JPS58201271A - 密閉形アルカリ蓄電池 - Google Patents

密閉形アルカリ蓄電池

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JPS58201271A
JPS58201271A JP57085170A JP8517082A JPS58201271A JP S58201271 A JPS58201271 A JP S58201271A JP 57085170 A JP57085170 A JP 57085170A JP 8517082 A JP8517082 A JP 8517082A JP S58201271 A JPS58201271 A JP S58201271A
Authority
JP
Japan
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nickel
plaque
water
nickel metal
anode
Prior art date
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Pending
Application number
JP57085170A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenkichi Fujii
健吉 藤井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yuasa Corp
Original Assignee
Yuasa Corp
Yuasa Battery Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Yuasa Corp, Yuasa Battery Corp filed Critical Yuasa Corp
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Publication of JPS58201271A publication Critical patent/JPS58201271A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/34Gastight accumulators
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

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】 本発明は焼結式極板を用いる密閉形アルカリ蓄電池の改
良に関するもので、特に充電時における酸素ガス吸収性
能の向上を目的としたものである。
密閉形アルカリ蓄電池としては一般に極板及びセパレー
タを渦巻き状態にした円筒形、フラット極板を重ね合せ
た角形及びフィン状の扁平形の3種に分けられる。
この円筒形は形状的に耐圧に優れ、それ故急速充電性能
及び高率放電性能に優れ、!I帯帯電電源は非常灯、誘
導灯電源等広く用いられ、電池容置としても140#l
AH〜7AH迄と多くの機種が製造されている。
また角形は電槽形状が平面の組合せで成り立っているた
め、耐圧の点で劣るものの容量が10AH〜400AH
と大きくかつ密閉であるため可搬用等の非常用電源とし
て用いられ、常時はトリクル充電されている。
また扁平形は円盤状で薄く、容量としても10IFIA
H〜500mAHと小さく、最近では半導体メモリーの
バックアップ電源用等トリクル充電での使用に供される
ことが多い。
これら6種類がいずれも密閉形電池として成り立つため
には充電末期に陽極から発生する酸素ガスをセパレータ
を通して陰極へ導き、陰極における充電物質で、ある金
属カドミウムに吸収させて放電物質である水酸化カドミ
ウムに変える必要がある。
こうすることにより陰極は常に充電未完了状態が継続さ
れることになり、陰極がらの水素ガス発生は起らず、完
全密閉とすることが出来る。
この陰極における酸素ガスの吸収は次式のように化学的
に 2Cd +o2+2H20−2Cd(0)1)2或は次
式のように電気化学的に吸収される。
02+2H20+4e  −+ 40H−202+2H
20+4e  →2HO,+2DH−2H02−→20
H+02 この陰極におけるガス吸収性能はこれら密閉形電池の急
速充電性能及び脹れ等の安全性能に直接影響を及ぼす。
従来このガス吸収性能向上を目的として多くの工夫がな
されている。その主なものとして酸素ガスとカドミウム
との接触面積を良好にするために陰極の残存ボロンティ
ーを多くすること。
電解液組成、濃度、装置を規制すること、第5電極を用
いてそこでガス吸収を主に行わせること、陰極表面にニ
ッケルプラークを露出させること、及びガス吸収に役立
つ部分の陰極活物質に撥水性物質を付着させること等が
提案されている。
これらの中筒3電極を用いる方法は最も多くの工夫が提
案され、ガス吸収面での効果は一部顕著に認められてい
る。しかし製造面でコスト的に相当割高となりかつ寿命
の制約があるこよから、実用に供されている例は皆無と
いってよいのが現状である。又他の工夫2例えばニッケ
ルプラークを露出させるものもある程度の効果は認めら
れるものの、その程度は小さがった。
このニッケルプラークを露、出させることは原理的には
非常に有効で、この反応としては一般には次式のように
述べられている。
202 +2H20+4e −+2DH+2HO2−2
HO2−2DH+02 又、陰極活物質に撥水性物質を付着させZものは比較的
効果は認められるものの、製造工程において撥水性物質
が剥離脱落してガス吸収の効果が減少したり、放電にあ
ずかる部分の活物質面に付着して放電性能を害すること
があった。
本発明は従来の欠点を除去するもので、焼結式陰極板の
表面にニッケルプラークを露出させかつ陽極板に対向し
ない部分の該ニッケルプラーク面の一部或は全部に撥水
処理を施すことで陰極板の酸素ガス吸収性能を安定して
向上させた密閉形アルカリ蓄電池を提供するものである
以下本発明を一実施例について詳細に説明する。
第1図は従来の角形密閉アルカリ蓄電池の断面図で9分
り易くするため陽極板及び陰極板各1枚からなるものに
ついて表示した。
1は電槽、2は陽極端子、6は陰極端子、4はガスケッ
ト、5は水酸化二ンヶルを主活物質とする陽極板、6は
ポリアミド系繊維或はポリオレフィン系繊維よりなる不
織布又は織布のセパレータ、7は水酸化カドミウムを主
活物質とする陰極板である。
第2図は本発明一実施例による密閉形アルカリ蓄電池の
断面図であり、7は水酸化カドミウムを生活物質とする
陰極板、8は陰極板表面に露出させたニッケルプラーク
層、9は陽極に対向しない部分の該ニッケルプラーク面
の一部或は全部に処理した撥水層を示す。その他の構成
要素は第1図の構成要素と同一である。
このように撥水層を陽極に対向しない部分に設けている
ので9通常の充電、放電反応には影響を及ぼすことなく
、シかも撥水層面における酸素ガス吸収作用を円滑に行
うことが出来る。
本発明に用いる陰極板の製造方法の一実施例としては、
ニッケルプラークに水酸化カドミウムの主体とした活物
質を含浸し、出来上った通常の未化成極板表面の水酸化
カドミウムを硫酸。
塩酸、酢酸等の薄い酸に数十秒〜数分浸漬后。
水洗、 乾燥させプラークのニッケルメタル部を露出さ
せ1次いで該ニッケルメタル部の必要部分にポリ4弗化
エチレン樹脂を分散させた溶液を連続的に所定量均一に
散布し、250〜400°Cの熱処理炉に通し、その層
化成工程を経て所定の極板に裁断し7組込むといった方
法がよい。
この露出ニッケルメタル層の深さは50μm以下が妥当
で、又撥水層の深さはニッケルメタル層の深さと同−又
はそれ以下が望ましい。ニツケルメタル層及び撥水層の
深さは深い程IM!素ガス吸収性能は向上するが、その
アンプ率は第6図に示すように深さと共に漸減し、50
μm以上ではそれ以上・の効果はほとんど期待出来ない
それに対し容量そのものはニッケルメタル層の深さに“
比例して減少し、又撥水処理を施すことによるH2O及
びOH−の拡散が撥水層を通しては行われないためによ
る高率放電特性の低下といったマイナス面もあり、目的
とする密閉形電池の要求性能に応してニッケルメタル層
及び撥水層の深さを50μm以Fの範囲で変化させて作
るのが良い。
このようにして得た電池の充電量と内圧との関係を充電
々流7c、 温度20 ’Cの場合について調べてみる
と、第4図のようになる。この図でAは本発明一実施例
の電池で、こンヶルメタル層を20〜60μm設け、そ
こに撥水処理を施したものであり、Bは陰極活物質に撥
水処理を施した従来の電池であり、ニッケルメタル層の
露出は行っていないものである。
Cはニッケルメタルの露出及び撥水処理いずれも行って
いない従来の一般電池である。
この図から分るように一般の従来電池Cは充t!iと共
に内圧はどんどん上昇し、充電量500%では1kg/
CrI以上となってしまう。この内圧では円筒形の場合
何ら問題とはならないが、角形密閉アルカリ蓄電池では
脹れを生じ或は安全弁が作動してしまう。又、撥水処理
のみをした従来電池Bでは内圧の上昇は相当抑えられ、
充1tttsoo%では約0 、4 kg/cmでほぼ
安定シティることが分る。
それに対し1本発明に係る電池Aでは充電量150%ぐ
らいで最大* D 、 2 kglcr!となり、それ
以降少しずつ減少し、充電量500%目ではほぼ0 、
1 kQlcr&となり従来電池Bに比べ更に酸素ガス
吸収が改良されていることが分る。
角形アルカリ密閉電池の常温o、icぐらいの充電では
、従来電池Bでも脹れを生じることはなかったが、低温
充電或は0.2C,D、3Cと高率充電になるに従い、
電池Bのガス吸収能力では脹れを生じ1本発明に係るA
の優れている点がはっきりと脹れの差として表われてく
る。
又、撥水処理のみを施した陰極板においては。
撥水層が極板表面に平面的に付着した形となり易く、そ
れ故撥水剤の剥離及び脱落が生じ易く。
作業工程において放電に寄与する部分に付着したりし、
ガス吸収性能及び放電性能を低下する欠点を有していた
が、プラークのニッケルメタルを露出した上に撥水処理
を施すことにより。
撥水層はニッケルメタルの深さ方向に立体的となり、カ
ドミウム或はニッケル粒子面における気−液一固のいわ
ゆる三相界面をより多く作ることが出来、それ故酸素ガ
ス吸収反応を促進することが出来、又立体的となるため
に撥水剤の剥離、脱落もほとんど無くなり、性能面1作
業面共に一段と改善される。
尚撥水処理の方法としては、上記実施例の他に例えばニ
ッケルメタル露出面の必要部分に100μm以下の薄い
多孔性ポリ4弗化エチレン皮膜を圧着する等でもよく、
又安定な撥水性を有するものであればポリ4弗化エチレ
ン以外のものでもよい。
又、第2図では陽極に対向しない裏面全体に撥水層9を
設けであるが、ガス吸収性能は第2図より少し劣っても
よいが放電性能を上げる目的として第5図の9′に示す
ように裏面の一部に撥水層を設けてもよく或は電池によ
っては陰極の面積を陽極のそれよりも大きくシ、その大
きい分の一部或は全部に撥水層9′を設けてもよい。
以上実施例として角形密閉アルカリ蓄電池について述べ
たが、他の円筒形及び扁平形アルカリ蓄電池についても
同様である。
以上のように本発明は陽極板に対向しない部分のニッケ
ルプラーク面の一部或は全部に撥水処理を施した陰極板
を用いることで充電末期陽極から発生する酸素ガスの吸
収効率を高めた密閉形アルカリ蓄電池を提供するもので
その工業的価値は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の密閉形アルカリ蓄電池の断面図、第2図
は本発明一実施例による密閉形アルカリ蓄電池の断面図
、第6図は本発明に係わる電池の撥水層の深さと酸素ガ
ス吸収量との関伊図、第4図は電池の充電量と内圧との
関係図。 第5図は本発明その他実施例に基ずく断面図である。 1・・・電槽、  2・・・陽極端子、 5・・・陰極
端子4・・・ガスケット、  5・・・陽極板。 6・・・セパレータ、  7・・・陰極板。 8・・・ニッケルプラーク露出部。 9.9’、9’・・撥水層。 A・・・本発明一実施例電池 B・・・従来電池 C・・・一般的従来電池 出願人 湯浅電池株式会社 第1図     第る図 第り図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 焼結式m極板の表面にニッケルプラークを露出させかつ
    陽極板に対向しない部分の該ニッケルプラーク面の一部
    或は全部に撥水処理を施したことを特徴とする密閉形ア
    ルカリ蓄電池。
JP57085170A 1982-05-19 1982-05-19 密閉形アルカリ蓄電池 Pending JPS58201271A (ja)

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