JPS59128764A - アルカリ電池用正極板 - Google Patents
アルカリ電池用正極板Info
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- JPS59128764A JPS59128764A JP58003915A JP391583A JPS59128764A JP S59128764 A JPS59128764 A JP S59128764A JP 58003915 A JP58003915 A JP 58003915A JP 391583 A JP391583 A JP 391583A JP S59128764 A JPS59128764 A JP S59128764A
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- Japan
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- nickel
- mixture
- electrode plate
- powder
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- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
-
- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (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。
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、スポンジ状ニッケル多孔体にペースト状の活
物質を充填するアルカリ電池用正極板に閏するもので、
活物質ｎ末をペースト化する際に有機溶媒、例えばエチ
レングリコール、プロピレングリコールあるいはトリエ
チレングリコール等の単体もしくはそれらの混合物を用
いることにより添加剤の効宋を向上させて放電性能のす
ぐれた正極板を得ることを目的とするものである。
物質を充填するアルカリ電池用正極板に閏するもので、
活物質ｎ末をペースト化する際に有機溶媒、例えばエチ
レングリコール、プロピレングリコールあるいはトリエ
チレングリコール等の単体もしくはそれらの混合物を用
いることにより添加剤の効宋を向上させて放電性能のす
ぐれた正極板を得ることを目的とするものである。
従来、アルカリ電池の正極板の基板としては、ニッケル
粉末の焼結体が用いられているが、その多孔度は７０〜
８０％程度であり、これ以上に多孔度を上げると、その
機械的強度が著しく減少し、したがってその空隙内に正
極活物質を充填した場合に、基板の変形、亀裂や活物質
の剥離等を招来する欠点があった。また、活物質を充填
する場合、通常減圧含浸法とよばれる方法すなわち硝酸
ニッケルやｌｉｔ！ｆ酸ニッケル等の塩の水溶液を基板
に減圧含浸したのち、アルカリ水溶液で処理し、ざらに
泪洗、乾燥するという操作を繰り返１方法がとられてい
る。しかしながら、−回の操作によって充填される借は
少く、しかも、２回目から充填される吊は次第に減少し
てくるので通常４〜１０回の操作を繰り返す必要がある
。そのためＩ’ｌ造工稈が複雑で経済的コストが高くな
るという欠点があった。
粉末の焼結体が用いられているが、その多孔度は７０〜
８０％程度であり、これ以上に多孔度を上げると、その
機械的強度が著しく減少し、したがってその空隙内に正
極活物質を充填した場合に、基板の変形、亀裂や活物質
の剥離等を招来する欠点があった。また、活物質を充填
する場合、通常減圧含浸法とよばれる方法すなわち硝酸
ニッケルやｌｉｔ！ｆ酸ニッケル等の塩の水溶液を基板
に減圧含浸したのち、アルカリ水溶液で処理し、ざらに
泪洗、乾燥するという操作を繰り返１方法がとられてい
る。しかしながら、−回の操作によって充填される借は
少く、しかも、２回目から充填される吊は次第に減少し
てくるので通常４〜１０回の操作を繰り返す必要がある
。そのためＩ’ｌ造工稈が複雑で経済的コストが高くな
るという欠点があった。
一方、エチレングリコールやプロピレングリコール等の
有機溶媒とフッ素樹脂の分散液とを用いて水酸化ニッケ
ルとグラファイトとの混合物をペースト化した後、ニッ
ケル網等の支持体に塗着する、いわゆるロールボンデツ
ド方式が提案されているが、この方法は製造工程が簡便
