JPH026340A

JPH026340A - 水酸化ニツケルの製造法

Info

Publication number: JPH026340A
Application number: JP63091120A
Authority: JP
Inventors: Toshio Minoura; 箕浦　敏雄
Original assignee: KANSAI SHOKUBAI KAGAKU KK
Current assignee: KANSAI SHOKUBAI KAGAKU KK
Priority date: 1988-04-13
Filing date: 1988-04-13
Publication date: 1990-01-10
Also published as: JPH0468249B2

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、水酸化ニッケルの新規な製造法に関する。

従来の技術及びその課題水酸化ニッケルは、種々の用途に使用される工業製品で
あるが、特にアルカリ電池用の非焼結式ニッケル正極に
使用されるものとしては、粒子形状が球状で且つその粒
度分布が狭いことが要望されている。これは、かかる水
酸化ニッケル粉末を用いることにより、上記ニッケル正
極の活物質として金属性ポケット等に充填する場合に該
ポケットの微孔から粒子が脱落せずしかも密に充填する
ことが可能になり、又活物質として導電剤と混合してペ
ースト状で用いる場合はその流動性等のペースト性状が
安定するので充填性、充填率が良好になり、従って何れ
の場合にも活物質の利用率及び放電率が向上し、性能の
優れた電極とすることができるからである。

しかしながら、従来の水酸化ニッケルの製造法では、上
記要望に充分に応えた製品を１ｑることは、困難であっ
た。

即ち、従来電極用の水酸化ニッケルの製造方法としでは
、ニッケル塩水溶液に予めアンモニア供給体を添加して
おぎ又は添加してニッケルーアンモニウム錯塩とし、次
いで苛性アルカリを添加して水酸化ニッケルを生成させ
る方法（特公昭５３６１１９号、特開昭５６−１４３６
７１号、特開昭６１−１８１０７４号）が公知であるが
、之等の方法では１ｑられる乾燥侵の水酸化ニッケルは
固形状又は粉末状であってもその粒度が大きいため、通
常粉砕することが必要であり、そのため粒子は破断面を
有づる不規則な形状の粉末となり又その粒度分布が極め
て広く、従って充填密度も低いという欠点がある。

また、最近ニッケル塩水溶液と苛性アルカリとを同−水
槽内に導入して一定条件下に連続的に水酸化ニッケルを
取出す方法（特開昭６３１６５５５号、特開昭６３−１
６５５６号）がＢｙ案されているが、この方法には反応
系を安定化するのに１ケ月もの長期間を要するという大
きな欠点がある上に、この方法により（ｑられる水酸化
ニッケルもその粒子形状は球状とはならず又その粒度分
イ［ｉが広く、従って充填密度も必ずしも高くないとい
う欠点がある。

課題を解決するための手段本発明者は、上記現状に鑑み、粒子形状が球状でｎつそ
の粒度分布が狭く従って充填密度が充分に＾い水酸化ニ
ッケルを、高い効率で製造する方法を開発するべく鋭意
研究した。その結果、ニッケル塩水溶液、アルカリ金属
水酸化物及びアンモシムイオン供給体の三苫を連続して
同時的に反応系に供給し、反応系の温度及びｐＨを特定
の一定値に保持しつつ反応を進ｆ′：ｒｔ！　Ｌ／める
ときには、極めて類１１間で反応系が安定化できしかも
何らの粉砕工程も不要にして、所望の球状水酸化ニッケ
ルを連続的に極めて効率良く収１ｑできることを見い出
し、遂に本発明を完成するに至った。

即ら本発明は、（イ）ニッケル塩水溶液、（ロ）アルカ
リ金属水酸化物及び（ハ）アンモニウムイオン供給体を
反応させて水酸化ニッケルを製造するに当り、上記（イ
）、（ロ）及び（ハ）の三者を連続して同時的に反応系
に供給し、反応系の温度を２０〜８０℃の範囲の一定値
に且つｐＨを９〜１２の範囲の一定値に保持しつつ反応
を進行Ｖしめて平均粒径２〜５０μｍの球状水酸化ニッ
ケル粒子を生成せしめ、これを連続的に取出すことを特
徴とする水酸化ニッケルの製造法に係る。

本発明において使用する（イ）ニッケル塩水溶液として
は、硝酸ニッケル、硫酸ニッケル、塩化ニッケル等の各
種水溶性ニッケル塩の水溶液を挙げることができる。ニ
ッケル塩水溶液の濃度としては、通常０．５〜３．５ｍ
ｏ　Ｉ／Ｑ程度とするのが適当である。

また、（ロ）アルカリ金属水酸化物としては、水酸化ナ
トリウム、水酸化カリウム等を挙げることができる。ア
ルカリ金属水酸化物は、通常１．２５〜１０ｍｏｌ／Ｑ
程度の水溶液として使用するのが良い。

また、（ハ）アンモニウムイオン供給体としては、アン
［ニア水、アンモニアガス、硝酸アンモニウム等のアン
モニウム塩の水溶液等を用いることができる。アンモニ
ア水の場合は、通常１０〜２８重量％程度の濃度のもの
を使用するのが適当である。また、７ン七ニウム塩の水
溶液の場合は、通常３〜７．５ｍｏ　ｌ／Ｑ程度の濃度
のものを使用するのが適当である。

本発明においては、上記（イ）、（ロ）及び（ハ）の三
名を連続して同時的に反応系に供給することが必要であ
る。この場合、（イ）ニッケル塩水溶液に対する（口）
アルカリ金属水酸化物の使用間は、ニッケル塩１ｍｏｌ
に対して１．８〜２．２ｍｏ１程度の間となるように比
例添加するのカ良り、同じく（ハ）アンモニウムイオン
供給体の使用Ｍは、ニッケル塩１ｍｏｌに対して０．１
・〜１，５ｍｏｌ稈度のｆｌとなるように比例添加りる
のが良い。これらの反応系への供給添加は、充分な撹拌
下に行なわれ、その添加速度（３１１、反応槽の容Ｍ、
形状等により変ｆａＪするが、反応系での８ｉｌ留時間
が通常０．５〜５時間程度となるように適宜調節するの
が良い。また、同時的にとは、生成物の粒度、ｐ（−１
の調ｗＪ等のため、各反応物の添加速度、割合を適宜調
整できることを意味する。

また、この際の反応系の温度は、２０〜８０℃の範囲の
一定値に保持される。通常、所定１向〕−２℃程麻に維
持するのが良い。同じく、反応系のｐＨは、９〜１２の
範囲の一定１１ｎに保持される。通常、所定値±０．１
程度に維持するのが良い。

本発明においては、上述の如く、ニッケル塩水溶液、ア
ルカリ金属水酸化物及びアンモニウムイオン供給体の三
古を連続して同時的に反応系に供給し、反応系の温度及
びＤＨを特定の一定（自に保持しつつ反応を進行せしめ
ることにより、通常１０〜３０１１．′ｉ間程度という
極めて短時間で反応系が安定化でき、通常ＩＦ均粒径２
〜５０μｍ程度の球状水酸化ニッケル粒子をオーバーフ
ロー等により連続的に効率よく取出ずことができる。取
出された水酸化ニッケルは、適宜濾過、水洗、乾燥して
、製品とする。この際、本発明においては、乾燥前の水
酸化ニッケルの含水率が通常１０〜１５申ｍ％程度と低
く且つ球状であるため、？濾過速度が大きく、水洗■稈
での不純物除去効率が高く、Ｈつ乾燥のためのエネルギ
ー＝１ストも小さいという利点が（９られる。勿論、何
らの粉砕も不要である。

本発明により１ｑられる水酸化ニッケルは、上記のよう
に平均粒径が２〜５０μｍ程度の範囲にあり、粒度分布
測定及び走査電子顕微鏡ｖＱ察により、粒度分布幅が狭
く、均質な球状乃至楕円球状を早している。粒径や粒度
分布は、アンモニウムイオン供給体の添加割合、反応系
での滞留時間、撹拌程度等を調節することにより、種々
フン１〜ロールすることができる。例えば、アンモニウ
ムイオン供給体の添加割合を、前記範囲内で多くすれば
粒径を大きくすることができ、少なくすれば粒径を小さ
くすることができる。また、滞留時間を上記範囲内で良
くすれば粒径を大きく且つ粒度分布を狭くでき、短くす
れば粒径を小さく　１１つ粒度分布を比較的広くできる
。また、撹拌効果を高くすれば粒度を小さくでき、低く
すれば粒度を大きくできる。

また、本発明により得られる球状水酸化ニッケルは、比
表面積が１０〜３０ｍ２７ｇ程度と小さく、見掛密度が
バルク密度ＬＩＩＳ　　Ｋ５１０１（１８）かさ測定法
）で１．３〜１．７０／ｍｌ程度、タッピング密度で１
．８〜２．１ｇ／ｌ程度と高いので、アルカリ電池用正
極の原料として極めて好適である。また、かき低いので
、取板作業性が良い。

次に、本発明法の右利な実施態様の例を、図面により説
明する。第１図は、本発明法に使用できる反応装置の一
例を示すものである。第１図において、（１）は撹拌器
を備えた反応槽、（２）はニッケル塩水溶液の投入口、
（３）はアンモニウムイオン供給体の投入口、（４）は
アルカリ金属水酸化物水溶液の投入口、（５）は定量ポ
ンプ、（６）はｐＨコントローラー　（７）は温度コン
トローラー、（８）は水酸化ニッケルの取出口を夫々承
り。

最初、適量の水を反応槽（１）に入れ、撹拌下温度コン
トローラー（７）により、液温を予め設定した一定値に
維持しておき、これにニッケル塩水溶液、アンモニウム
イオン供給体及びアルカリ金属水酸化物水溶液を、各投
入口（２）、（３）及び（４）より定量ポンプにより連
続的に導入添加する。これらの内、アルカリ金属水酸化
物水溶液は、ｐＨコントローラー（６）と連動さけてｐ
Ｈが予め設定した一定値になるように定量ポンプ（５）
により導入するのが好ましい。各反応物の添加速度は、
反応系での滞留時間が所定時間となるように調節する。

また、所定の滞留時間が達成される様に、各投入口と水
酸化ニッケルの取出口（８）とは反応槽中でできるだけ
離しておくのが好ましい。例えば、第１図の如く、各投
入口を反応槽の一方の壁側底部に位置させ、取出口をそ
の反対側の壁側上部に位置させ、生成した水酸化ニッケ
ルをオーバーフローにより、取出すのが好ましい。上記
の如き操作を行ない、反応系が安定した摂、生成する所
望の球状水酸化ニッケルを連続的に取出し、これを適宜
濾過、水洗、乾燥して、製品とする。

＆Ｊ１し泳里本発明によれば、次の様な格別な効果が奏される。

（１）極めて短時聞で反応系が安定化できしかも何らの
粉砕工程も不要にして、所望の球状水酸化ニッケルを連
続的に極めて効率良く収得できる。

（２＞　１４７られる球状水酸化ニッケルは、平均粒径
２〜５０μｍの範囲内の粒度を右し、この範囲内で種々
コントロールすることもでき、しかも粒度分布が狭いも
のを収得できる。従って、見掛密度を充分に高くするこ
とができる。

（３）また、反応槽から取出された水酸化ニッケルの含
水率が低く且つ球状であるため、濾過速度が大ぎく、水
洗工程での不純物除去効率が高く、Ｈつ乾燥のためのエ
ネルギー］ス１へも小さいという利点が得られる。

実　　施　　例以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明を更に具体的
に説明する。

実施例１第１図に示すものと同様の１０Ｑの反応槽にて、各溶液
濃度としては、夫々、硝酸ニッケル水溶液２．２ｍ０１
／Ｑ、水酸化ナトリウム水溶液６．０ｍｏ　ｌ／＋！及
び２５重量％アンモニア水を用いて、硝酸ニッケル水溶
液４．５１２／ｈｒ、アンモニア水０．３７Ｑ／ｈｒの
一定の速度で定ｍポンプでＩ）Ｈｌｌ、Ｏ±０．１、反
応８１１！温５０±２℃の一定値に維持した撹拌下の槽
内へ添加し、同時にｌ）Ｈコントローラーと連動した定
ｍポンプにて水酸化ナトリウム水溶液を設定ｐＨを維持
する様に添加して（平均流速３．ＩＱ／ｈｒ）、連続的
に水酸化ニッケルを生成さＵた。

この時の添加比率は、硝酸ニッケル１ｍｏｌに対して、
アンモニアは０．５ｍｏｌであり、水酸化ナトリウムは
ｌ、９ｍｏｌであった。また、反応槽での滞留時間は、
約１時間であった。

生成した球状水酸化ニッケルを連続的に取出し、これを
適宜か過、水洗、乾燥して、粉末状の製品とした。

乾燥性の水酸化ニッケルの含水率は、１２．３小間％で
あり、濾過が容易であった。また、乾燥後の含水率は、
０．３重量％であった。

１！′Ｉられた製品の平均粒径は、６，３μｍであり、
その粒度分布は第２図に示した通り極めて狭いもので・
あった。また、その比表面積は２３．６ｍ２／ｇであり
、バルク密度は１．５６ｇ、ＩＩであり、タッピング密
度は１．９５Ｇ／＋１１１であった。（ｑられた製品の
走査電子顕微鏡写真（７５０倍）を第３図に示した。

実施例２第１図に示すものと同様の１ＯＲの反応槽にて、各溶液
濃度としては、夫々、ｆｉ！酸ニッケル水溶液１．６ｍ
ｏｌ／ｌ水酸化ナトリウム水溶液４．５ｍｏ　ｌ／（！
及び２５重量％アンモニア水を用いて、硫酸ニッケル水
溶液１．５Ｑ／ｒ１ｒ、アンモニア水０．２１１２／ｈ
ｒの一定速度で定量ポンプでｐＨ１０，０±０．１、反
応液温５０±２℃の一定値に維持した撹拌下の槽内へ添
加し、同時にＤＨコントローラーと連動した定ｍポンプ
にて水酸化ナトリウム水溶液を設定ｐＨを維持する様に
添加して（平均流速０．９７９／ｈｒ）、連続的に水酸
化ニッケルを生成させた。

この時の添加比率は、硫酸ニッケル１ｍｏｌに対して、
アンモニアは１．２ｍｏ＋であり、水酸化ナトリウムは
１．８２ｍｏｌであった。また、反応槽での滞留時間は
、約３時間であった。

生成した球状水酸化ニッケルを連続的に取出し、これを
適宜濾過、水洗、乾燥して、粉末状の製品とした。

乾燥前の水酸化ニッケルの含水率は、１１．５車量％で
あり、濾過が容易であった。また、乾燥後の含水率は、
０．４８重邑％であった。

得られた製品の平均粒径は、１３．８μｍで、その粒度
分布は第２図に示した通り権めで狭いものであった。ま
た、その比表面積は２２．１ｍ２／ｑであり、バルク密
度は１．６８ｑ／ｍｌであり、タッピング密度は２．０
２０／＋１１１であった。得られた製品の走査電子顕微
鏡写真（７５０倍）を第４図に示した。

比較例１バッチ式の５９の反応槽にて、２．２ｒＴＩＯＩ／Ｑ１
４Ｍニッケル水溶液１９及び２５重涜％アンモニア水０
．５５Ｑを撹拌上混合した俊、６．０ｍｏｌ／Ｑ水酸化
ナトリウム水溶液１．４５Ｑを撹拌下に添加して更に１
時間撹拌して水酸化ニッケルを生成させた。

生成した水酸化ニッケルを、濾過、水洗、乾燥したが、
固形状となったので、これを粉砕して、粉末状水酸化ニ
ッケルを得た。得られた水酸化ニッケルは、破断面を有
する不規則な形状で、粒度分布が広かった。

得られた比較量の比表面積は８３ｍ”／ｇであり、バル
ク密度は１．０６ｑ／ｍｌであり、タッピング密度は１
．２５Ｇ／＋１１１であった。得られた比較量の走査電
子顕微鏡写真（７５０倍〉を第５図に示した。

比較例２実施例１においてアンモニア水を使用しない他は、実施
例１と同様にして、水酸化ニッケルを生成させた。但し
、この時の添加比率は、硝酸ニッケル１ｍｏｌに対して
水酸化ナトリウム２．０５ｍｏｌであった。

１ｑられた比較量の比表面積は７８ｍ２／ｇであり、バ
ルク密度は１．１４０／Ｉｎ＋であり、タッピング密度
は１．３８０／１１１１であった。得られた比較量の走
査電子類１！鏡写真（７５０倍）を第６図に示した。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明法に使用できる反応装置の一例を示す
ものである。第１図において、〈１）は撹拌器を備えた
反応槽、（２ンはニッケル塩水溶液の投入口、（３）は
アンモニウムイオン供給体の役人口、（４）はアルカリ
金属水酸化物水溶液の投入口、（５）は定量ポンプ、（
６）はＤＨコン１〜ローラー　（７）は温度コントロー
ラー（８）は水酸化ニッケルの取出口を人々示す。第２
図は、実施例１及び２で得られた球状水酸化ニッケルの
粒度分布を示すグラフである。第３図は、実施例１で得
られた球状水酸化ニッケルの走査電子顕微鏡写真（７５
０倍）である。第４図は、実施例２で得られた球状水酸
化ニッケルの走査電子顕微鏡写真（７５０倍）である。第５図は、比較例１で１りられた水酸化ニッケルの走査
電子顕微鏡写真（７５０倍）である。第６図は、比較例
２で得られた水酸化ニッケルの走査電子顕微鏡写真７５
０倍）である。（以上）第図第図孝立　省ト　（ｐｍ）；°ｐ゛ｊシー第　１４図手続補正言動式）％式％

Claims

【特許請求の範囲】

（１）（イ）ニッケル塩水溶液、（ロ）アルカリ金属水酸化物及び（ハ）アンモニウムイオン供給体を反応させて水酸化ニ
ッケルを製造するに当り、上記（イ）、（ロ）及び（ハ）の三者を連続して同時的
に反応系に供給し、反応系の温度を２０〜８０℃の範囲
の一定値に且つｐＨを９〜１２の範囲の一定値に保持し
つつ反応を進行せしめて平均粒径２〜５０μｍの球状水
酸化ニッケル粒子を生成せしめ、これを連続的に取出す
ことを特徴とする水酸化ニッケルの製造法。