JPS63252360A - 密閉形アルカリ蓄電池の化成法 - Google Patents
密閉形アルカリ蓄電池の化成法Info
- Publication number
- JPS63252360A JPS63252360A JP62086063A JP8606387A JPS63252360A JP S63252360 A JPS63252360 A JP S63252360A JP 62086063 A JP62086063 A JP 62086063A JP 8606387 A JP8606387 A JP 8606387A JP S63252360 A JPS63252360 A JP S63252360A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- battery
- charging
- alkaline storage
- sealed alkaline
- 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
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
- H01M4/26—Processes of manufacture
-
- 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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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
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- 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、密閉形アルカリ蓄電池の改良に関する。
従来の技術
各種電源として用いられている蓄電池には、よ（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
リ蓄電池の代表的な系は、ニッケルーカドミウム蓄電池
であり、取扱いの簡便さから密閉形が広（使われている
。
ているように鉛蓄電池とアルカリ蓄電池がある。アルカ
リ蓄電池の代表的な系は、ニッケルーカドミウム蓄電池
であり、取扱いの簡便さから密閉形が広（使われている
。
このニッケルーカドミウム蓄電池は、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
がもたらされ、密閉形の開発は、取扱い性を向上させた
。
により充・放電特性、寿命、低温特性などに大幅な改良
がもたらされ、密閉形の開発は、取扱い性を向上させた
。
ところが、低コスト化や高エネルギー密度の点で十分で
ないので、焼結式に代えてニッケル極では、発泡式や繊
維状多孔体を用いた電極が、カドミウム極については、
ペースト式が広（使われるようになり、低コスト化の若
干の進歩と高エネルギー密度化をある程度向上させた。
ないので、焼結式に代えてニッケル極では、発泡式や繊
維状多孔体を用いた電極が、カドミウム極については、
ペースト式が広（使われるようになり、低コスト化の若
干の進歩と高エネルギー密度化をある程度向上させた。
しかし、一方では、これらとともに急速充電の要望も強
（、当然高エネルギー密度と急速充電は、相反する因子
を持つことになる。つまり、急速充電を可能にするため
に酸素ガスの吸収の向上が不可欠であり、これの能力の
向上のためにカドミウムを増せばニッケル極で容量を規
制しているので、それだけ容量は減少することになる。
（、当然高エネルギー密度と急速充電は、相反する因子
を持つことになる。つまり、急速充電を可能にするため
に酸素ガスの吸収の向上が不可欠であり、これの能力の
向上のためにカドミウムを増せばニッケル極で容量を規
制しているので、それだけ容量は減少することになる。
そこで、カドミウム極のガス吸収特性を向上させるため
に、その表面にニッケル、銅、炭素などによる多孔性の
導電層を設けることが提案され、さらにフッソ樹脂によ
る撥水層の形成も効果があることが知られている。これ
らの手段は１明らかに急速充電特性を向上させることが
わかったが、しかし、高エネルギー密度をさらに向上さ
せるとやはり、これらの手段では不十分であることが明
らかになった。
に、その表面にニッケル、銅、炭素などによる多孔性の
導電層を設けることが提案され、さらにフッソ樹脂によ
る撥水層の形成も効果があることが知られている。これ
らの手段は１明らかに急速充電特性を向上させることが
わかったが、しかし、高エネルギー密度をさらに向上さ
せるとやはり、これらの手段では不十分であることが明
らかになった。
たとえば、高エネルギー密度を達成するためには、カド
ミウム極の占める割合をさらに小さくするために加圧に
より、極端に薄形化すると、高エネルギー密度は可能に
なるが、ガス吸収能は極端に低下し、たとえば、室温で
１０時間率の充電でもガス吸収が不十分で漏液をもたら
すことになる。
ミウム極の占める割合をさらに小さくするために加圧に
より、極端に薄形化すると、高エネルギー密度は可能に
なるが、ガス吸収能は極端に低下し、たとえば、室温で
１０時間率の充電でもガス吸収が不十分で漏液をもたら
すことになる。
高エネルギー密度を達成するために、ニッケル極では、
発泡式基板や繊維状多孔体などが用いられ、これらに活
物質を充てん後、一般的には、活物質の脱落を抑制する
ためにフッソ樹脂による処理を行なう。一方、カドミウ
ム極についても、ガス吸収の向上を目的にやはリフッソ
樹脂による撥水処理を施こすことが有効である。
発泡式基板や繊維状多孔体などが用いられ、これらに活
物質を充てん後、一般的には、活物質の脱落を抑制する
ためにフッソ樹脂による処理を行なう。一方、カドミウ
ム極についても、ガス吸収の向上を目的にやはリフッソ
樹脂による撥水処理を施こすことが有効である。
発明が解決しようとする問題点
しかし、このようなフッソ樹脂による処理をおこなった
電極を用いて電池を構成し、充電を行なったところ、ガ
ス吸収能の点で劣り、漏液を生ずることがわかった。こ
のような傾向は、高エネルギー密度を達成するために、
カドミウム極を加圧して薄形化するとと（に顕著に見ら
れ、カドミウム極の表面にガス吸収能力の向上が可能な
多孔性の導電層を形成しても、なお十分でないことがわ
かった。
電極を用いて電池を構成し、充電を行なったところ、ガ
ス吸収能の点で劣り、漏液を生ずることがわかった。こ
のような傾向は、高エネルギー密度を達成するために、
カドミウム極を加圧して薄形化するとと（に顕著に見ら
れ、カドミウム極の表面にガス吸収能力の向上が可能な
多孔性の導電層を形成しても、なお十分でないことがわ
かった。
本発明はこの問題点を解決し、高エネルギー密度の電池
を提供するものである。
を提供するものである。
問題点を解決するための手段
−少なくとも負極にフッソ樹脂を用いて撥水性を有する
電極を用いた密閉形アルカリ蓄電池において、電池構成
後、充電を室温以上の温度で行なうことを特徴とする。
電極を用いた密閉形アルカリ蓄電池において、電池構成
後、充電を室温以上の温度で行なうことを特徴とする。
このような充電（放電）は、少なくとも２回以上繰り返
すことが必要である。
すことが必要である。
作 用
少なくとも負極にフッソ樹脂による撥水性処理を行なっ
た電池の充電時でのガス吸収能力の劣る原因として、電
極が撥水性であるために、電解液がセパレータに集中的
に含浸されていることが考えられる。つまり、セパレー
タ中に多（の電解液が含まれ過ぎていると正極から発生
した酸素ガスが負極に到達する割合が減少し、充電電流
に相当して発生する酸素ガスの吸収が不可能になり、そ
の結果電池内圧が上昇してガスや電解液の漏れをもたら
すものと思われる。
た電池の充電時でのガス吸収能力の劣る原因として、電
極が撥水性であるために、電解液がセパレータに集中的
に含浸されていることが考えられる。つまり、セパレー
タ中に多（の電解液が含まれ過ぎていると正極から発生
した酸素ガスが負極に到達する割合が減少し、充電電流
に相当して発生する酸素ガスの吸収が不可能になり、そ
の結果電池内圧が上昇してガスや電解液の漏れをもたら
すものと思われる。
電池を放置しておいてもこのような傾向にかわりがない
ことから、フッソ樹脂の撥水性は強固であるから、単な
る放置では電解液は、電極中へ十分浸透していかないこ
とが考えられる。
ことから、フッソ樹脂の撥水性は強固であるから、単な
る放置では電解液は、電極中へ十分浸透していかないこ
とが考えられる。
ところが本願のように高温度の充電工程を入れると、ガ
スの吸収能力は飛躍的に向上し、その後で常温や低温で
充電してもガスや電解液の漏れはなくなる。このことか
ら、温度を高めてガスの吸収能力を高め、ガスや電解液
の漏れのない条件で充分充電し、これを放電する。この
ような充放電を２回以上繰り返すと電極内の活物質が充
分変化するので、フッソ樹脂の撥水性はある程度低下し
、電解液が電極内へも浸透し、電極、セパレータ、への
電解液量のバランスが良好になると思われる。したがっ
てその後は、常温や低温にしても充電が可能になる。
スの吸収能力は飛躍的に向上し、その後で常温や低温で
充電してもガスや電解液の漏れはなくなる。このことか
ら、温度を高めてガスの吸収能力を高め、ガスや電解液
の漏れのない条件で充分充電し、これを放電する。この
ような充放電を２回以上繰り返すと電極内の活物質が充
分変化するので、フッソ樹脂の撥水性はある程度低下し
、電解液が電極内へも浸透し、電極、セパレータ、への
電解液量のバランスが良好になると思われる。したがっ
てその後は、常温や低温にしても充電が可能になる。
実施例
負極としてペースト式カドミウム極を例にして実施例と
して詳述する。
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２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０．１６ｍｍ。
重量）のエチレングリコール溶液２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０．１６ｍｍ。
孔径１．８ｍ１ｌ、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に塗着する。
キを施したパンチングメタル板に塗着する。
スリットを通して平滑化し、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。厚さは、０．６
２ｍ５＋であった。
燥してペースト式カドミウム極を得る。厚さは、０．６
２ｍ５＋であった。
ついでこの極を１４０ｍＡ／−の電流密度１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、充電効率が低いので、実際
には約２０％が充電されたとみてよい。
、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、充電効率が低いので、実際
には約２０％が充電されたとみてよい。
その後、このカドミウム極を加圧して厚さを０．５ｍｍ
に減少させた。加圧前のカドミウム極の厚さは、平均で
０．６２ｍｍであったので、加圧により約２０％厚さを
薄くしたことになる。
に減少させた。加圧前のカドミウム極の厚さは、平均で
０．６２ｍｍであったので、加圧により約２０％厚さを
薄くしたことになる。
ついで、このようにして得られたカドミウム極に、銅の
無電解メッキを行なった。
無電解メッキを行なった。
まず、市販のアクチベータ液を６倍に希釈した水溶液中
に、２分間浸せきした。乾燥後に、同じ（市販の無電解
鋼メッキ浴を用い、これを６倍に希釈して、４５℃、２
０分間浸せきした。なお、この処理による重量増加は、
約０．２％であった。
に、２分間浸せきした。乾燥後に、同じ（市販の無電解
鋼メッキ浴を用い、これを６倍に希釈して、４５℃、２
０分間浸せきした。なお、この処理による重量増加は、
約０．２％であった。
水洗、乾燥後に市販のフッソ樹脂ディスパージョンを２
％水溶液に希釈し、この溶液中に、前記カドミウム極を
常温で２分間浸せきし、ついで、１２０℃で１．５時間
乾燥した。この処理により電極面は撥水性が生じた。な
お、この撥水性処理は、導電性の層を設ける前に行なっ
てもよい。このようにして得られたカドミウム極を用い
て電池に組み込んだ。
％水溶液に希釈し、この溶液中に、前記カドミウム極を
常温で２分間浸せきし、ついで、１２０℃で１．５時間
乾燥した。この処理により電極面は撥水性が生じた。な
お、この撥水性処理は、導電性の層を設ける前に行なっ
てもよい。このようにして得られたカドミウム極を用い
て電池に組み込んだ。
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 、９ ｃｖａ 、長さ２６備に裁
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、公知の発泡式ニッケル極を
えらび、充てん容量は、５５０ ｍＡｈ／ｃｃ 、製造
の最終工程でこの極にも２％のフッソ樹脂ディスパージ
ョンを含浸、している。
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 、９ ｃｖａ 、長さ２６備に裁
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、公知の発泡式ニッケル極を
えらび、充てん容量は、５５０ ｍＡｈ／ｃｃ 、製造
の最終工程でこの極にも２％のフッソ樹脂ディスパージ
ョンを含浸、している。
ニッケル極は、幅３．９Ｃ１１，長さ２２ｃｍであり、
厚さは０．７５ｍ−である。
厚さは０．７５ｍ−である。
セパレータとしては、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／ｌ溶解して用いた。公称容量は３．５０Ａｈで
ある。
は、比重１．２０の苛性カリ水溶液に水酸化リチウムを
２０ｇ／ｌ溶解して用いた。公称容量は３．５０Ａｈで
ある。
電池を構成後、５０℃で０．２０の条件で６．５時間初
充電を行い、２０℃で０．６Ｃで放電を行なった。この
条件で１．２，３．４サイクル行なった。これら電池を
Ａｌ、Ａ２．Ａ３．Ａ４とする。
充電を行い、２０℃で０．６Ｃで放電を行なった。この
条件で１．２，３．４サイクル行なった。これら電池を
Ａｌ、Ａ２．Ａ３．Ａ４とする。
つぎに、比較のために、２０℃で０．０５Ｃで２６時間
充電−０８５０放電を３サイクルと４サイクル繰り返し
た電池を加え、それぞれＢ３とＢ４とした。
充電−０８５０放電を３サイクルと４サイクル繰り返し
た電池を加え、それぞれＢ３とＢ４とした。
これらの化成を終了後、各電池の急速充電特性、を調べ
た。なお、これら電池の通常の充放電、たとえば、０．
２Ｃ充ｔ（２０℃）−０，２Ｃ放電（２０℃）では、い
ずれの電池の放電容量も３゜５４〜３．５８Ａｈであり
、従来の市販されている電池の約１．６倍のエネルギー
密度になっている。
た。なお、これら電池の通常の充放電、たとえば、０．
２Ｃ充ｔ（２０℃）−０，２Ｃ放電（２０℃）では、い
ずれの電池の放電容量も３゜５４〜３．５８Ａｈであり
、従来の市販されている電池の約１．６倍のエネルギー
密度になっている。
各電池の急速充電特性を調べた。周囲温度を０℃とし、
各充電率で充電した際の電池内の圧力の変化を測定した
。なお、内圧は最高値で示した。
各充電率で充電した際の電池内の圧力の変化を測定した
。なお、内圧は最高値で示した。
その結果を表に示す。
この結果、高温での充電は、ガス吸収特性の向上に大き
く効果を有し、それも２サイクル以上がより有効である
ことがわかる。
く効果を有し、それも２サイクル以上がより有効である
ことがわかる。
以上、本実施例では、加圧−導電性層形成−フッソ樹脂
処理を行なった高エネルギー密度電池用カドミウム極を
用いた例を示したが、加圧を省略した通常の電池におい
ても、本願の高温での化或は有効であり、また、導電層
を省略した場合でもガス吸収特性は低下するが、やはり
有効であることがわかった。さらに充電時の周囲温度に
ついては室温でもよいが、４０〜６０℃程度が最もよい
。またカドミウム極に単にフッ素樹脂による処理のみで
な（、導電性の多孔体を形成してお（ことが望ましい。
処理を行なった高エネルギー密度電池用カドミウム極を
用いた例を示したが、加圧を省略した通常の電池におい
ても、本願の高温での化或は有効であり、また、導電層
を省略した場合でもガス吸収特性は低下するが、やはり
有効であることがわかった。さらに充電時の周囲温度に
ついては室温でもよいが、４０〜６０℃程度が最もよい
。またカドミウム極に単にフッ素樹脂による処理のみで
な（、導電性の多孔体を形成してお（ことが望ましい。
表：各充電率で充電した際の
電池内最高内圧（Ｋｇ／ｃｄ）
発明の効果
負極にフッソ樹脂を加えて構成した密閉形アルカリ蓄電
池において、高温での充電を少なくとも２回繰り返す化
成を行なうことにより急速充電特性の向上が認められた
。
池において、高温での充電を少なくとも２回繰り返す化
成を行なうことにより急速充電特性の向上が認められた
。
Claims (4)
- （１）少なくともフッソ樹脂を加えられた負極構成要素
として電池構成後、充電を室温以上の温度で少なくとも
２回行なうことを特徴とする密閉形アルカリ蓄電池の化
成法。 - （２）負極の表面に導電性の多孔体およびフッソ樹脂を
添加した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の化成法。 - （３）負極を加圧し、ついで導電性の多孔体およびフッ
ソ樹脂を添加した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の化成法。 - （４）充電を４０〜６０℃の範囲で行なうことを特徴と
する特許請求の範囲第１項、第２項または第３項記載の
密閉形アルカリ蓄電池の化成法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62086063A JPS63252360A (ja) | 1987-04-08 | 1987-04-08 | 密閉形アルカリ蓄電池の化成法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62086063A JPS63252360A (ja) | 1987-04-08 | 1987-04-08 | 密閉形アルカリ蓄電池の化成法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63252360A true JPS63252360A (ja) | 1988-10-19 |
Family
ID=13876238
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62086063A Pending JPS63252360A (ja) | 1987-04-08 | 1987-04-08 | 密閉形アルカリ蓄電池の化成法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63252360A (ja) |
-
1987
- 1987-04-08 JP JP62086063A patent/JPS63252360A/ja active Pending
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