いでこれを乾燥し、プレスすることを特徴
とする請求項１乃至請求項３記載のニッケル電極の製造
方法である。
末と各種添加剤粉末とをそれぞれ所定量、液体に懸濁さ
せてスラリー状物とし、前記スラリー状物をスプレード
ライヤー法により球状複合粒子粉体とし、前記球状複合
粒子粉体に有機物結着剤を配合し攪拌してペースト状物
とし、前記ペースト状物を多孔質ニッケル基材に充填又
は塗布し、次いでこれを乾燥し、プレスすることを特徴
とする請求項１乃至請求項３記載のニッケル電極の製造
方法である。
【０００８】この発明において、水酸化ニッケルと各種
添加剤を懸濁させる液体は、増粘剤や結着剤を直接添加
することも可能であり、溶媒としてイオン交換水の他、
アルコールやエーテル等の有機溶剤であっても構わな
い。スプレードライヤー法は液状物を回転ノズル又は高
圧ガスで噴霧し、これを乾燥室にて瞬時に乾燥して粉体
にする方法である。この方法では液滴を瞬時に乾燥させ
るので、粉体を構成する粒子は球状を呈する。水酸化ニ
ッケル粉末と各種添加剤粉末を懸濁させたスラリー状物
を、前記スプレードライヤー法により粉体にすると水酸
化ニッケル粉末と各種添加剤粉末とが相互に凝着した球
状複合粒子が生成する。
添加剤を懸濁させる液体は、増粘剤や結着剤を直接添加
することも可能であり、溶媒としてイオン交換水の他、
アルコールやエーテル等の有機溶剤であっても構わな
い。スプレードライヤー法は液状物を回転ノズル又は高
圧ガスで噴霧し、これを乾燥室にて瞬時に乾燥して粉体
にする方法である。この方法では液滴を瞬時に乾燥させ
るので、粉体を構成する粒子は球状を呈する。水酸化ニ
ッケル粉末と各種添加剤粉末を懸濁させたスラリー状物
を、前記スプレードライヤー法により粉体にすると水酸
化ニッケル粉末と各種添加剤粉末とが相互に凝着した球
状複合粒子が生成する。
【０００９】
【作用】請求項１記載の発明では、水酸化ニッケル粉末
と各種添加剤粉末とが相互に凝着して生成した球状複合
粒子なので、これを充填した電極は、水酸化ニッケル粉
末と各種添加剤粉末とが均一に分散する。又球状複合粒
子はすべり易い為粉末の取扱いが容易であり、基板への
充填が均一に十分になされ、充電ばらつきが減少して、
電池容量のばらつきが減少する。又均一に充填されるの
で、捲回時に水酸化ニッケルが脱落したりせず短絡事故
が防止される。又各種添加剤が均一に分散し、充填され
ることから、電池特性が安定し、充放電を繰り返しても
電極が変形したり、膨らんだりせず、電池寿命が改善さ
れる。
と各種添加剤粉末とが相互に凝着して生成した球状複合
粒子なので、これを充填した電極は、水酸化ニッケル粉
末と各種添加剤粉末とが均一に分散する。又球状複合粒
子はすべり易い為粉末の取扱いが容易であり、基板への
充填が均一に十分になされ、充電ばらつきが減少して、
電池容量のばらつきが減少する。又均一に充填されるの
で、捲回時に水酸化ニッケルが脱落したりせず短絡事故
が防止される。又各種添加剤が均一に分散し、充填され
ることから、電池特性が安定し、充放電を繰り返しても
電極が変形したり、膨らんだりせず、電池寿命が改善さ
れる。
【００１０】各種添加剤にカーボン、ニッケル、酸化イ
ットリウム、酸化コバルト、水酸化コバルト、酸化亜
鉛、水酸化亜鉛、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、
イオウ、硫化カルシウム、水酸化ストロンチウム、又は
フッ化カルシウムの内の少なくとも１種を用いることに
より、又前記球状複合粒子粉体の平均粒子径を10〜50μ
ｍ、タップ密度を 0.9gr/cm3以上にすることにより、均
一なペーストが作り易くなり、均一な電極が作製でき、
ニッケル電極の捲回性が一段と向上して短絡がより確実
に防止される。又このニッケル電極を用いた蓄電池は、
更に、特性のばらつきが小さく、高容量、長寿命とな
る。
ットリウム、酸化コバルト、水酸化コバルト、酸化亜
鉛、水酸化亜鉛、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、
イオウ、硫化カルシウム、水酸化ストロンチウム、又は
フッ化カルシウムの内の少なくとも１種を用いることに
より、又前記球状複合粒子粉体の平均粒子径を10〜50μ
ｍ、タップ密度を 0.9gr/cm3以上にすることにより、均
一なペーストが作り易くなり、均一な電極が作製でき、
ニッケル電極の捲回性が一段と向上して短絡がより確実
に防止される。又このニッケル電極を用いた蓄電池は、
更に、特性のばらつきが小さく、高容量、長寿命とな
る。
【００１１】請求項４記載の発明では、水酸化ニッケル
と各種添加剤とをそれぞれ所定量、液体に懸濁させてス
ラリー状物とし、前記スラリー状物をスプレードライヤ
ー法により球状複合粒子粉体にするので、水酸化ニッケ
ル粉末と各種添加剤粉末とが均質に凝着した球状複合粒
子粉体が効率よく量産できる。
と各種添加剤とをそれぞれ所定量、液体に懸濁させてス
ラリー状物とし、前記スラリー状物をスプレードライヤ
ー法により球状複合粒子粉体にするので、水酸化ニッケ
ル粉末と各種添加剤粉末とが均質に凝着した球状複合粒
子粉体が効率よく量産できる。
【００１２】
【実施例】以下に、本発明を実施例により詳細に説明す
る。 （実施例１）活物質の水酸化ニッケル粉末は、 1.5Ｎの
硝酸ニッケル溶液に過剰のアルカリ液を投入し、中和反
応によって水酸化ニッケルを沈殿させ、この沈殿物に水
洗と濾過を繰り返し施し、乾燥後、機械的に粉砕して作
製した。次にこの水酸化ニッケル粉末に、導電剤として
金属ニッケル粉末を、又活物質の利用率向上剤として酸
化コバルト粉末をそれぞれ配合し混合した。前記混合粉
末は、ニッケル粉末と酸化コバルト粉末がそれぞれ 5wt
％で残部（90wt％) が水酸化ニッケル粉末である。前記
混合粉末をイオン交換水に懸濁させてスラリー状物と
し、増粘剤或いは結着剤を添加した。前記スラリー状物
中の固形分の比率は15〜40wt％の範囲内で種々に変化さ
せた。このスラリー状物をスプレードライヤー法により
100〜180℃の熱風が送風される乾燥室に高速度で噴霧
した。噴霧体は熱風と接触し瞬時に水分が蒸発して、水
酸化ニッケル粒子、金属ニッケル粒子、酸化コバルト粒
子の３者が相互に凝着した球状複合粒子からなる粉体と
なった。次に前記球状複合粒子粉体に、有機物結着剤と
してポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を 0.3wt％添加
し、攪拌してペースト状物となし、このペースト状物を
発泡ニッケル基板に充填し、乾燥後プレスして厚さ0.55
mmのニッケル電極とした。尚、スプレードライ装置には
大川原化工機（株）製のスプレードライＬ／ＯＣ型のＬ
−８装置を用いた。ディスク回転数は10,000〜35,000r.
p.m.の範囲内で種々に変化させた。
る。 （実施例１）活物質の水酸化ニッケル粉末は、 1.5Ｎの
硝酸ニッケル溶液に過剰のアルカリ液を投入し、中和反
応によって水酸化ニッケルを沈殿させ、この沈殿物に水
洗と濾過を繰り返し施し、乾燥後、機械的に粉砕して作
製した。次にこの水酸化ニッケル粉末に、導電剤として
金属ニッケル粉末を、又活物質の利用率向上剤として酸
化コバルト粉末をそれぞれ配合し混合した。前記混合粉
末は、ニッケル粉末と酸化コバルト粉末がそれぞれ 5wt
％で残部（90wt％) が水酸化ニッケル粉末である。前記
混合粉末をイオン交換水に懸濁させてスラリー状物と
し、増粘剤或いは結着剤を添加した。前記スラリー状物
中の固形分の比率は15〜40wt％の範囲内で種々に変化さ
せた。このスラリー状物をスプレードライヤー法により
100〜180℃の熱風が送風される乾燥室に高速度で噴霧
した。噴霧体は熱風と接触し瞬時に水分が蒸発して、水
酸化ニッケル粒子、金属ニッケル粒子、酸化コバルト粒
子の３者が相互に凝着した球状複合粒子からなる粉体と
なった。次に前記球状複合粒子粉体に、有機物結着剤と
してポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を 0.3wt％添加
し、攪拌してペースト状物となし、このペースト状物を
発泡ニッケル基板に充填し、乾燥後プレスして厚さ0.55
mmのニッケル電極とした。尚、スプレードライ装置には
大川原化工機（株）製のスプレードライＬ／ＯＣ型のＬ
−８装置を用いた。ディスク回転数は10,000〜35,000r.
p.m.の範囲内で種々に変化させた。
【００１３】（比較例１）実施例１で用いたのと同じ水
酸化ニッケル粉末、金属ニッケル粉末、酸化コバルト粉
末、有機物結着剤（弗素樹脂）を、それぞれ89.7wt％、
5 wt％、5 wt％、0.3 wt％に配合し攪拌してペースト状
物とし、このペースト状物を発泡ニッケル基板に充填
し、乾燥後プレスして厚さ0.55mmのニッケル電極とし
た。
酸化ニッケル粉末、金属ニッケル粉末、酸化コバルト粉
末、有機物結着剤（弗素樹脂）を、それぞれ89.7wt％、
5 wt％、5 wt％、0.3 wt％に配合し攪拌してペースト状
物とし、このペースト状物を発泡ニッケル基板に充填
し、乾燥後プレスして厚さ0.55mmのニッケル電極とし
た。
【００１４】得られた各々のニッケル電極を用いて充放
電サイクル試験を行った。試験用セル群には、ニッケル
電極の両側にニッケル板を配置したものを用いた。電解
液には30wt％の水酸化カリウム溶液を用いた。充放電サ
イクル試験では、水酸化ニッケル１gr当たり50mAの電流
を流した。充放電サイクル試験後、活物質１gr当たりの
放電容量と電極の厚み変化を調べた。又前記実施例１の
球状複合粒子粉体及び比較例１の混合粉末について、平
均粒径及びタップ密度を測定した。
電サイクル試験を行った。試験用セル群には、ニッケル
電極の両側にニッケル板を配置したものを用いた。電解
液には30wt％の水酸化カリウム溶液を用いた。充放電サ
イクル試験では、水酸化ニッケル１gr当たり50mAの電流
を流した。充放電サイクル試験後、活物質１gr当たりの
放電容量と電極の厚み変化を調べた。又前記実施例１の
球状複合粒子粉体及び比較例１の混合粉末について、平
均粒径及びタップ密度を測定した。
【００１５】タップ密度は、20mlのメスシリンダー（重
量：Ａgr）に水酸化ニッケル粉末を充填し、 200回タッ
ピング後、メスシリンダーの重量（水酸化ニッケル粉末
を含む）Ｂgrと水酸化ニッケルの体積Ｃcm3 を測定し、
次式により求めた。 タップ密度＝（Ｂ−Ａ）／Ｃ。 タップ密度は 0.8〜1.85gr/cm3のものが得られたが、
0.9gr/cm3未満のものは、再凝集した不均一な形状の粉
末が混入しており、目標とした水酸化ニッケルのプレス
後の充填密度 2.6gr/cm3が得られなかった。タップ密度
が 0.9gr/cm3以上であれば、均一な球状複合粉末である
ことが確認された。放電容量及び電極の厚み増加率につ
いて、結果を表１に示した。一部サンプルについて、放
電容量と厚み増加率のサイクル特性図をそれぞれ図２と
図３に示した。
量：Ａgr）に水酸化ニッケル粉末を充填し、 200回タッ
ピング後、メスシリンダーの重量（水酸化ニッケル粉末
を含む）Ｂgrと水酸化ニッケルの体積Ｃcm3 を測定し、
次式により求めた。 タップ密度＝（Ｂ−Ａ）／Ｃ。 タップ密度は 0.8〜1.85gr/cm3のものが得られたが、
0.9gr/cm3未満のものは、再凝集した不均一な形状の粉
末が混入しており、目標とした水酸化ニッケルのプレス
後の充填密度 2.6gr/cm3が得られなかった。タップ密度
