JP2993886B2 - アルカリ蓄電池用の陽極と陰極及びその製造方法 - Google Patents
アルカリ蓄電池用の陽極と陰極及びその製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はアルカリ蓄電池用の
陽極と陰極及びその製造方法に係り、さらに詳細にはＮ
ｉ−Ｃｄ電池、Ｎｉ−Ｆｅ電池、Ｎｉ−Ｚｎ電池、Ｎｉ
−Ｈ電池、Ｎｉ−ＭＨ電池などのような二次電池に用い
られて電池の容量を増大させ、回路の開放状態において
電池の自己放電を減らすアルカリ蓄電池用の陽極と陰極
及びその製造方法に関する。
陽極と陰極及びその製造方法に係り、さらに詳細にはＮ
ｉ−Ｃｄ電池、Ｎｉ−Ｆｅ電池、Ｎｉ−Ｚｎ電池、Ｎｉ
−Ｈ電池、Ｎｉ−ＭＨ電池などのような二次電池に用い
られて電池の容量を増大させ、回路の開放状態において
電池の自己放電を減らすアルカリ蓄電池用の陽極と陰極
及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】アルカリ蓄電池のニッケル陽極は、焼結
式やペースト式で多孔性ニッケル集填体に活物質の水酸
化ニッケルを充填させて製造される。
式やペースト式で多孔性ニッケル集填体に活物質の水酸
化ニッケルを充填させて製造される。
【０００３】前記焼結式は、ニッケルメッキの鋼板にニ
ッケル粉末を主成分とするスラリーを塗布して乾燥・焼
結させて多孔性ニッケル集填体を作った後、化学的また
は電気化学的にニッケル集填体の基孔内に活物質の水酸
化ニッケルを析出させ、これをアルカリ溶液中で処理し
て電極を製造する方法である。
ッケル粉末を主成分とするスラリーを塗布して乾燥・焼
結させて多孔性ニッケル集填体を作った後、化学的また
は電気化学的にニッケル集填体の基孔内に活物質の水酸
化ニッケルを析出させ、これをアルカリ溶液中で処理し
て電極を製造する方法である。
【０００４】この方法によれば、活物質とニッケル集填
体との結合力は強く電気的な接触面積も大きいので、充
放電の効率が良く、寿命も伸びる。また、活物質に添加
剤を加えるとき、前記添加剤を含んでいる硝酸塩を硝酸
ニッケル溶液に加え、その溶液に電極を含浸させること
により添加剤量の調節が容易である。
体との結合力は強く電気的な接触面積も大きいので、充
放電の効率が良く、寿命も伸びる。また、活物質に添加
剤を加えるとき、前記添加剤を含んでいる硝酸塩を硝酸
ニッケル溶液に加え、その溶液に電極を含浸させること
により添加剤量の調節が容易である。
【０００５】しかしながら、焼結式は製造工程が複雑で
あり、莫大な製造費用がかかる。その上、集填体の最大
基孔度が８０％に過ぎないので、析出される活物質の密
度は比較的低い。
あり、莫大な製造費用がかかる。その上、集填体の最大
基孔度が８０％に過ぎないので、析出される活物質の密
度は比較的低い。
【０００６】一方、ペースト式は、耐強アルカリ性発泡
メタルよりなる多孔性ニッケル集填体に、ペースト状の
活物質をスプレイ又は塗布した後に、乾燥させて電極を
製造する方法である。
メタルよりなる多孔性ニッケル集填体に、ペースト状の
活物質をスプレイ又は塗布した後に、乾燥させて電極を
製造する方法である。
【０００７】この方法は、焼結式より工程が簡単であり
大量生産に適するが、ペースト状の活物質を多孔性ニッ
ケル集填体に直接充填するので、活物質と集填体との接
触面積が焼結式に比べて小さく、電池性能が劣るという
短所がある。
大量生産に適するが、ペースト状の活物質を多孔性ニッ
ケル集填体に直接充填するので、活物質と集填体との接
触面積が焼結式に比べて小さく、電池性能が劣るという
短所がある。
【０００８】図３は従来のアルカリ電池及びその陽極の
構造を示す。
構造を示す。
【０００９】図３を参照すれば、陽極の極板１０の上に
形成された水酸化ニッケル基孔体１１には水酸化ニッケ
ルと添加剤を含む活物質粒子１２が充填され、活物質粒
子１２のそれぞれはＣｏ（ＯＨ）2 のような導電層１３
でコーティングされている。充放電の際、ニッケル陽極
で生じる反応は下記の式の通りである。
形成された水酸化ニッケル基孔体１１には水酸化ニッケ
ルと添加剤を含む活物質粒子１２が充填され、活物質粒
子１２のそれぞれはＣｏ（ＯＨ）2 のような導電層１３
でコーティングされている。充放電の際、ニッケル陽極
で生じる反応は下記の式の通りである。
【００１０】
【化１】
【００１１】水酸化ニッケルの結晶構造は製造方法によ
り変わり、このような結晶構造は前記の反応で複雑に変
わる。水溶液で化学的に生成された水酸化ニッケルは六
方晶系のβ−Ｎｉ（ＯＨ）2 であって、水酸化イオン層
の間にニッケルイオンが八面体の配位で積層されている
構造をなす。
り変わり、このような結晶構造は前記の反応で複雑に変
わる。水溶液で化学的に生成された水酸化ニッケルは六
方晶系のβ−Ｎｉ（ＯＨ）2 であって、水酸化イオン層
の間にニッケルイオンが八面体の配位で積層されている
構造をなす。
【００１２】このようなβ−Ｎｉ（ＯＨ）2 と、充電後
