JPS5933758A - 密閉形ニツケル−カドミウム蓄電池 - Google Patents
密閉形ニツケル−カドミウム蓄電池Info
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- JPS5933758A JPS5933758A JP57144528A JP14452882A JPS5933758A JP S5933758 A JPS5933758 A JP S5933758A JP 57144528 A JP57144528 A JP 57144528A JP 14452882 A JP14452882 A JP 14452882A JP S5933758 A JPS5933758 A JP S5933758A
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- nickel hydroxide
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- 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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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、密閉形ニッケルーカドミウム蓄電池の改良に
関するものである。
関するものである。
従来例の構成とその問題点
密閉形ニッケルーカドミウム蓄電池は、水酸化ニッケル
を主体とする正極と、水酸化カドミウムを主体とする負
極と、正、負両極を隔離するセパレータと、電解液とし
ての水酸化カリウム、水酸２ ページ 化ナトリウム、水酸化リチウム等のアルカリ水溶液とか
ら構成されている。
を主体とする正極と、水酸化カドミウムを主体とする負
極と、正、負両極を隔離するセパレータと、電解液とし
ての水酸化カリウム、水酸２ ページ 化ナトリウム、水酸化リチウム等のアルカリ水溶液とか
ら構成されている。
負極としては、一般に焼結式、ペースト式等のカドミウ
ム極が用いられ、正極としては、多孔性ニッケル焼結基
板に、電解法、化学含浸法等の手段によって、正極活物
質となる水酸化ニッケル。
ム極が用いられ、正極としては、多孔性ニッケル焼結基
板に、電解法、化学含浸法等の手段によって、正極活物
質となる水酸化ニッケル。
水酸化コバルト等を充填したものが用いられている。ま
た最近ではスポンジ状の金属ニッケル基板に、水酸化ニ
ッケルを主体とした活物質ペーストを充填した、高容量
を有するニッケル正極も提案されている。
た最近ではスポンジ状の金属ニッケル基板に、水酸化ニ
ッケルを主体とした活物質ペーストを充填した、高容量
を有するニッケル正極も提案されている。
従来の焼結式ニッケル正極の活物質充填工程は、例えば
化学含浸法のように含浸工程、アルカリ処理工程、水洗
工程、乾燥工程等、数多くの工程が必要であり、高容量
の正極を得るためには、これらの工程の数回に及ぶくり
返えしが必要となシ、非常に煩雑となっている。
化学含浸法のように含浸工程、アルカリ処理工程、水洗
工程、乾燥工程等、数多くの工程が必要であり、高容量
の正極を得るためには、これらの工程の数回に及ぶくり
返えしが必要となシ、非常に煩雑となっている。
一方、スポンジ状の金属ニッケル基板（９０〜９５％の
多孔度）を用いる方法は、孔径の大きいものが選択でき
ることによシ、基板中にベースト３ページ 状の活物質を直接充填でき、しかも充填後、加圧加工を
行なうだけの簡単な工程で、高容量を有するニッケル正
極の製造が可能である。また正極板の特性としては、容
量面では、従来の焼結式の正極板の単位体積当りの容量
密度が３５０〜４５０ｍＡｈ／ｃＡ程度であるのに対し
、４７０〜５２０ｍＡｈＡ＃ｆ程度の高容量が得られ、
大電流での放電特性も、焼結式のものと同等の性能が得
られる。
多孔度）を用いる方法は、孔径の大きいものが選択でき
ることによシ、基板中にベースト３ページ 状の活物質を直接充填でき、しかも充填後、加圧加工を
行なうだけの簡単な工程で、高容量を有するニッケル正
極の製造が可能である。また正極板の特性としては、容
量面では、従来の焼結式の正極板の単位体積当りの容量
密度が３５０〜４５０ｍＡｈ／ｃＡ程度であるのに対し
、４７０〜５２０ｍＡｈＡ＃ｆ程度の高容量が得られ、
大電流での放電特性も、焼結式のものと同等の性能が得
られる。
しかし、従来のスポンジ状の金属ニッケル基板を用いる
正極（以下スポンジメタル正極という）は、焼結式ニッ
ケル正極に比べ、その基板の物理強度が弱く、充電、放
電のくり返しによって、極板のふくれを生じ、正負極間
に設置されたセパレ〜りを圧縮し、充放電特性に大きく
寄与するセパレータ中の電解液を押し出して、放電特性
を劣化させる傾向が焼結式正極に比べて大きかった。す
なわち、充放電サイクル寿命は、焼結式に比べ若干劣っ
ているという欠点があった。
正極（以下スポンジメタル正極という）は、焼結式ニッ
ケル正極に比べ、その基板の物理強度が弱く、充電、放
電のくり返しによって、極板のふくれを生じ、正負極間
に設置されたセパレ〜りを圧縮し、充放電特性に大きく
寄与するセパレータ中の電解液を押し出して、放電特性
を劣化させる傾向が焼結式正極に比べて大きかった。す
なわち、充放電サイクル寿命は、焼結式に比べ若干劣っ
ているという欠点があった。
発明の目的
本発明は、以上の」：うなスポンジメタル正極の充電放
電のくり返しサイクルにおけるふくれと、それに起因す
る充放電特性の劣化を改善して充放電サイクル寿命の向
上をはかることを目的としだものである。
電のくり返しサイクルにおけるふくれと、それに起因す
る充放電特性の劣化を改善して充放電サイクル寿命の向
上をはかることを目的としだものである。
発明の構成
本発明は、スポンジ状の金属ニッケル基板に、正極活物
質としての水酸化ニッケルを主体とし、これに導電剤と
しての金属ニッケル粉末、水酸化ニッケル活物質の利用
率を高めるだめの金属コバルト粉末、及び充放電サイク
リ寿命特性向上のだめの水酸化カドミウムを水酸化ニッ
ケルに対する重量比率で、２〜１６％添加した構成の活
物質ペーストを充填し、この電極を正極に用いることを
特徴とする密閉型ニッケルーカドミウム蓄電池である。
質としての水酸化ニッケルを主体とし、これに導電剤と
しての金属ニッケル粉末、水酸化ニッケル活物質の利用
率を高めるだめの金属コバルト粉末、及び充放電サイク
リ寿命特性向上のだめの水酸化カドミウムを水酸化ニッ
ケルに対する重量比率で、２〜１６％添加した構成の活
物質ペーストを充填し、この電極を正極に用いることを
特徴とする密閉型ニッケルーカドミウム蓄電池である。
以下に本発明の詳細な説明する。
密閉型ニッケルーカドミウム蓄電池において、充電、放
電特性を維持させるためには、正極、負極及びその間に
設置されたセパレータ内に、充放電反応に寄与するアル
カリ電解液が適度に分布し６ベージ ていなければならない。
電特性を維持させるためには、正極、負極及びその間に
設置されたセパレータ内に、充放電反応に寄与するアル
カリ電解液が適度に分布し６ベージ ていなければならない。
充放電のくり返しによる充放電特性の劣化、すなわち充
放電サイクル寿命劣化の大きな原因としては、充放電の
くり返しによる電解液分布の不均一化がある。
放電サイクル寿命劣化の大きな原因としては、充放電の
くり返しによる電解液分布の不均一化がある。
正極、負極の画情物質は、それぞれ充電時、放電時にお
いて異った体積を有するため、両極、特に正極は充電放
電のくり返しによって膨張、収縮をくり返えししだいに
電極全体が膨張する傾向がある。
いて異った体積を有するため、両極、特に正極は充電放
電のくり返しによって膨張、収縮をくり返えししだいに
電極全体が膨張する傾向がある。
このようにして膨張した正極板は、セパレータを圧縮し
、セパレータ中に分布していた電解液を押し出して電解
液の分布は不均一となり、電池の充電、放電特性が劣化
する。
、セパレータ中に分布していた電解液を押し出して電解
液の分布は不均一となり、電池の充電、放電特性が劣化
する。
このような傾向は、スポンジ状金属ニッケル基板などの
ようにその基板強度の弱いもの、あるいは活物質密度、
容量密度の高い極板はど大きくなりやすい。つまり、単
位体積あたりの放電容量が大きいほどこの膨張傾向が大
きくなる。
ようにその基板強度の弱いもの、あるいは活物質密度、
容量密度の高い極板はど大きくなりやすい。つまり、単
位体積あたりの放電容量が大きいほどこの膨張傾向が大
きくなる。
また、充放電のくり返えしを行なう雰囲気温度６ページ
を見ると、正極活物質が深い充電を受けやすい（充電容
量も大きくなる）低温側で、その傾向が特に大きくなる
。
量も大きくなる）低温側で、その傾向が特に大きくなる
。
これは、正極活物質の水酸化ニッケルの充電受は入れ性
の温度差によるもので、常温では水酸化ニッケル活物質
の理論容量に対し、９ｏ〜９６％の活物質が充放電反応
に寄与するが、低温では水酸化ニッケルが、一般に高次
の酸化状態まで充電され、通常の理論容量以上の値を示
す。
の温度差によるもので、常温では水酸化ニッケル活物質
の理論容量に対し、９ｏ〜９６％の活物質が充放電反応
に寄与するが、低温では水酸化ニッケルが、一般に高次
の酸化状態まで充電され、通常の理論容量以上の値を示
す。
このように低温で深い充電、放電を受けた水酸化ニッケ
ルの膨張、収縮は大きく、充電放電サイクル時の正極の
膨張を促進する。
ルの膨張、収縮は大きく、充電放電サイクル時の正極の
膨張を促進する。
スポンジメタル正極の充放電サイクル寿命特性は、常温
あるいは高温側では、従来の焼結式正極と同等の長寿命
を有するが、低温においては焼結式に比べ若干劣ってい
た。
あるいは高温側では、従来の焼結式正極と同等の長寿命
を有するが、低温においては焼結式に比べ若干劣ってい
た。
従来のスポンジメタル正極の活物質組成は、水酸化ニッ
ケル、金属コバルト、金属ニッケルより成っていたが、
本発明者らは低温側でのサイクル寿命特性の劣化が上記
のような理由によるもので７ベーゾ あることを見い出し、従来の活物質組成を変更すること
で、低温でのサイクル寿命特性を向上することを試みた
。その結果、正極活物質としての水酸化二ソケル、金属
コバルト、金属ニッケルに、水酸化カドミウムを伺加す
ることにより、低温側での充電の受は入れ性が抑制され
ることにより容量密度も抑制でき、その結果として充放
電サイクル時の正極板のふくれも低減され、サイクル寿
命特性が大幅に改善されることを見い出した。
ケル、金属コバルト、金属ニッケルより成っていたが、
本発明者らは低温側でのサイクル寿命特性の劣化が上記
のような理由によるもので７ベーゾ あることを見い出し、従来の活物質組成を変更すること
で、低温でのサイクル寿命特性を向上することを試みた
。その結果、正極活物質としての水酸化二ソケル、金属
コバルト、金属ニッケルに、水酸化カドミウムを伺加す
ることにより、低温側での充電の受は入れ性が抑制され
ることにより容量密度も抑制でき、その結果として充放
電サイクル時の正極板のふくれも低減され、サイクル寿
命特性が大幅に改善されることを見い出した。
実施例の説明
以下実施例によって、本発明の詳細な説明する。
正極基板としては、多孔度９６％を有するスポンジ状の
金属ニッケルを用い、正極活物質としては、水酸化ニッ
ケル、金属コバルト粉末、金属ニッケル粉末及び水酸化
カドミウムの混合物を水と少量の例えばＣＭＣから々る
結着剤を用いて構成したペーストを使用した。
金属ニッケルを用い、正極活物質としては、水酸化ニッ
ケル、金属コバルト粉末、金属ニッケル粉末及び水酸化
カドミウムの混合物を水と少量の例えばＣＭＣから々る
結着剤を用いて構成したペーストを使用した。
次表は、本実施例において検討したｆ活物質組成の比率
を重量：比率で示したものである。
を重量：比率で示したものである。
なお負極としては、通常ペースト式カドミウム極を使用
した。まだ電解液は一般に使用されている水酸化カリウ
ムと水酸化リチウムとの混合水溶液を使用した。
した。まだ電解液は一般に使用されている水酸化カリウ
ムと水酸化リチウムとの混合水溶液を使用した。
上記正極、負極を用い、１５００ｍＡｈ相当の密閉型ニ
ッケルーカドミウム蓄電池を試作し、電池容量試験、及
び充放電サイクル試験を行った。
ッケルーカドミウム蓄電池を試作し、電池容量試験、及
び充放電サイクル試験を行った。
電池容量試験は、通常の方法で行々い、２ｏ℃の雰囲気
温度で、１５０ｍＡで１６時間充電し、３００ｍＡで放
電したときの電池容量を求めた。
温度で、１５０ｍＡで１６時間充電し、３００ｍＡで放
電したときの電池容量を求めた。
この電池容量と、正極板体積から求めた正極板単位体積
当りの容量密度と、正極活物質中の水酸化ニッケルに対
する水酸化カドミウムの重量比率９ページ との関係を第１図に示す。
当りの容量密度と、正極活物質中の水酸化ニッケルに対
する水酸化カドミウムの重量比率９ページ との関係を第１図に示す。
サイクル寿命特性向」二の目的で添加する水酸化カドミ
ウムは、電池容量には寄与しない。従って第１図に示す
ように、正極板中の水酸化カドミウム比率が増加するに
従って、正極板の容量密度は低下し、その比率が１６％
以上になると、正極板の容量密度が従来の焼結式正極の
レベルに近づき、高容量を指向したスポンジメタル正極
の特長が減少するとともに、水酸化カドミウムが凝集す
るため、スポンジ状ニッケル基板への活物質の充填が困
難となる問題も生じた。
ウムは、電池容量には寄与しない。従って第１図に示す
ように、正極板中の水酸化カドミウム比率が増加するに
従って、正極板の容量密度は低下し、その比率が１６％
以上になると、正極板の容量密度が従来の焼結式正極の
レベルに近づき、高容量を指向したスポンジメタル正極
の特長が減少するとともに、水酸化カドミウムが凝集す
るため、スポンジ状ニッケル基板への活物質の充填が困
難となる問題も生じた。
第２図は、低温（０℃）での充放電サイクル寿命特性の
結果である。
結果である。
充放電サイクルの条件は、０℃の雰囲気で、５００ ｍ
Ａの電流によシ４時間３０分充電を行ない、１５００ｍ
Ａ相当の定抵抗で７６分放電を行った。
Ａの電流によシ４時間３０分充電を行ない、１５００ｍ
Ａ相当の定抵抗で７６分放電を行った。
また図中の放電時間は、電池電圧が１．ｏ■と々るまで
の時間とした。
の時間とした。
図に示すように、正極活物質に水酸化カドミラ１ｏべ・
−ジ ムを全く添加しない場合ａは、放電時間が充放電回数と
ともに徐々に増大し、その後急速に劣化することがわか
る。これは先に述べたように、充放電回数の進行ととも
に、充電の受は入れ性が向上し、従って放電時間も増大
して極板のふくれを生じ、その後電池特性が急速に劣化
したものと思われる。
−ジ ムを全く添加しない場合ａは、放電時間が充放電回数と
ともに徐々に増大し、その後急速に劣化することがわか
る。これは先に述べたように、充放電回数の進行ととも
に、充電の受は入れ性が向上し、従って放電時間も増大
して極板のふくれを生じ、その後電池特性が急速に劣化
したものと思われる。
水酸化カドミウムの添加量が、水酸化ニッケルに対して
１重量％の場合すでは、まだ上記のような傾向が認めら
れる。水酸化ニッケルに対する添加量が２重量％の場合
Ｃ及び６重量％の場合ｄは放電時間のばらつきが少ない
。従って、第２図かられかるように水酸化カドミウムの
最低必要量は、重量比率で水酸化ニッケルの２％以上で
ある。
１重量％の場合すでは、まだ上記のような傾向が認めら
れる。水酸化ニッケルに対する添加量が２重量％の場合
Ｃ及び６重量％の場合ｄは放電時間のばらつきが少ない
。従って、第２図かられかるように水酸化カドミウムの
最低必要量は、重量比率で水酸化ニッケルの２％以上で
ある。
第２図には、水酸化カドミウム添加比率として６重量％
までのみ表示しているが、水酸化カドミウム比率が５重
量％以上でもその充放電サイクル特性は、６重量のもの
とほぼ同様であった。しかし、その比率が１６重量％を
超えると、先に述べたように、極板の容量面、充填時の
問題を生じる１１Ａ、−ジ ので、水酸化カドミウムの添加比率としては、水酸化ニ
ッケルに対し重量比で２〜１６チが適当であると思われ
る。
までのみ表示しているが、水酸化カドミウム比率が５重
量％以上でもその充放電サイクル特性は、６重量のもの
とほぼ同様であった。しかし、その比率が１６重量％を
超えると、先に述べたように、極板の容量面、充填時の
問題を生じる１１Ａ、−ジ ので、水酸化カドミウムの添加比率としては、水酸化ニ
ッケルに対し重量比で２〜１６チが適当であると思われ
る。
発明の効果
以上のようにスポンジメタル正極の活物質中に、水酸化
カドミウムを水酸化ニッケルに対する重量比率で２〜１
６係添加することにより、高容量密度を維持し、かつ充
放電サイクル寿命特性の大幅な改善が可能となる。
カドミウムを水酸化ニッケルに対する重量比率で２〜１
６係添加することにより、高容量密度を維持し、かつ充
放電サイクル寿命特性の大幅な改善が可能となる。
第１図は水酸化ニッケルに対する水酸化カドミウムの添
加比率と、正極容量密度との関係を示す図、第２図は水
酸化ニッケルに対する水酸化カドミウムの添加比率と、
充放電サイクル特性との関係を示す図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図
加比率と、正極容量密度との関係を示す図、第２図は水
酸化ニッケルに対する水酸化カドミウムの添加比率と、
充放電サイクル特性との関係を示す図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図
Claims (1)
- スポンジ状の金属ニッケル基板に、水酸化ニッケルを主
体とした活物質ペーストを充填した正極を備え、前記活
物質ペーストが、水酸化ニッケルと金属ニッケル粉末と
金属コバルト粉末と水酸化ニッケルに対し重量比率で２
〜１６チの水酸化カドミウムを含むことを特徴とする密
閉形ニッケルーカドミウム蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57144528A JPS5933758A (ja) | 1982-08-19 | 1982-08-19 | 密閉形ニツケル−カドミウム蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57144528A JPS5933758A (ja) | 1982-08-19 | 1982-08-19 | 密閉形ニツケル−カドミウム蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5933758A true JPS5933758A (ja) | 1984-02-23 |
Family
ID=15364419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57144528A Pending JPS5933758A (ja) | 1982-08-19 | 1982-08-19 | 密閉形ニツケル−カドミウム蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5933758A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60258857A (ja) * | 1984-06-06 | 1985-12-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 密閉形ニツケル−カドミウム蓄電池 |
| JPS61104565A (ja) * | 1984-10-25 | 1986-05-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電池のニツケル正極用活物質粉末の製造法 |
| JPS62108458A (ja) * | 1985-11-01 | 1987-05-19 | Sanyo Electric Co Ltd | ニツケル−水素二次電池 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5321424U (ja) * | 1976-08-02 | 1978-02-23 | ||
| JPS5413225U (ja) * | 1977-06-30 | 1979-01-27 |
-
1982
- 1982-08-19 JP JP57144528A patent/JPS5933758A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5321424U (ja) * | 1976-08-02 | 1978-02-23 | ||
| JPS5413225U (ja) * | 1977-06-30 | 1979-01-27 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS60258857A (ja) * | 1984-06-06 | 1985-12-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 密閉形ニツケル−カドミウム蓄電池 |
| JPH0679484B2 (ja) * | 1984-06-06 | 1994-10-05 | 松下電器産業株式会社 | 密閉形ニツケル−カドミウム蓄電池 |
| JPS61104565A (ja) * | 1984-10-25 | 1986-05-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電池のニツケル正極用活物質粉末の製造法 |
| JPH0350384B2 (ja) * | 1984-10-25 | 1991-08-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | |
| JPS62108458A (ja) * | 1985-11-01 | 1987-05-19 | Sanyo Electric Co Ltd | ニツケル−水素二次電池 |
| JPH0630251B2 (ja) * | 1985-11-01 | 1994-04-20 | 三洋電機株式会社 | ニツケル−水素二次電池 |
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