JPS63244560A - アルカリ蓄電池用カドミウム負極 - Google Patents
アルカリ蓄電池用カドミウム負極Info
- Publication number
- JPS63244560A JPS63244560A JP62076925A JP7692587A JPS63244560A JP S63244560 A JPS63244560 A JP S63244560A JP 62076925 A JP62076925 A JP 62076925A JP 7692587 A JP7692587 A JP 7692587A JP S63244560 A JPS63244560 A JP S63244560A
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- Japan
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- cadmium
- negative electrode
- electrode plate
- oxygen gas
- active material
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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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/52—Removing gases inside the secondary cell, e.g. by absorption
- H01M10/526—Removing gases inside the secondary cell, e.g. by absorption by gas recombination on the electrode surface or by structuring the electrode surface to improve gas recombination
-
- 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
Landscapes
- 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、アルカリ蓄電池用カドミウム負極、とぐにカ
ドミウム活物質を支持体に塗着するか、または支持体内
に充填してなる非焼結式カドミウム負極に関するもので
ある。
ドミウム活物質を支持体に塗着するか、または支持体内
に充填してなる非焼結式カドミウム負極に関するもので
ある。
従来の技術
従来、この種のカドミウム負極として代表的なペースト
式カドミウム負極は、一般に酸化カドミウムあるいは水
酸化カドミウムを生活物質とし、これに導電材、結着剤
、溶媒等を加え混練したペーストを導電性芯材に塗着、
乾燥してなるものである。この極板は製造工程が多孔性
焼結基板にカドミウム活物質の塩を含浸させて充填する
焼結式極板に比べて極めて簡単であり、製造コストを低
減できるとともに、極板は芯材を除くほとんどをカドミ
ウム活物質で構成し得ることから高エネルギー密度が得
られるなどの長所を有している。しかしながら過充電時
に正極よシ発生する酸素ガスの吸収能力が悪く、密閉形
電池に使用すると電池内圧が上昇し易いという問題点が
あった。
式カドミウム負極は、一般に酸化カドミウムあるいは水
酸化カドミウムを生活物質とし、これに導電材、結着剤
、溶媒等を加え混練したペーストを導電性芯材に塗着、
乾燥してなるものである。この極板は製造工程が多孔性
焼結基板にカドミウム活物質の塩を含浸させて充填する
焼結式極板に比べて極めて簡単であり、製造コストを低
減できるとともに、極板は芯材を除くほとんどをカドミ
ウム活物質で構成し得ることから高エネルギー密度が得
られるなどの長所を有している。しかしながら過充電時
に正極よシ発生する酸素ガスの吸収能力が悪く、密閉形
電池に使用すると電池内圧が上昇し易いという問題点が
あった。
カドミウム負極における酸素ガス吸収は（１）式で示さ
れるように金属カドミウムによる、気、液。
れるように金属カドミウムによる、気、液。
固の三相界面における反応であって、この反応を活発に
する Ｃｄ＋３４０２＋Ｈ２Ｏ−Ｃｄ（ＯＨ）２ ・−−−
−・−（１）ことが、過充電時に発生する酸素ガスによ
る電池内圧の上昇を防止することとなる。そこで、負極
板の多孔度を大きくし、三相界面を多く形成する方法、
また、金属カドミウムが極板の表面に存在することが望
ましいという観点から、カドミウム活物質に添加する導
電材を増量したシ、あるいは特開昭６０−６３８７５．
特開昭６０−８１７６５にみられるようにカドミウム活
物質層の表面に炭素粉末からなる導電層を設け、充電反
応においてｑ＋板表面近傍に金属カドミウムを生成し易
くする方法が提案されている。
する Ｃｄ＋３４０２＋Ｈ２Ｏ−Ｃｄ（ＯＨ）２ ・−−−
−・−（１）ことが、過充電時に発生する酸素ガスによ
る電池内圧の上昇を防止することとなる。そこで、負極
板の多孔度を大きくし、三相界面を多く形成する方法、
また、金属カドミウムが極板の表面に存在することが望
ましいという観点から、カドミウム活物質に添加する導
電材を増量したシ、あるいは特開昭６０−６３８７５．
特開昭６０−８１７６５にみられるようにカドミウム活
物質層の表面に炭素粉末からなる導電層を設け、充電反
応においてｑ＋板表面近傍に金属カドミウムを生成し易
くする方法が提案されている。
発明が解決しようとする問題点
このような従来の構成では、充放電の初期における酸素
ガスの吸収能は相当改善できるが、しかし、充放電を繰
シ返しているうちに、ガス吸収能が次第に低下するので
十分な改善策とはいえない。
ガスの吸収能は相当改善できるが、しかし、充放電を繰
シ返しているうちに、ガス吸収能が次第に低下するので
十分な改善策とはいえない。
また、極板の多孔度を増加させること、あるいは頂板に
電池反応に直接関与しない導電材の増量や導電層の形成
は、ペースト式カドミウム負極の特徴である高エネルギ
ー密度を十分に発揮し得ないこととなる。
電池反応に直接関与しない導電材の増量や導電層の形成
は、ペースト式カドミウム負極の特徴である高エネルギ
ー密度を十分に発揮し得ないこととなる。
本発明はこのような問題点を解決するもので極板のエネ
ルギー密度を低下させることな−く、良好な酸素ガス吸
収能を長期に亘って維持できるカドミウム負極を提供す
ることを目的とするものである。
ルギー密度を低下させることな−く、良好な酸素ガス吸
収能を長期に亘って維持できるカドミウム負極を提供す
ることを目的とするものである。
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のカドミウム負極は、
酸化カドミウムもしくは水酸化カドミウムを主とする活
物質層を導電性芯材に支持させてなる非焼結式カドミウ
ム負極において、前記活物質層の表面にアンチモン酸化
物の粉末を層状に設けたものであシ、好ましくは０．５
〜５〜／ｃＡの量を付着させたことを特徴とするもので
ある。
酸化カドミウムもしくは水酸化カドミウムを主とする活
物質層を導電性芯材に支持させてなる非焼結式カドミウ
ム負極において、前記活物質層の表面にアンチモン酸化
物の粉末を層状に設けたものであシ、好ましくは０．５
〜５〜／ｃＡの量を付着させたことを特徴とするもので
ある。
作 用
この構成によるカドミウム負極は酸素ガスの吸収反応に
おける触媒の役目と、充放電の繰り返しによって生ずる
カドミウム活物質粒子の粗大化の抑制とに効果を有する
アンチモン酸化物を、極板表面に存在させたことにより
少量の添加で過充電時に正極より発生する酸素ガスの吸
収性能が向上し、しかも極板の酸素ガスとの反応面積の
減少を防止できるので、長期に亘る充放電の繰シ返しに
おいても、その性能が低下しないこととなる。
おける触媒の役目と、充放電の繰り返しによって生ずる
カドミウム活物質粒子の粗大化の抑制とに効果を有する
アンチモン酸化物を、極板表面に存在させたことにより
少量の添加で過充電時に正極より発生する酸素ガスの吸
収性能が向上し、しかも極板の酸素ガスとの反応面積の
減少を防止できるので、長期に亘る充放電の繰シ返しに
おいても、その性能が低下しないこととなる。
実施例
酸化カドミウム粉末９４．７重量部とカーボニルニッケ
ル粉末５重量部および樹脂繊維０．３重量部の混合物を
ポリビニルアルコールのエチレングリコール溶液でペー
スト状に混練する。このペーストをニッケルメッキした
閉孔鉄板に塗着し、約１３０’Ｃで１時間乾燥後ローラ
間で加圧した。ついで化成処理を施し酸化カドミウムの
理論容量の約１０チを充電した。水洗、乾燥後３酸化２
ア／チモン（Ｓｂ２ｏ３）粉末を懸濁させたポリビニル
アルコール水溶液に浸漬して付着させ、乾燥を行なって
極板表面に３酸化２アンチモンの粉末層を形成した厚さ
約０．６ｍ＋の極板を得た。この極板の３酸化２アンチ
モンの付着量は約１η／ｃｒｔｌであり、極板Ａとする
。
ル粉末５重量部および樹脂繊維０．３重量部の混合物を
ポリビニルアルコールのエチレングリコール溶液でペー
スト状に混練する。このペーストをニッケルメッキした
閉孔鉄板に塗着し、約１３０’Ｃで１時間乾燥後ローラ
間で加圧した。ついで化成処理を施し酸化カドミウムの
理論容量の約１０チを充電した。水洗、乾燥後３酸化２
ア／チモン（Ｓｂ２ｏ３）粉末を懸濁させたポリビニル
アルコール水溶液に浸漬して付着させ、乾燥を行なって
極板表面に３酸化２アンチモンの粉末層を形成した厚さ
約０．６ｍ＋の極板を得た。この極板の３酸化２アンチ
モンの付着量は約１η／ｃｒｔｌであり、極板Ａとする
。
比較例１
前記本発明の実施例と同じペース組成および同じ工程に
より、極板表面にアンチモン酸化物の粉末層を形成しな
い厚さ約０ 、６ ｍｍの極板を作製し、これを極板Ｂ
とする。
より、極板表面にアンチモン酸化物の粉末層を形成しな
い厚さ約０ 、６ ｍｍの極板を作製し、これを極板Ｂ
とする。
比較例２
比較例１の極板を日本黒鉛工業（株）製導電性塗料バニ
ーハイ）ＢＰ−３３３に浸漬した後乾燥して、極板表面
全体に炭素粉末層を持つ厚さ約０．６５ｍの極板を作製
した。この極板を極板Ｃとする。
ーハイ）ＢＰ−３３３に浸漬した後乾燥して、極板表面
全体に炭素粉末層を持つ厚さ約０．６５ｍの極板を作製
した。この極板を極板Ｃとする。
比較例３
活物質層中の導電材を増量した酸化カドミウム粉末８４
．７重量部、カーボニルニッケル粉末１６重量部および
樹脂繊維０．３重量部の組成からなる混合物を前記比較
例１と同様の工程によシ、厚さ約０．６団の極板を作製
した。この極板を極板りとする。
．７重量部、カーボニルニッケル粉末１６重量部および
樹脂繊維０．３重量部の組成からなる混合物を前記比較
例１と同様の工程によシ、厚さ約０．６団の極板を作製
した。この極板を極板りとする。
このようにして得た極板Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄは３９Ｘ８０＋
＋ＩＩＩの大きさに切断し、汎用のニッケル正極と組み
合わせて公称容量６００ ｍＡｈの単３形の密閉形ニッ
ケルーカドミウム蓄電池Ａ、Ｂ、ＣＤを試作し、過充電
時の酸素ガス吸収能を評価する電池内圧試験を行なった
。この結果を第１表に示す。
＋ＩＩＩの大きさに切断し、汎用のニッケル正極と組み
合わせて公称容量６００ ｍＡｈの単３形の密閉形ニッ
ケルーカドミウム蓄電池Ａ、Ｂ、ＣＤを試作し、過充電
時の酸素ガス吸収能を評価する電池内圧試験を行なった
。この結果を第１表に示す。
また、極板Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄを３９ Ｘ ８０ Ｍｍの大
きさに切断し、力性カリ水溶液中で１２ｏｍＡで１０時
間充電、１２０ｍＡで酸化水銀電極に対して一７５０ｍ
Ｖ’ｉでの放電という充放電サイクルを５サイクル行な
い、６サイクル目の放電容量密度を比較する試験を行な
った。この結果を第２表に示す。
きさに切断し、力性カリ水溶液中で１２ｏｍＡで１０時
間充電、１２０ｍＡで酸化水銀電極に対して一７５０ｍ
Ｖ’ｉでの放電という充放電サイクルを５サイクル行な
い、６サイクル目の放電容量密度を比較する試験を行な
った。この結果を第２表に示す。
電池内圧試験は、まず初期における過充電特性を２０°
Ｃで１ ｃｍＡの電流で３時間充電したときの電池内の
平衡圧で評価し、ついで酸素ガス吸収能のサイクル特性
を２０’Ｃで１ ｃｍＡの電流で１．５時間充電、同じ
電流値で１．０■までの放電を繰返したときの電池内圧
の最大値で評価した。その結果、初期における過充電特
性は第１表に示すように、電池Ｂが若干高い電池内圧を
示したのを除き、他の電池はほぼ同等の酸素ガス吸収能
を示した。
Ｃで１ ｃｍＡの電流で３時間充電したときの電池内の
平衡圧で評価し、ついで酸素ガス吸収能のサイクル特性
を２０’Ｃで１ ｃｍＡの電流で１．５時間充電、同じ
電流値で１．０■までの放電を繰返したときの電池内圧
の最大値で評価した。その結果、初期における過充電特
性は第１表に示すように、電池Ｂが若干高い電池内圧を
示したのを除き、他の電池はほぼ同等の酸素ガス吸収能
を示した。
第１表
第１図は充放電サイクルと電池内圧の最大値との関係を
示す図である。同図からも明らかなように本発明のカド
ミウム負極を用いた電池Ａは、従来法による極板を用い
た電池Ｂ、ＣおよびＤに比べて、長期に亘る充放電サイ
クルの繰り返しにおいても安定した酸素ガス吸収能を持
続できることが認められる。これは従来法による極板が
充放電の繰シ返しによりカドミウム粒子の凝集により極
板の比表面積が減少し、酸素ガス吸収能が低下したのに
対し、極板表面にアンチモン酸化物の層を形成すること
により、それを防止できたことによるものと推察するこ
とができる。
示す図である。同図からも明らかなように本発明のカド
ミウム負極を用いた電池Ａは、従来法による極板を用い
た電池Ｂ、ＣおよびＤに比べて、長期に亘る充放電サイ
クルの繰り返しにおいても安定した酸素ガス吸収能を持
続できることが認められる。これは従来法による極板が
充放電の繰シ返しによりカドミウム粒子の凝集により極
板の比表面積が減少し、酸素ガス吸収能が低下したのに
対し、極板表面にアンチモン酸化物の層を形成すること
により、それを防止できたことによるものと推察するこ
とができる。
つぎに、第２図は本発明の負極板の充放電サイクルが１
００サイクルを経過した時点においてａ酸化２アンチモ
ン（Ｓｂ２０３）粉末の付着量と電池内圧の最大値の関
係を示す。同図に示すように３酸化２アンチモンの粉末
の層をｏ、６ｍｙ／ｃｄ以上の量で極板表面に形成する
と酸素ガス吸収能の持続性が著しく向上し、その量が増
加するにつれてさらに向上する傾向にある。しかし、６
■／ｃｒ１ｉ以上では酸素ガス吸収能力にほぼ平坦性を
示すことから付着量は０．５〜５η／ｃｔｄの範囲が適
量である。
００サイクルを経過した時点においてａ酸化２アンチモ
ン（Ｓｂ２０３）粉末の付着量と電池内圧の最大値の関
係を示す。同図に示すように３酸化２アンチモンの粉末
の層をｏ、６ｍｙ／ｃｄ以上の量で極板表面に形成する
と酸素ガス吸収能の持続性が著しく向上し、その量が増
加するにつれてさらに向上する傾向にある。しかし、６
■／ｃｒ１ｉ以上では酸素ガス吸収能力にほぼ平坦性を
示すことから付着量は０．５〜５η／ｃｔｄの範囲が適
量である。
また、極板Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄの放電容量密度を第２表に示
す。
す。
□
第２表からも明らかなように本発明のカドミウム負極は
、充放電に直接関与しない添加物の量を最小限に抑えて
いることにより高容量密度にできることが判明した。
、充放電に直接関与しない添加物の量を最小限に抑えて
いることにより高容量密度にできることが判明した。
なお、前記実施例ではアンチモン酸化物として３酸化２
アンチモン（Ｓｂ２ｏ３）を用いたが、他に４酸化２ア
ンチモン（Ｓｂ２０４）、６酸化２アンチモン（Ｓｂ２
ｏ６）等の粉末でも同様の効果を得られる。
アンチモン（Ｓｂ２ｏ３）を用いたが、他に４酸化２ア
ンチモン（Ｓｂ２０４）、６酸化２アンチモン（Ｓｂ２
ｏ６）等の粉末でも同様の効果を得られる。
発明の効果
以上の説明からも明らかなように、非焼結式カドミウム
負極板の表面にアンチモン酸化物の粉末を層状に形成さ
せる本発明によれば、少量の添加量で良好な酸素ガス吸
収能を長期に亘って維持できるという効果が得られる。
負極板の表面にアンチモン酸化物の粉末を層状に形成さ
せる本発明によれば、少量の添加量で良好な酸素ガス吸
収能を長期に亘って維持できるという効果が得られる。
しかも添加量が少量であることから負極板のエネルギー
密度を低下させることもないという効果も得られる。
密度を低下させることもないという効果も得られる。
第１図は本発明の実施例における充放電サイクルと電池
内圧との関係を示す図、第２図は本発明の極板の充放電
１ｏｏサイクル経過時点における３酸化２．アンチモン
（Ｓｂ２ｏ３）粉末の付着量と電池内圧との関係を示す
図である。 Ａ・・・・・・本発明品、Ｂ、Ｃ，Ｄ・・・・・・比較
品。
内圧との関係を示す図、第２図は本発明の極板の充放電
１ｏｏサイクル経過時点における３酸化２．アンチモン
（Ｓｂ２ｏ３）粉末の付着量と電池内圧との関係を示す
図である。 Ａ・・・・・・本発明品、Ｂ、Ｃ，Ｄ・・・・・・比較
品。
Claims (2)
- （１）酸化カドミウムもしくは水酸化カドミウムを主と
する活物質層を導電性芯材に支持させてなる非焼結式カ
ドミウム負極において、前記活物質層が表面にアンチモ
ン酸化物の粉末層を有することを特徴とするアルカリ蓄
電池用カドミウム負極。 - （２）アンチモン酸化物の粉末量が０．５〜５ｍｇ／ｃ
ｍ＾２である特許請求の範囲第１項記載のアルカリ蓄電
池用カドミウム負極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62076925A JPS63244560A (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | アルカリ蓄電池用カドミウム負極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62076925A JPS63244560A (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | アルカリ蓄電池用カドミウム負極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63244560A true JPS63244560A (ja) | 1988-10-12 |
Family
ID=13619291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62076925A Pending JPS63244560A (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | アルカリ蓄電池用カドミウム負極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63244560A (ja) |
-
1987
- 1987-03-30 JP JP62076925A patent/JPS63244560A/ja active Pending
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