が 0.9gr/cm3以上であれば、均一な球状複合粉末である
ことが確認された。放電容量及び電極の厚み増加率につ
いて、結果を表１に示した。一部サンプルについて、放
電容量と厚み増加率のサイクル特性図をそれぞれ図２と
図３に示した。
【００１６】
【表１】
【００１７】表１より明らかなように、本発明例品（N
o.1〜5)は、充放電サイクルの放電容量が高く、又ニッ
ケル電極の厚み増加率が小さい。用いた球状複合粒子粉
体は水酸化ニッケル粉末と各種添加剤とが相互に凝着し
た断面がほぼ真円状のものであった。特に、球状複合粒
子粉体の平均粒径が10〜50μｍのもの (No.1〜3)はプレ
ス後 2.6gr/cm3の充填密度が得られ、従って放電容量が
大きく又電極の厚み変化が小さかった。No.4,5は球状複
合粒子粉体の平均粒径がやや大きかった為、基板への充
填密度が低下して、放電容量が幾分低下した。電極の厚
み増加率も若干増えた。これに対し比較例品のNo.6は、
放電容量が大幅に低下し、又ニッケル電極の厚み増加率
も大きくなった。この原因は、粒子径が異なる水酸化ニ
ッケル粉末と各種添加剤粉末を単に混合しただけで、両
者が均一に分散していなかったことと、粒子形状が無定
形で基板への充填量が不足したことによる。表１のNo.3
とNo.5のサイクル試験結果を図２及び図３に示したが、
本発明例品のNo.3は全サイクル回において、比較例品の
No.5より放電容量が高く又厚み増加率が小さかった。
o.1〜5)は、充放電サイクルの放電容量が高く、又ニッ
ケル電極の厚み増加率が小さい。用いた球状複合粒子粉
体は水酸化ニッケル粉末と各種添加剤とが相互に凝着し
た断面がほぼ真円状のものであった。特に、球状複合粒
子粉体の平均粒径が10〜50μｍのもの (No.1〜3)はプレ
ス後 2.6gr/cm3の充填密度が得られ、従って放電容量が
大きく又電極の厚み変化が小さかった。No.4,5は球状複
合粒子粉体の平均粒径がやや大きかった為、基板への充
填密度が低下して、放電容量が幾分低下した。電極の厚
み増加率も若干増えた。これに対し比較例品のNo.6は、
放電容量が大幅に低下し、又ニッケル電極の厚み増加率
も大きくなった。この原因は、粒子径が異なる水酸化ニ
ッケル粉末と各種添加剤粉末を単に混合しただけで、両
者が均一に分散していなかったことと、粒子形状が無定
形で基板への充填量が不足したことによる。表１のNo.3
とNo.5のサイクル試験結果を図２及び図３に示したが、
本発明例品のNo.3は全サイクル回において、比較例品の
No.5より放電容量が高く又厚み増加率が小さかった。
【００１８】（実施例２）表１に示した本発明例品のN
o.3の電極と比較例品のNo.5の電極を用いて、単三型ニ
ッケル−カドミウム電池を組立て、電極の捲回工程から
初充電時までの間の短絡発生率を調査した。結果を表２
に示す。
o.3の電極と比較例品のNo.5の電極を用いて、単三型ニ
ッケル−カドミウム電池を組立て、電極の捲回工程から
初充電時までの間の短絡発生率を調査した。結果を表２
に示す。
【００１９】
【表２】
【００２０】表２より明らかなように、本発明例品(No.
