JPH0831315B2 - ペ−スト式カドミウム負極の製造方法 - Google Patents
ペ−スト式カドミウム負極の製造方法Info
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- JPH0831315B2 JPH0831315B2 JP62147580A JP14758087A JPH0831315B2 JP H0831315 B2 JPH0831315 B2 JP H0831315B2 JP 62147580 A JP62147580 A JP 62147580A JP 14758087 A JP14758087 A JP 14758087A JP H0831315 B2 JPH0831315 B2 JP H0831315B2
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- negative electrode
- active material
- magnesium
- discharge
- Prior art date
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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
- H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
- H01M4/26—Processes of manufacture
-
- 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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- 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、アルカリ蓄電池に使用するペースト式カド
ミウム負極に関するものである。
ミウム負極に関するものである。
従来の技術 一般に、アルカリ蓄電池用ペースト式カドミウム負極
の製造方法は、酸化カドミウムあるいは水酸化カドミウ
ムを主体とするカドミウム活物質粉末、カーボニルニッ
ケルやグラファイト等の導電性粉末、ポリビニルアルコ
ールやカルボキシメチルセルロース等の結着剤と水やエ
チレングリコール等の溶媒を混練してペーストとしたも
のをニッケルメッキした開孔鋼板等の導電性芯体に塗着
し、乾燥したものをアルカリ溶液中で化成している。と
ころが、前述のペースト式カドミウム負極では、活物質
構成物質のほとんどがカドミウム化合物であるため、充
放電におけるカドミウムの利用率が、従来の焼結式カド
ミウム負極に比べて低いことや、充放電繰返し特性（以
下サイクル特性と称す）が低いという欠点を有してい
た。そこで、特開昭56−30259号公報に見られるよう
に、カドミウム活物質中に酸化マグネシウム粉末を添加
することが提案されている。
の製造方法は、酸化カドミウムあるいは水酸化カドミウ
ムを主体とするカドミウム活物質粉末、カーボニルニッ
ケルやグラファイト等の導電性粉末、ポリビニルアルコ
ールやカルボキシメチルセルロース等の結着剤と水やエ
チレングリコール等の溶媒を混練してペーストとしたも
のをニッケルメッキした開孔鋼板等の導電性芯体に塗着
し、乾燥したものをアルカリ溶液中で化成している。と
ころが、前述のペースト式カドミウム負極では、活物質
構成物質のほとんどがカドミウム化合物であるため、充
放電におけるカドミウムの利用率が、従来の焼結式カド
ミウム負極に比べて低いことや、充放電繰返し特性（以
下サイクル特性と称す）が低いという欠点を有してい
た。そこで、特開昭56−30259号公報に見られるよう
に、カドミウム活物質中に酸化マグネシウム粉末を添加
することが提案されている。
発明が解決しようとする問題点 ところが、カドミウム活物質中に酸化マグネシウム粉
末を添加した場合、粉末粒子の分散が不十分になりやす
く、また、粉末粒子がカドミウム活物質粒子の間に介在
するため、カドミウム活物質粒子どうしの電気的接触が
不十分になりやすく、前述のカドミウム活物質の利用率
やサイクル特性に対して効果が不十分であるという欠点
を有していた。
末を添加した場合、粉末粒子の分散が不十分になりやす
く、また、粉末粒子がカドミウム活物質粒子の間に介在
するため、カドミウム活物質粒子どうしの電気的接触が
不十分になりやすく、前述のカドミウム活物質の利用率
やサイクル特性に対して効果が不十分であるという欠点
を有していた。
本発明は、以上の問題点を解決し、十分なカドミウム
活物質の利用率改善やサイクル特性を確保した高性能な
ペースト式カドミウム負極を得ることを目的とする。
活物質の利用率改善やサイクル特性を確保した高性能な
ペースト式カドミウム負極を得ることを目的とする。
問題点を解決するための手段 このような問題点を解決するために、本発明は、酸化
カドミウム粉末を主体とする活物質と、結着剤と、その
溶媒を混練してなるペーストを、ニッケルメッキした開
孔鋼板等の導電性芯体に練塗，乾燥した後、マグネシウ
ム塩を含む溶液に含浸し、その後アルカリ溶液中で充電
を行なうペースト式カドミウム負極の製造方法である。
カドミウム粉末を主体とする活物質と、結着剤と、その
溶媒を混練してなるペーストを、ニッケルメッキした開
孔鋼板等の導電性芯体に練塗，乾燥した後、マグネシウ
ム塩を含む溶液に含浸し、その後アルカリ溶液中で充電
を行なうペースト式カドミウム負極の製造方法である。
作用 カドミウム負極においてマグネシウム化合物のカドミ
ウム活物質の利用率向上や、サイクル特性の向上に対す
る機構は明確でないが、カドミウム負極の充放電反応に
関与する中間生成物（カドミウム酸イオン）の析出反応
に対して、マグネシウムが析出核に吸着し、活物質の凝
集粗大化を防止することにより、その効果が得られると
推測される。
ウム活物質の利用率向上や、サイクル特性の向上に対す
る機構は明確でないが、カドミウム負極の充放電反応に
関与する中間生成物（カドミウム酸イオン）の析出反応
に対して、マグネシウムが析出核に吸着し、活物質の凝
集粗大化を防止することにより、その効果が得られると
推測される。
ところが、マグネシウム化合物として、例えば酸化マ
グネシウムを粉末で添加した場合、カドミウム活物質中
での分散が不十分になりやすく、また酸化マグネシウム
粉末粒子がカドミウム活物質粒子の間に介在することに
より、カドミウム活物質粒子間での電気的接触が不十分
になりやすい。その結果、カドミウム負極の充放電時に
おいて、不溶性金属カドミウム（充電状態）と不溶性水
酸化カドミウム（放電状態）ならびにその変換過程にお
ける中間生成物に対して酸化マグネシウムの効果が十分
に働くことができず、カドミウム活物質の利用率の低下
や、サイクル特性の低下を招く。
グネシウムを粉末で添加した場合、カドミウム活物質中
での分散が不十分になりやすく、また酸化マグネシウム
粉末粒子がカドミウム活物質粒子の間に介在することに
より、カドミウム活物質粒子間での電気的接触が不十分
になりやすい。その結果、カドミウム負極の充放電時に
おいて、不溶性金属カドミウム（充電状態）と不溶性水
酸化カドミウム（放電状態）ならびにその変換過程にお
ける中間生成物に対して酸化マグネシウムの効果が十分
に働くことができず、カドミウム活物質の利用率の低下
や、サイクル特性の低下を招く。
ところが、本発明ではマグネシウム塩を含む溶液中に
含浸した後、アルカリ溶液中での充電を行なうため、多
孔性のカドミウム活物質中に含浸されたマグネシウム塩
はマグネシウム化合物、特に水酸化マグネシウムに変換
して分散し、カドミウム活物質粒子のマトリックスを崩
さないので、カドミウム活物質間の電気的接触も保たれ
ており、また、マグネシウム化合物が、充放電反応に多
く寄与する多孔性のカドミウム活物質表面に存在するた
め、少量でカドミウム活物質を利用率向上やサイクル特
性に対して効果が増大する。
含浸した後、アルカリ溶液中での充電を行なうため、多
孔性のカドミウム活物質中に含浸されたマグネシウム塩
はマグネシウム化合物、特に水酸化マグネシウムに変換
して分散し、カドミウム活物質粒子のマトリックスを崩
さないので、カドミウム活物質間の電気的接触も保たれ
ており、また、マグネシウム化合物が、充放電反応に多
く寄与する多孔性のカドミウム活物質表面に存在するた
め、少量でカドミウム活物質を利用率向上やサイクル特
性に対して効果が増大する。
実 施 例 以下本発明の実施例を詳述する。
平均粒径約１μｍの酸化カドミウム粉末にポリビニル
アルコールのエチレングリコール溶液を加え、混練して
ペースト状にする。このペーストを導電性支持体である
厚さ0.1mmのニッケルメッキした開孔鋼板に塗着し、約1
40℃で30分間乾燥し、厚さ約0.5mmの極板を得た。次に
この極板を1mol/硫酸マグネシウム水溶液中に約１分
間含浸した後、100℃で30分間乾燥する。
アルコールのエチレングリコール溶液を加え、混練して
ペースト状にする。このペーストを導電性支持体である
厚さ0.1mmのニッケルメッキした開孔鋼板に塗着し、約1
40℃で30分間乾燥し、厚さ約0.5mmの極板を得た。次に
この極板を1mol/硫酸マグネシウム水溶液中に約１分
間含浸した後、100℃で30分間乾燥する。
その後、アルカリ溶液中でこの極板を理論容量の約40
％充電し、水洗，乾燥後アルカリ蓄電池用ペースト式カ
ドミウム負極を得た。上記カドミウム負極及び酸化マグ
ネシウム粉末を添加したカドミウム負極を焼結式ニッケ
ル正極と組み合わせて密閉形蓄電池を試作し、サイクル
寿命試験と、放電率特性試験を行なった。サイクル特性
は20℃で1/3C相当の電流で4.5時間充電し、1C相当の電
流を流す抵抗負荷で完全放電を繰返し、サイクルによる
容量低下で評価した。放電率特性は電池を20℃で0.1C相
当の電流で15時間充電し、１〜5C相当の電流で放電した
時の放電容量と、0.2C相当の電流で放電した時の放電容
量との比率で評価した。
％充電し、水洗，乾燥後アルカリ蓄電池用ペースト式カ
ドミウム負極を得た。上記カドミウム負極及び酸化マグ
ネシウム粉末を添加したカドミウム負極を焼結式ニッケ
ル正極と組み合わせて密閉形蓄電池を試作し、サイクル
寿命試験と、放電率特性試験を行なった。サイクル特性
は20℃で1/3C相当の電流で4.5時間充電し、1C相当の電
流を流す抵抗負荷で完全放電を繰返し、サイクルによる
容量低下で評価した。放電率特性は電池を20℃で0.1C相
当の電流で15時間充電し、１〜5C相当の電流で放電した
時の放電容量と、0.2C相当の電流で放電した時の放電容
量との比率で評価した。
第１図は、１サイクル目の容量を100とした場合の容
量維持率と、充放電サイクル数との関係を示す。ａは本
発明による負極を用いた電池、ｂは酸化マグネシウム粉
末を酸化カドミウム粉末100重量部に対して、１重量部
添加して得た負極を用いた電池、ｃはマグネシウム化合
物を添加しない従来の負極を用いた電池を示す。この結
果から明らかなように、本発明の負極を用いた電池ａは
比較例である従来からの負極b,cを用いた電池に比べて
大幅にサイクル特性が向上している。
量維持率と、充放電サイクル数との関係を示す。ａは本
発明による負極を用いた電池、ｂは酸化マグネシウム粉
末を酸化カドミウム粉末100重量部に対して、１重量部
添加して得た負極を用いた電池、ｃはマグネシウム化合
物を添加しない従来の負極を用いた電池を示す。この結
果から明らかなように、本発明の負極を用いた電池ａは
比較例である従来からの負極b,cを用いた電池に比べて
大幅にサイクル特性が向上している。
第２図は、放電容量比率と放電レートとの関係を示す
図である。図から明らかなように本発明の負極を用いた
電池ａは比較例の従来からの負極b,cを用いた電池に比
べて放電率特性が向上している。
図である。図から明らかなように本発明の負極を用いた
電池ａは比較例の従来からの負極b,cを用いた電池に比
べて放電率特性が向上している。
第３図は5CmAでの放電容量比率とカドミウム活物質量
に対するマグネシウム化合物中のマグネシウム量の比と
の関係を示す図である。ａは、本発明による硫酸マグネ
シウム濃度を変えて添加した負極、ｂは従来からの酸化
マグネシウム添加量を変えて添加した負極を用いた電池
を示す。
に対するマグネシウム化合物中のマグネシウム量の比と
の関係を示す図である。ａは、本発明による硫酸マグネ
シウム濃度を変えて添加した負極、ｂは従来からの酸化
マグネシウム添加量を変えて添加した負極を用いた電池
を示す。
図から明らかなように本発明の負極を用いた電池ａは
従来からの負極ｂを用いた電池に比べて、少量のマグネ
シウム量でも高い放電率特性が得られる。
従来からの負極ｂを用いた電池に比べて、少量のマグネ
シウム量でも高い放電率特性が得られる。
一般に放電率特性は予備充電物としての金属カドミウ
ム量の増加とともに向上するが、予備充電量が同一の場
合の特性の差は充放電の電気化学反応に寄与するカドミ
ウム活物質の割合、すなわち利用率の差によるものと考
えられる。
ム量の増加とともに向上するが、予備充電量が同一の場
合の特性の差は充放電の電気化学反応に寄与するカドミ
ウム活物質の割合、すなわち利用率の差によるものと考
えられる。
本発明による負極では、高い分散度合で、しかも充放
電反応への寄与が大きいカドミウム活物質表面付近に多
くのマグネシウム化合物が添加されており少量の添加で
もカドミウム活物質の利用率が向上し、放電率特性が向
上したものと考えられる。また、前述の通りサイクル特
性についても、高分散したマグネシウム化合物の効果に
より充放電の繰返しにおけるカドミウム活物質の樹枝状
（デンドライト状）成長を抑制するために向上するもの
と考えられる。
電反応への寄与が大きいカドミウム活物質表面付近に多
くのマグネシウム化合物が添加されており少量の添加で
もカドミウム活物質の利用率が向上し、放電率特性が向
上したものと考えられる。また、前述の通りサイクル特
性についても、高分散したマグネシウム化合物の効果に
より充放電の繰返しにおけるカドミウム活物質の樹枝状
（デンドライト状）成長を抑制するために向上するもの
と考えられる。
なお本実施例ではマグネシウム塩として硫酸マグネシ
ウムを用いたが、塩化マグネシウム，硝酸マグネシウム
等のマグネシウム塩を用いても同様の効果が得られる。
ウムを用いたが、塩化マグネシウム，硝酸マグネシウム
等のマグネシウム塩を用いても同様の効果が得られる。
発明の効果 以上のように、本発明によれば、カドミウム活物質の
利用率向上による放電率特性の向上とサイクル特性の優
れたペースト式カドミウム負極が得られる。
利用率向上による放電率特性の向上とサイクル特性の優
れたペースト式カドミウム負極が得られる。
第１図はニッケル，カドミウム蓄電池のサイクル特性を
示す図、第２図は放電容量比率と放電レートとの関係を
示す図、第３図は放電容量比率とMg添加量との関係を示
す図である。
示す図、第２図は放電容量比率と放電レートとの関係を
示す図、第３図は放電容量比率とMg添加量との関係を示
す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高田 香 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 江口 寿英 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】酸化カドミウム粉末を主体とする活物質
と、結着剤とその溶媒を混練してなるペーストを導電性
芯体に練塗，乾燥した後、マグネシウム塩を含む溶液に
含浸し、その後、アルカリ溶液中で充電を行なうことを
特徴とするペースト式カドミウム負極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62147580A JPH0831315B2 (ja) | 1987-06-12 | 1987-06-12 | ペ−スト式カドミウム負極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62147580A JPH0831315B2 (ja) | 1987-06-12 | 1987-06-12 | ペ−スト式カドミウム負極の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63310564A JPS63310564A (ja) | 1988-12-19 |
| JPH0831315B2 true JPH0831315B2 (ja) | 1996-03-27 |
Family
ID=15433566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62147580A Expired - Lifetime JPH0831315B2 (ja) | 1987-06-12 | 1987-06-12 | ペ−スト式カドミウム負極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0831315B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110828905A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-02-21 | 东莞汇洋动力科技有限公司 | 一种锂离子电池的制造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5630259A (en) * | 1979-08-20 | 1981-03-26 | Sanyo Electric Co Ltd | Negative plate for alkaline storage battery |
| JPS58198856A (ja) * | 1982-05-14 | 1983-11-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アルカリ蓄電池用カドミウム負極板の製造方法 |
-
1987
- 1987-06-12 JP JP62147580A patent/JPH0831315B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5630259A (en) * | 1979-08-20 | 1981-03-26 | Sanyo Electric Co Ltd | Negative plate for alkaline storage battery |
| JPS58198856A (ja) * | 1982-05-14 | 1983-11-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アルカリ蓄電池用カドミウム負極板の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63310564A (ja) | 1988-12-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
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