JPH08264177A - アルカリ蓄電池用非焼結式ニッケル極 - Google Patents

アルカリ蓄電池用非焼結式ニッケル極

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JPH08264177A
JPH08264177A JP7062886A JP6288695A JPH08264177A JP H08264177 A JPH08264177 A JP H08264177A JP 7062886 A JP7062886 A JP 7062886A JP 6288695 A JP6288695 A JP 6288695A JP H08264177 A JPH08264177 A JP H08264177A
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JP
Japan
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composite oxide
manganese composite
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nickel electrode
storage battery
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JP7062886A
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English (en)
Inventor
Mutsumi Yano
睦 矢野
Mitsuzo Nogami
光造 野上
Reizo Maeda
礼造 前田
Katsuhiko Niiyama
克彦 新山
Mamoru Kimoto
衛 木本
Koji Nishio
晃治 西尾
Toshihiko Saito
俊彦 斎藤
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 水酸化ニッケルを主体とする活物質の利用率
を、特定のマンガン複合酸化物を添加することにより向
上させ、容量の大きな非焼結式ニッケル極を提供する。 【構成】 活物質としての水酸化ニッケルを主体とする
粒子と、式A1-XReXMnO3- t(但し、Xは0.005以上0.5以
下、AはMg、Ca、Sr、Baから選択された少なくとも一種
の元素、Reは希土類元素、tは3未満の値)で表される
マンガン複合酸化物とを混合し、導電芯体に充填し、非
焼結式ニッケル極を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ニッケル−水素蓄電
池、ニッケル−カドミウム蓄電池に代表されるアルカリ
電池の正極として使用される非焼結式ニッケル極に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来、アルカリ電池用ニッケル極として
は、芯金である穿穴鋼板等にニッケル粉末を焼結させて
得た基板に活物質を含浸させて使用する、所謂焼結式極
板が知られている。この極板は、ニッケル粉末間の結合
が弱く、基板を高多孔度とした場合にはニッケル粉末の
脱落を生じるために、実用上基板の多孔度を80%程度と
するのが限界であった。
【0003】また、穿孔鋼板等の芯金を必要とすること
から、一般に活物質の充填密度が小さくなる。更に、焼
結により形成されたニッケル粉末の細孔は、10μm以下
と小さいため、活物質の充填方法については、煩雑な工
程を数サイクルも繰り返す溶液含浸法に限定される等の
問題点がある。
【0004】これらの問題点を改良する試みとして、例
えば芯金を用いない耐アルカリ性金属繊維焼結体、ある
いは炭素繊維不織布等に耐アルカリ性金属をメッキし導
電芯体を得、ここに水酸化ニッケル活物質の粒子をペー
スト状として充填する所謂ペースト式極板が開発されて
いる。この極板であっても、前記焼結式極板に比べ、活
物質の利用率が低く、実用上問題があった。
【0005】そこで、活物質としての水酸化ニッケル粉
末に水酸化コバルト等のコバルト化合物を添加混合して
ニッケル極を構成する方法が、例えば特開昭61-74261号
公報で提案されている。
【0006】しかしながら、コバルト化合物を単に添加
するというだけでは、利用率の面から十分とはいえな
い。また、コバルト化合物はコストが高く、使用量を少
なくすることが望まれており、利用率を向上するため
に、適切な添加剤の開発が望まれている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる問題
点を解決すべくなされたものであって、高い活物質利用
率が得られ、放電容量の大きなアルカリ電池用非焼式ニ
ッケル極を提供することを課題とする。また、このニッ
ケル極を用いることによって、高容量のアルカリ蓄電池
を開発するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、活物質として
の水酸化ニッケルを主体とする粒子と、マンガン複合酸
化物とからなる混合物を、用いるアルカリ蓄電池用ニッ
ケル極であって、前記マンガン複合酸化物が、マグネシ
ウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、バリ
ウム(Ba)から選択された少なくとも一種の元素と、希土
類元素とを含有することを特徴とする。
【0009】また、本発明のアルカリ蓄電池用非焼結式
ニッケル極は、活物質としての水酸化ニッケルを主体と
する粒子と、式A1-XReXMnO3-t(但し、Xは0.005以上0.
5以下、Aはマグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、スト
ロンチウム(Sr)、バリウム(Ba)から選択された少なくと
も一種の元素、Reは希土類元素、tは3未満の値)で表
されるマンガン複合酸化物とからなる混合物を、用いた
ことを特徴とするものである。
【0010】尚、上記式A1-XReXMnO3-tにおいてtが3
未満の値であるとしており、これは酸素が含まれている
ということを意味するものであり、3未満の値を取り得
る。但し、特定の値を取るというものではなく、マンガ
ン複合酸化物の形成温度などの条件により、変化しう
る。
【0011】本発明において、希土類元素Reとしては、
ランタン(La)、セリウム(Ce)、プラセオジウム(Pr)、ネ
オジウム(Nd)から選択された少なくとも一種のものが使
用できる。
【0012】また、本発明において、マンガン複合酸化
物は、活物質を含んだ混合物の重量に対して、1重量%
〜30重量%の範囲とするのが、利用率を向上させる上で
好ましい。
【0013】そして特にマンガン複合酸化物を、混合物
の重量に対して、10重量%〜20重量%の範囲で添加する
のが、効果を最大限に発揮する上で最適である。
【0014】尚、上記式A1-XReXMnO3-tにおいてX値は
特に限定されるものではないが、0.005〜0.5の範囲にお
いて、高利用率が得られる。また、特に好ましい範囲と
しては、X値0.05〜0.3である。
【0015】
【作用】本発明のアルカリ蓄電池用非焼結式ニッケル極
では、活物質としての水酸化ニッケルを主体とする粒子
と、マンガン複合酸化物とからなる混合物を、正極材料
として用いている。このマンガン複合酸化物は、式A1-X
ReXMnO3-t(但し、Xは0.005以上0.5以下、Aはマグネ
シウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、バ
リウム(Ba)から選択された少なくとも一種の元素、Reは
希土類元素、tは3未満の値)で表され、マンガン酸化
物と云えども電子伝導性が高い。この結果、非焼結式ニ
ッケル極の導電性を向上させることができ、十分な活物
質利用率を得ることができる。
【0016】
【実施例】
(実験1)この実験1では、マンガン複合酸化物を非焼
結式ニッケル極へ添加することの優位性について、従来
から使用されているコバルト化合物との対比により、検
討した。 (実施例1〜7) [マンガン複合酸化物の作製]炭酸カルシウム[CaC
O3]9gと、炭酸ランタン[La2(CO3)3]2.3gと、三酸
化二マンガン[Mn2O3]7.9gとを混合し、1500℃にて24
時間焼成した。その後、この焼成物を粉砕し、100メッ
シュのフルイにて分級し、Ca0.9La0.1Mn03-tの組成のマ
ンガン複合酸化物を得た。このマンガン複合酸化物中で
は、モル比で、カルシウム:ランタン:マンガン=9:
1:10となっている。
【0017】同様にして、マンガン複合酸化物として、
Mg0.9La0.1MnO3-t(実施例2)、Sr0.9La0.1MnO3-t(実
施例3)、Ba0.9La0.1MnO3-t(実施例4)、Ca0.9Ce0.1
MnO3-t(実施例5)、Ca0.9Pr0.1MnO3-t(実施例6)、
Ca0.9Nd0.1MnO3-t(実施例7)の組成のものも、作製し
た。 [電極の作製]活物質としての水酸化ニッケル粒子90重
量%と、上記各マンガン複合酸化物10重量%とを準備
し、混合した。この混合物と、結着剤若しくは増粘剤と
してのメチルセルロース(1重量%含有)水溶液を前記
混合物に対して20重量%混練し、ペーストを得た。この
ペーストを、ニッケルメッキされた発泡メタル(多孔度
95%、平均粒径200μm)からなる多孔基体(導電芯体)
に充填した。そして、ペーストが充填された多孔基体を
乾燥、成形することで、非焼結式ニッケル極とした。 [電池の作製]こうして得られた非焼結式ニッケル極を
正極とし、負極としての公知のペースト式カドミウム
極、ナイロン不織布セパレータ、アルカリ電解液、金属
製電池容器、金属蓋の各パーツを組合わせて、本発明に
かかるニッケル−カドミウム電池を作製した。尚、前記
アルカリ電解液は、濃度30重量%のKOH水溶液であ
る。そして、このようにして作製した電池を、本発明電
池T1〜T7とした。各電池の非焼結式ニッケル極に使用
されたマンガン複合酸化物は、後述する表1にそれぞれ
示している。 (比較例1)比較例として、上述した実施例1で使用し
たマンガン複合酸化物に代えて、水酸化コバルトを添加
した非焼結式ニッケル極を使用した。具体的には、混合
物としてニッケル活物質を90重量%と、水酸化コバルト
Co(OH)2を10重量%用いた。他の条件は上記実施例1と
同様にして、非焼結式ニッケル極を得た。
【0018】そして、本発明電池T1と同様にして、比
較電池Xを作製した。 [電池の試験]上述の本発明電池T1〜T7及び比較電池
Xを用い、検討を行った。この実験条件は、各電池を、
0.1Cの電流で160%の深度まで充電した後、1Cの電流
で1.0Vまで放電する工程を1サイクルとする充放電サ
