JPH0517658B2 - - Google Patents
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- JPH0517658B2 JPH0517658B2 JP62026722A JP2672287A JPH0517658B2 JP H0517658 B2 JPH0517658 B2 JP H0517658B2 JP 62026722 A JP62026722 A JP 62026722A JP 2672287 A JP2672287 A JP 2672287A JP H0517658 B2 JPH0517658 B2 JP H0517658B2
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- JP
- Japan
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- electrode
- cadmium
- sintered
- active material
- methylcellulose
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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
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
- H01M4/80—Porous plates, e.g. sintered carriers
- H01M4/801—Sintered carriers
-
- 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
- H01M4/246—Cadmium electrodes
-
- 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
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
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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
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/66—Selection of materials
- H01M4/661—Metal or alloys, e.g. alloy coatings
-
- 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
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- 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】
(イ) 産業上の利用分野
本発明はアルカリ蓄電池に用いられる焼結式カ
ドミウム電極に関するものである。
ドミウム電極に関するものである。
(ロ) 従来の技術
一般にアルカリ蓄電池に用いられる電極の製造
方法には、特開昭56−82573号公報に示されるよ
うに、活物質粉末に結着剤を加えて混練してペー
ストとし、このペーストを導電性基板などに塗
着、乾燥して製造する非焼結製法と、特開昭51−
18834号公報に示されるように、多孔性ニツケル
焼結基板に硝酸カドミウムなどの活物質の塩溶液
を含浸し、次いでアルカリ処理、水洗、乾燥する
活物質含浸工程を数回行なつて、所望量の活物質
を基板中に充填する焼結式製法がある。
方法には、特開昭56−82573号公報に示されるよ
うに、活物質粉末に結着剤を加えて混練してペー
ストとし、このペーストを導電性基板などに塗
着、乾燥して製造する非焼結製法と、特開昭51−
18834号公報に示されるように、多孔性ニツケル
焼結基板に硝酸カドミウムなどの活物質の塩溶液
を含浸し、次いでアルカリ処理、水洗、乾燥する
活物質含浸工程を数回行なつて、所望量の活物質
を基板中に充填する焼結式製法がある。
前者の特開昭56−82573号公報に示される電極
はポリビニルアルコールを結着剤として用い、そ
の溶解を防止するために120〜220℃の温度で熱処
理しているが、この種非焼結式電極は結着剤で活
物質を固定するため、活物質粒子間に結着剤が存
在し、この結着剤が活物質粒子間及び活物質と導
電性基板の間の導電性を低下させるので、充分な
電極特性が得られるとは言えない。
はポリビニルアルコールを結着剤として用い、そ
の溶解を防止するために120〜220℃の温度で熱処
理しているが、この種非焼結式電極は結着剤で活
物質を固定するため、活物質粒子間に結着剤が存
在し、この結着剤が活物質粒子間及び活物質と導
電性基板の間の導電性を低下させるので、充分な
電極特性が得られるとは言えない。
これに対して後者の焼結式電極は、活物質が結
着剤などを介さず直接基板に接触しているため、
前述した非焼結式電極に於けるような導電性の低
下は無く、更に、電極内に多孔性ニツケル焼結基
板の導電性マトリツクスが存在するため、電極内
の導電性が高く、非焼結式電極に比較して優れた
電極特性を備えるものである。
着剤などを介さず直接基板に接触しているため、
前述した非焼結式電極に於けるような導電性の低
下は無く、更に、電極内に多孔性ニツケル焼結基
板の導電性マトリツクスが存在するため、電極内
の導電性が高く、非焼結式電極に比較して優れた
電極特性を備えるものである。
ところが、この導電性の高い焼結式電極に於い
て、活物質として水酸化カドミウムや酸化カドミ
ウムなどのカドミウム活物質を用いた場合には、
充放電サイクルを重ねていくと、活物質が不活性
化し、放電不能の金属カドミウムの蓄積が生じ
て、極板容量が低下するという問題がある。これ
は導電性の高い焼結式電極に特有のものであり、
導電性の低い非焼結式電極では、前述した未放電
金属カドミウムの蓄積という現象が生じる以前に
他の要因、たとえば、活物質の脱落などによつて
サイクル寿命となつてしまう。また脱落を抑制す
るためこの種の非焼結式電極にメチルセルロース
を添加すればするほど、電極の導電性が低下し、
電極特性が悪くなる。
て、活物質として水酸化カドミウムや酸化カドミ
ウムなどのカドミウム活物質を用いた場合には、
充放電サイクルを重ねていくと、活物質が不活性
化し、放電不能の金属カドミウムの蓄積が生じ
て、極板容量が低下するという問題がある。これ
は導電性の高い焼結式電極に特有のものであり、
導電性の低い非焼結式電極では、前述した未放電
金属カドミウムの蓄積という現象が生じる以前に
他の要因、たとえば、活物質の脱落などによつて
サイクル寿命となつてしまう。また脱落を抑制す
るためこの種の非焼結式電極にメチルセルロース
を添加すればするほど、電極の導電性が低下し、
電極特性が悪くなる。
(ハ) 発明が解決しようとする問題点
本発明は充放電サイクルを重ねていくことによ
つて生じる焼結式カドミウム電極に於ける放電不
能な金属カドミウムの蓄積を抑え、電極容量の低
下を抑制して、サイクル特性に優れたアルカリ蓄
電池用焼結式カドミウム電極を提供しようとする
ものである。
つて生じる焼結式カドミウム電極に於ける放電不
能な金属カドミウムの蓄積を抑え、電極容量の低
下を抑制して、サイクル特性に優れたアルカリ蓄
電池用焼結式カドミウム電極を提供しようとする
ものである。
(ニ) 問題点を解決するための手段
本発明のアルカリ蓄電池用カドミウム電極は、
カドミウム活物質を充填したニツケル焼結基板の
内部に、多糖類またはその誘導体を添加したこと
を要旨とするものである。
カドミウム活物質を充填したニツケル焼結基板の
内部に、多糖類またはその誘導体を添加したこと
を要旨とするものである。
(ホ) 作用
前述したように充放電サイクルを重ねていくと
焼結式カドミウム陰極の極板容量が低下するの
は、放電時に活物質である金属カドミウムの表面
に放電生成物の微細な水酸化カドミウム粒子の被
膜が形成されるようになり、この微細な水酸化カ
ドミウム粒子の被膜が内部に存在する金属カドミ
ウムと電解液との間の接触を妨げ、未放電の金属
カドミウムを残存させることになるためと考えら
れる。ここで、カドミウム活物質を充填したニツ
ケル焼結基板の内部に、多糖類またはその誘導体
を添加した構成、更に詳しくは多糖類またはその
誘導体によつて活物質表面を覆つた構成とするこ
とで、放電時に金属カドミウム上に析出する水酸
化カドミウムの生成核の発生数を抑制し、析出せ
る水酸化カドミウム粒子の微細化を防止する。し
たがつて、金属カドミウムの表面を多数の微細な
水酸化カドミウム粒子が覆い金属カドミウムと電
解液の接触が妨げられることに基づく放電不能な
金属カドミウムの生成、および蓄積を抑制しうる
ものである。
焼結式カドミウム陰極の極板容量が低下するの
は、放電時に活物質である金属カドミウムの表面
に放電生成物の微細な水酸化カドミウム粒子の被
膜が形成されるようになり、この微細な水酸化カ
ドミウム粒子の被膜が内部に存在する金属カドミ
ウムと電解液との間の接触を妨げ、未放電の金属
カドミウムを残存させることになるためと考えら
れる。ここで、カドミウム活物質を充填したニツ
ケル焼結基板の内部に、多糖類またはその誘導体
を添加した構成、更に詳しくは多糖類またはその
誘導体によつて活物質表面を覆つた構成とするこ
とで、放電時に金属カドミウム上に析出する水酸
化カドミウムの生成核の発生数を抑制し、析出せ
る水酸化カドミウム粒子の微細化を防止する。し
たがつて、金属カドミウムの表面を多数の微細な
水酸化カドミウム粒子が覆い金属カドミウムと電
解液の接触が妨げられることに基づく放電不能な
金属カドミウムの生成、および蓄積を抑制しうる
ものである。
(ヘ) 実施例
多孔性ニツケル焼結基板に硝酸カドミウム水溶
液を含浸し、アルカリ処理、水洗及び乾燥を行な
う活物質含浸工程を６回繰り返して水酸化カドミ
ウムを基板内に所望量充填して極板を作製した
後、この極板をアルカリ水溶液中で充放電するこ
とで化成処理し、水洗及び乾燥を行ない、次いで
この化成処理後の極板をメチルセルロース１％水
溶液に浸漬した後、ブラツシングにより極板表面
部のメチルセルロースを除去し、本発明電極Ａを
得る。
液を含浸し、アルカリ処理、水洗及び乾燥を行な
う活物質含浸工程を６回繰り返して水酸化カドミ
ウムを基板内に所望量充填して極板を作製した
後、この極板をアルカリ水溶液中で充放電するこ
とで化成処理し、水洗及び乾燥を行ない、次いで
