JPH0547379A - アルカリ二次電池用水酸化ニツケル極 - Google Patents

アルカリ二次電池用水酸化ニツケル極

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JPH0547379A
JPH0547379A JP3285398A JP28539891A JPH0547379A JP H0547379 A JPH0547379 A JP H0547379A JP 3285398 A JP3285398 A JP 3285398A JP 28539891 A JP28539891 A JP 28539891A JP H0547379 A JPH0547379 A JP H0547379A
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JP
Japan
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electrode
copper
hydrogen gas
nickel hydroxide
nickel
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Pending
Application number
JP3285398A
Other languages
English (en)
Inventor
Haruo Sawa
春夫 澤
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Furukawa Battery Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Battery Co Ltd
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Publication date
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    • 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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  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電池の内部に発生する水素ガスの吸収速度を
早めて、内圧の低下をもたらし、正極に対する負極の過
剰容量を小さくでき、電池の一定体積当たりの電池容量
の増大を可能としたアルカリ二次電池用水酸化ニッケル
極を提供する。 【構成】 銅、亜酸化銅、酸化銅の少なくとも1種の添
加剤を含有して成るアルカリ二次電池用水酸化ニッケル
極。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アルカリ二次電池用水
酸化ニッケル極に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ニッケル・カドミウム電池、ニッ
ケル・水素電池などのアルカリ二次電池の正極として用
いられる水酸化ニッケル極には、ペースト式、焼結式の
2つの形式があるが、いずれの場合も活物質である水酸
化ニッケルを主体とし、これに導電補助剤としてニッケ
ル或いはコバルトなどから構成されて居る。又その活物
質わ保持する電極基体として、ペースト式の場合は、一
般に発泡ニッケルが用いられ、焼結式の場合は、一般に
ニッケル焼結体が用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし乍ら、従来の上
記水酸化ニッケル極を正極としたアルカリ二次電池は、
充電時、負極から発生する水素ガスを酸化吸収する速度
が極めて小さい。そのため、密閉型のニッケル・カドミ
ウム電池或いはニッケル水素電池において酸素ガスを水
素ガスに先立って発生させて、これを負極で還元吸収さ
せるために、正極に対する負極の容量をかなり過剰にせ
ざるを得ず、従って又、それだけ電池の体積が増大する
不都合を伴った。しかし乍ら、電池の体積が限られてい
るので、負極を過剰にするにも限度があり、その結果、
水素ガスの吸収が充分に出来なくなり、水素ガスによる
電池の内圧が高くなる傾向をもたらす。逆に、正極の容
量をそれだけ小さくすれば、電池容量が小さくなる不都
合をもたらした。又特に、ニッケル・水素電池では、温
度上昇だけでも水素化物から直接水素ガスを放出するの
で、その脱ガス成分に可燃性の水素ガスが含まれるとい
う問題があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記従来のア
ルカリ二次電池用水酸化ニッケル極の不都合を解消し、
発生する水素ガスの吸収速度が増大し、従って、正極に
対する過剰容量を小さく出来、更には電池の内圧を低下
させ得るアルカリ二次電池用水酸化ニッケル極に係り、
銅、亜酸化銅、酸化銅のうちから選択した少なくとも1
種の添加剤を含有して成る。
【0005】
【作用】本発明の作用は明らかでないが、該水酸化ニッ
ケル極に添加された銅、亜酸化銅又は酸化銅は、充電に
より水素ガス吸収活性の高い酸化銅となり、水素ガスに
触れると速かにこれを吸収する。このように酸化銅は、
一旦水素ガス吸収で還元状態となっても、再び充電によ
り電気的に酸化される。従って、かゝる水素ガス吸収剤
の添加された本発明の水酸化ニッケル極は速かな水素ガ
ス吸収性能を継続して発揮する。従って、アルカリ二次
電池の正極として使用することにより、従来に比し水素
ガス吸収速度が著しく大きく、水素ガスによる内圧の上
昇の少ない電池をもたらす。
【0006】
【実施例】次に本発明の実施例を詳述する。活物質とし
て水酸化ニッケル粉末と本発明の添加剤として銅粉末と
結着剤としてポリテトラフルオロエチレン粉末とを、重
量比で87:10:3の割合で混合した後、この活物質
合剤を電極基体である発泡ニッケル板に充填し、次で3
t/cmで加圧成形して、直径20mmの円盤型の本
発明の水酸化ニッケル極を作製した。(以下これを本発
明電極Aと称する)。更に、本発明の他の実施例とし
て、前記の銅粉末の添加量の半分をニッケル粉末に置き
換えた、即ち92:5:3の配合割合で混合した活物質
合剤を前記と同様にして発泡ニッケル板に充填し、加圧
成形して直径20mmの円盤型の本発明の水酸化ニッケ
ル極を作製した。(以下これを本発明電極Bと称す
る)。
【0007】比較のため、前記の銅粉末をニッケル粉末
に置き換えた、即ち水酸化ニッケル、ニッケル粉末、前
記結着剤を87:10:3の配合割合で混合して成る活
物質合剤を同様にして発泡ニッケル板に充填し、加圧成
形して直径20mmの従来の水酸化ニッケル極を作製し
た。(以下これを従来電極Cと称する)。
【0008】次に、上記に作製した3種類の電極A,
B,Cにつき、下記するガス量測定装置により、次のよ
うに試験し、その夫々の水素ガス吸収速度を測定した。
即ち、図1は、該測定装置を示す。図面で1は内部に3
0wt.%水酸化カリウム電解液2を入れた第1容器、
3は内部に同じ水酸化カリウム電解液2を入れた第2容
器、4は該第1容器1と該第2容器3の夫々の水酸化カ
リウム電解液2を連通する連通管、5はラッパ状に下向
きに開口した下端を該第1容器1内の電解液内に没入さ
せたガス捕集量測定用のガスビュレットを示す。先ず、
被検体である本発明電極Aの水素ガス吸収速度を測定す
るに当たり、該電極Aを、リード線6のL字状に折り曲
げた下端に取り付け、該第1容器1内の電解液2中に該
ガスビュレットの下端の該ラッパ状開口の下面に水平に
配置すると共に、リード線7のL字状に折り曲げた下端
に取り付けた円盤型ニッケル板8を、該被検体である本
発明電極板Aから5mm離れた下位にこれと平行に水平
に配置する。一方、該第2容器3内の該電解液2内にリ
ード線9の下端に取り付けた矩形状ニッケル板10を没
入配置した。先ず、該ニッケル板10を対極として該被
検体である本発明電極Aに、該水酸化ニッケル電極1g
当たり15mAの電流で通電し、該電極Aが完全充電状
態になるまで充電した。完全充電後、次に、対極を該ニ
ッケル板10から対向する該ニッケル板8に代えて、該
本発明電極Aと該ニッケル板8とに通電し、充電を行っ
た。このとき、該ニッケル板8から発生する水素ガスが
全てその上方の該本発明電極Aに触れることゝなる。一
方、該通電に伴い該本発明電極Aから酸素ガスが発生
し、該酸素ガスと該本発明電極で吸収されなかった水素
ガスは該ガスビュレット5内に捕集されるので、そのガ
ス量(モル数)を測定した。この捕集されたガス量を、
該電流及び通電時間(即ち通電量)から計算した水素と
酸素のガス発生の理論量(10−3mol)から差し引
くことにより、該本発明の水酸化ニッケル電極Aによる
吸収された水素ガス量(10−4mol)を求めた。該
被検体として該本発明電極Aに代えて、該本発明電極B
及び該従来電極Cを該リード線6に接続して上記と同様
に試験し、夫々の電極B,Cにより吸収された水素ガス
量を求めた。
【0009】その結果を図2に示す。同図は、通電量か
ら計算したガス発生量と夫々の電極により吸収した水素
ガス量の関係を示し、a,b,cは該本発明電極A、該
本発明電極B及び該従来電極Cの夫々の水素ガス吸収速
度特性曲線を示す。これから明らかなように、水酸化ニ
ッケル極は、銅粉末の添加によって水素ガス吸収速度が
著しく早くなることが判った。
【0010】次に、上記の完全充電状態の本発明電極A
への通電を止め、該ニッケル板8を負極、該ニッケル板
10を正極として上記と同様に通電し、被検体である電
流の流れていない完全充電状態の該本発明電極Aを、そ
の対向する該ニッケル板8から発生する水素ガスに曝し
た。このとき、上記と同様にして、該ガスビュレット5
内に該本発明電極Aで吸収されない水素ガスを捕集し、
そのガス量を測定した。一方、電流と通電時間(通電
量)から計算した水素ガス発生の理論量を求め、これか
ら前記の捕集した水素ガス量を差し引いて実際に該本発
明電極Aが吸収した水素ガス量を求めた。被検体を該本
発明電極Aから該本発明電極B及び該従来電極Cに代え
て、これら電極についても、夫々上記と同様にして試験
し、同様に吸収された水素ガス量を求めた。
【0011】上記の結果を図3に示す。同図は、上記の
電流及び通電時間(通電量)から計算した水素ガス発生
量と、夫々の電極A,B,Cが実際に吸収した水素ガス
量の関係を示し、a′,b′,C′は、該本発明電極
A、該本発明電極B及び該従来電極Cの夫々の水素ガス
吸収速度特性曲線を示す。これから明らかなように、水
酸化ニッケル極は、銅粉末の添加により水素ガス吸収速
度が著しく増大することが判る。
【0012】尚、上記の銅粉末の添加に代え、亜酸化銅
粉末又は酸化銅粉末の単種及び銅、亜酸化銅及び酸化銅
のいずれか2種又は3種を夫々水酸化ニッケル活物質に
添加して、上記と同様に作製した夫々の水酸化ニッケル
極について、上記の図1の測定装置を使用し、上記の2
つの水素ガス吸収試験を行った所、図2及び図3に示す
と同様の傾向を示し、水素ガス吸収速度の促進に著しい
効果が見られた。
【0013】次に、上記のようにして作製した銅粉、亜
酸化銅粉及び酸化銅粉の夫々を水酸化ニッケル活物質に
添加して含有する本発明の水酸化ニッケル極の夫々を正
極に用いて夫々のAAサイズの密閉型電池を作製した。
このように作製した密閉電池において、例えば、ニッケ
ル・水素電池の場合、完全充電時の電池内圧を従来の1
/2〜1/5に低下させることができた。又、ニッケル
・カドミウム電池の場合、正極に対する負極の容量比を
1.7〜1.4に下げても、電池内圧は上昇しなかっ
た。その結果、電池容量を約10%増加させることがで
きた。
【0014】又、銅粉、亜酸化銅粉及び酸化銅粉より選
択した1種又はその2種又は3種を、水酸化ニッケル活
物質に添加する代りに、発泡ニッケル板、ニッケル焼結
板などの電極基体にその作製時に添加して得られた夫々
の電極基体を用いて、これに従来のニッケル、コバルト
などの導電剤と結着剤を水酸化ニッケル活物質に添加し
て嘗め従来の活物質合剤を一体に結着して本発明のペー
スト式又は焼結式の水酸化ニッケル極とすることもで
き、これを夫々正極としたアルカリ蓄電池についても、
従来の水酸化ニッケル極を正極とした電池に比し、水素
ガス吸収速度の向上効果が見られ、又電池内圧の低下を
もたらした。
【0015】上記から明らかなように、本発明の上記添
加剤は、水酸化ニッケル極を構成する活物質側又は電極
基体側のいずれか一方に含有せしめる他、その両方に含
有せしめることができ、これにより、水素ガス吸収特性
の向上を計ることができる。
【0016】
【発明の効果】このように本発明によるときは、銅、亜
酸化銅又は酸化銅の少なくとも1種を含有した水酸化ニ
ッケル極を構成したので、これをアルカリ蓄電池の正極
として使用することにより、水素ガスの吸収速度を向上
せしめることができ、従って、完全充電時の水素ガスの
発生を減少せしめて、密閉電池の内圧の低下をもたら
し、従って又、正極に対する負極の過剰容量を小さくで
き、電池容量の増加を可能にする等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】ガス量測定装置の概略図である。
【図2】通電時の完全充電された被検体電極の水素ガス
吸収量と通電量から計算したガス発生の理論量との関係
を示す各被検体電極の水素ガス吸収速度特性曲線の比較
グラフである。
【図3】非通電時の完全充電された被検体電極の水素ガ
ス吸収量と通電量から計算したガス発生の理論量との関
係を示す各被検体電極の水素ガス吸収速度特性曲線の比
較グラフである。
【符号の説明】
a,a′ 本発明電極Aの水素ガス吸収速度特性曲線 b,b′ 本発明電極Bの水素ガス吸収速度特性曲線
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成3年11月19日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0002
【補正方法】変更
【補正内容】
【0002】
【従来の技術】従来、ニッケル・カドミウム電池、ニッ
ケル・水素電池などのアルカリ二次電池の正極として用
いられる水酸化ニッケル極には、ペースト式、焼結式の
2つの形式があるが、いずれの場合も活物質である水酸
化ニッケルを主体とし、これに導電補助剤としてニッケ
ル或いはコバルトなどから構成されて居る。又その活物
保持する電極基体として、ペースト式の場合は、一
般に発泡ニッケルが用いられ、焼結式の場合は、一般に
ニッケル焼結体が用いられている。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0010
【補正方法】変更
【補正内容】
【0010】次に、上記の完全充電状態の本発明電極A
への通電を止め、該ニッケル板8を負極、該ニッケル板
10を正極として上記と同様に通電し、被検体である電
流の流れていない完全充電状態の該本発明電極Aを、そ
の対向する該ニッケル板8から発生する水素ガスに曝し
た。このとき、上記と同様にして、該ガスビュレット5
内に該本発明電極Aで吸収されない水素ガスを捕集し、
そのガス量を測定した。一方、電流と通電時間(通電
量)から計算したガス発生の理論量を求め、これから前
記の捕集した水素ガス量を差し引いて実際に該本発明電
極Aが吸収した水素ガス量を求めた。被検体を該本発明
電極Aから該本発明電極B及び該従来電極Cに代えて、
これら電極についても、夫々上記と同様にして試験し、
同様に吸収された水素ガス量を求めた。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正内容】
【0011】上記の結果を図3に示す。同図は、上記の
電流及び通電時間(通電量)から計算したガス発生量
と、夫々の電極A,B,Cが実際に吸収した水素ガス量
の関係を示し、a′,b′,C′は、該本発明電極A、
該本発明電極B及び該従来電極Cの夫々の水素ガス吸収
速度特性曲線を示す。これから明らかなように、水酸化
ニッケル極は、銅粉末の添加により水素ガス吸収速度が
著しく増大することが判る。
【手続補正4】
【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】又、銅粉、亜酸化銅粉及び酸化銅粉より選
択した1種又はその2種又は3種を、水酸化ニッケル活
物質に添加する代りに、発泡ニッケル板、ニッケル焼結
板などの電極基体にその作製時に添加して得られた夫々
の電極基体を用いて、これに従来のニッケル、コバルト
などの導電剤と結着剤を水酸化ニッケル活物質に添加し
て成る従来の活物質合剤を一体に結着して本発明のペー
スト式又は焼結式の水酸化ニッケル極とすることもで
き、これを夫々正極としたアルカリ蓄電池についても、
従来の水酸化ニッケル極を正極とした電池に比し、水素
ガス吸収速度の向上効果が見られ、又電池内圧の低下を
もたらした。
【手続補正5】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図3
【補正方法】変更
【補正内容】
【図3】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 銅、亜酸化銅、酸化銅のうちから選択し
    た少なくとも1種の添加剤を含有して成るアルカリ二次
    電池用水酸化ニッケル極。
JP3285398A 1991-08-07 1991-08-07 アルカリ二次電池用水酸化ニツケル極 Pending JPH0547379A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100389516C (zh) * 2004-12-30 2008-05-21 比亚迪股份有限公司 一种泡沫镍和该泡沫镍的制作方法及使用该泡沫镍的电池
WO2018032972A1 (zh) * 2016-08-15 2018-02-22 福建新峰二维材料科技有限公司 一种超长寿命镍氢电池电极材料的制备方法
CN117133860A (zh) * 2023-10-27 2023-11-28 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种正极片、电池单体、电池及用电装置

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