JPH08203515A - ニッケル電極の製造方法 - Google Patents
ニッケル電極の製造方法Info
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- JPH08203515A JPH08203515A JP7010181A JP1018195A JPH08203515A JP H08203515 A JPH08203515 A JP H08203515A JP 7010181 A JP7010181 A JP 7010181A JP 1018195 A JP1018195 A JP 1018195A JP H08203515 A JPH08203515 A JP H08203515A
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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
Abstract
(57)【要約】
【目的】 正極活物質の利用率が高く、かつ安定した電
池容量の確保も可能となるニッケル電極を、容易に製造
し得る製造方法の提供を目的とする。 【構成】 三次元多孔性の金属基板に酸化コバルトおよ
び水酸化コバルトの少なくともいずれか一方を含むニッ
ケル酸化物系の活物質を充填・担持させる工程と、 前
記活物質を充填・担持させた金属基板を40℃以上に加熱
された濃度１Ｎ以上のアルカリ溶液中に浸漬・処理する
工程と、前記浸漬・処理した金属基板を40℃〜 200℃の
温度で加熱乾燥する工程とを具備して成ることを特徴と
する。
池容量の確保も可能となるニッケル電極を、容易に製造
し得る製造方法の提供を目的とする。 【構成】 三次元多孔性の金属基板に酸化コバルトおよ
び水酸化コバルトの少なくともいずれか一方を含むニッ
ケル酸化物系の活物質を充填・担持させる工程と、 前
記活物質を充填・担持させた金属基板を40℃以上に加熱
された濃度１Ｎ以上のアルカリ溶液中に浸漬・処理する
工程と、前記浸漬・処理した金属基板を40℃〜 200℃の
温度で加熱乾燥する工程とを具備して成ることを特徴と
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はニッケル電極の製造方法
に係り、さらに詳しくはアルカリ二次電池用の非焼結型
ニッケル電極の製造方法に関する。
に係り、さらに詳しくはアルカリ二次電池用の非焼結型
ニッケル電極の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ニッケル−水素二次電池、あるいはニッ
ケル−カドミウム二次電池などに代表されるアルカリ二
次電池は、たとえば携帯用電話機や携帯型撮像機など各
種の機器システムの作動電源として広く実用化されてい
る。つまり、この種のアルカリ二次電池は、充電操作に
よる電力の確保ないし貯蔵と、前記確保ないし貯蔵した
電力を電源とした負荷の駆動（放電）とを、繰り返し行
い得ることから、半永久的な電源として、各種の機器シ
ステムに組込まれ実用されている。
ケル−カドミウム二次電池などに代表されるアルカリ二
次電池は、たとえば携帯用電話機や携帯型撮像機など各
種の機器システムの作動電源として広く実用化されてい
る。つまり、この種のアルカリ二次電池は、充電操作に
よる電力の確保ないし貯蔵と、前記確保ないし貯蔵した
電力を電源とした負荷の駆動（放電）とを、繰り返し行
い得ることから、半永久的な電源として、各種の機器シ
ステムに組込まれ実用されている。
【０００３】ところで、前記アルカリ二次電池が具備・
装着する正極は、いわゆる集電体として機能する三次元
多孔性（多孔質）の金属基板に、活物質としてニッケル
を充填・担持させた構成を採っている。また、この構成
において、正極活物質を活性化するために導電性粉末を
添加することも行われているが、酸化コバルト（一酸化
コバルト），水酸化コバルトもしくは両者を添加した場
合、正極活物質の利用率を向上し得ることも知られてい
る。すなわち、前記コバルト化合物をニッケル電極に添
加・含有させた構成の場合は、二次電池の最初の充電で
電気化学的に酸化され、下記に式で示すごとく、導電性
にとむオキシ水酸化コバルトを生成し、このオキシ水酸
化コバルトが活物質である水酸化ニッケルの周面を被覆
して、活物質間および三次元多孔性の金属基板間の導通
をよくすることにより、ニッケル電極の利用効率が向上
することになる。
装着する正極は、いわゆる集電体として機能する三次元
多孔性（多孔質）の金属基板に、活物質としてニッケル
を充填・担持させた構成を採っている。また、この構成
において、正極活物質を活性化するために導電性粉末を
添加することも行われているが、酸化コバルト（一酸化
コバルト），水酸化コバルトもしくは両者を添加した場
合、正極活物質の利用率を向上し得ることも知られてい
る。すなわち、前記コバルト化合物をニッケル電極に添
加・含有させた構成の場合は、二次電池の最初の充電で
電気化学的に酸化され、下記に式で示すごとく、導電性
