JPS63124378A - 密閉形アルカリ蓄電池 - Google Patents
密閉形アルカリ蓄電池Info
- Publication number
- JPS63124378A JPS63124378A JP61269048A JP26904886A JPS63124378A JP S63124378 A JPS63124378 A JP S63124378A JP 61269048 A JP61269048 A JP 61269048A JP 26904886 A JP26904886 A JP 26904886A JP S63124378 A JPS63124378 A JP S63124378A
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- JP
- Japan
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- negative electrode
- conductive layer
- positive electrode
- electrode
- battery
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/34—Gastight accumulators
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
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。
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
本発明は負極に、カドミウム極や金属水素化物を用いた
密閉形アルカリ蓄電池に関する。
密閉形アルカリ蓄電池に関する。
従来の技術
各種の電源のうち、蓄電池としては、鉛蓄電池とアルカ
リ蓄電池とが広く使われている。後者のアルカリ蓄電池
では、最も広く使われているのは、ニッケルーカドミウ
ム蓄電池であり、密閉形構造の発見が実用の範囲を大き
く広げた。
リ蓄電池とが広く使われている。後者のアルカリ蓄電池
では、最も広く使われているのは、ニッケルーカドミウ
ム蓄電池であり、密閉形構造の発見が実用の範囲を大き
く広げた。
このような密閉形蓄電池は、メンテナンスフリーになっ
たことから各種のポータプル機器に用いられて久しい。
たことから各種のポータプル機器に用いられて久しい。
この種電池に対する要望としては、信頼性や低廉化の他
に、高エネルギー密度化があり、最近では急速充電があ
げられてきた。
に、高エネルギー密度化があり、最近では急速充電があ
げられてきた。
まずエネルギー密度の向上には、高容量ニッケル極の開
発で対応し、さらに負極としてより高容量密度が期待で
きる金属水素化物負極の研究がある。
発で対応し、さらに負極としてより高容量密度が期待で
きる金属水素化物負極の研究がある。
一方の急速充電に関しては、密閉形アルカリ蓄電池の密
閉化の原理は、いわゆるノイマン方式が主流であるので
負極による酸素ガスの吸収速度の向上が最大の課題にな
る。
閉化の原理は、いわゆるノイマン方式が主流であるので
負極による酸素ガスの吸収速度の向上が最大の課題にな
る。
カドミウム負極や金属水素化物負極の酸素との反応を助
けるために、白金やパラジウム、銀などの酸素イオン化
触媒を加える試みがある。しかし、高価になるので広く
採用されるに至っていない。
けるために、白金やパラジウム、銀などの酸素イオン化
触媒を加える試みがある。しかし、高価になるので広く
採用されるに至っていない。
その他に負極の表面にフッソ樹脂によるＪ仝水性を持た
せる手段があり、一応の効果をあげている。さらに、負
極の表面に、銅、ニッケル、炭素などに導電性の層を形
成することも効果がある。
せる手段があり、一応の効果をあげている。さらに、負
極の表面に、銅、ニッケル、炭素などに導電性の層を形
成することも効果がある。
発明が解決しようとする問題点
負極上に多孔性の導電層を形成する明らかに急速充電性
は向上する、しかし、これらの層は多孔性であっても充
電時にはイオンの伝導を阻害するので、とくに効率放電
時での電圧の低下が若干生ずることが問題である。また
、低温の”効率放電のように負極律則になると容量の低
下がやや大きい。
は向上する、しかし、これらの層は多孔性であっても充
電時にはイオンの伝導を阻害するので、とくに効率放電
時での電圧の低下が若干生ずることが問題である。また
、低温の”効率放電のように負極律則になると容量の低
下がやや大きい。
すなわち、層を十分設けるとガスの吸収には効果が大き
いが放電性能がやや劣化し、逆に層が少ないと放電特性
の劣化はないがガスの吸収の効果も少ない。
いが放電性能がやや劣化し、逆に層が少ないと放電特性
の劣化はないがガスの吸収の効果も少ない。
したがって、層の形成をガスの吸収、放電電圧や容量の
バランスを良好に保つことが困難である。
バランスを良好に保つことが困難である。
問題点を解決するための手段
本発明は、密閉形アルカリ蓄電池が正極と負極とをセパ
レータを介してうず巻状に巻（ことに着目して、一方の
面に導電性の層を設けた負極において、この面を正極と
対面させて、うず巻状に巻いて電池を構成することを特
徴とするものである。
レータを介してうず巻状に巻（ことに着目して、一方の
面に導電性の層を設けた負極において、この面を正極と
対面させて、うず巻状に巻いて電池を構成することを特
徴とするものである。
作用
このような構成、つまり導電性の層を設けた負極面を正
極と対面させてうず巻状に巻いているので、正極から発
生する酸素ガスの吸収能力は向上し、また、と（に低温
での高放電時などでの電解脈の拡散は、導電性の層を設
けていない面から十 ′分行えるので、このような放
電条件での性能の低下がない電池を提供できる。
極と対面させてうず巻状に巻いているので、正極から発
生する酸素ガスの吸収能力は向上し、また、と（に低温
での高放電時などでの電解脈の拡散は、導電性の層を設
けていない面から十 ′分行えるので、このような放
電条件での性能の低下がない電池を提供できる。
実施例
一般に、この電池は、ノイマン方式によるガス吸収を利
用するので、正極よりも負極の容量を大にする。電極と
しては、正極よりも、負極の長さを長くしてうず巻状に
巻（。したがって、最も外側の電極は負極になり、負極
が電極である缶に接触した形をとる。このような構造に
なるので、負極のガス吸収能力にすぐれた面を正極に直
接対応させることは、反対の面を正極に対応させるより
も正極との対応面が多いことになる。つまり、負極の最
も外側の面は、正極と対応していないからである。簡単
化した図によって示すと、第１図が本発明の実施例であ
り、■が負極、■が正極、■をセパレータとし、■の黒
く塗った面を導電性を向上させた面とする。第２図は、
反対の面に導電層を配した場合であり、直接正極に接す
る導電帯形成面は第１図の方が多いことが明らかである
。
用するので、正極よりも負極の容量を大にする。電極と
しては、正極よりも、負極の長さを長くしてうず巻状に
巻（。したがって、最も外側の電極は負極になり、負極
が電極である缶に接触した形をとる。このような構造に
なるので、負極のガス吸収能力にすぐれた面を正極に直
接対応させることは、反対の面を正極に対応させるより
も正極との対応面が多いことになる。つまり、負極の最
も外側の面は、正極と対応していないからである。簡単
化した図によって示すと、第１図が本発明の実施例であ
り、■が負極、■が正極、■をセパレータとし、■の黒
く塗った面を導電性を向上させた面とする。第２図は、
反対の面に導電層を配した場合であり、直接正極に接す
る導電帯形成面は第１図の方が多いことが明らかである
。
なお、導電帯層の形成法としては、金属の場合は、メッ
キ、蒸着、スパッタリングなどがあるが、メッキが最も
容易である。また、炭素の場合は、接着剤とともに塗布
すればよい。
キ、蒸着、スパッタリングなどがあるが、メッキが最も
容易である。また、炭素の場合は、接着剤とともに塗布
すればよい。
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１は、カドミウム極に
直接液すると自己放電が増すので、銅メツキ上にほどこ
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
の電解メッキを行うのがよい。
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１は、カドミウム極に
直接液すると自己放電が増すので、銅メツキ上にほどこ
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
の電解メッキを行うのがよい。
以下酸化カドミウムを主とした材料として用いるペース
ト式カドミウム極に銅の無電解メッキによる層を設けた
場合を例として詳述する。
ト式カドミウム極に銅の無電解メッキによる層を設けた
場合を例として詳述する。
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）のエチレングリコール溶液、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膿、孔径１．８ｍｍ、開孔度５０％の
鉄製でニッケルメッキを施したパンチングメルク板に塗
着する。スリットを通して平滑化し、厚さ０．６ｍｍに
調整する。その後、１２０℃で２時間乾燥してペースト
式カドミウム極を得る。
重量）のエチレングリコール溶液、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膿、孔径１．８ｍｍ、開孔度５０％の
鉄製でニッケルメッキを施したパンチングメルク板に塗
着する。スリットを通して平滑化し、厚さ０．６ｍｍに
調整する。その後、１２０℃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、この極を１４０ｍＡ／ｃｎ？の電流密度、時間
１０分、電解浴、比重１．１５の苛性カリ水溶液、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、充電効率化が低いので
、実際には約２０％が充電されたとみてよい。
