JPH09306484A - アルカリ蓄電池用ペースト式ニッケル極板及びその製造方法 - Google Patents
アルカリ蓄電池用ペースト式ニッケル極板及びその製造方法Info
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- JPH09306484A JPH09306484A JP8117282A JP11728296A JPH09306484A JP H09306484 A JPH09306484 A JP H09306484A JP 8117282 A JP8117282 A JP 8117282A JP 11728296 A JP11728296 A JP 11728296A JP H09306484 A JPH09306484 A JP H09306484A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 コバルト粉末の添加量を少なくし、極板の活
物質利用率及び容量を高めることができるアルカリ蓄電
池用ペースト式ニッケル極板を得る。 【解決手段】 水酸化ニッケル粉末と一次粒子径が３μ
ｍ以下のコバルト粉末とバインダとを含有するペースト
材料を１０〜１５℃の温度に維持した状態で０．３〜
０．８ｍ／ｓｅｃの流速で１０分以上撹拌する。これに
より、コバルト粉末１を５〜８０μｍの径を有する凝集
粒子にして活物質ペーストを作る。活物質ペーストを三
次元網目状構造体からなる集電体に充填する。
物質利用率及び容量を高めることができるアルカリ蓄電
池用ペースト式ニッケル極板を得る。 【解決手段】 水酸化ニッケル粉末と一次粒子径が３μ
ｍ以下のコバルト粉末とバインダとを含有するペースト
材料を１０〜１５℃の温度に維持した状態で０．３〜
０．８ｍ／ｓｅｃの流速で１０分以上撹拌する。これに
より、コバルト粉末１を５〜８０μｍの径を有する凝集
粒子にして活物質ペーストを作る。活物質ペーストを三
次元網目状構造体からなる集電体に充填する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルカリ蓄電池用
ペースト式ニッケル極板及びその製造方法に関するもの
である。
ペースト式ニッケル極板及びその製造方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】ニッケルカドミウム蓄電池、ニッケル水
素蓄電池、ニッケル亜鉛蓄電池等のアルカリ蓄電池の正
極板として用いるニッケル極板は、主として、焼結式ニ
ッケル極板を用いていた。しかしながら、電気製品の小
型軽量化及び高付加価値が進むにつれて、焼結式ニッケ
ル極板より電池のエネルギー密度の高いペースト式ニッ
ケル極板が多用されるようになってきた。一般にペース
ト式ニッケル極板は、三次元網目状構造体を集電体とし
て用い、この集電体に活物質ペーストを充填してから、
乾燥、圧延の工程を経て作る。ペースト式ニッケル極板
は、集電体に直に活物質ペーストを充填できるので、化
学含浸により活物質を充填する焼結式ニッケル極板に比
べて製造が容易である。また、このペースト式ニッケル
極板は、焼結式ニッケル極に比べて極板全体の体積に占
める集電体の体積が小さい上、圧延工程により極板を高
密度化できるため、エネルギー密度を高めることができ
る。しかしながら、三次元網目状構造体は集電体の集電
部（骨格部）により形成される空隙部（活物質充填部）
が大きいために、活物質層内の集電性が低くなる。その
ため、極板の活物質利用率が低下したり、高率放電特性
が低下する。そこで特公昭６１−３７３３号公報に示す
ように。コバルトのカーボニル化合物を熱分解して得ら
れるコバルト粉末を活物質に少量添加して、極板内の導
電性を高めることが検討された。コバルト粉末は、電解
液（アルカリ溶液）により表面が溶解し、水酸化コバル
トになる。そして、充電反応により水酸化コバルトが、
導電性の高いオキシ水酸化コバルトに変化する。このオ
キシ水酸化コバルトにより、極板内部の導電性が向上
し、極板の活物質利用率及び電池の高率放電特性が良好
になる。
素蓄電池、ニッケル亜鉛蓄電池等のアルカリ蓄電池の正
極板として用いるニッケル極板は、主として、焼結式ニ
ッケル極板を用いていた。しかしながら、電気製品の小
型軽量化及び高付加価値が進むにつれて、焼結式ニッケ
ル極板より電池のエネルギー密度の高いペースト式ニッ
ケル極板が多用されるようになってきた。一般にペース
ト式ニッケル極板は、三次元網目状構造体を集電体とし
て用い、この集電体に活物質ペーストを充填してから、
乾燥、圧延の工程を経て作る。ペースト式ニッケル極板
は、集電体に直に活物質ペーストを充填できるので、化
学含浸により活物質を充填する焼結式ニッケル極板に比
べて製造が容易である。また、このペースト式ニッケル
極板は、焼結式ニッケル極に比べて極板全体の体積に占
める集電体の体積が小さい上、圧延工程により極板を高
密度化できるため、エネルギー密度を高めることができ
る。しかしながら、三次元網目状構造体は集電体の集電
部（骨格部）により形成される空隙部（活物質充填部）
が大きいために、活物質層内の集電性が低くなる。その
ため、極板の活物質利用率が低下したり、高率放電特性
が低下する。そこで特公昭６１−３７３３号公報に示す
ように。コバルトのカーボニル化合物を熱分解して得ら
れるコバルト粉末を活物質に少量添加して、極板内の導
電性を高めることが検討された。コバルト粉末は、電解
液（アルカリ溶液）により表面が溶解し、水酸化コバル
トになる。そして、充電反応により水酸化コバルトが、
導電性の高いオキシ水酸化コバルトに変化する。このオ
キシ水酸化コバルトにより、極板内部の導電性が向上
し、極板の活物質利用率及び電池の高率放電特性が良好
になる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この技
術では、コバルト粉末の添加量を少なくできるとはいう
ものの、水酸化ニッケル粉末とコバルト粉末とを加算し
た重量に対する水酸化ニッケル粉末（活物質）の重量を
８５重量％以上にすることができなかった。また活物質
利用率も９７〜１００％にしかならなかった。なおここ
でいう活物質利用率とは、（実容量）／（理論容量）×
１００の式で算出した値であり、ニッケル極板では、実
容量が理論容量を上回ることがあるので、活物質利用率
は１００％を超えることがある。
術では、コバルト粉末の添加量を少なくできるとはいう
ものの、水酸化ニッケル粉末とコバルト粉末とを加算し
た重量に対する水酸化ニッケル粉末（活物質）の重量を
８５重量％以上にすることができなかった。また活物質
利用率も９７〜１００％にしかならなかった。なおここ
でいう活物質利用率とは、（実容量）／（理論容量）×
１００の式で算出した値であり、ニッケル極板では、実
容量が理論容量を上回ることがあるので、活物質利用率
は１００％を超えることがある。
【０００４】本発明の目的は、コバルト粉末の添加量を
少なくし、極板の活物質利用率及び容量を高めることが
できるアルカリ蓄電池用ペースト式ニッケル極板及びそ
の製造方法を提供することにある。
少なくし、極板の活物質利用率及び容量を高めることが
できるアルカリ蓄電池用ペースト式ニッケル極板及びそ
の製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、水酸化ニッケ
ル粉末とコバルト粉末とを含有するペースト式活物質が
三次元網目状構造体からなる集電体に充填されてなるア
ルカリ蓄電池用ペースト式ニッケル極板を対象にする、
本発明では、コバルト粉末として、一次粒子径が平均３
μｍ以下のものを用い、コバルト粉末はペースト式活物
質中において、凝集粒子を形成している。なお、ここで
いうペースト式活物質とは、活物質ペーストまたは活物
質ペーストを乾燥してなる活物質である。また一次粒子
の平均径（３μｍ以下）は、レーザー回折式粒度測定装
置を用いて測定できる径である。コバルト粉末が水酸化
コバルトからオキシ水酸化コバルトに変化する電気化学
反応は、集電体と接触している部分から生じる。本発明
のように、コバルト粉末が凝集粒子を形成していると、
コバルト粉末と三次元網目状構造体の集電部（骨格部）
との接触部分が大きくなる。また、従来では、三次元網
目状構造体の集電部に接触しないコバルト粉末があった
が、本発明では、コバルト粉末と三次元網目状構造体の
集電部（骨格部）に確実に接触させることができる。そ
のため、コバルト粉末の電気化学的反応が促進され、極
板内部に導電性ネットワークが効率よく形成される。そ
の結果、少量のコバルト粉末で極板の活物質利用率及び
容量を高めることができる。なお、一次粒子径が大きい
コバルト粉末を用いても、コバルト粉末と三次元網目状
構造体の集電部との接触面積は大きくなるが、一次粒子
では、粒子内部に電解液が浸入しにくいため、コバルト
