JPS5814465A - カドミウム負極の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はカドミウム負極の製造法に係り、高率放電特性
、サイクル寿命特性、ガス吸収特性などの電池性能の改
善を図ることを目的とする。

カドミウム負極の製造法には大別すると、焼結式、プレ
ス式、ペースト式の３種類がある。焼結式はニッケル粉
末を焼結して得た多孔性焼結基板の細孔中に活物質を充
填したもので、高率放電特性にすぐれるが、製造工程が
煩雑であるため高価になるという欠点を有する。プレス
式は活物質粉末に導電剤を混合したのち、所定形状にプ
レス成形したもので、安価につくれるという長所はある
が、高率放電特性およびサイクル寿命特性に劣るという
欠点を有する。ペースト式は高率放電特性が焼結式に近
く、かつ安価につくれるとして近年混合粉末材料に結着
剤溶液を加え、混練してペースト状となし、このペース
トを多孔性芯金の両面に塗着するものである。このペー
ストの組成として従来より一般的に行なわれているもの
は、酸化カドミウム、導電剤としてニッケル粉末、更に
補強剤として合成樹脂製短繊維などを混合し、これに結
着剤溶液を加えている。この補強剤としての短繊維は芯
金の孔部を通じて芯金の両面に連結し、かつ活物質粉末
相互間に存在するため、活物質の芯金からの剥離を防止
でき、電極としての機械的強度を高めるうえで有効であ
る。一方、このペースト式電極の活物質利用率を向上さ
せ′る努力が近年なされている。従来、ペースト式カド
ミウム負極の活物質利用率ば６ｏ〜７０％程度であるが
、この利用率向上のために既にペースト塗着後Ｃ未化成
極板にカドミウムめっきを行′なうことが提案されてい
る。このカドミウムめっきによる利用率の向上はたしか
に認められるが、サイクル寿命特性やガス吸収特性の向
上は確認されず、課題が残されていた。

本発明は従来のペースト式電極の製造法の改良に係り、
ペースト塗着乾燥後の未化成極板にカドミウムめっきを
行なう方法での組成改良であり、サイクル寿命特性やガ
ス吸収特性の向上を図ったものである。以下実施例をも
って説明する。

酸化カドミウム１００重量部に炭素粉末とし、て例えば
黒鉛７末ｆ−重量野、を加え１合粉末九これに塩化ビニ
ル樹脂とアクリル酸樹脂との共重合物からなる合成樹脂
製短繊維を０．５重量部加える。次に結着剤であるポリ
ビニルアｐコールヲ１１溶解した５ｏｃｃのエチレング
リコール溶’＊ｋ　加えて混練し、ペーストを作製する
。このペースト塗着し、次に乾燥してエチレングリコ−
μを逸散させたのｂ１加圧により多孔度を４０〜すｔ）
％に調節して未化成極板とする。次にこの未化成極板を
硫酸カドミウム溶液中でカドミウムを対極として電解還
元し、金属カドミウムを電着させる。この電着カドミウ
ム量は未化成極板中の酸化カドミ゛らムの電気量の２０
〜６６％の電気量とする。この電解還元後に水洗、乾燥
し、必要に応じてさらにプレスし、完成極板とする。こ
の完成極板を所定の寸法に切断して単位極板ムとする。

比較のために、従来の電極を、２種類作製した。

従来品Ｂは前記実施例とは導電剤が異るもので、導電剤
としてニッケル粉を用いたもので、その他は実施例と同
じものである。従来品Ｃは導電剤に炭素粉を使用し、未
化成極板中 で酸化カドミウムの一部をカドミウムに電解還元したも
のである。この２種の従来品と、本発明品ムとについて
活物質利用率を比較測定をした。この場合、電極中の総
カドミウム量はム、Ｂ、Ｃとも同一であり、かつ完成極
板時点での総カドミウム分のうち金属カドミウム量も同
一量に調整して測定した。利用率の測定は濃度３０チの
か性カリ水溶液中で１００％充電した後、各放電率にて
放電した放電容量から算出した。その結果を下表に示す
。

上表から明らかなように本発明品ムは従来品Ｂと同程度
の活物質料゛用率がみられる。

次に上述の単位極板を用い、焼結式正極と、ポリアミド
樹脂製不織布からなるセパレータとを組合わせて、公称
容量５００　ｍＡｈの密閉形ニッケルカドミウム蓄電池
を作製した。いずれの電池も前記活物質利用率測定と同
じ負極を用いており、本発明品はム、従来品はＢ、Ｃの
２種である。この電池を使用して高率放電特性、サイク
ル寿命特性、ガス吸収性能について試験を行なった。第
１図は高率放電特性で、本発明品人は従来品Ｂと同等か
若干優れており、Ｃとは明らかに差異がみとめられる。

第２図はサイクル寿命特性である。寿命試験条件は常温
にて充電をμｃ（２ｓｏｍム　）で３時間、放電を１０
（ｓｏｏｎ人　）で１．ＯＶ迄の充放電のくり返しとし
た。

この結果、本発明品ムは１６００回迄殆んど容量低下が
みられないのに対し、従来品Ｂ、Ｃでは徐々に容量低下
の傾向がみられ、明らかに本発明品ムのサイクル寿命特
性が良好４ことがわかる。

第３図は、ガス吸収性能の比較である。この密閉形ニッ
ケル・カドミウム蓄電池においては過充電時に正極から
酸素ガスが発生し、この酸素ガスを負極のカドミウムに
て吸収させることによって密閉化がなされており、この
ガス吸収能力が大きい程、充電率を大きくすることが可
能となり急速充電ができる。キとで一般にガス吸収性能
系きびしくなる低温で特性を調べた。すなわち、充電は
０℃で、各充電率０．２５　、０．５　、０．７５　、
１０℃行ない、その時の電池内圧力を測定した。第３図
から明らかなように、本発明品人は従来品Ｂ、Ｃにくら
べて圧力値が低く、ガス吸収能力が大きいことを示して
いる。

以上のように本発明品は高率放電特性、サイクル寿命特
性、ガス吸収性能において従来品よりもすぐれているが
、その理由として次のことが考えられる。すなわち、本
発明品は負極ペースト中に導電剤として炭素粉末を使用
し、ペースト塗着乾燥後の未化成極板にカドミウムを電
着させているが、この電着カドミウムは炭素粉末の表面
のみならず、補強剤として添加されている合成樹脂製短
繊維表面にも祈出している。すなわち、短繊維表面には
炭素粉が点在しており、この炭素粉を核としてカドミウ
ムの祈出が生じ、比較的多くの電着カドミウムが繊維表
面に存在している。これは従来品Ｂのように導電剤とし
てニッケル粉を使用した場合とくらべると明らかに相違
しており、ニッケル粉の場合は短繊維表面上にはニッケ
ル粉の存在は殆んどみられず、従って繊維表面上へのカ
ドミウムの析出はみられない。次に炭素粉末と合成樹脂
短繊維との組成比率について検討した。その結果、酸化
カドミウム１ｏｏ重量部に対し、炭素粉末０．３〜６重
量部、合成樹脂製短繊維０．１〜２重量部の組成をベー
スにペーストを作製し、べ一ヌト塗着、乾燥後に電解還
元によってカドミウムを電着させると、前記のような本
発明の効果が得られた。なお、カドミウムの電着量は酸
化カドミウム量に対し、電気量として少くとも２０％あ
れば効果のあることがわかった。また、炭素粉末は０．
３重量部より少量の場合、短繊維表面への付着が少なく
てカドミウムの析出が極めて少量となり効果が乏しくな
る。一方６重量部よりも多量となると酸化カドミウム量
の充填密度が減少し、活物質量の、少ない電極となるた
め好ましくない。まだ、短繊維については０．１重量部
よりも少量では繊維量として少ないため、繊維上の電着
カドミウムの絶対量が少なくなって本発明の効果が薄れ
てくる。

一方短繊維量が２重量部を越えると短繊維表面上のから
みが強くなってペースト中に均一に分散されにくくなり
均一な電極となりにくい。

本発明の効果は前述のごとく、短繊維上に付着した炭素
粉末の表面を核としてカドミウムの電着が生じるので、
多孔性芯金の孔部を通じて電極の表裏両面にまたがって
繊維の導電ネットワークが形成され、この繊維上の電着
カドミウムの存在によって、電池性能を部上させた負極
が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるカドミウム負極の放電率特性を示
す図、第２図はサイクル寿命特性を示す図、第３図はガ
ス吸収特性を示す。 ムは本発明品、Ｂ、Ｃは従来品。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　１′丘か１名
第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）酸化カドミウムと炭素粉末との混合粉末に合成樹
   脂製短縁６看剤溶液とを加えてペースト状となし、該ペ
   ーストを多孔性芯金の両面に塗着、乾燥したのち、電解
   により力１ドミウムを電着させてなることを特徴とする
   カドミウム負極素粉床０．３〜６重量部、合成樹脂製短
   繊維０．１〜２重量部を配合した特許請求の範囲第１項
   に記載のカドミウム負極の製造法。