JPS60170167A - アルカリ電池用電極の製造方法 - Google Patents

アルカリ電池用電極の製造方法

Info

Publication number
JPS60170167A
JPS60170167A JP59025395A JP2539584A JPS60170167A JP S60170167 A JPS60170167 A JP S60170167A JP 59025395 A JP59025395 A JP 59025395A JP 2539584 A JP2539584 A JP 2539584A JP S60170167 A JPS60170167 A JP S60170167A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nickel
sintered
slurry
active material
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP59025395A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0324026B2 (ja
Inventor
Masanori Endo
正則 遠藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Storage Battery Co Ltd
Nihon Denchi KK
Original Assignee
Japan Storage Battery Co Ltd
Nihon Denchi KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Storage Battery Co Ltd, Nihon Denchi KK filed Critical Japan Storage Battery Co Ltd
Priority to JP59025395A priority Critical patent/JPS60170167A/ja
Publication of JPS60170167A publication Critical patent/JPS60170167A/ja
Priority to JP2069262A priority patent/JPH07120530B2/ja
Publication of JPH0324026B2 publication Critical patent/JPH0324026B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • 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
    • H01M4/64Carriers or collectors
    • H01M4/70Carriers or collectors characterised by shape or form
    • H01M4/80Porous plates, e.g. sintered carriers
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Cell Electrode Carriers And Collectors (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアルカリ電池用電極の製造方法に関するもので
、電極の容量密度の向上を目的とする。
アルカリ電池用電極の製造方法には大別して、焼結式、
ペースト式、ポケット式の3方式がある。
現在、小型密閉式のニッケル・カドミウム蓄電池に広く
用いられている方式は、高価ではあっても高容量化、長
寿命化が図れる焼結式が主体である。焼結式電極の活物
質の支持体及び集電体として用いられる焼結式ニッケル
基板は主どして次の方法によって製造されている。その
1つは黒鉛のような耐熱性の型内にカーボニルニッケル
を散布し、次いでニッケル網のような芯金を置き、ざら
にカーボニルニッケル粉末をニッケル網の両面に散布し
たのち、余剰の粉末を除去して粉末散布表面を平面化し
、非酸化性雰囲気中で焼結するルースレンター法で”あ
る。もう 1つはカーボニルニッケル粉末、水などの溶
媒、カルボキシメチルセルロースやメチルセルロースな
どの結着剤及び増粘剤を混合して成る高粘性のニッケル
スラリーをニッケル網或いはニッケルメッキ穿孔鋼板な
どの芯体に塗着しl〔のら乾燥し、次いで焼結するスラ
リー法である。
ルースレンター法による焼結式ニッケル基板の製造にお
いては、耐熱性の型内にカーボニルニラ9ルV)末を散
布した状態、すなわちカーボニルニッケル粉末のかさ比
重に近い状態から焼結が開始される。一般に工業的に用
いられるかさ比重の大きなニッケル粉末はインコ社製カ
ーボニルニッケルr T’ ype255 Jであり、
そのかさ比重は0.5〜0.65であり、この状態の多
孔度はニッケルの真密麿を8.85g/−とすると94
.4〜92.7%に相当でる。
この状態から焼結によって多孔度は低下するl、:め、
ルースレンター法による焼結式ニッケル基板の多孔度の
最大値は従来的90%であった。
一方、スラリー法による焼結式ニッノノル基板の製造に
おいては、ニッケルスラリー練合時に三次元的に細く伸
びた形態で小さいかさ比重を保持しているカーボニルニ
ッケル粉末が機械的に破壊され、かさ比inの大きいニ
ッケル粉末になるために、焼結式ニッケル基板の多孔度
のは入植は従来的85%であった。
このようにルースシンター法或いはスラリー法で製造さ
れる焼結式ニッケル基板の多孔度は従来より(1)焼結
