JPS6340255A - アルカリ蓄電池用焼結式ニツケル極 - 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】 （（）　　産業上の利用分計 本発明はニッケルーカドミウム電池、ニッケルー亜鉛電
池などの陽罹として用いられるアルカリ蓄電池用焼結式
ニッケル極に関するものである。

１口）従来の技術 従来アルカリ蓄電池に用いられるニッケル極はカーボニ
ルニッケル粉末と高分子糊料とより々るスラリーを芯体
にコーティングし、これを還元性雰囲気下で焼結して得
た多孔性ニッケル基板を硝酸ニッケルを主成分とした含
浸液に浸漬し、次いでアルカリ処理を行い、基板の孔中
ば水酸化ニッケル活物質を充填するという一連の工程を
数回操り返すという方法によって型造されてシリ、この
ニッケル極を用い六アルカリ蓄電池の電池特性を向上さ
せるために種々の研究がなされている。

この電池特性の向上、特に電池の容１アップを行なう喪
めには単位体積あ九りのエネルギー密度の大きなニッケ
ル極を開発する必要があり、その念めの基本的方法とし
て活物質の利用率を向上させ高いエネルギー密度を得る
ことが種々提案されに記載されているように硝酸溶液か
ら水酸化物と八 してニッケルとコバルトとを同時に析出させたものを用
いる方法や、特公昭５７−５０１８号公報に記載さねぇ
ように活物質の含浸中和工ｕにおいてコバルト含有量が
ニッケル含有量よりも多い含浸液を用いてコバルト単独
層を設ける方法が提案されている。しかしながら、上記
方法ではコノ（ルトの添加効果がまだまだ不十分であり
サイクル進行と共にで板強度が低下し、サイクル性能の
低下を招くという問題があつ念。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 本発明はニッケル極の利用率を向上させることによって
電極容量を大きくするものであり、しかも極板強度の大
きい、サイクル特性の優れたアルカリ蓄電池用焼結式ニ
ッケル極を提供するものである。

に）問題点を解決する走めの手段 本発明は、多孔性ニッケル基板とニッケル活物質層との
間にコバルト化合物あるいは金４コバルトが単独で存在
する層を設けると共に、前記ニッケル活物質層と電解液
層との間にコバルト化合物あるいは金属コバルトが単独
で存在する層を設けることにより前記ニッケル活物質】
をコバルト化合物あるいは金属コバルトで被覆したこと
を特徴とするアルカリ蓄電池用焼結式ニッケル極にある
。

尚、コバルト化合物もしくは金属コバルトが単独で存在
する層を形成する方法として、化学含浸法によるもの、
熱分解法によるもの、電着によるものなどいずれの方法
であっても良い。またコバルト化合物は水酸化物もしく
は酸化物が好ましい。

（ホ）作　用 焼結式多孔性ニッケル基板と水酸化ニッケルを主成分と
する陽極活物質層との間にコバルト化合物あるいけ金属
コバルトが単独で存在する層を設けることで、充電時に
おける酸素過電圧が下がり充電反応が進行しやすくなる
。更に前記コバルト１と、陽極活物質層と電解液層との
間にコバルト化合物あるいは金属コバルトが単独で存在
する層を設はニッケル活物質層を被覆することによって
これら２ケ所のコバルト層の相乗効果に基きγ−Ｎｉｏ
ｏＨの抑制効果がより一層向上し、γ−ＮｉｏｏＨの生
成がほとんどなくなり、β−Ｎｉｏｏ！！だけが生成す
るものであり、又、２ケ所のコバルト層の存在により充
放電反応が一層進行しやすくなり、サイクル特性の優れ
たニッケル極が得られる。

ま六本発明の多孔性ニッケル基板の表面がコバルト化合
物あるいは金属コバルトが単独で存在すへ 向上する。

（へ）実施例 本発明の実施例を第１図を用い以下江詳述する。

多孔度８０チの焼結式多孔性ニッケル基板３を比重Ｌ３
８の硝酸コバルト水溶液に浸漬後、空気中８０℃で乾燥
後、空気中２１０℃で熱処理することによって基板の表
面及び孔内表面に第１のコバルト酸化物層１を形成させ
る。ついでこの基板に硝酸ニッケル水溶液を含浸させア
ルカリ処理してニッケル活物質を充填するという工程を
６回繰り返して所定量の活物質層２を形成した後、比重
Ｌ３８の硝酸コバルト水溶液だ再浸漬し、空気中８０℃
で乾燥後８０℃の水酸化す）　ＩＪウム水溶液でアルカ
リ処理し、ニッケル活物質を覆う第２の水酸化コバルト
層５を形成させ企ものを、公知のカドミウム極と組み合
わせて公称容＠Ｌ、２　Ａ　Ｈのニッケルーカドミウム
電池を得、本発明電池人とし念。

比較例１ 実施例１で用い六のと同じ基板を比重Ｌ３８の硝酸コバ
ルト水溶液に浸漬後、空気中８０℃で乾燥後、空気中２
１０℃で熱処理することてよってコバルト酸化物層を形
成させ虎ものに実施例１と同様にニッケル活物質を充填
し喪のみのニッケル極を用い、実施例１と同様にして組
み立て比較電池Ｂを得九。

比較例２ 実施例１で用い企同じ基板に直接、実施例１と同様にニ
ッケル活物質を充填し、ついで比重Ｌ３８の硝酸コバル
ト水溶液に浸漬し、空気中８０℃で乾燥後、８０℃の水
酸化ナトリウム水溶液でアルカリ処理し、水酸化コバル
ト層を形成させ喪ものをニッケル極とし実施例１と同様
にして組み立て比較電池Ｃを得喪。

比較例３ 実施例１で用い念同じ基板に直接実施例１と同様にニッ
ケル活物質を充填し、コバルト層を−切形成しないニッ
ケル極を用い、実施例１と同様にして組み立て比較電池
りを得々。

第２図はＸ線回折の分析結果であって、明白なるように
本発明によるニッケル極ムは放電され難い充電生成物γ
−Ｎｉ　ＯＯＨの生成がほとんど無いものであり、放電
されやすいβ−ＮｉＯＯＨのみが生成し、利用率の向上
が計れることがわかる。

更に、第１表に本発明電池Ａ１比較電池Ｂ、　Ｃ。

Ｄの充放電前後のニッケル価数と価数変化ならびＫＸｍ
回折（７）　γ−Ｎｉ０ＯＨとβ−ＮｉＯＯＨとノヒー
ク高さ比を生成比と考え、グーＮ１００Ｈ／４３−Ｎｉ
０ＯＨとして表わしである。

第１表 この結果より本発明電池Ａのニッケル価数変化が１．２
と１）も大きく、充放電反応がより一層進行しているも
のであることがわかる。更に、γ−ＮｉＯＯＨトβ−Ｎ
ｉＯＯＨノ生Ｆｉ２　比γ−ＬＮｉＯＯＨ／／３−Ｎｉ
０ＯＨをみると本発明電池Ａのニラクール極洗おいては
β型のみ生成している。

ま走用３１列は前記電池Ａ、　　Ｂ、　　Ｃ，ＩＩのニ
ッケル極を用い、対極をニッケル板として電解液比重Ｌ
２３のＫＯＨ溶液を用い、充電電流１２０１Ａで１６時
間充電し九後、放電電流１２００ｙｘＡで終止電圧を参
照極（Ｈｇ／１１１ｑＯ）　Ｋ対して一１ｖとするサイ
クル試験の結果を表したものである。これより本発明の
電極は二ケ所のコバルト層の相乗効果で優れたサイクル
特性を有するものであることがわかる。

また一方、第４図は前記電池Ａ、　　Ｂ、　　Ｃ，Ｄを
２５℃において０．　Ｉ　Ｃ（１２０％Ａ）で１６時間
充電し念後、２５℃ておいてＩ　Ｃ（１２００％Ａ）で
放電した時の放電特性を示すグラフであり、本発明電池
人は放電時間が長く、ニッケル活物質の利用率が高いの
で、高容量化が計られている。

更に１第５図は前記電池Ａ、　　Ｂ、　　Ｃ，Ｄを用い
２５℃においてＱ、Ｉｃで１６時間充電した後、嶋Ｃで
放電し走時のサイクル特性を比較したものであり、本発
明によるニッケル極は電池として組み立てても優ねぇサ
イクル特性を発揮しつるものである。

尚、実施例において基板表面に形成するコバルト層を酸
化物の形態として構成しているが、水酸化コパル）１で
も本発明の要旨とする効果において劣るものではない。

ただし、活物質含浸時のニッケルアタックを防止する効
果においては酸化物層の方が水酸化物層よりも強力であ
って、優れるものである。

（ト）発明の効果 本発明によればγ−ＮｉＯＯＨの生成をきわめて効果的
に抑制できるので、サイクル特性に優れ、且高容１のア
ルカリ蓄電池用焼結式ニッケル極が提供でき、工業的価
値はきわめて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明ニッケル極の要部拡大断面図、第２図は
Ｘ線回折１・η、筆３１ｉ４はニッケル極のサイクル特
性比較図、第４図は放電特性比校図、筆５図は電池のサ
イクル特性比較ｍを示す。 Ａ・・・本発明電池、Ｂ、Ｃ，Ｄ・・・比較電池、１゜
５・・・コバルト層、２・・・ニッケル活物質層、３・
・・焼結式多孔性ニッケル基板、４・・・電解液層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）多孔性ニッケル基板とニッケル活物質層との間に
   コバルト化合物あるいは金属コバルトが単独で存在する
   層を設けると共に、前記ニッケル活物質層と電解液層と
   の間にコバルト化合物あるいは金属コバルトが単独で存
   在する層を設けることにより前記ニッケル活物質層をコ
   バルト化合物あるいは金属コバルトで被覆したことを特
   徴とするアルカリ蓄電池用焼結式ニッケル極。