JPH06187982A - アルカリ蓄電池用ペースト式ニッケル極板の製造法 - Google Patents

アルカリ蓄電池用ペースト式ニッケル極板の製造法

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JPH06187982A
JPH06187982A JP43A JP35408592A JPH06187982A JP H06187982 A JPH06187982 A JP H06187982A JP 43 A JP43 A JP 43A JP 35408592 A JP35408592 A JP 35408592A JP H06187982 A JPH06187982 A JP H06187982A
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JP
Japan
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powder
electrode plate
mixed
nickel
paste
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JP43A
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English (en)
Inventor
Atsushi Furukawa
淳 古川
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Furukawa Battery Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Battery 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
    • H01M4/32Nickel oxide or hydroxide electrodes
    • 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】 利用率の向上したペースト式ニッケル極板を
得る。 【構成】 導電材の混合粉を磨砕処理したものと磨砕処
理した又はしない水酸化ニッケル活物質粉との混合粉の
ペーストを多孔性金属基板に充填し、乾燥、圧延する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アルカリ蓄電池用ペー
スト式ニッケル極板の製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ニッケル−水素電池、ニッケル−
カドミウム電池等のアルカリ蓄電池に正極として用いる
ニッケル極板の代表的な製造法は、ニッケル焼結基板に
ニッケル塩水溶液を含浸し、これをアルカリ水溶液中で
水酸化ニッケルに変化させる焼結式と、発泡ニッケル基
板、ニッケル繊維フェルトなどの多孔性金属基板に活物
質である水酸化ニッケル粉末をペースト状にして充填す
るペースト式がある。特にペースト式は電池の高容量化
が可能なために注目されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】該ペースト式ニッケル
極板は、充電時、その活物質は酸化ニッケルとなるた
め、集電性が低下し利用率や急放電性能が低下するの
で、導電性を高め、分極を小さくする目的で、水酸化ニ
ッケル粉に水酸化コバルトを少量含有せしめたり、更に
は、これに、導電材粉としてNi粉、Co粉、CoO粉などの
1種又は複数種を混合したものをペースト状として該基
板に充填せしめて製造することが試みられているが、未
だ、導電材粉と活物質粉の混合が充分でなく、正極の利
用率、急放電性能の向上が充分でない。従って、更にこ
れらの特性を向上せしめることが望ましい。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記従来の課
題を解決し、上記の要望を満足したアルカリ蓄電池用ペ
ースト式ニッケル極板の製造法を提供するもので、導電
材の混合粉に磨砕処理を施したものと磨砕処理を施した
或いは施さない水酸化ニッケル活物質粉との混合粉をペ
ースト状で多孔性金属基板に充填し、次でこれを乾燥、
圧延したことを特徴とする。
【0005】
【作用】前記の磨砕処理により、粒子相互が互いに圧着
接合し物理的又は化学的な接点を有するようになるの
で、導電性が向上し、従って、活物質粉との混合が良好
に行われ、活物質の利用率が高まり、電池の急放電性能
を向上せしめることができる。この場合、導電材粉とし
て、Ni粉とCo粉又は及びCoO粉との混合粉を使用するこ
とが好ましい。Ni粉とCo粉は、三次元鎖状構造である
が、該磨砕処理により、該三次元鎖状構造が破壊され、
二次凝集が防止され、活物質粉中の分散性が向上する。
CoO粉の場合は、微細な粉子であるため、二次凝集を起
こし易いが、該磨砕処理により、その凝集を破壊して分
散させ、活物質との均一な混合を向上させる。一方、そ
の粒子表面に微細なNi粉などが圧着されることにより、
充電前に空気中の酸素や電解液中の溶存酸素との反応し
て導電性に劣るCo3 4 の生成を防止することができる
と同時に、導電性、利用率の向上したニッケル正極をも
たらす。また、Ni粉は、Co粉粒子の表面に付着した場合
は、充電の際に起こるCo→CoOへの酸化を促進し、その
結果生ずるCoOのHCoO2 - イオンとしての溶解と導電
性酸化物としての析出によるミクロな領域での導電性向
上効果を補助する。以上から、本発明の上記処理により
製造されたニッケル極板は、後記に明らかにするよう
に、利用率が高く、急放電性能に優れ、長寿命の電池を
もたらす。
【0006】
【実施例】次に、本発明の実施例を説明する。活物質で
ある水酸化ニッケル粉としては、球状の粒子から成るニ
ッケル粉が一般に好ましく使用される。また水酸化コバ
ルト粉を少量含有する水酸化ニッケル粉の使用が一般で
あり、好ましい。導電材粉としては、一般に、Ni粉が好
ましく使用されるが、その他の耐アルカリ性の良導電性
の金属粉も勿論使用できる。一般には、Ni粉にCo粉又は
CoO粉又はその両方を混ぜて使用することが好ましく、
これらはまた、アルカリ電解液に溶解し、HCoO2 -
オンとなり、安定したCoOOHの形態となり電池作動に有
効に働く。
【0007】従来の代表的なニッケル極板の製造法によ
れば、球状の水酸化ニッケル粉に水酸化コバルトを少量
含有させ、更にこれら導電材粉としてNi粉(ニッケル
粉)とCo粉(コバルト粉)又はCoO粉(酸化コバルト
粉)を混合し、或いはCo粉とCoO粉との両者をV−ブレ
ンダー等を用いて混合するとき、Co粉やNi粉は三次元鎖
状構造のまゝ活物質粉と混合され、CoO粉は二次凝集し
易いためなどにより、活物質に均一に分散混合したもの
が得にくい。従って、かゝる混合物にCMC などの増粘剤
の水溶液で混練してペースト状とし、これを発泡ニッケ
ル基板、ニッケル繊維フェルトなどの三次元の網状構造
の多孔性基板に充填し、これを乾燥、圧延したものが最
良のニッケル極板であったが、上記したように混合粉が
均一に分散したものが得られ難いと同時に、活物質粉と
導電材粉の相互、導電材粉同志の接合が悪く、従ってそ
の導電性、利用率が比較的低い。
【0008】本発明によれば、これを改善するべく、2
種以上の導電材混合粉を磨砕処理したものを活物質粉
と混合すること、更にこれらの混合粉を磨砕処理する
こと、或いは導電材混合粉と活物質粉とを混合したも
のを一挙に磨砕処理することのいずれかの工程で磨砕処
理したものに増粘剤の水溶液により混合してペースト状
としたものを、該多孔性金属基板に充填、乾燥、圧延す
ることにより、導電性、利用率の向上したニッケル極板
が得られる。
【0009】これを更に代表的な実施例により詳述す
る。即ち、導電材粉として、Ni粉とCo粉又はCoO粉との
2種を混合して導電材混合粉を作成し、或いはNi粉とCo
粉とCoO粉との3種を混合して導電材混合粉を作成し、
これに磨砕処理を施した後、これに活物質粉を混合して
磨砕処理を施す。磨砕処理は、乳鉢を用いたり、ステン
レス製のボールミルを用いて行う。かくすることによ
り、三次元の鎖状構造をもつNi粉やCo粉は、その鎖状が
分断されるので、活物質粉に均一に分散し易い良好にば
らされた導電材混合粉が得られる。また、導電材混合粉
粒相互の圧着、更には、これら導電材粉粒子と活物質粉
粒子との相互圧着が得られ、その結果、導電性、並びに
活物質の利用率が向上する。CoOの場合は、その表面に
良好に圧着したNi粉により保護されるので、空気中の酸
素や電解液中の溶存酸素によるCo3 4 に酸化されるこ
とが防止されるなどの良結果が得られる。かくして、こ
のように処理されたものをCMC などの増粘材の水溶液で
ペースト状とし、該多孔性金属基板へ充填することによ
り、従来に比し導電性、利用率などが向上したニッケル
極板が得られる。
【0010】次に本発明の更に具体的な実施例を説明す
る。 実施例1 市販のNi(INCO社製#255)10gとCo粉末(UN,Extra Fin
e Co製Powder)5gを乳鉢で15分間磨砕処理を施した。
得られた混合粉末に球状の水酸化ニッケル粉末(Coを約
1%含有)85gを加え、更に15分間磨砕処理を施した。
このようにして得られた混合粉末に、2%のカルボキシ
メチルセルロース(CMC )水溶液35gを加えてペースト
状とし、多孔性金属基板として発泡ニッケル基板を用
い、これに充填し、乾燥した。次で更に、これに5%の
PTFE分散液を含浸・乾燥し、所定の厚みに圧延し、本発
明のペースト式ニッケル極板を作製した。これを極板A
と称する。
【0011】実施例2 市販のNi(INCO製#255)10gとCoO粉末(住友金属鉱山
(株)製 FCO-178)5gを乳鉢で15分間磨砕処理を施し
た。得られた混合粉末に球状の水酸化ニッケル粉末(Co
を約1%含有)85gを加え、更に15分間磨砕処理を施し
た。以降の操作は実施例1と同様にして本発明のペース
ト式ニッケル極板を作製した。これを極板Bと称する。
【0012】実施例3 市販のNi(INCO製#255)10gとCoO粉末(住友金属鉱山
(株)製 FCO-178) 2.5g及びCo粉末(UN,Extra Fine
Co製Powder) 2.5gを乳鉢で15分間磨砕処理を施した。
得られた混合粉末に球状の水酸化ニッケル粉末(Coを約
1%含有)85gを加え、更に15分間磨砕処理を施した。
以降の操作は実施例1と同様にして本発明のペースト式
ニッケル極板を作製した。これを極板Cと称する。
【0013】実施例4 市販のNi(INCO製#255)10gとCoO粉末(住友金属鉱山
(株)製 FCO-178) 2.5gを乳鉢で15分間磨砕処理を施
した。得られた混合粉末に球状の水酸化ニッケル粉末
(Coを約1%含有)85gを加え、V−ブレンダーにて混
合した。以下の操作は実施例1と同様にして本発明のペ
ースト式ニッケル極板を作製した。これを極板Dと称す
る。
【0014】比較例1 市販のNi(INCO社製#255)10gとCo粉末(UN,Extra Fin
e Co製Powder)5g及び球状の水酸化ニッケル粉末(Co
を約1%含有)85gをV−ブレンダーに入れ30分間混合
した。得られた混合粉末に、2%のカルボキシメチルセ
ルロース水溶液35gを加えてペースト状とし、発泡ニッ
ケル基板に充填し、乾燥した。これに5%のPTFE分散液
を含浸・乾燥し、所定の厚みに圧延し、従来用のペース
ト式ニッケル極板を作製した。これを極板Eと称する。
【0015】比較例2 市販のNi(INCO製#255)10gとCoO粉末(住友金属鉱山
(株)製 FCO-178)5g及び球状の水酸化ニッケル粉末
(Coを約1%含有)85gをV−ブレンダーに入れ30分間
混合した。以降の操作は比較例1と同様にして従来用の
ペースト式ニッケル極板を作製した。これを極板Fと称
する。
【0016】これらの本発明の極板A〜D及び従来の極
板E、Fを夫々正極とし、セパレータを介し水素吸蔵合
金負極と積層捲回し、捲回極板群とし、これを円筒缶内
に挿入した後、比重1.36のアルカリ電解液を注入し、直
ちに封口して単3サイズで定格容量1100mAh の密閉型ニ
ッケル−水素電池を夫々多数作製した。
【0017】これらの電池は20℃の環境下で 0.2Cの電
流で 7.5時間充電し、同じ電流で電池電圧が 1.0Vにな
るまで放電する操作を2回繰り返し、その後40℃で24時
間放置して初期活性化を行った。初期活性化の後、以下
の電池試験を行った。 容量試験 20℃、 0.2Cの電流で 7.5時間充電した
後、 0.2Cで電池電圧が 1.0Vになるまで放電して容量
を測定し、利用率を調べた。 急放電試験 20℃、 0.2Cの電流で 7.5時間充電した
後、3Cで電池電圧が 1.0Vになるまで放電して容量を
測定し、利用率を調べた。 寿命試験 25℃、1C、−ΔV方式で充電を行い、3
Cで電池電圧が 1.0Vになるまで放電することを繰り返
す。電池容量が700mAhになるまでの充放電サイクル数を
調べた。 上記試験の結果を下記表1にまとめて示す。
【0018】
【表1】
【0019】上記表1から明らかなように、少なくとも
導電材の混合粉について予め磨砕処理を施したものを活
物質粉と混ぜた混合粉を用いて、製造した本発明のニッ
ケル極板A、B、C、Dは、かゝる磨砕処理を施さない
導電材混合粉を活物質粉と混ぜた混合粉を用いて製造し
た従来のニッケル極板E、Fに比し、電池容量の利用
率、急放電容量の利用率及び充放電サイクル寿命の全て
において優れたものが得られることが分かる。
【0020】
【発明の効果】このように本発明によるときは、導電材
の混合粉に磨砕処理を施したものと、磨砕処理を施した
或いは施さない水酸化ニッケル活物質粉との混合粉を予
め調製し、これを用いてペースト式ニッケル極板を製造
したので、導電材の混合粉と活物質粉とを単に混合して
成る混合粉を用いて製造した従来のペースト式ニッケル
極板に比し、利用率が高く、優れた急放電性能をもたら
し、長寿命のペースト式ニッケル極板が得られ、アルカ
リ蓄電池の正極として用い、有利である効果を有する。
この場合、導電材の混合粉として、Ni粉とCo粉又はCoO
粉との混合粉又はNi粉とCo粉及びCo粉との混合物に本法
に適用し特に有効である。
【表1】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導電材の混合粉に磨砕処理を施したもの
    と磨砕処理を施した或いは施さない水酸化ニッケル活物
    質粉との混合粉をペースト状で多孔性金属基板に充填
    し、次でこれを乾燥、圧延したことを特徴とするアルカ
    リ蓄電池用ペースト式ニッケル極板の製造法。
  2. 【請求項2】 導電材粉の混合物は、Ni粉とCo粉又は/
    及びCoOとを混合したものである請求項1記載のアルカ
    リ蓄電池用ペースト式ニッケル極板の製造法。
JP43A 1992-12-15 1992-12-15 アルカリ蓄電池用ペースト式ニッケル極板の製造法 Pending JPH06187982A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112604689A (zh) * 2020-11-25 2021-04-06 电子科技大学 一种用于催化甲醛分解的多孔氧化铜骨架催化剂制备

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112604689A (zh) * 2020-11-25 2021-04-06 电子科技大学 一种用于催化甲醛分解的多孔氧化铜骨架催化剂制备
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