JPS6369143A - 電池用カドミウム極 - Google Patents
電池用カドミウム極Info
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- JPS6369143A JPS6369143A JP61214388A JP21438886A JPS6369143A JP S6369143 A JPS6369143 A JP S6369143A JP 61214388 A JP61214388 A JP 61214388A JP 21438886 A JP21438886 A JP 21438886A JP S6369143 A JPS6369143 A JP S6369143A
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- JP
- Japan
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- electrode
- battery
- cadmium
- nickel
- plating
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- Pending
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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
- H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
- H01M4/246—Cadmium 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
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- 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、電池用とくに密閉形のニッケルーカドミウム
蓄電池のカドミウム極に関する。
蓄電池のカドミウム極に関する。
従来の技術
各種の電源のうち、二次電池としては、鉛蓄電池とアル
カリ蓄電池とが広く使われている。
カリ蓄電池とが広く使われている。
後者のアルカリ蓄電池では、最も広く使われているのは
、ニッケルーカドミウム蓄電池であり、密閉形構造の採
用が実用の範囲を広げる大きな要因になった。
、ニッケルーカドミウム蓄電池であり、密閉形構造の採
用が実用の範囲を広げる大きな要因になった。
また、電極として焼結式ニッケル極が開発されたことか
ら、放電特性とくに高率放電にすぐれ、また、寿命も長
い。さらに過充電や放置などによる性能の劣化も少なく
、低温でも性能がよい。このような特性の上に密閉化が
可能になり、使い易さと信頼性が向上した。
ら、放電特性とくに高率放電にすぐれ、また、寿命も長
い。さらに過充電や放置などによる性能の劣化も少なく
、低温でも性能がよい。このような特性の上に密閉化が
可能になり、使い易さと信頼性が向上した。
このような密閉形蓄電池を各種のボータプル機器に用い
るようになってから、まず高エネルギー密度が要求され
た。これについては、電極に関する容量密度の向上によ
って対応している。最近では、その他に急速充電への要
望が強い。
るようになってから、まず高エネルギー密度が要求され
た。これについては、電極に関する容量密度の向上によ
って対応している。最近では、その他に急速充電への要
望が強い。
密閉形のニッケルーカドミウム蓄電池の密閉化の原理は
、いわゆるノイマン方式として知られ、充電完了時にニ
ッケル極から発生する酸素をカドミウム極で吸収し、カ
ドミウム極を過充電状態にしないことにより、酸素も水
素も発生させないことを基本にしている。
、いわゆるノイマン方式として知られ、充電完了時にニ
ッケル極から発生する酸素をカドミウム極で吸収し、カ
ドミウム極を過充電状態にしないことにより、酸素も水
素も発生させないことを基本にしている。
したがって急速充電を可能にするためには、カドミウム
極による酸素ガスの吸収をできるだけ迅速に行なわせる
ことが必要である。事実、たとえば１時間率充電を行な
い、充電完了を電圧や温度で検知して過充電状態になる
と充電電流を減少させる方式で急速充電が可能になって
いる。
極による酸素ガスの吸収をできるだけ迅速に行なわせる
ことが必要である。事実、たとえば１時間率充電を行な
い、充電完了を電圧や温度で検知して過充電状態になる
と充電電流を減少させる方式で急速充電が可能になって
いる。
さらに、カドミウム極の酸素との反応を助けるために、
白金、パラジウムなどの酸素イオン化触媒を加える試み
があり、それなりの効果があった。
白金、パラジウムなどの酸素イオン化触媒を加える試み
があり、それなりの効果があった。
しかし、これらの添加は、加えすぎると高価になるし、
加える工程が被体であるなどの理由で採用されていない
のが現状である。
加える工程が被体であるなどの理由で採用されていない
のが現状である。
その他にカドミウム極の表面に、銅や銅の上にニッケル
あるいは炭素などの導電性の層を形成することも効果が
あることが明らかにされている。
あるいは炭素などの導電性の層を形成することも効果が
あることが明らかにされている。
このような急速充電特性をさらに向上させるために、カ
ドミウム極の表面に、銅やニッケルの層を形成させた場
合に、明らかに急速充電特性は向上するが、やはりこれ
らの層が多孔性であっても放電時の電圧がやや低下する
。とくに高率放電で若干低下する。このような低下を抑
制しつつ、ガスの吸収能は向上させることを目的とする
。
ドミウム極の表面に、銅やニッケルの層を形成させた場
合に、明らかに急速充電特性は向上するが、やはりこれ
らの層が多孔性であっても放電時の電圧がやや低下する
。とくに高率放電で若干低下する。このような低下を抑
制しつつ、ガスの吸収能は向上させることを目的とする
。
発明が解決しようとする問題点
このような急速充電特性をさらに向上させるために、カ
ドミウム極の表面に、銅やニッケルなどの導電性の層を
形成させた場合に明らかに効果はあるが、やはり、これ
らの層はイオン伝導に対して抵抗になるので、放電時で
の電圧、とくに高放電での電圧低下がやや大きい。した
がって、層の添加とガスの吸収と電圧のバランスを良好
に保つことが困難であった。つまり、層を十分設けると
ガスの吸収には効果が大きいが、電圧の低下も大きく、
逆に少なすぎると変圧は低下しないが、ガスの吸収の向
上による急速充電特性にも効果が少ない。
ドミウム極の表面に、銅やニッケルなどの導電性の層を
形成させた場合に明らかに効果はあるが、やはり、これ
らの層はイオン伝導に対して抵抗になるので、放電時で
の電圧、とくに高放電での電圧低下がやや大きい。した
がって、層の添加とガスの吸収と電圧のバランスを良好
に保つことが困難であった。つまり、層を十分設けると
ガスの吸収には効果が大きいが、電圧の低下も大きく、
逆に少なすぎると変圧は低下しないが、ガスの吸収の向
上による急速充電特性にも効果が少ない。
問題点を解決するだめの手段
そこで本発明では、このような導電性の層をカドミウム
極の一方の面のみ形成し、他の面は、本質的には導電性
の層を設けないことを特徴とする。
極の一方の面のみ形成し、他の面は、本質的には導電性
の層を設けないことを特徴とする。
導電性の層を設ける手段としては、塗着、スパタリング
、蒸着などがある。つまり、これらの手段で電極の一方
面にのみ層を形成すればよい。しかし、最も簡単には無
電解メッキがある０無電解メツキの場合には、この工程
の前のアクチペータ処理を電極の一方の面のみ行なう。
、蒸着などがある。つまり、これらの手段で電極の一方
面にのみ層を形成すればよい。しかし、最も簡単には無
電解メッキがある０無電解メツキの場合には、この工程
の前のアクチペータ処理を電極の一方の面のみ行なう。
したがって、酸化カドミウムを出発材料としたペースト
式カドミウム極では、アクチペータ処理の部分に優先的
にメッキが行なわれるので、電極の一方の面に主にメッ
キを行なうことは比較的容易であり、連続的に７−ブ状
で行なうことも容易である０作 用 メッキの金属としては、耐アルカリ性があれば、とくに
制限はない。一般的には、無電解メッキが容易な銅、ニ
ッケルなどがよく、ニッケルの場合は、カドミウム極に
直接接すると自己放電が増すので、銅メツキ上にほどこ
すことが好ましい。酸化カドミウムを出発材料にしたカ
ドミウム極では、ニッケルの無電解メッキはやや困難で
あるので、多孔性の銅メッキ層を設けた後に、ニッケル
の電解メッキを行なうのがよい。
式カドミウム極では、アクチペータ処理の部分に優先的
にメッキが行なわれるので、電極の一方の面に主にメッ
キを行なうことは比較的容易であり、連続的に７−ブ状
で行なうことも容易である０作 用 メッキの金属としては、耐アルカリ性があれば、とくに
制限はない。一般的には、無電解メッキが容易な銅、ニ
ッケルなどがよく、ニッケルの場合は、カドミウム極に
直接接すると自己放電が増すので、銅メツキ上にほどこ
すことが好ましい。酸化カドミウムを出発材料にしたカ
ドミウム極では、ニッケルの無電解メッキはやや困難で
あるので、多孔性の銅メッキ層を設けた後に、ニッケル
の電解メッキを行なうのがよい。
以下酸化カドミウムを出発材料として用いたペースト式
カドミウム極を例にして実施例として詳述する。
カドミウム極を例にして実施例として詳述する。
実施例
市販の酸化カドミウムをポリビニルアルコールの３チ（
重量）のエチレングリコール溶液、重量比で６％のポリ
エチレン微粉末、同じ（０，６％の塩化ビニル−アクリ
ロントリル短繊維などを加えてペーストをつくる。これ
を厚さ０ 、１５ 膿＋孔径１．８ｍ、開孔度５０％の
鉄製でニッケルメッキを施したパンチングメタル板に塗
着する。スリットを通して平滑化し、厚さを０．６ｔｔ
ｍに調製する。その後、１２０’Ｃで２時間乾燥してペ
ースト式カドミウム極を得る。
重量）のエチレングリコール溶液、重量比で６％のポリ
エチレン微粉末、同じ（０，６％の塩化ビニル−アクリ
ロントリル短繊維などを加えてペーストをつくる。これ
を厚さ０ 、１５ 膿＋孔径１．８ｍ、開孔度５０％の
鉄製でニッケルメッキを施したパンチングメタル板に塗
着する。スリットを通して平滑化し、厚さを０．６ｔｔ
ｍに調製する。その後、１２０’Ｃで２時間乾燥してペ
ースト式カドミウム極を得る。
ついでこの極を１４ ｏｒｒＡ／ｃｄの電流密度、時間
１０分、電解浴、比重１．１５の苛性カリ水溶液、温度
２６℃の条件で対極にニッケル板を用いて充電する。こ
の充電量は、計算の上では、全体のカドミウム理論容量
の約３５〜４０％に相当するが、充電効率が低いので、
実際には約２０％が充電されたとみてよい。
１０分、電解浴、比重１．１５の苛性カリ水溶液、温度
２６℃の条件で対極にニッケル板を用いて充電する。こ
の充電量は、計算の上では、全体のカドミウム理論容量
の約３５〜４０％に相当するが、充電効率が低いので、
実際には約２０％が充電されたとみてよい。
ついでこのようにして得られたカドミウム極の一方の面
に銅の無電解メッキを行なった。
に銅の無電解メッキを行なった。
まず、市販のアクチペータ液を５倍に希釈した水溶液を
、電極の一方面に塗布する。８０℃で１５分間乾燥し、
ついで市販の無電解銅メッキ浴中に浸せきする。この場
合、メッキ浴は３倍に希釈し、４６℃、２０分間浸せき
した。これにより、カドミウム電極の一方に多孔性の銅
メッキが施され、他の面には、メッキはほとんど行なわ
れなかった。
、電極の一方面に塗布する。８０℃で１５分間乾燥し、
ついで市販の無電解銅メッキ浴中に浸せきする。この場
合、メッキ浴は３倍に希釈し、４６℃、２０分間浸せき
した。これにより、カドミウム電極の一方に多孔性の銅
メッキが施され、他の面には、メッキはほとんど行なわ
れなかった。
メッキによる重量増加は、電極全体に対して約１チであ
った。
った。
電池としては、単２形の密閉形ニッケルーカドミウム蓄
電池を例にした。したがって、このようにして得られた
カドミウム極を幅３．９Ｃｍ、長さ２６ｃｍに裁断し、
リード板を所定の２ケ所にスポット溶接により取り付け
た。相手極としては、公知の焼結式ニッケル極をえらび
、同じく幅３．９Ｃｍｌ長さ２２ｃｍとして用いた。こ
の場合もリード板を２ケ所取り付けた。
電池を例にした。したがって、このようにして得られた
カドミウム極を幅３．９Ｃｍ、長さ２６ｃｍに裁断し、
リード板を所定の２ケ所にスポット溶接により取り付け
た。相手極としては、公知の焼結式ニッケル極をえらび
、同じく幅３．９Ｃｍｌ長さ２２ｃｍとして用いた。こ
の場合もリード板を２ケ所取り付けた。
セパレータとしては、ポリアミド不織布、電解液として
は、比重１．２０の苛性カリ水溶液に水酸化リチウムを
２０ｙ／ｌ溶解して用いた。公称容量は２ 、３４Ａｈ
である。この電池を開とする。
は、比重１．２０の苛性カリ水溶液に水酸化リチウムを
２０ｙ／ｌ溶解して用いた。公称容量は２ 、３４Ａｈ
である。この電池を開とする。
つぎに比較のために、カドミウム極全面に、電池Ａと同
じ量の銅メッキを施しだ電池をＢ１電池Ａの２倍の量の
銅メッキを施した電池をＣとして加えた。
じ量の銅メッキを施しだ電池をＢ１電池Ａの２倍の量の
銅メッキを施した電池をＣとして加えた。
これら電池の通常の充放電での放電性能は１１ぼ同じで
あった。たとえば０．２０充電−０，２Ｇ放電では、い
ずれも２ 、３４Ａｈ を示し、放電電圧の差もほと
んどなかった。
あった。たとえば０．２０充電−０，２Ｇ放電では、い
ずれも２ 、３４Ａｈ を示し、放電電圧の差もほと
んどなかった。
そこでつぎに各電池の急速充電特性を調べた。
周囲温度０℃とし、各充電率で充電した際の電池の内圧
を測定した。なお、充電は、放電容量の１．１倍まで各
充電率で行ない。その後は、０．２０に減少させて全体
で放電容量の１」倍充電した。
を測定した。なお、充電は、放電容量の１．１倍まで各
充電率で行ない。その後は、０．２０に減少させて全体