6)は比較例品(No.7)に較べて、短絡発生率が大幅に低下
した。これは、水酸化ニッケルと各種添加剤が均一に分
散し、且つ両者が凝着し合って球状複合粒子粉体を形成
している為である。
6)は比較例品(No.7)に較べて、短絡発生率が大幅に低下
した。これは、水酸化ニッケルと各種添加剤が均一に分
散し、且つ両者が凝着し合って球状複合粒子粉体を形成
している為である。
【００２１】（実施例３）表１に示した本発明例品のN
o.3の電極と比較例品のNo.5の電極を用いてＡＡ型−700
mAhニッケル−カドミウム蓄電池を組立てた。負極には
焼結式のカドミウム電極を用いた。電解液には水酸化リ
チウムを含む比重1.30の水酸化カリウム溶液を用いた。
前記組立てた蓄電池の放電容量サイクル試験を室温にて
行った。試験条件は、充電をＩＣ:700mA×1.2Hr 、放電
をＩＣ:1.0ｖ／セルの条件で行った。結果を図４に示
す。
o.3の電極と比較例品のNo.5の電極を用いてＡＡ型−700
mAhニッケル−カドミウム蓄電池を組立てた。負極には
焼結式のカドミウム電極を用いた。電解液には水酸化リ
チウムを含む比重1.30の水酸化カリウム溶液を用いた。
前記組立てた蓄電池の放電容量サイクル試験を室温にて
行った。試験条件は、充電をＩＣ:700mA×1.2Hr 、放電
をＩＣ:1.0ｖ／セルの条件で行った。結果を図４に示
す。
【００２２】図４より明らかなように、本発明例品は全
サイクル回において、比較例品より高い放電容量を示し
た。尚、同一条件で作製した1100mAh 相当容量のニッケ
ル電極を使用して組立てたＡＡ型のニッケル−水素吸蔵
合金電池でも、前記ニッケル−カドミウム蓄電池と同等
の放電特性を示した。又水素吸蔵合金の代わりにフラー
レンを用いて負極を作製したが、同様の結果が得られ
た。
サイクル回において、比較例品より高い放電容量を示し
た。尚、同一条件で作製した1100mAh 相当容量のニッケ
ル電極を使用して組立てたＡＡ型のニッケル−水素吸蔵
合金電池でも、前記ニッケル−カドミウム蓄電池と同等
の放電特性を示した。又水素吸蔵合金の代わりにフラー
レンを用いて負極を作製したが、同様の結果が得られ
た。
【００２３】
【効果】以上に述べたように、本発明のニッケル電極
は、水酸化ニッケル粉末及び各種添加剤粉末が相互に均
質に凝着した球状複合粒子粉体からなるので、各種粉末
が均一に分散し且つ基板への充填密度が高い。従って、
捲回時に活物質が脱落したりせず又この電極を用いた蓄
電池は、高容量、長寿命であり、工業上顕著な効果を奏
する。
は、水酸化ニッケル粉末及び各種添加剤粉末が相互に均
質に凝着した球状複合粒子粉体からなるので、各種粉末
が均一に分散し且つ基板への充填密度が高い。従って、
捲回時に活物質が脱落したりせず又この電極を用いた蓄
電池は、高容量、長寿命であり、工業上顕著な効果を奏
する。
【図１】本発明のニッケル電極を構成する球状複合粒子
の説明図である。
の説明図である。
【図２】本発明のニッケル電極を用いた特性試験セルの
放電容量サイクル特性図である。
放電容量サイクル特性図である。
【図３】本発明のニッケル電極の厚み増加率を示すサイ
クル特性図である。
クル特性図である。
【図４】本発明のニッケル電極を用いたＡＡ型 700mAh
ニッケル−カドミウム蓄電池の放電容量サイクル特性図
である。
ニッケル−カドミウム蓄電池の放電容量サイクル特性図
である。
１──水酸化ニッケル粉末 ２──各種添加剤粉末 ３──球状複合粒子
Claims (4)
- 【請求項１】 水酸化ニッケル粉末と各種添加剤粉末と
からなる電極構成材を、多孔質ニッケル基材に充填又は
塗布したニッケル電極において、前記水酸化ニッケル粉
末と各種添加剤粉末とが相互に凝着した球状複合粒子粉
体を形成していることを特徴とするニッケル電極。 - 【請求項２】 各種添加剤が、カーボン、ニッケル、酸
化イットリウム、酸化コバルト、水酸化コバルト、酸化
亜鉛、水酸化亜鉛、水酸化カルシウム、酸化カルシウ
ム、イオウ、硫化カルシウム、水酸化ストロンチウム、
又はフッ化カルシウムの内の少なくとも１種であること
を特徴とする請求項１記載のニッケル電極。 - 【請求項３】 水酸化ニッケル粉末と各種添加剤粉末と
が相互に凝着した球状複合粒子粉体の平均粒子径が10〜
50μｍであり、タップ密度が 0.9gr/cm3以上であること
を特徴とする請求項１又は請求項２記載のニッケル電
極。 - 【請求項４】 水酸化ニッケル粉末と各種添加剤粉末と
をそれぞれ所定量、液体に懸濁させてスラリー状物と
し、前記スラリー状物をスプレードライヤー法により球
状複合粒子粉体とし、前記球状複合粒子粉体に有機物結
着剤を配合し攪拌してペースト状物とし、前記ペースト
状物を多孔質ニッケル基材に充填又は塗布し、次いでこ
れを乾燥し、プレスすることを特徴とする請求項１乃至
請求項３記載のニッケル電極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6307448A JPH08167411A (ja) | 1994-12-12 | 1994-12-12 | ニッケル電極及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6307448A JPH08167411A (ja) | 1994-12-12 | 1994-12-12 | ニッケル電極及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08167411A true JPH08167411A (ja) | 1996-06-25 |
Family
ID=17969190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6307448A Pending JPH08167411A (ja) | 1994-12-12 | 1994-12-12 | ニッケル電極及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08167411A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003026046A1 (fr) | 2001-09-17 | 2003-03-27 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Materiau actif pour cellule et procede de fabrication correspondant |
| JP2003297349A (ja) * | 2002-03-29 | 2003-10-17 | Yuasa Corp | 非焼結式ニッケル電極、アルカリ電池および非焼結式ニッケル電極用複合体の前駆体 |
| JP2004014412A (ja) * | 2002-06-10 | 2004-01-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アルカリ蓄電池用正極およびそれを用いたアルカリ蓄電池 |
| WO2006011538A1 (ja) * | 2004-07-27 | 2006-02-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | アルカリ蓄電池用正極、及びアルカリ蓄電池 |
| JP2006048957A (ja) * | 2004-07-30 | 2006-02-16 | Toyota Motor Corp | アルカリ蓄電池用正極、及びアルカリ蓄電池 |
| JP2006073463A (ja) * | 2004-09-06 | 2006-03-16 | Toyota Motor Corp | アルカリ蓄電池用正極、及びアルカリ蓄電池 |
| JP2007273453A (ja) * | 2006-03-08 | 2007-10-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ニッケル−水素蓄電池用負極およびニッケル−水素蓄電池 |
| CN111740079A (zh) * | 2020-06-10 | 2020-10-02 | 包头昊明稀土新电源科技有限公司 | 超低自放电极片的制备方法 |
-
1994
- 1994-12-12 JP JP6307448A patent/JPH08167411A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003026046A1 (fr) | 2001-09-17 | 2003-03-27 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Materiau actif pour cellule et procede de fabrication correspondant |
| JP2003297349A (ja) * | 2002-03-29 | 2003-10-17 | Yuasa Corp | 非焼結式ニッケル電極、アルカリ電池および非焼結式ニッケル電極用複合体の前駆体 |
| JP2004014412A (ja) * | 2002-06-10 | 2004-01-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アルカリ蓄電池用正極およびそれを用いたアルカリ蓄電池 |
| JP4503218B2 (ja) * | 2002-06-10 | 2010-07-14 | パナソニック株式会社 | アルカリ蓄電池用正極の製造方法およびその製造方法によって得られた正極を用いたアルカリ蓄電池 |
| WO2006011538A1 (ja) * | 2004-07-27 | 2006-02-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | アルカリ蓄電池用正極、及びアルカリ蓄電池 |
| JP2006048957A (ja) * | 2004-07-30 | 2006-02-16 | Toyota Motor Corp | アルカリ蓄電池用正極、及びアルカリ蓄電池 |
| JP2006073463A (ja) * | 2004-09-06 | 2006-03-16 | Toyota Motor Corp | アルカリ蓄電池用正極、及びアルカリ蓄電池 |
| JP2007273453A (ja) * | 2006-03-08 | 2007-10-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ニッケル−水素蓄電池用負極およびニッケル−水素蓄電池 |
| CN111740079A (zh) * | 2020-06-10 | 2020-10-02 | 包头昊明稀土新电源科技有限公司 | 超低自放电极片的制备方法 |
| CN111740079B (zh) * | 2020-06-10 | 2023-02-07 | 包头昊明稀土新电源科技有限公司 | 超低自放电极片的制备方法 |
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