JPS63105465A - 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、とくに密閉形アルカリ蓄電池用のカドミ
ウム電極の製造法に関する。

従来の技術 各種の電源として使句れている蓄電池には、よく知られ
ているように鉛蓄電池とアルカリ蓄電池がある。アルカ
リ蓄電池の代表は、ニッケルーカドミウム蓄電池であり
、そのうちでも密閉形の占める割合が飛躍的に向上して
いる。

ところが、エネルギー密度の向上や急速充電特性の改良
などが要望され、ニッケル極、カドミウム極とも高容量
化の努力が払われ、急速充電特性の向上のためには、カ
ドミウム極のガス吸収特性の向上がはかられてきた。

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と反応させ、酸
素も水素も原理的に発生させないことを基本とする。

したがって急速充電全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。そのためには、カドミウム極の多孔
度を太きくしたり、フッ素樹脂により撥水性をもたせる
などの手段が採用されている。さらに、白金やパラジウ
ムなどを少量加えて酸素のイオン化を促進したり、表面
に、ニッケル、銅、炭素などから成る多孔性の導電層を
設けることも有効である。

一方、エネルギー密度、とくに”ｆｉｂ／７１の向上の
観点からは、カドミウム極の占める空間をできるだけ小
さくすることが好ましい。しかし、空間をできるだけ小
さくするためには、カドミウムの使用量を減少させるか
、電極を加圧して多孔度を小さくするかのいずれかを採
用しなければならない。

カドミウム量を減少させれば、当然、放電容量が減少す
る。また、多孔度を小さくすれば、ガスの吸収速度は低
下し、カドミウムの利用率も若干低下する。また、カド
ミウム極表面に凹凸を設けることも提案され、たとえば
細い溝を形成させることが考えられているが、ガス吸収
にそれほどの効果がないことが明らかにされている。

発明が解決しようとする問題点 まず、急速充電を可能にするために、カドミウム極表面
に導電性の多孔層を形成する場合、この層を十分形成す
ると、多孔性であってもイオン導電性でないので、とく
に急放電で電圧の低下が若干化ずる。

エネルギー密度の向上のために、カドミウム極を加圧す
る場合、単なる加圧ではガス吸収能力が低下する。また
、利用率も低下する。

本発明は、以上のような不都合をなくし、導電性の多孔
層形底によるガス吸収の向上をさらに顕著にしたカドミ
ウム電極を提供するものである。

問題点を解決するための手段 そこで本発明では、とくに酸化カドミウムを主とするペ
ーストを導電性で多孔性の芯材に塗着。

充てんし、これを乾燥して製造するいわゆるペースト式
カドミウム極を対象とする。

カドミウム極の表面に、多孔性で導電性の層を形成し、
その後で、表面に凹凸を持つ最も好ましくは、いわゆる
エンボス加工した面を持つ部材を用いて加圧し、表面に
微細な凹凸を形成する。

作用 このようにして多孔性の導電層を、さらにその表面に微
細な凹凸を設けたカドミウム極により、（１）まず、多
孔性の導電層の多孔度がさらに増すことにより、放電時
での電圧低下の抑制が可能になり、（２）表面に微細な
凹凸を設けたので、ガス吸収がさらに向上する、（３）
表面積が増すので、単なる平面を持つ面で加圧した場合
よシもカドミウムの利用率の低下が少なくなる。

したがって、密閉形のアルカリ蓄電池用のカドミウム極
として用いると、急速充電が可能で高エネルギー！［の
電池が得られることになる。

実施例 市販の酸化カドミウム粉末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５重量％相当のポリエ
チレン微粉末、同じ＜０．７重量％相当の塩化ビニル−
アク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　ｍｍ　。

孔径ｉ、ｓｍｍ、開孔度６０％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。スリットヲ通
して塗着層を平滑化し、厚さＱ、６ｍｍにする。なお、
乾燥は１３０°Ｃで３時間行なった。

その後、密閉形の常套手段であるカドミウム極の部分充
電？、比重１．１６のか性カリ水溶液中において、対極
にニッケル板を用いて２０°Ｃ，１４０ｍＡ／−の電流
密度で９分間行なった。

