JPH05205737A - アルカリ蓄電池用水酸化ニッケル電極の製造方法 - Google Patents

アルカリ蓄電池用水酸化ニッケル電極の製造方法

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JPH05205737A
JPH05205737A JP4015157A JP1515792A JPH05205737A JP H05205737 A JPH05205737 A JP H05205737A JP 4015157 A JP4015157 A JP 4015157A JP 1515792 A JP1515792 A JP 1515792A JP H05205737 A JPH05205737 A JP H05205737A
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JP
Japan
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nickel
alkali
board
substrate
electrode plate
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Application number
JP4015157A
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English (en)
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Kazuaki Ozaki
和昭 尾崎
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/24Electrodes for alkaline accumulators
    • H01M4/26Processes of manufacture
    • H01M4/28Precipitating active material on the carrier
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ニッケル塩をアルカリ中で活物質化させると
いう活物質重点操作の繰り返しによる水酸化ニッケル電
極の製造において、この操作に要する時間を大幅に削減
し、基板の腐食を防ぎつつ充填効率を向上させることを
目的とする。 【構成】 本発明は、多孔性ニッケル焼結基板を硝酸ニ
ッケル等の酸性ニッケル塩の水溶液に浸漬して、基板の
孔中にニッケル塩を含浸した後、アルカリで中和し
物質化を行なう他に、基板の表面側のアルカリ濃度が芯
体側のアルカリ濃度より薄くなるようにアルカリを基板
に保持させた状態で、酸性ニッケル水溶液に浸漬するこ
とで、酸性ニッケル塩に浸漬する操作においても活物質
化が行なえる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、多孔性ニッケル焼結基
板に硝酸ニッケルなどの酸性ニッケル塩を含浸し、次い
でアルカリ処理を行なうことにより、前記基板中に活物
質を充填するアルカリ蓄電池用水酸化ニッケル電極の製
造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】アルカリ蓄電池用水酸化ニッケル電極の
製造方法としては、活物質保持体である多孔性ニッケル
焼結基板を、硝酸ニッケル等の酸性ニッケル塩含浸液に
浸漬し、その基板の孔中にニッケル塩を含浸した後、そ
のニッケル塩をアルカリ中で水酸化ニッケルに転換する
方法が知られており一般的に用いられている製造方法で
ある。しかしながらこの方法では、1回の充填操作で
は、充分な活物質充填量が得られないため所要の活物質
充填量を得るためには、これらの操作を繰り返し行なわ
なければ行けない。このような操作の繰り返しは、多大
な時間を要する為、生産性の低下の原因となるという問
題があった。
【0003】そこで、特開昭62−58566公報など
に記載の如く活物質充填の効率をあげ製造工程を簡略化
するために含浸液に高温高濃度硝酸ニッケル水溶液など
の溶融塩含浸液を用いて所要の活物質量を得ることが行
なわれている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な方法を用いると、当然の事として含浸液の腐食性は強
くなり、基板が浸食されて基板を構成するニッケルが溶
融するために、基板が脆弱化しサイクルさせた場合の容
量劣化を招くという不具合が生じる。従って、ニッケル
焼結基板の腐食を防止するためにも酸性ニッケル塩含浸
液に基板を浸漬する回数並びに時間をできるかぎり少な
くし、且つ所要の活物質量を得ることが望ましい。
【0005】本発明は、ニッケル塩をアルカリ中で活物
質化させるという活物質充填操作の繰り返しによる水酸
化ニッケル電極の製造において、この操作に要する時間
を大幅に削減し、基板の腐食を防ぎつつ充填効率を向上
させることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の発明は、ニッケル焼結板を酸性ニッケル
塩含浸水溶液に浸漬させる前に、ニッケル焼結基板にア
ルカリを保持させる第一のステップと、芯体側のアルカ
リ濃度を基板表面側のアルカリ濃度に対して濃くする第
二のステップを有することを特徴とする。
【0007】
【作用】発明者は、電極作製の過程において以下のよう
な問題点を見出した。 基板表面での目詰まり 電極の作製過程において、ニッケル焼結基板の孔中で酸
性ニッケル塩とアルカリ水溶液の中和反応による水酸化
ニッケルの生成に伴い、充填量の伸びが鈍っていくこと
が知られている。これは、ニッケル焼結基板の孔中に占
める活物質の体積の割合が増加してくるためであり、言
い換えると基板中に含浸できうるニッケル塩の量が低下
するためだと考えられる。
【0008】このことを、考慮に入れた場合、最も効率
よく活物質の充填を行なうには、ニッケル焼結板の孔の
深部から水酸化ニッケルが生成していくことがことが望
ましいと考えられる。なぜなら、ニッケル焼結板の表面
付近に活物質が集中すると表面で目詰まりを起こし、そ
の後の充填の操作がスムーズに行なわれないからであ
る。 充填効率の低下 通常酸性ニッケル塩への含浸・アルカリ処理というサイ
クルを行なう際には、アルカリ処理を行なった後、充分
に水洗いを行いアルカリ分を除去するため、酸性ニッケ
ル塩の水酸化ニッケルへの転換は、1サイクル当たり1
回であり効率が悪い。
【0009】そこで、アルカリ処理後の水洗いで一部の
アルカリを除去し、一部を基板中に保持させたまま、含
浸を行なうことにより、酸性ニッケル塩への含浸時にお
いても水酸化ニッケルへの転換が行なわれるようにすれ
ば、1サイクルあたり2回の水酸化ニッケルへの転換が
行なわれる。しかしながら、水酸化ニッケルへ転換を行
なう際、酸性ニッケル塩の濃度が高い反応場では生成し
た水酸化ニッケルはアルカリ濃度の高い反応場で生成し
たものに対してかさ密度が低くなる傾向がある(詰まり
にくい水酸化ニッケルとなる)。
【0010】上記のように単に基板中にアルカリを保持
させたまま含浸を行なっても水酸化ニッケルへの転化は
1サイクルあたり2回になるものの、かさ密度が低い水
酸化ニッケルが表面付近に生成してしまい、基板表面で
目詰まりが発生し、含浸量の伸びが小さくなってくる。
そこで、本発明の方法で活物質の充填を行なった場合、
以下の様になる。
【0011】酸性ニッケル塩への含浸・アルカリ処理
後、水洗いによって一部アルカリ分を除去し、一部のア
ルカリ分は保持した基板を数十秒間水に付ける操作を行
うことによって、基板内に水分を浸透させ、表面部分の
アルカリ分を希釈し、基板の中央(芯体付近)のアルカ
リ濃度を極板表面のアルカリ濃度より濃くさせる。これ
により、次にこの基板を酸性ニッケルへの含浸を行なっ
た際に、含浸溶液中での水酸化ニッケルへの転化が基板
の中央で優先的に起こり、基板表面での目詰まりを防止
することができる。また、水酸化ニッケルへの転化が、
酸性ニッケル塩への含浸・アルカリ処理の操作の際と、
酸性ニッケル塩への含浸の際に起こるので、含浸液に高
濃度硝酸ニッケル水溶液など用いなくても効率よく充填
が行なわれる。
【0012】
【実施例】
〔実施例〕カーボニルニッケルと糊量と水を混合しスラ
リー状態とし、芯体(鉄生地にニッケル鍍金を実施)の
両面に塗布を行なう。その後、還元性雰囲気において、
焼結を行い、多孔度80%の多孔性ニッケルを得た。
【0013】この焼結基板を80℃、比重1.75の硝
酸ニッケル溶融塩に30分浸漬した後、80℃で30分
間乾燥を行い、基板中に硝酸ニッケルを保持させた。そ
の後80℃、25%濃度の化成ソーダ溶液中に30分間
浸漬させ水酸化ニッケルに転換させ、10分間水洗いを
行いアルカリ分を一部除去した後、アルカリ分を含まな
い水中に30秒浸漬させた。この一連の動作を活物質充
填操作とし、この操作を5回繰り返して極板を作製し
た。
【0014】この様に作製した極板を、以下極板aと称
する。 〔比較例1〕上記実施例で用いたのと同様の焼結基板を
80℃、比重1.75の硝酸ニッケル溶融塩に30分浸
漬した後、80℃で30分間乾燥を行い、基板中に硝酸
ニッケルを保持させた。その後80℃、25%濃度の化
成ソーダ溶液中に30分間浸漬させ水酸化ニッケルに転
換させ、充分に水洗いを行いアルカリ分を除去させた。
この一連の動作を活物質充填操作とし、この操作を5回
繰り返して極板を作製した。
【0015】この様にして作製した極板を、以下極板x
1 と称する。 〔比較例2〕上記実施例で用いたのと同様の焼結板を8
0℃、比重1.75の硝酸ニッケル溶融塩に30分浸漬
した後、80℃で30分間乾燥を行い、基板中に硝酸ニ
ッケルを保持させた。その後80℃、25%濃度の化成
ソーダ溶液中に30分間浸漬させ水酸化ニッケルに転換
させ、10分間水洗いを行いアルカリ分を一部除去し
た。この一連の操作を活物質充填操作とし、この操作を
5回繰り返して極板を作製した。
【0016】のようにして作製した極板を、以下極板x
2 と称する。 〔実験1〕本発明の極板a、および比較例の極板x1
2 作製時の各活物質充填操作における活物質の充填量
の変化を測定したのでその結果を図1に示す。なお、図
1は極板x1 の充填操作5回目時点での活物質充填量を
100として示したものである。
【0017】測定方法としては、化成ソーダ溶液中にニ
ッケル基板を浸漬し硝酸ニッケルを活物質化する操作を
おこなった後、水洗い乾燥後に計量することによって測
定した。図1から明らかなように、実施例の極板aの充
填効率が一番高く3回目の充填操作でほぼ100%に近
く4回目で100%以上の充填量であった。一方極板x
2 は充填量の伸びが鈍く、5回目の処理後の充填量が1
00%に満たなかった。 〔実験2〕次に、それぞれの極板a、x1 、x2 につい
て、極板断面をSEMで観察した。
【0018】観察の結果、極板x2 は表面で目詰まりを
起こしていた。このため上記の結果のように充填効率が
低かったものと考えられる。極板x1 は目詰まりはおこ
っていなかったが、基板の中心部(芯体付近)に活物質
の充填されていない部分が見られた。極板aについて
は、均一な活物質充填が観察された。 〔実験3〕さらに、これらの極板a、x1 、x2 につい
て活物質の充填量を揃えて極板容量を測定し、その極板
利用率を求めた。極板容量測定時の充放電条件は、アル
カリ溶液中で対極としてニッケル板を用い、0.2Cで
8時間充電した後、1/3Cで放電をするという条件で
ある。
【0019】尚、極板利用率は、極板容量の実測値と、
充填活物質量より算出される理論容量とを用いて、以下
の式より算出した。 極板利用率=(実測値/理論容量)×100 測定の結果としては、極板利用率の差は見られなかっ
た。
【0020】
【発明の効果】以上のように本発明は、ニッケル焼結基
板を酸性ニッケル塩含浸水溶液に浸漬させる前に、ニッ
ケル焼結基板にアルカリを保持させると共に、芯体側の
アルカリ濃度を基板表面側のアルカリ濃度に対して濃く
することにより、活物質の充填操作の充填効率を向上さ
せることができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】活物質の充填操作回数と活物質の充填量の関係
を示したものである。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年11月16日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項1
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0004
【補正方法】変更
【補正内容】
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な方法を用いると、当然の事として含浸液の腐食性は強
くなり、基板が浸食されて基板を構成するニッケルが溶
融するために、基板が脆弱化し充放電を繰り返した場合
の容量劣化を招くという不具合が生じる。従って、ニッ
ケル焼結基板の腐食を防止するためにも酸性ニッケル塩
含浸液に基板を浸漬する回数並びに時間をできるかぎり
少なくし、且つ所要の活物質量を得ることが望ましい。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正内容】
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の発明は、ニッケル焼結基板にアルカリを
保持させる第一のステップと、基板の表面側のアルカリ
濃度を基板の芯体側のアルカリ濃度より薄くする第二の
ステップと、前記基板を酸性ニッケル塩含浸水溶液に浸
漬させる第三のステップを有することを特徴とする。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正内容】
【0012】
【実施例】 〔実施例〕カーボニルニッケルと糊量と水を混合しスラ
リー状態とし、芯体(鉄生地にニッケル鍍金を実施)の
両面に塗布を行なう。その後、還元性雰囲気において、
焼結を行い、多孔度80%の多孔性ニッケル焼結基板
得た。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0013