イクル試験を行うというものである。そして、10サイク
ル目の各電池の放電容量を求めて、活物質利用率を算出
した。この結果を、表1に示す。
【0019】
【表1】
【0020】この表1より、マンガン複合酸化物を添加
した非焼結式ニッケル極を用いた本発明電池T1〜T7
は、比較電池Xと比べて、放電容量が大きく、高い利用
率が得られていることがわかる。 (実験2)この実験2では、活物質としての水酸化ニッ
ケルに対する、複合酸化物の添加量の検討を行った。こ
こでマンガン複合酸化物としては、Ca0.9La0.1MnO3-t
用いている。非焼結式ニッケル極における水酸化ニッケ
ル及びマンガン複合酸化物の全重量に対して、このマン
ガン複合酸化物を、それぞれ0.5重量%、1重量%、5
重量%、10重量%、20重量%、30重量%、35重量%添加
したものを、準備した。そして、上述した実施例1と同
様にして非焼結式ニッケル極及び電池を作製した。
【0021】このようにして作製した電池を用いて、上
述の[電池の試験]に準じて試験を行った。そして、10
サイクル目の各電池の放電容量を測定した。尚、電池の
呼称は、0.5重量%添加の電池をR1とし、以下添加量毎
にそれぞれR2、R3、R4、R5、R6、R7とした。
【0022】この結果を、図1に示す。図1は、非焼結
式ニッケル極におけるマンガン酸化物の添加量(重量
%)と、電池容量との関係を示す図である。図1におい
て、横軸は混合物に対するマンガン複合酸化物の添加割
合即ち添加量(重量%)を示している。また、縦軸は、
マンガン複合酸化物の添加量が10重量%である電池R4
の電池容量を100とした指数で相対的に示している。図
1より明らかなように、添加量が1〜30重量%の電池R
2〜R6で高い電池容量が得られることがわかる。
【0023】更に、特に、マンガン複合酸化物の添加量
が10〜20重量%である電池R4〜R5で高容量が得られる
ので、最適添加範囲となる。 (実験3)この実験3では、非焼結式ニッケル極におい
て、活物質に添加するマンガン複合酸化物の組成を変化
させた。具体的には、式Ca1-XLaXMnO3-tで表されるマン
ガン複合酸化物のX値を0、0.001、0.005、0.01、0.0
5、0.1、0.3、0.5、0.55、0.6としたものを準備した。
そして、上述した実施例1と同様にして非焼結式ニッケ
ル極を作製し、電池を作製した。尚、ここで使用したマ
ンガン複合酸化物の添加量は、水酸化ニッケルとこのマ
ンガン複合酸化物の合計重量、即ち混合物の合計重量に
対して10重量%としている。
【0024】また、X値が0即ち希土類元素を含まない
マンガン複合酸化物を添加使用した電池をU1とし、そ
れぞれ順にU2、U3、U4、U5、U6、U7、U8、U9
10としている。このようにして得た電池U1〜U10
用い、上述の[電池の試験]に準じて、活物質の利用率
(%)を測定した。
【0025】この結果を、図2に示す。図2において、
横軸はX値を示しており、縦軸は活物質の利用率を示し
ている。この図2より明らかなように、X値が0.005〜
0.5の範囲の電池U3〜U8において、高利用率が得られ
ることがわかる。
【0026】更に、X値として特に好ましい範囲とし
て、電池U5〜U7において特に高利用率が得られること
から、X値を0.05〜0.3とするのが良い。
【0027】尚、本実験では、金属コバルトやコバルト
化合物を活物質への添加剤として併用していないが、金
属コバルトやコバルト化合物[例えば、水酸化コバルト
Co(OH)2、酸化コバルトCoO、オキシ水酸化コバルトCoOO
Hなど]、更にはニッケル粉末、グラファイトと併用し
ても何ら問題がなく、高容量の非焼結式ニッケル極が得
られる。
【0028】また、活物質として、水酸化ニッケル粒子
を使用したが、コバルト、亜鉛、マンガン、カドミウ
ム、カルシウム、マグネシウムなどを固溶させた水酸化
ニッケル粒子を使用しても良い。
【0029】更に、本実施例では、ニッケル−カドミウ
ム蓄電池の場合について説明したが、負極に水素吸蔵合
金を使用した金属−水素化物蓄電池であっても、本発明
の非焼結式ニッケル極が適用できるのは云うまでもな
く、正極の利用率が高いので、放電容量の大きな電池と
なる。
【0030】
【発明の効果】以上の如く本発明によれば、非焼結式ニ
ッケル極に、特定のマンガン複合酸化物を添加している
ので、高い活物質利用率が得られ、放電容量の大きな非
焼式ニッケル極が提供できる。また、この非焼結式ニッ
ケル極を用いることによって、高容量のアルカリ蓄電池
が提供できる。
【0031】また、上記マンガン複合酸化物は、1重量
%〜30重量%の範囲、特に好ましくは10重量%〜20重量
%の範囲で添加するのが、利用率を向上させる上で好適
である。
【0032】これらの結果、サイクル長期に亘って高容
量を維持可能な、サイクル特性に優れたアルカリ蓄電池
が提供できるものであり、その工業的価値は極めて大き
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】マンガン複合酸化物の添加量と、電池容量との
関係を示す図である。
【図2】マンガン複合酸化物中のX値と、利用率の関係
を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新山 克彦 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 木本 衛 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 西尾 晃治 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 斎藤 俊彦 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 活物質としての水酸化ニッケルを主体と
    する粒子と、マンガン複合酸化物とからなる混合物を、
    用いるニッケル極であって、 前記マンガン複合酸化物が、マグネシウム、カルシウ
    ム、ストロンチウム、バリウムから選択された少なくと
    も一種の元素と、希土類元素とを含有することを特徴と
    するアルカリ蓄電池用非焼結式ニッケル極。
  2. 【請求項2】 前記希土類元素が、ランタン、セリウ
    ム、プラセオジウム、ネオジウムから選択された少なく
    とも一種のものであることを特徴とする請求項1記載の
    アルカリ蓄電池用非焼結式ニッケル極。
  3. 【請求項3】 前記マンガン複合酸化物が、前記混合物
    の重量に対して、1重量%〜30重量%の範囲であること
    を特徴とする請求項1記載のアルカリ蓄電池用非焼結式
    ニッケル極。
  4. 【請求項4】 前記マンガン複合酸化物が、前記混合物
    の重量に対して、10重量%〜20重量%の範囲であること
    を特徴とする請求項1記載のアルカリ蓄電池用非焼結式
    ニッケル極。
  5. 【請求項5】 水酸化ニッケルを主体とする粒子と、式
    A1-XReXMnO3-t(但し、Xは0.005以上0.5以下、Aはマ
    グネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムか
    ら選択された少なくとも一種の元素、Reは希土類元素、
    tは3未満の値)で表されるマンガン複合酸化物とから
    なる混合物を、用いたことを特徴とするアルカリ蓄電池
    用非焼結式ニッケル極。
  6. 【請求項6】 前記希土類元素が、ランタン、セリウ
    ム、プラセオジウム、ネオジウムから選択された少なく
    とも一種のものであることを特徴とする請求項5記載の
    アルカリ蓄電池用非焼結式ニッケル極。
  7. 【請求項7】 前記式A1-XReXMnO3-tで表されるマンガ
    ン複合酸化物が、前記混合物の重量に対して、1重量%
    〜30重量%の範囲であることを特徴とする請求項5記載
    のアルカリ蓄電池用非焼結式ニッケル極。
  8. 【請求項8】 前記式A1-XReXMnO3-tで表されるマンガ
    ン複合酸化物が、前記混合物の重量に対して、10重量%
    〜20重量%の範囲であることを特徴とする請求項5記載
    のアルカリ蓄電池用非焼結式ニッケル極。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5804334A (en) * 1995-11-16 1998-09-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Alkaline storage battery and method for producing positive electrode thereof
JP2008218105A (ja) * 2007-03-01 2008-09-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd アルカリ乾電池用活物質及びその製造方法並びにそれを用いた電池

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5804334A (en) * 1995-11-16 1998-09-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Alkaline storage battery and method for producing positive electrode thereof
US6156455A (en) * 1995-11-16 2000-12-05 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for producing positive electrodes of alkaline storage batteries
JP2008218105A (ja) * 2007-03-01 2008-09-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd アルカリ乾電池用活物質及びその製造方法並びにそれを用いた電池

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