JPS63170853A - ペ−スト式ニツケル正極 - Google Patents
ペ−スト式ニツケル正極Info
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Classifications
-
- 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
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
- H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
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- H01M4/32—Nickel oxide or hydroxide electrodes
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (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。
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、ペースト式ニッケル正極の改良に関する。
［従来の技術及び問題点］
代表的なアルカリ蓄電池には、正極としてニッケルを使
用し、負極としてカドミウム、亜鉛又は水素を使用した
ものがある。かかるアルカリ蓄電池のニッケル正極とし
ては、従来、例えばカーボニルニッケルを成形、焼結し
て得られた基板にニッケル塩の水溶液を含浸し、つづい
てアルカリ水溶液中でニッケル塩を水酸化ニッケルに転
化せしめることにより製造された、いわゆる焼結式ニッ
ケル極が知られている。しかしながら、前記ニッケル正
極は焼結基板の製造工程及び活物質の含浸、転化工程等
極めて繁雑な操作を必要とするため、量産性が劣るとい
う問題があった。
用し、負極としてカドミウム、亜鉛又は水素を使用した
ものがある。かかるアルカリ蓄電池のニッケル正極とし
ては、従来、例えばカーボニルニッケルを成形、焼結し
て得られた基板にニッケル塩の水溶液を含浸し、つづい
てアルカリ水溶液中でニッケル塩を水酸化ニッケルに転
化せしめることにより製造された、いわゆる焼結式ニッ
ケル極が知られている。しかしながら、前記ニッケル正
極は焼結基板の製造工程及び活物質の含浸、転化工程等
極めて繁雑な操作を必要とするため、量産性が劣るとい
う問題があった。
このようなことから、焼結式ニッケル正極に代わるもの
として直接水酸化ニッケルを主成分とするペースト状活
物質を導電性芯体に塗着充填して得られる、いわゆるペ
ースト式ニッケル正極が提案されている。かかるペース
ト式ニッケル正極は、水酸化ニッケル粉末に金属コバル
ト粉末等の添加剤及び適当な導電剤、結着剤と共に水又
は有機溶媒にてペースト化し、これを導電性芯体に塗着
充填した後、乾燥して水又は有機溶媒を除去することに
より製造されている。但し、乾燥処理しただけでは正極
内の空隙率が大きく、充填密度を高められないこと、活
物質同志の粘着度も小さく高い利用率が得られないこと
等の理由から、更にニッケル正極を厚さ方向に加圧して
空隙率を減少させている。
として直接水酸化ニッケルを主成分とするペースト状活
物質を導電性芯体に塗着充填して得られる、いわゆるペ
ースト式ニッケル正極が提案されている。かかるペース
ト式ニッケル正極は、水酸化ニッケル粉末に金属コバル
ト粉末等の添加剤及び適当な導電剤、結着剤と共に水又
は有機溶媒にてペースト化し、これを導電性芯体に塗着
充填した後、乾燥して水又は有機溶媒を除去することに
より製造されている。但し、乾燥処理しただけでは正極
内の空隙率が大きく、充填密度を高められないこと、活
物質同志の粘着度も小さく高い利用率が得られないこと
等の理由から、更にニッケル正極を厚さ方向に加圧して
空隙率を減少させている。
しかしながら、過度に空隙率を減少させると、充放電時
においてニッケル正極内で良好な電解液の拡散が行われ
ずに分極が大きくなること、しかも充電の際のガス発生
によってニッケル正極内のガス圧が大きくなり活物質の
脱落が発生する等の問題があった。
においてニッケル正極内で良好な電解液の拡散が行われ
ずに分極が大きくなること、しかも充電の際のガス発生
によってニッケル正極内のガス圧が大きくなり活物質の
脱落が発生する等の問題があった。
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされた
もので、活物質の脱落がなく、かつエネルギー密度、つ
まり容量の大きいペースト式ニッケル正極を提供しよう
とするもので−ある。
もので、活物質の脱落がなく、かつエネルギー密度、つ
まり容量の大きいペースト式ニッケル正極を提供しよう
とするもので−ある。
［問題点を解決するための手段］
本発明は、少なくとも水酸化ニッケルと金属コバルト粉
末を配合したペースト状活物質を、導電性芯体に充填し
たペースト式ニッケル正極において、電池に組込まれ、
充放電を行なった後の空隙率が１８〜３５ｖｏ １％で
、かつ前記金属コバルト粉末が水酸化ニッケルに対し５
〜２５重量％配合されていることを特徴とするペースト
式ニッケル正極である。
末を配合したペースト状活物質を、導電性芯体に充填し
たペースト式ニッケル正極において、電池に組込まれ、
充放電を行なった後の空隙率が１８〜３５ｖｏ １％で
、かつ前記金属コバルト粉末が水酸化ニッケルに対し５
〜２５重量％配合されていることを特徴とするペースト
式ニッケル正極である。
上記空隙率及び金属コバルト粉末の水酸化ニッケルへの
配合量を限定した理由は、それらの範囲を逸脱すると水
酸化ニッケルの充填密度と利用率の積に相関するエネル
ギー密度、つまり容量を充分に向上できないからである
。
配合量を限定した理由は、それらの範囲を逸脱すると水
酸化ニッケルの充填密度と利用率の積に相関するエネル
ギー密度、つまり容量を充分に向上できないからである
。
上記導電性芯体としては、網、パンチトメタル、エキス
バンドメタル、発泡メタル、焼結金属！Ｉ維等を挙げる
ことができる。特に、発泡メタルや焼結金属繊維は三次
元構造を有すため導電性芯体として好適である。
バンドメタル、発泡メタル、焼結金属！Ｉ維等を挙げる
ことができる。特に、発泡メタルや焼結金属繊維は三次
元構造を有すため導電性芯体として好適である。
［作用］
しかして、本発明によれば電池に組込まれ、充放電を行
なった後の空隙率及び金属コバルト粉末の水酸化ニッケ
ルに対する配合量を特定の範囲に規制することによって
、水酸化ニッケルの充填密度と、電解液の拡散度及び活
物質同志又は活物質と電子キャリアとしての導電体間の
粘着度に依存する利用率とのバランスが良好となり、こ
れら充填密度と利用率との積に比例するエネルギー密度
、つまり容量を向上でき、しかも導電性芯体からの活物
質の脱落を防止できる。
なった後の空隙率及び金属コバルト粉末の水酸化ニッケ
ルに対する配合量を特定の範囲に規制することによって
、水酸化ニッケルの充填密度と、電解液の拡散度及び活
物質同志又は活物質と電子キャリアとしての導電体間の
粘着度に依存する利用率とのバランスが良好となり、こ
れら充填密度と利用率との積に比例するエネルギー密度
、つまり容量を向上でき、しかも導電性芯体からの活物
質の脱落を防止できる。
［発明の実施例］
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
実施例
粒子径１〜５０μｍの分布を持つ水酸化ニッケルに粒子
径１〜１０μｍの分布を持つ金属コバルト粉末を５重量
％、１５重量％、２５重量％及び３０重量％配合し、こ
れらを溶媒として水及び結着樹脂と共に混練して４種の
ペースト状活物質（Ａ−Ｄ）を調製した。また、粒子径
１〜５０μｍの分布を持つ水酸化ニッケルのみを水及び
結着樹脂と共に混練してペスト状活物質（Ｅ）を１１製
した。
径１〜１０μｍの分布を持つ金属コバルト粉末を５重量
％、１５重量％、２５重量％及び３０重量％配合し、こ
れらを溶媒として水及び結着樹脂と共に混練して４種の
ペースト状活物質（Ａ−Ｄ）を調製した。また、粒子径
１〜５０μｍの分布を持つ水酸化ニッケルのみを水及び
結着樹脂と共に混練してペスト状活物質（Ｅ）を１１製
した。
次いで、前記５種のペースト状活物質を焼結ニッケル繊
維に夫々塗着充填し、乾燥した後、加圧し、更に電池に
組込み、充放電条件を調節して空隙率が１０〜６０％の
ニッケル正極を有するアルカリ蓄電池を作製した。なお
、金属コバルト粉末を含まないペースト状活物質を用い
たニッケル正極の空隙率の下限は３０％であり、それよ
り低い値にはならなかった。
維に夫々塗着充填し、乾燥した後、加圧し、更に電池に
組込み、充放電条件を調節して空隙率が１０〜６０％の
ニッケル正極を有するアルカリ蓄電池を作製した。なお
、金属コバルト粉末を含まないペースト状活物質を用い
たニッケル正極の空隙率の下限は３０％であり、それよ
り低い値にはならなかった。
しかして、各アルカリ蓄電池について容量試験を行ない
、各蓄電池のニッケル正極の空隙率に対するニッケル正
１の単位体積当りの容量を調べたところ、図に示す特性
図が得られた。なお、図中のａは前記ペースト状活物質
Ａを用いて作製されたニッケル正極の容量特性線、ｂは
前記ペースト状活物質Ｂを用いて作製されたニッケル正
極の容量特性線、Ｃは前記ペースト状活物質Ｃを用いて
作製されたニッケル正極の容量特性線、ｄは前記ペース
ト状活物質りを用いて作製されたニッケル正極の容量特
性線、ｅは前記ペースト状活物質Ｅを用いて作製された
ニッケル正極の容量特性線、を夫々示す。この特性図か
ら明らかなように、水酸化ニッケルに対する金属コバル
ト粉末の配合量が５〜２５重層％の範囲から外れるニッ
ケル正極（特性線ｄ、ｅ）では、単位体積当りの容量が
低い。また、水酸化ニッケルに対する金属コバルト粉末
の配合量が５〜２５重量％の範囲であるニッケル正極（
特性線ａ−Ｃ）であっても、空隙率が１８％未満、３５
％を越えたものでは単位体積当りの容量を充分向上でき
ない。これに対し、水酸化ニッケルに対する金属コバル
ト粉末の配合量が５〜２５重量％で、かつ空隙率が１８
〜３５％のニッケル正極は単位体積当りの容量が４００
ｍＡＨ／ｃｃ以上と極めて良好な特性をもつことが分る
。
、各蓄電池のニッケル正極の空隙率に対するニッケル正
１の単位体積当りの容量を調べたところ、図に示す特性
図が得られた。なお、図中のａは前記ペースト状活物質
Ａを用いて作製されたニッケル正極の容量特性線、ｂは
前記ペースト状活物質Ｂを用いて作製されたニッケル正
極の容量特性線、Ｃは前記ペースト状活物質Ｃを用いて
作製されたニッケル正極の容量特性線、ｄは前記ペース
ト状活物質りを用いて作製されたニッケル正極の容量特
性線、ｅは前記ペースト状活物質Ｅを用いて作製された
ニッケル正極の容量特性線、を夫々示す。この特性図か
ら明らかなように、水酸化ニッケルに対する金属コバル
ト粉末の配合量が５〜２５重層％の範囲から外れるニッ
ケル正極（特性線ｄ、ｅ）では、単位体積当りの容量が
低い。また、水酸化ニッケルに対する金属コバルト粉末
の配合量が５〜２５重量％の範囲であるニッケル正極（
特性線ａ−Ｃ）であっても、空隙率が１８％未満、３５
％を越えたものでは単位体積当りの容量を充分向上でき
ない。これに対し、水酸化ニッケルに対する金属コバル
ト粉末の配合量が５〜２５重量％で、かつ空隙率が１８
〜３５％のニッケル正極は単位体積当りの容量が４００
ｍＡＨ／ｃｃ以上と極めて良好な特性をもつことが分る
。
以上詳述した如く、本発明によれば活物質の脱落がなく
、かつエネルギー密度つまり容量の大きい優れた特性を
有するペースト式ニッケル正極を提供できる。
、かつエネルギー密度つまり容量の大きい優れた特性を
有するペースト式ニッケル正極を提供できる。
図面は、水酸化ニッケルに対する金属コバルトる。
Claims (2)
- （１）、少なくとも水酸化ニッケルと金属コバルト粉末
を配合したペースト状活物質を、導電性芯体に充填した
ペースト式ニッケル正極において、電池に組込まれ、充
放電を行なった後の空隙率が１８〜３５ｖｏｌ％で、か
つ前記金属コバルト粉末が水酸化ニッケルに対し５〜２
５重量％配合されていることを特徴とするペースト式ニ
ッケル正極。 - （２）、導電性芯体が発泡メタル又は焼結金属繊維であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のペース
ト式ニッケル正極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62000531A JPS63170853A (ja) | 1987-01-07 | 1987-01-07 | ペ−スト式ニツケル正極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62000531A JPS63170853A (ja) | 1987-01-07 | 1987-01-07 | ペ−スト式ニツケル正極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63170853A true JPS63170853A (ja) | 1988-07-14 |
Family
ID=11476352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62000531A Pending JPS63170853A (ja) | 1987-01-07 | 1987-01-07 | ペ−スト式ニツケル正極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63170853A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05211064A (ja) * | 1991-01-29 | 1993-08-20 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 電池用極板 |
| WO2000030192A1 (en) * | 1998-11-13 | 2000-05-25 | Moltech Power Systems, Inc. | Pasted positive electrode and process for its production |
-
1987
- 1987-01-07 JP JP62000531A patent/JPS63170853A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05211064A (ja) * | 1991-01-29 | 1993-08-20 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 電池用極板 |
| WO2000030192A1 (en) * | 1998-11-13 | 2000-05-25 | Moltech Power Systems, Inc. | Pasted positive electrode and process for its production |
| US6436575B1 (en) | 1998-11-13 | 2002-08-20 | Moltech Power Systems, Inc. | Pasted positive electrode and process for its production |
| US6489058B1 (en) | 1998-11-13 | 2002-12-03 | Moltech Power Systems | Pasted positive electrode and process for its production |
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