JPH01286254A - アルカリ蓄電池用カドミウム負極 - Google Patents
アルカリ蓄電池用カドミウム負極Info
- Publication number
- JPH01286254A JPH01286254A JP63115793A JP11579388A JPH01286254A JP H01286254 A JPH01286254 A JP H01286254A JP 63115793 A JP63115793 A JP 63115793A JP 11579388 A JP11579388 A JP 11579388A JP H01286254 A JPH01286254 A JP H01286254A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- negative electrode
- cadmium
- neodymium
- oxygen gas
- electrode plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
-
- 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)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (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、密閉形アルカリ蓄電池用カドミウム負極、特
にカドミウム活物質を芯材に塗着、あるいは九芯材内に
充填してなるペースト式カドミウム負極の改良に関する
ものである。
にカドミウム活物質を芯材に塗着、あるいは九芯材内に
充填してなるペースト式カドミウム負極の改良に関する
ものである。
従来の技術
従来、この種のアルカリ蓄電池用カドミウム負極として
広く用いられているペースト式カドミウム負極は、一般
に酸化カドミウムあるいは水酸化カドミウムを主活物質
とし、これに導電材、結着剤、溶媒等を加え混練したペ
ーストを導電性芯材に塗着、乾燥してなるものである。
広く用いられているペースト式カドミウム負極は、一般
に酸化カドミウムあるいは水酸化カドミウムを主活物質
とし、これに導電材、結着剤、溶媒等を加え混練したペ
ーストを導電性芯材に塗着、乾燥してなるものである。
この極板は、多孔性焼結基板にカドミウム活物質の塩を
含浸させて充填する焼結式極板に比べて製造工程が極め
て簡単であシ、製造コストが安価で、かつ活物質の高密
度充填が可能となる、などの長所を有している。しかし
ながら、過充電時に正極より発生する酸素ガスの吸収能
力が悪く、密閉形電池に使用すると電池内圧が上昇し易
いという課題があった。
含浸させて充填する焼結式極板に比べて製造工程が極め
て簡単であシ、製造コストが安価で、かつ活物質の高密
度充填が可能となる、などの長所を有している。しかし
ながら、過充電時に正極より発生する酸素ガスの吸収能
力が悪く、密閉形電池に使用すると電池内圧が上昇し易
いという課題があった。
カドミウム負極における酸素ガス吸収は、次の（１）式
と＠）式に示された反応で進行すると考えられている。
と＠）式に示された反応で進行すると考えられている。
Ｃｄ ＋−０２＋ Ｈ２０→Ｃｄ （Ｏ）ｆ ）２
・・・・・（１）一０２＋Ｈ２０＋２ｅ −＋２ｏ）
Ｉ−・＝−（２）したがって、電池内圧の上昇を防止す
るには、前記（１） 、 （２）式の反応を促進するこ
とが肝要である。
・・・・・（１）一０２＋Ｈ２０＋２ｅ −＋２ｏ）
Ｉ−・＝−（２）したがって、電池内圧の上昇を防止す
るには、前記（１） 、 （２）式の反応を促進するこ
とが肝要である。
それには負極の金属カドミウムへの酸素ガス拡散の増加
・負極の導電性向上によシ金属カドミウムを生成し易く
して前記（１）および（２）式の反応の促進、また、（
２）式の酸素ガスのイオン化反応の促進が有効と考えら
れる。
・負極の導電性向上によシ金属カドミウムを生成し易く
して前記（１）および（２）式の反応の促進、また、（
