JPH11111284A - 二重構造の水酸化ニッケル活物質及びこれを用いたニッケル陽極 - Google Patents
二重構造の水酸化ニッケル活物質及びこれを用いたニッケル陽極Info
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- JPH11111284A JPH11111284A JP10133132A JP13313298A JPH11111284A JP H11111284 A JPH11111284 A JP H11111284A JP 10133132 A JP10133132 A JP 10133132A JP 13313298 A JP13313298 A JP 13313298A JP H11111284 A JPH11111284 A JP H11111284A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 活物質の添加剤による効果を増大させなが
ら、添加剤の添加量を減少させ、活物質表面の伝導性の
向上させて、及び電池の電圧が増加させると同時に活物
質の理論容量の低下を減少させることの可能な水酸化ニ
ッケル陽極活物質及びこれを利用した物性の優れたペー
スト式ニッケル陽極を製造することを目的とする。 【解決手段】 低濃度の添加剤が含まれた水酸化ニッケ
ルコアと、前記水酸化ニッケルコアの外部に形成された
高濃度の添加剤が含まれた水酸化ニッケル外層よりなる
二重構造の水酸化ニッケル活物質を提供する。
ら、添加剤の添加量を減少させ、活物質表面の伝導性の
向上させて、及び電池の電圧が増加させると同時に活物
質の理論容量の低下を減少させることの可能な水酸化ニ
ッケル陽極活物質及びこれを利用した物性の優れたペー
スト式ニッケル陽極を製造することを目的とする。 【解決手段】 低濃度の添加剤が含まれた水酸化ニッケ
ルコアと、前記水酸化ニッケルコアの外部に形成された
高濃度の添加剤が含まれた水酸化ニッケル外層よりなる
二重構造の水酸化ニッケル活物質を提供する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はアルカリ電池用ペー
スト式水酸化ニッケル活物質及びこれを利用したニッケ
ル陽極に関するもので、より詳しくはコバルト、亜鉛な
どの活物質添加剤が含まれた高密度水酸化ニッケルにお
いて、内部と外部の物性が全く違う高密度の二重構造の
水酸化ニッケル活物質と、これを利用したニッケル陽極
に関する。
スト式水酸化ニッケル活物質及びこれを利用したニッケ
ル陽極に関するもので、より詳しくはコバルト、亜鉛な
どの活物質添加剤が含まれた高密度水酸化ニッケルにお
いて、内部と外部の物性が全く違う高密度の二重構造の
水酸化ニッケル活物質と、これを利用したニッケル陽極
に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、カメラ、ビデオカメラ、携帯用Ｃ
Ｄプレーヤー、携帯用ラジオ／録音再生機、ノートブッ
クコンピュータ、無線呼出機または携帯用電話機などの
各種携帯用電子機器が普及しており、これらにエネルギ
ーを供給する電池の高容量化及び長寿命化技術が必要と
なった。特にこれら機器がさらに小型化、軽量化、高性
能化されることによって高エネルギー密度の高性能の電
池が要求されている。
Ｄプレーヤー、携帯用ラジオ／録音再生機、ノートブッ
クコンピュータ、無線呼出機または携帯用電話機などの
各種携帯用電子機器が普及しており、これらにエネルギ
ーを供給する電池の高容量化及び長寿命化技術が必要と
なった。特にこれら機器がさらに小型化、軽量化、高性
能化されることによって高エネルギー密度の高性能の電
池が要求されている。
【０００３】かかる要求に応じる２次電池としてニッケ
ル−金属水素化物電池、ニッケル−鉄電池、ニッケル−
亜鉛電池などが開発されているが、かかる電池は各々金
属水素化物、鉄、亜鉛などを使用するもので、理論容量
が既存のニッケル−カドミウム電池に比べてかなり大き
く、公害が少ないので活発な研究が行われている。これ
らの電池では陽極物質として、既存のニッケル−カドミ
ウム電池と同一のニッケル陽極を活用しているが、実用
化のためにはニッケル陽極の高容量化が望まれる。新し
い高容量の陰極活物質の使用に従う電池の高容量化に応
ずるために電池の製造技術に伴って陽極活物質の製造技
術の確保が必要である。
ル−金属水素化物電池、ニッケル−鉄電池、ニッケル−
亜鉛電池などが開発されているが、かかる電池は各々金
属水素化物、鉄、亜鉛などを使用するもので、理論容量
が既存のニッケル−カドミウム電池に比べてかなり大き
く、公害が少ないので活発な研究が行われている。これ
らの電池では陽極物質として、既存のニッケル−カドミ
ウム電池と同一のニッケル陽極を活用しているが、実用
化のためにはニッケル陽極の高容量化が望まれる。新し
い高容量の陰極活物質の使用に従う電池の高容量化に応
ずるために電池の製造技術に伴って陽極活物質の製造技
術の確保が必要である。
【０００４】前記ニッケル系電池の陽極活物質として使
用される水酸化ニッケルの物性は、製造方法によって大
きく異なる。一般的に水酸化ニッケルはニッケル塩と水
酸化物塩を混合した後、少量の水を加える中和法により
製造する。この中和法で製造された水酸化ニッケルは粒
子の大きさが１〜数百μmほどに粗大なので粉砕して使
用しなければならない。しかし、粉砕すると粒子が不規
則となり密度が低くなるので電池用としては不適合であ
る。また水溶液で中和する場合に、反応速度が大きいた
めに微細で低密度の粒子となる。そのため、濾過または
水洗に長時間かかる。さらに、乾燥する前の粒子表面の
含水率が高いため、ペースト製造時に高密度充填が困難
であり、電極の活物質の脱落が顕著となる。
用される水酸化ニッケルの物性は、製造方法によって大
きく異なる。一般的に水酸化ニッケルはニッケル塩と水
酸化物塩を混合した後、少量の水を加える中和法により
製造する。この中和法で製造された水酸化ニッケルは粒
子の大きさが１〜数百μmほどに粗大なので粉砕して使
用しなければならない。しかし、粉砕すると粒子が不規
則となり密度が低くなるので電池用としては不適合であ
る。また水溶液で中和する場合に、反応速度が大きいた
めに微細で低密度の粒子となる。そのため、濾過または
水洗に長時間かかる。さらに、乾燥する前の粒子表面の
含水率が高いため、ペースト製造時に高密度充填が困難
であり、電極の活物質の脱落が顕著となる。
【０００５】ペースト式ニッケル陽極に使用される水酸
化ニッケルは高密度であって、粒子形状が球形で、粒度
分布が狭いものが好ましい。電池用水酸化ニッケルは、
見かけ密度が１．６〜１．８ｇ／ｃｍ3、タップ密度が
２．０〜２．１ｇ／ｃｍ3程、粒子の大きさは５〜４０
μｍほどが好ましい。
化ニッケルは高密度であって、粒子形状が球形で、粒度
分布が狭いものが好ましい。電池用水酸化ニッケルは、
見かけ密度が１．６〜１．８ｇ／ｃｍ3、タップ密度が
２．０〜２．１ｇ／ｃｍ3程、粒子の大きさは５〜４０
μｍほどが好ましい。
【０００６】かかる性質を有する水酸化ニッケルを使用
すれば、ペーストの流動性が優れていて、充電性がよ
く、活物質の利用率及び放電特性が向上するため、優れ
た性能を有するニッケル陽極の製造が可能となる。しか
し、前記高密度の球形水酸化ニッケルを製造するために
は、水酸化ニッケルを徐々に成長させながら製造しなけ
ればならない。そのため、ニッケルイオンとアンモニア
との錯イオンを形成させた後に中和させ、溶液の温度を
上げてニッケルアンモニウム錯イオンを分解させながら
水酸化ニッケルを製造する方法を利用している。かかる
方法で製造された水酸化ニッケルは、密度は高いが反応
速度または粒度の制御が難しく、反応中溶液の組成及び
ｐＨ変化が激しいために連続的に製造することは難し
い。
すれば、ペーストの流動性が優れていて、充電性がよ
く、活物質の利用率及び放電特性が向上するため、優れ
た性能を有するニッケル陽極の製造が可能となる。しか
し、前記高密度の球形水酸化ニッケルを製造するために
は、水酸化ニッケルを徐々に成長させながら製造しなけ
ればならない。そのため、ニッケルイオンとアンモニア
との錯イオンを形成させた後に中和させ、溶液の温度を
上げてニッケルアンモニウム錯イオンを分解させながら
水酸化ニッケルを製造する方法を利用している。かかる
方法で製造された水酸化ニッケルは、密度は高いが反応
速度または粒度の制御が難しく、反応中溶液の組成及び
ｐＨ変化が激しいために連続的に製造することは難し
い。
【０００７】一方、ペースト式ニッケル陽極で電極熱化
の主な要因は、充電時β−ＮｉＯＯＨが低密度γ−Ｎｉ
ＯＯＨへ変化する過程で起こる電極膨張現象が知られて
いる。かかる電極の膨張により活物質が脱落し導電性が
悪化するため、電極の寿命及び利用率が急激に低下す
る。かかる低密度γ−ＮｉＯＯＨの生成は、緻密な結晶
構造を有する高密度水酸化ニッケルによるものと知られ
ている。高密度であるため内部の細孔が少なく、電極反
応時に水素イオンの移動が円滑に行われない。また、充
電する際に高い過電圧が要求されるので、既に充電され
た状態であるβ−ＮｉＯＯＨが酸化し続けながら一層高
い酸化状態である低密度γ−ＮｉＯＯＨに変化する。低
密度γ−ＮｉＯＯＨが生成すると、活物質の嵩の膨張に
より電極の膨張が起こる。充放電が反復されるに従い活
物質の脱落が発生し、嵩が変化することにより導電性が
悪化して容量の急激な減少が起こる。かかる現象は高率
充放電時に一層激しく起こる。
の主な要因は、充電時β−ＮｉＯＯＨが低密度γ−Ｎｉ
ＯＯＨへ変化する過程で起こる電極膨張現象が知られて
いる。かかる電極の膨張により活物質が脱落し導電性が
悪化するため、電極の寿命及び利用率が急激に低下す
る。かかる低密度γ−ＮｉＯＯＨの生成は、緻密な結晶
構造を有する高密度水酸化ニッケルによるものと知られ
ている。高密度であるため内部の細孔が少なく、電極反
応時に水素イオンの移動が円滑に行われない。また、充
電する際に高い過電圧が要求されるので、既に充電され
た状態であるβ−ＮｉＯＯＨが酸化し続けながら一層高
い酸化状態である低密度γ−ＮｉＯＯＨに変化する。低
密度γ−ＮｉＯＯＨが生成すると、活物質の嵩の膨張に
より電極の膨張が起こる。充放電が反復されるに従い活
物質の脱落が発生し、嵩が変化することにより導電性が
悪化して容量の急激な減少が起こる。かかる現象は高率
充放電時に一層激しく起こる。
【０００８】水酸化ニッケルにコバルト、カドミウム、
亜鉛などの元素を添加する方法は低密度γ−ＮｉＯＯＨ
の生成抑制に効果的であると報告されている。これはニ
ッケルの一部をこれら元素で置換することにより、格子
の変形を起こして充放電時に水素イオンの移動を円滑に
し、過電圧を低めるためである。
亜鉛などの元素を添加する方法は低密度γ−ＮｉＯＯＨ
の生成抑制に効果的であると報告されている。これはニ
ッケルの一部をこれら元素で置換することにより、格子
の変形を起こして充放電時に水素イオンの移動を円滑に
し、過電圧を低めるためである。
【０００９】かかるようにコバルト、亜鉛などの添加剤
を水酸化ニッケルに添加すると、水酸化ニッケルの高率
充放電特性が向上する。
を水酸化ニッケルに添加すると、水酸化ニッケルの高率
充放電特性が向上する。
【００１０】しかし、コバルト、亜鉛などの添加剤が水
酸化ニッケル中のニッケルを置換することにより、水酸
化ニッケル中のニッケルの含量が低くなって活物質の理
論容量を低下させるという問題が生じている。
酸化ニッケル中のニッケルを置換することにより、水酸
化ニッケル中のニッケルの含量が低くなって活物質の理
論容量を低下させるという問題が生じている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明はこれ
らの問題を解決するために、活物質の添加剤による効果
を増大させながら、添加剤の添加量を減少させ、活物質
表面の伝導性の向上させて、及び電池の電圧が増加させ
ると同時に活物質の理論容量の低下を減少させることの
可能な水酸化ニッケル陽極活物質及びこれを利用した物
性の優れたペースト式ニッケル陽極を製造することを目
的とする。
らの問題を解決するために、活物質の添加剤による効果
を増大させながら、添加剤の添加量を減少させ、活物質
表面の伝導性の向上させて、及び電池の電圧が増加させ
ると同時に活物質の理論容量の低下を減少させることの
可能な水酸化ニッケル陽極活物質及びこれを利用した物
性の優れたペースト式ニッケル陽極を製造することを目
的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、低濃度の添加
剤を含む水酸化ニッケルコアと、前記水酸化ニッケルコ
アの外部に形成されて高濃度の添加剤を含む水酸化ニッ
ケル外層とを備える二重構造の水酸化ニッケル活物質を
提供する。
剤を含む水酸化ニッケルコアと、前記水酸化ニッケルコ
アの外部に形成されて高濃度の添加剤を含む水酸化ニッ
ケル外層とを備える二重構造の水酸化ニッケル活物質を
提供する。
【００１３】さらに、本発明は、添加剤がコバルト、カ
ドミウム、亜鉛、カルシウム、マグネシウム及びホウ素
よりなる群から選択される二重構造の水酸化ニッケル活
物質を提供する。
ドミウム、亜鉛、カルシウム、マグネシウム及びホウ素
よりなる群から選択される二重構造の水酸化ニッケル活
物質を提供する。
【００１４】さらに、本発明は、添加剤がコバルトであ
る二重構造の水酸化ニッケル活物質を提供する。さら
に、本発明は、コアに含まれたコバルトの量が０．５〜
２．０重量％であり、外層に含められたコバルトの量が
１０〜５０重量％である二重構造の水酸化ニッケル活物
質を提供する。
る二重構造の水酸化ニッケル活物質を提供する。さら
に、本発明は、コアに含まれたコバルトの量が０．５〜
２．０重量％であり、外層に含められたコバルトの量が
１０〜５０重量％である二重構造の水酸化ニッケル活物
質を提供する。
【００１５】さらに、本発明は、水酸化ニッケルの全体
に対する添加剤の量が１．０〜５．０重量％である二重
構造の水酸化ニッケル活物質を提供する。さらに、本発
明は、コアは、外層の見かけ密度より高い見かけ密度を
有する二重構造の水酸化ニッケル活物質を提供する。
に対する添加剤の量が１．０〜５．０重量％である二重
構造の水酸化ニッケル活物質を提供する。さらに、本発
明は、コアは、外層の見かけ密度より高い見かけ密度を
有する二重構造の水酸化ニッケル活物質を提供する。
【００１６】さらに、本発明は、コアは、外層のタップ
密度より高いタップ密度を有する二重構造の水酸化ニッ
ケル活物質を提供する。さらに、本発明は、コアの直径
が１〜１５μmである二重構造の水酸化ニッケル活物質
を提供する。
密度より高いタップ密度を有する二重構造の水酸化ニッ
ケル活物質を提供する。さらに、本発明は、コアの直径
が１〜１５μmである二重構造の水酸化ニッケル活物質
を提供する。
【００１７】さらに、本発明は、外層の厚さが０μmよ
り大きく、１０μm以下である二重構造の水酸化ニッケ
ル活物質を提供する。さらに、本発明は、集電板、前記
集電板の少なくとも一面にコーティングされる二重構造
水酸化ニッケル活物質で構成されたニッケル陽極を提供
する。
り大きく、１０μm以下である二重構造の水酸化ニッケ
ル活物質を提供する。さらに、本発明は、集電板、前記
集電板の少なくとも一面にコーティングされる二重構造
水酸化ニッケル活物質で構成されたニッケル陽極を提供
する。
【００１８】さらに、本発明は、コア層に共沈された添
加剤の量は０．５〜４．０重量％であり、最も好ましく
は０．５〜２．０重量％である。また、外層に共沈され
