JPS63114061A - アルカリ蓄電池用焼結式ニツケル極の製法 - Google Patents

アルカリ蓄電池用焼結式ニツケル極の製法

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JPS63114061A
JPS63114061A JP61258941A JP25894186A JPS63114061A JP S63114061 A JPS63114061 A JP S63114061A JP 61258941 A JP61258941 A JP 61258941A JP 25894186 A JP25894186 A JP 25894186A JP S63114061 A JPS63114061 A JP S63114061A
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和宏 太田
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Sanyo Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/24Electrodes for alkaline accumulators
    • H01M4/32Nickel oxide or hydroxide electrodes
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    • H01M4/28Precipitating active material on the carrier
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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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 本発明はニッケルーカドミウム電池、ニッケルー亜鉛電
池などの陽極として用いられるアルカリ蓄電池用焼結式
ニッケル極の製法に関するものである。
10)従来の技術 従来アルカリ蓄電池に用いられるニッケル極はカーボニ
ルニッケル粉末と高分子糊料とよりなるスラリーを芯体
にコーティングし、これを還元性雰囲気下で焼結して得
た多孔性ニッケル基板を硝酸ニッケルを主成分とした含
浸液に浸漬し、次いでアルカリ処理を行い、基板の孔中
に水酸化ニッケル活物質を充填するという一連の工程を
数回繰り返すという方法によって製造されており、この
ニッケル極を用いたアルカリ蓄電池の電池特性を向上さ
せるために種々の研究がなされている。
この電池特性の向上、特に電池の容量アップを行なうた
めには単位体積あたりのエネルギー密度の大きなニッケ
ル極を開発する必要があり、そのための基本的方法とし
て活物質の利用率を向上させ高いエネルギー密度を得る
ことが種々提案されており、たとえば特公昭60−12
742号公報に記載されているように硝酸塩溶液から水
酸化物としてニッケルとコバルトとを同時に析出させた
ものを用いる方法や、特公昭57−5018号公報に記
載されたように活物質の含浸中和工程においてコバルト
含有量がニッケル含有量よシも多い含浸液を用いてコバ
ルト単独層を設ける方法が提案されている。しかしなが
ら、上記方法ではコバルトの添加効果がまだまだ不十分
であシサイクル進行と共に極板強度が低下し、サイクル
性能の低下を招くので、本出願人は先の特願昭61−1
84705号に、多孔性ニッケル基板とニッケル活物質
層との間にコバルト化合物あるいは金属コバルトが単独
で存在する層を設けると共に、前記ニッケル活物質層と
電解液層との間にコバルト化合物あるいは金属コバルト
が単独で存在する層を設けることにより前記ニッケル活
物質層をコバルト化合物あるいは金属コバルトで被覆し
たアルカリ蓄電池用焼結式ニッケル極を提案している。
こnによればニッケル極の利用率を向上させることが可
能である。
k→ 発明が解決しようとする問題点 しかしながら提案した前記ニッケル極においても問題点
がないというわけではない。このニッケル極を用いてア
ルカリ蓄電池を作製し、充放電試験を行うと、充放電初
期における電極の活性度が低く、充放電効率が悪く、サ
イクル初期において高い電池容置が得られないという問
題点がある。
そこで本発明は前記ニッケル極の、特にサイクル初期に
おける利用率を向上させることによって電極容置ヲ大き
くするものであり、長期サイクルに区って高容量を維持
できるアルカリ蓄電池用焼結式ニッケル極の製法を提供
するものである。
に)問題点を解決するための手段 本発明は、多孔性ニッケル基板とニッケル活物質層との
間にコバルト化合物あるいは金属コバルトが単独で存在
する層を設けると共に、前記ニッケル活物質層と電解液
層との間にコバルト化合物あるいは金属コバルトが単独
で存在する層を設けることにより前記ニッケル活物質層
全コバルト化合物あるいは金属コバルトで被覆した電極
を、アルカリ溶液中において少くとも2回充放電処理す
ることを特徴とするアルカリ蓄電池用焼結式ニッケル極
の製法にある。尚、コバルト化合物もしくは金属コバル
トが単独で存在する層を形成する方法として、化学含浸
法によるもの、熱分解法によるもの、電着によるものな
どいすnの方法であっても良い。またコバルト化合物は
水酸化物もしくは酸化物が好ましい。また充放電を行う
時において、放電は過放電とならないように制御するの
が良い。
(ホ)作 用 焼結式多孔性ニッケル基板と水酸化ニッケルを主成分と
する陽極活物質層との間にコバルト化合物あるいは金属
コバルトが単独で存在する層を設けることで、充電時に
おける酸素過電圧が下がり充電反応が進行しやすくなる
。更に前記コバルト層と、陽極活物質層と電解液層との
間にコバルト化合物あふいは金属コバルトが単独で存在
する層を設はニッケル活物質層を被覆することによって
、これら2ケ所のコバルト層の相乗効果に基づき、不活
性であるγ−NiOOHの抑制効果がより一層向上し、
γ−NiOOHの生成がほとんどなくなり、活性である
β−NiOOHだけが生成する。そしてこのようなニッ
ケル極をアルカリ溶液中で化成全行うと、 Ni0OH+H20+e−ζNi(OH)2+OH−と
いう反応が進行し、電子の授受が活発化して活物質の活
性度が向上し、利用率が向上する。次にこの活性度の高
い状態に保たれたニッケル極を電池内に組み込むことで
高容量である電池が提供できる。またこのニッケル極を
用いて、アルカリ溶液中にて充放電処理を2回以上行な
うと、活性度が大幅に向上し、電気化学的反応に対して
極めて効果が発揮さnる。
更に本発明の多孔性のニッケル基板の表面がコバルト化
合物あるいは金属コバルトが単独で存在する層で覆われ
ているので、ニッケル活物質含浸時のニッケルアタック
による腐食が防止でき基板強度が向上し、サイクル特性
が良好となる。
(へ)実施例 実施例1 本発明の実施例を第1図を用い以下に詳述する。多孔度
80%の焼結式多孔性ニッケル基板3を比重t38の硝
酸コバルト水溶液に浸漬後、空気中80°Cで乾燥後、
空気中210°Cで熱処理することによって基板の表面
及び孔内表面に第1のコバルト酸化物層1を形成させる
。ついでこの基板に硝酸ニッケル水溶液を含浸させアル
カリ処理してニッケル活物質を充填するという工程を6
回繰り返して所定量の活物質層2を形成した後、比重1
.38の硝酸コバルト水溶液に再浸漬し、空気中80℃
で乾燥後80°Cの水酸化ナトリウム水溶液でアルカリ
処理し、ニッケル活物質を覆う第2の水酸化コバルト層
5を形成させたものを、ニッケル板を対極とし、比重1
,23の水酸化カリウム溶液中で120mAで16時間
充電した後、放電電流1200mAで終止電圧を一〇、
8■とする充放電サイクルを2回繰り返し本発明電極a
を得、公知のカドミウム極と組み合わせて公称容量1.
2AHのニッケルーカドミウム蓄電池を作成し、本発明
電池Aとした。
比較例1 実施例1において示した充放電サイクルを1回とした他
は、実施例1に準じた比較電極すを得、実施例1と同様
にして組み立て比較電池Bを得た。
比較例2 実施例で用いたのと同じ基板を比重1.38の硝酸コバ
ルト水溶液に浸漬し、空気中210°Cで熱処理するこ
とによってコバルト酸化物層を形成させたものに実施例
と同様に所定量のニッケル活物質を充填させた後、前記
硝酸コバルト水溶液に再浸漬し、空気中80°Cで乾燥
後、80℃の水酸化ナトリウム水溶液でアルカリ処理し
、水酸化コバルト層を形成させたニッケル極を比較電極
Cとし、実施例1と同様にして組み立て比較電池Oを得
た。
比較例5 実施例1で用いたのと同じ基板を比重138の硝酸コバ
ルト水溶液に浸漬後、空気中80°Cで乾燥後、空気中
210℃で熱処理することによってコバルト酸化物層を
形成させたものに実施例1と同様にニッケル活物質を充
填したのみのニッケル極を比較電極dとし、実施例1と
同様にして組み立て比較電池りを得た。
比較例4 実施例1で用いた同じ基板に直接、実施例1と同様にニ
ッケル活物質を充填し、ついで比重t38の硝酸コバル
ト水溶液に浸漬し、空気中80°Cで乾燥後、80°C
の水酸化ナトリウム水溶液でアルカリ処理し、水酸化コ
バルト層を形成させたニッケル極を比較電極eとし、実
施例1と同様にして組み立て比較電池Eを得た。
比較例5 実施例1で用いた同じ基板に直接、実施例1と同様にニ
ッケル活物質を充填し、コバルト層を一切形成しないニ
ッケル極を比較電極fとし、実施例1と同様にして組み
立て比較電池Fを得た。
第2図はニッケル極6.b、0% dles /のサイ
クル数進行に伴う活物質利用率の変化を比較した図であ
シ、サイクル条件は対極をニッケル板として電解液比重
1.25のKOH溶液を用い充電電流120tFJAで
16時間充電した後、放電電流120(lffAで終止
電圧を−tOvとしたものである。これより本発明電極
改はサイクル初期から活物質の利用率が高く、極板の活
性度が高いものであることがわかる。一方、充放電処理
を全く行っていない比較電極Cはサイクル初期の利用率
が低く、さらにサイクル数が進行しても、本発明電極a
はど高利用率とはならない。この原因は明らかではない
が、比較電極0中の不純物の残存が影響し利用率を低下
させるのではないかと考えられる。更に、本発明電極a
と比較電極すとを比較するに、充放電サイクルを2回行
った本発明電極aは初期利用率が安定し利用率が高いと
いう点において、その効果が顕著であることが理解され
る。
第3図は、電池A、B、01DSE、Fの放電特性比較
図であシ、充電電流1205tfAで16時間充電した
後、放電電流1200mAで終止電圧を1、Ovとする
充放電サイクルを10回行った時のものである。これよ
り本発明電池Aは高容喰であり、しかも放電特性の平担
性に優れるものであることが理解される。
尚、実施例において基板表面に形成するコバルト層を酸
化物の形態として構成しているが、水酸化コバルト層で
も本発明の要旨とする効果において劣るものではない。
ただし、活物質含浸時のニッケルアタックを防止する効
果においては酸化物層の方が水酸化物層よりも強力であ
って、優れるものである。
(ト)発明の効果 本発明によればγ−N100Hの生成をきわめて効果的
に抑制でき、更に高利用率であって特に初期の利用率の
安定したニッケル極が提供できその工業的価値はきわめ
て大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に用いたニッケル極の要部拡大断面図、
第2図はニッケル電極のサイクル数と利用率の関係を示
す図、第3図は電池の放電特性比較図である。 1.5・・・コバルト層、 2・・・ニッケル活物質層
、3・・・焼結式多孔性ニッケル基板、 4・・・電解
液層A・・・本発明電池、B、O,D、E、F・・・比
較電池・

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)多孔性ニッケル基板とニッケル活物質層との間に
    コバルト化合物あるいは金属コバルトが単独で存在する
    層を設けると共に、前記ニッケル活物質層と電解液層と
    の間にコバルト化合物あるいは金属コバルトが単独で存
    在する層を設けることにより前記ニッケル活物質層をコ
    バルト化合物あるいは金属コバルトで被覆した電極を、
    アルカリ溶液中において少なくとも2回充放電処理する
    ことを特徴とするアルカリ蓄電池用焼結式ニッケル極の
    製法。
JP61258941A 1986-10-30 1986-10-30 アルカリ蓄電池用焼結式ニツケル極の製法 Granted JPS63114061A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02265165A (ja) * 1989-04-04 1990-10-29 Yuasa Battery Co Ltd アルカリ蓄電池用ニッケル電極
FR2687507A1 (fr) * 1992-02-18 1993-08-20 Hughes Aircraft Co Electrode de nickel portant une couche d'oxyde de cobalt de passivation, procede pour sa production et son utilisation dans une cellule d'accumulation electrique.
EP1901373A1 (en) * 1998-11-30 2008-03-19 Sanyo Electric Co., Ltd. Nickel electrodes for alkaline secondary battery and alkaline secondary batteries

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02265165A (ja) * 1989-04-04 1990-10-29 Yuasa Battery Co Ltd アルカリ蓄電池用ニッケル電極
FR2687507A1 (fr) * 1992-02-18 1993-08-20 Hughes Aircraft Co Electrode de nickel portant une couche d'oxyde de cobalt de passivation, procede pour sa production et son utilisation dans une cellule d'accumulation electrique.
EP1901373A1 (en) * 1998-11-30 2008-03-19 Sanyo Electric Co., Ltd. Nickel electrodes for alkaline secondary battery and alkaline secondary batteries

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