JPH11144726A - アルカリ蓄電池用非焼結式水酸化ニッケル電極 - Google Patents

アルカリ蓄電池用非焼結式水酸化ニッケル電極

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JPH11144726A
JPH11144726A JP9342327A JP34232797A JPH11144726A JP H11144726 A JPH11144726 A JP H11144726A JP 9342327 A JP9342327 A JP 9342327A JP 34232797 A JP34232797 A JP 34232797A JP H11144726 A JPH11144726 A JP H11144726A
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JP
Japan
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nickel hydroxide
powder
nickel
electrode
cobalt
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Pending
Application number
JP9342327A
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English (en)
Inventor
Yukitaka Seyama
瀬山  幸隆
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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    • 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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Abstract

(57)【要約】 【課題】 オキシ水酸化ニッケル粉末を添加する水酸化
ニッケル電極において、利用率の低下にともなう放電容
量の減少がおこらないような非焼結式水酸化ニッケル電
極を提供する。 【解決手段】 活物質が水酸化ニッケルを主体とする粉
末とオキシ水酸化ニッケルを主体とする粉末であり、こ
れらの活物質粉末と2価を越える価数のコバルトを主体
とする化合物粉末とからなるアルカリ蓄電池用非焼結式
水酸化ニッケル電極。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、非焼結式水酸化ニ
ッケル電極を用いたアルカリ蓄電池の高容量化に関す
る。
【0002】
【従来の技術】活物質として水酸化ニッケルを使用する
水酸化ニッケル電極は、ニッケル−カドミウム蓄電池や
ニッケル−金属水素化物蓄電池などのアルカリ蓄電池の
正極として用いられている。これらのアルカリ蓄電池は
携帯電子機器の電源として用いられ、その機能向上の手
段としてこれらのアルカリ蓄電池の高容量化が求められ
ているので、水酸化ニッケル電極の高性能化が不可欠で
ある。
【0003】従来、水酸化ニッケル電極としては、ニッ
ケル粉末を多孔性のパンチングメタル上に焼結させて得
られた基板上に、水酸化ニッケル活物質を含浸させて製
作される焼結式のものが多く用いられてきた。しかし、
焼結式極板では、基板の多孔度が概ね80%と小さく、
多量の活物質を充填することが困難であるため、水酸化
ニッケル電極の高エネルギー密度化には不利であった。
【0004】一方、基板に発泡状ニッケルや繊維状ニッ
ケルのマットを用いた非焼結式の水酸化ニッケル電極
は、基板の多孔度が95%以上と高く、前記焼結式極板
と比較して水酸化ニッケル電極の高エネルギー密度化に
有利である。そこで、最近のアルカリ蓄電池の高容量化
についての研究は、主に非焼結式極板を用いておこなわ
れている。この非焼結式水酸化ニッケル電極は基板の導
電性が低いため、導電剤として水酸化コバルトや一酸化
コバルト等のコバルト化合物を添加することが必要であ
る。添加したこのコバルト化合物は、化成初充電で電気
化学的に酸化されて、導電性の高いオキシ水酸化コバル
トに変換され、水酸化ニッケル電極中で有効な導電剤と
して作用するものと考えられている。
【0005】アルカリ蓄電池の正極活物質である水酸化
ニッケルは、充電により酸化されてオキシ水酸化ニッケ
ルとなり、また放電により水酸化ニッケルに還元され
る。このオキシ水酸化ニッケルは、水酸化ニッケルより
も導電性が高い物質である。そこで、特開平2−262
245号公報に示すように、水酸化ニッケル電極の製作
時にあらかじめオキシ水酸化ニッケル粉末を均一に添加
することにより、正極の導電性を高めることが可能であ
る。
【0006】ただし、オキシ水酸化ニッケルの添加量が
活物質全体の20wt%を越えると、アルカリ蓄電池の
放電時の容量制限極が負極となることが予想される。ま
た、オキシ水酸化ニッケル添加の効果を充分に得るため
にはオキシ水酸化ニッケルの添加量が多い方が望まし
い。これらのことから、オキシ水酸化ニッケルの添加量
は10〜20wt%程度であることが好ましい。
【0007】しかしながら、オキシ水酸化ニッケルを含
む水酸化ニッケル電極中に、非焼結式水酸化ニッケル電
極に必要なコバルト化合物を添加する際、水酸化コバル
トや一酸化コバルトのようなコバルトの価数が2価以下
の化合物を添加すると、活物質利用率の低下にともなう
放電容量の減少という問題があった。これは、2価以下
のコバルト化合物の一部がオキシ水酸化ニッケルによっ
て酸化されて高次コバルト化合物となるためにコバルト
化合物の偏在がおこりやすくなり、オキシ水酸化コバル
トの導電性ネットワークの形成の効果が小さくなること
に起因すると推定される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、オキシ水酸
化ニッケル粉末を添加する水酸化ニッケル電極におい
て、利用率の低下にともなう放電容量の減少がおこらな
いような非焼結式水酸化ニッケル電極を提供することを
目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明アルカリ蓄電池用
非焼結式水酸化ニッケル電極は、上記目的を解決するた
めに、活物質が水酸化ニッケルを主体とする粉末とオキ
シ水酸化ニッケルを主体とする粉末であり、これらの活
物質粉末と2価を越える価数のコバルトを主体とする化
合物粉末とからなることを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の水酸化ニッケル電極に添
加するコバルト化合物粉末は、コバルトの価数が2価を
越える高い導電性をもつ高次のコバルト化合物である。
そのため、2価以下のコバルト化合物のように、オキシ
水酸化ニッケルによって酸化されてコバルト化合物の偏
在がおこることなく高い導電性を維持できるため、高い
活物質利用率を示すものである。また、この効果をより
有効なものとするためには、オキシ水酸化ニッケルによ
るコバルト化合物の酸化を防止する必要があるため、上
記コバルト化合物の価数が2.5価以上であることが好
ましい。
【0011】
【実施例】本発明に関する水酸化ニッケル電極につい
て、実施例および比較例をもって詳細に説明する。
【0012】(実施例)特開平2―262245号公報
に示すように、以下の化学反応式(1)に従って、水酸
化ニッケルに対して重量比で約20倍のS.G.1.2
5(20℃)水酸化ナトリウム水溶液中に、水酸化ニッ
ケル粉末とペルオキソ二硫酸カリウム粉末をモル比2.
4:1の割合で分散させ、室温で10時間撹拌した。こ
の分散液をろ過して得られた黒色粉末を、洗浄液のpH
が7になるまで精製水で洗浄・乾燥して、オキシ水酸化
ニッケル粉末を得た。
【0013】 2Ni(OH)2 +S2 O8 2-+2OH- →2NiOOH+2SO4 2-+2H2 O (1) このようにして得られたオキシ水酸化ニッケルの平均価
数は、酸化還元滴定により2.98価を示すことが確認
された。
【0014】つぎに、2価を越えるコバルト化合物とし
て、水酸化コバルト粉末をS.G.1.25(20℃)
水酸化ナトリウム水溶液中、80℃で熱処理・洗浄・乾
燥して高導電性の3価のコバルト化合物を製作した。こ
の粉末10重量部と、前記オキシ水酸化ニッケル粉末1
5重量部と、水酸化ニッケル粉末85重量部と、カルボ
キシメチルセルロース粉末2重量部を精製水に加えて製
作したスラリー状試料を発泡ニッケル基板中に含浸・プ
レスした後、乾燥して、本発明による水酸化ニッケル電
極Aを得た。
【0015】負極は、公知のAB5型水素吸蔵合金を主
成分とするスラリー状試料をパンチングメタル上に塗布
し、乾燥後、プレスして製作した。
【0016】以上で製作した正極板3枚と負極板4枚と
親水性を付与したポリオレフィン製セパレータとを用い
てエレメントを形成し、水酸化カリウム水溶液を主成分
とする電解液を注入した電池缶内に挿入し、電池缶と安
全弁を内蔵した蓋部分を溶接して本発明電池Aを得た。
【0017】(比較例)水酸化コバルト粉末10重量部
を用いたこと以外は、実施例の水酸化ニッケル電極Aと
同様にして水酸化ニッケル電極Bを製作し、さらに比較
電池Bを得た。
【0018】これらの電池は、正極の理論容量がすべて
1000mAhである。
【0019】以上の電池を、室温中で100mAで12
時間充電後、100mAで0.8Vまで放電するという
充放電サイクルを10回繰り返して、水素吸蔵合金負極
を充分活性化した後、以下の条件で放電容量を測定し
た。
【0020】・充電……200mAで120%(6時
間) ・放電……200mAで0.8Vまで ・温度……25℃ 試験結果を図1に示す。水酸化ニッケル粉末とオキシ水
酸化ニッケル粉末と水酸化コバルト粉末を含有した比較
電池Bの放電容量は、約780mAhと小さかったのに
対し、水酸化ニッケル粉末とオキシ水酸化ニッケル粉末
と2価を越えるコバルト化合物粉末を含有した本発明電
池Aの放電容量は約980mAhと大きい値を示した。
比較電池Bの放電容量が小さい原因としては、2価のコ
バルト化合物である水酸化コバルト粉末の一部がオキシ
水酸化ニッケルによって酸化されてコバルト化合物の偏
在がおこり、オキシ水酸化コバルトの導電ネットワーク
が充分に形成されなかったことがあげられる。それに対
し本発明電池Aでは、コバルト化合物は2価を越える高
次コバルト化合物であるため、オキシ水酸化ニッケルに
よる酸化を受けることなく高い導電性を維持できるもの
と考えられる。
【0021】なお、水酸化ニッケル粉末やオキシ水酸化
ニッケル粉末中に、少量の亜鉛やコバルトやカドミウム
等の水酸化物が含まれた場合であっても、本発明電極の
特性を低下させるものではない。また、オキシ水酸化ニ
ッケル粉末製作のための水酸化ニッケル粉末の酸化や、
2価を越えるコバルト化合物粉末を得る方法は、電気化
学的手法あるいは化学的手法のいずれでもよい。
【0022】
【発明の効果】以上詳述したように、オキシ水酸化ニッ
ケル粉末と、水酸化ニッケル粉末と、2価を越える高次
コバルト化合物粉末とを用いることで、オキシ水酸化ニ
ッケルによるコバルト化合物の酸化に基づく放電容量の
低下を防止することができる。この効果により、水酸化
ニッケル電極にオキシ水酸化ニッケル粉末を添加するこ
とによるアルカリ蓄電池の高容量化を、より有効なもの
にすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】各種電池の放電特性の比較を示した図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 活物質が水酸化ニッケルを主体とする粉
    末とオキシ水酸化ニッケルを主体とする粉末であり、こ
    れらの活物質粉末と2価を越える価数のコバルトを主体
    とする化合物粉末とからなることを特徴とするアルカリ
    蓄電池用非焼結式水酸化ニッケル電極。
JP9342327A 1997-11-07 1997-11-07 アルカリ蓄電池用非焼結式水酸化ニッケル電極 Pending JPH11144726A (ja)

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