JPS60170160A - 非焼結式ニツケル電極の製造法 - Google Patents
非焼結式ニツケル電極の製造法Info
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- JPS60170160A JPS60170160A JP59024818A JP2481884A JPS60170160A JP S60170160 A JPS60170160 A JP S60170160A JP 59024818 A JP59024818 A JP 59024818A JP 2481884 A JP2481884 A JP 2481884A JP S60170160 A JPS60170160 A JP S60170160A
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- Japan
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- drying
- cobalt acetate
- acetate solution
- cobalt
- solution
- Prior art date
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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、カドミウム電極、亜鉛電極、鉄電極。
水素電極などを負極とするアルカリ電池に用いられる非
焼結式ニッケル電極の改良に関する。
焼結式ニッケル電極の改良に関する。
従来例の構成とその問題点
この種アルカリ電池のニッケル極としては、各種のもの
があるが、焼結式が最も広く使われている。
があるが、焼結式が最も広く使われている。
焼結式電極は、焼結基板の微孔中に活物質が充てんされ
ているので、大電流放電特性や急充電特性、さらには寿
命などいずれも優れていて特性の上では大きな改良がは
かられている。ところが、よく知られているように、焼
結体の製造、活物質の充てんなど製造法が複雑であるの
で、他の電極に比べてかなり高価であることが大きな課
題として残っている。
ているので、大電流放電特性や急充電特性、さらには寿
命などいずれも優れていて特性の上では大きな改良がは
かられている。ところが、よく知られているように、焼
結体の製造、活物質の充てんなど製造法が複雑であるの
で、他の電極に比べてかなり高価であることが大きな課
題として残っている。
そこで製造を簡易化し、さらに性能も焼結式に近づける
試みが多く進められ、非焼結式あるいは加圧式、ペース
ト式と呼ばれる構造がその例である。つまり、多孔性の
芯材に活物質である水酸化ニッケルを主とする合剤をペ
ースト状にして塗着するか、あるいは粉末成形の方法な
どで電極の構造にするものである。したがって製法は極
めて簡易化される。ところが、強度の向上と性能とが相
反する因子であり、強度を向上させるために結着剤を増
すことは効果的であるが、性能は劣化する。
試みが多く進められ、非焼結式あるいは加圧式、ペース
ト式と呼ばれる構造がその例である。つまり、多孔性の
芯材に活物質である水酸化ニッケルを主とする合剤をペ
ースト状にして塗着するか、あるいは粉末成形の方法な
どで電極の構造にするものである。したがって製法は極
めて簡易化される。ところが、強度の向上と性能とが相
反する因子であり、強度を向上させるために結着剤を増
すことは効果的であるが、性能は劣化する。
とくにニッケル極は、充放電で体積膨張することや活物
質自身が導電性を有していないことが、さらに長寿命で
好性能な電極の完成を阻害している。
質自身が導電性を有していないことが、さらに長寿命で
好性能な電極の完成を阻害している。
発明の目的
本発明は、このような非焼結式ニッケル極について、製
法の容易性はできるだけ残しつつ、放電特性や寿命を焼
結式に近づけるためのすぐれた改良された製造法を提供
することを目的とする。
法の容易性はできるだけ残しつつ、放電特性や寿命を焼
結式に近づけるためのすぐれた改良された製造法を提供
することを目的とする。
発明の構成
本発明は、水酸化ニッケルを主とする活物質合剤を導電
性芯材とともに電極の形とし、ついで酢酸コバルト溶液
を含浸し、乾燥後再び酢酸コバルト溶液を含浸する工程
を１回以上繰り返した後にアルカリ溶液中に浸せきし、
水洗、乾燥することを特徴とする。
性芯材とともに電極の形とし、ついで酢酸コバルト溶液
を含浸し、乾燥後再び酢酸コバルト溶液を含浸する工程
を１回以上繰り返した後にアルカリ溶液中に浸せきし、
水洗、乾燥することを特徴とする。
壕だ、水酸化ニッケルを主とする活物質合剤を導電性多
孔体に充てんし、表面を平滑化した後乾燥する第１の工
程と、次に酢酸コバルト溶液に含浸し、乾燥する第２の
工程と、アルカリ溶液と反応させた後水洗、乾燥する第
３の工程とを有し、第２及び第３の工程の後に連続して
第２及び第３の工程を少なくとも１回くり返す方法であ
る。
孔体に充てんし、表面を平滑化した後乾燥する第１の工
程と、次に酢酸コバルト溶液に含浸し、乾燥する第２の
工程と、アルカリ溶液と反応させた後水洗、乾燥する第
３の工程とを有し、第２及び第３の工程の後に連続して
第２及び第３の工程を少なくとも１回くり返す方法であ
る。
この場合に、水酸化ニッケルを主とする活物質合剤とし
ては、水酸化ニッケルの他に導電材としてニッケルや黒
鉛の粉末、また強度の向上のために繊維状の樹脂や金属
、さらに結着剤としての樹脂粉末を少量添加しておくこ
とは好ましい。
ては、水酸化ニッケルの他に導電材としてニッケルや黒
鉛の粉末、また強度の向上のために繊維状の樹脂や金属
、さらに結着剤としての樹脂粉末を少量添加しておくこ
とは好ましい。
つぎに導電性芯材としては、パンチングメタル。
エキスバンドメタル、ネットなどを用い、その塗着法と
して、上記活物質合剤をカルボキシメチルセルロースの
ような糊料を用いてペーストとして塗着後にスリット間
を通すいわゆるペースト式と、型内に芯材とともに粉末
の状態で充てんし加圧成形する方法とがある。しかし前
者が製造上容易である。
して、上記活物質合剤をカルボキシメチルセルロースの
ような糊料を用いてペーストとして塗着後にスリット間
を通すいわゆるペースト式と、型内に芯材とともに粉末
の状態で充てんし加圧成形する方法とがある。しかし前
者が製造上容易である。
一方、活物質の利用率を向上させるために、その一つの
手段として、コバルト塩溶液を電極に加えた後に、アル
カリ溶液中に浸せきし、水洗する工程を電極の製造工程
に加えることがあげられる。
手段として、コバルト塩溶液を電極に加えた後に、アル
カリ溶液中に浸せきし、水洗する工程を電極の製造工程
に加えることがあげられる。
この電極の活ｉ質である水酸化ニッケルの利用率の向上
に対してコバルトの添加が好ましいことはよく知られて
いる。そのコバルトの添加法としては、あらかじめ水酸
化ニッケルに対して金属コバルト、酸化コバルトなどを
加えておく方法と、このように後からコバルト塩溶液を
加えておいて水酸化コバルトに転化する方法とがある。
に対してコバルトの添加が好ましいことはよく知られて
いる。そのコバルトの添加法としては、あらかじめ水酸
化ニッケルに対して金属コバルト、酸化コバルトなどを
加えておく方法と、このように後からコバルト塩溶液を
加えておいて水酸化コバルトに転化する方法とがある。
種々検討の結果、非焼結式ニッケル極の場合には、金属
コバルトバ一応の効果があるが、酸化コバルトの効果は
小さいことやこれらに対してコバルト塩溶液を加える方
がすぐれていることがわかった。そしてこのコバルト塩
としては、硝酸、硫酸、塩酸など強酸との塩よりも弱酸
、とくに酢酸コバルトの溶液が最もよいこともわかった
。
コバルトバ一応の効果があるが、酸化コバルトの効果は
