JPH06196167A - 蓄電池用ペースト式ニッケル極板、蓄電池並びに導電材 - Google Patents

蓄電池用ペースト式ニッケル極板、蓄電池並びに導電材

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JPH06196167A
JPH06196167A JP4357501A JP35750192A JPH06196167A JP H06196167 A JPH06196167 A JP H06196167A JP 4357501 A JP4357501 A JP 4357501A JP 35750192 A JP35750192 A JP 35750192A JP H06196167 A JPH06196167 A JP H06196167A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 アルカリ蓄電池の正極として用いるペースト
式ニッケル極板の利用率を向上する。 【構成】 導電材として粒子表面をOH基で被覆したCoO
粉末を水酸化ニッケル活物質に水酸化ニッケル粉末に混
合して成る混合物を多孔性金属基板に充填して成る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、蓄電池用ペースト式ニ
ッケル極板、蓄電池並びに導電材に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ニッケル−水素電池やニッケルカ
ドミウム電池などのアルカリ蓄電池の正極として用いる
ニッケル極板には、焼結式とペースト式がある。特にペ
ースト式ニッケル極板は、焼結式ニッケル極板と異な
り、高容量化が可能なため注目されている。
【0003】しかし乍ら、ペースト式ニッケル極板は、
焼結式ニッケル極板に比し、利用率、急放電特性に劣
る。従って、導電性を高め、分極を小さくし、その利用
率を高めるため、水酸化ニッケル粉末に導電材としてNi
粉末、CoO粉末などの導電材を添加、混合し、その混合
物を増粘剤水溶液に混合して成るペーストを多孔性金属
基板に充填し、乾燥、圧延して製造したものが提案され
ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし乍ら、特に導電
材としてCoO粉末を用いる場合、その表面にCo3 4
生成していると正極の利用率は悪い。その理由は、コバ
ルト水酸化物などのCo化合物原料を窒素ガス雰囲気中で
焼成し、CoOを生成せしめ、これを窒素ガスで冷却して
得られるが、これを外気に極めて長期間放置したり、ペ
ースト式ニッケル極板に充填された状態で極めて長期間
放置しておくと、CoOの表面は酸化してCo3 4 を生ず
るからである。かゝるCaO粉末を導電材として使用する
場合、極めて利用率が悪い。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、従来の上記の
課題を解決し、利用率の向上した蓄電池用ペースト式ニ
ッケル極板を提供するもので、水酸化ニッケル活物質粉
末に導電材としてCoO粉末を混入して成る混合物を多孔
性金属基板に充填して成る蓄電池用ペースト式ニッケル
極板において、該導電材は、粒子の表面にOH基の被覆層
を設けたCoO粉であることを特徴とする。
【0006】
【作用】該CoO粉末は、その粒子表面はOH基の被覆層を
有するので、CoOが空気や電解液中に溶存の酸素に曝さ
れて、その粒子表面にCo3 4 を生ずることが防止さ
れ、安定であり、良好な活性を保つことができ、これを
導電材として含有するペースト式ニッケル極板をアルカ
リ蓄電池の正極として用いるときは、電解液中でHCoO
2 - イオンに変化し正極中での拡散が良好に行われるの
で、極板全体に亘り均一な導電性をもたらし、正極の利
用率が向上し、従って電池容量、急放電特性が向上す
る。
【0007】
【実施例】次に、本発明の実施例を説明する。本発明に
用いる導電材は、例えば、次のように製造される。即
ち、コバルト化合物、一般には各種のコバルト塩又はコ
バルト水酸化物を原料とし、これを焼成炉に入れ、不活
性ガス、通常、窒素ガスを導入し、その不活性雰囲気中
で高温で、好ましくは 900℃以上で所要時間熱分解して
純度98%以上のCoOを生成せしめる。本発明によれば、
このように生成せしめたCoOを次のように処理する。即
ち、該CoOを上記のように製造後、直ちに、或いはこれ
を不活性ガス雰囲気のまゝ室温まで冷却した後、該炉内
に水蒸気を導入し、所望の湿度、例えば湿度60%の不活
性ガス雰囲気中に放置する。然るときは、CoO粉末の粒
子表面にOH基を生成し、該OH基の被覆層で被覆されたCo
O粉末が製造される。その後これを常温において、炉外
へ取り出す。かくして得られた本発明のCaO粉末は、そ
の粒子表面を約90%以上被覆したものが好ましい。
【0008】このようにして得られたCoO粉末はそのOH
基被覆層で保護されているので、空気中に放置されて
も、その後導電材としてニッケル正極に充填された後で
も、正極として電解液の溶存酸素に接触しても、Co3
4 などの高次の酸化物の生成は防止され、従って導電性
が低下したり、不活性となることが予防され、長期に亘
り安定な導電性と活性を保持する。
【0009】かくして、これをペースト式ニッケル極板
の製造に水酸化ニッケル活物質に混入して用いるとき
は、正極の利用率を向上せしめることができる。次にこ
れを具体的な実施例により明らかにする。
【0010】実施例1 市販のCo(OH)2 粉末を処理容器内に入れ、窒素ガスを
導入して窒素ガス雰囲気中で 900℃に15時間加熱して、
上記粉末を熱分解しCoO粉末とした後、この雰囲気のま
ゝ室温まで冷却し、次でこのCoO粉末を25℃、湿度60%
の窒素雰囲気中で処理してその粒子表面にOH基の被覆層
を生成せしめた後取り出して本発明のCoO粉末、即ちOH
基被覆CoO粉末を得た。このOH基層の生成は、XPSに
より確認した。
【0011】比較例 比較のため、上記と同じ市販のCo(OH)2 粉末を、上記
実施例1と同様にして熱分解してCoO粉末を製造した。
次でこれを外気に6ヶ月放置してその表面にCo3 4
被覆層を生成せしめた。このCo3 4 の生成は、XPS
により確認した。
【0012】このように本発明の製造法により製造した
本発明のOH基被覆CoO粉末(以下本発明のCoO粉末と称
する)と、従来法により製造し且つその表面を高次酸化
させたCo3 4 被覆CoO粉末(以下比較用CoO粉末と称
する)とを夫々導電材として各別の水酸化ニッケル活物
質粉末に少量混ぜて、常法により多孔性金属基板に充填
し、本発明のペースト式ニッケル極板と比較用ペースト
式ニッケル極板を製造した。その具体例を次に示す。
【0013】上記の本発明のCoO粉末5gと、比較用Co
O粉末5gとを夫々用い、これをNi粉末(INCO # 255)
10g及び球状の水酸化ニッケル粉末85gと共に混合し、
この混合物に1%濃度のカルボキシメチルセルロース水
溶液35gを加えて混練して混合物のペーストを夫々調製
した。その夫々の混合物のペーストを、発泡ニッケル基
板、ニッケル繊維のフェルトなどの多孔性金属基板に、
この比較試験例では、発泡ニッケル基板に充填し、次で
乾燥し、更にPTFE分散液を散布した後、所定の厚さまで
圧延して本発明のペースト式ニッケル極板と比較用ペー
スト式ニッケル極板を製造した。この場合、夫々製造さ
れた極板の容量は理論容量が 1180mAhとなるようにし
た。
【0014】上記のように製造した本発明のニッケル極
板と比較用ニッケル極板とを夫々正極とし、これを常法
により、セパレータを介し水素吸蔵合金負極と積層、捲
回して夫々の捲回極板群を作製し、その夫々を同一寸法
の円筒管の夫々に挿入し、その夫々に同じ比重1.36のア
ルカリ電解液を等量注入した後、直ちに封口して単3サ
イズで定格容量 1100mAhの本発明の密閉型ニッケル−水
素電池と比較用密閉型ニッケル−水素電池を製造した。
【0015】これら両電池につき、20℃の環境下で 0.2
Cの電流で 7.5時間充電し、同じ電流で電池電圧が 1.0
Vになるまで放電する操作を2回繰り返し、その後、40
℃で24時間放置して初期活性化を行った。
【0016】これらの初期活性化後の電池につき、下記
する容量試験と急放電試験を行った。容量試験は、20
℃、 0.2Cの電流で 7.5時間充電した後、 0.2Cで電池
電圧が1.0Vになるまで放電して容量を測定し、利用率
を調べた。急放電試験は、20℃、 0.2Cの電流で 7.5時
間充電した後、3Cで電池電圧が1.0Vになるまで放電
して容量を測定し、利用率を調べた。その結果を下記表
1に示す。
【0017】
【表1】
【0018】上記表1から明らかなように、本発明電池
は、比較用電池に比し電池容量並びにその利用率及び急
放電容量並びに利用率の全てにおいて著しく向上してい
ることが分かる。
【0019】
【発明の効果】このように本発明によるペースト式ニッ
ケル極板は、導電材として、OH基で粒子表面を被覆した
CoO粉末を充填されているので、CoO粉の表面にCo3
4 が生成されることが防止され、安定良好な活性を維持
でき、これをアルカリ蓄電池の正極とするときは、正極
の利用率の向上をもたらし、電池の電池容量、急放電特
性の向上をもたらす等の効果を有する。また、OH基被覆
CoO粉末は、コバルト化合物原料を不活性雰囲気下で焼
成してCoO粉を製造後、これを湿気のある不活性ガス雰
囲気中に放置することにより製造することができ、その
表面にCo3 4 が生成されることが防止され、常に良好
な活性を保持し、極めて良好な導電材をもたらす。
【表1】

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水酸化ニッケル活物質粉末に導電材とし
    てCoO粉末を混入して成る混合物を多孔性金属基板に充
    填して成る蓄電池用ペースト式ニッケル極板において、
    該導電材は、粒子の表面にOH基の被覆層を設けたCoO粉
    であることを特徴とする蓄電池用ペースト式ニッケル極
    板。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のペースト式極板を正極と
    して具備して成る蓄電池。
  3. 【請求項3】 コバルト化合物を不活性ガス雰囲気中で
    熱分解してCoO粉を生成せしめ、次で該CoO粉を湿気を
    含有する不活性ガス雰囲気中に放置し、その粒子表面に
    OH基の被覆層を生成せしめて成る導電材の製造法。
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