このようにして得られた電極の多孔性導電層の具体例と
して銅の無電解メッキの場合について述べる。まず、公
知の方法で、市販のアクチベータ液を３倍に希釈した溶
液中に、２５°Ｃで２分間浸せきし水洗、乾燥した後に
、同じく市販の無電解メッキ浴を４倍に希釈して銅メッ
キを行なった。

浴温は４５°Ｃ１浸せきは６分間とした。表面は、銅の
光沢を示し、重量増加は電極１　ｃＡ当り３■であった
。メッキ後、水洗し、８０°Ｃで１時間乾燥した。

ついでエンボス加工面を有する加圧部材を用いて加圧し
た。−辺が０．２ｍｍ、高さが０．０８ｍｍの立方形の
凹部をＱ、５１１１ｍ間隔で有する面をもつ２枚の鉄板
にはさみ、４００ｋｇ／ｃＡの圧力で加圧した。

この加圧により、表面は平滑な面からエンボス加工に対
応した凹凸を持ち、厚さは０．５２ｍｍ（平均）になっ
た。

このようにして得られたカドミウム極を用いて密閉形ニ
ッケルーカドミウム蓄電池単２形を製作した。カドミウ
ム極は、幅３．９ｃＩｎ、長さ２６ｃｒｎに裁断した。

一方ニッケル極としては、高容量の発泡式ニッケル極を
用いた。厚さ０．６５　ｍｒｎ　、幅３．９鋸、長さ２
２ｃｒ／Ｌ、答量密！　５００　ｍ＊ｈ／ｃｃである。

また、セパレータはボリアミド不織布、電解液は、比重
１．２０のか性カリ水溶液に２０ｆｉ／７１！の水酸化
リチウムを溶解して用いた。この電池の公称容量は２．
８Ａｈである。この電池ｋ　（Ａ）とした。

つぎに比較のために、電池（Ａ）と同様に銅の無電解メ
ッキを行なった後に、平滑な面を持つ鉄板を用いて加圧
し、厚さを同じ（０，５２ｍｍにしたカドミウム極を用
いた電池を申）とした。公称容量は、（Ａ）と同じ２，
８　Ａｈである。また、（Ａ）と同じく銅の無電解メッ
キを行なった後に加圧を行なわないカドミウム極を用い
た電池を（ｑとした。なお、この場合は、電池（Ａ）　
、　（Ｂ）と同じ長さのニッケル極を挿入できなかった
ので、ニッケル極の長さを２０．５馴とした。公称容量
は２．６Ａｈである。

電池（Ａ）〜（Ｃ）について急速充電特性を調べた。０
°Ｃで１Ｇ充電を行なって各電池の最高内圧を調べた。

その結果、電池（Ａ）では０　、５　ｋｇ　／　ｃｔＡ
　、電池中）では０．７　ｋｇ　／　ｃ法、電池（Ｃ）
では０．４ｋｇ／ｃｎであった。

つぎに１．５Ｃ充電を行なったところそれぞれ０．８゜
１．３　、　ｏ、７ｋｇ／−であった。

つぎに、放電時での平坦電圧と容量を調べた。

２０°Ｃにおいて５Ｃ放電を行なったところ、平坦電圧
は電池（Ａ）カ１．１４　Ｖ　、　（Ｂ）カ１．１０　
ｖｌ　（（１カ１．１３Ｖである。また、放電容量は、
放電終止電圧を０．Ｔ　Ｖとして（人）が２．６７Ａｈ
　、　（Ｂ）が２，５９Ａｈ。

（ｑが２．４２Ａｈであった。

以上の結果から、電池（Ａ）は、急速充電特性について
は、加圧を行なっていないカドミウム極を用いた（Ｃ）
とはソ同じように良好であり、高放電での電圧や容量に
ついても最もすぐれていた。

発明の効果 本発明によシ、カドミウム極の表面に形成される多孔性
の導電層は加圧によってやや破壊されながらカドミウム
極との密着性は向上する。したがって、導電性の層によ
るガス吸収能力の低下は少なく、表面積が向上すること
と導電性の層の若干の破壊で放電電圧の低下が抑制でき
る。また、加圧により厚さを薄くできるので、高エネル
ギー密度が達成できる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電極表面に多孔性の導電層を形成した後、表面に小さい
   凹凸を有する部材を用いて加圧することを特徴とする電
   池用カドミウム極の製造法。