JPH01112660A - 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
- Publication number
- JPH01112660A JPH01112660A JP62268642A JP26864287A JPH01112660A JP H01112660 A JPH01112660 A JP H01112660A JP 62268642 A JP62268642 A JP 62268642A JP 26864287 A JP26864287 A JP 26864287A JP H01112660 A JPH01112660 A JP H01112660A
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- nickel
- electrode
- battery
- charging
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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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/52—Removing gases inside the secondary cell, e.g. by absorption
- H01M10/526—Removing gases inside the secondary cell, e.g. by absorption by gas recombination on the electrode surface or by structuring the electrode surface to improve gas recombination
-
- 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
Landscapes
- 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
従来の技術
各種の電源のうち、二次電池としては、鉛蓄電池とアル
カリ蓄電池とが広く使われている。後者のアルカリ蓄電
池では、最も広く使われているのが、ニッケルーカドミ
ウム蓄電池であり、密閉形構造の採用が実用の範囲を広
げる大きな要因になった。
カリ蓄電池とが広く使われている。後者のアルカリ蓄電
池では、最も広く使われているのが、ニッケルーカドミ
ウム蓄電池であり、密閉形構造の採用が実用の範囲を広
げる大きな要因になった。
また、電極としては、焼結式ニッケル極が開発されたこ
とから放電特性とくに高率放電にすぐれ、また、寿命も
長い。さらに過充電や放置などによる性能の劣化も少な
く、低温でも性能がよい。このような特性の上に密閉化
が可能になり、使い易さと信頼性が向上した。
とから放電特性とくに高率放電にすぐれ、また、寿命も
長い。さらに過充電や放置などによる性能の劣化も少な
く、低温でも性能がよい。このような特性の上に密閉化
が可能になり、使い易さと信頼性が向上した。
このような密閉形蓄電池を各種のポーダブル機器に用い
るようになってから、まず高エネルギー密度が要求され
る。これについては、電極に関する容量密度の向上によ
って対応している。最近では、その他に急速充電への要
望が強い。
るようになってから、まず高エネルギー密度が要求され
る。これについては、電極に関する容量密度の向上によ
って対応している。最近では、その他に急速充電への要
望が強い。
密閉形のニッケルーカドミウム蓄電池の密閉イヒの原理
は、いわゆるノイマン方式として知られ、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極で吸収し、
カドミウム極を過充電状態にしないことにより、酸素も
水素も発生させないことを基本としている。
は、いわゆるノイマン方式として知られ、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極で吸収し、
カドミウム極を過充電状態にしないことにより、酸素も
水素も発生させないことを基本としている。
したがって、急速充電を可能にするためには、カドミウ
ム極による酸素ガスの吸収をできるだけ迅速に行なわせ
ることが必要である。事実、たとえば１時間充電を行な
い、充電完了を電圧や温度で検知して過充電８態になる
と充電電流を減少させる方式で急速充電が可能になって
いる。
ム極による酸素ガスの吸収をできるだけ迅速に行なわせ
ることが必要である。事実、たとえば１時間充電を行な
い、充電完了を電圧や温度で検知して過充電８態になる
と充電電流を減少させる方式で急速充電が可能になって
いる。
さらに、カドミウム極の酸素との反応を助けるために、
白金、パラジウムなどの酸素イオン化触媒を加える試み
があるが、高価になる。
白金、パラジウムなどの酸素イオン化触媒を加える試み
があるが、高価になる。
その他にカドミウム極の表面に銅やニッケルあるいは炭
素などの導電性の居を形成することも効果があることが
明らかにされている。
素などの導電性の居を形成することも効果があることが
明らかにされている。
発明が解決しようとする問題点
急速充電特性を向上させるための、カドミウム極の表面
への導電性多孔体層としては、特に耐アルカリ性に優れ
たニッケルが好ましい、このニッケル層の形成法として
は、最も工業的に簡単なのは電解メッキである。つまり
、耐電解液性、耐酸化性等を者慮すると、多孔性の電解
ニッケルメッキ府の形成が最も好ましい、そこで、公知
のニッケルメッキ浴を用い、これに酸化カドミウムを主
とするカドミウム極を前処理後浸漬して電解メッキを施
したところ、比較的容易にニッケルの光沢を持った層の
形成が、可能であった。このカドミウム極を用いて、密
閉形アルカリ蓄電池を構成し、急充電特性を調べたとこ
ろガス吸収特性も向上した。しかし、高エネルキゝ−密
度を可能にするには、さらにガス吸収特性の向上が望ま
れ、また、メッキの過程で不要な水酸化ニッケルの形成
も抑制することが、好ましい。
への導電性多孔体層としては、特に耐アルカリ性に優れ
たニッケルが好ましい、このニッケル層の形成法として
は、最も工業的に簡単なのは電解メッキである。つまり
、耐電解液性、耐酸化性等を者慮すると、多孔性の電解
ニッケルメッキ府の形成が最も好ましい、そこで、公知
のニッケルメッキ浴を用い、これに酸化カドミウムを主
とするカドミウム極を前処理後浸漬して電解メッキを施
したところ、比較的容易にニッケルの光沢を持った層の
形成が、可能であった。このカドミウム極を用いて、密
閉形アルカリ蓄電池を構成し、急充電特性を調べたとこ
ろガス吸収特性も向上した。しかし、高エネルキゝ−密
度を可能にするには、さらにガス吸収特性の向上が望ま
れ、また、メッキの過程で不要な水酸化ニッケルの形成
も抑制することが、好ましい。
本発明は上記従来技術に基づきカズ吸収特性を改善でき
る製造法を得ることを目的とする。
る製造法を得ることを目的とする。
問題点を解決するための手段
本発明は、公知のニッケルメッキ浴のｐＨを２以下、好
ましく１以下に調整し、酸化カドミウムを主とするカド
ミウム極を用いて電解ニッケルメッキを行ない、多孔性
のニッケル層を形成することを特徴とする。
ましく１以下に調整し、酸化カドミウムを主とするカド
ミウム極を用いて電解ニッケルメッキを行ない、多孔性
のニッケル層を形成することを特徴とする。
作 用
汎用のニッケルメッキ浴では、いわゆる普通浴や複塩浴
ではｐＨが５．６〜６．２、Ｗ ａ ｔ を浴で、２．
５〜５；５、光沢ニッケル浴で２．５〜４．５である。
ではｐＨが５．６〜６．２、Ｗ ａ ｔ を浴で、２．
５〜５；５、光沢ニッケル浴で２．５〜４．５である。
このような浴で電解メッキを行なうとピンホールが少な
い箔試のニッケル層が形成し、同時に水酸化ニッケルも
形成しやすくなる。
い箔試のニッケル層が形成し、同時に水酸化ニッケルも
形成しやすくなる。
これに対して、本発明のように硫酸などで、好ましくは
ｐ Ｈ’ｌ以下にして、電解メッキを行なうと、全屈光
沢はなく白色のニッケル層が形成しピンホールもはるか
に多い。つまり、いわゆる通常の金属メッキの逆を行な
う方が密閉形アルカリ蓄電池でのガス吸収には好都合で
あることを見出した。さらに、強酸性であるので不要の
水酸化ニッケルの析出も抑えられる。
ｐ Ｈ’ｌ以下にして、電解メッキを行なうと、全屈光
沢はなく白色のニッケル層が形成しピンホールもはるか
に多い。つまり、いわゆる通常の金属メッキの逆を行な
う方が密閉形アルカリ蓄電池でのガス吸収には好都合で
あることを見出した。さらに、強酸性であるので不要の
水酸化ニッケルの析出も抑えられる。
実施例
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 １皿ｉで５％のポリ
エチレン微粉末、同じく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０．１５ｍｍ。
重量）のエチレングリコール溶液 １皿ｉで５％のポリ
エチレン微粉末、同じく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０．１５ｍｍ。
孔径１，８ｍｍ、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。
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、厚さを０．６ｍｍに調整す
る。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。
る。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。
電池としては、Ｓｕ ｂＣ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な幅３．３ｃｍ。
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な幅３．３ｃｍ。
長さ２０ ｃ ｒｎに裁断して、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。
所にスポット溶接により取り付けた。
このようにして得られたカドミウム極を汎用のＷ ａ
ｔ を浴（硫酸ニッケル２４０ｇ／Ｉ 、塩化ニッケル
４５ｇ／ｌ、硼酸３０ｇ／Ｉ ） ｉ ｌ （リットル
）に濃硫酸１０ｍ１を加えた浴中で２５℃ １５０ ｍ
Ａ／ｃｍ２の条件で２．５分間、対極にニッケル極を用
いてメッキを行なった。
ｔ を浴（硫酸ニッケル２４０ｇ／Ｉ 、塩化ニッケル
４５ｇ／ｌ、硼酸３０ｇ／Ｉ ） ｉ ｌ （リットル
）に濃硫酸１０ｍ１を加えた浴中で２５℃ １５０ ｍ
Ａ／ｃｍ２の条件で２．５分間、対極にニッケル極を用
いてメッキを行なった。
白色のニッケルメッキが電極全面に均一に行なわれた。
ついで、放電袖口用容量を保持させるために、この極を
１４０ ｍＡ／Ｃｍ２の電流密度２時間４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。
１４０ ｍＡ／Ｃｍ２の電流密度２時間４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１６％に相当するが、充電効率が低いので、実際
には８％程度が充電されたとみてよい。
量の約１６％に相当するが、充電効率が低いので、実際
には８％程度が充電されたとみてよい。
水洗、乾燥後、市販のフッソ樹脂ディスバージョンの２
０倍希釈液を加え、乾燥して、カドミウム極を得た。
０倍希釈液を加え、乾燥して、カドミウム極を得た。
電池構成のための相平衡としては、公知の発泡式ニッケ
ル極を選び、幅３．３ｃｍ、長さ１７ｃｍとした。厚さ
はＱ、７ｍｍである。セパレータとしては、ポリアミド
不織布、電解液としては、比重１．２２の苛性カリ水溶
液に水酸化リチウムを２５ｇ／Ｉ溶解して用いた。公称
容量は２．２Ａｈである。この電池を（Ａ）とする。
ル極を選び、幅３．３ｃｍ、長さ１７ｃｍとした。厚さ
はＱ、７ｍｍである。セパレータとしては、ポリアミド
不織布、電解液としては、比重１．２２の苛性カリ水溶
液に水酸化リチウムを２５ｇ／Ｉ溶解して用いた。公称
容量は２．２Ａｈである。この電池を（Ａ）とする。
つぎに、比較のために、あらかじめ酸化カドミウム極に
センシタイザ−処理、アクチベータ処理を行なった後、
（Ａ）と同じ硫酸ニッケル、塩化ニッケル、硼酸などを
主とするＷ ａ ｔ を浴をこの場合は、そのまま用い
、４３℃、ＴＬ流密度６０ ｍＡ／ｅ＋２で時間６．５
分の条件で、電解ニッケルメッキを行なった。このよう
にして得られたカドミウム極を用いた電池を（Ｂ）とし
た。
センシタイザ−処理、アクチベータ処理を行なった後、
（Ａ）と同じ硫酸ニッケル、塩化ニッケル、硼酸などを
主とするＷ ａ ｔ を浴をこの場合は、そのまま用い
、４３℃、ＴＬ流密度６０ ｍＡ／ｅ＋２で時間６．５
分の条件で、電解ニッケルメッキを行なった。このよう
にして得られたカドミウム極を用いた電池を（Ｂ）とし
た。
これら電池の通常の充放電での放電容量はほぼ同じであ
った。たとえば、０．２０充電−０，２Ｃ放電では、い
ずれも２．２〜２．３Ａｈを示した。
った。たとえば、０．２０充電−０，２Ｃ放電では、い
ずれも２．２〜２．３Ａｈを示した。
そこでつぎに各電池の急速充電特性を調べた。
電池は、いずれも１０セル用いた。周囲温度な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、充電は、放電容量の１゜３倍まで各充電率で
行ない。その後は、０．２０に減少させて全体で放電容
量の１．４倍充電した。
、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、充電は、放電容量の１゜３倍まで各充電率で
行ない。その後は、０．２０に減少させて全体で放電容
量の１．４倍充電した。
まず、ＩＣ充電（２，２Ａ）時での各電池の最高内圧は
、電池（Ａ）では０ 、８〜０ 、９ ｋｇ／ｃｍ２゜
電池（Ｂ）では、１ 、３〜１． 、５ ｋｇ／Ｃｍ２
であった。
、電池（Ａ）では０ 、８〜０ 、９ ｋｇ／ｃｍ２゜
電池（Ｂ）では、１ 、３〜１． 、５ ｋｇ／Ｃｍ２
であった。
つぎに１．２５Ｃ（２，７５Ａ）にすると電池（Ａ）で
は、２．５〜２．６．（Ｉ３）で３．２〜３゜５であっ
た。
は、２．５〜２．６．（Ｉ３）で３．２〜３゜５であっ
た。
つまり、電池（Ｂ）に比べて（Ａ）ではガス吸収の点で
優れていた最も大きな理由は、カドミウム極上に形成し
たニッケル府が導電性であるとともに適度な多孔性、つ
まりピンホールを有していたことであると思われる。
優れていた最も大きな理由は、カドミウム極上に形成し
たニッケル府が導電性であるとともに適度な多孔性、つ
まりピンホールを有していたことであると思われる。
このように、本願の電池（Ａ）では、メッキ浴を単に強
酸性にするだけの簡単な操作で、ガス吸収特性の向上が
可能になった。
酸性にするだけの簡単な操作で、ガス吸収特性の向上が
可能になった。
発明の効果
以上のように、本発明の製造法においては、充電時のガ
ス吸収特性の改善が可能になる。
ス吸収特性の改善が可能になる。
Claims (3)
- （１）酸化カドミウムを主とする電極を、強酸性のニッ
ケルメッキ浴に浸漬し、電解メッキにより電極表面に多
孔性のニッケル層を形成することを特徴とする電池用カ
ドミウム極の製造法。 - （２）強酸性が少なくともｐＨ２以下、好ましくは１以
下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。 - （３）硫酸あるいは塩酸を加えることにより、ｐＨ２以
下にすることを特徴とする特許請求の範囲第１項または
第２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 |
|---|---|---|---|
| JP62268642A JPH01112660A (ja) | 1987-10-23 | 1987-10-23 | 電池用カドミウム極の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62268642A JPH01112660A (ja) | 1987-10-23 | 1987-10-23 | 電池用カドミウム極の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01112660A true JPH01112660A (ja) | 1989-05-01 |
Family
ID=17461385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62268642A Pending JPH01112660A (ja) | 1987-10-23 | 1987-10-23 | 電池用カドミウム極の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01112660A (ja) |
-
1987
- 1987-10-23 JP JP62268642A patent/JPH01112660A/ja active Pending
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