JPS63170851A - アルカリ蓄電池用カドミウム極 - 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、アルカリ蓄電池のカドミウム極の改良に関す
る。

従来の技術 各種の電源として使われている蓄電池には、よく知られ
ているように鉛酸電池とアルカリ電池がある。アルカリ
電池の代表的な系はニッケルーカドミウム蓄電池である
。

このニッケルーカドミウム蓄電池に、焼結式電極の開発
により充・放電特性、寿命、低温特性などに大幅な改良
が可能になり、密閉形の採用は取扱い性を向上させた。

ところが、エネルギー密度の向上や低コスト化への努力
についてに、進められてはいるが十分ではない。たとえ
ばエネルギー密度の向上のためには、ニッケル極につい
てに発泡式電極の開発で対応しているが、十分な低コス
ト化は解決したとはいえない。一方、カドミウム極につ
いてに、焼結式の代りにペースト式を開発、実用化した
ことにより若干のコストダウンは可能にしたが、カドミ
ウムの利用率の向上は十分でないのが現状である。

このようなカドミウム極の利用率の向上や急速充電特注
を向上させるために、カドミウム活物質の表面を導電性
で多孔性の層を形成することが提案されている。これら
目的のだめの表面への多孔層の形成にぼ、炭素や金属に
よる層が最も一般的である。また、カドミウム活物質と
してに、金属カドミウム、酸化カドミウム、水酸化カド
ミウムその他のカドミウム化合物があるが、経済性や電
極への充てん件ヲ考慮すると酸化カドミウムを主とする
材料構成が最も好ましい。

発明が解決しようとする問題点 アルカリ電池用カドミウム極のとくに利用率や急速充電
の向上に対してカドミウム活物質の表面に導電性で多孔
性の層を形成することにより効来が大きいことを明らか
にし、カドミウム活物質の材料としてに、酸化カドミウ
ムが有力であり、また表面の層の形成に炭素層や金属と
してに無電解メッキにより、銅やニッケル層を形成する
ことが好ましいことを明らかにしてきた。

これらのうち、炭素層の形成に、たとえば黒鉛の微粉末
と結着剤による層を塗布により形成したのみでも、どく
に急速充電時での酸素ガス吸収能の向上に大きな効果が
あることが明らかになっている。ところが炭素の層でに
通常の充放電のくり返し、苛酷な過充放電、長期放置、
高温での使用などの苛酷な条件になると、炭素の酸化や
脱落が生じ、初期の優れた効果が失なわれてくることが
ある。

一方、ニッケルにこのような点で最もすぐれた材料であ
るが、酸化カドミウムを主とするペースト式電極の場合
に、無電解、電解のいずれのメッキに上っても良好な層
を形成しない。たとえば、無電解メッキの場合に、セン
シタイザ−→アクチペータ→無電解メブキの工程で行な
うが、銅メッキと異なり、酸化カドミウムを主とする場
合には、通常のメッキ条件でに、均一なメッキ層が得ら
れない。センシタイザ−やアクチペータを多量に用いれ
ば、一応にメッキができるが、それでは不純物の混入や
コストアンプがさけられない。電解メッキも同様で、酸
化カドミウム上に直接メッキが不可能で１、アクテペー
タ処理を行なっても困難である。

問題点を解決するための手段 そこで本発明では、まずカドミウム極をアクチベータ処
理を行ない、これを−たん還元して後にニッケルの電解
メッキを行なうものである。還元の方法とじてに、水素
中での高温処理もあるが、できるだけカドミウム極の組
成を変えないようにするために、常温、希アルカリ中で
のヒドラジンやホルムアルデヒドによる還元がよい。

このように電解メッキでにあるが、無電解メッキと同様
にアクチベータ処理を行ない、しかも、無電解メッキで
は、その後そのま＼メッキ工程に入るが、本願でぼ、−
たん還元工程を入れてから電解メッキを行なう。この方
法により、従来にない均一性にすぐれたニッケルの多孔
性メッキが可能になることがわかった。

作用 このように、まず、カドミウム極とくに酸化カドミウム
を主としてペースト法により得られたカドミウム極をま
ず市販のアクチベータ液により処理し、ついで還元工程
を加えてからニッケルの電解メッキによる層を形成する
ことにより、負極の利用率や急速充電特性への効果を長
期にわたって安定して維持できるのである。

実施例 本発明の最も効果的な酸化カドミウムｔ↓とするペース
ト式カドミウム極を例にして詳述する。

まず、市販の酸化カドミウムをポリビニルアルコールの
３チのエチレングリコール溶液、重量比で６チのポリエ
チレン微粉末、０．６％重量比での塩化ビニル−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０．１６１ＮＩＩＩ、孔径１．５１ｆｆ、開孔度
５０％の鉄のニッケルメッキバンチング板を芯材として
その両面に塗着し、スリットを通して平滑化し、厚さ０
．６朋に調整する。そのｉｌ　２０℃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、市販の無電解ニッケルメッキ用のアクチベータ
液を６倍に水で希釈し、これをカドミウム極に含浸させ
る。８０℃で２０分間乾燥後に、比重１・１０のカセイ
カリ水溶液に１５％（容積）の市販のホルマリンを含む
溶液中に２０’Ｃで５分間浸せ　する。この処理により
、パラジウム金主とする貴金属のブラックに変化するの
で、カドミウム極は薄黒色に変化する。

ついで公知のニッケルワット浴を用い、４６°Ｃ１電流
密度ｓｏｍＡ／Ｃｍ、時間３分間の条件で電解ニッケル
メッキを行なった。風乾し、ついで８ｏ′Ｃで１．５時
間乾燥した。メッキによる重量増加は約２グ／ｄであっ
た。

電池としては、単２形の密閉式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３９ｆｆｌｌ長さ２６１瓢に裁断し、
リード板を所定の２ケ所にスポット溶接により取りつけ
た。これをあらかじめ１ｏムの電流、比重１．１６のカ
セイカリ水溶液の条件で９分間部分充電し、水洗、乾燥
した。相手極として、公知の高容量形の焼結式ニッケル
極をえらび、同じく幅３９醪とし、長さは２２０ｍとし
て用いた。この場合もリード板を２ケ所取り付けた。

セパレータとしては、ポリアミド不織布、電解液として
は、比重１．１８のかせいカリ水溶液に水酸化リチウム
を２６ダ／ｌ溶解して用いた。この電池をムとする。公
称容量ｉｉ　２．４５　Ａｈ　である。

つぎに比較のために、アクテペータ処理後にいきなり電
解メッキの工程を加えて得られたカドミウム極を用いた
電池を加えてＢとし、まったく処理していないカドミウ
ム極を用いた電池ｆＯとして加えた。

まず、これら電池Ａ−Ｃに用いるカドミウム極自体の利
用率を調べたところ、充電に２５℃で０、Ｉ　Ｃ、１６
時間、放電も同じ２６℃で０．３０、カドミウム極律則
のニッケルーカドミウム試験電池の端子電圧Ｏ，Ｓ　Ｖ
までの条件とした。その結果、電池人のカドミウム極に
、他よシやや利用率の点ですぐれ、３８７　ｍＡｈ／ｙ
　　を示した。なおりに３６３　ｍＡｈ／Ｉ　、　Ｃｉ
ｄ　３５９　ｍＡｈ／ｙであった。

つぎに、電池Ａ−Ｃについて、急速充電特性を調べた。

−３℃での１Ｃ充電を行なって、各電池の最高内圧を調
べた。その結果、電池人で（４ｏ、ｅｋｇ／ｄ、電池Ｂ
でに２．３　ｋｇ／　ｃｙＡ　、電池Ｃでに３・１に９
／ｄであった。また同じく一３℃で１．５０充電を行な
った際の最高圧は、電池人でｔｒｘｌ−１ｋｔｉ／ｃｔ
ｌ。

電池Ｂでに３．ｔａｋｑ／ｃ東電池Ｃでに６−８　ｋ（
１／　ｃｔＡであった。

このように、本発明のカドミウム極は、利用率は若干向
上するとともに、用いた電池の急速充電特性に大幅に向
上することがわかる。これに対して、アクチベータ処理
後、単にメッキを行なった場合にに、カドミウム極の芯
材付近でメッキが進むと考えられるので、未処理よりは
効果がちるが、本発明にばおよばない。

発明の効果 カドミウム極とくに酸化カドミウムを主とするペースト
式カドミウム極に、まずアクチベータ処理を行ない、つ
いで還元工程を加えた後にニッケル電解メッキを行なう
ことにより、とくに急速充電の大幅な向上が可能になる
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）アクチベータ処理後、還元工程を加え、ついで電
   解メッキによりニッケルの多孔層を形成したことを特徴
   とするアルカリ蓄電池用カドミウム極。
2. （２）カドミウム極が、酸化カドミウムを出発材料とす
   るペースト式であって、アクチベータ処理後の還元が、
   カセイアルカリ中でのホルムアルデヒドやヒドラジンな
   どの還元剤による特許請求の範囲第１項に記載のアルカ
   リ蓄電池用カドミウム極。