JPS63310564A - ペ−スト式カドミウム負極の製造方法 - 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、アルカリ蓄電池に使用するペースト式カドミ
ウム負極に関するものである。

従来の技術 一般に、アルカリ蓄電池用ペースト式カドミウム負極の
製造方法は、酸化カドミウムあるいは水酸化カドミウム
を主体とするカドミウム活物質粉末、カーボニルニッケ
ルやグラファイト等の導電性粉末、ポリビニルアルコー
ルやカルボキシメチルセルロース等の結着剤と水やエチ
レングリコール等の溶媒を混練してペーストとしたもの
をニッケルメッキした開孔鋼板等の導電性芯体に塗着し
、乾燥したものをアルカリ溶液中で化成している・とこ
ろが、前述のペースト式カドミウム負極では、活物質構
成物質のほとんどがカドミウム化合物であるため、充放
電におけるカドミウムの利用率が、従来の焼結式カドミ
ウム負極に比べて低いことや、充放電繰返し特性（以下
サイクル特性と称す）が低いという欠点を有していた◎
そこで、特開昭５６−３０２５９号公報に見られるよう
に、カドミウム活物質中に酸化マグネシウム粉末を添加
することが提案されている。

発明が解決しようとする問題点 ところが、カドミウム活物質中に酸化マグネシウム粉末
を添加した場合、粉末粒子の分散が不十分になりやすく
、また、粉末粒子がカドミウム活物質粒子の間に介在す
るため、カドミウム活、物質粒子どうしの電気的接触が
不十分になりやすく、前述のカドミウム活物質の利用率
やサイクル特性に対して効果が不十分であるという欠点
を有していた。

本発明は、以上の問題点を解決し、十分なカドミウム活
物質の利用率改善やサイクル特性を確保した高性能なペ
ースト式カドミウム負極を得ることを目的とする。

問題点を解決するための手段 このような問題点を解決するために、本発明は、酸化カ
ドミウム粉末を主体とする活物質と、結着剤と、その酸
媒を混練してなるペーストを、ニッケルメッキした開孔
鋼板等の導電性芯体に練塗。

乾燥した後、マグネシウム塩を含む溶液に含浸し、その
後アルカリ溶液中で充電を行なうペースト式カドミウム
負極の製造方法である。

作　　用 カドミウム負極においてマグネシウム化合物のカドミウ
ム活物質の利用率向上や、サイクル特性の向上に附する
機構は明確でないが、カドミウム負極の充放電反応に関
与する中間生成物（カドミウム酸イオン）の析出反応に
対して、マグネシウムが析出核に吸着し、活物質の凝集
粗大化を防止することにより、その効果が得られると推
測される０ ところが、マグネシウム化合物として、例えば酸化マグ
ネシウムを粉末で添加した場合、カドミウム活物質中で
の分散が不十分になりやすく、また酸化マグネシウム粉
末粒子がカドミウム活物質粒子の間に介在することによ
り、カドミウム活物質粒子間での電気的接触が不十分に
なシやすい。その結果、カドミウム負極の充放電時にお
いて、不溶性金属カドミウム（充電状態）と不溶性水酸
化カドミウム（放電状態）ならびにその変換過程におけ
る中間生成物に対して酸化マグネシウムの効果が十分に
働くことができず、カドミウム活物質の利用率の低下や
、サイクル特性の低下を招く。

ところが、本発明ではマグネシウム塩を含む溶液中に含
浸した後、アルカリ溶液中での充電を行なうため、多孔
性のカドミウム活物質中に十分にマグネシウム化合物、
特に水酸化マグネシウムとして分散し、カドミウム活物
質粒子のマトリックスを崩さないので、カドミウム活物
質問の電気的接触も保たれており、また、マグネシウム
化合物が、充放電反応に多く寄与する多孔性のカドミウ
ム活物質表面に存在するため、カドミウム活物質の利用
率向上やサイクル特性に対して効果が増大する◇ 実施例 以下本発明の実施例を詳述する◎ 平均粒径約１μの酸化カドミウム粉末にポリビニルアル
コールのエチレングリコール溶液ｔ−加、ｔ、混練して
ペースト状にする。このペーストラ導電性支持体である
厚さ０．１ｍのニッケルメッキした開孔鋼板に塗着し、
約１４０’Ｃで３０分間乾燥し、厚さ約０．６■の極板
を得た。次にこの極板を１ｍｏｌｌｌ　＆酸マグネシウ
ム水溶液中に約１分間含浸した後、１００℃で３０分間
乾燥する。

その後、アルカリ溶液中でこの極板を理論容量の約４０
％充電し、水洗、乾燥後アルカリ蓄電池用ペースト式カ
ドミウム負極を得た。上記カドミウム負極及び酸化マグ
ネシウム粉末を添加したカドミウム負極を焼結式ニッケ
ル正極と組み合わせて密閉形蓄電池を試作し、サイクル
寿命試験と、放電率特性試験を行なった。サイクル特性
は２０’Ｃで３ＡＣ相当の電流で４．５時間充電し、１
Ｃ相当の電流を流す抵抗負荷で完全放電を繰返し、サイ
クルによる容量低下で評価した。放電率特性は電池を２
０℃で０．１０相当の電流で１６時間充電し、１〜５Ｃ
相当の電流で放電した時の放電容量と、０．２０相当の
電流で放電した時の放電容量との比率で評価した。

第１図は、１サイクル目の容量を１ｏｏとした場合の容
量維持率と、充放電サイクル数との関係を示す。ａは本
発明による負極を用いた電池、ｂは酸化マグネシウム粉
末を酸化カドミウム粉末１ｏＯ重量部に対して、１重量
部添加して得た負極を用いた電池、Ｃはマグネシウム化
合物を添加しない従来の負極を用いた電池を示す。この
結果から明らかなように、本発明の負極を用いた電池ａ
は比較例である従来からの負極す、ｃを用いた電池に比
べて大幅にサイクル特性が向上している。

第２図は、放電容量比率と放電レートとの関係を示す図
である。図から明らかなように本発明の負極を用いた電
池ａは比較例の従来からの負極す。

Ｃを用いた電池に比べて放電率特性が向上している。

第３図は５０ｍＡでの放電容量比率とカドミウム活物質
量に対するマグネシウム化合物中のマグネシウム量の比
との関係を示す図である。ａは、本発明による硫酸マグ
ネシウム濃度を変えて添加した負極、ｂは従来からの酸
化マグネシウム添加量を変えて添加した負極を用いた電
池を示す。

図から明らかなように本発明の負極を用いた電池ａは従
来からの負極すを用いた電池に比べて、少量のマグネシ
ウム量でも高い放電率特性が得られる。

一般に放電率特性は予備充電物としての金属カドミウム
量の増加とともに向上するが、予備充電量が同一の場合
の特性の差は充放電の電気化学反応に寄与するカドミウ
ム活物質の割合、すなわち利用率の差によるものと考え
られる。

本発明による負極では、高い分散度合でマグネシウム化
合物が添加されており少量の添加でもカドミウム活物質
の利用率が向上し、放電率特性が向上したものと考えら
れる。また、前述の通りサイクル特性についても、高分
散したマグネシウム化合物の効果により充放電の繰返し
におけるカドミウム活物質の樹枝状（デンドライト状）
成長を抑制するために向上゛するものと考えられる。

なお本実施例ではマグネシウム化合物として硫酸マグネ
シウムを用いたが、塩化マグネシウム。

硝酸マグネシウム等のマグネシウム塩を用いても同様の
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、カドミウム活物質の利
用率向上による放電率特性の向上とサイクル特性の優れ
たペースト式カドミウム負極が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はニッケル、カドミウム蓄電池のサイクル特性を
示す図、第２図は放電容量比率と放電し一トとの関係を
示す図、第３図は放電容量比率とＭ９添加量との関係を
示す図である。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 充放電ブイクル蚊 １１２図 放電レーｋ（ＣａＡ） 第３ｆｆｌ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 酸化カドミウム粉末を主体とする活物質と、結着剤とそ
   の溶媒を混練してなるペーストを導電性芯体に練塗、乾
   燥した後、マグネシウム塩を含む溶液に含浸し、その後
   、アルカリ溶液中で充電を行なうことを特徴とするペー
   スト式カドミウム負極の製造方法。