にこれから形成されるβ−ＮｉＯＯＨは、各層の間に水
や他の侵入型のイオンがなくてｃ軸の長さが約４．６〜
４．８オングストロームであり、β−Ｎｉ（ＯＨ）2 と
β−ＮｉＯＯＨとの充放電反応は水素イオンが単に層間
で吸着・脱着することにより行われるので、構造と体積
の変化が殆どない。
にこれから形成されるβ−ＮｉＯＯＨは、各層の間に水
や他の侵入型のイオンがなくてｃ軸の長さが約４．６〜
４．８オングストロームであり、β−Ｎｉ（ＯＨ）2 と
β−ＮｉＯＯＨとの充放電反応は水素イオンが単に層間
で吸着・脱着することにより行われるので、構造と体積
の変化が殆どない。
【００１３】一方、β−Ｎｉ（ＯＨ）2 が過度に充電さ
れる場合、β−ＮｉＯＯＨ構造の層間に水または侵入型
のイオンが侵入することによりγ−ＮｉＯＯＨが生じる
が、これは放電時にα−Ｎｉ（ＯＨ）2 に変わる。電子
の密度を高めるために水酸化ニッケルを高密度で充填す
るとき、結晶内に水素が容易に拡散しないので、望まし
くない低密度γ−ＮｉＯＯＨの生成は加速化される。
れる場合、β−ＮｉＯＯＨ構造の層間に水または侵入型
のイオンが侵入することによりγ−ＮｉＯＯＨが生じる
が、これは放電時にα−Ｎｉ（ＯＨ）2 に変わる。電子
の密度を高めるために水酸化ニッケルを高密度で充填す
るとき、結晶内に水素が容易に拡散しないので、望まし
くない低密度γ−ＮｉＯＯＨの生成は加速化される。
【００１４】このα−Ｎｉ（ＯＨ）2 とγ−ＮｉＯＯＨ
の結晶構造は水と侵入型のイオンが層間に存在するの
で、ｃ軸の長さがα−Ｎｉ（ＯＨ）2 またはβ−ＮｉＯ
ＯＨのものより１．５倍伸びた７〜８オングストローム
である。ここで、α−Ｎｉ（ＯＨ）2 は化学変化により
密度の大きいβ−Ｎｉ（ＯＨ）2 に変わるが、この際、
大きい体積の変化を伴う。このような体積の変化により
電極は膨らみ、活物質は離れて電池は２段階で放電す
る。
の結晶構造は水と侵入型のイオンが層間に存在するの
で、ｃ軸の長さがα−Ｎｉ（ＯＨ）2 またはβ−ＮｉＯ
ＯＨのものより１．５倍伸びた７〜８オングストローム
である。ここで、α−Ｎｉ（ＯＨ）2 は化学変化により
密度の大きいβ−Ｎｉ（ＯＨ）2 に変わるが、この際、
大きい体積の変化を伴う。このような体積の変化により
電極は膨らみ、活物質は離れて電池は２段階で放電す
る。
【００１５】ニッケル陽極の主劣化の要因は、このよう
な電極の膨らみによる活物質の脱落と、集填体の破壊及
び集填体に用いられるニッケルの腐食である。
な電極の膨らみによる活物質の脱落と、集填体の破壊及
び集填体に用いられるニッケルの腐食である。
【００１６】前記のような問題を解決するために、水酸
化ニッケルの格子構造の変形によりプロトン移動のため
の空間を確保し、活物質の伝導性を高めることにより電
子の移動を活発にしてγ−ＮｉＯＯＨの生成を抑制する
方法が提案された。例えば、格子の変形を誘導するため
にＺｎまたはＭｇを水酸化ニッケルに固溶させたり、伝
導性を向上させるめたにＣｏ系化合物のような導電性物
質を加える方法がある。導電性物質としては主にＣｏ
Ｏ、Ｃｏが用いられるが、ＣｏＯの使用が最も望まし
い。
化ニッケルの格子構造の変形によりプロトン移動のため
の空間を確保し、活物質の伝導性を高めることにより電
子の移動を活発にしてγ−ＮｉＯＯＨの生成を抑制する
方法が提案された。例えば、格子の変形を誘導するため
にＺｎまたはＭｇを水酸化ニッケルに固溶させたり、伝
導性を向上させるめたにＣｏ系化合物のような導電性物
質を加える方法がある。導電性物質としては主にＣｏ
Ｏ、Ｃｏが用いられるが、ＣｏＯの使用が最も望まし
い。
【００１７】しかしながら、加えられる化合物の量が全
体量の１０〜２０％を占めるので、活物質である水酸化
ニッケルの量が相対的に減少して電池の容量が相当に減
る。また、繰り返し充放電による電極の劣化及びγ−Ｎ
ｉＯＯＨの生成を完全に防止することは困難である。
体量の１０〜２０％を占めるので、活物質である水酸化
ニッケルの量が相対的に減少して電池の容量が相当に減
る。また、繰り返し充放電による電極の劣化及びγ−Ｎ
ｉＯＯＨの生成を完全に防止することは困難である。
【００１８】その上、従来の電池の充放電の反応は、次
式の反応を通して酸化水の変化が１程度に過ぎない。即
ち、充放電時に取り替えられる電子の数がニッケル原子
１つ当たり１つである。よって、理論的に容量値も２８
９ｍＡｈｒ／ｇに過ぎない。
式の反応を通して酸化水の変化が１程度に過ぎない。即
ち、充放電時に取り替えられる電子の数がニッケル原子
１つ当たり１つである。よって、理論的に容量値も２８
９ｍＡｈｒ／ｇに過ぎない。
【００１９】
【化２】
【００２０】図４は従来のアルカリ電池及びその陰極構
造を示す。陰極の極板２０はその上に形成された活物質
構造体２５とその内部に充填された水素貯蔵合金２６を
含む。
造を示す。陰極の極板２０はその上に形成された活物質
構造体２５とその内部に充填された水素貯蔵合金２６を
含む。
