JPS59143272A - アルカリ電池用活物質の製造方法 - Google Patents
アルカリ電池用活物質の製造方法Info
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- JPS59143272A JPS59143272A JP58017745A JP1774583A JPS59143272A JP S59143272 A JPS59143272 A JP S59143272A JP 58017745 A JP58017745 A JP 58017745A JP 1774583 A JP1774583 A JP 1774583A JP S59143272 A JPS59143272 A JP S59143272A
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- 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
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
- H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
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- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- 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
(イ) 趙東上の利用分野
アルカリ′也池の陽極に使用される活物質、特TlCr
−Ni0OHの製造方法に門するものである。 (ロ)従来技術 アルカリ電池、特#/c密閉型ニッケル・カドミウム塩
池のニッケル陽極としては、一般に焼結式極板が採用さ
れている。これは放電率特性、サイクル特性、及び機械
的強度などの緒特性が優れている理由によるものである
が、この製法には製造に梃時間を要し、製造コストが高
く、又工数が多いなどの問題点がある。これに対し、そ
れらの欠点を改良するものとして、ペースト式@板の製
法あるいはスポンジ状金囮多孔体の孔内に活物質を充填
する方式の製造が検討されている。しかし、これらにつ
いても活物質の導゛磁性が悪く、十分な性能の極板とす
る九めには導電剤を多電に添加しなければならない。ま
た、製造直後の極板(ま活性が低く、第1回目の充放電
では、水酸化ニッケルの充電効率が悪いため十分な容龍
が得られないなどの欠点がある。特に切期零線が低いこ
とについて#嘘、陰極の充電効率との差が大きくなり、
密閉型電池を作る場合に、陽陰両極の充′屯効率を合わ
せるため化成2行なう必要があるなど、製造工程を複雑
にする要因ともなっている。このような欠。 点の改良方法として、極板製造段階に充屯状態の活物質
であるオキシ水酸化ニッケル(Ni00H)を添加する
ことが考えられる。その理由は、この物質は導電性があ
シ部分的にではあるが導電材の代用として使用でさ、ま
た、充電状態であることから、水酸化ニッケルが初期段
階で充電効率が低くても極板性能が維持できるからであ
る。 ところで、このオキシ水酸化ニッケルを化学的に合成す
る方法としては、0次亜塩素酸ナトリウム、過硫酸カリ
ウムなどの酸化剤を添加した苛性アルカリ溶液に、ニッ
ケル塩溶液lk添加混合する方法、■苛性アルカリ溶液
とニッケル塩溶液を混合して得られる水酸化物にオゾン
を作用させる方法などがあり、■の製法は安価でありU
造も容易であるが、電池用活物質として活性度の高いも
の、すなわち電気化学的な前処理を施さなくても放電可
能なものが得難く、■の製法は′@龍用活fP/A11
jとして高活性なものが得やすいが、!M造装置が高価
になシ、また製造が難しいという問題点があった。 (ハ) 発F月の目的 本発明は、アルカリ電池用活物質として活性の高いオキ
シ水酸化ニッケル(r−Ni00H)?低コストで容易
にM遣し、化成工程を行なわすとも十分な初期容置を持
つ極板を得ること?目的とする。 に) 発明の構成 本発明は、アルカリ電池に用いるニラクル活物質の製造
方法rc2いて、酸化剤を含む苛性アルカリにカドミウ
ムを共存させた溶液にニッケル塩俗液を作用させること
により、活性の高し一オキシ水酸化ニッケルを製厄する
ものである。 (4)実施例 本発明の実施例を以Fvc示し説明する。 実施例1 1296次亜塩素酸ナトリウム溶液500m1と2 m
ol!/ l水酸化ナトリウム水溶液200g tn
I!とを混合し、七の液温を60℃とし、同温度UJ硝
e力1’ ! ’7ム水溶液(1mol!/l:、10
0m1)を撹拌しながら加え、さらに硝酸ニッケル水浴
液(1mOJ/J、’100m1 )tljL拌を続け
て1JIJえる。そして60℃で攪拌1xkJけなから
1時間熟成した後、σj過、水洗、乾燥し、粉砕して2
00メツシュ篩?通す。 実施例2 実施例11CPいて、硝酸カド
−Ni0OHの製造方法に門するものである。 (ロ)従来技術 アルカリ電池、特#/c密閉型ニッケル・カドミウム塩
池のニッケル陽極としては、一般に焼結式極板が採用さ
れている。これは放電率特性、サイクル特性、及び機械
的強度などの緒特性が優れている理由によるものである
が、この製法には製造に梃時間を要し、製造コストが高
く、又工数が多いなどの問題点がある。これに対し、そ
れらの欠点を改良するものとして、ペースト式@板の製
法あるいはスポンジ状金囮多孔体の孔内に活物質を充填
する方式の製造が検討されている。しかし、これらにつ
いても活物質の導゛磁性が悪く、十分な性能の極板とす
る九めには導電剤を多電に添加しなければならない。ま
た、製造直後の極板(ま活性が低く、第1回目の充放電
では、水酸化ニッケルの充電効率が悪いため十分な容龍
が得られないなどの欠点がある。特に切期零線が低いこ
とについて#嘘、陰極の充電効率との差が大きくなり、
密閉型電池を作る場合に、陽陰両極の充′屯効率を合わ
せるため化成2行なう必要があるなど、製造工程を複雑
にする要因ともなっている。このような欠。 点の改良方法として、極板製造段階に充屯状態の活物質
であるオキシ水酸化ニッケル(Ni00H)を添加する
ことが考えられる。その理由は、この物質は導電性があ
シ部分的にではあるが導電材の代用として使用でさ、ま
た、充電状態であることから、水酸化ニッケルが初期段
階で充電効率が低くても極板性能が維持できるからであ
る。 ところで、このオキシ水酸化ニッケルを化学的に合成す
る方法としては、0次亜塩素酸ナトリウム、過硫酸カリ
ウムなどの酸化剤を添加した苛性アルカリ溶液に、ニッ
ケル塩溶液lk添加混合する方法、■苛性アルカリ溶液
とニッケル塩溶液を混合して得られる水酸化物にオゾン
を作用させる方法などがあり、■の製法は安価でありU
造も容易であるが、電池用活物質として活性度の高いも
の、すなわち電気化学的な前処理を施さなくても放電可
能なものが得難く、■の製法は′@龍用活fP/A11
jとして高活性なものが得やすいが、!M造装置が高価
になシ、また製造が難しいという問題点があった。 (ハ) 発F月の目的 本発明は、アルカリ電池用活物質として活性の高いオキ
シ水酸化ニッケル(r−Ni00H)?低コストで容易
にM遣し、化成工程を行なわすとも十分な初期容置を持
つ極板を得ること?目的とする。 に) 発明の構成 本発明は、アルカリ電池に用いるニラクル活物質の製造
方法rc2いて、酸化剤を含む苛性アルカリにカドミウ
ムを共存させた溶液にニッケル塩俗液を作用させること
により、活性の高し一オキシ水酸化ニッケルを製厄する
ものである。 (4)実施例 本発明の実施例を以Fvc示し説明する。 実施例1 1296次亜塩素酸ナトリウム溶液500m1と2 m
ol!/ l水酸化ナトリウム水溶液200g tn
I!とを混合し、七の液温を60℃とし、同温度UJ硝
e力1’ ! ’7ム水溶液(1mol!/l:、10
0m1)を撹拌しながら加え、さらに硝酸ニッケル水浴
液(1mOJ/J、’100m1 )tljL拌を続け
て1JIJえる。そして60℃で攪拌1xkJけなから
1時間熟成した後、σj過、水洗、乾燥し、粉砕して2
00メツシュ篩?通す。 実施例2 実施例11CPいて、硝酸カド
【ラムと硝酸ニッケルの
モル比を6対97とし、その他のkV’Fに同一とした
もの。 実施例6 実施例1において、硝にカドミウムと硝酸ニッケルのモ
ル比を1対99とし、その他の条件は同一としたもの。 実施例4 実施例1(CL”いて、硝酸力ドミクムと硝酸ニッケル
のモル比を15対85とし、その他の条件は同一とした
もの。 比較例1 実施例1vcpい℃、硝酸力ドミワム溶液と硝酸ニッケ
ル溶液を混合し、この混合溶液な次亜塩素酸ナトリウム
と水酸化ナトリウムの混合溶液VC添加して、その他の
条件は同一としたもの。 比較例2 実施例1において、硝酸カドミウムの添加なOとし、そ
の他の条件は同一としたもの。 上記実施例1〜4及び比較例1〜2vCよって得た活物
實のX4!回折分析の結果を、上述(/J lfiに第
1図乃至W!J6図に示し、γ−NiOOHとβ−N’
1oOHのピークには犬々0及びべの記号を付した
。これらの図面より、実施例1〜4VCりJらかなγ−
NiOOHのピークが認められた。しかし、カドミウム
の添加蝋が1 mop%である第6図ではγ−Ni(J
O)Iのピークは小さくなシ、β−N100Hのピーク
が明らかに他の実施例に比軟して大きくなりている。こ
のようにカドミウムの添加慝の増加に伴ない活性度は高
まり、添加酸が15 mop:第5を越えると活性度の
上昇はなくなる。 また、比較例1〜2では1−Ni0OH)ま全くあられ
れず総てβ−NiOOHであることを示している。 次VC実施例1乃至4、貯よび比較例1.2で得られた
活物質を用いて極板を作成し、性能の検査を行なつ九。 向、極板の製法及びその性能測定法は一次の】川りであ
る。 ・活物質粉末と水酸化コバルトの混合物(G。 含有率596)lk:、テフロンダイスバージョンヲ含
浸したスポンジ状ニッケル基板(孔径50−500μ、
多孔度95%、厚さ20mm)VC充填し、乾燥後SO
O即/dで加圧圧縮して完全極板とした。 ・大容4のカドミウム極板を対極として、水酸化カリワ
ムを主成分とする電解液中で容置を?則疋し乏(カドミ
ウム極は光磁状態のものを使用し九)。なお8tす定は
次の時点で行なった。 測定■・・・嘔池構成後1/jocで直ちに放電した時 測定■・・・測定■の後1/1ocで15時間充電後1
/10Qで放電した時 測定■・・・測定■の後ゾN)Qで15時間充嘔凌40
で放電した時 上記の測定による各極板の利用率、ハイレート放@によ
る劣化率及び体(青効率?第1衣に示す。 第 1 表 表よりわかる様に電池構成直後の放電において実施例1
.2.4の極板では50〜60%の利用率を示し、r−
NiOOHが存在しない比較例の極板と著しい差を示し
た。実施例6の極板については他の実施例に対してかな
夛劣っているが、比較例の極板と比べると2倍以上の利
用率を示している。また、その後の充放’jji rC
&いても実施例の極板+1、比較例の極板と同等または
それ以上と優れ念放屯性能を示している・体積効率につ
いては、カドミクムの添UDrJが10mO7:96を
越えるとわずかに低ドしたが、実賀的にほとんど問題に
ならない。 次に実施例1の活物質を水酸化ニッケルと混合して極板
を作ル、これを用い念密閉電池を作製した。この電池を
組立て直後1/10 Qで15時間充電し、その後その
電池より陰陽tiiIflを収り出し、陰陽両極の容置
を測定した。この結果を第2表に示す。 第 2 表 r−NiOOHを添加しなかった陽極を用いたものは、
陽極の充電効率が低いなめ酸素ガス発生がおくれ、陰極
が極鈑絶対容社の100%近くまで充電が進んでいるこ
とがわかる。電1llj、 )tこの様な状態で使用さ
れると、過充嘔時に水素ガスが発生しこの水素ガスは電
池内で消費されないため、゛電池の内部ガス圧が高まる
恐れがある。一方γ−N i OOHt’ 添加した陽
極を用いたもの、特に20〜!1096添加した陽iを
用いたものに、陽極の充電が適当な速度で進むため、陰
俺が100%充電される1riIに酸素発生が起こり、
容曖比(陰極容置〉陽極容砥〕も適正な値となっている
。 血、合成温度は50〜90℃、塩濃度は0.2〜、am
ot/1% アルカリ及び酸化剤は過剰祉という条件
で目的物は得られた。それ以外の条件でも目的物は得ら
れるが、得られる粉体の物性及び作業性などから上記条
件が適当と考えられる。またこの付加条件は本発明の内
容2限定するものでliない。 (へ) 発明の効果 本発明によシ、製造装置に特殊なものを必要とせず、安
価な材料を用いて、比*;t a>均質で高活性な活l
#fpI責を得ることができ、この活物實を極板中に添
加することによって、極板の充電効率を向上させ、極板
形成ff1rc化成することなく、たたちlr−池内に
組み込むことを可能とする効果がある。
モル比を6対97とし、その他のkV’Fに同一とした
もの。 実施例6 実施例1において、硝にカドミウムと硝酸ニッケルのモ
ル比を1対99とし、その他の条件は同一としたもの。 実施例4 実施例1(CL”いて、硝酸力ドミクムと硝酸ニッケル
のモル比を15対85とし、その他の条件は同一とした
もの。 比較例1 実施例1vcpい℃、硝酸力ドミワム溶液と硝酸ニッケ
ル溶液を混合し、この混合溶液な次亜塩素酸ナトリウム
と水酸化ナトリウムの混合溶液VC添加して、その他の