にとむオキシ水酸化コバルトを生成し、このオキシ水酸
化コバルトが活物質である水酸化ニッケルの周面を被覆
して、活物質間および三次元多孔性の金属基板間の導通
をよくすることにより、ニッケル電極の利用効率が向上
することになる。
【０００４】 CoO＋OH- →HCoO2 - (1) HCoO2 - ＋ H2 O →Co(OH)2 ＋OH- (2) Co(OH)2 ＋OH- → CoOOH＋ H2 O ＋ e- (3) なお、水酸化コバルトは反応式 (3)に示すように、その
表面にOH- イオンが接触した後、電子和を放出してオキ
シ水酸化コバルトに変化する。
表面にOH- イオンが接触した後、電子和を放出してオキ
シ水酸化コバルトに変化する。
【０００５】そして、前記ニッケル電極は、一般的に次
のようにして製造されている。すなわち、集電体として
機能する三次元多孔性の金属基板、たとえばニッケル繊
維系基板に、ニッケル酸化物系の活物質を含むペースト
を塗布・充填した後、加熱乾燥してニッケル電極を製造
している。さらに詳しく説明すると、酸化コバルト粉末
もしくは水酸化コバルト粉末などの導電性粉末を所要量
含むニッケル酸化物粉末、カルボキシメチルセルロー
ス，ポリアクリル酸ナトリウム，ポリテトラフロロエチ
レン，メチルセルロースなどのバインダー樹脂成分、お
よび水などの媒体で調製されたペーストをニッケル繊維
系基板に塗布・充填した後、適宜、加熱乾燥・処理を施
すことによって、所要の活物質を充填・担持する非焼結
式（型）のニッケル電極を得ている。
のようにして製造されている。すなわち、集電体として
機能する三次元多孔性の金属基板、たとえばニッケル繊
維系基板に、ニッケル酸化物系の活物質を含むペースト
を塗布・充填した後、加熱乾燥してニッケル電極を製造
している。さらに詳しく説明すると、酸化コバルト粉末
もしくは水酸化コバルト粉末などの導電性粉末を所要量
含むニッケル酸化物粉末、カルボキシメチルセルロー
ス，ポリアクリル酸ナトリウム，ポリテトラフロロエチ
レン，メチルセルロースなどのバインダー樹脂成分、お
よび水などの媒体で調製されたペーストをニッケル繊維
系基板に塗布・充填した後、適宜、加熱乾燥・処理を施
すことによって、所要の活物質を充填・担持する非焼結
式（型）のニッケル電極を得ている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記製
造方法で得られたニッケル電極は、なお、実用上十分満
足し得るものとはいえない。すなわち、前記正極活物質
の利用率を向上するため、コバルト化合物をニッケル電
極に添加・含有させた構成を採っても、十分にオキシ水
酸化コバルトに酸化されない傾向があって、安定した電
池容量を確保できないという問題がある。さらに言及す
ると、前記のように電気化学的に生成されるオキシ水酸
化コバルトは、コバルト化合物の分散状態によって決ま
り、多く分散する箇所では比較的多く、少なく分散する
箇所では比較的少なく生成し、水酸化ニッケルの表面に
生成するオキシ水酸化コバルト層にムラが生じて、ニッ
ケル電極中の水酸化ニッケルを有効に利用し得ない。し
たがって、この種のニッケル電極を装着・組み込んだア
ルカリ二次電池においては、最初の充電時に、前記ニッ
ケル電極に添加・含有させたコバルト化合物が優先的に
酸化されるような充電条件の選択，設定が、精力的にい
ろいろ試みられている。しかし、まだ十分な、もしくは
有効な充電条件の選択，設定が成功しておらず、十分な
電池容量の確保という目的は、依然として達成されてい
ない状況にある。
造方法で得られたニッケル電極は、なお、実用上十分満
足し得るものとはいえない。すなわち、前記正極活物質
の利用率を向上するため、コバルト化合物をニッケル電
極に添加・含有させた構成を採っても、十分にオキシ水
酸化コバルトに酸化されない傾向があって、安定した電
池容量を確保できないという問題がある。さらに言及す
ると、前記のように電気化学的に生成されるオキシ水酸
化コバルトは、コバルト化合物の分散状態によって決ま
り、多く分散する箇所では比較的多く、少なく分散する
箇所では比較的少なく生成し、水酸化ニッケルの表面に
生成するオキシ水酸化コバルト層にムラが生じて、ニッ
ケル電極中の水酸化ニッケルを有効に利用し得ない。し
たがって、この種のニッケル電極を装着・組み込んだア
ルカリ二次電池においては、最初の充電時に、前記ニッ
ケル電極に添加・含有させたコバルト化合物が優先的に
酸化されるような充電条件の選択，設定が、精力的にい
ろいろ試みられている。しかし、まだ十分な、もしくは
有効な充電条件の選択，設定が成功しておらず、十分な
電池容量の確保という目的は、依然として達成されてい
ない状況にある。
【０００７】本発明はこのような事情に対処してなされ
たもので、正極活物質の利用率が高く、かつ安定した電
池容量の確保も可能となるニッケル電極を、容易に製造
し得る製造方法の提供を目的とする。
たもので、正極活物質の利用率が高く、かつ安定した電
池容量の確保も可能となるニッケル電極を、容易に製造