である反面、極板の強度が小さいために寿命の点で問題
があることが知られている。
有機溶媒とフッ素樹脂の分散液とを用いて水酸化ニッケ
ルとグラファイトとの混合物をペースト化した後、ニッ
ケル網等の支持体に塗着する、いわゆるロールボンデツ
ド方式が提案されているが、この方法は製造工程が簡便
である反面、極板の強度が小さいために寿命の点で問題
があることが知られている。
そこで近年、三次元的に連続した構造を有するニッケル
金属よりなるスポンジ状多孔体にカルボキシメチルセル
ロース等の水溶液でペースト状にした正極活物質を直接
充填するものが注目されてきている。
金属よりなるスポンジ状多孔体にカルボキシメチルセル
ロース等の水溶液でペースト状にした正極活物質を直接
充填するものが注目されてきている。
三次元的に芹続した構造を有するスポンジ状ニッケル多
孔体は、その多孔度が９０〜９８％と高く、しかも機械
的強度が大きい。そのうえ、孔径が大きいのでこの多孔
体に活物質を充填すると正極板の高容量化を図る事が出
来ると共に充填が極めて簡便になり連続工程が可能で経
済的にも有利となる。しかしながら、多孔体の孔径が大
きいために集電体であるニッケル多孔体と活物質粒子と
の間および活物質粒子間の電気的な接触性が得られず利
用率が低いという欠点がある。そこでニッケル粉末等の
導電材や種々の添加剤を加えることによって利用率を向
」ミさせる試みが１うなわれている。
孔体は、その多孔度が９０〜９８％と高く、しかも機械
的強度が大きい。そのうえ、孔径が大きいのでこの多孔
体に活物質を充填すると正極板の高容量化を図る事が出
来ると共に充填が極めて簡便になり連続工程が可能で経
済的にも有利となる。しかしながら、多孔体の孔径が大
きいために集電体であるニッケル多孔体と活物質粒子と
の間および活物質粒子間の電気的な接触性が得られず利
用率が低いという欠点がある。そこでニッケル粉末等の
導電材や種々の添加剤を加えることによって利用率を向
」ミさせる試みが１うなわれている。
この添加剤としてコバルトあるいはその化合物の粉末を
用いることが１π案されているがぞの効里は必ずしも充
分ではない。
用いることが１π案されているがぞの効里は必ずしも充
分ではない。
本発明は、活物質をペースト化する際の練液として有機
溶媒、例えば１千しングリ］−ル、プロピレングリコー
ルあるいはトリエチレングリコール等の単体あるいはそ
れらの混合物を用いると、添加剤の効果が向上して極板
の放電性能が茗１ノく向上することを見出ｌノたことに
基づくものである。
溶媒、例えば１千しングリ］−ル、プロピレングリコー
ルあるいはトリエチレングリコール等の単体あるいはそ
れらの混合物を用いると、添加剤の効果が向上して極板
の放電性能が茗１ノく向上することを見出ｌノたことに
基づくものである。
以下、本発明の実施例ｋｉらびにイの効ψを詳述する。
本発明に用いた正極板番ｊ次の様にして製作した。
まず、水酸化ニッケルとニラ１１ル粉末との混合粉末に
添加剤と１ノでコバルト粉末を加えてプ［１ピレングリ
コールを練液としてペース１〜状にした。つぎにこのペ
ーストを平均孔径０．３ｍｍ、多孔度９５％。
添加剤と１ノでコバルト粉末を加えてプ［１ピレングリ
コールを練液としてペース１〜状にした。つぎにこのペ
ーストを平均孔径０．３ｍｍ、多孔度９５％。
厚さ１．２ｍｍの三次元的に連続した構造を有するスポ
ンジ状ニッケル多孔体に充填し、１００℃で４時間乾燥
した後、フッ素樹脂の分散液を含浸し、更に８０℃で１
時間乾燥してから５００Ｋｇ／−の圧力で加圧して本発
明による正極板（Ａ）を得た。比較のために、練液とし
て０．６％カルポキシメヂルセルロース水溶液を用いた
従来法による正極板（Ｒ）を製作した。そしてこれらの
正極板１枚と対極として焼結式カドミウム負極板２枚と
、電解ＨトシＴ Ｓ 、 Ｇ 、 １，２５０ （２０
℃＞ＫＯＨ水溶液とを用いて公称容７１１．ＯＡｈの本
発明によるフラツデッドタイプの電池を製作し、０．Ｉ
ＯＡで１６時間充電した後、・１．ＯＣＡで酸化第二水
銀電極に対して０■まで放電して活物質利用率を求めた
。ニッケル粉末の添加量を２０ｗｔ％として、コバルト
粉末の添加量を変えた場合の活物質利用率の変化を第１
図に示す。本発明による正極板は従来法による正極板と
比較してコバルト粉末の添加量が少なくても高い利用率
が得られることがわかる。つぎに、５− コバルト粉末の添加量を変えた場合の活物質利用率の変
化を第２図に示１゜この場合も本発明による正極板は従
来法による正極板と比較してニッケル粉末の添加量が少
なくても高い利用率が得られるごどがわかる。
ンジ状ニッケル多孔体に充填し、１００℃で４時間乾燥
した後、フッ素樹脂の分散液を含浸し、更に８０℃で１
時間乾燥してから５００Ｋｇ／−の圧力で加圧して本発
明による正極板（Ａ）を得た。比較のために、練液とし
て０．６％カルポキシメヂルセルロース水溶液を用いた
従来法による正極板（Ｒ）を製作した。そしてこれらの
正極板１枚と対極として焼結式カドミウム負極板２枚と
、電解ＨトシＴ Ｓ 、 Ｇ 、 １，２５０ （２０
℃＞ＫＯＨ水溶液とを用いて公称容７１１．ＯＡｈの本
発明によるフラツデッドタイプの電池を製作し、０．Ｉ
ＯＡで１６時間充電した後、・１．ＯＣＡで酸化第二水
銀電極に対して０■まで放電して活物質利用率を求めた
。ニッケル粉末の添加量を２０ｗｔ％として、コバルト
粉末の添加量を変えた場合の活物質利用率の変化を第１
図に示す。本発明による正極板は従来法による正極板と
比較してコバルト粉末の添加量が少なくても高い利用率
が得られることがわかる。つぎに、５− コバルト粉末の添加量を変えた場合の活物質利用率の変
化を第２図に示１゜この場合も本発明による正極板は従
来法による正極板と比較してニッケル粉末の添加量が少
なくても高い利用率が得られるごどがわかる。
ここで、練液と１）で用いる有機溶媒の種類の影響を調
べるために、ニッケル粉末及びコバルト粉末の添加量を
それぞれ１０Ｗ１％及び５ｗｔ％と！ノて、練液として
用いる有機溶媒の種類を変えた場合の活物質利用率の変
化を第３図に示す。図からプ［１ピレングリコールやエ
チレングリコール等のような比較的粘度の高い有機溶媒
を用いた場合に活物質利用率の良いことが判る。そこで
粘度の影響を見るために代表例としてエヂルアルコール
とプ［１ピレングリコールとの混合物を練液として用い
た場合の混合溶媒の粘度と活物質利用率との関係を第４
図に示す。図から混合溶媒の粘度が２０ｃ、ｐ、以上の
範囲において活物質利用率の良い事が判る。
べるために、ニッケル粉末及びコバルト粉末の添加量を
それぞれ１０Ｗ１％及び５ｗｔ％と！ノて、練液として
用いる有機溶媒の種類を変えた場合の活物質利用率の変
化を第３図に示す。図からプ［１ピレングリコールやエ
チレングリコール等のような比較的粘度の高い有機溶媒
を用いた場合に活物質利用率の良いことが判る。そこで
粘度の影響を見るために代表例としてエヂルアルコール
とプ［１ピレングリコールとの混合物を練液として用い
た場合の混合溶媒の粘度と活物質利用率との関係を第４
図に示す。図から混合溶媒の粘度が２０ｃ、ｐ、以上の
範囲において活物質利用率の良い事が判る。
また、エチレングリコール、トリエチレングリコールや
メチルアルコール等の混合物を用いても同６− 様の結果が得られる事を確認した。
メチルアルコール等の混合物を用いても同６− 様の結果が得られる事を確認した。
次に、ニッケル粉末及びコバルト粉末の添加量をそれぞ
れ１０ｗｔ％及び５ｗｔ％とし、練液としてプロピレン
グリコールを用いて製作した本発明による正極板１枚と
、従来から公知のペースト式カドミウム負極板１枚とを
ナイロン不織布のセパレータを介して渦巻状に巻き、電
解液にＳ、 Ｇ、１，３００（２０℃）水酸化カリウム
水溶液を用いて公称容量２．４△ｈの本発明による密閉
形ニッケル・カドミウム電池（Ａ）を製作した。また比
較のために練液として０，６ｗｔ％カルボキシメチルセ
ルロース溶液を用いた正極板を用いて従来法による電池
（Ｂ）を製作した。これらの電池を２０℃， ０．１
ＣＡＴ１６時間充電シタ後、０，２ＣＡＦ １．ＯＶま
で放電した時の放電特性を第５図に示す。図から、本発
明による電池（Ａ）は従来法による電池（Ｂ）よりも放
電電位特性および放電容量共に茗しく優れている事が判
る。
れ１０ｗｔ％及び５ｗｔ％とし、練液としてプロピレン
グリコールを用いて製作した本発明による正極板１枚と
、従来から公知のペースト式カドミウム負極板１枚とを
ナイロン不織布のセパレータを介して渦巻状に巻き、電
解液にＳ、 Ｇ、１，３００（２０℃）水酸化カリウム
水溶液を用いて公称容量２．４△ｈの本発明による密閉
形ニッケル・カドミウム電池（Ａ）を製作した。また比
較のために練液として０，６ｗｔ％カルボキシメチルセ
ルロース溶液を用いた正極板を用いて従来法による電池
（Ｂ）を製作した。これらの電池を２０℃， ０．１
ＣＡＴ１６時間充電シタ後、０，２ＣＡＦ １．ＯＶま
