JPS62291871A - 密閉形ニツケルカドミウム蓄電池 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、密閉形ニッケルカドミウム蓄電池の改良に関
するものである。

従来の技術 密閉形ニッケルカドミウム蓄電池は、水酸化ニッケルを
主体とする正極と、水酸化カドミウムを主体とする負極
と、正、負両極を隔離するセパレータと、電解液として
の水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム
等のアルカリ水溶液とから構成されている。

負極としては、一般に焼結式、ペースト式等のカドミウ
ム極が用いられ、正極としては、多孔性ニアクル焼結基
板に、電解法、化学含浸法等の手段によって、正極活物
質となる水酸化ニッケル。

水酸化コバルト等を充填したものが用いられている。ペ
ースト式カドミウム負極は、一般に酸化カドミウムある
いは水酸化カドミウムを主体とし、これにカーボニルニ
ッケル、グラファイト等の導電性粉末、ポリビニルアル
コール、カルボキンメチルセルロース等の結着剤及び水
やエチレングリコール等の溶媒を加え、混練してペース
トとし、これをニッケルメッキした開孔鋼板等の導電性
芯材に塗着し、乾燥した後、アルカリ溶液中で化成する
ことによって製造される。

又焼結式カドミウム負極は、導電性芯材に多孔性のニッ
ケル焼結層を形成し、これに、水酸化カドミウムを生体
とする活物質を充填し、後に同様な方法によって化成す
ることによって製造される。

前記の化成工程の目的は、活物質材料に用いる酸化カド
ミウム、水酸化カドミウムなどの放電状態のカドミウム
化合物の一部または全部を充電状態の金属カドミウムに
変換し、負極内に予備充電部分を付与することにある。

発明が解決しようとする問題点 前述のように電池充電時において、負極では金属カドミ
ウムが形成される。また過充電領域では正極から酸素ガ
スが発生し、電池の内部圧力が上昇するが、酸素ガスは
負極の金属カドミウムと反応して消費される之め、電池
内圧力は、あるレベルで平衡に達する。近年、密閉形二
ソケル蓄電池に対して、短時間充電が急速に高まってい
る。犬−電流充電（短時間充電）を可能にするためには
、上記の酸素ガスと金属カドミウムとの反応効率を高め
ることが必要である。酸素ガスと金属カドミウムの反応
は、負極表面で進行するため、充電時における金属カド
ミウムの生成は、負極表面で起こることが望ましい。し
かし、電池充電時に生成する金属カドミウムの成長は芯
材近傍で起こり、極板表面層まで達しにくい。このため
過充電時に正極から発生する酸素ガスとの反応が効率的
に行われにくい。

また、この現象は特に、焼結式負極に比べて導電マトリ
クスを持たないペースト式負極で顕著である。

上記問題を改善するため、たとえば、ペースト式負極に
おいて、その表面にカーボン等の導電層を形成し、金属
カドミウムの生成を負極表面層へ集中させることも提案
されている（特開昭６０−２１６４４９　）。この場合
、負極表面に形成されたカーボン層が、充放電時に必要
な極板間の電解液の移動全阻害する為大電流放電等の特
性を低下させる傾向があるという欠点があった。

本発明は、上記問題点を改善し、カドミウム負極におけ
る酸素ガス吸収能力の向上をはかり、大電流充電（短時
間充電）を可能にするものである。

問題点全解決する念めの手段 本発明は、片面に耐アルカリ性導電層全形成し之セパレ
ータを用い、導電層を有し次面を負極に対向させて電池
を構成することにより、セパレータの導電層全負極の戎
面における導電マトリクスとして充電時に負極に生成す
る金属カドミウムを負極表面に集中させることにより、
過充電時に正極より発生する酸素ガスの吸収を効率的に
行な２ものである。

作　　用 充電時にカドミウム負極に生成する金属カドミウムは導
電性の高い所から形成され、通常、導電性芯材の近傍か
ら生長し、負極表面に向って進行する。この傾向は先に
述べた通り、ペースト式カドミウム負極で特に顕著であ
り、一般的に、ペースト式カドミウム負極では、充電時
に生成される金属カドミウムは導電性芯材の近傍に集中
し、極板表面層まで成長しにくい。しかし、本発明のよ
うに、負極表面層にセパレータの導電層が接している場
合、導電層が負極表面の導電マトリクスとして作用し、
金属カドミウムの形成は負極表面層からも進行する。

苫閉形蓄電池では、過充電時に正極より発生する酸素ガ
スの負極での吸収反応が重要である。この酸素吸収が悪
いと、過充電時に電池内圧が上昇するので、大電流での
充電ができない。言い換えると、短時間充電ができない
。酸素ガスは、負極の金属カドミウムによシ吸収される
ものであるから、本発明によるもののように金属カドミ
ウムが極板表面に多く分布している方が有利である。

実施例 以下、本発明の詳細な説明する。

負極は通常のペースト式カドミウム極、正極は通常の焼
結式ニッケル極を用いた。

セパレータには、通常のナイロン不織布の片面にニッケ
ル蒸着を施し之ものと、比較例として同様のもので蒸着
の処理を施さないものを用意した。

これらを所定の寸法に切断し、１２００ｍＡｈ相当の苫
閉形蓄電池を構成し、電池特性の試験を行った。

試験は、負極の酸素ガス吸収性を評価するための過充電
時の電池内圧試験を行った。電池内圧試験は、２０℃に
おいて、１〜３Ｃ相当の電流で光電したときの電池内圧
のピークで評価した。

図は充電レートと電池内圧力のピークとの関係を示す。

図中ａは上記実施例のニッケル蒸着をｎしたセパレータ
を用いた電池、ｂはニッケル蒸着を行なわない通常のセ
パレータを用いた電池を示す。本発明による電池は、充
電時に金属カドミウムが極板表面に分布しやすい。この
ため充電時の酸素ガス吸収能力が高く、従って電池ａは
電池内圧がｂに比べて低く、大電流での充電が可能であ
る。

発明の効果 以上のように本発明によれば、セパレータの簡単な処理
で、電池の急速充電特性を大幅に改良することができる
。

【図面の簡単な説明】

図は、ニッケルカドミウム蓄電池の充電レートと電池内
ピーク圧力との関係を示す図である。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名Ｏ／
　　　　２　　　３ 充電し一ト　（Ｃ７７ＬＡ　）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 片面に金属ニッケル、カーボン等の耐アルカリ性で、か
   つ導電性を有する層を設けたセパレータを備え、このセ
   パレータの導電性を有する面を負極と対向させ、反対面
   を正極とさせて極板群を構成した密閉形ニッケルカドミ
   ウム蓄電池。