た添加剤の量は１０〜８０重量％であり、最も好ましく
は１０〜５０重量％が適当なのでコアと外層内の添加剤
の量の差は５倍ないし１００倍に達する二重構造の水酸
化ニッケル活物質を提供する。
加剤の量は０．５〜４．０重量％であり、最も好ましく
は０．５〜２．０重量％である。また、外層に共沈され
た添加剤の量は１０〜８０重量％であり、最も好ましく
は１０〜５０重量％が適当なのでコアと外層内の添加剤
の量の差は５倍ないし１００倍に達する二重構造の水酸
化ニッケル活物質を提供する。
【００１９】さらに、本発明は、見かけ密度、タップ密
度はコアが外層より各々さらに大きい二重構造の水酸化
ニッケル活物質を提供する。さらに、本発明は、水酸化
ニッケルコアの直径は１ないし３０μｍであり、好まし
くは１ないし１５μｍであり、外層の厚さは０μmより
大きく、１０μｍ以下であり、最も好ましくは１μｍ〜
８μｍである二重構造の水酸化ニッケル活物質を提供す
る。
度はコアが外層より各々さらに大きい二重構造の水酸化
ニッケル活物質を提供する。さらに、本発明は、水酸化
ニッケルコアの直径は１ないし３０μｍであり、好まし
くは１ないし１５μｍであり、外層の厚さは０μmより
大きく、１０μｍ以下であり、最も好ましくは１μｍ〜
８μｍである二重構造の水酸化ニッケル活物質を提供す
る。
【００２０】さらに、本発明は、水酸化ニッケル活物質
中の添加剤の量は１．０〜５０重量％である二重構造の
水酸化ニッケル活物質を提供する。
中の添加剤の量は１．０〜５０重量％である二重構造の
水酸化ニッケル活物質を提供する。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、前記二重構造水酸化ニッケ
ルを得るための一例である２段階の連続工程を、添付図
面である図１により具体的に説明する。
ルを得るための一例である２段階の連続工程を、添付図
面である図１により具体的に説明する。
【００２２】硫酸ニッケル溶液１とアンモニア水２と
を、温度調節器８により一定の温度が維持された噴射管
３に一定比率で連続供給し、これらを混合しながら１段
階反応槽９に噴射する。次に、噴射された混合溶液４を
温度調節器８により一定の温度に維持し、１段階反応槽
９に連続的に供給される水酸化ナトリウム溶液６と、撹
拌器５で撹拌しながら反応させて水酸化ニッケル１０を
製造する。この時、水酸化ナトリウム溶液６の供給はｐ
Ｈ調節器７により自動的に調節され、反応中は溶液を常
に一定のｐＨに維持するようにする。次に、１段階反応
槽で排出された水酸化ニッケル１０とこれを含む溶液と
を２段階反応槽１９に自動投入しながら、前記１段階工
程の方法と同一の方法により硫酸ニッケル溶液１１とア
ンモニア水１２を温度調節器１８により一定温度を維持
しながら、噴射管１３に連続的に一定比率で供給して、
これを混合しながら２段階反応槽１９に噴射する。噴射
された混合溶液１４を、温度調節器１８により一定の温
度が維持される２段階反応槽１９に連続的に供給される
水酸化ナトリウム溶液１６と撹拌器１５により撹拌しな
がら反応させる。この結果として、１段階で製造した水
酸化ニッケル１０の表面に、物性が全く異なる水酸化ニ
ッケル層を生成させて二重構造水酸化ニッケル２０を製
造し、これを連続的に排出する。この時、水酸化ナトリ
ウム溶液１６の供給はｐＨ調節器１７により自動的に調
節されて、反応中に溶液はいつも一定のｐＨを維持す
る。
を、温度調節器８により一定の温度が維持された噴射管
３に一定比率で連続供給し、これらを混合しながら１段
階反応槽９に噴射する。次に、噴射された混合溶液４を
温度調節器８により一定の温度に維持し、１段階反応槽
９に連続的に供給される水酸化ナトリウム溶液６と、撹
拌器５で撹拌しながら反応させて水酸化ニッケル１０を
製造する。この時、水酸化ナトリウム溶液６の供給はｐ
Ｈ調節器７により自動的に調節され、反応中は溶液を常
に一定のｐＨに維持するようにする。次に、１段階反応
槽で排出された水酸化ニッケル１０とこれを含む溶液と
を２段階反応槽１９に自動投入しながら、前記１段階工
程の方法と同一の方法により硫酸ニッケル溶液１１とア
ンモニア水１２を温度調節器１８により一定温度を維持
しながら、噴射管１３に連続的に一定比率で供給して、
これを混合しながら２段階反応槽１９に噴射する。噴射
された混合溶液１４を、温度調節器１８により一定の温
度が維持される２段階反応槽１９に連続的に供給される
水酸化ナトリウム溶液１６と撹拌器１５により撹拌しな
がら反応させる。この結果として、１段階で製造した水
酸化ニッケル１０の表面に、物性が全く異なる水酸化ニ
ッケル層を生成させて二重構造水酸化ニッケル２０を製
造し、これを連続的に排出する。この時、水酸化ナトリ
ウム溶液１６の供給はｐＨ調節器１７により自動的に調
節されて、反応中に溶液はいつも一定のｐＨを維持す
る。
【００２３】工程中１段階での硫酸ニッケル溶液１と、
２段階での硫酸ニッケル溶液１１とは、各々硫酸ニッケ
ルを主成分としながらコバルト、カドミウム、亜鉛、カ
ルシウム、マグネシウムのような２価金属元素とホウ素
のような非金属元素を各々またはこれらの中で一つ以上
を含むんでいるが、各段階でのこれらの添加量は異な
る。
２段階での硫酸ニッケル溶液１１とは、各々硫酸ニッケ
ルを主成分としながらコバルト、カドミウム、亜鉛、カ
ルシウム、マグネシウムのような２価金属元素とホウ素
のような非金属元素を各々またはこれらの中で一つ以上
を含むんでいるが、各段階でのこれらの添加量は異な
る。
【００２４】前記硫酸ニッケル溶液１、１１中ニッケル
の濃度は２．０〜２．８モル濃度が適当であるが、この
濃度より低い場合は溶液の処理量が多すぎるし、この濃
度より高いと硫酸ニッケル塩の沈澱が起こりやすくな
る。また、添加剤は、コバルト、カドミウム、亜鉛、カ
ルシウム、マグネシウムのような２価金属元素とホウ素
のような非金属元素とから選択され、１段階の硫酸ニッ
ケル溶液に添加される添加剤は、０．０２〜０．２モル
濃度が好ましく、２段階の硫酸ニッケル溶液１１に添加
される添加剤は０．０２〜２．８モル濃度が好ましい。
添加量がこの範囲を外れると、高率充放電特性と高容量
を同時に有する陽極活物質を製造することができない。
ここで前記第２段階硫酸ニッケル溶液１１に添加される
添加剤の量は前記第１段階の硫酸ニッケル溶液１１に添
加される添加剤の量より多いことが好ましい。
の濃度は２．０〜２．８モル濃度が適当であるが、この
濃度より低い場合は溶液の処理量が多すぎるし、この濃
度より高いと硫酸ニッケル塩の沈澱が起こりやすくな
る。また、添加剤は、コバルト、カドミウム、亜鉛、カ
ルシウム、マグネシウムのような２価金属元素とホウ素
のような非金属元素とから選択され、１段階の硫酸ニッ
ケル溶液に添加される添加剤は、０．０２〜０．２モル
濃度が好ましく、２段階の硫酸ニッケル溶液１１に添加
される添加剤は０．０２〜２．８モル濃度が好ましい。
添加量がこの範囲を外れると、高率充放電特性と高容量
を同時に有する陽極活物質を製造することができない。
ここで前記第２段階硫酸ニッケル溶液１１に添加される
添加剤の量は前記第１段階の硫酸ニッケル溶液１１に添
加される添加剤の量より多いことが好ましい。
【００２５】前記方法で製造された二重構造の高密度水
酸化ニッケルは、見かけ密度が１．５５〜１．８ｇ／ｃ
ｍ3、タップ密度が２．０〜２．３ｇ／ｃｍ3である高密
度粉末であるため、ニッケル陽極を製造する際に充填量
を増加させることができる。また、球形粒子であるた
め、流動性及び充填性を向上させ、電極の容量が均質化
するなど、高容量のニッケル陽極を製造することができ
た。なお、各種添加剤により利用率が増大し、高温性能
及び高率充放電特性などが向上した優れたニッケル陽極
を製造することができるので、ニッケル−金属水素化物
電池、ニッケル−カドミウム電池、ニッケル−鉄電池、
ニッケル−亜鉛電池などのニッケル陽極を備える２次電
池を使用するあらゆる産業分野において有用である。
酸化ニッケルは、見かけ密度が１．５５〜１．８ｇ／ｃ
ｍ3、タップ密度が２．０〜２．３ｇ／ｃｍ3である高密
度粉末であるため、ニッケル陽極を製造する際に充填量
を増加させることができる。また、球形粒子であるた
め、流動性及び充填性を向上させ、電極の容量が均質化
するなど、高容量のニッケル陽極を製造することができ
た。なお、各種添加剤により利用率が増大し、高温性能
及び高率充放電特性などが向上した優れたニッケル陽極
を製造することができるので、ニッケル−金属水素化物
電池、ニッケル−カドミウム電池、ニッケル−鉄電池、
ニッケル−亜鉛電池などのニッケル陽極を備える２次電
池を使用するあらゆる産業分野において有用である。
【００２６】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
【００２７】(実施例１) １段階工程：コバルトと亜鉛とを０．０５モル濃度で含
有する２．３モル濃度の硫酸ニッケル溶液と、１５モル
濃度のアンモニア水とを、ニッケル、コバルトおよび亜
鉛１モル当たりアンモニア０．５５モルの比率になるよ
うに連続供給して、５０℃に維持された噴射管内で混合
し続け、次に、この混合液を５０℃に維持される１段階
反応槽に噴射する。次に、この噴射液を６．０モル濃度
の水酸化ナトリウム溶液と反応させて水酸化ニッケルを
製造し、この時排出される水酸化ニッケル溶液は２段階
工程の反応槽に連続的に投入する。
有する２．３モル濃度の硫酸ニッケル溶液と、１５モル
濃度のアンモニア水とを、ニッケル、コバルトおよび亜
鉛１モル当たりアンモニア０．５５モルの比率になるよ
うに連続供給して、５０℃に維持された噴射管内で混合
し続け、次に、この混合液を５０℃に維持される１段階
反応槽に噴射する。次に、この噴射液を６．０モル濃度
の水酸化ナトリウム溶液と反応させて水酸化ニッケルを
製造し、この時排出される水酸化ニッケル溶液は２段階
工程の反応槽に連続的に投入する。
【００２８】２段階工程：０．３６モル、０．０５モル
濃度でコバルトと亜鉛とを各々含有した２．３モル濃度
の硫酸ニッケル溶液と、１５モル濃度のアンモニア水と
を、ニッケル、コバルトおよび亜鉛１モル当たりアンモ
ニア０．７５モルの比率になるように噴射管内で連続混
合し、５０℃に維持される反応槽に噴射して、外部の水
酸化ニッケル層のコバルト含量が高い二重構造水酸化ニ
ッケルを製造した。１段階と２段階での反応時間は各々
３時間、１０分であった。前記工程で得られた本発明の
水酸化ニッケルの物性は表１に示す通りである。
濃度でコバルトと亜鉛とを各々含有した２．３モル濃度
の硫酸ニッケル溶液と、１５モル濃度のアンモニア水と
を、ニッケル、コバルトおよび亜鉛１モル当たりアンモ
ニア０．７５モルの比率になるように噴射管内で連続混
合し、５０℃に維持される反応槽に噴射して、外部の水
酸化ニッケル層のコバルト含量が高い二重構造水酸化ニ
ッケルを製造した。１段階と２段階での反応時間は各々
３時間、１０分であった。前記工程で得られた本発明の
水酸化ニッケルの物性は表１に示す通りである。
【００２９】(実施例２) １段階工程：コバルトと亜鉛とを０．０５モル濃度で含
有する２．３モル濃度の硫酸ニッケル溶液と、１５モル
濃度のアンモニア水とを、ニッケル、コバルトおよび亜
鉛１モル当たりアンモニア０．５５モルの比率になるよ
うに連続的に供給して、５０℃に維持される噴射管内で
混合し続けて、この混合液を５０℃に維持される１段階
反応槽に噴射する。この噴射液を６．０モル濃度の水酸
化ナトリウム溶液と反応させて水酸化ニッケルを製造
し、この時排出される水酸化ニッケル溶液を２段階工程
の反応槽に連続的に投入する。
有する２．３モル濃度の硫酸ニッケル溶液と、１５モル
濃度のアンモニア水とを、ニッケル、コバルトおよび亜
鉛１モル当たりアンモニア０．５５モルの比率になるよ
うに連続的に供給して、５０℃に維持される噴射管内で
混合し続けて、この混合液を５０℃に維持される１段階
反応槽に噴射する。この噴射液を６．０モル濃度の水酸
化ナトリウム溶液と反応させて水酸化ニッケルを製造
し、この時排出される水酸化ニッケル溶液を２段階工程
の反応槽に連続的に投入する。
【００３０】２段階工程：コバルトと亜鉛が各々１．１
モル、０．０５モル濃度含有された２．３モル濃度の硫
酸ニッケル溶液と、１５モル濃度のアンモニア水とを、
ニッケル、コバルトおよび亜鉛１モル当たりアンモニア
０．７５モルの比率になるように噴射管内で混合して、
５０℃に維持される２段階反応槽に噴射しながら外部の
水酸化ニッケル層のコバルト含量が高い二重構造水酸化
ニッケルを製造した。１段階と２段階での反応時間は各
々３時間、１０分であった。前記工程で得られた本発明
の水酸化ニッケルの物性は表１に示す通りである。
モル、０．０５モル濃度含有された２．３モル濃度の硫
酸ニッケル溶液と、１５モル濃度のアンモニア水とを、
ニッケル、コバルトおよび亜鉛１モル当たりアンモニア
０．７５モルの比率になるように噴射管内で混合して、
５０℃に維持される２段階反応槽に噴射しながら外部の
水酸化ニッケル層のコバルト含量が高い二重構造水酸化
ニッケルを製造した。１段階と２段階での反応時間は各
々３時間、１０分であった。前記工程で得られた本発明
の水酸化ニッケルの物性は表１に示す通りである。
【００３１】(実施例３) １段階工程：コバルトと亜鉛とが０．０４モル濃度で含
有された２．５モル濃度の硫酸ニッケル溶液と、１５モ
ル濃度のアンモニア水とを、ニッケル、コバルトおよび
亜鉛１モル当たりアンモニア０．５５モルの比率になる
ようにで連続供給して５０℃に維持された噴射管内で混
合し続けて、この混合液を５０℃に維持される１段階反
応槽に噴射する。この噴射液を６．０モル濃度の水酸化
ナトリウム溶液と反応させて水酸化ニッケルを製造し、
この時排出される水酸化ニッケル溶液を２段階工程の反
応槽に連続的に投入する。
有された２．５モル濃度の硫酸ニッケル溶液と、１５モ
ル濃度のアンモニア水とを、ニッケル、コバルトおよび
亜鉛１モル当たりアンモニア０．５５モルの比率になる
ようにで連続供給して５０℃に維持された噴射管内で混
合し続けて、この混合液を５０℃に維持される１段階反
応槽に噴射する。この噴射液を６．０モル濃度の水酸化
ナトリウム溶液と反応させて水酸化ニッケルを製造し、
この時排出される水酸化ニッケル溶液を２段階工程の反
応槽に連続的に投入する。
【００３２】２段階工程：コバルトと亜鉛とが各々１．
１８モル、０．０４モル濃度で含有された２．５モル濃
度の硫酸ニッケル溶液と、１５モル濃度のアンモニア水
とを、ニッケル、コバルトおよび亜鉛１モル当たりアン
モニア０．８モルの比率になるように噴射管内で混合し
て、５０℃に維持される２段階反応槽に噴射しながら外
部の水酸化ニッケル層のコバルト含量が高い二重構造水
酸化ニッケルを製造した。１段階と２段階での反応時間
は各々３時間、１０分であった。前記工程で得られた水
酸化ニッケルの物性は表１に示す通りである。
１８モル、０．０４モル濃度で含有された２．５モル濃
度の硫酸ニッケル溶液と、１５モル濃度のアンモニア水
とを、ニッケル、コバルトおよび亜鉛１モル当たりアン
モニア０．８モルの比率になるように噴射管内で混合し
て、５０℃に維持される２段階反応槽に噴射しながら外
部の水酸化ニッケル層のコバルト含量が高い二重構造水
酸化ニッケルを製造した。１段階と２段階での反応時間
は各々３時間、１０分であった。前記工程で得られた水
酸化ニッケルの物性は表１に示す通りである。
【００３３】(実施例４) １段階工程：コバルトと亜鉛とが０．０４モル濃度で含
有された２．５モル濃度の硫酸ニッケル溶液と、１５モ
ル濃度のアンモニア水とを、ニッケル、コバルトおよび
亜鉛１モル当たりアンモニア０．６モルの比率になるよ
うに連続供給して、５０℃に維持された噴射管内で混合
し続けて、この混合液を５０℃に維持される１段階反応
槽に噴射した。この噴射液を６．０モル濃度の水酸化ナ
トリウム溶液と反応させて水酸化ニッケルを製造し、こ
の時排出される水酸化ニッケル溶液を２段階工程の反応
槽に連続的に投入した。
有された２．５モル濃度の硫酸ニッケル溶液と、１５モ
ル濃度のアンモニア水とを、ニッケル、コバルトおよび
亜鉛１モル当たりアンモニア０．６モルの比率になるよ
うに連続供給して、５０℃に維持された噴射管内で混合
し続けて、この混合液を５０℃に維持される１段階反応
槽に噴射した。この噴射液を６．０モル濃度の水酸化ナ
トリウム溶液と反応させて水酸化ニッケルを製造し、こ
の時排出される水酸化ニッケル溶液を２段階工程の反応
槽に連続的に投入した。
【００３４】２段階工程：コバルトと亜鉛とが各々２．
０モル、０．０４モル濃度で含有された２．５モル濃度
の硫酸ニッケル溶液と、１５モル濃度のアンモニア水と
を、ニッケル、コバルトおよび亜鉛１モル当たりアンモ
ニア０．８モルの比率になるように噴射管内で混合し
て、５０℃に維持される２段階反応槽に噴射しながら外
部の水酸化ニッケル層のコバルト含量が高い二重構造水
酸化ニッケルを製造した。１段階と２段階での反応時間
は各々３時間、１０分であった。前記工程で得られた水
酸化ニッケルの物性は表１に示す通りである。
０モル、０．０４モル濃度で含有された２．５モル濃度
の硫酸ニッケル溶液と、１５モル濃度のアンモニア水と
を、ニッケル、コバルトおよび亜鉛１モル当たりアンモ
ニア０．８モルの比率になるように噴射管内で混合し
て、５０℃に維持される２段階反応槽に噴射しながら外
部の水酸化ニッケル層のコバルト含量が高い二重構造水
酸化ニッケルを製造した。１段階と２段階での反応時間
は各々３時間、１０分であった。前記工程で得られた水
酸化ニッケルの物性は表１に示す通りである。
【００３５】
【表１】 また、本発明は、前記水酸化ニッケル活物質を利用して
集電板の少なくとも一面にコーティングすることにより
ニッケル系電池に適用できるペースト式ニッケル陽極に
適用することもできる。
集電板の少なくとも一面にコーティングすることにより
ニッケル系電池に適用できるペースト式ニッケル陽極に
適用することもできる。
【００３６】
【発明の効果】前記多様な実施例により制作された二重
構造水酸化ニッケルは、見かけ密度が１．６〜１．８ｇ
/ｃｍ3、タップ密度が２．０〜２．３ｇ/ｃｍ3である高
密度の粉末で、ニッケル陽極の製造時に充填量が増加
し、球形粒子であるため流動性及び充填性が向上した電
極の容量が均質化した高容量のニッケル陽極を製造する
ことができる。また、各種添加剤により利用率の増大、
高温性能の向上及び充放電特性などの向上した優れたニ
ッケル陽極を製造することにより、ニッケル−金属水素
化物電池、ニッケル−カドミウム電池、ニッケル−鉄電
池、ニッケル−亜鉛電池など、ニッケル陽極を使う２次
電池を提供することができ、電池を使用するあらゆる産
業分野において有用である。
構造水酸化ニッケルは、見かけ密度が１．６〜１．８ｇ
/ｃｍ3、タップ密度が２．０〜２．３ｇ/ｃｍ3である高
密度の粉末で、ニッケル陽極の製造時に充填量が増加
し、球形粒子であるため流動性及び充填性が向上した電
極の容量が均質化した高容量のニッケル陽極を製造する
ことができる。また、各種添加剤により利用率の増大、
高温性能の向上及び充放電特性などの向上した優れたニ
ッケル陽極を製造することにより、ニッケル−金属水素
化物電池、ニッケル−カドミウム電池、ニッケル−鉄電
池、ニッケル−亜鉛電池など、ニッケル陽極を使う２次
電池を提供することができ、電池を使用するあらゆる産
業分野において有用である。
【図１】本発明の水酸化ニッケル活物質を得るための工
程を表す概略図である。
程を表す概略図である。
３、１３：噴射管 ５、１５：撹拌器 ７、１７：ｐＨ調節器 ８、１８：温度調節器 ９、１９：反応槽
Claims (10)
- 【請求項１】 低濃度の添加剤を含む水酸化ニッケルコ
アと、前記水酸化ニッケルコアの外部に形成されて高濃
度の添加剤を含む水酸化ニッケル外層とを備える二重構
造の水酸化ニッケル活物質。 - 【請求項２】 前記添加剤がコバルト、カドミウム、亜
鉛、カルシウム、マグネシウム及びホウ素よりなる群か
ら選択される請求項１に記載の二重構造の水酸化ニッケ
ル活物質。 - 【請求項３】 前記添加剤がコバルトである請求項２に
記載の二重構造の水酸化ニッケル活物質。 - 【請求項４】 前記コアに含まれるコバルトの量が０．
５〜２．０重量％であり、前記外層に含まれたコバルト
の量が１０〜５０重量％である請求項３に記載の二重構
造の水酸化ニッケル活物質。 - 【請求項５】 前記水酸化ニッケルの全体に対する前記
添加剤の量が１．０〜５．０重量％である請求項１に記
載の二重構造の水酸化ニッケル活物質。 - 【請求項６】 前記コアは、前記外層の見かけ密度より
高い見かけ密度を有する請求項１に記載の二重構造の水
酸化ニッケル活物質。 - 【請求項７】 前記コアは、前記外層のタップ密度より
高いタップ密度を有する請求項１に記載の二重構造の水
酸化ニッケル活物質。 - 【請求項８】 前記コアの直径が１〜１５μmである請
求項１に記載の二重構造の水酸化ニッケル活物質。 - 【請求項９】 前記外層の厚さが０μmより大きく、１
０μm以下である請求項１に記載の二重構造の水酸化ニ
ッケル活物質。 - 【請求項１０】 集電板、前記集電板の少なくとも一面
にコーティングされる請求項１の二重構造水酸化ニッケ
ル活物質で構成されたニッケル陽極。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019970046715A KR100241594B1 (ko) | 1997-09-11 | 1997-09-11 | 이중구조 수산화니켈 활물질 및 이를 이용한 니켈양극 |
| KR1997-46715 | 1997-09-11 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11111284A true JPH11111284A (ja) | 1999-04-23 |
Family
ID=19521150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10133132A Pending JPH11111284A (ja) | 1997-09-11 | 1998-05-15 | 二重構造の水酸化ニッケル活物質及びこれを用いたニッケル陽極 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11111284A (ja) |
| KR (1) | KR100241594B1 (ja) |
| DE (1) | DE19823128A1 (ja) |
| GB (1) | GB2329179A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100423329C (zh) * | 2004-03-01 | 2008-10-01 | 长沙矿冶研究院 | 球形氢氧化镍表面修饰方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2198845C2 (ru) * | 2001-02-23 | 2003-02-20 | Открытое акционерное общество "Чепецкий механический завод" | Гидрат закиси никеля |
| CN102945964A (zh) * | 2012-11-23 | 2013-02-27 | 湖南丰日电源电气股份有限公司 | 引晶工艺生产掺杂态α-氢氧化镍正极材料的方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5700596A (en) * | 1991-07-08 | 1997-12-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Nickel hydroxide active material powder and nickel positive electrode and alkali storage battery using them |
| US5861225A (en) * | 1992-11-12 | 1999-01-19 | Ovonic Battery Company, Inc. | Nickel battery electrode having multiple composition nickel hydroxide active materials |
-
1997
- 1997-09-11 KR KR1019970046715A patent/KR100241594B1/ko not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-05-15 JP JP10133132A patent/JPH11111284A/ja active Pending
- 1998-05-23 DE DE19823128A patent/DE19823128A1/de not_active Ceased
- 1998-06-04 GB GB9812053A patent/GB2329179A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100423329C (zh) * | 2004-03-01 | 2008-10-01 | 长沙矿冶研究院 | 球形氢氧化镍表面修饰方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19823128A1 (de) | 1999-03-18 |
| KR100241594B1 (ko) | 2000-02-01 |
| GB2329179A (en) | 1999-03-17 |
| KR19990025183A (ko) | 1999-04-06 |
| GB9812053D0 (en) | 1998-08-05 |
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