JPS60151966A - 非焼結式カドミウム負極 - Google Patents
非焼結式カドミウム負極Info
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- JPS60151966A JPS60151966A JP59008052A JP805284A JPS60151966A JP S60151966 A JPS60151966 A JP S60151966A JP 59008052 A JP59008052 A JP 59008052A JP 805284 A JP805284 A JP 805284A JP S60151966 A JPS60151966 A JP S60151966A
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- Japan
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- cadmium
- nickel
- negative electrode
- sintered
- electrode
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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
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/624—Electric conductive fillers
-
- 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
-
- 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)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (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】
産業上の利用分野
本発明は、アルカリ′市池用、とくに密閉形ニッケルカ
ドミウム蓄市浦用カドミウム負極の改良に関する。
ドミウム蓄市浦用カドミウム負極の改良に関する。
従来例の構成とその問題点
現在、多くのポータプル機路、移動用電源などに二次電
池が使われている。その実用の状況から兄ると、やはり
歴史的に普及率の高い鉛蓄電池とニッケルーカドミｅ１
ム％１１１１ ｌ由が大半を占めている。
池が使われている。その実用の状況から兄ると、やはり
歴史的に普及率の高い鉛蓄電池とニッケルーカドミｅ１
ム％１１１１ ｌ由が大半を占めている。
こノＬらのうち、ニッケルーカドミウム蓄電池は、ポケ
ット式と焼結式とかあり、また、開放形と密閉形とがあ
る。現在＋９も普及しているのは、密閉形の焼結式ニッ
ケルーカドミウム蓄電池であり、高率放電、低温放電な
どにすぐれ、長ソｒ命で性能の安定性も高いことによる
。
ット式と焼結式とかあり、また、開放形と密閉形とがあ
る。現在＋９も普及しているのは、密閉形の焼結式ニッ
ケルーカドミウム蓄電池であり、高率放電、低温放電な
どにすぐれ、長ソｒ命で性能の安定性も高いことによる
。
カドミウム負極の製法としては、焼結式電極と非焼結式
（ベースト式）電極に大別される。前者の焼結式電極は
、カドミ２ム塩の水溶液を用い、ニッケル焼結体内へカ
ドミウム塩を充てんし、乾燥後、アルカリ溶液中へ浸漬
あるいは′ＩＪ、！、解し、水酸化カドミウムに転化し
、水洗、乾燥な行う。この工程を数回繰り返して極板を
得る。後者の非焼結式の主な方式はペースト式電極であ
り、酸化カドミウム粉末あるいは水酸化カドミウム粉末
に、心電性の向上にニッケル粉末、伏素粉末を混合し、
Ｂ着性樹脂を溶かした溶液と練合してペースト状とし消
電性多孔体にユン、１、乾燥し極板か得られる。
（ベースト式）電極に大別される。前者の焼結式電極は
、カドミ２ム塩の水溶液を用い、ニッケル焼結体内へカ
ドミウム塩を充てんし、乾燥後、アルカリ溶液中へ浸漬
あるいは′ＩＪ、！、解し、水酸化カドミウムに転化し
、水洗、乾燥な行う。この工程を数回繰り返して極板を
得る。後者の非焼結式の主な方式はペースト式電極であ
り、酸化カドミウム粉末あるいは水酸化カドミウム粉末
に、心電性の向上にニッケル粉末、伏素粉末を混合し、
Ｂ着性樹脂を溶かした溶液と練合してペースト状とし消
電性多孔体にユン、１、乾燥し極板か得られる。
前者に比べ、後者の場合は、ニッケルの焼結体が必要で
な０、活物質の充てん工程も簡単である。
な０、活物質の充てん工程も簡単である。
したがって、′電極製造コストが大幅に低下でき、ペー
スト式電極の占める割合が増加しつつある。
スト式電極の占める割合が増加しつつある。
このペースト式電極の３市として用いられる帯状の棉電
性多孔体としては、金属が主体で、たとえば、鉄にニッ
ケルメッキを施したパンチングメタル、不ツｌ−、エキ
スバンドメタルなどが用イラれてきた。このうち、製造
コストが安価で、高粘度のベースト内を通過させても変
形、破断が起きにくいなどを考慮し、パンチングメタル
が広く使用されるようになったつ しかし、パンチング
メタル、ネット、エキスバンドメタルいずれを用いても
、ニッケル焼結体内へ活４′／、 ％を充てんする焼結
弐′市極に比較して、厚みの方向へ電子伝導性が低い。
性多孔体としては、金属が主体で、たとえば、鉄にニッ
ケルメッキを施したパンチングメタル、不ツｌ−、エキ
スバンドメタルなどが用イラれてきた。このうち、製造
コストが安価で、高粘度のベースト内を通過させても変
形、破断が起きにくいなどを考慮し、パンチングメタル
が広く使用されるようになったつ しかし、パンチング
メタル、ネット、エキスバンドメタルいずれを用いても
、ニッケル焼結体内へ活４′／、 ％を充てんする焼結
弐′市極に比較して、厚みの方向へ電子伝導性が低い。
これを補なう方法として、ペースト内へニッケル粉末、
炭素粉末などを混入させることが考えられるが、多葉に
添加することは活物質であるカドミウムの割合が低下す
る。十だ、ペースト式極板の多孔度を加圧により剣牝換
摩低下さぜることにより、電子伝導性、充てん密度を向
上することができる。しかし、低多孔度にすると、カド
ミウム極の利用率が低下し、また過充電時にニッケル正
極から発生する酸素ガスの吸収反応が低下する。
炭素粉末などを混入させることが考えられるが、多葉に
添加することは活物質であるカドミウムの割合が低下す
る。十だ、ペースト式極板の多孔度を加圧により剣牝換
摩低下さぜることにより、電子伝導性、充てん密度を向
上することができる。しかし、低多孔度にすると、カド
ミウム極の利用率が低下し、また過充電時にニッケル正
極から発生する酸素ガスの吸収反応が低下する。
この結果急速充電が困難になるだけでなく、緩充電にお
いても電池内圧が異常に上昇し、発生したガスが電池外
部へ逸散する。したがって、極板の電子伝導性の向上を
目的に導電性粉末の添加、極板全体の低多孔度化には限
界かあった。
いても電池内圧が異常に上昇し、発生したガスが電池外
部へ逸散する。したがって、極板の電子伝導性の向上を
目的に導電性粉末の添加、極板全体の低多孔度化には限
界かあった。
発明の目的
本発明は、このような非焼結式カドミウム負極について
、利用重音向上させ、放電電位を改良することにより、
すぐれた放′亀性能、さらに密閉形に用いた場合のガス
吸収特性も向上することを目的とする。
、利用重音向上させ、放電電位を改良することにより、
すぐれた放′亀性能、さらに密閉形に用いた場合のガス
吸収特性も向上することを目的とする。
発明の構成
本発明は、酸化カドミウムあるいは水酸化カドミウム粉
末を主とする合剤中に鱗片構造を有するニッケルフレー
クを添加することをｑ２１徴とするっすなわち、従来用
いられてきた。黒鉛やニッケル粉末のすべであるいは一
部をニッケルフレークに置き換えることにより、非焼結
式カドミウム負極の利用率を向上させ、このことにより
、責多孔要にも出来ることから密閉形にした場合の酸素
ガス吸収能力も向上できるのである。
末を主とする合剤中に鱗片構造を有するニッケルフレー
クを添加することをｑ２１徴とするっすなわち、従来用
いられてきた。黒鉛やニッケル粉末のすべであるいは一
部をニッケルフレークに置き換えることにより、非焼結
式カドミウム負極の利用率を向上させ、このことにより
、責多孔要にも出来ることから密閉形にした場合の酸素
ガス吸収能力も向上できるのである。
ニッケルフレークは、構造的には通常の粉末と異なり、
厚さは１ミクロン以下で、平均径は２０ミクロン以上の
ような板状構造をしていて、放電時には心電性の劣る水
酸化カドミウムのすぐれた心重体の役割を果たすこと力
呵能である。鱗状黒３イ）にも同じような構造と効果は
あるが、二・ノケルフレークは、耐電解液性にすぐれ、
心電性の点でもすぐれているので、カドミウム負極の電
位や寿ａ１１に対してもずぐれｌこ結果をもたらす。も
ちろんニッケル粉末や黒鉛との混合利用もコストの点で
］、（い。しかし、カドミウム負極の場合は、充電時に
導電性のカドミウムが形成されることが主、な理由て、
樽電剤の添力１１−１は２０中敞％以下でよいつ実施１
列の説明 鉄ニニッケルメッキした厚さｏ、１ｍｍ、孔径２・ｍ〃
ｌ、中心間ピッチ２．５ｎ屑、幅２８０ｔｎｍの帯状の
パンチングメタルを芯、材として用いたつ一方、酸化力
１ベウム４にり、厚さが０．８ミクロン、平均径２５ミ
クロンの鱗片状構造を持つティクインインターナショナ
ルコーポレーションのｉ電ｔ’−１−”ツ３０ｇ／ｌエ
チレングリコール（ｆＪ ｌ＆、； 及ヒｓ〜４１１１
Ｍに裁断した塩化ビニル−アクリロニトリル共重合繊維
２Ｔｆを十分混合してペースト状にしたつ。
厚さは１ミクロン以下で、平均径は２０ミクロン以上の
ような板状構造をしていて、放電時には心電性の劣る水
酸化カドミウムのすぐれた心重体の役割を果たすこと力
呵能である。鱗状黒３イ）にも同じような構造と効果は
あるが、二・ノケルフレークは、耐電解液性にすぐれ、
心電性の点でもすぐれているので、カドミウム負極の電
位や寿ａ１１に対してもずぐれｌこ結果をもたらす。も
ちろんニッケル粉末や黒鉛との混合利用もコストの点で
］、（い。しかし、カドミウム負極の場合は、充電時に
導電性のカドミウムが形成されることが主、な理由て、
樽電剤の添力１１−１は２０中敞％以下でよいつ実施１
列の説明 鉄ニニッケルメッキした厚さｏ、１ｍｍ、孔径２・ｍ〃
ｌ、中心間ピッチ２．５ｎ屑、幅２８０ｔｎｍの帯状の
パンチングメタルを芯、材として用いたつ一方、酸化力
１ベウム４にり、厚さが０．８ミクロン、平均径２５ミ
クロンの鱗片状構造を持つティクインインターナショナ
ルコーポレーションのｉ電ｔ’−１−”ツ３０ｇ／ｌエ
チレングリコール（ｆＪ ｌ＆、； 及ヒｓ〜４１１１
Ｍに裁断した塩化ビニル−アクリロニトリル共重合繊維
２Ｔｆを十分混合してペースト状にしたつ。
このペーストを前記芯、利の両面に塗着Ｌ、０・６ｐｒ
ｙの間隔を持たせたスリット間を通過さて余分のペース
トを除き、約１３０’Ｃで加熱した。乾燥後の厚すは約
０．７６ｆｆｌｌ＋でスリット幅よりも厚くなった。こ
れを厚さ０．６＃Ｉｌ＃のスペーサを用いて加圧し、厚
さを約０．６３ｍ１ｌにしたつこのようにして得られた
カドミウム負極を幅３６ ｇＭ、侵さ２８０ ＭｔＮの
大きさに裁断し、リード板をスボッ１〜溶接で取付けた
。その後に、比重１・２０の苛性カリ水溶液中で電極１
Ｃ７７当り２５ｍＡｈ充電されるように部分的に充電を
行なった。
ｙの間隔を持たせたスリット間を通過さて余分のペース
トを除き、約１３０’Ｃで加熱した。乾燥後の厚すは約
０．７６ｆｆｌｌ＋でスリット幅よりも厚くなった。こ
れを厚さ０．６＃Ｉｌ＃のスペーサを用いて加圧し、厚
さを約０．６３ｍ１ｌにしたつこのようにして得られた
カドミウム負極を幅３６ ｇＭ、侵さ２８０ ＭｔＮの
大きさに裁断し、リード板をスボッ１〜溶接で取付けた
。その後に、比重１・２０の苛性カリ水溶液中で電極１
Ｃ７７当り２５ｍＡｈ充電されるように部分的に充電を
行なった。
その後水洗、乾燥してカドミウム負極としまた。
このカドミウム負極を用いて、密閉形二・ソケル−カド
ミウム蓄電油の単２形′山池で比較した。電池構成条件
は下記のようにした。
ミウム蓄電油の単２形′山池で比較した。電池構成条件
は下記のようにした。
ニッケル正極；公知の焼結式ニッケル極で極板寸法は２
０５ Ｘ ３８ ａｍで、厚さ ０ 、６Ｍ セパレータ；ボリアミド不織布で寸法は６５０゜Ｘ ４
２７１Ｍ１厚さ０．２両 軍 解 液；苛性カリの３０・重量の水溶液に水酸化リ
チウムを３ｏ ｊｉ ／ ｌ溶解した溶液を１セル当り
、６．６ノｉｌｌ 使用 この電池を（Ａ）とし、比１１１ｊ（のために、添加剤
としてカーボニルニッケル粉末を３２０＄加えてｔ）ら
れるベースト４ｆ用いてその能なよ（Ａ）と同じように
して構成した負極を用いた’ｉ’−Ｉ油を（Ｂ）、同じ
く、カーボニルニッケルを４５０ｇ加えたペースト’ａ
： 用いた負イ傘を・１゛する′屯ン出を（Ｇ）とした
。
０５ Ｘ ３８ ａｍで、厚さ ０ 、６Ｍ セパレータ；ボリアミド不織布で寸法は６５０゜Ｘ ４
２７１Ｍ１厚さ０．２両 軍 解 液；苛性カリの３０・重量の水溶液に水酸化リ
チウムを３ｏ ｊｉ ／ ｌ溶解した溶液を１セル当り
、６．６ノｉｌｌ 使用 この電池を（Ａ）とし、比１１１ｊ（のために、添加剤
としてカーボニルニッケル粉末を３２０＄加えてｔ）ら
れるベースト４ｆ用いてその能なよ（Ａ）と同じように
して構成した負極を用いた’ｉ’−Ｉ油を（Ｂ）、同じ
く、カーボニルニッケルを４５０ｇ加えたペースト’ａ
： 用いた負イ傘を・１゛する′屯ン出を（Ｇ）とした
。
士ず、′電池の試験の前に、これら各カドミウム負極の
利用率を、電油と同じ′電解質を十分用い、対極として
、これも十分な賓「ｉ、； （約１ｏＡｈ）を持つ燐；
結成ニッケル極を２枚用いて、その間に各カドミウム極
をはさみ、０．２０での利用率を調べた。その結果、′
電池Ａのカドミウム負極は８６％であったのに対して、
電池Ｂ用のカドミウム負極では６６％、Ｃ用では７２％
であった。人の充て／ｙ容量は４．５Ａｈであったので
実際の重量は３．８２５Ａｈ、Ｂの充てん重量は４．４
Ａｈであったので２・９０４Ａｈ、Ｃの充てん饗用二は
４、ＱＡｈであったので２．８８Ａｈであった。
利用率を、電油と同じ′電解質を十分用い、対極として
、これも十分な賓「ｉ、； （約１ｏＡｈ）を持つ燐；
結成ニッケル極を２枚用いて、その間に各カドミウム極
をはさみ、０．２０での利用率を調べた。その結果、′
電池Ａのカドミウム負極は８６％であったのに対して、
電池Ｂ用のカドミウム負極では６６％、Ｃ用では７２％
であった。人の充て／ｙ容量は４．５Ａｈであったので
実際の重量は３．８２５Ａｈ、Ｂの充てん重量は４．４
Ａｈであったので２・９０４Ａｈ、Ｃの充てん饗用二は
４、ＱＡｈであったので２．８８Ａｈであった。
すなわち、導電剤を多く加えると利用率は当然増すが、
実際の放電容量は小さくなる。これに対して本発明では
少ない添力［１量で大きな利用率が得られる。
実際の放電容量は小さくなる。これに対して本発明では
少ない添力［１量で大きな利用率が得られる。
次に、電池Ａ、Ｂ、Ｃ＆こついて、放電の一例として６
Ｃ放電を行なった。そのＨ果、平均電圧はＡカ１ 、１
２）■ニ対して、ＢでｉＪ：１．０９Ｖ、Ｇでは１，１
ｏＶであり、Ａがややすぐれていた。
Ｃ放電を行なった。そのＨ果、平均電圧はＡカ１ 、１
２）■ニ対して、ＢでｉＪ：１．０９Ｖ、Ｇでは１，１
ｏＶであり、Ａがややすぐれていた。
ナた、充電条件の一例として１Ｃによる急速充電を行な
ったところ、Ｏ′Ｃの場合に電池内圧の最大は、人が３
Ｋｙ ／ ｃｉであったのに対して、Ｂでは７’？’
１０ｆｒ、Ｃでは９Ｋｙ／ｃＡで、Ａが充電時に発生
するニッケル正極からの酸素をよく吸収していることを
示している。これは人では、心電剤を少喰加えるのみで
１゛１うい利用率が得られるところから、充てん容置が
多くなり、したがって充電１守に酸素ガスを吸収１反応
する金Ｎ４カドミウムを多く存在させることができるこ
とと、未充電の水酸化カドミウムをも多く持っているの
で充１ｉＪ １ｌｌｒに水素が発生し９・１ｆいことの
両方の理由によるものである。したがって水素発生もＡ
が最も少なく、はとんど認められないのに対して、Ｂ、
Ｃでは発生が認められた。
ったところ、Ｏ′Ｃの場合に電池内圧の最大は、人が３
Ｋｙ ／ ｃｉであったのに対して、Ｂでは７’？’
１０ｆｒ、Ｃでは９Ｋｙ／ｃＡで、Ａが充電時に発生
するニッケル正極からの酸素をよく吸収していることを
示している。これは人では、心電剤を少喰加えるのみで
１゛１うい利用率が得られるところから、充てん容置が
多くなり、したがって充電１守に酸素ガスを吸収１反応
する金Ｎ４カドミウムを多く存在させることができるこ
とと、未充電の水酸化カドミウムをも多く持っているの
で充１ｉＪ １ｌｌｒに水素が発生し９・１ｆいことの
両方の理由によるものである。したがって水素発生もＡ
が最も少なく、はとんど認められないのに対して、Ｂ、
Ｃでは発生が認められた。
その能に、０・１５Ｇ充電−０，５Ｇ放電の条件て充放
市１ザイクルをくり返したところ、′ＥＬ池ＡてＱ、↓
９００ザイクルｌｌｊ点で１００放電をイーｆなっても
異′畠がなかっ／（が、ＣでＱよＳＯＯザイクル１１．
５点で１００放心をすると、カドミウム負極に起因した
電位低−トーがあり、Ｂでば８５０サイクルでＣと同様
のＪＪｌ象が認められた。これは人が前述のように利用
率が、：’：ｉ ＜、Ｊｊ’ｌ電できるカドミウムを多
く Ｎっていることによる。
市１ザイクルをくり返したところ、′ＥＬ池ＡてＱ、↓
９００ザイクルｌｌｊ点で１００放電をイーｆなっても
異′畠がなかっ／（が、ＣでＱよＳＯＯザイクル１１．
５点で１００放心をすると、カドミウム負極に起因した
電位低−トーがあり、Ｂでば８５０サイクルでＣと同様
のＪＪｌ象が認められた。これは人が前述のように利用
率が、：’：ｉ ＜、Ｊｊ’ｌ電できるカドミウムを多
く Ｎっていることによる。
なお、実施例ではニッケルフレークのみを用いた場合に
ついて述べたが、価格の点ではニッケル粉末との混合添
加が好ましく、その混合割合はニッケルフレークを６０
Ｊ重量％以上とするのがよい。
ついて述べたが、価格の点ではニッケル粉末との混合添
加が好ましく、その混合割合はニッケルフレークを６０
Ｊ重量％以上とするのがよい。
なお、仝体では活物質に対して６〜２０車量％がよいっ
発明の効果
本発明によれば、非焼結式カドミウム負極の利用率を向
上するとともに急速充電特性を向上し、ヅｆ′命をも向
上することができる。
上するとともに急速充電特性を向上し、ヅｆ′命をも向
上することができる。
Claims (1)
- 酸化カドミウムまたは水酸化カドミウムを主とする活９
勿質中にニッケルフレークを添加したことをｑ！ｆ徴と
する非焼結式カドミウム負極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59008052A JPS60151966A (ja) | 1984-01-19 | 1984-01-19 | 非焼結式カドミウム負極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59008052A JPS60151966A (ja) | 1984-01-19 | 1984-01-19 | 非焼結式カドミウム負極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60151966A true JPS60151966A (ja) | 1985-08-10 |
Family
ID=11682557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59008052A Pending JPS60151966A (ja) | 1984-01-19 | 1984-01-19 | 非焼結式カドミウム負極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60151966A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2646561A1 (fr) * | 1989-04-28 | 1990-11-02 | Accumulateurs Fixes | Electrode negative a base de cadmium pour accumulateur alcalin ouvert |
| US6203640B1 (en) | 1994-02-22 | 2001-03-20 | Pirelli Coordinamento Pneumatici S.P.A. | Medium/heavy duty motor-vehicle tires provided with a tread of the universal type |
-
1984
- 1984-01-19 JP JP59008052A patent/JPS60151966A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2646561A1 (fr) * | 1989-04-28 | 1990-11-02 | Accumulateurs Fixes | Electrode negative a base de cadmium pour accumulateur alcalin ouvert |
| US6203640B1 (en) | 1994-02-22 | 2001-03-20 | Pirelli Coordinamento Pneumatici S.P.A. | Medium/heavy duty motor-vehicle tires provided with a tread of the universal type |
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