JPS6147067A - アルカリ蓄電池用カドミウム極板の製造方法 - Google Patents
アルカリ蓄電池用カドミウム極板の製造方法Info
- Publication number
- JPS6147067A JPS6147067A JP59168533A JP16853384A JPS6147067A JP S6147067 A JPS6147067 A JP S6147067A JP 59168533 A JP59168533 A JP 59168533A JP 16853384 A JP16853384 A JP 16853384A JP S6147067 A JPS6147067 A JP S6147067A
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- JP
- Japan
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- cadmium
- active substance
- active material
- mixture
- hydroxide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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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
-
- 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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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
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- 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
本発明はニッケルカドミウム蓄電池、銀−カドミウム蓄
電池などの負極板に用いるアルカリ蓄電池用カドミウム
極板に関するものである。
電池などの負極板に用いるアルカリ蓄電池用カドミウム
極板に関するものである。
従来の技術
ニッケルーカドミウム蓄電池などの負極板に用いられる
ペースト式カドミウム極板は焼結式カドミウム極板に比
べ、製法が簡単でエネルギーｆｉ度が高いなどの特徴を
もっているが、機械的強度と活物質利用率などの極板性
能は相反するものである。つまり、従来は極板゛に機械
的強度を持たせるために、結着剤として主にポリエチレ
ン樹脂やフッ素樹脂を用いているが、充分な機械的強度
を得るに必要な量の結着剤を使用すると、活物質利用率
などの橋板性能が低下し、ペースト式カドミウム極板の
長所である高エネルギー密度が充分得られないことにな
る。逆に極板性能が低下しないように結着剤を少なくす
ると、極板の機械的強度が低下して、化成や電池組立ま
でに活物質の脱落がおこるために製品の歩留りが悪くな
る。
ペースト式カドミウム極板は焼結式カドミウム極板に比
べ、製法が簡単でエネルギーｆｉ度が高いなどの特徴を
もっているが、機械的強度と活物質利用率などの極板性
能は相反するものである。つまり、従来は極板゛に機械
的強度を持たせるために、結着剤として主にポリエチレ
ン樹脂やフッ素樹脂を用いているが、充分な機械的強度
を得るに必要な量の結着剤を使用すると、活物質利用率
などの橋板性能が低下し、ペースト式カドミウム極板の
長所である高エネルギー密度が充分得られないことにな
る。逆に極板性能が低下しないように結着剤を少なくす
ると、極板の機械的強度が低下して、化成や電池組立ま
でに活物質の脱落がおこるために製品の歩留りが悪くな
る。
発明が解決しようとする同居点
以上のように、従来のペースト式カドミウム極板は、機
械的強度あるいは極板性能のどちらか一方を犠牲にせざ
るを得す、両方を同時に満足させるものは困難であった
。
械的強度あるいは極板性能のどちらか一方を犠牲にせざ
るを得す、両方を同時に満足させるものは困難であった
。
従ってペースト式カドミウム極板のような高工ネルギー
密度を保持しつつ、電池組立までの操作において活物質
の脱落がない機械的強度の高いカドミウム極板が望まれ
ていた。
密度を保持しつつ、電池組立までの操作において活物質
の脱落がない機械的強度の高いカドミウム極板が望まれ
ていた。
本発明は以上のような従来技術の問題点を解決すること
を目的どするものである。
を目的どするものである。
問題点を解決するための手段
本発明は活物質粉末が水酸化カドミウム単独あるいは酸
化カドミウムおよび金属カドミウムのうち少（とも一つ
と水酸化カドミウムとの混合物がらなり、該活物質粉末
単独あるいは１に電体の役目を果す電子電導性材料と該
活物質粉末との混合物に、１ｔ’Ｏｎ／−以上の圧力と
１１０℃から２２０’Ｃの閣の温度とを同時に加えるホ
ットプレスをおこなって得た成形体をアルカリ蓄電池用
カドミウム極板となすことにより、上述の問題点を解決
せんとするものである。
化カドミウムおよび金属カドミウムのうち少（とも一つ
と水酸化カドミウムとの混合物がらなり、該活物質粉末
単独あるいは１に電体の役目を果す電子電導性材料と該
活物質粉末との混合物に、１ｔ’Ｏｎ／−以上の圧力と
１１０℃から２２０’Ｃの閣の温度とを同時に加えるホ
ットプレスをおこなって得た成形体をアルカリ蓄電池用
カドミウム極板となすことにより、上述の問題点を解決
せんとするものである。
作用
水酸化カドミウムを含む未成形体に、１ｔｂ以上の圧力
と１１０℃から２２０℃との間の温度とを同時に加える
と、未成形体中に含まれる水酸化カドミウムの粒子の一
部分、特に粒子の表面が次の反応式に従って熱分解して
酸化カドミウムと水とが生成するとともに粒子の表面の
化学結合が不安定となる Ｃｄ （ＯＨ） ｚ →ＣｄＯ＋Ｈａ Ｏこのとき水酸
化カドミウム粒子とこの粒子に隣接した水酸化カドミウ
ム、ｍｔ化カドミウムあるいは金属カドミウムとの間に
新たな化学結合が生じて、成形体全体がいわば活物質自
体の多孔質焼結体となり、結着剤を一切用いなくとも強
固な成形体が得られる。
と１１０℃から２２０℃との間の温度とを同時に加える
と、未成形体中に含まれる水酸化カドミウムの粒子の一
部分、特に粒子の表面が次の反応式に従って熱分解して
酸化カドミウムと水とが生成するとともに粒子の表面の
化学結合が不安定となる Ｃｄ （ＯＨ） ｚ →ＣｄＯ＋Ｈａ Ｏこのとき水酸
化カドミウム粒子とこの粒子に隣接した水酸化カドミウ
ム、ｍｔ化カドミウムあるいは金属カドミウムとの間に
新たな化学結合が生じて、成形体全体がいわば活物質自
体の多孔質焼結体となり、結着剤を一切用いなくとも強
固な成形体が得られる。
このようにして得た成形体の構造の模式図を第１図に示
す。この成形体は、本来絶縁体である水酸化カドミウム
の粒子（１）の一部が熱分解して電子電導性を有する酸
化カドミウム（２）が粒子間に生成し、特に橿板内に集
電体を散布させなくても該成形体をアルカリ電解液中に
浸漬して陰分極することによって、充電することが可能
となる。
す。この成形体は、本来絶縁体である水酸化カドミウム
の粒子（１）の一部が熱分解して電子電導性を有する酸
化カドミウム（２）が粒子間に生成し、特に橿板内に集
電体を散布させなくても該成形体をアルカリ電解液中に
浸漬して陰分極することによって、充電することが可能
となる。
図において（３）は酸化カドミウムの粒子、（４）は金
属カドミウムの粒子である。以後は充電生成物である金
属カドミウムがネットワークを形成して極板の強度の保
持と集電体の役目を果たす。ただ、この成形体中に含ま
れる熱分解生成物の酸化カドミウムは微量であるので、
最初の充電を大電流でおこなうと、分極が非常に大きく
なる。これを防ぐために、導電性の集電体を未成形体に
混合してホットプレスし、成形体を得ることも可能であ
る。−また、１Ｎ！性を有して集電体の役目を果たすと
同時に活物質としても作用する酸化カドミウムあるいは
金属カドミウムを未成形体に混合しておくことも可能で
ある。
属カドミウムの粒子である。以後は充電生成物である金
属カドミウムがネットワークを形成して極板の強度の保
持と集電体の役目を果たす。ただ、この成形体中に含ま
れる熱分解生成物の酸化カドミウムは微量であるので、
最初の充電を大電流でおこなうと、分極が非常に大きく
なる。これを防ぐために、導電性の集電体を未成形体に
混合してホットプレスし、成形体を得ることも可能であ
る。−また、１Ｎ！性を有して集電体の役目を果たすと
同時に活物質としても作用する酸化カドミウムあるいは
金属カドミウムを未成形体に混合しておくことも可能で
ある。
このように本発明においては、充放電に何ら関与するこ
とのない結着剤を多量に使用する必要もなく、充放電反
応に必要な極板内部の細孔がこの結着剤によって塞がれ
ることもほとんどないので、優れた極板性能のものが得
られる。
とのない結着剤を多量に使用する必要もなく、充放電反
応に必要な極板内部の細孔がこの結着剤によって塞がれ
ることもほとんどないので、優れた極板性能のものが得
られる。
なお、ホットプレス時の温度が１１０℃よりも低いと、
部分的な熱分解がおこらないので、成形体の強度が低く
使用に耐えない。さらにホットプレス時のｉ度が２２０
℃よりも高いと、水酸化カドミウムが急激に熱分解をお
こしてしまい、このとき多量に発生する分解生成物であ
る水蒸気が成形体の内部に残留する。それゆえプレスを
除去した瞬間に成形体内部の水蒸気が急激に膨張して成
形体が破壊してしまう。
部分的な熱分解がおこらないので、成形体の強度が低く
使用に耐えない。さらにホットプレス時のｉ度が２２０
℃よりも高いと、水酸化カドミウムが急激に熱分解をお
こしてしまい、このとき多量に発生する分解生成物であ
る水蒸気が成形体の内部に残留する。それゆえプレスを
除去した瞬間に成形体内部の水蒸気が急激に膨張して成
形体が破壊してしまう。
一方、圧力をまったく加えないで加熱すると、水酸化カ
ドミウムはホットプレスしたときよりもａＳＳの約１５
０℃から部分的な熱分解が始まり、約２５０℃で急激に
熱分解が進行するようになるが、この部分的熱分解が進
行する約１５０℃から約２５０℃の間の温度による加熱
のみでは、ホットプレスしたときのように粒子間の強固
な結合が生じず、充分な強度が得られない。使用に耐え
る強度の成形体を得るには、ホットプレス時の圧力を１
ｔＯｎ／−以上とする必要がある。
ドミウムはホットプレスしたときよりもａＳＳの約１５
０℃から部分的な熱分解が始まり、約２５０℃で急激に
熱分解が進行するようになるが、この部分的熱分解が進
行する約１５０℃から約２５０℃の間の温度による加熱
のみでは、ホットプレスしたときのように粒子間の強固
な結合が生じず、充分な強度が得られない。使用に耐え
る強度の成形体を得るには、ホットプレス時の圧力を１
ｔＯｎ／−以上とする必要がある。
また、まったく加熱しないで圧力のみを加えてプレスし
ても、部分的な熱分解がおこらないので粒子間の強固な
化学結合が生じないため、成形体の強度が小さく、わず
かな変形を加えるだけで活物質の脱落がおこり、使用に
耐えない。
ても、部分的な熱分解がおこらないので粒子間の強固な
化学結合が生じないため、成形体の強度が小さく、わず
かな変形を加えるだけで活物質の脱落がおこり、使用に
耐えない。
以上に述べたように、水酸化カドミウムの部分的な熱分
解と、粒子間の新たな化学結合とを同時に起こして、強
固な成形体を得るには、熱と圧力とを同時に加える必要
がある。
解と、粒子間の新たな化学結合とを同時に起こして、強
固な成形体を得るには、熱と圧力とを同時に加える必要
がある。
実施例
活物質である水酸化カドミウム粉末ｉｏｏｍｍ部に対レ
エ、−集電体の役目を果たすカーボニルニッケル粉末１
！！１ｆｆｉ部およびこれらをペースト状とす−るため
の分散剤の役目を果たすエチレングリコール４０重量部
とを混練してペースト状となし、これを１！電休の役目
を果たす厚み１００μの鉄にニツヶルメッーキした金属
多孔板の両側に、全体の厚みが１＋ｎｏとなるように塗
布した後、約１２０℃にて乾燥して、エチレングリコー
ルを蒸発させた後、これを１６０℃にて１ ｔｏｎ／
ａＡの圧力でホットプレスするという方法で本発明によ
る極板ＡをＷ４製した。
エ、−集電体の役目を果たすカーボニルニッケル粉末１
！！１ｆｆｉ部およびこれらをペースト状とす−るため
の分散剤の役目を果たすエチレングリコール４０重量部
とを混練してペースト状となし、これを１！電休の役目
を果たす厚み１００μの鉄にニツヶルメッーキした金属
多孔板の両側に、全体の厚みが１＋ｎｏとなるように塗
布した後、約１２０℃にて乾燥して、エチレングリコー
ルを蒸発させた後、これを１６０℃にて１ ｔｏｎ／
ａＡの圧力でホットプレスするという方法で本発明によ
る極板ＡをＷ４製した。
比較のために、前述したペースト配合にポリエチレン粉
末を、７盾ｍ部用い、がっ、ホットプレスをおこなわな
い方法で、従来のペースト式カドミウム極板Ｂをｍ製し
た。
末を、７盾ｍ部用い、がっ、ホットプレスをおこなわな
い方法で、従来のペースト式カドミウム極板Ｂをｍ製し
た。
以上のようにして調製した極板を４０ｍｍｘ ４０ｍｍ
の寸法に切断して試料とし、試料と同寸法の焼結式ニッ
ケル正極板２枚を対極として用い、比重１．２５０（２
０℃）の水酸化カリウム水溶液を用いた試験用の電池を
つくり、試料の理論容量に対して２時間率の通電電流で
充放電した場合の、試料の放電時の活物質利用率をｍ２
図に示１．図から、結む剤であるポリエチレン粉末の配
合量が少ない本発明によるカドミウム種板Ａの活物質利
用率は、結着剤であるポリエチレン粉末の配合量が多い
従来のペースト式カドミウム極板Ｂよりも、約２０％高
く、また充放電サイクルの進行にともなう利用率の変化
にも異常が認められないことがわかる。なお、いずれの
極板においてもこれらの極板を切断して電池をつくる際
や、上記した充放電サイクル中の活物質の脱落は一切認
められず、本発明によりカドミウム極板Ａは、従来のペ
ースト式カドミウム極板と同様に、充分使用に耐える強
度を有していた。
の寸法に切断して試料とし、試料と同寸法の焼結式ニッ
ケル正極板２枚を対極として用い、比重１．２５０（２
０℃）の水酸化カリウム水溶液を用いた試験用の電池を
つくり、試料の理論容量に対して２時間率の通電電流で
充放電した場合の、試料の放電時の活物質利用率をｍ２
図に示１．図から、結む剤であるポリエチレン粉末の配
合量が少ない本発明によるカドミウム種板Ａの活物質利
用率は、結着剤であるポリエチレン粉末の配合量が多い
従来のペースト式カドミウム極板Ｂよりも、約２０％高
く、また充放電サイクルの進行にともなう利用率の変化
にも異常が認められないことがわかる。なお、いずれの
極板においてもこれらの極板を切断して電池をつくる際
や、上記した充放電サイクル中の活物質の脱落は一切認
められず、本発明によりカドミウム極板Ａは、従来のペ
ースト式カドミウム極板と同様に、充分使用に耐える強
度を有していた。
発明の効果
以上のように本発明では機械的強度が充分で、かつ活物
質利用率などの極板性能の良好なアルカリ蓄電池用カド
ミウム極板が得られる。
質利用率などの極板性能の良好なアルカリ蓄電池用カド
ミウム極板が得られる。
第１図はホットプレスして得た成形体の構造の模式図、
第２図は放電時の活物質利用率を比較した図である。 １・・・水−酸化カドミウムの粒子、２・・・水酸化カ
ドミウムの粒子の表面が熱分解して生成した酸化カドミ
ウム、３・・・酸化カドミウムの粒子、４・・・金属カ
ドミウムの粒子、Ａ・・・本発明品、Ｂ・・・従来品片
１ 囚 ４・含罵？Ｆミ７ムシ濡ケ子
第２図は放電時の活物質利用率を比較した図である。 １・・・水−酸化カドミウムの粒子、２・・・水酸化カ
ドミウムの粒子の表面が熱分解して生成した酸化カドミ
ウム、３・・・酸化カドミウムの粒子、４・・・金属カ
ドミウムの粒子、Ａ・・・本発明品、Ｂ・・・従来品片
１ 囚 ４・含罵？Ｆミ７ムシ濡ケ子
Claims (1)
- １、活物質粉末が水酸化カドミウム単独、あるいは酸化
カドミウムおよび金属カドミウムのうち少なくとも一つ
と水酸化カドミウムとの混合物からなり、該活物質粉末
単独、あるいは集電体の役目を果たす導電性材料と該活
物質粉末との混合物に、１ｔｏｎ／ｃｍ＾２以上の圧力
と１１０℃から２２０℃の間の温度とを同時に加えるホ
ットプレスをおこなって得た成形体からなるアルカリ蓄
電池用カドミウム極板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59168533A JPS6147067A (ja) | 1984-08-10 | 1984-08-10 | アルカリ蓄電池用カドミウム極板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59168533A JPS6147067A (ja) | 1984-08-10 | 1984-08-10 | アルカリ蓄電池用カドミウム極板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6147067A true JPS6147067A (ja) | 1986-03-07 |
| JPH0516142B2 JPH0516142B2 (ja) | 1993-03-03 |
Family
ID=15869781
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59168533A Granted JPS6147067A (ja) | 1984-08-10 | 1984-08-10 | アルカリ蓄電池用カドミウム極板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6147067A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50103640A (ja) * | 1974-01-18 | 1975-08-15 | ||
| JPS5673859A (en) * | 1979-11-16 | 1981-06-18 | Japan Storage Battery Co Ltd | Manufacture of negative plate for alkaline battery |
-
1984
- 1984-08-10 JP JP59168533A patent/JPS6147067A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50103640A (ja) * | 1974-01-18 | 1975-08-15 | ||
| JPS5673859A (en) * | 1979-11-16 | 1981-06-18 | Japan Storage Battery Co Ltd | Manufacture of negative plate for alkaline battery |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0516142B2 (ja) | 1993-03-03 |
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