JPH04229953A - アルカリ蓄電池用非焼結式正極の製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アルカリ蓄電池用非焼
結式正極の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、アルカリ蓄電池用の正極としては
、水酸化ニッケルを活物質とするニッケル極がよく用い
られている。そして、このニッケル極としては、一般に
ニッケル粉末を焼結して得た多孔性ニッケル焼結基板に
、硝酸ニッケル水溶液などの活物質の塩溶液を含浸し、
次いで、アルカリ水溶液に浸漬するなどして、前記基板
中に水酸化ニッケル活物質を生成させて製造する焼結式
正極が用いられていた。

【０００３】ところが、最近、製造工程が簡単であり、
且つ高エネルギー密度化及び軽量化が容易であるという
理由から、活物質を溶解することなく、粉末状態で直接
基板に保持させてなる非焼結式正極に対する関心が高ま
っており、特に、スポンジ状ニッケルやフェルト状ニッ
ケルなどの三次元多孔基板を、活物質を保持する基板に
利用した非焼結式正極が注目されている。

【０００４】この種非焼結式正極においては、特開昭６
０−１３１７６５号公報及び特開昭６０−１３１７６６
号公報で、球状の水酸化ニッケルを活物質に用いること
が提案されている。これによって、基板に活物質を均一
に、高密度に充填することが可能となり、これらは高エ
ネルギー密度化に有効な方法といえる。

【０００５】また、特開昭６１−１２４０６１号公報で
は、水酸化コバルトを、特開昭６２−６４０６２号公報
では、ヘキサゴナルの結晶構造を有する水酸化コバルト
を添加することにより、活物質の利用率を向上させるこ
とが提案されている。

【０００６】ところが、球状の水酸化ニッケルを活物質
として用いた場合には、上記のように水酸化コバルトを
活物質中に添加しても、正極の利用率を向上させる効果
は十分発揮できず、また、利用率の変動幅が大きくなる
といった問題がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の如き問
題点を解決し、高利用率でその利用率の変動幅が少なく
安定した性能を有する正極の製造方法を提供しようとす
るものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の製造方法では、
活物質として少なくとも水酸化ニッケルと水酸化コバル
トを用いてスラリーを作製した後、三次元多孔基板に該
スラリーを充填する非焼結式正極の製造方法において、
前記水酸化ニッケルが球状であり、前記水酸化コバルト
の平均粒子径が前記水酸化ニッケルの平均粒子径に対し
て、十分の一以下であることを特徴とするものである。

【０００９】また、前記スラリーの粘度が２０００ｃｐ
以上のものを用いることでより一層の効果を奏するもの
である。

【００１０】

【作用】導電性に乏しい水酸化ニッケルの利用率を高め
るには、その粒子表面に導電性の高いコバルト被膜を形
成してやることが有効な手段となることは、特開昭６２
−６４０６２号公報で指摘されているが、高い利用率が
安定して得られていない。この原因を調査した結果、活
物質に球状ニッケルを用いる場合には、利用率の変動が
大きくなり、利用率が低いのは主に水酸化コバルトが極
板内に均一に分散していないからであるということが判
った。

【００１１】そこで、水酸化コバルトの分散性を良好に
する条件としては、水酸化ニッケル粒子の周囲を被うこ
とができる程度に、水酸化コバルトの粒子径が水酸化ニ
ッケルの粒子径に対して十分に小さいこと及び活物質ス
ラリー内で二次凝集した水酸化コバルトを一次粒子に分
離させることが重要であることを見出した。

【００１２】そして、前者に関しては水酸化コバルトの
平均粒子径を水酸化ニッケルの平均粒子径の十分の一以
下にすることであり、後者は、活物質スラリーの粘度を
一定水準以上、すなわち２０００ｃｐ以上に保持するこ
とである。この活物質スラリーの粘度を一定水準以上に
するということは、水酸化ニッケルと水酸化コバルトの
かさ密度がそれぞれ１．５と０．７とその差が大きいう
え、水酸化ニッケルが球状であることに起因し、粒子ど
うしの絡み合いが小さいため、スラリー製造時に十分混
合して均一化しても、また、撹拌操作を継続しても水酸
化ニッケルと水酸化コバルトは分離しがちであるが、ス
ラリーの粘度を上記水準以上に保つことで常時均一なス
ラリーの状態のまま充填作業が行える。

【００１３】

【実施例】（実験１）平均粒子径が各々６、８及び１０
ミクロンの球状水酸化ニッケル９５重量部及び水酸化コ
バルト５重量部からなる活物質に１％のカルボキシメチ
ルセルロース水溶液を４５重量部添加して混練し、スラ
リーを作製した。ここで、水酸化コバルトは平均粒子径
が０．３、０．５、０．８、１．０、及び１．３ミクロ
ンの５種類を用いた。尚、スラリーの粘度は全て３００
０〜４０００ｃｐであった。　　このスラリーを平均孔
径２５０ミクロンのスポンジ状ニッケルに充填し乾燥後
、１トン／ｃｍ２で加圧して完成極板Ａ〜Ｋとした。

【００１４】この完成極板と公知のカドミウム負極板と
セパレータとを組み合わせて、開放形ニッケル−カドミ
ウム電池を作製して極板の利用率を測定した。その結果
を表１に示す。

【００１５】尚、粒子径はいずれもフィッシャーサブシ
ーブサイザーによる測定値である。また変動幅は極板の
利用率を各々１０個づつ測定して、その最大値と最小値
との幅を示したものである。

【００１６】

【表１】

【００１７】表１の極板Ａ〜極板Ｅは水酸化ニッケルの
平均粒子径が８ミクロン、極板Ｆ〜極板Ｈは水酸化ニッ
ケルの平均粒子径が６ミクロン、極板Ｉ〜極板Ｋは水酸
化ニッケルの平均粒子径が１０ミクロンである。この表
１から水酸化ニッケル及び水酸化コバルトは共に平均粒
子径が小さいほうが利用率が高いことが判る。さらに、
水酸化ニッケルと水酸化コバルトの平均粒子径を比較す
ると、水酸化コバルトの平均粒子径が水酸化ニッケルの
平均粒子径の１／１０以下になると利用率はほぼ安定し
た水準に達し、利用率の変動幅も小さくなることが判る
。

【００１８】（実験２）平均粒子径８ミクロンの球状水
酸化ニッケル９５重量部及び平均粒子径０．５ミクロン
の水酸化コバルト５重量部からなる活物質に含水率が重
量比で３５、４０、４５、５０、５５及び６０％になる
ように１％のカルボキシメチルセルロース水溶液を加え
混合してスラリーを調製した。このスラリーを平均孔径
２５０ミクロンのスポンジ状ニッケルに充填する前にＢ
型粘度計で粘度を測定すると共に、１０分間静置し組成
の分離の程度を観察した。そして、前記スラリーを用い
て実験１と同様にして極板Ｌ〜極板Ｑを作製し、この極
板と公知のカドミウム負極板とセパレータとを組み合わ
せて、開放形ニッケル−カドミウム電池を作製して利用
率を測定した。その結果を表２に示す。

【００１９】

【表２】

【００２０】表２より、スラリーは粘度の上昇と共に組
成の分離が起こりにくくなり、本発明の２０００ｃｐ以
上の粘度である極板Ｌ〜極板Ｑでは粒子どうしが分離せ
ず均一な状態が持続し、粘度が高まりスラリーの均一性
が良好になり、利用率は高い水準で安定することが判る
。

【００２１】尚、実験では、活物質として水酸化ニッケ
ルと水酸化コバルトのみからなるものを、また、基板と
してはスポンジ状ニッケルを示したが、ここにあげた以
外のものを添加した活物質、または他の基体材料を用い
ても本発明と同様の効果を発揮する。

【００２２】

【発明の効果】本発明の製造方法によれば、水酸化コバ
ルトの粒子径を水酸化ニッケルの粒子径の十分の一以下
にすることにより、水酸化コバルトが水酸化ニッケル粒
子の周囲を被うことができるようになり、また、スラリ
ー粘度を２０００ｃｐ以上にすることによって、活物質
スラリー内で二次凝集した水酸化コバルトを一次粒子に
分離させ、均一なスラリーの状態で充填作業が行えるよ
うになって、水酸化コバルトが極板内に均一に分散する
ことができ、利用率の変動幅を小さくすることができる
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　活物質として少なくとも水酸化ニッケ
   ルと水酸化コバルトを用いてスラリーを作製した後、三
   次元多孔基板に該スラリーを充填する非焼結式正極の製
   造方法において、前記水酸化ニッケルが球状であり、前
   記水酸化コバルトの平均粒子径が前記水酸化ニッケルの
   平均粒子径に対して、十分の一以下であることを特徴と
   するアルカリ蓄電池用非焼結式正極の製造方法。
2. 【請求項２】　　前記スラリーの粘度が２０００ｃｐ以
   上である請求項１記載のアルカリ蓄電池用非焼結式正極
   の製造方法。