し得る製造方法の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る第１のニッ
ケル電極の製造方法は、三次元多孔性の金属基板に酸化
コバルトおよび水酸化コバルトの少なくともいずれか一
方を含むニッケル酸化物系の活物質を充填・担持させる
工程と、前記活物質を充填・担持させた金属基板を40℃
以上に加熱された濃度１Ｎ以上のアルカリ溶液中に浸漬
・処理する工程と、前記浸漬・処理した金属基板を40℃
〜 200℃で加熱乾燥する工程とを具備して成ることを特
徴とする。
ケル電極の製造方法は、三次元多孔性の金属基板に酸化
コバルトおよび水酸化コバルトの少なくともいずれか一
方を含むニッケル酸化物系の活物質を充填・担持させる
工程と、前記活物質を充填・担持させた金属基板を40℃
以上に加熱された濃度１Ｎ以上のアルカリ溶液中に浸漬
・処理する工程と、前記浸漬・処理した金属基板を40℃
〜 200℃で加熱乾燥する工程とを具備して成ることを特
徴とする。
【０００９】本発明に係る第２のニッケル電極の製造方
法は、三次元多孔性の金属基板に酸化コバルトおよび水
酸化コバルトの少なくともいずれか一方を含むニッケル
酸化物系の活物質を充填・担持させる工程と、前記活物
質を充填・担持させた金属基板にプレス加工を施す工程
と、前記プレス加工した金属基板を40℃以上に加熱され
た濃度１Ｎ以上のアルカリ溶液中に浸漬・処理する工程
と、前記浸漬・処理した金属基板を40℃〜 200℃で加熱
乾燥する工程とを具備して成ることを特徴とする。さら
に、本発明に係る第３のニッケル電極の製造方法は、三
次元多孔性の金属基板に酸化コバルトおよび水酸化コバ
ルトの少なくともいずれか一方を含むニッケル酸化物系
の活物質を充填・担持させる工程と、前記活物質を充填
・担持させた金属基板に乾燥処理を施す工程と、前記乾
燥処理を施した金属基板を40℃以上に加熱された濃度１
Ｎ以上のアルカリ溶液中に浸漬・処理する工程と、前記
浸漬・処理した金属基板を40℃〜 200℃で加熱乾燥する
工程とを具備して成ることを特徴とする。
法は、三次元多孔性の金属基板に酸化コバルトおよび水
酸化コバルトの少なくともいずれか一方を含むニッケル
酸化物系の活物質を充填・担持させる工程と、前記活物
質を充填・担持させた金属基板にプレス加工を施す工程
と、前記プレス加工した金属基板を40℃以上に加熱され
た濃度１Ｎ以上のアルカリ溶液中に浸漬・処理する工程
と、前記浸漬・処理した金属基板を40℃〜 200℃で加熱
乾燥する工程とを具備して成ることを特徴とする。さら
に、本発明に係る第３のニッケル電極の製造方法は、三
次元多孔性の金属基板に酸化コバルトおよび水酸化コバ
ルトの少なくともいずれか一方を含むニッケル酸化物系
の活物質を充填・担持させる工程と、前記活物質を充填
・担持させた金属基板に乾燥処理を施す工程と、前記乾
燥処理を施した金属基板を40℃以上に加熱された濃度１
Ｎ以上のアルカリ溶液中に浸漬・処理する工程と、前記
浸漬・処理した金属基板を40℃〜 200℃で加熱乾燥する
工程とを具備して成ることを特徴とする。
【００１０】前記のように、本発明に係る非焼結型のニ
ッケル電極の製造方法は、三次元多孔性の金属基板に酸
化コバルトおよび水酸化コバルトの少なくともいずれか
一方を含むニッケル酸化物系の活物質を充填・担持さ
せ、最終的な加熱乾燥処理に先だって、加熱されたアル
カリ溶液中に浸漬して処理することを骨子としている。
つまり、本発明は、加熱されたアルカリ溶液中に、前記
ニッケル酸化物系の活物質を充填・担持させた三次元多
孔性の金属基板を浸漬・処理した場合、含有されている
水酸化コバルトなどのコバルト化合物が容易に溶解し、
水酸化ニッケルの周面を被覆して、最初の充電時に所要
の導電性を確実に付与することを実験的に確認して本発
明を達成したものである。
ッケル電極の製造方法は、三次元多孔性の金属基板に酸
化コバルトおよび水酸化コバルトの少なくともいずれか
一方を含むニッケル酸化物系の活物質を充填・担持さ
せ、最終的な加熱乾燥処理に先だって、加熱されたアル
カリ溶液中に浸漬して処理することを骨子としている。
つまり、本発明は、加熱されたアルカリ溶液中に、前記
ニッケル酸化物系の活物質を充填・担持させた三次元多
孔性の金属基板を浸漬・処理した場合、含有されている
水酸化コバルトなどのコバルト化合物が容易に溶解し、
水酸化ニッケルの周面を被覆して、最初の充電時に所要
の導電性を確実に付与することを実験的に確認して本発
明を達成したものである。
【００１１】本発明において、三次元多孔性の金属基板
としては、たとえばニッケル繊維系の板、ニッケル系多
孔質の板、ニッケル綱，ステンレス綱，ニッケルめっき
が施された樹脂など耐アルカリ性材料を素材として網
状，スポンジ状，繊維状，フェルト状などに加工したも
のが例示され、一般的には空隙率90〜95％程度、厚さ 1
〜 2mm程度が好ましい。
としては、たとえばニッケル繊維系の板、ニッケル系多
孔質の板、ニッケル綱，ステンレス綱，ニッケルめっき
が施された樹脂など耐アルカリ性材料を素材として網
状，スポンジ状，繊維状，フェルト状などに加工したも
のが例示され、一般的には空隙率90〜95％程度、厚さ 1
〜 2mm程度が好ましい。
【００１２】また、本発明において、三次元多孔性の金
属基板に充填・担持させる活物質系は、少なくとも酸化
コバルト粉末もしくは水酸化コバルト粉末のいずれかを
添加した水酸化ニッケル粉末系、およびカルボキシメチ
ルセルロース，メチルセルロース，ポリアクリル酸ナト
リウム，ポリテトラフルオロエチレンなどのバインダー
で形成されており、さらに要すれば、たとえば金属コバ
ルト粉末や金属ニッケル粉末などの導電性粉末を添加し
た形態を採ってもよい。
属基板に充填・担持させる活物質系は、少なくとも酸化
コバルト粉末もしくは水酸化コバルト粉末のいずれかを
添加した水酸化ニッケル粉末系、およびカルボキシメチ
ルセルロース，メチルセルロース，ポリアクリル酸ナト
リウム，ポリテトラフルオロエチレンなどのバインダー
で形成されており、さらに要すれば、たとえば金属コバ
ルト粉末や金属ニッケル粉末などの導電性粉末を添加し
た形態を採ってもよい。
【００１３】さらに、本発明において、活物質を充填・
担持させた三次元多孔性の金属基板を浸漬・処理するた
め用いる加熱されたアルカリ溶液としては、濃度１Ｎ以
上のたとえば水酸化ナトリウム水溶液，水酸化カリウム
水溶液，水酸化リチウム水溶液などが挙げられる。そし
て、このアルカリ溶液の加熱温度は、40℃以上，好まし
くは60℃以上である。ここで、アルカリ溶液の濃度が１
Ｎ未満では、その加熱温度にもよるが、浸漬・処理の効
果が不十分な傾向が認められるので、１Ｎ以上に選択さ
れる。
担持させた三次元多孔性の金属基板を浸漬・処理するた
め用いる加熱されたアルカリ溶液としては、濃度１Ｎ以
上のたとえば水酸化ナトリウム水溶液，水酸化カリウム
水溶液，水酸化リチウム水溶液などが挙げられる。そし
て、このアルカリ溶液の加熱温度は、40℃以上，好まし
くは60℃以上である。ここで、アルカリ溶液の濃度が１
Ｎ未満では、その加熱温度にもよるが、浸漬・処理の効
果が不十分な傾向が認められるので、１Ｎ以上に選択さ
れる。
【００１４】さらにまた、本発明において、前記加熱さ
れたアルカリ溶液で浸漬・処理した後の加熱乾燥は、一
般的に温度40〜 200℃で、10分間〜 1時間程度に選択・
設定することが望ましい。すなわち、この加熱乾燥処理
は、水酸化コバルトなどのコバルト化合物をオキシ水酸
化コバルトにするために要するエネルギーを与えるとい
う観点から、少なくとも60℃程度が望ましく、また、 2
00℃以上では活物質を成す水酸化ニッケルが、酸化ニッ
ケルに酸化される傾向がある。
れたアルカリ溶液で浸漬・処理した後の加熱乾燥は、一
般的に温度40〜 200℃で、10分間〜 1時間程度に選択・
設定することが望ましい。すなわち、この加熱乾燥処理
は、水酸化コバルトなどのコバルト化合物をオキシ水酸
化コバルトにするために要するエネルギーを与えるとい
う観点から、少なくとも60℃程度が望ましく、また、 2
00℃以上では活物質を成す水酸化ニッケルが、酸化ニッ
ケルに酸化される傾向がある。
【００１５】なお、本発明において、前記活物質を充填
・担持させた三次元多孔性の金属基板を加熱されたアル
カリ溶液に浸漬・処理するに先立って、プレス加工もし
くは乾燥処理を施すことが望ましい。すなわち、プレス
加工を施すことによって、いわゆる活物質の充填密度な
どを向上させ、また事前の乾燥（40〜 200℃程度）によ
って、コバルト化合物のオキシ水酸化コバルトを助長さ
せ、ニッケル電極の高性能化を図り得る。
・担持させた三次元多孔性の金属基板を加熱されたアル
カリ溶液に浸漬・処理するに先立って、プレス加工もし
くは乾燥処理を施すことが望ましい。すなわち、プレス
加工を施すことによって、いわゆる活物質の充填密度な
どを向上させ、また事前の乾燥（40〜 200℃程度）によ
って、コバルト化合物のオキシ水酸化コバルトを助長さ
せ、ニッケル電極の高性能化を図り得る。
【００１６】
【作用】第１の発明の場合は、活物質を充填・担持させ
た三次元多孔性の金属基板を、予め加熱されたアルカリ
溶液に浸漬・処理することにより、水酸化コバルトなど
が容易に溶融して、当初の分散状態に拘りなく（ムラな
く）水酸化ニッケルの表面（周面）を被覆する。そし
て、その後の加熱乾燥処理、さらには最初の充電時に、
全体的にムラなくオキシ水酸化コバルト層が形成され
て、水酸化ニッケル（活物質）間の導通、および水酸化
ニッケルと三次元多孔性の金属基板（集電体）との導通
が良好化し、十分な電池容量を確保し得るニッケル電極
を歩留まりよく得ることが可能となる。
た三次元多孔性の金属基板を、予め加熱されたアルカリ
溶液に浸漬・処理することにより、水酸化コバルトなど
が容易に溶融して、当初の分散状態に拘りなく（ムラな
く）水酸化ニッケルの表面（周面）を被覆する。そし
て、その後の加熱乾燥処理、さらには最初の充電時に、
全体的にムラなくオキシ水酸化コバルト層が形成され