小さいことやこれらに対してコバルト塩溶液を加える方
がすぐれていることがわかった。そしてこのコバルト塩
としては、硝酸、硫酸、塩酸など強酸との塩よりも弱酸
、とくに酢酸コバルトの溶液が最もよいこともわかった
。
そこで本発明では、酢酸コバルト溶液添加−アルカリ溶
液浸せき一水洗一乾燥による効果をさらに大（でシて、
非焼結式ニッケル極の利用率と寿命を回しさせるもので
、酢酸コバルト溶液を含浸し、乾燥後再び同じ工程を１
回以ト繰り返し、最後にアルカリ溶液と反応させ、水洗
、乾燥する工程をとるものであり、また、別法として酢
酸コバルト溶液の含浸−乾燥−アルカリ溶液との反応−
水洗までの工程を２回以上くり返す方法をとる。
液浸せき一水洗一乾燥による効果をさらに大（でシて、
非焼結式ニッケル極の利用率と寿命を回しさせるもので
、酢酸コバルト溶液を含浸し、乾燥後再び同じ工程を１
回以ト繰り返し、最後にアルカリ溶液と反応させ、水洗
、乾燥する工程をとるものであり、また、別法として酢
酸コバルト溶液の含浸−乾燥−アルカリ溶液との反応−
水洗までの工程を２回以上くり返す方法をとる。
実施例の説明
ペースト式二ソケル極に適用した実施例を説明する。
まず、ペーストの材料として、２００メソシュ通過の水
酸化ニッケル粉末１ｋｇとカーボニルニッケル粉末６０
ｇ、黒鉛８０ｇ、直径０．１馴、長さ３〜６Ｈのアクリ
ロニトリル−塩化ビニル共重合体繊維１５ｇ、ポリエチ
レン微粉末２６ｇ、カーボニルコバルト粉末２０ｇ、及
びカルボキシメチルセルロースの２．５重量％水溶液１
ｋｇを用いた。
酸化ニッケル粉末１ｋｇとカーボニルニッケル粉末６０
ｇ、黒鉛８０ｇ、直径０．１馴、長さ３〜６Ｈのアクリ
ロニトリル−塩化ビニル共重合体繊維１５ｇ、ポリエチ
レン微粉末２６ｇ、カーボニルコバルト粉末２０ｇ、及
びカルボキシメチルセルロースの２．５重量％水溶液１
ｋｇを用いた。
一方、芯材として、厚さ０．１１ｆｆｆｆの鉄板に孔径
２１ｆｆ、中心間ピッチ３ｆｆｆｆに開孔したパンチン
グメタルにニッケルメッキした多孔板を用いた。
２１ｆｆ、中心間ピッチ３ｆｆｆｆに開孔したパンチン
グメタルにニッケルメッキした多孔板を用いた。
この多孔板を一ト記ペースト印を通過させて、ヘースト
を両面に付着させ、スリット間を通して平滑にした後に
乾燥し、厚さを０．９８±０．３騎にした。その後に加
えるコバルト塩として、室温（２６°Ｃ）でほぼ飽和に
近い酢酸コバルト水溶液を用いた。つまり、酢酸コバル
トの５ｏｏＶｌ水溶液中に」二記電極を浸せきし、１３
０°Ｃで２０分間乾燥した。この工程により、電極の重
量増加は、電極１ｇあたり約３０ｍｇであり、これだけ
、酸化コバルトが添加されたと思われる。
を両面に付着させ、スリット間を通して平滑にした後に
乾燥し、厚さを０．９８±０．３騎にした。その後に加
えるコバルト塩として、室温（２６°Ｃ）でほぼ飽和に
近い酢酸コバルト水溶液を用いた。つまり、酢酸コバル
トの５ｏｏＶｌ水溶液中に」二記電極を浸せきし、１３
０°Ｃで２０分間乾燥した。この工程により、電極の重
量増加は、電極１ｇあたり約３０ｍｇであり、これだけ
、酸化コバルトが添加されたと思われる。
次に、同じ酢酸塩溶液を含浸し、再び１３０’Ｃで２０
分間乾燥した。その後、か性カリの２０重量％水溶液中
に４６°Ｃで２０分間浸せきし、流水で洗浄後に１００
’Ｃで４０分間乾燥した。この工程によってほぼ１回目
と同量の重量増加があった。
分間乾燥した。その後、か性カリの２０重量％水溶液中
に４６°Ｃで２０分間浸せきし、流水で洗浄後に１００
’Ｃで４０分間乾燥した。この工程によってほぼ１回目
と同量の重量増加があった。
こうして得た電極を、まず幅１６０１ｆｆｌｌ！、長さ
６８０朋に裁断し、ローラ間を通して加圧し、厚さを０
．６５１！ｆｆ−１−０，０２に調整した。試験電池の
太きさとして単２相当をえらんだので、ニッケル正極と
しては幅３９朋、長さ２２ＣＩＩｆｆに裁断して用いた
。
６８０朋に裁断し、ローラ間を通して加圧し、厚さを０
．６５１！ｆｆ−１−０，０２に調整した。試験電池の
太きさとして単２相当をえらんだので、ニッケル正極と
しては幅３９朋、長さ２２ＣＩＩｆｆに裁断して用いた
。
これを公知の焼結式カドミウム電極とポリアミド不織布
のセパレータと組合せ、１０ｇ／ｌの水酸化リチウムを
含むか性カリの２０重量％水溶液を電解液として用いて
電池を製作した。この電池をＡとする。
のセパレータと組合せ、１０ｇ／ｌの水酸化リチウムを
含むか性カリの２０重量％水溶液を電解液として用いて
電池を製作した。この電池をＡとする。
比較例として、単純にＡと同じ酢酸コバルト溶液を１回
のみ含浸したニッケル極を用いた電池をＢ、酢酸コバル
ト溶液の含浸工程は１回であるが、あらかじめ加えるカ
ーボニルコバルトをＡの３倍の６ｏｇにしたニッケル極
を用いたものをＣ１さらに、酢酸コバルトの添加を省略
し、その代りにあらかじめ加えるカーボニルコバルトを
８０！！にしたニッケル極を用いたものをＤとしだ。こ
れら各電池のニッケル正極の充てん容量は、いずれも２
．４ Ａｈである。
のみ含浸したニッケル極を用いた電池をＢ、酢酸コバル
ト溶液の含浸工程は１回であるが、あらかじめ加えるカ
ーボニルコバルトをＡの３倍の６ｏｇにしたニッケル極
を用いたものをＣ１さらに、酢酸コバルトの添加を省略
し、その代りにあらかじめ加えるカーボニルコバルトを
８０！！にしたニッケル極を用いたものをＤとしだ。こ
れら各電池のニッケル正極の充てん容量は、いずれも２
．４ Ａｈである。
まず電池Ａ−Ｄについて、０．１５０で充てん容量の１
．３倍つ捷り３．１２ Ａｈ充電後の各放電率での利用
率を次表に示す。
．３倍つ捷り３．１２ Ａｈ充電後の各放電率での利用
率を次表に示す。
第１表
表より明らかなように、本発明によるニッケル極を用い
た電池ＡはＢやＣよりもすぐれ、酢酸コバルト添加工程
を加えていないＤが最も劣ることがわかる。
た電池ＡはＢやＣよりもすぐれ、酢酸コバルト添加工程
を加えていないＤが最も劣ることがわかる。
次に、各電池を０．１５０で充てん容量の１３０％充電
し、０．５Ｇで放電するサイクル寿命試験をした。初期
容量の９０％、８０％、６０％までの寿命の比較を第２
表に示す。
し、０．５Ｇで放電するサイクル寿命試験をした。初期
容量の９０％、８０％、６０％までの寿命の比較を第２
表に示す。
（以下余白）
第２表
上記のように、酢酸コバルト溶液の含浸の回数を増すと
寿命が向上する。その理由については明らかではないが
、弱酸の塩であるから腐食性が小さいこと、溶液状態で
含浸してから酸化コバルトになるので活物質との混合性
がすぐれているなどが推定される。
寿命が向上する。その理由については明らかではないが
、弱酸の塩であるから腐食性が小さいこと、溶液状態で
含浸してから酸化コバルトになるので活物質との混合性
がすぐれているなどが推定される。
なお、実施例では、酢酸コバルト溶液は室温で含浸した
が、４０〜５０’Ｃ程度にして溶解度を若干増すことは
効果的である。また、アルカリ溶液との反応については
、最も簡単な浸せき法について述べたが、アルカリ溶液
をスプレーなどで吹きかけてもよい。
が、４０〜５０’Ｃ程度にして溶解度を若干増すことは
効果的である。また、アルカリ溶液との反応については
、最も簡単な浸せき法について述べたが、アルカリ溶液
をスプレーなどで吹きかけてもよい。
その他に、実施例では酢酸コバルト溶液含浸。
乾燥をくり返してからアルカリ溶液と反応させたが、よ
り酸化コバルトの添加を確実にするためには、酢酸コバ
ルト溶液含浸−乾燥後にアルカリ溶液と反応させ、水洗
、乾燥後に再び酢酸コバルト溶液の含浸、乾燥、アルカ
リ溶液との反応、水洗を行なう方法もよい。
り酸化コバルトの添加を確実にするためには、酢酸コバ
ルト溶液含浸−乾燥後にアルカリ溶液と反応させ、水洗
、乾燥後に再び酢酸コバルト溶液の含浸、乾燥、アルカ
リ溶液との反応、水洗を行なう方法もよい。
以上のように、あらかじめ粉末状でコバルトやコバルト
化合物を加える量は少なくあるいは無くし、酢酸コバル
トの添加、アルカリ処理により、多くのコバルト（酸化
コバルト）を加えることは、利用率と寿命の向上に効果
的であることがわかる。
化合物を加える量は少なくあるいは無くし、酢酸コバル
トの添加、アルカリ処理により、多くのコバルト（酸化
コバルト）を加えることは、利用率と寿命の向上に効果
的であることがわかる。
発明の効果
本発明によれば、利用率及び寿命の向上した非焼結式ニ
ッケル電極が得られる。
ッケル電極が得られる。
Claims (2)
- （１）水酸化ニッケルを主とする活物質合剤を導電性多
孔体に充てんし、表面を平滑化した後乾燥−し、ついで
酢酸コバルト溶液を含浸し乾燥する工程を２回以上くり
返し、その後にアルカリ溶液と反応させ、水洗、乾燥す
る工程を有することを特徴とする非焼結式ニッケル電極
の製造法。 - （２）水酸化ニッケルを主とする活物質合剤を導電性多
孔体に充てんし、表面を平滑化した後乾燥する第１の工
程と、次に酢酸コバルト溶液に含浸し、乾燥する第２の
工程と、アルカリ溶液と反応させた後、水洗、乾燥する
第３の工程とを有１−１第２及び第３の工程の後に連続
して第２及び第
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59024818A JPS60170160A (ja) | 1984-02-13 | 1984-02-13 | 非焼結式ニツケル電極の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59024818A JPS60170160A (ja) | 1984-02-13 | 1984-02-13 | 非焼結式ニツケル電極の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60170160A true JPS60170160A (ja) | 1985-09-03 |
Family
ID=12148766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59024818A Pending JPS60170160A (ja) | 1984-02-13 | 1984-02-13 | 非焼結式ニツケル電極の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60170160A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120088028A1 (en) * | 2010-10-09 | 2012-04-12 | Hoppecke Batterie Systeme Gmbh | Process for Producing a Positive Nickel Hydroxide Electrode for a Nickel-Metal Hydride or Nickel Cadmium Storage Battery |
-
1984
- 1984-02-13 JP JP59024818A patent/JPS60170160A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120088028A1 (en) * | 2010-10-09 | 2012-04-12 | Hoppecke Batterie Systeme Gmbh | Process for Producing a Positive Nickel Hydroxide Electrode for a Nickel-Metal Hydride or Nickel Cadmium Storage Battery |
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