２）式の酸素ガスのイオン化反応の促進が有効と考えら
れる。
したがって、次のような改善方法が提案されている。
■ 負極の多孔度を増加させる。
■ 負極板の表面に撥水性樹脂を塗布して酸素ガスの通
過を改善する。
過を改善する。
■ 負極板の表面に炭素粉末を塗布して導電層を設け、
充電反応時に極板表面付近の金属カドミウムを生成し易
くして前記（１）、（２）式の反応を促進する（特開昭
８０−６３８７５号公報）。
充電反応時に極板表面付近の金属カドミウムを生成し易
くして前記（１）、（２）式の反応を促進する（特開昭
８０−６３８７５号公報）。
■ 触媒作用のある白金、パラジウム等の粉末を負極活
物質中に混合するか、あるいは、負極板の表面に塗布し
て前記（２）式のイオン化反応を促進する。
物質中に混合するか、あるいは、負極板の表面に塗布し
て前記（２）式のイオン化反応を促進する。
発明が解決しようとする課題
しかしながら、このような従来の構成では、次に述べる
ような課題があった。
ような課題があった。
前記■の方法では、活物質粒子間の結合力が減少する結
果、極板強度が低下する等の課題があった。前記■の方
法では、樹脂の塗布によシ極板表面付近の電解液量が減
少して酸素ガス吸収能は改善されるが、新たに活物質利
用率が低下するという課題があった。前記■の方法では
、比較的小電流充電での酸素ガス吸収能は改善されるが
、急速充電（大電流充電）での酸素ガス吸収能がまだ不
十分であること、かつ極板表面に厚い炭素粉末層を設け
ることによシミ極全体としてみた場合ペースト式カドミ
ウム負極の特徴である高エネルギー密度が低下すること
、等の課題があった。さらに、■の方法では、負極板の
触媒金属によシ酸素ガスのイオン化が促進されて、前記
（２）式による酸素ガス吸収能は向上するが、触媒金属
の水素過電圧が小さいために水素ガスが発生し、電池内
に蓄積するという課題があった。
果、極板強度が低下する等の課題があった。前記■の方
法では、樹脂の塗布によシ極板表面付近の電解液量が減
少して酸素ガス吸収能は改善されるが、新たに活物質利
用率が低下するという課題があった。前記■の方法では
、比較的小電流充電での酸素ガス吸収能は改善されるが
、急速充電（大電流充電）での酸素ガス吸収能がまだ不
十分であること、かつ極板表面に厚い炭素粉末層を設け
ることによシミ極全体としてみた場合ペースト式カドミ
ウム負極の特徴である高エネルギー密度が低下すること
、等の課題があった。さらに、■の方法では、負極板の
触媒金属によシ酸素ガスのイオン化が促進されて、前記
（２）式による酸素ガス吸収能は向上するが、触媒金属
の水素過電圧が小さいために水素ガスが発生し、電池内
に蓄積するという課題があった。
本発明は、これらの課題を同時に解決するもので・負極
板の容量密度を低下させることなく、かつ水素ガスが発
生しにくく、優れた酸素ガス吸収能を有するアルカリ蓄
電池用カドミウム負極を提供することを目的とする。
板の容量密度を低下させることなく、かつ水素ガスが発
生しにくく、優れた酸素ガス吸収能を有するアルカリ蓄
電池用カドミウム負極を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
この課題を解決するために本発明は、酸化カドミウムも
しくは水酸化カドミウムを主とする活物質中にネオジウ
ムもしくはネオジウム酸化物の粉末を添加含有したもの
である。
しくは水酸化カドミウムを主とする活物質中にネオジウ
ムもしくはネオジウム酸化物の粉末を添加含有したもの
である。
作用
この構成によって、カドミウム負極は、極板中のネオジ
ウムもしくはネオジウム酸化物が酸素ガスのイオン化反
応に触媒として作用することにより、前記（２）式の反
応が飛躍的に促進される結果、酸素ガス吸収能力が向上
することとなる。
ウムもしくはネオジウム酸化物が酸素ガスのイオン化反
応に触媒として作用することにより、前記（２）式の反
応が飛躍的に促進される結果、酸素ガス吸収能力が向上
することとなる。
実施例
以下本発明の実施例を詳述する。
主活物質としての酸化カドミウム粉末１００重量部に対
して、酸化ネオジウム（Ｎｄ２０ｘ ）粉末５ｆｆ量部
、樹脂繊維０．３重量部の混合物を、ポリビニルアルコ
ールを溶解させだエチレングリコール溶液でペースト状
に混練する。このペーストをニッケルメッキした開孔鉄
板に塗着、乾燥後、公知の方法で化成処理を行なって、
厚さ約０．６ｆｆの極板を作製した。この本発明の極板
を極板人とする。
して、酸化ネオジウム（Ｎｄ２０ｘ ）粉末５ｆｆ量部
、樹脂繊維０．３重量部の混合物を、ポリビニルアルコ
ールを溶解させだエチレングリコール溶液でペースト状
に混練する。このペーストをニッケルメッキした開孔鉄
板に塗着、乾燥後、公知の方法で化成処理を行なって、
厚さ約０．６ｆｆの極板を作製した。この本発明の極板
を極板人とする。
次に、酸化ネオジウム（Ｎｄ ２０５ ）を表１に示す
割合で酸化カドミウム粉末と混合して、前記極板ムと同
じ工程によシ極板Ｂ−Ｃを作製した。なお、極板Ｃは、
本発明品の比較例である。また、従来の改善策の比較例
として、パラジウムを分散させたポリビニルアルコール
水溶液を極板Ｃの表面に塗布後乾燥して、極板表面全体
にパラジウムを１ｔｒｒｙΔの割合で付着させた厚さ約
０．６謂の極板りを作製した。さらにまた、比較例とし
て、極板Ｃを日本黒鉛工業■製溝電性塗料パニーノ・イ
）ＢＰ−３３３に浸漬した後乾燥して、極板表面全体に
炭素粉末層を設けて、厚さ約０．６６！ＩｒＩＩの極板
Ｅを作製した。
割合で酸化カドミウム粉末と混合して、前記極板ムと同
じ工程によシ極板Ｂ−Ｃを作製した。なお、極板Ｃは、
本発明品の比較例である。また、従来の改善策の比較例
として、パラジウムを分散させたポリビニルアルコール
水溶液を極板Ｃの表面に塗布後乾燥して、極板表面全体
にパラジウムを１ｔｒｒｙΔの割合で付着させた厚さ約
０．６謂の極板りを作製した。さらにまた、比較例とし
て、極板Ｃを日本黒鉛工業■製溝電性塗料パニーノ・イ
）ＢＰ−３３３に浸漬した後乾燥して、極板表面全体に
炭素粉末層を設けて、厚さ約０．６６！ＩｒＩＩの極板
Ｅを作製した。
このようにして作製した樺板人、Ｂ 、Ｃ、Ｄ 。
Ｅを３９Ｘ８０ｆｆの大きさに切断し、公知の方法によ
って汎用のニッケル正極と組み合わせて、公称容ｉｔ
６００ ｍＡｈの単３形の密閉形ニッケルーカドミウム
蓄電池ム／ 、 Ｂ／ 、 Ｃ／ 、 Ｄ／ 、 ＩＣ
／を試作し、過充電時の電池内圧特性を比較した。
って汎用のニッケル正極と組み合わせて、公称容ｉｔ
６００ ｍＡｈの単３形の密閉形ニッケルーカドミウム
蓄電池ム／ 、 Ｂ／ 、 Ｃ／ 、 Ｄ／ 、 ＩＣ
／を試作し、過充電時の電池内圧特性を比較した。
第１図は、種々の充電電流での過充電時における電池内
圧の平衡圧を示したものである。第１図において、本発
明電池Ａ′、Ｂ′は、酸化ネオジウムを含むために比較
電池Ｃ′よりも常に低い内圧を示すことが明らかである
。また、本発明電池Ｂ′と極板表面に炭素粉末を塗布し
た比較電池Ｅ′を比較すると、急速充電時でＥ′の内圧
が高くなるのは、炭素粉末層のために酸素ガスの極板内
への拡散が阻害され、極板による酸素ガス吸収が遅れる
ため電池内圧上昇がＢ′よシ大きくなったと考えられる
。
圧の平衡圧を示したものである。第１図において、本発
明電池Ａ′、Ｂ′は、酸化ネオジウムを含むために比較
電池Ｃ′よりも常に低い内圧を示すことが明らかである
。また、本発明電池Ｂ′と極板表面に炭素粉末を塗布し
た比較電池Ｅ′を比較すると、急速充電時でＥ′の内圧
が高くなるのは、炭素粉末層のために酸素ガスの極板内
への拡散が阻害され、極板による酸素ガス吸収が遅れる
ため電池内圧上昇がＢ′よシ大きくなったと考えられる
。
さらに、パラジウム塗布の比較電池Ｄ′と本発明電池Ｂ
′を比較すると低充電率ではγとＢ′の内圧は同等程度
であるが、急速充電時（高充電率）ではＢ′の内圧がＢ
′よりも大きくなっている。
′を比較すると低充電率ではγとＢ′の内圧は同等程度
であるが、急速充電時（高充電率）ではＢ′の内圧がＢ
′よりも大きくなっている。
これは、表２に示した充電後に放置した場合の電池平衡
圧の結果より ｐ／では充電時に水素ガスが発生するが
、ム′、Ｂ′では発生しないことが明らかであることか
ら、この水素ガス発生の有無によると考えられる。以上
のことから、本発明電池は、水素ガス発生がなく、急速
充電時でも良好な酸素ガス吸収特性を有することが明ら
かである。
圧の結果より ｐ／では充電時に水素ガスが発生するが
、ム′、Ｂ′では発生しないことが明らかであることか
ら、この水素ガス発生の有無によると考えられる。以上
のことから、本発明電池は、水素ガス発生がなく、急速
充電時でも良好な酸素ガス吸収特性を有することが明ら
かである。
表２
ここで、酸化ネオジウム（Ｎｄ２Ｏ５）の活物質への添
加量を検討するため、全活物質量に対するＮｔｉ、、ｏ
３の添加量と、ＩＣｍム充電時の電池内圧の最大値との
関係を調べた結果を第２図に示す。第２図より、Ｎｄ２
Ｏ５を０，５ Ｗ ｔ％以上加えると酸素ガス吸収能力
が向上し、量の増加とともにさらに向上する傾向が認め
られる。しかし、Ｎｄ２Ｏ５の添加量が１０ｗｔ％を超
えることは極板の容量密度の低下をもたらすので実用上
好ましくない。したがって、Ｎｄ２Ｏ３の添加量は全活
物質量に対して０．５〜１０ｗｔ％の範囲が適切である
。
加量を検討するため、全活物質量に対するＮｔｉ、、ｏ
３の添加量と、ＩＣｍム充電時の電池内圧の最大値との
関係を調べた結果を第２図に示す。第２図より、Ｎｄ２
Ｏ５を０，５ Ｗ ｔ％以上加えると酸素ガス吸収能力
が向上し、量の増加とともにさらに向上する傾向が認め
られる。しかし、Ｎｄ２Ｏ５の添加量が１０ｗｔ％を超
えることは極板の容量密度の低下をもたらすので実用上
好ましくない。したがって、Ｎｄ２Ｏ３の添加量は全活
物質量に対して０．５〜１０ｗｔ％の範囲が適切である
。
表３は、極板ム、Ｃ，Ｅを３９Ｘ８０朋の大きさに切断
し、ＫＯＨ水溶液中で１２０ｍ人で１５時間充電、１２
０ｍ人で酸化水銀電極に対し一７５０ｍＶまでの放電と
いう充放電サイクルを５サイクル行ない、５サイクル時
の容量密度を示したものである。表３から明らかなよう
に、本発明のカドミウム負極は、充放電に直接関与しな
い酸化ネオジウムの量を５重量物と少量に抑え、活物質
利用率も添加により低下が認められないことから高容量
密度が可能である。
し、ＫＯＨ水溶液中で１２０ｍ人で１５時間充電、１２
０ｍ人で酸化水銀電極に対し一７５０ｍＶまでの放電と
いう充放電サイクルを５サイクル行ない、５サイクル時
の容量密度を示したものである。表３から明らかなよう
に、本発明のカドミウム負極は、充放電に直接関与しな
い酸化ネオジウムの量を５重量物と少量に抑え、活物質
利用率も添加により低下が認められないことから高容量
密度が可能である。
（以下余白）
表３
なお、前記実施例では、酸化ネオジウム（Ｎｄ２０，１
を用いたが、ネオジウムでも同様の効果が得られた。
を用いたが、ネオジウムでも同様の効果が得られた。
発明の効果
以上のように本発明によれば、ペースト式カドミウム負
極にネオジウムもしくはネオジウム酸化物の粉末を含有
させることにより、負極板の容量密度を低下させること
なく、かつ水素ガスが発生しない、酸素ガス吸収能力を
向上させたアルカリ蓄電池用カドミウム負極が得られる
。
極にネオジウムもしくはネオジウム酸化物の粉末を含有
させることにより、負極板の容量密度を低下させること
なく、かつ水素ガスが発生しない、酸素ガス吸収能力を
向上させたアルカリ蓄電池用カドミウム負極が得られる
。
第１図は本発明の実施例における充電電流と電池内圧の
関係を示す図、第２図は本発明の極板のＮｄ２Ｏ，含有
量と電池内圧の関係を示す図である。 第１図 ６ θ、５ ７ 充電率（Ｃ索Ａ）
関係を示す図、第２図は本発明の極板のＮｄ２Ｏ，含有
量と電池内圧の関係を示す図である。 第１図 ６ θ、５ ７ 充電率（Ｃ索Ａ）
Claims (2)
- （１）導電性芯材と、前記導電性芯材の両面に配された
酸化カドミウムもしくは水酸化カドミウムを主として含
む活物質層とからなるカドミウム負極であって、前記活
物質層がネオジウムもしくはネオジウム酸化物を含有し
ていることを特徴とするアルカリ蓄電池用カドミウム負
極。 - （２）ネオジウムもしくはネオジウム酸化物の添加総量
