JPS634561A - 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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- JPS634561A JPS634561A JP61147090A JP14709086A JPS634561A JP S634561 A JPS634561 A JP S634561A JP 61147090 A JP61147090 A JP 61147090A JP 14709086 A JP14709086 A JP 14709086A JP S634561 A JPS634561 A JP S634561A
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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
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/624—Electric conductive fillers
-
- H—ELECTRICITY
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- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
- H01M4/32—Nickel oxide or hydroxide 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
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〕
本発明はペースト式ニッケル正極に関し、さらに詳しく
は、びびり振動切削法によって作成されたニッケル繊維
を不織布化し、還元雰囲気にて焼結して成る三次元的構
造を有する基板に、水酸化ニッケルを生成分とするペー
スト状活物質を担持してなる正極であって、ペースト状
活物質の利用率が高く、また高負荷放電特性に浸れ、例
えばアルカリ蓄電池に組込んだ際（で、良好な充放電特
性を達成しつるペースト式ニッケル正極に関するもので
ある。
は、びびり振動切削法によって作成されたニッケル繊維
を不織布化し、還元雰囲気にて焼結して成る三次元的構
造を有する基板に、水酸化ニッケルを生成分とするペー
スト状活物質を担持してなる正極であって、ペースト状
活物質の利用率が高く、また高負荷放電特性に浸れ、例
えばアルカリ蓄電池に組込んだ際（で、良好な充放電特
性を達成しつるペースト式ニッケル正極に関するもので
ある。
アルカリ蓄ＭＬａの代表的なものに、正極としてニッケ
ルを使用し、負極としてカドミウム、亜鉛または水素な
どｅｉ用したものがある。このようなアルカリ蓄電池用
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、ついで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シ製造されたもの
、いわゆる焼結式ニッケル正極を使用することが−般的
であった。しかしこのニッケル極にあって、焼結基板の
製造工程および活物質の含浸、転化工程などは、極めて
複雑であって、経済的でなかった。
ルを使用し、負極としてカドミウム、亜鉛または水素な
どｅｉ用したものがある。このようなアルカリ蓄電池用
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、ついで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シ製造されたもの
、いわゆる焼結式ニッケル正極を使用することが−般的
であった。しかしこのニッケル極にあって、焼結基板の
製造工程および活物質の含浸、転化工程などは、極めて
複雑であって、経済的でなかった。
そこでこの焼結式ニッケル正極に代わるものとして、例
えばニッケルＭ維不織布などの三次元的構造を有する基
板に、水酸化ニッケルを生成分とするペーストを、直接
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。
えばニッケルＭ維不織布などの三次元的構造を有する基
板に、水酸化ニッケルを生成分とするペーストを、直接
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。
かかるニッケル繊維不織布に使用されるニッケル繊維の
製法としては、冷間伸線法あるいは集束伸線法と呼ばれ
、これはニッケル線を常温で伸延する方法で、数μｍの
径の均一なニッケル繊維が得られるが、製造コストが非
常に高かった。近年これに代る方法として製造コストを
数〜１０分の１に低減し得るびびり振動切削法が提案さ
れ、電極基板用として使用されている。しかしこの方法
で得られるニッケル繊維は数１〜１００μｍの径で、前
者の方法に比べ太くかつばらつきも大きかった。
製法としては、冷間伸線法あるいは集束伸線法と呼ばれ
、これはニッケル線を常温で伸延する方法で、数μｍの
径の均一なニッケル繊維が得られるが、製造コストが非
常に高かった。近年これに代る方法として製造コストを
数〜１０分の１に低減し得るびびり振動切削法が提案さ
れ、電極基板用として使用されている。しかしこの方法
で得られるニッケル繊維は数１〜１００μｍの径で、前
者の方法に比べ太くかつばらつきも大きかった。
この様に太い線径のニッケル繊維を不織布化し焼結して
電極基板とした場合、細い線径のものに比べて、活物質
を充填する空間の孔径は大きくな夛、同時罠表面積は小
さくなるため活物質である水酸化ニッケルと良好な１に
子の授受が行なわれなくなり、そのため水酸化ニッケル
の利用率および電極としての高負荷放電特性が低下して
しまった。基板中のニッケル線維の決用量いわゆる目付
量を多くすることで、ある程度利用率等を改善すること
ができるが、基板の多孔度を低下させ、活物質の充填量
を低減させてしまう問題点があった。
電極基板とした場合、細い線径のものに比べて、活物質
を充填する空間の孔径は大きくな夛、同時罠表面積は小
さくなるため活物質である水酸化ニッケルと良好な１に
子の授受が行なわれなくなり、そのため水酸化ニッケル
の利用率および電極としての高負荷放電特性が低下して
しまった。基板中のニッケル線維の決用量いわゆる目付
量を多くすることで、ある程度利用率等を改善すること
ができるが、基板の多孔度を低下させ、活物質の充填量
を低減させてしまう問題点があった。
本発明は従来のかかる問題点を解消し、びびり撮動切削
法によって作成されたニッケル繊維から成る基板に、ペ
ースト状の水酸化ニッケルを充填してなるペースト式ニ
ッケル正極であって、高い利用率と良好な高負荷放電特
性を有するペースト式ニッケル正極の提供を目的とする
ものである。
法によって作成されたニッケル繊維から成る基板に、ペ
ースト状の水酸化ニッケルを充填してなるペースト式ニ
ッケル正極であって、高い利用率と良好な高負荷放電特
性を有するペースト式ニッケル正極の提供を目的とする
ものである。
本発明者は上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねる中で
、水酸化ニッケルを生成分とするペースト状活物質中Ｋ
、導電体として極細径のニッケル短繊維を配合すれば良
いとの着想を得、このようときに、極めて優れた効果が
得られることを確認して本発明を完成するに至った。す
なわち本発明のペースト式ニッケル正極は、びびり振動
法によって作成されたニッケル線維を不織布化し、続い
て還元雰囲気にて焼結して得られた電極基板に、水酸化
ニッケルを生成分とするペースト状活物質を担持せしめ
てなるペースト式ニッケル正極であって、該ペースト状
活物質に冷間伸線法あるいは集束伸線法によって作成さ
れたニッケル繊維を、所定の長さく切断して得られるニ
ッケル短繊維が配合されていることを特徴としている。
、水酸化ニッケルを生成分とするペースト状活物質中Ｋ
、導電体として極細径のニッケル短繊維を配合すれば良
いとの着想を得、このようときに、極めて優れた効果が
得られることを確認して本発明を完成するに至った。す
なわち本発明のペースト式ニッケル正極は、びびり振動
法によって作成されたニッケル線維を不織布化し、続い
て還元雰囲気にて焼結して得られた電極基板に、水酸化
ニッケルを生成分とするペースト状活物質を担持せしめ
てなるペースト式ニッケル正極であって、該ペースト状
活物質に冷間伸線法あるいは集束伸線法によって作成さ
れたニッケル繊維を、所定の長さく切断して得られるニ
ッケル短繊維が配合されていることを特徴としている。
本発明はニッケルからなる三次元的構造を有する基板に
、短かく切断した極細の′ニッケル繊維を配合したペー
スト状水酸化ニッケルを担持せしめているので、ニッケ
ル短繊維が活物質と基板とのいわば導通路として機能す
るため、高い利用率と浸れた充放電特性を実現すること
が可能である。
、短かく切断した極細の′ニッケル繊維を配合したペー
スト状水酸化ニッケルを担持せしめているので、ニッケ
ル短繊維が活物質と基板とのいわば導通路として機能す
るため、高い利用率と浸れた充放電特性を実現すること
が可能である。
本発明のペースト式ニッケル正極は、まず基板としてニ
ッケルインゴットをびびシ振動切削法によって線径数へ
〜１００μｍに切削したニッケル短繊維を、分散専によ
シネ織布状に加工し、次いで還元雰囲気中で焼結し、し
かるのち所定厚味にプレスしたものである。厚味として
は最終製品としての極板時の２〜３倍の厚さを有してお
り、該当時の多孔度は９０〜９５チが好ましい。また、
水酸化ニッケルを生成分とするペースト状活物質に配合
されるべきニッケル短繊維は、冷間伸線法あるいは集束
線法によって所定の径まで伸延したニッケル繊維を、所
定の長さに切断して得られたいわゆるチョツプド７アイ
バーである。これらのニッケル短繊維の直径は２〜１０
μｍ程度、同じく長さは０．５〜５．０」程度にそれぞ
れ設定することが好ましい。
ッケルインゴットをびびシ振動切削法によって線径数へ
〜１００μｍに切削したニッケル短繊維を、分散専によ
シネ織布状に加工し、次いで還元雰囲気中で焼結し、し
かるのち所定厚味にプレスしたものである。厚味として
は最終製品としての極板時の２〜３倍の厚さを有してお
り、該当時の多孔度は９０〜９５チが好ましい。また、
水酸化ニッケルを生成分とするペースト状活物質に配合
されるべきニッケル短繊維は、冷間伸線法あるいは集束
線法によって所定の径まで伸延したニッケル繊維を、所
定の長さに切断して得られたいわゆるチョツプド７アイ
バーである。これらのニッケル短繊維の直径は２〜１０
μｍ程度、同じく長さは０．５〜５．０」程度にそれぞ
れ設定することが好ましい。
直径を２〜１０μＩｎとした理由は、２μｍ以下の場合
折れ等による破損が生じやすく取扱が困難であること、
１０μｍ以上では重量当シの本数が少なくなり、効果が
得られなくなることによる。また長さを０．５〜５．Ｑ
ａｚとした理由はＱ、５ａｉ＋以下では電子の導通路と
しての機能が小さいこと、５．ＯＢ以上では基板内部に
充填することが著しく困難になることによるものである
。さらにこれらのニッケル短繊維の配合量は、水酸化ニ
ッケルを生成分とするペースト状活物質の０．２〜１０
重ｆ％の範囲に設定することが好ましい。この配合量が
０．２重量係未満であると充分な導通路の機能が得られ
ない場合があり、−方１０重３％を超えて配合すると活
物質である水酸化ニッケルの使用量が低減し、活物質と
しての全体の放電容量が小さくなってしまう場合がある
。
折れ等による破損が生じやすく取扱が困難であること、
１０μｍ以上では重量当シの本数が少なくなり、効果が
得られなくなることによる。また長さを０．５〜５．Ｑ
ａｚとした理由はＱ、５ａｉ＋以下では電子の導通路と
しての機能が小さいこと、５．ＯＢ以上では基板内部に
充填することが著しく困難になることによるものである
。さらにこれらのニッケル短繊維の配合量は、水酸化ニ
ッケルを生成分とするペースト状活物質の０．２〜１０
重ｆ％の範囲に設定することが好ましい。この配合量が
０．２重量係未満であると充分な導通路の機能が得られ
ない場合があり、−方１０重３％を超えて配合すると活
物質である水酸化ニッケルの使用量が低減し、活物質と
しての全体の放電容量が小さくなってしまう場合がある
。
本発明のペースト式ニッケル正極は、例えば次のように
して製造される。すなわちまず、水酸化ニッケルとニッ
ケル短繊維を例えばカルボキシメチルセルロース、メチ
ルセルロース、ポリビニルアルコールのような結着剤と
を、所定の割合で混合して正極活物質ペーストを調製す
る。ついでびびＤ！胎動切削法よシ作成されたニッケル
線維から成るニッケル基板内に、このペーストを充填し
、しかるのち８０〜１００’Ｏ程度で】〜２時間乾燥し
、所定の厚さに調整することにより、ペースト式ニッケ
ル正極を得る。
して製造される。すなわちまず、水酸化ニッケルとニッ
ケル短繊維を例えばカルボキシメチルセルロース、メチ
ルセルロース、ポリビニルアルコールのような結着剤と
を、所定の割合で混合して正極活物質ペーストを調製す
る。ついでびびＤ！胎動切削法よシ作成されたニッケル
線維から成るニッケル基板内に、このペーストを充填し
、しかるのち８０〜１００’Ｏ程度で】〜２時間乾燥し
、所定の厚さに調整することにより、ペースト式ニッケ
ル正極を得る。
このようにして得られた本発明のニッケル正極にあって
は、ニッケル短繊維が活物質と基板とのいわば導通路と
して機能するため、高い利用率、優れた充放電特性を実
現することが可能である。
は、ニッケル短繊維が活物質と基板とのいわば導通路と
して機能するため、高い利用率、優れた充放電特性を実
現することが可能である。
１１＋ ペースト式ニッケル極例
平均粒径１０μｍの水酸化ニッケル８０５１、カーボニ
ルニッケル１５，９ 、およびニッケル短繊維（直径６
μｍ１長さ２．Ｏｊｌｍ ） ５ ｇを混合したのち、
これにカルボキシメチルセルロースの１％水浴液と加え
てペースト化した。−方で前記のびびｂｉ動切削法によ
って得られたニッケル基板（厚さ１．５ｉｍ、多孔度９
３％）を用意し、この基板内に上記ペーストを充填した
のち、約１００’Ｃで約１時間熱風乾燥した。
ルニッケル１５，９ 、およびニッケル短繊維（直径６
μｍ１長さ２．Ｏｊｌｍ ） ５ ｇを混合したのち、
これにカルボキシメチルセルロースの１％水浴液と加え
てペースト化した。−方で前記のびびｂｉ動切削法によ
って得られたニッケル基板（厚さ１．５ｉｍ、多孔度９
３％）を用意し、この基板内に上記ペーストを充填した
のち、約１００’Ｃで約１時間熱風乾燥した。
ついでローラープレスによりＱ、７ｘｍの厚さに調整し
たのち、４０Ｘ６０ｍの寸法に切断してペースト式ニッ
ケル正極を得た。
たのち、４０Ｘ６０ｍの寸法に切断してペースト式ニッ
ケル正極を得た。
（２）放電特性評価
上記によシ得られたニッケル正極を過剰の容量を有する
カドミウム負極と組み合せて、フラツデツドタイプのア
ルカリ蓄電池を製造し、以下のよ ４うな特性評価試験
を行なった。
カドミウム負極と組み合せて、フラツデツドタイプのア
ルカリ蓄電池を製造し、以下のよ ４うな特性評価試験
を行なった。
１）この電池を理論容量の１５０係まで充電したのち、
２００ｍＡの微少電流値にて放電し、その放電曲線を第
１図に実線（Ａ）で示した。
２００ｍＡの微少電流値にて放電し、その放電曲線を第
１図に実線（Ａ）で示した。
ＩＩ） ｌ）と同じ充電を行なったのち、１．０ 、
２．０ 、３．ＯＡの電流値にてそれぞれ放電し、電流
値に対する放電容量を第２図に実線（Ａ）にて示した。
２．０ 、３．ＯＡの電流値にてそれぞれ放電し、電流
値に対する放電容量を第２図に実線（Ａ）にて示した。
なお比較のために、ニッケル短繊維に代えて、カーボニ
ルニッケルを使用したことを除いては、上記実施例と同
様にしてペースト式ニッケル正極および該正極を使用し
たアルカリ蓄電池を製造し、同様の計測試験を行なって
、その結果を第１図に点線ＣＢ）で、第２図に点線ＣＢ
）で示した。
ルニッケルを使用したことを除いては、上記実施例と同
様にしてペースト式ニッケル正極および該正極を使用し
たアルカリ蓄電池を製造し、同様の計測試験を行なって
、その結果を第１図に点線ＣＢ）で、第２図に点線ＣＢ
）で示した。
以上の説明から明らかなように、本発明のペースト式ニ
ッケル正極は、低負荷放電時の活物質利用率が高く、し
かも高負荷放電時の放電容量の低下が抑制された良好な
特性を有するものであり、その工業的価値は他めて大で
ある。
ッケル正極は、低負荷放電時の活物質利用率が高く、し
かも高負荷放電時の放電容量の低下が抑制された良好な
特性を有するものであり、その工業的価値は他めて大で
ある。
第１図は本発明の実施例のペースト式ニッケル正極を組
込んだ電池の放′［コ容量に対するニッケル正極電位の
変化を示した特性図、第２図は同じく放電電流に対する
放電容量の変化を示した特性図である。
込んだ電池の放′［コ容量に対するニッケル正極電位の
変化を示した特性図、第２図は同じく放電電流に対する
放電容量の変化を示した特性図である。
Claims (2)
- （１）びびり振動切削法によつて作成されたニッケル繊
維を不織布化し、還元雰囲気にて焼結して成る三次元的
構造を有する基板に、水酸化ニッケルを生成分とするペ
ースト状活物質を担持せしめて成るペースト式ニッケル
正極であつて、該ペースト状活物質に、 ニッケル繊維が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）該ペースト状活物質中に配合されるニッケル短繊
維の径が２〜１０μｍ、長さが０．５〜５．０ｍｍであ
り、配合量がペースト状活物質全体の０．２〜１０重量
％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 |
|---|---|---|---|
| JP61147090A JPS634561A (ja) | 1986-06-25 | 1986-06-25 | ペ−スト式ニツケル正極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61147090A JPS634561A (ja) | 1986-06-25 | 1986-06-25 | ペ−スト式ニツケル正極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS634561A true JPS634561A (ja) | 1988-01-09 |
Family
ID=15422247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61147090A Pending JPS634561A (ja) | 1986-06-25 | 1986-06-25 | ペ−スト式ニツケル正極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS634561A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6459766A (en) * | 1987-08-31 | 1989-03-07 | Hitachi Chemical Co Ltd | Nickel electrode for alkaline storage battery |
| JPH01204362A (ja) * | 1988-02-09 | 1989-08-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アルカリ蓄電池のペースト式極板 |
| EP0723307A1 (en) * | 1995-01-18 | 1996-07-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Paste type electrode for storage battery and process for producing the same |
| US5840444A (en) * | 1995-01-18 | 1998-11-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electrode for storage battery and process for producing the same |
| FR2764442A1 (fr) * | 1997-06-05 | 1998-12-11 | Alsthom Cge Alcatel | Electrode de nickel empatee |
| US6150056A (en) * | 1997-05-30 | 2000-11-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Alkaline storage battery and method for producing an electrode used therefor |
-
1986
- 1986-06-25 JP JP61147090A patent/JPS634561A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6459766A (en) * | 1987-08-31 | 1989-03-07 | Hitachi Chemical Co Ltd | Nickel electrode for alkaline storage battery |
| JPH01204362A (ja) * | 1988-02-09 | 1989-08-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アルカリ蓄電池のペースト式極板 |
| EP0723307A1 (en) * | 1995-01-18 | 1996-07-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Paste type electrode for storage battery and process for producing the same |
| US5840444A (en) * | 1995-01-18 | 1998-11-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electrode for storage battery and process for producing the same |
| US6150056A (en) * | 1997-05-30 | 2000-11-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Alkaline storage battery and method for producing an electrode used therefor |
| FR2764442A1 (fr) * | 1997-06-05 | 1998-12-11 | Alsthom Cge Alcatel | Electrode de nickel empatee |
| EP0884791A1 (fr) * | 1997-06-05 | 1998-12-16 | Alcatel | Electrode de nickel empatée. |
| US5989746A (en) * | 1997-06-05 | 1999-11-23 | Alcatel | Pasted nickel electrode |
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