JPH11238508A - アルカリ蓄電池用ニッケル正極および製造方法 - Google Patents
アルカリ蓄電池用ニッケル正極および製造方法Info
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- JPH11238508A JPH11238508A JP10040708A JP4070898A JPH11238508A JP H11238508 A JPH11238508 A JP H11238508A JP 10040708 A JP10040708 A JP 10040708A JP 4070898 A JP4070898 A JP 4070898A JP H11238508 A JPH11238508 A JP H11238508A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Inorganic Chemistry (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数の添加剤の効果を有効に発揮して、高容
量および長寿命のニッケル正極を提供することを目的と
する。 【解決手段】 水酸化ニッケル粉末、およびコバルト酸
化物を含む複数の添加剤を含有するアルカリ蓄電池用ニ
ッケル正極において、コバルト酸化物を除く添加剤がコ
バルト酸化物のカプセルに包含されている。このカプセ
ルは、水酸化コバルトのペーストにコバルト酸化物を除
く添加剤を加えて練合することにより、作製することが
できる。
量および長寿命のニッケル正極を提供することを目的と
する。 【解決手段】 水酸化ニッケル粉末、およびコバルト酸
化物を含む複数の添加剤を含有するアルカリ蓄電池用ニ
ッケル正極において、コバルト酸化物を除く添加剤がコ
バルト酸化物のカプセルに包含されている。このカプセ
ルは、水酸化コバルトのペーストにコバルト酸化物を除
く添加剤を加えて練合することにより、作製することが
できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ニッケル・水素蓄
電池やニッケル・カドミウム蓄電池等に用いられるアル
カリ蓄電池用ニッケル正極およびその製造方法に関する
ものである。
電池やニッケル・カドミウム蓄電池等に用いられるアル
カリ蓄電池用ニッケル正極およびその製造方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、携帯電話やＰＨＳおよびノート型
コンピューター等の情報機器の爆発的な普及に伴い、高
エネルギー密度を有し、機器の発熱に伴う高温雰囲気下
においても電池特性の優れた二次電池が切望されてい
る。また、電気自動車用の電源としても高エネルギー密
度で、幅広い温度雰囲気での使用にも耐える新しい二次
電池の開発が要望されている。このような要望に応える
ために、ニッケル・カドミウム電池（以下ニカド電池と
いう）の分野においては、従来の焼結式ニッケル正極を
用いたニカド電池の高容量化が進み、また、これより３
０〜６０％高容量である発泡メタル式ニッケル正極を用
いた高エネルギー密度のニカド電池が開発されている。
さらに、負極に水素吸蔵合金を用いた、ニカド電池より
も高容量のニッケル・水素蓄電池が開発されている。
コンピューター等の情報機器の爆発的な普及に伴い、高
エネルギー密度を有し、機器の発熱に伴う高温雰囲気下
においても電池特性の優れた二次電池が切望されてい
る。また、電気自動車用の電源としても高エネルギー密
度で、幅広い温度雰囲気での使用にも耐える新しい二次
電池の開発が要望されている。このような要望に応える
ために、ニッケル・カドミウム電池（以下ニカド電池と
いう）の分野においては、従来の焼結式ニッケル正極を
用いたニカド電池の高容量化が進み、また、これより３
０〜６０％高容量である発泡メタル式ニッケル正極を用
いた高エネルギー密度のニカド電池が開発されている。
さらに、負極に水素吸蔵合金を用いた、ニカド電池より
も高容量のニッケル・水素蓄電池が開発されている。
【０００３】これらの高容量アルカリ蓄電池は、正極の
エネルギー密度を向上させるために、焼結式ニッケル多
孔体や高多孔度（９０％以上）の３次元の発泡ニッケル
多孔体やニッケル繊維多孔体に水酸化ニッケル粉末を高
密度に充填している。その結果、従来の焼結式ニッケル
正極のエネルギー密度が４００〜５００ｍＡｈ／ｃｍ3
であるのに対して、最近の焼結式ニッケル正極のそれは
４５０〜５００ｍＡｈ／ｃｍ3まで向上し、発泡メタル
式ニッケル正極のそれは５５０〜６５０ｍＡｈ／ｃｍ3
である。これらの高容量化とともに正極利用率の向上や
高温特性の向上など各種特性の改善も行われ、種々の添
加剤が広く用いられるようになった。そうした中これま
でに以下に示すような提案がなされている。 （１）正極中にイットリウム、インジウム、アンチモ
ン、バリウムおよびベリウムから選ばれた元素の化合物
を含有させる方法（特開平６−１０３９７３号公報）。
また、これ以外にも電池特性の向上のために各種添加剤
が用いられているが、水酸化ニッケルの利用率の向上の
ためには、コバルトまたはコバルト化合物の添加が広く
用いられ、添加方法について多くの提案がなされてい
る。 （２）活物質の水酸化ニッケル粉末をβ−Ｃｏ（ＯＨ）
2で被覆する方法（特開昭６１−１１０９６２号公
報）。 （３）活物質の水酸化ニッケル粉末にＣｏＯまたはβ−
Ｃｏ（ＯＨ）2粒子を帯電により付着し、機械的衝撃力
により固定化する方法（特開平１−２８１６７０号公
報）。 （４）水酸化ニッケル粉末表面に、結晶構造の乱れた２
価よりも大きいコバルト化合物の層を設ける方法（特開
平８−１４８１４６号公報）。
エネルギー密度を向上させるために、焼結式ニッケル多
孔体や高多孔度（９０％以上）の３次元の発泡ニッケル
多孔体やニッケル繊維多孔体に水酸化ニッケル粉末を高
密度に充填している。その結果、従来の焼結式ニッケル
正極のエネルギー密度が４００〜５００ｍＡｈ／ｃｍ3
であるのに対して、最近の焼結式ニッケル正極のそれは
４５０〜５００ｍＡｈ／ｃｍ3まで向上し、発泡メタル
式ニッケル正極のそれは５５０〜６５０ｍＡｈ／ｃｍ3
である。これらの高容量化とともに正極利用率の向上や
高温特性の向上など各種特性の改善も行われ、種々の添
加剤が広く用いられるようになった。そうした中これま
でに以下に示すような提案がなされている。 （１）正極中にイットリウム、インジウム、アンチモ
ン、バリウムおよびベリウムから選ばれた元素の化合物
を含有させる方法（特開平６−１０３９７３号公報）。
また、これ以外にも電池特性の向上のために各種添加剤
が用いられているが、水酸化ニッケルの利用率の向上の
ためには、コバルトまたはコバルト化合物の添加が広く
用いられ、添加方法について多くの提案がなされてい
る。 （２）活物質の水酸化ニッケル粉末をβ−Ｃｏ（ＯＨ）
2で被覆する方法（特開昭６１−１１０９６２号公
報）。 （３）活物質の水酸化ニッケル粉末にＣｏＯまたはβ−
Ｃｏ（ＯＨ）2粒子を帯電により付着し、機械的衝撃力
により固定化する方法（特開平１−２８１６７０号公
報）。 （４）水酸化ニッケル粉末表面に、結晶構造の乱れた２
価よりも大きいコバルト化合物の層を設ける方法（特開
平８−１４８１４６号公報）。
【０００４】前記（１）の方法は、活物質である水酸化
ニッケルの表面にイットリウム、インジウム、アンチモ
ン等の化合物が吸着し、高温雰囲気下での充電反応の競
争反応である酸素発生反応の過電圧を増大させ、これに
より水酸化ニッケルのオキシ水酸化ニッケルへの充電効
率を高め、高温雰囲気における活物質の利用率を向上さ
せようとするものである。しかし、単にこの方法を適用
しても、正極中の添加剤の分布状態が不均一であったり
して、前記の期待に添った効果が十分に得られなかっ
た。また、十分な効果を得るためには多量の添加剤が必
要となるので、電池の高容量化の妨げになっていた。前
記（２）、（３）、（４）の方法は、水酸化ニッケルの
利用率の向上をはかるためにコバルトの添加方法につい
て提案されたものである。これらの方法によると、添加
するＣｏ（ＯＨ）2やＣｏＯを水酸化ニッケル粉末に被
覆したり、吸着させたりするのに多大な労力を必要と
し、生産コストも非常に高いものになって、工業的に実
用化することは容易ではない。また、これらのコバルト
の添加と、上記（１）の化合物や保存特性の改善のため
のＺｎＯの添加などとが個々に行われていたので、複数
の添加剤を効果的に組み合わせるという点で改良の余地
がある。
ニッケルの表面にイットリウム、インジウム、アンチモ
ン等の化合物が吸着し、高温雰囲気下での充電反応の競
争反応である酸素発生反応の過電圧を増大させ、これに
より水酸化ニッケルのオキシ水酸化ニッケルへの充電効
率を高め、高温雰囲気における活物質の利用率を向上さ
せようとするものである。しかし、単にこの方法を適用
しても、正極中の添加剤の分布状態が不均一であったり
して、前記の期待に添った効果が十分に得られなかっ
た。また、十分な効果を得るためには多量の添加剤が必
要となるので、電池の高容量化の妨げになっていた。前
記（２）、（３）、（４）の方法は、水酸化ニッケルの
利用率の向上をはかるためにコバルトの添加方法につい
て提案されたものである。これらの方法によると、添加
するＣｏ（ＯＨ）2やＣｏＯを水酸化ニッケル粉末に被
覆したり、吸着させたりするのに多大な労力を必要と
し、生産コストも非常に高いものになって、工業的に実
用化することは容易ではない。また、これらのコバルト
の添加と、上記（１）の化合物や保存特性の改善のため
のＺｎＯの添加などとが個々に行われていたので、複数
の添加剤を効果的に組み合わせるという点で改良の余地
がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の点に
鑑み、複数の添加剤の効果を有効に発揮して、高容量お
よび長寿命のニッケル正極を提供することを目的とす
る。
鑑み、複数の添加剤の効果を有効に発揮して、高容量お
よび長寿命のニッケル正極を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のアルカリ蓄電池
用ニッケル正極は、活物質の水酸化ニッケル粉末、およ
びコバルト酸化物を含む複数の添加剤を含有し、コバル
ト酸化物を除く添加剤がコバルト酸化物のカプセルに包
含されていることを特徴とする。ここで、コバルト酸化
物を除く添加剤は、金属コバルト、金属ニッケル、およ
び金属元素の化合物からなる群より選ばれた少なくとも
一種であり、前記金属元素がコバルト、ニッケル、マン
ガン、亜鉛、カルシウム、マグネシウム、ストロンチウ
ム、バリウム、イットリウム、イッテリビウム、エルビ
ウム、インジウム、アンチモンおよびベリリウムからな
る群より選ばれたものが好ましい。
用ニッケル正極は、活物質の水酸化ニッケル粉末、およ
びコバルト酸化物を含む複数の添加剤を含有し、コバル
ト酸化物を除く添加剤がコバルト酸化物のカプセルに包
含されていることを特徴とする。ここで、コバルト酸化
物を除く添加剤は、金属コバルト、金属ニッケル、およ
び金属元素の化合物からなる群より選ばれた少なくとも
一種であり、前記金属元素がコバルト、ニッケル、マン
ガン、亜鉛、カルシウム、マグネシウム、ストロンチウ
ム、バリウム、イットリウム、イッテリビウム、エルビ
ウム、インジウム、アンチモンおよびベリリウムからな
る群より選ばれたものが好ましい。
【０００７】本発明のアルカリ蓄電池用ニッケル正極の
製造方法は、水酸化コバルトのペーストにコバルト酸化
物を除く添加剤を加えて練合することにより、水酸化コ
バルトでカプセル化された添加剤を得る工程、前記のカ
プセル化された添加剤と水酸化ニッケル粉末を練合して
活物質混合物のペーストを得る工程、および活物質混合
物のペーストを電極支持体に充填する工程を有する。水
酸化コバルトでカプセル化された添加剤は、水酸化ニッ
ケルと練合するに先だって、乾燥することが好ましい。
製造方法は、水酸化コバルトのペーストにコバルト酸化
物を除く添加剤を加えて練合することにより、水酸化コ
バルトでカプセル化された添加剤を得る工程、前記のカ
プセル化された添加剤と水酸化ニッケル粉末を練合して
活物質混合物のペーストを得る工程、および活物質混合
物のペーストを電極支持体に充填する工程を有する。水
酸化コバルトでカプセル化された添加剤は、水酸化ニッ
ケルと練合するに先だって、乾燥することが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明は、主添加剤のコバルト酸
化物およびその他の副添加剤を活物質の水酸化ニッケル
に混合した活物質混合物を電極支持体に支持させた構成
のニッケル正極において、副添加剤がコバルト酸化物の
カプセルに包含されていることを特徴としている。ここ
において、前記のコバルト酸化物は、作動可能な電極中
において導電性ネットワークとして機能するコバルトの
高次酸化物、好ましくはオキシ水酸化コバルトＣｏＯＯ
Ｈをいう。このコバルト酸化物は、電極作製の段階で既
に高次酸化物になっていてもよいし、電極作製後の化成
または電池に組み込んだ後の初充電により高次コバルト
酸化物になったものでもよい。後者における高次コバル
ト酸化物の原料には、電極作製の段階では通常水酸化コ
バルトが用いられる。
化物およびその他の副添加剤を活物質の水酸化ニッケル
に混合した活物質混合物を電極支持体に支持させた構成
のニッケル正極において、副添加剤がコバルト酸化物の
カプセルに包含されていることを特徴としている。ここ
において、前記のコバルト酸化物は、作動可能な電極中
において導電性ネットワークとして機能するコバルトの
高次酸化物、好ましくはオキシ水酸化コバルトＣｏＯＯ
Ｈをいう。このコバルト酸化物は、電極作製の段階で既
に高次酸化物になっていてもよいし、電極作製後の化成
または電池に組み込んだ後の初充電により高次コバルト
酸化物になったものでもよい。後者における高次コバル
ト酸化物の原料には、電極作製の段階では通常水酸化コ
バルトが用いられる。
【０００９】上記のようにコバルト酸化物で添加剤がカ
プセル化されていることにより、これまで特性改善のた
めに添加されていた各種の添加剤が一体となって導電性
の高いコバルト酸化物に接触した状態で存在することに
なる。このため各々の添加剤は、個々に分散して存在す
る従来の構成に比べて、電気化学的反応がより促進され
ると考えられる。また、特定の添加剤のみが凝集体とな
ることがなく、極板全体として添加剤を均一に分散させ
ることができる。従って、添加量を削減して同等以上の
効果を発揮させることができる。
プセル化されていることにより、これまで特性改善のた
めに添加されていた各種の添加剤が一体となって導電性
の高いコバルト酸化物に接触した状態で存在することに
なる。このため各々の添加剤は、個々に分散して存在す
る従来の構成に比べて、電気化学的反応がより促進され
ると考えられる。また、特定の添加剤のみが凝集体とな
ることがなく、極板全体として添加剤を均一に分散させ
ることができる。従って、添加量を削減して同等以上の
効果を発揮させることができる。
【００１０】以下、図面を参照して本発明をより詳しく
説明する。図１および図２は、本発明によるニッケル電
極の製造工程を示している。まず、図１について説明す
る。最初に水酸化コバルト粉末に水を加えて練合し、水
酸化コバルトの粘凋なペーストを作製する。次に、副添
加剤としての金属コバルト粉末、酸化亜鉛粉末、および
フッ化カルシウムを前記の水酸化コバルトのペーストに
加え、練合する。こうして副添加剤を包含した主添加剤
水酸化コバルトのカプセルが分散したペーストが得られ
る。このペーストに活物質の水酸化ニッケル粉末と水を
加え、練合して活物質混合物のペーストを調製する。ま
た、図２は、図１のカプセルが分散したペーストを乾燥
し、この乾燥したカプセルに、活物質の水酸化ニッケル
粉末と水を加え、練合して活物質混合物のペーストを調
製する点が図１と異なる。このカプセルを乾燥すること
によって、個々のカプセルにおける添加剤の一体化が強
固となる。
説明する。図１および図２は、本発明によるニッケル電
極の製造工程を示している。まず、図１について説明す
る。最初に水酸化コバルト粉末に水を加えて練合し、水
酸化コバルトの粘凋なペーストを作製する。次に、副添
加剤としての金属コバルト粉末、酸化亜鉛粉末、および
フッ化カルシウムを前記の水酸化コバルトのペーストに
加え、練合する。こうして副添加剤を包含した主添加剤
水酸化コバルトのカプセルが分散したペーストが得られ
る。このペーストに活物質の水酸化ニッケル粉末と水を
加え、練合して活物質混合物のペーストを調製する。ま
た、図２は、図１のカプセルが分散したペーストを乾燥
し、この乾燥したカプセルに、活物質の水酸化ニッケル
粉末と水を加え、練合して活物質混合物のペーストを調
製する点が図１と異なる。このカプセルを乾燥すること
によって、個々のカプセルにおける添加剤の一体化が強
固となる。
【００１１】図３は上記のようにして得られる本発明に
よるニッケル電極を模式的に表している。１は電極支持
体となる芯材を表し、たとえば発泡ニッケルの骨格に相
当する。この芯材に充填された活物質混合物は、水酸化
ニッケル粒子２、および水酸化コバルトのカプセル３か
ら構成されている。カプセル３は、副添加剤として、図
の例では、金属コバルト粒子４、酸化亜鉛粒子５、およ
びフッ化カルシウム粒子６を包含している。水酸化コバ
ルトは、電極の化成および／または電池に組み込んだ後
の初充電により、高次コバルト酸化物に変換され、電極
内における導電性ネットワークとして働く。
よるニッケル電極を模式的に表している。１は電極支持
体となる芯材を表し、たとえば発泡ニッケルの骨格に相
当する。この芯材に充填された活物質混合物は、水酸化
ニッケル粒子２、および水酸化コバルトのカプセル３か
ら構成されている。カプセル３は、副添加剤として、図
の例では、金属コバルト粒子４、酸化亜鉛粒子５、およ
びフッ化カルシウム粒子６を包含している。水酸化コバ
ルトは、電極の化成および／または電池に組み込んだ後
の初充電により、高次コバルト酸化物に変換され、電極
内における導電性ネットワークとして働く。
【００１２】図４は従来のニッケル電極の製造工程を示
す。まず、活物質の水酸化ニッケル粉末、添加剤の水酸
化コバルト粉末、金属コバルト粉末、酸化亜鉛粉末、お
よびフッカルシウム粉末を水とともに練合して活物質混
合物のペーストを調製する。次に、この活物質混合物の
ペーストを電極支持体に充填する。図５は、このように
して得られたニッケル電極を模式的に示す。主添加剤の
水酸化コバルト粒子３ａ並びに副添加剤粒子４、５、お
よび６は、あるところではいくつかが接触して存在する
ところもあるが、基本的にはそれぞれ独立に水酸化ニッ
ケル粒子中に分散している。
す。まず、活物質の水酸化ニッケル粉末、添加剤の水酸
化コバルト粉末、金属コバルト粉末、酸化亜鉛粉末、お
よびフッカルシウム粉末を水とともに練合して活物質混
合物のペーストを調製する。次に、この活物質混合物の
ペーストを電極支持体に充填する。図５は、このように
して得られたニッケル電極を模式的に示す。主添加剤の
水酸化コバルト粒子３ａ並びに副添加剤粒子４、５、お
よび６は、あるところではいくつかが接触して存在する
ところもあるが、基本的にはそれぞれ独立に水酸化ニッ
ケル粒子中に分散している。
【００１３】本発明に用いられる添加剤には、前記のも
のに限らずこの種ニッケル電極に有効な各種の添加剤を
適用することができる。なかでも特に好ましい添加剤
は、ＣａＦ2、Ｃａ（ＯＨ）2、およびＹ2Ｏ3からなる群
より選ばれた少なくとも一種と、ＺｎＯである。前者は
高温における充電効率の改善に、また後者は保存特性の
改善にそれぞれ有効に働く。
のに限らずこの種ニッケル電極に有効な各種の添加剤を
適用することができる。なかでも特に好ましい添加剤
は、ＣａＦ2、Ｃａ（ＯＨ）2、およびＹ2Ｏ3からなる群
より選ばれた少なくとも一種と、ＺｎＯである。前者は
高温における充電効率の改善に、また後者は保存特性の
改善にそれぞれ有効に働く。
【００１４】以上のように本発明は、複数の添加剤をコ
バルト酸化物によって一体化しているため、従来よりも
少ない添加量で添加剤の効果を有効に発揮させることが
できる。よって添加剤の添加量を少なくしても高温雰囲
気下での正極活物質の利用率を高め、さらに添加剤の減
少分に相当する水酸化ニッケルの充填量を増大させるこ
とができる。
バルト酸化物によって一体化しているため、従来よりも
少ない添加量で添加剤の効果を有効に発揮させることが
できる。よって添加剤の添加量を少なくしても高温雰囲
気下での正極活物質の利用率を高め、さらに添加剤の減
少分に相当する水酸化ニッケルの充填量を増大させるこ
とができる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明をその実施例により詳細に説明
する。以下の実施例に用いたニッケル正極の添加剤は、
水酸化コバルト粉末、コバルト粉末、酸化亜鉛粉末、お
よびフッ化カルシウム粉末であり、これらの割合は重量
比で１００：１００：５０：５０である。
する。以下の実施例に用いたニッケル正極の添加剤は、
水酸化コバルト粉末、コバルト粉末、酸化亜鉛粉末、お
よびフッ化カルシウム粉末であり、これらの割合は重量
比で１００：１００：５０：５０である。
【００１６】《実施例１》図１のように水酸化コバルト
粉末に含水率が６７％になるように水を加えてペースト
状にし、このペーストに金属コバルト粉末、酸化亜鉛粉
末、およびフッ化カルシウム粉末を加えて練合すること
により、水酸化コバルトでカプセル化された添加剤を作
製した。ここで得られたものはペースト状である。前記
のペーストに水酸化ニッケル粉末と水を加えて練合し
て、含水率約３０％の活物質混合物のペーストを調製し
た。水酸化ニッケルと添加剤との混合割合は、重量比で
２０：３とした。
粉末に含水率が６７％になるように水を加えてペースト
状にし、このペーストに金属コバルト粉末、酸化亜鉛粉
末、およびフッ化カルシウム粉末を加えて練合すること
により、水酸化コバルトでカプセル化された添加剤を作
製した。ここで得られたものはペースト状である。前記
のペーストに水酸化ニッケル粉末と水を加えて練合し
て、含水率約３０％の活物質混合物のペーストを調製し
た。水酸化ニッケルと添加剤との混合割合は、重量比で
２０：３とした。
【００１７】《実施例２》図２のように実施例１で作製
した水酸化コバルトでカプセル化されたペースト状の添
加剤を１００℃で２時間乾燥し、粉末の水酸化コバルト
でカプセル化された添加剤を作製した。このカプセルと
水酸化ニッケル粉末および水を混合し、練合して、含水
率約３０％の活物質混合物のペーストを調製した。水酸
化ニッケルと添加剤との混合割合は、重量比で２０：３
とした。
した水酸化コバルトでカプセル化されたペースト状の添
加剤を１００℃で２時間乾燥し、粉末の水酸化コバルト
でカプセル化された添加剤を作製した。このカプセルと
水酸化ニッケル粉末および水を混合し、練合して、含水
率約３０％の活物質混合物のペーストを調製した。水酸
化ニッケルと添加剤との混合割合は、重量比で２０：３
とした。
【００１８】《比較例》図４のように水酸化ニッケル粉
末、水酸化コバルト粉末、金属コバルト粉末、酸化亜鉛
粉末、およびフッ化カルシウム粉末を重量比で２００
０：１００：１００：５０：５０の割合で混合し、これ
に水を加えて活物質混合物のペーストを調製した。
末、水酸化コバルト粉末、金属コバルト粉末、酸化亜鉛
粉末、およびフッ化カルシウム粉末を重量比で２００
０：１００：１００：５０：５０の割合で混合し、これ
に水を加えて活物質混合物のペーストを調製した。
【００１９】以上の実施例１、実施例２、および比較例
の各正極活物質ペーストを電極支持体である多孔度９５
％、面密度３００ｇ／ｃｍ2の発泡状ニッケル多孔体へ
充填し、乾燥、加圧後、所定の寸法（厚さ；０．５ｍｍ
／幅；３５ｍｍ／長さ；１１０ｍｍ）に切断して１００
０ｍＡｈの理論容量を有するニッケル正極を作製した。
次に、上記のように作製した正極を用いて、電池容量が
正極で規制された１０００ｍＡｈの理論容量をもつＡＡ
サイズの密閉型ニッケル・水素蓄電池を構成した。作製
した電池の構造を図６に示す。図中、１０は極板群を表
す。この極板群は、水素吸蔵合金（ＭｍＮｉ3.6Ｃｏ0.7
Ｍｎ0.4Ａｌ0.3、Ｍｍ；ミッシュメタル）を使用した負
極１１、上記のように作製したニッケル正極１２、およ
び両極間に介在させたスルホン化されたポリプロピレン
セパレータを渦巻き状に旋回したものであり、負極端子
を兼ねるケース１４に挿入されている。ケース１４は、
比重が１．３である水酸化カリウム水溶液に水酸化リチ
ウムを２０ｇ／１の割合で溶解したアルカリ電解液を前
記極板群に２．０ｃｍ3注液した後、安全弁１８および
端子部１９を備えた封口板１６により封口されている。
１５は極板群とケースを絶縁する絶縁板、１７はガスケ
ット、２０は正極１２と封口板１６とを電気的に接続す
る正極集電体を示す。
の各正極活物質ペーストを電極支持体である多孔度９５
％、面密度３００ｇ／ｃｍ2の発泡状ニッケル多孔体へ
充填し、乾燥、加圧後、所定の寸法（厚さ；０．５ｍｍ
／幅；３５ｍｍ／長さ；１１０ｍｍ）に切断して１００
０ｍＡｈの理論容量を有するニッケル正極を作製した。
次に、上記のように作製した正極を用いて、電池容量が
正極で規制された１０００ｍＡｈの理論容量をもつＡＡ
サイズの密閉型ニッケル・水素蓄電池を構成した。作製
した電池の構造を図６に示す。図中、１０は極板群を表
す。この極板群は、水素吸蔵合金（ＭｍＮｉ3.6Ｃｏ0.7
Ｍｎ0.4Ａｌ0.3、Ｍｍ；ミッシュメタル）を使用した負
極１１、上記のように作製したニッケル正極１２、およ
び両極間に介在させたスルホン化されたポリプロピレン
セパレータを渦巻き状に旋回したものであり、負極端子
を兼ねるケース１４に挿入されている。ケース１４は、
比重が１．３である水酸化カリウム水溶液に水酸化リチ
ウムを２０ｇ／１の割合で溶解したアルカリ電解液を前
記極板群に２．０ｃｍ3注液した後、安全弁１８および
端子部１９を備えた封口板１６により封口されている。
１５は極板群とケースを絶縁する絶縁板、１７はガスケ
ット、２０は正極１２と封口板１６とを電気的に接続す
る正極集電体を示す。
【００２０】以上の各電池について、２５、３５、４
５、および５５℃の各温度雰囲気において０．１Ｃの充
電率で１５時間充電した後、２５℃において３時間放置
し、その後、２５℃において０．２Ｃの放電率で１．０
Ｖまで放電した。以上の条件で充放電を行った各電池の
各温度雰囲気下における２サイクル目の放電容量を表１
に示す。
５、および５５℃の各温度雰囲気において０．１Ｃの充
電率で１５時間充電した後、２５℃において３時間放置
し、その後、２５℃において０．２Ｃの放電率で１．０
Ｖまで放電した。以上の条件で充放電を行った各電池の
各温度雰囲気下における２サイクル目の放電容量を表１
に示す。
【００２１】
【表１】
【００２２】表１からわかるように、実施例１および２
の正極を用いた電池の放電容量は、各温度雰囲気におい
て比較例よりも向上している。次に２５、３５、４５、
および５５℃の各温度雰囲気において１Ｃの充電率で
１．３時間充電し、１Ｃの放電率で１．０Ｖまで放電す
る充放電サイクルを繰り返し、放電容量が初期の放電容
量の４０％まで劣化した時点で電池寿命とした。サイク
ル寿命を調べた結果を表２に示す。表２からもわかるよ
うに、実施例１および２の正極を用いた電池のサイクル
寿命は、各温度雰囲気において比較例よりも向上してい
る。
の正極を用いた電池の放電容量は、各温度雰囲気におい
て比較例よりも向上している。次に２５、３５、４５、
および５５℃の各温度雰囲気において１Ｃの充電率で
１．３時間充電し、１Ｃの放電率で１．０Ｖまで放電す
る充放電サイクルを繰り返し、放電容量が初期の放電容
量の４０％まで劣化した時点で電池寿命とした。サイク
ル寿命を調べた結果を表２に示す。表２からもわかるよ
うに、実施例１および２の正極を用いた電池のサイクル
寿命は、各温度雰囲気において比較例よりも向上してい
る。
【００２３】
【表２】
【００２４】次に、これらの電池を６５℃の雰囲気にお
いて１ヶ月間保存し、内部抵抗の変化および容量回復率
を測定した。容量回復率は、保存前後に２５℃において
測定した放電容量から次式により求めた。その結果を表
３に示す。
いて１ヶ月間保存し、内部抵抗の変化および容量回復率
を測定した。容量回復率は、保存前後に２５℃において
測定した放電容量から次式により求めた。その結果を表
３に示す。
【００２５】容量回復率（％）＝１００×保存後放電容
量（Ａｈ）／保存前放電容量（Ａｈ）
量（Ａｈ）／保存前放電容量（Ａｈ）
【００２６】
【表３】
【００２７】表３からわかるように、実施例１および２
の正極を用いた電池の保存特性は、比較例よりも向上し
ている。また、実施例で添加したコバルト、酸化亜鉛、
およびフッ化カルシウムは、これまでの添加方法に比
べ、より効果的に作用していることがわかる。なお、こ
こでは添加剤としてコバルト酸化物、酸化亜鉛、フッ化
カルシウムを用いたが、上記に挙げた他の添加剤を用い
た場合においても、従来に比べて添加効果が向上するこ
とは明らかである。
の正極を用いた電池の保存特性は、比較例よりも向上し
ている。また、実施例で添加したコバルト、酸化亜鉛、
およびフッ化カルシウムは、これまでの添加方法に比
べ、より効果的に作用していることがわかる。なお、こ
こでは添加剤としてコバルト酸化物、酸化亜鉛、フッ化
カルシウムを用いたが、上記に挙げた他の添加剤を用い
た場合においても、従来に比べて添加効果が向上するこ
とは明らかである。
【００２８】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、幅広い
温度範囲で高容量が得られ、サイクル寿命、保存特性に
優れたアルカリ蓄電池用ニッケル正極を提供することが
できる。
温度範囲で高容量が得られ、サイクル寿命、保存特性に
優れたアルカリ蓄電池用ニッケル正極を提供することが
できる。
【図１】本発明の一実施例におけるニッケル正極の製造
工程を示す図である。
工程を示す図である。
【図２】本発明の他の実施例におけるニッケル正極の製
造工程を示す図である。
造工程を示す図である。
【図３】本発明によるニッケル電極の構造を示す模式図
である。
である。
【図４】従来のニッケル正極の製造工程を示す図であ
る。
る。
【図５】従来のニッケル電極の構造を示す模式図であ
る。
る。
１ 芯材 ２ 水酸化ニッケル ３ 水酸化コバルト ４、５、６ 添加剤
Claims (6)
- 【請求項１】 水酸化ニッケル粉末、およびコバルト酸
化物を含む複数の添加剤を含有し、コバルト酸化物を除
く添加剤がコバルト酸化物のカプセルに包含されている
ことを特徴とするアルカリ蓄電池用ニッケル正極。 - 【請求項２】 コバルト酸化物を除く添加剤が、金属コ
バルト、金属ニッケル、および金属元素の化合物からな
る群より選ばれた少なくとも一種であり、前記金属元素
がコバルト、ニッケル、マンガン、亜鉛、カルシウム、
マグネシウム、ストロンチウム、バリウム、イットリウ
ム、イッテリビウム、エルビウム、インジウム、アンチ
モンおよびベリリウムからなる群より選ばれる請求項１
記載のアルカリ蓄電池用ニッケル正極。 - 【請求項３】 前記金属元素の化合物が、ＣｏＯ、Ｎｉ
（ＯＨ）2、ＮｉＯ、ＭｎＯ2、ＺｎＯ、Ｚｎ（Ｏ
Ｈ）2、ＣａＯ、Ｃａ（ＯＨ）2、ＣａＦ2、ＣａＳＯ4、
ＭｇＯ、Ｍｇ（ＯＨ）2、ＭｇＳＯ4、Ｓｒ（ＯＨ）2、
Ｂａ（ＯＨ）2、ＢａＳＯ4、Ｙ2Ｏ3、Ｙ（ＯＨ）3、Ｙ
ｂ2Ｏ3、Ｅｒ2Ｏ3、Ｉｎ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＢｅＯ、およ
びＢｅ（ＯＨ）2からなる群より選ばれる請求項２記載
のアルカリ蓄電池用ニッケル正極。 - 【請求項４】 水酸化ニッケル粉末、およびコバルト酸
化物を含む複数の添加剤を含有するニッケル正極の製造
方法であって、水酸化コバルトのペーストにコバルト酸
化物を除く添加剤を加えて練合することにより、水酸化
コバルトでカプセル化された添加剤を得る工程、前記の
カプセル化された添加剤と水酸化ニッケル粉末を練合し
て活物質混合物のペーストを得る工程、および活物質混
合物のペーストを電極支持体に充填する工程を有するア
ルカリ蓄電池用ニッケル正極の製造方法。 - 【請求項５】 コバルト酸化物を除く添加剤が、金属コ
バルト、金属ニッケル、および金属元素の化合物からな
る群より選ばれた少なくとも一種であり、前記金属元素
がコバルト、ニッケル、マンガン、亜鉛、カルシウム、
マグネシウム、ストロンチウム、バリウム、イットリウ
ム、イッテリビウム、エルビウム、インジウム、アンチ
モンおよびベリリウムからなる群より選ばれる請求項４
記載のアルカリ蓄電池用ニッケル正極の製造方法。 - 【請求項６】 水酸化コバルトでカプセル化された添加
剤を、水酸化ニッケルと練合するに先だって、乾燥する
工程を有する請求項４記載のアルカリ蓄電池用ニッケル
正極の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10040708A JPH11238508A (ja) | 1998-02-23 | 1998-02-23 | アルカリ蓄電池用ニッケル正極および製造方法 |
| US09/253,599 US6225004B1 (en) | 1998-02-23 | 1999-02-22 | Nickel positive electrode for alkaline storage batteries and method for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10040708A JPH11238508A (ja) | 1998-02-23 | 1998-02-23 | アルカリ蓄電池用ニッケル正極および製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11238508A true JPH11238508A (ja) | 1999-08-31 |
Family
ID=12588089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10040708A Pending JPH11238508A (ja) | 1998-02-23 | 1998-02-23 | アルカリ蓄電池用ニッケル正極および製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6225004B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11238508A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001148237A (ja) * | 1999-09-08 | 2001-05-29 | Toshiba Battery Co Ltd | ニッケル・水素二次電池 |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000113904A (ja) * | 1998-10-07 | 2000-04-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アルカリ蓄電池 |
| JP3866884B2 (ja) * | 1998-10-08 | 2007-01-10 | 松下電器産業株式会社 | アルカリ電池 |
| DE10039833A1 (de) * | 2000-08-16 | 2002-02-28 | Nbt Gmbh | Ni/Metallhydrid-Sekundärelement |
| CA2325640A1 (en) * | 2000-11-10 | 2002-05-10 | Jeffrey Phillips | Positive and negative interactive electrode formulation for a zinc-containing cell having an alkaline elelctrolyte |
| US7829221B2 (en) * | 2000-11-10 | 2010-11-09 | Powergenix Systems, Inc. | Cobalt containing positive electrode formulation for a nickel-zinc cell |
| US6740451B2 (en) | 2001-12-20 | 2004-05-25 | The Gillette Company | Gold additive for a cathode including nickel oxyhydroxide for an alkaline battery |
| NZ520452A (en) * | 2002-10-31 | 2005-03-24 | Lg Chemical Ltd | Anion containing mixed hydroxide and lithium transition metal oxide with gradient of metal composition |
| US7201857B2 (en) * | 2003-03-03 | 2007-04-10 | Texaco Ovonic Battery Systems, Llc | Performance enhancing additive material for the nickel hydroxide positive electrode in rechargeable alkaline cells |
| US8043748B2 (en) * | 2008-02-07 | 2011-10-25 | Powergenix Systems, Inc. | Pasted nickel hydroxide electrode for rechargeable nickel-zinc batteries |
| US8048566B2 (en) * | 2008-02-07 | 2011-11-01 | Powergenix Systems, Inc. | Nickel hydroxide electrode for rechargeable batteries |
| EP2943991A4 (en) | 2013-01-14 | 2016-01-06 | Powergenix Systems Inc | PASTIC NICKEL HYDROXIDE ELECTRODE AND ACCESSORIES FOR RECHARGEABLE ALKAL BATTERIES |
| CN108183267A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-19 | 东莞市朗泰通实业有限公司 | 一种耐高温镍氢电池及其电极的制作方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5684876A (en) * | 1979-12-12 | 1981-07-10 | Sanyo Electric Co Ltd | Positive electrode plate for alkaline storage battery |
| JPS5875767A (ja) * | 1981-10-29 | 1983-05-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電池用ニツケル電極の製造法 |
| JPS61110962A (ja) | 1984-11-06 | 1986-05-29 | Yuasa Battery Co Ltd | アルカリ蓄電池用ニッケル正極板の製造法 |
| JPH01281670A (ja) | 1988-05-06 | 1989-11-13 | Yuasa Battery Co Ltd | アルカリ電池用ニッケル電極 |
| EP0353837B1 (en) * | 1988-07-19 | 1994-07-27 | Yuasa Corporation | A nickel electrode for an alkaline battery |
| JPH02234357A (ja) | 1989-03-06 | 1990-09-17 | Yuasa Battery Co Ltd | ニッケル電極用活物質及びこれを用いたニッケル―水素電池の製造法 |
| JPH03147258A (ja) | 1989-10-31 | 1991-06-24 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | アルカリ蓄電池用ペースト式ニッケル極 |
| JPH04160757A (ja) * | 1990-10-22 | 1992-06-04 | Toshiba Battery Co Ltd | ペースト式ニッケル正極 |
| JP3097347B2 (ja) | 1992-09-18 | 2000-10-10 | 松下電器産業株式会社 | ニッケル・水素蓄電池 |
| US5523182A (en) | 1992-11-12 | 1996-06-04 | Ovonic Battery Company, Inc. | Enhanced nickel hydroxide positive electrode materials for alkaline rechargeable electrochemical cells |
| JP3147258B2 (ja) | 1992-12-12 | 2001-03-19 | 帝人製機株式会社 | 糸条の巻取装置 |
| JP3363670B2 (ja) | 1994-09-21 | 2003-01-08 | 三洋電機株式会社 | アルカリ蓄電池用非焼結式ニッケル電極及びその製造方法並びにアルカリ蓄電池 |
| JPH09330712A (ja) * | 1996-06-11 | 1997-12-22 | Furukawa Battery Co Ltd:The | アルカリ二次電池用ペースト式ニッケル極 |
| JP3223858B2 (ja) * | 1996-12-24 | 2001-10-29 | 松下電器産業株式会社 | アルカリ蓄電池とその正極活物質およびその製造方法 |
-
1998
- 1998-02-23 JP JP10040708A patent/JPH11238508A/ja active Pending
-
1999
- 1999-02-22 US US09/253,599 patent/US6225004B1/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001148237A (ja) * | 1999-09-08 | 2001-05-29 | Toshiba Battery Co Ltd | ニッケル・水素二次電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6225004B1 (en) | 2001-05-01 |
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