１０分、電解浴、比重１．１５の苛性カリ水溶液、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、充電効率化が低いので
、実際には約２０％が充電されたとみてよい。
ついでこのようにして得られたカドミウム極の一方の面
に銅の無電解メッキを行った。
に銅の無電解メッキを行った。
まず、市販のアクチベータ液５倍に希釈した水溶液を、
電極の一方面に塗布する。６０℃で１５分間乾燥し、つ
いで市販の無電解鋼メッキ浴中に浸せきする。この場合
、メッキ浴は３倍に希釈し、４５℃、２０分間浸せきし
た。これにより、カドミウム電極の一方に多孔性の銅メ
ッキが施され、他の面には、メッキはほとんど行われな
かった。メッキによる重量増加は、電極全体に対して約
１％であった。
電極の一方面に塗布する。６０℃で１５分間乾燥し、つ
いで市販の無電解鋼メッキ浴中に浸せきする。この場合
、メッキ浴は３倍に希釈し、４５℃、２０分間浸せきし
た。これにより、カドミウム電極の一方に多孔性の銅メ
ッキが施され、他の面には、メッキはほとんど行われな
かった。メッキによる重量増加は、電極全体に対して約
１％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ケ所にスポット溶接により取り付け
た。相手径としては、公知の焼結式ニッケル極をえらび
、同じ（幅３゜９ ａｍ 、長さ２２ｃｍとして用いた
。この場合もリード板を２ケ所取り付けた。この組立て
に際して、導電性の層を設けた負極面をこのニッケル極
に対応させ、セパレータを介してうず巻状に巻いて電槽
に挿入した。なお、セパレータとして、ボリアミド不織
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２０ｇ／ｅ溶解して用いた。公称容量
は２．３４Ａｈである。この電池を（Ａ）とする。
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ケ所にスポット溶接により取り付け
た。相手径としては、公知の焼結式ニッケル極をえらび
、同じ（幅３゜９ ａｍ 、長さ２２ｃｍとして用いた
。この場合もリード板を２ケ所取り付けた。この組立て
に際して、導電性の層を設けた負極面をこのニッケル極
に対応させ、セパレータを介してうず巻状に巻いて電槽
に挿入した。なお、セパレータとして、ボリアミド不織
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２０ｇ／ｅ溶解して用いた。公称容量
は２．３４Ａｈである。この電池を（Ａ）とする。
つぎに比較のためにカドミウム極全面に電池（Ａ）と同
じ量の銅メッキを施した電池を（Ｂ）、電池（Ａ）とは
逆に、導電性の層を正極と反対側に配した電池を（Ｃ）
として加えた。
じ量の銅メッキを施した電池を（Ｂ）、電池（Ａ）とは
逆に、導電性の層を正極と反対側に配した電池を（Ｃ）
として加えた。
これら電池の通常の充放電での放電特性はほぼ同じであ
った。たとえば０．２Ｃ充電−０，２Ｃ放電では、いず
れも２．３４Ａｈを示し、放電電圧の差もほとんどなか
った。
った。たとえば０．２Ｃ充電−０，２Ｃ放電では、いず
れも２．３４Ａｈを示し、放電電圧の差もほとんどなか
った。
そこでつぎに各電池の急速充電特性を調べた。
周囲温度０℃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。
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。
まず、ＩＣ充電（２，３Ａ）時での各電池の最高内圧は
、電池（Ａ）テは０．４−Ｋｇ／ｆｆｌ、電池（Ｂ）テ
０゜３Ｋｇ１０ｎ？、電池（Ｃ）では、ｌ、ＱＫｇ／ｃ
ｎ？であった。つぎに１．５ Ｃ（３，４５Ａ）にする
と電池（Ａ）で１．８Ｋ ｇ ／ ｏｎ？、（Ｂ）で１
．６Ｋｇ／ｃｎ？、（Ｃ）で２．７Ｋｇ／ｃｎｆ、最後
に２Ｃ（４，６Ａ）では、（Ａ）が５．０Ｋｇ／ｃｎ？
（Ｂ）は、４、７Ｋｇ／ｃｕｔ（Ｃ）は、６．９Ｋｇ／
ｃ−であった。
、電池（Ａ）テは０．４−Ｋｇ／ｆｆｌ、電池（Ｂ）テ
０゜３Ｋｇ１０ｎ？、電池（Ｃ）では、ｌ、ＱＫｇ／ｃ
ｎ？であった。つぎに１．５ Ｃ（３，４５Ａ）にする
と電池（Ａ）で１．８Ｋ ｇ ／ ｏｎ？、（Ｂ）で１
．６Ｋｇ／ｃｎ？、（Ｃ）で２．７Ｋｇ／ｃｎｆ、最後
に２Ｃ（４，６Ａ）では、（Ａ）が５．０Ｋｇ／ｃｎ？
（Ｂ）は、４、７Ｋｇ／ｃｕｔ（Ｃ）は、６．９Ｋｇ／
ｃ−であった。
つまり、電池（Ａ）と（Ｂ）に比べて電池（Ｂ）ではガ
スの吸収の点で劣ったのは、ガス吸収に有筋な、導電性
の層をもつ負極の面が、正極に対して（Ａ＞よりも離れ
ていることが原因であったと思われる。
スの吸収の点で劣ったのは、ガス吸収に有筋な、導電性
の層をもつ負極の面が、正極に対して（Ａ＞よりも離れ
ていることが原因であったと思われる。
つぎに、放電電圧とくに大電流放電での電圧を比較した
。周囲温度１０℃で５０の放電を行った。その結果電池
（Ａ）の平坦電圧は、１．１１Ｖであり、メッキを両面
に施した電池（Ｂ）では、ガス吸収には効果が大きいが
、放電電圧は低下した。
。周囲温度１０℃で５０の放電を行った。その結果電池
（Ａ）の平坦電圧は、１．１１Ｖであり、メッキを両面
に施した電池（Ｂ）では、ガス吸収には効果が大きいが
、放電電圧は低下した。
なお、上記実施例は、カドミウム極について述べたが、
同じ密閉形アルカリ蓄電池用の負極として注目されてい
る金属水素化物電極および、カドミウムと金属水素化物
の混合電極についても全（同じ様に急速充電を可能にし
、放電時の電圧低下を制御できる。
同じ密閉形アルカリ蓄電池用の負極として注目されてい
る金属水素化物電極および、カドミウムと金属水素化物
の混合電極についても全（同じ様に急速充電を可能にし
、放電時の電圧低下を制御できる。
発明の効果
カドミウム極などの一方の面に導電性の層を設け、この
層をもつ面を正極と対応させて、うず巻状に巻いた密閉
形アルカリ蓄電池は、急速充電時での電池内圧の上昇を
抑えるとともに、放電電圧の低下も制御できる効果を有
する。
層をもつ面を正極と対応させて、うず巻状に巻いた密閉
形アルカリ蓄電池は、急速充電時での電池内圧の上昇を
抑えるとともに、放電電圧の低下も制御できる効果を有
する。
第１図および第２図は本発明の異なる実施例の密閉形ア
ルカリ蓄電池の要部構成図である。 １・・・・負極、２・・・・正極、３・・・・セパレー
タ。
ルカリ蓄電池の要部構成図である。 １・・・・負極、２・・・・正極、３・・・・セパレー
タ。
Claims (3)
- （１）一方の面に導電性の層を被覆した負極と、セパレ
ータと、正極を具備し、前記導電性の層を形成した面を
前記セパレータを介して正極と対向させ、うず巻状に構
成したことを特徴とする密閉形アルカリ蓄電池。 - （２）導電性の層が、銅、ニッケル、炭素から成ること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の密閉形アルカ
リ蓄電池。 - （３）負極の活物質が、カドミウムもしくは金属水素化
物またはそれらの活物質のいずれかである特許請求の範
囲第１項記載の密閉形アルカリ蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61269048A JPS63124378A (ja) | 1986-11-12 | 1986-11-12 | 密閉形アルカリ蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61269048A JPS63124378A (ja) | 1986-11-12 | 1986-11-12 | 密閉形アルカリ蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63124378A true JPS63124378A (ja) | 1988-05-27 |
Family
ID=17466948
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61269048A Pending JPS63124378A (ja) | 1986-11-12 | 1986-11-12 | 密閉形アルカリ蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63124378A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100528896B1 (ko) * | 1999-01-22 | 2005-11-16 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차전지의 전극롤 |
| US10547046B2 (en) | 2011-11-30 | 2020-01-28 | Lawrence Livermore National Security, Llc | High energy/power density nickel oxide/hydroxide materials and nickel cobalt oxide/hydroxide materials and production thereof |
-
1986
- 1986-11-12 JP JP61269048A patent/JPS63124378A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100528896B1 (ko) * | 1999-01-22 | 2005-11-16 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차전지의 전극롤 |
| US10547046B2 (en) | 2011-11-30 | 2020-01-28 | Lawrence Livermore National Security, Llc | High energy/power density nickel oxide/hydroxide materials and nickel cobalt oxide/hydroxide materials and production thereof |
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