JPH0416905B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0416905B2 JPH0416905B2 JP58081450A JP8145083A JPH0416905B2 JP H0416905 B2 JPH0416905 B2 JP H0416905B2 JP 58081450 A JP58081450 A JP 58081450A JP 8145083 A JP8145083 A JP 8145083A JP H0416905 B2 JPH0416905 B2 JP H0416905B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- positive electrode
- electrode plate
- cobalt
- nickel
- active material
- 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.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、三次元的に連続した構造を有するス
ポンジ状ニツケル多孔体に活物質を充填して成る
アルカリ電池用正極板の製造方法に関するもの
で、添加剤としてコバルト粉末を用いた場合に一
連の製造工程を不活性雰囲気中あるいは還元性雰
囲気中で行うことによつて性能のすぐれた正極板
を得ることを目的とするものである。
ポンジ状ニツケル多孔体に活物質を充填して成る
アルカリ電池用正極板の製造方法に関するもの
で、添加剤としてコバルト粉末を用いた場合に一
連の製造工程を不活性雰囲気中あるいは還元性雰
囲気中で行うことによつて性能のすぐれた正極板
を得ることを目的とするものである。
従来、アルカリ電池の正極板の基板としては、
ニツケル粉末の焼結体が用いられているが、その
多孔度は70〜80％程度であり、これ以上に多孔度
を上げると、その機械的強度が著しく減少し、し
たがつてその空隙内に正極活物質を充填した場合
に、基板の変形、亀裂や活物質の剥離等を招来す
る欠点があつた。また、活物質を充填する場合、
通常、減圧含浸法とよばれる方法、すなわち硝酸
ニツケルや硫酸ニツケル等の塩の水溶液を基板に
減圧含浸したのち、アルカリ水溶液で処理し、さ
らに湯洗、乾燥するという操作を繰り返す方法が
とられている。しかしながら、一回の操作によつ
て充填される量は少く、しかも、２回目から充填
される量は次第に減少してくるので通常４〜10回
の操作を繰り返す必要がある。そのため製造工程
が複雑で経済的コストが高くなるという欠点があ
つた。
ニツケル粉末の焼結体が用いられているが、その
多孔度は70〜80％程度であり、これ以上に多孔度
を上げると、その機械的強度が著しく減少し、し
たがつてその空隙内に正極活物質を充填した場合
に、基板の変形、亀裂や活物質の剥離等を招来す
る欠点があつた。また、活物質を充填する場合、
通常、減圧含浸法とよばれる方法、すなわち硝酸
ニツケルや硫酸ニツケル等の塩の水溶液を基板に
減圧含浸したのち、アルカリ水溶液で処理し、さ
らに湯洗、乾燥するという操作を繰り返す方法が
とられている。しかしながら、一回の操作によつ
て充填される量は少く、しかも、２回目から充填
される量は次第に減少してくるので通常４〜10回
の操作を繰り返す必要がある。そのため製造工程
が複雑で経済的コストが高くなるという欠点があ
つた。
そこで近年、三次元的に連続した構造を有する
ニツケル金属よりなるスポンジ状多孔体に、ペー
スト状にした正極活物質を直接充填するものが注
目されてきている。
ニツケル金属よりなるスポンジ状多孔体に、ペー
スト状にした正極活物質を直接充填するものが注
目されてきている。
三次元的に連続した構造を有するスポンジ状ニ
ツケル多孔体は、その多孔度が90〜98％と高く、
しかも機械的強度が大きい。そのうえ、孔径が大
きいのでこの多孔体に活物質を充填すると正極板
の高容量化を図る事が出来ると共に充填が極めて
簡便になり連続工程が可能で経済的にも有利とな
る。しかしながら多孔体の孔径が大きいために集
電体であるニツケル多孔体と活物質粉末との間お
よび活物質粒子間の電気的な接触性が充分に得ら
れず利用率が低いという欠点がある。そこで、ニ
ツケル粉末等の導電材や種々の添加剤を加えるこ
とによつて利用率を向上する試みが行われてい
る。この添加剤として金属コバルト粉末を用いる
ことが提案されているが、その効果は必ずしも充
分ではなく、高い活物質利用率を得るためには多
量の添加を要するという欠点があつた。
ツケル多孔体は、その多孔度が90〜98％と高く、
しかも機械的強度が大きい。そのうえ、孔径が大
きいのでこの多孔体に活物質を充填すると正極板
の高容量化を図る事が出来ると共に充填が極めて
簡便になり連続工程が可能で経済的にも有利とな
る。しかしながら多孔体の孔径が大きいために集
電体であるニツケル多孔体と活物質粉末との間お
よび活物質粒子間の電気的な接触性が充分に得ら
れず利用率が低いという欠点がある。そこで、ニ
ツケル粉末等の導電材や種々の添加剤を加えるこ
とによつて利用率を向上する試みが行われてい
る。この添加剤として金属コバルト粉末を用いる
ことが提案されているが、その効果は必ずしも充
分ではなく、高い活物質利用率を得るためには多
量の添加を要するという欠点があつた。
本発明は上記のような欠点を解決すべくなされ
たものであり、添加剤としてコバルト粉末を用い
た場合に一連の製造工程を不活性雰囲気中あるい
は還元性雰囲気中で行うと、極板の性能が著しく
向上することを見出したことに基づくものであ
る。
たものであり、添加剤としてコバルト粉末を用い
た場合に一連の製造工程を不活性雰囲気中あるい
は還元性雰囲気中で行うと、極板の性能が著しく
向上することを見出したことに基づくものであ
る。
以下、本発明の実施例ならびにその効果を詳述
する。
する。
本発明による正極板は次のようにして製作し
た。まず、窒素雰囲気中で水酸化ニツケル粉末90
部とニツケル粉末10部との混合粉末にコバルト粉
末を添加したものをカルボキシメチルセルロース
水溶液でペースト化し、このペーストを平均孔径
0.3mm多孔度96％、厚さ1.2mmの三次元的に連続し
た構造を有するスポンジ状ニツケル多孔体に充填
する。次に窒素気流中で熱風乾燥しさらにフツ素
樹脂の分散液に浸漬してから再び窒素気流中で熱
風乾燥した後、500Kg／cm2の圧力でプレスをする。
このようにすべての工程を窒素雰囲気中で行つて
本発明による正極板Ａを得た。
た。まず、窒素雰囲気中で水酸化ニツケル粉末90
部とニツケル粉末10部との混合粉末にコバルト粉
末を添加したものをカルボキシメチルセルロース
水溶液でペースト化し、このペーストを平均孔径
0.3mm多孔度96％、厚さ1.2mmの三次元的に連続し
た構造を有するスポンジ状ニツケル多孔体に充填
する。次に窒素気流中で熱風乾燥しさらにフツ素
樹脂の分散液に浸漬してから再び窒素気流中で熱
風乾燥した後、500Kg／cm2の圧力でプレスをする。
このようにすべての工程を窒素雰囲気中で行つて
本発明による正極板Ａを得た。
比較のために一連の製造工程を空気中で行つた
従来法による正極板Ｂを製作した。これらの正極
板１枚と対極として焼結式負極板２枚と電解液と
してS.G.1.250（20℃）水酸化カリウム水溶液とを
用いてフラツデツドタイプの電池を製作して、
0.1CAで20時間充電した後、0.2CAで1.0Vまで放
電して極板の性能を比較した。コバルトの添加量
を10wt％とした場合の充電特性の比較を第１図
に示す。従来法による正極板は端子電圧が0.2V
及び1.0V付近に相当するコバルトの酸化に要す
る電気量が少ないが、本発明による正極板はその
電気量が極めて多いことがわかる。次にコバルト
の添加量を変えた場合の活物質利用率の変化を第
２図に示す。図から本発明によると少量のコバル
ト添加でも極めて高い利用率の得られることがわ
かる。
従来法による正極板Ｂを製作した。これらの正極
板１枚と対極として焼結式負極板２枚と電解液と
してS.G.1.250（20℃）水酸化カリウム水溶液とを
用いてフラツデツドタイプの電池を製作して、
0.1CAで20時間充電した後、0.2CAで1.0Vまで放
電して極板の性能を比較した。コバルトの添加量
を10wt％とした場合の充電特性の比較を第１図
に示す。従来法による正極板は端子電圧が0.2V
及び1.0V付近に相当するコバルトの酸化に要す
る電気量が少ないが、本発明による正極板はその
電気量が極めて多いことがわかる。次にコバルト
の添加量を変えた場合の活物質利用率の変化を第
２図に示す。図から本発明によると少量のコバル
ト添加でも極めて高い利用率の得られることがわ
かる。
何故、コバルトを添加剤として用いた場合に一
連の製造工程を不活性雰囲気中で行うと極板の性
能が著しく向上するかは次のような理由によるも
のであると考えられる。
連の製造工程を不活性雰囲気中で行うと極板の性
能が著しく向上するかは次のような理由によるも
のであると考えられる。
すなわち、コバルトはニツケルと異なり電気化
学的に容易に酸化されることから、空気中の酸素
によつて化学的に酸化されやすいと考えられる。
また第１図に示すように空気中で製作した従来法
による正極板はコバルトの酸化に要する電気量が
少ないことからも製造過程においてコバルト粉末
の表面が酸化されて不働態化し、そのために充電
時においてコバルトが充分に酸化されないものと
推測される。本発明によると製造過程においてコ
バルト粉末の表面が化学的に酸化されることがほ
とんどないために、充電時にコバルトが充分に酸
化されて添加剤としての効果が高くなり、コバル
トを少量添加しただけで高い利用率が得られるも
のと考えられる。
学的に容易に酸化されることから、空気中の酸素
によつて化学的に酸化されやすいと考えられる。
また第１図に示すように空気中で製作した従来法
による正極板はコバルトの酸化に要する電気量が
少ないことからも製造過程においてコバルト粉末
の表面が酸化されて不働態化し、そのために充電
時においてコバルトが充分に酸化されないものと
推測される。本発明によると製造過程においてコ
バルト粉末の表面が化学的に酸化されることがほ
とんどないために、充電時にコバルトが充分に酸
化されて添加剤としての効果が高くなり、コバル
トを少量添加しただけで高い利用率が得られるも
のと考えられる。
以上述べたように本発明によると少量のコバル
ト添加で性能のすぐれた正極板を得ることができ
る。
ト添加で性能のすぐれた正極板を得ることができ
る。
尚、本実施例では窒素を用いた不活性雰囲気中
で一連の製造工程を行つたが、アルゴン雰囲気中
あるいは水素を用いた還元性雰囲気中で行つても
同様の効果が得られた。
で一連の製造工程を行つたが、アルゴン雰囲気中
あるいは水素を用いた還元性雰囲気中で行つても
同様の効果が得られた。
第１図は本発明による正極板と従来法による正
極板との充電特性の比較図、第２図はコバルトの
添加量を変えた場合の活物質利用率の変化を比較
した図である。 Ａ……本発明品、Ｂ……従来品。
極板との充電特性の比較図、第２図はコバルトの
添加量を変えた場合の活物質利用率の変化を比較
した図である。 Ａ……本発明品、Ｂ……従来品。
Claims (1)
- １ 三次元的に連続した構造を有するスポンジ状
ニツケル多孔体に水酸化ニツケル粉末とコバルト
粉末とを主体とするペースト状活物質を充填して
成る正極板の一連の製造工程、すなわち活物質の
混合、ペースト化、充填、乾燥、結着剤含浸及び
プレスを窒素あるいはアルゴンを用いる不活性雰
囲気中あるいは水素を用いる還元性雰囲気中で行
うことを特徴とするアルカリ電池用正極板の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58081450A JPS59205157A (ja) | 1983-05-09 | 1983-05-09 | アルカリ電池用正極板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58081450A JPS59205157A (ja) | 1983-05-09 | 1983-05-09 | アルカリ電池用正極板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59205157A JPS59205157A (ja) | 1984-11-20 |
| JPH0416905B2 true JPH0416905B2 (ja) | 1992-03-25 |
Family
ID=13746735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58081450A Granted JPS59205157A (ja) | 1983-05-09 | 1983-05-09 | アルカリ電池用正極板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59205157A (ja) |
-
1983
- 1983-05-09 JP JP58081450A patent/JPS59205157A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59205157A (ja) | 1984-11-20 |
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