JPS60253156A - アルカリ蓄電池用ニツケル正極およびその製造法 - Google Patents
アルカリ蓄電池用ニツケル正極およびその製造法Info
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- JPS60253156A JPS60253156A JP59107805A JP10780584A JPS60253156A JP S60253156 A JPS60253156 A JP S60253156A JP 59107805 A JP59107805 A JP 59107805A JP 10780584 A JP10780584 A JP 10780584A JP S60253156 A JPS60253156 A JP S60253156A
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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、アルカリ蓄電池用ニッケル正極及びその製造
法に関するもので、水酸化ニッケル粉末を主活物質とし
て使用し、これを直接支持体内部に充填するか、または
支持板に塗着する正極一般に適用できるものである。
法に関するもので、水酸化ニッケル粉末を主活物質とし
て使用し、これを直接支持体内部に充填するか、または
支持板に塗着する正極一般に適用できるものである。
従来例の構成とその問題点
ニッケル正極は、大別して金属粉末の焼結体を支持体と
し、この中にニッケル塩を含浸する焼結式と、水酸化ニ
ッケル粉末を主とする活物質混合物を支持体内に充填す
るかまたは支持板に塗着する非焼結式に分類される。前
者は、一般に、比較的充放電特性に優れる反面、やや高
価格である。
し、この中にニッケル塩を含浸する焼結式と、水酸化ニ
ッケル粉末を主とする活物質混合物を支持体内に充填す
るかまたは支持板に塗着する非焼結式に分類される。前
者は、一般に、比較的充放電特性に優れる反面、やや高
価格である。
これに対し後者は、一般に比較的高容量密度化と低廉化
の可能性を有している反面、充放電等の電極としての特
性にやや劣る。またここでは、最近市販されている発泡
状金属を支持体とし、この中に水酸化ニッケルを主体と
する粉末を充填する発泡メタル式ニッケル正極も後者に
含める。
の可能性を有している反面、充放電等の電極としての特
性にやや劣る。またここでは、最近市販されている発泡
状金属を支持体とし、この中に水酸化ニッケルを主体と
する粉末を充填する発泡メタル式ニッケル正極も後者に
含める。
非焼結式ニッケル正極は、前述したように、焼結式ニッ
ケル正極に対し、通常各種の電極特性に関してはやや劣
るが、その中でも発泡メタル式ニッケル正極は、比較的
焼結式ニッケル正極の特性に近い。捷だ活物質充填密度
も非焼結式の長所どおりに高く、焼結式の約１．３〜１
．６倍有している。
ケル正極に対し、通常各種の電極特性に関してはやや劣
るが、その中でも発泡メタル式ニッケル正極は、比較的
焼結式ニッケル正極の特性に近い。捷だ活物質充填密度
も非焼結式の長所どおりに高く、焼結式の約１．３〜１
．６倍有している。
しかし活物質利用率に関しては、発泡メタル式も他の非
焼結式と同様、焼結式の９６〜１００％に対し低い値を
示す。その値の概略について述べると、水酸化ニッケル
粉末単独では６０〜７ｏ％、各種の添加物、導電材を加
えても現状は８６〜９５チである。またその数値にバラ
ツキを有しており、非焼結式の特徴である高容量密度化
には、活物質利用率の向上と安定化が必要である。
焼結式と同様、焼結式の９６〜１００％に対し低い値を
示す。その値の概略について述べると、水酸化ニッケル
粉末単独では６０〜７ｏ％、各種の添加物、導電材を加
えても現状は８６〜９５チである。またその数値にバラ
ツキを有しており、非焼結式の特徴である高容量密度化
には、活物質利用率の向上と安定化が必要である。
水酸化ニッケル粉末を出発物質として用いるニッケル正
極の代表的なものとして発泡メタル式ニッケル正極につ
いてさらに詳しく説明すると、この電極の活物質利用率
の向上に関しては、従来より、水酸化ニッケル粉末を発
泡メタル内に充填する際に、コバルト粉末やニッケル粉
末を加える方法、電極を含水状態で放置し、それらの添
加剤・導電材の効果を助長する方法等が祈案されている
。
極の代表的なものとして発泡メタル式ニッケル正極につ
いてさらに詳しく説明すると、この電極の活物質利用率
の向上に関しては、従来より、水酸化ニッケル粉末を発
泡メタル内に充填する際に、コバルト粉末やニッケル粉
末を加える方法、電極を含水状態で放置し、それらの添
加剤・導電材の効果を助長する方法等が祈案されている
。
しかし、市販の水酸化ニッケル粉末の活物質利用率の向
上は、それらの方法を用いても８５〜９５チ程度であり
、焼結式に対してその値が１だ低く、バラツキもやや大
キイ。
上は、それらの方法を用いても８５〜９５チ程度であり
、焼結式に対してその値が１だ低く、バラツキもやや大
キイ。
１だ、この電極の活物質利用率に関しては、充填密度と
も因果関係を有している。今１で述べてきたことは、焼
結式の最高値とほぼ同程度の活物質充填密度、すなわち
水酸化ニッケル１ｇ当り２８９ ｍＡｈとして約４００
〜６００ ｍＡｈ／ｃ ｃの場合であるが、５００ｍＡ
ｈ／ｃｃ以−Ｌの活物質充填密度では、その値の増加と
ともに活物質利用率しｔ低下し、従来の方法で利用率向
上をはかっても、５５０ｍＡｈ／ｃｃ程度では、８０〜
９ｏチに低下する傾向がみられる。非焼結式電極の長所
である高容量密度化を発揮するには、高密度充填時の活
物質利用率を向上させることも極めて重要である。
も因果関係を有している。今１で述べてきたことは、焼
結式の最高値とほぼ同程度の活物質充填密度、すなわち
水酸化ニッケル１ｇ当り２８９ ｍＡｈとして約４００
〜６００ ｍＡｈ／ｃ ｃの場合であるが、５００ｍＡ
ｈ／ｃｃ以−Ｌの活物質充填密度では、その値の増加と
ともに活物質利用率しｔ低下し、従来の方法で利用率向
上をはかっても、５５０ｍＡｈ／ｃｃ程度では、８０〜
９ｏチに低下する傾向がみられる。非焼結式電極の長所
である高容量密度化を発揮するには、高密度充填時の活
物質利用率を向上させることも極めて重要である。
発明の目的
本発明は、活物質粉末である水酸化ニッケル粉末を改良
することによって、ニッケル正極の活物質利用率の向上
と安定化を図ることをり的とする。
することによって、ニッケル正極の活物質利用率の向上
と安定化を図ることをり的とする。
発明の構成
本発明のニッケル正極は、水酸化ニッケルを主とする活
物質混合物を支持体内に充填するか支持体へ塗着したも
ので、活物質の主体をなす水酸化ニッケルがその粒子内
部にコバルト微粒子を含有することを特徴とする。
物質混合物を支持体内に充填するか支持体へ塗着したも
ので、活物質の主体をなす水酸化ニッケルがその粒子内
部にコバルト微粒子を含有することを特徴とする。
また、上記の水酸化ニッケル粒子は、ニッケル塩溶液を
アルカリにより中和し、生成する水酸化ニッケル粒子を
成長させる熟成工程、水洗、乾燥工程、必要に応じ粉砕
する工程によって製造するに際し、前記の中和から熟成
工程までの段階で、コバルト微粒子を溶液中に分散させ
ることにより、コバルト微粒子を含有するものとして得
るものである。
アルカリにより中和し、生成する水酸化ニッケル粒子を
成長させる熟成工程、水洗、乾燥工程、必要に応じ粉砕
する工程によって製造するに際し、前記の中和から熟成
工程までの段階で、コバルト微粒子を溶液中に分散させ
ることにより、コバルト微粒子を含有するものとして得
るものである。
なお、ニッケル塩としては、硫酸ニッケルや硝酸ニッケ
ルが用いられ、これらの水溶液は酸性を呈するので、中
和前にコバル］・を加えると表面が酸化される不都合が
ある。
ルが用いられ、これらの水溶液は酸性を呈するので、中
和前にコバル］・を加えると表面が酸化される不都合が
ある。
実施例の説明
第１図は本発明の方法により得た水酸化二・メタル粒子
の一部を断面にした概略構成を示す。この粒子１の粒径
は約６０μｍである。この粒子は、成長時に集合してで
きたものである。このため粒子１の内部には２で示す空
間部が網状に存在している。従来は、このような状態の
粉末であるが、本発明では水酸化ニッケルの集合体を形
成する過程で３で示すようにコバルト微粒子を加え、こ
れを粒子１に包含させたものである。コバルト微粒子３
は粒子１の内部で、かつほとんどが空間に接した状態に
ある。
の一部を断面にした概略構成を示す。この粒子１の粒径
は約６０μｍである。この粒子は、成長時に集合してで
きたものである。このため粒子１の内部には２で示す空
間部が網状に存在している。従来は、このような状態の
粉末であるが、本発明では水酸化ニッケルの集合体を形
成する過程で３で示すようにコバルト微粒子を加え、こ
れを粒子１に包含させたものである。コバルト微粒子３
は粒子１の内部で、かつほとんどが空間に接した状態に
ある。
実施例１
６水塩の結晶水を有する硫酸ニッケル１３に９を水に溶
解して全容積を４ｏｌとする。これを約２５℃に保ち、
充分攪拌しながら、アルカリ土類金属性ノーズ粉末Ｅ３
に９を加える。ついで直ちに粒径０．１〜１０μｍのカ
ーボニルコバルト粉末０゜３ Ｋｇを加え、攪拌しなが
ら約５ｏ℃で１時間放置する。
解して全容積を４ｏｌとする。これを約２５℃に保ち、
充分攪拌しながら、アルカリ土類金属性ノーズ粉末Ｅ３
に９を加える。ついで直ちに粒径０．１〜１０μｍのカ
ーボニルコバルト粉末０゜３ Ｋｇを加え、攪拌しなが
ら約５ｏ℃で１時間放置する。
素粒子の集合体を形成して成長した沈澱物をｒ過し、乾
燥したのち粉砕して所望の粒度に調整する。
燥したのち粉砕して所望の粒度に調整する。
ついで充分に水洗、乾燥して水酸化ニッケル粉末約６に
９を得る。
９を得る。
こうして得た粒径０．１〜１５０μｍの水酸化ニッケル
８８重量部に、カーボニルニッケル粉末１０重量部とカ
ーボニルコバルト粉末２重量部を混合し、それに水を加
えてペースト状に練合する。この練合物を多孔度９５％
、平均孔径２００ ｐ ｍ 。
８８重量部に、カーボニルニッケル粉末１０重量部とカ
ーボニルコバルト粉末２重量部を混合し、それに水を加
えてペースト状に練合する。この練合物を多孔度９５％
、平均孔径２００ ｐ ｍ 。
厚さ１．３ｍの発泡状ニッケル多孔板内に充填し、乾燥
後加圧して厚さ約０．７閣、水酸化ニッケル粉末の充填
密度５００〜５５０ｍＡｈ／ｃｃの電極を得る。
後加圧して厚さ約０．７閣、水酸化ニッケル粉末の充填
密度５００〜５５０ｍＡｈ／ｃｃの電極を得る。
実施例２
実施例１と同様に、硫酸ニッケル水溶液とか性ソーダ粉
末およびカーボニルコバルト粉末を用意し、これらを同
時に混合し、約５０℃に保つたま捷攪拌を続ける操作を
行ない、水酸化ニッケル粒子が１μｍ以上に成長した時
点でその粒子を取り出し、以下実施例１と同様にしてニ
ッケル正極を得る。
末およびカーボニルコバルト粉末を用意し、これらを同
時に混合し、約５０℃に保つたま捷攪拌を続ける操作を
行ない、水酸化ニッケル粒子が１μｍ以上に成長した時
点でその粒子を取り出し、以下実施例１と同様にしてニ
ッケル正極を得る。
実施例３
実施例１において、か性ノーズの代りに水酸化リチウム
５に９とか性ノーズ４に９の混合物を使用し、以下実施
例１と同様にしてニッケル正極を得る。
５に９とか性ノーズ４に９の混合物を使用し、以下実施
例１と同様にしてニッケル正極を得る。
ここで得られる水酸化ニッケルは、コバルト粉末と水酸
化リチウムを含んでいる。
化リチウムを含んでいる。
実施例４
実施例１において、カーボニルコバルト粉末トともにカ
ーボニルニッケル粉末０．５に９を加え、以下実施例１
と同様にしてニッケル正極を得る。
ーボニルニッケル粉末０．５に９を加え、以下実施例１
と同様にしてニッケル正極を得る。
ここで得られる水酸化ニッケルは、コバルト粉末ととも
にニッケル粉末を含んでいる。
にニッケル粉末を含んでいる。
実施例１で得たニッケル正極と、正極より容量の大きい
汎用のカドミウム負極を組み合せて密閉形ニッケルーカ
ドミウム蓄電池ＫＲ−Ｃを試作し、その放電容量を測定
して活物質利用率を調べた。
汎用のカドミウム負極を組み合せて密閉形ニッケルーカ
ドミウム蓄電池ＫＲ−Ｃを試作し、その放電容量を測定
して活物質利用率を調べた。
ニッケル正極の充填密度を約４５０．５００ 。
５６０ ｍＡｈ／ｃｃに調整し各２０枚につき前述の電
池を試作したく各２ｏセル）。充電は２６０ ｍＡで１
６時間行ない、放電は５００ ｍＡで終止電圧１、ＯＶ
４で行なった。試験はいずれも２ｏ℃で行ない、安定し
た３サイクル目の放電電気量を測定し、水酸化ニッケル
を主体とする粉末１ｇ当りの電気量を２８９ ｍＡｈと
して計算して活物質利用率とした。最大値と最小値各１
セルを除いた残りの最大値と最小値を第２図のａおよび
ａ′で示す。
池を試作したく各２ｏセル）。充電は２６０ ｍＡで１
６時間行ない、放電は５００ ｍＡで終止電圧１、ＯＶ
４で行なった。試験はいずれも２ｏ℃で行ない、安定し
た３サイクル目の放電電気量を測定し、水酸化ニッケル
を主体とする粉末１ｇ当りの電気量を２８９ ｍＡｈと
して計算して活物質利用率とした。最大値と最小値各１
セルを除いた残りの最大値と最小値を第２図のａおよび
ａ′で示す。
同図に比較例として、従来市販の水酸化ニッケル粉末を
用いた場合の同様な結果をｂ（最大値）、１、／ （最
小値）で示す。
用いた場合の同様な結果をｂ（最大値）、１、／ （最
小値）で示す。
ここには実施例１のニッケル正極を用いた例をあげたが
、実施例２〜４の電極の場合も若干活物質利用率が向上
するが、はぼ実施例１と同様な結果であ−）だ。
、実施例２〜４の電極の場合も若干活物質利用率が向上
するが、はぼ実施例１と同様な結果であ−）だ。
上記の結果からも明らかなように、本発明によるニッケ
ル正極は、活物質利用率が従来より高くバラツキも小さ
い。
ル正極は、活物質利用率が従来より高くバラツキも小さ
い。
この理由としては、焼結式のようにニッケル塩で添加し
た場合より、１０〜１００倍という大きな径の水酸化ニ
ッケル粉末を出発物質として使用する電極においては、
その活物質利用率の向上に現在量も効果がみられるコバ
ルトの添加効果に限界があると思われる。つ−まり水酸
化ニッケル粒子−の内部にまで影響が及びにくいと考え
らＪする。このため本発明のように、水酸化ニッケル粒
子の内部にあらかじめコバルトを加えておくことにより
、その添加効果が高くなり、活物質利用率が向１すると
考えられる。
た場合より、１０〜１００倍という大きな径の水酸化ニ
ッケル粉末を出発物質として使用する電極においては、
その活物質利用率の向上に現在量も効果がみられるコバ
ルトの添加効果に限界があると思われる。つ−まり水酸
化ニッケル粒子−の内部にまで影響が及びにくいと考え
らＪする。このため本発明のように、水酸化ニッケル粒
子の内部にあらかじめコバルトを加えておくことにより
、その添加効果が高くなり、活物質利用率が向１すると
考えられる。
甘だ水酸化ニッケル粒子内のコバルト粒子は、粒径が小
さい程均−に分散し、活物質利用率にＺ−ｊする効果が
現れる傾向がみられた。そこてｏ、ｉ〜１０７１ｍの粒
径を有するカーボニルコバル］・を使用することが好捷
しい。
さい程均−に分散し、活物質利用率にＺ−ｊする効果が
現れる傾向がみられた。そこてｏ、ｉ〜１０７１ｍの粒
径を有するカーボニルコバル］・を使用することが好捷
しい。
発明の効果
以上のように、本発明によれば、活物質の利用率が高く
、シかも一定品質のニッケル正極を得ることができる。
、シかも一定品質のニッケル正極を得ることができる。
第１図は本発明の実施例の水酸化ニッケルの構成を示す
模式図、第２図は水酸化ニッケル充填密度と活物質利用
率との関係を示す図である。 １・・・・・・水酸化ニッケル粒子、３・・・・・コ・
くルト粉末０ 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図
模式図、第２図は水酸化ニッケル充填密度と活物質利用
率との関係を示す図である。 １・・・・・・水酸化ニッケル粒子、３・・・・・コ・
くルト粉末０ 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図
Claims (4)
- （１）水酸化ニッケル粉末を主活物質とするニッケル正
極であって、その水酸化ニッケルは、その粒子内部に少
なくとも金属コバルト微粒子を含有していることを特徴
とするアルカリ蓄電池用ニッケル正極。 - （２）前記水酸化ニッケル中の金属コバルト微粒子の粒
径が０．１〜１０μｍである特許請求の範囲第１項記載
のアルカリ蓄電池用ニッケル正極。 - （３）前記水酸化ニッケルが、さらにニッケル微粒子ま
たけリチウムの水酸化物を含有する特許請求の範囲第１
項記載のアルカリ蓄電池用ニッケル正極。 - （４） ニッケル塩溶液をアルカリにより中和し、生成
する水酸化ニッケルの粒子を成長させる熟成工程を有し
、前記中和から熟成工程までの段階で前記溶液中にコバ
ルト微粒子を分散させることにより、コバルト微粒子を
含有する水酸化ニッケルを得る工程を有するアルカリ蓄
電池用ニッケル正極の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59107805A JPH0622113B2 (ja) | 1984-05-28 | 1984-05-28 | アルカリ蓄電池用ニツケル正極およびその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59107805A JPH0622113B2 (ja) | 1984-05-28 | 1984-05-28 | アルカリ蓄電池用ニツケル正極およびその製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60253156A true JPS60253156A (ja) | 1985-12-13 |
| JPH0622113B2 JPH0622113B2 (ja) | 1994-03-23 |
Family
ID=14468477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59107805A Expired - Fee Related JPH0622113B2 (ja) | 1984-05-28 | 1984-05-28 | アルカリ蓄電池用ニツケル正極およびその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0622113B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000010212A1 (en) | 1998-08-17 | 2000-02-24 | Ovonic Battery Company, Inc. | Composite positive electrode material and method for making same |
-
1984
- 1984-05-28 JP JP59107805A patent/JPH0622113B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000010212A1 (en) | 1998-08-17 | 2000-02-24 | Ovonic Battery Company, Inc. | Composite positive electrode material and method for making same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0622113B2 (ja) | 1994-03-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |