JPS5816467A - カドミウム負極の製造法 - Google Patents

カドミウム負極の製造法

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JPS5816467A
JPS5816467A JP56113904A JP11390481A JPS5816467A JP S5816467 A JPS5816467 A JP S5816467A JP 56113904 A JP56113904 A JP 56113904A JP 11390481 A JP11390481 A JP 11390481A JP S5816467 A JPS5816467 A JP S5816467A
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英男 海谷
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山賀 実
Shingo Tsuda
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Isao Matsumoto
功 松本
Mamoru Ishitobi
石飛 守
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/24Electrodes for alkaline accumulators
    • H01M4/26Processes of manufacture
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、アルカリ蓄電池用カドミウム負極の製造法に
関し、特にペースト中にカドミウムメッキを施した合成
樹脂繊維を添加し、さらにこのペーストを多孔性芯金に
塗着した後カドミウムメッキ処理を施こすことにより、
負極活物質の酸素ガス吸収特性の向上、負極活物質利用
率の向上、サイクル寿命の向上など電池特性の改善を図
るとともに、ペースト式負極の強度向上を図ることを目
的とするものである。
カドミウム負極の製造法は大別すると次の三つがある。
その第1は焼結式で、これはニッケル粉末を高温還元雰
囲気中で焼結させて多孔性基体をつくり、この基体孔隙
中に活物質を充填したものであって、高率放電特性に優
れているが、ニッケル焼結体を作製すること、および活
物質充填工程が煩雑になることなどから高価になるとい
う欠点がある。
第2は、プレス式で、これは活物質粉末を導電粉末など
とともにプレス成型して電極とするので、安価に製造で
きるという長所を有するが、反面高率放電性やサイクル
特性が劣るという欠点がある。
その第3はペースト式といわれるもので、活物質を主体
とする粉末を結着剤とともに混合してペースト状とし、
このペーストを多孔性芯金に塗着させたもので、高率放
電特性はほぼ焼結式に近く、かつ焼結式よりも製造工程
が簡略であり、安価に製造できるという長所があるが、
活物質利用率、酸素ガス吸収特性等の面で、焼結式に劣
るところがあった〇 カドミウム負極を用いたアルカリ蓄電池、例えば密閉型
ニッケル・カドミウム電池においては、密閉化を可能に
するため、電池内部でのガス蓄積を防止している。すな
わち、ニッケル正極容量を負極容量に比べて小さくし、
充電時にニッケル正極が先に充電を完了し、過充電領域
において正極より酸素ガスが発生するようにしている。
この発生した酸素ガスは、負極の金属カドミウムと反応
し、カドミウム負極上で消失されるとともに、負極では
充電反応が可能となる水酸化カドミウムが生成される。
従来のカドミウム負極は、過充電時における酸素ガス消
失を円滑にするためと、放電特性を向上させるために、
化成時にあらかじめ金属カドミウム部を設けていた。
上記観点から従来のペースト式カドミウム負極は、酸化
カドミウムを主体とする粉末を結着剤とともに混合して
ペースト状にし、該ペーストを多孔性芯金に塗着させて
乾燥し、これをか性カリ水溶液等のアルカリ水溶液中で
充電し、金属カドミウムを部分的に形成させていた。
しかしこのような方法で、負極中に形成された金属カド
ミウムは、芯金付近に偏在し、電池に構成されたときの
放電反応、酸素ガス吸収反応に寄与する度合いが低いと
いう欠点があった。
金属カドミウムは極板表面に密に分布し、かつ極板内に
均一なネットワークを形成するのが放電特性、酸素ガス
吸収、活物質利用率の面で望ましい。
そこで、負極内の電気導伝性を増し、かつ負極活物質の
利用率向上を図るために、金属繊維、例えばニッケル繊
維、鉄繊維等を負極ペースト作製時に、添加1分散させ
る方法も考案されているが、金属繊維は電極をプレスし
ても、塑性変形しにくく、電極上に針状に飛出して電池
構成時に多孔性のセパレータを介して、対向している正
極と容易に短絡してしまうという欠点がある。
また、ペースト負極表面にカドミウムメッキを施し、活
物質の利用率向上を図る方法も考案されているが、この
ような方法では確かに活物質の利用率向上は見られるが
、寿命特性、放電特性等の向上は見られない。
本発明では、極板補強用の合成樹脂製短繊維にカドミウ
ムメッキを施したものを用いるとともに、極板表面にカ
ドミウムメッキを施すことによシ、極板内の導電率を向
上させるとともに、極板中のカドミウム分布を理想的な
形(極板内にほぼ均一にカドミウムが分布し、しかも極
板表面に密に分布するという形)とし、負極内に金属カ
ドミウムの電導ネットワークを形成させることによシ、
活物質の利用率の向上、酸素ガス吸収能の向上、放電特
