JPS63105469A - アルカリ電池用ニツケル基板の製法 - 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】 （イ）産業上の利用分野 この発明はアルカリ電池用ニッケル基板の製法に関する
。

（ロ）従来の技術 アルカリ電池用多孔性ニッケル基板としては、従来一般
に焼結式ニッケル基板が用いられている。

この焼結式ニッケル基板は、カーボニルニッケル粉末、
増粘剤および水と混合してスラリーとし、これをニッケ
ルメッキした鋼板の両面に塗布した後、還元性雰囲気下
で焼結することによって一般に製造され、８０〜８５％
の多孔度の基板が得られている。次いでこの焼結基板を
硝酸ニッケル、硝酸カドミウムなどの溶液に浸漬し次い
でアルカリ液中で上記塩を水酸化物に変換し洗浄乾燥し
、この操作を繰返して所要量の活物質を充填してアルカ
リ電池用電極板が得られる。

上記の焼結ニッケル基板の有する微細孔の孔径、形状は
焼結条件によって異なるが、通常第１図〔表面の粒子形
状を示す走査型な子顕微鏡写真（Ｘ２５００））に示す
形状であり、また第２図の１（実線）で示す孔径分布を
有している。すなわちニッケル粒子は溶融して互に結合
し丸い形状になりその表面の凹凸が失われ、また平均孔
径は主として１０〜１５μｍに分布している。

最近高エネルギー密度の電極を得るための活物質がより
多く充填できる高多孔度の基板が要求され、各種の試み
によって多孔度が８５〜８８％のニッケル焼結基板が製
造可能になり、その孔径分布は第２図の２（点線）に示
すように１５〜３０μｍに分布している。しかし、この
孔径が大きくなると、焼結ニッケル基板を前記硝酸塩溶
液に浸漬した後ひきあげた時に溶液が自重により落下し
やすくなり基板内に残留する量が減少し、その結果基板
への活物質の充填量が減少するという好ましくない現数
が起こる。この対策としては、硝酸塩溶液の濃度を上げ
加熱して含浸操作を行いやすくする方法があるが、活物
質含浸時の基板の腐蝕が進行しやすくなって好ましくな
い。

さらに孔径の大きいものとして三次元ニッケル多孔体（
発泡メタル）〔住友電気工業（（７）製　セルメット（
商品名）〕が得られているが、この多孔体で電池用ニッ
ケル基板を製造するには、上記のような硝酸塩溶液含浸
法は採用できず水酸化ニッケルよりなる活物質ペースト
を充填する非焼結製法が用いられている。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 ニッケル基板の孔径が大さくなると、硝酸塩溶液の保持
能力が低下し特に初回の含浸量の伸びが悪くなるが、こ
の発明は多孔性ニッケル基板の硝酸塩溶液保持能力を向
上させて、活物質充填量を増大させることを目的とする
ものである。

に）問題点を解決するための手段と作用焼結前のニッケ
ル粉末粒子の形状は突起を有する星形状を有しているが
、焼結すると突起部が溶融して平滑な表面の粒子になる
ことは第１図から明らかである。この発明の発明者らは
、このニッケル粒子の平滑な表面の形状を変化させてニ
ッケル粒子への活物質付着能力を向上させることに２目
して鋭意研究の結果、焼結したニッケル粒子を空気中で
高温処理して酸化するとニッケル粒子の表面に凹凸が生
ずることを見出しこの発明に到達したのである。

この発明は、多孔性ニッケル基板を空気中で約５００〜
７００℃で加熱酸化して前記基板の表面に酸化ニッケル
の凹凸を形成させ、次いで還元性雰囲気下約６００〜８
００℃で還元することを特徴とするアルカリ電池用ニッ
ケル基板の製法を提供するものである。

この発明に用いられる多孔性ニッケル基板は、通常アル
カリ電池の電極用に利用されているものであればよい。

例えば、カーボニルニッケル粉末に、水、メチルセルロ
ースなどの結合剤および増孔剤などからなるスラリーを
ニッケルメッキ鋼板などの両面に塗布して乾燥し還元性
雰囲気下で焼結して作製される焼結ニッケル基板；有機
物スポンジにニッケルを無電解メッキした後、焼成して
製造される前記商品名セルメットのような三次元ニッケ
ル多孔体基板：ニッケル繊維を焼結したニッケルマット
の基板などが挙げられる。

