JPS63138651A - ペ−スト式カドミウム負極 - 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、アルカリ蓄電池用ペースト式カドミウム負極
に関する。

従来の技術 アルカリ蓄電池用ペースト式カドミウム負極は、一般に
酸化カドミウムあるいは水酸化カドミウムを主体とし、
これにカーボニルニッケル、グラファイト等の導電性粉
末、ポリビニルアルコール。

カルボキシメチルセルロース等の結着剤及び水やエチレ
ングリコール等の溶媒を加え、混練してペーストとし、
これをニッケルメッキした開孔鋼板等の導電性芯材に塗
着し、乾燥した後、アルカリ溶液中で化成することによ
って製造される。

前記の化成工程の目的は、活物質材料に用いる酸化カド
ミウム、水酸化カドミウムなどの放電状態のカドミウム
化合物の一部または全部を充電状態の金属カドミウムに
変換し、負極内に予備充電部分を付与することにある。

また、予備充電部分を付与する化成工程を省略する為に
、酸化カドミウムあるいは水酸化カドミウムとともに金
属カドミウムを用いる場合もある。

発明が解決しようとする問題点 このようにペースト式カドミウム負極は、焼結式に比べ
て製造が容易で、高い容量密度が得られる利点を有する
が、焼結式のような導電性マトリクスが存在しないため
、電池充電時に生成する金属カドミウムの成長が芯材近
傍で起こり、極板表面層まで達しにくい。このため過充
電時に正極から発生する酸素ガスとの反応が効率的に行
われず密閉形電池に使用すると、電池の内圧が高くなる
という欠点がある。

本発明は、ペースト式カドミウム負極における酸素ガス
吸収能力の向上をはかり、大電流充電（短時間充電）を
可能にするものである。

問題点を解決するための手段 本発明は酸化カドミウム、水酸化カドミウムあるいは金
属カドミウムのいずれか単独か、又はそれらの混合物か
らなる活物質層の表面に、フッ素樹脂粉末層と、このフ
ッ素樹脂粉末層の表面にこの樹脂粉末層を部分的に貫通
して活物質層と電気的に接触する耐アルカリ性で導電性
を有する物質の多孔層とを形成したものであシ、負極の
酸素ガス吸収能力の向上をはかるものである。

作　　用 カドミウム負極上での酸素ガス吸収機構においては、つ
ぎの（１）および？）式の化学的また／／ｉ電気化学的
反応が生ずる。

０２＋２Ｈ２０＋２Ｃｄ−、Ｃｄ（ＯＨ）２　　−−−
−−−（１）０２＋２Ｈ２０＋４ｅ−−＋４０Ｈ−−−
−−−−（２）化成工程あるいは電池充電時に形成され
る金属カドミウムは、通常導電性芯体の近傍に形成され
る。しかし、本発明のように極板表面に導電性の層が形
成されている場合は、極板表面の導電性層からも進行し
、極板表面に金属カドミウムの層が形成される。密閉形
電池では、過充電時に正極より発生する酸素ガスの負極
での吸収反応が重要である。この酸素吸収が悪いと、過
充電時に電池内圧が上昇するので、大電流での充電がで
きない。

言い換えると、短時間充電ができない。酸素ガスの一部
は前記（１）式により化学的に負極の金属カドミウムに
よシ吸収されるものであるから、本発明によるもののよ
うに金属カドミウムが極板表面に多く分布している方が
有利である。

また、負極での酸素ガスの吸収は、負極の金属カドミウ
ムにより行なわれるが、この際、金属カドミウムと、電
鮮液と、酸素ガスとの三相界面の存在が重要となる。三
相界面の形成度合いが太きいほど酸素ガスの吸収は効率
よく進行する。周知のごとくフッ素樹脂は、撥水性が大
きいため、本発明によるフッ素樹脂の被膜層により活物
質表面層での三相界面の形成が容易となシ、酸素ガスの
吸収効率はさらに向上する。

また、酸素ガスの吸収は、前記（２）式の電気化学反応
によっても進行する。電気化学反応による酸素ガスの吸
収は、導電体の表面の三相界面で進行する。本発明によ
る負極では、極板の表面に設け−た導電層の裏面の７ノ
素樹脂粉末層との界面に形成される三相界面において電
気化学反応による酸素ガス吸収が進行し、前記の化学反
応による酸素ガスの吸収効率はさらに向上する。

実施例 以下本発明の詳細な説明する。

平均粒径約１μｍの酸化カドミウム粉末をポリビニルア
ルコールのエチレングリコール溶液で練合してペースト
１とし、これをニッケルメッキした開孔鉄板からなる芯
材２に塗着し、次に、この種層をフ、麦樹脂を鼻鳥古訃
番病詰ｔ１１　話燥を行ないフッ素樹脂粉末層３を形成
した。次にポリビニルアルコールを結着剤として用いた
カーボンペーストを塗布してフッ素樹脂粉末表面上に導
電性の多孔層４を形成した。なお、カーボン粒子は部分
的にフッ素樹脂粉末層を貫通するだめ、活物質層との電
気的接触が得られる。

第１図は、前記本発明による負極の断面概略図である。

この極板を比重１．２０の水酸化ナトリウム水溶液中で
陰電解し、金属カドミウムを付与する化成を行い、水洗
、乾燥した。

この極板と所定の寸法に切断し、焼結式ニッケル正極と
組み合わせて１０００ｍＡｈ　相当の密閉型蓄電池を構
成し、電池特性を試験した。

試験は、負極の酸素ガス吸収性を評価するための過充電
時の電池内試襞を行った。゛電池内圧試験は、２０℃に
おいて、１〜３℃相当の電流で充電したときの電池内圧
のピークで評価した。

第２図は充電レートと電池内圧力のピークとの関係を示
す−ａばｌ−駅協添伺１の自拓参田（八与骨曲ｂは従来
の化成工程までを行った比較例の負極を用いた電池を示
す。本発明による負うは、充電時に金属カドミウムが極
板表面に分布しやすく、また、フッ素樹脂の存在による
三相界面の形成により、化学反応による酸素ガス吸収能
力が向上するとともに、極板表面の導電層での電気化学
的酸素ガス吸収能力も向上し、極めて酸素ガス吸収能力
が高い。従って電池ａは電池内圧が低く、大電流による
高率充電が可能である。

発明の効果 以上のように本発明によれば、ペースト式カドミウム負
極の特性を大幅に改良することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による負極の断面概略図、第２図は本発
明による負極を用いた二ｙケルカドミウム蓄電池と、従
来法によるものとの電池内圧と充電々流との関係を示す
図である。 １・・・・・・ペースト、２・・・・・・芯材、３・・
・・・・７ソ素樹脂粉末層、４・・・・・・カーボンペ
ースト。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名ター
・−へ・−又ト 第１図　　　　　　２〜δＸ α 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 導電性芯材に塗着した酸化カドミウム、水酸化カドミウ
   ムあるいは金属カドミウムのいずれか単独か、又はそれ
   らの混合物からなる活物質層の表面にフッ素樹脂粉末層
   と、このフッ素樹脂粉末層の表面に部分的にフッ素樹脂
   層を貫通して前記活物質層と電気的に接触する耐アルカ
   リ性で導電性を持つ多孔層とを設けたことを特徴とする
   ペースト式カドミウム負極。