JPH0622113B2 - アルカリ蓄電池用ニツケル正極およびその製造法 - Google Patents
アルカリ蓄電池用ニツケル正極およびその製造法Info
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- JPH0622113B2 JPH0622113B2 JP59107805A JP10780584A JPH0622113B2 JP H0622113 B2 JPH0622113 B2 JP H0622113B2 JP 59107805 A JP59107805 A JP 59107805A JP 10780584 A JP10780584 A JP 10780584A JP H0622113 B2 JPH0622113 B2 JP H0622113B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、アルカリ蓄電池用ニッケル正極及びその製造
法に関するもので、水酸化ニッケル粉末を主活物質とし
て使用し、これを直接支持体内部に充填するか、または
支持板に塗着する正極一般に適用できるものである。
法に関するもので、水酸化ニッケル粉末を主活物質とし
て使用し、これを直接支持体内部に充填するか、または
支持板に塗着する正極一般に適用できるものである。
従来例の構成とその問題点 ニッケル正極は、大別して金属粉末の焼結体を支持体と
し、この中にニッケル塩を含浸する焼結式と、水酸化ニ
ッケル粉末を主とする活物質混合物を支持体内に充填す
るかまたは支持板に塗着する非焼結式に分類される。前
者は、一般に、比較的充放電特性に優れる反面、やや高
価格である。これに対し後者は、一般に比較的高容量密
度化と低廉化の可能性を有している反面、充放電等の電
極としての特性にやや劣る。またここでは、最近市販さ
れている発泡状金属を支持体とし、この中に水酸化ニッ
ケルを主体とする粉末を充填する発泡メタル式ニッケル
正極も後者に含める。
し、この中にニッケル塩を含浸する焼結式と、水酸化ニ
ッケル粉末を主とする活物質混合物を支持体内に充填す
るかまたは支持板に塗着する非焼結式に分類される。前
者は、一般に、比較的充放電特性に優れる反面、やや高
価格である。これに対し後者は、一般に比較的高容量密
度化と低廉化の可能性を有している反面、充放電等の電
極としての特性にやや劣る。またここでは、最近市販さ
れている発泡状金属を支持体とし、この中に水酸化ニッ
ケルを主体とする粉末を充填する発泡メタル式ニッケル
正極も後者に含める。
非焼結式ニッケル正極は、前述したように、焼結式ニッ
ケル正極に対し、通常各種の電極特性に関してはやや劣
るが、その中でも発泡メタル式ニッケル正極は、比較的
焼結式ニッケル正極の特性に近い。また活物質充填密度
も非焼結式の長所どおりに高く、焼結式の約１．３〜
１．５倍有している。
ケル正極に対し、通常各種の電極特性に関してはやや劣
るが、その中でも発泡メタル式ニッケル正極は、比較的
焼結式ニッケル正極の特性に近い。また活物質充填密度
も非焼結式の長所どおりに高く、焼結式の約１．３〜
１．５倍有している。
しかし活物質利用率に関しては、発泡メタル式も他の非
焼結式と同様、焼結式の９５〜１００％に対し低い値を
示す。その値の概略について述べると、水酸化ニッケル
粉末単独では６０〜７０％、各種の添加物，導電材を加
えても現状は85〜95％である。またその数値にバラツキ
を有しており、非焼結式の特徴である高容量密度化に
は、活物質利用率の向上と安定化が必要である。
焼結式と同様、焼結式の９５〜１００％に対し低い値を
示す。その値の概略について述べると、水酸化ニッケル
粉末単独では６０〜７０％、各種の添加物，導電材を加
えても現状は85〜95％である。またその数値にバラツキ
を有しており、非焼結式の特徴である高容量密度化に
は、活物質利用率の向上と安定化が必要である。
水酸化ニッケル粉末を出発物質として用いるニッケル正
