JPH03241672A - ニッケル極を備えた円筒形アルカリ蓄電池 - Google Patents
ニッケル極を備えた円筒形アルカリ蓄電池Info
- Publication number
- JPH03241672A JPH03241672A JP2037613A JP3761390A JPH03241672A JP H03241672 A JPH03241672 A JP H03241672A JP 2037613 A JP2037613 A JP 2037613A JP 3761390 A JP3761390 A JP 3761390A JP H03241672 A JPH03241672 A JP H03241672A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nickel
- electrode
- storage battery
- alkaline storage
- electrodes
- 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
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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
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/24—Alkaline accumulators
- H01M10/28—Construction or 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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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
本発明はとくに産業用など電解液を用いたニッケル極を
備えた円筒形アルカリ蓄電池に関す４従来の技術 各種の電源として鉛蓄電池やアルカリ蓄電池が広く使わ
れている。このうち円筒形としてはアルカリ蓄電池がよ
く知られ その代表は密閉形のニッケルーカドミウム系
である。前記密閉形のニッケルーカドミウム系電源は
高信頼性が期待でき、小形軽量化も可能などの理由で主
に各種ポータプル機器や非常灯用などに使われてきた また 円筒型アルカリ蓄電池において（よ 正極とし一
部酸化銀極なども取り上げられている力丈はとんどの場
合ニッケル極である。−人 負極としては亜舷跣 水
素なども対象となっているが現状ではカドミウムについ
で最近水素が注目されてきた この場合も焼結式さらに
ペースト式も加わった 密閉円筒形の構造（よ 電極と
セパレータを渦巻状に巻いて挿入し 電解液を注入後、
封口して製造されている。
備えた円筒形アルカリ蓄電池に関す４従来の技術 各種の電源として鉛蓄電池やアルカリ蓄電池が広く使わ
れている。このうち円筒形としてはアルカリ蓄電池がよ
く知られ その代表は密閉形のニッケルーカドミウム系
である。前記密閉形のニッケルーカドミウム系電源は
高信頼性が期待でき、小形軽量化も可能などの理由で主
に各種ポータプル機器や非常灯用などに使われてきた また 円筒型アルカリ蓄電池において（よ 正極とし一
部酸化銀極なども取り上げられている力丈はとんどの場
合ニッケル極である。−人 負極としては亜舷跣 水
素なども対象となっているが現状ではカドミウムについ
で最近水素が注目されてきた この場合も焼結式さらに
ペースト式も加わった 密閉円筒形の構造（よ 電極と
セパレータを渦巻状に巻いて挿入し 電解液を注入後、
封口して製造されている。
しかし ニッケル極は充放電特性は優れているが材料や
工程上高価であも したがって低廉化が必要であり一つ
の有効な方法として、水酸化ニッケル粉末に導電剤と結
着剤を加えてペーストとしこれを多孔性の導電性薄板に
塗着してシート状に加工して得られる非焼結式が広く研
究され多くの製法の提案がされている。
工程上高価であも したがって低廉化が必要であり一つ
の有効な方法として、水酸化ニッケル粉末に導電剤と結
着剤を加えてペーストとしこれを多孔性の導電性薄板に
塗着してシート状に加工して得られる非焼結式が広く研
究され多くの製法の提案がされている。
たとえば ニッケル極の場合水酸化ニッケル粉末に導電
剤と結着剤を加えてペーストとＬ これを多孔性の導電
性薄板に塗着してシート状に加工して得られる非焼結式
（よ 従来の焼結式よりも低廉にはなる力（ニッケル極
の活物質である水酸化ニッケルには電子伝導性がほとん
ど無く、充放電の繰り返しで電極が膨潤する傾向がある
た八 充分特性が優れ長寿命の非焼結式ニッケル極は出
現していなｌ、％ そこで導電性を高め活物質の利用
率を向上するために他の電子伝導性に優れた導電剤を加
え また膨潤や活物質の脱落を抑えるために結着剤を検
討してきた その結果密閉形のように電解液をセパレー
タに含浸して用いる場合に（友活物質層の脱落の心配は
少なくペースト式ニッケル極も使用できる可能性が出て
きに 一方、産業用など大容量の電池について（戴 信頼性の
確保 スペースの有効和服 寿へ 大放電特性可能など
の観点から電極を四角形状にして、セパレー久 負極の
順に重ね角状の電槽に挿入し少なくとも電解液を小形の
密閉円筒形より多量に注入する構造にしてきた 発明が解決しようとする課題 ところがこの形式の電池にペースト式非焼結ニッケル極
を適用すると脱落が大きくほとんど工業的には使用でき
る段階に達していなし 課題を解決するための手段 本願発明（戴 ニッケル極材料とゴム系結着剤を主とす
るシート状ニッケル正極とセパレータと負極との積層体
が渦巻状に巻いて円筒状の電槽に挿入され 電解液が前
記電槽に注入されていることを特徴とするニッケル極を
備えた円筒形アルカリ蓄電池により上記課題を解決する
ものである。この場合最も有効なの（上 電池がニッケ
ルーカドミウム蓄電池やニッケルー水素吸蔵合金蓄電池
であり、ニッケル極が水酸化ニッケルに導電剤とゴム系
結着剤を加えてシート状に加工して得られた場合である
。
剤と結着剤を加えてペーストとＬ これを多孔性の導電
性薄板に塗着してシート状に加工して得られる非焼結式
（よ 従来の焼結式よりも低廉にはなる力（ニッケル極
の活物質である水酸化ニッケルには電子伝導性がほとん
ど無く、充放電の繰り返しで電極が膨潤する傾向がある
た八 充分特性が優れ長寿命の非焼結式ニッケル極は出
現していなｌ、％ そこで導電性を高め活物質の利用
率を向上するために他の電子伝導性に優れた導電剤を加
え また膨潤や活物質の脱落を抑えるために結着剤を検
討してきた その結果密閉形のように電解液をセパレー
タに含浸して用いる場合に（友活物質層の脱落の心配は
少なくペースト式ニッケル極も使用できる可能性が出て
きに 一方、産業用など大容量の電池について（戴 信頼性の
確保 スペースの有効和服 寿へ 大放電特性可能など
の観点から電極を四角形状にして、セパレー久 負極の
順に重ね角状の電槽に挿入し少なくとも電解液を小形の
密閉円筒形より多量に注入する構造にしてきた 発明が解決しようとする課題 ところがこの形式の電池にペースト式非焼結ニッケル極
を適用すると脱落が大きくほとんど工業的には使用でき
る段階に達していなし 課題を解決するための手段 本願発明（戴 ニッケル極材料とゴム系結着剤を主とす
るシート状ニッケル正極とセパレータと負極との積層体
が渦巻状に巻いて円筒状の電槽に挿入され 電解液が前
記電槽に注入されていることを特徴とするニッケル極を
備えた円筒形アルカリ蓄電池により上記課題を解決する
ものである。この場合最も有効なの（上 電池がニッケ
ルーカドミウム蓄電池やニッケルー水素吸蔵合金蓄電池
であり、ニッケル極が水酸化ニッケルに導電剤とゴム系
結着剤を加えてシート状に加工して得られた場合である
。
作用
ゴム系結着剤を加えてシート状に加工して得られたニッ
ケル極にセパレータと負極を順に重板これを渦巻状に巻
いて円筒状の電槽に挿入することて 電極に強くしかも
均一に圧力が加わり、活物質層の脱落が改善できる。
ケル極にセパレータと負極を順に重板これを渦巻状に巻
いて円筒状の電槽に挿入することて 電極に強くしかも
均一に圧力が加わり、活物質層の脱落が改善できる。
実施例
正極材料として水酸化ニッケル粉末を用（＼ これにニ
ッケル粉末８ｗｔ％ コバルト粉末８Ｗｔに 黒鉛粉未
結６Ｗｔ九 結着剤としてスチレン−ブタジェン共重合
体のエマルジョンを樹脂が５ｗｔ％になるように加える
。さらに増粘剤としてカルボキシメチルセルロースの３
％水溶液を樹脂分が１ｗｔ％になるように加えて室温で
ペーストを得る。
ッケル粉末８ｗｔ％ コバルト粉末８Ｗｔに 黒鉛粉未
結６Ｗｔ九 結着剤としてスチレン−ブタジェン共重合
体のエマルジョンを樹脂が５ｗｔ％になるように加える
。さらに増粘剤としてカルボキシメチルセルロースの３
％水溶液を樹脂分が１ｗｔ％になるように加えて室温で
ペーストを得る。
これを厚さ０．１７ｍｍ、 孔径１．８ｍｍ、 開
孔度５３％の鉄にニッケルメッキを施したパンチングメ
タル板に塗着し０、６５ｍｍ１１Ｍのスリットを通して
平滑化し１２０＼ １時間乾燥した さらにエンボス加
工した１２０℃のローラプレス機を通して厚さ０．６ｍ
ｍに調整し九 幅１３ｃｍ。
孔度５３％の鉄にニッケルメッキを施したパンチングメ
タル板に塗着し０、６５ｍｍ１１Ｍのスリットを通して
平滑化し１２０＼ １時間乾燥した さらにエンボス加
工した１２０℃のローラプレス機を通して厚さ０．６ｍ
ｍに調整し九 幅１３ｃｍ。
長さ２００ｃｍに裁断した
一方負極としては公知のペースト式カドミウム極を用賎
同じく厚さ０．６ｍｍ、 幅１３ｃｍとし 長さは
２４０ ｃｍとし九 中心に厚さ０． ２５ｍｍの親木処理ポリプロピレン不
織布セパレータを配した これを渦巻状に巻いて鉄にニッケルメッキした円筒形電
槽に挿入する。その後比重１．２２の苛性カリに水酸化
リチウムを２５ｇ／ｌ溶解した水溶液を電極が約１／２
浸せきするまで電解液として注液する。 １５Ｋｇ／ｃ
ｍ”でガスが放出する安全弁を備えた蓋を用いて封口し
て電池を完成する。
同じく厚さ０．６ｍｍ、 幅１３ｃｍとし 長さは
２４０ ｃｍとし九 中心に厚さ０． ２５ｍｍの親木処理ポリプロピレン不
織布セパレータを配した これを渦巻状に巻いて鉄にニッケルメッキした円筒形電
槽に挿入する。その後比重１．２２の苛性カリに水酸化
リチウムを２５ｇ／ｌ溶解した水溶液を電極が約１／２
浸せきするまで電解液として注液する。 １５Ｋｇ／ｃ
ｍ”でガスが放出する安全弁を備えた蓋を用いて封口し
て電池を完成する。
公称容量は１４Ａｈである。この電池をＡとすもつぎに
比較のためにＡと同じ構成で電解液量を従来の円筒密閉
形電池と同様にセパレータに含浸する程度に規制した（
１６ ｃ ｃ）電池をＢとして加えた また同じく比較
のために同じ電極で面積が同じになるように６５０ｃｍ
１ｌの正極４枚と負極５枚構成の角型電池を製作し九
セパレータも同じで電解液はやはり正極の１／２が浸せ
きするほど十分加え同じく封口し九 これを電池Ｃとし
て加え九 以上の３つの電池について、放電電圧と容量
を比較し九 〇、 ２Ｃ定電流充電−０，５０定電流放
電を行なったとこ＆Ａでは平均電圧は１．２１Ｖ、
放電容量は１４．５Ａｈを示したのに対して、Ｂではそ
れぞれ１． ２０Ｖ、 １１． ２ＡｈＳ Ｃではそ
れぞれ１． ２０Ｖ、 １４． ３Ａｈであり、Ａと
Ｃの初期特性は優れていたつぎに同じ充放電の条件で寿
命特性を調べたその結果 放電容量が初期の６０％にま
で劣化するサイクル数力＜、Ａでは８００〜８５０サイ
クルであったのに対して、Ｂでは５００〜５５０サイク
／ｋ Ｃでは１５０〜２００サイクルであったこの結
果から明らかなようにＡが高容量で長寿命であった す
なわちＢではペースト式ニッケル極が従来の焼結式など
に比較すると膨張の度合は大きいので充放電の過程で電
解液の吸収が進みセパレータの電解液が不足して容量が
減少する。Ｃは電極層の適当な圧力の不足とそれが電槽
の膨張で加速して活物質の脱落が原因で早期に容量低下
する。これに対して本願のＡでは電解液が豊富でしかも
電極と電解質の層が圧着した状態で電池が作動できるの
で、高容量でしかも少ないサイクル数で容量が低下する
ことがない。
比較のためにＡと同じ構成で電解液量を従来の円筒密閉
形電池と同様にセパレータに含浸する程度に規制した（
１６ ｃ ｃ）電池をＢとして加えた また同じく比較
のために同じ電極で面積が同じになるように６５０ｃｍ
１ｌの正極４枚と負極５枚構成の角型電池を製作し九
セパレータも同じで電解液はやはり正極の１／２が浸せ
きするほど十分加え同じく封口し九 これを電池Ｃとし
て加え九 以上の３つの電池について、放電電圧と容量
を比較し九 〇、 ２Ｃ定電流充電−０，５０定電流放
電を行なったとこ＆Ａでは平均電圧は１．２１Ｖ、
放電容量は１４．５Ａｈを示したのに対して、Ｂではそ
れぞれ１． ２０Ｖ、 １１． ２ＡｈＳ Ｃではそ
れぞれ１． ２０Ｖ、 １４． ３Ａｈであり、Ａと
Ｃの初期特性は優れていたつぎに同じ充放電の条件で寿
命特性を調べたその結果 放電容量が初期の６０％にま
で劣化するサイクル数力＜、Ａでは８００〜８５０サイ
クルであったのに対して、Ｂでは５００〜５５０サイク
／ｋ Ｃでは１５０〜２００サイクルであったこの結
果から明らかなようにＡが高容量で長寿命であった す
なわちＢではペースト式ニッケル極が従来の焼結式など
に比較すると膨張の度合は大きいので充放電の過程で電
解液の吸収が進みセパレータの電解液が不足して容量が
減少する。Ｃは電極層の適当な圧力の不足とそれが電槽
の膨張で加速して活物質の脱落が原因で早期に容量低下
する。これに対して本願のＡでは電解液が豊富でしかも
電極と電解質の層が圧着した状態で電池が作動できるの
で、高容量でしかも少ないサイクル数で容量が低下する
ことがない。
以上の実施例では負極がカドミウムの場合について詳述
したがＭｍ−Ｎｉ系（Ｍｍはミツシュメタルである。）
のような水素吸蔵合金からなる負極を用いたニッケルー
水素蓄電池でもまったく同じ効果が得られる。
したがＭｍ−Ｎｉ系（Ｍｍはミツシュメタルである。）
のような水素吸蔵合金からなる負極を用いたニッケルー
水素蓄電池でもまったく同じ効果が得られる。
発明の効果
上記のように本発明でζよ ニッケル極材料とゴム系結
着剤を主とするシート状ニッケル極を用（＼セパレータ
と負極を配し 渦巻状に巻いて円筒状の電槽に挿入して
いるのて 電解液を十分注入してｋ 電極の膨張を押さ
える役を果たす圧力が保持できるので、高い利用率と長
寿命化が可能で安価なアルカリ蓄電池を提供できる。
着剤を主とするシート状ニッケル極を用（＼セパレータ
と負極を配し 渦巻状に巻いて円筒状の電槽に挿入して
いるのて 電解液を十分注入してｋ 電極の膨張を押さ
える役を果たす圧力が保持できるので、高い利用率と長
寿命化が可能で安価なアルカリ蓄電池を提供できる。
Claims (3)
- （１）ニッケル極材料とゴム系結着剤を主とするシート
状ニッケル正極とセパレータと負極との積層体が渦巻状
に巻いて円筒状の電槽に挿入され、電解液が前記電槽に
注入されていることを特徴とするニッケル極を備えた円
筒形アルカリ蓄電池。 - （２）負極がカドミウムあるいは水素吸蔵合金からなる
請求項１記載のニッケル極を備えた円筒形アルカリ蓄電
池。 - （３）ニッケル正極が水酸化ニッケルと導電剤とゴム系
結着剤の混合物のシートであることを特徴とする請求項
１記載のニッケル極を備えた円筒形アルカリ蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2037613A JPH03241672A (ja) | 1990-02-19 | 1990-02-19 | ニッケル極を備えた円筒形アルカリ蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2037613A JPH03241672A (ja) | 1990-02-19 | 1990-02-19 | ニッケル極を備えた円筒形アルカリ蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03241672A true JPH03241672A (ja) | 1991-10-28 |
Family
ID=12502463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2037613A Pending JPH03241672A (ja) | 1990-02-19 | 1990-02-19 | ニッケル極を備えた円筒形アルカリ蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03241672A (ja) |
-
1990
- 1990-02-19 JP JP2037613A patent/JPH03241672A/ja active Pending
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