性(寿命特性)の向上を図ったものでめる0以下に実施
例をもって本発明を詳述する。
酸化カドミウム100重量部に導電材としてカーボニル
ニッケル粉末10重量部を加えて混合粉末を作り、次い
で表面がカドミウムメッキされた繊維長さ311Bのポ
リ塩化ビニル樹脂製の短繊維を加えて更に混合し、これ
に1重量部のポリビニルアルコールを溶解した30CG
のエチレングリコール溶液を加え、全体を混練してペー
ストとする0このペーストを厚さ0.86のニッケルメ
ッキしたパンチングメタルからなる芯金の両面に塗着し
、次いで乾燥してエチレングリコールを飛散させたのち
、プレスを行って多孔度40%の未化成極板とする。
次に上記未化成板にカドミウムメッキを施す0カドミウ
ムメツキには一般にシアン化カドミウム浴、フッ化カド
ミウム浴、硫酸カドミウム浴等か用いられる。本発明に
おいては、硫酸カドミウム100f/l、硫酸ソーダ1
00 f / l 、硫酸309 / lからなる混合
水溶液を用い、金属カドミウム板を対極として、未化成
板上にカドミウムメッキを行った。
なお、通電は10 mA/csllの電流密度で、30
分間の陰電解処理とした。
次に、上記カドミウム極板を水洗、乾燥したのち、o、
aosiの厚みにプレスし、所定の寸法に切断して電池
構成用カドミウム単位極板とした。
上述した本発明に係る単位極板を用いて、焼結式正極、
ポリアミド樹脂製不織布からなるセパレータと組み合せ
、公称容量500 mAh  を有する密閉形ニッケル
・カドミウム蓄電池を作製した。
この電池(A)と、従来の電池(Blとについて高率放
電特性、サイクル寿命特性、ガス吸収能力特性について
調べた。なお電池(A 、 (B)における相違は負極
の“製造法が異なるのみで、他の条件は全く同一とした
第1図は高率放電特性を示し、完全充電された電池を各
放電率で放電した時の放電容量である。
図から明らかなように、30 (1,5A)放電以上に
なると、本発明品(8の特性が優れていることが判る。
第2図はサイクル寿命特性を示し、20℃において充電
を’A c (26o mA)で3時間、放電を1 c
 (500mA)  で行ったときの結果である。
従来品(B)は10oOサイクル付近から容量劣化が見
られるのに対し、本発明品(3)は容量劣化が見られず
、サイクル寿命の点でも本発明品(八が優れていること
が判る。
密閉形ニッケル・カドミウム蓄電池では、先にも述べた
通り過充電時に正極から発生する酸素ガスを負極上で吸
収消失することにより密閉化を可能にしているが、この
負極の酸素吸収能力の大小は、電池の大電流による短時
間充電時に重要となる。
すなわち、負極での酸素吸収能力が低い場合に、大電流
で短時間充電を行なおうとすれば、過充電時に正極から
の酸素発生量が負極の酸素吸収量を上まわるため、電池
内圧が極端に上昇してしまい、電池外へのガスの流出、
電解液の流出が起こシ、電池特性の劣化や電池使用機器
への悪影響を引き起こす。
第3図は、負極の酸素ガス吸収能力を示し、電池の過充
電時の内圧特性でsb、0℃において各充電率で充電し
たときの内圧値である。
本発明凸円は従来品(′@にくらべて電池内圧が低く、
負極のガス吸収能力が向上していることが判る。
これら電池の緒特性の向上は、以下の点に起因するもの
であると思われる。
すなわち、先にも述べた通り、従来カドミウム負極中の
金属カドミウムが芯金付会に個有しているのに対し、本
発明による金属カドミウムの分布は、短繊維のカドミウ
ムメッキにより極板内に均一に分布し、かつ未化成板へ
のカドミウムメッキにより酸素ガス吸収反応が起とシや
すい電極表面部分にはカドミウムが密に分布しており、
酸素ガスの吸収消失特性が優れているものと思われる。
また、樹脂短繊維上に、メッキされた金属カドミウムが
極板内で導電ネットワークを形成して放電特性の向上に
寄与し、かつ寿命特性の向上につながっているものと思
われるO また、このような導電ネットワークは負極の活物質の利
用率の向上にもづながるものと思われる0そこで、負極
の利用率について調べたところ次のようになった。
前記電池(4、(B)で使用したと同様のカドミウム負
極(A’) 、 (B’)を濃度30%のか性カリ水溶
液中にて、ニッケル板を相手極として各放電率での利用
率を測定したところ次表のような結果であった。
上表のような負極活物質利用率の向上は、前記電池緒特
性の向上に寄与しているものと思われる。
なお、合成樹脂繊維上へのカドミウムメッキの方法とし
ては、無電解メッキ単独も考えられるが、本実施例にお
いては、まず繊維上に無電解メッキを施したのち、電解
メッキを行った。
また、このカドミウムメッキを行なわずに、単にニッケ
ルメッキだけを行なう方法が考えられるが、カドミウム
メッキに比べてニッケルメッキのみでは水素過電圧が小
さく、低温で大きな充電率で充電した時の充電効率が悪
くなるので、不十分である。
カドミウムメッキの短繊維への着量については限である
と思われる。父上限としては2重量部よりも多量になる
と、繊維量が多すぎて分散が悪くなるので不都合である
したがって、0.1〜2重量部か適切である。
以上のように、本発明では負極ペースト中の補強剤とし
ての合成樹脂製短繊維を改良するとともに、負極表面に
カドミウムメッキを行なうことにより、負極の特性を大
幅に向上させるものであり、カドミウム負極を用いる電
池、とくに密閉形カドミウム負極使用電池において価値
の大なるものである。
内圧特性を示す図である。
A 、 A’・・・・・・本発明品、B 、 B/・・
・・・・従来品。
罐  伽−(くベン

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)酸化カドミウムに結着剤を加えてなるペースト状
    物中にカドミウムメッキを施した合成樹脂短繊維を添加
    分散させ、このペーストを多孔性芯金に塗着した後カド
    ミウムメッキ処理することを特徴とするカドミウム負極
    の製造法。
  2. (2)  前記カドミウムメッキを施した合成樹脂短繊
    維が、酸化カドミウム100重量部当り0.1〜2重量
    部ペースト中に添加されている特許請求の範囲第1項記
    載のカドミウム負極の製造法。
JP56113904A 1981-07-20 1981-07-20 カドミウム負極の製造法 Granted JPS5816467A (ja)

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JPH0239062B2 JPH0239062B2 (ja) 1990-09-04

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54106829A (en) * 1978-02-09 1979-08-22 Furukawa Battery Co Ltd Method of producing cadmium cathode for alkaline cell
JPS5684876A (en) * 1979-12-12 1981-07-10 Sanyo Electric Co Ltd Positive electrode plate for alkaline storage battery

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54106829A (en) * 1978-02-09 1979-08-22 Furukawa Battery Co Ltd Method of producing cadmium cathode for alkaline cell
JPS5684876A (en) * 1979-12-12 1981-07-10 Sanyo Electric Co Ltd Positive electrode plate for alkaline storage battery

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