JPS60131764A - 密閉型アルカリ蓄電池 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）　産業上の利用分野 本発明はペースト式カドミ９ム陰極板を備えた密閉型ア
ーカＩＪｔｆＰ鑞池１；関するもの庵あシ、特６二゛酸
素ガス吸収能力の向上及び′陰極からの水素ガス発生の
減少が行なわれた陽極板−−関する。

’　（ｃＪ’　従来技術　゛ 、本スト式カドミ９ム陰極板は１．焼結式カドミウム陰
極板１；゛比し製造工程が簡単毎６９．製造コストが安
（、高エネルギー密度が得られる等優れＱ！を有する反
ｉ、極板□の電子伝導性Ｃニ劣るため過充−によシ陽極
板か゛ら発生する酸素ガス吸収−）Ｊが悪（、密閉−電
池ａ：使用すると内部ガス圧が上昇し易いと、いう欠点
があった。、このカドミ９ムーー板、龜よる酸素ガ誠吸
収反怜は次式で示され°＝ｏシ。’４０　Ｒ＋Ｈ２０Ｌ
　Ｃｄ　ｊＯＨ）ｗ　１３．（１）つまシ気、液、固３
相界、面Ｃ；おける反応であり。

竺７町、ドミＹＡ午酸ｇ　７　、ｘ　、２“多（接触す
る程反応は活発である。焼結式極板では基体となるニー
ケル焼結体の導電マ）９−クスが存在するため充電竺応
は、こ０導竜、？１”！１通して極板金−〇均一に進行
し、￥ｆ＆板表面近傍にも金属カドミ９ムが生成し易い
。ところがペースト式極板は活物質層の導電性が低く、
充電反応は芯体近傍から、極板表面口向って徐々亀；進
行するため、金属カドミウムは導電芯体から離れた極板
表面近傍に生成され鑓くな〒ている１、シたがって、Ｗ
累ガスは通気性の悪い極板表面層を通過して初めて吸収
されること礪二なシ、酸素ガス吸収能力が低くなる。

また、陰極板は満充電とな’ｊた後過充電がかけられる
と水素発生電位１；到達し、水素を発生し始める。即ち
これは水の電解反応であって次式の反応が起こっている
。

２ＨｘＯ＋２ｅ　−ｅ　２０Ｈ＋ｋｌｌ↑　・１２）こ
うして発生ずる水素は酸素とは異な９Ｉｔ池内で消費す
ることができないものでアシ、この水素の発生を抑える
ため一；陰極板は一般ζニ容量ｔ−−極板容量よシ大と
設定して′１池−二組み込まれる。しかしながら、ペー
スト式カドミ９ム陰極板は前述の様シーその導゛亀性の
低さから極板円（：於ける完全充電状態の領域が芯体近
傍６二偏在すること口なり。

急速充電を行なった場合Ｉ−ま、陰億板全体が完全充電
状態（二なる前（二ｎｌＩ記偏在する完全充電状態の領
域が水素発生電位−二到達し１局部的な水素の発生が始
まる。

これら酸素吸収能力の低さ及び水素発生は、極板作成後
６二化成を行なうことで相当緩和されることが公知とな
りているが、充放１１Ｌｋｋシ返すうち１二この効果も
消失し℃ゆさ充分とはい通ない。したがつて、低コスト
化をはかるため６二化成を行なわないベースト式電憾は
もちろんのこと化成を行なったペースト式電極１：於い
ても５時１！ａ充電または１時間充電といった急速充電
用電池への適用は困難であった。

し橿　発明の目的 本発明はかかる点−二遁み陰極板の酸素ガス吸収能力倉
向上せしめると共（二急速充電時の陰極板からの水素ガ
ス発生を抑制することで急速充電性能が大Ｉｌｌに向上
した密閉型アルカリ蓄電池を提供せしめんとするもので
ある。

に）発明の構成 ↑発明の密閉型アルカリ蓄電池Ｃニ用いられる陰極板は
、炭素繊維からなる導戒マ）リダク゛スを有するペース
ト状カドミウム活物質層表面シニ炭素粉末からなる導電
層が配されたものである。

（ホ）実施例 本発明の一実施例を比較例と共（；以下に示し説明する
。

〔実施例〕

主活物質たる酸化カドミウム粉末９０重量部と予備充電
量を形成せしめるべく添加される金属カドミクム粉末１
０重１１ｓからなる混合物に、ポリエチレン繊維１５重
量部、炭素繊維（直径７〜８ミクロン、長さ１．５１１
１７）２０００℃で焼成され゛たグラファイト系カーボ
ン繊維）１０重量部及びメチ“セ“°−７と杏を加えて
混練してゝ−−ト状となし、このペーストｆｔ極板芯□
体あ＾面ｃｉ看。

