JPS60146453A - アルカリ電池用ニツケル電極の製造法 - Google Patents
アルカリ電池用ニツケル電極の製造法Info
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- JPS60146453A JPS60146453A JP59002235A JP223584A JPS60146453A JP S60146453 A JPS60146453 A JP S60146453A JP 59002235 A JP59002235 A JP 59002235A JP 223584 A JP223584 A JP 223584A JP S60146453 A JPS60146453 A JP S60146453A
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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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- 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、ニッケルーカドミウム、ニッケルー鉄蓄電池
などのアルカリ蓄電池に用いる二・７ケル電極、特に活
物質の支持体にスポンジ状金属多孔体も用いる電極の改
良に関する。
などのアルカリ蓄電池に用いる二・７ケル電極、特に活
物質の支持体にスポンジ状金属多孔体も用いる電極の改
良に関する。
従来例の構成とその問題点
従来、ニッケルーカドミウム蓄電池に代表されるアルカ
リ蓄電池用のニッケル電極は、電極の構造や製法によっ
て、ポケット式、焼結式、ペースト式があり、最近はそ
の他に活物質の支持体として三次元的に連続した構造を
もつ金属のスポンジ状多孔体を用いた発泡メタル式が提
案されている。
リ蓄電池用のニッケル電極は、電極の構造や製法によっ
て、ポケット式、焼結式、ペースト式があり、最近はそ
の他に活物質の支持体として三次元的に連続した構造を
もつ金属のスポンジ状多孔体を用いた発泡メタル式が提
案されている。
これらのうち、発泡メタル式は支持体となるスポンジ状
金属多孔体の構造が焼結式の基板と同様に三次元の網目
状であることから、焼結式電極の場合と同じく電子伝導
がずぐれているので、焼結式電極に匹敵する放電性能や
寿命！１冒Ｊ１が得られる１、しかも、スポンジ状金属
多孔体の場合、孔径し１、数十μから数詞の範囲におい
て任意、のものが選択できるので、孔径が数百７Ｉの多
孔体をノ、（板として選定し、活物質に粒径が数μから
百数十μに分布した粉末を用いれば直接光ｉ、ＩＢする
ことができる。
金属多孔体の構造が焼結式の基板と同様に三次元の網目
状であることから、焼結式電極の場合と同じく電子伝導
がずぐれているので、焼結式電極に匹敵する放電性能や
寿命！１冒Ｊ１が得られる１、しかも、スポンジ状金属
多孔体の場合、孔径し１、数十μから数詞の範囲におい
て任意、のものが選択できるので、孔径が数百７Ｉの多
孔体をノ、（板として選定し、活物質に粒径が数μから
百数十μに分布した粉末を用いれば直接光ｉ、ＩＢする
ことができる。
しだがって、ペースト式電極の塗着に近い方法が採用で
き、製法的に簡単である。さらに、基板の空孔率は９５
係前後と高く焼結式よりも活物質の高密度充填が可能で
ある。なお、焼結式基板は空孔率が８０係前後で、孔数
が数７１か数十μであるので活物質の直接充填は困難で
、塩溶液による充填が一般的である。
き、製法的に簡単である。さらに、基板の空孔率は９５
係前後と高く焼結式よりも活物質の高密度充填が可能で
ある。なお、焼結式基板は空孔率が８０係前後で、孔数
が数７１か数十μであるので活物質の直接充填は困難で
、塩溶液による充填が一般的である。
発泡メタル式電極は一般的に次に示す工程を経て製作さ
れていた。■ 基板に型棒リード板取例を加圧による形
成、■ 水酸化ニッケル粉末を主とする活物質をペース
ト状混合物にして基板多孔部内部への充填、■ 加圧に
よる活物質の充填密度の向上と保持、■ 乾燥、■ 結
着剤の添加による充填物保持の補強、■ 乾燥、■ リ
ード板取例 この、１：うにして得られるニッケル電極は活物質であ
る水酸化ニッケルを直接充填しているので、焼結式の場
合に必要な転化処理および化成処理を施さずに電池に組
み込み用いることができる。
れていた。■ 基板に型棒リード板取例を加圧による形
成、■ 水酸化ニッケル粉末を主とする活物質をペース
ト状混合物にして基板多孔部内部への充填、■ 加圧に
よる活物質の充填密度の向上と保持、■ 乾燥、■ 結
着剤の添加による充填物保持の補強、■ 乾燥、■ リ
ード板取例 この、１：うにして得られるニッケル電極は活物質であ
る水酸化ニッケルを直接充填しているので、焼結式の場
合に必要な転化処理および化成処理を施さずに電池に組
み込み用いることができる。
しかし、その反面活物質の水酸化ニッケルが電気化学的
な活性化を充分にされた状態ではない。
な活性化を充分にされた状態ではない。
電池で充放電を充分にくり返すことによって、活性化が
進行すると活物質の利用率は９０チをこえるが、初期の
充放電においては活物質の利用率が７５係から９ｏ％の
範囲にあって、バラツキの幅が大きい。寸だ、充放電を
繰り返しても利用率が向上しない場合もあった。
進行すると活物質の利用率は９０チをこえるが、初期の
充放電においては活物質の利用率が７５係から９ｏ％の
範囲にあって、バラツキの幅が大きい。寸だ、充放電を
繰り返しても利用率が向上しない場合もあった。
なお、このようなペースト式電極の利用率を大きくする
ためにコバルトイオンが有効であることが知られており
、しかも、コバルトを塩の形で添加するとコバルト粉末
の場合よりも少ない量で同様の効果が得られる。しかし
、その場合コバルト塩のアニオンイオン除去のだめの水
洗を十分に行う必要があり、水を多量に消費するという
問題点があった。
ためにコバルトイオンが有効であることが知られており
、しかも、コバルトを塩の形で添加するとコバルト粉末
の場合よりも少ない量で同様の効果が得られる。しかし
、その場合コバルト塩のアニオンイオン除去のだめの水
洗を十分に行う必要があり、水を多量に消費するという
問題点があった。
発明の目的
本発明は、スポンジ状金属多孔体内部に水酸化ニッケル
を主とする活物質粉末を直接充填して得るニッケル電極
の活物質の利用率向上と安定化を簡単な方法で提供する
ことを目的とする。
を主とする活物質粉末を直接充填して得るニッケル電極
の活物質の利用率向上と安定化を簡単な方法で提供する
ことを目的とする。
発明の構成
本発明は、少なくとも水酸化ニッケル粉末とニッケル粉
末およびコバルト粉末を含む混合物をスポンジ状金属多
孔体内部に充：ｌｌ１ｉ後、酸およびコバルト塩の単独
あるいは、両者を少叶含む溶液を含浸し、含水状態で高
温雰囲気に放置し、ついでアルカリ溶液中に浸漬してコ
バル１−ＪＩＸを水酸化物に転化することを特徴とする
ものである。
末およびコバルト粉末を含む混合物をスポンジ状金属多
孔体内部に充：ｌｌ１ｉ後、酸およびコバルト塩の単独
あるいは、両者を少叶含む溶液を含浸し、含水状態で高
温雰囲気に放置し、ついでアルカリ溶液中に浸漬してコ
バル１−ＪＩＸを水酸化物に転化することを特徴とする
ものである。
すなわち、この疎作によりペースト中に酸を添加して、
ペーストに用いられたコバルトを酸によって一部をコバ
ルト塩にかえ、アルカリ中で水酸化物に転化することに
よって、コバルトを塩で添加した場合と同様の効果を得
ることができる。
ペーストに用いられたコバルトを酸によって一部をコバ
ルト塩にかえ、アルカリ中で水酸化物に転化することに
よって、コバルトを塩で添加した場合と同様の効果を得
ることができる。
この場合、添加する酸あるいはコバルト塩を少量にする
ことによって、転化後のアニオンイオンの除去を容易に
する。その反面添加後、直ちに転化した場合は、添加効
果が十分に発揮されない。そこで、添加後含氷状態で少
なくとも１２時間放置することで、この問題は十分に解
決できることを見い出しだ。
ことによって、転化後のアニオンイオンの除去を容易に
する。その反面添加後、直ちに転化した場合は、添加効
果が十分に発揮されない。そこで、添加後含氷状態で少
なくとも１２時間放置することで、この問題は十分に解
決できることを見い出しだ。
この放置においての温度は高い温度が望ましく、実用−
に５０〜１０ｏ”ｃの範囲が適切であり、この範囲で任
意に設定すればよい。
に５０〜１０ｏ”ｃの範囲が適切であり、この範囲で任
意に設定すればよい。
以下、本発明の詳細な説明する。
実施例の説明
活物質の支持体には、材質がニッケルからなる第１図に
示す構造の厚みが１．３ｊ＋ｍ、多孔度９５％孔径１０
０〜５００ ／Ｉのスポンジ状の多孔体を用いた。同図
において、１は芯材部のニッケル、２は空孔部を示す。
示す構造の厚みが１．３ｊ＋ｍ、多孔度９５％孔径１０
０〜５００ ／Ｉのスポンジ状の多孔体を用いた。同図
において、１は芯材部のニッケル、２は空孔部を示す。
上記多孔体に水酸化ニッケル粉末８１重量％、ニッケル
粉末１５重量係、コバルト粉末４重量％の混合物を含水
量約３６重帛゛饅のベースト状にして均一に充填し、多
孔体表面に付７１’ｒ ｌｙ ｌこ余剰ペーストを除去
して活物質充填多孔体、として寸法８ｏ×２４０飢を得
た。これを加圧後、酢酸コバルト０．１モル／ｌの水溶
液を含浸し／こ電極Ａと、Ａに用いたのと同濃度の水溶
液にさらに酢酸０．１モル／ｅを加えた溶液に含浸した
電極Ｂ１および酢酸０．１モル／ｌの水溶液に含浸した
電極Ｃを作成した。これらＡ、Ｂ、Ｃを含水状態で水分
の蒸発を防止しながら２０，５０，８０，１００℃の雰
囲気に１２時間放置した。ついで乾燥後、比重１．０５
のか性カリ水溶液中に１０分間浸漬し、水洗、乾燥を行
った。次いで結着剤として４７ノ化エチレンの懸濁液を
添加し、寸法４０×６０記に切断加工を行ったＯ つぎに、これらの電極板Ａ、Ｂ、Ｃと無処理の電極りを
正極とし、負極に公知のツノドミウム極、セパレータに
ポリアミド不織布、電解液に水酸化リチウムを含む３０
％濃度のか性カリ水溶液を用いて、単３形の電池を構成
した。
粉末１５重量係、コバルト粉末４重量％の混合物を含水
量約３６重帛゛饅のベースト状にして均一に充填し、多
孔体表面に付７１’ｒ ｌｙ ｌこ余剰ペーストを除去
して活物質充填多孔体、として寸法８ｏ×２４０飢を得
た。これを加圧後、酢酸コバルト０．１モル／ｌの水溶
液を含浸し／こ電極Ａと、Ａに用いたのと同濃度の水溶
液にさらに酢酸０．１モル／ｅを加えた溶液に含浸した
電極Ｂ１および酢酸０．１モル／ｌの水溶液に含浸した
電極Ｃを作成した。これらＡ、Ｂ、Ｃを含水状態で水分
の蒸発を防止しながら２０，５０，８０，１００℃の雰
囲気に１２時間放置した。ついで乾燥後、比重１．０５
のか性カリ水溶液中に１０分間浸漬し、水洗、乾燥を行
った。次いで結着剤として４７ノ化エチレンの懸濁液を
添加し、寸法４０×６０記に切断加工を行ったＯ つぎに、これらの電極板Ａ、Ｂ、Ｃと無処理の電極りを
正極とし、負極に公知のツノドミウム極、セパレータに
ポリアミド不織布、電解液に水酸化リチウムを含む３０
％濃度のか性カリ水溶液を用いて、単３形の電池を構成
した。
電池は周囲温度２０°Ｃで充電を％Ｃの電流で１６０チ
、放電を電流×Ｑで、１．○■１での条件として充放１
ｂ：試験をくり返しだ。それぞれの電池について、放電
界）ｉ゛から、正極の理論容量（Ｎ ｌ（ＯＨ）２１７
尚り２８９ｍｈとして算出）に対する活物質利用率をめ
て性能を評価した。
、放電を電流×Ｑで、１．○■１での条件として充放１
ｂ：試験をくり返しだ。それぞれの電池について、放電
界）ｉ゛から、正極の理論容量（Ｎ ｌ（ＯＨ）２１７
尚り２８９ｍｈとして算出）に対する活物質利用率をめ
て性能を評価した。
第２図は本発明における電極Ｂの放置温度と活物質利用
率との関係介示した図である。
率との関係介示した図である。
同図において、活物質利用率は十分に安定した１゜サイ
クル目を示す。同図からも明らかなように高温の雰囲気
に放置することで放電特性が向上する。
クル目を示す。同図からも明らかなように高温の雰囲気
に放置することで放電特性が向上する。
これは、５０〜８０℃の高温の条件ではペースト中のコ
バルトの溶解が促進された結果であり、室温附近の温度
では同様の効果を得るには２日以上を要する。また、１
００℃の雰囲気では電極板中の水分蒸発が多くなるので
、逆に放電特性が若干低下する傾向にある。
バルトの溶解が促進された結果であり、室温附近の温度
では同様の効果を得るには２日以上を要する。また、１
００℃の雰囲気では電極板中の水分蒸発が多くなるので
、逆に放電特性が若干低下する傾向にある。
第３図は、本発明の電極板Ａ、Ｂ、Ｃを雰囲気８０°Ｃ
で１２時間放置した条件の電池と、従来処−方の電極板
りの充放電サイクルと活物質利用率との関係を牙、した
図である。Ａ、Ｂ、Ｃの本発明の電極を用いた電池は、
いずれも９５係前後の性能を示し、１００サイクルの時
点においても放電性能の低下はほとんど認められない１
、一方、従来処方の電極りを用いた電池は利用率が８５
％前後と充放電のくり返しで放電特性の向上は認められ
ず、低い性能で安定化する。
で１２時間放置した条件の電池と、従来処−方の電極板
りの充放電サイクルと活物質利用率との関係を牙、した
図である。Ａ、Ｂ、Ｃの本発明の電極を用いた電池は、
いずれも９５係前後の性能を示し、１００サイクルの時
点においても放電性能の低下はほとんど認められない１
、一方、従来処方の電極りを用いた電池は利用率が８５
％前後と充放電のくり返しで放電特性の向上は認められ
ず、低い性能で安定化する。
また、前記実施例ではコバルト塩および酸は酢酸コバル
トおよび酢酸を用いたが、他に一般の酸である硝酸、塩
酸９．リン酸、ギ酸などのコバルトを溶解する酸および
、それらのコバルト塩を用いても同様の効果が得られる
。
トおよび酢酸を用いたが、他に一般の酸である硝酸、塩
酸９．リン酸、ギ酸などのコバルトを溶解する酸および
、それらのコバルト塩を用いても同様の効果が得られる
。
発明の効果
以上述べたように本発明の方ｌトはこれ捷で簡Ｑｉでは
あるが活物質利用率で間！ＩＩｆｌがあった、スポンジ
状金属多孔体に活物質をベースト状で充填するニッケル
電極の性能を、簡ｔ１Ｓ−な方法で容易に向上させるこ
とができるものである。
あるが活物質利用率で間！ＩＩｆｌがあった、スポンジ
状金属多孔体に活物質をベースト状で充填するニッケル
電極の性能を、簡ｔ１Ｓ−な方法で容易に向上させるこ