条件は同一としたもの。 比較例2 実施例1において、硝酸カドミウムの添加なOとし、そ
の他の条件は同一としたもの。 上記実施例1〜4及び比較例1〜2vCよって得た活物
實のX4!回折分析の結果を、上述(/J lfiに第
1図乃至W!J6図に示し、γ−NiOOHとβ−N’
1oOHのピークには犬々0及びべの記号を付した
。これらの図面より、実施例1〜4VCりJらかなγ−
NiOOHのピークが認められた。しかし、カドミウム
の添加蝋が1 mop%である第6図ではγ−Ni(J
O)Iのピークは小さくなシ、β−N100Hのピーク
が明らかに他の実施例に比軟して大きくなりている。こ
のようにカドミウムの添加慝の増加に伴ない活性度は高
まり、添加酸が15 mop:第5を越えると活性度の
上昇はなくなる。 また、比較例1〜2では1−Ni0OH)ま全くあられ
れず総てβ−NiOOHであることを示している。 次VC実施例1乃至4、貯よび比較例1.2で得られた
活物質を用いて極板を作成し、性能の検査を行なつ九。 向、極板の製法及びその性能測定法は一次の】川りであ
る。 ・活物質粉末と水酸化コバルトの混合物(G。 含有率596)lk:、テフロンダイスバージョンヲ含
浸したスポンジ状ニッケル基板(孔径50−500μ、
多孔度95%、厚さ20mm)VC充填し、乾燥後SO
O即/dで加圧圧縮して完全極板とした。 ・大容4のカドミウム極板を対極として、水酸化カリワ
ムを主成分とする電解液中で容置を?則疋し乏(カドミ
ウム極は光磁状態のものを使用し九)。なお8tす定は
次の時点で行なった。 測定■・・・嘔池構成後1/jocで直ちに放電した時 測定■・・・測定■の後1/1ocで15時間充電後1
/10Qで放電した時 測定■・・・測定■の後ゾN)Qで15時間充嘔凌40
で放電した時 上記の測定による各極板の利用率、ハイレート放@によ
る劣化率及び体(青効率?第1衣に示す。 第 1 表 表よりわかる様に電池構成直後の放電において実施例1
.2.4の極板では50〜60%の利用率を示し、r−
NiOOHが存在しない比較例の極板と著しい差を示し
た。実施例6の極板については他の実施例に対してかな
夛劣っているが、比較例の極板と比べると2倍以上の利
用率を示している。また、その後の充放’jji rC
&いても実施例の極板+1、比較例の極板と同等または
それ以上と優れ念放屯性能を示している・体積効率につ
いては、カドミクムの添UDrJが10mO7:96を
越えるとわずかに低ドしたが、実賀的にほとんど問題に
ならない。 次に実施例1の活物質を水酸化ニッケルと混合して極板
を作ル、これを用い念密閉電池を作製した。この電池を
組立て直後1/10 Qで15時間充電し、その後その
電池より陰陽tiiIflを収り出し、陰陽両極の容置
を測定した。この結果を第2表に示す。 第 2 表 r−NiOOHを添加しなかった陽極を用いたものは、
陽極の充電効率が低いなめ酸素ガス発生がおくれ、陰極
が極鈑絶対容社の100%近くまで充電が進んでいるこ
とがわかる。電1llj、 )tこの様な状態で使用さ
れると、過充嘔時に水素ガスが発生しこの水素ガスは電
池内で消費されないため、゛電池の内部ガス圧が高まる
恐れがある。一方γ−N i OOHt’ 添加した陽
極を用いたもの、特に20〜!1096添加した陽iを
用いたものに、陽極の充電が適当な速度で進むため、陰
俺が100%充電される1riIに酸素発生が起こり、
容曖比(陰極容置〉陽極容砥〕も適正な値となっている
。 血、合成温度は50〜90℃、塩濃度は0.2〜、am
ot/1% アルカリ及び酸化剤は過剰祉という条件
で目的物は得られた。それ以外の条件でも目的物は得ら
れるが、得られる粉体の物性及び作業性などから上記条
件が適当と考えられる。またこの付加条件は本発明の内
容2限定するものでliない。 (へ) 発明の効果 本発明によシ、製造装置に特殊なものを必要とせず、安
価な材料を用いて、比*;t a>均質で高活性な活l
#fpI責を得ることができ、この活物實を極板中に添
加することによって、極板の充電効率を向上させ、極板
形成ff1rc化成することなく、たたちlr−池内に
組み込むことを可能とする効果がある。
第1図乃至第4因は不発り1によって製造された活物質
のX線回折図、桝35図及び第6図は比較のため製造さ
れな活物質のX線回折図である。
のX線回折図、桝35図及び第6図は比較のため製造さ
れな活物質のX線回折図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)アルカリ電池に用いるニッケル活物質の製造方法
において、酸化剤を含む苛性アルカリにカドミクムを共
存させた溶液に、ニッケル塩溶液を作用させてr−Ni
uOHy得ることを特徴とするアルカリ電池用活物貴の
製造方法。 (2; 前記力ドミクムはカドミウム塩として、酸化
剤を含む苛性アルカリ浴鹸に添加される特許請求の範囲
第1項記載のアルカリ電池用活物質の製造方法。 (3)前記力ドミクム#マ、ニッケルとカドミウム塩社
に対し3モル%以上である特許請求の範囲第1項または
第2項記戦のアルカリ゛屯池用活物負の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58017745A JPS59143272A (ja) | 1983-02-04 | 1983-02-04 | アルカリ電池用活物質の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58017745A JPS59143272A (ja) | 1983-02-04 | 1983-02-04 | アルカリ電池用活物質の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59143272A true JPS59143272A (ja) | 1984-08-16 |
Family
ID=11952279
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58017745A Pending JPS59143272A (ja) | 1983-02-04 | 1983-02-04 | アルカリ電池用活物質の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59143272A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02234356A (ja) * | 1989-03-06 | 1990-09-17 | Japan Storage Battery Co Ltd | 密閉形アルカリ電池 |
US5569444A (en) * | 1990-06-18 | 1996-10-29 | Blanchard; Philippe | Process of obtaining a metal hydroxide powder and powder obtained by the process |
EP1241721A3 (en) * | 2001-03-13 | 2004-08-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Positive electrode active material for alkaline storage battery, positive electrode using the same and method of producing the same |
-
1983
- 1983-02-04 JP JP58017745A patent/JPS59143272A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02234356A (ja) * | 1989-03-06 | 1990-09-17 | Japan Storage Battery Co Ltd | 密閉形アルカリ電池 |
US5569444A (en) * | 1990-06-18 | 1996-10-29 | Blanchard; Philippe | Process of obtaining a metal hydroxide powder and powder obtained by the process |
EP1241721A3 (en) * | 2001-03-13 | 2004-08-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Positive electrode active material for alkaline storage battery, positive electrode using the same and method of producing the same |
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