て、水酸化ニッケル（活物質）間の導通、および水酸化
ニッケルと三次元多孔性の金属基板（集電体）との導通
が良好化し、十分な電池容量を確保し得るニッケル電極
を歩留まりよく得ることが可能となる。
【００１７】第２の発明の場合は、上記第１の発明の作
用に加えて、三次元多孔性の金属基板に所要の活物質を
充填・担持させた後、予め加熱されたアルカリ溶液に浸
漬・処理に先立ってプレス加工を施すので、充填・担持
された活物質の分散状態の良好化や充填密度の向上が図
られ、より高性能化されたニッケル電極を歩留まりよく
得ることが可能となる。
用に加えて、三次元多孔性の金属基板に所要の活物質を
充填・担持させた後、予め加熱されたアルカリ溶液に浸
漬・処理に先立ってプレス加工を施すので、充填・担持
された活物質の分散状態の良好化や充填密度の向上が図
られ、より高性能化されたニッケル電極を歩留まりよく
得ることが可能となる。
【００１８】第３の発明の場合は、上記第１の発明の作
用に加えて、三次元多孔性の金属基板に所要の活物質を
充填・担持させた後、予め加熱されたアルカリ溶液に浸
漬・処理に先立って乾燥処理を施すので、充填・担持さ
れた活物質中のコバルト化合物は、導電性の高いオキシ
水酸化コバルトへと化学的な変化が進行・助長され、よ
り容易にニッケル電極を歩留まりよく得ることが可能と
なる。
用に加えて、三次元多孔性の金属基板に所要の活物質を
充填・担持させた後、予め加熱されたアルカリ溶液に浸
漬・処理に先立って乾燥処理を施すので、充填・担持さ
れた活物質中のコバルト化合物は、導電性の高いオキシ
水酸化コバルトへと化学的な変化が進行・助長され、よ
り容易にニッケル電極を歩留まりよく得ることが可能と
なる。
【００１９】
【実施例】以下本発明の実施例を説明する。
【００２０】実施例１ 水酸化ニッケル粉末 90重量部、 導電剤としての一酸化コバルト 10重量部、 粘着剤（結着剤） カルボキシメチルセルロース 0.2510重量部、 ポリアクリル酸ナトリウム 0.2510重量部、 ポリテトラフロロエチレン 3.0重量部、 水 30重量部 を組成分として、これらを混練してペースト状の活物質
（試料Ａ）を調製した。また、前記組成分中、一酸化コ
バルトの代わりに、水酸化コバルトヲ用いた他は、同様
の条件で混練してペースト状の活物質（試料Ｂ）を調製
した。
（試料Ａ）を調製した。また、前記組成分中、一酸化コ
バルトの代わりに、水酸化コバルトヲ用いた他は、同様
の条件で混練してペースト状の活物質（試料Ｂ）を調製
した。
【００２１】次いで、予め用意しておいたテープ状のニ
ッケル繊維系基板に、前記ペースト状の活物質：試料
Ａ，試料Ｂをそれぞれ塗布・充填してから乾燥処理、も
しくはプレス加工を施して、それぞれの活物質：試料Ａ
もしくは試料Ｂを充填・担持するニッケル繊維系基板を
製作した。その後、これらを20℃，40℃，80℃もしくは
100℃に加熱された８Ｎ−水酸化ナトリウム水溶液中
に、15〜30分間程度浸漬・処理してから取り出し、 100
℃で30〜60分間程度、加熱乾燥処理を施して、比較例を
含めて８種類のニッケル電極 A-1， A-2， A-3， A-4、
B-1， B-2， B-3，B-4を製造した。また、他の参考例
として、上記活物質：試料Ａもしくは試料Ｂを充填・担
持するニッケル繊維系基板に、 100℃に加熱された８Ｎ
−水酸化ナトリウム水溶液での浸漬・処理を施さないニ
ッケル電極 A-x， B-xを製造した。
ッケル繊維系基板に、前記ペースト状の活物質：試料
Ａ，試料Ｂをそれぞれ塗布・充填してから乾燥処理、も
しくはプレス加工を施して、それぞれの活物質：試料Ａ
もしくは試料Ｂを充填・担持するニッケル繊維系基板を
製作した。その後、これらを20℃，40℃，80℃もしくは
100℃に加熱された８Ｎ−水酸化ナトリウム水溶液中
に、15〜30分間程度浸漬・処理してから取り出し、 100
℃で30〜60分間程度、加熱乾燥処理を施して、比較例を
含めて８種類のニッケル電極 A-1， A-2， A-3， A-4、
B-1， B-2， B-3，B-4を製造した。また、他の参考例
として、上記活物質：試料Ａもしくは試料Ｂを充填・担
持するニッケル繊維系基板に、 100℃に加熱された８Ｎ
−水酸化ナトリウム水溶液での浸漬・処理を施さないニ
ッケル電極 A-x， B-xを製造した。
【００２２】次ぎに、前記のニッケル電極 A-1， A-2，
A-3， A-4、 B-1， B-2， B-3， B-4， A-x， B-xを、
水素極層およびポリオレフィン繊維製不織布から成るセ
パレータを捲回して起電要素部を形成した。その後、こ
の起電要素部（捲回体）を負極端子を兼ねる電池外装缶
（容器）内に装着し、常套の手段にしたがって、起電要
素部に含浸させる形態でアルカリ電解液を注入して、単
３サイズの密閉型ニッケル−水素電池（理論容量 1.1A
h）を、比較例および参考例を含め10種類製作した。な
お、前記水素極層はLmNi4.0 Co0.4 Mn0.3 Al0.3 （ただ
しLmはミッシュメタルである）の組成から成る水素吸蔵
合金粉末 100重量部に、ポリアクリル酸塩0.5重量部，
カルボキシメチルセルロース 0.125重量部，ポリテトラ
フルオロエチレン 1.5重量部，カーボン粉末 1.0重量部
および純水50重量部を添加して混練・調製したペースト
を、ニッケル製のネットに塗布・乾燥し、ローラプレス
して作製したものである。
A-3， A-4、 B-1， B-2， B-3， B-4， A-x， B-xを、
水素極層およびポリオレフィン繊維製不織布から成るセ
パレータを捲回して起電要素部を形成した。その後、こ
の起電要素部（捲回体）を負極端子を兼ねる電池外装缶
（容器）内に装着し、常套の手段にしたがって、起電要
素部に含浸させる形態でアルカリ電解液を注入して、単
３サイズの密閉型ニッケル−水素電池（理論容量 1.1A
h）を、比較例および参考例を含め10種類製作した。な
お、前記水素極層はLmNi4.0 Co0.4 Mn0.3 Al0.3 （ただ
しLmはミッシュメタルである）の組成から成る水素吸蔵
合金粉末 100重量部に、ポリアクリル酸塩0.5重量部，
カルボキシメチルセルロース 0.125重量部，ポリテトラ
フルオロエチレン 1.5重量部，カーボン粉末 1.0重量部
および純水50重量部を添加して混練・調製したペースト
を、ニッケル製のネットに塗布・乾燥し、ローラプレス
して作製したものである。
【００２３】実施例２ 上記実施例１の場合において、アルカリ水溶液での処理
温度を 100℃とし、またアルカリ水溶液の水酸化ナトリ
ウム濃度を、 0.5Ｎ，１Ｎもしくは５Ｎに設定・選択し
た外は、実施例１の場合と同様の条件設定で、６種類の
ニッケル電極 A-5， A-6， A-7， B-5， B-6， B-7をそ
れぞれ製造した。
温度を 100℃とし、またアルカリ水溶液の水酸化ナトリ
ウム濃度を、 0.5Ｎ，１Ｎもしくは５Ｎに設定・選択し
た外は、実施例１の場合と同様の条件設定で、６種類の
ニッケル電極 A-5， A-6， A-7， B-5， B-6， B-7をそ
れぞれ製造した。
【００２４】また、前記ニッケル電極 A-5， A-6， A-
7， B-5， B-6， B-7を、実施例１の場合と同様に、水
素極およびセパレータと組み合わせて起電要素部を形成
するなどして、単３サイズの密閉型ニッケル−水素電池
（理論容量 1.1Ah）を、比較例を含め６種類製作した。
7， B-5， B-6， B-7を、実施例１の場合と同様に、水
素極およびセパレータと組み合わせて起電要素部を形成
するなどして、単３サイズの密閉型ニッケル−水素電池
（理論容量 1.1Ah）を、比較例を含め６種類製作した。
【００２５】実施例３ 上記実施例１の場合において、 100℃に加熱された８Ｎ
の水酸化ナトリウム水溶液で浸漬・処理後の加熱乾燥温
度を40℃， 220℃， 230℃に設定・選択した外は、実施
例１の場合と同様の条件設定で、６種類のニッケル電極
A-8， A-9，A-10， B-8， B-9，B-10をそれぞれ製造し
た。
の水酸化ナトリウム水溶液で浸漬・処理後の加熱乾燥温
度を40℃， 220℃， 230℃に設定・選択した外は、実施
例１の場合と同様の条件設定で、６種類のニッケル電極
A-8， A-9，A-10， B-8， B-9，B-10をそれぞれ製造し
た。
【００２６】また、前記ニッケル電極 A-8， A-9，A-1
0， B-8， B-9，B-10を、実施例１の場合と同様に、水
素極およびセパレータと組み合わせて起電要素部を形成
するなどして、単３サイズの密閉型ニッケル−水素電池
（理論容量 1.1Ah）を、６種類製作した。
0， B-8， B-9，B-10を、実施例１の場合と同様に、水
素極およびセパレータと組み合わせて起電要素部を形成
するなどして、単３サイズの密閉型ニッケル−水素電池
（理論容量 1.1Ah）を、６種類製作した。
【００２７】上記で製造したニッケル−水素電池22個に
ついて、 0.1Ｃの定電流で15時間充電をそれぞれ行った
後、 1.0Ｃの定電流で電池電圧１Ｖまで放電を行ったと
きのニッケル正極の利用率（％）を試験・評価したとこ
ろ次表に示すごとくであった。（以下余白） 表 アルカリ水溶液温度 ニッケル電極 電極利用率（％） 20℃ A-1 80 40℃ A-2 83 80℃ A-3 95 100℃ A-4 98 20℃ B-1 90 40℃ B-2 95 80℃ B-3 98 100℃ B-4 98 アルカリ水溶液濃度 0.5Ｎ A-5 80 1.0Ｎ A-6 85 5.0Ｎ A-7 90 0.5Ｎ B-5 90 1.0Ｎ B-6 92 5.0Ｎ B-7 95 加熱乾燥温度 40℃ A-8 81 220℃ A-9 80 230℃ A-10 80 40℃ B-8 92 220℃ B-9 90 230℃ B-10 75 参考例 A-x 80 参考例 B-x 90 上記表から分かるように、本発明に係る製造方法で得ら
れたニッケル電極、すなわちコバルト化合物を含有する
ニッケル系活物質を集電体に充填・担持させた後、所定
の温度による加熱乾燥に先だって、加熱された所定濃度
