JPH0119619B2 - - Google Patents
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- JPH0119619B2 JPH0119619B2 JP56111829A JP11182981A JPH0119619B2 JP H0119619 B2 JPH0119619 B2 JP H0119619B2 JP 56111829 A JP56111829 A JP 56111829A JP 11182981 A JP11182981 A JP 11182981A JP H0119619 B2 JPH0119619 B2 JP H0119619B2
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Description
本発明はカドミウム負極の製造法に係り、負極
活物質利用率の向上、サイクル寿命の向上、充電
時におけるガス吸収能力の向上など電池特性の改
善を図ることを目的とする。 カドミウム負極の製造法は大別すると次の三つ
がある。その第１は焼結式で、これはニツケル粉
末を高温還元雰囲気下で焼結させて多孔性基体を
つくり、この基体孔隙中に活物質を充填したもの
であつて、高率放電特性に優れているが、ニツケ
ル焼結体を作製すること、および活物質充填工程
が煩雑になることなどから高価になるという欠点
がある。第２はプレス式で、これは活物質粉末を
導電性粉末などとともにプレス成型して電極とし
たものであつて、安価に製造できるという長所を
有するが、高率放電特性やサイクル寿命特性が劣
るという欠点がある。第３はペースト式といわれ
るもので、活物質を主体とする粉末を結着剤溶液
と混練してペーストを作製し、該ペーストを多孔
性芯金に塗着させてなるもので、高率放電特性も
ほぼ焼結式に等しく、かつ焼結式よりも安価に作
製できるという長所がある。このペースト式にお
いて、一般的なペースト組成は酸化カドミウムに
ニツケル粉や炭素粉のごとき導電材と、ポリ塩化
ビニル樹脂繊維のごとき合成樹脂製短繊維からな
る補強剤と、ポリエチレンやポリビニルアルコー
ルのごとき結着剤を溶媒に溶解してなる結着剤溶
液とからなつている。これら組成のうち、補強剤
としての合成樹脂製短繊維は多孔性芯金の孔部を
通じて芯金の両面に塗着されている活物質層間に
存在するため、特に活物質の芯金からの剥離を防
止するとともに、活物質相互間の結着にも効果が
ある。しかしながらその補強剤としての効果をさ
らに高めるためにその量的増大を図ると、電気伝
導性がないため電極の電気抵抗が増大し、活物質
利用率が劣るという欠点がでてくる。そこで代替
として細い金属繊維、例えばニツケル繊維、鉄繊
維を用いると活物質利用率は向上するが、金属繊
維は電極をプレスしても塑性変形しにくいため電
極表面上に針状に飛出し、電池に構成した時に多
孔性のセパレータを介して対向している正極と容
易に短絡してしまうという欠点がある。 本発明は前記従来のペースト式電極の製法にお
ける補強剤の改良に係るもので、カドミウムめつ
きを施した合成樹脂短繊維を用いて前記問題点を
解決したものであり、以下実施例をもつて説明す
る。 酸化カドミウム100重量部に導電材としてカー
ボニルニツケル粉を10重量部加えて混合粉末を作
り、次いで表面がカドミウムめつきされた５デニ
ールで繊維長さ３mmのポリ塩化ビニル樹脂製短繊
維を0.5重量部加えてさらに混合し、これに１重
量部のポリビニルアルコールを溶解せしめた30c.c.
のエチレングリコール溶液を加え、全体を混練し
てペーストとする。このペーストを厚さ0.8mmの
ニツケルめつき穿孔鋼板からなる芯金の両面に塗
着し、次いで乾燥してエチレングリコールを逸散
させた後、プレスを行なつて多孔度約40％の未化
成極板とする。次にこの未化成極板を20％のか性
ソーダ水溶液中で理論容量の50％を還元させたの
ち、水洗、乾燥、プレスして完成極板とする。こ
の完成極板を所定寸法に切断して単位極板とす
る。 この単位極板を用いて、焼結式正極、ポリアミ
ド樹脂製不織布からなるセパレータと組合せ、
500mAhの容量を有する密閉形ニツケル・カドミ
ウム蓄電池を作製した。 この電池Ａと、従来のカドミウムめつきをして
いない合成樹脂製短繊維を補強剤としてペースト
中に混入したカドミウム負極を用いた電池Ｂとに
ついて高率放電特性、サイクル寿命特性およびガ
ス吸収能力特性について調べた。なお、電池Ａ，
Ｂにおける相違は負極の補強剤が異なるのみで他
の条件は全く同一とした。 第１図は高率放電特性を示し、完全充電された
電池を各放電率で放電した時の放電容量である。
図から明らかなように5C（2.5A）放電以上になる
と本発明品Ａのすぐれていることがわかる。 第２図はサイクル寿命特性であり、常温にて充
電を1/2Ｃ（250mA）で３時間、放電を1C
（500mA）で行なつた時の結果である。本発明品
Ａは1000サイクル以上でも全く容量劣化がみられ
ないのに対し、従来品Ｂでは1000サイクル付近か
ら劣化する傾向が見られる。 第３図はガス吸収能力特性である。この実施例
における密閉形ニツケル・カドミウム蓄電池は過
充電時に正極より発生する酸素ガスを負極のカド
ミウムで吸収（酸化）することにより密閉化が保
たれているが、この酸素ガス吸収能力の向上は充
電時間の短縮につながる。そこで特にガス吸収反
応の遅い低温での吸収能力を調べた。第３図は０
℃にて各充電率で充電した時の電池内圧力の値で
ある。本発明品Ａは従来品Ｂにくらべて電池内圧
力が低く、ガス吸収能力が向上していることが判
る。これら電池特性の改良は化成処理の際、カド
ミウムめつき部分の近傍の酸化カドミウムから還
元され、カドミウムめつきが施された繊維は芯金
の孔部を通じて、芯金の両面にある活物質と連通
しているために良好な導電ネツトワークが形成さ
れることによる。特に電極表面の金属カドミウム
量が従来にくらべて大幅に増加しており、これが
放電特性の向上、ガス吸収性の向上などに寄与し
ているものと考えられる。 以上のように電池特性上、本発明品は従来品に
くらべ向上しているが、カドミウム負極の利用率
について調べたところ、次のようになつた。 すなわち前記電池Ａ，Ｂで使用したと同様の負
極A′，B′を濃度30％のか性カリ水溶液中にてニ
ツケル板を相手極として各放電率での活物質利用
率（％）を測定したところ次表のような結果を得
た。
活物質利用率の向上、サイクル寿命の向上、充電
時におけるガス吸収能力の向上など電池特性の改
善を図ることを目的とする。 カドミウム負極の製造法は大別すると次の三つ
がある。その第１は焼結式で、これはニツケル粉
末を高温還元雰囲気下で焼結させて多孔性基体を
つくり、この基体孔隙中に活物質を充填したもの
であつて、高率放電特性に優れているが、ニツケ
ル焼結体を作製すること、および活物質充填工程
が煩雑になることなどから高価になるという欠点
がある。第２はプレス式で、これは活物質粉末を
導電性粉末などとともにプレス成型して電極とし
たものであつて、安価に製造できるという長所を
有するが、高率放電特性やサイクル寿命特性が劣
るという欠点がある。第３はペースト式といわれ
るもので、活物質を主体とする粉末を結着剤溶液
と混練してペーストを作製し、該ペーストを多孔
性芯金に塗着させてなるもので、高率放電特性も
ほぼ焼結式に等しく、かつ焼結式よりも安価に作
製できるという長所がある。このペースト式にお
いて、一般的なペースト組成は酸化カドミウムに
ニツケル粉や炭素粉のごとき導電材と、ポリ塩化
ビニル樹脂繊維のごとき合成樹脂製短繊維からな
る補強剤と、ポリエチレンやポリビニルアルコー
ルのごとき結着剤を溶媒に溶解してなる結着剤溶
液とからなつている。これら組成のうち、補強剤
としての合成樹脂製短繊維は多孔性芯金の孔部を
通じて芯金の両面に塗着されている活物質層間に
存在するため、特に活物質の芯金からの剥離を防
止するとともに、活物質相互間の結着にも効果が
ある。しかしながらその補強剤としての効果をさ
らに高めるためにその量的増大を図ると、電気伝
導性がないため電極の電気抵抗が増大し、活物質
利用率が劣るという欠点がでてくる。そこで代替
として細い金属繊維、例えばニツケル繊維、鉄繊
維を用いると活物質利用率は向上するが、金属繊
維は電極をプレスしても塑性変形しにくいため電
極表面上に針状に飛出し、電池に構成した時に多
孔性のセパレータを介して対向している正極と容
易に短絡してしまうという欠点がある。 本発明は前記従来のペースト式電極の製法にお
ける補強剤の改良に係るもので、カドミウムめつ
きを施した合成樹脂短繊維を用いて前記問題点を
解決したものであり、以下実施例をもつて説明す
る。 酸化カドミウム100重量部に導電材としてカー
ボニルニツケル粉を10重量部加えて混合粉末を作
り、次いで表面がカドミウムめつきされた５デニ
ールで繊維長さ３mmのポリ塩化ビニル樹脂製短繊
維を0.5重量部加えてさらに混合し、これに１重
量部のポリビニルアルコールを溶解せしめた30c.c.
のエチレングリコール溶液を加え、全体を混練し
てペーストとする。このペーストを厚さ0.8mmの
ニツケルめつき穿孔鋼板からなる芯金の両面に塗
着し、次いで乾燥してエチレングリコールを逸散
させた後、プレスを行なつて多孔度約40％の未化
成極板とする。次にこの未化成極板を20％のか性
ソーダ水溶液中で理論容量の50％を還元させたの
ち、水洗、乾燥、プレスして完成極板とする。こ
の完成極板を所定寸法に切断して単位極板とす
る。 この単位極板を用いて、焼結式正極、ポリアミ
ド樹脂製不織布からなるセパレータと組合せ、
500mAhの容量を有する密閉形ニツケル・カドミ
ウム蓄電池を作製した。 この電池Ａと、従来のカドミウムめつきをして
いない合成樹脂製短繊維を補強剤としてペースト
中に混入したカドミウム負極を用いた電池Ｂとに
ついて高率放電特性、サイクル寿命特性およびガ
ス吸収能力特性について調べた。なお、電池Ａ，
Ｂにおける相違は負極の補強剤が異なるのみで他
の条件は全く同一とした。 第１図は高率放電特性を示し、完全充電された
電池を各放電率で放電した時の放電容量である。
図から明らかなように5C（2.5A）放電以上になる
と本発明品Ａのすぐれていることがわかる。 第２図はサイクル寿命特性であり、常温にて充
電を1/2Ｃ（250mA）で３時間、放電を1C
（500mA）で行なつた時の結果である。本発明品
Ａは1000サイクル以上でも全く容量劣化がみられ
ないのに対し、従来品Ｂでは1000サイクル付近か
ら劣化する傾向が見られる。 第３図はガス吸収能力特性である。この実施例
における密閉形ニツケル・カドミウム蓄電池は過
充電時に正極より発生する酸素ガスを負極のカド
ミウムで吸収（酸化）することにより密閉化が保
たれているが、この酸素ガス吸収能力の向上は充
電時間の短縮につながる。そこで特にガス吸収反
応の遅い低温での吸収能力を調べた。第３図は０
℃にて各充電率で充電した時の電池内圧力の値で
ある。本発明品Ａは従来品Ｂにくらべて電池内圧
力が低く、ガス吸収能力が向上していることが判
る。これら電池特性の改良は化成処理の際、カド
ミウムめつき部分の近傍の酸化カドミウムから還
元され、カドミウムめつきが施された繊維は芯金
の孔部を通じて、芯金の両面にある活物質と連通
しているために良好な導電ネツトワークが形成さ
れることによる。特に電極表面の金属カドミウム
量が従来にくらべて大幅に増加しており、これが
放電特性の向上、ガス吸収性の向上などに寄与し
ているものと考えられる。 以上のように電池特性上、本発明品は従来品に
くらべ向上しているが、カドミウム負極の利用率
について調べたところ、次のようになつた。 すなわち前記電池Ａ，Ｂで使用したと同様の負
極A′，B′を濃度30％のか性カリ水溶液中にてニ
ツケル板を相手極として各放電率での活物質利用
率（％）を測定したところ次表のような結果を得
た。
【表】
上表のように本発明A′の負極は活物質利用率
が向上したため、前記電池諸特性の改善がなされ
たものである。 なお、合成樹脂製短繊維のめつき法としては無
電解めつきや電解めつきなどがあるが、本実施例
で用いたものは、まず繊維表面に無電解ニツケル
めつきを行なつたのち、電解カドミウムめつきを
施したものである。このめつきにより0.5μ程度の
厚みにカドミウムめつきがなされた。 このカドミウムめつきを行なわずに、単にニツ
ケルめつきだけで使用することも考えられるが、
カドミウムめつきにくらべニツケルめつきのみで
は水素過電圧が小さく、低温で大きな充電率で充
電した時の充電効率が悪くなるので不十分であ
る。したがつて繊維の表面層はカドミウムめつき
とするのが良く、そのめつき方法については何ら
拘束されない。 なお前記実施例ではペースト組成中に導電材と
してニツケル粉末を加えているが、このニツケル
粉末の量的効果よりも、カドミウムめつきを施し
た短繊維の混入の方が効果的であることが確認さ
れた。そのカドミウムめつきを施した短繊維量に
ついては種々検討したところ、酸化カドミウム
100重量部当り0.1重量部以上で効果がみられる。
また上限としては２重量部がよく、これよりも多
量では繊維量が多すぎてペースト中での分散が悪
くなる。また0.1重量部よりも少量の場合はめつ
きされるカドミウム量が少なすぎてその効果が得
られない。したがつて酸化カドミウム100重量部
当り0.1〜２重量部が適切である。 また、繊維径や長さについて検討したが、上記
重量比率の影響がもつとも効果がみられる。 さらに実施例において化成処理は酸化カドミウ
ムの部分的還元について記したが、100％還元あ
るいは100％還元後に部分的に酸化させるなど化
成処理は還元、還元プラス酸化であつてもよく、
この化成処理法については何ら拘束されない。 以上のように本発明は負極ベースト中の補強剤
を変えることにより、電池性能を向上させたもの
であり、カドミウム負極を用いる電池、とくに密
閉形カドミウム負極使用電池において価値の大き
なものである。
が向上したため、前記電池諸特性の改善がなされ
たものである。 なお、合成樹脂製短繊維のめつき法としては無
電解めつきや電解めつきなどがあるが、本実施例
で用いたものは、まず繊維表面に無電解ニツケル
めつきを行なつたのち、電解カドミウムめつきを
施したものである。このめつきにより0.5μ程度の
厚みにカドミウムめつきがなされた。 このカドミウムめつきを行なわずに、単にニツ
ケルめつきだけで使用することも考えられるが、
カドミウムめつきにくらべニツケルめつきのみで
は水素過電圧が小さく、低温で大きな充電率で充
電した時の充電効率が悪くなるので不十分であ
る。したがつて繊維の表面層はカドミウムめつき
とするのが良く、そのめつき方法については何ら
拘束されない。 なお前記実施例ではペースト組成中に導電材と
してニツケル粉末を加えているが、このニツケル
粉末の量的効果よりも、カドミウムめつきを施し
た短繊維の混入の方が効果的であることが確認さ
れた。そのカドミウムめつきを施した短繊維量に
ついては種々検討したところ、酸化カドミウム
100重量部当り0.1重量部以上で効果がみられる。
また上限としては２重量部がよく、これよりも多
量では繊維量が多すぎてペースト中での分散が悪
くなる。また0.1重量部よりも少量の場合はめつ
きされるカドミウム量が少なすぎてその効果が得
られない。したがつて酸化カドミウム100重量部
当り0.1〜２重量部が適切である。 また、繊維径や長さについて検討したが、上記
重量比率の影響がもつとも効果がみられる。 さらに実施例において化成処理は酸化カドミウ
ムの部分的還元について記したが、100％還元あ
るいは100％還元後に部分的に酸化させるなど化
成処理は還元、還元プラス酸化であつてもよく、
この化成処理法については何ら拘束されない。 以上のように本発明は負極ベースト中の補強剤
を変えることにより、電池性能を向上させたもの
であり、カドミウム負極を用いる電池、とくに密
閉形カドミウム負極使用電池において価値の大き
なものである。
第１図は本発明の実施例におけるカドミウム負
極を用いた密閉形蓄電池の放電率特性を示す図、
第２図はサイクル寿命を示す図、第３図はガス吸
収能力特性を示す。 Ａ……本発明品、Ｂ……従来品。
極を用いた密閉形蓄電池の放電率特性を示す図、
第２図はサイクル寿命を示す図、第３図はガス吸
収能力特性を示す。 Ａ……本発明品、Ｂ……従来品。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 酸化カドミウムに結着剤を加えてなるペース
ト状物質中にカドミウムめつきを施した合成樹脂
短繊維を添加分散させ、前記ペーストを多孔性芯
金に塗着し、次いで化成処理することを特徴とす
るカドミウム負極の製造法。 ２ 前記カドミウムめつきを施した合成樹脂短繊
維が酸化カドミウム100重量部当り、0.1〜２重量
部ペースト中に添加されている特許請求の範囲第
１項記載のカドミウム負極の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56111829A JPS5814464A (ja) | 1981-07-16 | 1981-07-16 | カドミウム負極の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56111829A JPS5814464A (ja) | 1981-07-16 | 1981-07-16 | カドミウム負極の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5814464A JPS5814464A (ja) | 1983-01-27 |
| JPH0119619B2 true JPH0119619B2 (ja) | 1989-04-12 |
Family
ID=14571205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56111829A Granted JPS5814464A (ja) | 1981-07-16 | 1981-07-16 | カドミウム負極の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5814464A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5934263A (en) * | 1997-07-09 | 1999-08-10 | Ford Global Technologies, Inc. | Internal combustion engine with camshaft phase shifting and internal EGR |
-
1981
- 1981-07-16 JP JP56111829A patent/JPS5814464A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5814464A (ja) | 1983-01-27 |
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