JPH05299081A - アルカリ蓄電池用陽極板 - Google Patents

アルカリ蓄電池用陽極板

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JPH05299081A
JPH05299081A JP4106499A JP10649992A JPH05299081A JP H05299081 A JPH05299081 A JP H05299081A JP 4106499 A JP4106499 A JP 4106499A JP 10649992 A JP10649992 A JP 10649992A JP H05299081 A JPH05299081 A JP H05299081A
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JP
Japan
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nickel
powder
storage battery
alkaline storage
anode plate
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JP4106499A
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English (en)
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Hiroyuki Inamura
浩之 稲村
Kenichi Watanabe
健一 渡辺
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Resonac Corp
Original Assignee
Shin Kobe Electric Machinery 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
    • H01M4/62Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624Electric conductive fillers
    • 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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Abstract

(57)【要約】 【目的】 初期充電特性及び高率放電特性を改善できる
アルカリ蓄電池用陽極板を得る。 【構成】 水酸化ニッケル粉末を主成分とし且つ導電剤
を含有する活物質ペーストを三次元網目構造状の集電基
体に充填してアルカリ蓄電池用陽極板を製造する。導電
剤として、ニッケル粒子を焼結してなるニッケル粒子焼
結粉末2の表面の一部をオキシ水酸化ニッケル1で被覆
した導電剤粉末を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アルカリ蓄電池用陽極
板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】陽極活物質としてニッケル化合物を用い
るアルカリ蓄電池用陽極板において、ペースト式陽極板
と呼ばれるものでは、集電基体に水酸化ニッケル粉末と
粘結剤とからなるペースト状活物質を保持させている。
この集電基体としては一般的に発泡金属等の三次元網目
構造体が用いられている。水酸化ニッケルは電気抵抗が
高く絶縁体に近いため、このペースト式陽極板の活物質
内部の導電性は低く、充電時に酸素ガスが発生し易く、
また電池の充放電特性が必ずしも良くない。そのため、
このような陽極板を用いた電池では酸素ガスの発生を抑
制するために、1サイクル目の充電(初期充電)を低い
電流で行わなければならず、初期充電に時間がかかると
いう問題があった。また、このような電池では放電時の
放電電圧の低下が大きく、特に3Cを超えるような高率
での放電を行うと放電電圧が大きく低下するという問題
があった。そこで従来、コバルト粉末、ニッケル粉末等
の導電性金属粉末を導電剤としてペースト状活物質に添
加して、活物質内部の導電性を高めることが行われてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コバル
ト粉末、ニッケル粉末等の導電性金属粉末をペースト状
活物質に添加しても初期充電特性及び高率放電特性に大
幅な改善は見られなかった。またコバルト粉末は高価な
ため、陽極板の製造コストが高くなるという問題があっ
た。
【0004】本発明の目的は、アルカリ蓄電池の初期充
電特性及び高率放電特性を向上させることができるアル
カリ蓄電池用陽極板を提供することにある。
【0005】本発明の他の目的は、アルカリ蓄電池の初
期充電特性及び高率放電特性を向上させることができる
安価なアルカリ蓄電池用陽極板を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明では、水
酸化ニッケル粉末を主成分とし且つ導電剤を含有するペ
ースト状活物質を集電基体に保持させてなるアルカリ蓄
電池用陽極板を対象にして、導電剤としてオキシ水酸化
ニッケルで表面の少なくとも一部が被覆された導電性金
属粉末を用いる。尚、ここでペースト状活物質とは、活
物質ペーストが熟成及び乾燥を経て形成されたものであ
る。
【0007】請求項2の発明では、導電性金属粉末を、
ニッケル粉末またはニッケル合金粉末から構成する。
【0008】請求項3の発明では、ニッケル粉末を複数
個のニッケル粒子が焼結されたニッケル粒子焼結粉末で
構成する。
【0009】請求項4の発明では、オキシ水酸化ニッケ
ルは主として結晶構造がβ型のオキシ水酸化ニッケル
(β−オキシ水酸化ニッケル)を含有している。
【0010】
【作用】コバルト粉末、ニッケル粉末等の導電性金属粉
末をペースト状活物質に添加しても初期充電特性及び高
率放電特性に大幅な改善が見られないのは、導電性金属
粉末と活物質(水酸化ニッケル)との密着性が悪いため
である。そこで請求項1の発明では水酸化ニッケル粉末
と容易に密着するオキシ水酸化ニッケルで表面の少なく
とも一部を被覆した導電性金属粉末を導電剤として用い
る。そのため、オキシ水酸化ニッケルを介して導電性金
属粉末の周囲には水酸化ニッケル粉末が密着する。その
結果、活物質中の導電性が高くなるため、本発明の陽極
板を用いれば、充放電特性が高く、特に初期充電特性が
高い電池を得ることができる。
【0011】請求項2の発明のように導電性金属粉末
を、ニッケル粉末またはニッケル合金粉末から構成する
と従来のようにコバルト粉末のように高価な導電性金属
粉末を用いなくても初期充電特性が高い電池を得ること
ができる。
【0012】請求項3の発明のように複数個のニッケル
粒子が焼結されたニッケル粒子焼結粉末によりニッケル
粉末を構成すると、ニッケル粉末の大きさを大きくする
ことができる。そのため、活物質内にニッケル粉末によ
る導電ネットワークを容易に形成することができる。
【0013】請求項1〜3の発明のアルカリ蓄電池用陽
極板において用いるオキシ水酸化ニッケルは活物質の充
電生成物として用いることができる。請求項4の発明で
用いるβ−オキシ水酸化ニッケルは、γ−オキシ水酸化
ニッケルに比べて体積が大きく、且つ不安定な結晶であ
るため、放電しやすく、そのまま活物質として利用する
ことができ、電池の容量を増加させることができる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例のアルカリ蓄電池用陽
極板を詳細に説明する。本実施例のアルカリ蓄電池用陽
極板は次のようにして製造した。ペースト状活物質中に
添加する導電剤(導電剤粉末)は次のようにして製造し
た。まず平均粒子径1μm のニッケル粉末2.5gを加
圧成形した後、860℃で10分間焼結してニッケル焼
結体を作った。そしてこのニッケル焼結体を比重1.6
g/cm3 の硝酸ニッケル溶液中に浸漬した後に、6.25
mol/l の水酸化ナトリウム溶液中に浸漬してニッケル焼
結体中に水酸化ニッケルを含浸した。次にこの水酸化ニ
ッケルを含浸したニッケル焼結体に0.1Cで150%
充電する電気化学処理を施して、ニッケル焼結体の表面
全体に厚み0.2μm のオキシ水酸化ニッケル層を形成
した。このオキシ水酸化ニッケル層はβ型の結晶構造を
有するオキシ水酸化ニッケル(β−オキシ水酸化ニッケ
ル)からなっている。次にこのニッケル焼結体を粉砕し
て図1の拡大概略断面図に示すような導電剤粉末を得
た。図1に示すように導電剤粉末はオキシ水酸化ニッケ
ル1でニッケル粒子焼結粉末からなる導電性金属粉末2
の表面の一部が被覆されて構成されており、粉砕切断面
3はオキシ水酸化ニッケル1によって被覆されずに露出
している。この導電剤粉末は、活物質ペースト中に添加
した際に、活物質(水酸化ニッケル)の充填密度を大き
く低下させることなく、活物質内部の導電性を十分に向
上させることができる程度で粉砕されている。また活物
質内部の導電性を十分に向上させるために、オキシ水酸
化ニッケルによるニッケル粒子焼結粉末の被覆率が10
%以上になるように導電剤粉末は粉砕されている。ちな
みに本実施例では導電剤粉末の多くは長手方向の平均長
さが3μm で径方向の平均長さが1μm の寸法の棒状を
呈していた。次にこの導電剤粉末5gと水酸化ニッケル
粉末95gとヒドロキシプロピルメチルセルロースから
なる粘液43gとを混練して活物質ペーストを作った。
導電剤粉末を活物質ペースト中に混合する割合は活物質
の充填密度を著しく低下させることなく、活物質内部の
導電性を向上させることができる範囲である。本実施例
では導電剤粉末の混合割合を2〜20重量%とするのが
好ましい。次にこの活物質ペーストを多孔度96%で
1.6mm×62.5mm×39.5mmの寸法のニッケル発
泡体からなる三次元網目構造状の集電基体内に充填し
た。尚、三次元網目構造体はウレタン等の発泡プラスチ
ックにニッケルをメッキした後に該発泡プラスチックを
熱分解して作った。次にペースト状活物質を充填したニ
ッケル発泡体を、60℃で2時間乾燥した後に300kg
f/cm2 で厚み方向にプレスしてアルカリ蓄電池用陽極板
を製造した。
【0015】このようにして製造したアルカリ蓄電池用
陽極板の特性を調べるために3種類の陽極板a〜cを作
成した。陽極板aは本実施例の陽極板である。陽極板b
は導電剤粉末の代わりに5gのカルボニルニッケル粉末
を用いて製造した従来の電池である。陽極板cは導電剤
粉末の代わりに9gのコバルト粉末を用いて製造した従
来の電池である。陽極板a〜cはペースト状活物質の構
成以外はいずれも同じ構成を有している。陽極板a〜c
をペースト式陰極板(0.59mm×80.5mm×39.
5mm)とそれぞれ組み合わせてAA型電池A〜Cを作っ
た。そして、各電池A〜Cを20℃において、0.1C
で150%の充電を行い、各電池A〜Cの充電特性を調
べた。図2はその測定結果を示している。本図より本実
施例の陽極板aを用いた電池Aは従来の陽極板b及びc
を用いた電池B及びCに比べて充電電圧が低いのが判
る。これより本実施例の陽極板aを用いると初期充電を
行いやすい電池を得られるのが判る。
【0016】次に各電池A〜Cを20℃において、3C
で放電を行い、各電池A〜Cの放電特性を調べた。図3
はその測定結果を示している。本図より本実施例の陽極
板aを用いた電池Aは従来品の陽極板b及びcを用いた
電池B及びCに比べて放電電圧が高いのが判る。
【0017】尚、本実施例では導電性金属粉末としてニ
ッケル粒子焼結粉末を用いたが、導電性を有するもので
あれば、ニッケル合金粉末、コバルト粉末等の他の導電
性金属粉末を用いることができるのは勿論である。
【0018】また上記実施例では、電気化学処理したニ
ッケル焼結体を粉砕して得た導電性金属粉末を用いるた
め、導電性金属粉末の表面の一部だけがオキシ水酸化ニ
ッケルで被覆されているが、導電性金属粉末の表面の大
部分がオキシ水酸化ニッケルで覆われていてもよいのは
勿論である。
【0019】
【発明の効果】請求項1の発明によれば、導電剤として
オキシ水酸化ニッケルで表面の少なくとも一部が被覆さ
れた導電性金属粉末を用いるので、オキシ水酸化ニッケ
ルを介して導電性金属粉末の周囲には水酸化ニッケル粉
末が密着する。そのため、本発明の陽極板を用いれば、
充放電特性が高く、特に初期充電特性が高い電池を得る
ことができる。
【0020】請求項2の発明によれば、導電性金属粉末
を、ニッケル粉末またはニッケル合金粉末から構成する
ので、従来のようにコバルト粉末のように高価な導電性
金属粉末を用いなくても安価で初期充電特性が高い電池
を得ることができる。
【0021】請求項3の発明によれば、複数個のニッケ
ル粒子が焼結されたニッケル粒子焼結粉末によりニッケ
ル粉末を構成するので、活物質内にニッケル粉末による
導電ネットワークを形成することができる。そのため、
本発明の陽極板を用いれば、充放電特性の高い電池を得
ることができる。
【0022】請求項4の発明によれば、オキシ水酸化ニ
ッケルの大部分がすぐに活物質として利用できる結晶構
造がβ型のオキシ水酸化ニッケルであるため、電池性能
が高い電池を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施例の陽極板に用いる導電剤粉末の拡大
概略断面図である。
【図2】 試験に用いた電池の充電特性を示す図であ
る。
【図3】 試験に用いた電池の放電特性を示す図であ
る。
【符号の説明】
1…オキシ水酸化ニッケル、2…導電性金属粉末(ニッ
ケル粒子焼結粉末)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水酸化ニッケル粉末を主成分とし且つ導
    電剤を含有するペースト状活物質を集電基体に保持させ
    てなるアルカリ蓄電池用陽極板において、前記導電剤と
    してオキシ水酸化ニッケルで表面の少なくとも一部が被
    覆された導電性金属粉末が用いられていることを特徴と
    するアルカリ蓄電池用陽極板。
  2. 【請求項2】 前記導電性金属粉末は、ニッケル粉末ま
    たはニッケル合金粉末からなることを特徴とする請求項
    1に記載のアルカリ蓄電池用陽極板。
  3. 【請求項3】 前記ニッケル粉末は複数個のニッケル粒
    子が焼結されたニッケル粒子焼結粉末であることを特徴
    とする請求項2に記載のアルカリ蓄電池用陽極板。
  4. 【請求項4】 前記オキシ水酸化ニッケルは主として結
    晶構造がβ型のオキシ水酸化ニッケルを含有することを
    特徴とする請求項1、2または3に記載のアルカリ蓄電
    池用陽極板。
JP4106499A 1992-04-24 1992-04-24 アルカリ蓄電池用陽極板 Withdrawn JPH05299081A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010238671A (ja) * 2010-06-15 2010-10-21 Sony Corp アルカリ亜鉛電池

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010238671A (ja) * 2010-06-15 2010-10-21 Sony Corp アルカリ亜鉛電池

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Effective date: 19990706