JPS59201368A - ニツケル−鉄電池の化成方法 - Google Patents
ニツケル−鉄電池の化成方法Info
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- JPS59201368A JPS59201368A JP58075745A JP7574583A JPS59201368A JP S59201368 A JPS59201368 A JP S59201368A JP 58075745 A JP58075745 A JP 58075745A JP 7574583 A JP7574583 A JP 7574583A JP S59201368 A JPS59201368 A JP S59201368A
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- JP
- Japan
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- iron
- electrode
- capacity
- battery
- nickel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- 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
- H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
- H01M4/26—Processes of manufacture
-
- 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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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- 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】
産業上の利用分野
本発明は、高出力、高エネルギー密度であるニッケルー
鉄電池の化成方法に関するものである。
鉄電池の化成方法に関するものである。
従来例の構成とその問題点
ニッケルー鉄電池は長寿命であり、古くから研究が続け
られている。しかし、ニッケルーカドミウム電池に比べ
て充放電特性が劣っていたので、現在では市場から姿を
ほとんど消している。ところが鉄電極の製造法の１」覚
しい改良により特性が向上し、ニッケルーカドミウム電
池に比べて充放２１＼−ジ 電荷性でそん色はなくな９、高エネルギー密度が要求さ
れている電気自動車用電池として最近再びこの電池が注
目されるようになった。
られている。しかし、ニッケルーカドミウム電池に比べ
て充放電特性が劣っていたので、現在では市場から姿を
ほとんど消している。ところが鉄電極の製造法の１」覚
しい改良により特性が向上し、ニッケルーカドミウム電
池に比べて充放２１＼−ジ 電荷性でそん色はなくな９、高エネルギー密度が要求さ
れている電気自動車用電池として最近再びこの電池が注
目されるようになった。
鉄電極はカドミウム電極に比べて、単位重量あるいは単
位体積当たりの放電容量が理論的には約２倍であり、高
容量化（高エネルギー密度化）の可能性が大きい。
位体積当たりの放電容量が理論的には約２倍であり、高
容量化（高エネルギー密度化）の可能性が大きい。
電池を高エネルギー密度化するためには、電槽内にでき
るだけ多くの正、負極活物質を入れる必要があり、従っ
て必然的に正、負極間の間隔が小さくなる。その結果、
電解液の拡散が不充分となり、また充電時に発生したガ
スが電極間に留まる傾向が生じることなどから、電極の
活物質利用率が一般に低下する。この傾向はニッケル電
極については顕著でないが、鉄電極は液不足、ガス抜は
不足の影響を大きく受ける欠点がある。とくに充分に化
成する前の電極では極端に低利用率にとどまる。このよ
