JPH0775163B2 - 電池用カドミウム極の製造法 - Google Patents
電池用カドミウム極の製造法Info
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- JPH0775163B2 JPH0775163B2 JP61251104A JP25110486A JPH0775163B2 JP H0775163 B2 JPH0775163 B2 JP H0775163B2 JP 61251104 A JP61251104 A JP 61251104A JP 25110486 A JP25110486 A JP 25110486A JP H0775163 B2 JPH0775163 B2 JP H0775163B2
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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
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
- H01M4/246—Cadmium electrodes
-
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- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
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- H01M10/526—Removing gases inside the secondary cell, e.g. by absorption by gas recombination on the electrode surface or by structuring the electrode surface to improve gas recombination
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- Y—GENERAL 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電池、とくに密閉形ニッケル−カドミウム蓄
電池に用いられるカドミウム電極の製造法に関する。
電池に用いられるカドミウム電極の製造法に関する。
従来の技術 密閉形のニッケル−カドミウム蓄電池の密閉化の原理
は、いわゆるノイマン方式として知られ、充電完了時に
ニッケル極から発生する酸素をカドミウム極で吸収し、
カドミウム極を過充電状態にしないことにより、酸素も
水素も発生させないことを基本にしている。
は、いわゆるノイマン方式として知られ、充電完了時に
ニッケル極から発生する酸素をカドミウム極で吸収し、
カドミウム極を過充電状態にしないことにより、酸素も
水素も発生させないことを基本にしている。
したがって急速充電を可能にするためには、カドミウム
極による酸素ガスの吸収をできるだけ迅速に行なわせる
ことが必要である。事実、たとえば１時間率充電を行な
い、充電完了を電圧や温度で検知して過充電状態になる
と充電電流を減少させる方式で急速充電が可能になって
いる。
極による酸素ガスの吸収をできるだけ迅速に行なわせる
ことが必要である。事実、たとえば１時間率充電を行な
い、充電完了を電圧や温度で検知して過充電状態になる
と充電電流を減少させる方式で急速充電が可能になって
いる。
さらに、カドミウム極の酸素との反応を助けるために、
白金，パラジウムなどの酸素イオン化触媒を加える試み
があり、それなりの効果があった。しかし、これらの添
加は、加えすぎると高価になるし、加える工程が複雑で
あるなどの理由で採用されていないのが現状である。
白金，パラジウムなどの酸素イオン化触媒を加える試み
があり、それなりの効果があった。しかし、これらの添
加は、加えすぎると高価になるし、加える工程が複雑で
あるなどの理由で採用されていないのが現状である。
その他にカドミウム極の表面に、銅や、銅とニッケルあ
るいは炭素などの導電性の層を形成することも効果があ
ることが明らかにされている。
るいは炭素などの導電性の層を形成することも効果があ
ることが明らかにされている。
このような急速充電特性をさらに向上させるために、カ
ドミウム極の表面に、銅やニッケルの層を形成させた場
合に、明らかに急速充電特性は向上するが、やはりこれ
らの層が多孔性であっても放電時の電圧がやや低下す
る。とくに高率放電で若干低下する。
ドミウム極の表面に、銅やニッケルの層を形成させた場
合に、明らかに急速充電特性は向上するが、やはりこれ
らの層が多孔性であっても放電時の電圧がやや低下す
る。とくに高率放電で若干低下する。
また、一方、燃料電池のガス拡散電極の技術を活用し
て、カドミウム極にフッ素樹脂で撥水処理を行なうこと
も、ガス吸収反応を促進する効果がある。したがって急
速充電に効果がある。しかし、この手段のみでは、やは
り不十分である。つまり、撥水処理を十分行なうとガス
の吸収には都合がよいが、放電時に電圧の低下がやや大
きくなる。撥水処理が不十分であれば、その逆になる。
て、カドミウム極にフッ素樹脂で撥水処理を行なうこと
も、ガス吸収反応を促進する効果がある。したがって急
速充電に効果がある。しかし、この手段のみでは、やは
り不十分である。つまり、撥水処理を十分行なうとガス
の吸収には都合がよいが、放電時に電圧の低下がやや大
きくなる。撥水処理が不十分であれば、その逆になる。
発明が解決しようとする問題点 このように、メッキにしても、撥水処理にしても、十分
行なうと急速充電には効果があるが、これらの処理は、
カドミウム極での、とくにイオン伝導性に抵抗になるの
で、放電性能がやや劣化する。本発明は、このような急
速充電特性と放電性能の向上をバランスよく行なえるカ
ドミウム極を提供することを目的とする。
行なうと急速充電には効果があるが、これらの処理は、
カドミウム極での、とくにイオン伝導性に抵抗になるの
で、放電性能がやや劣化する。本発明は、このような急
速充電特性と放電性能の向上をバランスよく行なえるカ
ドミウム極を提供することを目的とする。
問題点を解決するための手段 カドミウム極を製造後に、これにフッ素樹脂による撥水
処理を施し、ついで、金属メッキを施すことを特徴とす
る。
処理を施し、ついで、金属メッキを施すことを特徴とす
る。
作 用 この製造法によると、まずフッ素樹脂により撥水性を有
するようになる。この後に最も効果的な無電解メッキを
施すと、常法のセンシタイザー処理、アクチベータ処
理、無電解メッキの場合に、電極に撥水性があるので、
表面に均一に処理ができないので、部分的にメッキ層が
ない、つまり不均一なメッキ層が生成する。
するようになる。この後に最も効果的な無電解メッキを
施すと、常法のセンシタイザー処理、アクチベータ処
理、無電解メッキの場合に、電極に撥水性があるので、
表面に均一に処理ができないので、部分的にメッキ層が
ない、つまり不均一なメッキ層が生成する。
すなわち、フッ素樹脂により電極に撥水性を与えること
により、まず、ガス吸収を良好にし、その後のメッキが
多孔状になされることにより、ガス吸収を改良しつつ抵
抗の増大を抑制して、放電特性の劣化を抑制するもので
ある。
により、まず、ガス吸収を良好にし、その後のメッキが
多孔状になされることにより、ガス吸収を改良しつつ抵
抗の増大を抑制して、放電特性の劣化を抑制するもので
ある。
したがって、まず、フッ素樹脂により撥水性を電極面に
もたせ、ついでメッキを行ない、このメッキ層を多孔性
にする必要があるので、メッキは、強制的に行なう電解
メッキよりも、アクチベータが存在するところにのみメ
ッキが進む無電解メッキの方が好ましい。
もたせ、ついでメッキを行ない、このメッキ層を多孔性
にする必要があるので、メッキは、強制的に行なう電解
メッキよりも、アクチベータが存在するところにのみメ
ッキが進む無電解メッキの方が好ましい。
メッキの金属としては、耐アルカリ性があればとくに制
限はない。一般的には、無電解メッキが容易な銅，ニッ
ケルなどがよく、ニッケルの場合は、カドミウム極に直
接接すると自己放電が増すので、銅メッキ上に施こすこ
とが好ましい。酸化カドミウムを出発材料にしたカドミ
ウム極では、ニッケルの無電解メッキはやや困難である
ので、多孔性の銅メッキ層を設けた後に、ニッケルの電
解メッキを行なうのがよい。
限はない。一般的には、無電解メッキが容易な銅，ニッ
ケルなどがよく、ニッケルの場合は、カドミウム極に直
接接すると自己放電が増すので、銅メッキ上に施こすこ
とが好ましい。酸化カドミウムを出発材料にしたカドミ
ウム極では、ニッケルの無電解メッキはやや困難である
ので、多孔性の銅メッキ層を設けた後に、ニッケルの電
解メッキを行なうのがよい。
実施例 以下酸化カドミウムを出発材料として用いたペースト式
カドミウム極に適用した実施例を説明する。
カドミウム極に適用した実施例を説明する。
市販の酸化カドミウムをポリビニルアルコールの３重量
％エチレングリコール溶液に、重量比で５％のポリエチ
レン微粉末，同じく0.6％の塩化ビニル−アクリロニト
リル短繊維などを加えてペーストをつくる。これを厚さ
0.15mm、孔径1.8mm,開孔度50％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する。スリットを通
して塗着層を平滑化し、厚さを0.6mmに調製する。その
後、120℃で２時間乾燥してペースト式カドミウム極を
得る。
％エチレングリコール溶液に、重量比で５％のポリエチ
レン微粉末，同じく0.6％の塩化ビニル−アクリロニト
リル短繊維などを加えてペーストをつくる。これを厚さ
0.15mm、孔径1.8mm,開孔度50％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する。スリットを通
して塗着層を平滑化し、厚さを0.6mmに調製する。その
後、120℃で２時間乾燥してペースト式カドミウム極を
得る。
ついでこの電極を比重1.15の苛性カリ水溶液中におい
て、140mA/cm2の電流密度、時間10分，温度25℃の条件
で対極にニッケル板を用いて充電する。この充電量は、
計算の上では、全体のカドミウム理論容量の約35〜40％
に相当するが、充電効率が低いので、実際には約20％が
充電されたとみてよい。
て、140mA/cm2の電流密度、時間10分，温度25℃の条件
で対極にニッケル板を用いて充電する。この充電量は、
計算の上では、全体のカドミウム理論容量の約35〜40％
に相当するが、充電効率が低いので、実際には約20％が
充電されたとみてよい。
水洗，乾燥後に、市販のフッ素樹脂ディスパージョンを
樹脂分３重量％相当に希釈し、この溶液中に前記カドミ
ウム極を常温で２分間浸せきし、ついで120℃で1.5時間
乾燥した。この処理により電極間は撥水性が生じた。な
お、この撥水性処理は、化成の前に行なってもよいが、
後のメッキを多孔性にするための撥水性は、化成により
若干失われるので、実施例では化成後に行なった。
樹脂分３重量％相当に希釈し、この溶液中に前記カドミ
ウム極を常温で２分間浸せきし、ついで120℃で1.5時間
乾燥した。この処理により電極間は撥水性が生じた。な
お、この撥水性処理は、化成の前に行なってもよいが、
後のメッキを多孔性にするための撥水性は、化成により
若干失われるので、実施例では化成後に行なった。
ついで、このようにして得られたカドミウム極に、銅の
無電解メッキを行なった。
無電解メッキを行なった。
まず、市販のアクチベータ液を５倍に希釈した水溶液中
に、２分間浸せきした。乾燥後に、同じく市販の無電解
銅メッキ浴を用い、これを３倍に希釈して、45℃で20分
間浸せきした。アクチベータの液が、フッ素樹脂により
カドミウム極に均一に付着していないので、銅メッキも
多孔状に行なわれ、カドミウムが露出した部分が、全体
の約30％を占めた。このような露出の再現性は、カドミ
ウム極50枚について行なったところ、この条件では30％
±３％の範囲に収まった。なお、カドミウム極に対して
銅による重量増加は、いずれもほぼ1.5％であった。
に、２分間浸せきした。乾燥後に、同じく市販の無電解
銅メッキ浴を用い、これを３倍に希釈して、45℃で20分
間浸せきした。アクチベータの液が、フッ素樹脂により
カドミウム極に均一に付着していないので、銅メッキも
多孔状に行なわれ、カドミウムが露出した部分が、全体
の約30％を占めた。このような露出の再現性は、カドミ
ウム極50枚について行なったところ、この条件では30％
±３％の範囲に収まった。なお、カドミウム極に対して
銅による重量増加は、いずれもほぼ1.5％であった。
電池としては、単２形の密閉形ニッケル−カドミウム蓄
電池を例にした。したがって、このようにして得られた
カドミウム極を幅3.6cm、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、公知の焼結式ニッケル極をえらび、同じく
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。
電池を例にした。したがって、このようにして得られた
カドミウム極を幅3.6cm、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、公知の焼結式ニッケル極をえらび、同じく
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/
溶解して用いた。公称容量は2.32Ahである。この電池
を（Ａ）とする。
は、比重1.20の苛性カリ水溶液に水酸化リチウムを20g/
溶解して用いた。公称容量は2.32Ahである。この電池
を（Ａ）とする。
つぎに比較のために、フッ素樹脂による処理を行なわず
に、カドミウム極全面に（Ａ）と同じ量の銅メッキを施
した電池を（Ｂ）、フッ素樹脂による処理のみのカドミ
ウム極を用いた電池を（Ｃ）とする。
に、カドミウム極全面に（Ａ）と同じ量の銅メッキを施
した電池を（Ｂ）、フッ素樹脂による処理のみのカドミ
ウム極を用いた電池を（Ｃ）とする。
これら電池の通常の充放電たとえば、0.2C充電−0.2C放
電では、いずれも2.32Ahを示し、差は認められなかっ
た。そこで各電池の急速充電特性を調べた。周囲温度０
℃とし、各充電率で充電した際の電池の内圧を測定し
た。なお、充電は、放電容量の1.1倍まで各充電率で行
ない、その後は、0.2Cに減少させて全体で放電容量の1.
4倍充電した。その時の電池内圧を調べた。
電では、いずれも2.32Ahを示し、差は認められなかっ
た。そこで各電池の急速充電特性を調べた。周囲温度０
℃とし、各充電率で充電した際の電池の内圧を測定し
た。なお、充電は、放電容量の1.1倍まで各充電率で行
ない、その後は、0.2Cに減少させて全体で放電容量の1.
4倍充電した。その時の電池内圧を調べた。
まず、1C充電（2.3A）時での各電池の最高内圧は、電池
（Ａ）では0.7kg/cm2、電池（Ｂ）で1.1kg/cm2、電池
（Ｃ）では2.5kg/cm2であった。つぎに1.5C（3.45A）に
すると電池（Ａ）で2.1kg/cm2、（Ｂ）で2.7kg/cm2、
（Ｃ）で4.9kg/cm2、最後に2C（4.6A）では、（Ａ）が
5.5kg/cm2、（Ｂ）は6.7kg/cm2、（Ｃ）は8.8kg/cm2で
あった。
（Ａ）では0.7kg/cm2、電池（Ｂ）で1.1kg/cm2、電池
（Ｃ）では2.5kg/cm2であった。つぎに1.5C（3.45A）に
すると電池（Ａ）で2.1kg/cm2、（Ｂ）で2.7kg/cm2、
（Ｃ）で4.9kg/cm2、最後に2C（4.6A）では、（Ａ）が
5.5kg/cm2、（Ｂ）は6.7kg/cm2、（Ｃ）は8.8kg/cm2で
あった。
つぎに放電電圧を比較した。周囲温度を25℃とし、5Cで
の放電を行なった。その結果、電池（Ａ）の平坦電圧
は、1.13V、電池（Ｂ）は、1.09V、電池（Ｃ）では1.14
Vであり、電池（Ａ）はすぐれた充電特性を発揮しなが
ら、放電電圧の低下も少なかった。
の放電を行なった。その結果、電池（Ａ）の平坦電圧
は、1.13V、電池（Ｂ）は、1.09V、電池（Ｃ）では1.14
Vであり、電池（Ａ）はすぐれた充電特性を発揮しなが
ら、放電電圧の低下も少なかった。
なお、実施例では、メッキによる層の被覆は約70％であ
り、この場合には、下限，上限ともそれほど厳密に考え
る必要がない。しかし、ガス吸収と放電電圧のバランス
を考慮すると、メッキの被覆の割合は５〜80％の範囲が
よい。
り、この場合には、下限，上限ともそれほど厳密に考え
る必要がない。しかし、ガス吸収と放電電圧のバランス
を考慮すると、メッキの被覆の割合は５〜80％の範囲が
よい。
発明の効果 本発明によれば、導電性の層を設けた部分とカドミウム
極の面のみとを混在した電極が得られ、充電時でのガス
吸収能力を向上させ、放電時での電圧の低下を抑制でき
る効果を有する。
極の面のみとを混在した電極が得られ、充電時でのガス
吸収能力を向上させ、放電時での電圧の低下を抑制でき
る効果を有する。
Claims (2)
- 【請求項１】カドミウム電極を、フッ素樹脂ディスパー
ジョン溶液中に浸せきし、これを乾燥した後、金属メッ
キ処理して表面に部分的にメッキ層を形成することを特
徴とする電池用カドミウム極の製造法。 - 【請求項２】前記メッキ層が、カドミウム電極全面積の
５％以上80％以下である特許請求の範囲第１項記載の電
池用カドミウム極の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61251104A JPH0775163B2 (ja) | 1986-10-22 | 1986-10-22 | 電池用カドミウム極の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61251104A JPH0775163B2 (ja) | 1986-10-22 | 1986-10-22 | 電池用カドミウム極の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63105464A JPS63105464A (ja) | 1988-05-10 |
| JPH0775163B2 true JPH0775163B2 (ja) | 1995-08-09 |
Family
ID=17217703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61251104A Expired - Fee Related JPH0775163B2 (ja) | 1986-10-22 | 1986-10-22 | 電池用カドミウム極の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0775163B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2506777B2 (ja) * | 1987-06-12 | 1996-06-12 | 松下電器産業株式会社 | ペ−スト式カドミウム負極の製造法 |
-
1986
- 1986-10-22 JP JP61251104A patent/JPH0775163B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63105464A (ja) | 1988-05-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |