JPH117960A

JPH117960A - アルカリ二次電池用電極及びその製造方法

Info

Publication number: JPH117960A
Application number: JP9157132A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yoshinaga; 弘吉永; Yoshiro Niimi; 義朗新見; Tetsuo Sakai; 哲男境
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology; Fukuda Metal Foil and Powder Co Ltd
Current assignee: Fukuda Metal Foil and Powder Co Ltd; National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1997-06-13
Filing date: 1997-06-13
Publication date: 1999-01-12
Anticipated expiration: 2017-06-13
Also published as: JP4025863B2

Abstract

(57)【要約】【課題】低コストで優れた放電容量を与える電極を提供
することを主な目的とする。【解決手段】１．電極用粉末として、電池活物質を含む
粉末１００重量部に対して鱗片状ニッケル合金粉末５〜
３０重量部を含有する混合粉末を用いることを特徴とす
るアルカリ二次電池用電極。２．電池活物質を含む粉末１００重量部に鱗片状ニッケ
ル合金粉末５〜３０重量部を混合し、この混合粉末を集
電体に固着して、次いで加圧成型することを特徴とする
アルカリ二次電池用電極の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルカリ電池（Ｎ
ｉ−Ｃｄ蓄電池、Ｎｉ−Ｚｎ蓄電池、Ｎｉ−金属水素化
物蓄電池等）の正極、負極或いは集電体に用いられる電
極及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来技術】最近、携帯機器であるノート型パソコン、
携帯電話、ＰＨＳ、ＶＴＲカメラ等の大々的な普及に伴
い、これらの機器に使われる電源として高性能で環境に
優しい二次電池が求められている。これに関連し、安全
で公害物質を含まない電気自動車用二次電池も地球規模
で必要とされている。そして、このような要求に適合す
る電池として、アルカリ二次電池に属するＮｉ−金属水
素化物電池が注目を集めている。

【０００３】ニッケル−金属水素化物電池は、正極に水
酸化ニッケル極、負極としては可逆的に水素を吸蔵・放
出する水素吸蔵合金粉末を充填した水素極を用い、電解
液としてはアルカリ水溶液を用い、液を保持しかつ通液
性のある電気絶縁性の不織布からなるセパレータを介し
て両極をサンドイッチ状に重ね合わせた構造を有する。

【０００４】このタイプの電池に組み込まれる上記電極
は、従来より次のようにして作製されている。まず各々
の電池活物質（以下、単に「活物質」ともいう）粉末に
ニッケル粉末、コバルト粉末等の導電性粉末を混合した
後、カルボキシメチルセルロース樹脂（ＣＭＣ樹脂）及
び水を配合し、これらを混練して水溶性活物質塗料を調
製する。次いで、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ樹
脂）等の結着剤とともに上記活物質塗料を三次元多孔質
の発泡ニッケルシート集電体に充填する。最後に、これ
らを充填した集電体において、大気中又は真空中で水分
を除去した後、圧延処理して所定の厚みに制御したもの
を最終的に電極として得る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このＮｉ−
金属水素化物電池は、電極に用いる電極用粉末によって
放電容量がある程度決まる。そして、それらを組み合わ
せて作製された電池において、その本来の特性を発揮さ
せるためには、電極の内部抵抗をできるだけ低くするこ
とが望ましいとされている。

【０００６】正極で用いられる水酸化ニッケル粉末は、
金属と異なり導電性がほとんどない。このため、正極の
内部抵抗を低くするために、一般的には水酸化ニッケル
粉末に導電性粉末としてカルボニルニッケル粉末とコバ
ルト粉末を所定量混合し、この混合粉末を発泡ニッケル
シート集電体に充填して作製されている。負極において
も同様に導電性粉末を用いて作製されている。

【０００７】しかしながら、上記方法では電極作製の工
程数が多く、また品質管理も煩雑である。そればかりで
なく、このように導電性粉末を多く使用すればそれだけ
電極中の活物質含有割合が相対的に減少し、その電極を
用いて作製された電池においては満足のいく容量密度を
確保することができなくなる。

【０００８】このため、比較的容易に作製でき、しかも
活物質をより多く充填できる電極の開発が求められてい
る。また、その一方では、機器類の軽量化・小型化に伴
って、薄いタイプの電極が必要とされている。

【０００９】このような電極を製造する方法として、水
素吸蔵合金粉末と片状Ｃｕ粉末を混合し、その混合粉末
をプレス成型することによって、電極の断面構造におい
て片状Ｃｕ粉末を電極面に平行又はほぼ平行に連続的に
配向させ、マイクロ集電体を形成させる方法がある（特
開平７−３０７１５４号）。この方法によれば、水素吸
蔵合金からなる電極の内部抵抗を低くでき、電池の放電
容量を向上させることができる。

【００１０】しかしながら、上記方法においても、放電
容量の高い電池を簡単にかつ安価で製造するという点で
は未だ改善する余地がある。

【００１１】従って、本発明は、低コストで優れた放電
容量を与える電極を提供することを主な目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者は、従来技術の
問題に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、特定の合金粉末を
電池活物質と併用して電極を作製することにより、上記
目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至
った。

【００１３】すなわち、本発明は、下記のアルカリ二次
電池用電極及びその製造方法に係るものである。

【００１４】１．電極用粉末として、電池活物質を含む
粉末１００重量部に対して鱗片状ニッケル合金粉末５〜
３０重量部を含有する混合粉末を用いることを特徴とす
るアルカリ二次電池用電極。

【００１５】２．電池活物質を含む粉末１００重量部に
鱗片状ニッケル合金粉末５〜３０重量部を混合し、この
混合粉末を集電体に固着して、次いで加圧成型すること
を特徴とするアルカリ二次電池用電極の製造方法。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明のアルカリ二次電池用電極
は、電極用粉末として、電池活物質を含む粉末１００重
量部に対して鱗片状ニッケル合金粉末１０〜３０重量部
を含有する混合粉末を用いることを特徴とする。

【００１７】鱗片状ニッケル合金粉末の形状としては、
鱗片状、片状、偏平状等の形状、すなわち長径（粒径）
が長く、厚みが薄いものであれば特に制限されない。本
発明では、特に平均粒径が通常５〜２０μｍ程度であっ
て、厚さの平均が通常０．９μｍ以下であることが好ま
しい。鱗片状ニッケル合金粉末は、大きなアスペクト比
（長径／厚み）を有する特異形状のゆえに大きな配向性
をもって配列する。すなわち、鱗片状ニッケル合金粉末
は、これを加圧成型した場合、加圧方向に対して垂直に
かつ層状に配向する。

【００１８】鱗片状粉末は、等方的な球状粉末等に比べ
て電極内において形状異方性をより容易に付与できるの
で、連続的な面又は点接触が可能となる。すなわち、鱗
片状ニッケル合金粉末において、連続的な接触配向を確
保することができる。その結果、同じ配合率であって
も、鱗片状粉末の方が接触配向がより良好となり、導電
性に優れたネットワークが形成されて放電容量等の向上
を図ることができる。

【００１９】平均粒径が５μｍ未満の場合、鱗片状ニッ
ケル合金粉末が活物質である水素吸蔵合金粉末、水酸化
ニッケル粉末等より小さくなることがある。この場合に
は、鱗片状ニッケル合金粉末の一つの粒子が複数の活物
質粉末粒子にまたがって接触できなくなり、またがって
接触するためには多くの鱗片状ニッケル合金粉末粒子が
必要となる。その結果として、接点数の増加により接触
抵抗が大きくなり、それに伴い電極の内部抵抗の増加を
招くおそれがある。一方、平均粒径が２０μｍを上回る
場合には、混合時に活物質粉末との形状又はサイズの違
いによって偏析したり、或いは折れ曲がったものが丸く
凝集することにより、連続的な接触配向を十分に確保で
きなくなる。

【００２０】鱗片状ニッケル合金粉末の合金の種類とし
ては、所望の導電性等が確保できる限りは特に制限され
ず、例えば公知のニッケル合金を用いることができる。
この中でも、第二成分としてニッケルの展延性を改善す
る元素を含むニッケル合金を用いることが好ましい。こ
のような成分としては、例えばＣｏ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｂ、
Ｐ等が挙げられる。これらは１種又は２種以上で用いる
ことができる。このようなニッケル合金としては、例え
ばＮｉ−Ｃｏ系、Ｎｉ−Ｃｕ系、Ｎｉ−Ａｌ系、Ｎｉ−
Ｂ系等の２元合金、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｐ系等の３元合金が挙
げられ、これらも単独又は２種以上の混合粉末として使
用できる。これらの中でも、特にＮｉ−Ｃｏ系、Ｎｉ−
Ｃｕ系等を用いることが望ましい。

【００２１】上記のニッケル合金中の第二成分の含有量
は、第二成分の種類等に応じて適宜変更すれば良く、一
般には５０重量％以下、特に２〜２０重量％の範囲内と
することが好ましい。

【００２２】例えば、上記ニッケル合金がＮｉ−Ｃｏ系
である場合には、Ｃｏ成分は通常２〜５０重量％程度、
特に３〜２０重量％とすることが好ましい。また、Ｎｉ
−Ｃｕ系である場合には、Ｃｕ成分は通常２〜５０重量
％程度、特に５〜２０重量％とすることが好ましい。い
ずれの場合も２重量％未満では、その添加効果が少なく
なるおそれがある。正極においては、Ｃｏ成分は、充放
電した時に一部溶解析出してＣｏ（ＯＨ）₂を経て導電
性のβ−ＣｏＯＯＨに変化し、これが正極活物質の周囲
を被覆して微視的な導電性ネットワークを形成する結
果、ニッケル正極の放電容量の向上に寄与する。一方、
負極においては、ＣｏやＣｕは、充放電に際して溶出し
て、電極内に金属状として析出し、微視的な導電性ネッ
トワークを形成して、合金負極の放電容量の向上に寄与
する。すなわち、上記範囲の含有量では、特に連続的な
接触配向が良好となり、大きな放電容量が得られるの
で、特性的にも経済的にも有利である。同様に、Ｎｉ−
Ａｌ系の場合には、Ａｌ成分は通常２〜５０重量％程
度、特に５〜２０重量％とすることが好ましい。

【００２３】鱗片状ニッケル合金粉末の添加量は、使用
する活物質・ニッケル合金の種類等に応じて適宜決定で
き、通常は電池活物質を含む粉末１００重量部に対して
５〜３０重量部程度とすれば良い。

【００２４】例えば、負極に水素吸蔵合金を用いる場合
は、通常５〜３０重量部、好ましくは５〜１５重量部と
すれば良い。５重量部未満の場合は、鱗片状ニッケル合
金粉末の連続的な接触配向の形成が不十分となり、電極
の内部抵抗の改善が期待できない。従って、このような
場合には、放電容量とサイクル特性の向上も少なく、特
性もバラつくおそれがある。３０重量部を超えて添加し
た場合には、添加に伴う顕著な接触抵抗の改善が認めら
れないばかりか、かえって活物質の周囲を鱗片状ニッケ
ル合金粉末が取りまくことにより水素ガスの円滑な吸蔵
・放出が妨げられるため、最大放電容量の増大及び最大
放電容量に到達するまでのサイクル数の減少効果も達成
できない。しかも、電極中の活物質の相対量が減少し、
十分な電池の容量、密度等を確保できなくなる。

【００２５】また、例えば、正極として水酸化ニッケル
粉末を用いる場合、水酸化ニッケル粉末自体には導電性
がないに等しいため、より多くの鱗片状ニッケル合金粉
末の添加が必要となる。従って、この場合にも通常１０
〜３０重量部程度の範囲とすることが特性的も経済的に
も適当である。

【００２６】本発明の電池活物質を含む粉末は、電池活
物質粉末の他に、本発明の効果を損なわない範囲内で公
知のアルカリ二次電池用電極で用いられている成分等を
含有していても良い。電池活物質としては、特に制限さ
れず、作製する電池の種類等に応じて適宜選択すれば良
い。すなわち、本発明では、鱗片状ニッケル合金粉末を
いずれの電池活物質とも組み合わせて用いることが可能
である。例えば、Ｎｉ−金属水素化物電池を作製する場
合は、正極として水酸化ニッケル粉末、負極として水素
吸蔵合金粉末をそのまま電池活物質として用いることが
できる。

【００２７】正極の活物質として水酸化ニッケルを用い
る場合は、例えば平均粒径１０〜４０μｍで組成式Ｎｉ
（ＯＨ）₂で示される粉末、Ｚｎ、Ｃｏ等を含有するＮ
ｉ（ＯＨ）₂粉末等が使用できる。この場合、Ｚｎ、Ｃ
ｏ等を含有するＮｉ（ＯＨ）₂粉末においては、Ｚｎ、
Ｃｏ等がＮｉ（ＯＨ）₂中に固溶しているもの、或いは
その表面に付着しているもの等をすべて包含する。Ｚ
ｎ、Ｃｏ等の含有量は、通常２〜１０重量％程度とすれ
ば良い。

【００２８】また、負極の活物質として水素吸蔵合金を
用いる場合は、水素の吸蔵・放出が行えるものであれば
合金の種類は特に限定されない。例えば、ＬａＮｉ₅
系合金、ＭｍＮｉ₅（Ｍｍは、希土類元素の混合物であ
るミッシュメタルを意味する）系合金等のＡＢ₅型の組
成式で示される合金、Ｔｉ−Ｍｎ−Ｎｉ系合金、Ｔｉ
−Ｃｒ−Ｎｉ系合金、Ｚｒ−Ｍｎ−Ｎｉ系合金、Ｔｉ−
Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｔｉ−Ｎｉ系合金等のＡＢ型合金、
Ｚｒ（Ｍｎ，Ｎｉ）₂系合金、Ｚｒ（Ｖ，Ｎｉ）₂系合
金、Ｔｉ（Ｍｎ，Ｎｉ）₂系合金等のＡＢ₂型の組成式で
示されるラーベス相合金、Ｍｇ₂Ｎｉ系合金、Ｔｉ₂Ｎ
ｉ系合金等のＡ₂Ｂの組成式で示される合金、Ｖ−Ｔ
ｉ−Ｎｉ系合金等のＮｉを含有するｂｃｃ型Ｖ基合金等
が挙げられる。さらには、これらの合金の改良型、或い
は水素と接触して金属水素化合物を形成するものであれ
ば良い。これらの水素吸蔵合金の中では、ニッケルのほ
かに、さらに希土類元素、チタン、ジルコニウム、マグ
ネシウム、コバルト、銅、マンガン、鉄、アルミニウ
ム、バナジウム及びクロムの少なくとも１種を含むもの
が好ましい。

【００２９】これらの水素吸蔵合金粉末においては、通
常は平均粒径５〜７０μｍ程度、好ましくは１０〜３０
μｍに調整して用いる。上記範囲内であれば、それを電
池に組み込んだ場合、十分な電池特性が得られ、しかも
鱗片状ニッケル合金粉末を効率良く分散させることがで
きる。

【００３０】本発明では、上記鱗片状ニッケル合金粉末
の一部又は全部に、必要に応じて熱処理を施しても良
い。熱処理温度は、通常３００〜９００℃程度、好まし
くは４００〜７００℃とすれば良い。この熱処理によっ
て特に鱗片状ニッケル合金粉末の低歪み化を図ることが
できる。低歪み化された鱗片状ニッケル合金粉末におけ
るダイナミック硬度は通常３００ＤＨ以下、好ましくは
２５０ＤＨ以下となる。熱処理する時間は熱処理温度等
に応じて適宜設定すれば良い。熱処理雰囲気はアルゴン
ガス、窒素ガス、ヘリウムガス等の不活性ガス雰囲気と
することが好ましい。

【００３１】他の電極用粉末の成分としては、例えば、
必要に応じてＣＭＣ樹脂、ＰＴＦＥ樹脂等の樹脂成分、
或いは公知の導電助剤、酸化防止剤、防錆剤等を配合す
ることもできる。配合量は、鱗片状ニッケル合金粉末の
種類等に応じて適宜設定すれば良い。

【００３２】次に、これらの各成分の混合を行う。混合
方法は、公知の方法に従えば良く、一般に粉末冶金の分
野で用いられる混合機、例えばライカイ機、ボールミ
ル、振動ミル、アトライター等を使用して混合すること
ができる。脆くて硬い水素吸蔵合金粉末とこれよりは軟
らかい他の成分とをライカイ機等を用いて混合すれば水
素吸蔵合金粉末をさらに微細に粉砕することができる。
特に、前記の導電性ネットワークを効率良く形成させる
ためには、混合粉末に剪断応力を与えることができるメ
カノフュージョンタイプの混合機を用いることが好まし
い。これにより、重なりあったり、凝集した粉末を一個
一個に効率良く分散させることができる結果、活物質粉
末等の積み重なりの数を少なくすることができる。メカ
ノフュージョンタイプの混合機の操作条件は、特に限定
されるものではないが、通常は回転数３００〜９００ｒ
ｐｍ程度で混合時間１２０〜５分程度とすれば良い。

【００３３】また、本発明において、活物質及び鱗片状
ニッケル合金粉末に加えてさらに樹脂成分を配合する場
合には、一般に塗料分野で使われる混合機を用いること
ができる。このような混合機としては、例えば双腕ニー
ダ、湿式ボールミル、湿式アトライター等を挙げること
ができる。混合操作中においては、特に重なり合った
り、凝集する活物質粉末、鱗片状ニッケル合金粉末、樹
脂成分等を１個ずつの粒子に効率良く分散させる必要が
あるが、これらの混合機を用いることにより効果的に分
散させることができる。特に、ＰＴＦＥ樹脂を用いる場
合は、圧力と剪断応力を加えるとガム状になり、活物質
と鱗片状ニッケル合金粉末とを強固に保持できることか
ら、比較的容易に薄いシート状の電極を得ることができ
る。このため、ＰＴＦＥ樹脂を配合する場合には、高粘
度タイプの混合物を混練できる２本ロールミル（例え
ば、（株）井上製作所製の市販品を用いることができ
る）が特に好ましい。２本ロールミルは、互いに反対方
向に異なる周速で回転する２つのロール面の間隙を原材
料が通過する際に粒子及び流体に強力な圧力と剪断応力
を加え、分散と混合を効率良く行うことができる。２本
ロールミルにおける回転数は、特に限定されるものでは
ないが、通常は１〜１００ｒｐｍ程度、混合は二つのロ
ール面の間隙を通過する回数で表して１００〜１０回程
度通過すれば良い。

【００３４】なお、混合する際は、電極用粉末の酸化を
防止する必要がある場合はアルゴンガス、窒素ガス等の
非酸化性雰囲気中で混合することが好ましい。但し、酸
化防止剤、防錆剤等を使用する場合は、空気中（大気
中）で混合することもできる。