うな状態で、定格容量の％ ０以上の電流で充放電を繰
り返すと、鉄電極の活性化の進行がおそく放電容量は次
第に増加するが、ニク３ ′ ケル電極容量律則になるまでに１０サイクル以上の充放
電（化成）が必要であった。
るだけ多くの正、負極活物質を入れる必要があり、従っ
て必然的に正、負極間の間隔が小さくなる。その結果、
電解液の拡散が不充分となり、また充電時に発生したガ
スが電極間に留まる傾向が生じることなどから、電極の
活物質利用率が一般に低下する。この傾向はニッケル電
極については顕著でないが、鉄電極は液不足、ガス抜は
不足の影響を大きく受ける欠点がある。とくに充分に化
成する前の電極では極端に低利用率にとどまる。このよ
うな状態で、定格容量の％ ０以上の電流で充放電を繰
り返すと、鉄電極の活性化の進行がおそく放電容量は次
第に増加するが、ニク３ ′ ケル電極容量律則になるまでに１０サイクル以上の充放
電（化成）が必要であった。
この対策として、鉄電極をあらかじめ化成してその後に
電池を組むことが考えられる。しかし、鉄電極がか性カ
リ水溶液で濡れた！ｆ、まの状態で電池を組むことは作
業工程上困難である。−！、た鉄電極全水洗し乾燥後組
み込むことも可能であるが、この場合には作業工程が複
雑になるので好ましくない。実用的には電池を組み立て
た後化成する方法、いわゆる電槽内化成方法が最も有利
である。
電池を組むことが考えられる。しかし、鉄電極がか性カ
リ水溶液で濡れた！ｆ、まの状態で電池を組むことは作
業工程上困難である。−！、た鉄電極全水洗し乾燥後組
み込むことも可能であるが、この場合には作業工程が複
雑になるので好ましくない。実用的には電池を組み立て
た後化成する方法、いわゆる電槽内化成方法が最も有利
である。
しかし、この方法を採ると、前記のように従来の化成法
では１０サイクル以上の充放電を行わなければならず仕
掛り期間が長くなり、化成に多くの電力を要するという
欠点があった。
では１０サイクル以上の充放電を行わなければならず仕
掛り期間が長くなり、化成に多くの電力を要するという
欠点があった。
発明の目的
本発明は、特に電槽に多数の電極を密に挿入して電極間
隔が小さくなった高エネルギー密度のニッケルー鉄電池
の化成の充放電必要回数を減少させて、鉄電極の放電容
量を初期の充放電サイクルから高めることを目的とする
ものである。
隔が小さくなった高エネルギー密度のニッケルー鉄電池
の化成の充放電必要回数を減少させて、鉄電極の放電容
量を初期の充放電サイクルから高めることを目的とする
ものである。
発明の構成
本発明は、鉄電極と放電状態のニッケル電極とを組み合
せた電池を充電し、その後鉄電極の理論容量に対し利用
率３ｏ％の容量を基準容量として、その基準容量値の１
／ｌｏ〜１／／Ｄの電流で放電することを特徴とするニ
ッケルー鉄電池の化成方法であり、鉄電極の利用率を早
期に向上させ、化成の充放電サイクル数を短縮して仕掛
り期間の短縮と所要電力量の削減を図ったものである。
せた電池を充電し、その後鉄電極の理論容量に対し利用
率３ｏ％の容量を基準容量として、その基準容量値の１
／ｌｏ〜１／／Ｄの電流で放電することを特徴とするニ
ッケルー鉄電池の化成方法であり、鉄電極の利用率を早
期に向上させ、化成の充放電サイクル数を短縮して仕掛
り期間の短縮と所要電力量の削減を図ったものである。
実施例の説明
以下に本発明の実施例について説明する。
鉄電極として、電解鉄粉をｃＭｅが添加された糊液でペ
ースト状にし、芯材に塗着、乾燥後約８ｏｏ℃の水素気
流中で焼結した大きさＩＥ５０ｆｆｆｆ×１６ｏ朋、厚
さ約０．８闘の焼結式電極を用意した。
ースト状にし、芯材に塗着、乾燥後約８ｏｏ℃の水素気
流中で焼結した大きさＩＥ５０ｆｆｆｆ×１６ｏ朋、厚
さ約０．８闘の焼結式電極を用意した。
２方ニッケル電極は、焼結式ニッケル基板に水酸化ニッ
ケルを化学的に充填したもので、その大きさは鉄電極と
同じで、厚さは約１．０ｆｆｆｆとした。
ケルを化学的に充填したもので、その大きさは鉄電極と
同じで、厚さは約１．０ｆｆｆｆとした。
負極として上記の鉄電極１７枚、正極としてニ６べ−Ｓ
゛ ッケル電極１８枚を用意し、合成樹脂製の七パレータを
介して交互に並べて合成樹脂製電槽に挿入し、比重１．
２４のかけカリ水溶液に２０り／ｌの水酸化リチウム及
び５ ｆ ／ ｌの硫化カリを添加した電解液を注入し
て電池を構成した。この電池の負極である鉄電極の理論
容量は約６４０人り、正極であるニッケル電極は約１８
０Ａｈであり、鉄電極の容量は約２８％の利用率となれ
ば、ニッケル電極と同一容量になる。
゛ ッケル電極１８枚を用意し、合成樹脂製の七パレータを
介して交互に並べて合成樹脂製電槽に挿入し、比重１．
２４のかけカリ水溶液に２０り／ｌの水酸化リチウム及
び５ ｆ ／ ｌの硫化カリを添加した電解液を注入し
て電池を構成した。この電池の負極である鉄電極の理論
容量は約６４０人り、正極であるニッケル電極は約１８
０Ａｈであり、鉄電極の容量は約２８％の利用率となれ
ば、ニッケル電極と同一容量になる。
上記電池を４セル作成し、以下に記述する４種の方法で
化成を行い、負極の利用率と充放電サイクル数との関係
を求めた。
化成を行い、負極の利用率と充放電サイクル数との関係
を求めた。
充電は、４セルとも２ＯＡの電流で１６時間行い、その
後の放電は、鉄電極の理論容量（°６４０Ａｈ ）ｘ利
用率（３０％）の容量１９２Ａｈを基準容量とし、その
０．２倍の電流（Ａ）、０．１５倍の電流（Ｂ）、ｏ、
１倍の電流（ｃ ） 、 ０．０５倍の電流（Ｄ）で各
々行う充放電サイクルをニッケル電極律則となるまで繰
り返した。この結果は図に示す通りで、曲線ａ、ｂ、ｃ
、ｒｌは前記化成法（Ａ）６ペーコ！ （Ｂ） 、 （Ｃ） 、 （Ｄ）にそれぞれ対応する。
後の放電は、鉄電極の理論容量（°６４０Ａｈ ）ｘ利
用率（３０％）の容量１９２Ａｈを基準容量とし、その
０．２倍の電流（Ａ）、０．１５倍の電流（Ｂ）、ｏ、
１倍の電流（ｃ ） 、 ０．０５倍の電流（Ｄ）で各
々行う充放電サイクルをニッケル電極律則となるまで繰
り返した。この結果は図に示す通りで、曲線ａ、ｂ、ｃ
、ｒｌは前記化成法（Ａ）６ペーコ！ （Ｂ） 、 （Ｃ） 、 （Ｄ）にそれぞれ対応する。
図から明らかなように、化成方法の差により鉄電極のサ
イクルによる利用率の上昇する割合が異なる。本発明に
よる化成を行った電池（Ｃ）、（Ｄ）では、４〜５サイ
クルで鉄電極の利用率はニッケル電極の容量に等しくな
っている。一方、従来法いわゆる高率放電により化成し
た場合の（Ａ）では１ｏサイクル、（Ｂ）では８サイク
ルを要している。
イクルによる利用率の上昇する割合が異なる。本発明に
よる化成を行った電池（Ｃ）、（Ｄ）では、４〜５サイ
クルで鉄電極の利用率はニッケル電極の容量に等しくな
っている。一方、従来法いわゆる高率放電により化成し
た場合の（Ａ）では１ｏサイクル、（Ｂ）では８サイク
ルを要している。
この理由としては概ねつぎのことが考えられる。
焼結を行っただけの鉄電極中の鉄はまだ活性度の低い状
態にあり、これを従来例のように大電流で放電すると極
板表層の鉄が放電されるのみで、Ｆｅ（ＯＨ）２の生成
が少なく、再充電によりできる活性度の高い鉄の生成も
少ない。従って充放電サイクルを数多く行なわないとそ
の利用率が向上しないものと思われる。一方、本発明の
ように微少電流での放電の場合は、活性度の低い鉄でも
深い放電が可能となって、Ｆｅ（ＯＨ）２の生成量も多
くなり、これを再充電することによって鉄電極中に活性
度の高い鉄が多く生成され、そのため少ない充放電７ベ
ーＺ・ サイクルで鉄電極の利用率が向上するもの七考えられる
。
態にあり、これを従来例のように大電流で放電すると極
板表層の鉄が放電されるのみで、Ｆｅ（ＯＨ）２の生成
が少なく、再充電によりできる活性度の高い鉄の生成も
少ない。従って充放電サイクルを数多く行なわないとそ
の利用率が向上しないものと思われる。一方、本発明の
ように微少電流での放電の場合は、活性度の低い鉄でも
深い放電が可能となって、Ｆｅ（ＯＨ）２の生成量も多
くなり、これを再充電することによって鉄電極中に活性
度の高い鉄が多く生成され、そのため少ない充放電７ベ
ーＺ・ サイクルで鉄電極の利用率が向上するもの七考えられる
。
このように本発明の実施例によれば、少ない充放電サイ
クルで鉄電極の利用率か向上し、ニッケルー鉄電池の化
成に要する電力の削減と、仕掛り期間の短縮に効果があ
る。特に多数の正、負極を電槽内に密に挿入して電極間
隔が小さくなっている高密度電池では、電解液の拡散や
ガス留捷りの影響で従来例による化成法の場合はとくに
鉄電極の利用率向上に多くの充放電サイクルを必要とす
る。しかし本発明では、それらの影響も少なくより大き
な効果を得ることができる。
クルで鉄電極の利用率か向上し、ニッケルー鉄電池の化
成に要する電力の削減と、仕掛り期間の短縮に効果があ
る。特に多数の正、負極を電槽内に密に挿入して電極間
隔が小さくなっている高密度電池では、電解液の拡散や
ガス留捷りの影響で従来例による化成法の場合はとくに
鉄電極の利用率向上に多くの充放電サイクルを必要とす
る。しかし本発明では、それらの影響も少なくより大き
な効果を得ることができる。
本発明においては、鉄電極活性化のための放電は負極の
理論容量に対し利用率３０％の容量を基準容量とし、そ
の基準容量の晶。以下であれば充放電サイクルは同等で
あるが、化成に要する時間を考えた場合、１／１゜〜釉
の電流が最適であると考える。
理論容量に対し利用率３０％の容量を基準容量とし、そ
の基準容量の晶。以下であれば充放電サイクルは同等で
あるが、化成に要する時間を考えた場合、１／１゜〜釉
の電流が最適であると考える。
発明の効果
以上のように本発明によれば、鉄電極の活ｔ’を化のた
めの化成の充放電必要回数を大幅に低減することができ
、充放電に要する電力の削減および仕掛り期間の短縮に
大きく貢献するものである。
めの化成の充放電必要回数を大幅に低減することができ
、充放電に要する電力の削減および仕掛り期間の短縮に
大きく貢献するものである。
図は、従来の化成方法と本発明の実施例による化成方法
とにより化成した電池の負極利用率を比較したものであ
る。
とにより化成した電池の負極利用率を比較したものであ
る。
Claims (1)
- 鉄電極と、放電状態のニッケル電極とを組み合せた電池
を充電し、その後、前記鉄電極の理論容俄に対し利用率
３０％の容量を基準容量として、その基準容量値の￥ｏ
〜’ｘ の電流で放電することを特徴とするニッケ
ルー鉄電池の化成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58075745A JPS59201368A (ja) | 1983-04-28 | 1983-04-28 | ニツケル−鉄電池の化成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58075745A JPS59201368A (ja) | 1983-04-28 | 1983-04-28 | ニツケル−鉄電池の化成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59201368A true JPS59201368A (ja) | 1984-11-14 |
Family
ID=13585113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58075745A Pending JPS59201368A (ja) | 1983-04-28 | 1983-04-28 | ニツケル−鉄電池の化成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59201368A (ja) |
-
1983
- 1983-04-28 JP JP58075745A patent/JPS59201368A/ja active Pending
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