JPH065279A - アルカリ蓄電池用ペースト式ニッケル電極 - Google Patents
アルカリ蓄電池用ペースト式ニッケル電極Info
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- JPH065279A JPH065279A JP4185798A JP18579892A JPH065279A JP H065279 A JPH065279 A JP H065279A JP 4185798 A JP4185798 A JP 4185798A JP 18579892 A JP18579892 A JP 18579892A JP H065279 A JPH065279 A JP H065279A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電気化学的に活性な単位重量当りの容量の高
いペースト式ニッケル電極を提供するものである。 【構成】 主活物質としての水酸化ニッケルにホウ素又
はホウ酸塩を含有させたこと、又は主活物質としての水
酸化ニッケルにホウ素又はホウ酸塩およびII族元素を含
有させたことを特徴とするアルカリ蓄電池用ペースト式
ニッケル電極とすることにより上記目的が達成できる。
いペースト式ニッケル電極を提供するものである。 【構成】 主活物質としての水酸化ニッケルにホウ素又
はホウ酸塩を含有させたこと、又は主活物質としての水
酸化ニッケルにホウ素又はホウ酸塩およびII族元素を含
有させたことを特徴とするアルカリ蓄電池用ペースト式
ニッケル電極とすることにより上記目的が達成できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ニッケル・カドミウム
電池やニッケル金属水素化物電池等のアルカリ蓄電池の
正極であるペースト式ニッケル電極に関するものであ
る。
電池やニッケル金属水素化物電池等のアルカリ蓄電池の
正極であるペースト式ニッケル電極に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】ペースト式ニッケル電極の主活物質であ
る水酸化ニッケルの電気化学的利用率は、その結晶化度
に依存し、結晶化度が高くなるほど低下することが知ら
れている。従来、このような活物質の利用率の低下を防
止するために、数重量％のコバルトを水酸化ニッケルに
固溶状態で添加することが行われている。
る水酸化ニッケルの電気化学的利用率は、その結晶化度
に依存し、結晶化度が高くなるほど低下することが知ら
れている。従来、このような活物質の利用率の低下を防
止するために、数重量％のコバルトを水酸化ニッケルに
固溶状態で添加することが行われている。
【０００３】また、ニッケル電極の膨潤は、充電末期に
水酸化ニッケルが低密度なγ−ＮｉＯＯＨに変化するた
めに起こることが知られている。従来、このγ−ＮｉＯ
ＯＨの生成を防止するために、数重量％のカドミウムや
亜鉛を水酸化ニッケルに固溶状態で添加することが行わ
れている。一方、コバルトの添加により同様の効果を得
るためには、２０重量％以上の多量の添加を必要とし、
それ以下の添加量ではむしろγ−ＮｉＯＯＨの生成を促
進することが知られている。
水酸化ニッケルが低密度なγ−ＮｉＯＯＨに変化するた
めに起こることが知られている。従来、このγ−ＮｉＯ
ＯＨの生成を防止するために、数重量％のカドミウムや
亜鉛を水酸化ニッケルに固溶状態で添加することが行わ
れている。一方、コバルトの添加により同様の効果を得
るためには、２０重量％以上の多量の添加を必要とし、
それ以下の添加量ではむしろγ−ＮｉＯＯＨの生成を促
進することが知られている。
【０００４】以上のように、従来技術では、ニッケル電
極の電気化学的利用率の向上と電極膨潤の防止のため
に、コバルトの多量添加やコバルトとカドミウム、亜鉛
の同時添加が行われている。しかし、コバルト、カドミ
ウム、亜鉛などの総添加量は１０〜２０重量％の範囲と
なり、水酸化ニッケルの比率が低下するめに、単位重量
当りの電気化学的容量が低下するという問題を生じてい
る。
極の電気化学的利用率の向上と電極膨潤の防止のため
に、コバルトの多量添加やコバルトとカドミウム、亜鉛
の同時添加が行われている。しかし、コバルト、カドミ
ウム、亜鉛などの総添加量は１０〜２０重量％の範囲と
なり、水酸化ニッケルの比率が低下するめに、単位重量
当りの電気化学的容量が低下するという問題を生じてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点に
鑑みてなされたものであり、電気化学的に活性な単位重
量当りの容量の高いペースト式ニッケル電極を提供する
ものである。
鑑みてなされたものであり、電気化学的に活性な単位重
量当りの容量の高いペースト式ニッケル電極を提供する
ものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のペースト式ニッ
ケル電極は、主活物質としての水酸化ニッケルにホウ素
又はホウ酸塩およびII族元素を含有させたことを特徴と
するものである。
ケル電極は、主活物質としての水酸化ニッケルにホウ素
又はホウ酸塩およびII族元素を含有させたことを特徴と
するものである。
【０００７】
【作 用】周知のように、ニッケル電極の充放電反応
は、水酸化ニッケルの結晶内をプロトンが電荷移動に伴
い拡散することによって起こる。そこで水酸化ニッケル
の内部遷移細孔の発達を抑制し高密度化した場合、それ
に伴う結晶の緻密化は、結晶内のプロトンの自由な拡散
を阻害し、その電気化学的活性度を低下させる。
は、水酸化ニッケルの結晶内をプロトンが電荷移動に伴
い拡散することによって起こる。そこで水酸化ニッケル
の内部遷移細孔の発達を抑制し高密度化した場合、それ
に伴う結晶の緻密化は、結晶内のプロトンの自由な拡散
を阻害し、その電気化学的活性度を低下させる。
【０００８】本発明者は、ホウ素又はホウ酸塩を水酸化
ニッケルに固溶状態で含有すると、上記のような水酸化
ニッケルの結晶化が顕著に抑制され、コバルトを添加し
た場合と同様に、その電気化学的活性度が向上するこ
と、およびその含有量は１重量％以下の範囲の微量で可
能であることを見出した。また、カドミウムや亜鉛ある
いはそれ以外のII族元素との同時添加により電極膨潤も
抑制され、従来のようにコバルトを用いた場合に比べ、
その総添加量は５重量％以下と半減されるために、単位
重量当りの容量の高いペースト式ニッケル電極を得られ
ることがわかった。
ニッケルに固溶状態で含有すると、上記のような水酸化
ニッケルの結晶化が顕著に抑制され、コバルトを添加し
た場合と同様に、その電気化学的活性度が向上するこ
と、およびその含有量は１重量％以下の範囲の微量で可
能であることを見出した。また、カドミウムや亜鉛ある
いはそれ以外のII族元素との同時添加により電極膨潤も
抑制され、従来のようにコバルトを用いた場合に比べ、
その総添加量は５重量％以下と半減されるために、単位
重量当りの容量の高いペースト式ニッケル電極を得られ
ることがわかった。
【０００９】
【実施例】本発明の実施例を以下に説明する。各種の水
酸化ニッケル粒子を次のように作製した。硫酸ニッケル
に所定量のホウ酸塩あるいはホウ酸塩と硫酸亜鉛を加え
た水溶液に、水酸化ナトリウム水溶液を攪拌しながら滴
下し、結晶性の高い水酸化ニッケル粒子の生成するｐＨ
１０〜１２の範囲で、ホウ素あるいはホウ素と亜鉛、カ
ドミウムを固溶状態で含有する水酸化ニッケル粒子を徐
々に析出成長させて作製した。作製した種類は、（Ａ）
ホウ素０．５重量％を含有した水酸化ニッケル粒子、
（Ｂ）ホウ素１重量％を含有したもの、（Ｃ）ホウ素
０．５重量％と亜鉛３重量％を含有したもの、（Ｄ）ホ
ウ素０．５重量％と亜鉛５重量％を含有したもの、およ
び比較例として、（Ｅ）コバルト５重量％と亜鉛５重量
％を含有したもの、（Ｆ）無含有のもの、である。それ
ら（Ａ）〜（Ｆ）の各水酸化ニッケル粒子の結晶化度
は、Ｘ線回折ピーク（００１）面の半価幅を測定し評価
した。
酸化ニッケル粒子を次のように作製した。硫酸ニッケル
に所定量のホウ酸塩あるいはホウ酸塩と硫酸亜鉛を加え
た水溶液に、水酸化ナトリウム水溶液を攪拌しながら滴
下し、結晶性の高い水酸化ニッケル粒子の生成するｐＨ
１０〜１２の範囲で、ホウ素あるいはホウ素と亜鉛、カ
ドミウムを固溶状態で含有する水酸化ニッケル粒子を徐
々に析出成長させて作製した。作製した種類は、（Ａ）
ホウ素０．５重量％を含有した水酸化ニッケル粒子、
（Ｂ）ホウ素１重量％を含有したもの、（Ｃ）ホウ素
０．５重量％と亜鉛３重量％を含有したもの、（Ｄ）ホ
ウ素０．５重量％と亜鉛５重量％を含有したもの、およ
び比較例として、（Ｅ）コバルト５重量％と亜鉛５重量
％を含有したもの、（Ｆ）無含有のもの、である。それ
ら（Ａ）〜（Ｆ）の各水酸化ニッケル粒子の結晶化度
は、Ｘ線回折ピーク（００１）面の半価幅を測定し評価
した。
【００１０】また、それらの電気化学的活性度は、次の
電極を作製して、活物質利用率を測定し評価した。各種
水酸化ニッケル粉末に少量の一酸化コバルト粉末を混合
し、カルボキシメチルセルロースで増粘した水溶液を加
えてペースト状として、ニッケル金属多孔体基板に一定
量を充填してペースト式ニッケル電極を作製した。これ
ら電極をカドミウム負極を相手極として、水酸化カリウ
ム水溶液中で充放電することにより、電気化学的容量を
測定し、活物質利用率および単位重量当りの活物質容量
を算定した。また、電極膨潤度は１Ｃの高充電々流で充
電して、Ｘ線回折法にてγ−ＮｉＯＯＨの生成率を求め
た。その結果を表１および表２に示す。
電極を作製して、活物質利用率を測定し評価した。各種
水酸化ニッケル粉末に少量の一酸化コバルト粉末を混合
し、カルボキシメチルセルロースで増粘した水溶液を加
えてペースト状として、ニッケル金属多孔体基板に一定
量を充填してペースト式ニッケル電極を作製した。これ
ら電極をカドミウム負極を相手極として、水酸化カリウ
ム水溶液中で充放電することにより、電気化学的容量を
測定し、活物質利用率および単位重量当りの活物質容量
を算定した。また、電極膨潤度は１Ｃの高充電々流で充
電して、Ｘ線回折法にてγ−ＮｉＯＯＨの生成率を求め
た。その結果を表１および表２に示す。
【００１１】
【００１２】
【００１３】比較例（Ｆ）に対して、本発明であるホウ
素の微量添加（Ａ〜Ｄ）により、水酸化ニッケル粒子の
Ｘ線回折ピークの半価幅は大きくなり、即ち結晶性が抑
制されて、電気化学的活性度（活物質利用率）が向上す
るのが認められる。一方、電極膨潤（γ−ＮｉＯＯＨの
生成率）は、ホウ素のみの添加（Ａ，Ｂ）によっては防
止されないが、本発明品であるホウ素と亜鉛との同時添
加（Ｃ，Ｄ）によりその電気化学的活性度を落とすこと
なく防止できることがわかる。その結果、活物質の単位
重量当りの容量は、コバルトを用いた（Ｅ）の場合に比
べて増大し、ペースト式ニッケル電極のエネルギー密度
の向上を可能とする。
素の微量添加（Ａ〜Ｄ）により、水酸化ニッケル粒子の
Ｘ線回折ピークの半価幅は大きくなり、即ち結晶性が抑
制されて、電気化学的活性度（活物質利用率）が向上す
るのが認められる。一方、電極膨潤（γ−ＮｉＯＯＨの
生成率）は、ホウ素のみの添加（Ａ，Ｂ）によっては防
止されないが、本発明品であるホウ素と亜鉛との同時添
加（Ｃ，Ｄ）によりその電気化学的活性度を落とすこと
なく防止できることがわかる。その結果、活物質の単位
重量当りの容量は、コバルトを用いた（Ｅ）の場合に比
べて増大し、ペースト式ニッケル電極のエネルギー密度
の向上を可能とする。
【００１４】ホウ素の含有量は１重量％以下、亜鉛の含
有量は３重量％以上の範囲が適している。また、亜鉛以
外のカドミウムやマグネシウムなどのII族元素によって
も同様の効果を示した。
有量は３重量％以上の範囲が適している。また、亜鉛以
外のカドミウムやマグネシウムなどのII族元素によって
も同様の効果を示した。
【００１５】
【発明の効果】以上のように、本発明は、活物質の単位
重量当りの容量を低下させることなく、電気化学的に活
性な電極膨潤しないペースト式ニッケル電極を提供する
ものであり、極めて工業的価値大なるものである。
重量当りの容量を低下させることなく、電気化学的に活
性な電極膨潤しないペースト式ニッケル電極を提供する
ものであり、極めて工業的価値大なるものである。
Claims (2)
- 【請求項１】 主活物質としての水酸化ニッケルにホウ
素又はホウ酸塩を含有させ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電極。 - 【請求項２】 主活物質としての水酸化ニッケルにホウ
素又はホウ酸塩およびII族元素を含有させたことを特徴
とするアルカリ蓄電池用ペースト式ニッケル電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4185798A JPH065279A (ja) | 1992-06-19 | 1992-06-19 | アルカリ蓄電池用ペースト式ニッケル電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4185798A JPH065279A (ja) | 1992-06-19 | 1992-06-19 | アルカリ蓄電池用ペースト式ニッケル電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH065279A true JPH065279A (ja) | 1994-01-14 |
Family
ID=16177079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4185798A Pending JPH065279A (ja) | 1992-06-19 | 1992-06-19 | アルカリ蓄電池用ペースト式ニッケル電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH065279A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5506076A (en) * | 1993-06-30 | 1996-04-09 | Toshiba Battery Co., Ltd. | Alkali secondary battery |
-
1992
- 1992-06-19 JP JP4185798A patent/JPH065279A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5506076A (en) * | 1993-06-30 | 1996-04-09 | Toshiba Battery Co., Ltd. | Alkali secondary battery |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20041029 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20041116 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050117 |
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| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050405 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050427 |
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