JPH10270039A - アルカリ蓄電池用ペースト式水酸化ニッケル正極板 - Google Patents

アルカリ蓄電池用ペースト式水酸化ニッケル正極板

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JPH10270039A
JPH10270039A JP9090323A JP9032397A JPH10270039A JP H10270039 A JPH10270039 A JP H10270039A JP 9090323 A JP9090323 A JP 9090323A JP 9032397 A JP9032397 A JP 9032397A JP H10270039 A JPH10270039 A JP H10270039A
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JP
Japan
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cobalt
nickel hydroxide
electrode plate
positive electrode
hydroxide
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JP9090323A
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English (en)
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Hideki Sasaki
佐々木  秀樹
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Japan Storage Battery Co Ltd
Original Assignee
Japan Storage Battery Co Ltd
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
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  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ペースト式正極板は、低率放電においては焼
結式極板よりも高容量となるが、高率放電においては性
能が低下する問題があり、グラファイトや金属ニッケ
ル、および酸化コバルト、水酸化コバルトあるいは金属
コバルト等のコバルト化合物を導電剤として添加する方
法や、前記の導電剤によって水酸化ニッケルを被覆する
方法が提案されている。また、被覆したコバルト化合物
を酸化処理して導電性の高い2価を超える化合物とする
方法も提案されている。2価を超えるコバルト化合物
は、それ自身は高導電性をもつが、アルカリ水溶液への
溶解度が小さいため安定な状態で存在し、活物質同士は
物理的に接触するだけであり、そのために高率放電性能
が劣るものと考えられている。 【解決手段】 2価を超えるコバルトを主体とする化合
物で被覆された水酸化ニッケル活物質と、2価以下のコ
バルトを主体とする化合物とを含有することを特徴とす
るアルカリ蓄電池用ペースト式水酸化ニッケル正極板。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、負極がカドミウ
ム、水素吸蔵合金、亜鉛あるいは鉄等であるアルカリ蓄
電池に用いるペースト式水酸化ニッケル正極板に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年の携帯電話、ビデオカメラあるいは
ヘッドホンステレオ等の種々の小型携帯機器の普及にと
もない、それらの電源としてアルカリ蓄電池は重要な役
割を果たしている。アルカリ蓄電池の正極板には、従
来、ニッケル粉末を穿孔鋼板に焼結してなる焼結基板に
水酸化ニッケル活物質を含浸して製作される焼結式正極
板が用いられてきた。しかしながら、焼結基板の多孔度
が80% 程度であることから、焼結式正極板の高容量化
には限界があった。
【0003】そこで、発泡ニッケル等の高多孔度の3次
元多孔体の基板に、粉末状の水酸化ニッケルを種々の添
加物と混合した活物質ペーストを充填して製作されるペ
ースト式正極板の開発が進められており、高容量化が達
成されている。しかしながら、発泡ニッケル等の3次元
多孔体は焼結基板よりも空孔径が大きいため、極板の導
電性が低くなり、高率放電性能が低下する問題がある。
この問題を改善することを目的として、グラファイトや
金属ニッケル、および酸化コバルト、水酸化コバルトあ
るいは金属コバルト等のコバルト化合物を導電剤として
添加する方法や、前記の導電剤によって水酸化ニッケル
を被覆する方法が提案されている。また、被覆したコバ
ルト化合物を酸化処理して導電性の高い2価を超える化
合物とする方法も提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ペースト式正極板は、
低率放電においては焼結式極板よりも高容量となるが、
高率放電においては性能が低下する問題がある。本発明
は、これを改善して、高率放電特性の向上したアルカリ
蓄電池用ペースト式水酸化ニッケル正極板を提供するこ
とを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】添加したコバルト化合物
は、それらが2価以下の場合にはアルカリ水溶液に溶解
してコバルト錯イオンとなり、水酸化コバルトとして水
酸化ニッケル活物質表面あるいは活物質同士の隙間等に
析出し、化成充電等によって安定な高次の酸化物である
オキシ水酸化コバルトに変化し、導電剤として作用する
ため、水酸化ニッケル極板の性能を向上させると考えら
れている。これに対して、2価を超えるコバルト化合物
は、それ自身は高導電性をもつが、アルカリ水溶液への
溶解度が小さいため安定な状態で存在する。
【0006】また、コバルト化合物で水酸化ニッケルを
被覆した場合には、コバルト化合物が2価以下の場合に
は溶解して析出するため前記と同様の効果が得られる
が、2価を超える場合には化合物が安定な状態で存在す
る。後者の場合、活物質同士は物理的に接触するだけで
あり、そのために高率放電性能が劣るものと考えられて
いる。
【0007】本発明は前記課題を解決するべく、2価を
超えるコバルトを主体とする化合物で被覆された水酸化
ニッケル活物質と、2価以下のコバルト化合物とを含有
することを特徴とするペースト式水酸化ニッケル正極板
を提供するものである。この正極板を用いてアルカリ蓄
電池を構成すると、添加した2価以下のコバルト化合物
は電解液であるアルカリ水溶液に溶解し、2価を超える
コバルトを主体とする化合物で被覆された水酸化ニッケ
ル活物質の表面および活物質間の隙間に水酸化コバルト
として析出し、化成充電等によってオキシ水酸化コバル
トとなるため電気的接続が良好になるものと考えられ
る。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明では、2価を超えるコバル
トを主体とする化合物で被覆された水酸化ニッケル活物
質と、2価以下のコバルト化合物とを含有するアルカリ
蓄電池用ペースト式水酸化ニッケル正極板とする。この
ように構成することにより、高率放電性能の優れたアル
カリ蓄電池を提供することができる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の詳細を実施例を用いて説明す
る。
【0010】(実験1) (実施例1)水酸化ニッケル活物質は、1.5M硫酸ニ
ッケル水溶液のpHが一定に保たれるように攪拌しなが
ら、アルカリ性水溶液を徐々に供給して水酸化ニッケル
を沈殿させ、濾過・洗浄・乾燥して得た。つぎに、この
粉末に精製水を加えて分散させ、pHを一定に保たれる
ように攪拌しながら10wt%硫酸コバルト水溶液を加
え、濾過・洗浄・乾燥して、水酸化コバルトで被覆され
た水酸化ニッケル活物質を得た。被覆した水酸化コバル
トは2価であり、その水酸化ニッケル活物質に対する割
合は5wt%とした。
【0011】この活物質を、100℃の空気中で熱処理
して、被覆した水酸化コバルトを酸化させて2価を超え
る状態とした。
【0012】つぎに、この活物質105重量部と、2価
以下のコバルト化合物として水酸化コバルト5重量部と
を、0.4wt%カルボキシメチルセルロース水溶液に
分散させてペーストを調製した。多孔度95%の発泡ニ
ッケル(住友電工製、商品名セルメット)にペーストを
充填・乾燥・プレスすることにより、本発明によるペー
スト式水酸化ニッケル正極板Aを製作した。
【0013】この正極板Aと、正極より充分大きな容量
をもち化成処理によって部分充電済みの公知の焼結式カ
ドミウム負極板とを、親水性を付与したポリプロピレン
製セパレータを介して渦巻状に捲回し、電解液として7
M水酸化カリウムを主体とする水溶液を用いて公称容量
1000mAh、KR−AAサイズの密閉式ニッケル−
カドミウム電池A(以下、本発明電池A)を製作した。
【0014】(比較例1)実施例1に記載した方法で作
製した前記水酸化コバルトで被覆された水酸化ニッケル
活物質を、酸化処理をおこなわないで用いた他は実施例
1と同様の方法にて正極板Bを作製し、さらに比較電池
Bを製作した。
【0015】(比較例2)前記の実施例1に記載した酸
化処理をおこなって2価を超える水酸化コバルトで被覆
した水酸化ニッケル活物質を、0.4wt%カルボキシ
メチルセルロース水溶液に分散させて調整したペースト
を用いたほかは、実施例1と同様にして、2価を超える
水酸化コバルトで被覆された活物質のみからなる正極板
Cを作製し、さらに比較電池Cを製作した。
【0016】以上の電池を、25℃において0.1Cm
A(100mA)で15時間初充電したのち、0.2C
mA(200mA)で1Vまで放電した。さらに、1C
mA(1000mA)で1.2時間充電し、1CmA
(1000mA)で1Vまで放電するという充放電を5
サイクルおこなった。ついで、同様の条件で充電した
後、3CA(3000mA)での放電をおこなった。こ
のときの放電特性の比較を図1に示す。
【0017】図1より、2価を超える水酸化コバルトで
被覆された水酸化ニッケル活物質と、2価以下のコバル
ト化合物である水酸化コバルトを含有した正極板Aを用
いた本発明電池Aは、2価以下の水酸化コバルトで被覆
された水酸化ニッケル活物質と2価以下の水酸化コバル
トを含有する正極板Bを用いた比較電池Bおよび2価を
超える水酸化コバルトで被覆された水酸化ニッケル活物
質のみからなる正極板Cを用いた比較電池Cに比べて、
放電時の分極が小さく、放電容量も大きいことがわか
る。
【0018】これは、本発明電池Aでは、2価以下のコ
バルト化合物である添加した水酸化コバルトがアルカリ
電解液に溶解し、水酸化コバルトとして活物質表面およ
び活物質間の隙間に析出した後オキシ水酸化コバルトに
変化して導電剤として作用するため、比較電池Cよりも
電気的接続が良好になったためと考えられる。
【0019】また、2価の水酸化コバルトで被覆した水
酸化ニッケル活物質を用いた比較電池Bでは効果が小さ
かったのは、添加あるいは被覆した水酸化コバルトの溶
解や析出の度合が極板内で均一でないことや、化成充電
において水酸化コバルトがオキシ水酸化コバルトへの酸
化される際に本発明電池Aのように導電性の高い2価を
超える水酸化コバルトが存在しないために、その酸化状
態が良好でなかったことによる影響と考えられる。
【0020】(実験2)水酸化ニッケルを被覆する2価
を超えるコバルト化合物の量、および添加する2価以下
のコバルト化合物の量を限定するために、実施例1に準
じて、各々の量を変えて種々の極板を製作して、前記と
同様の試験をおこなった。試験の結果を、水酸化ニッケ
ル量を100(wt%)として表1に示す。
【0021】
【表1】 表1より、被覆した2価を超えるコバルト化合物の量が
1wt%より小さい場合および15wt%以上の場合に
は放電容量が小さく、適正値は1〜14wt%であるこ
とがわかる。また、添加した2価以下のコバルト化合物
の量が1wt%より小さい場合および15wt%以上の
場合には放電容量が小さく、適正値は1〜14wt%で
あることがわかる。
【0022】放電容量が小さかった原因として、被覆し
た2価を超える水酸化コバルトの量が1wt%未満の場
合は、活物質の導電性を向上させる効果が小さいものと
考えられる。添加した2価以下の水酸化コバルトの量が
1wt%未満の場合は、活物質と基板との導電性を向上
させる効果が小さいためと考えられる。一方、被覆した
2価を超える水酸化コバルトあるいは添加した2価以下
の水酸化コバルトの量が15wt%以上の場合には、水
酸化ニッケル活物質の占有体積が小さくなったためと考
えられる。
【0023】なお、実施例に示した本発明による正極板
では、2価以下のコバルト化合物として水酸化コバルト
を取り上げたが、一酸化コバルト、コバルトサブオキサ
イドや金属コバルトを用いても同様の効果が得られた。
また、被覆した水酸化コバルトの酸化方法は本実施例に
記載したものによらず、過マンガン酸カリウム等の酸化
剤を用いたり、陽極酸化等の公知の方法を用いることが
可能である。また、本発明は、水酸化ニッケルにコバル
ト、亜鉛、カドミウム等を共沈させて正極板の種々の性
能を向上させる手段を妨げるものではない。
【0024】また、言うまでもなく、本発明によるペー
スト式正極板の効果はニッケル・カドミウム電池に限定
されるものではなく、負極に水素吸蔵合金、亜鉛あるい
は鉄等を用いたアルカリ蓄電池においても有効である。
【0025】
【発明の効果】本発明によるアルカリ蓄電池用ペースト
式水酸化ニッケル正極板は、高率放電性能の優れたアル
カリ蓄電池を提供するものであり、その工業的価値は極
めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】各電池の放電特性の比較を示した図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2価を超えるコバルトを主体とする化合
    物で被覆された水酸化ニッケル活物質と、2価以下のコ
    バルトを主体とする化合物とを含有することを特徴とす
    るアルカリ蓄電池用ペースト式水酸化ニッケル正極板。
  2. 【請求項2】 前記水酸化ニッケル活物質を被覆した2
    価を超えるコバルトを主体とする化合物の量が、水酸化
    ニッケルに対して1〜15wt%であることを特徴とす
    る請求項1記載のアルカリ蓄電池用ペースト式水酸化ニ
    ッケル正極板。
  3. 【請求項3】 前記2価以下のコバルトを主体とする化
    合物の量が、水酸化ニッケルに対して1〜15wt%で
    あることを特徴とする請求項1又は2記載のアルカリ蓄
    電池用ペースト式水酸化ニッケル正極板。
JP9090323A 1997-03-24 1997-03-24 アルカリ蓄電池用ペースト式水酸化ニッケル正極板 Pending JPH10270039A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7166391B2 (en) 2000-11-15 2007-01-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Cobalt compound for use in alkaline storage battery, method for manufacturing the same, and positive electrode plate of alkaline storage battery employing the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7166391B2 (en) 2000-11-15 2007-01-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Cobalt compound for use in alkaline storage battery, method for manufacturing the same, and positive electrode plate of alkaline storage battery employing the same

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