JPS63178446A - カドミウム極板の製造方法 - Google Patents
カドミウム極板の製造方法Info
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Classifications
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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
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- H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
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- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
-
- 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)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (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】
（イ）産業上の利用分野
この発明は、ニッケルーカドミウム蓄電池の如きアルカ
リ蓄電池などの陰極として用いられるカドミウム極板の
製造方法に関するものである。
リ蓄電池などの陰極として用いられるカドミウム極板の
製造方法に関するものである。
（ロ）従来の技術
ニッケルーカドミウム蓄電池などに用いられるカドミウ
ム極板としては、工程が比較的簡易で製造コストの安い
ペースト式のものが工業的に広く用いられている。この
種のペースト式カドミウム極板は、一般に、酸化カドミ
ウムや水酸化カドミウムなどの活物質粉末に、極板強度
をもたせる念めの補強繊維や、これらを結着させる念め
のポリビニルアルコールの如き粘着剤などを、水などの
適宜な溶媒と共に混練して活物質ペースｈ６作り、この
活物質ペーストを導電芯体の表面に塗着し乾燥した後、
そのままもしくは化成処理を施し、電池機種に応じて必
要な寸法に切断するといつ念一連の工程により製造され
ている。この上うな化成処理としては、苛性カリ水溶液
などのアルカリ溶液中において、常温で０．１〜α２０
程度の低率電流値で充放電を１〜数回繰り返し念後、最
後に極板の水洗、乾燥を行なう方法が従来より一般に用
いられている。
ム極板としては、工程が比較的簡易で製造コストの安い
ペースト式のものが工業的に広く用いられている。この
種のペースト式カドミウム極板は、一般に、酸化カドミ
ウムや水酸化カドミウムなどの活物質粉末に、極板強度
をもたせる念めの補強繊維や、これらを結着させる念め
のポリビニルアルコールの如き粘着剤などを、水などの
適宜な溶媒と共に混練して活物質ペースｈ６作り、この
活物質ペーストを導電芯体の表面に塗着し乾燥した後、
そのままもしくは化成処理を施し、電池機種に応じて必
要な寸法に切断するといつ念一連の工程により製造され
ている。この上うな化成処理としては、苛性カリ水溶液
などのアルカリ溶液中において、常温で０．１〜α２０
程度の低率電流値で充放電を１〜数回繰り返し念後、最
後に極板の水洗、乾燥を行なう方法が従来より一般に用
いられている。
上記のように化成処理を施さずに電池組立に供する未化
成形式のものとしては、例えば特開昭５８−８０２６８
号公報に開示されているように、主活物質としての酸化
カドミウムに予備充電量としての金属カドミウムを含有
させてなる活物質べ−ストを用いたものが知られている
。この未化成形式のペースト式カドミウム極板では未化
成でありながら高活物質密度充填が可能で、化成設備及
び化成に要する電気エネルギーが不要なことから、極板
製造工程が簡易化する等の長所があるものの、陽極と組
合せて電池を構成し良状態において、陽極から発生する
酸素ガスと接触し易い極板表面に金属カドミウムが生成
され難く、このため酸素ガス吸収性能が劣って電池の密
閉化が困難になる等という欠点がある。
成形式のものとしては、例えば特開昭５８−８０２６８
号公報に開示されているように、主活物質としての酸化
カドミウムに予備充電量としての金属カドミウムを含有
させてなる活物質べ−ストを用いたものが知られている
。この未化成形式のペースト式カドミウム極板では未化
成でありながら高活物質密度充填が可能で、化成設備及
び化成に要する電気エネルギーが不要なことから、極板
製造工程が簡易化する等の長所があるものの、陽極と組
合せて電池を構成し良状態において、陽極から発生する
酸素ガスと接触し易い極板表面に金属カドミウムが生成
され難く、このため酸素ガス吸収性能が劣って電池の密
閉化が困難になる等という欠点がある。
一方、上記化成処理を経て製造し九ペースト式カドミウ
ム極板の場合は、化成により極板中に金属カドミウムの
導電マトリックスが形成される。
ム極板の場合は、化成により極板中に金属カドミウムの
導電マトリックスが形成される。
このため、電池に組込んだ場合には極板表面に金属カド
ミウムが生成され易く、上記未化成のものに較べて酸素
ガス吸収性能に優れるといつ九特長がある。
ミウムが生成され易く、上記未化成のものに較べて酸素
ガス吸収性能に優れるといつ九特長がある。
化成処理を行なう形式のペースト式カドミウム極板にお
ける酸素ガス級収性能を更に向上させてこれを用いて組
立てた密閉型電池にｇけるガス漏れや電解液漏れなどを
効果的に抑制するための従来技術としては、例えば特公
昭５４＝−９６９５号公報にみられるように、化成を行
うカドミウム極板の製造工程に於いて、化成工程の充電
電流を０゜１〜α２Ｃとし、放電電流を通常の化成電流
に比して５〜１０倍の１０〜五〇〇の電流で、極板がみ
かけ上完全放電電位を示す迄放電する方法が開示されて
いる。尚、この場合の０．１〜ＣＬ２０及び１．０〜＆
ＯＯの電流というのは完成電池の公称容量に対する値で
あるが、通常、前記公報に記載されたニッケルーカドミ
ウム蓄電池では、カドミウム極板の理論容量は電池の公
称容量に対してｔ９〜２．１程度に設定されるため、カ
ドミウム極板の活物質の理論容量に換算すると、前記１
．０〜３．０Ｃの電流というのは、０．５〜ｔＳａに相
当する。
ける酸素ガス級収性能を更に向上させてこれを用いて組
立てた密閉型電池にｇけるガス漏れや電解液漏れなどを
効果的に抑制するための従来技術としては、例えば特公
昭５４＝−９６９５号公報にみられるように、化成を行
うカドミウム極板の製造工程に於いて、化成工程の充電
電流を０゜１〜α２Ｃとし、放電電流を通常の化成電流
に比して５〜１０倍の１０〜五〇〇の電流で、極板がみ
かけ上完全放電電位を示す迄放電する方法が開示されて
いる。尚、この場合の０．１〜ＣＬ２０及び１．０〜＆
ＯＯの電流というのは完成電池の公称容量に対する値で
あるが、通常、前記公報に記載されたニッケルーカドミ
ウム蓄電池では、カドミウム極板の理論容量は電池の公
称容量に対してｔ９〜２．１程度に設定されるため、カ
ドミウム極板の活物質の理論容量に換算すると、前記１
．０〜３．０Ｃの電流というのは、０．５〜ｔＳａに相
当する。
そこで、前記化成処理を行うことにより、酸素ガス吸収
性能を向上させることができるが、まだまだその性能は
十分とは言えなかった。
性能を向上させることができるが、まだまだその性能は
十分とは言えなかった。
ビラ 発明が解決しようとする問題点本発明は前記問
題点に鑑みなされたものであって、ペースト式カドミウ
ム極板の酸素ガス吸収性能を向上させることを目的とす
るものである。
題点に鑑みなされたものであって、ペースト式カドミウ
ム極板の酸素ガス吸収性能を向上させることを目的とす
るものである。
に）問題点を解決するための手段
本発明のカドミウム極板の製造方法は、酸化カドミウム
を主体とする活物質と、リン酸塩、ケイ酸塩、ヒ酸塩又
はクロム酸塩のうち少なくとも１つのオキソ酸塩と、水
とを混練して得た活物質ペーストを導電芯体に塗着、乾
燥後、前記活物質理論容量に対して１．０〜ＸＯＣの電
流で充電し九後、２．０〜４，０Ｃの電流で放電するこ
とを要旨とするものである。
を主体とする活物質と、リン酸塩、ケイ酸塩、ヒ酸塩又
はクロム酸塩のうち少なくとも１つのオキソ酸塩と、水
とを混練して得た活物質ペーストを導電芯体に塗着、乾
燥後、前記活物質理論容量に対して１．０〜ＸＯＣの電
流で充電し九後、２．０〜４，０Ｃの電流で放電するこ
とを要旨とするものである。
（ホ）作 用
酸化カドミウムが水酸化カドミウムに変化するのを抑制
しうる水和防止剤としてのオキソ酸塩、を添加して得意
ペースト式カド２ウム極板を、活物質理論容量に対して
１．０〜３．０Ｃのハイレートで充電することにより、
前記酸化カド２ウムがほぼ金属カドミウムに転化すると
ともに、充電反応の進行が急激なため、カドミウム極板
において厚み方向の収縮のみならず、面方向での収縮も
発生し翫カドミウム極板の表面に無数のクラックが生成
し、導電芯体の開口部を介してクラックによる透孔が形
成される。尚、充電量としてはカドミウム活物質理論容
量の１０Ｃ〜１２０％相当とするのが好ましい。尚、こ
れらの透孔の生成は引き続＜２．０〜４．０Ｃのハイレ
ートで放電することにより、前記透孔の形成が助長され
る。つまり、オキソ酸塩を添加して得意ペースト式カド
ミウム極板を１．０〜３．ｏａ、ｚｏ〜４．０というハ
イレートで充、放電するという工程によって酸素ガス吸
収に有効な透孔が、カドミウム極板に形成される。尚、
放電により透孔の形成が助長される理由として、充電に
より収縮したカドミウム活物質が大電流で放電されるた
め、金属カドミウムが急激に水酸化カドミウムに変換さ
れる際、カドミウム活物質の膨張によるカドミウム極板
の活物質層内部に於ける応力分布が１均−となり、クラ
ックの生長が更に進行することがあげられる。
しうる水和防止剤としてのオキソ酸塩、を添加して得意
ペースト式カド２ウム極板を、活物質理論容量に対して
１．０〜３．０Ｃのハイレートで充電することにより、
前記酸化カド２ウムがほぼ金属カドミウムに転化すると
ともに、充電反応の進行が急激なため、カドミウム極板
において厚み方向の収縮のみならず、面方向での収縮も
発生し翫カドミウム極板の表面に無数のクラックが生成
し、導電芯体の開口部を介してクラックによる透孔が形
成される。尚、充電量としてはカドミウム活物質理論容
量の１０Ｃ〜１２０％相当とするのが好ましい。尚、こ
れらの透孔の生成は引き続＜２．０〜４．０Ｃのハイレ
ートで放電することにより、前記透孔の形成が助長され
る。つまり、オキソ酸塩を添加して得意ペースト式カド
ミウム極板を１．０〜３．ｏａ、ｚｏ〜４．０というハ
イレートで充、放電するという工程によって酸素ガス吸
収に有効な透孔が、カドミウム極板に形成される。尚、
放電により透孔の形成が助長される理由として、充電に
より収縮したカドミウム活物質が大電流で放電されるた
め、金属カドミウムが急激に水酸化カドミウムに変換さ
れる際、カドミウム活物質の膨張によるカドミウム極板
の活物質層内部に於ける応力分布が１均−となり、クラ
ックの生長が更に進行することがあげられる。
尚、更に充電電流を２．０〜５．０Ｃとすれば本発明の
効果が一層発揮される。
効果が一層発揮される。
（へ）実施例
活物質として酸化カドミウム１，０Ｃ（ｌの粉体に、糊
料剤としてのヒドロキシグロビルセルロース６２、及び
水和防止剤としてのオキソ酸塩溶液である５％リン酸ナ
トリウム水溶液５０Ｃ工を添加し、更に補強剤として長
さ１５ｍ、径１〜２デニールの６−ナイロン繊維１０Ｆ
を加えた後、十分混練してペースト状とし、この活物質
ペーストをパンチングメタル導電芯体に塗着、乾燥する
。
料剤としてのヒドロキシグロビルセルロース６２、及び
水和防止剤としてのオキソ酸塩溶液である５％リン酸ナ
トリウム水溶液５０Ｃ工を添加し、更に補強剤として長
さ１５ｍ、径１〜２デニールの６−ナイロン繊維１０Ｆ
を加えた後、十分混練してペースト状とし、この活物質
ペーストをパンチングメタル導電芯体に塗着、乾燥する
。
これを苛性カリ水溶液（２０％）中でカドミウム活物質
理論容量に対して２．０Ｃの１′流で１２０％相当分充
電し、３．０Ｃの電流で電極電位がみかけ上放電電位を
示す迄放電し、水洗、乾燥後、３３１１ｍｘ２０Ｃ１ｍ
に切断し、本発明カドミウム極板を得た。次に、このカ
ドミウム極板と周知の焼結式ニッケル極板とを組み合わ
せてナイロン不織布セパレータを介して湯温電極体を得
、公称容量ｔ２ＡＨの密閉型ニッケルーカドミウム蓄電
池を作製し、本発明電池へとし、通常の初期充放電操作
を１サイクル終了したのち、電池外装缶にφ２．Ｏｔｓ
の開孔を設け、これにガス圧計をセットした状態で急速
充電試験を行った。この時の充電電流はｔ２Ａであって
、温度２５°Ｃにて検討を行った。この結果を、下表に
示す。尚、比較電池Ｂ、Ｏは化成充放電条件を変えた以
外は本発明電池へと同様である。
理論容量に対して２．０Ｃの１′流で１２０％相当分充
電し、３．０Ｃの電流で電極電位がみかけ上放電電位を
示す迄放電し、水洗、乾燥後、３３１１ｍｘ２０Ｃ１ｍ
に切断し、本発明カドミウム極板を得た。次に、このカ
ドミウム極板と周知の焼結式ニッケル極板とを組み合わ
せてナイロン不織布セパレータを介して湯温電極体を得
、公称容量ｔ２ＡＨの密閉型ニッケルーカドミウム蓄電
池を作製し、本発明電池へとし、通常の初期充放電操作
を１サイクル終了したのち、電池外装缶にφ２．Ｏｔｓ
の開孔を設け、これにガス圧計をセットした状態で急速
充電試験を行った。この時の充電電流はｔ２Ａであって
、温度２５°Ｃにて検討を行った。この結果を、下表に
示す。尚、比較電池Ｂ、Ｏは化成充放電条件を変えた以
外は本発明電池へと同様である。
表
この結果より、本発明電池Ａが優れることが理解される
。尚、化成放電電流は透孔形成の効果並びに適切な充電
戻し量を１保する上で、２．０〜４゜０Ｃ０間とするの
が良い。
。尚、化成放電電流は透孔形成の効果並びに適切な充電
戻し量を１保する上で、２．０〜４゜０Ｃ０間とするの
が良い。
次に、本発明電池Ａ及び比較電池Ｂを用いて、温度０°
Ｃに於いて電池公称容量に対し０．３０の電流で１週間
連続充電試験を行った時の、電池内ガス圧の変化を第１
図に示す。
Ｃに於いて電池公称容量に対し０．３０の電流で１週間
連続充電試験を行った時の、電池内ガス圧の変化を第１
図に示す。
この結果より、低温長期過充電時においても本発明電池
Ａが優れていることがわかる。これは、本発明により得
られたカドミウム極板は酸素ガス吸収性能のみならず、
ハイレート充放電化成によって十分な導電マトリクスが
カド２ウム極板内に構成されて作用していることに基づ
くものである。
Ａが優れていることがわかる。これは、本発明により得
られたカドミウム極板は酸素ガス吸収性能のみならず、
ハイレート充放電化成によって十分な導電マトリクスが
カド２ウム極板内に構成されて作用していることに基づ
くものである。
したがって、本発明電池Ａに於いて、第１図の右端にプ
ロットした充電時間１週間後の水素発生量について注目
すれば、水素発生量もきわめて少ないものである。
ロットした充電時間１週間後の水素発生量について注目
すれば、水素発生量もきわめて少ないものである。
尚、前記電池Ａ％Ｂのカドミウム極板の７１イレート化
成後の要部Ｘ線回折結果図を、第２図に示す。
成後の要部Ｘ線回折結果図を、第２図に示す。
この結果より、本発明のカド２ウム極板ａのカドミウム
活物質は、主にｒ型の水酸化カドミウムよりなることが
認められ、これは本発明によるノ）イレート化成に基づ
くものである。一方、比較電池Ｂのカドミウム極板すの
カドミウム活物質はβ槃を主成分としており、ｒ型の生
成量かきわめて少ない。尚、水素発生量が本発明におい
て減少する理由は、明確ではないが、結晶サイズが小さ
く、反応性に優れるｒ−Ｏｄ（ＯＨ）、 の生成と関係
があると考えられ、これは本発明のハイレート化成によ
って得られるものである。
活物質は、主にｒ型の水酸化カドミウムよりなることが
認められ、これは本発明によるノ）イレート化成に基づ
くものである。一方、比較電池Ｂのカドミウム極板すの
カドミウム活物質はβ槃を主成分としており、ｒ型の生
成量かきわめて少ない。尚、水素発生量が本発明におい
て減少する理由は、明確ではないが、結晶サイズが小さ
く、反応性に優れるｒ−Ｏｄ（ＯＨ）、 の生成と関係
があると考えられ、これは本発明のハイレート化成によ
って得られるものである。
（ト）発明の効果
本発明のカドミウム極板の製造方法によれば、ペースト
式カドミウム極板の＠素ガス吸収性能を向上させ、更に
、低温過充電時の水素発生を抑制しつるので、かかるカ
ドミウム極板を用いた電池の特性の向上が可能とン２す
、その工業的価値はきわめて大きい。
式カドミウム極板の＠素ガス吸収性能を向上させ、更に
、低温過充電時の水素発生を抑制しつるので、かかるカ
ドミウム極板を用いた電池の特性の向上が可能とン２す
、その工業的価値はきわめて大きい。
第１図は、電池の充電時間と電池内圧の関係を示す図、
第２図は、カドミウム極板の要部Ｘ線回折結果図である
。 Ａ・・・本発明電池、 Ｂ・・・比較電池。
第２図は、カドミウム極板の要部Ｘ線回折結果図である
。 Ａ・・・本発明電池、 Ｂ・・・比較電池。
Claims (1)
- （１）酸化カドミウムを主体とする活物質と、リン酸塩
、ケイ酸塩、ヒ酸塩又はクロム酸塩のうち少なくとも１
つのオキソ酸塩と、水とを混練して得た活物質ペースト
を導電芯体に塗着、乾燥後、前記活物質理論容量に対し
て１．０〜３．０Ｃの電流で充電した後、２．０〜４．
０Ｃの電流で放電することを特徴とするカドミウム極板
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62009583A JPS63178446A (ja) | 1987-01-19 | 1987-01-19 | カドミウム極板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62009583A JPS63178446A (ja) | 1987-01-19 | 1987-01-19 | カドミウム極板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63178446A true JPS63178446A (ja) | 1988-07-22 |
Family
ID=11724336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62009583A Pending JPS63178446A (ja) | 1987-01-19 | 1987-01-19 | カドミウム極板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63178446A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH027362A (ja) * | 1988-06-24 | 1990-01-11 | Japan Storage Battery Co Ltd | カドミウム負極板およびその負極板を用いたアルカリ二次電池 |
| JPH0286060A (ja) * | 1988-09-20 | 1990-03-27 | Sanyo Electric Co Ltd | アルカリ電池用ニッケル電極の製造方法 |
-
1987
- 1987-01-19 JP JP62009583A patent/JPS63178446A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH027362A (ja) * | 1988-06-24 | 1990-01-11 | Japan Storage Battery Co Ltd | カドミウム負極板およびその負極板を用いたアルカリ二次電池 |
| JPH0286060A (ja) * | 1988-09-20 | 1990-03-27 | Sanyo Electric Co Ltd | アルカリ電池用ニッケル電極の製造方法 |
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