JPS6040667B2 - ニッケル電極の製造法 - Google Patents
ニッケル電極の製造法Info
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- JPS6040667B2 JPS6040667B2 JP53008677A JP867778A JPS6040667B2 JP S6040667 B2 JPS6040667 B2 JP S6040667B2 JP 53008677 A JP53008677 A JP 53008677A JP 867778 A JP867778 A JP 867778A JP S6040667 B2 JPS6040667 B2 JP S6040667B2
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- electrode
- powder
- porous
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- 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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- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はニッケル電極の製造法に関するものである。
近年予備電源、移動用電源、又小型電池、各種電子機器
電源、非常灯用電源として重要なアルカリ電池に用いら
れるニッケル電極は通常のニッケル焼結基体にニッケル
塩を含侵させて活物質に転化させることにより作られて
いる。
電源、非常灯用電源として重要なアルカリ電池に用いら
れるニッケル電極は通常のニッケル焼結基体にニッケル
塩を含侵させて活物質に転化させることにより作られて
いる。
しかし近年そのコスト低減を目的として競給基体を使用
しない電極が種々検討されている。最近になってスポン
ジ状の三次元的に連続した構造を有する金属多孔体が製
作されるようになり、その蟻鯖ニッケル基体を用いない
ニッケル電極の製造法として検討され始めている。本発
明は、スポンジ状ニッケル多孔体に活物質の水酸化ニッ
ケル粉末を王とするペーストを充填するニッケル電極の
製造法において、前記多孔体の球状空間径と格子の太さ
を表わす格子径及び宿物質の平均経の関係を規制して、
電極特性及び充填密度を高めることを目的とする。
しない電極が種々検討されている。最近になってスポン
ジ状の三次元的に連続した構造を有する金属多孔体が製
作されるようになり、その蟻鯖ニッケル基体を用いない
ニッケル電極の製造法として検討され始めている。本発
明は、スポンジ状ニッケル多孔体に活物質の水酸化ニッ
ケル粉末を王とするペーストを充填するニッケル電極の
製造法において、前記多孔体の球状空間径と格子の太さ
を表わす格子径及び宿物質の平均経の関係を規制して、
電極特性及び充填密度を高めることを目的とする。
ニッケル焼結基体を使用しない電極としては金属徴孔板
より成る袋に活物質粉末を充填するポケット電極や活物
質と導電性粉末を結着剤で固めた電極が従来からあるが
、最近になって樹脂製スポンジにニッケル鍍金を施し、
これを培競し、競鈍してなるスポンジ状ニッケル多孔体
が製作されるようになり、しかも孔径も自由に変化させ
られるようになった。従ってニッケル粉末の暁結基体で
は孔径が小さくて水酸化ニッケル粉末の充填が不可能で
あったものが、このスポンジ状ニッケル多孔体では可能
になり、充填方法としては従釆の非競結式に近いものが
できるようになった。特性においても従来の非糠結式電
極では高率放電特性、寿命特性等において競緒式電極よ
り劣る場合があるが、前述のスポンジ状ニッケル多孔体
を用いると特性においても大きな差が見られなくなった
。しかし単に任意のスポンジ状ニッケル多孔体を選んだ
り、水酸化ニッケルの粒径を選んでは、寿命、高率放電
や利用率の各特性において鱗結式電極よりはるかに劣る
ことがわかった。そこでスポンジの格子径と平均球状空
間径と水酸化ニッケル粉末の粒径を次の如く規制するこ
とによって柊特性において糠結式に劣らない電極が得ら
れることを見出した。即ち水酸化ニッケル粉末の平均粒
径を３０〜１００〃、ニッケル多孔体内の平均球状空間
径を前記水酸化ニッケル粉末の平均粒径の２．５〜７倍
、格子径を３０〜７０レとする。更に本発明の実施例を
図面に基づき詳しく述べると第１図に示すようなスポン
ジ状ニッケル多孔体は球状の連続した空間を三次元的に
有する状態になっていて、その球状空間の大きさは約２
００仏以上であれば任意に選択できる。電極特性、特に
高率放電特性、寿命、利用率にとってはその球状空間径
が小さい程、活物質と格子の接触面積が増加して良好に
なり、活物質の脱落を防止する傾向にある。一方活物質
粒径と利用率の関係は第２図に示すようにある程度高率
放電２Ｃになると粒径による利用率の差異が生じ、最適
な平均粒径は１００ム以下であった。このような平均粒
径を有する水酸化ニッケルを主とする粉末を前記のスポ
ンジ状ニッケル多孔体に充填する場合、ニッケル多孔体
内の平均球状空間径が充填する粉末の２．５倍以上なけ
れば粉末は多孔体内に充填されない。これは球状空間径
が２．針音あっても格子間の間隔は粒径と同等しか開い
ていないためと思われる。又粒径の２．３音以上あれば
充填可能であるが、第３図に示すようにサイクル寿命に
おいて水酸化ニッケルの平均粒径の約７倍以上の平均球
状空間を有するニッケル多孔体を用いた電極は劣化が激
しいことがわった。このため水酸化ニッケルの平均粒径
は３０仏以上が適当であるこがわかつた。又スポンジ状
ニッケル多孔体の平均格子径は約３０ム以下では充填時
に多孔体が強度不足で変形する危険が生じ、又３０Ａ以
上では導電性において大差なく、約７０ム以上では単位
当りの充填量が低下する傾向が大きくなった。以上の結
果からスポンジ状ニッケル多孔体に水酸化ニッケルを王
とするペースト状粉末を充填するニッケル極の製造法に
おいては水酸化ニッケルの平均粒径は３０〜１００ｒで
、スポンジ状ニッケル多孔体内の平均球状空間径は水酸
化ニッケル粉末の２．５〜７．０倍の径を有し、又格子
の平均径は３０〜７０仏が適した条件である。充填方法
としては振動させたり吹き付ける方法を検討したが、何
れも充填密度が低く、又ニッケル粉末粒径の４倍以上の
球状空間径が必要であり、後述の実施例に示すような摩
擦による充填法が殴れていた。いずれの充填方法によっ
ても、活物質充填後に加圧圧縮することが必要である。
以下本発明を具体実施例について説明する。実施例 １
平均粒径５０〃の水酸化ニッケル９肌ｔ％に対してニッ
ケル金属粉末７ｗｔ％、コバルト金属粉末ぶれ％の混合
粉末を約０．５％のカルボキシメチルセルロースの水溶
液に混ぜてペーストを作製する。一方平均球状空間径３
００山、平均格子雀約５０山のニッケルスポンジ状多孔
体を用意し、これに水を含ませた後前記ペーストを多孔
体の表面に摩擦し乍ら充填し、乾燥後加圧成形を行なっ
てニッケル極とする。実施例 ２ 実施例１において１２０ム以下の粒径を有する水酸化ニ
ッケル粉末を用いてニッケル極を製造する。
より成る袋に活物質粉末を充填するポケット電極や活物
質と導電性粉末を結着剤で固めた電極が従来からあるが
、最近になって樹脂製スポンジにニッケル鍍金を施し、
これを培競し、競鈍してなるスポンジ状ニッケル多孔体
が製作されるようになり、しかも孔径も自由に変化させ
られるようになった。従ってニッケル粉末の暁結基体で
は孔径が小さくて水酸化ニッケル粉末の充填が不可能で
あったものが、このスポンジ状ニッケル多孔体では可能
になり、充填方法としては従釆の非競結式に近いものが
できるようになった。特性においても従来の非糠結式電
極では高率放電特性、寿命特性等において競緒式電極よ
り劣る場合があるが、前述のスポンジ状ニッケル多孔体
を用いると特性においても大きな差が見られなくなった
。しかし単に任意のスポンジ状ニッケル多孔体を選んだ
り、水酸化ニッケルの粒径を選んでは、寿命、高率放電
や利用率の各特性において鱗結式電極よりはるかに劣る
ことがわかった。そこでスポンジの格子径と平均球状空
間径と水酸化ニッケル粉末の粒径を次の如く規制するこ
とによって柊特性において糠結式に劣らない電極が得ら
れることを見出した。即ち水酸化ニッケル粉末の平均粒
径を３０〜１００〃、ニッケル多孔体内の平均球状空間
径を前記水酸化ニッケル粉末の平均粒径の２．５〜７倍
、格子径を３０〜７０レとする。更に本発明の実施例を
図面に基づき詳しく述べると第１図に示すようなスポン
ジ状ニッケル多孔体は球状の連続した空間を三次元的に
有する状態になっていて、その球状空間の大きさは約２
００仏以上であれば任意に選択できる。電極特性、特に
高率放電特性、寿命、利用率にとってはその球状空間径
が小さい程、活物質と格子の接触面積が増加して良好に
なり、活物質の脱落を防止する傾向にある。一方活物質
粒径と利用率の関係は第２図に示すようにある程度高率
放電２Ｃになると粒径による利用率の差異が生じ、最適
な平均粒径は１００ム以下であった。このような平均粒
径を有する水酸化ニッケルを主とする粉末を前記のスポ
ンジ状ニッケル多孔体に充填する場合、ニッケル多孔体
内の平均球状空間径が充填する粉末の２．５倍以上なけ
れば粉末は多孔体内に充填されない。これは球状空間径
が２．針音あっても格子間の間隔は粒径と同等しか開い
ていないためと思われる。又粒径の２．３音以上あれば
充填可能であるが、第３図に示すようにサイクル寿命に
おいて水酸化ニッケルの平均粒径の約７倍以上の平均球
状空間を有するニッケル多孔体を用いた電極は劣化が激
しいことがわった。このため水酸化ニッケルの平均粒径
は３０仏以上が適当であるこがわかつた。又スポンジ状
ニッケル多孔体の平均格子径は約３０ム以下では充填時
に多孔体が強度不足で変形する危険が生じ、又３０Ａ以
上では導電性において大差なく、約７０ム以上では単位
当りの充填量が低下する傾向が大きくなった。以上の結
果からスポンジ状ニッケル多孔体に水酸化ニッケルを王
とするペースト状粉末を充填するニッケル極の製造法に
おいては水酸化ニッケルの平均粒径は３０〜１００ｒで
、スポンジ状ニッケル多孔体内の平均球状空間径は水酸
化ニッケル粉末の２．５〜７．０倍の径を有し、又格子
の平均径は３０〜７０仏が適した条件である。充填方法
としては振動させたり吹き付ける方法を検討したが、何
れも充填密度が低く、又ニッケル粉末粒径の４倍以上の
球状空間径が必要であり、後述の実施例に示すような摩
擦による充填法が殴れていた。いずれの充填方法によっ
ても、活物質充填後に加圧圧縮することが必要である。
以下本発明を具体実施例について説明する。実施例 １
平均粒径５０〃の水酸化ニッケル９肌ｔ％に対してニッ
ケル金属粉末７ｗｔ％、コバルト金属粉末ぶれ％の混合
粉末を約０．５％のカルボキシメチルセルロースの水溶
液に混ぜてペーストを作製する。一方平均球状空間径３
００山、平均格子雀約５０山のニッケルスポンジ状多孔
体を用意し、これに水を含ませた後前記ペーストを多孔
体の表面に摩擦し乍ら充填し、乾燥後加圧成形を行なっ
てニッケル極とする。実施例 ２ 実施例１において１２０ム以下の粒径を有する水酸化ニ
ッケル粉末を用いてニッケル極を製造する。
第２図に実施例１と同組成の混合粉末の利用率と水酸化
ニッケルの平均粒径の関係を示したが、この結果から適
切な範囲にある平均粒径５０ムの粉末を用いた実施例１
によるニッケル電極と、容量がニッケル電極に比較して
充分ある鉄極とを組み合わせたアルカリ電池の電流電圧
特性を第４図中１で示した。
ニッケルの平均粒径の関係を示したが、この結果から適
切な範囲にある平均粒径５０ムの粉末を用いた実施例１
によるニッケル電極と、容量がニッケル電極に比較して
充分ある鉄極とを組み合わせたアルカリ電池の電流電圧
特性を第４図中１で示した。
比較として平均粒径１５０仏の水酸化ニッケルを使用し
、約４００山の平均球状空間径を有するニッケル多孔体
にそれを充填したニッケル電極と容量の充分な鉄極とを
組み合わせたアルカリ電池の特性２と、従釆からの焼結
式ニッケル電極と容量の充分な鉄極とを組み合わせたア
ルカリ電池の特性３を同時に示した。この結果、本発明
による電極は規制外のニッケル電極より利用率（第２図
参照）、電流電圧特性共に優れ、３で示した従来の競結
式電極の特性に近づくことができた。又第３図に示した
ように充放電回数は約２０００サイクル（充電１／１比
１虫時間、放電０．＄）迄可能であるが、従来の競給式
電極は２０００サイクルで劣化する電極もあった。又同
体積の電極で比較すると、本発明のニッケル電極は活物
質充填密度は５０伽‐Ａｈ／ｃｃ適度であり、従来の焼
給式では通常４０仇ｈＡｈ／ｃｃ程度であるため、２〜
父以下の時間率放電においては放電容量は本発明のニッ
ケル蟹極の方が大であった。ところで現在スポンジ状ニ
ッケル多孔体は平均球状空間径が約２００ｒ以下のもの
は試作できない。
、約４００山の平均球状空間径を有するニッケル多孔体
にそれを充填したニッケル電極と容量の充分な鉄極とを
組み合わせたアルカリ電池の特性２と、従釆からの焼結
式ニッケル電極と容量の充分な鉄極とを組み合わせたア
ルカリ電池の特性３を同時に示した。この結果、本発明
による電極は規制外のニッケル電極より利用率（第２図
参照）、電流電圧特性共に優れ、３で示した従来の競結
式電極の特性に近づくことができた。又第３図に示した
ように充放電回数は約２０００サイクル（充電１／１比
１虫時間、放電０．＄）迄可能であるが、従来の競給式
電極は２０００サイクルで劣化する電極もあった。又同
体積の電極で比較すると、本発明のニッケル電極は活物
質充填密度は５０伽‐Ａｈ／ｃｃ適度であり、従来の焼
給式では通常４０仇ｈＡｈ／ｃｃ程度であるため、２〜
父以下の時間率放電においては放電容量は本発明のニッ
ケル蟹極の方が大であった。ところで現在スポンジ状ニ
ッケル多孔体は平均球状空間径が約２００ｒ以下のもの
は試作できない。
この場合の平均球状空間径２００〃というのは第１図で
理解できるように連続した球が抜け状態になっており、
この中に実際粉末を充填する場合は格子が球状空間の周
囲に存在することによって、その空間蓬の約４０％の粒
子径の粉末が充填の限界となる。水酸化ニッケル粒径を
３０〜１００ムに限定したのは１００仏（上限側）では
利用率が低下する理由で上限を定めた。３０仏（下限側
）は現在試作可能なスポンジ状多孔体の最も目の細かい
２００山の球状空間径を有するのを用いた場合の第５図
に示す充放電サイクル寿命結果から定めた。
理解できるように連続した球が抜け状態になっており、
この中に実際粉末を充填する場合は格子が球状空間の周
囲に存在することによって、その空間蓬の約４０％の粒
子径の粉末が充填の限界となる。水酸化ニッケル粒径を
３０〜１００ムに限定したのは１００仏（上限側）では
利用率が低下する理由で上限を定めた。３０仏（下限側
）は現在試作可能なスポンジ状多孔体の最も目の細かい
２００山の球状空間径を有するのを用いた場合の第５図
に示す充放電サイクル寿命結果から定めた。
水酸化ニッケルの粒径が８０山以上の場合は充填が困難
であった。又充放電条件は充電１／１比１５時間、放電
０．＄で行ない、初期容量の６０％で寿命試験を停止し
た。以上述べたように本発明のニッケル電極は従釆の鱗
結式ニッケル電極よりも製造が簡易化され、特性におい
ても従来の競謙吉式ニッケル電極と略同等のものが得ら
れ、工業的価値大である。
であった。又充放電条件は充電１／１比１５時間、放電
０．＄で行ない、初期容量の６０％で寿命試験を停止し
た。以上述べたように本発明のニッケル電極は従釆の鱗
結式ニッケル電極よりも製造が簡易化され、特性におい
ても従来の競謙吉式ニッケル電極と略同等のものが得ら
れ、工業的価値大である。
図面は本発明の実施例を示すもので、第１図はスポンジ
状ニッケル多孔体の倍率１０の轡こおける顕微鏡写真図
、第２図は水酸化ニッケルの粒径を変えたニッケル電極
の利用率を示す特性図、第３図は平均球状空間径を変え
て平均充放電回数を示す特性図、第４図は電流、電圧特
性図、第５図は水酸化ニッケルの平均粒径を変えた平均
充放電回数を示す特性図である。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図
状ニッケル多孔体の倍率１０の轡こおける顕微鏡写真図
、第２図は水酸化ニッケルの粒径を変えたニッケル電極
の利用率を示す特性図、第３図は平均球状空間径を変え
て平均充放電回数を示す特性図、第４図は電流、電圧特
性図、第５図は水酸化ニッケルの平均粒径を変えた平均
充放電回数を示す特性図である。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図
Claims (1)
- １ 三次元的に連続した構造を有するスポンジ状ニツケ
ル多孔体に水酸化ニツケルを主とする粉末をペースト状
にして充填し、次に前記多孔体を加圧圧縮するニツケル
電極の製造法であつて、前記水酸化ニツケル粉末の平均
粒径を３０〜１００μ、充填前の前記多孔体の平均球状
空間径を水酸化ニツケルの平均粒径の２．５〜７．０倍
、格子の太さを３０〜７０μとしたことを特徴とするニ
ツケル電極の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53008677A JPS6040667B2 (ja) | 1978-01-27 | 1978-01-27 | ニッケル電極の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53008677A JPS6040667B2 (ja) | 1978-01-27 | 1978-01-27 | ニッケル電極の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54102539A JPS54102539A (en) | 1979-08-13 |
| JPS6040667B2 true JPS6040667B2 (ja) | 1985-09-12 |
Family
ID=11699550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53008677A Expired JPS6040667B2 (ja) | 1978-01-27 | 1978-01-27 | ニッケル電極の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6040667B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01171872U (ja) * | 1988-05-25 | 1989-12-05 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59112574A (ja) * | 1982-12-17 | 1984-06-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 密閉形ニツケル−カドミウム蓄電池 |
| JPS59154779A (ja) * | 1983-02-21 | 1984-09-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 密閉型ニツケルカドミウム蓄電池の充電方式 |
| JPS6081777A (ja) * | 1983-10-12 | 1985-05-09 | Sanyo Electric Co Ltd | ニツケル−亜鉛蓄電池 |
| JPS60131765A (ja) * | 1983-12-20 | 1985-07-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電池用ニッケル正極およびその製造法 |
| JPH0732013B2 (ja) * | 1985-12-10 | 1995-04-10 | 松下電器産業株式会社 | アルカリ電池用ニツケル電極の製造法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5226436A (en) * | 1975-08-23 | 1977-02-28 | Kogyo Gijutsuin | Method of producing battery plate |
-
1978
- 1978-01-27 JP JP53008677A patent/JPS6040667B2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5226436A (en) * | 1975-08-23 | 1977-02-28 | Kogyo Gijutsuin | Method of producing battery plate |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01171872U (ja) * | 1988-05-25 | 1989-12-05 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54102539A (en) | 1979-08-13 |
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