JPS61101958A - 電池のニツケル正極用活物質粉末の製造法 - Google Patents
電池のニツケル正極用活物質粉末の製造法Info
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- JPS61101958A JPS61101958A JP59223525A JP22352584A JPS61101958A JP S61101958 A JPS61101958 A JP S61101958A JP 59223525 A JP59223525 A JP 59223525A JP 22352584 A JP22352584 A JP 22352584A JP S61101958 A JPS61101958 A JP S61101958A
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- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
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-
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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
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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、電池のニッケル正極用活物質である水酸化ニ
ッケル粉末の製造法に関するものである。
ッケル粉末の製造法に関するものである。
従来例の構成とその問題点
電池用二・ンケル正極の代表的製法には、ニッケルの焼
結基板内にニッケル塩浴液を含浸させてこれを放電状態
の活物質である水酸化ニッケルに転化する焼結式(1)
、および多数の微孔を有する金属のポケットに層物質粉
末を充填するポケット式(2)がある。また最近では、
発泡メタルや金属の不織布のように三次元鋼状のシート
が市販され、これを基板に用いて水酸化ニッケル粉末を
直接基板の孔の中に充填する方式(3)のニッケル正極
が注目されている。これらのうち(2)と(3)は水酸
化ニッケル粉末を直接充填する簡単な製法であり、とく
に(3)は(2)の方式では不適であった渦巻状の電極
構成も可能で、現在主流の円筒形密閉電池への適用性も
十分にある。ところが(3)の方式によるニッケル正極
は基板の多孔度が大きいので高密度充填ができる反面、
電極としての活物質利用率が(1)の焼結式ニッケル正
極にやや劣る欠点を有している。とくに45”C以上で
の高温雰囲気における活物質利用率が(1)の方式のニ
ッケル正極よりも大きく劣る傾向がみられる。つまり、
20−C程度の常温では高容量であっても雰囲気温度が
高くなると高容量の特長が減じる問題点を有している。
結基板内にニッケル塩浴液を含浸させてこれを放電状態
の活物質である水酸化ニッケルに転化する焼結式(1)
、および多数の微孔を有する金属のポケットに層物質粉
末を充填するポケット式(2)がある。また最近では、
発泡メタルや金属の不織布のように三次元鋼状のシート
が市販され、これを基板に用いて水酸化ニッケル粉末を
直接基板の孔の中に充填する方式(3)のニッケル正極
が注目されている。これらのうち(2)と(3)は水酸
化ニッケル粉末を直接充填する簡単な製法であり、とく
に(3)は(2)の方式では不適であった渦巻状の電極
構成も可能で、現在主流の円筒形密閉電池への適用性も
十分にある。ところが(3)の方式によるニッケル正極
は基板の多孔度が大きいので高密度充填ができる反面、
電極としての活物質利用率が(1)の焼結式ニッケル正
極にやや劣る欠点を有している。とくに45”C以上で
の高温雰囲気における活物質利用率が(1)の方式のニ
ッケル正極よりも大きく劣る傾向がみられる。つまり、
20−C程度の常温では高容量であっても雰囲気温度が
高くなると高容量の特長が減じる問題点を有している。
実際の電池使用の際は、さらに高温下で使用することが
考えられ、この温度上昇に対して活物質利用率がさらに
低下することが予想される。
考えられ、この温度上昇に対して活物質利用率がさらに
低下することが予想される。
一方、前記(2) 、 (3)の方式のニッケル正極に
使用する水酸化ニッケルを生成分とする粉末は、現在工
業的には次の方法で製造されでいる。
使用する水酸化ニッケルを生成分とする粉末は、現在工
業的には次の方法で製造されでいる。
まず
(1)硫酸ニッケル水溶液の調整として、金属ニッケル
(たとえばブリケット)全濃硫酸中に溶解、 する。そ
して所望量の水を加える。
(たとえばブリケット)全濃硫酸中に溶解、 する。そ
して所望量の水を加える。
(2)か性ソーダ粉末と硫酸ニッケル水@液とを撹拌混
合して中和させ、Ni(OH)2 の沈殿物を濾過して
得る。
合して中和させ、Ni(OH)2 の沈殿物を濾過して
得る。
(3) これ全水洗し、ついで乾燥して粉末を得る。
ここで得られる粉末は比較的粒径が小さいので、粒径調
整を必要とする場合は、(2)と(3)の工程間”
−rn−、、・ − (4)沈殿物k濾過しだ後、ゆるやかに乾燥して固める
。
整を必要とする場合は、(2)と(3)の工程間”
−rn−、、・ − (4)沈殿物k濾過しだ後、ゆるやかに乾燥して固める
。
(5)粉砕しながら所望のメツ/ユを有するEak通過
させ、粒径全調整する。
させ、粒径全調整する。
第1図はこの製法のフローチャートl示す。
この粉末中には、原料の金属ニッケル中にコバルトがo
、o 1w t%以下の微量含まれているが、たんにこ
の粉末をニッケル正極の生活物質として使用するだけで
は、高温での活物質利用率はもちろん、2o″G程度の
常温での利用率も60〜70係と低い値を示す。そこで
本発明者らはこの粉末(7)llpKカーホニルニッケ
ル、カーボニルコバルト。
、o 1w t%以下の微量含まれているが、たんにこ
の粉末をニッケル正極の生活物質として使用するだけで
は、高温での活物質利用率はもちろん、2o″G程度の
常温での利用率も60〜70係と低い値を示す。そこで
本発明者らはこの粉末(7)llpKカーホニルニッケ
ル、カーボニルコバルト。
グラファイト等の粉末を添加したり、これらを添加した
後に含水状態で熟成する方法等を検討した結果、活物質
利用率も90〜96チ程度に向上できる可能性を見出し
、その提案も行なってきた。
後に含水状態で熟成する方法等を検討した結果、活物質
利用率も90〜96チ程度に向上できる可能性を見出し
、その提案も行なってきた。
しかし、上記の方法では、まだ45゛C以上の高温での
活物質利用率が60〜66チと低い値を示す。
活物質利用率が60〜66チと低い値を示す。
そこでさらに酸化カドミウム粉末などを添加して
j物質元旦オを7ベ(糺Et土ご旧遊1と一安1
111.−■■■■−■■■■−■■■■−■■■■−
■■■■■■■■■■■■■−■■■■−■■■■−■
■■■−■■■■11□□□□□□−□□□□−□□□
□−□□□□□□□□□□−□□□□−□□□□−□□
□□□□□□□□−□□□□−□□□□−□□□□□□
1がなされている。
j物質元旦オを7ベ(糺Et土ご旧遊1と一安1
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□□□□□□□□−□□□□−□□□□−□□□□□□
1がなされている。
それでも、まだ現在主流の焼結式ニッケル正極と比較す
ると、2o″Gでの活物質利用率に対する45℃のそれ
は6〜10係低く、従来の製法による水酸化ニッケル粉
末を主活物質粉末として用いたニッケル正極では、高温
での活物質利用率が充分でなく、エネルギー密度の低下
が、焼結式ニッケル正極の場合と比べて大きいという問
題があった。
ると、2o″Gでの活物質利用率に対する45℃のそれ
は6〜10係低く、従来の製法による水酸化ニッケル粉
末を主活物質粉末として用いたニッケル正極では、高温
での活物質利用率が充分でなく、エネルギー密度の低下
が、焼結式ニッケル正極の場合と比べて大きいという問
題があった。
発明の目的
本発明は、上記の問題点を解決するため、コバルト酸化
物全内部に均一に有する水酸化ニッケル粉末を提供する
ものであり、これをニッケル正極に用いることにより、
とくに高温雰囲気での活物質利用率の改善f:はかるこ
と全目的とする。
物全内部に均一に有する水酸化ニッケル粉末を提供する
ものであり、これをニッケル正極に用いることにより、
とくに高温雰囲気での活物質利用率の改善f:はかるこ
と全目的とする。
発明の構成
本発明は上記の目的を達するため、硫酸ニッケル水溶液
中に硫酸コバルトを所定量(1wt%≧硫酸コバルト/
硫酸二、ソケル+硫酸コバルト≧0.2wt%)加えた
混合弓液をアルカリで中和し、主に水酸化ニッケルより
なる粉末を析出させる。
中に硫酸コバルトを所定量(1wt%≧硫酸コバルト/
硫酸二、ソケル+硫酸コバルト≧0.2wt%)加えた
混合弓液をアルカリで中和し、主に水酸化ニッケルより
なる粉末を析出させる。
粉砕、乾燥の操作を施して、所望の粒径全有する水酸化
ニッケルを主成分とする電池のニッケル正極用活物質粉
末を製造する方法を提供するものである。
ニッケルを主成分とする電池のニッケル正極用活物質粉
末を製造する方法を提供するものである。
実施例の説明
本発明に゛よるニッケル正極用活物質粉末、つまり水酸
化ニッケルを主成分とする粉末の製造法の具体的に以下
に述べる。
化ニッケルを主成分とする粉末の製造法の具体的に以下
に述べる。
(実施例1)
金属ニッケルのブロック金熱濃硫酸に溶解し、冷却して
硫酸ニッケル(6水塩の結晶水を含む)を得る。この硫
酸ニッケル13kgを水に溶解して全容積に401とす
る。この水浴液に硫酸コバルト約aoQを溶解する。得
られた混合溶e、を約26”Cに保ち、充分a拝しなが
らか性ソーダ粉末Bkgを加えて中和する。得た沈殿分
を吸引濾過し、ついでこれを約100゛Cで乾燥する。
硫酸ニッケル(6水塩の結晶水を含む)を得る。この硫
酸ニッケル13kgを水に溶解して全容積に401とす
る。この水浴液に硫酸コバルト約aoQを溶解する。得
られた混合溶e、を約26”Cに保ち、充分a拝しなが
らか性ソーダ粉末Bkgを加えて中和する。得た沈殿分
を吸引濾過し、ついでこれを約100゛Cで乾燥する。
乾燥後粉砕機で粉砕し、100メツシユの篩を通過させ
る。
る。
通過しないものは再度この操作を繰り返す。ついバルト
の酸化物全内部に均一に有する水酸化ニッケル粉末を得
る。この粉末の最大粒径は約160/Im Cあった。
の酸化物全内部に均一に有する水酸化ニッケル粉末を得
る。この粉末の最大粒径は約160/Im Cあった。
(実施例2)
実施例1における404の硫酸ニッケル溶液に、硫酸コ
バルト25yを溶解する。以下実施例1と同様の操作で
水酸化ニッケル粉末を得る。
バルト25yを溶解する。以下実施例1と同様の操作で
水酸化ニッケル粉末を得る。
(実施例3)
実施例1における40eの硫酸ニッケル溶液に、硫酸コ
バルト13o!i”k溶解する。以下実施例1と同様の
操作で水酸化ニッケル粉末を得る。
バルト13o!i”k溶解する。以下実施例1と同様の
操作で水酸化ニッケル粉末を得る。
第2図は本発明の製法によるフローチャートを示し、第
1図の従来法との相違は、液調整2の過程を硫酸ニッケ
ルに硫酸コバルトを加えた混合液調整2′とすることで
ある。
1図の従来法との相違は、液調整2の過程を硫酸ニッケ
ルに硫酸コバルトを加えた混合液調整2′とすることで
ある。
次に実施例1で得た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重量比で100:16:5にな
るように混合し、この混合物に水を加え、全体の重量に
占める水の重量全豹30wt%とじてペースト状にする
。このペーストラ多孔度約95係、厚さ約1.28.平
均球状空間径が約450μmの発泡メタルシートに充填
する。
末およびコバルト粉末を重量比で100:16:5にな
るように混合し、この混合物に水を加え、全体の重量に
占める水の重量全豹30wt%とじてペースト状にする
。このペーストラ多孔度約95係、厚さ約1.28.平
均球状空間径が約450μmの発泡メタルシートに充填
する。
ついで乾燥し、加圧して厚さ約0.7Mmのニッケル正
極をする。このニッケル正極全幅39 HIM 、長さ
66mmに切断して得られるニッケル正極板と、汎用の
カドミウム負極板(幅39朋、長さ75/lll3厚さ
0.611M)とを組み合わせてKR−に人望の電池を
構成した。この電池10セルの0″C,20″C145
゛Cの各雰囲気温度における活物質利用率(充電条件7
0m人X1 eH、放電条件140m人 。
極をする。このニッケル正極全幅39 HIM 、長さ
66mmに切断して得られるニッケル正極板と、汎用の
カドミウム負極板(幅39朋、長さ75/lll3厚さ
0.611M)とを組み合わせてKR−に人望の電池を
構成した。この電池10セルの0″C,20″C145
゛Cの各雰囲気温度における活物質利用率(充電条件7
0m人X1 eH、放電条件140m人 。
終止1.OV)の平均値を第3図の人で示した。比較の
ため従来製法で得られる水酸化ニッケル粉末全使用し同
条件で構成した電池における活物質利用率の平均値iB
で示した。またBの正極中に、現在高温での活物質利用
率向上に効果が太きいといわれているCdOを、N1(
OH)z に対し約6wt%添加した電極を用いた電
池の同条件の活物 (質料用率の平均値1
cで示した。
ため従来製法で得られる水酸化ニッケル粉末全使用し同
条件で構成した電池における活物質利用率の平均値iB
で示した。またBの正極中に、現在高温での活物質利用
率向上に効果が太きいといわれているCdOを、N1(
OH)z に対し約6wt%添加した電極を用いた電
池の同条件の活物 (質料用率の平均値1
cで示した。
この結果、本発明による水酸化ニッケル粉末を使用した
ニッケル正極を適用した電池は、45゛Cの高温での活
物質利用率が犬きく改善された。この1直は焼結式ニッ
ケル正極の値と妹はぼ同等であり、とくに酸化カドミウ
ム(CdO)を添加する必要もなく、製法も極めて簡単
である。
ニッケル正極を適用した電池は、45゛Cの高温での活
物質利用率が犬きく改善された。この1直は焼結式ニッ
ケル正極の値と妹はぼ同等であり、とくに酸化カドミウ
ム(CdO)を添加する必要もなく、製法も極めて簡単
である。
本発明による水酸化ニッケル粉末中へのコバルト酸化物
の添加量を、製造工程における硫酸ニッケル中への硫酸
コバルト量で表現し、その量に対する45゛Cでのニッ
ケル正極の活物質利用率を、同様にKR−AA電池で調
べた。その結果を第4図に示す。各プロットは電池数3
個の平均値を示す。この結果、硫酸コバルト/硫酸ニッ
ケル+硫酸コバルトが0,2wt%付近(実施例2に相
当)で活物質利用率の向上が顕著になることがわかる。
の添加量を、製造工程における硫酸ニッケル中への硫酸
コバルト量で表現し、その量に対する45゛Cでのニッ
ケル正極の活物質利用率を、同様にKR−AA電池で調
べた。その結果を第4図に示す。各プロットは電池数3
個の平均値を示す。この結果、硫酸コバルト/硫酸ニッ
ケル+硫酸コバルトが0,2wt%付近(実施例2に相
当)で活物質利用率の向上が顕著になることがわかる。
さらに硫酸コバルト量を増加してゆくと、0.3wt%
付近(実施例1に相当)まで活物質利用率の比例的な向
上がみられるが、それ以上加えても顕著な向上はみられ
ない。この場合硫酸コバルトの添加量の増加とともに活
物質粉末中に占めるNi(OH)2 量が減少し、利用
率は同等でも、反応に関与する活物質量が実質的に減少
する。またコバルトはニッケルの約6倍という高価格材
料であることから、工業的には活物質粉末1wt係(実
施例3に相当)の添加が限界であろうと巴われる。つま
り好ましい硫酸コバルトの添加量は0.2〜1Wt係で
ある。
付近(実施例1に相当)まで活物質利用率の比例的な向
上がみられるが、それ以上加えても顕著な向上はみられ
ない。この場合硫酸コバルトの添加量の増加とともに活
物質粉末中に占めるNi(OH)2 量が減少し、利用
率は同等でも、反応に関与する活物質量が実質的に減少
する。またコバルトはニッケルの約6倍という高価格材
料であることから、工業的には活物質粉末1wt係(実
施例3に相当)の添加が限界であろうと巴われる。つま
り好ましい硫酸コバルトの添加量は0.2〜1Wt係で
ある。
本発明の水酸化ニッケル粉末が前記した効果を有する理
由としては、一般に言われている水酸化ニッケルの反応
律速である固体内の水素原子の拡散速度(水素が減じる
と充電状態になる)全従来の粉末よりも早めるためと考
えられる。つまり活物質利用率の向上は、粉末の内部に
充電が進行する(水素を放出する)度合で決まる。この
度合は、充電中に粉末の表面から発生する02カスに充
電の電気エネルギーが消費される量と反比例する。
由としては、一般に言われている水酸化ニッケルの反応
律速である固体内の水素原子の拡散速度(水素が減じる
と充電状態になる)全従来の粉末よりも早めるためと考
えられる。つまり活物質利用率の向上は、粉末の内部に
充電が進行する(水素を放出する)度合で決まる。この
度合は、充電中に粉末の表面から発生する02カスに充
電の電気エネルギーが消費される量と反比例する。
高温雰囲気では、一般に固体内の水素原子の拡散速度は
向上し、充電受入れ注は向上するのであるが、逆に酸素
発生の過電圧が低下し酸素は発生しやすくなる。その擾
先順位は、後者が上でありその結果高温雰囲気になるほ
ど、水酸化ニッケル粉末粒子の内部が充電されにくくな
るが、本発明による水酸化ニッケル粉末は、従来粉末よ
りも前者の水素原子の拡散速度を早めるため、従来粉末
より粒子の内部まで充電されやすくなって、活物質利用
率が向上すると考えられる。
向上し、充電受入れ注は向上するのであるが、逆に酸素
発生の過電圧が低下し酸素は発生しやすくなる。その擾
先順位は、後者が上でありその結果高温雰囲気になるほ
ど、水酸化ニッケル粉末粒子の内部が充電されにくくな
るが、本発明による水酸化ニッケル粉末は、従来粉末よ
りも前者の水素原子の拡散速度を早めるため、従来粉末
より粒子の内部まで充電されやすくなって、活物質利用
率が向上すると考えられる。
発明の効果
本発明のコバルト酸化物を内部に均一に有する水酸化ニ
ッケル粉末の製法は極めて簡単であり、この\粉末を活
物質とするニッケル正極を適用した電池は、従来製法の
粉末全適用した場合の電池と比較してとくに高温での活
物質利用率が高くで、きる。
ッケル粉末の製法は極めて簡単であり、この\粉末を活
物質とするニッケル正極を適用した電池は、従来製法の
粉末全適用した場合の電池と比較してとくに高温での活
物質利用率が高くで、きる。
第1図は従来の活物質粉末の製法を示すフローチャート
、第2図は本発明の活物質粉末の製法を示すフローチャ
ート、第3図は本発明の水酸化ニッケル粉末を活物質と
するニッケル正極を用いた電池の雰囲気温度と活物質利
用率との関係を示す図、第4図は本発明の水酸化ニッケ
ル粉末の製造工程における硫酸コバルトの添加量と45
゛Cでの活物質利用率との関係を示す図である。 −囚 沫 叔第3図 a匠気シ岳1ぺE(・C) 第 4 図
、第2図は本発明の活物質粉末の製法を示すフローチャ
ート、第3図は本発明の水酸化ニッケル粉末を活物質と
するニッケル正極を用いた電池の雰囲気温度と活物質利
用率との関係を示す図、第4図は本発明の水酸化ニッケ
ル粉末の製造工程における硫酸コバルトの添加量と45
゛Cでの活物質利用率との関係を示す図である。 −囚 沫 叔第3図 a匠気シ岳1ぺE(・C) 第 4 図
Claims (1)
- 硫酸ニッケルを主成分とする水溶液にアルカリを加えて
中和し、主に水酸化ニッケルよりなる粉末を析出させ、
ついでこの析出物を取り出し、必要に応じて水洗、粉砕
、乾燥の操作を施して所望の粒径の水酸化ニッケル粉末
を得る製造法であって、前記硫酸ニッケルを主成分とす
る水溶液中に、硫酸コバルトを、硫酸コバルト/硫酸ニ
ッケル+硫酸コバルトの配合割合で0.2〜1wt%溶
解することを特徴とする電池のニッケル正極用活物質粉
末の製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59223525A JPS61101958A (ja) | 1984-10-24 | 1984-10-24 | 電池のニツケル正極用活物質粉末の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59223525A JPS61101958A (ja) | 1984-10-24 | 1984-10-24 | 電池のニツケル正極用活物質粉末の製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61101958A true JPS61101958A (ja) | 1986-05-20 |
JPH0326903B2 JPH0326903B2 (ja) | 1991-04-12 |
Family
ID=16799507
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59223525A Granted JPS61101958A (ja) | 1984-10-24 | 1984-10-24 | 電池のニツケル正極用活物質粉末の製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61101958A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6156456A (en) * | 1998-01-23 | 2000-12-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Positive electrode active material for alkaline storage battery |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1129198C (zh) | 1997-02-03 | 2003-11-26 | 松下电器产业株式会社 | 碱性蓄电池的正极活性材料的制造方法 |
Citations (2)
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JPS4919320A (ja) * | 1972-05-31 | 1974-02-20 | ||
JPS58165247A (ja) * | 1982-03-25 | 1983-09-30 | Japan Storage Battery Co Ltd | アルカリ電池用正極板の製造法 |
-
1984
- 1984-10-24 JP JP59223525A patent/JPS61101958A/ja active Granted
Patent Citations (2)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6156456A (en) * | 1998-01-23 | 2000-12-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Positive electrode active material for alkaline storage battery |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0326903B2 (ja) | 1991-04-12 |
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