JPH09147905A - アルカリ蓄電池用のペースト式ニッケル極 - Google Patents
アルカリ蓄電池用のペースト式ニッケル極Info
- Publication number
- JPH09147905A JPH09147905A JP7323980A JP32398095A JPH09147905A JP H09147905 A JPH09147905 A JP H09147905A JP 7323980 A JP7323980 A JP 7323980A JP 32398095 A JP32398095 A JP 32398095A JP H09147905 A JPH09147905 A JP H09147905A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cobalt
- powder
- paste
- active material
- zinc
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 125
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 61
- 239000011149 active material Substances 0.000 claims abstract description 76
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 66
- BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L nickel(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ni+2] BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 66
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims abstract description 62
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims abstract description 62
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 61
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims abstract description 30
- 150000001869 cobalt compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 29
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims abstract description 25
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 229910021503 Cobalt(II) hydroxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- ASKVAEGIVYSGNY-UHFFFAOYSA-L cobalt(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Co+2] ASKVAEGIVYSGNY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 23
- 150000003752 zinc compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 18
- -1 cobalt oxyhydroxide Chemical compound 0.000 claims abstract description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 48
- IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N cobalt(II) oxide Inorganic materials [Co]=O IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 17
- 239000011246 composite particle Substances 0.000 claims description 16
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 9
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 8
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 5
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 3
- 150000001868 cobalt Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 2
- 238000007580 dry-mixing Methods 0.000 claims 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 abstract description 19
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 14
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 9
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 description 6
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 description 6
- 235000010981 methylcellulose Nutrition 0.000 description 6
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 4
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 4
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 3
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229940044175 cobalt sulfate Drugs 0.000 description 3
- 229910000361 cobalt sulfate Inorganic materials 0.000 description 3
- KTVIXTQDYHMGHF-UHFFFAOYSA-L cobalt(2+) sulfate Chemical compound [Co+2].[O-]S([O-])(=O)=O KTVIXTQDYHMGHF-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 229910000428 cobalt oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 2
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- UGZADUVQMDAIAO-UHFFFAOYSA-L zinc hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Zn+2] UGZADUVQMDAIAO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910021511 zinc hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229940007718 zinc hydroxide Drugs 0.000 description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- FMRLDPWIRHBCCC-UHFFFAOYSA-L Zinc carbonate Chemical compound [Zn+2].[O-]C([O-])=O FMRLDPWIRHBCCC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N cadmium nickel Chemical compound [Ni].[Cd] OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000033444 hydroxylation Effects 0.000 description 1
- 238000005805 hydroxylation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000011667 zinc carbonate Substances 0.000 description 1
- 235000004416 zinc carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000010 zinc carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006279 γ-NiOOH Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【解決手段】水酸化ニッケル粒子の表面に、コバルトの
平均価数が2より大、且つ3以下のコバルト化合物から
なる被覆層を形成してなる複合体粒子からなる活物質粉
末に、亜鉛又は亜鉛化合物が添加されている。 【効果】本発明電極は、活物質利用率が高く、且つ充電
時に膨化が起こりにくいので、これを正極として用いる
ことにより、充放電サイクル寿命の長いアルカリ蓄電池
を得ることが可能となる。
平均価数が2より大、且つ3以下のコバルト化合物から
なる被覆層を形成してなる複合体粒子からなる活物質粉
末に、亜鉛又は亜鉛化合物が添加されている。 【効果】本発明電極は、活物質利用率が高く、且つ充電
時に膨化が起こりにくいので、これを正極として用いる
ことにより、充放電サイクル寿命の長いアルカリ蓄電池
を得ることが可能となる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルカリ蓄電池用
のペースト式ニッケル極に係わり、詳しくは、充放電サ
イクル寿命の長いアルカリ蓄電池を得ることを可能にす
る、活物質利用率が高く、しかも充放電サイクルにおい
て体積膨張(膨化)が起こりにくいペースト式ニッケル
極を提供することを目的とした、活物質の改良に関す
る。
のペースト式ニッケル極に係わり、詳しくは、充放電サ
イクル寿命の長いアルカリ蓄電池を得ることを可能にす
る、活物質利用率が高く、しかも充放電サイクルにおい
て体積膨張(膨化)が起こりにくいペースト式ニッケル
極を提供することを目的とした、活物質の改良に関す
る。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
アルカリ蓄電池用のニッケル極としては、ニッケル粉末
を穿孔鋼板等に焼結させて得た焼結基板に活物質(水酸
化ニッケル)を含浸させてなる焼結式ニッケル極がよく
知られている。
アルカリ蓄電池用のニッケル極としては、ニッケル粉末
を穿孔鋼板等に焼結させて得た焼結基板に活物質(水酸
化ニッケル)を含浸させてなる焼結式ニッケル極がよく
知られている。
【0003】焼結式ニッケル極において活物質の充填密
度を大きくするためには、多孔度の大きい焼結基板を用
いる必要がある。しかし、焼結によるニッケル粒子間の
結合は弱く、焼結基板の多孔度を大きくするとニッケル
粉末が焼結基板から脱落し易くなる。従って、実用上
は、焼結基板の多孔度を80%より大きくすることがで
きず、それゆえ焼結式ニッケル極には、活物質の充填密
度が小さいという問題がある。また、ニッケル粉末の焼
結体の孔径は10μm以下と小さいため、活物質の基板
(焼結体)への充填を、煩雑な含浸工程を数回繰り返し
行う必要がある溶液含浸法により行わなければならない
という問題もある。
度を大きくするためには、多孔度の大きい焼結基板を用
いる必要がある。しかし、焼結によるニッケル粒子間の
結合は弱く、焼結基板の多孔度を大きくするとニッケル
粉末が焼結基板から脱落し易くなる。従って、実用上
は、焼結基板の多孔度を80%より大きくすることがで
きず、それゆえ焼結式ニッケル極には、活物質の充填密
度が小さいという問題がある。また、ニッケル粉末の焼
結体の孔径は10μm以下と小さいため、活物質の基板
(焼結体)への充填を、煩雑な含浸工程を数回繰り返し
行う必要がある溶液含浸法により行わなければならない
という問題もある。
【0004】このようなことから、最近、ペースト式ニ
ッケル極が新たに提案されている。ペースト式ニッケル
極は、活物質(水酸化ニッケル)と結合剤溶液(メチル
セルロース水溶液など)との混練物(ペースト)を多孔
度の大きい基板(発泡メタルなど)に直接充填すること
により作製される。ペースト式ニッケル極では、多孔度
の大きい基板を用いることができるので(ペースト式ニ
ッケル極では多孔度が95%以上の基板を用いることが
できる)、活物質の充填密度を大きくすることができる
とともに、活物質の基板への充填を一回的に行うことが
できる。
ッケル極が新たに提案されている。ペースト式ニッケル
極は、活物質(水酸化ニッケル)と結合剤溶液(メチル
セルロース水溶液など)との混練物(ペースト)を多孔
度の大きい基板(発泡メタルなど)に直接充填すること
により作製される。ペースト式ニッケル極では、多孔度
の大きい基板を用いることができるので(ペースト式ニ
ッケル極では多孔度が95%以上の基板を用いることが
できる)、活物質の充填密度を大きくすることができる
とともに、活物質の基板への充填を一回的に行うことが
できる。
【0005】しかしながら、ペースト式ニッケル極にお
いて活物質の充填密度を大きくするべく多孔度の大きい
基板を用いると、基板の集電能力が焼結式ニッケル極で
用いられる焼結基板に比べて悪くなるので、焼結式ニッ
ケル極に比べて、導電性が悪くなり活物質利用率が低下
するとともに、充電時にγ−NiOOHが生成して極板
の膨化が起こり易くなる。活物質利用率の低下及び極板
の膨化は、電池寿命の短命化につながる。
いて活物質の充填密度を大きくするべく多孔度の大きい
基板を用いると、基板の集電能力が焼結式ニッケル極で
用いられる焼結基板に比べて悪くなるので、焼結式ニッ
ケル極に比べて、導電性が悪くなり活物質利用率が低下
するとともに、充電時にγ−NiOOHが生成して極板
の膨化が起こり易くなる。活物質利用率の低下及び極板
の膨化は、電池寿命の短命化につながる。
【0006】そこで、ペースト式ニッケル極の導電性を
高めるべく、活物質粉末(水酸化ニッケル粉末)に水酸
化コバルト粉末を添加したり(特開昭61−74261
号公報参照)、活物質粒子(水酸化ニッケル粒子)の表
面を水酸化コバルトで被覆したり(特開昭62−234
867号公報参照)することが提案されている。また、
ペースト式ニッケル極の膨化を抑制するべく、水酸化コ
バルトを添加した活物質粉末に、さらに亜鉛化合物を添
加することが提案されている(特開平4−137368
号公報参照)。
高めるべく、活物質粉末(水酸化ニッケル粉末)に水酸
化コバルト粉末を添加したり(特開昭61−74261
号公報参照)、活物質粒子(水酸化ニッケル粒子)の表
面を水酸化コバルトで被覆したり(特開昭62−234
867号公報参照)することが提案されている。また、
ペースト式ニッケル極の膨化を抑制するべく、水酸化コ
バルトを添加した活物質粉末に、さらに亜鉛化合物を添
加することが提案されている(特開平4−137368
号公報参照)。
【0007】しかしながら、本発明者らが検討したとこ
ろ、上記従来の技術では、活物質利用率が高く、且つ膨
化が起こりにくいペースト式ニッケル極を得ることは困
難であることが分かった。
ろ、上記従来の技術では、活物質利用率が高く、且つ膨
化が起こりにくいペースト式ニッケル極を得ることは困
難であることが分かった。
【0008】本発明は、以上の事情に鑑みなされたもの
であって、その目的とするところは、活物質利用率が高
く、且つ膨化が起こりにくい、充放電サイクル寿命の長
いアルカリ蓄電池を得る上で必要なペースト式ニッケル
極を提供するにある。
であって、その目的とするところは、活物質利用率が高
く、且つ膨化が起こりにくい、充放電サイクル寿命の長
いアルカリ蓄電池を得る上で必要なペースト式ニッケル
極を提供するにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係るアルカリ蓄電池用のペースト式ニッケル
極(本発明電極)は、水酸化ニッケル粒子の表面に、コ
バルトの平均価数が2より大、且つ3以下のコバルト化
合物からなる被覆層を形成してなる複合体粒子からなる
活物質粉末に亜鉛又は亜鉛化合物が添加されていること
を特徴とする。
の本発明に係るアルカリ蓄電池用のペースト式ニッケル
極(本発明電極)は、水酸化ニッケル粒子の表面に、コ
バルトの平均価数が2より大、且つ3以下のコバルト化
合物からなる被覆層を形成してなる複合体粒子からなる
活物質粉末に亜鉛又は亜鉛化合物が添加されていること
を特徴とする。
【0010】本発明電極においては、水酸化ニッケル粒
子の表面に、コバルトの平均価数が2より大、且つ3以
下のコバルト化合物からなる被覆層を形成してなる複合
体粒子からなる活物質粉末が用いられる。水酸化ニッケ
ル粒子の表面をコバルトの価数が2価の水酸化コバルト
で被覆した複合体粒子からなる活物質粉末(特開昭62
−234867号公報に示される活物質粉末)を用いた
のでは、粒子表面の導電性が不充分なため、活物質利用
率の充分高いペースト式ニッケル極が得られないからで
ある。なお、本発明においてコバルトの平均価数が3以
下に規制されるのは、コバルトの平均価数が3より大き
いコバルト化合物が存在しないからである。活物質利用
率を高める上で、コバルトの平均価数が2.5〜2.9
3のコバルト化合物からなる被覆層を形成することが好
ましい。
子の表面に、コバルトの平均価数が2より大、且つ3以
下のコバルト化合物からなる被覆層を形成してなる複合
体粒子からなる活物質粉末が用いられる。水酸化ニッケ
ル粒子の表面をコバルトの価数が2価の水酸化コバルト
で被覆した複合体粒子からなる活物質粉末(特開昭62
−234867号公報に示される活物質粉末)を用いた
のでは、粒子表面の導電性が不充分なため、活物質利用
率の充分高いペースト式ニッケル極が得られないからで
ある。なお、本発明においてコバルトの平均価数が3以
下に規制されるのは、コバルトの平均価数が3より大き
いコバルト化合物が存在しないからである。活物質利用
率を高める上で、コバルトの平均価数が2.5〜2.9
3のコバルト化合物からなる被覆層を形成することが好