が、全活物質量に対して、０．５ｗｔ％〜１０ｗｔ％で
ある特許請求の範囲第１項記載のアルカリ蓄電池用カド
ミウム負極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63115793A JPH01286254A (ja) | 1988-05-12 | 1988-05-12 | アルカリ蓄電池用カドミウム負極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63115793A JPH01286254A (ja) | 1988-05-12 | 1988-05-12 | アルカリ蓄電池用カドミウム負極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01286254A true JPH01286254A (ja) | 1989-11-17 |
Family
ID=14671210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63115793A Pending JPH01286254A (ja) | 1988-05-12 | 1988-05-12 | アルカリ蓄電池用カドミウム負極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01286254A (ja) |
-
1988
- 1988-05-12 JP JP63115793A patent/JPH01286254A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3056054B2 (ja) | 亜鉛２次電池及び亜鉛電極 | |
| JPS62291871A (ja) | 密閉形ニツケルカドミウム蓄電池 | |
| JPH01286254A (ja) | アルカリ蓄電池用カドミウム負極 | |
| JPS61118963A (ja) | 金属酸化物―水素系アルカリ二次電池 | |
| JP2979624B2 (ja) | 密閉形アルカリ二次電池 | |
| JPH01130469A (ja) | アルカリ蓄電池用カドミウム負極 | |
| JPS61208755A (ja) | 密閉型アルカリ蓄電池用ペ−スト式カドミウム陰極板 | |
| JPH01267958A (ja) | アルカリ蓄電池用カドミウム負極およびその製造法 | |
| JPH1173957A (ja) | アルカリ蓄電池とそのニッケル正極板の製造法 | |
| JP3086525B2 (ja) | 密閉型アルカリ蓄電池及びその製造方法 | |
| JPS63164162A (ja) | アルカリ蓄電池用カドミウム負極 | |
| JPH10275619A (ja) | ペースト式カドミウム電極 | |
| JPH012257A (ja) | アルカリ蓄電池用カドミウム負極 | |
| JPS63148547A (ja) | 密閉形アルカリ蓄電池 | |
| JPH0298047A (ja) | アルカリ蓄電池用カドミウム負極 | |
| JPS6139453A (ja) | 密閉型金属酸化物・水素蓄電池 | |
| JPS63164165A (ja) | アルカリ蓄電池用カドミウム電極およびその製造法 | |
| JPH03145058A (ja) | ペースト式ニッケル正極及びアルカリ蓄電池 | |
| JP2792913B2 (ja) | アルカリ蓄電池用非焼結式カドミウム負極板 | |
| JP3118357B2 (ja) | アルカリ蓄電池用非焼結正極板 | |
| JP2734149B2 (ja) | ペースト式カドミウム負極の製造法 | |
| JP3241441B2 (ja) | アルカリ蓄電池用カドミウム負極 | |
| JPH0251874A (ja) | アルカリ亜鉛蓄電池 | |
| JPH0675397B2 (ja) | ペ−スト式カドミウム負極の製造法 | |
| JPS63221558A (ja) | アルカリ蓄電池用カドミウム負極 |