JPH01248467A - 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
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- JPH01248467A JPH01248467A JP63076710A JP7671088A JPH01248467A JP H01248467 A JPH01248467 A JP H01248467A JP 63076710 A JP63076710 A JP 63076710A JP 7671088 A JP7671088 A JP 7671088A JP H01248467 A JPH01248467 A JP H01248467A
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- Japan
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- cadmium
- electrode
- nickel
- plate
- battery
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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
- H01M4/26—Processes of manufacture
-
- 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
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- 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
本発明は、電池用とくに密閉形のニッケルーカドミウム
蓄電池のカドミウム極に関する。
蓄電池のカドミウム極に関する。
従来の技術
各種の電源のうち、二次電池として、アルカリ蓄電池が
広く使われている。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。
広く使われている。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ボ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
フて対応している。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
フて対応している。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閘化の原理は
、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。
、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。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。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
層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。
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。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。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
層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課題
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、耐酸化性等を考慮すると、多孔性の電解
ニッケルメッキ層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工業的に有利な帯状にして前処理
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。しかし
、つづけてメッキを行なっていくとメッキは困難になり
不均一になった。
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、耐酸化性等を考慮すると、多孔性の電解
ニッケルメッキ層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工業的に有利な帯状にして前処理
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。しかし
、つづけてメッキを行なっていくとメッキは困難になり
不均一になった。
本発明は上記問題点に鑑み、簡単な方法でガス吸収性の
すぐれたカドミウム極を提供するものである。
すぐれたカドミウム極を提供するものである。
課題を解決するための手段
そこで、帯状の酸化カドミウムを主とする電極に同じく
帯状のカドミウムを含まずしかも不純物を溶出しない導
電性の板を接続し、これをニッケルメッキ浴に浸漬し、
連続的に電解メッキを行い、酸化カドミウム電極表面に
多孔性のニッケル層を形成する。一方の導電性の板は、
メッキを終了した酸化カドミウムを主とする電極と切り
放し板上への析出物は除去してから、ふたたびメッキ前
の帯状の酸化カドミウムを主とする電極に接続し、連続
的にメッキを行なう。この操作を繰返すこの板としては
ニッケルが好ましく、析出物の除去にとっては板よりは
発泡状や繊維状のような多孔体が好ましい。
帯状のカドミウムを含まずしかも不純物を溶出しない導
電性の板を接続し、これをニッケルメッキ浴に浸漬し、
連続的に電解メッキを行い、酸化カドミウム電極表面に
多孔性のニッケル層を形成する。一方の導電性の板は、
メッキを終了した酸化カドミウムを主とする電極と切り
放し板上への析出物は除去してから、ふたたびメッキ前
の帯状の酸化カドミウムを主とする電極に接続し、連続
的にメッキを行なう。この操作を繰返すこの板としては
ニッケルが好ましく、析出物の除去にとっては板よりは
発泡状や繊維状のような多孔体が好ましい。
作用
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るのに、同じメッキ浴を
使フて、つづけてメッキを行なっていくと メッキは困
難になり不均一になる。このような傾向は、メッキ浴が
中性近くよりも本願の目的に合う酸性に近い、たとえば
ｐＨが１．５〜３．０になるほど著しいので、その原因
としては、浴中へのカドミウムの溶出およびそれの蓄積
にあると思われる。そこでメッキをある程度進めたのち
カドミウムを含まずしかも不純物を溶出しない導電性の
板を、酸化カドミウムを主とする電極のかわりに用いる
ことにより、浴中のカドミウムがニッケルとともに析出
する。浴はこれによって再生され、一方、板上への析出
物は取り除く。このようにして、とくにガス吸収特性に
効果が極めて大きいカドミウム極へのニッケルメッキが
連続的に可能になる。 一 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９重量比で５％のポリ
エチレン微粉末、同じ＜０．６％の塩化ビニル−アクリ
ロニトリル短！！維などを加えてペーストをつくる。こ
れを厚さ０．１５ｍｍ。
沢を持った層の形成が可能であるのに、同じメッキ浴を
使フて、つづけてメッキを行なっていくと メッキは困
難になり不均一になる。このような傾向は、メッキ浴が
中性近くよりも本願の目的に合う酸性に近い、たとえば
ｐＨが１．５〜３．０になるほど著しいので、その原因
としては、浴中へのカドミウムの溶出およびそれの蓄積
にあると思われる。そこでメッキをある程度進めたのち
カドミウムを含まずしかも不純物を溶出しない導電性の
板を、酸化カドミウムを主とする電極のかわりに用いる
ことにより、浴中のカドミウムがニッケルとともに析出
する。浴はこれによって再生され、一方、板上への析出
物は取り除く。このようにして、とくにガス吸収特性に
効果が極めて大きいカドミウム極へのニッケルメッキが
連続的に可能になる。 一 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９重量比で５％のポリ
エチレン微粉末、同じ＜０．６％の塩化ビニル−アクリ
ロニトリル短！！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、帯状であって幅が２０ｃｍのパンチングメ
タル板に連続的に塗着していく。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時閏乾燥してペースト式カドミウム極を得る。
キを施した、帯状であって幅が２０ｃｍのパンチングメ
タル板に連続的に塗着していく。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時閏乾燥してペースト式カドミウム極を得る。
このようにして得られた帯状のカドミウム極１０ｍ＠に
、おなし２０ｃｍ幅で長さ１ｍの、加圧により多孔度を
約７０％に調整した厚さ約０． ７ｍｍの発泡状ニッケ
ル板を接続する。これを浴長さ１ｍ、溶液のｆ１５０１
の汎用のＷａｔｔ浴（硫酸ニッケル２４０ｇ／ ｌ 、
塩化ニッケル４５ｇ／ ｌ 、 硼酸３０８／ｌそれ
に濃硫酸３ｍｌ／Ｉを加えた浴）中を２５℃１００ ｍ
Ａ／ｃｍ２の条件になるようにして１ 、 ５ ＋ｎ＋
ｎ／ｓｅｃの速さで対極にニッケル極を用いてメッキを
行なった。その後発泡状ニッケル板上の黒色析出物は、
簡単に剥離除去出来たのでこれを再度用いて同様にメッ
キを繰返した。
、おなし２０ｃｍ幅で長さ１ｍの、加圧により多孔度を
約７０％に調整した厚さ約０． ７ｍｍの発泡状ニッケ
ル板を接続する。これを浴長さ１ｍ、溶液のｆ１５０１
の汎用のＷａｔｔ浴（硫酸ニッケル２４０ｇ／ ｌ 、
塩化ニッケル４５ｇ／ ｌ 、 硼酸３０８／ｌそれ
に濃硫酸３ｍｌ／Ｉを加えた浴）中を２５℃１００ ｍ
Ａ／ｃｍ２の条件になるようにして１ 、 ５ ＋ｎ＋
ｎ／ｓｅｃの速さで対極にニッケル極を用いてメッキを
行なった。その後発泡状ニッケル板上の黒色析出物は、
簡単に剥離除去出来たのでこれを再度用いて同様にメッ
キを繰返した。
電池としては、５ｕｂＣ形の沼田形ニッケルーカドミウ
ム蓄電池を例にした。このようにして得られたカドミウ
ム極のニッケル板の直前の部分を用いて幅３．３ｃｍ、
長さ２０ｃｍ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。
ム蓄電池を例にした。このようにして得られたカドミウ
ム極のニッケル板の直前の部分を用いて幅３．３ｃｍ、
長さ２０ｃｍ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。
ついで、放電補償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６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６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。
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手極としては、公知の発泡式ニッケ
ル極を選び、幅３．３ｃｍ、 長さ１７ｃｍとした。
ル極を選び、幅３．３ｃｍ、 長さ１７ｃｍとした。
厚さは０．７ｍｍである。セパレータとしては、ボリア
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２５３／ｌ溶解して用いた。
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２５３／ｌ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、新しい浴でメッキして得られた
カドミウム極を用いた電池を（Ｂ）、 （Ａ）のような
ニッケル板を用いずに連続的にメッキしてメッキが不十
分なカドミウム極をに用いた電池を（Ｃ）として加えた
。
カドミウム極を用いた電池を（Ｂ）、 （Ａ）のような
ニッケル板を用いずに連続的にメッキしてメッキが不十
分なカドミウム極をに用いた電池を（Ｃ）として加えた
。
これら電池の通常の充放電での放電容量を調べた結果は
ぼ同じであった。たとえば、０．２Ｃ充電−〇、２Ｃ放
電では、いずれも２．２〜２．３Ａｈを示した。
ぼ同じであった。たとえば、０．２Ｃ充電−〇、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ｌＯセル用いた。周囲温度を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、０．２Ｃ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、０．２Ｃに減少させて全体で放電容
量の１．４倍充電した。
ＩＣ充電（２，２Ａ）時での各電池の最高内圧は、電池
（Ａ）および（Ｂ）では０．７〜０．９ｋｇ／ｃｍ”で
あったのに対して電池（Ｃ）では、１．７〜２・ ２
ｋｇ／ｃｍ２であった。
（Ａ）および（Ｂ）では０．７〜０．９ｋｇ／ｃｍ”で
あったのに対して電池（Ｃ）では、１．７〜２・ ２
ｋｇ／ｃｍ２であった。
つまり、電池（Ｂ）のようにメッキが不均一な場合には
ガス吸収特性の点でやや劣り、本願の浴の再生法は優れ
ていることがわかる。
ガス吸収特性の点でやや劣り、本願の浴の再生法は優れ
ていることがわかる。
発明の効果
以上のように本発明の製造法においては、メッキ浴の廃
棄や他の複雑な方法を採用することなくガス吸収特性に
すぐれたカドミウム極を連続的に得ことができる。
棄や他の複雑な方法を採用することなくガス吸収特性に
すぐれたカドミウム極を連続的に得ことができる。
Claims (3)
- （１）帯状の酸化カドミウムを主とする電極に同じく帯
状のニッケル板を接続し、これをニッケルメッキ浴に浸
漬し、電解メッキにより酸化カドミウム電極表面に多孔
性のニッケル層を形成し、一方のニッケル板はメッキを
終了した酸化カドミウムを主とする電極と切り放し、板
上への析出物を除去して再使用しながら、連続的にメッ
キを行なうことを特徴とする電池用カドミウム極の製造
法。 - （２）ニッケル板が発泡状あるいは繊維状の多孔体であ
ることを特徴とする請求項１記載の電池用カドミウム極
の製造法。 - （３）帯状の酸化カドミウムを主とする電極に対する同
じく帯状のニッケル板の長さの比が、２〜１０％程度で
あることを特徴とする請求項１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 |
|---|---|---|---|
| JP63076710A JPH01248467A (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | 電池用カドミウム極の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63076710A JPH01248467A (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | 電池用カドミウム極の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01248467A true JPH01248467A (ja) | 1989-10-04 |
Family
ID=13613094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63076710A Pending JPH01248467A (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | 電池用カドミウム極の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01248467A (ja) |
-
1988
- 1988-03-30 JP JP63076710A patent/JPH01248467A/ja active Pending
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