JPS61237371A - アルカリ蓄電池の製造方法 - Google Patents
アルカリ蓄電池の製造方法Info
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- JPS61237371A JPS61237371A JP60076973A JP7697385A JPS61237371A JP S61237371 A JPS61237371 A JP S61237371A JP 60076973 A JP60076973 A JP 60076973A JP 7697385 A JP7697385 A JP 7697385A JP S61237371 A JPS61237371 A JP S61237371A
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- Japan
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- cathode
- anode
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- sintered
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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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】
Ｈ） 産業上の利用分野
本発明はアルカリ蓄電池の製造方法にかかり、特に陽陰
極の充電容量差を任意に且つ大きく設定可能であり、サ
イクル特性が向上するアルカリ蓄電池の製造方法に関す
る。
極の充電容量差を任意に且つ大きく設定可能であり、サ
イクル特性が向上するアルカリ蓄電池の製造方法に関す
る。
（ロ）従来の技術
一般にアルカリ蓄電池では、過充電時に陽極から発生す
る酸素ガスは陰極で消費できるものの、陰極から発生す
る水素ガスは電池内で消費することができないなめ、充
電の際陰極が満充電とならないように陰極を陽極よね容
量を大として電池に組込み、ｔ７’ｔ、陰極は完全放電
あるいは過放電されると性能低下が顕著となる九め、予
備充電量が予め付与される。そして、上記構成の電池を
組み立て九後に完成電池を一度充放電し、次いで一般に
２０℃程度の恒温室や単なる常温の貯蔵庫に収容して熟
成が行なわれる。
る酸素ガスは陰極で消費できるものの、陰極から発生す
る水素ガスは電池内で消費することができないなめ、充
電の際陰極が満充電とならないように陰極を陽極よね容
量を大として電池に組込み、ｔ７’ｔ、陰極は完全放電
あるいは過放電されると性能低下が顕著となる九め、予
備充電量が予め付与される。そして、上記構成の電池を
組み立て九後に完成電池を一度充放電し、次いで一般に
２０℃程度の恒温室や単なる常温の貯蔵庫に収容して熟
成が行なわれる。
ここに於いてアルカリ蓄電池、例えばニッケルーカドミ
ウム蓄電池に使用される電極は、大別して焼結式電極と
非焼結式電極とに分かれる。焼結式電極は多孔性金属基
板の細孔に塩溶液を含浸し、次いで塩溶液から活物質を
析出させ、その後水洗及び乾燥する一連の工程を複数回
繰り返し行なうことにより作製されるものであり、活物
質含浸時に上記予備充電量を確保することは難しく、陰
極に用いる場合には活物質含浸後にアルカリ溶液中で完
全充放電を行なった後、予備充電量確保のための充電を
行なうなどの化成処理を行々う必要がある。非焼結式電
極は粉末状の活物質を結合剤などと混合しペースト状と
なし、該ペーストをパンチングメタルなどに塗着したり
、発泡ニッケルなどに充填するなどして、活物質を固体
状態のまま直接活物質保持体に保持せしめて作製される
ものであり、焼結式電極に比べて製造工程が簡単である
。また、ペースト作製時に充電状態の活物質を混入する
ことができる。しかしながら、こうして作製した電極に
於いても予備充電量を充分に確保することができず、陽
陰極の充電容量差を充分に確保することができないため
、非焼結式陰極を用いたアルカリ蓄電池では初期の数サ
イクルで陽陰極の充電容量のバランスが崩れ陰極支配と
なりサイクル劣化を引き起こす。このため、非焼結式陰
極を用いる場合にも予備充電量を充分て確保するために
は焼結式陰極同様化成処理を行なう必要があり、この化
成処理により製造工程が複雑になりコスト高になるとい
う問題点があった。
ウム蓄電池に使用される電極は、大別して焼結式電極と
非焼結式電極とに分かれる。焼結式電極は多孔性金属基
板の細孔に塩溶液を含浸し、次いで塩溶液から活物質を
析出させ、その後水洗及び乾燥する一連の工程を複数回
繰り返し行なうことにより作製されるものであり、活物
質含浸時に上記予備充電量を確保することは難しく、陰
極に用いる場合には活物質含浸後にアルカリ溶液中で完
全充放電を行なった後、予備充電量確保のための充電を
行なうなどの化成処理を行々う必要がある。非焼結式電
極は粉末状の活物質を結合剤などと混合しペースト状と
なし、該ペーストをパンチングメタルなどに塗着したり
、発泡ニッケルなどに充填するなどして、活物質を固体
状態のまま直接活物質保持体に保持せしめて作製される
ものであり、焼結式電極に比べて製造工程が簡単である
。また、ペースト作製時に充電状態の活物質を混入する
ことができる。しかしながら、こうして作製した電極に
於いても予備充電量を充分に確保することができず、陽
陰極の充電容量差を充分に確保することができないため
、非焼結式陰極を用いたアルカリ蓄電池では初期の数サ
イクルで陽陰極の充電容量のバランスが崩れ陰極支配と
なりサイクル劣化を引き起こす。このため、非焼結式陰
極を用いる場合にも予備充電量を充分て確保するために
は焼結式陰極同様化成処理を行なう必要があり、この化
成処理により製造工程が複雑になりコスト高になるとい
う問題点があった。
また、特公昭５４−９６９５号公報では、化成処理の際
に陰極の放電時の化成電流を大きくすることで充分な量
の予備充電量を確保することが提案され、特公昭５４−
１７４２２号公報では陽極の充電効率を低下させること
が提案されている。
に陰極の放電時の化成電流を大きくすることで充分な量
の予備充電量を確保することが提案され、特公昭５４−
１７４２２号公報では陽極の充電効率を低下させること
が提案されている。
これらの方法によって陽陰極の充電容量のバランスが崩
れることによるサイクル劣化を抑制することができる。
れることによるサイクル劣化を抑制することができる。
しかしながら、これらの公報で示される方法に於いても
、電池に組み込む以前に行なう電極の化成処理を取り除
くことはできず、製造工程が複雑となり、それに伴う設
備及び操作が必要となるためコスト高となるという問題
点が依然として残っていた。
、電池に組み込む以前に行なう電極の化成処理を取り除
くことはできず、製造工程が複雑となり、それに伴う設
備及び操作が必要となるためコスト高となるという問題
点が依然として残っていた。
（ハ）発明が解決しようとする開明点
本発明は製造が容易で且つサイクル性能が改善されるア
ルカリ蓄電池の製造方法を提供しよ２うとするものであ
る。
ルカリ蓄電池の製造方法を提供しよ２うとするものであ
る。
に）問題点を解決するための手段
本発明のアルカリ蓄電池の製造方法は、未化成の非焼結
式陰極と、陰極より小なる容量を有する陽極と、アルカ
リ電解液を電池ケースに収容して電池を組立て、該電池
を充放電した後加熱雰囲気中で一定期間熟成を行ない、
次いで充電を行なうものである。
式陰極と、陰極より小なる容量を有する陽極と、アルカ
リ電解液を電池ケースに収容して電池を組立て、該電池
を充放電した後加熱雰囲気中で一定期間熟成を行ない、
次いで充電を行なうものである。
（ホ）作 用
未化成の非焼結式陰極と、陰極より小なる容量を有する
陽極、例えば未化成の焼結式陽極とを電池ケースに収容
して電池を組み立て、該完成電池を一度充放電すると、
電池内の陽陰極共充電受は入れ性、即ち充電効率が向上
する。その後高温で熟成すると陽極のみ不活性化され充
電効率が低下して未化性陽極と同様になり、陰極の充電
効率はほとんど変化しない。したがって上記熟成の後電
池を充電すると、陰極は陽極より充電が進み陽陰極の充
電容量差を充分に確保することができると共に陽陰極の
充電容量のバランスが崩れることを抑えることができる
。
陽極、例えば未化成の焼結式陽極とを電池ケースに収容
して電池を組み立て、該完成電池を一度充放電すると、
電池内の陽陰極共充電受は入れ性、即ち充電効率が向上
する。その後高温で熟成すると陽極のみ不活性化され充
電効率が低下して未化性陽極と同様になり、陰極の充電
効率はほとんど変化しない。したがって上記熟成の後電
池を充電すると、陰極は陽極より充電が進み陽陰極の充
電容量差を充分に確保することができると共に陽陰極の
充電容量のバランスが崩れることを抑えることができる
。
尚、熟成条件は７０℃で１４日、８０℃で７日、９０℃
で４日、１００℃で２日が最適であり、熟成時間がこれ
より長くなると陽極の充電効率が低下し過ぎて熟成後の
１サイクル目で容量が出にくくなる傾向がある。また、
７０℃より低い温度で熟成する場合でも同様の効果は得
られるが、長時間を要するためあまり実用的ではないＱ
更に熟成温度が７０℃〜１００℃という高温のため、電
池のバッキング、セパレータ等の有機部品はポリスルフ
ォンバッキングやポリプロピレンセパレータ等耐熱性の
強いものを用いることが望ましい。ナイロン等の有機部
品は高温で分解し電池性能に悪影響を与える恐れがある
のであまり好ましくない。
で４日、１００℃で２日が最適であり、熟成時間がこれ
より長くなると陽極の充電効率が低下し過ぎて熟成後の
１サイクル目で容量が出にくくなる傾向がある。また、
７０℃より低い温度で熟成する場合でも同様の効果は得
られるが、長時間を要するためあまり実用的ではないＱ
更に熟成温度が７０℃〜１００℃という高温のため、電
池のバッキング、セパレータ等の有機部品はポリスルフ
ォンバッキングやポリプロピレンセパレータ等耐熱性の
強いものを用いることが望ましい。ナイロン等の有機部
品は高温で分解し電池性能に悪影響を与える恐れがある
のであまり好ましくない。
（へ）実施例
酸化カドミウム粉末を主体とし金属カドミウム粉末が混
合された活物質粉末を補強材としてのポリエチレン繊維
及び結合剤としてのメチルセルロ−スによりパンチング
メタルに塗着保持せしめた未化成の非焼結式カドミウム
陰極と、完全放電状態である未化成の焼結式ニッケル陽
極とを用い、陰極容量を陽極容量より犬として電池に組
み込み公称容量１．３ Ａ Ｈのニッケルーカドミウム
蓄電池を作製した。該電池を０．ＩＣ（１３０ｍＡ）で
１６時間充電した後Ｉ Ｃ（１３００％Ａ）で放電し電
池電圧が０．８７に到達した時点で放電停止し、次いで
２０℃、７０℃及び１００℃の温度で熟成した。
合された活物質粉末を補強材としてのポリエチレン繊維
及び結合剤としてのメチルセルロ−スによりパンチング
メタルに塗着保持せしめた未化成の非焼結式カドミウム
陰極と、完全放電状態である未化成の焼結式ニッケル陽
極とを用い、陰極容量を陽極容量より犬として電池に組
み込み公称容量１．３ Ａ Ｈのニッケルーカドミウム
蓄電池を作製した。該電池を０．ＩＣ（１３０ｍＡ）で
１６時間充電した後Ｉ Ｃ（１３００％Ａ）で放電し電
池電圧が０．８７に到達した時点で放電停止し、次いで
２０℃、７０℃及び１００℃の温度で熟成した。
下表は熟成後０． Ｉ Ｃ（１３０惧Ａ）で１６時間充
電した後の陽陰極の充電容量差（陰極充電容１−陽極充
電容ｔ）である。
電した後の陽陰極の充電容量差（陰極充電容１−陽極充
電容ｔ）である。
表
２０℃で熟成した電池として表では熟成時間１４日のも
のを示したが、熟成時間を０〜３５日の間で変化させて
測定した場合も同様の結果が得られ、２０℃程度の常温
であれば熟成時間による充電容量差はほとんどない。こ
れに対して熟成温度が７０℃であれば熟成時間が長くな
る程充電容量差は大きくなる。また高温になる程短時間
で同様の効果が得られる。これは熟成の前に一度充放電
して活性化された陽極が高温で熟成することにより再び
不活性化されて充電効率が低下し、陰極はこの熟成によ
っても充電効率があまり変化しないためである。このと
き陰極はむしろ電解液がなじむことなどにより充電効率
が向上する方に変化し得る。尚、上表で充電容量差とほ
とんど関係し危い２０℃で熟成した電池に於ける充電容
量差は陰極作製時に混入する金属カドミウムの影響が大
きいＯ 第１図に２０℃で１４日及び７０℃で１４日熟成後の電
池の陽極（放電状態）表面のＸ線回折測定結果を示した
。２０℃に比ベア０℃で熟成した陽極表面のＮｉ（ＯＨ
）２ はピークが鋭く高くなっていることから、活物質の結晶
質が良くなっているものと推定される。即ち、電解液と
接した極板表面から何れかの反応で結晶質の良い安定な
Ｎ１（ＯＨ）ｚに変化したものと考えられる。
のを示したが、熟成時間を０〜３５日の間で変化させて
測定した場合も同様の結果が得られ、２０℃程度の常温
であれば熟成時間による充電容量差はほとんどない。こ
れに対して熟成温度が７０℃であれば熟成時間が長くな
る程充電容量差は大きくなる。また高温になる程短時間
で同様の効果が得られる。これは熟成の前に一度充放電
して活性化された陽極が高温で熟成することにより再び
不活性化されて充電効率が低下し、陰極はこの熟成によ
っても充電効率があまり変化しないためである。このと
き陰極はむしろ電解液がなじむことなどにより充電効率
が向上する方に変化し得る。尚、上表で充電容量差とほ
とんど関係し危い２０℃で熟成した電池に於ける充電容
量差は陰極作製時に混入する金属カドミウムの影響が大
きいＯ 第１図に２０℃で１４日及び７０℃で１４日熟成後の電
池の陽極（放電状態）表面のＸ線回折測定結果を示した
。２０℃に比ベア０℃で熟成した陽極表面のＮｉ（ＯＨ
）２ はピークが鋭く高くなっていることから、活物質の結晶
質が良くなっているものと推定される。即ち、電解液と
接した極板表面から何れかの反応で結晶質の良い安定な
Ｎ１（ＯＨ）ｚに変化したものと考えられる。
また、第２図（ａ）乃至（Ｃ）に未化成陽極（放電状態
）および一度光放電した後２０℃で１４日及び７０℃で
１４日熟成した電池の陽極（放電状態）の赤外吸光分析
結果を夫々示した。（−）の未化成陽極で約５３０ｃ！
１Ｍ にといてみられるピークは一度充放電されると活
性化するために、２０℃で熟成した（ｂ）の様に短波長
側の約５５０ｙ＋＋’ にシフトするが、７０℃で熟成
したものは（Ｃ）の様に再び長波長側にシフトしている
。即ち電池で一度光放電されて活性化した陽極は高温で
熟成することにより再び未化成の様な不活性な状態に戻
っているものと考えられる。
）および一度光放電した後２０℃で１４日及び７０℃で
１４日熟成した電池の陽極（放電状態）の赤外吸光分析
結果を夫々示した。（−）の未化成陽極で約５３０ｃ！
１Ｍ にといてみられるピークは一度充放電されると活
性化するために、２０℃で熟成した（ｂ）の様に短波長
側の約５５０ｙ＋＋’ にシフトするが、７０℃で熟成
したものは（Ｃ）の様に再び長波長側にシフトしている
。即ち電池で一度光放電されて活性化した陽極は高温で
熟成することにより再び未化成の様な不活性な状態に戻
っているものと考えられる。
第６図には表に示した各条件にて熟成した後の３０ｍＡ
）で１６時間等電した後ＩＣ（１３００ｍＡ）で放電
るものである。２０℃の熟成に比ベア０℃及び１００℃
で熟成するとサイ・クルの経過に伴う劣化率が小さくな
る。これは前述した様に陽陰極の充電容量差が増加した
ため電池が陰極支配になシ難くなったためであり、しか
も陽陰極の充電効率のバランスが改良されてサイクルの
経過に伴う充電容量差の減少度合が小さくなったためで
ある。
）で１６時間等電した後ＩＣ（１３００ｍＡ）で放電
るものである。２０℃の熟成に比ベア０℃及び１００℃
で熟成するとサイ・クルの経過に伴う劣化率が小さくな
る。これは前述した様に陽陰極の充電容量差が増加した
ため電池が陰極支配になシ難くなったためであり、しか
も陽陰極の充電効率のバランスが改良されてサイクルの
経過に伴う充電容量差の減少度合が小さくなったためで
ある。
次いで前述の操作で７０℃で１４日熟成した本発明によ
る電池Ｃと２０℃で１０日熟成した比較電池Ｇを夫々作
製した（公称容ｔは何れも１８００ｍＡＨ）。第４図に
これら電池を、４５℃に云いてＣ／３０（６０ｍＡ ）
で４８時間充電した後１Ｃ（１８００ｍＡ ）で放電す
るサイタル条件で充放電を繰り返し行なったときの高温
トリクル充電サイクル特性を示した。本発明による電池
Ｃは比較電池Ｇに比べ容量が犬さくサイタル劣化も小さ
い。
る電池Ｃと２０℃で１０日熟成した比較電池Ｇを夫々作
製した（公称容ｔは何れも１８００ｍＡＨ）。第４図に
これら電池を、４５℃に云いてＣ／３０（６０ｍＡ ）
で４８時間充電した後１Ｃ（１８００ｍＡ ）で放電す
るサイタル条件で充放電を繰り返し行なったときの高温
トリクル充電サイクル特性を示した。本発明による電池
Ｃは比較電池Ｇに比べ容量が犬さくサイタル劣化も小さ
い。
高温トリクル充電用電池に辰いては、一般用電池に比較
して更に大きな予備充電量を必要とするため、本発明法
による充放電−加熱雰囲気中での熟成をＡ曇り返して必
要な予備充電麓を確保するとよシ有効である。
して更に大きな予備充電量を必要とするため、本発明法
による充放電−加熱雰囲気中での熟成をＡ曇り返して必
要な予備充電麓を確保するとよシ有効である。
尚、前述した様に本発明に辰ける熟成条件は７０℃で１
４日、８０℃で７日、９（ｌで４日、１００℃で２日程
度が一役的には最適であシ、温度が１０℃上昇すると反
応速度がほぼ２倍となっている。
４日、８０℃で７日、９（ｌで４日、１００℃で２日程
度が一役的には最適であシ、温度が１０℃上昇すると反
応速度がほぼ２倍となっている。
（ト） 発明の効果
本発明のアルカリ蓄電池の製造方決は、未化成の非焼結
式陰極と、陰極よシ小なる容置を有する陽極とを収容し
て電池を組立て、該電池を充放電した後加熱雰曲気中で
一定期間熟成を行ない、次いで充電を行なうものである
ため、製造が容易であシ、従来のものに比べ陽陰極の充
電容量差を任意に且つ大きく設定可能で、サイクル特性
、特に初期サイクル特性が大幅に向上するものでめる。
式陰極と、陰極よシ小なる容置を有する陽極とを収容し
て電池を組立て、該電池を充放電した後加熱雰曲気中で
一定期間熟成を行ない、次いで充電を行なうものである
ため、製造が容易であシ、従来のものに比べ陽陰極の充
電容量差を任意に且つ大きく設定可能で、サイクル特性
、特に初期サイクル特性が大幅に向上するものでめる。
第１図は２０℃で１４日及び７０℃で１４日熟成後の電
池の陽極表面のＸ線回折結果を示す図面、第２図は未化
成陽極板及び２０℃で１４日、７゜℃で１４日大々熟成
後の電池の陽極の赤外吸光分析結果を示した図面、第６
図は初期１ｏサイクルの特性図、第４図は高温トリクル
充電サイクル特性図である。
池の陽極表面のＸ線回折結果を示す図面、第２図は未化
成陽極板及び２０℃で１４日、７゜℃で１４日大々熟成
後の電池の陽極の赤外吸光分析結果を示した図面、第６
図は初期１ｏサイクルの特性図、第４図は高温トリクル
充電サイクル特性図である。
Claims (4)
- （１）活物質保持体に固体状の活物質を直接保持せしめ
てなる未化成の陰極と、陰極より小なる容量を有する陽
極を収容して電池を組立て、該電池を充放電した後加熱
雰囲気中で一定期間熟成を行ない、次いで充電を行なう
ことを特徴とするアルカリ蓄電池の製造方法。 - （２）前記陰極がカドミウム陰極であり、且つ前記陽極
がニッケル陽極であることを特徴とする特許請求の範囲
第（１）項記載のアルカリ蓄電池の製造方法。 - （３）前記充放電及び加熱雰囲気中での熟成の工程を複
数回繰り返すことを特徴とする特許請求の範囲第（１）
項記載のアルカリ蓄電池の製造方法。 - （４）前記加熱雰囲気が７０℃〜１００℃であることを
特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のアルカリ蓄
電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60076973A JPS61237371A (ja) | 1985-04-11 | 1985-04-11 | アルカリ蓄電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60076973A JPS61237371A (ja) | 1985-04-11 | 1985-04-11 | アルカリ蓄電池の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61237371A true JPS61237371A (ja) | 1986-10-22 |
| JPH046073B2 JPH046073B2 (ja) | 1992-02-04 |
Family
ID=13620725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60076973A Granted JPS61237371A (ja) | 1985-04-11 | 1985-04-11 | アルカリ蓄電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61237371A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05303981A (ja) * | 1991-02-19 | 1993-11-16 | Furukawa Battery Co Ltd:The | 密閉型ニッケル水素電池の製造法 |
-
1985
- 1985-04-11 JP JP60076973A patent/JPS61237371A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05303981A (ja) * | 1991-02-19 | 1993-11-16 | Furukawa Battery Co Ltd:The | 密閉型ニッケル水素電池の製造法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH046073B2 (ja) | 1992-02-04 |
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