JPH11149920A - アルカリ二次電池用ニッケル極およびアルカリ二次電池 - Google Patents

アルカリ二次電池用ニッケル極およびアルカリ二次電池

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JPH11149920A
JPH11149920A JP9329685A JP32968597A JPH11149920A JP H11149920 A JPH11149920 A JP H11149920A JP 9329685 A JP9329685 A JP 9329685A JP 32968597 A JP32968597 A JP 32968597A JP H11149920 A JPH11149920 A JP H11149920A
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JP
Japan
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nickel
electrode
sbr
secondary battery
nickel electrode
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JP9329685A
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English (en)
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Yuji Shioda
裕治 塩田
Tsutomu Sato
力 佐藤
Kiyomasa Yoshinaga
清正 吉永
Junichi Takano
淳一 高野
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Furukawa Battery Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Battery Co Ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 充放電の繰り返しにより充填物が脱落しない
ニッケル極を得て、短絡の発生がなく、充放電サイクル
寿命特性の低下を抑制することができるニッケル系アル
カリ二次電池を提供する。 【解決手段】 電極表面に少なくともSBRを含有する
結着剤が塗布されているアルカリ二次電池用ニッケル
極、およびこのようなアルカリ二次電池用ニッケル極を
備えた二次電池。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、ニッケル−水素電
池、ニッケル−カドミウム電池用ニッケル極、およびこ
のような電極を組み込んだニッケル系アルカリ二次電池
に関し、さらに詳しくは、充放電サイクル寿命特性の低
下を抑制することができるニッケル電極およびこのよう
な電極を組み込んだニッケル系アルカリ二次電池に関す
る。
【0002】
【従来の技術】ニッケル系アルカリ二次電池は、正極活
物質として用いられるNi(OH)2を導電基材に担持
させてなるニッケル極(正極)と、負極として水素吸蔵
合金電極、あるいは、カドミウム電極などを用い、これ
らをセパレータを介してアルカリ電解液中に配置して構
成される。ここで、ニッケル正極は、通常、以下のよう
にして製造される。活物質として、亜鉛、コバルトなど
が固溶している水酸化ニッケルを用い、結着剤としてフ
ッ素樹脂、増粘剤としてCMCなどを混練して充填ペー
ストを作製し、これを三次元発泡体の集電基板に充填
し、乾燥、圧延などを経て製造されている。
【0003】電極に用いられる結着剤としては、上記の
もの以外にスチレン−ブタジエンゴム系ポリマー(SB
R)、アクリロニトリル−ブタジエンゴム系ポリマー
(NBR)、フッ素ゴム系ポリマーなどのゴム系ポリマ
ー、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、四フッ
化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体(FEP)な
どや、シリコーン系高分子などのシランカップリング剤
などがある。
【0004】増粘剤としては、メチルセルロース、ヒド
ロキシエチルセルロース、エチルセルロースのようなセ
ルロース系高分子や、エチレングリコール、ポリエチレ
ングリコール、プロピレングリコールのようなグリコー
ル類や、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸ソーダ
のような合成高分子を挙げることができる。さらに、導
電剤としては、ニッケル、カーボン、カーボニルニッケ
ル粉末などを挙げることができる。
【0005】これらが配合されている充填物を、前述し
たように電極基板に充填し、乾燥、圧延などを行い、適
当なサイズに切断してニッケル正極を作製するのである
が、打ち抜きプレスや裁断によって得られた極板の端面
または集電部近傍には、例えばポリテトラフルオロエチ
レン(PTFE)分散液のような撥水性樹脂を塗布す
る。これは、極板から充填物が脱落するのを防ぐためで
ある。しかしながら、このようなPTFE分散液の塗布
では、活物質の脱落を防止するには不充分であり、長期
の使用に伴う短絡発生を充分に抑制することができな
い。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、充放電の繰
り返しにより充填物が脱落しないニッケル極を得て、短
絡の発生がなく、充放電サイクル寿命特性の低下を抑制
することができるニッケル系アルカリ二次電池を提供す
ることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、電極表面に少
なくともSBRを含有する結着剤が塗布されていること
を特徴とするアルカリ二次電池用ニッケル極、およびこ
のようなニッケル極を備えたアルカリ二次電池を提供す
るものである。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明において、電極表面に塗布
される結着剤として使用するSBRとは、スチレン−ブ
タジエン共重合体である。従来、SBRを充填物内に配
合することは知られているが、本発明は、少なくともS
BRを含有した結着剤をニッケル極に塗布することを特
徴とする。すなわち、ニッケル電極表面にSBRを含有
した結着剤を塗布し、充填物の脱落を起こしにくくする
ものである。本発明においては、ニッケル電極表面に結
着剤を塗布することが重要であり、充填物中に配合され
る結着剤は限定されず、また、結着剤が配合されていな
くてもよい。
【0009】また、SBRにフッ素樹脂を加えると、さ
らにサイクル寿命特性の優れたものを得ることができ
る。フッ素樹脂としては、PTFE(ポリテトラフルオ
ロエチレン)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオ
ロプロピレン共重合体、パーフルオロアルキルビニルエ
ーテル共重合体などのPTFE誘導体、三フッ化塩化エ
チレン樹脂、フッ化ビニル樹脂などが挙げられる。
【0010】ニッケル極表面に塗布されるSBRの量
は、水酸化ニッケルに対し、0.001〜0.1重量%
が好ましい。0.001重量%未満では、活物質の結着
効果がなく、活物質の極板からの脱落を防げず、一方、
0.1重量%より濃いとSBRの被膜で電極が覆われる
ため、極板への電解液の浸透性が悪くなる。また、ニッ
ケル極表面に塗布されるフッ素樹脂の量は、水酸化ニッ
ケルに対し、0.05〜0.5重量%が好ましい。0.
05重量%未満では、活物質の結着効果が少なく、一
方、0.5重量%より濃いと結着剤の被膜で電極が覆わ
れるため、極板への電解液の浸透性が悪くなる。
【0011】このような本発明のニッケル極を得るに
は、正極活物質などを含む電極充填物ペーストを発泡ニ
ッケルシートなどの電極基板に充填し、乾燥してニッケ
ル極を作製後、このニッケル極にSBR分散液、あるい
はさらにフッ素樹脂を加えた分散液を塗布し、乾燥した
後、ロール圧延して所定の厚さに調整し、裁断すればよ
い。塗布は、含浸したり、ブラシにて塗布すればよい。
好ましい塗布量とするためには、例えば含浸する場合、
SBR分散液の濃度を0.005〜0.5重量%とする
ことが好ましい。また、フッ素樹脂分散液の濃度は、
0.1〜1.0重量%とすることが好ましい。
【0012】本発明の二次電池は、正極として以上に述
べたニッケル電極を用いるものであるが、正極以外は従
来の、ニッケル極を正極、水素吸蔵合金もしくはカドミ
ウムを負極として持つアルカリ二次電池と同様である。
すなわち、正極、負極、セパレータ、電解液などから構
成されており、ニッケル極以外は、従来のものと同様の
ものを用いることができる。また、正極に用いられる、
正極活物質、充填物なども従来と同様のものを用いるこ
とができる。
【0013】
【実施例】以下、実施例を挙げ、本発明をさらに具体的
に説明するが、本発明はこれらにより限定されるもので
はない。なお、実施例および比較例中の部および%は、
特に断らない限り、重量基準である。 実施例1(正極) 基板:厚さ1.1mmの三次元金属多孔体(発泡ニッケ
ル電極基板) 極板:亜鉛が3%、コバルトが0.75%固溶している
球状水酸化ニッケル粉末100部、CoO粉末8部、C
MC(カルボキシメチルセルロース)1%水溶液37部
を混合してペーストを調製した。 このペーストを、上記の発泡ニッケル電極基板に充填
し、80℃で1時間乾燥した。これを濃度0.5%のS
BR分散液中に浸漬し、乾燥した後、ロール圧延によ
り、厚さ0.6mmに調整した。この電極原板を所定の
寸法(縦42mm×横72mm)に裁断して正極板とし
た。
【0014】(負極) 基板:直径0.015mmの開口が千鳥格子模様をなし
て、複数穿設されている軟鉄製の厚さ0.060mmの
パンチングメタルシートを用意し、その表面に厚さ12
μmのニッケルメッキを施してなるもの(厚さ0.06
4mm)を使用した。なお、このパンチングメタルシー
トの開口率は38%であった。 極板:アーク溶解法で、組成;MmNi3.3 Co1.0
0.4 Al0.3 (Mmはミッシュメタル)の水素吸蔵合
金を製造し、これを粉砕して150メッシュ(タイラー
篩)以下の合金粉末とした。イオン交換水100部に対
し、上記合金粉末400部、CMC1部からなる合金ス
ラリーを調製し、上記のパンチングメタルシートに塗着
し、乾燥、ロール圧延を行ない、厚さ0.42mmに調
整した。この電極原板を所定の寸法(縦42mm×横1
08mm)に裁断して負極板とした。
【0015】(セパレータ) 材質:親水化処理したポリオレフィン 寸法:長さ176mm、幅44mm、厚さ0.15mm 目付重量:66g/m2 (電解液) 組成:NaOH;0.6N、LiOH:1N、KOH:
7N 液量:1.96cc(捲回極板群) 上記負極板と上記正極板とを、上記セパ
レータが介在するように捲回し、渦巻き状の極板群を形
成した。
【0016】(電池)上記の極板群を、ニッケルメッキ
が施されている鋼製の円筒缶に収納し、これに上記組成
の電解液を注入し、蓋をして定格容量1,200mAh
のAA型ニッケル・水素電池を組み立てた。この電池に
ついて、以下に示す短絡試験、サイクル試験を行った。(短絡試験) 充電、放電、エージングを行い、電池を活
性化させた後、それぞれの電池につき、回路電圧が規格
値以下であるものを抜き出した。この電池を解体し、活
物質の脱落により内部短絡を起こしているものを数え
た。結果を表1に示す。なお、短絡試験のために作製さ
れた電池の個数は、1,000個である。
【0017】(サイクル試験)温度20℃で、0.1C
mAで150%充電した後、0.2CmAで電圧が1V
になるまで放電を行う作業を1サイクルとし、この作業
を繰り返した。結果を図1に示す。なお、このサイクル
試験のために作製された電池の個数は1,000個であ
り、グラフ中のデータはその平均値を示している。放電
容量を示す縦目盛りは、0サイクルのとき、1,200
mAhとなる。
【0018】実施例2 正極の製造において、濃度0.5%のSBR分散液を、
濃度0.1%のSBR分散液と濃度0.5%のPTFE
分散液の混合液に換えた以外は全て実施例1と同様に行
った。結果を表1と図1に示す。 比較例1 正極の製造において、濃度0.5%のSBR分散液を、
濃度0.5%のPTFE分散液に換えた以外は全て実施
例1と同様に行った。結果を表1に示す。
【0019】
【表1】
【0020】
【発明の効果】結着剤として少なくともSBRを含有し
たものをニッケル極表面に塗布することにより、結着力
が向上し電極充填物の脱落を防止することが可能とな
る。このような本発明のアルカリ二次電池用ニッケル極
を用いることにより、充放電サイクル寿命特性の優れた
アルカリ電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1および実施例2におけるサイクル試験
の結果を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉永 清正 福島県いわき市常磐下船尾町杭出作23−6 古河電池株式会社いわき事業所内 (72)発明者 高野 淳一 福島県いわき市常磐下船尾町杭出作23−6 古河電池株式会社いわき事業所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電極表面に少なくともSBRを含有する
    結着剤が塗布されていることを特徴とするアルカリ二次
    電池用ニッケル極。
  2. 【請求項2】 結着剤がSBRとフッ素樹脂からなるも
    のである請求項1記載のアルカリ二次電池用ニッケル
    極。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載のアルカリ二次電
    池用ニッケル極を備えたアルカリ二次電池。
JP9329685A 1997-11-14 1997-11-14 アルカリ二次電池用ニッケル極およびアルカリ二次電池 Withdrawn JPH11149920A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100739944B1 (ko) 2006-03-06 2007-07-16 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차전지용 음극 및 이를 이용한 리튬 이차전지
CN113540411A (zh) * 2021-06-10 2021-10-22 深圳市豪鹏科技股份有限公司 一种电池负极片及其制备方法、镍氢电池

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Effective date: 20050201