JPS5932865B2 - アルカリ蓄電池用正極の製造法 - Google Patents
アルカリ蓄電池用正極の製造法Info
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- JPS5932865B2 JPS5932865B2 JP53137585A JP13758578A JPS5932865B2 JP S5932865 B2 JPS5932865 B2 JP S5932865B2 JP 53137585 A JP53137585 A JP 53137585A JP 13758578 A JP13758578 A JP 13758578A JP S5932865 B2 JPS5932865 B2 JP S5932865B2
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- Japan
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- nickel
- electrode plate
- positive electrode
- active material
- alkaline storage
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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
- H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
- H01M4/32—Nickel oxide or hydroxide electrodes
-
- 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
- H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
- H01M4/26—Processes of manufacture
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- 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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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はアルカリ蓄電池用正極の製造法の改良に係り、
安価で放電特性に優れ、かつ長寿命の極板を提供するこ
とを目的とする。
安価で放電特性に優れ、かつ長寿命の極板を提供するこ
とを目的とする。
従来、アルカリ蓄電池用正極であるニッケル正極の製造
法は大別して次の４種がある。
法は大別して次の４種がある。
第１は、ニッケル粉を焼結して得た多孔性焼結ニッケル
基板の細孔中に、化学的または電気化学的操作により活
物質を充填してなる焼結式と云われる極板である。この
極板は高率放電特性やサイクル寿命に優れているという
長所を有するが、反面焼結基板が高価であることおよび
活物質の充填工程が煩雑であるという欠点がある。第２
は、ポケット式と呼ばれるもので、活物質である水酸化
ニッケルを導電剤とともに加圧成形し、成形体を多孔性
金属からなるポケット容器内に挿入したものである。こ
れは安価につくれるが、反面高率放電特性が悪いという
欠点を有する。第３は、近年開発が試みられている三次
元の網状構造を有する発泡金属と呼ばれる多孔体を使用
するもので、この多孔体中に活物質粉末を充填、加圧し
た極板とするものである。これは放電特性は比較的良好
であるが、発泡金属自体力塙価であるという欠点を有す
る。第４は、活物質粉末を結着剤とともに多孔性芯金に
固着してなるモールド式と呼ばれるものである。この極
板は安価という長所はあるが、活物質利用率が悪く、ま
たサイクル寿命も短いという欠点を有する。本発明は前
記従来の製造法、とくに第４のモールド式製造法の改良
に係り、活物質利用率を大幅に向上させ、焼結式とほゞ
同等の放電特性およびサイクル寿命特性を有し、かつ安
価に作製できることを特徴とする。
基板の細孔中に、化学的または電気化学的操作により活
物質を充填してなる焼結式と云われる極板である。この
極板は高率放電特性やサイクル寿命に優れているという
長所を有するが、反面焼結基板が高価であることおよび
活物質の充填工程が煩雑であるという欠点がある。第２
は、ポケット式と呼ばれるもので、活物質である水酸化
ニッケルを導電剤とともに加圧成形し、成形体を多孔性
金属からなるポケット容器内に挿入したものである。こ
れは安価につくれるが、反面高率放電特性が悪いという
欠点を有する。第３は、近年開発が試みられている三次
元の網状構造を有する発泡金属と呼ばれる多孔体を使用
するもので、この多孔体中に活物質粉末を充填、加圧し
た極板とするものである。これは放電特性は比較的良好
であるが、発泡金属自体力塙価であるという欠点を有す
る。第４は、活物質粉末を結着剤とともに多孔性芯金に
固着してなるモールド式と呼ばれるものである。この極
板は安価という長所はあるが、活物質利用率が悪く、ま
たサイクル寿命も短いという欠点を有する。本発明は前
記従来の製造法、とくに第４のモールド式製造法の改良
に係り、活物質利用率を大幅に向上させ、焼結式とほゞ
同等の放電特性およびサイクル寿命特性を有し、かつ安
価に作製できることを特徴とする。
以下本発明を実施例をもつて一説明する。実施例
水酸化ニッケル粉末１００重量部と、ニッケル粉末１５
重量部と、コバルト粉末７重量部とからなι混合粉末を
混合し、この混合粉にポリビニルアルコールの２％水溶
液を加えて練合し、ペースト状とする。
重量部と、コバルト粉末７重量部とからなι混合粉末を
混合し、この混合粉にポリビニルアルコールの２％水溶
液を加えて練合し、ペースト状とする。
このペーストを厚さＯ、０６ｍのニッケルめつき穿孔鋼
板の両面に塗布し、必要であればこの後乾操して固着さ
せ、厚さ約０．９Ｕ１の多孔性半完成極板とする。この
ときの半完成極板の多孔度は約７０％であつた。次にこ
の多孔性半完成極板をＰＨ約２の２モル濃度の硫酸ニツ
ケル溶液中でニツケル板を陽極として１０ｍＡ／ｄの電
流密度で陰電解し、極板内の空孔にニツケルを電着させ
る。電着されるニツケル量は極板中に含まれる水酸化ニ
ツケル量の２０重量％とした。この電着終了後、水洗、
乾燥し、次に５（Ｆｂの弗素樹脂分散液１ポリフロンデ
イスパージヨンＤ−１゛（ダイキン工業製）を含浸させ
た後乾燥し、加圧して厚さを約０．７１１、多孔度約４
３％の完成極板を得た。ここで得た極板の特性を把握す
るために、３０％の苛性カリ水溶液中で、放電率試験お
よびサイクル寿命テストを行なつた。
板の両面に塗布し、必要であればこの後乾操して固着さ
せ、厚さ約０．９Ｕ１の多孔性半完成極板とする。この
ときの半完成極板の多孔度は約７０％であつた。次にこ
の多孔性半完成極板をＰＨ約２の２モル濃度の硫酸ニツ
ケル溶液中でニツケル板を陽極として１０ｍＡ／ｄの電
流密度で陰電解し、極板内の空孔にニツケルを電着させ
る。電着されるニツケル量は極板中に含まれる水酸化ニ
ツケル量の２０重量％とした。この電着終了後、水洗、
乾燥し、次に５（Ｆｂの弗素樹脂分散液１ポリフロンデ
イスパージヨンＤ−１゛（ダイキン工業製）を含浸させ
た後乾燥し、加圧して厚さを約０．７１１、多孔度約４
３％の完成極板を得た。ここで得た極板の特性を把握す
るために、３０％の苛性カリ水溶液中で、放電率試験お
よびサイクル寿命テストを行なつた。
放電率は５時間率、１時間率、２０分間率の３種とした
。この各放電率での活物質利用率を次表に示す。なお、
従来品である焼結式およびモールド式と本発明品は極板
厚さおよび活物質量は同一とした。次に充電を５時間率
で８時間、放電を５時間率としたサイクル寿命試験を前
表と同じ３種類の極板を用いて行なつた。
。この各放電率での活物質利用率を次表に示す。なお、
従来品である焼結式およびモールド式と本発明品は極板
厚さおよび活物質量は同一とした。次に充電を５時間率
で８時間、放電を５時間率としたサイクル寿命試験を前
表と同じ３種類の極板を用いて行なつた。
その結果は図に示すように本発明品は焼結式とほマ同等
のサイクル寿命を有し、モールド式にくらべすぐれてい
ることが明らかとなつた。図中Ａは本発明品、Ｂは焼結
式、Ｃはモールド式である。本発明品は前表から明らか
なように活物質利用率が従来のモールド式にくらべ大幅
に向上し、焼結式とほゾ同等になつている。
のサイクル寿命を有し、モールド式にくらべすぐれてい
ることが明らかとなつた。図中Ａは本発明品、Ｂは焼結
式、Ｃはモールド式である。本発明品は前表から明らか
なように活物質利用率が従来のモールド式にくらべ大幅
に向上し、焼結式とほゾ同等になつている。
これは水酸化ニツケルを主体とする活物質が多孔性芯金
に固着されたのち、ニツケル塩溶液中での電着ニツケル
により、活物質近傍にニツケルが存在するために電導性
が向上し、活物質の反応性を良好にならしめているもの
と考えられる。この電着ニツケルは極板内部まで存在さ
せる必要があるので、電着操作開始前の半完成極板は一
定以上の多孔度を確保する必要がある。この多孔度は電
着操作時の電流密度とも関連し、多孔度が大きいほど電
流密度を上げても極板内部までニツケルの電着が行なわ
れる。すなわち電着操作前の多孔度は５０％以上とする
必要があり、通常は６０〜８０（：！）に保つことが好
ましい。また電着効果をあげるために、主活物質である
水酸化ニツケルに予め電導剤を加えておく必要があり、
実施例のようにニツケル粉末を加えると効果がある。こ
のニツケル粉末の添加は水酸化ニツケル１００重量部に
対し、少くとも約１０重量部あれば良いことを確認した
。本発明の要点は、前記のように半完成極板の多孔度お
よびニツケル添加の効果の他に、電着ニツケル量がある
。
に固着されたのち、ニツケル塩溶液中での電着ニツケル
により、活物質近傍にニツケルが存在するために電導性
が向上し、活物質の反応性を良好にならしめているもの
と考えられる。この電着ニツケルは極板内部まで存在さ
せる必要があるので、電着操作開始前の半完成極板は一
定以上の多孔度を確保する必要がある。この多孔度は電
着操作時の電流密度とも関連し、多孔度が大きいほど電
流密度を上げても極板内部までニツケルの電着が行なわ
れる。すなわち電着操作前の多孔度は５０％以上とする
必要があり、通常は６０〜８０（：！）に保つことが好
ましい。また電着効果をあげるために、主活物質である
水酸化ニツケルに予め電導剤を加えておく必要があり、
実施例のようにニツケル粉末を加えると効果がある。こ
のニツケル粉末の添加は水酸化ニツケル１００重量部に
対し、少くとも約１０重量部あれば良いことを確認した
。本発明の要点は、前記のように半完成極板の多孔度お
よびニツケル添加の効果の他に、電着ニツケル量がある
。
この電着ニツケル量は活物質利用率と関連があり、種々
の実験の結果、活物質利用率を５時間率で９０％以上を
確保するためには電着ニツケル量は水酸化ニツケルに対
し約１５重量％以上必要であることを確認した。この電
着時のニツケル塩溶液は硫酸ニツケルのごとき陰電解に
よつて陰極にニツケルを析出させるものでなくてはなら
ず、硝酸ニツケルのように硝酸イオンの還元反応が生じ
てニツケルの電着が阻害されるものは使用できない。本
発明はまた、ニツケル電着後に、弗素樹脂分散液を含浸
させ、ついで加圧することが必要である。
の実験の結果、活物質利用率を５時間率で９０％以上を
確保するためには電着ニツケル量は水酸化ニツケルに対
し約１５重量％以上必要であることを確認した。この電
着時のニツケル塩溶液は硫酸ニツケルのごとき陰電解に
よつて陰極にニツケルを析出させるものでなくてはなら
ず、硝酸ニツケルのように硝酸イオンの還元反応が生じ
てニツケルの電着が阻害されるものは使用できない。本
発明はまた、ニツケル電着後に、弗素樹脂分散液を含浸
させ、ついで加圧することが必要である。
すなわち、電着終了後に水洗してニツケル塩溶液を除去
したのち、乾燥し、これに弗素樹脂分散液を含浸させて
加圧すると、加圧により弗素樹脂同士の網目状の絡み合
いにより活物質、電着ニツケルおよび薄い金属シートか
らなる多孔性芯金が強固に固着される。従つて、焼結基
板や発泡金属のようにそれ自体に活物質保持容器的機能
をもたない薄い金属シートからなる多孔性芯金であつて
も十分集電体及び芯材として利用できるものである。こ
うして極板強度が向上するとともに、柔軟性も確保され
るので、渦巻状に極板を巻回する場合でも活物質の脱落
などは生じない。なお、上記の加圧は、弗素樹脂分散液
の含浸後の未乾燥状態でも、あるいは乾燥状態のいずれ
でもよい。本発明では電着ニツケルにより水酸化ニツケ
ルの活物質利用率を向上させるが、この活物質利用率の
向上は、コバルト又はコバルト化合物の添加により更に
上積される。すなわち、水酸化ニツケルにコバルト又は
水酸化コバルト、酢酸コバルトのごときコバルト化合物
を添加しておくと、電着ニツケルは水酸化ニツケルとコ
バルト又はコバルト化合物の近傍に析出するため、コバ
ルト又はコバルト化合物が水酸化ニツケルの反応性を一
段と高めるものと考えられ、水酸化ニツケル単独の場合
にくらべ約５〜７％の利用率向上がみられる。本発明の
製造法ではまず水酸化ニツケルを主体とするペーストを
多孔性芯金に固着させるが、ペースト状態に保つために
高粘度を有する結着剤が必要であり、実施例で述べたポ
リビニルアルコールの他にカルボキシメチルセルロース
などの繊維素誘導体物質の水溶液や、ポリエチレンなど
を有機溶媒に溶解させて使用することができる。なお、
このペーストを芯金に固着させたのち、電着によりニツ
ケルを極板内部迄析出させるため、結着剤を多量に使用
すると析出が十分行なわれなくなるので、結着剤量は適
切に設定する必要がある。以上のように、本発明の製造
法によるニツケル正極は、従来のモールド式極板にくら
べ性能向上が図られ、かつ焼結式のごとく煩雑な工程を
必要とせずに安価につくることが可能である。
したのち、乾燥し、これに弗素樹脂分散液を含浸させて
加圧すると、加圧により弗素樹脂同士の網目状の絡み合
いにより活物質、電着ニツケルおよび薄い金属シートか
らなる多孔性芯金が強固に固着される。従つて、焼結基
板や発泡金属のようにそれ自体に活物質保持容器的機能
をもたない薄い金属シートからなる多孔性芯金であつて
も十分集電体及び芯材として利用できるものである。こ
うして極板強度が向上するとともに、柔軟性も確保され
るので、渦巻状に極板を巻回する場合でも活物質の脱落
などは生じない。なお、上記の加圧は、弗素樹脂分散液
の含浸後の未乾燥状態でも、あるいは乾燥状態のいずれ
でもよい。本発明では電着ニツケルにより水酸化ニツケ
ルの活物質利用率を向上させるが、この活物質利用率の
向上は、コバルト又はコバルト化合物の添加により更に
上積される。すなわち、水酸化ニツケルにコバルト又は
水酸化コバルト、酢酸コバルトのごときコバルト化合物
を添加しておくと、電着ニツケルは水酸化ニツケルとコ
バルト又はコバルト化合物の近傍に析出するため、コバ
ルト又はコバルト化合物が水酸化ニツケルの反応性を一
段と高めるものと考えられ、水酸化ニツケル単独の場合
にくらべ約５〜７％の利用率向上がみられる。本発明の
製造法ではまず水酸化ニツケルを主体とするペーストを
多孔性芯金に固着させるが、ペースト状態に保つために
高粘度を有する結着剤が必要であり、実施例で述べたポ
リビニルアルコールの他にカルボキシメチルセルロース
などの繊維素誘導体物質の水溶液や、ポリエチレンなど
を有機溶媒に溶解させて使用することができる。なお、
このペーストを芯金に固着させたのち、電着によりニツ
ケルを極板内部迄析出させるため、結着剤を多量に使用
すると析出が十分行なわれなくなるので、結着剤量は適
切に設定する必要がある。以上のように、本発明の製造
法によるニツケル正極は、従来のモールド式極板にくら
べ性能向上が図られ、かつ焼結式のごとく煩雑な工程を
必要とせずに安価につくることが可能である。
図は極板のサイクル寿命特性を示す。
Ａ・・・・・・本発明の極板、Ｂ・・・・・・従来の焼
結式極板、Ｃ・・・・・・従来のモールド式極板。
結式極板、Ｃ・・・・・・従来のモールド式極板。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 水酸化ニッケル粉末を主体とし、この水酸化ニッケ
ル粉末１００重量部当り少なくとも１０重量部のニッケ
ル粉末を含むペーストを多孔性芯金の両面に固着させて
多孔性半完成極板とし、ついでこれをニッケル塩溶液中
で陰電解して金属ニッケルを電着させた後、水洗、乾燥
し、この極板に弗素樹脂分散液を含浸させ加圧すること
を特徴としたアルカリ蓄電池用正極の製造法。 ２ ペーストが、水酸化ニッケルを主体とし、これにニ
ッケルと、コバルトまたはコバルト化合物および結着剤
を含有している特許請求の範囲第１項記載のアルカリ蓄
電池用正極の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53137585A JPS5932865B2 (ja) | 1978-11-07 | 1978-11-07 | アルカリ蓄電池用正極の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53137585A JPS5932865B2 (ja) | 1978-11-07 | 1978-11-07 | アルカリ蓄電池用正極の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5564375A JPS5564375A (en) | 1980-05-15 |
| JPS5932865B2 true JPS5932865B2 (ja) | 1984-08-11 |
Family
ID=15202145
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53137585A Expired JPS5932865B2 (ja) | 1978-11-07 | 1978-11-07 | アルカリ蓄電池用正極の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5932865B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57189458A (en) * | 1981-05-19 | 1982-11-20 | Sanyo Electric Co Ltd | Positive 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 |
| JPS5897265A (ja) * | 1981-12-04 | 1983-06-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電池用ニツケル電極の製造法 |
| JPS5951464A (ja) * | 1982-09-18 | 1984-03-24 | Japan Storage Battery Co Ltd | アルカリ電池用正極板の製造法 |
-
1978
- 1978-11-07 JP JP53137585A patent/JPS5932865B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5564375A (en) | 1980-05-15 |
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