で放電した時の放電特性を第５図に示す。図から、本発
明による電池（Ａ）は従来法による電池（Ｂ）よりも放
電電位特性および放電容量共に茗しく優れている事が判
る。
何故、活物質をペースト化する際の練液として有機溶媒
を用いると添加剤の効果が向上して利用率が茗しく白子
するのかは定かでないが、次の様な卵重によるものと考
えられる。即ち、カルボキシメチルセルロース等の結着
剤の水溶液を用いて活物質をペースト化した場合には，
極板内に絶縁性の結着剤が含まれるために内部抵抗が大
ぎくなることのみならず、ペースト状活物質を充填した
極板を乾燥覆る際に添加剤粒子の表面に不働態被膜が形
成されること等の原因によって添加剤の電気化学的′／
ｒ活ｆ１庶が低下するど考えられる。＞１ １Ｃ 。
を用いると添加剤の効果が向上して利用率が茗しく白子
するのかは定かでないが、次の様な卵重によるものと考
えられる。即ち、カルボキシメチルセルロース等の結着
剤の水溶液を用いて活物質をペースト化した場合には，
極板内に絶縁性の結着剤が含まれるために内部抵抗が大
ぎくなることのみならず、ペースト状活物質を充填した
極板を乾燥覆る際に添加剤粒子の表面に不働態被膜が形
成されること等の原因によって添加剤の電気化学的′／
ｒ活ｆ１庶が低下するど考えられる。＞１ １Ｃ 。
ニッケル粉末や多孔体の骨格の表面の一部が酸化されて
電気抵抗が大きくなると考えられる．、ぞのために極板
の放電性能が悪くなるものと考えられる。しかしながら
、本発明によるど、極板内に絶縁性の物質が含まれるこ
とはなく、また、添加剤の活性麻が低下することもニッ
ケル粉末の表面等が酸化されることも少ないと考えられ
る。そのために従来法による正極板と比較して放電性能
が著しく向上するものと考えられる。
電気抵抗が大きくなると考えられる．、ぞのために極板
の放電性能が悪くなるものと考えられる。しかしながら
、本発明によるど、極板内に絶縁性の物質が含まれるこ
とはなく、また、添加剤の活性麻が低下することもニッ
ケル粉末の表面等が酸化されることも少ないと考えられ
る。そのために従来法による正極板と比較して放電性能
が著しく向上するものと考えられる。
以上の様に本発明によると、活物質をペースト化する際
の練液に有機溶媒を用いることによって添加剤の効果を
向上させて正極板の放電性能を著しく向上させることが
できる。
の練液に有機溶媒を用いることによって添加剤の効果を
向上させて正極板の放電性能を著しく向上させることが
できる。
尚、添加剤としてコバルト化合物、例えば酸化コバルト
や水酸化コバルト等を用いてもほぼ同様な効果が得られ
た。
や水酸化コバルト等を用いてもほぼ同様な効果が得られ
た。
【図面の簡単な説明】
第１図及び第２図は、それぞれコバルト粉末の添加量及
びニッケル粉末の添加量を変えた場合の本発明による正
極板と従来法による正極板の活物質利用率の変化を示し
た図、第３図は練液として用いる右ｎｆｆｌ媒の秤類を
変えた場合の活物質利用率の変化を示した図、第４図は
混合触媒の粘度と活物質利用率との関係を示した図、第
５図は本発明による電池（Ａ）と従来の方法による電池
（Ｂ）の１Ｃ△放電特性の比較図である。 ９− オ １ 図 コバルト粉末めノド％［ （＋．−ｆｆ〆）大 ７
ロ θ １０７θ ３θ ρニ
ッケル粉末の添加量 （ＷぞＺ） オ ３ 区 八′ ら しり ＯＩｔ） 、ｚｐ会父 １ζ
：；ミ、 １ヒ （Ａｈン粘 度 Ｃ７０’Ｃ
） ＣＣ，Ｐ ）３１
びニッケル粉末の添加量を変えた場合の本発明による正
極板と従来法による正極板の活物質利用率の変化を示し
た図、第３図は練液として用いる右ｎｆｆｌ媒の秤類を
変えた場合の活物質利用率の変化を示した図、第４図は
混合触媒の粘度と活物質利用率との関係を示した図、第
５図は本発明による電池（Ａ）と従来の方法による電池
（Ｂ）の１Ｃ△放電特性の比較図である。 ９− オ １ 図 コバルト粉末めノド％［ （＋．−ｆｆ〆）大 ７
ロ θ １０７θ ３θ ρニ
ッケル粉末の添加量 （ＷぞＺ） オ ３ 区 八′ ら しり ＯＩｔ） 、ｚｐ会父 １ζ
：；ミ、 １ヒ （Ａｈン粘 度 Ｃ７０’Ｃ
） ＣＣ，Ｐ ）３１
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、水酸化ニッケルとコバルトあるいはその化合物とを
主体とする粉末状活物質を有機溶媒、例えばエチレング
リコール、プロピレングリコールあるいはトリエチレン