【００２１】水素貯蔵合金２６はそれ自体が金属なので
導電性は問題とならないが、水素貯蔵合金の水素貯蔵量
が温度に応じて敏感に変わるので、高温で電池の自己放
電が発生しやすい。その上、従来の陰極はＣｄ（ＯＨ）
2 を活物質として用いるので自己放電が多い。
導電性は問題とならないが、水素貯蔵合金の水素貯蔵量
が温度に応じて敏感に変わるので、高温で電池の自己放
電が発生しやすい。その上、従来の陰極はＣｄ（ＯＨ）
2 を活物質として用いるので自己放電が多い。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のごと
き従来の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とす
るところは、活物質と電解質水溶液との接触を防止する
溶液を含むことにより、活物質の脱落を防止して電池の
自己放電を減らすことのできるアルカリ蓄電池用の陽極
と陰極及びその製造方法を提供することにある。
き従来の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とす
るところは、活物質と電解質水溶液との接触を防止する
溶液を含むことにより、活物質の脱落を防止して電池の
自己放電を減らすことのできるアルカリ蓄電池用の陽極
と陰極及びその製造方法を提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載のアルカリ蓄電池用陽極は、極板
と、前記極板上に形成されたニッケル基孔体と、前記ニ
ッケル基孔体に充填された水酸化ニッケル及び添加物を
含む活物質粒子と、前記活物質粒子の表面にコーティン
グされた導電層と、前記導電層の表面にコーティングさ
れて前記活物質粒子間の結合力を強め、前記活物質粒子
と電解質水溶液との接触を防止する溶液層と、を含むこ
とを特徴とする。
に、請求項１に記載のアルカリ蓄電池用陽極は、極板
と、前記極板上に形成されたニッケル基孔体と、前記ニ
ッケル基孔体に充填された水酸化ニッケル及び添加物を
含む活物質粒子と、前記活物質粒子の表面にコーティン
グされた導電層と、前記導電層の表面にコーティングさ
れて前記活物質粒子間の結合力を強め、前記活物質粒子
と電解質水溶液との接触を防止する溶液層と、を含むこ
とを特徴とする。
【００２４】請求項２に記載のアルカリ蓄電池用陽極
は、請求項１に記載のアルカリ蓄電池用陽極であって、
前記溶液層の電気伝導度は前記活物質粒子の電気伝導度
より低いことを特徴とする。
は、請求項１に記載のアルカリ蓄電池用陽極であって、
前記溶液層の電気伝導度は前記活物質粒子の電気伝導度
より低いことを特徴とする。
【００２５】請求項３に記載のアルカリ蓄電池用陽極
は、請求項２に記載のアルカリ蓄電池用陽極であって、
前記溶液層は前記電解質溶液と反応せず混合されないこ
とを特徴とする。
は、請求項２に記載のアルカリ蓄電池用陽極であって、
前記溶液層は前記電解質溶液と反応せず混合されないこ
とを特徴とする。
【００２６】請求項４に記載のアルカリ蓄電池用陽極
は、請求項３に記載のアルカリ蓄電池用陽極であって、
前記溶液層はベンゼン、ｎ−ブチルアセテート、第二ブ
チルアセテート、ｎ−ブチルクロライド、四塩化炭素、
クロロベンゼン、クロロホルム、シクロヘキサン、シク
ロペンタン、ジクロロベンゼン、エチルエーテル、ヘプ
タン、ヘキサン、メチレンクロライド、トルエン、トリ
クロルエチレン及びキシレンよりなる群から選ばれた少
なくとも一つの物質で形成されることを特徴とする。
は、請求項３に記載のアルカリ蓄電池用陽極であって、
前記溶液層はベンゼン、ｎ−ブチルアセテート、第二ブ
チルアセテート、ｎ−ブチルクロライド、四塩化炭素、
クロロベンゼン、クロロホルム、シクロヘキサン、シク
ロペンタン、ジクロロベンゼン、エチルエーテル、ヘプ
タン、ヘキサン、メチレンクロライド、トルエン、トリ
クロルエチレン及びキシレンよりなる群から選ばれた少
なくとも一つの物質で形成されることを特徴とする。
【００２７】請求項５に記載のアルカリ蓄電池用陰極
は、極板と、前記極板上に形成された活物質構造体と、
前記活物質構造体内に充填された水素貯蔵合金粒子と、
前記水素貯蔵合金粒子の表面にコーティングされて前記
水素貯蔵合金粒子と電解質との接触を防止する溶液層
と、を含むことを特徴とする。
は、極板と、前記極板上に形成された活物質構造体と、
前記活物質構造体内に充填された水素貯蔵合金粒子と、
前記水素貯蔵合金粒子の表面にコーティングされて前記
水素貯蔵合金粒子と電解質との接触を防止する溶液層
と、を含むことを特徴とする。
【００２８】請求項６に記載のアルカリ蓄電池用陰極
は、請求項５に記載のアルカリ蓄電池用陰極であって、
前記溶液層は前記電解質溶液と反応せず混合されないこ
とを特徴とする。
は、請求項５に記載のアルカリ蓄電池用陰極であって、
前記溶液層は前記電解質溶液と反応せず混合されないこ
とを特徴とする。
【００２９】請求項７に記載のアルカリ蓄電池用陰極
は、請求項６に記載のアルカリ蓄電池用陰極であって、
前記溶液層はベンゼン、ｎ−ブチルアセテート、第二ブ
チルアセテート、ｎ−ブチルクロライド、四塩化炭素、
クロロベンゼン、クロロホルム、シクロヘキサン、シク
ロペンタン、ジクロロベンゼン、エチルエーテル、ヘプ
タン、ヘキサン、メチレンクロライド、トルエン、トリ
クロルエチレン及びキシレンよりなる群から選ばれた少
なくとも一つの物質で形成されることを特徴とする。
は、請求項６に記載のアルカリ蓄電池用陰極であって、
前記溶液層はベンゼン、ｎ−ブチルアセテート、第二ブ
チルアセテート、ｎ−ブチルクロライド、四塩化炭素、
クロロベンゼン、クロロホルム、シクロヘキサン、シク
ロペンタン、ジクロロベンゼン、エチルエーテル、ヘプ
タン、ヘキサン、メチレンクロライド、トルエン、トリ
クロルエチレン及びキシレンよりなる群から選ばれた少
なくとも一つの物質で形成されることを特徴とする。
【００３０】請求項８に記載のアルカリ蓄電池用陽極の
製造方法は、水酸化ニッケル及び添加剤を含む活物質粒
子を電池用極板に形成されたニッケル基孔体に充填させ
る段階と、前記極板を電解質溶液に沈漬して前記活物質
粒子の表面に導電層を形成する段階と、前記活物質より
電気伝導度が低く、水と反応しない溶液に前記極板を所
定の時間沈漬した後に乾燥させることにより前記活物質
粒子の表面に溶液層を形成する段階と、を含むことを特
徴とする。
製造方法は、水酸化ニッケル及び添加剤を含む活物質粒
子を電池用極板に形成されたニッケル基孔体に充填させ
る段階と、前記極板を電解質溶液に沈漬して前記活物質
粒子の表面に導電層を形成する段階と、前記活物質より
電気伝導度が低く、水と反応しない溶液に前記極板を所
定の時間沈漬した後に乾燥させることにより前記活物質
粒子の表面に溶液層を形成する段階と、を含むことを特
徴とする。
【００３１】請求項９に記載のアルカリ蓄電池用陽極の
製造方法は、請求項８に記載のアルカリ蓄電池用陽極の
製造方法であって、前記溶液層は前記電解質溶液と反応
しないことを特徴とする。
製造方法は、請求項８に記載のアルカリ蓄電池用陽極の
製造方法であって、前記溶液層は前記電解質溶液と反応
しないことを特徴とする。
【００３２】請求項１０に記載のアルカリ蓄電池用陽極
の製造方法は、請求項９に記載のアルカリ蓄電池用陽極
の製造方法であって、前記溶液層はベンゼン、ｎ−ブチ
ルアセテート、第二ブチルアセテート、ｎ−ブチルクロ
ライド、四塩化炭素、クロロベンゼン、クロロホルム、
シクロヘキサン、シクロペンタン、ジクロロベンゼン、
エチルエテール、ヘプタン、ヘキサン、メチレンクロラ
イド、トルエン、トリクロルエチレン及びキシレンより
なる群から選ばれた少なくとも一つの物質で形成される
ことを特徴とする。
の製造方法は、請求項９に記載のアルカリ蓄電池用陽極
の製造方法であって、前記溶液層はベンゼン、ｎ−ブチ
ルアセテート、第二ブチルアセテート、ｎ−ブチルクロ
ライド、四塩化炭素、クロロベンゼン、クロロホルム、
シクロヘキサン、シクロペンタン、ジクロロベンゼン、
エチルエテール、ヘプタン、ヘキサン、メチレンクロラ
イド、トルエン、トリクロルエチレン及びキシレンより
なる群から選ばれた少なくとも一つの物質で形成される
ことを特徴とする。
【００３３】請求項１１に記載のアルカリ蓄電池用陰極
の製造方法は、水素貯蔵合金粒子を極板に形成された活
物質構造体に充填させる段階と、前記活物質より電気伝
導度が低く、水と反応しない溶液に前記極板を所定の時
間沈漬した後に乾燥させることにより前記水素貯蔵合金
粒子の表面に溶液層を形成する段階と、を含むことを特
徴とする。
の製造方法は、水素貯蔵合金粒子を極板に形成された活
物質構造体に充填させる段階と、前記活物質より電気伝
導度が低く、水と反応しない溶液に前記極板を所定の時
間沈漬した後に乾燥させることにより前記水素貯蔵合金
粒子の表面に溶液層を形成する段階と、を含むことを特
徴とする。
【００３４】請求項１２に記載のアルカリ蓄電池用陰極
の製造方法は、請求項１１に記載のアルカリ蓄電池用陰
極の製造方法であって、前記溶液層はベンゼン、ｎ−ブ
チルアセテート、第二ブチルアセテート、ｎ−ブチルク
ロライド、四塩化炭素、クロロベンゼン、クロロホル
ム、シクロヘキサン、シクロペンタン、ジクロロベンゼ
ン、エチルエテール、ヘプタン、ヘキサン、メチレンク
ロライド、トルエン、トリクロルエチレン及びキシレン
よりなる群から選ばれた少なくとも一つの物質で形成さ
れることを特徴とする。
の製造方法は、請求項１１に記載のアルカリ蓄電池用陰
極の製造方法であって、前記溶液層はベンゼン、ｎ−ブ
チルアセテート、第二ブチルアセテート、ｎ−ブチルク
ロライド、四塩化炭素、クロロベンゼン、クロロホル
ム、シクロヘキサン、シクロペンタン、ジクロロベンゼ
ン、エチルエテール、ヘプタン、ヘキサン、メチレンク
ロライド、トルエン、トリクロルエチレン及びキシレン
よりなる群から選ばれた少なくとも一つの物質で形成さ
れることを特徴とする。
【００３５】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき本発
明をさらに詳細に説明する。
明をさらに詳細に説明する。
【００３６】図１を参照すれば、本実施形態によるアル
カリ蓄電池用陽極は、極板上に形成されたニッケル基孔
体３１、該基孔体３１内に充填された水酸化ニッケル及
び添加物を含む活物質粒子３２を備える。各々の活物質
粒子３２の表面は導電層３３でコーティングされ、導電
層３３はＣｏ（ＯＨ）2 又はＣｏＯ（ＯＨ）より構成さ
れる。導電層３３の表面は、溶液層３４でコーティング
される。
カリ蓄電池用陽極は、極板上に形成されたニッケル基孔
体３１、該基孔体３１内に充填された水酸化ニッケル及
び添加物を含む活物質粒子３２を備える。各々の活物質
粒子３２の表面は導電層３３でコーティングされ、導電
層３３はＣｏ（ＯＨ）2 又はＣｏＯ（ＯＨ）より構成さ
れる。導電層３３の表面は、溶液層３４でコーティング
される。
【００３７】本実施形態の特徴的部分である溶液層３４
は、活物質３２の脱落を防止し、活物質３２が電解質水
溶液と電気的に接触することを防止して電池の自己放電
を減らす。溶液層３４の電気伝導度は活物質として用い
られるＮｉ（ＯＨ）2 の電気伝導度より低く、溶液層３
４は電解質水溶液と反応や混合されないことが望まし
い。
は、活物質３２の脱落を防止し、活物質３２が電解質水
溶液と電気的に接触することを防止して電池の自己放電
を減らす。溶液層３４の電気伝導度は活物質として用い
られるＮｉ（ＯＨ）2 の電気伝導度より低く、溶液層３
４は電解質水溶液と反応や混合されないことが望まし
い。
【００３８】このような溶液層３４は、ベンゼン、ｎ−
ブチルアセテート、第二ブチルアセテート、ｎ−ブチル
クロライド、四塩化炭素、クロロベンゼン、クロロホル
ム、シクロヘキサン、シクロペンタン、ジクロロベンゼ
ン、エチルエーテル、ヘプタン、ヘキサン、メチレンク
ロライド、トルエン、トリクロルエチレン及びキシレン
よりなる群から選ばれた少なくとも一つの物質で形成さ
れる。
ブチルアセテート、第二ブチルアセテート、ｎ−ブチル
クロライド、四塩化炭素、クロロベンゼン、クロロホル
ム、シクロヘキサン、シクロペンタン、ジクロロベンゼ
ン、エチルエーテル、ヘプタン、ヘキサン、メチレンク
ロライド、トルエン、トリクロルエチレン及びキシレン
よりなる群から選ばれた少なくとも一つの物質で形成さ
れる。
【００３９】図２を参照すれば、本実施形態によるアル
カリ蓄電池用陰極は、活物質構造体４５及びその内部に
充填された水素貯蔵合金粒子４６を含む。前記陽極のよ
うに水素貯蔵合金粒子４６の表面は溶液層４４でコーテ
ィングされている。４２は、活物質粒子である。
カリ蓄電池用陰極は、活物質構造体４５及びその内部に
充填された水素貯蔵合金粒子４６を含む。前記陽極のよ
うに水素貯蔵合金粒子４６の表面は溶液層４４でコーテ
ィングされている。４２は、活物質粒子である。
【００４０】本発明のアルカリ蓄電池用陽極の製造方法
は次の通りである。
は次の通りである。
【００４１】先ず、通常の方法で活物質粒子３２を極板
（図３の１０）に形成されたニッケル基孔体３１に充填
して乾燥させる。その後、活物質粒子３２が完全に乾燥
された後、極板をＫＯＨ溶液に沈漬して活物質内に含ま
れた添加剤ＣｏＯをＣｏＯ（ＯＨ）又はＣｏ（ＯＨ）2
に変えて、再び乾燥させて活物質粒子３２の表面に導電
層３３を形成する。次に、電気伝導度が前記活物質より
低く、電解質水溶液と反応や混合されない溶液に極板を
所定の時間沈漬することにより、前記導電層３３の表面
に溶液がコーティングされて溶液層３４を形成させる。
極板を溶液内に沈漬する時間は、電池の性能、溶液の種
類及び溶液内に加えられる添加剤を考慮して適切に調節
される。この際、溶液はＫＯＨ溶液と反応しないことが
望ましい。最後に、活物質粒子３２のコーティングが完
全に行われると極板を乾燥させる。前記溶液層３４が活
物質粒子３２の表面にコーティングされるとき、活物質
と電解質溶液との電気伝導度が減るので、活物質とニッ
ケル基孔体３１との間に流れる電流量は相対的に多くな
る。
（図３の１０）に形成されたニッケル基孔体３１に充填
して乾燥させる。その後、活物質粒子３２が完全に乾燥
された後、極板をＫＯＨ溶液に沈漬して活物質内に含ま
れた添加剤ＣｏＯをＣｏＯ（ＯＨ）又はＣｏ（ＯＨ）2
に変えて、再び乾燥させて活物質粒子３２の表面に導電
層３３を形成する。次に、電気伝導度が前記活物質より
低く、電解質水溶液と反応や混合されない溶液に極板を
所定の時間沈漬することにより、前記導電層３３の表面
に溶液がコーティングされて溶液層３４を形成させる。
極板を溶液内に沈漬する時間は、電池の性能、溶液の種
類及び溶液内に加えられる添加剤を考慮して適切に調節
される。この際、溶液はＫＯＨ溶液と反応しないことが
望ましい。最後に、活物質粒子３２のコーティングが完
全に行われると極板を乾燥させる。前記溶液層３４が活
物質粒子３２の表面にコーティングされるとき、活物質
と電解質溶液との電気伝導度が減るので、活物質とニッ
ケル基孔体３１との間に流れる電流量は相対的に多くな
る。
【００４２】本実施形態によれば、陰極の製造方法は導
電層の形成を除いては陽極の製造方法と同一である。言
い換えれば、陰極は極板を製造した後、活物質より電気
伝導度も低く、電解質水溶液と反応や混合されない溶液
に沈漬して乾燥させることにより製造される。
電層の形成を除いては陽極の製造方法と同一である。言
い換えれば、陰極は極板を製造した後、活物質より電気
伝導度も低く、電解質水溶液と反応や混合されない溶液
に沈漬して乾燥させることにより製造される。
【００４３】
【実施例】５ｗｔ％のＺｎが固溶された水酸化ニッケル
４．３６ｇ、ＣｏＯ ０．６２ｇ、Ｃｏ ０．１５ｇ、
ＨＰＭＣ ０．０３ｇ、ＰＴＦＥ ０．１ｇを水２ｇと
混ぜて極板のニッケル基孔体３１に充填し、ＫＯＨ溶液
に沈漬してから完全に乾燥させて１００％のトルエンに
極板を３０秒間沈漬した後、乾燥させた。前記極板で製
作された電池は、トルエン処理しない電極で製造された
電池より電池の容量が約２０％増えた。
４．３６ｇ、ＣｏＯ ０．６２ｇ、Ｃｏ ０．１５ｇ、
ＨＰＭＣ ０．０３ｇ、ＰＴＦＥ ０．１ｇを水２ｇと
混ぜて極板のニッケル基孔体３１に充填し、ＫＯＨ溶液
に沈漬してから完全に乾燥させて１００％のトルエンに
極板を３０秒間沈漬した後、乾燥させた。前記極板で製
作された電池は、トルエン処理しない電極で製造された
電池より電池の容量が約２０％増えた。
【００４４】
【発明の効果】活物質粒子の表面にコーティングされた
溶液層は、各活物質粒子間の結合力を強めることにより
充放電による活物質の脱落を防止することができ、ま
た、活物質が電解質水溶液と反応することを抑えるの
で、電池の自己放電を減らし、極板の電子交換を容易に
することにより電池の容量を増やして寿命を伸ばす。
溶液層は、各活物質粒子間の結合力を強めることにより
充放電による活物質の脱落を防止することができ、ま
た、活物質が電解質水溶液と反応することを抑えるの
で、電池の自己放電を減らし、極板の電子交換を容易に
することにより電池の容量を増やして寿命を伸ばす。
【図１】本発明による陽極の部分的な拡大詳細図であ
る。
る。
【図２】本発明による陰極の部分的な拡大詳細図であ
る。
る。
【図３】従来のアルカリ電池及びその陽極の部分的な拡
大詳細図である。
大詳細図である。
【図４】従来のアルカリ電池及びその陰極の部分的な拡
大詳細図である。
大詳細図である。
１０ 陽極の極板 ２０ 陰極の極板 ３１ ニッケル基孔体 ３２ 活物質粒子 ３３ 導電層 ３４ 溶液層 ４２ 活物質粒子 ４４ 溶液層 ４５ 活物質構造体 ４６ 水素貯蔵合金粒子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 崔 鍾書 大韓民国京畿道水原市八達区▲しん▼洞 575番地 三星電管株式會社内 (72)発明者 崔 龜錫 大韓民国京畿道水原市八達区▲しん▼洞 575番地 三星電管株式會社内 (72)発明者 朱 圭楠 大韓民国京畿道水原市八達区▲しん▼洞 575番地 三星電管株式會社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01M 4/38 - 4/52 H01M 4/24 - 4/32
Claims (12)
- 【請求項１】 極板と、 前記極板上に形成されたニッケル基孔体と、 前記ニッケル基孔体に充填された水酸化ニッケル及び添
加物を含む活物質粒子と、 前記活物質粒子の表面にコーティングされた導電層と、 前記導電層の表面にコーティングされて前記活物質粒子
間の結合力を強め、前記活物質粒子と電解質水溶液との
接触を防止する溶液層と、 を含むことを特徴とするアルカリ蓄電池用陽極。 - 【請求項２】 前記溶液層の電気伝導度は前記活物質粒
子の電気伝導度より低いことを特徴とする請求項１に記
載のアルカリ蓄電池用陽極。 - 【請求項３】 前記溶液層は前記電解質溶液と反応せず
混合されないことを特徴とする請求項２に記載のアルカ
リ蓄電池用陽極。 - 【請求項４】 前記溶液層はベンゼン、ｎ−ブチルアセ
テート、第二ブチルアセテート、ｎ−ブチルクロライ
ド、四塩化炭素、クロロベンゼン、クロロホルム、シク
ロヘキサン、シクロペンタン、ジクロロベンゼン、エチ
ルエーテル、ヘプタン、ヘキサン、メチレンクロライ
ド、トルエン、トリクロルエチレン及びキシレンよりな
る群から選ばれた少なくとも一つの物質で形成されるこ
とを特徴とする請求項３に記載のアルカリ蓄電池用陽
極。 - 【請求項５】 極板と、 前記極板上に形成された活物質構造体と、 前記活物質構造体内に充填された水素貯蔵合金粒子と、 前記水素貯蔵合金粒子の表面にコーティングされて前記
水素貯蔵合金粒子と電解質との接触を防止する溶液層
と、 を含むことを特徴とするアルカリ蓄電池用陰極。 - 【請求項６】 前記溶液層は前記電解質溶液と反応せず