ましい。
【0011】本発明電極においては、上記活物質粉末に
亜鉛(粉末)又は亜鉛化合物(粉末)が添加される。亜
鉛化合物としては、酸化亜鉛(ZnO2 )、水酸化亜鉛
(Zn(OH)2 )、炭酸亜鉛(ZnCO3 )が例示さ
れる。水酸化ニッケル粉末とコバルト化合物との混合物
ではなく、複合体粒子に亜鉛又は亜鉛化合物を添加する
こととしているのは、コバルト化合物により水酸化ニッ
ケル粒子の表面の導電性を高めるとともに、亜鉛又は亜
鉛化合物の添加により膨化を抑制するためには、予めコ
バルト化合物を被覆層として水酸化ニッケル粒子の表面
に固定しておく必要があるからである。すなわち、水酸
化ニッケル粉末とコバルト化合物(粉末)との混合物
に、亜鉛又は亜鉛化合物を添加した場合は、コバルト化
合物がアルカリ電解液と反応して導電性の低いコバルト
酸化物に変化してしまい易いため、高い活物質利用率が
得られないのみならず、亜鉛又は亜鉛化合物の膨化抑制
作用が、その生成したコバルト酸化物により阻害され
る。
亜鉛(粉末)又は亜鉛化合物(粉末)が添加される。亜
鉛化合物としては、酸化亜鉛(ZnO2 )、水酸化亜鉛
(Zn(OH)2 )、炭酸亜鉛(ZnCO3 )が例示さ
れる。水酸化ニッケル粉末とコバルト化合物との混合物
ではなく、複合体粒子に亜鉛又は亜鉛化合物を添加する
こととしているのは、コバルト化合物により水酸化ニッ
ケル粒子の表面の導電性を高めるとともに、亜鉛又は亜
鉛化合物の添加により膨化を抑制するためには、予めコ
バルト化合物を被覆層として水酸化ニッケル粒子の表面
に固定しておく必要があるからである。すなわち、水酸
化ニッケル粉末とコバルト化合物(粉末)との混合物
に、亜鉛又は亜鉛化合物を添加した場合は、コバルト化
合物がアルカリ電解液と反応して導電性の低いコバルト
酸化物に変化してしまい易いため、高い活物質利用率が
得られないのみならず、亜鉛又は亜鉛化合物の膨化抑制
作用が、その生成したコバルト酸化物により阻害され
る。
【0012】被覆層中のコバルトの水酸化ニッケル粒子
に対する重量比率は、1〜20%が好ましい。この重量
比率が1%未満の場合は、コバルト量が過少なため、充
分に高い活物質利用率を得ることが困難となり、一方こ
の重量比率が20%を越えた場合は、電池容量に直接関
係する水酸化ニッケルの量が少なくなるため、電池容量
が低下するからである。
に対する重量比率は、1〜20%が好ましい。この重量
比率が1%未満の場合は、コバルト量が過少なため、充
分に高い活物質利用率を得ることが困難となり、一方こ
の重量比率が20%を越えた場合は、電池容量に直接関
係する水酸化ニッケルの量が少なくなるため、電池容量
が低下するからである。
【0013】亜鉛又は前記亜鉛化合物中の亜鉛の水酸化
ニッケル粒子に対する重量比率は、1〜10%が好まし
い。この重量比率が1%未満の場合は、亜鉛量が過少な
ため、充分に膨化を抑制することが困難となり、一方こ
の重量比率が10%を越えた場合は、電池容量に直接関
係する水酸化ニッケルの量が少なくなるため、電池容量
が低下するからである。
ニッケル粒子に対する重量比率は、1〜10%が好まし
い。この重量比率が1%未満の場合は、亜鉛量が過少な
ため、充分に膨化を抑制することが困難となり、一方こ
の重量比率が10%を越えた場合は、電池容量に直接関
係する水酸化ニッケルの量が少なくなるため、電池容量
が低下するからである。
【0014】本発明電極における活物質粉末は、例え
ば、水酸化ニッケル粒子の表面に水酸化コバルト、一酸
化コバルト及び金属コバルトの少なくとも1種からなる
被覆層を形成してなる複合体粒子からなる粉末に、アル
カリ水溶液を添加し、所定の温度で所定の時間加熱処理
し、水洗し、乾燥することにより作製される。アルカリ
水溶液の濃度、加熱処理時間又は加熱処理温度を調節す
ることにより、コバルト化合物のコバルトの平均価数を
2より大、且つ3以下の範囲に調整することができる。
アルカリ水溶液の濃度を高くするほど、加熱処理温度を
高くするほど、また加熱処理時間を長くするほど、被覆
層の酸化が進行してコバルトの価数が高くなる。このこ
とから、この反応は、一旦コバルトが2価でアルカリ水
溶液に溶解し、この溶解した2価のコバルトが水酸化ニ
ッケル粒子の表面に析出し、その後、アルカリの存在下
で空気中の酸素と反応し酸化される反応であると考えら
れる。加熱処理温度としては45〜95°Cが、加熱処
理時間としては1分〜2時間が一般的である。
ば、水酸化ニッケル粒子の表面に水酸化コバルト、一酸
化コバルト及び金属コバルトの少なくとも1種からなる
被覆層を形成してなる複合体粒子からなる粉末に、アル
カリ水溶液を添加し、所定の温度で所定の時間加熱処理
し、水洗し、乾燥することにより作製される。アルカリ
水溶液の濃度、加熱処理時間又は加熱処理温度を調節す
ることにより、コバルト化合物のコバルトの平均価数を
2より大、且つ3以下の範囲に調整することができる。
アルカリ水溶液の濃度を高くするほど、加熱処理温度を
高くするほど、また加熱処理時間を長くするほど、被覆
層の酸化が進行してコバルトの価数が高くなる。このこ
とから、この反応は、一旦コバルトが2価でアルカリ水
溶液に溶解し、この溶解した2価のコバルトが水酸化ニ
ッケル粒子の表面に析出し、その後、アルカリの存在下
で空気中の酸素と反応し酸化される反応であると考えら
れる。加熱処理温度としては45〜95°Cが、加熱処
理時間としては1分〜2時間が一般的である。
【0015】水酸化ニッケル粒子の表面に水酸化コバル
トからなる被覆層を形成する方法としては、水酸化ニッ
ケル粉末をコバルト塩水溶液に入れ、アルカリ水溶液を
添加し、生成した沈澱物を、ろ別し、水洗し、乾燥する
方法が挙げられる。
トからなる被覆層を形成する方法としては、水酸化ニッ
ケル粉末をコバルト塩水溶液に入れ、アルカリ水溶液を
添加し、生成した沈澱物を、ろ別し、水洗し、乾燥する
方法が挙げられる。
【0016】水酸化ニッケル粒子の表面に水酸化コバル
ト、一酸化コバルト及び金属コバルトの少なくとも1種
からなる被覆層を形成する方法としては、水酸化ニッケ
ル粉末と水酸化コバルト粉末、一酸化コバルト粉末及び
金属コバルト粉末の少なくとも1種の粉末とを不活性ガ
ス雰囲気にて圧縮磨砕粉砕機により乾式混合する方法
(メカニカルチャージ法)が挙げられる。
ト、一酸化コバルト及び金属コバルトの少なくとも1種
からなる被覆層を形成する方法としては、水酸化ニッケ
ル粉末と水酸化コバルト粉末、一酸化コバルト粉末及び
金属コバルト粉末の少なくとも1種の粉末とを不活性ガ
ス雰囲気にて圧縮磨砕粉砕機により乾式混合する方法
(メカニカルチャージ法)が挙げられる。
【0017】上記の方法の外、本発明における複合体粒
子からなる活物質粉末は、水酸化ニッケル粉末と、水酸
化コバルト粉末、一酸化コバルト粉末及び金属コバルト
粉末の少なくとも1種の粉末との混合物に、アルカリ水
溶液を添加し、加熱処理し、水洗し、乾燥する方法によ
っても作製することができる。
子からなる活物質粉末は、水酸化ニッケル粉末と、水酸
化コバルト粉末、一酸化コバルト粉末及び金属コバルト
粉末の少なくとも1種の粉末との混合物に、アルカリ水
溶液を添加し、加熱処理し、水洗し、乾燥する方法によ
っても作製することができる。
【0018】本発明における水酸化ニッケル粒子には、
水酸化ニッケルに、コバルト、亜鉛、カドミウム、カル
シウム、マンガン、マグネシウムなどが固溶した固溶体
粒子も含まれる。
水酸化ニッケルに、コバルト、亜鉛、カドミウム、カル
シウム、マンガン、マグネシウムなどが固溶した固溶体
粒子も含まれる。
【0019】本発明におけるコバルトの平均価数が2よ
り大、且つ3以下のコバルト化合物としては、水酸化コ
バルト(コバルトの価数:2)とオキシ水酸化コバルト
(コバルトの価数:3)との種々の割合の混合物及びオ
キシ水酸化コバルトが挙げられる。
り大、且つ3以下のコバルト化合物としては、水酸化コ
バルト(コバルトの価数:2)とオキシ水酸化コバルト
(コバルトの価数:3)との種々の割合の混合物及びオ
キシ水酸化コバルトが挙げられる。
【0020】本発明電極は、水酸化ニッケル粒子の表面
にコバルトの平均価数が2より大、且つ3以下のコバル
ト化合物からなる被覆層を形成してなる複合体粒子から
なる活物質粉末に、亜鉛又は亜鉛化合物が添加してある
ので、活物質利用率が高く、且つ膨化が起こりにくい。
にコバルトの平均価数が2より大、且つ3以下のコバル
ト化合物からなる被覆層を形成してなる複合体粒子から
なる活物質粉末に、亜鉛又は亜鉛化合物が添加してある
ので、活物質利用率が高く、且つ膨化が起こりにくい。
【0021】
【発明の実施の形態】本発明は、ニッケル−カドミウム
蓄電池、ニッケル−水素蓄電池などのアルカリ蓄電池の
正極として使用されるペースト式ニッケル極に、広く適
用可能である。
蓄電池、ニッケル−水素蓄電池などのアルカリ蓄電池の
正極として使用されるペースト式ニッケル極に、広く適
用可能である。
【0022】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細
に説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるも
のではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変
更して実施することが可能なものである。
に説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるも
のではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変
更して実施することが可能なものである。
【0023】(実施例1) 〔複合体粒子からなる粉末の作製〕硫酸コバルト13.
1gの水溶液1リットルに、水酸化ニッケル粉末100
gを入れ、攪拌しながら1Mの水酸化ナトリウム水溶液
にて液のpHを11に調整した後、1時間攪拌を続け
た。このときのpHの監視は自動温度補償付きガラス電
極pHメータにて行った。次いで、沈殿物をろ別し、水
洗し、真空乾燥して、水酸化ニッケル粒子の表面を水酸
化コバルトで被覆してなる複合体粒子からなる粉末を得
た。なお、硫酸コバルトは全て水酸化コバルトとして水
酸化ニッケル粒子の表面に析出するので、被覆層中のコ
バルトの水酸化ニッケル粒子に対する重量比率は、5%
である。この複合体粒子からなる粉末1重量部を25重
量%の水酸化ナトリウム水溶液10重量部中に入れ、空
気中にて80°Cで30分間加熱処理した後、水洗し、
乾燥して、活物質粉末を作製した。加熱処理後のコバル
ト化合物のコバルトの平均価数を下記に示す方法により
求めたところ、2.7であった。
1gの水溶液1リットルに、水酸化ニッケル粉末100
gを入れ、攪拌しながら1Mの水酸化ナトリウム水溶液
にて液のpHを11に調整した後、1時間攪拌を続け
た。このときのpHの監視は自動温度補償付きガラス電
極pHメータにて行った。次いで、沈殿物をろ別し、水
洗し、真空乾燥して、水酸化ニッケル粒子の表面を水酸
化コバルトで被覆してなる複合体粒子からなる粉末を得
た。なお、硫酸コバルトは全て水酸化コバルトとして水
酸化ニッケル粒子の表面に析出するので、被覆層中のコ
バルトの水酸化ニッケル粒子に対する重量比率は、5%
である。この複合体粒子からなる粉末1重量部を25重
量%の水酸化ナトリウム水溶液10重量部中に入れ、空
気中にて80°Cで30分間加熱処理した後、水洗し、
乾燥して、活物質粉末を作製した。加熱処理後のコバル
ト化合物のコバルトの平均価数を下記に示す方法により
求めたところ、2.7であった。
【0024】〈コバルトの平均価数の求め方〉試料を一
定量秤取し、濃塩酸に溶かし、溶液中のコバルト量を原
子吸光法にて定量する。このとき定量されるコバルト量
は被覆層中に含まれる全コバルト量(2価コバルト及び
3価コバルトの総量)Aである。次に、別途同じ試料を
先と同じ量秤取し、濃硝酸に溶かし、溶液をろ過する。
3価コバルトは硝酸に溶けないため、ろ過により2価コ
バルトのみを含むろ液が得られる。このろ液中のコバル
ト量を原子吸光法にて定量する。このとき定量されるコ
バルト量は被覆層中に含まれる2価コバルトの量Bであ
る。各試料のコバルトの平均価数を下式より算出する。
定量秤取し、濃塩酸に溶かし、溶液中のコバルト量を原
子吸光法にて定量する。このとき定量されるコバルト量
は被覆層中に含まれる全コバルト量(2価コバルト及び
3価コバルトの総量)Aである。次に、別途同じ試料を
先と同じ量秤取し、濃硝酸に溶かし、溶液をろ過する。
3価コバルトは硝酸に溶けないため、ろ過により2価コ
バルトのみを含むろ液が得られる。このろ液中のコバル
ト量を原子吸光法にて定量する。このとき定量されるコ
バルト量は被覆層中に含まれる2価コバルトの量Bであ
る。各試料のコバルトの平均価数を下式より算出する。
【0025】コバルトの平均価数=3−B/A
【0026】〔ペースト式ニッケル極の作製〕上記の活
物質粉末100重量部と、酸化亜鉛5.8重量部と、1
重量%メチルセルロース水溶液20重量部とを混練して
ペーストを調製し、このペーストをニッケルめっきした
発泡メタル(多孔度95%、平均孔径200μm)から
なる多孔体(基板)に充填し、乾燥し、成形して、ペー
スト式ニッケル極を作製した。
物質粉末100重量部と、酸化亜鉛5.8重量部と、1
重量%メチルセルロース水溶液20重量部とを混練して
ペーストを調製し、このペーストをニッケルめっきした
発泡メタル(多孔度95%、平均孔径200μm)から
なる多孔体(基板)に充填し、乾燥し、成形して、ペー
スト式ニッケル極を作製した。
【0027】〔アルカリ蓄電池の作製〕上記のペースト
式ニッケル極(正極)、正極よりも電気化学的容量が大
きい公知のペースト式カドミウム極(負極)、ポリアミ
ド不織布(セパレータ)、30重量%水酸化カリウム水
溶液(アルカリ電解液)、金属製の電池缶、金属製の電
池蓋などを用いて、AAサイズのアルカリ蓄電池(電池
容量:約700mAh)A1を作製した。
式ニッケル極(正極)、正極よりも電気化学的容量が大
きい公知のペースト式カドミウム極(負極)、ポリアミ
ド不織布(セパレータ)、30重量%水酸化カリウム水
溶液(アルカリ電解液)、金属製の電池缶、金属製の電
池蓋などを用いて、AAサイズのアルカリ蓄電池(電池
容量:約700mAh)A1を作製した。
【0028】(比較例1)実施例1と同様にして、水酸
化ニッケル粒子の表面を水酸化コバルトで被覆してなる
複合体粒子からなる活物質粉末を作製した。被覆層中の
コバルトの水酸化ニッケル粒子に対する重量比率は、5
%である。この活物質粉末100重量部と、1重量%メ
チルセルロース水溶液20重量部とを混練してペースト
を調製し、このペーストをニッケルめっきした発泡メタ
ル(多孔度95%、平均孔径200μm)からなる多孔
体に充填し、乾燥し、成形して、ペースト式ニッケル極
を作製した。次いで、正極としてこのペースト式ニッケ
ル極を用いたこと以外は実施例1と同様にしてAAサイ
ズのアルカリ蓄電池B1を作製した。因みに、この電池
B1は、特開昭62−234867号公報に開示の従来
電池である。
化ニッケル粒子の表面を水酸化コバルトで被覆してなる
複合体粒子からなる活物質粉末を作製した。被覆層中の
コバルトの水酸化ニッケル粒子に対する重量比率は、5
%である。この活物質粉末100重量部と、1重量%メ
チルセルロース水溶液20重量部とを混練してペースト
を調製し、このペーストをニッケルめっきした発泡メタ
ル(多孔度95%、平均孔径200μm)からなる多孔
体に充填し、乾燥し、成形して、ペースト式ニッケル極
を作製した。次いで、正極としてこのペースト式ニッケ
ル極を用いたこと以外は実施例1と同様にしてAAサイ
ズのアルカリ蓄電池B1を作製した。因みに、この電池
B1は、特開昭62−234867号公報に開示の従来
電池である。
【0029】(比較例2)水酸化ニッケル100重量部
と、水酸化コバルト7.86重量部と、1重量%メチル
セルロース水溶液20重量部とを混練してペーストを調
製し(ペースト中のコバルトの水酸化ニッケルに対する
重量比率は、5%である)、このペーストをニッケルめ
っきした発泡メタル(多孔度95%、平均孔径200μ
m)からなる多孔体に充填し、乾燥し、成形して、ペー
スト式ニッケル極を作製し、その後実施例1と同様にし
てAAサイズのアルカリ蓄電池B2を作製した。因み
に、この電池B2は、特開昭61−74261号公報に
開示の従来電池である。
と、水酸化コバルト7.86重量部と、1重量%メチル
セルロース水溶液20重量部とを混練してペーストを調
製し(ペースト中のコバルトの水酸化ニッケルに対する
重量比率は、5%である)、このペーストをニッケルめ
っきした発泡メタル(多孔度95%、平均孔径200μ
m)からなる多孔体に充填し、乾燥し、成形して、ペー
スト式ニッケル極を作製し、その後実施例1と同様にし
てAAサイズのアルカリ蓄電池B2を作製した。因み
に、この電池B2は、特開昭61−74261号公報に
開示の従来電池である。
【0030】(比較例3)水酸化ニッケル100重量部
と、水酸化コバルト7.86重量部と、酸化亜鉛6.2
重量部と、1重量%メチルセルロース水溶液20重量部
とを混練してペーストを調製し(ペースト中のコバルト
の水酸化ニッケルに対する重量比率は、5%である)、
このペーストをニッケルめっきした発泡メタル(多孔度
95%、平均孔径200μm)からなる多孔体に充填
し、乾燥し、成形して、ペースト式ニッケル極を作製
し、その後実施例1と同様にしてAAサイズのアルカリ
蓄電池B3を作製した。因みに、この電池B3は、特開
平4−137368号公報に開示の従来電池である。
と、水酸化コバルト7.86重量部と、酸化亜鉛6.2
重量部と、1重量%メチルセルロース水溶液20重量部
とを混練してペーストを調製し(ペースト中のコバルト
の水酸化ニッケルに対する重量比率は、5%である)、
このペーストをニッケルめっきした発泡メタル(多孔度
95%、平均孔径200μm)からなる多孔体に充填
し、乾燥し、成形して、ペースト式ニッケル極を作製
し、その後実施例1と同様にしてAAサイズのアルカリ
蓄電池B3を作製した。因みに、この電池B3は、特開
平4−137368号公報に開示の従来電池である。
【0031】(比較例4)実施例1と同様にして、水酸
化ニッケル粒子の表面を水酸化コバルトで被覆してなる
複合体粒子からなる活物質粉末を作製した。被覆層中の
コバルトの水酸化ニッケル粒子に対する重量比率は、5
%である。この活物質粉末100重量部と、酸化亜鉛
5.8重量部と、1重量%メチルセルロース水溶液20
重量部とを混練してペーストを調製し、このペーストを
ニッケルめっきした発泡メタル(多孔度95%、平均孔
径200μm)からなる多孔体に充填し、乾燥し、成形
して、ペースト式ニッケル極を作製した。次いで、正極
としてこのペースト式ニッケル極を用いたこと以外は実
施例1と同様にしてAAサイズのアルカリ蓄電池B4を
作製した。
化ニッケル粒子の表面を水酸化コバルトで被覆してなる
複合体粒子からなる活物質粉末を作製した。被覆層中の
コバルトの水酸化ニッケル粒子に対する重量比率は、5
%である。この活物質粉末100重量部と、酸化亜鉛
5.8重量部と、1重量%メチルセルロース水溶液20
重量部とを混練してペーストを調製し、このペーストを
ニッケルめっきした発泡メタル(多孔度95%、平均孔
径200μm)からなる多孔体に充填し、乾燥し、成形
して、ペースト式ニッケル極を作製した。次いで、正極
としてこのペースト式ニッケル極を用いたこと以外は実
施例1と同様にしてAAサイズのアルカリ蓄電池B4を
作製した。
【0032】〈各ペースト式ニッケル極の活物質利用率
及び膨化率〉実施例1及び比較例1〜4で作製した各電
池について、25°Cにて0.1Cで160%充電した
後、25°Cにて1C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い、各電池に使
用したペースト式ニッケル極の10サイクル目の活物質
利用率及び10サイクル目の膨化率を求めた。活物質利
用率は、下式に基づき算出した。
及び膨化率〉実施例1及び比較例1〜4で作製した各電
池について、25°Cにて0.1Cで160%充電した
後、25°Cにて1C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い、各電池に使
用したペースト式ニッケル極の10サイクル目の活物質
利用率及び10サイクル目の膨化率を求めた。活物質利
用率は、下式に基づき算出した。
【0033】活物質利用率(%)={10サイクル目の
放電容量(mAh)/(水酸化ニッケル量(g)×28
8(mAh/g)}×100
放電容量(mAh)/(水酸化ニッケル量(g)×28
8(mAh/g)}×100
【0034】また、膨化率は、下式に基づき算出した。
【0035】膨化率(%)={(ペースト式ニッケル極
の10サイクル後の厚み−ペースト式ニッケル極の充放
電サイクル試験前の厚み)/ペースト式ニッケル極の充
放電サイクル試験前の厚み}×100
の10サイクル後の厚み−ペースト式ニッケル極の充放
電サイクル試験前の厚み)/ペースト式ニッケル極の充
放電サイクル試験前の厚み}×100
【0036】結果を表1に示す。表1中の各ペースト式
ニッケル極の活物質利用率及び膨化率は、電池A1に使
用したペースト式ニッケル極の活物質利用率及び膨化率
を100としたときの指数で示してある。
ニッケル極の活物質利用率及び膨化率は、電池A1に使
用したペースト式ニッケル極の活物質利用率及び膨化率
を100としたときの指数で示してある。
【0037】
【表1】
【0038】表1に示すように、電池A1のペースト式
ニッケル極は活物質利用率が高く、膨化率が低いのに対
して、電池B1〜B4のペースト式ニッケル極は活物質
利用率が低く、膨化率が高い。この事実から、活物質利
用率が高く、膨化しにくいペースト式ニッケル極を得る
ためには、コバルトの価数が2価より大のコバルト化合
物で水酸化ニッケル粒子の表面を被覆してなる活物質粉
末に亜鉛化合物を添加したものを用いる必要があること
が分かる。なお、実施例1では、膨化抑制剤として亜鉛
化合物を用いたが、金属亜鉛を用いた場合にも同様の効
果が得られることを確認した。また、水酸化ニッケル粒
子表面への被覆層の形成を、先に挙げた他の方法によっ
て形成した場合にも、同様の効果が得られることを確認
した。
ニッケル極は活物質利用率が高く、膨化率が低いのに対
して、電池B1〜B4のペースト式ニッケル極は活物質
利用率が低く、膨化率が高い。この事実から、活物質利
用率が高く、膨化しにくいペースト式ニッケル極を得る
ためには、コバルトの価数が2価より大のコバルト化合
物で水酸化ニッケル粒子の表面を被覆してなる活物質粉
末に亜鉛化合物を添加したものを用いる必要があること
が分かる。なお、実施例1では、膨化抑制剤として亜鉛
化合物を用いたが、金属亜鉛を用いた場合にも同様の効
果が得られることを確認した。また、水酸化ニッケル粒
子表面への被覆層の形成を、先に挙げた他の方法によっ
て形成した場合にも、同様の効果が得られることを確認
した。
【0039】〔コバルト化合物中のコバルトの平均価数
と活物質利用率の関係〕水酸化ニッケル粒子の表面にコ
バルト化合物からなる被覆層を形成する際の加熱処理時
間を5、8、12、16、20、25、40、48、5
0又は55分と変えたこと以外は実施例1と同様にして
コバルトの平均価数が順に2.1、2.2、2.3、
2.4、2.5、2.6、2.8、2.93、2.9
5、3のコバルト化合物からなる被覆層を形成して、1
0種の活物質粉末を作製した(被覆層中のコバルトの水
酸化ニッケル粒子に対する重量比率は、実施例1と同じ
く、いずれも5%である)。次いで、実施例1と同様に
して、ペースト式ニッケル極及びAAサイズのアルカリ
蓄電池A2〜A11を作製した。
と活物質利用率の関係〕水酸化ニッケル粒子の表面にコ
バルト化合物からなる被覆層を形成する際の加熱処理時
間を5、8、12、16、20、25、40、48、5
0又は55分と変えたこと以外は実施例1と同様にして
コバルトの平均価数が順に2.1、2.2、2.3、
2.4、2.5、2.6、2.8、2.93、2.9
5、3のコバルト化合物からなる被覆層を形成して、1
0種の活物質粉末を作製した(被覆層中のコバルトの水
酸化ニッケル粒子に対する重量比率は、実施例1と同じ
く、いずれも5%である)。次いで、実施例1と同様に
して、ペースト式ニッケル極及びAAサイズのアルカリ
蓄電池A2〜A11を作製した。
【0040】上記の各電池について、先と同じ条件の充
放電サイクル試験を行い、各電池に使用したペースト式
ニッケル極の10サイクル目の活物質利用率を求めた。
結果を図1に示す。図1は、コバルト化合物中のコバル
トの平均価数と10サイクル目の活物質利用率の関係
を、縦軸に活物質利用率を、横軸にコバルトの平均価数
を、それぞれとって示したグラフである。なお、図1に
は、電池A1(加熱処理時間30分;コバルトの価数
2.7)の結果も図示してある。縦軸の活物質利用率
は、電池A1に使用したペースト式ニッケル極の活物質
利用率及び膨化率を100としたときの指数で示したも
のである。
放電サイクル試験を行い、各電池に使用したペースト式
ニッケル極の10サイクル目の活物質利用率を求めた。
結果を図1に示す。図1は、コバルト化合物中のコバル
トの平均価数と10サイクル目の活物質利用率の関係
を、縦軸に活物質利用率を、横軸にコバルトの平均価数
を、それぞれとって示したグラフである。なお、図1に
は、電池A1(加熱処理時間30分;コバルトの価数
2.7)の結果も図示してある。縦軸の活物質利用率
は、電池A1に使用したペースト式ニッケル極の活物質
利用率及び膨化率を100としたときの指数で示したも
のである。
【0041】図1より、活物質利用率が高いペースト式
ニッケル極を得る上で、コバルトの平均価数が2.5〜
2.93のコバルト化合物で水酸化ニッケル粒子を被覆
することが好ましいことが分かる。
ニッケル極を得る上で、コバルトの平均価数が2.5〜
2.93のコバルト化合物で水酸化ニッケル粒子を被覆
することが好ましいことが分かる。
【0042】〔被覆層中のコバルトの水酸化ニッケル粒
子に対する重量比率と活物質利用率及び電池容量の関
係〕水酸化ニッケル粒子の表面に被覆層を形成する際の
硫酸コバルトの使用量を変えたこと以外は実施例1と同
様にして、コバルト化合物のコバルトの平均価数が2.
7で、被覆層中のコバルトの水酸化ニッケル粒子に対す
る重量比率が0.5%、1%、5%、10%、15%、
20%、22.5%、25%の8種の活物質粉末を作製
した。次いで、これらの各活物質粉末を使用したこと、
及び、添加する酸化亜鉛の量をそれぞれ6.2重量部、
6.1重量部、5.8重量部、5.4重量部、5.0重
量部、4.7重量部、4.6重量部、4.5重量部に変
更したこと以外は実施例1と同様にして、ペースト式ニ
ッケル極及びAAサイズのアルカリ蓄電池を作製した。
コバルト化合物のコバルトの平均価数はいずれも2.7
であり、酸化亜鉛中の亜鉛の水酸化ニッケル粒子に対す
る重量比率は、いずれも5%である。
子に対する重量比率と活物質利用率及び電池容量の関
係〕水酸化ニッケル粒子の表面に被覆層を形成する際の
硫酸コバルトの使用量を変えたこと以外は実施例1と同
様にして、コバルト化合物のコバルトの平均価数が2.