この化成処理後の極板をメチルセルロース１％水
溶液に浸漬した後、ブラツシングにより極板表面
部のメチルセルロースを除去し、本発明電極Ａを
得る。
また比較として、メチルセルロース水溶液浸漬
とブラツシングをしない以外は前記実施例と同一
の条件で作成した比較電極Ｂ、またブラツシング
しない以外は前記実施例と同一の条件で作成した
比較電極Ｃを作製した。
とブラツシングをしない以外は前記実施例と同一
の条件で作成した比較電極Ｂ、またブラツシング
しない以外は前記実施例と同一の条件で作成した
比較電極Ｃを作製した。
これらの電極Ａ，Ｂ，Ｃを用いてサイクル特性
を比較検討した。この結果を、第１図に示す。
尚、サイクル条件は1/3Ｃの電流で160％充電し、
2Cの電流でニツケル板対極に対して−1.0V迄放
電するというものである。また容量は１サイクル
目を100％として示した。この結果より、メチル
セルロースを添加して焼結式カドミウム電極Ａ，
Ｃは添加しない電極Ｂに比べ、サイクル特性が優
れている。これは第２図に示したように、サイク
ル数進行に伴う放電不能な金属カドミウムの生成
および蓄積量が少なく、電極の活性度が高いまま
に維持されたことに基づくものである。尚、ここ
で放電不能な金属カドミウムの量は、１回充放電
を行つたときに生成した放電不能な金属カドミウ
ムの量を、100％として示してある。
を比較検討した。この結果を、第１図に示す。
尚、サイクル条件は1/3Ｃの電流で160％充電し、
2Cの電流でニツケル板対極に対して−1.0V迄放
電するというものである。また容量は１サイクル
目を100％として示した。この結果より、メチル
セルロースを添加して焼結式カドミウム電極Ａ，
Ｃは添加しない電極Ｂに比べ、サイクル特性が優
れている。これは第２図に示したように、サイク
ル数進行に伴う放電不能な金属カドミウムの生成
および蓄積量が少なく、電極の活性度が高いまま
に維持されたことに基づくものである。尚、ここ
で放電不能な金属カドミウムの量は、１回充放電
を行つたときに生成した放電不能な金属カドミウ
ムの量を、100％として示してある。
次に、これら電極Ａ，Ｂ，Ｃそれぞれと化学含
浸法により得た焼結式ニツケル極板と組み合せ、
SCサイズの電池ａ，ｂ，ｃを作製し、０℃にて
0.2Cの電流で連続充電を行つた。この時の電池内
部圧を測定し、第３図の如く、結果を得た。これ
より、メチルセルロース水溶液浸漬後のブラツシ
ングにより、電極表面部のメチルセルロースを除
去した本発明電池ａは、酸素ガス吸収性能が、メ
チルセルロースを添加していない電池Ｂと同程度
であることが理解される。一方、メチルセルロー
スを単に添加した電池Ｃにおいては、焼結式カド
ミウム電極の大きな特徴である優れた酸素ガス吸
収性能が発揮されていない。この種の焼結式カド
ミウム電極における、酸素ガス吸収反応は以下の
ように表わすことができる。
浸法により得た焼結式ニツケル極板と組み合せ、
SCサイズの電池ａ，ｂ，ｃを作製し、０℃にて
0.2Cの電流で連続充電を行つた。この時の電池内
部圧を測定し、第３図の如く、結果を得た。これ
より、メチルセルロース水溶液浸漬後のブラツシ
ングにより、電極表面部のメチルセルロースを除
去した本発明電池ａは、酸素ガス吸収性能が、メ
チルセルロースを添加していない電池Ｂと同程度
であることが理解される。一方、メチルセルロー
スを単に添加した電池Ｃにおいては、焼結式カド
ミウム電極の大きな特徴である優れた酸素ガス吸
収性能が発揮されていない。この種の焼結式カド
ミウム電極における、酸素ガス吸収反応は以下の
ように表わすことができる。
O2＋2H2Ｏ＋4e-→4OH- ……
4OH-＋2Cd→2Cd（OH）2＋4e- ……
このうち、反応は、主に電極表面に存在し、
電解液及び酸素ガスと接触できるニツケル焼結基
板上で進行する。したがつて、メチルセルロース
を添加することによつて電極表面のニツケル焼結
基板を覆われた電極Ｃを有する電池Ｃは、酸素ガ
ス吸収性能が低いものである。したがつて、本発
明電極Ａのようにカドミウム活物質を充填したニ
ツケル焼結基板の内部にメチルセルロースを添加
した電極を有する電池ａは、酸素ガス吸収性能を
高く維持することができるものであつて、放電不
能な金属カドミウムの生成および蓄積の少ないも
のであることが、以上の検討結果により知得さ
れ、本発明を完成するに至つたものである。
電解液及び酸素ガスと接触できるニツケル焼結基
板上で進行する。したがつて、メチルセルロース
を添加することによつて電極表面のニツケル焼結
基板を覆われた電極Ｃを有する電池Ｃは、酸素ガ
ス吸収性能が低いものである。したがつて、本発
明電極Ａのようにカドミウム活物質を充填したニ
ツケル焼結基板の内部にメチルセルロースを添加
した電極を有する電池ａは、酸素ガス吸収性能を
高く維持することができるものであつて、放電不
能な金属カドミウムの生成および蓄積の少ないも
のであることが、以上の検討結果により知得さ
れ、本発明を完成するに至つたものである。
尚、実施例において多糖類またはその誘導体と
してメチルセルロースを用いたが何らこれに限定
されず、デンプン、ペクチン、カルボキシメチル
セルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなど
を用いても良い。
してメチルセルロースを用いたが何らこれに限定
されず、デンプン、ペクチン、カルボキシメチル
セルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなど
を用いても良い。
また、多糖類またはその誘導体の添加の一例と
して、極板を水溶液へ浸漬することを開示した
が、スプレーによりふき付けたり、ローラーによ
り塗着することも可能であつて、更に、電極内部
に添加し酸素ガス吸収性能を向上させるために、
ブラツシングにより電極表面部に付着したものを
除去したが、水洗、ふき取りなどを行つて除去し
ても良い。
して、極板を水溶液へ浸漬することを開示した
が、スプレーによりふき付けたり、ローラーによ
り塗着することも可能であつて、更に、電極内部
に添加し酸素ガス吸収性能を向上させるために、
ブラツシングにより電極表面部に付着したものを
除去したが、水洗、ふき取りなどを行つて除去し
ても良い。
(ト) 発明の効果
本発明によれば、焼結式カドミウム電極の酸素
ガス吸収性能を低下させることなく高いままに維
持し、充放電サイクル数進行に伴う放電不能な金
属カドミウムの生成及び蓄積を主原因とする活物
質の不活性化を抑制し、これらの相乗効果で、か
かる電極を用いたアルカリ蓄電池のサイクル特性
を向上させることができ、その工業的価値はきわ
めて大きい。
ガス吸収性能を低下させることなく高いままに維
持し、充放電サイクル数進行に伴う放電不能な金
属カドミウムの生成及び蓄積を主原因とする活物
質の不活性化を抑制し、これらの相乗効果で、か
かる電極を用いたアルカリ蓄電池のサイクル特性
を向上させることができ、その工業的価値はきわ
めて大きい。
第１図は電極のサイクル特性比較図、第２図は
充放電サイクル数と放電不能金属カドミウム量比
の関係を示す図、第３図は連続充電時の電池内部
圧力変化図である。 Ａ……本発明電極、Ｂ，Ｃ……比較電極。
充放電サイクル数と放電不能金属カドミウム量比
の関係を示す図、第３図は連続充電時の電池内部
圧力変化図である。 Ａ……本発明電極、Ｂ，Ｃ……比較電極。
Claims (1)
- １ カドミウム活物質を充填したニツケル焼結基
板の内部に、多糖類またはその誘導体を添加した
ことを特徴とするアルカリ蓄電池用焼結式カドミ
ウム電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62026722A JPS63195963A (ja) | 1987-02-06 | 1987-02-06 | アルカリ蓄電池用焼結式カドミウム電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62026722A JPS63195963A (ja) | 1987-02-06 | 1987-02-06 | アルカリ蓄電池用焼結式カドミウム電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63195963A JPS63195963A (ja) | 1988-08-15 |
| JPH0517658B2 true JPH0517658B2 (ja) | 1993-03-09 |
Family
ID=12201223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62026722A Granted JPS63195963A (ja) | 1987-02-06 | 1987-02-06 | アルカリ蓄電池用焼結式カドミウム電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63195963A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3696086B2 (ja) | 2000-12-28 | 2005-09-14 | 三洋電機株式会社 | アルカリ蓄電池用カドミウム負極およびその製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2802043A (en) * | 1954-05-03 | 1957-08-06 | Nickel Cadmium Battery Corp | Alkaline electric storage battery and electrolyte therefor |
| JPS5635368A (en) * | 1979-08-29 | 1981-04-08 | Yuasa Battery Co Ltd | Preparation of cadmium plate for alkaline battery |
| JPS61158666A (ja) * | 1984-12-28 | 1986-07-18 | Japan Storage Battery Co Ltd | アルカリ蓄電池用カドミウム極板 |
-
1987
- 1987-02-06 JP JP62026722A patent/JPS63195963A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63195963A (ja) | 1988-08-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |