JPS63105464A - 電池用カドミウム極の製造法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、電池、とくに密閉形ニッケルーカドミウム蓄
電池に用いられるカドミウム電極の製造法に関する。

従来の技術 密閉形のニッケルーカドミウム蓄電池の密閉化の原理は
、いわゆるノイマン方式として知られ、充電完了時にニ
ッケル極から発生する酸素をカドミウム極で吸収し、カ
ドミウム極を過充電状態にしないことにより、酸素も水
素も発生させないことを基本にしている。

したがって急速充電を可能にするためには、カドミウム
極による酸素ガスの吸収をできるだけ迅速に行なわせる
ことが必要である。事実、たとえば１時間率充電を行な
い、充電完了を電圧や温度で検知して過充電状態になる
と充電電流を減少させる方式で急速充電が可能になって
いる。

さらに、カドミウム極の酸素との反応を助けるために、
白金、パラジウムなどの酸素イオン化触媒を加える試み
がちり、それカリの効果があった。

しかし、これらの添加は、加えすぎると高価になるし、
加える工程が複雑である々どの理由で採用されていない
のが現状である。

その他にカドミウム極の表面に、銅や、銅とニッケルあ
るいは炭素などの導電性の層を形成することも効果があ
ることが明らかにされている。

このような急速充電特性をさらに向上させるために、カ
ドミウム極の表面に、銅やニッケルの層を形成させた場
合に、明らかに急速充電特性は向上するが、やはりこれ
らの層が多孔性であっても放電時の電圧がやや低下する
。とくに高率放電で若干低下する。

また、一方、燃料電池のガス拡散電極の技術を活用して
、カドミウム極にフッ素樹脂で撥水処理を行なうことも
、ガス吸収反応を促進する効果がある。したがって急速
充電に効果がある。しかし、この手段のみでは、やはり
不十分である。つまり、撥水処理を十分行なうとガスの
吸収には都合がよいが、放電時に電圧の低下がやや大き
くなる。撥水処理が不十分であれば、その逆になる。

発明が解決しようとする問題点 このように、メッキにしても、撥水処理にしても、十分
行なうと急速充電には効果があるが、これらの処理は、
カドミウム極での、とくにイオン伝導性に抵抗になるの
で、放電性能がやや劣化する。本発明は、このような急
速充電特性と放電性能の向上をバランスよく行なえるカ
ドミウム極を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 カドミウム極を製造後に、これにフッ素樹脂による撥水
処理を施し、ついで、金属メッキを施すことを特徴とす
る。

作用 この製造法によると、まずフッ素樹脂により撥水性を有
するようになる。この後に最も効果的な無電解メッキを
施すと、常法のセンシタイザ−処理、アクチベータ処理
、無電解メッキの場合に、電極に撥水性があるので、表
面に均一に処理ができないので、部分的にメッキ層がな
い、つまり不均一なメッキ層が生成する。

すなわち、フッ素樹脂により電極に撥水性を与えること
により、まず、ガス吸収を良好にし、その後のメッキが
多孔状になされることにより、ガス吸収を改良しつつ抵
抗の増大を抑制して、放電特性の劣化を抑制するもので
ある。

したがって、まず、フッ素樹脂により撥水性を電極面に
もたせ、ついでメッキを行ない、このメッキ層を多孔性
にする必要があるので、メッキは、強制的に行なう電解
メッキよシも、アクチベータが存在するところにのみメ
ッキが進む無電解メッキの方が好ましい。

メッキの金属としては、耐アルカリ性があればとくに制
限はない。一般的には、無電解メッキが容易な銅、ニッ
ケルなどがよく、ニッケルの場合は、カドミウム極に直
接接すると自己放電が増すので、銅メツキ上に施こすこ
とが好ましい。酸化カドミウムを出発材料にしたカドミ
ウム極では、ニッケルの無電解メッキはやや困難である
ので、多孔性の銅メッキ層を設けた後に、ニッケルの電
解メッキを行なうのがよい。

実施例 以下酸化カドミウムを出発材料として用いたペースト式
カドミウム極に適用した実施例を説明する。

市販の酸化カドミウムをポリビニルアルコールの３重量
％エチレングリコール溶液に、重量比で５％のポリエチ
レン微粉末、同じ＜０．６％の塩化ビニル−アクリロニ
トリル短繊維などを加えてペーストをつくる。これを厚
さ０．１５　ｒｒｒｍ　ｓ孔径１．８訓、開孔ｉｓｏ％
の鉄製でニッケルメッキを施したパンチングメタル板に
塗着する。スリットを通して塗着層を平滑化し、厚さを
０．６　ｍｍに調製する。

その後、１２０°Ｃで２時間乾燥してペースト式カドミ
ウム極を得る。

ついでこの電極を比重１．１５の苛性カリ水溶液中にお
いて、１４０ｍム／ｃｒｎ　の電流密度、時間１０分、
温度２５℃の条件で対極にニッケル板を用いて充電する
。この充電量は、計算の上では、全体のカドミウム理論
容量の約３５〜４０％に相当するが、充電効率が低いの
で、実際には約２０％が充電されたとみてよい。

水洗、乾燥後に、市販のフッ素樹脂ディスパージョンを
樹脂分３重量製相当に希釈し、この溶液中に前記カドミ
ウム極を常温で２分間浸せきし、ついで１２０’Ｃで１
．５時間乾燥した。この処理により電極間は撥水性が生
じた。なお、この撥水性処理は、化成の前に行なっても
よいが、後のメッキを多孔性にするための撥水性は、化
成により若干失われるので、実施例では化成後に行なっ
た。

ついで、このようにして得られたカドミウム極に、銅の
無電解メッキを行なった。

まず、市販のアクチベータ液を５倍に希釈した水溶液中
に、２分間浸せきした。乾燥後に、同じく市販の無電解
銅メッキ浴を用い、これを３倍て希釈して、４５℃で２
０分間浸せきした。アクチベータの液が、フッ素樹脂に
よりカドミウム極に均一に付着していないので、銅メッ
キも多孔状に行なわれ、カドミウムが露出した部分が、
全体の約３ｏ％を占めた。このような露出の再現性は、
カドミウム極５ｏ枚について行なったところ、この条件
では３０係±３係の範囲に収まった。なお、カドミウム
極に対して銅による重量増加は、いずれもほぼ１．５係
であった。

電池としては、単２形の密閉形ニッケルーカドミウム蓄
電池を例にした。したがって、このようにして得られた
カドミウム極を幅３．９ｃｍ、長さ２６ｃｍに裁断し、
リード板を所定の２カ所にスポット溶接により取り付け
た。相手極としては、公知の焼結式ニッケル極をえらび
、同じく幅３．９ｃｍ、長さ２２ｃｍとして用いた。こ
の場合もリード板を２カ所取り付けた。

セパレータとしては、ポリアミド不織布、電解液として
は、比重１．２０の苛性カリ水溶液に水酸化リチウムを
２Ｑ？／β溶解して用いた。公称容量は２．３２　Ａｈ
である。この電池を（ム）とする。

つぎに比較のために、フッ素樹脂による処理を行なわず
に、カドミウム極全面に仏）と同じ量の銅メッキを施し
た電池を（Ｂ）、フッ素樹脂による処理のみのカドミウ
ム極を用いた電池を（Ｃ）とする。

これら電池の通常の充放電たとえば、０．２Ｇ充電−０
，２Ｇ放電では、いずれも２．３２　Ａｈを示し、差は
認められなかった。そこで各電池の急速充電特性を調べ
た。周囲温度０°Ｃとし、各充電率で充電した際の電池
の内圧を測定した。なお、充電は、放電容量の１．１倍
まで各充電率で行ない、その後は、０．２Ｃに減少させ
て全体で放電容量の１．４倍充電した。その時の電池内
圧を調べた。

まず、１Ｇ充電（２，３ム）時での各電池の最高内圧は
、電池（Ａ）では○−７に’ｉ／ｃａ、電池■）で１．
１ｋｇ／　ｃＪｒ、電池（Ｃ）では２−５　ｋｇ’　／
　ｃａ　　であった。つぎに１．ｓ　Ｇ　（３，４６Ａ
　）にすると電池悼）で２．１に９／ｃｒｎ、（Ｂ）で
２．ｒｔ４／ｃＡ、（Ｃ）で４．９ｋｇ／ｃａｓ最後に
２Ｇ（４，６人）では、（Ａ）がｅｓ　、　ｓ　Ａｙ　
／　ｃＡ　ｓ　（Ｂ）は６．７に？　／　ｃａ　１（Ｃ
）はｓ、ｓ＃／ｃ４であった。

つぎに放電電圧を比較した。周囲温度を２６°Ｃとし、
６Ｃでの放電を行なった。その結果、電池（Ａ）　ノ平
坦電圧は、１．１３Ｖ、電池の）は、１．ｏｓＶ、電池
（Ｃ）では１．１４　Ｖであり、電池（Ａ）はすぐれた
充電特性を発揮しながら、放電電圧の低下も少なかった
。

なお、実施例では、メッキによる層の被覆は約７０係で
あり、この場合には、下限、上限ともそれほど厳密に考
える必要がない。しかし、ガス吸収と放電電圧のバラン
スを考慮すると、メッキの被覆の割合は６〜８０％の範
囲がよい。

発明の効果 本発明によれば、導電性の層を設けた部分とカドミウム
極の面のみとを混在した電極が得られ、充電時でのガス
吸収能力を向上させ、放電時での電圧の低下を抑制でき
る効果を有する。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）カドミウム電極に、フッ素樹脂ディスパージョン
   を添加し乾燥した後、金属メッキ処理して表面に部分的
   にメッキ層を形成することを特徴とする電池用カドミウ
   ム極の製造法。
2. （２）前記メッキ層が、カドミウム電極全面積の５％以
   上８０％以下である特許請求の範囲第１項記載の電池用
   カドミウム極の製造法。