JPS63252359A - 電池用カドミウム極の製造法 - Google Patents
電池用カドミウム極の製造法Info
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- JPS63252359A JPS63252359A JP62086062A JP8606287A JPS63252359A JP S63252359 A JPS63252359 A JP S63252359A JP 62086062 A JP62086062 A JP 62086062A JP 8606287 A JP8606287 A JP 8606287A JP S63252359 A JPS63252359 A JP S63252359A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cadmium
- electrode
- projections
- recesses
- nickel
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- 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
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
- H01M4/246—Cadmium electrodes
-
- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (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
本発明は電池、とくに密閉形アルカリ蓄電池用のカドミ
ウム極の製造法の改良に関する。
ウム極の製造法の改良に関する。
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、鉛蓄電池とアルカリ蓄電池がある。アル
カリ蓄電池の主流は、ニッケルーカドミウム蓄電池であ
シ、主に取り扱いの簡便さから密閉形の占める割合が飛
躍的に向上している。
ているように、鉛蓄電池とアルカリ蓄電池がある。アル
カリ蓄電池の主流は、ニッケルーカドミウム蓄電池であ
シ、主に取り扱いの簡便さから密閉形の占める割合が飛
躍的に向上している。
ところで、電源としての要望の主なものとして、エネル
ギー密度の向上がある。さらに取扱いの上で急速充電特
性の改良が、とくにボータプル機器用に強く望まれてい
るのが現状である。これらに対応して、ニッケルーカド
ミウム蓄電池においても、ニッケル極やカドミウム極の
高容量化の努力が払われ、また、密閉形に必要な急速充
電特性改良のためのカドミウム極のガス吸収性能の向上
もはかられてきた。
ギー密度の向上がある。さらに取扱いの上で急速充電特
性の改良が、とくにボータプル機器用に強く望まれてい
るのが現状である。これらに対応して、ニッケルーカド
ミウム蓄電池においても、ニッケル極やカドミウム極の
高容量化の努力が払われ、また、密閉形に必要な急速充
電特性改良のためのカドミウム極のガス吸収性能の向上
もはかられてきた。
密閉形のニッケルーカドミウム蓄電池の密閉化は、いわ
ゆるノイマレ方式として知られ、充電完了時にニッケル
極から発生する酸素をカドミウムと反応させ、酸素も水
素も発生させない原理が採用されている。
ゆるノイマレ方式として知られ、充電完了時にニッケル
極から発生する酸素をカドミウムと反応させ、酸素も水
素も発生させない原理が採用されている。
したがって、急速充電を可能にするために、カドミウム
極による酸素ガスの消費をできるだけ迅速に行なわせる
ことが必要であシ、そのためにはカドミウム極の多孔度
を大きくしたり、フッソ樹脂による撥水処理を行なうな
どの手段がとられている。さらに白金やパラジウムなど
を少量加えて酸素のイオン化を促進したり、表面にニッ
ケル。
極による酸素ガスの消費をできるだけ迅速に行なわせる
ことが必要であシ、そのためにはカドミウム極の多孔度
を大きくしたり、フッソ樹脂による撥水処理を行なうな
どの手段がとられている。さらに白金やパラジウムなど
を少量加えて酸素のイオン化を促進したり、表面にニッ
ケル。
炭素、銅などから成る多孔性の導電層を設けることも有
効である。
効である。
一方、エネルギー密度とくにｗｈ／ｌの向上の観点から
は、カドミウム極の占める空間をできるだけ小さくする
ことが好ましい。
は、カドミウム極の占める空間をできるだけ小さくする
ことが好ましい。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら、そのためには、カドミウムの使用量を減
少させるか、多孔度を小さくするかのいずれかが必要で
ある。前者は、放電容量の減少をもたらし、後者はガス
吸収能の低下をもたらす。
少させるか、多孔度を小さくするかのいずれかが必要で
ある。前者は、放電容量の減少をもたらし、後者はガス
吸収能の低下をもたらす。
また、高エネルギー密度の達成のためにカドミウム極の
電池内に占める割合を減少させると放電容量が減少した
り、充電時でのガス吸収能が低下する。本発明は、これ
らの課題を解決して、高エネルギー密度とガス吸収能の
両者を改善することを目的とする。
電池内に占める割合を減少させると放電容量が減少した
り、充電時でのガス吸収能が低下する。本発明は、これ
らの課題を解決して、高エネルギー密度とガス吸収能の
両者を改善することを目的とする。
問題点を解決するための手段
加圧によりカドミウム極を薄形にする。この場合に平滑
な面で加圧してもよいがむしろガス吸収能の低下を抑制
するために、表面に小さな凹凸を持つ、好ましくはエン
ボス加工した面をもつローラプレス機により加圧して表
面に微細な凹凸を設けることが好ましい。
な面で加圧してもよいがむしろガス吸収能の低下を抑制
するために、表面に小さな凹凸を持つ、好ましくはエン
ボス加工した面をもつローラプレス機により加圧して表
面に微細な凹凸を設けることが好ましい。
ついで、ニッケル、銅、炭素などの導電性で耐アルカリ
性の材料で薄形化した好ましくは表面に凹凸を設けた面
上に多孔性の層を形成する。
性の材料で薄形化した好ましくは表面に凹凸を設けた面
上に多孔性の層を形成する。
最後に、フッソ樹脂ディスパージョンを含浸して撥水処
理を施す。
理を施す。
作用
まず、加圧を最初に採用することによシ、とくにエンボ
ス加工面による加圧がフッソ樹脂による撥水能の低下を
もたらすことを防止する。このことは、エンボス加工に
よる加圧が、フッソ樹脂による撥水層の破壊をもたらす
ことを見出したことにもとづいている。また、撥水層は
、導電層の形成によっても若干低下するので急速充電を
重視してすぐれた撥水性を残すためには撥水層の形成は
最も後の工程にすることが好ましい。したがって、エン
ボス加工面による加圧、導電層、撥水層の形成の順が、
急速充電特性の向上に効果的である。
ス加工面による加圧がフッソ樹脂による撥水能の低下を
もたらすことを防止する。このことは、エンボス加工に
よる加圧が、フッソ樹脂による撥水層の破壊をもたらす
ことを見出したことにもとづいている。また、撥水層は
、導電層の形成によっても若干低下するので急速充電を
重視してすぐれた撥水性を残すためには撥水層の形成は
最も後の工程にすることが好ましい。したがって、エン
ボス加工面による加圧、導電層、撥水層の形成の順が、
急速充電特性の向上に効果的である。
以上のような工程の組合わせは、焼結式のように導電性
の三次元的骨格がカドミウム極内に存在している電極よ
シも製法は簡単であるが、そのような骨格がなく、二次
元的骨格（パンチングメタル、スクリーン、エキスバン
ドメタルなど）から成るペースト式では、よシ有効に作
用を発揮する。
の三次元的骨格がカドミウム極内に存在している電極よ
シも製法は簡単であるが、そのような骨格がなく、二次
元的骨格（パンチングメタル、スクリーン、エキスバン
ドメタルなど）から成るペースト式では、よシ有効に作
用を発揮する。
実施例
市販の酸化カドミウム粉末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、６重量％のポリエチ
レン微粉末、同じ＜０．７％の塩化とニル−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０．１５１１Ｆ！１．孔径１．８ｎ、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タル板の両
面に塗着する。スリットを通して平滑化し、厚さ０．６
３ｊｌｌにした。乾燥は、１３０’Ｃで３時間行なって
いる。その後に密閉形に用いるカドミウム極には、常套
手段である部分充電を行なった。比重１．１３のカセイ
カリ水溶液中２３℃で１５０ ｍＡ１０＃の電流密度で
８分間、対極にニッケル板を用いて行なった。
重量％のエチレングリコール溶液、６重量％のポリエチ
レン微粉末、同じ＜０．７％の塩化とニル−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０．１５１１Ｆ！１．孔径１．８ｎ、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タル板の両
面に塗着する。スリットを通して平滑化し、厚さ０．６
３ｊｌｌにした。乾燥は、１３０’Ｃで３時間行なって
いる。その後に密閉形に用いるカドミウム極には、常套
手段である部分充電を行なった。比重１．１３のカセイ
カリ水溶液中２３℃で１５０ ｍＡ１０＃の電流密度で
８分間、対極にニッケル板を用いて行なった。
このようにして得られた電極にエンボス加工面を持つロ
ーラプレス機を用いて加圧した、−辺が０．２１１１．
高さが０．０８ｆｆの立方形状の凹部を０．５ｎ間隔で
有する面を持つ２枚のローラ間を通して加圧した。この
ローラ間を４回通して厚さを平均０．４７１１１１に調
整した。加圧前の多孔度は約６０％であるので、加圧に
よシ約３３チになった。
ーラプレス機を用いて加圧した、−辺が０．２１１１．
高さが０．０８ｆｆの立方形状の凹部を０．５ｎ間隔で
有する面を持つ２枚のローラ間を通して加圧した。この
ローラ間を４回通して厚さを平均０．４７１１１１に調
整した。加圧前の多孔度は約６０％であるので、加圧に
よシ約３３チになった。
この電極の表面に、多孔性導電層の具体例として、銅の
無電解メッキ層と電解ニッケルメッキの２層を形成する
場合について述べる。まず公知の方法で市販のアクチペ
ータ液を３倍に希釈した溶液中に２０’Ｃで２分間浸せ
きし、乾燥した後に、同じく市販の銅無電解メッキ浴を
４倍に希釈した溶液中に浸せきした。浴温は４０’Ｃ，
時間は６分間とした。この処理により表面は銅の光沢を
示し、重量増加は、電極１ｄ当ｐ２ｍｇであった。この
後で公知のワット浴中で温度２６°Ｃ１電流密度８０ｍ
ム／ｄの条件で２分間ニッケル電解メッキを行なった。
無電解メッキ層と電解ニッケルメッキの２層を形成する
場合について述べる。まず公知の方法で市販のアクチペ
ータ液を３倍に希釈した溶液中に２０’Ｃで２分間浸せ
きし、乾燥した後に、同じく市販の銅無電解メッキ浴を
４倍に希釈した溶液中に浸せきした。浴温は４０’Ｃ，
時間は６分間とした。この処理により表面は銅の光沢を
示し、重量増加は、電極１ｄ当ｐ２ｍｇであった。この
後で公知のワット浴中で温度２６°Ｃ１電流密度８０ｍ
ム／ｄの条件で２分間ニッケル電解メッキを行なった。
これによる重量増加は１．ｓｍｇ／ｄであった。
水洗乾燥した後に、市販のフッソ樹脂ディスパージョン
の２％水溶液を含浸し、１００’Ｃで１時間乾燥して電
極を得た。
の２％水溶液を含浸し、１００’Ｃで１時間乾燥して電
極を得た。
このようにして得られたカドミウム極を用いて密閉形ニ
ッケルーカドミウム蓄電池単２形を製作した。カドミウ
ム極は、幅３．９ｃＩＩＩ、長さ２６備に裁断した。一
方、ニッケル極としては、高容量の発泡式ニッケル極を
用いた。厚さＱ、６５ｆｆ、 幅３．９層Ｍ、長さ２
２ａＩＩ、容量密度５００ ｍＡｈ／ｃｃである。また
、セパレータはポリアミド不織布、電解液は、比重１．
２０のカセイヵリ水溶液に２層ｇ／Ｂの水酸化リチウム
を溶解して用いた。この電池の公称容量は２．８ムｈで
ある。この電池を人とした。
ッケルーカドミウム蓄電池単２形を製作した。カドミウ
ム極は、幅３．９ｃＩＩＩ、長さ２６備に裁断した。一
方、ニッケル極としては、高容量の発泡式ニッケル極を
用いた。厚さＱ、６５ｆｆ、 幅３．９層Ｍ、長さ２
２ａＩＩ、容量密度５００ ｍＡｈ／ｃｃである。また
、セパレータはポリアミド不織布、電解液は、比重１．
２０のカセイヵリ水溶液に２層ｇ／Ｂの水酸化リチウム
を溶解して用いた。この電池の公称容量は２．８ムｈで
ある。この電池を人とした。
つぎに比較のために、メッキ、フッソ樹脂処理。
加圧の頭に行なって得られたカドミウム極を用いた電池
をＢとして加え、さちに、フッソ樹脂処理。
をＢとして加え、さちに、フッソ樹脂処理。
メッキ、加圧の順で得られたカドミウム極を用いた電池
をＣとし、それぞれムと対比して特性を調べた。
をＣとし、それぞれムと対比して特性を調べた。
電池ム〜Ｃについて急速充電特性を調べた。０°Ｃで１
Ｇ充電を行なって各電池の最高内圧を調べた。その結果
、電池ムでは０．４ｋｇ／ｄ、 電池Ｂでは１．ｅｋｇ
／ｄ、電池Ｃでは２．１ｋｇ／ｄであった。
Ｇ充電を行なって各電池の最高内圧を調べた。その結果
、電池ムでは０．４ｋｇ／ｄ、 電池Ｂでは１．ｅｋｇ
／ｄ、電池Ｃでは２．１ｋｇ／ｄであった。
つぎに１．６０充電を行なったところ、それぞれ０．８
，３．５．４．Ｏｋｑ／ｄであった。
，３．５．４．Ｏｋｑ／ｄであった。
つぎに放電時での平担電圧を調べた。その結果、６Ｃ放
電（２６℃）にオイテ、電池ムが１．１５Ｖ。
電（２６℃）にオイテ、電池ムが１．１５Ｖ。
Ｂ７）（１，１５Ｖ 、 Ｃハ１．１６ Ｖ テあシ、
Ｃはフッソ樹脂処理の後でメッキを行なったのですでに
中研依頼Ａ６１−１６０９で提案したように撥水性のた
めにメッキが不均一になシ、逆にイオン伝導性がよくな
ったので平担電圧はや＼向上した。なお、そのためにガ
ス吸収は本願に比べるとや＼劣る。
Ｃはフッソ樹脂処理の後でメッキを行なったのですでに
中研依頼Ａ６１−１６０９で提案したように撥水性のた
めにメッキが不均一になシ、逆にイオン伝導性がよくな
ったので平担電圧はや＼向上した。なお、そのためにガ
ス吸収は本願に比べるとや＼劣る。
以上の結果から人は、急速充電特性を大幅に向上させ放
電特性にも問題が少ないことがわかった。
電特性にも問題が少ないことがわかった。
発明の効果
カドミウム極をまず加圧して薄形化し、これに導電性多
孔層とフッソ樹脂による撥水性を付与することＫより、
急速充電特性を大幅に向上せしめることが可能になる。
孔層とフッソ樹脂による撥水性を付与することＫより、
急速充電特性を大幅に向上せしめることが可能になる。
Claims (4)
- （１）まず加圧し、ついで多孔性の導電層を形成し、そ
の後にフッソ樹脂ディスパージョンを含浸することを特
徴とする電池用カドミウム極の製造法。 - （２）カドミウム極がペースト式であって、多孔性の導
電層が、ニッケル、銅、炭素など導電性で耐アルカリ性
の層からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載の電池用カドミウム極の製造法。 - （３）加圧に用いる面が、小さな凹凸を有する面であっ
て、好ましくは、エンボス加工された面であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の電池用カドミウム
極の製造法。 - （４）エンボス加工されたローラプレス機により加工さ
れることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の電池
用カドミウム極の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62086062A JPS63252359A (ja) | 1987-04-08 | 1987-04-08 | 電池用カドミウム極の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62086062A JPS63252359A (ja) | 1987-04-08 | 1987-04-08 | 電池用カドミウム極の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63252359A true JPS63252359A (ja) | 1988-10-19 |
Family
ID=13876209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62086062A Pending JPS63252359A (ja) | 1987-04-08 | 1987-04-08 | 電池用カドミウム極の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63252359A (ja) |
-
1987
- 1987-04-08 JP JP62086062A patent/JPS63252359A/ja active Pending
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