乾燥後、水１００重［１部、アセチレンブラダ２５重量
部及びポリビニルアルコール７重礒部よシなの焼結式ニ
ーケル極板及びナイロン不織布セパレータと組み合わ２
．せ、比重ｙ′°の苛−’ｖ、、、、、ｑ、竺液体の肉
面（：盟看、乾燥し１方ドミワム惚仮と■る。

１１、　、　５　、　′　、″、 このカドミウム極板を用い他は実施例と同一の密閉型ニ
ψケルーカドミウム電池を作成した。この電池ｔ−ｉと
する。　゛ 〔比　較　例２〕 ２．　χ　、　ｌ　ｓ、ｌｖ　、、、’ｌ　、　＋：、
　４．・　１　・で密閉型二曜ケルー力ドミヮム電池を
］作感した。

この４池２ｃとする。− 〔比較例３〕 覧　□ｌ□、□害λＳ　□　〜 比較１ｙｌＪ　１に於いて、ペース１１−極板芯体の、
両面′　Ｃ・　。

この電池ｆ：Ｄとする。

、　□１．：１１．５ギ。旬−１１，４、□ユ　、電池
へ及びＤは共に放電後の内部ガス圧が０匍であシ、水素
ガスの発生がな（、また酸素ガスによる内部ガス圧の上
昇も僅かである。水素ガス発生に関しては１表１の結果
を考慮すると、極端な過充ｔ（＝よってひき起こされる
ことがわかる。

ｔたＬ９ｆｆｉは１ｉｍＡ、Ｂ、Ｏ，ＤＯＯ’′０．３
時１１１率充電に於ける過充電時間と内部ガス圧との関
係゛を示すものであジ、電池へは電池Ｂ、Ｏ，Ｄに比し
鏝れていることが良くわかる。

本発明では、活物質層内部のマトリ啼りス及び活物質層
表面の導也層に炭素を用いたが、炭素Ｃ；■　活物質層
内部のマトリ噌りスとして金属繊維を用いる場合には、
ペースト混線時に金属繊維を均一に分散させることが困
難である。

■　金属カドミ９ムを用いた場合には、金属カドミ９ム
が直接充放電反応に関与し、導電性の低い水酸化カドミ
９ムとなるため、その効果を持続することができない。

■　アルミニ９ム、亜鉛、錫、鉛、銅等を用いた場合ミ
ニは、アルカリ電解液中Ｃ；溶出するためその効果を失
う。加えて、亜鉛は充放電反応ミニよシ陰極表面に針状
、結晶を形成し電池内部短絡を引き起こし電池寿門メー
乍□をもたらし、鉛は極板容置の劣化を促進さ１セ、ま
声調はＯｕ２％　Ｏｕ’＋の反□応により電池の自己放
電を促進させる。

＠　鉄、ニーケル、″コバルト、白金等を用いた場合に
は、水−過ｉ庄が小さいため過充１時に陰極より著しい
沓素ガス発生を引き起こし、密閉化された電池内部の系
を破壊する（＝至る。　蟲　金、銀Ｊキの他意出量の少
ない金属は、炭素粉末６；比べると非常区；高価であり
、実用Ｃニ供することが困難である。

■　その他非金属元素Ｃ；近い金属や導電性金属酸化物
と呼ばれる物質も、電導度が小さく効果が少ない事、ま
たは高価である事など（二より有効ではない。

これ（二対して炭素は（１）アルカリ電解液中で安定。

（２）充放電反応に関与せず、電池特性Ｃ何ら影響ｔも
たらさない、（３）水素過電圧の低下ζニよる著しい水
素ガス発生を引き起こさない、（４）廉価であるという
特徴全兼ね備えておシ、金属を用いた場合に比し優れ効
果的な材料といえる。

活物質層内部Ｃニ添加される炭素は、粉末状である場合
に比し繊維状である場合の方が極板内の導電性が良好で
あり、また炭素繊維は導電材としての働きに加え若干の
補強効果をも有するため、補強用樹脂繊維の添加量を減
少せしめ活物質充填量の減少を抑えて極板金体の導電性
を向上させるこ　。

とも可能である。

Ｎ　発明の効果 本発明の密閉型アルカリ蕪電池６二用いた陰極板は炭素
繊維からなる導電マド″リークスを有するペースト状カ
ドミウム活物質層の表面Ｃ：′、炭素粉末の導電層を設
けたものであるから、化成を行なうことなしく二容易な
方法で且つ廉価に酸素ガス吸収能力を向上させ、水素ガ
ス発生を抑制ｊせることかでき、急速充電性能が大面に
向上した密閉型ア゛ルカリ蓄電池を提供せしめ名ことが
可能となり。

その工秦的利用価値大なるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明颯池へと比較電池Ｂ乃至りの過充電時間と
内部ガス圧との関係を示す図面である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１炭素繊維からなる導電マトリ雫りスを有するペー
   スト状カドミウム活物質層の表面１；、炭素粉末の導電
   層を設けてなる陰極板を備えた密閉型アルカリ蓄電池。 　゛