粉末の電気化学的反応が促進されない。これに対して凝
集粒子は、凝集粒子を形成する３μｍ以下の径の一次粒
子の間に多くの隙間が形成される。このため、凝集粒子
内部に電解液が浸みわたり、コバルト粉末の電気化学的
反応の反応表面積が大きくなり、コバルト粉末の電気化
学的反応が促進される。なお、一次粒子径が３μｍを超
えるとコバルト粉末の電気化学的反応の反応表面積を大
きくできず、コバルト粉末の電気化学的反応が十分に促
進されない。
ル粉末とコバルト粉末とを含有するペースト式活物質が
三次元網目状構造体からなる集電体に充填されてなるア
ルカリ蓄電池用ペースト式ニッケル極板を対象にする、
本発明では、コバルト粉末として、一次粒子径が平均３
μｍ以下のものを用い、コバルト粉末はペースト式活物
質中において、凝集粒子を形成している。なお、ここで
いうペースト式活物質とは、活物質ペーストまたは活物
質ペーストを乾燥してなる活物質である。また一次粒子
の平均径（３μｍ以下）は、レーザー回折式粒度測定装
置を用いて測定できる径である。コバルト粉末が水酸化
コバルトからオキシ水酸化コバルトに変化する電気化学
反応は、集電体と接触している部分から生じる。本発明
のように、コバルト粉末が凝集粒子を形成していると、
コバルト粉末と三次元網目状構造体の集電部（骨格部）
との接触部分が大きくなる。また、従来では、三次元網
目状構造体の集電部に接触しないコバルト粉末があった
が、本発明では、コバルト粉末と三次元網目状構造体の
集電部（骨格部）に確実に接触させることができる。そ
のため、コバルト粉末の電気化学的反応が促進され、極
板内部に導電性ネットワークが効率よく形成される。そ
の結果、少量のコバルト粉末で極板の活物質利用率及び
容量を高めることができる。なお、一次粒子径が大きい
コバルト粉末を用いても、コバルト粉末と三次元網目状
構造体の集電部との接触面積は大きくなるが、一次粒子
では、粒子内部に電解液が浸入しにくいため、コバルト
粉末の電気化学的反応が促進されない。これに対して凝
集粒子は、凝集粒子を形成する３μｍ以下の径の一次粒
子の間に多くの隙間が形成される。このため、凝集粒子
内部に電解液が浸みわたり、コバルト粉末の電気化学的
反応の反応表面積が大きくなり、コバルト粉末の電気化
学的反応が促進される。なお、一次粒子径が３μｍを超
えるとコバルト粉末の電気化学的反応の反応表面積を大
きくできず、コバルト粉末の電気化学的反応が十分に促
進されない。
【０００６】また、本発明の極板はニッケルカドミウム
蓄電池、ニッケル水素蓄電池、ニッケル亜鉛蓄電池等の
アルカリ蓄電池に用いることができる。
蓄電池、ニッケル水素蓄電池、ニッケル亜鉛蓄電池等の
アルカリ蓄電池に用いることができる。
【０００７】コバルト粉末は、ペースト式活物質中にお
いて、５〜８０μｍの平均径を有する凝集粒子に形成す
ればよい。なお、凝集粒子の平均径（５〜８０μｍ）
は、レーザー回折式粒度測定装置を用いて測定できる径
である。凝集粒子の径が平均５μｍを下回るとコバルト
粉末と三次元網目状構造体の集電部（骨格部）との接触
が不十分になり、極板の活物質利用率を高めることがで
きない。凝集粒子の平均径が８０μｍを上回ると極板製
造時にコバルト粉末が活物質層の底部に堆積するため、
極板の活物質利用率を高めることができない。また凝集
粒子の平均径が８０μｍを上回ると、活物質を配送する
製造ラインの配管内にコバルト粉末が堆積するおそれが
ある。
いて、５〜８０μｍの平均径を有する凝集粒子に形成す
ればよい。なお、凝集粒子の平均径（５〜８０μｍ）
は、レーザー回折式粒度測定装置を用いて測定できる径
である。凝集粒子の径が平均５μｍを下回るとコバルト
粉末と三次元網目状構造体の集電部（骨格部）との接触
が不十分になり、極板の活物質利用率を高めることがで
きない。凝集粒子の平均径が８０μｍを上回ると極板製
造時にコバルト粉末が活物質層の底部に堆積するため、
極板の活物質利用率を高めることができない。また凝集
粒子の平均径が８０μｍを上回ると、活物質を配送する
製造ラインの配管内にコバルト粉末が堆積するおそれが
ある。
【０００８】コバルト粉末は、水酸化ニッケル粉末とコ
バルト粉末とを加算した加えた重量に対するコバルト粉
末の重量比（以下、単にコバルト粉末の重量比という）
が１０％以下になる量で、極板の活物質利用率を十分に
高めることができる。但し、コバルト粉末の重量比が５
％を下回ると活物質利用率を高くすることはできない。
