JPS6124148A - アルカリ蓄電池用陰極 - 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】 （イ）産業上の利用分野 この発明は１μカリ蓄電用陰極に関し、特に主活物質と
しての酸化カドミウム（Ｏｄｄ）もしく拡水酸化カドミ
ウム（Ｃｄ（ＯＨ）１　）粉末と予備充電生成物として
の金属カドミウム粉末とを含有する、ニッケルーカドミ
ウム（Ｎｉ−Ｃ（１）蓄電池用Ｃｄ陰極に関する。

（ロ）従来技術 従来Ｎｉ　−Ｃ（１−蓄電池用カドミウム陰極としては
、製造工程が簡単で低コストであるということから非焼
結式のものが広く採用されている。このカドミウム陰極
は、充放電を繰返した際の電池容量の低下を防止するた
めに、主活物質としてのＣ（１０もしくはＣ（１（ＯＨ
）２と予備充電生成物としての金属カドミウム粉末との
混合物を用いて製造される。このカドミウム粉末として
は特公昭５Ｂ　−３２１４４号公報に開示されているも
のが知られている。すなわちカドミウム塩溶液中に亜鉛
粉末とニッケル粉末′との混合物を分散し、カドミウム
と亜鉛とのイオン化傾向の差を利用して両者の置換反応
によシ生成したニッケ〃含有の海綿状金属カドミウム（
２次凝縮粒子）を粉砕して得た金属カドミウム粉末であ
る。しかしこのカドミウム粉末は亜鉛の除去に手数がか
＼〕不純物として残留しやすいので内部短絡を起こしや
すく、また得られるカドミウム粉末の一次粒子径が大き
いので（平均−次粒子径が約２．５μｍ）比表面積が小
さくカドミウム利用率が低いという問題がある。

（ハ）発明の目的 この発明の目的鉱、上記問題点を解消し、陽イオン不純
物の少ないカドミウム利用率の高−一次粒子径の小さい
カドミウム粉末で作製し九アμカリ蓄電池用陰ｔＭを得
、この陰極を用いて充放電特性に優れたアルカリ蓄電池
を得るにある。

（ニ）発明の構成 この発明は、主活物質としての酸化カドミウムもしくは
水酸化カドミウム粉末と、予備充電生成物としての金属
カドミウム粉末を含有するアルカリ蓄電池用陰極におい
て、金属カドミウム粉末として、２０〜１２ｏｆ／４の
硫酸カドミウム含有水溶液に、この水溶液ＩＪ当カ０．
２〜５．０ｇの水酸化ニッケル粉末を分散させた電解液
をｐＨ４〜６の範囲で電気分解して析出させえた金属カ
ドミウム粉末を含有することを特徴とするアルカリ蓄電
池川陰極を提供するものでおる。

この発明のカドミウム陰極は次のよりにして作製される
。

電解液としては硫酸カドミウム（ｃａｓｏ４）の水溶液
に水酸化ニッケ！（Ｎｊ−（ＯＨ）ｚ　）粉末を分散さ
せたものが用いられる。ｃａｓｏ、は２ｏ〜１ｚｏ　ｆ
／−１３の範囲で用いられ、この濃度範囲をはずれると
得られるカドミウム粉末の一次粒子径が大きくなる傾向
があシ、そのため表面積が小さくなるのでカドミウム利
用率が低下するので不利である。またＮ１（ＯＨ）、を
添加すると電解液のｐＨを後記のような高水準に保持し
やすいだけでなく得られるカドミウム粒子の粗大化が防
止される。Ｎ１（ＯＨ）、は０．２９７４３未満の添加
量ではその効果がなくなシ余り多量に添加すると電池の
サイク／ｌ／特性に悪影響があるので５　ｆ／Ｊ３以下
で用いられ、適切なのは０．３〜３　ｔ／４３の範囲で
ある。また電解液のｐＨは硫酸や塩酸によって４〜６に
保持され、この範囲をはずれると得られる力ドミクム粉
末の一次粒子径が大きくなシカドミウム利用率が低下す
る。

また上記電気分解には陽極として金属カドミウム、陰極
として金属ニッケルが用いられ、電流は特に限定はない
が３０〜５０　Ａ／　ｃｌｍ”程度で行われる。

このようにして陰極に析出させたカドミウムは、陰極か
らはずして採取され水洗乾燥され得られた２次凝縮して
いる海綿状のカドミウム粉末を（−゛次粒子径平均１μ
ｍ）例えばミキサーなどで粉砕して用いられる。前記従
来技術のＺｎとａＣｔの置換反応によるものに比べて一
次粒子径が小さい。

上記のようにして得たカドミウム粉末を用い、次のよう
な通常の方法でこの発明のカドミウム陰極が作製される
。

上記カドミウム粉末１０〜３０重量部とＣｄＯもしくは
Ｃｄ（ＯＨ）、　９０〜７０重量部を混合し、これに化
学繊維などのつなぎ材と、ポリビニＪＷ７ｆｉ／コーμ
、力μボキシメテμセ〜ロース、メチ／に−に＃ローフ
などの結着剤及び水とを混合しこれを例えばパンチング
した鉄板やニッケμ板金属発泡体など通常用いられてい
る陰極集電体に塗着し乾燥して作製される。

次にこの発明を実施例によって説明するがこの発明を限
定するものではない。

（ホ）実施例 硫酸カドミウム１００　ｆ／１３の水溶液にＮ’Ｌ（Ｏ
Ｈ）。

をｌｆＡ添加して分散させ、硫酸で％を約４−０−に保
持し、カドミウムインゴットのＭＩ極とニッケル板の陰
極を用ｉｔｓ　４０　Ａ／　ｃｉｍ”の電流を印加して
陰極に海綿状カドミウム（１次粒子径平均１μｍ）を析
出させた。これを乳鉢にて粉砕して２００メツシユのふ
るいＫか叶てカドミウム粉末を得た。

上記Ｃａ粉末２０重量部とＣｄＯ粉末８０重量部とを混
合し、アクリルニトリルの単繊維とメチｐセ／１ｚ１＝
ｔ−ヌとを加えて混合し、さらに水を添加して混練し、
パンチングし九飲板の陰極集電体に塗着し乾燥して陰極
を作製した。この陰極とニッケ！陽極とを組合わせ、ま
た電解液としてマ規定の水酸化カリウム溶液を用いて１
．ｊ！ＡＨのＮ１−Ｃα蓄電池Ａを作製した。

一方カドミウム粉末として善公昭５８−３２７４４号公
報に開示の方法で製造したもの（１次粒子の平均粒径的
２．５μｍ）を用いる以外同じＮ１’−’Ｏｄ蓄電池Ｂ
を作製した。

このＡ、　Ｂ両電池を２０℃にて４００ｍＡで５時間充
電した後１．２Ａで放電し、放電電圧が１．Ｏｖに低下
するまでの放電時間を測定し九。この測定サイクルを繰
返して各サイクル毎に上記放電時間を測゛定して第４図
に示した。第４図から明らかなようにＡ電池の方がＢ電
池と比べて充放電ティクＡ４性が優れていることが明ら
かで、ｌ、Ａの方が陰陽両極の充電容量差を大きくとる
ことができ、充放電サイクルをくりかえしても陰極が劣
化しにくく、陰極支配の電池になシにくいことを示して
いる。

なお上記ＡとＢの各電池のカドミウム陰極に用いたカド
ミウム粉末それぞれのカドミウム利用率を後記の方法で
測定したところ、Ａ電池のカドミウム粉末は８２％でＢ
電池のものは５８％であシ、Ａの方が著しく優れている
ξとが分かつた。

次にカドミウム粉末の製造を、電解液について、ＣｄＳ
Ｏ４濃度、Ｎ、１（ＯＢ）、添加量及びｐＨをそれぞれ
独立に変化させて行い、得られたカドミウム粉末のカド
ミウム利用率を測定し九結果を第１〜３図に示し九（但
し変化させた電解条件以外の条件は上記実施例の条件と
同じでらる）。

第１図から明らかなように硫酸カドミウム濃度ハ２０〜
１２０　ｔ／１３の範囲で、カドミウム利用率の高いカ
ドミウム粉末が得られ、好ましｉのは３０〜１００　ｔ
／１３の範囲であることが分かる。

４２図によれけ、硫酸カドミウム陰極に分散させる水酸
化ニッケルはＯ，ｇ　１７４３以上であればカドミウム
利用率の高いカドミウム粉末が得られることが分かる。

しかし余夛高濃度になると電池のサイク＊＊性が低下す
るのでｓ、ｏ　ｆ／−８以下が適切である。好ましいの
は０．３〜３９／Ｊｌの範囲であることを示して−る。

第３図からみてｐＨは４〜６の範囲を杜ずれると得られ
るカドミウム粉末が粗大化してカドミウム利用率が低下
する。特にｐＨがｌ〜２のように極端に低くなると粒子
の粗大化が著しい。

上記のカドミウム利用率は次のようにして測定した。す
なわち被検カドミウム粉末に結着剤と水とを加えて混練
し集電体に塗着乾燥して陰極を作製し、これに対してニ
ッケμ板の陽極を用いてアルカリ液中にて所定の充放電
を行い、次式に基いてカドミウム利用率を算出した。

（へ）効果 この発明によれば、カドミウム利用率の高いアルカリ蓄
電池用陰極が得られ、この陰極を使用することによって
充放電サイク／Ｌ’特性の優れたアルカリ蓄電池が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図はそれぞれ、電気分解条件であるＣｄ５０．
濃度、Ｎ１−（ＯＨ）、量及びｐＨとカドミウム利用率
との関係を示すグラフ、 第４図線この発明の一実施例の陰極を用いた電池Ａと比
較例の陰極を用いた電池Ｂの充放電サイクツ１フ％性を
示すグラフである。 第１１！Ｉ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、主活物質としての酸化カドミウムもしくは水酸化カ
   ドミウム粉末と、予備充電生成物としての金属カドミウ
   ム粉末を含有するアルカリ蓄電池用陰極において、金属
   カドミウム粉末として、２０〜１２０ｇ／ｌの硫酸カド
   ミウム含有水溶液に、この水溶液１ｌ当り０．２〜５．
   ０ｇの水酸化ニツケル粉末を分散させた電解液をｐＨ４
   〜６の範囲で電気分解して析出させえた金属カドミウム
   粉末を含有することを特徴とするアルカリ蓄電池用陰極
   。