JPH03219558A

JPH03219558A - アルカリ蓄電池用ペースト式カドミウム電極

Info

Publication number: JPH03219558A
Application number: JP2015717A
Authority: JP
Inventors: Hironori Honda; 本田　浩則; Masakazu Takemura; 竹村　雅和; Masayuki Terasaka; 雅行寺坂
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1990-01-25
Filing date: 1990-01-25
Publication date: 1991-09-26
Anticipated expiration: 2014-09-20
Also published as: JP2950878B2

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】（イ）産業上の利用分野本発明は、アルカリ蓄電池の負極に用いられるアルカリ
蓄電池用ペースト式カドミウム電極に関する。

ニッケルーカドミウム蓄電池等のアルカリ蓄電池に用い
られるカドミウム電極としては、製造が簡易で、コスト
の安いペースト式の如き非焼結式カドミウム電極が広く
普及している。この種のカドミウム電極は、例えば酸化
カドミウム粉末又は水酸化カドミウム粉末等のカドミウ
ム活物質を糊料液と共に混練して形成したペーストを、
導電芯体に塗着、乾燥して製造される。ところが、この
カドミウム電極を用いた電池の充放電サイクル寿命は、
焼結式カドミウム電極を用いた電池と比べると短いとい
う欠点がある。

これは、上記方法により製造された非焼結式カドミウム
電極が、一般に充放電サイクルを繰り返すと容量が劣化
することに起因する。

この対策として、例えば特公昭５７−３７９８６号公報
には、酸化カドミウムと、平均粒径が３〜１２μｍであ
って球状の金属カドミウムと、水酸化ニッケル０．１〜
５％とを混和して、非焼結式カドミウム電極とすること
が提案されている。このようにすることで、電池の充放
電サイクルの進行に伴うカドミウム活物質の不活性化に
起因する容量劣化を抑制可能としている。

また、このようなペースト式のカドミウム電極は、予備
充電物質として金属カドミウム粉末を添加使用する必要
があるが、前記金属カドミウム粉末は活性度が低く、電
極を構成した場合、活物質の利用率が低下する。そこで
、例えば特開昭６２２４３２５４号公報に開示された如
く、金属カドミウムにインジウムを０．０５〜２．００
重量％含有させて、カドミウム電極の利用率の向上を計
っている。

（ハ）　発明が解決しようとする課題しかしながら、前記インジウム添加により利用率の向上
を計り、且つ水酸化ニッケルを更にペースト中に添加す
ることによりザイクル特性の向上を得ようとすると、新
たな問題が生してきた。

即ち、インジウムを含有せる金属カドミウムを用いペー
スト式カドミウム電極としここに水酸化ニッケルを添加
した場合、インジウムの含有量が多くなると、電池の充
電挙動が大きく変化し、充電ピーク電圧が上昇し、イン
ジウムの含有量が少ないものと比較して、充電カーブが
大きく異なってしまう。

その結果、−△Ｖカット充電方式で充電した場合には、
電池が満充電になる迄に充電が停止ヒしてしまい、十分
に充電ができないという問題が生しる。よって電池の容
量が、十分に得られなくなってしまう。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
充電時の充電ピーク電圧の」１昇を抑え、充電カーブの
変動を抑制して十分に充電することにより、その電池容
量を発揮しうるアルカリ蓄電池用ペースト式カドミウム
電極を提案するものである。

（ニ）課題を解決するための手段本発明は、活物質としての酸化カドミウム粉末及びイン
ジウムを含有する金属カドミウム粉末と、添加剤として
の水酸化ニッケル粉末とからなるペーストが導電芯体に
塗着されたアルカリ蓄電池用ペースト式カドミウム電極
であって、前記インジウム量を前記活物質に対して、０
００２重量％〜０．０５０重量％とするものである。

（ホ）作　用本発明の如く、金属カドミウム粉末と酸化カドミウム粉
末からなる活物質に対して、インジウムの含有量を、０
．００２重量％〜０．０５０重竜％に設定することによ
り、充電時における充電ピーク電圧の上昇を抑え、充電
カーブの変動を抑制することができる。その結果、がが
る電池が十分に充電でき容量が十分に得られると共に、
ペースト式カドミウム電極に注目すると、インジウムを
含有することに基づき利用率向上効果と水酸化ニッケル
添加に基づくサイクル特性向上効果とが十分に発揮され
る。

尚、ここで使用する水酸化ニッケルとしては、粒子形状
が球状であるものが好ましい。この球状という意味は、
電子顕微鏡観察下において球状或いはそれに近い形状と
して観察されることであり、通常用いられる無定形のも
のとは明確に区別される。また、この粒子形状が球状の
水酸化ニッケルは、アルカリ溶液と酸性ニッケル塩溶液
との反応を、温度、ｐＨ等をコントロール憚ることによ
り作製したものである。

そして、この球状の水酸化ニッケルが好ましい理由は、
次の理由に基づく。従来より使用されている水酸化ニッ
ケル粉末の粒子形状は、無定形である。この無定形の水
酸化ニッケルは不安定なために、アルカリ電解液中の充
放電時に、その結晶中に微量含まれるＮ０９−１Ｓ０４
−等の電池の保存特性に悪影響を与える不純物を、活物
質層中に放出し、電池の保存特性を劣化させてしまう。

方、本発明に用いられる粒子形状が球状である水酸化ニ
ッケルは、極めて安定であるため、アルカリ電解液中の
充放電時においても、その結晶中に微量含まれるＮＯ，
−１Ｓ○４−等の電池の保存特性に悪影響を与える不純
物を活物質層中に放出し難い。その結果、かかる負極を
用いた電池の保存特性の劣化が抑制されると共に、ザイ
クル特性においても優れたアルカリ蓄電池が提供できる
。

この添加する水酸化ニッケルの平均粒径としては、１．
５μｍ以上であれば、特にその効果が顕著となることを
実験により確かめた。その理由は、添加せる水酸化ニッ
ケルの平均粒径が１．５μｍ以上であれば、平均粒径が
１．５μｍ未満のものと比べて、カドミウム活物質の結
晶間に存在する前記水酸化ニッケル粒子酸いはニッケル
イオンの吸着によって、電解液中に溶解するカドミウム
量が減少すること及びカドミウム活物質の結晶の粗大化
を抑制することに起因すると考えられる。

但し、水酸化ニッケルの平均粒径が２００μｍを超える
と、カドミウム負極中へ水酸化ニッケルを均一に添加す
るのが難しくなり、好ましくない。

したがって、水酸化ニッケルの平均粒径は１．５〜２０
０μｍであることが望ましい。

また、この水酸化ニッケルの添加量は、活物質に対して
０．５重量％以上３．０重量％以下とするのが、サイク
ル特性上好ましい。

（へ）実施例以下に、本発明の実施例と比較例との対比に言及する。

■　水酸化ニッケルを添加せる電極板所定量のインジウムを含むカドミウム塩溶液と亜鉛粉末
を反応させて生成した、平均粒径１．５μｍの置換金属
カドミウム粉末１０重量％と、酸化カドミウム粉末９０
重量％を用意する。

これを活物質とし、ここに添加剤としての平均粒径５μ
ｍの水酸化ニッケル粉末１重量％に、補強剤としてのア
クリル短繊維０．５重量％、結着剤としてのメチルセル
ロース０．８重量％、酸化カドミウムの水和を抑制する
リン酸ナトリウムを含む水４０重量％の溶液を加え、混
練してペースト状にした。このペーストをパンチングメ
タルよりなる導電芯体の画面に塗着、乾燥し、所定の寸
法に切断して、公称容量１．２Ａ）Ｉのカドミウム電極
板を作製した。

■　水酸化ニッケル添加をしない電極板前記工程で水酸
化ニッケル粉末の添加を行わない以外は同様にしてペー
スト式カドミウム電極板を得た。

前記■において、インジウムの含有量を活物質に対して
、Ｏｌｏ、００１．０．００２．０．０１．０．０５．
０．０７５．０．１０重量％と変化させ、それぞれカド
ミウム負極ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ａ５、ａ６、ａ７
とした。

また前記■において、インジウムの含有量を活物質に対
して、０．０．００１．０．００２．０．０１．０．０
５．００７５．０．１０重量％と変化させ、それぞれカ
ドミウム負極ｂ１、ｂ２、ｂｌ、ｂ４、ｂ５、ｂ６、ｂ
７とした。

そして、これら負極ａ１〜ａ７及び負極ｂ１〜ｂ７を用
い、公知の焼結式ニッケル正極と組み合わせ、それぞれ
密閉式アルカリ蓄電池Ａ１〜Ａ７及びＢ１〜Ｂ７を作製
した。

（ここで本発明カドミウム電極はａ３、ａ４、ａｌ、本
発明電池はＡ３、Ａ４、Ａ、である。）◎　実＠１前記負極ａ１〜ａ６及び負ｆｌｉｂ１〜ｂ６を用い、利
用率を測定した。この時の測定条件は、２５％の水酸化
カリウム溶液中において、０．３Ａの電流にて理論容量
の１６％迄充電した後、放電電流０．５Ａで放電すると
いうものである。この結果を第１図に示す。

この結果より、インジウム量を、活物質に対して０．０
０２重量％以上とすることにより、負極の利用率を向」
ニさせることが可能となる。このような傾向は、水酸化
ニッケルの添加の有無にかかわらず、観察された。

◎　実験２前記せる電池Ａ０、Ａ４、Ａ６、Ａ６、Ａ７及びＢ１、
Ｂ４、Ｂ６、Ｂ６、Ｂ７を用い、活物質中のインジウム
貴変化に伴う、充電ピーク電圧の変化を調べた。この時
の充電は、電池公称容量の１５Ｃ（１，８Ａ）で行った
。この結果を、第２図に示す。

これより水酸化ニッケルの添加を行なわない電池Ｂ１、
Ｂ４、Ｂ６、Ｂ４、Ｂ７は、はとんど充電ピーク電圧が
変化しないことがわかる。一方、水酸化ニッケルの添加
を行った電池Ａ１、Ａ４、Ａ１、Ａ６、Ａ７は、インジ
ウム量の増加に伴い、充電ピーク電圧が高くなる傾向が
ある。この結果より、充電ピーク電圧の上昇を抑え、充
電カーブの変動を抑制するには、インジウム量を０．０
５０重量％以下とする必要がある。

以上、前記実験１及び前記実験２の結果より、インジウ
ム量をカドミウムからなる活物質に対して０．００２重
量％以上０．０５０重量％以下とする必要がある。

（ト）発明の効果本発明のペースト式カドミウム電極によれば、充電時の
充電ピーク電圧の上昇を抑え、充電カーブの変動を抑制
し、十分に充電可能となり、その電池容量を発揮するこ
とができる。また、このペースト式カドミウム電極にあ
っては、インジウムを含有することに基づく利用率向上
効果と、水酸化ニッケル添加に基づくサイクル特性向上
効果とが十分に発揮され、放電特性に優れたアルカリ蓄
電池が提供でき、その工業的価値は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図はインジウム量と負極の利用率との関係を示す図
、第２図はインジウム量と電池の充電ピーク電圧との関
係を示す図である。１ −３７３＝

Claims

【特許請求の範囲】

（１）活物質としての酸化カドミウム粉末及びインジウ
ムを含有する金属カドミウム粉末と、添加剤としての水
酸化ニッケル粉末とからなるペーストが導電芯体に塗着
された電極であって、前記インジウム量が前記活物質に対して、０．００２重量％〜０．０５０重量％であることを特徴
とするアルカリ蓄電池用ペースト式カドミウム電極。