JPH0660875A - アルカリ蓄電池用ペースト式陰極板の製造法 - Google Patents
アルカリ蓄電池用ペースト式陰極板の製造法Info
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- JPH0660875A JPH0660875A JP4213091A JP21309192A JPH0660875A JP H0660875 A JPH0660875 A JP H0660875A JP 4213091 A JP4213091 A JP 4213091A JP 21309192 A JP21309192 A JP 21309192A JP H0660875 A JPH0660875 A JP H0660875A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】金属カドミウムを添加することにより化成工程
を省略するアルカリ蓄電池のペースト式カドミウム陰極
板の製造において、高放電レートにおける放電電圧特性
を改善し高容量を確保できる陰極板を得る。 【構成】平均粒径１〜３μの酸化カドミウムを５．０Ｎ
の水酸化ナトリウム水溶液に浸漬してα型水酸化カドミ
ウムとし、乾燥して微細に粉砕する。前記水酸化カドミ
ウム粉末１００重量部に対して金属カドミウム３０重量
部、ポリビニルアルコール２重量部、ナイロン繊維１重
量部を配合し、エチレングリコールと共に混練して活物
質ペーストを調製する。この活物質ペーストを集電体に
塗布し乾燥して陰極板とする。
を省略するアルカリ蓄電池のペースト式カドミウム陰極
板の製造において、高放電レートにおける放電電圧特性
を改善し高容量を確保できる陰極板を得る。 【構成】平均粒径１〜３μの酸化カドミウムを５．０Ｎ
の水酸化ナトリウム水溶液に浸漬してα型水酸化カドミ
ウムとし、乾燥して微細に粉砕する。前記水酸化カドミ
ウム粉末１００重量部に対して金属カドミウム３０重量
部、ポリビニルアルコール２重量部、ナイロン繊維１重
量部を配合し、エチレングリコールと共に混練して活物
質ペーストを調製する。この活物質ペーストを集電体に
塗布し乾燥して陰極板とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アルカリ蓄電池用のペ
ースト式陰極板の製造法に関する。
ースト式陰極板の製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ニッケル−カドミウム蓄電池などのアル
カリ蓄電池に用いられるカドミウム陰極板としては、大
別して、焼結式（ニッケル焼結基体の細孔へ水酸化カド
ミウムあるいは金属カドミウムを化学的または電気化学
的に沈殿させたもの）と、ペースト式（酸化カドミウム
を主成分とする活物質粉末を結着剤と共に練合してペー
スト状にし集電体に塗着したもの）の２種がある。さら
に、ペースト式には、化成タイプと化成レスタイプの２
種がある。化成タイプは、陰極板をアルカリ液中で充放
電して陰極板に放電リザーブを確保するものである。化
成レスタイプは、放電リザーブとして金属カドミウムを
ペースト中に添加しておき、陰極板の化成工程を省略す
るものである。ペースト式は焼結式に比べ活物質の充填
密度が高い（焼結式：９００〜１０００mAh/cm3，ペー
スト式化成タイプ：１０５０〜１１５０mAh/cm3，ペー
スト式化成レスタイプ：１２００〜１３００mAh/cm3）
という利点がある。特にペースト式化成レスタイプが優
れており、電池の高容量化に対して効果が大きい。しか
し、ペースト式化成レスタイプは、活物質を活性化させ
るための化成工程を省略するので、ペースト式化成タイ
プに比べて導電性が低く放電電圧特性がよくない。この
ペースト式化成レスタイプにおける放電電圧特性を改善
するために、ニッケル等金属粉末やカーボンに代表され
るの導電材を活物質に添加したり、陰極板を水酸化ナト
リウム水溶液中で水和する技術が提案されている。
カリ蓄電池に用いられるカドミウム陰極板としては、大
別して、焼結式（ニッケル焼結基体の細孔へ水酸化カド
ミウムあるいは金属カドミウムを化学的または電気化学
的に沈殿させたもの）と、ペースト式（酸化カドミウム
を主成分とする活物質粉末を結着剤と共に練合してペー
スト状にし集電体に塗着したもの）の２種がある。さら
に、ペースト式には、化成タイプと化成レスタイプの２
種がある。化成タイプは、陰極板をアルカリ液中で充放
電して陰極板に放電リザーブを確保するものである。化
成レスタイプは、放電リザーブとして金属カドミウムを
ペースト中に添加しておき、陰極板の化成工程を省略す
るものである。ペースト式は焼結式に比べ活物質の充填
密度が高い（焼結式：９００〜１０００mAh/cm3，ペー
スト式化成タイプ：１０５０〜１１５０mAh/cm3，ペー
スト式化成レスタイプ：１２００〜１３００mAh/cm3）
という利点がある。特にペースト式化成レスタイプが優
れており、電池の高容量化に対して効果が大きい。しか
し、ペースト式化成レスタイプは、活物質を活性化させ
るための化成工程を省略するので、ペースト式化成タイ
プに比べて導電性が低く放電電圧特性がよくない。この
ペースト式化成レスタイプにおける放電電圧特性を改善
するために、ニッケル等金属粉末やカーボンに代表され
るの導電材を活物質に添加したり、陰極板を水酸化ナト
リウム水溶液中で水和する技術が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ペースト式化
成レスタイプ陰極板において、上記の導電材を添加する
技術は未だ特性改善に不十分である。特に、放電レート
が高くなると、ペースト式化成タイプより劣るようにな
る。また、導電材の効果は、数パーセント以上の添加を
必要とするが、導電材の添加量を増加することはその分
活物質の量が減ることになり、活物質の充填密度の低下
を招くほか、コストアップにもつながる問題がある。一
方、ペースト式化成レスタイプ陰極板において、上記の
水酸化ナトリウム水溶液中で水和する技術は、生成する
水酸化カドミウムの比重が４．７９であり、もとの酸化
カドミウムの比重８．１５に比べて低いため、活物質の
体積が膨張して水和後の極板がストレスを受ける問題が
ある。上記の点に鑑み、本発明が解決しようとする課題
は、ペースト式化成レスタイプ陰極板において、活物質
の充填密度を低下させずに高容量を保持し、放電電圧特
性を優れたものにすることである。
成レスタイプ陰極板において、上記の導電材を添加する
技術は未だ特性改善に不十分である。特に、放電レート
が高くなると、ペースト式化成タイプより劣るようにな
る。また、導電材の効果は、数パーセント以上の添加を
必要とするが、導電材の添加量を増加することはその分
活物質の量が減ることになり、活物質の充填密度の低下
を招くほか、コストアップにもつながる問題がある。一
方、ペースト式化成レスタイプ陰極板において、上記の
水酸化ナトリウム水溶液中で水和する技術は、生成する
水酸化カドミウムの比重が４．７９であり、もとの酸化
カドミウムの比重８．１５に比べて低いため、活物質の
体積が膨張して水和後の極板がストレスを受ける問題が
ある。上記の点に鑑み、本発明が解決しようとする課題
は、ペースト式化成レスタイプ陰極板において、活物質
の充填密度を低下させずに高容量を保持し、放電電圧特
性を優れたものにすることである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明に係るペースト式化成レスタイプ陰極板
は、次の工程を経て製造することを特徴とする。すなわ
ち、酸化カドミウムまたはカドミウム化合物を水酸化ナ
トリウム水溶液中で処理してα型水酸化カドミウムを生
成する工程、前記α型水酸化カドミウムを粉砕して金属
カドミウム粉末と結着剤と練液と共に混練してペースト
を調製する工程、前記ペーストを集電体に塗布する工程
を経ることを特徴とする。
めに、本発明に係るペースト式化成レスタイプ陰極板
は、次の工程を経て製造することを特徴とする。すなわ
ち、酸化カドミウムまたはカドミウム化合物を水酸化ナ
トリウム水溶液中で処理してα型水酸化カドミウムを生
成する工程、前記α型水酸化カドミウムを粉砕して金属
カドミウム粉末と結着剤と練液と共に混練してペースト
を調製する工程、前記ペーストを集電体に塗布する工程
を経ることを特徴とする。
【０００５】
【作用】酸化カドミウムまたはカドミウム化合物を水酸
化ナトリウム水溶液中で反応させて作ったα型水酸化カ
ドミウムは針状結晶を有し、水酸化カリウム水溶液と反
応させて作ったβ型水酸化カドミウムやカドミウム化合
物に比べて導電性が高い。このため、放電電圧特性を向
上させることができ、また、従来のような導電材を添加
しない分だけ活物質の充填密度を上げて高容量とするこ
とができる。
化ナトリウム水溶液中で反応させて作ったα型水酸化カ
ドミウムは針状結晶を有し、水酸化カリウム水溶液と反
応させて作ったβ型水酸化カドミウムやカドミウム化合
物に比べて導電性が高い。このため、放電電圧特性を向
上させることができ、また、従来のような導電材を添加
しない分だけ活物質の充填密度を上げて高容量とするこ
とができる。
【０００６】
実施例１ 平均粒径１〜３μの酸化カドミウムを５．０Ｎの水酸化
ナトリウム水溶液（液温２０℃）中に１時間浸漬してα
型水酸化カドミウムとした後、９０℃で１時間乾燥し微
細に粉砕した。前記水酸化カドミウム粉末１００重量部
に対して金属カドミウム３０重量部、ポリビニルアルコ
ール２重量部、ナイロン繊維１重量部を配合し、エチレ
ングリコールと共に混練して活物質ペーストを調製し
た。パンチングで多数の開孔を設けた鉄鋼板に４〜６μ
厚さのニッケルめっきを施したＫＲ−ＡＡ寸法（幅４０
mm長さ×７６mm×厚さ０．０８mm）の集電体に上記活物
質ペーストを塗布し、１５０℃で３０分間乾燥して陰極
板とした。この陰極板をポリアミド繊維不織布からなる
セパレータを介して焼結式陽極板と組み合わせて、ＫＲ
−６００ＡＡ形のニッケル−カドミウム蓄電池を製作し
た。上記蓄電池を０．１Ｃで１５時間充電した後、０．
２〜５Ｃの間の放電レートで放電し、０．２Ｃ放電に対
する容量比率を図１に示した。また、０．２Ｃ放電に対
する３Ｃ放電および５Ｃ放電の容量比率を表１に示し
た。さらに、１Ｃ放電時の放電曲線を図２に、充放電サ
イクル特性を図３に示した。
ナトリウム水溶液（液温２０℃）中に１時間浸漬してα
型水酸化カドミウムとした後、９０℃で１時間乾燥し微
細に粉砕した。前記水酸化カドミウム粉末１００重量部
に対して金属カドミウム３０重量部、ポリビニルアルコ
ール２重量部、ナイロン繊維１重量部を配合し、エチレ
ングリコールと共に混練して活物質ペーストを調製し
た。パンチングで多数の開孔を設けた鉄鋼板に４〜６μ
厚さのニッケルめっきを施したＫＲ−ＡＡ寸法（幅４０
mm長さ×７６mm×厚さ０．０８mm）の集電体に上記活物
質ペーストを塗布し、１５０℃で３０分間乾燥して陰極
板とした。この陰極板をポリアミド繊維不織布からなる
セパレータを介して焼結式陽極板と組み合わせて、ＫＲ
−６００ＡＡ形のニッケル−カドミウム蓄電池を製作し
た。上記蓄電池を０．１Ｃで１５時間充電した後、０．
２〜５Ｃの間の放電レートで放電し、０．２Ｃ放電に対
する容量比率を図１に示した。また、０．２Ｃ放電に対
する３Ｃ放電および５Ｃ放電の容量比率を表１に示し
た。さらに、１Ｃ放電時の放電曲線を図２に、充放電サ
イクル特性を図３に示した。
【０００７】実施例２ 硫酸カドミウム水溶液を５．０Ｎの水酸化ナトリウム水
溶液に徐々に滴下して反応させることにより得たα型水
酸化カドミウムを使用し、以下、実施例１と同様にして
ニッケル−カドミウム蓄電池を製作した。前記蓄電池を
０．１Ｃで１５時間充電し、０．２Ｃ放電に対する３Ｃ
放電および５Ｃ放電の容量比率を表１に示した。
溶液に徐々に滴下して反応させることにより得たα型水
酸化カドミウムを使用し、以下、実施例１と同様にして
ニッケル−カドミウム蓄電池を製作した。前記蓄電池を
０．１Ｃで１５時間充電し、０．２Ｃ放電に対する３Ｃ
放電および５Ｃ放電の容量比率を表１に示した。
【０００８】実施例３ 硝酸カドミウム水溶液を５．０Ｎの水酸化ナトリウム水
溶液に徐々に滴下して反応させることにより得たα型水
酸化カドミウムを使用し、以下、実施例１と同様にして
ニッケル−カドミウム蓄電池を製作した。前記蓄電池を
０．１Ｃで１５時間充電し、０．２Ｃ放電に対する３Ｃ
放電および５Ｃ放電の容量比率を表１に示した。
溶液に徐々に滴下して反応させることにより得たα型水
酸化カドミウムを使用し、以下、実施例１と同様にして
ニッケル−カドミウム蓄電池を製作した。前記蓄電池を
０．１Ｃで１５時間充電し、０．２Ｃ放電に対する３Ｃ
放電および５Ｃ放電の容量比率を表１に示した。
【０００９】比較例 平均粒径１〜３μの酸化カドミウムを３．６Ｎの水酸化
カリウム水溶液（液温２０℃）中に１時間浸漬してβ型
水酸化カドミウムとした後、９０℃で１時間乾燥し微細
に粉砕した。このβ型水酸化カドミウムを使用し、以
下、実施例１と同様にしてニッケル−カドミウム蓄電池
を製作した。上記蓄電池を０．１Ｃで１５時間充電した
後、０．２〜５Ｃの間の放電レートで放電し、０．２Ｃ
放電に対する容量比率を図１に示した。また、１Ｃ放電
時の放電曲線を図２に示した。
カリウム水溶液（液温２０℃）中に１時間浸漬してβ型
水酸化カドミウムとした後、９０℃で１時間乾燥し微細
に粉砕した。このβ型水酸化カドミウムを使用し、以
下、実施例１と同様にしてニッケル−カドミウム蓄電池
を製作した。上記蓄電池を０．１Ｃで１５時間充電した
後、０．２〜５Ｃの間の放電レートで放電し、０．２Ｃ
放電に対する容量比率を図１に示した。また、１Ｃ放電
時の放電曲線を図２に示した。
【００１０】従来例 酸化カドミウム粉末１００重量部に対して金属カドミウ
ム３０重量部、ポリビニルアルコール２重量部、ナイロ
ン繊維１重量部、金属ニッケル１０重量部を配合し、エ
チレングリコールと共に混練して活物質ペーストを調製
した。このペーストを使用し、以下、実施例１と同様に
してニッケル−カドミウム蓄電池を製作した。上記蓄電
池を０．１Ｃで１５時間充電した後、０．２〜５Ｃの間
の放電レートで放電し、０．２Ｃ放電に対する容量比率
を図１に示した。また、０．２Ｃ放電に対する３Ｃ放電
および５Ｃ放電の容量比率を表１に示した。さらに、１
Ｃ放電時の放電曲線を図２に、充放電サイクル特性を図
３に示した。
ム３０重量部、ポリビニルアルコール２重量部、ナイロ
ン繊維１重量部、金属ニッケル１０重量部を配合し、エ
チレングリコールと共に混練して活物質ペーストを調製
した。このペーストを使用し、以下、実施例１と同様に
してニッケル−カドミウム蓄電池を製作した。上記蓄電
池を０．１Ｃで１５時間充電した後、０．２〜５Ｃの間
の放電レートで放電し、０．２Ｃ放電に対する容量比率
を図１に示した。また、０．２Ｃ放電に対する３Ｃ放電
および５Ｃ放電の容量比率を表１に示した。さらに、１
Ｃ放電時の放電曲線を図２に、充放電サイクル特性を図
３に示した。
【００１１】
【表１】
【００１２】
【発明の効果】図１から、本発明に係る方法によれば、
高放電レートにおける放電電圧特性が向上していること
が分かる（５Ｃ／０．２Ｃ容量比で従来より１８％高
い）。また、図２から、１Ｃ放電電圧特性も改善されて
いることが分かる（３０分目電圧で従来より１０mV高
い）。β型水酸化カドミウムを用いた比較例は、従来例
に比べて高放電レートにおける放電電圧特性が向上し
（５Ｃ／０．２Ｃ容量比で従来より８％高い）、１Ｃ放
電電圧特性も向上しているが（３０分目電圧で従来より
３mV高い）、本発明に係る方法ではさらに改善されてい
る。これは、α型水酸化カドミウムが、β型水酸化カド
ミウムより導電性が高く活性な物質であるからである。
水酸化ナトリウム水溶液と反応させるカドミウム化合物
を変えても、表１に示したように実施例１〜３の間で差
はない。すなわち、カドミウム化合物には、酸化カドミ
ウム以外にもカドミウム塩を用いても同様の効果が得ら
れることが分かった。図３から、本発明に係る方法で
は、充放電サイクル特性がよく電池寿命が長いことが分
かる。これは、水酸化ナトリウム水溶液との反応によっ
て生成した活性なα型水酸化カドミウムの結晶が、充放
電サイクルによって粗大化せず、活性な状態を維持して
いるためである。
高放電レートにおける放電電圧特性が向上していること
が分かる（５Ｃ／０．２Ｃ容量比で従来より１８％高
い）。また、図２から、１Ｃ放電電圧特性も改善されて
いることが分かる（３０分目電圧で従来より１０mV高
い）。β型水酸化カドミウムを用いた比較例は、従来例
に比べて高放電レートにおける放電電圧特性が向上し
（５Ｃ／０．２Ｃ容量比で従来より８％高い）、１Ｃ放
電電圧特性も向上しているが（３０分目電圧で従来より
３mV高い）、本発明に係る方法ではさらに改善されてい
る。これは、α型水酸化カドミウムが、β型水酸化カド
ミウムより導電性が高く活性な物質であるからである。
水酸化ナトリウム水溶液と反応させるカドミウム化合物
を変えても、表１に示したように実施例１〜３の間で差
はない。すなわち、カドミウム化合物には、酸化カドミ
ウム以外にもカドミウム塩を用いても同様の効果が得ら
れることが分かった。図３から、本発明に係る方法で
は、充放電サイクル特性がよく電池寿命が長いことが分
かる。これは、水酸化ナトリウム水溶液との反応によっ
て生成した活性なα型水酸化カドミウムの結晶が、充放
電サイクルによって粗大化せず、活性な状態を維持して
いるためである。
【図１】本発明に係る実施例において説明したニッケル
−カドミウムアルカリ蓄電池の放電電圧特性を示した曲
線図である。
−カドミウムアルカリ蓄電池の放電電圧特性を示した曲
線図である。
【図２】本発明に係る実施例において説明したニッケル
−カドミウムアルカリ蓄電池の１Ｃ放電電圧特性を示し
た曲線図である。
−カドミウムアルカリ蓄電池の１Ｃ放電電圧特性を示し
た曲線図である。
【図３】本発明に係る実施例において説明したニッケル
−カドミウムアルカリ蓄電池の充放電サイクル特性を示
した曲線図である。
−カドミウムアルカリ蓄電池の充放電サイクル特性を示
した曲線図である。
Claims (1)
- 【請求項１】酸化カドミウムまたはカドミウム化合物を
水酸化ナトリウム水溶液中で処理してα型水酸化カドミ
ウムを生成する工程、前記α型水酸化カドミウムを粉砕
して金属カドミウム粉末と結着剤と練液と共に混練して
ペーストを調製する工程、前記ペーストを集電体に塗布
する工程を経ることを特徴とするアルカリ蓄電池用ペー
スト式陰極板の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4213091A JPH0660875A (ja) | 1992-08-11 | 1992-08-11 | アルカリ蓄電池用ペースト式陰極板の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4213091A JPH0660875A (ja) | 1992-08-11 | 1992-08-11 | アルカリ蓄電池用ペースト式陰極板の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0660875A true JPH0660875A (ja) | 1994-03-04 |
Family
ID=16633417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4213091A Pending JPH0660875A (ja) | 1992-08-11 | 1992-08-11 | アルカリ蓄電池用ペースト式陰極板の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0660875A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007273416A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Sanyo Electric Co Ltd | アルカリ蓄電池用非焼結式カドミウム負極 |
-
1992
- 1992-08-11 JP JP4213091A patent/JPH0660875A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007273416A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Sanyo Electric Co Ltd | アルカリ蓄電池用非焼結式カドミウム負極 |
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