JPH0734364B2

JPH0734364B2 - アルカリ電池用ニッケル電極

Info

Publication number: JPH0734364B2
Application number: JP63076712A
Authority: JP
Inventors: 良夫森脇; 勉岩城; 孝治蒲生; 繁雄近藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1988-03-30
Filing date: 1988-03-30
Publication date: 1995-04-12
Anticipated expiration: 2010-04-12
Also published as: JPH01248472A

Description

【発明の詳細な説明】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−水素
電池などのアルカリ電池用ニッケル電極に関する。

従来の技術各種の電源のうち二次電池としては、鉛蓄電池とアルカ
リ蓄電池とが広く使われている。後者のアルカリ電池で
最も広く使われているがニッケル−カドミウム電池であ
る。そして密閉形構造の採用が実用の範囲を広げる大き
な要因となった。この電池は、高率充放電、寿命、温度
特性、保存特性などの特性がかなり優れており、使い易
さと高い信頼性が実用をひろげた。

ところで、アルカル電池を構成するニッケル極には優れ
た特性を示すところから、焼結式が採用されてきた。し
かし焼結式は特に製法が複雑なために高価であり、非焼
結式が注目されてから久しい。一般にペースト式等の非
焼結式の製法においては、活物質あるいは活物質保持材
料を結着剤によって結着し電極にするのが通常である。
この結着剤は、少量の添加で強い結着強度を有するこ
と、科学的に安定であること、電池反応を阻害しないこ
となどが要求され、これまでにアルカリ電池用ニッケル
電極には、ピリビニルアルコールやカルボキシメチルセ
ルローズなどのイオン透過性樹脂とポリエチレン、ポリ
スチロール、ポリ塩化ビニルそれにゴム系やフッソ系の
樹脂などの絶縁性樹脂が提案されてきた。

発明が解決しようとする課題しかし、これらの結着剤を用いたニッケル電極は、結着
剤が少量では充放電の繰返しによって電極の性能低下が
認められ、多量用いると寿命は改善されるが放電特性が
低下する。従って使用する結着剤の改善によって長時間
にわたって優れた性能を得ることが重要な課題である。

ところで、ニッケル電極は充放電により水酸化ニッケル
とオキシ水酸化ニッケルの間で変化し、これだけでも体
積変化がある上に充放電の繰返しにより、脹潤する性質
を持っている。従ってこのような体積膨張をおさえるた
めに多くの結着剤が必要になるが、多く用いると水酸化
ニッケル、オキシ水酸化ニッケルいずれも導電性の点で
劣ることもあって今度は極端な性能低下をもたらすこと
になる。

本発明は上記問題点を解決したニッケル電極を提供する
ことを目的とする。

課題を解決するための手段そこでニッケル電極用の結着剤としてスチレン−エチレ
ン−ブチレン−スチレン共重合体（SEBS）を用いる。そ
の添加量としては活物質に対して２〜20（Wt）％程度で
あることが好ましい。なお、この樹脂を中心にして他の
樹脂を併用してもよい。

作用従来からニッケル電極用の結着剤としてゴム系の樹脂と
してはスチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソ
プレン共重合体などが試みられてきているが、十分な効
果を発揮していなかった。これをエチレンが入ったスチ
レン−エチレン−ブチレン−スチレン共重合体にするこ
とにより優れた特性を長期にわたって発揮出来る理由に
ついてははっきりしない。しかし、エチレンが入ったこ
とにより、どちらかと言うと結着性に貢献するゴム系と
耐電解液性や耐酸化性に寄与するエチレン系の相乗効果
が得られた。

実施例以下、実施例としてペースト式ニツケル電極について説
明する。

市販の水酸化ニッケル粉末75部、コバルト粉末６部それ
に導電剤としてリン状黒鉛15部、補強剤としてアクリロ
ニトリル系の短繊維0.8部（重量比）これにスチレン−
エチレン−ブチレン−スチレン共重合体の３（重量）％
のトルエン溶液をこの樹脂が水酸化ニッケル粉末に対し
て同じく重量比で3.5部になるように加えてペーストを
作成する。このペーストを厚さ0.17mm、孔径1.8mm、開
孔度53％の鉄製でニッケルメッキを施したパンチングメ
タル板に塗着し、0.7mm幅のスリットを通して平滑化
し、120℃で１時間乾燥した。得られた電極は、エンボ
ス加工を施したローラー間を３回通して加圧し厚さ0.6m
mに調整した。その後さらにフッソ樹脂の0.3％ティスパ
ージョン溶液に浸漬し、ふたたび120℃で１時間乾燥し
た次に、このようにして得られたペート式ニッケル電極
を用いて密閉形ニッケル−カドミウム電池に適用した。
電池は単２形とした。電極を幅3.9cm長さ26cmに裁断
し、リード板を所定の２カ所にスポット溶接により取り
付けた。相手極としては、公知のペースト式カドミウム
電極を選び、幅3.9cm長さ22cmとして用いた。この場合
もリード板を２カ所取り付けた。

セパレータとしては、ポリアミド不織布、電解液として
は、比重1.20の苛性カリ水溶液に水酸化リチウムを20g/
L溶解して用いた。公称容量は2.8Ahである。このように
して得られた電池を（Ａ）とした。

なお、比較のために結着剤としてスチレン−ブタジエン
共重合体を（Ａ）と同量用いて得られたニツケル電極の
電池を（Ｂ）また、ポリエチレンをやはり同量高温のベ
ンゼン溶液で加えた場合を（Ｃ）として加えた。

これらの電池について通常の充放電によって放電容量を
調べた。0.2C（５時間率）で130％まで充電し、0.5C
（２時間率）で終止電圧1.0Vまで放電した結果、いずれ
も2.8〜3.0Ahを示し大きな差はなかった。

つぎに充放電サイクル試験によって放電容量の変化を調
べた。同じく充電は、0.2C（５時間率）で130％まで、
放電は0.5C（２時間率）で終止電圧1.0Vまで繰返した。
その結果本発明の電池（Ａ）では、10コの電池とも400
サイクル程度までは放電容量が2.5〜2.7Ahであり極めて
容量が一定しており、寿命特性に優れていることが明ら
かになった。

これに対して電池（Ｂ）と（Ｃ）では10コ中５コの電池
が300サイクルまでに極端な容量低下を示し、残りの５
コの電池も300サイクルで放電容量が1.8〜2.1Ah間に分
布した。

なお、本実施例では最も低廉な電極が得られる、電極支
持体として２次元構造のパンチングメタル板を用いた例
を示したが、その他の非焼結式である発泡状や繊維状支
持体を用いた場合にも有効である。

また、結着剤の添加量については発泡状や繊維状支持体
のような３次元構造を用いた場合には、少量たとえば２
〜４％程度がよく、パンチングメタル板などでは、それ
よりやや多く３〜10％がよい。また、寿命のみを特に重
視する場合には、さらに増して20％程度まで加えても良
い。

また、本実施例ではスチレン−エチレン−ブチレン−ス
チレン共重合体の溶液を用いた例を示したが、この樹脂
のエマルジョンやディスパージョン水溶液を用いると、
従来からよく試みられているカルボキシメチルセルロー
ズやポリビニルアルコール水溶液を併用することができ
る。

発明の効果以上のように、結着剤としてスチレン−エチレン−ブチ
レン−スチレン共重合体（SEBS）を用いて得られたアル
カリ電池用非焼結式ニッケル電極は優れた特性を長期間
発揮できる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン
共重合体（SEBS）を結着剤として用い、非焼結であるこ
とを特徴とするアルカリ電池用ニッケル電極。
【請求項２】スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン
共重合体（SEBS）の含有量が活物質に対して２〜20％で
あることを特徴とする請求項１記載のアルカリ電池用ニ
ッケル電極。