JPH10189035A - ニッケル−カドミウム蓄電池 - Google Patents
ニッケル−カドミウム蓄電池Info
- Publication number
- JPH10189035A JPH10189035A JP8347285A JP34728596A JPH10189035A JP H10189035 A JPH10189035 A JP H10189035A JP 8347285 A JP8347285 A JP 8347285A JP 34728596 A JP34728596 A JP 34728596A JP H10189035 A JPH10189035 A JP H10189035A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode plate
- capacity
- negative electrode
- nickel
- positive electrode
- 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.)
- Pending
Links
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
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 骨格表面がニッケルメッキされた鉄製スポン
ジメタルを正極基板として使用したニッケル−カドミウ
ム蓄電池において、負極板の放電可能容量を、正極板の
それより小さくなるように電池を構成し、自己放電、電
池使用機器のリーク電流等による電池の電圧低下によ
り、鉄のアルカリ電解液への溶出を抑え、電池容量、充
電効率の低下を抑制する。 【解決手段】 負極板の放電可能容量Ａと正極板の放電
可能容量Ｂとの比率、Ａ／Ｂが０．９５〜０．９８にな
るように電池を構成し、電池自体の放電容量が低下する
ことなく、電池の電圧が低下した際の電池容量、充電効
率の低下を抑制することを可能にした。
ジメタルを正極基板として使用したニッケル−カドミウ
ム蓄電池において、負極板の放電可能容量を、正極板の
それより小さくなるように電池を構成し、自己放電、電
池使用機器のリーク電流等による電池の電圧低下によ
り、鉄のアルカリ電解液への溶出を抑え、電池容量、充
電効率の低下を抑制する。 【解決手段】 負極板の放電可能容量Ａと正極板の放電
可能容量Ｂとの比率、Ａ／Ｂが０．９５〜０．９８にな
るように電池を構成し、電池自体の放電容量が低下する
ことなく、電池の電圧が低下した際の電池容量、充電効
率の低下を抑制することを可能にした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ニッケル−カドミ
ウム蓄電池に関するものである。
ウム蓄電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ニッケル−カドミウム蓄電池は、高容
量、高信頼性といった優れた特徴から、様々な分野で使
用されており、特に各種ポータブル機器用電源として、
小型高容量化が要求されている。この要求に応える高容
量化技術の一つとして、スポンジメタル基板の使用があ
る。これは多孔性の合成樹脂芯体にニッケルメッキを施
した後、芯体を熱処理により除去したもので、従来用い
られていたパンチングメタルにカルボニルニッケルスラ
リーを塗布し、焼結して得た焼結式基板に比べ空孔体積
が大きく、活物質をより多く充填することが可能であ
る。
量、高信頼性といった優れた特徴から、様々な分野で使
用されており、特に各種ポータブル機器用電源として、
小型高容量化が要求されている。この要求に応える高容
量化技術の一つとして、スポンジメタル基板の使用があ
る。これは多孔性の合成樹脂芯体にニッケルメッキを施
した後、芯体を熱処理により除去したもので、従来用い
られていたパンチングメタルにカルボニルニッケルスラ
リーを塗布し、焼結して得た焼結式基板に比べ空孔体積
が大きく、活物質をより多く充填することが可能であ
る。
【０００３】しかし、メッキに用いる原料の純ニッケル
が高価なため、焼結式基板に比べコスト高となる。この
問題を解決する方策として、例えば特開平７−３３５２
１０号公報に記載されているように、多孔性樹脂芯体に
鉄粉末と結着剤とを主成分としたペーストを塗布し、鉄
粉末を焼結後、その骨格表面にニッケルメッキを施した
基板が知られている。
が高価なため、焼結式基板に比べコスト高となる。この
問題を解決する方策として、例えば特開平７−３３５２
１０号公報に記載されているように、多孔性樹脂芯体に
鉄粉末と結着剤とを主成分としたペーストを塗布し、鉄
粉末を焼結後、その骨格表面にニッケルメッキを施した
基板が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このニッケルメッキし
た鉄製スポンジメタル基板を用いた場合の問題点として
は、極板の切断面、あるいは円筒型電池の極板群を渦巻
状に構成する際に生じた骨格の破断面に露出した鉄のア
ルカリ電解液への溶出がある。水酸化ニッケル正極にこ
の基板を用いた場合、通常電池として使用される範囲の
正極電位では問題ない。しかし保存による自己放電、ま
たは電池使用機器のリーク電流等により電池電圧が低下
し、正極電位が−０．８Ｖ近辺に移行した場合、鉄がＨ
ＦｅＯ2 -となってアルカリ電解液中に溶出する。水酸
化ニッケル正極はその放電利用率を向上するため、オキ
シ水酸化コバルトの導電網を活物質の表面に処理するこ
とが知られている。リーク電流により正極電位が−０．
８Ｖ近辺に移行すると、オキシ水酸化コバルトが電気化
学的に還元されて、この導電網の劣化が進行するが、Ｈ
ＦｅＯ2 - が存在する場合、それ自身がオキシ水酸化コ
バルトを化学的に還元するため、導電網の劣化を加速さ
せることになり、水酸化ニッケルの放電利用率を大きく
低下させ、電池容量の減少を招く。また、正極活物質内
に残存した酸化鉄は、正極の酸素過電圧を低下させるた
め、充電効率をも低下させることになる。
た鉄製スポンジメタル基板を用いた場合の問題点として
は、極板の切断面、あるいは円筒型電池の極板群を渦巻
状に構成する際に生じた骨格の破断面に露出した鉄のア
ルカリ電解液への溶出がある。水酸化ニッケル正極にこ
の基板を用いた場合、通常電池として使用される範囲の
正極電位では問題ない。しかし保存による自己放電、ま
たは電池使用機器のリーク電流等により電池電圧が低下
し、正極電位が−０．８Ｖ近辺に移行した場合、鉄がＨ
ＦｅＯ2 -となってアルカリ電解液中に溶出する。水酸
化ニッケル正極はその放電利用率を向上するため、オキ
シ水酸化コバルトの導電網を活物質の表面に処理するこ
とが知られている。リーク電流により正極電位が−０．
８Ｖ近辺に移行すると、オキシ水酸化コバルトが電気化
学的に還元されて、この導電網の劣化が進行するが、Ｈ
ＦｅＯ2 - が存在する場合、それ自身がオキシ水酸化コ
バルトを化学的に還元するため、導電網の劣化を加速さ
せることになり、水酸化ニッケルの放電利用率を大きく
低下させ、電池容量の減少を招く。また、正極活物質内
に残存した酸化鉄は、正極の酸素過電圧を低下させるた
め、充電効率をも低下させることになる。
【０００５】本発明は、このような保存や、リーク電流
による性能の劣化が小さく、高容量で、かつ安価なニッ
ケル−カドミウム蓄電池を提供することを目的としたも
のである。
による性能の劣化が小さく、高容量で、かつ安価なニッ
ケル−カドミウム蓄電池を提供することを目的としたも
のである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、骨格表面がニッケルメッキされた鉄製スポ
ンジメタルに水酸化ニッケル、コバルト化合物等の活物
質を充填した正極板と、カドミウムを活物質とした負極
板と、セパレータおよびアルカリ電解液からなるニッケ
ル−カドミウム蓄電池であって、負極板はその理論総容
量が正極板の理論総容量よりも大きく、かつその実放電
容量が正極板の放電容量よりも小さく設定してニッケル
−カドミウム蓄電池を構成したものである。
に本発明は、骨格表面がニッケルメッキされた鉄製スポ
ンジメタルに水酸化ニッケル、コバルト化合物等の活物
質を充填した正極板と、カドミウムを活物質とした負極
板と、セパレータおよびアルカリ電解液からなるニッケ
ル−カドミウム蓄電池であって、負極板はその理論総容
量が正極板の理論総容量よりも大きく、かつその実放電
容量が正極板の放電容量よりも小さく設定してニッケル
−カドミウム蓄電池を構成したものである。
【０００７】これにより電池としての実放電容量は負極
放電容量で決定され、電池が例えば１．０Ｖ以下まで放
電された場合、その電池電圧の低下は負極電位で決定さ
れ、この際、放電可能容量が残存する正極電位は０．４
Ｖ近辺に維持され、ＨＦｅＯ 2 - の溶出は生じない。こ
の鉄の溶出を抑制することで、保存やリーク電流による
電池電圧の低下時にも電池容量や充電効率は低下しな
く、高容量で、かつ安価なニッケル−カドミウム蓄電池
を得ることができる。
放電容量で決定され、電池が例えば１．０Ｖ以下まで放
電された場合、その電池電圧の低下は負極電位で決定さ
れ、この際、放電可能容量が残存する正極電位は０．４
Ｖ近辺に維持され、ＨＦｅＯ 2 - の溶出は生じない。こ
の鉄の溶出を抑制することで、保存やリーク電流による
電池電圧の低下時にも電池容量や充電効率は低下しな
く、高容量で、かつ安価なニッケル−カドミウム蓄電池
を得ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明は、負極板の実放電容量を
正極板の放電容量よりも小さく設定することが特徴であ
る。但し、負極板の放電容量が小さくなるほど、電池容
量そのものが小さくなるという問題があるため、極板の
容量バラツキを抑えた製造法が必要である。
正極板の放電容量よりも小さく設定することが特徴であ
る。但し、負極板の放電容量が小さくなるほど、電池容
量そのものが小さくなるという問題があるため、極板の
容量バラツキを抑えた製造法が必要である。
【０００９】負極の放電容量は、正極板の活物質である
水酸化ニッケル、コバルト化合物の酸化電気量、放電リ
ザーブとして負極に付与される金属カドミウムの理論電
気量の和とカドミウムの放電効率とにより決定される。
このうち正極活物質の酸化電気量は、一定の添加物組
成、製造条件の下では水酸化ニッケルの量で決定される
が、スポンジメタル基板では、水酸化ニッケル粉末を物
理的に充填することが可能なため、そのバラツキが小さ
く、定量化が容易である。一方、負極板の放電リザーブ
である金属カドミウムはアルカリ水溶液中で酸化カドミ
ウムを化成、還元して得る方法と金属カドミウム粉末を
添加して得る方法とがあるが、前者は金属カドミウム生
成量のバラツキが大きいため、本発明では後者の金属カ
ドミウム粉末を添加する方法をとり、これによって負極
板の実放電容量を定めた。
水酸化ニッケル、コバルト化合物の酸化電気量、放電リ
ザーブとして負極に付与される金属カドミウムの理論電
気量の和とカドミウムの放電効率とにより決定される。
このうち正極活物質の酸化電気量は、一定の添加物組
成、製造条件の下では水酸化ニッケルの量で決定される
が、スポンジメタル基板では、水酸化ニッケル粉末を物
理的に充填することが可能なため、そのバラツキが小さ
く、定量化が容易である。一方、負極板の放電リザーブ
である金属カドミウムはアルカリ水溶液中で酸化カドミ
ウムを化成、還元して得る方法と金属カドミウム粉末を
添加して得る方法とがあるが、前者は金属カドミウム生
成量のバラツキが大きいため、本発明では後者の金属カ
ドミウム粉末を添加する方法をとり、これによって負極
板の実放電容量を定めた。
【００１０】
【実施例】次に、本発明の具体例を説明する。ポリウレ
タンフォームに酸化鉄を主体としたスラリーを塗布した
後、還元雰囲気中でこれを焼結して得た鉄のスポンジメ
タルの骨格表面に、ニッケルを電解メッキし、多孔度９
７％のスポンジメタル基板を得た。この基板に球状水酸
化ニッケル粉末、コバルト粉末、カドミウム粉末および
水を混合して調整したペーストを充填し、乾燥させた
後、加圧成型し、所定寸法に切断後、集電リードをスポ
ット溶接して、水酸化ニッケル正極板を得た。
タンフォームに酸化鉄を主体としたスラリーを塗布した
後、還元雰囲気中でこれを焼結して得た鉄のスポンジメ
タルの骨格表面に、ニッケルを電解メッキし、多孔度９
７％のスポンジメタル基板を得た。この基板に球状水酸
化ニッケル粉末、コバルト粉末、カドミウム粉末および
水を混合して調整したペーストを充填し、乾燥させた
後、加圧成型し、所定寸法に切断後、集電リードをスポ
ット溶接して、水酸化ニッケル正極板を得た。
【００１１】次に、負極となるカドミウム極板は、酸化
カドミウム、金属カドミウム粉末および結着材をエチレ
ングリコールで混練して得たペーストをニッケルメッキ
した鉄製のパンチングメタル芯材に塗着、乾燥した後、
水酸化カリウム水溶液中に浸漬し、さらに水洗、乾燥さ
せて得た。これらの正極板、負極板と、親水化処理した
ポリオレフィン不織布からなるセパレータを渦巻状に巻
回して極板群を構成し、これを外装缶に挿入し、水酸化
カリウム、水酸化リチウムからなるアルカリ電解液を注
入後、封口板により外装缶を密閉し、充放電を行って円
筒型ニッケル−カドミウム蓄電池を得た。ここで、負極
板における金属カドミウム粉末の添加量を調整し、負極
の実放電容量が正極の放電容量に対し０．８０倍となる
電池をＡ，０．９０倍となる電池をＢ，１．００倍とな
る電池をＣ，１．１０倍となる電池をＤとして、Ａ〜Ｄ
の４種類の電池を作成した。
カドミウム、金属カドミウム粉末および結着材をエチレ
ングリコールで混練して得たペーストをニッケルメッキ
した鉄製のパンチングメタル芯材に塗着、乾燥した後、
水酸化カリウム水溶液中に浸漬し、さらに水洗、乾燥さ
せて得た。これらの正極板、負極板と、親水化処理した
ポリオレフィン不織布からなるセパレータを渦巻状に巻
回して極板群を構成し、これを外装缶に挿入し、水酸化
カリウム、水酸化リチウムからなるアルカリ電解液を注
入後、封口板により外装缶を密閉し、充放電を行って円
筒型ニッケル−カドミウム蓄電池を得た。ここで、負極
板における金属カドミウム粉末の添加量を調整し、負極
の実放電容量が正極の放電容量に対し０．８０倍となる
電池をＡ，０．９０倍となる電池をＢ，１．００倍とな
る電池をＣ，１．１０倍となる電池をＤとして、Ａ〜Ｄ
の４種類の電池を作成した。
【００１２】これらの電池の電圧低下の影響を調べるた
め、放電容量を測定した各電池を０．２Ｃの電流で１．
０Ｖまで放電後、１０ｋΩの抵抗により短絡させて、３
ヵ月放置した。これを雰囲気温度２０℃、充電電流０．
１Ｃで１５時間の回復充電の後、放電電流１Ｃでの放電
容量を測定し、容量回復性を調べた。この結果を図１に
示す。
め、放電容量を測定した各電池を０．２Ｃの電流で１．
０Ｖまで放電後、１０ｋΩの抵抗により短絡させて、３
ヵ月放置した。これを雰囲気温度２０℃、充電電流０．
１Ｃで１５時間の回復充電の後、放電電流１Ｃでの放電
容量を測定し、容量回復性を調べた。この結果を図１に
示す。
【００１３】また、雰囲気温度４５℃、充電電流０．１
Ｃで１５時間充電し、放電電流１Ｃでの放電容量を測
定、雰囲気温度２０℃での容量と比較し、充電効率の変
化を調べた。この結果を図２に示す。負極の実放電容量
の正極のそれに対する比率が１．００，１．１０倍では
あまり差がないが、１．００倍未満では電池性能の劣化
が小さいことがわかる。しかし、負極の実放電容量の正
極に対する比率を低くしすぎると、電池容量それ自体が
小さくなるため、負極の正極容量に対する比率は０．９
５〜０．９８程度に抑えることが望ましい。
Ｃで１５時間充電し、放電電流１Ｃでの放電容量を測
定、雰囲気温度２０℃での容量と比較し、充電効率の変
化を調べた。この結果を図２に示す。負極の実放電容量
の正極のそれに対する比率が１．００，１．１０倍では
あまり差がないが、１．００倍未満では電池性能の劣化
が小さいことがわかる。しかし、負極の実放電容量の正
極に対する比率を低くしすぎると、電池容量それ自体が
小さくなるため、負極の正極容量に対する比率は０．９
５〜０．９８程度に抑えることが望ましい。
【００１４】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば簡単な構
成で、安価にして性能低下の小さい高容量のニッケル−
カドミウム蓄電池が得られる。
成で、安価にして性能低下の小さい高容量のニッケル−
カドミウム蓄電池が得られる。
【図１】電池の短絡保存期間と放電容量の回復性の関係
を示す図
を示す図
【図２】電池の短絡保存期間と雰囲気温度４５℃での充
電効率の関係を示す図
電効率の関係を示す図
Claims (2)
- 【請求項１】骨格表面がニッケルメッキされた鉄製スポ
ンジメタルからなる基板に水酸化ニッケル、コバルト化
合物等の活物質を充填した正極板、カドミウムを活物質
とした負極板、セパレータおよびアルカリ電解液からな
るニッケル−カドミウム蓄電池であって、負極板は、そ
の理論総容量が正極板の理論総容量よりも大きく、かつ
その放電可能容量が正極板の放電可能容量よりも小さく
設定され、電池としての実放電容量が負極板の放電容量
で決定されるように構成されているニッケル−カドミウ
ム蓄電池。 - 【請求項２】負極板の放電可能容量Ａと正極板の放電可
能容量Ｂとの比率、Ａ／Ｂが０．９５〜０．９８である
ことを特徴とする請求項１記載のニッケル−カドミウム
蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8347285A JPH10189035A (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | ニッケル−カドミウム蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8347285A JPH10189035A (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | ニッケル−カドミウム蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10189035A true JPH10189035A (ja) | 1998-07-21 |
Family
ID=18389184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8347285A Pending JPH10189035A (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | ニッケル−カドミウム蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10189035A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023087241A1 (zh) * | 2021-11-19 | 2023-05-25 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池组、电池包、电学装置、电池组的制造方法及制造设备、电池组的控制方法 |
-
1996
- 1996-12-26 JP JP8347285A patent/JPH10189035A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023087241A1 (zh) * | 2021-11-19 | 2023-05-25 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池组、电池包、电学装置、电池组的制造方法及制造设备、电池组的控制方法 |
| US11749999B2 (en) | 2021-11-19 | 2023-09-05 | Contemporary Amperex Technology Co., Limited | Battery unit, battery pack, electrical device, method and apparatus for manufacturing battery unit, and method for controlling battery unit |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4130696A (en) | Conductive diluent for pressed nickel electrodes | |
| US5840442A (en) | Method for activating an alkaline rechargeable battery | |
| US5788720A (en) | Method for manufacturing positive electrode plates for an alkaline storage battery | |
| JPH10189035A (ja) | ニッケル−カドミウム蓄電池 | |
| JP4824251B2 (ja) | ニッケル水素蓄電池およびその製造方法 | |
| JP3183073B2 (ja) | ニッケル電極用活物質およびその製法 | |
| JP2001155724A (ja) | アルカリ蓄電池 | |
| JP2546665B2 (ja) | アルカリ電池 | |
| JPH09180717A (ja) | アルカリ蓄電池用ニッケル電極 | |
| JP2923946B2 (ja) | 密閉形アルカリ二次電池とその製造方法 | |
| JPS61233967A (ja) | 密閉形ニツケル−水素蓄電池の製造法 | |
| JP4839433B2 (ja) | 密閉形ニッケル水素化物二次電池 | |
| JP2625706B2 (ja) | アルカリ電池 | |
| JP3498727B2 (ja) | アルカリ電池用水酸化ニッケル正極板の製造方法、アルカリ電池用水酸化ニッケル正極板及び及びアルカリ電池 | |
| JP2589750B2 (ja) | ニッケルカドミウム蓄電池 | |
| JP2530281B2 (ja) | アルカリ蓄電池 | |
| JPH09171838A (ja) | アルカリ蓄電池の活性化法 | |
| JP2577964B2 (ja) | カドミウム負極板およびその負極板を用いたアルカリ二次電池 | |
| JP3397216B2 (ja) | ニッケル極板とその製造方法およびこれを用いたアルカリ蓄電池 | |
| JP2796674B2 (ja) | カドミウム負極板およびその負極板を用いたアルカリ二次電池 | |
| JPH01315962A (ja) | アルカリ二次電池 | |
| JP2577954B2 (ja) | カドミウム負極板およびアルカリ二次電池 | |
| JPH09330712A (ja) | アルカリ二次電池用ペースト式ニッケル極 | |
| JP3267156B2 (ja) | ニッケル水素二次電池 | |
| JP2001325955A (ja) | ニッケル正極板とアルカリ蓄電池 |