とができるものである。
第１図は本発明の実施例に用いたスポンジ状金属多孔体
の拡大図、第２図は本発明の電極の放置雰囲気温度と活
物質利用率との関係を斤、した図、第３図は本発明の電
極と従来処方の電極を用いた電池の充放電に伴う活物質
利用率の変化を示しだ図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第
１ 図 第 ２ 図 湿層（・Ｃ）
の拡大図、第２図は本発明の電極の放置雰囲気温度と活
物質利用率との関係を斤、した図、第３図は本発明の電
極と従来処方の電極を用いた電池の充放電に伴う活物質
利用率の変化を示しだ図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第
１ 図 第 ２ 図 湿層（・Ｃ）
Claims (4)
- （１）導電性多孔体に少なくとも水酸化ニッケル粉末、
ニッケル粉末、コバルト粉末を含むペースト状混合物を
塗着した後、コバルト塩と酸を含む溶液を含浸し、その
後含水状態で高温雰囲気に少なくとも１２時間放置し、
次いでアルカリ中に浸（１１ｔすることを特徴とするア
ルカリ電池用ニッケル電極の製造法。 - （２） コバルト塩カ酢酸コバル）、硝酸コバルト。 リン酸コバルト、塩酸コバルト、硫酸コバルトよりなる
群から選択されたいずれかである特許請求の範囲第１項
記載のアルカリ電池用ニッケル電極の製造法。 - （３）酸が酢酸、硝酸、リン酸、塩酸、硫酸よシなる群
から選択されたいずれかである特許請求の範囲第１項記
載のアルカリ電池用ニッケル電極の製造法。 - （４） コバルト塩および酸の水溶液は０．２モル／ｌ
の濃度をこえない量であって、放置雰囲気は６０〜１０
０℃の温度範囲である特許請求の範囲第１項から第３項
のいずれかに記載のアルカリ電池用ニッケル電極の製造
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59002235A JPH0619990B2 (ja) | 1984-01-10 | 1984-01-10 | アルカリ電池用ニツケル電極の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59002235A JPH0619990B2 (ja) | 1984-01-10 | 1984-01-10 | アルカリ電池用ニツケル電極の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60146453A true JPS60146453A (ja) | 1985-08-02 |
| JPH0619990B2 JPH0619990B2 (ja) | 1994-03-16 |
Family
ID=11523687
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59002235A Expired - Lifetime JPH0619990B2 (ja) | 1984-01-10 | 1984-01-10 | アルカリ電池用ニツケル電極の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0619990B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2670609A1 (fr) * | 1990-12-13 | 1992-06-19 | Sorapec | Electrode positive de nickel. |
| JPH04126339U (ja) * | 1991-05-01 | 1992-11-18 | 船井電機株式会社 | ビデオテープレコーダ |
-
1984
- 1984-01-10 JP JP59002235A patent/JPH0619990B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2670609A1 (fr) * | 1990-12-13 | 1992-06-19 | Sorapec | Electrode positive de nickel. |
| US5244758A (en) * | 1990-12-13 | 1993-09-14 | Sorapec S.A. | Positive nickel electrode |
| JPH04126339U (ja) * | 1991-05-01 | 1992-11-18 | 船井電機株式会社 | ビデオテープレコーダ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0619990B2 (ja) | 1994-03-16 |
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