JPS6081765A - ペ−スト式カドミウム陰極板の製造方法 - Google Patents

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】 （イ）産業上の利用分野 本発明はアルカリ蓄゛亀池、特に密閉型アルカリ蓄電池
に用いられるペースト式カドミウム陰極板の製造方法エ
ニ関する。

（ロ）従来技術 密閉型アルカリ蓄電池に用いられるペースト式カドミウ
ム陰極板は一般に過充電により陽極より発生する酸素ガ
スの吸収能力を向上させるため及び所定の放電特性を確
保するために化成により金属カドミウムを生成させるこ
とが行なわれている。

従来から行なわれている化成の方法には活物質の保持体
である６芯体より直接給電する方法あるいは回転ロール
を介して連続的に極板表面より給電する方法があるが、
導電性の低い酸化カドミウム及び水酸化カドミウムをア
ルカリ溶液中で充電を行なう場合には、前記化成方法で
はいづれも充電生成物である金属カドミウムが電極芯体
の周辺から生成し、また一般に密閉型ニッケルーカドミ
ウム蓄電池に用いた場合には陰極容量を陽極容量より大
にして陽極が満充電となっても陰極には未充眠部分が残
るようにしているため陰極表面には金属カドミウムが存
在し離くなっている。したがって、過充電により陽極か
ら発生する酸素ガスは通気性の悪い極板表面を通過して
初めて吸収されることになり酸素ガス吸収能力が低くな
るという問題点があった。

し１　発明の目的 本発明はかかる点に鑑み極板表面に金属カドミウムを生
成させておくことで、極板表面の強度が増し、且つ酸素
ガス吸収能力が向上したベースト式カドミウム陰極板を
提供せんとするものである。

（ハ）発明の構成 本発明のペースト式カドミウム陰極板は電極芯体に塗着
したカドミウム活物質を主体とするペースト状活物質層
の表面に炭素粉末よりなる導電層を設けた後、極板容量
の６０％以下の電気量を充電することで極板表面に金属
カドミウムを生成させるものである。

画実施例 酸化カドミウムと結着剤等と′８−混合してベーヌト状
となし電極芯体に塗着、乾燥し、従来通りの方法で作成
したペースト式カドミウム極板を、日本黒鉛工業（掬製
導電性塗料バニーへイトＢＰ−３３３に浸漬した後乾燥
して、極板表面に薄い炭素粉末＠を持つ極板を作映し、
この極板を０．６２　［７３に抑圧整形した。こうして
作成された本発明極板は約２０〜ろ０μｍの炭素粉末＠
を有するものであった。この極板を極板にとする。また
、比較として前述の実施例に於ける従来通りの方法で作
製したペースト式カドミウム極板を用い、この極板をり
、　６２　ｙｘｓに押圧整形して極板Ｂとする。第１図
及び第２図はこれら極板へ及びＢの断面図であり。

図中（１）は活物質１、（２）は電極芯体、（３）は炭
素粉末層を示している。

第５図は化成装置の概略図であり、給電ローラ（６）及
び（７）、回転ローラ（８）、電槽（９）、一対の対極
（１０）及び電解液ａｌｌとから構成されており、極板
（１２は給電ローラ（６）及び（７）から給電を受けｍ
一対の対極曲間を通過する間に充電される。

前記極板Ｎ及びＢＹこの化成装置を通過させ、極板容量
の約３５％を夫々充電し、その後水洗。

乾燥することにより完成極板Ｋ及びＢ′を得た。第３図
及び第４図は極板へ及びＢの断面図であり。

図中（４）は未充電状態のカドミウム活物質、（５）は
充電状態のカドミウム活物質を示し、また第１図及び第
２図と共通の構成物は同一符号を符した。第３図及び第
４図から明らかな様に比較極板Ｂ′は電極芯体（２）の
周辺に充電状態の金属カドミウムが生成しているのに対
し１本発明極板には極板表面に於いて金属カドミウムが
生成してイル。

次いでこの極＠Ｋ及びＢ′を公知の焼結式ニダゲ”ＱＡ
ＱＯｍ八充邂、へび０°Ｃ２ＡＯｍＡ充ｔ′？行ない邂
池内ガス圧を測定した。この結果を第６内及び第７図に
ボす。図中Ｋ及びＩは極板Ｋ及びＢ′を用いた電池を表
わしている。第６図及び第７図だことがわかる。

この理由を考察するに２本発明極板には化成の際に、炭
素粉末１（ｄ　＋３１を通じて電流が流れ、炭素粉末層
（３）に接触する部分から内部に充電が進行するため金
属カドミウムが極柩表層に形成されており。

この極板を用いた密閉型ニーｄゲルーカドミウム蓄電池
を充電し、過充電により陽極より酸素が発生すると一酸
素と接触し易い陰極板表面２に存在する金属カドミウム
と接触吸収されるため、電池内部ガス圧の上昇が抑制さ
れたためと考えられる。また、金属カドミウムが極板表
１近傍に形成され金属カドミウムのマトリ呼りヌを構成
するため、極板強度が従来の部分充電によるものに比し
増加し。

渦巻状に極板を巻回して用いる際の極板のはがれ。

脱落が防止でき、更に、炭素粉末からなる導電被膜を持
つため極板表面からの給電にｆｄいて抵抗が減り＋　を
源電圧の低ドがはかれ、電池作製時において、炭素粉末
層の表面が滑らかであるため澱寵素体の外装缶への挿入
が容易となる。

以上の様に本発明の製造方法（二より作製された陰極板
は、少量の化成充電量を与えることによっても極板表面
に金属カドミウムを存在させることができ、酸素ガス吸
収能力を向ヒさせるが、従来の製造方法によっても極板
容量の６０％！越える化成充電を行なうと、ｆｉ板表面
に充電により生成した金属カドミウムが表われる様にな
り一木発明の目的とするところの金属カドミウムを極板
表面に有する陰極板が得られることとなる。しかしなが
ら１本発明の製造方法に於いては特に化成充電電気量を
６０の以下とした時に従来方法による陰極板と極板性能
に於いて大きな差異が生じ、化成充電量も少なくてすみ
経済的である。

次いで本発明方法を、陰極板表面に金属板を接触させ充
電することにより陰極板表面に金属カドミウムな生成さ
せる従来方法と比較すると、この従来方法による極板は
充放電を繰り返すことにより極板表面の金属カドミウム
が放電状態の水酸化カドミウムに変換され酸素ガス圧の
吸収能力が劣化するのに対し１本発明極板は、充電の際
に複極芯体な中心として生成する金属カドミウムが陰極
表面の一部に到達すると、到達した部分から炭素粉末１
に沿って徐々に金属カドミウムが生成されて行くため充
放電の繰り返しにより極板表面の金属カドミウムが消失
することがなく、長期にわたり優れた酸素ガス吸収能・
ｐを維持する。

また、極板表面に形成する導電層に金属粉末を用いた場
合の結果と比較しても。

い ■　前記金属粉末としてカドミウムをもちた場た 台には、前述のとおり導’ＩＣ１１としての金属カドミ
ウムが直接充放電反応に関与するため、その効果を持続
することができない。

■　アルミニウム、能鉛−錫、鉛、銅等を用いた場合に
は、アルカリ電解液中に溶出するため導電層が消失し、
その効果を失う。加えて９曲鉛は充放電反応により陰極
表面に針状結晶を形成し電池内部短絡を引き起こし電池
寿命の低下をもたらし、鉛は極板容量の劣化を促進式せ
、また銅は−Ｃｕ２＋（→Ｃｕ　の反応により電池の自
己放電を促進させる。

■　鉄−ニッケル、コバルト、白金等を用いた場合には
、水素過電圧が小さいため過充電時に陰極より著しい水
素ガス発生を引き起こし、密閉化された電池内部の系を
破壊するに金る。

■　金、銀、その他産出量の少ない金属は、炭素粉末に
比べると非常に高価であり、実用に供することが困難で
ある。

■　その他罪金属元素に近い金属や導電性金属酸化物と
呼ばれる物質も、亀導度が小さく効果が少ない事、また
は高価である事などにより有効ではない。

これに対して炭素粉末は、（１）アルカリ電解液中で安
定、（２）充放電反応に関与せず、電池特性に何ら悪影
響をもたらさない、（３）水素過電圧の低下による著し
い水素ガス発生を引き起こさない、（４）廉価であると
いう特徴を兼ね備えている。この様に炭素粉末は金属粉
末に比し優れたものであり最も効果的な材料といえる。

また炭素粉末もしくはその＠濁液？塗希し′Ｃ用いるの
に替え、繊維状炭素を用いた場合には、極板表面−Ｌの
均一性ｌ二劣るため、酸素ガス吸収能方向−ヒへの効果
が小さいと共に、導電層の厚みが大となるためエネルギ
ー密度の観点から不利であり。

炭素繊維のけば立ちは電池内短絡の原因となり。

不適当である。

悶　発明の効果 以上の様に本発明は電極芯体にカドミウム活物以下の電
気駄ヲ充屯するものであるから、酸素ガス吸収能力、極
板強度の増加及び化成電源電圧の低トなど優れた性能の
ペースト式カドミウム陰極板を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明による極板及び比較極板の未
化成時の断面図、第３図及び第４図は本発明による極板
及び比較極板の化成充電後の断面図、第５図は化成装置
の概略図、第６図及び第７図は充電時間と電池内部ガス
圧との関係を示す図面。 （１）・・・活物質重、　（２）・・・悩芯体、（３）
・・・大索粉末＋１．（，１１・・・未充電状態の活物
質、（５）・・・充准状態の活物質。 第６図 虹電　時ｐＪ（ｈｃｙｒｒｓ） 第７．図 先、電、閏　゛１°パ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　電極芯体に塗着したカドミウム活物質を主体と
   するペースト状活物質層の表面に炭素粉末よりなる導電
   層？設けた後、極板容量の６０％以下の戒気嵐を充電す
   ることン特徴とするペースト式カドミウム陰極板の製造
   方法。