バルト粉末とを加算した加えた重量に対するコバルト粉
末の重量比（以下、単にコバルト粉末の重量比という）
が１０％以下になる量で、極板の活物質利用率を十分に
高めることができる。但し、コバルト粉末の重量比が５
％を下回ると活物質利用率を高くすることはできない。
【０００９】また、三次元網目状構造体は１５０〜３０
０μｍの孔径を有しているものを用いるのが好ましい。
なお、三次元網目状構造体の孔径（１５０〜３００μ
ｍ）はＳＥＭを用いて測定できる径である。孔径が１５
０μｍを下回ると活物質ペーストの充填性が悪くなり、
孔径が３００μｍを上回ると極板内の導電性が低下する
おそれがある。
０μｍの孔径を有しているものを用いるのが好ましい。
なお、三次元網目状構造体の孔径（１５０〜３００μ
ｍ）はＳＥＭを用いて測定できる径である。孔径が１５
０μｍを下回ると活物質ペーストの充填性が悪くなり、
孔径が３００μｍを上回ると極板内の導電性が低下する
おそれがある。
【００１０】アルカリ蓄電池用ペースト式ニッケル極板
を製造するには、水酸化ニッケル粉末とコバルト粉末と
を含有する活物質ペーストを三次元網目状構造体からな
る集電体に充填する製造方法を対象にする。そして、水
酸化ニッケル粉末と一次粒子径が３μｍ以下のコバルト
粉末とバインダとを含有する混合物を１０〜１５℃の温
度に維持した状態で０．３〜０．８ｍ／ｓｅｃの流速で
１０分以上撹拌したものを活物質ペーストとして用い
る。このようにすれば、コバルト粉末は、５〜８０μｍ
の径を有する凝集粒子になる。
を製造するには、水酸化ニッケル粉末とコバルト粉末と
を含有する活物質ペーストを三次元網目状構造体からな
る集電体に充填する製造方法を対象にする。そして、水
酸化ニッケル粉末と一次粒子径が３μｍ以下のコバルト
粉末とバインダとを含有する混合物を１０〜１５℃の温
度に維持した状態で０．３〜０．８ｍ／ｓｅｃの流速で
１０分以上撹拌したものを活物質ペーストとして用い
る。このようにすれば、コバルト粉末は、５〜８０μｍ
の径を有する凝集粒子になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明のニッケル極板をニ
ッケル・水素蓄電池用正極板に適用した実施の形態を説
明する。
ッケル・水素蓄電池用正極板に適用した実施の形態を説
明する。
【００１２】（試験１）本試験では、コバルト粉末の凝
集粒子径と極板の活物質利用率との関係を調べた。ま
ず、カルボキシメチルセルロースを含む２重量％のバイ
ンダ溶液２５重量％と平均粒子径３０μｍの水酸化ニッ
ケル粉末６７．５重量％と平均一次粒子径１μｍのコバ
ルト粉末７．５重量％との混合物を複数用意した。なお
水酸化ニッケル粉末とコバルト粉末とを加えた重量に対
するコバルト粉末の重量比は１０％である。次にこれら
複数のペースト材料を冷却水を流すジャケットを備えた
容器内でペースト材料の温度を１０〜１５℃に維持し、
ペースト材料の粘度を１０００〜５０００ｍＰａ・ｓの
範囲内に維持した状態で、ペースト材料の流速をそれぞ
れ変えて、６０分間混練した。なお、ペースト材料の流
速は撹拌機の回転速度を異ならせることにより変えた。
これにより、コバルト粉末は凝集する。そして、凝集粒
子径が３、５、３０、８０、１００μｍの活物質ペース
トをそれぞれ得た。図１はペースト材料の流速と凝集粒
子径との関係を示している。なお、図１には、２５℃の
雰囲気中（ペースト材料の温度は３５℃以上になる）で
ペースト材料を撹拌した場合のペースト材料の流速と凝
集粒子径との関係も併せて示している。本図より、ペー
ストの流速を調整することによりコバルト粉末の凝集粒
子径が変化するのが分る。そして、ペースト材料の温度
を１０〜１５℃に維持し、ペースト材料の流速を０．３
〜０．８ｍ／ｓにするとコバルト粉末の凝集粒子径を５
〜８０μｍにできるのが分る。またペースト材料を２５
℃の雰囲気中で撹拌するとペースト材料の温度３５℃以
上になり、コバルト粉末はほとんど凝集しないのが分
る。図２（Ａ）は平均凝集粒子径６μｍにコバルト粉末
１が凝集した活物質ペーストの拡大図である。また図２
（Ｂ）はコバルト粉末１´が凝集していない活物質ペー
ストの拡大図である。また両図において２は水酸化ニッ
ケル粉末である。
集粒子径と極板の活物質利用率との関係を調べた。ま
ず、カルボキシメチルセルロースを含む２重量％のバイ
ンダ溶液２５重量％と平均粒子径３０μｍの水酸化ニッ
ケル粉末６７．５重量％と平均一次粒子径１μｍのコバ
ルト粉末７．５重量％との混合物を複数用意した。なお
水酸化ニッケル粉末とコバルト粉末とを加えた重量に対
するコバルト粉末の重量比は１０％である。次にこれら
複数のペースト材料を冷却水を流すジャケットを備えた
容器内でペースト材料の温度を１０〜１５℃に維持し、
ペースト材料の粘度を１０００〜５０００ｍＰａ・ｓの
範囲内に維持した状態で、ペースト材料の流速をそれぞ
れ変えて、６０分間混練した。なお、ペースト材料の流
速は撹拌機の回転速度を異ならせることにより変えた。
これにより、コバルト粉末は凝集する。そして、凝集粒
子径が３、５、３０、８０、１００μｍの活物質ペース
トをそれぞれ得た。図１はペースト材料の流速と凝集粒
子径との関係を示している。なお、図１には、２５℃の
雰囲気中（ペースト材料の温度は３５℃以上になる）で
ペースト材料を撹拌した場合のペースト材料の流速と凝
集粒子径との関係も併せて示している。本図より、ペー
ストの流速を調整することによりコバルト粉末の凝集粒
子径が変化するのが分る。そして、ペースト材料の温度
を１０〜１５℃に維持し、ペースト材料の流速を０．３
〜０．８ｍ／ｓにするとコバルト粉末の凝集粒子径を５
〜８０μｍにできるのが分る。またペースト材料を２５
℃の雰囲気中で撹拌するとペースト材料の温度３５℃以
上になり、コバルト粉末はほとんど凝集しないのが分
る。図２（Ａ）は平均凝集粒子径６μｍにコバルト粉末
１が凝集した活物質ペーストの拡大図である。また図２
（Ｂ）はコバルト粉末１´が凝集していない活物質ペー
ストの拡大図である。また両図において２は水酸化ニッ
ケル粉末である。
【００１３】次にコバルト粉末の凝集粒子径が異なる上
記の活物質ペーストを孔径１５０〜３００μｍ、空孔率
９５％の三次元網目状構造体を有する発泡ニッケル基体
にそれぞれ充填した。次にこれを乾燥、プレスして４０
×７５×０．６mmの寸法を有する理論容量１１３５ｍＡ
ｈのニッケル極板（正極板）をそれぞれ作った。
記の活物質ペーストを孔径１５０〜３００μｍ、空孔率
９５％の三次元網目状構造体を有する発泡ニッケル基体
にそれぞれ充填した。次にこれを乾燥、プレスして４０
×７５×０．６mmの寸法を有する理論容量１１３５ｍＡ
ｈのニッケル極板（正極板）をそれぞれ作った。
【００１４】次にこれら各極板を用いて電池を作り試験
を行った。まず、各ニッケル極板（正極板）と穿孔板を
集電体として用いるペースト式の水素吸蔵合金極板（負
極板）とをナイロン製のセパレータを介して捲回して極
板群をそれぞれ作った。次に各極板群を電池缶に挿入し
た後に３０重量％水酸化カリウム水溶液に水酸化リチウ
ムを溶解した電解液を電池缶内に注液して、理論容量約
１１３５ｍＡｈのＡＡサイズ電池をそれぞれ作った。そ
して、各電池を通常の放電（低率放電）と高率で放電し
た場合とにおける活物質利用率を測定して、コバルト粉
末の凝集粒子径と活物質利用率との関係を調べた。な
お、低率放電は０．１ＣｍＡで１６時間充電した後に
０．２ＣｍＡで終止電圧１．０Ｖまで放電した。また高
率放電は１．０ＣｍＡで９０分間充電した後に３．０Ｃ
ｍＡで終止電圧０．９Ｖまで放電した。また活物質利用
率は（実容量）／（理論容量）×１００の式で算出した
値である。ここでいう「実容量」は、実際に放電した電
池の放電容量である。ここで製造した電池は正極支配な
ので、電池の放電容量が正極活物質の放電容量になる。
また「理論容量」は、水酸化ニッケルがオキシ水酸化ニ
ッケルに変化する充電反応や、オキシ水酸化ニッケルが
水酸化ニッケルに変化する放電反応が１電子反応である
と仮定した場合の極板の容量であり、水酸化ニッケル１
ｇあたりの容量２８９ｍＡｈに水酸化ニッケルの重量ｇ
を掛けた値である。図３はその測定結果を示している。
本図より、低率放電（０．２ＣｍＡ放電）、高率放電
（３．０ＣｍＡ放電）共にコバルト粉末の凝集粒子径を
５〜８０μｍとすると、電池の活物質利用率を高くでき
るのが分る。凝集粒子の径が５μｍを下回るとコバルト
粉末と三次元網目状構造体の集電部（骨格部）との接触
が不十分になり、極板の活物質利用率を高めることがで
きない。凝集粒子の径が８０μｍを上回ると極板製造時
にコバルト粉末が活物質層の底部に堆積するため、極板
の活物質利用率を高めることができない。
を行った。まず、各ニッケル極板（正極板）と穿孔板を
集電体として用いるペースト式の水素吸蔵合金極板（負
極板）とをナイロン製のセパレータを介して捲回して極
板群をそれぞれ作った。次に各極板群を電池缶に挿入し
た後に３０重量％水酸化カリウム水溶液に水酸化リチウ
ムを溶解した電解液を電池缶内に注液して、理論容量約
１１３５ｍＡｈのＡＡサイズ電池をそれぞれ作った。そ
して、各電池を通常の放電（低率放電）と高率で放電し
た場合とにおける活物質利用率を測定して、コバルト粉
末の凝集粒子径と活物質利用率との関係を調べた。な
お、低率放電は０．１ＣｍＡで１６時間充電した後に
０．２ＣｍＡで終止電圧１．０Ｖまで放電した。また高
率放電は１．０ＣｍＡで９０分間充電した後に３．０Ｃ
ｍＡで終止電圧０．９Ｖまで放電した。また活物質利用
率は（実容量）／（理論容量）×１００の式で算出した
値である。ここでいう「実容量」は、実際に放電した電
池の放電容量である。ここで製造した電池は正極支配な
ので、電池の放電容量が正極活物質の放電容量になる。
また「理論容量」は、水酸化ニッケルがオキシ水酸化ニ
ッケルに変化する充電反応や、オキシ水酸化ニッケルが
水酸化ニッケルに変化する放電反応が１電子反応である
と仮定した場合の極板の容量であり、水酸化ニッケル１
ｇあたりの容量２８９ｍＡｈに水酸化ニッケルの重量ｇ
を掛けた値である。図３はその測定結果を示している。
本図より、低率放電（０．２ＣｍＡ放電）、高率放電
（３．０ＣｍＡ放電）共にコバルト粉末の凝集粒子径を
５〜８０μｍとすると、電池の活物質利用率を高くでき
るのが分る。凝集粒子の径が５μｍを下回るとコバルト
粉末と三次元網目状構造体の集電部（骨格部）との接触
が不十分になり、極板の活物質利用率を高めることがで
きない。凝集粒子の径が８０μｍを上回ると極板製造時
にコバルト粉末が活物質層の底部に堆積するため、極板
の活物質利用率を高めることができない。
【００１５】（試験２）本試験では、水酸化ニッケル粉
末とコバルト粉末とを加えた重量に対するコバルト粉末
の重量比（以下、単にコバルト粉末の重量比という）と
極板の活物質利用率との関係及びコバルト粉末の重量比
と極板の実容量との関係を調べた。まず、コバルト粉末
の凝集粒子径を３０μｍにし、その他は前述の試験１と
同様にして、コバルト粉末の重量比が３、５、８、１
０、１５重量％と異なる極板を作った。これらの極板の
理論容量は、それぞれ約１２２３、１２００、１１６
０、１１３５、１０７０ｍＡｈである。そして、各極板
を用いて前述と同様にしてそれぞれ電池を製造した。そ
して、各電池に前述の高率放電（３．０ＣｍＡ放電）を
行い、コバルト粉末の重量比と極板の活物質利用率との
関係及びコバルト粉末の重量比と極板の実容量との関係
を測定した。図４はその測定結果を示している。本図に
おいて、左側の縦軸は極板の活物質利用率を示してお
り、右側の縦軸は極板の重量あたりの実容量を示してい
る。本図より、コバルト粉末の重量比が５％以上になる
と、極板の活物質利用率が高くなるのが分る。しかし、
コバルト粉末の重量比が１０％を超えると、コバルト粉
末が増加した分だけ水酸化ニッケル粉末の含有量が低く
なるため、重量あたりの実容量は、低下するのが分る。
末とコバルト粉末とを加えた重量に対するコバルト粉末
の重量比（以下、単にコバルト粉末の重量比という）と
極板の活物質利用率との関係及びコバルト粉末の重量比
と極板の実容量との関係を調べた。まず、コバルト粉末
の凝集粒子径を３０μｍにし、その他は前述の試験１と
同様にして、コバルト粉末の重量比が３、５、８、１
０、１５重量％と異なる極板を作った。これらの極板の
理論容量は、それぞれ約１２２３、１２００、１１６
０、１１３５、１０７０ｍＡｈである。そして、各極板
を用いて前述と同様にしてそれぞれ電池を製造した。そ
して、各電池に前述の高率放電（３．０ＣｍＡ放電）を
行い、コバルト粉末の重量比と極板の活物質利用率との
関係及びコバルト粉末の重量比と極板の実容量との関係
を測定した。図４はその測定結果を示している。本図に
おいて、左側の縦軸は極板の活物質利用率を示してお
り、右側の縦軸は極板の重量あたりの実容量を示してい
る。本図より、コバルト粉末の重量比が５％以上になる
と、極板の活物質利用率が高くなるのが分る。しかし、
コバルト粉末の重量比が１０％を超えると、コバルト粉
末が増加した分だけ水酸化ニッケル粉末の含有量が低く
なるため、重量あたりの実容量は、低下するのが分る。
【００１６】（試験３）本試験では、コバルト粉末の一
次粒子の径と極板の活物質利用率との関係を調べた。ま
ず、一次粒子径が１、３、１０、３０μｍのコバルト粉
末をそれぞれ用い、その他は前述の試験１と同様（コバ
ルト粉末の重量比１０重量％）にして、凝集粒子径がそ
れぞれ１０、３０、５０、１００μｍとなるように極板
を作った。また、一次粒子径が１、３、１０、３０μｍ
のコバルト粉末をそれぞれ用い、凝集粒子を形成しない
極板を作った。なお、凝集粒子を形成しないこれらの極
板は、室温（２５℃）中でペースト材料を混練すること
により作った。そして、各極板を用いて前述と同様にし
てそれぞれ電池を製造した。そして、各電池に前述の高
率放電（３．０ＣｍＡ放電）を行い、コバルト粉末の一
次粒子の径と極板の活物質利用率との関係を測定した。
図５はその測定結果を示している。本図より、一次粒子
径が３μｍ以下のコバルト粉末により凝集粒子を形成す
ると、極板の活物質利用率を高くできるのが分る。また
一次粒子径を大きくして凝集粒子径と同じ大きさにして
も、活物質利用率は高くならないのが分る。
次粒子の径と極板の活物質利用率との関係を調べた。ま
ず、一次粒子径が１、３、１０、３０μｍのコバルト粉
末をそれぞれ用い、その他は前述の試験１と同様（コバ
ルト粉末の重量比１０重量％）にして、凝集粒子径がそ
れぞれ１０、３０、５０、１００μｍとなるように極板
を作った。また、一次粒子径が１、３、１０、３０μｍ
のコバルト粉末をそれぞれ用い、凝集粒子を形成しない
極板を作った。なお、凝集粒子を形成しないこれらの極
板は、室温（２５℃）中でペースト材料を混練すること
により作った。そして、各極板を用いて前述と同様にし
てそれぞれ電池を製造した。そして、各電池に前述の高
率放電（３．０ＣｍＡ放電）を行い、コバルト粉末の一
次粒子の径と極板の活物質利用率との関係を測定した。
図５はその測定結果を示している。本図より、一次粒子
径が３μｍ以下のコバルト粉末により凝集粒子を形成す
ると、極板の活物質利用率を高くできるのが分る。また
一次粒子径を大きくして凝集粒子径と同じ大きさにして
も、活物質利用率は高くならないのが分る。
【００１７】なお、本実施例では、コバルト粉末だけを
添加物として添加したが、酸化コバルト等のコバルト化
合物、亜鉛化合物、カルシウム化合物等のコバルト粉末
以外の添加物を添加してもよい。
添加物として添加したが、酸化コバルト等のコバルト化
合物、亜鉛化合物、カルシウム化合物等のコバルト粉末
以外の添加物を添加してもよい。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、コバルト粉末が凝集粒
子を形成しているので、コバルト粉末と三次元網目状構
造体の集電部（骨格部）との接触面積が大きくなる。ま
た、従来では、三次元網目状構造体の集電部に接触しな
いコバルト粉末があったが、本発明では、コバルト粉末
と三次元網目状構造体の集電部（骨格部）に確実に接触
させることができる。そのため、コバルト粉末の電気化
学的反応が促進され、極板内部に導電性ネットワークが
効率よく形成される。その結果、少量のコバルト粉末で
極板の活物質利用率及び容量を高めることができる。
子を形成しているので、コバルト粉末と三次元網目状構
造体の集電部（骨格部）との接触面積が大きくなる。ま
た、従来では、三次元網目状構造体の集電部に接触しな
いコバルト粉末があったが、本発明では、コバルト粉末
と三次元網目状構造体の集電部（骨格部）に確実に接触
させることができる。そのため、コバルト粉末の電気化
学的反応が促進され、極板内部に導電性ネットワークが
効率よく形成される。その結果、少量のコバルト粉末で
極板の活物質利用率及び容量を高めることができる。
【図１】 ペースト材料の流速と凝集粒子径との関係を
示す図である。
示す図である。
【図２】 （Ａ）はコバルト粉末が凝集した活物質ペー
ストの拡大図であり、（Ｂ）はコバルト粉末が凝集して
いない活物質ペーストの拡大図である。
ストの拡大図であり、（Ｂ）はコバルト粉末が凝集して
いない活物質ペーストの拡大図である。
【図３】 コバルト粉末の凝集粒子径と活物質利用率と
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
【図４】 コバルト粉末の重量比と極板の活物質利用率
との関係及びコバルト粉末の重量比と極板の実容量との
関係を示す図である。
との関係及びコバルト粉末の重量比と極板の実容量との
関係を示す図である。
【図５】 コバルト粉末の一次粒子の径と極板の活物質
利用率との関係を示す図である。
利用率との関係を示す図である。
１，１´コバルト粉末 ２ 水酸化ニッケル粉末
Claims (5)
- 【請求項１】 水酸化ニッケル粉末とコバルト粉末とを
含有するペースト式活物質が三次元網目状構造体からな
る集電体に充填されてなるアルカリ蓄電池用ペースト式
ニッケル極板において、 前記コバルト粉末として一次粒子の平均径が３μｍ以下
のものを用い、 前記コバルト粉末はペースト式活物質中において、複数
の凝集粒子を形成している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極板。 - 【請求項２】 前記コバルト粉末はペースト式活物質中
において、５〜８０μｍの平均径を有する凝集粒子を形
成していることを特徴とする請求項１に記載のアルカリ
蓄電池用ペースト式ニッケル極板。 - 【請求項３】 前記水酸化ニッケル粉末と前記コバルト
粉末とを加算した重量に対する前記コバルト粉末の重量
比が５〜１０％であることを特徴とする請求項２に記載
のアルカリ蓄電池用ペースト式ニッケル極板。 - 【請求項４】 前記三次元網目状構造体は１５０〜３０
０μｍの孔径を有していることを特徴とする請求項３に
記載のアルカリ蓄電池用ペースト式ニッケル極板。 - 【請求項５】 水酸化ニッケル粉末とコバルト粉末とを
含有する活物質ペーストを三次元網目状構造体からなる
集電体に充填してアルカリ蓄電池用ペースト式ニッケル
極板を製造する方法において、 前記活物質ペーストとして、水酸化ニッケル粉末と一次
粒子の平均径が３μｍ以下のコバルト粉末とバインダと
を含有する混合物を１０〜１５℃の温度を維持した状態
で０．３〜０．８ｍ／ｓｅｃの流速で１０分以上撹拌し
たものを用いることを特徴とするアルカリ蓄電池用ペー
スト式ニッケル極板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8117282A JPH09306484A (ja) | 1996-05-13 | 1996-05-13 | アルカリ蓄電池用ペースト式ニッケル極板及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8117282A JPH09306484A (ja) | 1996-05-13 | 1996-05-13 | アルカリ蓄電池用ペースト式ニッケル極板及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09306484A true JPH09306484A (ja) | 1997-11-28 |
Family
ID=14707894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8117282A Abandoned JPH09306484A (ja) | 1996-05-13 | 1996-05-13 | アルカリ蓄電池用ペースト式ニッケル極板及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09306484A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8236448B2 (en) | 2006-09-22 | 2012-08-07 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Battery electrode substrate, and electrode employing the same |
-
1996
- 1996-05-13 JP JP8117282A patent/JPH09306484A/ja not_active Abandoned
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8236448B2 (en) | 2006-09-22 | 2012-08-07 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Battery electrode substrate, and electrode employing the same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762 Effective date: 20040121 |