JPS59138064A - アルカリ電池用正極板 - Google Patents
アルカリ電池用正極板Info
- Publication number
- JPS59138064A JPS59138064A JP58010947A JP1094783A JPS59138064A JP S59138064 A JPS59138064 A JP S59138064A JP 58010947 A JP58010947 A JP 58010947A JP 1094783 A JP1094783 A JP 1094783A JP S59138064 A JPS59138064 A JP S59138064A
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- JP
- Japan
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- nickel
- powder
- cobalt
- dried
- nickel powder
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- Pending
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
- H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
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。
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、三次元的に連続した構造を有するスポンジ状
ニッケル多孔体を電極基体とする正極板に関するもので
、水酸化ニッケル粉末の中にコバルト−ニッケル酸化物
の被ＩＦＪ層を形成したニッケル粉末を添加覆ることに
よって、正極板の充電効串及び放電性能を向上させるこ
とを目的とするものである。
ニッケル多孔体を電極基体とする正極板に関するもので
、水酸化ニッケル粉末の中にコバルト−ニッケル酸化物
の被ＩＦＪ層を形成したニッケル粉末を添加覆ることに
よって、正極板の充電効串及び放電性能を向上させるこ
とを目的とするものである。
従来、アルカリ電池の正極板の基板としては、ニッケル
粉末の焼結体が用いられているが、その多孔度は７０へ
・８０％程度であり、これ以上に多孔度を上げると、そ
の機械的強度が著しく減少し、したがってその空隙内に
正極活物質を充填した場合に、基板の変形、亀裂や活物
質の剥離等を招来する欠点があった。また、活物質を充
填する場合、通常減圧含浸法とよばれる方法すなわち硝
酸ニッケルや硫酸ニッケル等の塩の水溶液を基板に減圧
含浸したのち、アルカリ水溶液で処理し、さらに湯洗、
乾燥するという操作を繰り返す方法がとられている。し
かしながら、−回の操作によって充填される量は少く、
しかも、２回目から充填される量は次第に減少してくる
ので通常４〜１０回の操作を繰り返す必要がある。その
ため製造工程が複雑で経汎的コストが高くなるという欠
点があった。
粉末の焼結体が用いられているが、その多孔度は７０へ
・８０％程度であり、これ以上に多孔度を上げると、そ
の機械的強度が著しく減少し、したがってその空隙内に
正極活物質を充填した場合に、基板の変形、亀裂や活物
質の剥離等を招来する欠点があった。また、活物質を充
填する場合、通常減圧含浸法とよばれる方法すなわち硝
酸ニッケルや硫酸ニッケル等の塩の水溶液を基板に減圧
含浸したのち、アルカリ水溶液で処理し、さらに湯洗、
乾燥するという操作を繰り返す方法がとられている。し
かしながら、−回の操作によって充填される量は少く、
しかも、２回目から充填される量は次第に減少してくる
ので通常４〜１０回の操作を繰り返す必要がある。その
