JPS63146352A - ペ−スト式カドミウム負極 - Google Patents
ペ−スト式カドミウム負極Info
- Publication number
- JPS63146352A JPS63146352A JP61291825A JP29182586A JPS63146352A JP S63146352 A JPS63146352 A JP S63146352A JP 61291825 A JP61291825 A JP 61291825A JP 29182586 A JP29182586 A JP 29182586A JP S63146352 A JPS63146352 A JP S63146352A
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- Japan
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- negative electrode
- layer
- active material
- cadmium negative
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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
- H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
- H01M4/246—Cadmium electrodes
-
- 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)
- 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、アルカリ蓄電池に用いられるペースト式カド
ミウム負極に関する。
ミウム負極に関する。
従来の技術
近年、ペースト式カドミウム負極は、製造工程が簡単で
あり、製造コストが安く、高いエネルギー密度が得られ
るなどの理由から、アルカリ蓄電池に多く用いられるよ
うになってきておシ、酸素ガス吸収性を高めるために、
電極表面に炭素粉末層を形成することも提案されている
（特開昭６０−６３８７５号公報）。
あり、製造コストが安く、高いエネルギー密度が得られ
るなどの理由から、アルカリ蓄電池に多く用いられるよ
うになってきておシ、酸素ガス吸収性を高めるために、
電極表面に炭素粉末層を形成することも提案されている
（特開昭６０−６３８７５号公報）。
このようなペースト式カドミウム負極は、焼結式カドミ
ウム負極と異なシ、活物質を保持する導電性骨格がない
ため、充放電サイクルの繰り返しにより、カドミウムの
溶解析出が繰り返され、負極の変形が起こシ、短寿命に
なりやすいという欠点を有していた。
ウム負極と異なシ、活物質を保持する導電性骨格がない
ため、充放電サイクルの繰り返しにより、カドミウムの
溶解析出が繰り返され、負極の変形が起こシ、短寿命に
なりやすいという欠点を有していた。
このような問題を解決するために、特開昭６１−５８６
６６号公報に見られるように、表面に高分子被膜を形成
することが提案されているが、このような負極では、負
極の変形は防止できるが、極板の導電性が下り、充電効
率が悪くなるという欠点を有していた。
６６号公報に見られるように、表面に高分子被膜を形成
することが提案されているが、このような負極では、負
極の変形は防止できるが、極板の導電性が下り、充電効
率が悪くなるという欠点を有していた。
また、特開昭６１−１２４０５３号公報に見られるよう
Ｋ、表面にカーボン粉末とポリビニルアルコールとを含
む導電剤を塗着することも提案されているが、実施の方
法により負極の変形は防止できるが、放電特性が劣化す
るという欠点を有していた。
Ｋ、表面にカーボン粉末とポリビニルアルコールとを含
む導電剤を塗着することも提案されているが、実施の方
法により負極の変形は防止できるが、放電特性が劣化す
るという欠点を有していた。
発明が解決しようとする問題点
本発明は、以上のような従来の欠点を解消し、比較的廉
価で、より長寿命を有するペースト式カドミウム負極を
得ることを目的とする。
価で、より長寿命を有するペースト式カドミウム負極を
得ることを目的とする。
問題点を解決するための手段
本発明のペースト式カドミウム負極は、電極の表面に活
物質と導電材と結着剤の混合物から成る層を形成したこ
とを特徴とするものである。
物質と導電材と結着剤の混合物から成る層を形成したこ
とを特徴とするものである。
作 用
このようなペースト式カドミウム負極は、電極表面に活
物質と導電材と結着剤の混合物である層を形成させであ
るため、放電生成物の溶解、拡散を防止することが可能
となり９電池の充放電サイクル寿命が向上する。
物質と導電材と結着剤の混合物である層を形成させであ
るため、放電生成物の溶解、拡散を防止することが可能
となり９電池の充放電サイクル寿命が向上する。
実施例
以下、実施例により本発明を詳述する。
平均粒径約１μの酸化カドミウム粉末に、ポリビニルア
ルコールのエチレングリコール溶液ｌ。
ルコールのエチレングリコール溶液ｌ。
え、混練してペースト状にする。このペーストを導電性
支持体である厚さ０．１ｍの＝７ケルメツキした開孔鋼
板に塗着し、約１４０℃で３０分間乾燥し、厚さ約０．
５ｍの電極を得た。
支持体である厚さ０．１ｍの＝７ケルメツキした開孔鋼
板に塗着し、約１４０℃で３０分間乾燥し、厚さ約０．
５ｍの電極を得た。
次に、純水に人造黒鉛粉末を重量比で３０チ。
前記酸化カドミウム粉末およびポリビニルアルコールを
重量比で各６チ分散させた溶液に、この電極を約１０秒
間浸漬した後、８０’Ｃで乾燥させ、電極表面に層を形
成させた。次にこの電極をアルカリ溶液中で理論容量の
約４０％充電し、水洗。
重量比で各６チ分散させた溶液に、この電極を約１０秒
間浸漬した後、８０’Ｃで乾燥させ、電極表面に層を形
成させた。次にこの電極をアルカリ溶液中で理論容量の
約４０％充電し、水洗。
乾燥後ペースト式カドミウム負極を得た。この負極をａ
とする。
とする。
一方、上記の方法により表面に層を形成させない他は同
様の構成による比較例のカドミウム負極を用意した。こ
れをｂとする。
様の構成による比較例のカドミウム負極を用意した。こ
れをｂとする。
さらに、前記の人造黒鉛粉末を重量比で３０チ。
ポリビニルアルコールを重量比で５チとした溶液を用い
、同様に表面に層を形成させた比較例のカドミウム負極
Ｃを得た。
、同様に表面に層を形成させた比較例のカドミウム負極
Ｃを得た。
さらに、ポリビニルアルコールを重量比で６チとした溶
液を用い、同様に表面に層を形成させた比較例のカドミ
ウム負極ｄを得た。
液を用い、同様に表面に層を形成させた比較例のカドミ
ウム負極ｄを得た。
上記、４種類のカドミウム負極を、焼結式ニッケル正極
と組み合せて、密閉形蓄電池を試作し、サイクル寿命試
験と、放電率特性試験および充電効率試験を行なった。
と組み合せて、密閉形蓄電池を試作し、サイクル寿命試
験と、放電率特性試験および充電効率試験を行なった。
サイクル寿命特性は、６０°Ｃで％Ｃ相当の電流で４．
６時間充電し、１Ｃ相当の抵抗負荷で完全放電をする充
放電を繰り返し、サイクルによる容量低下で評価した。
６時間充電し、１Ｃ相当の抵抗負荷で完全放電をする充
放電を繰り返し、サイクルによる容量低下で評価した。
放電率特性は、電池を２０°Ｃで０．１Ｃ相当の電流で
１６時間充電し、１〜６Ｃ相当の電流で放電したときの
放電容量と、０．２Ｃ相当の電流で放電したときの放電
容量との比率で評価した。また、充電効率特性は、２０
°Ｃで０，２Ｃ〜３Ｃ相当の電流で充電したときの充電
容量の計算値と、０．２０相当の電流で放電したときの
放電容量との比率で評価した。
１６時間充電し、１〜６Ｃ相当の電流で放電したときの
放電容量と、０．２Ｃ相当の電流で放電したときの放電
容量との比率で評価した。また、充電効率特性は、２０
°Ｃで０，２Ｃ〜３Ｃ相当の電流で充電したときの充電
容量の計算値と、０．２０相当の電流で放電したときの
放電容量との比率で評価した。
第１図は、１サイクル目の容量を１００とした場合の容
量維持率と、充放電サイクル数との関係を示す。ａは本
発明の負極を用いた電池、ｂ、ｃおよびｄは比較のため
の負極を用いた電池を示す。
量維持率と、充放電サイクル数との関係を示す。ａは本
発明の負極を用いた電池、ｂ、ｃおよびｄは比較のため
の負極を用いた電池を示す。
この結果から明らかなように、電極表面に高分子を含む
層が形成された負極ａ、ａおよびｄを用いた電池ａ、ａ
およびｄは、電極表面に特に層を形成されていない負極
すを用いた電池に比べて大幅にサイクル寿命が向上して
いる。
層が形成された負極ａ、ａおよびｄを用いた電池ａ、ａ
およびｄは、電極表面に特に層を形成されていない負極
すを用いた電池に比べて大幅にサイクル寿命が向上して
いる。
各々の電池について、６００サイクル経過後内部インピ
ーダンスを測定したところ、比較例の負極すを用いた電
池については著しく低下していたが、他はサイクル開始
前とほとんど差はなかった。
ーダンスを測定したところ、比較例の負極すを用いた電
池については著しく低下していたが、他はサイクル開始
前とほとんど差はなかった。
このことから、負極すでは充放電を繰り返すうちに、デ
ンドライトの成長等が起こシ、電池内部で短絡が起こっ
たと推定されるが、電池ａ、Ｃおよびｄではそのような
短絡は起こらなかったと考えられる。この理由には、負
極表面の層に含まれるポリビニルアルコールが、強固な
層を作り、極板の変形を防止していることがあげられる
。また、負極内部への水酸イオンの拡散がこれらの層に
よシ阻害されるため、比較的低アルカリ側で生成され易
く、大きな結晶化をおこしにくいｒ形の水酸化カドミウ
ムが生成されるため、デンドライト等の成長が妨げられ
ることも考えられる。
ンドライトの成長等が起こシ、電池内部で短絡が起こっ
たと推定されるが、電池ａ、Ｃおよびｄではそのような
短絡は起こらなかったと考えられる。この理由には、負
極表面の層に含まれるポリビニルアルコールが、強固な
層を作り、極板の変形を防止していることがあげられる
。また、負極内部への水酸イオンの拡散がこれらの層に
よシ阻害されるため、比較的低アルカリ側で生成され易
く、大きな結晶化をおこしにくいｒ形の水酸化カドミウ
ムが生成されるため、デンドライト等の成長が妨げられ
ることも考えられる。
第２図は、放電容量比率と放電レートとの関係を示す図
である。図から明らかなように、ａとｂではほとんど差
がないが、ｃ、ｄは著しく低下している。これは、電極
表面に高分子による層が形成されているため、活物質に
対する水酸イオンの供給が妨げられ、放電特性が低下し
たと考えられる。しかし、本発明の負極では、電極表面
層にも活物質が含まれているため、そのような低下は起
こらない。
である。図から明らかなように、ａとｂではほとんど差
がないが、ｃ、ｄは著しく低下している。これは、電極
表面に高分子による層が形成されているため、活物質に
対する水酸イオンの供給が妨げられ、放電特性が低下し
たと考えられる。しかし、本発明の負極では、電極表面
層にも活物質が含まれているため、そのような低下は起
こらない。
第３図は、充電効率と充電レートとの関係を示す図であ
る。図からａ ＞ ｃ ＞ ｂ ＞ ｄの順で低下して
いる。これは、負極の導電性と、充放電反応に関与でき
る活物質の量に関係すると考えられる。
る。図からａ ＞ ｃ ＞ ｂ ＞ ｄの順で低下して
いる。これは、負極の導電性と、充放電反応に関与でき
る活物質の量に関係すると考えられる。
比較例の電池すに対し、表面に導電性の層を有する負極
ａ、Ｃを用いた電池ａ、Ｃは高い充電効率を示し、逆に
表面に導電性を低下させるような層を有する負極ｄを用
いた電池ｄは低い充電効率を示す。また、電池ａは、負
極表面の層に活物質が含まれているため、効率よく充放
電され、電池Ｃよシ高い充電効率を示すと考えられる。
ａ、Ｃを用いた電池ａ、Ｃは高い充電効率を示し、逆に
表面に導電性を低下させるような層を有する負極ｄを用
いた電池ｄは低い充電効率を示す。また、電池ａは、負
極表面の層に活物質が含まれているため、効率よく充放
電され、電池Ｃよシ高い充電効率を示すと考えられる。
なお、実施例では、活物質と導電剤の配合量を重量比で
１対６としたが、この割合を変えることも可能である。
１対６としたが、この割合を変えることも可能である。
しかし、活物質の割合が層形成材料全体の重量比で７割
を越えると、層を形成させた時のシート抵抗が飛躍的に
増大し、充電効率の低下が予想されるので好ましくない
。また、導電剤の割合が重量比で９割を越えると、充放
電反応に関与できる表面の活物質が少なくなるため、放
電特性が２０チ以上劣化するのでやはシ好ましくない。
を越えると、層を形成させた時のシート抵抗が飛躍的に
増大し、充電効率の低下が予想されるので好ましくない
。また、導電剤の割合が重量比で９割を越えると、充放
電反応に関与できる表面の活物質が少なくなるため、放
電特性が２０チ以上劣化するのでやはシ好ましくない。
層の厚みについては、技術的に８μ以下にするのは困難
であり、また６０μ以上の厚い層になると実際の充放電
が不可能となるので、層の厚みとしては８μ〜６０μが
適当であるといえる。
であり、また６０μ以上の厚い層になると実際の充放電
が不可能となるので、層の厚みとしては８μ〜６０μが
適当であるといえる。
また、実施例では結着剤としてポリビニルアルコールを
用いたが、メチルセルロースなどのような他の水溶性結
着剤、あるいはフッ素樹脂などのような非水溶性の結着
剤を用いても同様の効果が得られる。
用いたが、メチルセルロースなどのような他の水溶性結
着剤、あるいはフッ素樹脂などのような非水溶性の結着
剤を用いても同様の効果が得られる。
発明の効果
以上のように、本発明によれば充放電特性、充電効率特
性を低下させることなく、アルカリ蓄電池の充放電サイ
クル寿命を向上させる効果が得られる。
性を低下させることなく、アルカリ蓄電池の充放電サイ
クル寿命を向上させる効果が得られる。
第１図はニッケルーカドミウム蓄電池の容量維持率と充
放電サイクル数との関係を示す図、第２図は放電容量比
率と放電レートとの関係を示す図、第３図は充電効率と
充電レートとの関係を示す図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名α−
オ鋼明α負靭衝用竜氾 Ｌ−ゲｄヂ 第２図 力（彎ｔレート（Ｃ，へ）
放電サイクル数との関係を示す図、第２図は放電容量比
率と放電レートとの関係を示す図、第３図は充電効率と
充電レートとの関係を示す図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名α−
オ鋼明α負靭衝用竜氾 Ｌ−ゲｄヂ 第２図 力（彎ｔレート（Ｃ，へ）
Claims (4)
- （１）活物質と導電材と結着剤との混合物から成る層を
、電極表面に形成したことを特徴とするペースト式カド
ミウム負極。 - （２）活物質と導電材の配合量が、重量比で７対３〜１
対９である特許請求の範囲第１項記載のペースト式カド
ミウム負極。 - （３）導電材が炭素粉末あるいはその化合物である特許
請求の範囲第１項又は第２項記載のペースト式カドミウ
ム負極。 - （４）層の厚みが、８〜５０μである特許請求の範囲第
１項から第３項のいずれかに記載のペースト式カドミウ
ム負極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61291825A JPS63146352A (ja) | 1986-12-08 | 1986-12-08 | ペ−スト式カドミウム負極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61291825A JPS63146352A (ja) | 1986-12-08 | 1986-12-08 | ペ−スト式カドミウム負極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63146352A true JPS63146352A (ja) | 1988-06-18 |
Family
ID=17773901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61291825A Pending JPS63146352A (ja) | 1986-12-08 | 1986-12-08 | ペ−スト式カドミウム負極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63146352A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01189863A (ja) * | 1988-01-26 | 1989-07-31 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | アルカリ蓄電池用カドミウム陰極板の製造方法 |
| JPH03159065A (ja) * | 1989-11-17 | 1991-07-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ニッケルカドミウム蓄電池 |
-
1986
- 1986-12-08 JP JP61291825A patent/JPS63146352A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01189863A (ja) * | 1988-01-26 | 1989-07-31 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | アルカリ蓄電池用カドミウム陰極板の製造方法 |
| JPH03159065A (ja) * | 1989-11-17 | 1991-07-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ニッケルカドミウム蓄電池 |
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