JPS6124148A - アルカリ蓄電池用陰極 - Google Patents
アルカリ蓄電池用陰極Info
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- JPS6124148A JPS6124148A JP59145003A JP14500384A JPS6124148A JP S6124148 A JPS6124148 A JP S6124148A JP 59145003 A JP59145003 A JP 59145003A JP 14500384 A JP14500384 A JP 14500384A JP S6124148 A JPS6124148 A JP S6124148A
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- Japan
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- cadmium
- powder
- negative electrode
- storage battery
- alkaline storage
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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
- H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
- H01M4/26—Processes of manufacture
-
- 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
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
-
- 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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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】
（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。
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。
、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。
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。
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。
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。
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。
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
。
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。
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。
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）。
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。
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。
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。
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。
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。
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）。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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)
- 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
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59145003A JPH0619984B2 (ja) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | アルカリ蓄電池用陰極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59145003A JPH0619984B2 (ja) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | アルカリ蓄電池用陰極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6124148A true JPS6124148A (ja) | 1986-02-01 |
| JPH0619984B2 JPH0619984B2 (ja) | 1994-03-16 |
Family
ID=15375200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59145003A Expired - Lifetime JPH0619984B2 (ja) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | アルカリ蓄電池用陰極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0619984B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01264181A (ja) * | 1988-04-12 | 1989-10-20 | Japan Storage Battery Co Ltd | カドミウム負極板とその負極板を用いたアルカリ二次電池 |
-
1984
- 1984-07-11 JP JP59145003A patent/JPH0619984B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01264181A (ja) * | 1988-04-12 | 1989-10-20 | Japan Storage Battery Co Ltd | カドミウム負極板とその負極板を用いたアルカリ二次電池 |
| JP2952272B2 (ja) * | 1988-04-12 | 1999-09-20 | 日本電池株式会社 | カドミウム負極板とその負極板を用いたアルカリ二次電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0619984B2 (ja) | 1994-03-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |