JPS61124058A - ペ−スト式カドミウム負極の製造法 - Google Patents
ペ−スト式カドミウム負極の製造法Info
- Publication number
- JPS61124058A JPS61124058A JP59245066A JP24506684A JPS61124058A JP S61124058 A JPS61124058 A JP S61124058A JP 59245066 A JP59245066 A JP 59245066A JP 24506684 A JP24506684 A JP 24506684A JP S61124058 A JPS61124058 A JP S61124058A
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- powder
- metal
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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
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/624—Electric conductive fillers
- H01M4/626—Metals
-
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- 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
- H01M4/246—Cadmium electrodes
-
- 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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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- 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’ｒＬｓ アルカリ蓄電池用ペースト式カドミウ
ム負極の製造法に関する。
ム負極の製造法に関する。
従来の技術
アルカリ蓄電池用ペースト式カドミウム負極は、一般に
酸化カドミウムあるいは水酸化カドミウムを主体とし、
これにカーボニルニッケル、グーｙ−ｙアイト等の導電
性粉末、ポリビニルアルコール。
酸化カドミウムあるいは水酸化カドミウムを主体とし、
これにカーボニルニッケル、グーｙ−ｙアイト等の導電
性粉末、ポリビニルアルコール。
カルボキシメチルセルロース等の結着剤及び水やエチレ
ングリコール等の溶媒を加え、混練してペーストとし、
これをニッケルメッキした開孔鋼板等の導電性芯体に塗
着し、乾燥した後、アルカリ溶液中で化成することによ
って製造される。
ングリコール等の溶媒を加え、混練してペーストとし、
これをニッケルメッキした開孔鋼板等の導電性芯体に塗
着し、乾燥した後、アルカリ溶液中で化成することによ
って製造される。
前記の化成工程の目的は、活物質材料に用いる酸化カド
ミウム、水酸化カドミウムなどの放電状態のカドミウム
化合物の一部または全部を充電状態の金属カドミウムに
変換し、負極内に予備充電部分を付与することにある。
ミウム、水酸化カドミウムなどの放電状態のカドミウム
化合物の一部または全部を充電状態の金属カドミウムに
変換し、負極内に予備充電部分を付与することにある。
負極内に予備充電部分が存在しない場合は、負極の利用
率が正極に比べ低いため、放電が負極支配となり、電池
、の高工放電特性が悪くなり、また負極が完全放電を受
けるため電池の特性劣化が著しくなる。このような理由
で化成が行われる。
率が正極に比べ低いため、放電が負極支配となり、電池
、の高工放電特性が悪くなり、また負極が完全放電を受
けるため電池の特性劣化が著しくなる。このような理由
で化成が行われる。
発明が解決しようとする問題点
この化成工程では負極容量の２０〜１００チの充電を行
うため、要する電力は大きい。また、化成工程で、充電
状態の金属カドミウムを電極内に均一に分布させること
は容易でなく、特性のバラツキを生じやすい。この傾向
は、ペースト式電極において著しい。
うため、要する電力は大きい。また、化成工程で、充電
状態の金属カドミウムを電極内に均一に分布させること
は容易でなく、特性のバラツキを生じやすい。この傾向
は、ペースト式電極において著しい。
このような問題を解決するために、特公昭６７−３７９
８６号特公昭５８−３２７４４号にみられるように、活
性な金属カドミウム粉末を予備充電量相当として活物質
混合時に添加することにより、化成工程を不要とする方
法が提案されている。
８６号特公昭５８−３２７４４号にみられるように、活
性な金属カドミウム粉末を予備充電量相当として活物質
混合時に添加することにより、化成工程を不要とする方
法が提案されている。
しかし、特公昭５７−３７９８６号で提案されているよ
うな乾式法により製造される金属カドミウム粉末は、粒
形が球状のため、表面積が小さく、活物質利用率の低い
ものである。また、特公昭５８−３２７４４号で提案さ
れているように金属ニッケル粉末を含むカドミウム塩中
で亜鉛を化学置換させ、金属カドミウムと金属ニッケル
との混合物を使用するものは、金属ニッケル粉末の液中
での分散状態により特性のバラツキが生じるという問題
がある。
うな乾式法により製造される金属カドミウム粉末は、粒
形が球状のため、表面積が小さく、活物質利用率の低い
ものである。また、特公昭５８−３２７４４号で提案さ
れているように金属ニッケル粉末を含むカドミウム塩中
で亜鉛を化学置換させ、金属カドミウムと金属ニッケル
との混合物を使用するものは、金属ニッケル粉末の液中
での分散状態により特性のバラツキが生じるという問題
がある。
本発明は、以上のような間嘔を解決し、化成工程が不要
な高性能のペースト式カドミウム負極を提供することを
目的とする。
な高性能のペースト式カドミウム負極を提供することを
目的とする。
問題点を解決するための手段
本発明は、化成工程が不要のペースト式カドミウム負極
の製造法を提供するものであり、酸化カドミウム粉末を
生活物質とし、これに予備・充電量としての金属カドミ
ウム粉末を添加したものに結着剤とその溶媒を混練して
なるペーストを導電性芯体に塗着乾燥する方法において
、予備充電量としての金属カドミウム粉末が、亜鉛や、
アルミニウム粉末等カドミウムイオンと化学置換し得る
粉末ヲニッケルイオンとカドミウムイオンを含む溶液中
に分散させ、置換反応により得られる金属ニッケルを含
む金曜カドミウム粉末であることを特徴とするものであ
る。
の製造法を提供するものであり、酸化カドミウム粉末を
生活物質とし、これに予備・充電量としての金属カドミ
ウム粉末を添加したものに結着剤とその溶媒を混練して
なるペーストを導電性芯体に塗着乾燥する方法において
、予備充電量としての金属カドミウム粉末が、亜鉛や、
アルミニウム粉末等カドミウムイオンと化学置換し得る
粉末ヲニッケルイオンとカドミウムイオンを含む溶液中
に分散させ、置換反応により得られる金属ニッケルを含
む金曜カドミウム粉末であることを特徴とするものであ
る。
作 用
欠本発明の詳細な説明する。
本発明では、予備充電量として使用する金属カドミウム
粉末を、カドミウムイオンを含む溶液からの置換反応に
より得ようとするものである。この際、カドミウムイオ
ンを含む溶液中に、亜鉛等のカドミウムイオンと置換し
得る粉末を分散させるわけであるが、単に分散させるだ
けの方法では、置換反応で生成した金属カドミウム粉末
が凝集し、電池活物質として有効に作用するような微粉
末は得られない。ところが、カドミウムイオンの他に、
ニッケルイオンを添加しておくと、ニッケルが、カドミ
ウムよりも電気化学的に責な電位であるため、カドミウ
ムイオンよりも先に置換され、亜鉛粉等の表面に析出す
る。この反応によりニッケルイオンが消費されると、次
に、カドミウムイオンの置換反応が進行する。置換反応
により生成するカドミウム金属は、先に析出したニッケ
ル金属とからはまり合うように成長し、亜鉛粉等の被置
換物質が消費されて反応が終了する。このようにして生
成したニッケル金属を核として持つ金属カドミウム粉末
は分散性が良り、シかも凝集しにくいものであり、電池
活物質として適正な１〜１０μｍ粒径のものが得られる
。
粉末を、カドミウムイオンを含む溶液からの置換反応に
より得ようとするものである。この際、カドミウムイオ
ンを含む溶液中に、亜鉛等のカドミウムイオンと置換し
得る粉末を分散させるわけであるが、単に分散させるだ
けの方法では、置換反応で生成した金属カドミウム粉末
が凝集し、電池活物質として有効に作用するような微粉
末は得られない。ところが、カドミウムイオンの他に、
ニッケルイオンを添加しておくと、ニッケルが、カドミ
ウムよりも電気化学的に責な電位であるため、カドミウ
ムイオンよりも先に置換され、亜鉛粉等の表面に析出す
る。この反応によりニッケルイオンが消費されると、次
に、カドミウムイオンの置換反応が進行する。置換反応
により生成するカドミウム金属は、先に析出したニッケ
ル金属とからはまり合うように成長し、亜鉛粉等の被置
換物質が消費されて反応が終了する。このようにして生
成したニッケル金属を核として持つ金属カドミウム粉末
は分散性が良り、シかも凝集しにくいものであり、電池
活物質として適正な１〜１０μｍ粒径のものが得られる
。
置換反応により得られる金属カドミウム粉末は一般に海
綿状であり、活性度の高いものである。
綿状であり、活性度の高いものである。
しかし、従来のように、凝集を起こすものは後に粉砕を
必要とするため、この海綿状態が維持されず、表面積の
小さい不活性なものとなる。これに反し、本発明による
ものは、微粉末で海綿状態を維持しているため、活性度
の低下がない。従ってこれを予備充電量として生活物質
としての酸化カドミウムとともに使用すれば、化成工程
が不要の高性能のペースト式カドミウム負極の製造が可
能となる。
必要とするため、この海綿状態が維持されず、表面積の
小さい不活性なものとなる。これに反し、本発明による
ものは、微粉末で海綿状態を維持しているため、活性度
の低下がない。従ってこれを予備充電量として生活物質
としての酸化カドミウムとともに使用すれば、化成工程
が不要の高性能のペースト式カドミウム負極の製造が可
能となる。
実施例
以下、本発明の詳細な説明する。
硫酸カドミウム１モル、硫酸ニッケル０．１ モルの
混合水溶液中に、カドミウムイオン１当量に対し、００
ｇ当脅に相当する亜鉛微埼末を分散し、常温で２ｏ分間
攪拌を行ない、置換反応を行わせた。
混合水溶液中に、カドミウムイオン１当量に対し、００
ｇ当脅に相当する亜鉛微埼末を分散し、常温で２ｏ分間
攪拌を行ない、置換反応を行わせた。
このようにして作製した金属ニッケルを含む金属カドミ
ウムを水洗、乾燥し、予備充電量としての金属カドミウ
ム粉末を得た。
ウムを水洗、乾燥し、予備充電量としての金属カドミウ
ム粉末を得た。
これとは別に主活物質としての酸化カドミウム粉末１０
０重量部を用意し、これに前記の予備充電量としての金
属カドミウム粉末２０重量部を加えて混合し、これにポ
リビニルアルコールのエチレングリコール溶液を加え、
混練してペースト状にする。このペーストを厚さ０．１
簡のニッケルメッキした開孔鉄板に塗着、乾燥し、厚さ
約０．５■の極板を得た。上記カドミウム負極、及びニ
ッケル塩を含まないカドミウム塩溶液で処理した金属カ
ドミウム粉末を使用したカドミウム負極を、焼結式ニッ
ケル正極と組み合わせて密閉形蓄電池を試作し、放電率
特性と、過充電時の電池内圧試験とを行った。放電率特
性は電池を２０″Ｃで０．１０相当の電流により１５時
間充電し、１〜３Ｃ相当の電流で放電したときの放電容
量と、０．２０相当の電流で放電したときの放電容量と
の比率で評価した。また過充電時の内圧特性は、２０°
ＣでＺ〜３Ｃ相当の電流で過充電したときの電池内圧の
ピーク値で評価した。
０重量部を用意し、これに前記の予備充電量としての金
属カドミウム粉末２０重量部を加えて混合し、これにポ
リビニルアルコールのエチレングリコール溶液を加え、
混練してペースト状にする。このペーストを厚さ０．１
簡のニッケルメッキした開孔鉄板に塗着、乾燥し、厚さ
約０．５■の極板を得た。上記カドミウム負極、及びニ
ッケル塩を含まないカドミウム塩溶液で処理した金属カ
ドミウム粉末を使用したカドミウム負極を、焼結式ニッ
ケル正極と組み合わせて密閉形蓄電池を試作し、放電率
特性と、過充電時の電池内圧試験とを行った。放電率特
性は電池を２０″Ｃで０．１０相当の電流により１５時
間充電し、１〜３Ｃ相当の電流で放電したときの放電容
量と、０．２０相当の電流で放電したときの放電容量と
の比率で評価した。また過充電時の内圧特性は、２０°
ＣでＺ〜３Ｃ相当の電流で過充電したときの電池内圧の
ピーク値で評価した。
第１図は放電レートと放電容量比率との関係を示す。図
中ａは本発明による負極を用いた電池、ｂは比較例の負
極を用いた電池を示す。一般に放電率特性は、予備充電
量としての金属カドミウム量の増加とともに向上するが
、金属カドミウム量を同一とした上記の負極を用いた場
合の特性の差は、充放電時の電気化学反応に寄与する金
属カドミウムの割合、すなわち、利用率の差によるもの
と考えられる。本発明による負極では、金属カドミウム
の活性度が高いために利用率が向上し、放電率特性が向
上したものと考えられる。第２図は充電レートと電池内
圧との関係を示す。電池内圧においても本発明の効果が
表われている。
中ａは本発明による負極を用いた電池、ｂは比較例の負
極を用いた電池を示す。一般に放電率特性は、予備充電
量としての金属カドミウム量の増加とともに向上するが
、金属カドミウム量を同一とした上記の負極を用いた場
合の特性の差は、充放電時の電気化学反応に寄与する金
属カドミウムの割合、すなわち、利用率の差によるもの
と考えられる。本発明による負極では、金属カドミウム
の活性度が高いために利用率が向上し、放電率特性が向
上したものと考えられる。第２図は充電レートと電池内
圧との関係を示す。電池内圧においても本発明の効果が
表われている。
電池過充電時には、正極から酸素が発生するが、この酸
素は負極の金属カドミウムで吸収される。
素は負極の金属カドミウムで吸収される。
この場合、負極の金属カドミウムが活性であれば、酸素
ガスの吸収能力が高くなり、電池の内圧は低くなる。密
閉形蓄電池では、この酸素ガスの吸収能力が重要となる
。通常、酸素ガス吸収能力を向上させるためには、金属
カドミウム量を多くするような方法が用いられるが、同
一金属カドミウム量で、その活性度を上げることにより
酸素ガス吸収能力を向上させるほうが利点が多い。本発
明による負極は、予備充電量として添加した金属カドミ
ウムの活性度が高く、また、その内部に存在する金属ニ
ッケルが、酸素ガス吸収の触媒として作用するので、酸
素ガス吸収能力が高く、電池の内圧が低いと考えられる
。
ガスの吸収能力が高くなり、電池の内圧は低くなる。密
閉形蓄電池では、この酸素ガスの吸収能力が重要となる
。通常、酸素ガス吸収能力を向上させるためには、金属
カドミウム量を多くするような方法が用いられるが、同
一金属カドミウム量で、その活性度を上げることにより
酸素ガス吸収能力を向上させるほうが利点が多い。本発
明による負極は、予備充電量として添加した金属カドミ
ウムの活性度が高く、また、その内部に存在する金属ニ
ッケルが、酸素ガス吸収の触媒として作用するので、酸
素ガス吸収能力が高く、電池の内圧が低いと考えられる
。
発明の効果
以上のように本発明によれば、活性度の高い予備充電量
としての金属カドミウムが得られ、優れた特性をもち、
化成不要なペースト式カドミウム負極が得られる。
としての金属カドミウムが得られ、優れた特性をもち、
化成不要なペースト式カドミウム負極が得られる。
第１図は密閉形ニッケルカドミウム蓄電池の放電レート
と放電容量比率との関係を示す図、第２図は充電レート
と電池内圧のピーク直との関係を示す図である。
と放電容量比率との関係を示す図、第２図は充電レート
と電池内圧のピーク直との関係を示す図である。
Claims (2)
- （１）酸化カドミウム粉末と予備充電量としての金属カ
ドミウム粉末を主体とする活物質と、結着剤と、その溶
媒とを混練してなるペーストを、集電性芯体に塗着、乾
燥するカドミウム負極の製造法であって、前記予備充電
量としての金属カドミウム粉末が、カドミウムイオンを
含む溶液と置換し得る金属粉末を、ニッケルイオンとカ
ドミウムイオンを含む溶液中に分散させ置換反応により
得られる金属ニッケルを含む金属カドミウム粉末である
ペースト式カドミウム負極の製造法。 - （２）カドミウムイオンを含む溶液と置換しうる金属粉
末が、亜鉛またはアルミニウムである特許請求の範囲第
１項記載のペースト式カドミウム負極の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59245066A JPS61124058A (ja) | 1984-11-20 | 1984-11-20 | ペ−スト式カドミウム負極の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59245066A JPS61124058A (ja) | 1984-11-20 | 1984-11-20 | ペ−スト式カドミウム負極の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61124058A true JPS61124058A (ja) | 1986-06-11 |
Family
ID=17128082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59245066A Pending JPS61124058A (ja) | 1984-11-20 | 1984-11-20 | ペ−スト式カドミウム負極の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61124058A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4964832A (ja) * | 1972-10-27 | 1974-06-24 | ||
| JPS5832744A (ja) * | 1981-05-05 | 1983-02-25 | ザ ボ−ド オブ トラステイ−ズ オブ ザ リ−ランド スタンフオ−ド ジユニア ユニバ−シテイ | 多重エネルギｘ線減算撮像システム |
-
1984
- 1984-11-20 JP JP59245066A patent/JPS61124058A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4964832A (ja) * | 1972-10-27 | 1974-06-24 | ||
| JPS5832744A (ja) * | 1981-05-05 | 1983-02-25 | ザ ボ−ド オブ トラステイ−ズ オブ ザ リ−ランド スタンフオ−ド ジユニア ユニバ−シテイ | 多重エネルギｘ線減算撮像システム |
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