で放電容量の１」倍充電した。
まず、１Ｃ充電（２，３Ａ）時での各電池の最高内圧は
、電池Ａではｏ 、 ７Ｋｐ／ｄ 、電池Ｂでｓ、
１Ｋｉｄ。
、電池Ａではｏ 、 ７Ｋｐ／ｄ 、電池Ｂでｓ、
１Ｋｉｄ。
電池Ｃでは０ 、６Ｋｐ／ｄであった。つぎに１．６０
（３，４５Ａ）にすると電池Ａで２．０．Ｂで４．９．
Ｃで２ 、 ｏＫＩｄ、最後に２０（４，６Ａ）では、
Ａが５．３゜Ｂは７．６．Ｃは６．１ＫＰβであった。
（３，４５Ａ）にすると電池Ａで２．０．Ｂで４．９．
Ｃで２ 、 ｏＫＩｄ、最後に２０（４，６Ａ）では、
Ａが５．３゜Ｂは７．６．Ｃは６．１ＫＰβであった。
つまり、電池ＡとＣに比べて電池Ｂではガスの吸収の点
で劣ったのは、両面ＫＡと同じ量のメッキであったので
、電極面への導電性の向上への寄与が小さいことが原因
であると思われる。
で劣ったのは、両面ＫＡと同じ量のメッキであったので
、電極面への導電性の向上への寄与が小さいことが原因
であると思われる。
つぎに、放電電圧とくに大電流放電での電圧を比較した
。周囲温度１０℃で６０の放電を行なった。その結果電
池Ａの平坦電圧は１．１１ｖ、電池Ｂが１．１２Ｖ＃ｔ
ｒ池Ｃは１．ｏ８ｖテあり、メッキを両面に施し、しか
も量が多いので、ガス吸収には効果が大きかったが、放
電電圧は低下した。
。周囲温度１０℃で６０の放電を行なった。その結果電
池Ａの平坦電圧は１．１１ｖ、電池Ｂが１．１２Ｖ＃ｔ
ｒ池Ｃは１．ｏ８ｖテあり、メッキを両面に施し、しか
も量が多いので、ガス吸収には効果が大きかったが、放
電電圧は低下した。
したがって、カドミウム極の一方の面に導電性の層を設
けた本願の電池は、急速充電、放電電圧ともにすぐれて
いる。
けた本願の電池は、急速充電、放電電圧ともにすぐれて
いる。
発明の効果
このように本発明のカドミウム極を用いることにより、
急速充電時での電池内圧を低く抑えるとともに、放電電
圧の低下も抑制できる効果を有する０
急速充電時での電池内圧を低く抑えるとともに、放電電
圧の低下も抑制できる効果を有する０
Claims (3)
- （１）電極の一方の面のみ、導電極の層で被覆されてい
ることを特徴とする電池用カドミウム極。 - （２）導電性の層が、銅、ニッケル、炭素のいずれかよ
り成る特許請求の範囲第１項に記載の電池用カドミウム
極。 - （３）被覆手段が、メッキである特許請求の範囲第１項
に記載の電池用カドミウム極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61214388A JPS6369143A (ja) | 1986-09-11 | 1986-09-11 | 電池用カドミウム極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61214388A JPS6369143A (ja) | 1986-09-11 | 1986-09-11 | 電池用カドミウム極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6369143A true JPS6369143A (ja) | 1988-03-29 |
Family
ID=16654962
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61214388A Pending JPS6369143A (ja) | 1986-09-11 | 1986-09-11 | 電池用カドミウム極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6369143A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03147257A (ja) * | 1989-10-31 | 1991-06-24 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 密閉形ニッケル‐カドミウム蓄電池用ペースト式陰極板 |
-
1986
- 1986-09-11 JP JP61214388A patent/JPS6369143A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03147257A (ja) * | 1989-10-31 | 1991-06-24 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 密閉形ニッケル‐カドミウム蓄電池用ペースト式陰極板 |
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