JPH0419962A - アルカリ蓄電池用カドミウム負極 - Google Patents

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） 本発明はアルカリ蓄電池に用いられているカドミウム負
極に関する。

（従来の技術） 近年、アルカリ蓄電池において、ペースト式カドミウム
負極は、焼結式カドミウム負極と比べて、製造工程が簡
単で、コストが安く、また高いエネルギー密度が得られ
るなどの長所をもつためより多く用いられるようになっ
てきた。しかし、焼結式カドミウム負極に比べて電極の
電子伝導性が劣るために充電電流値が大きい程充電効率
が減少し、カドミウム負極から水素ガスが発生し易くな
る。

また過充電時に正極より発生する酸素ガスの吸収性能が
悪く、密閉型電池に使用すると電池の内圧が上昇し易い
という欠点かあった。そのため電池に組み込む前にカド
ミウム負極を化成して放電予備量としての金属カドミウ
ムを形成し電子伝導性を付与する方法がとられているか
、この方法ではペースト式カドミウム負極の製造工程の
簡単さやコスト上の長所が損なわれてしまう。

そこで、このような問題点を解決するために特開昭５４
−５０８４３号公報に記載されているように、ペースト
状活物質層の表面に金属カドミウムの層を形成すること
で酸素ガス吸収性能が優れかつ化成工程を省略できるこ
とが提案されているが、これだけでは化成工程は省略で
きるものの電極の充電効率はまだまだ不十分であった。

一方、ペースト式カドミウム負極をフッ素樹脂のディス
バージョン液に含浸し電極活物質に撥水性をもたせ酸素
ガスと電解液との反応面積を増やし、酸素ガス吸収性能
や電極の強度を向上できることが提案されているが、そ
れでも焼結式カドミウム負極と同等の酸素ガス吸収性能
を得るには至っていない。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は上記した従来の欠点を解消し、比較的廉価でか
つ電極の充電効率や酸素ガス吸収性能がより優れたアル
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
るものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明のアルカリ蓄電池用
カドミウム負極は、導電性基板と、前記導電性基板に塗
工された酸化カドミウムを主体とする活物質層と、前記
活物質層の外側に形成された金属カドミウムを主体とす
る導電性粉末層とからなるとともに導電性粉末が前記活
物質層を通って両側の前記導電性粉末層に連続して存在
するように構成されていることを特徴とする。さらに前
記導電性粉末中にフッ素樹脂粉末が添加されていること
を特徴としている。

（作　用） このようなカドミウム負極において、金属カドミウムは
電池構成上の放電予備量として働き、初めから表面に遍
在し、かつ未充電部分である酸化カドミウムを主体とす
る活物質中にも存在することで電極の電子伝導性が高ま
るため負極の充電受入れ性が向上するとともに電極表面
層は導電性芯体と電気的に導通された状態に保たれる。

−力、撥水性を有するフッ素樹脂粉末が金属カドミウム
を主体とする導電性粉末中に混在するため金属カドミウ
ムが電解液と酸素ガスと接触し易い状態になり、結局カ
ドミウム負極の酸素ガス吸収が速やかに行なわれる。

（実施例） 以下、実施例により本発明の詳細な説明する。

酸化カドミウム９５重量部とニッケル粉末５重量部と繊
維とを、カルボキシルメチルセルロースを含むエチレン
グリコール溶液に混練りして得た活物質ペーストを集電
体であるニッケルメッキを施したパンチド基板に塗工し
、約１２０°Ｃで２時間乾燥して酸化カドミウム電極を
得た。この状態の酸化カドミウム電極塗工板の表面には
クラックが無数に生じている。次に金属カドミウム１０
０重量部とカルボキシルメチルセルロース１重量部とフ
ッ素樹脂ディスバージョン液とイオン交換水との混合物
を混練りして金属カドミウムペーストを得た。このペー
ストを先の酸化カドミウム電極の両側に塗工し、約１５
０℃で乾燥することにより本発明によるカドミウム負極
ａを得た。

本発明によるカドミウム電極ａの比較例として、前記金
属カドミウムペーストにおいてフッ素樹脂ディスバージ
ョン液を添加しなかったカドミウム電極ｂ１また酸化カ
ドミウム電極塗工板をプレスすることにより酸化カドミ
ウムの表面をならしてクラックをなくした後本発明と同
じ金属カドミウムペーストを塗工したカドミウム電極Ｃ
１をそれぞれ作製した。

こうして得た各電極ａ、　　ｂ、　　ｃを樹脂で固め、
電極面に対して垂直方向に裁断してその断面図を観察し
た。その拡大図を第１図に示す。電極Ｃは酸化カドミウ
ムを主体とする活物質層２が電極の内部に存在し、その
両面にだけ金属カドミウムを主体とした導電性粉末層３
が存在する。しかし、酸化カドミウム電極塗工板にクラ
ックかある状態で金属カドミウムペースト３を塗工した
電極ａ。

ｂは、電極の両面にある金属カドミウムを主体とした導
電性物質が酸化カドミウムを主体とする内部層２を貫き
、かつ両面と連続して存在することが分かった。なお１
は導電性基板である。

また、これらの電極ａ、　　ｂ、　　ｃと公知のペース
トニッケル正極を用いてそれぞれ電池Ａ、　　Ｂ、　　
Ｃを構成した。これらの電池の充放電１サイクル後の電
池内圧の増加分を第１表に示した。

以下余白 第１表 第１表から分かるように、電池Ａ、　　Ｈの内圧の増加
はほとんど無かった。これらの電極は酸化カドミウムを
主体とする活物質層中に導電性粉末が存在するため酸化
カドミウムを主体とする活物質層の充電効率が良くなり
、水素ガスが発生しなかったと考えられる。一方、電池
Ｃの内圧の増加が大きいのは電極の充電効率が悪いため
水素ガスが発生したと考えられる。

また各電池を公称容量に対してＩＣで３００％の過充電
を行ったときの電池内圧を第２図に示した。フッ素樹脂
ディスバージョン液を添加したカドミウム負極を用いた
電池Ａは、添加していない電池Ｂに比べて優れたガス吸
収性能を示すことが分かった。フッ素樹脂粉末が電極表
面にあることで酸素ガスと接触する反応面積が増えたた
めと考えられる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば酸化カドミウムを
主体とした活物質層の導電性を向上させて電池の充電特
性を改善でき、また過充電時に発生する酸素ガスを速や
かに吸収するため急速充電にも対応する工業的価値の高
い電池を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例のカドミウム電極ａと比較例のカドミ
ウム電極す、　　ｃの拡大断面図、第２図は本発明電池
Ａと比較例電池Ｂ、　　Ｃの過充電に対する電池の平衡
圧を示した図である。 １・・・導電性基板 ２・・・活物質層 ３・・・導電性粉末層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電性基板と、前記導電性基板に塗工された酸化
   カドミウムを主体とする活物質層と、前記活物質層の外
   側に形成された金属カドミウムを主体とする導電性粉末
   層とからなるとともに導電性粉末が前記活物質層を通っ
   て両側の前記導電性粉末層に連続して存在するように構
   成され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。