JPH0480513B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電池用ニツケル正極およびその製造法
に関するものであり、詳しくはアルカリ電池用の
非焼結式ニツケル正極に適用されるものである。

従来の構成とその問題点 従来よりアルカリ電池用ニツケル正極に使用す
る非焼結式ニツケル正極、つまり水酸化ニツケル
粉末を活物質として直接使用する正極には、硫酸
ニツケルとアルカリとの中和反応で沈殿析出する
水酸化ニツケル塊状物を乾燥固化し、ついでこれ
を粉砕した粉末を使用している。この場合の粒子
形状は、粉砕工程を経ることで破断面を有するた
め、全体としては米粒状態であるが、比較的平面
で構成され角ばつた形状を有している。

また粉砕によつて平均粒子径も１〜200μｍと
広く分布し、これを活物質としてポケツト式のニ
ツケル正極や、発泡メタル式のニツケル正極（三
次元網状のスポンジ状基板内に活物質を充填ある
いは塗布するもの）に用いる場合、次のような問
題点を有していた。

ポケツト式ニツケル正極では、微細な粒子が混
入するので、多数の微孔を有する金属ポケツトの
微孔から活物質粒子が脱落する危険性がある。ま
た発泡メタル式ニツケル正極においても同様な問
題があり、また活物質としてペースト状練合物を
用いる場合は、ペースト性状の安定化、たとえば
流動性に粒子形状と粒径のバラツキが影響を及ぼ
し、一定した流動性が得られにくく、充填性に関
係して支持体や電極基板への充填量が不安定にな
る危険性を有している。

すなわち粉砕によつて得られる微粉末は、破断
面をもつとともにその粒子形状が不規則となり、
粒径を小さくする程、相対的に非表面積が増大す
る。このため粒子表面に吸着される液体（練液）
量も多くなり、粒径によつて吸着液体量が異なる
ことからペーストとして一定の流動性を保つこと
が難しい。発泡メタルからなる基板にペーストを
充填する際、粒子径が小さい水酸化ニツケル粉末
を用いると、ペーストとしての充填は容易になる
が、ペースト中における粉末含有率が低下して正
極としてのエネルギー密度は高まらない。

発明の目的 本発明は、非焼結式ニツケル正極に用いる水酸
化ニツケル粉末主体の混合物の基板あるいは支持
体からの脱落の抑制、およびこの混合物をペース
ト状態で基板または支持体に充填あるいは塗布す
る際のペースト流動性の不安定性を防止し、充填
性がよく、エネルギー密度の高いニツケル正極お
よびその製造法を提供することを目的とする。

発明の構成 本発明は粒子形状が球状、ほぼ球状、鶏卵状も
しくはこれらを集合したものからなり、かつ粒度
分布が狭い範囲にまとまつた水酸化ニツケル粉末
を主体とし、これに導電材等を混合した混合物を
使用することを特徴とするものである。そしてこ
の混合物を、発泡メタル式あるいはポケツト式等
の非焼結式ニツケル正極に適用するものである。

前者の発泡メタル式電極の場合には第１図Ａに
示すように活物質を主とする粉末１と、これを保
持する金属基板としての発泡メタル２とにより構
成される。また後者は発泡メタルの代りに多数の
微孔４を有する金属製ポケツト３を支持体とし、
これに活物質粉末主体の粉末混合物を充填したも
のである。

そして金属基板あるいは支持体に充填する活物
質粉末６は、第２図Ａに示すような従来の粉砕さ
れ主として平面で構成され角ばつていて、しかも
粒子径のバラツキも多い粉末に代わつて、第２図
Ｂに示すように球状、ほぼ球状、鶏卵状もしくは
これらの集合物からなり、平均粒子径も１〜
100μｍの間のバラツキの少ないものである。

この球状、ほぼ球状、鶏卵状もしくはこれらを
集合したものは、いずれもその表面が曲面で構成
されていて、全体に丸みをもつたものであり、そ
の比表面積も小さい。

そして練液その他とでペーストを調整した際に
もペースト中での分散状態が良好で、流動性のよ
いものにでき、これを金属基板へ充填あるいは塗
着した際に、活物質粉末のつまり具合がよく、極
板の高エネルギー化が図れる。

実施例の説明 実施例 １ 攪拌翼を高速回転させている攪拌槽内に濃度約
1Nの硫酸ニツケル水溶液を流入させる一方、フ
レーク状のNaOH粉末を投入し、攪拌状態でPH
を約11に維持して温度は約40℃に保つ。攪拌槽の
両側から連続して各々を投入しつづけ、ゆつくり
と熟成して球状、ほぼ球状、鶏卵状もしくはこれ
らが集合して大きく成長した粒子、あるいは攪拌
により角が削りとられ球状、ほぼ球状あるいは鶏
卵状となつた粒子だけを取り出して水酸化ニツケ
ル粉末を得る。ここでの粉末の平均粒子径は１〜
100μｍであつた。