のアルカリ溶液に浸漬・処理する工程を採ったニッケル
電極を組み込んだアルカリ二次電池の場合は、参考例 A
-x， B-xの場合や、比較例 A-1， A-5， A-9，A-10， B
-1， B-5， B-9，B-10の場合に比べて、ニッケル正極の
利用効率が高く、高性能化していることが認められる。
ついて、 0.1Ｃの定電流で15時間充電をそれぞれ行った
後、 1.0Ｃの定電流で電池電圧１Ｖまで放電を行ったと
きのニッケル正極の利用率（％）を試験・評価したとこ
ろ次表に示すごとくであった。（以下余白） 表 アルカリ水溶液温度 ニッケル電極 電極利用率（％） 20℃ A-1 80 40℃ A-2 83 80℃ A-3 95 100℃ A-4 98 20℃ B-1 90 40℃ B-2 95 80℃ B-3 98 100℃ B-4 98 アルカリ水溶液濃度 0.5Ｎ A-5 80 1.0Ｎ A-6 85 5.0Ｎ A-7 90 0.5Ｎ B-5 90 1.0Ｎ B-6 92 5.0Ｎ B-7 95 加熱乾燥温度 40℃ A-8 81 220℃ A-9 80 230℃ A-10 80 40℃ B-8 92 220℃ B-9 90 230℃ B-10 75 参考例 A-x 80 参考例 B-x 90 上記表から分かるように、本発明に係る製造方法で得ら
れたニッケル電極、すなわちコバルト化合物を含有する
ニッケル系活物質を集電体に充填・担持させた後、所定
の温度による加熱乾燥に先だって、加熱された所定濃度
のアルカリ溶液に浸漬・処理する工程を採ったニッケル
電極を組み込んだアルカリ二次電池の場合は、参考例 A
-x， B-xの場合や、比較例 A-1， A-5， A-9，A-10， B
-1， B-5， B-9，B-10の場合に比べて、ニッケル正極の
利用効率が高く、高性能化していることが認められる。
【００２８】なお、上記では、コバルト化合物を含有す
るニッケル系活物質を集電体に充填・担持させ成型した
後、加熱されたアルカリ溶液に浸漬・処理する工程を採
ったが、前記充填・担持したニッケル系活物質を乾燥さ
せ、この時点で加熱されたアルカリ溶液に浸漬・処理し
てから、成型する工程を採っても同様に加熱されたアル
カリ溶液での浸漬・処理効果が認められた。また、前記
ではニッケル−水素二次電池用のニッケル電極の製造例
を示したが、ニッケル−カドミウム二次電池の用のニッ
ケル電極の製造でも同様の結果が得られる。
るニッケル系活物質を集電体に充填・担持させ成型した
後、加熱されたアルカリ溶液に浸漬・処理する工程を採
ったが、前記充填・担持したニッケル系活物質を乾燥さ
せ、この時点で加熱されたアルカリ溶液に浸漬・処理し
てから、成型する工程を採っても同様に加熱されたアル
カリ溶液での浸漬・処理効果が認められた。また、前記
ではニッケル−水素二次電池用のニッケル電極の製造例
を示したが、ニッケル−カドミウム二次電池の用のニッ
ケル電極の製造でも同様の結果が得られる。
【００２９】
【発明の効果】上記説明したように、第１の発明の場合
は、活物質を充填・担持させた三次元多孔性の金属基板
を、予め加熱されたアルカリ溶液に浸漬・処理すること
により、水酸化コバルトなどが容易に溶融して、当初の
分散状態に拘りなく（ムラなく）水酸化ニッケルの表面
（周面）が被覆される。そして、その後の加熱乾燥処
理、さらには最初の充電時に、全体的にムラなくオキシ
水酸化コバルト層が形成されて、水酸化ニッケル（活物
質）間の導通、および水酸化ニッケルと三次元多孔性の
金属基板（集電体）との導通が良好化し、十分な電池容
量の確保が可能となって、二次電池の高性能化が図られ
る。
は、活物質を充填・担持させた三次元多孔性の金属基板
を、予め加熱されたアルカリ溶液に浸漬・処理すること
により、水酸化コバルトなどが容易に溶融して、当初の
分散状態に拘りなく（ムラなく）水酸化ニッケルの表面
（周面）が被覆される。そして、その後の加熱乾燥処
理、さらには最初の充電時に、全体的にムラなくオキシ
水酸化コバルト層が形成されて、水酸化ニッケル（活物
質）間の導通、および水酸化ニッケルと三次元多孔性の
金属基板（集電体）との導通が良好化し、十分な電池容
量の確保が可能となって、二次電池の高性能化が図られ
る。
【００３０】第２の発明の場合は、上記第１の発明の作
用・効果に加えて、三次元多孔性の金属基板に所要の活
物質を充填・担持させた後、予め加熱されたアルカリ溶
液に浸漬・処理に先立ってプレス加工を施すので、充填
・担持された活物質の分散状態の良好化や充填密度の向
上が図られ、より高性能化されたニッケル電極が得られ
ことになる。
用・効果に加えて、三次元多孔性の金属基板に所要の活
物質を充填・担持させた後、予め加熱されたアルカリ溶
液に浸漬・処理に先立ってプレス加工を施すので、充填
・担持された活物質の分散状態の良好化や充填密度の向
上が図られ、より高性能化されたニッケル電極が得られ
ことになる。
【００３１】第３の発明の場合は、上記第１の発明の作
用・効果に加えて、三次元多孔性の金属基板に所要の活
物質を充填・担持させた後、予め加熱されたアルカリ溶
液に浸漬・処理に先立って乾燥処理を施すので、充填・
担持された活物質中のコバルト化合物は、導電性の高い
オキシ水酸化コバルトへと化学的な変化が進行・助長さ
れ、より容易に高性能化されたニッケル電極を得られ
る。
用・効果に加えて、三次元多孔性の金属基板に所要の活
物質を充填・担持させた後、予め加熱されたアルカリ溶
液に浸漬・処理に先立って乾燥処理を施すので、充填・
担持された活物質中のコバルト化合物は、導電性の高い
オキシ水酸化コバルトへと化学的な変化が進行・助長さ
れ、より容易に高性能化されたニッケル電極を得られ
る。
【００３２】
フロントページの続き (72)発明者 乙幡 秀和 東京都品川区南品川３丁目４番10号 東芝 電池株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 三次元多孔性の金属基板に酸化コバルト
および水酸化コバルトの少なくともいずれか一方を含む
ニッケル酸化物系の活物質を充填・担持させる工程と、 前記活物質を充填・担持させた金属基板を40℃以上に加
熱された濃度１Ｎ以上のアルカリ溶液中に浸漬・処理す
る工程と、 前記浸漬・処理した金属基板を40℃〜 200℃で加熱乾燥
する工程とを具備して成ることを特徴とするニッケル電
極の製造方法。 - 【請求項２】 三次元多孔性の金属基板に酸化コバルト
および水酸化コバルトの少なくともいずれか一方を含む
ニッケル酸化物系の活物質を充填・担持させる工程と、 前記活物質を充填・担持させた金属基板にプレス加工を
施す工程と、 前記プレス加工した金属基板を40℃以上に加熱された濃
度１Ｎ以上のアルカリ溶液中に浸漬・処理する工程と、 前記浸漬・処理した金属基板を40℃〜 200℃で加熱乾燥
する工程とを具備して成ることを特徴とするニッケル電
極の製造方法。 - 【請求項３】 三次元多孔性の金属基板に酸化コバルト
および水酸化コバルトの少なくともいずれか一方を含む
ニッケル酸化物系の活物質を充填・担持させる工程と、 前記活物質を充填・担持させた金属基板に乾燥処理を施
す工程と、 前記乾燥処理を施した金属基板を40℃以上に加熱された
濃度１Ｎ以上のアルカリ溶液中に浸漬・処理する工程
と、 前記浸漬・処理した金属基板を40℃〜 200℃で加熱乾燥
する工程とを具備して成ることを特徴とするニッケル電
極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7010181A JPH08203515A (ja) | 1995-01-25 | 1995-01-25 | ニッケル電極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7010181A JPH08203515A (ja) | 1995-01-25 | 1995-01-25 | ニッケル電極の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08203515A true JPH08203515A (ja) | 1996-08-09 |
Family
ID=11743130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7010181A Withdrawn JPH08203515A (ja) | 1995-01-25 | 1995-01-25 | ニッケル電極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08203515A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001332257A (ja) * | 1999-10-08 | 2001-11-30 | Hitachi Maxell Ltd | アルカリ蓄電池用非焼結式正極、その製造方法および前記非焼結式正極を用いたアルカリ蓄電池 |
| WO2016204742A1 (en) * | 2015-06-17 | 2016-12-22 | Basf Corporation | Metal hydride battery electrodes |
-
1995
- 1995-01-25 JP JP7010181A patent/JPH08203515A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001332257A (ja) * | 1999-10-08 | 2001-11-30 | Hitachi Maxell Ltd | アルカリ蓄電池用非焼結式正極、その製造方法および前記非焼結式正極を用いたアルカリ蓄電池 |
| WO2016204742A1 (en) * | 2015-06-17 | 2016-12-22 | Basf Corporation | Metal hydride battery electrodes |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020402 |