【００３５】次いで、得られた混合粉末をローラ等で圧
縮しながら集電体に固着した後、集電体とともに加圧成
型して一体化したシート状の電極とする。この過程にお
いて、鱗片状ニッケル合金粉末と活物質粉末は加圧によ
って集電体に強固に接合する。なお、集電体としては、
公知のものが使用でき、例えば２次元構造のニッケル、
銅等のエキスパンドメタル、穿孔鋼板にニッケルメッキ
を施したもの、ニッケル金網等を用いることができる。
また、上記のローラ圧縮に際しては、必要であれば所定
の電極形状に対応する形状をした金型内に必要量の一部
の混合粉末をローラ圧縮しながら充填した後、集電体を
載せ、さらに残りの混合粉末をローラ圧縮しながら充填
することも可能である。

【００３６】続いて、金型内に充填された混合粉末をシ
ート状に加圧成型する。加圧成型における圧力は、電極
用粉末の組成等に応じて適宜変更すれば良い。例えば、
水素吸蔵合金粉末からなる負極を作製する場合は、通常
１０００〜５０００kgf／cm²程度とすれば良い。一般
に、鱗片状粉末は、成型による圧力依存性が少ないので
５０００kgf／cm²を超える加圧による効果は比較的少な
い。一方、水酸化ニッケルからなる正極を作製する場合
は、水酸化ニッケル粉末自身での結着性が乏しいため、
通常２０００〜８０００kgf／cm²程度とすれば良い。但
し、ＰＴＦＥ樹脂等の結着剤を添加した場合は、ローラ
圧縮による剪断応力で樹脂が繊維化するため、比較的低
い圧力でも柔軟性のある薄い電極シートが得られる。従
って、このような場合は、２００〜１０００kgf／cm²と
すれば良い。加圧成型により、鱗片状ニッケル合金粉末
が連続的に接触配向し、活物質から効率良く集電できる
状態となる。その結果、内部抵抗が低減化された電極を
得ることができる。

【００３７】

【作用】本発明者は、さらなる放電容量等の向上を図る
ために電極の内部抵抗の改善を図ることを目的として、
導電性粉末としてのニッケル粉末その他の金属粉末等と
混合した粉末或いはニッケルを主体とする合金粉末を加
圧して簡単に電極を作製する方法を種々検討している過
程において、ニッケルの展延性を改善する金属又は電池
に組み込み充放電するとイオンが溶け出す金属とニッケ
ルとからなる鱗片状ニッケル合金粉末を電池活物質に配
合して用いる場合には、粉末の偏析もなく、加圧成型し
たときに活物質と強固に接合して接触抵抗が改善される
こと、また溶け出したイオンによりさらに微視的な導電
性ネットワークが形成されることを知見した。その結果
として、電池の内部抵抗が改善でき、放電容量が大きく
なり、また最大放電容量に達するサイクル数が少なく、
しかも加工し易い等の効果があることも見出し、本発明
を完成した。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、電池活物質に鱗片状ニ
ッケル合金粉末を添加し、得られた混合粉末を加圧成型
するので、粉末の偏析もなく、比較的簡単に電極を作製
できる。そして、この電極を組み込んだ電池において
は、電池の放電容量が著しく向上し、また最大放電容量
に達するサイクル数の低減化を図ることができる。

【００３９】

【実施例】以下、実施例及び比較例に基づき、本発明の
特徴とするところをより詳細に説明する。

【００４０】実施例１〜１２（１）正極用混合粉末の調製及び正極の作製正極には、水酸化ニッケル粉末（平均粒径１０μｍ）１
００ｇに鱗片状Ｎｉ−５重量％Ｃｏ合金粉末（平均粒径
１０μｍ、厚さ０．５μｍ）を表１に示すように１０重
量％から３０重量％まで変化させてメカノフュージョン
装置で４００ｒｐｍの条件下１０分間混合し、混合粉末
をそれぞれ得た。

【００４１】次に、最初に金型に各混合粉末１．０ｇを
ローラ圧縮しながら充填し、続いて集電体であるニッケ
ルエキスパンドメタルを載せ、最後に残りの混合粉末
１．０ｇをローラ圧縮しながら充填した。

【００４２】次いで、加圧力５０００kgf／cm²で３０mm
×４０mm（厚さ０．９ｍｍ）のシートを作成した。得ら
れたシートにニッケルのリード板を接合し、セパレータ
として親水化処理ポリプロピレン製の不織布で包んだ。
このシートを正極とした（実施例１及び２）。また、Ｐ
ＴＦＥ樹脂を３重量％加え、加圧力１０００kgf／cm²と
した以外は、実施例２と同様にして正極を作製した（実
施例３）。

【００４３】なお、比較のため、上記鱗片状Ｎｉ−５重
量％Ｃｏ合金粉末の代わりに鱗片状Ｎｉ粉末（平均粒径
１０μｍ、厚さ０．５μｍ）を用いた以外は実施例２と
同様にして正極を作製した（比較例１）。

【００４４】（２）負極用混合粉末の調製及び負極の作
製３７μｍ以下に粉砕した水素吸蔵合金粉末（ＬａＮｉ
_3.4Ｃｏ_1.2Ａｌ_0.4）１００ｇに鱗片状Ｎｉ−５重量％
Ｃｏ合金粉末（平均粒径１２μｍ、厚さ０．８μｍ）を
表２〜表４に示すように５重量％から１５重量％まで変
化させてメカノフュージョン装置で５００ｒｐｍの条件
下１０分間混合した。

【００４５】次に、最初に金型に混合粉末１．０ｇをロ
ーラ圧縮しながら充填して、続いて集電体である銅メッ
キしたニッケルエキスパンドメタルを載せ、最後に残り
の混合粉末１．０ｇをローラ圧縮しながら充填した。

【００４６】次いで、加圧力３０００kgf／cm²で３０mm
×４０mm（厚さ０．６ｍｍ）のシートを作成した。得ら
れたシートにニッケルのリード板を接合し、セパレータ
として親水化処理ポリプロピレン製の不織布で包んだ。
このシートを負極とした（実施例４〜６及び実施例８〜
１１）。また、ＰＴＦＥ樹脂を３重量％加え、加圧力１
０００kgf／cm²とした以外は、実施例６と同様にして負
極を作製した（実施例７）。さらに、鱗片状Ｎｉ−５重
量％Ｃｏ合金粉末をアルゴン中６００℃で３０分間熱処
理したものを用いて実施例６と同様にして負極を作製し
た（実施例１２）。

【００４７】なお、比較のため、上記鱗片状Ｎｉ−５重
量％Ｃｏ合金粉末の代わりに鱗片状Ｎｉ粉末（平均粒径
１０μｍ、厚さ０．８μｍ）を用いた以外は実施例６と
同様にして負極を作製した（比較例２）。同様に、上記
鱗片状Ｎｉ−５重量％Ｃｏ合金粉末の代わりに粒状Ｎｉ
粉末（平均粒径１０μｍ）を用いた以外は実施例８と同
様にして負極を作製した（比較例３）。

【００４８】試験例１（１）開放型電池の組立上記の実施例及び比較例で作製した電極を用いて電池を
組み立てた。

【００４９】セパレータで包んだ正極と負極は、各々の
電極に対して十分に容量の大きい既製の対極を用いてサ
ンドイッチ状に挟み、６Ｍの水酸化カリウム溶液を電解
液とする開放型電池を組み立てた。この開放型電池を２
０℃の恒温槽に設置した。

【００５０】（２）電池の充放電サイクル試験正極をテストする場合は、充電電流２９ｍＡ／ｇで１０
時間充電し、０．５時間休止した後、放電電流５８ｍＡ
／ｇで電圧が０．８Ｖに低下するまで行い、また負極を
テストする場合は、充電電流１００ｍＡ／ｇで４時間充
電し、０．５時間休止した後、放電電流１００ｍＡ／ｇ
で電圧が０．８Ｖに低下するまで放電するというサイク
ルで充放電を繰り返す実験を行い、それぞれの最大放電
容量と最大放電容量に達するまでのサイクル数を測定し
た。その結果を表１〜４に示す。

【００５１】

【表１】

【００５２】

【表２】

【００５３】

【表３】

【００５４】

【表４】

【００５５】表１から、正極について、水酸化ニッケル
に鱗片状Ｎｉ−５重量％Ｃｏ合金粉末を添加した場合
（実施例２）の方が、鱗片状Ｎｉ粉末を添加した場合
（比較例１）に比べて、最大放電容量に達するサイクル
数が少なく、また最大放電容量も大きいことがわかる。

【００５６】表２及び表３から、負極についても、水素
吸蔵合金粉末に鱗片状Ｎｉ−５重量％Ｃｏ合金粉末を添
加した場合（実施例６）の方が、鱗片状Ｎｉ粉末を添加
した場合（比較例２）に比べて、最大放電容量に達する
サイクル数が少なく、また最大放電容量も大きいことが
わかる。

【００５７】さらに、表３から明らかなように、水素吸
蔵合金粉末に対して添加した種々の鱗片状ニッケル合金
粉末においては、その粒子形状が粒状のもの（比較例
３）に比較して、最大放電容量に達するまでのサイクル
数が少なく、最大放電容量も大きい。

【００５８】表２及び表４の結果から、熱処理した鱗片
状ニッケル合金粉末を用いる場合（実施例１２）は、熱
処理しない場合（実施例６）に比べてさらに大きな最大
放電容量を示すことがわかる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者新見義朗滋賀県大津市一里山１−１−１−303 (72)発明者境哲男大阪府池田市緑丘１丁目８番31号工業技術院大阪工業技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電極用粉末として、電池活物質を含む粉末
１００重量部に対して鱗片状ニッケル合金粉末５〜３０
重量部を含有する混合粉末を用いることを特徴とするア
ルカリ二次電池用電極。
【請求項２】鱗片状ニッケル合金粉末が、平均粒径５〜
２０μｍであって、厚さの平均が０．９μｍ以下である
請求項１記載のアルカリ二次電池用電極。
【請求項３】鱗片状ニッケル合金粉末が、Ｃｏ、Ｃｕ、
Ａｌ、Ｂ及びＰの少なくとも１種を５０重量％以下の範
囲で含有するニッケル合金の粉末である請求項１記載の
アルカリ二次電池用電極。
【請求項４】鱗片状ニッケル合金粉末の一部又は全部
が、３００〜９００℃で熱処理されたものである請求項
１乃至３のいずれかに記載のアルカリ二次電池用電極。
【請求項５】電池活物質が、コバルト及び亜鉛の少なく
とも１種を２〜１０重量％含有する水酸化ニッケルであ
る請求項１乃至４のいずれかに記載のアルカリ二次電池
用電極。
【請求項６】電池活物質が、ニッケルを含有する水素吸
蔵合金であって、さらに当該水素吸蔵合金が希土類元
素、チタン、ジルコニウム、マグネシウム、コバルト、
銅、マンガン、鉄、アルミニウム、バナジウム及びクロ
ムの少なくとも１種を含む請求項１乃至４のいずれかに
記載のアルカリ二次電池用電極。
【請求項７】電池活物質を含む粉末１００重量部に鱗片
状ニッケル合金粉末５〜３０重量部を混合し、この混合
粉末を集電体に固着して、次いで加圧成型することを特
徴とするアルカリ二次電池用電極の製造方法。
【請求項８】請求項１乃至６のいずれかに記載の電極の
うち、電池活物質として少なくとも水酸化ニッケルを用
いたものを正極とし、電池活物質として少なくとも水素
吸蔵合金を用いたものを負極としたニッケル−金属水素
化物電池。