ため製造工程が複雑で経汎的コストが高くなるという欠
点があった。
そこで近年、三次元的に連続した構造を有するニラクル
金属よりなるスポンジ状多孔体に、ペースト状にした正
極活物質を直接充填するものが注目されてきている。
金属よりなるスポンジ状多孔体に、ペースト状にした正
極活物質を直接充填するものが注目されてきている。
三次元的に連続した構造を有するスポンジ状ニッケル多
孔体は、その多孔度が９０〜９８％と高く、しかも機械
的強度が大きい。そのうえ、孔径が犬きいのでこの多孔
体−に−活−物質を充填すると正極板の高容量化を図る
事が出来ると共に充填が極めて簡便になり連続工程が可
能で経済的にも有利となる。しかしながら多孔体の孔径
が大ぎいために集電体であるニッケル多孔体と活物質粉
末との間及び活物質粒子間の電気的な接触性が充分に１
ｑられず、極板性（ｉｌが悪いという欠点がある。−ぞ
こで、ニッケル粉末等の導電材や種々の添加剤を加える
ことによっＣ極板性能を向上リ−る試みが行われている
。この種の添加剤としては金属コバルト、コバルト酸化
物あるいはコバルトメッキを施したニッケル等の粉末が
提案されているが、その効果は必ずしも充分では４１り
、その効果の機構も不明である。本発明は、添加剤とし
てコバルト−ニッケル酸化物の被膜を形成したニッケル
粉末を用いると正極板の充電効率及び放電性能が著しく
向上することを見出したことに基づくものである。
孔体は、その多孔度が９０〜９８％と高く、しかも機械
的強度が大きい。そのうえ、孔径が犬きいのでこの多孔
体−に−活−物質を充填すると正極板の高容量化を図る
事が出来ると共に充填が極めて簡便になり連続工程が可
能で経済的にも有利となる。しかしながら多孔体の孔径
が大ぎいために集電体であるニッケル多孔体と活物質粉
末との間及び活物質粒子間の電気的な接触性が充分に１
ｑられず、極板性（ｉｌが悪いという欠点がある。−ぞ
こで、ニッケル粉末等の導電材や種々の添加剤を加える
ことによっＣ極板性能を向上リ−る試みが行われている
。この種の添加剤としては金属コバルト、コバルト酸化
物あるいはコバルトメッキを施したニッケル等の粉末が
提案されているが、その効果は必ずしも充分では４１り
、その効果の機構も不明である。本発明は、添加剤とし
てコバルト−ニッケル酸化物の被膜を形成したニッケル
粉末を用いると正極板の充電効率及び放電性能が著しく
向上することを見出したことに基づくものである。
以１；、本発明の実施例ならびにその効果を詳述りる。
本発明に用いたコバル１−−ニッケル酸化物の被膜を形
成したニッケル粉末は、次のようにして製作した。即ち
、０．１〜５ｍｏｌ／９．の硝酸コバルト水溶液の溶液
と対極に白金板とを用いて、ニッケルネット等で作った
容器中にニッケル粉末を入れたも′のを８０℃、 １〜
５Ａ＃ｎ１の条件で微振動を加えながらアノード酸化を
行なった後、そのニッケル粉末を洗條し、乾燥を行なっ
てコバルト−ニッケル酸化物の被膜を施したニッケル粉
末を用いて正極板を製作した。まず、コバルト−ニッケ
ル酸化物の被膜を施したニッケル粉末を水酸化ニッケル
粉末に添加したものに０．ｆ３ｗｔ％のカルボキシメチ
ルセルロース水溶液を加えてペースミル状にした。
成したニッケル粉末は、次のようにして製作した。即ち
、０．１〜５ｍｏｌ／９．の硝酸コバルト水溶液の溶液
と対極に白金板とを用いて、ニッケルネット等で作った
容器中にニッケル粉末を入れたも′のを８０℃、 １〜
５Ａ＃ｎ１の条件で微振動を加えながらアノード酸化を
行なった後、そのニッケル粉末を洗條し、乾燥を行なっ
てコバルト−ニッケル酸化物の被膜を施したニッケル粉
末を用いて正極板を製作した。まず、コバルト−ニッケ
ル酸化物の被膜を施したニッケル粉末を水酸化ニッケル
粉末に添加したものに０．ｆ３ｗｔ％のカルボキシメチ
ルセルロース水溶液を加えてペースミル状にした。
このペーストを、孔径０．３ｍｍ多孔度９６％、厚さ
１．２ｍｍの三次元的に連続した構造を有するスポンジ
状ニッケル多孔体に充填し乾燥してから、フッ素樹脂の
分散液に浸漬して再び乾燥し、０．（３８ｍｍの１ 厚さに加圧して本光明による正極板を得ｔ＝ ０この正
極板１枚と従来から公知のペースト式カドミウム負極板
２枚と、電解液としてＳ 、 Ｇ 、１，２５０ （２
０℃）水酸化カリウム水溶液とを用いたフラツデツドタ
イプの電池を製作して、０．１Ｃ△で２０時間充電した
後、１．ＯＣＡで １．ＯＶまで放電して活物質利用率
を求めた。を丁お正極板の種類としては、ニッケル粉末
へ施づコバル１−−ニッケル酸化物被膜の量を変えたも
のと水酸化ニッケルへの添加量とを変えたものを製作し
てこれらの邑の影響を調べた。水酸化ニッケルへのコバ
ルト−ニッケル酸化物の被膜を施したニッケル粉末の添
加量を５％。
１．２ｍｍの三次元的に連続した構造を有するスポンジ
状ニッケル多孔体に充填し乾燥してから、フッ素樹脂の
分散液に浸漬して再び乾燥し、０．（３８ｍｍの１ 厚さに加圧して本光明による正極板を得ｔ＝ ０この正
極板１枚と従来から公知のペースト式カドミウム負極板
２枚と、電解液としてＳ 、 Ｇ 、１，２５０ （２
０℃）水酸化カリウム水溶液とを用いたフラツデツドタ
イプの電池を製作して、０．１Ｃ△で２０時間充電した
後、１．ＯＣＡで １．ＯＶまで放電して活物質利用率
を求めた。を丁お正極板の種類としては、ニッケル粉末
へ施づコバル１−−ニッケル酸化物被膜の量を変えたも
のと水酸化ニッケルへの添加量とを変えたものを製作し
てこれらの邑の影響を調べた。水酸化ニッケルへのコバ
ルト−ニッケル酸化物の被膜を施したニッケル粉末の添
加量を５％。
１０％、１５％及び２０％とした正極板を用いたそれぞ
れの電池（ａ ）、 りｂ ）、 （ｃ ）及び（
ｄ ）の利用率とニッケル粉末へ施づコバルト−ニラ／
フル酸化物被膜の吊どの関係を第１図に示す。図から、
ニッケル粉末へ施す＝１パル［−一ニッケル百（目ヒ物
被膜の吊が多いほど、またコバル１−−ニッケル酸化物
の被膜を施したニッケル粉末の量が多いＩＪと利用率の
良いことが判る。ここで、第１図から利用率と活物質全
体に対づるコバル１〜−−ニッケル酸化物の含有量との
関係を求めて第２図に示す。図から、りべての電池に関
してコバルト−ニッケル酸化物の含有量が２〜３％以上
で利用率が９５％を越え良好である事が判る。しかしな
がら、水酸化ニッケルに添加量るニッケル粉末の量が少
ないと放電電圧が低くなるため、ま１＝ニツケル粉末の
量が多いと水酸化ニッケルの量が減少して絶対容量が減
少するために望ましくないことがわかった。
れの電池（ａ ）、 りｂ ）、 （ｃ ）及び（
ｄ ）の利用率とニッケル粉末へ施づコバルト−ニラ／
フル酸化物被膜の吊どの関係を第１図に示す。図から、
ニッケル粉末へ施す＝１パル［−一ニッケル百（目ヒ物
被膜の吊が多いほど、またコバル１−−ニッケル酸化物
の被膜を施したニッケル粉末の量が多いＩＪと利用率の
良いことが判る。ここで、第１図から利用率と活物質全
体に対づるコバル１〜−−ニッケル酸化物の含有量との
関係を求めて第２図に示す。図から、りべての電池に関
してコバルト−ニッケル酸化物の含有量が２〜３％以上
で利用率が９５％を越え良好である事が判る。しかしな
がら、水酸化ニッケルに添加量るニッケル粉末の量が少
ないと放電電圧が低くなるため、ま１＝ニツケル粉末の
量が多いと水酸化ニッケルの量が減少して絶対容量が減
少するために望ましくないことがわかった。
次に、水酸化ニッケル粉末８５部とコバルト−ニッケル
酸化物被膜の量を３０％としたニッケル粉末１５部との
混合粉末を用いて製作した正極板と従来のペースト式負
極板とをナイロン不織布のセパレータを介して渦巻状に
巻き、電解液にＳ、Ｇ、１．３００（２０℃）水酸化カ
リウム水溶液を用いて公称容１２．５Ａｈの本発明によ
る円筒形密閉ニッケ）Ｉ＜・カドミウム電池（Ａ＞を製
作した。また比較のために水酸化ニッケル粉末８５部と
ニッケル粉末１０．５部とコバルト−ニッケル酸化物被
膜の粉末４．５部との混合粉末及び水酸化ニッケル粉末
８５部とコバルトメッキの量を３０％としたニッケル粉
末１５部との混合粉末をそれぞれ原料にして製作した正
極板を用いた電池（Ｂ）及び（Ｃ）を製作した。これら
の電池を２０℃、０．ＩＯＡで１６時間充電した後、１
、（ｌ Ｃ△で放電した時の放電電圧特性を第３図に
示づ。図から、本発明による電）＋！！（△）は従来法
による電池（１３）及び（Ｃ）よりも放電電圧特性がよ
＜ ｌｉ々電容聞ち大きい事が判る。
酸化物被膜の量を３０％としたニッケル粉末１５部との
混合粉末を用いて製作した正極板と従来のペースト式負
極板とをナイロン不織布のセパレータを介して渦巻状に
巻き、電解液にＳ、Ｇ、１．３００（２０℃）水酸化カ
リウム水溶液を用いて公称容１２．５Ａｈの本発明によ
る円筒形密閉ニッケ）Ｉ＜・カドミウム電池（Ａ＞を製
作した。また比較のために水酸化ニッケル粉末８５部と
ニッケル粉末１０．５部とコバルト−ニッケル酸化物被
膜の粉末４．５部との混合粉末及び水酸化ニッケル粉末
８５部とコバルトメッキの量を３０％としたニッケル粉
末１５部との混合粉末をそれぞれ原料にして製作した正
極板を用いた電池（Ｂ）及び（Ｃ）を製作した。これら
の電池を２０℃、０．ＩＯＡで１６時間充電した後、１
、（ｌ Ｃ△で放電した時の放電電圧特性を第３図に
示づ。図から、本発明による電）＋！！（△）は従来法
による電池（１３）及び（Ｃ）よりも放電電圧特性がよ
＜ ｌｉ々電容聞ち大きい事が判る。
次に、充電効率を比較づるためにこれらの電池を５０℃
で充電電流を変えて充電したのち、２０℃で０．２Ｃ△
で０．８Ｖまで放電した時の充電効率の変化を第４図に
示づ。図から本発明による゛電池（△）は電池（Ｂ）及
び（Ｃ）よりも充電効率が高いことがわかる。
で充電電流を変えて充電したのち、２０℃で０．２Ｃ△
で０．８Ｖまで放電した時の充電効率の変化を第４図に
示づ。図から本発明による゛電池（△）は電池（Ｂ）及
び（Ｃ）よりも充電効率が高いことがわかる。
何故、＝１パル１−−ニッケル酸化物の被膜をニッケル
粉末の表面に形成させたものを水酸化ニッケル粉末に添
加づると、水酸化ニッケル粉末にニッケル粉末とコバル
１ヘーニッケル酸化物の粉末とを別々に添加した場合よ
りも放電特性が極めてづぐれ、またコバルトメッキを施
したニッケル粉末を添加した場合よりも充電効率が著し
く高くなるかは定かでないが次のような効果によるもの
と考えられる。叩も、ニッケル粉末にコバル１〜−ニッ
ケル酸化物の表面被膜を形成させたしのを用いるとそれ
ぞれのニッケル粒子の表面に均一にコバルト−ニッケル
酸化物が存在し、またコバルト−ニラクル酸化物とニッ
ケルとの接触状態が極めて良好であるために、水酸化ニ
ッケル粉末にコバルト−ニッケル酸化物の粉末とニッケ
ル粉末どを別々に添加して正極板としたときと比較して
充放電が円滑にしかも均一におこなわれ活物質の脱落も
少ないために放電性能が向上するものと考えられる。
粉末の表面に形成させたものを水酸化ニッケル粉末に添
加づると、水酸化ニッケル粉末にニッケル粉末とコバル
１ヘーニッケル酸化物の粉末とを別々に添加した場合よ
りも放電特性が極めてづぐれ、またコバルトメッキを施
したニッケル粉末を添加した場合よりも充電効率が著し
く高くなるかは定かでないが次のような効果によるもの
と考えられる。叩も、ニッケル粉末にコバル１〜−ニッ
ケル酸化物の表面被膜を形成させたしのを用いるとそれ
ぞれのニッケル粒子の表面に均一にコバルト−ニッケル
酸化物が存在し、またコバルト−ニラクル酸化物とニッ
ケルとの接触状態が極めて良好であるために、水酸化ニ
ッケル粉末にコバルト−ニッケル酸化物の粉末とニッケ
ル粉末どを別々に添加して正極板としたときと比較して
充放電が円滑にしかも均一におこなわれ活物質の脱落も
少ないために放電性能が向上するものと考えられる。
また、コバルト−ニッケル酸化物は酸素発生過電圧が１
００〜１５０ｍＶと大きいために、その被膜をニッケル
粉末の表面に形成したものを用いると、コバルトの被膜
を形成したものを用いた場合よりも極板の酸素発生過電
圧を高める働きが大きくなり、従って高温での充電効率
が向上するものと考えられる。
００〜１５０ｍＶと大きいために、その被膜をニッケル
粉末の表面に形成したものを用いると、コバルトの被膜
を形成したものを用いた場合よりも極板の酸素発生過電
圧を高める働きが大きくなり、従って高温での充電効率
が向上するものと考えられる。
以上述べた様に本発明によればコバルト−ニッケル酸化
物の被膜を形成したニッケル粉末を水酸化ニッケルに添
加することによって充電効率及び放電性能のすぐれた正
極板を提供覆ることができる。
物の被膜を形成したニッケル粉末を水酸化ニッケルに添
加することによって充電効率及び放電性能のすぐれた正
極板を提供覆ることができる。
第１図はニッケル粉末へ施す−コバルトーニッケル酸化
物被膜の聞及び水酸化ニッケルへの］パル［〜−ニッケ
ル酸化物の被膜を施したニッケル粉末の添加量を変えた
場合の活物質利用率の変化を示した図、第２図は利用率
と活物質全体に対づるコバルト−ニッケル酸化物の含右
吊との関係を第１図から求めて示した図、第３図及び第
４図は本発明によるニッケル・カトミウ１１電池と従来
法にｊ：る電池とのそれぞれ放電特性及び充電効率の比
較図である。
物被膜の聞及び水酸化ニッケルへの］パル［〜−ニッケ
ル酸化物の被膜を施したニッケル粉末の添加量を変えた
場合の活物質利用率の変化を示した図、第２図は利用率
と活物質全体に対づるコバルト−ニッケル酸化物の含右
吊との関係を第１図から求めて示した図、第３図及び第
４図は本発明によるニッケル・カトミウ１１電池と従来
法にｊ：る電池とのそれぞれ放電特性及び充電効率の比
較図である。
Claims (1)
- １、水酸化ニッケル粉末と：１バルトーニッケル酸化物
の被膜を形成したニッケル粉末との混合Ｊ末を、二次元
的に連続した構造を有するスポンジ状ニッケル多孔体に
充填することを特徴とするアルカリ電池用正極板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58010947A JPS59138064A (ja) | 1983-01-26 | 1983-01-26 | アルカリ電池用正極板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58010947A JPS59138064A (ja) | 1983-01-26 | 1983-01-26 | アルカリ電池用正極板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59138064A true JPS59138064A (ja) | 1984-08-08 |
Family
ID=11764391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58010947A Pending JPS59138064A (ja) | 1983-01-26 | 1983-01-26 | アルカリ電池用正極板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59138064A (ja) |
-
1983
- 1983-01-26 JP JP58010947A patent/JPS59138064A/ja active Pending
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