この粉末100ｇに対してニツケル粉末20ｇ、コ
バルト粉末５ｇの比率の混合物を水70c.c.でペース
ト状に練合する。これを密着性の良いポンプで吸
い上げ、発泡メタルからなる基板（厚さ1.3mm、
多孔度約95％）に吹きつけて充填し、乾燥後加圧
して厚さ約0.7mmとし、これを1.2wt％のフツ素樹
脂を含む懸濁液に浸漬して再び乾燥し、第１図Ａ
に示すようなニツケル正極を得る。

実施例 ２ 約20μｍの微孔を多数有する厚さ約0.1mmのニツ
ケル製ポケツトの中に実施例１と同様にして得た
水酸化ニツケル粉末とグラフアイトとの混合物を
充填し、第１図Ｂに示すようなポケツト式ニツケ
ル正極を得る。なお、図中５は電極内に形成され
た空間部を示す。次に実施例１と同様にして得た
ニツケル正極を40×55mmの大きさに切断し、活物
質の充填量（全体の重量−基板の重量）の分析を
350枚の極板につき調べた。

その結果を第３図のａに示す。比較として従来
使用していた塊状物を粉砕して得た粉末を用いた
場合のそれをｂに示す。この結果本発明の水酸化
ニツケル粉末を用いた場合は、その粒子形状が球
状、ほぼ球状、鶏卵状もしくはこれらを集合した
ものであつていずれも丸みをもち、その比表面積
は小さく、ペーストを調整する際でも粒子表面に
吸着される練液量が少なく、ペースト中での粉末
の分散状態が良好でペーストの流動性がよい。

このため、基板に対するペースト状態の活物質
充填量のバラツキは従来よりもはるかに少なく、
単位体積当り多くの活物質を充填あるいは塗着で
き、極板のエネルギー密度を高め得ることがわか
つた。

またポケツト式電極に用いた場合、左右１cmの
幅で5Gの振動を加えて脱落物の重量を測定した
ところ、従来粉末では10分間で充填量100ｇに対
し５ｇの脱落が生じたが、本発明による粉末を使
用した場合は充填性がよく、その脱落量は0.5ｇ
程度ときわめて少なかつた。

発明の効果 以上の結果からも明らかなように、本発明の粒
子形状が球状、ほぼ球状、鶏卵状もしくはこれら
の集合物からなる水酸化ニツケル粉末を活物質に
使用した非焼結式電極は、その電極製造上での取
り扱いが極めて安定し、基板もしくは支持体に対
する活物質の充填容量の均一化が図れる。

また、球状、ほぼ球状、鶏卵状もしくはこれら
を集合した丸みのある粒子形状も、前期反応浴の
PHと温度を制御しながらニツケル塩とアルカリを
攪拌しながら中和反応させる方法で容易かつ適切
に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａは本発明における発泡メタル式ニツケ
ル正極を示す略図、同Ｂはポケツト式ニツケル正
極の概略断面図、第２図Ａは従来より使用されて
いる水酸化ニツケル粉末の概略図、同Ｂは本発明
における球状水酸化ニツケル粉末の概略図、第３
図は本発明の実施例で得られた電極を44×55mmに
切断した場合の活物質充填量の分布を示す図であ
る。 １……水酸化ニツケルを主体とした混合粉末、
２……発泡メタル、３……金属製ポケツト、４…
…微孔、５……空間部、６……活物質。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水酸化ニツケル粉末を主体とする粉末混合物
   を乾燥状態もしくはペースト状態で金属基板また
   は支持体内部に充填あるいは塗布したニツケル正
   極であつて、使用する水酸化ニツケル粉末の粒子
   形状が球状、ほぼ球状、鶏卵状もしくはこれらを
   集合したものであり、その表面は曲面が主体で構
   成されている電池用ニツケル正極。 ２ 使用するニツケル粉末の平均粒子径が１〜
   100μｍの範囲にある特許請求の範囲第１項に記
   載の電池用ニツケル正極。 ３ ニツケル塩水溶液とアルカリを反応槽内に流
   入あるいは投入し、攪拌しながらこれを所定のPH
   値および温度に保ち、反応熟成により粒子形状を
   球状、ほぼ球状、鶏卵状もしくはこれらの集合物
   に成長させ、その表面は曲面主体で構成された水
   酸化ニツケル粉末を主体とする粉末混合物もしく
   はペーストを調整し、これを金属基板または支持
   体に充填あるいは塗布した電池用ニツケル正極の
   製造法。