JPS63164162A - アルカリ蓄電池用カドミウム負極 - Google Patents

アルカリ蓄電池用カドミウム負極

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JPS63164162A
JPS63164162A JP61311366A JP31136686A JPS63164162A JP S63164162 A JPS63164162 A JP S63164162A JP 61311366 A JP61311366 A JP 61311366A JP 31136686 A JP31136686 A JP 31136686A JP S63164162 A JPS63164162 A JP S63164162A
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JP
Japan
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cadmium
negative electrode
oxygen gas
active substance
electrode plate
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Pending
Application number
JP61311366A
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English (en)
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Shoichi Ikeyama
正一 池山
Kazutaka Iwasaki
和隆 岩崎
Isao Matsumoto
功 松本
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • 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
    • H01M4/246Cadmium electrodes
    • 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
    • H01M4/62Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/52Removing gases inside the secondary cell, e.g. by absorption
    • H01M10/526Removing gases inside the secondary cell, e.g. by absorption by gas recombination on the electrode surface or by structuring the electrode surface to improve gas recombination
    • YGENERAL 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
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
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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】 産業上の利用分野 本発明はアルカリ蓄電池用カドミウム負極、とくにカド
ミウム活物質を支持体に塗着するか、または支持体内に
充填してなる非焼結式カドミウム負極に関するものであ
る。
従来の技術 従来、この種のカドミウム負極として広く用いられてい
る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活物質とし、これに導電材
、結着剤、溶媒等を加え混練したペーストを導電性芯材
に塗着、乾燥してなるものである。この極板は製造工程
が、多孔性焼結基板にカドミウム活物質の塩を含浸させ
て充填する焼結式極板に較べて極めて簡単であり、製造
コストを低減できるとともに、極板は芯材を除くほとん
どをカドミウム活物質で構成し得ることから高エネルギ
ー密度が得られるなどの長所を有している。しかしなが
ら過充電時に正極より発生する酸素ガスの吸収能力が悪
く、密閉形電池に使用すると電池内圧が上昇し易いとい
う問題点があった。
カドミウム負極における酸素ガス吸収は(1)式で示さ
れるように金属カドミウムによる、気、液。
固の3相界面における反応である。
C(1+↓・ゼ02+H20→C(1(OH)2  ・
・・・・・(1)、この反応を活発にすることが、過充
電時における電池内圧の上昇を防止することとなる。そ
こで、負極板の多孔度を大きくし、3相界面を多く形成
する方法、または金属カドミウムが他極表面に存在する
ことが望ましいという観点から、カドミウム活物質に添
加する導電材を増量したり、あるいは特開昭60−63
876、特開昭60−81765にみられるようにカド
ミウム活物層の表面に炭素粉末からなる導電層を設け、
充電反応において極板表面近傍に金属カドミウムを生成
し易くする方法が提案されている。
発明が解決しようとする問題点 しかしこのような従来の構成では、初期の充放電におい
ては酸素ガスの吸収能を相当向上できるが、充放電を繰
り返しているうちにこの効果が低下し、十分とはいえな
い。また、極板多孔度の増加あるいは極板に充放電反応
に直接関与しない導電材の増量や導電層の形成は、ペー
スト式カドミウム負極の特徴である高エネルギー密度が
十分に発揮できないこととなる。
本発明はこのような問題点を解決するもので、極板のエ
ネルギー密度を低下させることなく、良好な酸素ガス吸
収能を長期に亘って維持できるカドミウム負極を提供す
ることを目的とするものである。
問題点を解決するだめの手段 この問題点を解決するだめ、本発明のカドミウム負極は
、酸化カドミウムもしくは水酸化カドミウムを主とする
活物質層を導電性芯材に支持させてなる非焼結式カドミ
ウム負極において、活物質層にアンチモン酸化物の粉末
を含有するものであり、好ましくは全活物質量に対して
0.5〜10重量%を含むものである。
作用 この構成によるカドミウム負極は活物質層に含有するア
ンチモン酸化物が充放電の繰り返しによって生じるカド
ミウム活物質粒子の凝集による酸素ガスとの反応面積の
減少を防ぐとともに、酸素ガス吸収反応における触媒の
役目をするため、長期に亘って充放電を繰り返しても過
充電時に正極より発生する酸素ガスの吸収能が低下しな
いこととなる。
実施例 酸化カドミウム粉末91.7重量部と、3酸化2アンチ
モン(Sb203)粉末3重量部、カーボニルニッケル
粉末6重量部および樹脂繊維0.3重量部の混合物を、
ポリビニルアルコールのエチレングリコール溶液でペー
スト状に混練する。このペーストをニッケルメッキした
開孔鉄板に塗着し、約130°Cで1時間乾燥後、ロー
ラ間で加圧した。
ついで化成処理を施し、酸化カドミウムの理論容量の約
10%を充電し、水洗、乾燥を行ない厚さ約0.6Hの
極板を作製した。この極板を極板人とする。
比較例1 前記ペースト組成から3酸化2アンチモン粉末を除いた
酸化カドミウム粉末94.7重量部、カーボニルニッケ
ル粉末5重量部、およ゛び樹脂繊維0.3重量部からな
る混合物を、前記本発明の実施例と同じ工程により厚さ
約Q、5ffllFの極板を作製した。この原板を極板
Bとする。
比較例2 比較例1の極板を日本黒鉛工業(床)製導電性塗料バニ
ーノ・イ)BP−333に浸漬した後乾燥して、極板表
面全体に炭素粉末層を持つ極板を前記比較例1と同様の
工程により厚さ約0.661の極板を作製した。この極
板を極板Cとする。
比較例3 活物質層中の導電材を増量し、酸化カドミウム粉末84
.7重量部、カーボニルニッケル粉末15重量部、およ
び樹脂繊維0.3重量部の組成からなる混合物を前記比
較例1と同様の工程により厚さ約Q、6flの極板を作
製した。この極板を極板りとする。
このようにして得た極板A、B、C,Dを39x s 
o mytrの大きさに切断し、汎用のニッケル正極と
組み合せて公称容量600 mAhの単3形の密閉形ニ
ッケル・カドミウム蓄電他人、B、C,Dを試作し、過
充電時の酸素ガス吸収能を評価する電池内圧試験を行な
った。この結果を第1表に示す。
第1表 また、極板人、C,Dを39X80ffの大ささに切断
し、か性カリ水溶液中で120mムで15時間充電、1
20mAで酸化水銀電極に対して一760mvまでの放
電という充放電サイクルを6サイクル行ない、6サイク
ル目の容量密度を比較する試験を行なった。この結果を
第2表に示す。
電池内圧試験は、まず初期における過充電特性を20°
Cで、10mムの電流で3時間充電したときの電池内の
平衡圧で評価し、ついで酸素ガス吸収能のサイクル特性
を20 ’Cで10nムの電流で1.5時間充電、同じ
電流値で1.□vまでの放電を繰返したときの、電池内
圧の最大値で評価した。その結果、初期における過充電
特性は第1表に示すように、電池Bが若干高い値を示し
たのを除き、他のいずれの電池も同等の値を示し、酸素
ガス吸収能に差異が認められなかった。
第1図は充放電サイクルと電池内圧の最大値との関係を
示す。同図からも明らかなように本発明のカドミウム負
極を用いた電池ムは、従来の方法tζよる極板を用いた
B、C,Dに比べて、長期に亘る充放電サイクルを繰り
返しても安定した酸素ガス吸収能を維持することが認め
られた。これは、従来の極板の場合、充放電を繰返すと
活物質のカドミウム粒子の凝集により極板の比表面積が
減少したのに対し、本発明の極板は活物質層に3酸化2
7 ン5−モン(5bzOs)の粉末を含有することに
より、上記現象を防止できたことによるものと推察する
ことができる。
つぎに、第2図は充放電サイクル約100サイクルにお
ける、本発明の負極板の3酸化2アンチモン(5b20
s )粉末の含有量と電池内圧の最大値の関係を示す。
同図に示すように3酸化2アンチモンを0.5重量%以
上を加えると酸素ガス吸収能の持続性が著しく向上し、
増加するにつれてさらに向上の傾向にある。しかし、含
有量が10重量%をこえることは、極板の容量密度の低
下となるので避けるべきである。したがって、3酸化2
アンチモンの含有量は全活物質量に対して0.5〜10
重量係の範囲が適切である。
又、第2表からも明らかなように、本発明のカドミウム
負極は、充放電に直接関与しない添加剤の量を3重量部
と少量に抑え活物質利用率も添加により低下が認められ
ないことから高容量密度にできることが判明した。
なお、前記実施例ではアンチモン酸化物として3酸化2
アンチモ/(Sb203)を用いたが、他に4酸化2ア
ンチモン(sb2o4) 、 s酸化2ア/チモン(5
b20s )等の粉末でも同様の効果が得られる。
発明の効果 以上のように本発明によれば、非焼結式カドミウム負極
板に、アンチモンの酸化物を粉末で含有させることによ
り、負極板の容量密度を低下させることなく良好な酸素
ガス吸収能が長期に亘って維持できるという効果が得ら
れる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例における充放電サイクルと電池
内圧との関係を示す図、第2図は本発明の極板の充放電
約1oOサイクルにおける3酸化2アンチモン(5bz
Os )の含有量と電池内圧の関係を示す図である。 ム・・・・・・本発明品、B、C,D・・・・・・従来
品。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)酸化カドミウムもしくは水酸化カドミウムを主と
    する活物質層を導電性芯材に支持させてなる非焼結式カ
    ドミウム負極において、前記活物質層が、アンチモン酸
    化物の粉末を含有することを特徴とするアルカリ蓄電池
    用カドミウム負極。
  2. (2)アンチモンの酸化物が全活物質量に対して、0.
    5〜10重量%である特許請求の範囲第1項記載のアル
    カリ蓄電池用カドミウム負極。
JP61311366A 1986-12-25 1986-12-25 アルカリ蓄電池用カドミウム負極 Pending JPS63164162A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH027365A (ja) * 1988-06-24 1990-01-11 Japan Storage Battery Co Ltd カドミウム負極板およびその負極板を用いたアルカリ二次電池
CN1107987C (zh) * 1999-09-24 2003-05-07 国营长虹机器厂 用于电池直封的拉干镉电极

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH027365A (ja) * 1988-06-24 1990-01-11 Japan Storage Battery Co Ltd カドミウム負極板およびその負極板を用いたアルカリ二次電池
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