JP3272009B2 - アルカリ蓄電池用ニッケル電極の製造方法 - Google Patents
アルカリ蓄電池用ニッケル電極の製造方法Info
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- H—ELECTRICITY
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ニッケルーカドミウム
電池等のアルカリ蓄電池に用いられるニッケル電極の製
造方法に関する。
電池等のアルカリ蓄電池に用いられるニッケル電極の製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、アルカリ蓄電池用ニッケル電極の
製造方法としては、活物質保持体としての多孔性ニッケ
ル焼結基板を硝酸ニッケル等の酸性ニッケル塩含浸溶液
に浸漬して基板の孔中にニッケル塩含浸させた後、アル
カリ溶液中で酸性ニッケル塩を活物質である水酸化ニッ
ケルに変化させるという活物質充填操作が一般に知られ
ている。しかしながら、このような活物質充填操作で
は、１回当たりの活物質充填量が少なく、１回の操作で
は十分な充填量が得られないため、上記の操作を複数回
繰り返して、所望量の活物質を充填する必要がある。し
たがって、ニッケル電極の作製に多大な時間を要し、製
造コストが高騰するという課題を有していた。
製造方法としては、活物質保持体としての多孔性ニッケ
ル焼結基板を硝酸ニッケル等の酸性ニッケル塩含浸溶液
に浸漬して基板の孔中にニッケル塩含浸させた後、アル
カリ溶液中で酸性ニッケル塩を活物質である水酸化ニッ
ケルに変化させるという活物質充填操作が一般に知られ
ている。しかしながら、このような活物質充填操作で
は、１回当たりの活物質充填量が少なく、１回の操作で
は十分な充填量が得られないため、上記の操作を複数回
繰り返して、所望量の活物質を充填する必要がある。し
たがって、ニッケル電極の作製に多大な時間を要し、製
造コストが高騰するという課題を有していた。
【０００３】そこで、特開昭６２−５８５６６号公報等
に示されるように、含浸溶液として高温且つ高濃度の硝
酸ニッケル水溶液等の溶融塩含浸液を用いて、活物質充
填効率を向上させて、製造工程を簡略化させるような方
法が提案されている。
に示されるように、含浸溶液として高温且つ高濃度の硝
酸ニッケル水溶液等の溶融塩含浸液を用いて、活物質充
填効率を向上させて、製造工程を簡略化させるような方
法が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな方法では、含浸溶液の腐食性が強くなるため、基板
が浸食される（即ち、基板を構成するニッケルが溶解す
る）。この結果、基板が脆弱化して、このような極板を
用いた電池のサイクル特性が低下するという課題を有し
ていた。
うな方法では、含浸溶液の腐食性が強くなるため、基板
が浸食される（即ち、基板を構成するニッケルが溶解す
る）。この結果、基板が脆弱化して、このような極板を
用いた電池のサイクル特性が低下するという課題を有し
ていた。
【０００５】本発明は上記課題を考慮してなされたもの
であり、活物質充填操作の回数を低減することにより、
焼結式ニッケル電極を用いた電池のサイクル特性を向上
させ且つ焼結式ニッケル電極の生産性を向上させて製造
コストの低減を図り得るアルカリ蓄電池用ニッケル電極
の製造方法の提供を目的としている。
であり、活物質充填操作の回数を低減することにより、
焼結式ニッケル電極を用いた電池のサイクル特性を向上
させ且つ焼結式ニッケル電極の生産性を向上させて製造
コストの低減を図り得るアルカリ蓄電池用ニッケル電極
の製造方法の提供を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、多孔性ニッケル基板を酸性ニッケル塩含浸
水溶液に浸漬する第１工程と、上記基板をアルカリ水溶
液に浸漬して前記酸性ニッケル塩を活物質化させる第２
工程と、第２工程で基板に保持されたアルカリ水溶液を
そのまま保持させつつ乾燥を行う第３工程とから成る活
物質充填操作を、複数回行うことを特徴とする。
するために、多孔性ニッケル基板を酸性ニッケル塩含浸
水溶液に浸漬する第１工程と、上記基板をアルカリ水溶
液に浸漬して前記酸性ニッケル塩を活物質化させる第２
工程と、第２工程で基板に保持されたアルカリ水溶液を
そのまま保持させつつ乾燥を行う第３工程とから成る活
物質充填操作を、複数回行うことを特徴とする。
【０００７】
【作用】一般に、ニッケル焼結基板の孔中で、酸性ニッ
ケル塩とアルカリ水溶液との中和反応によって水酸化ニ
ッケルを生成させる活物質充填操作を繰り返していく
と、徐々に活物質充填量の伸びが減少してゆくことを実
験により確認した。これは、ニッケル焼結基板の孔の体
積に占める活物質の体積の割合が、活物質充填操作と共
に増加するという理由によるものと考えられる。
ケル塩とアルカリ水溶液との中和反応によって水酸化ニ
ッケルを生成させる活物質充填操作を繰り返していく
と、徐々に活物質充填量の伸びが減少してゆくことを実
験により確認した。これは、ニッケル焼結基板の孔の体
積に占める活物質の体積の割合が、活物質充填操作と共
に増加するという理由によるものと考えられる。
【０００８】このようなことを考慮すると、ニッケル焼
結基板に活物質を効率良く充填させるには、ニッケル焼
結基板の孔の深部から水酸化ニッケルを生成させ、且つ
この生成したニッケルの嵩密度が大きいことが必要とな
る。そこで、上記方法の如く、酸性ニッケル塩を活物質
化させるために用いるアルカリ水溶液を除去することな
く乾燥させると、２回目以降の活物質充填操作におい
て、基板を酸性ニッケル塩水溶液に浸漬した場合には、
酸性ニッケル塩水溶液と固体状態のアルカリとが反応し
て水酸化ニッケルが生成する。このように、固体状態の
アルカリとの反応による水酸化ニッケルは、本発明者ら
の実験によると、液体状態のアルカリとの反応による水
酸化ニッケルに比べて嵩密度が大きくなるということが
確認された。このように、嵩密度の大きな水酸化ニッケ
ルが生成されると、ニッケル焼結基板に活物質を効率良
く充填することができるので、生産性が向上する。尚、
別の実験により、上記のような水酸化ニッケルの嵩密度
の増大は、水酸化ニッケルの真密度が大きくなるという
ことに起因していることを確認した。
結基板に活物質を効率良く充填させるには、ニッケル焼
結基板の孔の深部から水酸化ニッケルを生成させ、且つ
この生成したニッケルの嵩密度が大きいことが必要とな
る。そこで、上記方法の如く、酸性ニッケル塩を活物質
化させるために用いるアルカリ水溶液を除去することな
く乾燥させると、２回目以降の活物質充填操作におい
て、基板を酸性ニッケル塩水溶液に浸漬した場合には、
酸性ニッケル塩水溶液と固体状態のアルカリとが反応し
て水酸化ニッケルが生成する。このように、固体状態の
アルカリとの反応による水酸化ニッケルは、本発明者ら
の実験によると、液体状態のアルカリとの反応による水
酸化ニッケルに比べて嵩密度が大きくなるということが
確認された。このように、嵩密度の大きな水酸化ニッケ
ルが生成されると、ニッケル焼結基板に活物質を効率良
く充填することができるので、生産性が向上する。尚、
別の実験により、上記のような水酸化ニッケルの嵩密度
の増大は、水酸化ニッケルの真密度が大きくなるという
ことに起因していることを確認した。
【０００９】加えて、上記方法であれば、２回目以降の
活物質充填操作において、酸性ニッケル塩水溶液に浸漬
した場合とアルカリ水溶液に浸漬した場合とに活物質生
成反応が生じる。即ち、１回の活物質充填操作で２回の
活物質生成反応が生じることになる。したがって、活物
質充填作業の作業回数を減らすことができるので、生産
性を向上させることができると共に、酸性ニッケル塩含
浸液にニッケル焼結基板を浸漬する回数を減らすことが
できるので、ニッケル焼結基板の腐食が抑制され、この
結果、本発明の製造方法による電極を用いた電池のサイ
クル特性を向上させることが可能となる。
活物質充填操作において、酸性ニッケル塩水溶液に浸漬
した場合とアルカリ水溶液に浸漬した場合とに活物質生
成反応が生じる。即ち、１回の活物質充填操作で２回の
活物質生成反応が生じることになる。したがって、活物
質充填作業の作業回数を減らすことができるので、生産
性を向上させることができると共に、酸性ニッケル塩含
浸液にニッケル焼結基板を浸漬する回数を減らすことが
できるので、ニッケル焼結基板の腐食が抑制され、この
結果、本発明の製造方法による電極を用いた電池のサイ
クル特性を向上させることが可能となる。
【００１０】更に、本発明の方法であれば、ニッケル焼
結基板の孔の深部から水酸化ニッケルを生成させること
ができるので、この点からも効率良く活物質充填操作を
行うことができる。
結基板の孔の深部から水酸化ニッケルを生成させること
ができるので、この点からも効率良く活物質充填操作を
行うことができる。
【００１１】
【実施例】本発明の一実施例を、図１に基づいて、以下
に説明する。 〔実施例〕先ず初めに、還元性雰囲気中で乾燥すること
により得た多孔度８０％のニッケル焼結基板を、硝酸ニ
ッケル溶融塩（温度８０℃、比重１．７５）に浸漬す
る。次に、上記ニッケル焼結基板を２５％の苛性ソーダ
水溶液に浸漬することにより、上記硝酸ニッケルを活物
質である水酸化ニッケルに変化させる。次いで、アルカ
リを上記ニッケル焼結基板に保持させた状態で基板を乾
燥させる。このような一連の活物質充填操作を５回繰り
返すことにより、ニッケル電極を作製した。
に説明する。 〔実施例〕先ず初めに、還元性雰囲気中で乾燥すること
により得た多孔度８０％のニッケル焼結基板を、硝酸ニ
ッケル溶融塩（温度８０℃、比重１．７５）に浸漬す
る。次に、上記ニッケル焼結基板を２５％の苛性ソーダ
水溶液に浸漬することにより、上記硝酸ニッケルを活物
質である水酸化ニッケルに変化させる。次いで、アルカ
リを上記ニッケル焼結基板に保持させた状態で基板を乾
燥させる。このような一連の活物質充填操作を５回繰り
返すことにより、ニッケル電極を作製した。
【００１２】このようにして作製した電極を、以下
（Ａ）電極と称する。 〔比較例１〕アルカリを保持させた状態でニッケル焼結
基板を乾燥させる工程の代わりに、活物質である水酸化
ニッケルを生成させた後水洗によってアルカリを除去す
るという工程を実施する他は、上記実施例と同様にして
電極を作製した。尚、このような活物質充填操作は、上
記実施例と同様、５回繰り返している。
（Ａ）電極と称する。 〔比較例１〕アルカリを保持させた状態でニッケル焼結
基板を乾燥させる工程の代わりに、活物質である水酸化
ニッケルを生成させた後水洗によってアルカリを除去す
るという工程を実施する他は、上記実施例と同様にして
電極を作製した。尚、このような活物質充填操作は、上
記実施例と同様、５回繰り返している。
【００１３】このようにして作製した電極を、以下（Ｘ
1 ）電極と称する。 〔比較例２〕アルカリを保持させた状態でニッケル焼結
基板を乾燥させる工程を実施しない（即ち、基板にアル
カリを液体状態で保持させたまま、次回の活物質充填操
作を行う）他は、上記実施例と同様にして電極を作製し
た。尚、このような活物質充填操作は、上記実施例と同
様、５回繰り返している。
1 ）電極と称する。 〔比較例２〕アルカリを保持させた状態でニッケル焼結
基板を乾燥させる工程を実施しない（即ち、基板にアル
カリを液体状態で保持させたまま、次回の活物質充填操
作を行う）他は、上記実施例と同様にして電極を作製し
た。尚、このような活物質充填操作は、上記実施例と同
様、５回繰り返している。
【００１４】このようにして作製した電極を、以下（Ｘ
2 ）電極と称する。 〔実験１〕上記本発明の製造方法にて作製した（Ａ）電
極と比較例の製造方法にて作製した（Ｘ1 ）電極，（Ｘ
2 ）電極とにおいて、１〜５回目の活物質充填操作にお
ける活物質充填量を調べたので、その結果を図１に示
す。尚、図１においては、比較例の（Ｘ1 ）電池におけ
る５回目の活物質充填操作終了後の活物質充填量を１０
０として表している。また、各回の活物質充填量は、ア
ルカリにニッケル基板を浸漬して活物質化する操作を終
了した後、水洗、乾燥を行い、この後に計量したもので
ある。
2 ）電極と称する。 〔実験１〕上記本発明の製造方法にて作製した（Ａ）電
極と比較例の製造方法にて作製した（Ｘ1 ）電極，（Ｘ
2 ）電極とにおいて、１〜５回目の活物質充填操作にお
ける活物質充填量を調べたので、その結果を図１に示
す。尚、図１においては、比較例の（Ｘ1 ）電池におけ
る５回目の活物質充填操作終了後の活物質充填量を１０
０として表している。また、各回の活物質充填量は、ア
ルカリにニッケル基板を浸漬して活物質化する操作を終
了した後、水洗、乾燥を行い、この後に計量したもので
ある。
【００１５】図１から明らかなように、本発明の製造方
法にて作製した（Ａ）電極は比較例の製造方法にて作製
した（Ｘ1 ）電極，（Ｘ2 ）電極に比べて、２回目以降
の活物質充填量が飛躍的に多くなっていることが認めら
れる。これは、以下に示す理由によるものと考えられ
る。即ち、本発明の（Ａ）電極では、２回目以降の活物
質充填操作において、硝酸ニッケル溶融塩と固体状態の
苛性ソーダとが反応して水酸化ニッケルが生成する。こ
のように、固体状態のアルカリとの反応による水酸化ニ
ッケルは、液体状態のアルカリとの反応による水酸化ニ
ッケルに比べて嵩密度が大きくなる。この結果、活物質
充填操作を円滑に進行させることができる。加えて、２
回目以降の活物質充填操作においては、硝酸ニッケル溶
融塩に浸漬した場合と苛性ソーダに浸漬した場合とに活
物質生成反応が生じる。即ち、１回の活物質充填操作で
２回の活物質生成反応が生じることになる。これらのこ
とから、上記の如く２回目以降の活物質充填量が飛躍的
に多くなったものと考えられる。
法にて作製した（Ａ）電極は比較例の製造方法にて作製
した（Ｘ1 ）電極，（Ｘ2 ）電極に比べて、２回目以降
の活物質充填量が飛躍的に多くなっていることが認めら
れる。これは、以下に示す理由によるものと考えられ
る。即ち、本発明の（Ａ）電極では、２回目以降の活物
質充填操作において、硝酸ニッケル溶融塩と固体状態の
苛性ソーダとが反応して水酸化ニッケルが生成する。こ
のように、固体状態のアルカリとの反応による水酸化ニ
ッケルは、液体状態のアルカリとの反応による水酸化ニ
ッケルに比べて嵩密度が大きくなる。この結果、活物質
充填操作を円滑に進行させることができる。加えて、２
回目以降の活物質充填操作においては、硝酸ニッケル溶
融塩に浸漬した場合と苛性ソーダに浸漬した場合とに活
物質生成反応が生じる。即ち、１回の活物質充填操作で
２回の活物質生成反応が生じることになる。これらのこ
とから、上記の如く２回目以降の活物質充填量が飛躍的
に多くなったものと考えられる。
【００１６】これに対して、比較例の（Ｘ1 ）電極で
は、活物質化した後にアルカリを除去しているので、各
回の活物質充填操作において生成する活物質は、液体状
のアルカリとの反応によって生成するもののみであるた
め、活物質の嵩密度が小さくなる。加えて、１回の活物
質充填操作においては、１回しか活物質生成反応が生じ
ない。また、比較例の（Ｘ2 ）電極では、２回目以降の
活物質充填操作では２回の活物質生成反応が生じるが、
生成する活物質は共に液体状のアルカリとの反応による
嵩密度の小さい活物質となる。加えて、基板の深部では
なく表面で活物質生成反応が生じる。これらのことか
ら、上記の如く２回目以降の活物質充填量が少なくなっ
たものと考えられる。 〔実験２〕本発明の製造方法にて作製した（Ａ）電極と
比較例の製造方法にて作製した（Ｘ1 ）電極，（Ｘ2 ）
電極とにおいて、活物質の利用率を測定した。尚、実験
に当り、全ての極板の活物質充填量を同一に設定してい
る。また、実験条件は、水酸化カリウム水溶液中で、理
論容量の５時間率で充電した後、３時間率で放電すると
いう条件である。
は、活物質化した後にアルカリを除去しているので、各
回の活物質充填操作において生成する活物質は、液体状
のアルカリとの反応によって生成するもののみであるた
め、活物質の嵩密度が小さくなる。加えて、１回の活物
質充填操作においては、１回しか活物質生成反応が生じ
ない。また、比較例の（Ｘ2 ）電極では、２回目以降の
活物質充填操作では２回の活物質生成反応が生じるが、
生成する活物質は共に液体状のアルカリとの反応による
嵩密度の小さい活物質となる。加えて、基板の深部では
なく表面で活物質生成反応が生じる。これらのことか
ら、上記の如く２回目以降の活物質充填量が少なくなっ
たものと考えられる。 〔実験２〕本発明の製造方法にて作製した（Ａ）電極と
比較例の製造方法にて作製した（Ｘ1 ）電極，（Ｘ2 ）
電極とにおいて、活物質の利用率を測定した。尚、実験
に当り、全ての極板の活物質充填量を同一に設定してい
る。また、実験条件は、水酸化カリウム水溶液中で、理
論容量の５時間率で充電した後、３時間率で放電すると
いう条件である。
【００１７】この結果、図示はしないが、（Ａ）電極及
び（Ｘ1 ）電極，（Ｘ2 ）電極共に、同一の活物質利用
率であることを確認した。したがって、嵩密度の大小に
関わらず、活物質の利用率は同一であることがわかる。
び（Ｘ1 ）電極，（Ｘ2 ）電極共に、同一の活物質利用
率であることを確認した。したがって、嵩密度の大小に
関わらず、活物質の利用率は同一であることがわかる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、固
体状態のアルカリと酸性ニッケル塩水溶液との反応によ
り活物質である水酸化ニッケルが生成するので、水酸化
ニッケルの嵩密度が大きくなる。加えて、ニッケル焼結
基板の孔の深部から水酸化ニッケルを生成させることが
できる。これらのことから、効率良く活物質充填操作を
行うことができる。
体状態のアルカリと酸性ニッケル塩水溶液との反応によ
り活物質である水酸化ニッケルが生成するので、水酸化
ニッケルの嵩密度が大きくなる。加えて、ニッケル焼結
基板の孔の深部から水酸化ニッケルを生成させることが
できる。これらのことから、効率良く活物質充填操作を
行うことができる。
【００１９】更に、２回目以降の活物質充填操作におい
ては、１回の活物質充填操作で２回の活物質生成反応が
生じることになるので、活物質充填作業の作業回数を減
らすことができ、この結果生産性を向上させることがで
きる。加えて、酸性ニッケル塩含浸液にニッケル焼結基
板を浸漬する回数を減らすことができるので、ニッケル
焼結基板の腐食が抑制され、この結果、本発明の製造方
法による電極を用いた電池のサイクル特性を向上させる
ことができるといった優れた効果を奏する。
ては、１回の活物質充填操作で２回の活物質生成反応が
生じることになるので、活物質充填作業の作業回数を減
らすことができ、この結果生産性を向上させることがで
きる。加えて、酸性ニッケル塩含浸液にニッケル焼結基
板を浸漬する回数を減らすことができるので、ニッケル
焼結基板の腐食が抑制され、この結果、本発明の製造方
法による電極を用いた電池のサイクル特性を向上させる
ことができるといった優れた効果を奏する。
【図１】本発明の製造方法にて作製した（Ａ）電極と比
較例の製造方法にて作製した（Ｘ1 ）電極，（Ｘ2 ）電
極とにおいて、１〜５回目の活物質充填操作における活
物質充填量を示すグラフである。
較例の製造方法にて作製した（Ｘ1 ）電極，（Ｘ2 ）電
極とにおいて、１〜５回目の活物質充填操作における活
物質充填量を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−648（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 4/24 - 4/26 H01M 4/32
Claims (1)
- 【請求項１】 多孔性ニッケル基板を酸性ニッケル塩含
浸水溶液に浸漬する第１工程と、上記基板をアルカリ水
溶液に浸漬して前記酸性ニッケル塩を活物質化させる第
２工程と、前記第２工程で基板に保持されたアルカリ水
溶液をそのまま保持させつつ乾燥を行う第３工程とから
成る活物質充填操作を、複数回行うことを特徴とするア
ルカリ蓄電池用ニッケル電極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34307791A JP3272009B2 (ja) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | アルカリ蓄電池用ニッケル電極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34307791A JP3272009B2 (ja) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | アルカリ蓄電池用ニッケル電極の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05174815A JPH05174815A (ja) | 1993-07-13 |
| JP3272009B2 true JP3272009B2 (ja) | 2002-04-08 |
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ID=18358767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34307791A Expired - Fee Related JP3272009B2 (ja) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | アルカリ蓄電池用ニッケル電極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3272009B2 (ja) |
-
1991
- 1991-12-25 JP JP34307791A patent/JP3272009B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05174815A (ja) | 1993-07-13 |
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