混合されないことを特徴とする請求項５に記載のアルカ
リ蓄電池用陰極。 - 【請求項７】 前記溶液層はベンゼン、ｎ−ブチルアセ
テート、第二ブチルアセテート、ｎ−ブチルクロライ
ド、四塩化炭素、クロロベンゼン、クロロホルム、シク
ロヘキサン、シクロペンタン、ジクロロベンゼン、エチ
ルエーテル、ヘプタン、ヘキサン、メチレンクロライ
ド、トルエン、トリクロルエチレン及びキシレンよりな
る群から選ばれた少なくとも一つの物質で形成されるこ
とを特徴とする請求項６に記載のアルカリ蓄電池用陰
極。 - 【請求項８】 水酸化ニッケル及び添加剤を含む活物質
粒子を電池用極板に形成されたニッケル基孔体に充填さ
せる段階と、 前記極板を電解質溶液に沈漬して前記活物質粒子の表面
に導電層を形成する段階と、 前記活物質より電気伝導度が低く、水と反応しない溶液
に前記極板を所定の時間沈漬した後に乾燥させることに
より前記活物質粒子の表面に溶液層を形成する段階と、 を含むことを特徴とするアルカリ蓄電池用陽極の製造方
法。 - 【請求項９】 前記溶液層は前記電解質溶液と反応しな
いことを特徴とする請求項８に記載のアルカリ用蓄電池
用陽極の製造方法。 - 【請求項１０】 前記溶液層はベンゼン、ｎ−ブチルア
セテート、第二ブチルアセテート、ｎ−ブチルクロライ
ド、四塩化炭素、クロロベンゼン、クロロホルム、シク
ロヘキサン、シクロペンタン、ジクロロベンゼン、エチ
ルエテール、ヘプタン、ヘキサン、メチレンクロライ
ド、トルエン、トリクロルエチレン及びキシレンよりな
る群から選ばれた少なくとも一つの物質で形成されるこ
とを特徴とする請求項９に記載のアルカリ蓄電池用陽極
の製造方法。 - 【請求項１１】 水素貯蔵合金粒子を極板に形成された
活物質構造体に充填させる段階と、 前記活物質より電気伝導度が低く、水と反応しない溶液
に前記極板を所定の時間沈漬した後に乾燥させることに
より前記水素貯蔵合金粒子の表面に溶液層を形成する段
階と、 を含むことを特徴とするアルカリ蓄電池用陰極の製造方
法。 - 【請求項１２】 前記溶液層はベンゼン、ｎ−ブチルア
セテート、第二ブチルアセテート、ｎ−ブチルクロライ
ド、四塩化炭素、クロロベンゼン、クロロホルム、シク
ロヘキサン、シクロペンタン、ジクロロベンゼン、エチ
ルエテール、ヘプタン、ヘキサン、メチレンクロライ
ド、トルエン、トリクロルエチレン及びキシレンよりな
る群から選ばれた少なくとも一つの物質で形成されるこ
とを特徴とする請求項１１に記載のアルカリ蓄電池用陰
極の製造方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019950050664A KR100373724B1 (ko) | 1995-12-15 | 1995-12-15 | 알칼리축전지용양극및음극극판과그제조방법 |
| KR1995-50664 | 1995-12-15 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09180714A JPH09180714A (ja) | 1997-07-11 |
| JP2993886B2 true JP2993886B2 (ja) | 1999-12-27 |
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ID=19440571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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|---|---|
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| KR (1) | KR100373724B1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| SG71014A1 (en) * | 1996-02-07 | 2000-03-21 | Sanyo Electric Co | Conductive agent and non-sintered nickel electrode for alkaline storage batteries |
| DE69710787T2 (de) | 1996-05-22 | 2002-11-21 | Moltech Corp | Komposit-kathoden, elektrochemische zellen mit komposit-kathoden und verfahren zur herstellung |
| JP4252641B2 (ja) * | 1998-06-15 | 2009-04-08 | パナソニック株式会社 | アルカリ蓄電池用正極および正極活物質 |
