JPH01239765A - ペースト式カドミウム負極及びその製造法 - 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、アルカリ電池に用いるペースト式カドミウム
負極板及びその製造法に関するものである。

従来技術とその問題点 集電体に活物質層を形成した一般的なアルカリ電池用ペ
ースト式カドミウム負極板は、醸化カドミウムあるいは
水散化カドミウムからなる活物質粉末及び結着剤を含有
するペーストをニッケルメッキされた穿孔鋼板からなる
活物質保持体に塗着、乾燥し、アルカリ溶液中で化成処
理し、水洗、乾燥して製造し、酸化カドえラムあるいは
水酸化カドミウムの一部を予め金属カドミウムに変換し
、一定量の予備充電量を付与している。

又、化成処理を行なわずに活物質保持体に、酸化カドミ
ウム粉末、金属カドミウム粉末及び結着剤を含有するペ
ーストを塗着した後乾燥して製造されるものであり、化
成処理を行なう負極に比較して、製造工程が簡単である
等の利点がある。

しかしながら、活物質保持体に活物質層を形成したペー
スト式カドミウム負極は、過充電により正極から発生す
る醜素ガス吸収性能が悪く、また充電時に水素ガスを発
生し、特に長期連続充電の際に水素ガス発生量が増大す
る。このために、ペースト式カドミウム負極を用いた電
池は、電池内部ガス圧が上昇し易いという欠点があった
。

カドミウム負極の酸素ガス吸収反応は、２０　（１＋　
０２　＋　２Ｈ２０→２０４（ｏＨ）２で示される気、
液、固、三相界面に於ける反応であり、金属カドミウム
と酸素ガスが多く接触する程反応は活発である。一般に
焼結式負極では活物質保持体であるニッケル焼結体から
なる導電マトリックスが電極内に存在するため充電反応
はこの導電マトリックスを通して［極全体に均一に進行
し易い。しかしペースト式負極は活物質層の導電性が低
く、充電反応は活物質保持体近傍から電極表面に向って
徐々に進行するため、金属カドミウムは電極表面に生成
され難くなっている。従って、酸素ガスは通気性の悪い
電極表面層を通過して初めて吸収されるので、酸素ガス
吸収性能が低くなる。

上記酸素ガス吸収性能を向上させるべく、充電時に正極
から発生するう素が接し易い電極表面に予め化成により
金属カドミウムを生成させることが提案されている。し
かしながら［Ｗ表面に予め生成させた金属カドミウムは
、充放電初期に於いては酸素ガス吸収に役立つものの、
充放電を繰り返し行なうとこの金属カドミウムも充放電
に関与するようになり水酸化カドミウムに変化して酸素
ガス吸収性能は低下する。

又、カドミウム負極の水素ガス発生は水の電解反応であ
って、 ２Ｈ２ｏ＋２ｅ−４２０Ｈ＋　Ｈ２↑ の反応が起こっている。

こうして発生する水素は酸素とは異なり電池内で消費す
ることができないものである。一般にこの水素ガス発生
を抑えるために負極容量を正極容量より大に設定して電
池に組み込み、負極が満充電にならないようにしている
。ところが、ペースト式カドミウム負極は、特に低温（
０℃付近ンで長期連続充電した時、充電々圧が高くなり
水素発生量が顕著となる。従ってこれら負極を用いた電
池は、電池内部ガス圧が異常に高くなることがあり、水
素ガスが発生し易い低温では使用できず、電池使用条件
が制限されたものとならざるを得ないという欠点を有し
ていた。

発明の目的 本発明は上記従来の問題点に鑑みなされたものでアリ、
ペースト式カドミウム負極板の酸素ガス吸収性能の向上
及び充電時の水素ガス発生の抑制を行なうことにより、
電池の内部ガス圧上昇を抑制したアルカリ電池を提供す
ることを目的とする。

発明の構成 本発明は、上記目的を達成するべく、酸化カドミウム及
びニッケル粉末よりなるペースト式カドミウム負極にお
いて、電極表面層のニッケル粉末比率を４０〜７　Ｑ　
ｗｔ％としたことを特徴とするペースト式カドミウム負
極である。

集電体に酸化カドミウム及びニッケル粉末よりなるスラ
リー状活物質を充填し、Ｗｔ電極表面層ニッケル粉末を
塗布し、該電極を乾燥した後、加圧することによりニッ
ケル粉を酸化カドミウム層に喰いこませたことを特徴と
するペースト式カドミウム負極の製造法である。

実施例 以下本発明の一実施例について詳述する。

繊維径が４〜５０μｍのニッケル繊維を還元性雰囲気中
にて焼結させた多孔度９５％の焼結体を準備した。

酸化カドミウム粉末１３Ｑｗｔ％、ニッケル粉末２Ｑｖ
ｔ％をよく混合しながらこのものに、２ｗｔ％のカルボ
キシメチルセルロースを含むエチレングリコール溶液を
加えてスラリー状とした。これを集電体であるニッケル
繊＃焼結体に浸透させることにより活物質を充填した。

このＶ：Ｗの表面上にニッケル粉末を塗布した後、これ
を６０〜８０℃で乾燥した。次に、ローラブレスによっ
てプレツシングすることにより、塗布したニッケル粉末
を酸化カドミウム粉末層に喰いこませて、約［１５問厚
みの極板とした。この極板を比重１．２０の木酢化カリ
ウム水溶液中で前化成を行い、約３０分流水水洗して、
真空乾燥した。

上記の負極を所定の寸法に切断し、繊維式ニッケル正極
と組み合わせて８００　ｍｈｂの密閉形電池を得た。

カドミウム負極の表面層のニッケル粉末比率が、０．１
０．２０．３０．４０．５０゜６０．７０．８０．９０
゜１００ｗｔ％である密閉形電池を各５セル準備した。

この電池を用いて、充電時の亀池内ガス圧を試験するた
めに、０℃において、１０相当の電流で５時間充電した
後の電池内ガス圧を測定した。

その結果を第１図に示した。

第１図の結果より、ｗＬ電極表面層ニッケル比率が４０
〜７０ｗｔ％の範囲であることは、電池内ガス圧の上昇
を抑制できることが判った。

これは、ペースト式カドミウム負極の電極表面層にニッ
ケルが存在すると、充電により集電体付近から導電性の
良好な金属カドミウムが生成し、生成した金用カドミウ
ムが電極表面層のニッケルに到達するとニッケルと集電
体が活物資中の金属カドミウムにより電気的に接続され
て、正極から発生する酸素ガスと接触し易い負極表面近
傍に早期に金属カドミウムが生成する。

この金属カドミウムにより酸素ガスを化学的に消費でき
る。又、ニッケルによって電気化学的に酸素ガスを消費
できるため醗素ガス吸収性能が向上する。本発明におい
ては、集電体としてニッケルの焼結多孔体を用いている
ので、電極内全体に集電体が分散されているので、比較
的少ないニッケルにより電気的に接続され易い。

さらに、集電体表面にカドミウムが生成するので、充電
時の水素ガス発生が抑制される。

尚、ニッケル粉末比率が多すぎると、金属カドミウムが
これによってお−われるために、酸素ガス吸収が劣るも
のである。

発明の効果 上述した如く、本発明はペースト式カドミウム負極の酸
素ガス吸収性能の向上及び充電時の水素ガス発生の抑制
を行なうことにより、電池の内部ガス圧上昇を抑制した
アルカリ電池を提供することが出来るので、その工業的
価値は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、カドミウム負極の表面層のニッケル粉末比率
と電池内ガス圧の関係を示した図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）酸化カドミウム及びニッケル粉末よりなるペース
   ト式カドミウム負極において、電極表面層のニッケル粉
   末比率を４０〜７０ｗｔ％としたことを特徴とするペー
   スト式カドミウム負極。
2. （２）集電体に酸化カドミウム及びニッケル粉末よりな
   るスラリー状活物質を充填し、電極表面層にニッケル粉
   末を塗布し、該電極を乾燥した後、加圧することにより
   ニッケル粉を酸化カドミウム層に喰いこませたことを特
   徴とするペースト式カドミウム負極の製造法。