JPS5916268A - ニツケル極を用いた電池の製造法 - Google Patents
ニツケル極を用いた電池の製造法Info
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- JPS5916268A JPS5916268A JP57124650A JP12465082A JPS5916268A JP S5916268 A JPS5916268 A JP S5916268A JP 57124650 A JP57124650 A JP 57124650A JP 12465082 A JP12465082 A JP 12465082A JP S5916268 A JPS5916268 A JP S5916268A
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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
- H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
- H01M4/32—Nickel oxide or hydroxide electrodes
-
- 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
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
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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】
産業上の利用分野
本発明は、ニッケルーカドミウム蓄電池、ニッケルー亜
鉛蓄電池、ニッケルー水素電池などのニッケル電極を有
する電池、とくにニッケル電極として、水酸化ニッケル
を直接充填する非焼結式電極を用いた電池の製造法に関
する。
鉛蓄電池、ニッケルー水素電池などのニッケル電極を有
する電池、とくにニッケル電極として、水酸化ニッケル
を直接充填する非焼結式電極を用いた電池の製造法に関
する。
従来例の構成とその問題点
前記のような各種電池のニッケル電極としては、かつて
はポケット式、最近では焼結式が主流を占めている。ボ
ケ、）式は、孔を多数設けた鋼製の容器に水酸化ニッケ
ルを黒鉛などの導電材とともに機械的に充填したもので
あり、大電流放電での分極が大きく、利用率も低いとい
う欠点を有する。
はポケット式、最近では焼結式が主流を占めている。ボ
ケ、）式は、孔を多数設けた鋼製の容器に水酸化ニッケ
ルを黒鉛などの導電材とともに機械的に充填したもので
あり、大電流放電での分極が大きく、利用率も低いとい
う欠点を有する。
また、急充電などの苛酷な条件では寿命が短くなるなど
の問題がある。
の問題がある。
これに対して焼結式では、微孔を有する焼結体中に活物
質が強固に付着、内蔵された形で充てんされているので
、上記ポケット式にみら九るような問題は少なく、大電
流放電特性、急充電特性、寿命いずれの点でも優れてい
る。ところが、焼結体の製造、活物質の充てんいずれに
おいても工程は複雑であって、ボケｙ）式に比べ九ばか
なり高価になる問題がある。
質が強固に付着、内蔵された形で充てんされているので
、上記ポケット式にみら九るような問題は少なく、大電
流放電特性、急充電特性、寿命いずれの点でも優れてい
る。ところが、焼結体の製造、活物質の充てんいずれに
おいても工程は複雑であって、ボケｙ）式に比べ九ばか
なり高価になる問題がある。
焼結式に代えて孔径、多孔度とも大きいスポンジ状金属
多孔体を活物質支持体として用い、こｎにペースト状に
した活物質すなわち水酸化ニッケルを直接光てんする方
法が開発さｎ１少なくとも活物質の充てん工程の簡易化
がはかられている。
多孔体を活物質支持体として用い、こｎにペースト状に
した活物質すなわち水酸化ニッケルを直接光てんする方
法が開発さｎ１少なくとも活物質の充てん工程の簡易化
がはかられている。
さらに簡単な方法がいわゆるペースト式であって、芯材
としてネット、孔あき板、エキスノくンドメタルなどの
二次元的な多孔体を用い、これに活物質と結着剤を混合
してペースト状にしたものを塗着し、とｆ′Ｌヲスリツ
）６るいはローラ間を通すことにより平滑化して、乾燥
後、必要に応じて訓圧するものである。
としてネット、孔あき板、エキスノくンドメタルなどの
二次元的な多孔体を用い、これに活物質と結着剤を混合
してペースト状にしたものを塗着し、とｆ′Ｌヲスリツ
）６るいはローラ間を通すことにより平滑化して、乾燥
後、必要に応じて訓圧するものである。
この方法は、芯材が極めて安価であり、また活物質の充
てんも容易であるので製法としては理想的であり、多く
の提案がされている。ペースト式電極の歴史は古く、製
法はやや異なるが、ペースト式鉛極板は極めて広く用い
られている。また、カドミウム極についても実用化され
ている。これらに対して、ニッケル極についても多くの
提案があるにもかかわらず実用化ができない理由の１つ
として、次の点が挙げられる。
てんも容易であるので製法としては理想的であり、多く
の提案がされている。ペースト式電極の歴史は古く、製
法はやや異なるが、ペースト式鉛極板は極めて広く用い
られている。また、カドミウム極についても実用化され
ている。これらに対して、ニッケル極についても多くの
提案があるにもかかわらず実用化ができない理由の１つ
として、次の点が挙げられる。
すなわち、活物質としての充電時でのオキシ水酸化ニッ
ケル、放電時の水酸化ニッケルいずれもすぐれた導電体
ではないことである。このため導電材を別に加える必要
があり、加えても利用率が向上し難く、また、加えすぎ
ると絶対容量が小さくなってしまう。
ケル、放電時の水酸化ニッケルいずれもすぐれた導電体
ではないことである。このため導電材を別に加える必要
があり、加えても利用率が向上し難く、また、加えすぎ
ると絶対容量が小さくなってしまう。
以上のように、水酸化ニッケルを主とする活物質合剤を
ボケ、７トや芯材などに充填して構成されるニッケル電
極では、活物質利用率を向上することが一つの課題とな
っている。
ボケ、７トや芯材などに充填して構成されるニッケル電
極では、活物質利用率を向上することが一つの課題とな
っている。
この種のニッケル電極の利用率の向上の一手段としてコ
バルトおよびコバルト化合物の添加が知られている。利
用率向上の理由については、はっきりした理論はまだな
いようであり、たとえばニッケルとコバルトが固溶体を
つくり、これによって活物質の酸素過電圧を高め、充電
効率が向上するといった推察がある。
バルトおよびコバルト化合物の添加が知られている。利
用率向上の理由については、はっきりした理論はまだな
いようであり、たとえばニッケルとコバルトが固溶体を
つくり、これによって活物質の酸素過電圧を高め、充電
効率が向上するといった推察がある。
いずれにしてもコバルトが効果的であることがわかって
いるので、コバルト金属、酸化物、その他の化合物を、
電極の製造工程で添加して、その添加条件の差によるニ
ッケル極への影響が調べられている。
いるので、コバルト金属、酸化物、その他の化合物を、
電極の製造工程で添加して、その添加条件の差によるニ
ッケル極への影響が調べられている。
その一つの有効な方法として、水酸化ニッケルを主とす
る活物質合剤を電極基体に充てんした後に、コバルトの
塩溶液をこれに含浸し、ついでアルカリ溶液に浸せきし
、さらに水洗、乾燥する方法がある。この場合に、活物
質合剤中にもあらかじめコバルトを加えておくことが好
ましい。
る活物質合剤を電極基体に充てんした後に、コバルトの
塩溶液をこれに含浸し、ついでアルカリ溶液に浸せきし
、さらに水洗、乾燥する方法がある。この場合に、活物
質合剤中にもあらかじめコバルトを加えておくことが好
ましい。
ペースト式電極を例にして具体的にのべると、水酸化ニ
ッケル粉末にたとえばニッケルや黒鉛を導電材として加
え、さらにこれにコバルト、強度向上のために樹脂繊維
などを加える。これらを結着剤溶液によってペースト状
にする。金属の孔あき板を芯材とし、このペーストを両
面に塗着後、１ｇ− スＩＪ ン）間を通して所望の厚さと表面の半掛化を行
い、これを乾燥する。ついで、コバルト塩として硝酸コ
バルトの水溶液を含浸し、乾燥後か性カリ水溶液中に浸
せきし、最後に水洗、乾燥する。
ッケル粉末にたとえばニッケルや黒鉛を導電材として加
え、さらにこれにコバルト、強度向上のために樹脂繊維
などを加える。これらを結着剤溶液によってペースト状
にする。金属の孔あき板を芯材とし、このペーストを両
面に塗着後、１ｇ− スＩＪ ン）間を通して所望の厚さと表面の半掛化を行
い、これを乾燥する。ついで、コバルト塩として硝酸コ
バルトの水溶液を含浸し、乾燥後か性カリ水溶液中に浸
せきし、最後に水洗、乾燥する。
このようにして得られた電極の利用率は、コバルトをあ
らかじめ硝酸コバルトにより添加される量を余分に加え
ておいた電極の利用率よりも太きい。しかし、このコバ
ルト化合物の添加は、あらかじめ加えるのとは異なり、
アルカリ浸せきととくに長時間を必要とするそのアルカ
リ除去のため水洗工程が入るために、活物質が直接光て
んできる長所が十分発揮できなくなる問題点がある。と
いって、コバルト塩をガロえた後に刀１熱によるコバル
トの熱分解などを行りてもそ九はど大きな効果は得られ
ない。
らかじめ硝酸コバルトにより添加される量を余分に加え
ておいた電極の利用率よりも太きい。しかし、このコバ
ルト化合物の添加は、あらかじめ加えるのとは異なり、
アルカリ浸せきととくに長時間を必要とするそのアルカ
リ除去のため水洗工程が入るために、活物質が直接光て
んできる長所が十分発揮できなくなる問題点がある。と
いって、コバルト塩をガロえた後に刀１熱によるコバル
トの熱分解などを行りてもそ九はど大きな効果は得られ
ない。
発明の目的
本発明は、上記のように、コバルトの添７１１］によっ
てニッケル電極の製造工程が複雑になる不都合を解消し
、コバルトの添加による活物質の利用率向上の効果を十
分に発揮する方法を提供することを目的とする。
てニッケル電極の製造工程が複雑になる不都合を解消し
、コバルトの添加による活物質の利用率向上の効果を十
分に発揮する方法を提供することを目的とする。
発明の構成
本発明は、コバルト化合物、とくに弱酸のコバルト塩を
溶液にしてニッケル電極に刃口え、乾燥後にアルカリ浸
せきすることなく電池を構成し、電解液としてか性アル
カリ溶液を加えて放置しておき、その後充電することを
特徴とする。すなわち、コバルト化合物でもとくに電解
液の取替えが不可能な密閉形電池については、その陰イ
オンが電池・ に有害でないものをえらび、電極の製造
工程でのアルカリ溶液浸せき、水洗の工程を省略し、こ
れを電池内で行うものである。理由は明確ではないが、
電解液を注入後、通常のようにとくに放置を考慮せずに
ただちに充電に入った場合には、電解液にか性アルカリ
を用いていても利用率の向上は極めて少ない。
溶液にしてニッケル電極に刃口え、乾燥後にアルカリ浸
せきすることなく電池を構成し、電解液としてか性アル
カリ溶液を加えて放置しておき、その後充電することを
特徴とする。すなわち、コバルト化合物でもとくに電解
液の取替えが不可能な密閉形電池については、その陰イ
オンが電池・ に有害でないものをえらび、電極の製造
工程でのアルカリ溶液浸せき、水洗の工程を省略し、こ
れを電池内で行うものである。理由は明確ではないが、
電解液を注入後、通常のようにとくに放置を考慮せずに
ただちに充電に入った場合には、電解液にか性アルカリ
を用いていても利用率の向上は極めて少ない。
実施例の説明
ニッケル電極としてはペースト式を実施例とする。まず
ペーストの拐料として、２ｏｏメツシーのふるいを通過
する粒度の水酸化ニッケル１に２とカーボニルニッケル
粉末１ｏｏｙ−１黒鉛２５ｙ−１直径０．１ｍｓ、長さ
３〜５襲のアクリロニトリル−塩化ビニル共重合体繊維
２０ｆ、カーボニル金属コバルト粉末５０．ｐ、ポリエ
チレン粉末２６！ｙ−およびカルボキシメチルセルロー
スの３重量％水溶液１・Ｉ Ｋｇとした。
ペーストの拐料として、２ｏｏメツシーのふるいを通過
する粒度の水酸化ニッケル１に２とカーボニルニッケル
粉末１ｏｏｙ−１黒鉛２５ｙ−１直径０．１ｍｓ、長さ
３〜５襲のアクリロニトリル−塩化ビニル共重合体繊維
２０ｆ、カーボニル金属コバルト粉末５０．ｐ、ポリエ
チレン粉末２６！ｙ−およびカルボキシメチルセルロー
スの３重量％水溶液１・Ｉ Ｋｇとした。
芯材には厚さ０．１ ｍ、の鉄板に穴径２１、中心間ピ
ッチ３朋で開孔したパンチングメタルにニッケルメッキ
を施したものを使用した。この芯材の両面に上記ペース
トを塗着し、スリットを通過させ、乾燥後の厚さを１．
０±０．０５．にした。 コバルト塩として酢酸コバル
トをえらび、これの２００ｙｌ水溶液中に電極を浸漬し
、乾燥後、まず幅１２０．１、長さ６８０ ａｓに裁断
した。ついで、ローラー間を通して加圧し、ポリ４フツ
化エチレンの水性ディスパージョン（樹脂分３重量％）
を加えた後乾燥した。電極の厚さｔｄ、 ０．７ ｍｘ
であった。この電極をさらに単２の大きさに裁断した。
ッチ３朋で開孔したパンチングメタルにニッケルメッキ
を施したものを使用した。この芯材の両面に上記ペース
トを塗着し、スリットを通過させ、乾燥後の厚さを１．
０±０．０５．にした。 コバルト塩として酢酸コバル
トをえらび、これの２００ｙｌ水溶液中に電極を浸漬し
、乾燥後、まず幅１２０．１、長さ６８０ ａｓに裁断
した。ついで、ローラー間を通して加圧し、ポリ４フツ
化エチレンの水性ディスパージョン（樹脂分３重量％）
を加えた後乾燥した。電極の厚さｔｄ、 ０．７ ｍｘ
であった。この電極をさらに単２の大きさに裁断した。
この場合は幅３８諸で長さを２２０８にした。
上記のニッケル極を公知のペースト式カドミウム極とポ
リアミド不織布のセパレータを用いて渦巻状に捲回し、
電槽に挿入した。これに３０ ｙ／７１の水酸化リチウ
ムを含む３０重量％のか性カリ水溶液を電解液として６
．８ＣＣ加えた。電槽蓋を用いてこれを封口し、室温（
２０±５℃）で１日間放置した。その後に、０．１Ｇで
公称容量の１８０Ｘ（３，６Ａｈ ）充電−０，２０放
電の条件で２サイクルくり返して化成した。この電池を
（Ａ）とする。
リアミド不織布のセパレータを用いて渦巻状に捲回し、
電槽に挿入した。これに３０ ｙ／７１の水酸化リチウ
ムを含む３０重量％のか性カリ水溶液を電解液として６
．８ＣＣ加えた。電槽蓋を用いてこれを封口し、室温（
２０±５℃）で１日間放置した。その後に、０．１Ｇで
公称容量の１８０Ｘ（３，６Ａｈ ）充電−０，２０放
電の条件で２サイクルくり返して化成した。この電池を
（Ａ）とする。
比較のために、コバルト成分を（ＡＪよりも多くして、
水酸化ニッケルＩ Ｋｇに対してカーボニル金属コバル
ト粉末６０ｙ−の他に、（Ａ）に用いた酢酸コバルトか
らか性カリによりて得らｎる（ホ）酸化コバルトを４８
ｙ−加え、その後は酢酸コバルト溶液の含浸を省略して
得たニッケル極を用いた電池を（ＢＪとした。また、（
ム）と同様に製作し、酢酸コバルト溶液を含浸後にか性
カリ溶液に浸せきし、水洗乾燥後に電池を構成したもの
を（Ｃ）、 （ＡＪと同じ方法で電池を製作後にただち
に化成に入ったものを（Ｄｌとした。
水酸化ニッケルＩ Ｋｇに対してカーボニル金属コバル
ト粉末６０ｙ−の他に、（Ａ）に用いた酢酸コバルトか
らか性カリによりて得らｎる（ホ）酸化コバルトを４８
ｙ−加え、その後は酢酸コバルト溶液の含浸を省略して
得たニッケル極を用いた電池を（ＢＪとした。また、（
ム）と同様に製作し、酢酸コバルト溶液を含浸後にか性
カリ溶液に浸せきし、水洗乾燥後に電池を構成したもの
を（Ｃ）、 （ＡＪと同じ方法で電池を製作後にただち
に化成に入ったものを（Ｄｌとした。
これらの電池の充てん容量と各放電時での利用率、それ
に充′屯は０．１５Ｇ、放電は０．５０の条件で充放電
し、初期容量の６５％まで低下した場合を寿命としたサ
イクル寿命を次表に示す。
に充′屯は０．１５Ｇ、放電は０．５０の条件で充放電
し、初期容量の６５％まで低下した場合を寿命としたサ
イクル寿命を次表に示す。
この表より明らかなように、本発明による電池Ａは従来
のアルカリ浸せき一水洗の工程を加えたニッケル極を用
いた電池Ｃとほぼ同程度の利用率と寿命を有することが
わかる。
のアルカリ浸せき一水洗の工程を加えたニッケル極を用
いた電池Ｃとほぼ同程度の利用率と寿命を有することが
わかる。
なお、実施例では、コバルト塩として最も適した弱酸と
のコバルト塩として酢酸コノ（ルトヲ用いた。その他に
ギ酸コバルト、シーウ酸コバルトなどの有機酸との塩が
よく、リン酸やホウ酸などとの無機弱酸との塩も使える
。その他にリン酸コバルトアンモニウムなども４更える
。しかし、硝酸。
のコバルト塩として酢酸コノ（ルトヲ用いた。その他に
ギ酸コバルト、シーウ酸コバルトなどの有機酸との塩が
よく、リン酸やホウ酸などとの無機弱酸との塩も使える
。その他にリン酸コバルトアンモニウムなども４更える
。しかし、硝酸。
硫酸、塩酸など強酸との塩は、これら陰イオンが、自己
放電や寿命に悪影響を与えるので、実施例のような密閉
形電池用には好ましくない。しかし、開放形では、化成
前後任意に゛電解液を交換できるノテ、コバルト化合物
に限定はない。
放電や寿命に悪影響を与えるので、実施例のような密閉
形電池用には好ましくない。しかし、開放形では、化成
前後任意に゛電解液を交換できるノテ、コバルト化合物
に限定はない。
また、添加量としては、少しでも加えればそれだけの効
果はあるが、通常は２〜１０重量九程度の溶液を用いれ
ばよい。また、電池製造後の放置については、放置すれ
ばそｎだけの効果はある。
果はあるが、通常は２〜１０重量九程度の溶液を用いれ
ばよい。また、電池製造後の放置については、放置すれ
ばそｎだけの効果はある。
一つの目安としては室温で数時間以上、好ましくは１日
程度である。
程度である。
また実施例ではペースト式について述べたが、スポンジ
状金属多孔体を用いる場合やポケット式の場合でも同様
である。
状金属多孔体を用いる場合やポケット式の場合でも同様
である。
発明の効果
以上のように１本発明によれば、製造工程を簡略にして
、非焼結式ニッケル電極の利用率を向上することができ
る。
、非焼結式ニッケル電極の利用率を向上することができ
る。
Claims (1)
- 水酸化ニッケルを主とする活物質合剤を充てんしたニッ
ケル電極に、コバルト化合物溶液を含浸し、乾燥後セパ
レータおよび負極とともに電極群を構成して電槽に挿入
し、次にか性アルカリ電解液を注液し、この状態で少な
くとも数時間放置し、その後充電することを特徴とする
ニッケル極を用いた電池の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57124650A JPS5916268A (ja) | 1982-07-16 | 1982-07-16 | ニツケル極を用いた電池の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57124650A JPS5916268A (ja) | 1982-07-16 | 1982-07-16 | ニツケル極を用いた電池の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5916268A true JPS5916268A (ja) | 1984-01-27 |
Family
ID=14890654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57124650A Pending JPS5916268A (ja) | 1982-07-16 | 1982-07-16 | ニツケル極を用いた電池の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5916268A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61124068A (ja) * | 1984-11-20 | 1986-06-11 | Yuasa Battery Co Ltd | ニツケルカドミウムアルカリ蓄電池 |
-
1982
- 1982-07-16 JP JP57124650A patent/JPS5916268A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61124068A (ja) * | 1984-11-20 | 1986-06-11 | Yuasa Battery Co Ltd | ニツケルカドミウムアルカリ蓄電池 |
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