JPS6137733B2 - - Google Patents
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- JPS6137733B2 JPS6137733B2 JP53087438A JP8743878A JPS6137733B2 JP S6137733 B2 JPS6137733 B2 JP S6137733B2 JP 53087438 A JP53087438 A JP 53087438A JP 8743878 A JP8743878 A JP 8743878A JP S6137733 B2 JPS6137733 B2 JP S6137733B2
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、非焼結式ニツケル電極、さらに詳し
くは、水酸化ニツケル粉末、導電性粉末および結
着剤の混合粉末溶剤と芯材とで構成されるニツケ
ル電極に関するもので、前記混合粉末合剤への添
加剤のコバルト粉末として、コバルトのカーボニ
ル化合物を熱分解して得られるコバルト微粉末を
用いることにより、少量の添加で電極特性を有効
に向上させることを目的とする。
くは、水酸化ニツケル粉末、導電性粉末および結
着剤の混合粉末溶剤と芯材とで構成されるニツケ
ル電極に関するもので、前記混合粉末合剤への添
加剤のコバルト粉末として、コバルトのカーボニ
ル化合物を熱分解して得られるコバルト微粉末を
用いることにより、少量の添加で電極特性を有効
に向上させることを目的とする。
アルカリ二次電池用正極として、代表的なニツ
ケル電極は、現在主として焼結式電極およびポケ
ツト式電極として使用されている。前者は高率放
電等の電極特性に優れているが、製法が複雑で高
価であり、製法上厚さが比較的薄い電極に適して
いる。一方後者は、逆に製造工程は簡単で、構成
上比較的厚い電極に適しているが、電極特性では
焼結式よりもかなり劣つている。
ケル電極は、現在主として焼結式電極およびポケ
ツト式電極として使用されている。前者は高率放
電等の電極特性に優れているが、製法が複雑で高
価であり、製法上厚さが比較的薄い電極に適して
いる。一方後者は、逆に製造工程は簡単で、構成
上比較的厚い電極に適しているが、電極特性では
焼結式よりもかなり劣つている。
このため最近、とくに両者の長所を生かした非
焼結式電極、つまりポケツト式と同様、活物質を
結着剤、導電材と共に直接芯材に固着させた電極
が研究されている。この電極の製造法は、焼結式
電極のようにニツケル塩の含浸、活物質への転化
の工程を繰り返したり、ニツケル塩溶液中での電
気化学反応を利用したりするのではなく、活物質
の水酸化ニツケルを直接芯材に固着させる方法で
ある。この方法は電極の低廉化を目的としている
が寿命も含めた電極特性も焼結式電極に近づける
よう努力が払われている。
焼結式電極、つまりポケツト式と同様、活物質を
結着剤、導電材と共に直接芯材に固着させた電極
が研究されている。この電極の製造法は、焼結式
電極のようにニツケル塩の含浸、活物質への転化
の工程を繰り返したり、ニツケル塩溶液中での電
気化学反応を利用したりするのではなく、活物質
の水酸化ニツケルを直接芯材に固着させる方法で
ある。この方法は電極の低廉化を目的としている
が寿命も含めた電極特性も焼結式電極に近づける
よう努力が払われている。
また最近になつて活物質を主とするペースト状
混合物を高多孔度でかつ活物質粉末が充填される
孔径を有する三次元的に連続し構造のスポンジ状
金属多孔体中に充填する方法が提案されている。
いずれにしても、この水酸化ニツケルを直接袋状
多孔金属板中に充填するポケツト式や上記非焼結
式ニツケル電極においては、常温における放電利
用率が焼結式電極よりまだ劣つている。このため
添加剤、たとえばカドミウム化合物、コバルト化
合物あるいは金属コバルトなどの添加により利用
率の向上をはかつており、特にコバルトとニツケ
ルの組合せが有効であることが知られている。ま
た、このカドミウム化合物やコバルトの添加は、
ニツケル電極のとくに高温充電特性改善のために
用いられている。
混合物を高多孔度でかつ活物質粉末が充填される
孔径を有する三次元的に連続し構造のスポンジ状
金属多孔体中に充填する方法が提案されている。
いずれにしても、この水酸化ニツケルを直接袋状
多孔金属板中に充填するポケツト式や上記非焼結
式ニツケル電極においては、常温における放電利
用率が焼結式電極よりまだ劣つている。このため
添加剤、たとえばカドミウム化合物、コバルト化
合物あるいは金属コバルトなどの添加により利用
率の向上をはかつており、特にコバルトとニツケ
ルの組合せが有効であることが知られている。ま
た、このカドミウム化合物やコバルトの添加は、
ニツケル電極のとくに高温充電特性改善のために
用いられている。
本発明者らはニツケル粉末とともにコバルト粉
末を添加したニツケル電極について種々検討した
結果、コバルトのカーボニル化合物を熱分解して
得られたコバルト微粉末を用いることにより、活
物質の利用率を著しく改善できることを見出し
た。
末を添加したニツケル電極について種々検討した
結果、コバルトのカーボニル化合物を熱分解して
得られたコバルト微粉末を用いることにより、活
物質の利用率を著しく改善できることを見出し
た。
金属コバルトの製法は、大別して次の３種類に
分類される。
分類される。
(1) コバルト塩、一般には硫酸コバルト塩を電解
してコバルト微粉末を得る方法。
してコバルト微粉末を得る方法。
(2) コバルトのアミン化合物を高温・高圧のもと
で分解する方法。なお還元性雰囲気中で分解す
ることもある。
で分解する方法。なお還元性雰囲気中で分解す
ることもある。
(3) コバルトのカーボニル化合物Co2C8O8を熱分
解してコバルト微粉末を得る方法。なお熱分解
は減圧中で行なうのが一般的である。
解してコバルト微粉末を得る方法。なお熱分解
は減圧中で行なうのが一般的である。
(1)，(2)の方法により得られる粉末の形状は第１
図ｂのように球形に近く、(3)の方法により得られ
る粉末は第１図ａのようにコンペイ糖状を有し、
平均粒径は前２者より小さく、細かいものでは数
ミクロン程度である。(1)，(2)の方法により得られ
るコバルト粉末の粒径は、微細なものでも平均数
十ミクロン程度である。
図ｂのように球形に近く、(3)の方法により得られ
る粉末は第１図ａのようにコンペイ糖状を有し、
平均粒径は前２者より小さく、細かいものでは数
ミクロン程度である。(1)，(2)の方法により得られ
るコバルト粉末の粒径は、微細なものでも平均数
十ミクロン程度である。
以下本発明をその実施例により説明する。
平均粒径150μ以下の水酸化ニツケル粉末85重
量部とニツケル金属粉末10重量部及びコバルト金
属粉末５量部の混合粉末をカルボキシメチルセル
ロースの0.3重量％水溶液と練合してペースト状
にする。次のこのペースト状混合物を、多孔度約
96％、平均孔径約200μのスポンジ状ニツケル多
孔体のシートに充填し、シートの厚さ方向に加圧
成形し、最後にフツ素樹脂微粉末の懸濁液に浸漬
して、前記混合粉末に対して約1.5重量％の樹脂
を含ませる。
量部とニツケル金属粉末10重量部及びコバルト金
属粉末５量部の混合粉末をカルボキシメチルセル
ロースの0.3重量％水溶液と練合してペースト状
にする。次のこのペースト状混合物を、多孔度約
96％、平均孔径約200μのスポンジ状ニツケル多
孔体のシートに充填し、シートの厚さ方向に加圧
成形し、最後にフツ素樹脂微粉末の懸濁液に浸漬
して、前記混合粉末に対して約1.5重量％の樹脂
を含ませる。
こうして得たニツケル電極を充分な容量を有す
るカドミウム電極と組み合せてニツケル―カドミ
ウム電池を作り、20℃において、0.1Cで15時間
充電し、0.2Cで終止電圧1Vまで放電してニツケ
ル電極の放電容量を測定し、充填容量に対する放
電利用率を求めた。
るカドミウム電極と組み合せてニツケル―カドミ
ウム電池を作り、20℃において、0.1Cで15時間
充電し、0.2Cで終止電圧1Vまで放電してニツケ
ル電極の放電容量を測定し、充填容量に対する放
電利用率を求めた。
第２図は前記混合粉末中の金属コバルト粉含有
量と放電利用率との関係を示したもので、Ａは金
属コバルトとして、コバルトのカーボニル化合物
を熱分解して得た平均粒径約10ミクロンのコバル
ト粉末を用いた場合、Ｂはコバルトのアミン化合
物を熱分解して得たコバルト粉末のうち、粒径50
ミクロン以下のものを用いた場合である。
量と放電利用率との関係を示したもので、Ａは金
属コバルトとして、コバルトのカーボニル化合物
を熱分解して得た平均粒径約10ミクロンのコバル
ト粉末を用いた場合、Ｂはコバルトのアミン化合
物を熱分解して得たコバルト粉末のうち、粒径50
ミクロン以下のものを用いた場合である。
なお、放電利用率は各々10個の電池についての
値を示す。また混合粉末中のコバルト含有率は、
金属ニツケル粉末の量を一定として、コバルトお
よび水酸化ニツケルの量を変えて調整した。
値を示す。また混合粉末中のコバルト含有率は、
金属ニツケル粉末の量を一定として、コバルトお
よび水酸化ニツケルの量を変えて調整した。
次に混合粉末中のコバルト含有量を５重量％と
一定にして、各々の製法によるコバルトの中から
各種粒子径のものを選んでニツケル電極を構成
し、前記と同様にして放電利用率を求めた。その
結果を第３図に示す。
一定にして、各々の製法によるコバルトの中から
各種粒子径のものを選んでニツケル電極を構成
し、前記と同様にして放電利用率を求めた。その
結果を第３図に示す。
以上の結果から明らかなように、従来の金属コ
バルトにおいても、その添加により放電利用率は
80〜85％程度まで向上するが、本発明の金属コバ
ルトを用いると、２重量％で放電利用率約90％に
達し、５重量％で95〜100％となる。このコバル
トの前記混合粉末中の含有量は２〜８重量％が適
当である。なお前記製法(1)によるコバルトを用い
た場合はＢとほぼ同様であつた。
バルトにおいても、その添加により放電利用率は
80〜85％程度まで向上するが、本発明の金属コバ
ルトを用いると、２重量％で放電利用率約90％に
達し、５重量％で95〜100％となる。このコバル
トの前記混合粉末中の含有量は２〜８重量％が適
当である。なお前記製法(1)によるコバルトを用い
た場合はＢとほぼ同様であつた。
金属コバルトの添加による効果としては、充電
時にコバルトが酸素発生過電圧を高める酸化物を
形成し、ニツケル電極の充電効率を向上させた
り、水酸化ニツケルの格子に入り込んで格子間隔
を広げ、充放電を容易にするなどが一般に言われ
ている。カーボニル化合物を熱分解して得た金属
コバルトを用いた場合に効果が大きいのは、その
形状に突起物が多く、表面積が大きいので、コバ
ルトとしても活性であること、および粒子の深部
まで酸化物が形成され易いことによるものと考え
られる。
時にコバルトが酸素発生過電圧を高める酸化物を
形成し、ニツケル電極の充電効率を向上させた
り、水酸化ニツケルの格子に入り込んで格子間隔
を広げ、充放電を容易にするなどが一般に言われ
ている。カーボニル化合物を熱分解して得た金属
コバルトを用いた場合に効果が大きいのは、その
形状に突起物が多く、表面積が大きいので、コバ
ルトとしても活性であること、および粒子の深部
まで酸化物が形成され易いことによるものと考え
られる。
また本発明で用いるコバルトは、その製法上、
平均粒子径で１〜20ミクロンの微粒子となる。一
方、前記(1)，(2)の製法によるコバルトは、細かい
ものでも平均50ミクロン程度である。このことか
ら粒子の細かさも、わずかではあるが、利用率に
貢献しているものと考えられる。その他、金属コ
バルトは充放電時に、コバルト塩を用いる場合の
ような陰イオンを溶出して自己放電に悪影響を及
ぼすなどの不都合がなく、電解液を取り替える必
要もない。
平均粒子径で１〜20ミクロンの微粒子となる。一
方、前記(1)，(2)の製法によるコバルトは、細かい
ものでも平均50ミクロン程度である。このことか
ら粒子の細かさも、わずかではあるが、利用率に
貢献しているものと考えられる。その他、金属コ
バルトは充放電時に、コバルト塩を用いる場合の
ような陰イオンを溶出して自己放電に悪影響を及
ぼすなどの不都合がなく、電解液を取り替える必
要もない。
以上のように、本発明によれば、放電利用率の
すぐれたニツケル電極が得られる。
すぐれたニツケル電極が得られる。
第１図は各種金属コバルト粒子の概略を示す
図、第２図は混合粉末中のコバルト含有率とニツ
ケル電極の放電利用率との関係を比較した図、第
３図はコバルトの粒子径と放電利用率との関係を
比較した図である。
図、第２図は混合粉末中のコバルト含有率とニツ
ケル電極の放電利用率との関係を比較した図、第
３図はコバルトの粒子径と放電利用率との関係を
比較した図である。
Claims (1)
- １ 水酸化ニツケル粉末とニツケル粉末とコバル
ト粉末および結着剤の混合粉末合剤と、芯材とか
らなり、前記コバルト粉末がコバルトのカーボニ
ル化合物を熱分解して得たコバルト微粉末である
ことを特徴とするニツケル電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8743878A JPS5514666A (en) | 1978-07-17 | 1978-07-17 | Electric pole of nickel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8743878A JPS5514666A (en) | 1978-07-17 | 1978-07-17 | Electric pole of nickel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5514666A JPS5514666A (en) | 1980-02-01 |
| JPS6137733B2 true JPS6137733B2 (ja) | 1986-08-26 |
Family
ID=13914856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8743878A Granted JPS5514666A (en) | 1978-07-17 | 1978-07-17 | Electric pole of nickel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5514666A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6066416A (en) * | 1995-11-22 | 2000-05-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Nickel hydroxide positive electrode active material having a surface layer containing a solid solution nickel hydroxide with manganese incorporated therein |
| EP1890350A2 (en) | 1997-02-03 | 2008-02-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | The manufacturing method of active materials for the positive electrode in alkaline storage batteries |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5854570A (ja) * | 1981-09-28 | 1983-03-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 密閉形アルカリ蓄電池 |
| JPS5983347A (ja) * | 1982-11-02 | 1984-05-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 密閉形ニツケル−カドミウム蓄電池 |
| US4588769A (en) * | 1985-01-31 | 1986-05-13 | Manville Sales Corporation | Multipurpose fire resistant sealing and caulking compound |
| JPS62139261A (ja) * | 1985-12-12 | 1987-06-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アルカリ電池用ニツケル電極 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52150526A (en) * | 1976-06-10 | 1977-12-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Nickel electrode |
-
1978
- 1978-07-17 JP JP8743878A patent/JPS5514666A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52150526A (en) * | 1976-06-10 | 1977-12-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Nickel electrode |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6066416A (en) * | 1995-11-22 | 2000-05-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Nickel hydroxide positive electrode active material having a surface layer containing a solid solution nickel hydroxide with manganese incorporated therein |
| EP1890350A2 (en) | 1997-02-03 | 2008-02-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | The manufacturing method of active materials for the positive electrode in alkaline storage batteries |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5514666A (en) | 1980-02-01 |
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