グリコール等の単体もしくはそれらの混合物を用いてペ
ースト状にしたものを、三次元的に連続した構造を有す
るスポンジ状ニッケル多孔体に充填することを特徴とす
るアルカリ電池用正極板。 ２、上記有機溶媒の単体、もしくはそれらの混合物の粘
度が２０ｃ、ｐ、以上である特許請求の範囲第１項記載
のアルカリ電池用正極板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58003915A JPS59128764A (ja) | 1983-01-13 | 1983-01-13 | アルカリ電池用正極板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58003915A JPS59128764A (ja) | 1983-01-13 | 1983-01-13 | アルカリ電池用正極板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59128764A true JPS59128764A (ja) | 1984-07-24 |
Family
ID=11570465
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58003915A Pending JPS59128764A (ja) | 1983-01-13 | 1983-01-13 | アルカリ電池用正極板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59128764A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62150100U (ja) * | 1986-03-15 | 1987-09-22 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55155470A (en) * | 1979-05-23 | 1980-12-03 | Japan Storage Battery Co Ltd | Manufacture of negative plate for alkaline cell |
| JPS56149768A (en) * | 1980-04-18 | 1981-11-19 | Yuasa Battery Co Ltd | Sealed nickel-cadmium storage battery |
| JPS57194458A (en) * | 1981-05-22 | 1982-11-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Manufacture of nickel electrode for alkaline storage battery |
-
1983
- 1983-01-13 JP JP58003915A patent/JPS59128764A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55155470A (en) * | 1979-05-23 | 1980-12-03 | Japan Storage Battery Co Ltd | Manufacture of negative plate for alkaline cell |
| JPS56149768A (en) * | 1980-04-18 | 1981-11-19 | Yuasa Battery Co Ltd | Sealed nickel-cadmium storage battery |
| JPS57194458A (en) * | 1981-05-22 | 1982-11-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Manufacture of nickel electrode for alkaline storage battery |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62150100U (ja) * | 1986-03-15 | 1987-09-22 | ||
| JPH058080Y2 (ja) * | 1986-03-15 | 1993-03-01 |
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