副L(2)焼結時間、(3)原料ニッケル粉末の形態と
かさ比重を考慮することによって制御されていた。
ルースシンター法或いはスラリー法によって製造した焼
結式ニッケル基板に活物質を充填してアルカリ電池用焼
結式電極をIFJ造するには、従来、(1)焼結ニッケ
ル基板の細孔中にニッケル塩或いはカドミウム塩を含浸
させたのち水酸化カリウム或いは水酸化ナトリウム水溶
液に浸漬し、化学反応によって水酸化ニッケル或いは水
酸化カドミウムを形成する化学含浸法、(2)基板の細
孔中にニッケル塩或いはカドミウム塩を含浸させ、乾燥
させたのち、釣230〜240’Cで熱分解して水酸化
ニッケル或いは水酸化カドミウムを形成する熱分解法、
(3)基板の細孔中にニッケル塩或いはカドミウム塩を
含浸させたのち水酸化カリウム或いは水酸化ナトリウム
水溶液中で陰分極して水酸化ニッケル或いは水酸化カド
ミウムを形成するフライシャー法などがあった。しかし
、活物質含浸工程において焼結式ニッケル基板中の細孔
中にニッケル塩或いはカドミウム塩を含浸させる従来の
化学含浸法、熱分解法、フライシャー法などでは酸性の
ニッケル塩或いはカドミウム塩の水溶液の中でニッケル
焼結体が腐蝕され、製造された電極の強度は低下する。
また、充放電サイクルによる焼結式ニッケル基板の活物
質化によっても電極の強度は低下する。
焼結式ニッケル基板を高多孔度化するど、個々のニッケ
ル粉末同士の焼結個所が減少するために、焼結体自体の
強度が著しく低下し、前述したような含浸工程及び充放
電サイクルによる電極強度の低下のために、従来の実用
可能な基板の多孔度は約85%であった。
高い容帛密度の焼結式電極を製造するためには、高多孔
度の焼結式ニッケル基板を用いる必要があり、高多孔度
の焼結式ニッケル基板を製造するためには、前述したよ
うにスラリー法に比較してルースレンター法の方が有利
であるが、工業的には作業性の点から主にスラリー法に
よって焼結式ニッケル基板が製造されている。
以上のように、主に焼結式ニッケル基板の製造工程にお
いては作業性、活物質の充填工程においては基板の銭蝕
性の点から、従来、工業的なアルカリ電池用焼結式電極
の製造はスラリー法にJ、−)て得られた85%以下の
多孔度を持った焼結式ニッケル基板を用いて行なわれて
いた。
本発明は焼結式ニッケル基板の多孔度を制御寸る方法ど
して、前記の(1)焼結温度(2)焼結時間(3)原料
ニッケル粉末の形態とかき密麿以外にスラリー法におけ
るニッケルスラリー中のニッケル量に関して検討した結
果、焼結条件を選定ずれば従来1りられなかった90〜
95%程度の高多孔度の基板を製造′することができ、
この高多孔度体を用いて、活物質の充填条件を選定する
ことによって工業的に実用可能な高容量密度のアルカリ
電池用電極を1ηることを見い出したことに基づくもの
である。
本発明によるスラリー中のニッケル量に関する検討の結
果を第1図に示す。第1図はかさ比重0.50のカーボ
ニルニッケル粉末を用いた場合の焼結式ニッケル基板の
多孔度に及ぼすニッケルスラリー中のニッケル量と焼結
条件の影響を示したものである。焼結はH2雰囲気で行
なった。図中のAは塗着物、Bは乾燥体、C−Eは焼結
体(C・・・800℃で5分間、D・・・900℃で3
分間、E・・・1000℃で1分間)の多孔度を表わし
ている。
ニッケルスラリーを穿孔鋼板などの芯体に塗着したのら
、乾燥、焼結を行なうスラリー法による焼結式ニッケル
基板の製造において、乾燥ににろ水などの溶媒の蒸発及
び焼結によるニッケル粒子間距離の収縮によってスラリ
ーの塗着物の多孔度は低下して行く。
ルースレンター法において型内にカーボニルニッケル粉
末を散布した状態は、スラリー法におけるニッケルスラ
リーの塗着物の乾燥した状態(第1図のB)に相当し、
ルースレンター法のこの状態の多孔度はニッケル粉末の
かさ比重に相当するもの以−ヒにはできないが、スラリ
ー法のこの状態の多孔度は、カルボキシメチルセロース
やメチルセルロースなどの結着剤の働きによって重力の
影響を少なくできるためにがさ比重に相当するもの以上
にできる。
本発明ににると、このような理由から、従来はルースレ
ンター法によっても製造できなかった90%以上の高多
孔度の焼結式ニッケル基板を工業的に有用なスラリー法
によって製造できる。
図から明らかなようにニッケルスラリー中のカーボニル
ニッケル粉末の体積が2〜6%のもの苓800〜950
℃の温度で焼結すると、90〜95%の多孔度の焼結体
を1qることができる。スラリー中のカーボニルニッケ
ル粉末の体積が2%未満の場合には、乾燥体は一応得る
ことができるが、焼結工程中に結着剤の′分解によって
乾燥体が崩壊してしまい焼結体は得られなかった。また
、焼結温度が1000℃以上になると(第1図のE)、
焼結によるニッケル粒子間結合の成長が800℃〈第1
図C)や900℃(第1図D)に比べると早くなり、ニ
ッケルスラリー中のカーボニルニッケル粉末の体積が小
さい領域では、ニッケル粒子間距離の収縮に対する抵抗
も小さくなるために、焼結による収縮は著しく大きくな
って、90%以上の多孔度をもった焼結体は得られなか
った。
インコ社製のカーボニルニッケル粉末、 7ype25
5のかさ比重は0.50〜0.65であり、第1図はか
さ比重0.50のカーボニルニッケル粉末を用いた場合
についてのものであるが、かさ比重0.65のカーボニ
ルニッケル粉末を用いた場合にも第1図と同じような関
係が得られる。
以上のように本発明によると、スラリー法によって、ニ
ッケルスラリー中のカーボニルニッケル粉末の体積が2
〜6%のものを、非酸化性雰囲気中で800〜950℃
の温度で焼結することによって90〜95%の高多孔度
の焼結式ニッケル基板を製造することができ、この高多
孔度体を用いて活物質の充填条件を選定することによっ
て工業的に実用可能なアルカリ電池用電極を得ることが
できる。
次に、本発明によるアルカリ電池用電極の製造を実施例
に基づき説明する。
(実施例1) インコ社製カーボニルニッケル粉末T ype255(
かさ比重0.50 ) 3KOをカルボキシメチルセロ
ースの3%の水溶液10見てスラリー状にする。
そのスラリーをニッケルメッキした穿孔鋼板を芯材とし
て、塗着乾燥後、H2雰囲気中で800℃で約5分間焼
結し、多孔度約94%の基板を得たく第1図参照)。こ
の焼結式ニッケル基板を硝酸によって約pH2に調整し
た比11.30 (80℃)の硝酸ニッケル水溶液中で
相手極にニッケル板を用い、電流密度5△/ rb&で
30分間陰分極して基板細孔中に水酸化ニッケルを沈澱
させた。この方法において焼結式ニッケル基板で起り得
る電気化学反応には主に次の3つが考えられる。
(1) Nl” +2e−+ 2Ni (2) 21−14+2e→1」2 (’3) NO3+10hl” +884NHa ” 
+ 382 0反応(3)の酸化還元電位はこれらの中
で最も山であり、この反応が進行することによって、基
板細孔中のI)l−1が上昇して、水酸化ニッケルが沈
澱する。この方法における焼結式ニッケル基板はカソー
ドとして働き、ニッケル焼結体の腐蝕は起ら’+にいた
めに活物質含浸中に基板の強度は低下しない。本実施例
によって製造した正極板A及び多孔度80%の焼結式ニ
ッケル基板からなる前記硝酸ニッケル溶液を用いて化学
含浸を6回繰返すことによって製造した従来の正極板B
について、比重1.25 (20℃)の水酸化カリウム
水溶液中でニッケル板を対局に用いて、0.1CIll
Aで1611充電、0.20 mAで−1,0■まで放
電という条件で放電容量を測定した。その結果は次表の
通りであった。
本発明による正極板への容量密度は従来品の正極板Bの
容量密度に比べて26%増加している。この理由として
基板の高多孔度化によって活物質の充填量が増加したこ
とと、電気化学的なrlH変化によって微細な活物質が
基板の細孔中に沈澱したことによって利用率が向上した
こと等を考えることができる。
(実施例2) インコ社製jy−ボニルニッケル粉末TVI)025!
+(かさ比重0.50 ) 、5K(lをカルボキシメ
チルセロース そのスラリーをニッケルメッキした穿孔鋼板を芯材とし
て、X=を乾燥後、H 2雰囲気中でて)00℃℃約3
分間焼結し、多孔度的90%の基板を4!?lこ(第1
図参照)。この焼結式ニラ9ル基板を水酸化ノトリウム
でpl−l 4〜5に調整した比重1.30 (80℃
)の硝酸ニッケル水溶液中に浸漬し、基板の細孔中に硝
酸ニッケルを含浸さけたのち水酸化ナトリウム水溶液に
浸漬し、化学反応によって水酸化ニッケルを形成した。
この含浸−反応の操作を6回繰返して、アルカリ電池用
の正極板を1qた。本実施例では硝酸ニッケル水溶液の
pl−1が4〜5のため、従来のI’l+−11〜3の
水溶液を用いる方法によるものに比べるとニッケル基板
の腐蝕mは少ないが、実施例1の電気化学的含浸法に比
べると腐蝕量は多い。このため、本実施例で使用できる
焼結式ニッケル基板の多孔度は約90%程度までであっ
た。本実施例によって製造した正極板C及び多孔度78
%の焼結式ニッケル基板から硝酸によって約Ill−1
2に調整した比重1.30 <80℃)の硝酸ニッケル
水溶液を用いて化学含浸を6回繰返すことによって製造
した従来の正極板りについて、比重1、25 ( 20
℃)の水酸化カリウム水溶液中でニッケル板を対極に用
いて実施例1ど同じ条件で放電容量を測定した。その結
果を次表に示す。
本実施例にJ:る正極板Cの容量密度は従来品の正極板
りの容量密度に比べて12%増加している。
実施例1及び2の結果から1qられる焼結式ニッケル基
板の多孔度と正極板の容量密度の関係を第2図に示す。
図から、焼結式ニッケル基板の多孔度が大きくなるに従
って、正極板の容量密度が増加していることがわかる。
また、実施例1及び2の各正極板の充放電サイクルに伴
う容量密度の変化を第3図に示す。図から本発明による
正極板の寿命は従来のものよりすぐれていることがわか
る。
第2図及び第3図のような関係は、実施例1及び2と同
じようにして硝酸カドミウム水溶液を用いて製造した負
極板についても認められ、本発明が負極板についても有
効なことがわかる。
以上のように、本発明の方法によると、スラリー法によ
る焼結式ニッケル基板の製造において、ニッケルスラリ
ー中のカーボニルニッケル粉末の体積が2〜6%のもの
を非酸化性雰囲気中で800”−950℃の温度で焼結
して90〜95%の高多孔度の基板を得て、この高多孔
度体を用いて、活物質を形成する塩の水溶液中で基板を
陰分極することによって或いはpl」4〜5の活物質を
形成する塩の水溶液を用いて基板に活物質を形成する塩
を含浸させることによって、活物質含浸工程中の基板の
腐蝕を防いで実用可能な高容量密度のアルカリ電池用電
極を得ることが可能になり、その工業的価値は大なるも
のがある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による焼結式ニッケル基板の多孔麿に及
ぼすニッケルスラリー中のニッケル量と焼結条件の影響
を示した図、第2図は本発明に基づく正極板A及びCと
従来の方法による正極板B及びDの容量密度の比較図、
第3図は本発明による正極板A及びCと従来の方法によ
る正極板B及びDの充放電サイクルに伴う容量密度の変
化の比較図である。 ))′r 1 目 ニッケルスラリー中間ニッケル6棹8(%ノオ 7 凹 々 14− 膚 (別 オ 3 図 o ill ul 361 1Jθ 5りθT武寵+r
−1フル敦

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、カーボニルニッケル粉末とカルボキシメチルセルロ
    ース或い′はメヂルセルロースなどの有機高分子水溶液
    との混合物からなるニッケルのスラリーを多孔性金属芯
    体の両面に塗着して乾燥した後に非酸化性雰囲気で焼結
    したニッケル基板に活物質を充1tするアルカリ電池用
    焼結式電極の製造において、前記スラリー中のカーボニ
    ルニッケル粉末の体積が2〜6%であることを特徴とす
    るアルカリ電池用電極の製造方法。 2、前記スラリーの焼結を800〜950℃の温度で行
    なうことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のアル
    カリ電池用電極の製造方法。 3、活物質を充填する手段が、前記焼結したニッケル基
    板を、活物質を形成する塩の水溶液中で陰分極すること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項記載の
    アルカリ電池用電極の製造方法。 4、活物質を充填する手段が、pl−14〜5の活物質
    を形成する塩の水溶液を用いて前記焼結したニッケル基
    板に活物質を形成する塩を含浸させたのち、水酸化ナト
    リウムや水酸化カリウムなどのアルカリ性を示す水溶液
    に浸漬し、化学反応によって活物質を形成させることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項記載のア
    ルカリ電池用電極の製造方法。
JP59025395A 1984-02-13 1984-02-13 アルカリ電池用電極の製造方法 Granted JPS60170167A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59025395A JPS60170167A (ja) 1984-02-13 1984-02-13 アルカリ電池用電極の製造方法
JP2069262A JPH07120530B2 (ja) 1984-02-13 1990-03-19 アルカリ電池用焼結式ニッケル基板の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59025395A JPS60170167A (ja) 1984-02-13 1984-02-13 アルカリ電池用電極の製造方法

Related Child Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2069263A Division JPH0697610B2 (ja) 1990-03-19 1990-03-19 アルカリ電池用電極の製造方法
JP2069262A Division JPH07120530B2 (ja) 1984-02-13 1990-03-19 アルカリ電池用焼結式ニッケル基板の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60170167A true JPS60170167A (ja) 1985-09-03
JPH0324026B2 JPH0324026B2 (ja) 1991-04-02

Family

ID=12164699

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59025395A Granted JPS60170167A (ja) 1984-02-13 1984-02-13 アルカリ電池用電極の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS60170167A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01105471A (ja) * 1987-07-08 1989-04-21 Sanyo Electric Co Ltd アルカリ蓄電池用焼結式カドミウム負極及びその製造方法
JPH03129671A (ja) * 1984-02-13 1991-06-03 Japan Storage Battery Co Ltd アルカリ電池用焼結式ニッケル基板の製造方法
KR100362210B1 (ko) * 1995-03-27 2003-03-10 삼성전자 주식회사 니켈전극제조방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5073122B1 (ja) * 2011-11-28 2012-11-14 三菱電機株式会社 交流電磁石構造

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03129671A (ja) * 1984-02-13 1991-06-03 Japan Storage Battery Co Ltd アルカリ電池用焼結式ニッケル基板の製造方法
JPH01105471A (ja) * 1987-07-08 1989-04-21 Sanyo Electric Co Ltd アルカリ蓄電池用焼結式カドミウム負極及びその製造方法
KR100362210B1 (ko) * 1995-03-27 2003-03-10 삼성전자 주식회사 니켈전극제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0324026B2 (ja) 1991-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2020057503A (ja) 全固体リチウムイオン電池用正極活物質の製造方法、及び全固体リチウムイオン電池の製造方法
JP4608128B2 (ja) コバルト化合物およびその製造方法ならびにそれを用いたアルカリ蓄電池用正極板およびアルカリ蓄電池
US3645793A (en) Method for producing porous metal battery electrode structure
JPS60170167A (ja) アルカリ電池用電極の製造方法
JP3253476B2 (ja) アルカリ蓄電池用非焼結式ニッケル極
JPH0630248B2 (ja) アルカリ電池用ニッケル極
JPS6329450A (ja) 電池用電極の製法
JP3369783B2 (ja) アルカリ蓄電池用水酸化ニッケル電極の製造方法及びアルカリ蓄電池
JPS6042586B2 (ja) 蓄電池電極用焼結基板の製造方法
JP3229800B2 (ja) アルカリ蓄電池用非焼結式ニッケル極
JP2752099B2 (ja) アルカリ電池用ニッケル電極の製造方法
JP3073259B2 (ja) アルカリ蓄電池用ニッケル極
JPS6264062A (ja) アルカリ蓄電池用正極板
JP3540558B2 (ja) アルカリ蓄電池用水酸化ニッケル電極の製造方法とこの製造方法で得られた水酸化ニッケル電極
JPH08203522A (ja) アルカリ蓄電池用ニッケル活物質及びその製法
JP3097238B2 (ja) アルカリ蓄電池用陽極板
JPS5848990B2 (ja) アルカリ蓄電池用カドミウム陰極板の製法
JPH03114143A (ja) アルカリ電池用電極の製造方法
JPS6134861A (ja) アルカリ蓄電池用焼結基板の製造方法
JP2003092111A (ja) 極板用基材の製造方法、正極板の製造方法、およびアルカリ蓄電池
JP3073260B2 (ja) アルカリ蓄電池用ニッケル極
JPH041992B2 (ja)
JPH0619990B2 (ja) アルカリ電池用ニツケル電極の製造法
JPH10188971A (ja) アルカリ蓄電池用非焼結式ニッケル極
JPS61124060A (ja) アルカリ蓄電池用ペ−スト式正極板