この発明によれば、上記の多孔性ニッケル基板を空気中
で約５００〜７００℃で加熱酸化して、ニッケル粒子の
表面に多量のＮｉＯを生成させ、同時に凹凸を形成させ
ておいて、次に導電性を低下させて好ましくないＮｉＯ
を還元するために還元性雰囲気下で約６００〜８００℃
で加熱することによって、活物質の保持能力の増大した
アルカリ電池用ニッケル基板が得られる。得られた電池
用ニッケル基板は、上記の酸化の温度が５００℃より低
い場合、ニッケル基板のニッケル粒子の表面は平滑のま
＼であるが、５００℃になると凹凸が生じはじめ温度が
高いなど凹凸が大きくなる。

しかし８００℃で酸化したものは硝酸塩溶液の含浸率お
よび利用率が急激に低下する。これは酸化が著しいので
強度や導電性の低下が大きすぎるのが原因と考えられる
。したがって酸化温度としては上記の約５００〜７００
℃が好ましい。

一方還元温度は６００℃より低いと還元が不充分で８０
０℃をこえるとニッケル粒子表面の凹凸がくずれ平滑化
してくるので約６００〜８００℃の範囲が好ましい。還
元性雰囲気としてはアンモニア分解還元ガス気流中など
が挙げられる。

（ホ）実施例 この発明を下記実施例で説明するがこの発明を限定する
ものではない。

実施例 見掛密度０．５５１／ｌ−のカーボニルニッケル粉末と
３％メチルセルロース水溶液および増孔剤としての有機
中空球体を混合撹拌してスラリーを作製した。このスラ
リーをニッケルメッキ鋼板の両面に塗布し、赤外線ヒー
ターで予備乾燥してグリーンシートを作製した。アンモ
ニア分解還元ガス気流中、約９００℃で焼結をおこない
焼結ニッケル基板を作製した。このようにして得られた
基板を直ちに、５００〜８００℃の各１設定温度の空気
気流戯化炉で酸化させた。次いで前記アンモニア分！￥
還元ガス気流中、約７００℃で還元を行った。

得られたニッケル基板の、酸化温度が５００℃、６００
℃、７００℃および８００℃のものの表面の粒子形状の
走立型電子顕微鏡写真（ｘ２５００）を第３＠に示した
。これと第１図を比べてみると酸化温度が高い程ニッケ
ル粒子の表面の凹凸が大きくなっている。また第４図に
酸化処理なしのものと酸化温度が５００℃、６００℃、
７００℃および８００℃のもののＸ線回折図を示したが
、温度上昇とともにＮｉＯの生成が増大しており、この
ＮｉＯ生成によってニッケル粒子表面の凹凸が大きくな
っていることは明らかである。

上記のよう（こして得られたニッケル基板と酸化処理な
しのニッケル基板とを硝酸ニッケル水溶液に浸漬し、次
いで水酸化カリウムのアルカリ液で処理して水酸化物に
変換し水洗乾燥を行い、水酸化ニッケルの含浸危を測定
し、上記の操作を数回繰返し現定食の水酸化ニッケルを
充填した。そして最終回の水酸化ニッケルの含浸葺を測
定した。

また得られた電極の利用率は、対極をニッケル板とし、
０．２Ｃの電流で１４時間充電後、０．３３　Ｃの電流
で完全放電させるという条件で測定した。

上記の測定結果を第１表に示した。　。

第１表 上記結果からみて水酸化ニッケルの含浸旦（特に初回）
および利用率は、酸化温度５００〜７００℃において、
酸化処理なしの場合と比べて大きいことが分かる。

（へ）発明の効果 この発明によれば、アルカリ電池用多孔性ニッケル基板
の活物質の充填量および利用率が増大する。

【図面の簡単な説明】

第１図は焼結ニッケル基板表面の走査型電子類＠鏡によ
る粒子形状を表わす写真（Ｘ２５００）１、第２図は焼
結ニッケル基板の微細孔の孔径分布を示すグラフ図、第
３図はこの発明の実施例のニッケル基板表面の、酸化処
理温度により変化する、走査型電子顕微鏡による粒子形
状を表わす写真（Ｘ２５００　）、１４図は焼結ニッケ
ル基板と、この発明の実施例のニッケル基板の醇化処理
温度による変化を示すＸ線回折口である。 −：！ 第　１　図 第２図 第３図。 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、多孔性ニッケル基板を空気中で約５００〜７００℃
   で加熱酸化して前記基板の表面に酸化ニッケルの凹凸を
   形成させ、次いで還元性雰囲気下約６００〜８００℃で
   還元することを特徴とするアルカリ電池用ニッケル基板
   の製法。