極の代表的なものとして発泡メタル式ニッケル正極につ
いてさらに詳しく説明すると、この電極の活物質利用率
の向上に関しては、従来より、水酸化ニッケル粉末を発
泡メタル内に充填する際に、コバルト粉末やニッケル粉
末を加える方法、電極を含水状態で放置し、それらの添
加剤・導電材の効果を助長する方法等が提案されてい
る。しかし、市販の水酸化ニッケル粉末の活物質利用率
の向上は、それらの方法を用いても８５〜９５％程度で
あり、焼結式に対してその値がまだ低く、バラツキもや
や大きい。
極の代表的なものとして発泡メタル式ニッケル正極につ
いてさらに詳しく説明すると、この電極の活物質利用率
の向上に関しては、従来より、水酸化ニッケル粉末を発
泡メタル内に充填する際に、コバルト粉末やニッケル粉
末を加える方法、電極を含水状態で放置し、それらの添
加剤・導電材の効果を助長する方法等が提案されてい
る。しかし、市販の水酸化ニッケル粉末の活物質利用率
の向上は、それらの方法を用いても８５〜９５％程度で
あり、焼結式に対してその値がまだ低く、バラツキもや
や大きい。
また、この電極の活物質利用率に関しては、充填密度と
も因果関係を有している。今まで述べてきたことは、焼
結式の最高値とほぼ同程度の活物質充填密度、すなわち
水酸化ニッケル１ｇ当り２８９mAhとして約４００〜５
００mAh／ccの場合であるが、５００mAh／cc以上の活物
質充填密度では、その値の増加とともに活物質利用率は
低下し、従来の方法で利用率向上をはかっても、５５０
mAh／cc程度では、８０〜９０％に低下する傾向がみら
れる。非焼結式電極の長所である高容量密度化を発揮す
るには、高密度充填時の活物質利用率を向上させること
も極めて重要である。
も因果関係を有している。今まで述べてきたことは、焼
結式の最高値とほぼ同程度の活物質充填密度、すなわち
水酸化ニッケル１ｇ当り２８９mAhとして約４００〜５
００mAh／ccの場合であるが、５００mAh／cc以上の活物
質充填密度では、その値の増加とともに活物質利用率は
低下し、従来の方法で利用率向上をはかっても、５５０
mAh／cc程度では、８０〜９０％に低下する傾向がみら
れる。非焼結式電極の長所である高容量密度化を発揮す
るには、高密度充填時の活物質利用率を向上させること
も極めて重要である。
発明の目的 本発明は、活物質粉末である水酸化ニッケル粉末を改良
することによって、ニッケル正極の活物質利用率の向上
と安定化を図ることを目的とする。
することによって、ニッケル正極の活物質利用率の向上
と安定化を図ることを目的とする。
発明の構成 本発明のニッケル正極は、水酸化ニッケルを主とする活
物質混合物を支持体内に充填するか支持体へ塗着したも
ので、活物質の主体をなす水酸化ニッケルがその粒子内
部にコバルト微粒子を含有することを特徴とする。
物質混合物を支持体内に充填するか支持体へ塗着したも
ので、活物質の主体をなす水酸化ニッケルがその粒子内
部にコバルト微粒子を含有することを特徴とする。
また、上記の水酸化ニッケル粒子は、ニッケル塩溶液を
アルカリにより中和し、生成する水酸化ニッケル粒子を
成長させる熟成工程，水洗，乾燥工程，必要に応じ粉砕
する工程によって製造するに際し、前記の中和から熟成
工程までの段階で、コバルト微粒子を溶液中に分散させ
ることにより、コバルト微粒子を含有するものとして得
るものである。
アルカリにより中和し、生成する水酸化ニッケル粒子を
成長させる熟成工程，水洗，乾燥工程，必要に応じ粉砕
する工程によって製造するに際し、前記の中和から熟成
工程までの段階で、コバルト微粒子を溶液中に分散させ
ることにより、コバルト微粒子を含有するものとして得
るものである。
なお、ニッケル塩としては、硫酸ニッケルや硝酸ニッケ
ルが用いられ、これらの水溶液は酸性を呈するので、中
和前にコバルトを加えると表面が酸化される不都合があ
る。
ルが用いられ、これらの水溶液は酸性を呈するので、中
和前にコバルトを加えると表面が酸化される不都合があ
る。
実施例の説明 第１図は本発明の方法により得た水酸化ニッケル粒子の
一部を断面にした概略構成を示す。この粒子１の粒径は
約６０μｍである。この粒子は、成長時に集合してでき
たものである。このため粒子１の内部には２で示す空間
部が網状に存在している。従来は、このような状態の粉
末であるが、本発明では水酸化ニッケルの集合体を形成
する過程で３で示すようにコバルト微粒子を加え、これ
を粒子１に包含させたものである。コバルト微粒子３は
粒子１の内部で、かつほとんどが空間に接した状態にあ
る。
一部を断面にした概略構成を示す。この粒子１の粒径は
約６０μｍである。この粒子は、成長時に集合してでき
たものである。このため粒子１の内部には２で示す空間
部が網状に存在している。従来は、このような状態の粉
末であるが、本発明では水酸化ニッケルの集合体を形成
する過程で３で示すようにコバルト微粒子を加え、これ
を粒子１に包含させたものである。コバルト微粒子３は
粒子１の内部で、かつほとんどが空間に接した状態にあ
る。
実施例１ ６水塩の結晶水を有する硫酸ニッケル１３Kgを水に溶解
して全容積を４０とする。これを約25℃に保ち、充分
撹拌しながら、アルカリとしてか性ソーダ粉末８Kgを加
える。ついで直ちに粒径０．１〜10μｍのカーボニルコ
バルト粉末０．３Kgを加え、撹拌しながら約５０℃で１
時間放置する。素粒子の集合体を形成して成長した沈澱
物を過し、乾燥したのち粉砕して所望の粒度に調整す
る。ついで充分に水洗，乾燥して水酸化ニッケル粉末約
５Kgを得る。
して全容積を４０とする。これを約25℃に保ち、充分
撹拌しながら、アルカリとしてか性ソーダ粉末８Kgを加
える。ついで直ちに粒径０．１〜10μｍのカーボニルコ
バルト粉末０．３Kgを加え、撹拌しながら約５０℃で１
時間放置する。素粒子の集合体を形成して成長した沈澱
物を過し、乾燥したのち粉砕して所望の粒度に調整す
る。ついで充分に水洗，乾燥して水酸化ニッケル粉末約
５Kgを得る。
こうして得た粒径０．１〜150μｍの水酸化ニッケル８
８重量部に、カーボニルニッケル粉末１０重量部とカー
ボニルコバルト粉末２重量部を混合し、それに水を加え
てペースト状に練合する。この練合物を多孔度９５％、
平均孔径２００μｍ、厚さ１．３mmの発泡状ニッケル多
孔板内に充填し、乾燥後加圧して厚さ約０．７mm、水酸
化ニッケル粉末の充填密度５００〜５５０mAh／ccの電
極を得る。
８重量部に、カーボニルニッケル粉末１０重量部とカー
ボニルコバルト粉末２重量部を混合し、それに水を加え
てペースト状に練合する。この練合物を多孔度９５％、
平均孔径２００μｍ、厚さ１．３mmの発泡状ニッケル多
孔板内に充填し、乾燥後加圧して厚さ約０．７mm、水酸
化ニッケル粉末の充填密度５００〜５５０mAh／ccの電
極を得る。
実施例２ 実施例１と同様に、硫酸ニッケル水溶液とか性ソーダ粉
末およびカーボニルコバルト粉末を用意し、これらを同
時に混合し、約５０℃に保ったまま撹拌を続ける操作を
行ない、水酸化ニッケル粒子が１μｍ以上に成長した時
点でその粒子を取り出し、以下実施例１と同様にしてニ
ッケル正極を得る。
末およびカーボニルコバルト粉末を用意し、これらを同
時に混合し、約５０℃に保ったまま撹拌を続ける操作を
行ない、水酸化ニッケル粒子が１μｍ以上に成長した時
点でその粒子を取り出し、以下実施例１と同様にしてニ
ッケル正極を得る。
実施例３ 実施例１において、か性ソーダの代りに水酸化リチウム
５Kgとか性ソーダ４Kgの混合物を使用し、以下実施例１
と同様にしてニッケル正極を得る。ここで得られる水酸
化ニッケルは、コバルト粉末と水酸化リチウムを含んで
いる。
５Kgとか性ソーダ４Kgの混合物を使用し、以下実施例１
と同様にしてニッケル正極を得る。ここで得られる水酸
化ニッケルは、コバルト粉末と水酸化リチウムを含んで
いる。
実施例４ 実施例１において、カーボニルコバルト粉末とともにカ
ーボニルニッケル粉末０．５Kgを加え、以下実施例１と
同様にしてニッケル正極を得る。
ーボニルニッケル粉末０．５Kgを加え、以下実施例１と
同様にしてニッケル正極を得る。
ここで得られる水酸化ニッケルは、コバルト粉末ととも
にニッケル粉末を含んでいる。
にニッケル粉末を含んでいる。
実施例１で得たニッケル正極と、正極より容量の大きい
汎用のカドミウム負荷を組み合せて密閉形ニッケル−カ
ドミウム蓄電池ＫＲ−Ｃを試作し、その放電容量を測定
して活物質利用率を調べた。
汎用のカドミウム負荷を組み合せて密閉形ニッケル−カ
ドミウム蓄電池ＫＲ−Ｃを試作し、その放電容量を測定
して活物質利用率を調べた。
ニッケル正極の充填密度を約４５０，５００，５５０mA
h／ccに調整し各２０枚につき前述の電池を試作した
（各２０セル）。充電は２５０mAで１６時間行ない、放
電は５００mAで終止電圧１．０Ｖまで行なった。試験は
いずれも２０℃で行ない、安定した３サイクル目の放電
電気量を測定し、水酸化ニッケルを主体とする粉末１ｇ
当りの電気量を２８９mAhとして計算して活物質利用率
とした。最大値と最小値各１セルを除いた残りの最大値
と最小値を第２図のａおよびａ′で示す。同図に比較例
として、従来市販の水酸化ニッケル粉末を用いた場合の
同様な結果をｂ（最大値）、ｂ′（最小値）で示す。
h／ccに調整し各２０枚につき前述の電池を試作した
（各２０セル）。充電は２５０mAで１６時間行ない、放
電は５００mAで終止電圧１．０Ｖまで行なった。試験は
いずれも２０℃で行ない、安定した３サイクル目の放電
電気量を測定し、水酸化ニッケルを主体とする粉末１ｇ
当りの電気量を２８９mAhとして計算して活物質利用率
とした。最大値と最小値各１セルを除いた残りの最大値
と最小値を第２図のａおよびａ′で示す。同図に比較例
として、従来市販の水酸化ニッケル粉末を用いた場合の
同様な結果をｂ（最大値）、ｂ′（最小値）で示す。
ここには実施例１のニッケル正極を用いた例をあげた
が、実施例２〜４の電極の場合も若干活物質利用率が向
上するが、ほぼ実施例１と同様な結果であった。
が、実施例２〜４の電極の場合も若干活物質利用率が向
上するが、ほぼ実施例１と同様な結果であった。
上記の結果からも明らかなように、本発明によるニッケ
ル正極は、活物質利用率が従来より高くバラツキも小さ
い。
ル正極は、活物質利用率が従来より高くバラツキも小さ
い。
この理由としては、焼結式のようにニッケル塩で添加し
た場合より、１０〜１００倍という大きな径の水酸化ニ
ッケル粉末を出発物質として使用する電極においては、
その活物質利用率の向上に現在最も効果がみられるコバ
ルトの添加効果に限界があると思われる。つまり水酸化
ニッケル粒子の内部にまで影響が及びにくいと考えられ
る。このため本発明のように、水酸化ニッケル粒子の内
部にあらかじめコバルトを加えておくことにより、その
添加効果が高くなり、活物質利用率が向上すると考えら
れる。
た場合より、１０〜１００倍という大きな径の水酸化ニ
ッケル粉末を出発物質として使用する電極においては、
その活物質利用率の向上に現在最も効果がみられるコバ
ルトの添加効果に限界があると思われる。つまり水酸化
ニッケル粒子の内部にまで影響が及びにくいと考えられ
る。このため本発明のように、水酸化ニッケル粒子の内
部にあらかじめコバルトを加えておくことにより、その
添加効果が高くなり、活物質利用率が向上すると考えら
れる。
また水酸化ニッケル粒子内のコバルト粒子は、粒径が小
さい程均一に分散し、活物質利用率に対する効果が現れ
る傾向がみられた。そこで０．１〜１０μｍの粒径を有
するカーボニルコバルトを使用することが好ましい。
さい程均一に分散し、活物質利用率に対する効果が現れ
る傾向がみられた。そこで０．１〜１０μｍの粒径を有
するカーボニルコバルトを使用することが好ましい。
発明の効果 以上のように、本発明によれば、活物質の利用率が高
く、しかも一定品質のニッケル正極を得ることができ
る。
く、しかも一定品質のニッケル正極を得ることができ
る。
第１図は本発明の実施例の水酸化ニッケルの構成を示す
模式図、第２図は水酸化ニッケル充填密度と活物質利用
率との関係を示す図である。 １……水酸化ニッケル粒子、３……コバルト粉末。
模式図、第２図は水酸化ニッケル充填密度と活物質利用
率との関係を示す図である。 １……水酸化ニッケル粒子、３……コバルト粉末。
Claims (4)
- 【請求項１】水酸化ニッケル粉末を主活物質とするニッ
ケル正極であって、その水酸化ニッケルは、その粒子内
部に少なくとも金属コバルト微粒子を含有していること
を特徴とするアルカリ蓄電池用ニッケル正極。 - 【請求項２】前記水酸化ニッケル中の金属コバルト微粒
子の粒径が０．１〜１０μｍである特許請求の範囲第１
項記載のアルカリ蓄電池用ニッケル正極。 - 【請求項３】前記水酸化ニッケルが、さらにニッケル微
粒子またはリチウムの水酸化物を含有する特許請求の範
囲第１項記載のアルカリ蓄電池用ニッケル正極。 - 【請求項４】ニッケル塩溶液をアルカリにより中和し、
生成する水酸化ニッケルの粒子を成長させる熟成工程を
有し、前記中和から熟成工程までの段階で前記溶液中に
コバルト微粒子を分散させることにより、コバルト微粒
子を含有する水酸化ニッケルを得る工程を有するアルカ
リ蓄電池用ニッケル正極の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59107805A JPH0622113B2 (ja) | 1984-05-28 | 1984-05-28 | アルカリ蓄電池用ニツケル正極およびその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59107805A JPH0622113B2 (ja) | 1984-05-28 | 1984-05-28 | アルカリ蓄電池用ニツケル正極およびその製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60253156A JPS60253156A (ja) | 1985-12-13 |
| JPH0622113B2 true JPH0622113B2 (ja) | 1994-03-23 |
Family
ID=14468477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59107805A Expired - Fee Related JPH0622113B2 (ja) | 1984-05-28 | 1984-05-28 | アルカリ蓄電池用ニツケル正極およびその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0622113B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004214210A (ja) * | 1998-08-17 | 2004-07-29 | Ovonic Battery Co Inc | 複合陽極材料およびその製法 |
-
1984
- 1984-05-28 JP JP59107805A patent/JPH0622113B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004214210A (ja) * | 1998-08-17 | 2004-07-29 | Ovonic Battery Co Inc | 複合陽極材料およびその製法 |
| JP2012023049A (ja) * | 1998-08-17 | 2012-02-02 | Ovonic Battery Co Inc | 複合陽極材料およびその製法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60253156A (ja) | 1985-12-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |