JPH10284075A - アルカリ電池用正極活物質の製造方法 - Google Patents
アルカリ電池用正極活物質の製造方法Info
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- JPH10284075A JPH10284075A JP9099755A JP9975597A JPH10284075A JP H10284075 A JPH10284075 A JP H10284075A JP 9099755 A JP9099755 A JP 9099755A JP 9975597 A JP9975597 A JP 9975597A JP H10284075 A JPH10284075 A JP H10284075A
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- 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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Abstract
ルカリ電池用正極活物質の製造方法を提供する。 【解決手段】本発明になるアルカリ電池用正極活物質の
製造方法は、コバルトの含有量が90mol%{(Co
/(Ni+Co)}未満である水酸化ニッケルとオゾン
又は/及び酸素とをアルカリ性溶液中で処理する工程を
備えたことを特徴とする。
Description
極活物質の製造方法における製造条件の改善に関する。
ミウム蓄電池、ニッケル亜鉛蓄電池およびニッケル水素
蓄電池の正極活物質として用いられている。通常、これ
らの電池を製作する際は、正極板、負極板ともに、放電
状態の活物質が用いられる。すなわち、正極には水酸化
ニッケル、負極には水酸化カドミウム、酸化亜鉛もしく
は水素吸蔵合金または水素吸蔵金属からなる極板が用い
られる。一方これに対して、充電状態の活物質、すなわ
ち、正極にはオキシ水酸化ニッケル、負極には金属カド
ミウム、金属亜鉛もしくは水素を吸蔵した水素吸蔵合金
または水素吸蔵金属をもちいて、電池を作製することも
可能である。
ル,硝酸ニッケル,硫酸ニッケルまたはK2[Ni(C
N)4]のような、ニッケルの原子価が2価である化合
物を、アルカリ性水溶液中で次亜塩素酸ナトリウム・ペ
ルオキソ二硫酸カリウムのような強力な酸化剤を用い
て、化学的に酸化することによって合成する方法が、特
開平6−31045号や、Z.Anorg.Che
m.,261,26,1950で報告されている。しか
し、この方法では、反応温度や出発物質によって、得ら
れる生成物の種類・組成が大きく変化し、安定して高純
度のオキシ水酸化ニッケルを得ることが困難である。し
たがって、この方法によって得たオキシ水酸化ニッケル
を原料とするニッケル酸リチウムは、オキシ水酸化ニッ
ケル中に含まれる不純物によって高純度の試料が得られ
にくく、リチウム電池用正極活物質としての特性が低下
する一つの要因となっている。なお、同報告において水
酸化ニッケルを原料として電気化学的な酸化によってオ
キシ水酸化ニッケルを合成する試みもあるが、水酸化ニ
ッケルの電子伝導度は10-12 〜10-14S・cm-1と
非常に低いため、反応を進行させるためには、グラファ
イト・金属粉末などの、電極剤の電子伝導度を向上させ
るための導電性添加物を電極剤に含有させる必要があ
る。そのために、純粋なオキシ水酸化ニッケルを得るこ
とは困難である。
は、ニッケルカドミウム蓄電池、ニッケル亜鉛蓄電池ま
たはニッケル水素蓄電池などのアルカリ二次電池の正極
活物質として用いられるが、前述したように、化学的な
合成法の反応条件は非常にシビアで、安定に試料を供給
できる製造プロセスとなり得るには問題がある。これを
解決するには、出発物質・反応温度・合成手順などの反
応条件の最適化が必要である。
てはいない。また、合成反応終了後、たとえば酸化剤に
ペルオキソ二硫酸塩を用いると、反応によって不純物と
して硫酸イオンを生成するが、このような不純物は完全
に除去することが困難である。この不純物はオキシ水酸
化ニッケル中に微量存在するだけでも、電池活物質とし
ての特性を劣化させる大きな要因となるので、このよう
な不純物を生成しない酸化剤を用いることが切望されて
おる。
池用正極活物質の製造方法は、 コバルトの含有量が9
0mol%{(Co/(Ni+Co)}未満である水酸
化ニッケルとオゾン又は/及び酸素とをアルカリ性溶液
中で処理する工程を備えることによって、不純物を含ま
ない、高純度のアルカリ電池用正極活物質であるオキシ
水酸化ニッケルが得られることを特徴としている。
電池、ニッケル亜鉛蓄電池およびニッケル水素蓄電池な
どに用いられる、アルカリ電池用正極活物質の製造方法
の、製造条件の改善に関するものであり、 コバルトの
含有量が90mol%{(Co/(Ni+Co)}未満
である水酸化ニッケルとオゾン又は/及び酸素とをアル
カリ性溶液中で処理する工程を備えることを特徴として
いる。
ッケルは、不純物を含まず、高純度であるため、放電容
量および充放電サイクル特性にすぐれたアルカリ電池を
得ることができる。
る。
ル粉末100gを分散させた4.5Mの水酸化ナトリウ
ム水溶液2Lを撹拌しながら、無声放電によるオゾン発
生器(オゾナイザー)によって得られた10%のオゾン
を含む混合ガス(酸素+オゾンの混合ガス)を、液中に
毎分0.2dm3の流速で8時間通気した。その後、湯
洗し、80℃の温度で2時間乾燥して本発明によるアル
カリ電池正極活物質用オキシ水酸化ニッケルAを得た。
水酸化カリウム水溶液2Lに、粒子径5〜50μmのコ
バルトの含有量が15mol%{(Co/(Ni+C
o)}である水酸化ニッケル粉末100gを添加する。
溶液を撹拌しながら、比重1.2の硫酸溶液を白金電極
を用いて電気分解することによって得られた20%のオ
ゾンを含む混合ガス(酸素+オゾン混合ガス)を、液中
に毎分0.3dm3の流速で5時間通気した。その後、
湯洗し、そして80℃の温度で2時間乾燥して本発明に
よるアルカリ電池正極活物質用オキシ水酸化ニッケルB
を得た。
られた、本発明によるアルカリ電池の正極活物質として
用いるオキシ水酸化ニッケルと、その原料である水酸化
ニッケルとの粉末X線回折図形(CuKα) を第1図に
示す。このときのX線回折の条件は、出力電圧が50k
V、出力電流が200mA、スキャンスピードが4゜/
minとした。
粉末、(b)および(c)はそれぞれ実施例1および2
において調製したオキシ水酸化ニッケルである。
二硫酸ナトリウムで処理するほかは実施例1と同様にし
て作製した生成物CのX線回折パターンを(d)に示し
た。
キシ水酸化ニッケルのほかに未反応の水酸化ニッケルが
残存しており、反応収率が低いことがわかる。これは、
酸化剤として用いているペルオキソ二硫酸塩によるアル
カリ水溶液の酸化反応が、副反応として主反応を阻害し
ていることも原因の一つであると推察できる。
するオキシ水酸化ニッケルに含まれるアルカリ金属カチ
オンの量を、それぞれイオンクロマトグラフィーによっ
て定量した。
ケル(b)および(c)では、アルカリ金属カチオンは
ほとんど検出されなかったが、(d)の場合、不純物と
してナトリウムイオンの存在が確認された。これらのオ
キシ水酸化ニッケルは、全て同じ条件で洗浄をおこなっ
ているため、結晶構造内にナトリウムイオンが固定され
ているものと考えられる。
質の原料として用いたとき、リチウムイオンや水素イオ
ンの拡散経路を阻害して電気化学特性の低下を引き起こ
す要因となるため、このような不純物を含まない、高純
度のβ−オキシ水酸化ニッケルを電池活物質として使用
することが好ましいといえる。
活物質用オキシ水酸化ニッケル(b)および(c)で
は、いずれも高純度のβ−オキシ水酸化ニッケルであ
り、電気化学特性に優れた電池を作製することができ
る。
のようにした。正極活物質として、実施例1および2で
得られたオキシ水酸化ニッケルに導電材として金属ニッ
ケルを5wt%、結着剤としてカルボキシメチルセルロ
ースを5wt%それぞれ混合し、水を添加してペースト
状にして集電体であるニッケル網に塗布した後、100
℃で乾燥し、大きさが25mm×25mmの正極板を製
作した。
ニッケル板2枚と、電解液に5Mの水酸化カリウム水溶
液300mlを用いて試験電池を製作した。正極の電位
測定には、水銀/酸化水銀の基準電極を用いた。
2の電流密度(10時間率)で16時間充電した後、同
じ電流密度で0Vまで放電をおこなった。
びBの放電特性を第2図に示す。比較用の従来例とし
て、第1図(d)で示されるX線回折パターンを有する
オキシ水酸化ニッケルを用い、同様な方法で製作した従
来正極板Cの場合のものも合わせて示す。
容量を比較すると、従来法による活物質では約250m
Ah/g、本発明による活物質では約290mAh/g
と、本発明によるオキシ水酸化ニッケルを備えた正極板
は、電気化学的な特性に優れていることがわかる。さら
に、同一条件で充放電サイクル試験を行い、初期容量に
対する300サイクル目の容量保持率を比較したとこ
ろ、Aでは80%、Bでは90%、Cでは60%とな
り、本発明によるオキシ水酸化ニッケルを用いた電池で
はサイクル特性にも優れていることが示された。
ニッケル亜鉛蓄電池およびニッケル水素蓄電池などに用
いられる、アルカリ電池用正極活物質オキシ水酸化ニッ
ケルの製造方法の、製造条件の改善に関するものであ
り、 コバルトの含有量が90mol%{(Co/(N
i+Co)}未満である水酸化ニッケルとオゾン又は/
及び酸素とをアルカリ性溶液中で処理する工程を備えた
ことを特徴とするものである。
ニッケルは、不純物を含まず、高純度であるため、放電
容量および充放電サイクル特性にすぐれたアルカリ電池
を提供することができる。
キシ水酸化ニッケルは、結晶構造内のNiO6層の層間
にナトリウムなどのアルカリ金属が固定されている相を
含まない、高純度のβ−オキシ水酸化ニッケルであるた
め、このオキシ水酸化ニッケルをアルカリ電池活物質と
して用いたとき、不純物をほとんど含まないために充放
電にともなう容量低下が極めて少ない、すぐれた電気化
学的特性を示す。
である。
正極板Cの放電特性を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 コバルトの含有量が90mol%{(C
o/(Ni+Co)}未満である水酸化ニッケルとオゾ
ン又は/及び酸素とをアルカリ性溶液中で処理する工程
を備えたアルカリ電池用正極活物質の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9099755A JPH10284075A (ja) | 1997-04-01 | 1997-04-01 | アルカリ電池用正極活物質の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9099755A JPH10284075A (ja) | 1997-04-01 | 1997-04-01 | アルカリ電池用正極活物質の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10284075A true JPH10284075A (ja) | 1998-10-23 |
Family
ID=14255810
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9099755A Withdrawn JPH10284075A (ja) | 1997-04-01 | 1997-04-01 | アルカリ電池用正極活物質の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10284075A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2003123747A (ja) * | 2001-10-17 | 2003-04-25 | Sony Corp | アルカリ亜鉛電池 |
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JP2010238671A (ja) * | 2010-06-15 | 2010-10-21 | Sony Corp | アルカリ亜鉛電池 |
-
1997
- 1997-04-01 JP JP9099755A patent/JPH10284075A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
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