7で、被覆層中のコバルトの水酸化ニッケル粒子に対す
る重量比率が0.5%、1%、5%、10%、15%、
20%、22.5%、25%の8種の活物質粉末を作製
した。次いで、これらの各活物質粉末を使用したこと、
及び、添加する酸化亜鉛の量をそれぞれ6.2重量部、
6.1重量部、5.8重量部、5.4重量部、5.0重
量部、4.7重量部、4.6重量部、4.5重量部に変
更したこと以外は実施例1と同様にして、ペースト式ニ
ッケル極及びAAサイズのアルカリ蓄電池を作製した。
コバルト化合物のコバルトの平均価数はいずれも2.7
であり、酸化亜鉛中の亜鉛の水酸化ニッケル粒子に対す
る重量比率は、いずれも5%である。
【0043】上記の各電池について、先と同じ条件の充
放電サイクル試験を行い、各電池の10サイクル目の活
物質利用率及び10サイクル目の電池容量を求めた。結
果を、表2に示す。表2中の活物質利用率及び電池容量
は、それぞれコバルトの水酸化ニッケル粒子に対する重
量比率が5%の電池(電池A1)についての活物質利用
率及び電池容量を100としたときの指数で示してあ
る。
放電サイクル試験を行い、各電池の10サイクル目の活
物質利用率及び10サイクル目の電池容量を求めた。結
果を、表2に示す。表2中の活物質利用率及び電池容量
は、それぞれコバルトの水酸化ニッケル粒子に対する重
量比率が5%の電池(電池A1)についての活物質利用
率及び電池容量を100としたときの指数で示してあ
る。
【0044】
【表2】
【0045】表2より、活物質利用率が高く、容量の大
きいペースト式ニッケル極を得る上で、被覆層中のコバ
ルトの水酸化ニッケル粒子に対する重量比率を1〜20
%とすることが好ましいことが分かる。
きいペースト式ニッケル極を得る上で、被覆層中のコバ
ルトの水酸化ニッケル粒子に対する重量比率を1〜20
%とすることが好ましいことが分かる。
【0046】〔亜鉛化合物の添加量と膨化率及び電池容
量の関係〕活物質粉末に対する酸化亜鉛の添加量を、活
物質粉末100重量部に対して、0.6重量部、1.2
重量部、2.9重量部、5.8重量部、8.7重量部、
11.5重量部、13.9重量部、17.3重量部と変
えたこと以外は実施例1と同様にして、ペースト式ニッ
ケル極及びAAサイズのアルカリ蓄電池を作製した。酸
化亜鉛中の亜鉛の水酸化ニッケル粒子に対する重量比率
は、順に0.5%、1%、2.5%、5%、7.5%、
10%、12%、15%である。また、コバルト化合物
中のコバルトの平均価数はいずれも2.7であり、コバ
ルトの水酸化ニッケル粒子に対する重量比率はいずれも
5%である。
量の関係〕活物質粉末に対する酸化亜鉛の添加量を、活
物質粉末100重量部に対して、0.6重量部、1.2
重量部、2.9重量部、5.8重量部、8.7重量部、
11.5重量部、13.9重量部、17.3重量部と変
えたこと以外は実施例1と同様にして、ペースト式ニッ
ケル極及びAAサイズのアルカリ蓄電池を作製した。酸
化亜鉛中の亜鉛の水酸化ニッケル粒子に対する重量比率
は、順に0.5%、1%、2.5%、5%、7.5%、
10%、12%、15%である。また、コバルト化合物
中のコバルトの平均価数はいずれも2.7であり、コバ
ルトの水酸化ニッケル粒子に対する重量比率はいずれも
5%である。
【0047】上記の各電池について、先と同じ条件の充
放電サイクル試験を行い、各電池の10サイクル目の活
物質利用率及び10サイクル目の電池容量を求めた。結
果を、表3に示す。表3中の活物質利用率及び電池容量
は、酸化亜鉛中の亜鉛の水酸化ニッケル粒子に対する重
量比率が5%の電池についての活物質利用率及び電池容
量を100としたときの指数で示してある。
放電サイクル試験を行い、各電池の10サイクル目の活
物質利用率及び10サイクル目の電池容量を求めた。結
果を、表3に示す。表3中の活物質利用率及び電池容量
は、酸化亜鉛中の亜鉛の水酸化ニッケル粒子に対する重
量比率が5%の電池についての活物質利用率及び電池容
量を100としたときの指数で示してある。
【0048】
【表3】
【0049】表3より、活物質利用率が高く、容量の大
きいペースト式ニッケル極を得る上で、酸化亜鉛中の亜
鉛の水酸化ニッケル粒子に対する重量比率を1〜10%
とすることが好ましいことが分かる。
きいペースト式ニッケル極を得る上で、酸化亜鉛中の亜
鉛の水酸化ニッケル粒子に対する重量比率を1〜10%
とすることが好ましいことが分かる。
【0050】上記の実施例では、水酸化ニッケル粒子を
使用したが、水酸化ニッケルに、コバルト、亜鉛、カド
ミウム、カルシウム、マンガン、マグネシウムなどが固
溶した固溶体粒子を用いた場合にも上記と同様に優れた
効果が得られることを確認した。
使用したが、水酸化ニッケルに、コバルト、亜鉛、カド
ミウム、カルシウム、マンガン、マグネシウムなどが固
溶した固溶体粒子を用いた場合にも上記と同様に優れた
効果が得られることを確認した。
【0051】
【発明の効果】本発明電極は、活物質利用率が高く、且
つ膨化が起こりにくいので、これを正極として用いるこ
とにより、充放電サイクル寿命の長いアルカリ蓄電池を
得ることが可能となる。
つ膨化が起こりにくいので、これを正極として用いるこ
とにより、充放電サイクル寿命の長いアルカリ蓄電池を
得ることが可能となる。
【図1】コバルト化合物中のコバルトの平均価数と活物
質利用率の関係を示すグラフである。
質利用率の関係を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前田 礼造 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 矢野 睦 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 野上 光造 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 米津 育郎 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
Claims (9)
- 【請求項1】水酸化ニッケル粒子の表面に、コバルトの
平均価数が2より大、且つ3以下のコバルト化合物から
なる被覆層を形成してなる複合体粒子からなる活物質粉
末に、亜鉛又は亜鉛化合物が添加されていることを特徴
とするアルカリ蓄電池用のペースト式ニッケル極。 - 【請求項2】前記コバルト化合物が、水酸化コバルトと
オキシ水酸化コバルトとの混合物又はオキシ水酸化コバ
ルトである請求項1記載のアルカリ蓄電池用のペースト
式ニッケル極。 - 【請求項3】前記コバルト化合物のコバルトの平均価数
が、特に、2.5〜2.93である請求項1記載のアル
カリ蓄電池用のペースト式ニッケル極。 - 【請求項4】前記被覆層中のコバルトの前記水酸化ニッ
ケル粒子に対する重量比率が、1〜20%である請求項
1記載のアルカリ蓄電池用のペースト式ニッケル極。 - 【請求項5】前記亜鉛又は前記亜鉛化合物中の亜鉛の前
記水酸化ニッケル粒子に対する重量比率が、1〜10%
である請求項1記載のアルカリ蓄電池用のペースト式ニ
ッケル極。 - 【請求項6】前記活物質粉末が、水酸化ニッケル粒子の
表面に水酸化コバルト、一酸化コバルト及び金属コバル
トの少なくとも1種からなる被覆層が形成された複合体
粒子からなる粉末に、アルカリ水溶液を添加し、加熱処
理し、水洗し、乾燥して得たものである請求項1記載の
アルカリ蓄電池用のペースト式ニッケル極。 - 【請求項7】前記活物質粉末が、水酸化ニッケル粉末を
コバルト塩水溶液に入れ、アルカリ水溶液を添加し、生
成した沈澱物を、ろ別し、水洗し、乾燥して得た、水酸
化ニッケル粒子の表面に水酸化コバルトからなる被覆層
が形成された複合体粒子からなる粉末に、アルカリ水溶
液を添加し、加熱処理し、水洗し、乾燥して得たもので
ある請求項1記載のアルカリ蓄電池用のペースト式ニッ
ケル極。 - 【請求項8】前記活物質粉末が、水酸化ニッケル粉末
と、水酸化コバルト粉末、一酸化コバルト粉末及び金属
コバルト粉末の少なくとも1種の粉末とを、不活性ガス
雰囲気にて圧縮磨砕粉砕機により乾式混合して得た、水
酸化ニッケル粒子の表面に水酸化コバルト、一酸化コバ
ルト及び金属コバルトの少なくとも1種からなる被覆層
が形成された複合体粒子からなる粉末に、アルカリ水溶
液を添加し、加熱処理し、水洗し、乾燥して得たもので
ある請求項1記載のアルカリ蓄電池用のペースト式ニッ
ケル極。 - 【請求項9】前記活物質粉末が、水酸化ニッケル粉末
と、水酸化コバルト粉末、一酸化コバルト粉末及び金属
コバルト粉末の少なくとも1種の粉末との混合物に、ア
ルカリ水溶液を添加し、加熱処理し、水洗し、乾燥して
得たものである請求項1記載のアルカリ蓄電池用のペー
スト式ニッケル極。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32398095A JP3490818B2 (ja) | 1995-11-17 | 1995-11-17 | アルカリ蓄電池用のペースト式ニッケル極 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32398095A JP3490818B2 (ja) | 1995-11-17 | 1995-11-17 | アルカリ蓄電池用のペースト式ニッケル極 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09147905A true JPH09147905A (ja) | 1997-06-06 |
JP3490818B2 JP3490818B2 (ja) | 2004-01-26 |
Family
ID=18160779
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32398095A Expired - Lifetime JP3490818B2 (ja) | 1995-11-17 | 1995-11-17 | アルカリ蓄電池用のペースト式ニッケル極 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3490818B2 (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6083642A (en) * | 1996-12-24 | 2000-07-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Positive electrode material for alkaline storage battery, method of producing the same, and alkaline storage battery using the same |
US6455196B1 (en) | 1997-12-26 | 2002-09-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Non-sintered positive electrode for alkaline storage battery and alkaline storage battery using the same |
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 |
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 |
JP2012059574A (ja) * | 2010-09-09 | 2012-03-22 | Gs Yuasa Corp | コバルトジルコニウム化合物及び活物質、それらの製造方法、並びにアルカリ蓄電池 |
CN102903971A (zh) * | 2011-07-28 | 2013-01-30 | Fdktwicell株式会社 | 镍氢二次电池 |
WO2014065146A1 (ja) * | 2012-10-25 | 2014-05-01 | 住友金属鉱山株式会社 | アルカリ二次電池正極活物質用被覆水酸化ニッケル粉末及びその製造方法 |
CN114206527A (zh) * | 2019-07-31 | 2022-03-18 | 住友金属矿山株式会社 | 镍粉末、镍粉末的制造方法 |
-
1995
- 1995-11-17 JP JP32398095A patent/JP3490818B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6083642A (en) * | 1996-12-24 | 2000-07-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Positive electrode material for alkaline storage battery, method of producing the same, and alkaline storage battery using the same |
US6455196B1 (en) | 1997-12-26 | 2002-09-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Non-sintered positive electrode for alkaline storage battery and alkaline storage battery using the same |
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 |
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 |
JP2012059574A (ja) * | 2010-09-09 | 2012-03-22 | Gs Yuasa Corp | コバルトジルコニウム化合物及び活物質、それらの製造方法、並びにアルカリ蓄電池 |
CN102903971A (zh) * | 2011-07-28 | 2013-01-30 | Fdktwicell株式会社 | 镍氢二次电池 |
JP2013030345A (ja) * | 2011-07-28 | 2013-02-07 | Fdk Twicell Co Ltd | ニッケル水素二次電池 |
WO2014065146A1 (ja) * | 2012-10-25 | 2014-05-01 | 住友金属鉱山株式会社 | アルカリ二次電池正極活物質用被覆水酸化ニッケル粉末及びその製造方法 |
JP2014103090A (ja) * | 2012-10-25 | 2014-06-05 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | アルカリ二次電池正極活物質用被覆水酸化ニッケル粉末及びその製造方法 |
CN114206527A (zh) * | 2019-07-31 | 2022-03-18 | 住友金属矿山株式会社 | 镍粉末、镍粉末的制造方法 |
CN114206527B (zh) * | 2019-07-31 | 2023-05-02 | 住友金属矿山株式会社 | 镍粉末、镍粉末的制造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3490818B2 (ja) | 2004-01-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3490818B2 (ja) | アルカリ蓄電池用のペースト式ニッケル極 | |
JP3433050B2 (ja) | アルカリ蓄電池用非焼結式ニッケル極 | |
JP3469766B2 (ja) | 密閉型アルカリ蓄電池用非焼結式ニッケル極及び電池 | |
JP3397890B2 (ja) | アルカリ蓄電池用非焼結式ニッケル極 | |
JP2889669B2 (ja) | アルカリ蓄電池用非焼結式ニッケル正極板 | |
JP3433049B2 (ja) | アルカリ蓄電池用非焼結式ニッケル極 | |
JP3408008B2 (ja) | アルカリ蓄電池用非焼結式ニッケル極およびその製造方法 | |
JP3249366B2 (ja) | アルカリ蓄電池用のペースト式ニッケル極 | |
JP3249414B2 (ja) | アルカリ蓄電池用非焼結式ニッケル極の製造方法 | |
JP3433066B2 (ja) | アルカリ蓄電池用非焼結式ニッケル極 | |
JP2001043855A (ja) | アルカリ蓄電池用非焼結式ニッケル極 | |
JP3433083B2 (ja) | アルカリ蓄電池用非焼結式ニッケル極 | |
JP3229800B2 (ja) | アルカリ蓄電池用非焼結式ニッケル極 | |
JP3481068B2 (ja) | アルカリ蓄電池用非焼結式ニッケル極の製造方法 | |
JP3433043B2 (ja) | アルカリ蓄電池用非焼結式ニッケル極 | |
JPH10294109A (ja) | アルカリ蓄電池用非焼結式ニッケル極 | |
JPH09147908A (ja) | アルカリ蓄電池用のペースト式ニッケル極 | |
JP3631206B2 (ja) | アルカリ蓄電池用非焼結式ニッケル極 | |
JP3263601B2 (ja) | アルカリ蓄電池用非焼結式ニッケル極 | |
JPH1021909A (ja) | アルカリ蓄電池用非焼結式ニッケル極 | |
JP3433062B2 (ja) | アルカリ蓄電池用非焼結式ニッケル極 | |
JP2001250539A (ja) | アルカリ蓄電池用非焼結式ニッケル極 | |
JPH1173956A (ja) | アルカリ蓄電池用非焼結式ニッケル極 | |
JP2001250538A (ja) | アルカリ蓄電池用非焼結式ニッケル極 | |
JP3250840B2 (ja) | アルカリ二次電池用のペースト式電極 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081107 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081107 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20161107 Year of fee payment: 13 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |