JPS6049562A - 密閉式アルカリ蓄電池極板の化成法 - 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】 本発明はアルカリ蓄電池極板の連続化成法の改良に関す
るものである。

アルカリ蓄電池極板の一般的な製造方法は、次の如くで
ある。

まずニッケルパウダーと粘性を有する高分子物質の水溶
液との混合ペーストを、薄い穿孔画板の両面に塗布する
。これを約２００℃程度で５分間乾燥した後、７５０℃
程度の還元性雰囲気中で５分間焼結すると、非常に高多
孔度な基板が得られる。

次にこの多孔基板中に、活物質を充填する。

充填方法は原料の水溶液を真空含浸し、苛性カリ１苛性
ソーダなどのアルカリ溶液と反応させ、水酸化物にする
。原料として硝［（を用いる。

これは硝酸塩が他の塩と比較して、充填効率のよいこと
、及び得られた活物質の利用率が高いためである。しか
しながら硝酸塩を用いることは、極板中に多くの硝酸根
を残す欠点がある。

残留硝酸根は、電池の自己放電を促進するので、電池組
込み前に除失する必要がある。

さらに密閉電池に用いられる極板は、電池内に封口され
た後、いかなる充電状態であろうとも、負極の放電可能
容量、及び未充電容量は正極容量より多く有するように
、設計されねばならない。負極の放電可能容量を多くす
る理由は、高率放電時の活物質利用率低下対策及び充放
電サイクルにおける活物質の不活性化対策のためである
。又充電可能容量を多くする理由は、充電時に正極が完
全充電状態に達しても°、負極に未充電部分が存在する
ことで、水素ガス発生を抑制し電池の内圧上昇によるパ
ンクを防止するためである。

以上のごとく極板中の硝酸根除去、及び正、負両極板間
の最適な容量バランスを設定するために、化成操作を施
す必要がある。具体的な化成法として次の方法がある。

（１）裁断した多数の極板を正極板、負極板交互に化成
槽内に配列し、充電、放電を行なう。又密閉電池極板の
化成では、ダミー極板を用いて正極板は放電状態に、負
極板は部分充電状態に化成する。

（２）帯状の正・負両極板を、セパレータを介してコイ
ル状に巻き込む。巻き込まれた極群に集電用端子を数多
く接続して、充電、放電を３テなう。

（５）正・負いずれか一方の極板を化成槽中で、連続的
に移動させながら電源端子を極板と直接に、接触させて
通電し、充電放電を行なう。

以上のごとくにして極板が生産される。

しかしながら前述の化成方法は、次に掲げる欠点を有す
る。

すなわち（１）（２）の方法は、バッチ単位で生産され
る為生産性が悪く、作業が煩雑である。又通電端子の近
傍とそうでない部分では、通１！ルの差が大きく均一な
極板性能を得ることが難しい。

（６）の方法は、電源からの端子を直接極板に接触させ
るため、接触抵抗の問題、発熱の問題あるいは通電量の
バラツキの問題等を生じやすい。

さらに正極板、負極板を夫々、単独で化成するので生産
性が悪い。

本発明は上記従来の欠点を改良したもので、正極板、負
極板を同時に、連続的に密閉電池として必要な充・放電
状態の極板に化成するものである。

以下、本発明の一実施例を図面、を用いて説明する。

図は本発明の概略図である。化成槽１２．１３には比重
１．２０〜１．２５程度のアルカリ電解液が入っている
。又化成用電源５の陰電極７は、化成槽１３に、陽電極
６は１２の化成槽に設置されている。１はコイル状に巻
き込まれた帯状正極板であり、２はコイル状に巻き込ま
れた帯状負極板である。これら正・負極板は、導電性の
よい金属棒２５で接続されている。正極板６はセパレー
タ８を介して陽電極６と対向し、負極板４はセパレータ
９を介して陰電極７と対向する。

このような状態で通電されると次の反応を行う。

陰ＩＩ極７　２Ｈ＋＋２０−→Ｈ２↑ 陽電極６　２０　Ｈ−→１■ｘ　Ｏ＋％　Ｏｘ↑＋２ｅ
−すなわち電極、極板のいずれからも・ガス発生する。

このガス発生により極板内部の硝酸根等不純物が除去さ
れる。極板はいずれも一定の速度で、連続的に化成槽１
２又は１３を通過するが、正極板はこの状態で化成を終
了して次の工程に導かれる。一方、負極板は次の化成槽
２０に導かれる。この化成槽には比較的濃度の薄い、比
重１．０５〜１．１０程度のアルカリ電解液が入ってお
り１中央部には隔離板１８が設置されている。ｌｉｔ源
１７からの電極２３．２４は夫々、化成槽の両端に設け
られている。負極板はセパレータ２１．２２を介しては
じめ陰電極２３の近傍を、次に陽電極２４の近傍を通過
する。化成槽内では以下の反応が生じる。

陰電極２３　２Ｈ＋＋２ｅ　４　Ｈｚ↑陽電極２４　２
０　Ｈ−＋）１２ｏ＋　Ｗｏｗ↑＋２．ｅ−すなわち陰
電極を通過する際には、ガス発生による不純物の除去が
なされ、陽電極を通過する際には充電される。充電量は
電源からの通電量を調整することによって、任意に設定
できる。

一般的には、負極板全容量の２０％程度を充電すればよ
い。このようにして化成された完全放電末の正極板と、
部分的に一定量を充電された負極板を組み合せ、密閉式
電池とした場合、負極板は放電可能容量を陽極板容量よ
りたえず過剰に持つこととなり、高率放電時の負極板活
物質利用率の低下及び、充放電サイクルにおける負極活
物質の劣化に対応することが出来る。

ついで電源１７の極性を反対にして左側を陽電極、右側
を陰電極としても密閉電池用極板が得られる。この場合
の化成槽内の反応は以下の如くである。

１ｉ　［極　２０Ｈ−＋Ｈ２０＋１７／２０２↑＋２ｅ
−陰電極　２Ｈ＋２ｅ　→Ｈ２↑ すなわち負極板は、はじめ充電された後放電されるが、
一部は放電されずにｃｄとして残り、その分が酸素ガス
の発生となる。残存するｃｄ量は、充電量の約１０％程
度であることが知られている。このような化成法は、正
極板よりあまり多くの負極板の放電可能容量を必要とし
ない、低率放電用電池の極板化成に適している。

ところで一般的に単−化成槽内で、２組の電極対を同時
に電気化学的反応させることは、不可能と考えられやす
い。このような化成が可能である理論的背景を説明する
。

通常１対の電極を電解液中に浸漬して通電を行なえば、
電極間で電解する。しかしながら電極間の距離を長くと
り為電解液濃度を低くし、さらに電極間に隔離板を設け
るなどにより、電極間の抵抗を大きくすると、１ｉ極間
同志の反応は非常に小さくなり進行しにくくなる。この
ような状態で、別の極板をそれぞれの電極に近ずけると
、極板は電極と反対の電位を帯びた後、エネルギー的に
安定する方向へ、極板内の活物質組成を変化させようと
する力が作用し、この作用が充放電の促進力となる。Ｎ
、ｆｉｌ＋！付近に設置された極板同志が導通している
と、この間を電子が移動して継続的に活物質変化を促進
させる。

これにより極板が充放電される。

このように２回目の化成を単一槽内で行なうのは、極板
の発熱及び酸化防止の為である。ガイド四−ラー２６．
２７の間に位置する極板間には、電流が流れる。容量の
大きな極板を化成する場合には、かなり大きな電流とな
り発熱が問題となる。又電解液が何着した陰極板が、大
気中で高温下にさらされると活物質の急激な酸化、炭酸
根の吸収をおこし、極板にとって好ましいものではない
。

本方法のごとく、極板を１１解液中で通過させれば、活
物質の酸化、発熱の問題が生じない。

これら本発明によれば電源からの端子が極板と直接に接
触しないため、接触抵抗による極板間の通ｉｌ量バラツ
キがなく、又従来法での多くの集電用端子の取付は作業
も不必要となる。

本発明の特徴とするところは、正極板、負沖板を同時に
、連続的に電源からの通電端子を極板に接触させること
なく、シかも密閉電池として必要な充、放電状態の極板
へ連続的に化成する。

上記の如く本発明による化成法は、密閉アルカリ蓄電池
極板を簡単に能率よく、シかも製品のバラツキなく化成
するものであり、その工業的価値は極めて大なるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す化成装置の概略図であ
る。 ５・・・連続帯状正極板　４・・・連続帯状負極板５．
１７・・・化成用電源 ６、７．２３．２４　・・電極 ８、９．２１．２２−０．七、ザ、−タ１８　・・・隔
離板 １０、１１．１９　・・・アルカリ１！解液１２、１３
．２０　・・・化成槽 １４、１５，１６，２６．２７・・・極板ガイドローラ
ー２５　・・・導電軸 出願人　湯浅電池株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 陰電極、陽電極を夫々の化成槽に設置し、陰電極の近傍
   に連続帯状負極板を、陽１！極の近傍に連続帯状正極板
   を通過せしめた後、連続帯状負極板のみを陰電極と陽電
   極を備えた単一化成槽を通過せしめる密閉式アルカリ蓄
   電池極板の化成法。