JPS63148548A - 密閉形アルカリ蓄電池用負極の製造法 - Google Patents

密閉形アルカリ蓄電池用負極の製造法

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JPS63148548A JP61293939A JP29393986A JPS63148548A JP S63148548 A JPS63148548 A JP S63148548A JP 61293939 A JP61293939 A JP 61293939A JP 29393986 A JP29393986 A JP 29393986A JP S63148548 A JPS63148548 A JP S63148548A
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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】 産業上の利用分野 本発明は、密閉形アルカリ蓄電池における負極の改良に
関するものである。
従来の技術 現在工業的には、アルカリ蓄電池を代表する電池系はニ
ッケル正極とカドミウム負極で構成されるニッケル・カ
ドミウム蓄電池である。この電池の中で大半を占め、ポ
ータプル機器用電源等に広く使用され始めた円筒密閉形
ニッケル・カドミウム蓄電池には、最近、前記の用途面
からさらに高容量、短時間充電(急速充電)が切望され
ている。
前者の要望に対しては電極の非焼結化などで対応し、後
者の要望に対しては過充電時に正極から発生する酸素ガ
スの吸収性能を改善した負極で対応してきた。
一般的なペースト式カドミウム負極における酸素ガス吸
収性能は、これを適用した密閉電池で充電電流的%cm
A 以下、つまり完全充電には33時間以上を要すとい
われている。この特性改善のための技術上の重要点は、
正極から移動する酸素ガスと金属カドミウムの接触を助
ける構成方法およびその反応速度の向上である。このた
め以下の手段が提案されてきた。
(1)  負極の多孔度を高めて、酸素ガスとカドミラ
ムの接触する有効面積を増加させる。
(2)負極全体にフッ素樹脂で撥水性をもたせ、酸素ガ
ス、カドミウムおよび電解液とで形成される三相界面を
適切な状態にし、反応有効部を増大させる。
(3)カーボン等の導電剤を負極の表面もしくは内部に
配し、電極全体の電気抵抗を低下させて、酸素ガスに接
触しやすい負極表面付近に金属のカドミウムが形成され
やすくする。
(4)負極に酸素イオン化触媒をメッキ酸素ガスのイオ
ン化を促進させる。
発明が解決しようとする問題点 上記(1)の方法では酸素ガス吸収能は向上するが、多
孔度の増加は高容量密度化に不利である。(2)。
(3) 、 (4)の方法もそれぞれ役割シは異なるが
、酸素ガス吸収能の向上には有効な手段ではある。しか
し、(2)?(3)においては負極表面を比較的多量の
物質で被覆するため、とくに高率での放電特性を低下さ
せる危険性を有している。これに対して(4)の方法は
、少量で有効なのでこのような危険性は少ないが、一般
に有効な還元触媒である白金族金属は極めて高価である
うえ、メッキ法のようにこの金属をそのまま負極と接触
させて用いたのでは、負極の水素発生過電圧が低下して
充電効率を減少させることが懸念される。
本発明は、これら4方法のうち最も酸素ガス吸収性能に
有効な(4)の方法に着目し、微量の白金族金属を用い
て、酸素ガス吸収性能に優れ、充電効率および放電率に
支障のない負極を提供することを目的とする。
問題点を解決するための手段 この問題点を解決するため本発明は、高価な白金族金属
をブラック状で極めて少量、酸素ガス吸収性能に最も有
効な負極表面に少量の結着剤とともに付着させるもので
ある。
作  用 本発明の製造法によれば、(1)のような高容量密度の
低下をきたすことなく、また使用材料が少量であるから
(2) 、 (3)の方法で懸念される高率放電特性を
低下させることもない酸素ガス吸収性能に優れる負極が
得られる。さらに(4)のメッキ法の欠点である反応に
無関係な電極内部への白金族金属の付着も防止できて使
用量が大幅に低減でき、しかも白金族金属のブラックは
結着剤中に混在しているため負極活物質と直接接触する
ことが抑制されて負極の水素発生過電圧を低下させるこ
ともない。
実施例 市販のフッ素樹脂微粉末の懸濁液(樹脂公約ωwt% 
の水分散液)を100倍に希釈した液11に、市販のパ
ラジウムブラック微粒子62を混入し、充分攪拌する。
得られた液中に酸化カドミウム負極を主とする、一般の
ペースト式カドミウム負極(厚さ約o、6m)を約20
秒間浸漬する。なお、この際の雰囲気温度は水溶液の含
浸速度に支障のない温度で良く、10’C〜30’C程
度が好ましい。取り出した負極を100’Cで6分間乾
燥したのち、比重1.30KOH水溶液中で陰分極を行
なって一部充電状態にするいわゆる化成工程を施し、水
洗・乾燥する。ついでこの負極を加圧ローラー間に通し
て加圧し、厚さ0.5謡のカドミウム負極を得る。この
過程で付着するパラジクムブラック量は約0.2驚−で
あった。
得られた負極の概略断面図と触媒の付着部の拡大図を第
1図に示す。1は触媒と結着剤の部分、2はカドミウム
活物質部、3は芯金を示し、10部分は第2図の拡大図
に示すようにパラジウムブラック微粒子4とフッ素樹脂
6の混合物が多孔体を形成する主に酸化カドミウムより
成る粉末60表面に付着している。パラジウムブラック
微粒子は直接酸化カドミウムと接触する機会が少ない。
本実施例に記載した方法で得られた、厚さ約0.6II
IBのペースト式カドミウム負極を幅391EII。
長さ8011mに切断し、一般の厚さ0.7襲1幅39
鵡、長さ6oImの焼結式ニッケル正極と組み合せてK
R−AAサイズの円筒密閉形ニッケル・カドミウム蓄電
池を10セル試作した。これらの電池を、通常の使用条
件で最も過酷な0℃において、種々の充電率で充電を公
称容量(500mAhとする)の160%行ない、それ
ぞれの充電率における電池内圧の最大値を測定した。各
電池の平均値を第3図Aに示す。同図には、本発明のよ
うな触媒を使用しない一般のカドミウム負極を用いた電
池1゜セルの平均電池内圧を比較例としてBに示す。こ
の結果、安全弁が作動する圧力(約10に9/d)以下
となるには、従来の電池では充電率は0.3〜0.4a
mA  が限界であったが、本発明の負極を用いた電池
では2 cmA  近くまで高めることができ、短時間
充電に極めて良い効果を示した。
また本実施例のカドミウム負極に付着させるパラジウム
ブラック微粒子の量を変えた場合の同電池の電池内圧変
化を第4図Aに示す。横軸はパラジウム使用量を示す。
充電率は1 cmA、充電深度は150%でいずれも0
℃の条件で測定した。各点は電池2個の平均値で示した
。比較として、通常の無電解メッキ方法を用いてパラジ
ウムをメッキしたカドミウム負極を使用した場合の同様
な測定値をCで示した。この結果、本発明の負極の場合
は単位負極面積当シのパラジウム使用量的0.06暫−
でも電池内圧5.5 Kg/、−であったが、Cの場合
では0.6驚−で10設佃の内圧を示した。
従って本発明の場合は、高価格のパラジウム使用量が著
しく低減できることが明らかである。この理由は、メッ
キの場合は酸素ガス吸収に関与しない電極内部に多くの
パラジウムが使用されると考えられる。
また本実施例のカドミウム負極を用いた電池では、触媒
やフッ素樹脂の使用量が極めて少ないので放電率に支障
をきたすことなく、かつフッ素樹脂と混在していること
からパラジウムが直接酸化カドミウムと接触することが
少なく、水素発生過電圧を下げて充電効率を低下させる
現象も認められなかった。
なお、実施例ではカドミウム負極を一例に取り上げたが
、酸素ガス吸収現象を応用する亜鉛や水素吸蔵合金等を
負極に用いる密閉形アルカリ蓄電池にも適用できるもの
で、パラジウムの代りに白金を使用して前記負極と組み
合わせ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、微量の白金族金属ブラッ
クを結着剤とともに表面に付着した負極を用いた密閉形
アルカリ蓄電池は、急速充電特性に優れ、高価な白金族
金属の使用量も少なく、かつ充電効率、放電率等の特性
を低下させることがないという優れた効果を得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例におけるパラジウムブラック微
粒子とフッ素樹脂の混合物を付着させたペースト式カド
ミウム負極の断面概略図、第2図は同要部の拡大図、第
3図および第4図はKR−AAサイズの電池における過
充電時の電池内圧の比較を示す。 1・・・・・・カドミウム極に付着されたパラジウムブ
ラック微粒子とフッ素樹脂の層、2・・・・・・活物質
部、3・・・・・・芯材、4・・・・・・パラジウムブ
ラック微粒子、6・・・・・・フッ素樹脂、6・・・・
・・活物質粉末、7・・・・・・空間。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 第2図 第3図 □   t)、s/   /、5  2充覧率(C九〇 第4図 o   o、5      2

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)微量の酸素還元触媒粉末を分散させた結着性樹脂
    を含む液中に負極を浸漬する工程を有することを特徴と
    する密閉形アルカリ蓄電池用負極の製造法。
  2. (2)酸素還元触媒粉末が、白金ブラックまたはパラジ
    ウムブラックの微粒子である特許請求の範囲第1項に記
    載の密閉形アルカリ蓄電池用負極の製造法。
  3. (3)結着性樹脂を含む液は、フッ素樹脂微粉末の懸濁
    液である特許請求の範囲第1項記載の密閉形アルカリ蓄
    電池用負極の製造法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5741067A (en) * 1980-07-03 1982-03-06 Post Office Data transmitting method and device
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