JPS6171563A - 気密に密閉されたニツケル‐カドミウム蓄電池、およびその製法 - 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】 本発明は、反対極性の多孔性電極およびその間に存在す
る多孔性セパレータを有する、気密に密閉されたニッケ
ル−カドミウム蓄電池に関する。

従来の技術 この種の蓄電池は、過充電の際に発生する酸素の電気化
学的に消費することなしには危険なしに使用できない。

この消費を行なう手段として、補助電極が使用できる。

補助電極はしばしば独立の給電線を有し、この場合には
酸素および水素の定量のためにも使用されるか、または
これはたとえば、所定の電位限界値を上廻る際に達成さ
れた完全充電を信号する比較電極の機能を発揮する。

補助電極は、酸素消費電極としてのその特性において、
酸素消費のためにできるかぎり大きな表面が生じるよう
にするため、特に多孔性である。このために必太な電位
を調節するためには、該補助電極を蓄電池負極と電気的
に短絡すれば十分である。

公知の酸素補助電極は、十分に不活性の金属から成り、
格子または網状に構成されている。

さらに、適当な触媒が収納されている、多孔性の織物−
ないしはプラスチック構造物も存在する。該構造物はそ
の平面的広がりで有利に負の主電極に直接に接していて
、さらに西Ｐイッ国特許出願公開第２８２６７８０号明
縄書から公知の空気負極の原理による補助電極のように
、主電極の方へ酸素消費を接触する親水性層および主電
極から離反する疎水性屑を有する。

酸素還元は必然的に三層境界ガス−電解質一固体で生起
すること全考慮して、たいてい炭素−または銀含有触媒
物質は、少なくとも自由電解液を有する電池では、でき
るかぎりガス空間中または少なくともほぼその近くに記
者されている。

ガス密のニッケル−カドミウム焼結電池（円形電池）で
は、注意深く調節された電池収支、即ち正しく定められ
た充放’ＤＣＩＪデープにおいては、カドミウム電極の
縁部でところどころ露呈しているニッケル焼結骨格のみ
が１３！素変換に強い触媒作用を及ぼすので、これらの
電池は酸素消費を支持するための付加的手段なしに過充
電安全に使用することができる。これとは異なり、負の
焼結電極を他の構造、たとえばいわゆる電着タイプのカ
ドミウム電極と９．換する場合には、′　　酸湘消Ｒ’
＋Ｇ　ｆ！Ｅの明らかな悪化が生じる、かかる２１−の
′−極は、西ドイツ国特許出り公開第２８２２８２１号
明１１ａ％−から認めうる特殊な方法に従って構造され
、核力法ではまずカドミウム塩が溶解している電解浴中
で孔をあけられたニッケルバンドにカドミウム被覆を設
け、引続き該バンドを電解槽の外でカレンダーロールの
間に通して、最初粉末状でわずかに付着している活性金
属層上固着させる。このようなカドミウム電極および他
のカドミウム８Ｆ縮電極は、焼結電極に比して特定の欠
点を有し、これは急速な充電能に関係する。

流による充電能を改良することである。

゛　この課題は本発明により、特許請求の範囲第１項の
特徴部に記載された手段上用いて、負極の少なくとも１
つの表面が酸素消費を接触する炭素含有材料により均一
に分布して貫通されていることによって解決される。

本発明の特別な利点は、負極が直接にその製造の途中で
、負極をその少なくとも１つの表面で、活性電極機能と
酸素消費を接触する補助電極の機能とを兼備するように
製造されることである。それにより、主電極の間へ特別
な酸素補助電ｉ′ＩＩ−挿入する必要性がなくなり、特
にこのような補助電極の別個に製造することが不要とな
る。

負極上に存在しかつその表面を均一に貫通する炭素含有
触媒物質は、本発明により１ｄｍ２（片側表面）あたり
０．２〜０．８ｇの量で、特に１１ｍ２あたり約０．４
１存在すべきである。つまり、上述の量は負極の表面状
態を、本発明による電池をｉ　−ｉ　Ｑ　ＯＡまでの電
流で高電流放電する場合、触媒を有しない負極を有する
電池に比して品質の相違は確認できずかつ許容できない
ほど高い酸素圧が生じることなしに、同様に本発明によ
る電池ｔ−１−１ＯＡで充電することができる程度に変
えることが判明した。

１４ｍ’あたり消費物質０．４Ｉの割合は、電極面の特
定の”被覆度゛である。これは、漏電流放電率が維持さ
れる程度に小さくなげればならず、他面において、ｒ１
！素消費が進行しはじめるために十分大きくなげればな
らない。これは、高゛シ流の場合、カドミウム電極の既
に著しい分極のためにますます遅くなる。この場合、遅
い酸素消費がカドミウム電極において始まる水素発生に
より追い越される危険が大きい。

前述の使用事例に対し高電流による充電率が要求さｊｔ
ない場合には、使用すべき消費物質を（＄、少きせるこ
とができる。これに反して該消費物質は、高電流充電率
が重要であるが、高電流放電率は問題でない場合には、
有利に高められる。

消費物質として使用される炭素含有物質は七のもとの形
が乾燥粉末であって、活性炭約５８〜７２重量％、カー
ポンプ２フ２８〜１２重量多およびＦＴＦＢ！　２２〜
２８重量％から構成されている。

このＩ料を用いるカドミウム電極の製造は、まず均一に
散布するかまたは振りかげ、引続き付着物ヲ゛重極表面
中へローラーで押込むことによって行なわれる。消費物
質を股げるためには、高い生産高を有する自動的製造に
おいては振動配量装置または静電的作動の流動床装置も
挙げられる。

電極を、粉末散布前に、チローゼ（Ｔｙｌｏｓｅ　）分
散液で湿らすのが特に有利である（商品名１チローゼ“
は一般に粘稠剤、結合剤および懸濁剤として使用されお
よび２つの主要群、メチルセルロースおよびカルボキシ
メチルセルロースが区別される水溶性セルロースエーテ
ルを表わす）。この手段は一方では、チローゼがカドミ
ウム材料の老化を阻止するという利点を有する。他方で
、チローゼは接着剤として作用し、流除されるのを阻止
し、それにより本発明による電極の品質を長期間にわた
って確保する。

本発明によるカドミウム電極の表面構造は、不均一に形
成された炭素含有材料の１島“が、露呈せるカドミウム
ないしは水酸化カドミウムからなる部分により統計的分
布で分離しているので、肉眼ではパッチワークのカーペ
ットのように想定できる。一方゛では親水性成分活性炭
およびカーボンブラックならびに他方では疎水性成分Ｐ
ＴＦＦｆから成る消費物質の、構成に基づき、個々の各
粒子は親水性であると同時に疎水性である。それにより
、電極表面のそれぞれの場所でおよび最後には各々のカ
ドミウム粒子のすぐ近くに、本来の′１電極応のために
も酸素消費の機能のためにも有効である条件が存在しか
つ拡張された親水性および疎水性範囲がここでは相互間
にかつ活性カドミニウムに対して大きい距離に存在する
ので、層状に形成された酸素消費用公知装置を有しない
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、多孔性電極およびその間に存在する多孔性セパレー
   タを有する気密に密閉されたニッケル−カドミウム蓄電
   池において、負極の少なくとも１つの表面が、酸素消費
   を接触する炭素含有物質により均一な分配で貫通されて
   いることを特徴とする、気密に密閉されたニッケル−カ
   ドミウム蓄電池。 ２、片側の電極表面１ｄｍ＾２あたりの炭素含有物質の
   量が０．２〜０．８ｇである、特許請求の範囲第１項記
   載の蓄電池。 ３、炭素含有物質が、活性炭約５８〜７２重量％、カー
   ボンブラック８〜１２重量％およびＰＴＦＥ２２〜２８
   重量％から成る粉末混合物である、特許請求の範囲第１
   項または第２項記載の蓄電池。 ４、負極がカドミウム塩溶液からの陰極金属析出により
   製造されたカドミウム電極である、特許請求の範囲第１
   項から第３項までのいずれか１項記載の蓄電池。 ５、多孔性電極およびその間に存在する多孔性セパレー
   タを有し、負極の少なくとも１つの表面が、酸素消費を
   接触する炭素含有物質により均一な分配で貫通されてい
   る、気密に密閉されたニッケル−カドミウム蓄電池の製
   法において、炭素含有物質を振動する配量装置を用いる
   かまたは静電的方法で流動床で粉末散布により負極上、
   均一に分配して設け、電極表面中へローラーで押込むこ
   とを特徴とする、気密に密閉されたニッケル−カドミウ
   ム蓄電池。 ６、負極を、炭素含有物質を設ける前に、セルロースエ
   ーテルから製造された分散液を用いて湿らす、特許請求
   の範囲第５項記載の方法。