| US6228535B1 (en) * | 1998-08-17 | 2001-05-08 | Ovonic Battery Company, Inc. | Nickel hydroxide positive electrode material exhibiting improved conductivity and engineered activation energy |
| CA2629335C (en) * | 1998-11-30 | 2013-07-09 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Nickel electrodes for alkaline secondary battery and alkaline secondary batteries |
| US6492062B1 (en) * | 2000-08-04 | 2002-12-10 | The Gillette Company | Primary alkaline battery including nickel oxyhydroxide |
| US6489056B1 (en) * | 2000-09-18 | 2002-12-03 | The Gillette Company | Battery including a hydrogen-absorbing cathode material |
| US6740451B2 (en) | 2001-12-20 | 2004-05-25 | The Gillette Company | Gold additive for a cathode including nickel oxyhydroxide for an alkaline battery |
| US7081319B2 (en) * | 2002-03-04 | 2006-07-25 | The Gillette Company | Preparation of nickel oxyhydroxide |
| EP2555212A4 (en) * | 2010-03-30 | 2015-01-07 | Panasonic Corp | ELECTRODE STRUCTURE FOR CAPACITOR, METHOD FOR MANUFACTURING SAME, AND CAPACITOR EQUIPPED WITH SUCH ELECTRODE STRUCTURE |
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| WO2017179632A1 (ja) | 2016-04-13 | 2017-10-19 | 株式会社エム光・エネルギー開発研究所 | イオンのオン・オフ面スイッチを用いた電気化学反応装置 |
| CN110842192B (zh) * | 2019-11-13 | 2020-08-25 | 四川大学 | 一种氮掺杂多孔碳包覆储氢合金粉末及其制备方法 |
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| US5478594A (en) * | 1993-08-27 | 1995-12-26 | Eveready Battery Company, Inc. | Electrode structure for nickel metal hydride cells |
| US5451474A (en) * | 1994-04-04 | 1995-09-19 | Motorola, Inc. | Metal hydride hydrogen storage electrodes |
-
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- 1995-12-15 KR KR1019950050664A patent/KR100373724B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1996
- 1996-05-08 TW TW085105447A patent/TW300344B/zh not_active IP Right Cessation
- 1996-05-10 JP JP8116372A patent/JP2993886B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1996-05-22 US US08/651,540 patent/US5620813A/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-05-31 DE DE19622035A patent/DE19622035B4/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-08-02 US US08/691,304 patent/US5681665A/en not_active Expired - Lifetime
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