【補正方法】変更
【補正内容】
【0013】この焼結基板を80℃、比重1.75の硝
酸ニッケル水溶液に30分浸漬した後、80℃で30分
間乾燥を行い、基板中に硝酸ニッケルを保持させた。そ
の後80℃、25%濃度の苛性ソーダ溶液中に30分間
浸漬させ水酸化ニッケルに転換させ、10分間水洗いを
行いアルカリ分を一部除去した後、アルカリ分を含まな
い水中に30秒浸漬させた。この一連の動作を活物質充
填操作とし、この操作を5回繰り返して極板を作製し
た。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0014
【補正方法】変更
【補正内容】
【0014】この様に作製した極板を、以下極板aと称
する。 〔比較例1〕上記実施例で用いたのと同様の焼結基板を
80℃、比重1.75の硝酸ニッケル水溶液に30分浸
漬した後、80℃で30分間乾燥を行い、基板中に硝酸
ニッケルを保持させた。その後80℃、25%濃度の
ソーダ溶液中に30分間浸漬させ水酸化ニッケルに転
換させ、充分に水洗いを行いアルカリ分を除去させた。
この一連の動作を活物質充填操作とし、この操作を5回
繰り返して極板を作製した。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0015
【補正方法】変更
【補正内容】
【0015】この様にして作製した極板を、以下極板x
1 と称する。 〔比較例2〕上記実施例で用いたのと同様の焼結板を
80℃、比重1.75の硝酸ニッケル水溶液に30分浸
漬した後、80℃で30分間乾燥を行い、基板中に硝酸
ニッケルを保持させた。その後80℃、25%濃度の
ソーダ溶液中に30分間浸漬させ水酸化ニッケルに転
換させ、10分間水洗いを行いアルカリ分を一部除去し
た。この一連の操作を活物質充填操作とし、この操作を
5回繰り返して極板を作製した。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0017
【補正方法】変更
【補正内容】
【0017】測定方法としては、苛性ソーダ溶液中にニ
ッケル基板を浸漬し硝酸ニッケルを活物質化する操作を
おこなった後、水洗い乾燥後に計量することによって測
定した。図1から明らかなように、実施例の極板aの充
填効率が一番高く3回目の充填操作でほぼ100%に近
く4回目で100%以上の充填量であった。一方極板x
2 は充填量の伸びが鈍く、5回目の処理後の充填量が1
00%に満たなかった。 〔実験2〕次に、それぞれの極板a、x1 、x2 につい
て、極板断面をSEMで観察した。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0019
【補正方法】変更
【補正内容】
【0019】尚、極板利用率は、極板容量の実測値と、
充填活物質量より算出される理論容量とを用いて、以下
の式より算出した。 極板利用率=(実測値/理論容量)×100 測定の結果としては、極板利用率の差は見られなかっ
た。実施例では、第1回目の硝酸ニッケル水溶液への浸
漬の前に、基板にアルカリを保持させずに、多孔性ニッ
ケル焼結基板に硝酸ニッケルを含浸し、次いで苛性ソー
ダ溶液に浸漬させて水酸化ニッケルに転化させ、更にア
ルカリを残存させた状態で基板を硝酸ニッケル水溶液に
浸漬させているが、あらかじめ焼結基板にアルカリを残
存させた状態で第1回目の硝酸ニッケル水溶液への浸漬
を行なうと、第1回目の硝酸ニッケル水溶液への浸漬の
際にも活物質化を行なうことができる。
【手続補正10】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0020
【補正方法】変更
【補正内容】
【0020】
【発明の効果】以上のように本発明は、多孔性ニッケル
焼結基板にアルカリを保持させ、基板の表面側のアルカ
リ濃度を芯体側のアルカリ濃度より薄くした状態で、酸
性ニッケル塩水溶液に浸漬することで、活物質の充填操
作の充填効率を向上ることができた。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ニッケル焼結板を酸性ニッケル塩含浸水
    溶液に浸漬させる前に、ニッケル焼結基板にアルカリを
    保持させる第一のステップと、芯体側のアルカリ濃度を
    基板表面側のアルカリ濃度に対して濃くする第二のステ
    ップを有することを特徴とするアルカリ蓄電池用水酸化
    ニッケル電極の製造方法。
JP4015157A 1992-01-30 1992-01-30 アルカリ蓄電池用水酸化ニッケル電極の製造方法 Pending JPH05205737A (ja)

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