JPH0680586B2 - アルカリ二次電池 - Google Patents
アルカリ二次電池Info
- Publication number
- JPH0680586B2 JPH0680586B2 JP61018847A JP1884786A JPH0680586B2 JP H0680586 B2 JPH0680586 B2 JP H0680586B2 JP 61018847 A JP61018847 A JP 61018847A JP 1884786 A JP1884786 A JP 1884786A JP H0680586 B2 JPH0680586 B2 JP H0680586B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- nickel
- cobalt
- active material
- secondary battery
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
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
-
- 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)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はニッケル電極を正極に用いるアルカリ二次電池
に係わり、さらに詳しくは、その正極の改良に関する。
に係わり、さらに詳しくは、その正極の改良に関する。
従来、ニッケル電極を正極に用いるアルカリ二次電池で
は、活物質である水酸化ニッケルと、スチールファイバ
ーにニッケルメッキした導電助材兼活物質保持材と、コ
バルト粉末をバインダーと共に混練し、これを所定の形
状に成形することによってニッケル電極を作製していた
（例えば特願昭60-39843号）。
は、活物質である水酸化ニッケルと、スチールファイバ
ーにニッケルメッキした導電助材兼活物質保持材と、コ
バルト粉末をバインダーと共に混練し、これを所定の形
状に成形することによってニッケル電極を作製していた
（例えば特願昭60-39843号）。
上記ニッケル電極中におけるコバルトは、電極の充放電
サイクルに対する活物質の利用率の向上を図るために添
加されるものであるが、粉末状態で添加されるため、電
極中でのコバルトの分散が不充分になるという問題があ
った。また、導電助材とコバルト粉末をそれぞれ別々に
用い、しかも両者をそれぞれ所望量ずつ加えていたた
め、活物質の充填効率が低くなるという問題もあった。
サイクルに対する活物質の利用率の向上を図るために添
加されるものであるが、粉末状態で添加されるため、電
極中でのコバルトの分散が不充分になるという問題があ
った。また、導電助材とコバルト粉末をそれぞれ別々に
用い、しかも両者をそれぞれ所望量ずつ加えていたた
め、活物質の充填効率が低くなるという問題もあった。
本発明は、上記従来のアルカリ二次電池が持っていた活
物質の充填密度が小さいという問題点を解決し、活物質
の充填密度が大きく、しかも活物質の利用率に優れたニ
ッケル電極を正極とするアルカリ二次電池を提供するこ
とを目的とする。
物質の充填密度が小さいという問題点を解決し、活物質
の充填密度が大きく、しかも活物質の利用率に優れたニ
ッケル電極を正極とするアルカリ二次電池を提供するこ
とを目的とする。
本発明は、繊維状の導電助材と活物質を混ぜることによ
って、繊維状導電助材のからみ合いにより形成されるネ
ットワーク中に活物質を保持させて作製されるニッケル
電極において、繊維状導電助材としてスチールファイバ
ーにコバルトメッキを施したものを用い、従来、導電助
材とは別々に添加していたコバルト粉末の機能をも導電
助材に持たせたものである。したがって、従来、コバル
トによって占められていた電極内での占有体積を活物質
に置換することができ、活物質の充填密度が高くなって
電気量密度の大きい電極を得ることができる。
って、繊維状導電助材のからみ合いにより形成されるネ
ットワーク中に活物質を保持させて作製されるニッケル
電極において、繊維状導電助材としてスチールファイバ
ーにコバルトメッキを施したものを用い、従来、導電助
材とは別々に添加していたコバルト粉末の機能をも導電
助材に持たせたものである。したがって、従来、コバル
トによって占められていた電極内での占有体積を活物質
に置換することができ、活物質の充填密度が高くなって
電気量密度の大きい電極を得ることができる。
ニッケル電極の作製にあたって、活物質としては水酸化
ニッケルまたはオキシ水酸化ニッケルが用いられる。
ニッケルまたはオキシ水酸化ニッケルが用いられる。
導電助材の基材となるのはスチールファイバーである
が、このスチールファイバーとしては、線径が10〜150
μｍで、長さが0.5〜10mmのものが、活物質およびバイ
ンダーとの混練に際して、分散がよく、またファイバー
間の「からみ合い」も緻密になることから好ましい。そ
して、このスチールファイバーは使用にあたって、通
常、コスト面などの関係からニッケルメッキをしたの
ち、コバルトメッキされる。ただし、スチールファイバ
ー上に直接コバルトメッキしてもよい。上記のように導
電助材の基材としてスチールファイバーを用いるのは、
スチール（鉄）が安価で、かつ強度が大きいからであ
る。しかし、スチールファイバーは腐食するおそれがあ
るので、それを防止するために従来はニッケルメッキを
していたが、本発明ではそのニッケルメッキの一部また
は前部をコバルトメッキに置き換えて、従来コバルト粉
末に持たせていた活物質の利用率の向上機能を導電助材
に持たせるのである。
が、このスチールファイバーとしては、線径が10〜150
μｍで、長さが0.5〜10mmのものが、活物質およびバイ
ンダーとの混練に際して、分散がよく、またファイバー
間の「からみ合い」も緻密になることから好ましい。そ
して、このスチールファイバーは使用にあたって、通
常、コスト面などの関係からニッケルメッキをしたの
ち、コバルトメッキされる。ただし、スチールファイバ
ー上に直接コバルトメッキしてもよい。上記のように導
電助材の基材としてスチールファイバーを用いるのは、
スチール（鉄）が安価で、かつ強度が大きいからであ
る。しかし、スチールファイバーは腐食するおそれがあ
るので、それを防止するために従来はニッケルメッキを
していたが、本発明ではそのニッケルメッキの一部また
は前部をコバルトメッキに置き換えて、従来コバルト粉
末に持たせていた活物質の利用率の向上機能を導電助材
に持たせるのである。
このように、本発明では電極材料中において大きな割合
を占める導電助材（通常、重量で電極材料中の10〜55重
量％、容量では５〜25容量％を占める）の基材としての
スチールファイバーの表面にコバルトメッキを施すの
で、従来のようにコバルト粉末を添加する場合に比べ
て、電極材料中でのコバルトの分散が良好になり、かつ
コバルトの表面積が増大し、それによって電極材料中に
添加するコバルト量が従来のコバルト粉末を添加してい
た場合に比べて少なくすることができ、その結果、活物
質の充填密度を高めることができて電気量密度の大きい
ニッケル電極が得られるようになる。なお、上記のよう
にスチールファイバーの表面にコバルトメッキをして
も、コバルトは電気伝導性が良好なので、導電助材とし
ての効果が損なわれることはない。そして、スチールフ
ァイバー量に施すメッキ量は、ピンホールのない均一な
メッキ層を得るには、通常、スチールファイバー重量の
10重量％以上、特に15重量％以上にするのが好ましい。
を占める導電助材（通常、重量で電極材料中の10〜55重
量％、容量では５〜25容量％を占める）の基材としての
スチールファイバーの表面にコバルトメッキを施すの
で、従来のようにコバルト粉末を添加する場合に比べ
て、電極材料中でのコバルトの分散が良好になり、かつ
コバルトの表面積が増大し、それによって電極材料中に
添加するコバルト量が従来のコバルト粉末を添加してい
た場合に比べて少なくすることができ、その結果、活物
質の充填密度を高めることができて電気量密度の大きい
ニッケル電極が得られるようになる。なお、上記のよう
にスチールファイバーの表面にコバルトメッキをして
も、コバルトは電気伝導性が良好なので、導電助材とし
ての効果が損なわれることはない。そして、スチールフ
ァイバー量に施すメッキ量は、ピンホールのない均一な
メッキ層を得るには、通常、スチールファイバー重量の
10重量％以上、特に15重量％以上にするのが好ましい。
バインダーには、例えばスルホン化したのち金属カルボ
ン酸塩で中和したエチレン−プロピレン−エチリデンノ
ルボルネルターポリマー（以下、スルホン化EPDMとい
う）、カルボキシメチルセルロース、ポリテトラフルオ
ロエチレンなどが用いられるが、特にスルホン化EPDMが
結着力が強いことから好ましい。そして、これらバイン
ダーの使用量は、通常、電極材料中の１〜10重量％にす
るのが好ましい。
ン酸塩で中和したエチレン−プロピレン−エチリデンノ
ルボルネルターポリマー（以下、スルホン化EPDMとい
う）、カルボキシメチルセルロース、ポリテトラフルオ
ロエチレンなどが用いられるが、特にスルホン化EPDMが
結着力が強いことから好ましい。そして、これらバイン
ダーの使用量は、通常、電極材料中の１〜10重量％にす
るのが好ましい。
ニッケル電極の作製は、活物質と、少なくとも最上層に
コバルトメッキしたスチールファイバーと、バインダー
液とを混練し、上記混練物を、通常、補強の目的で使用
されるエキスパンドメタル・パンチングメタルなどの金
属多孔体に塗布し、ロールなどで所定の厚みにしたの
ち、乾燥することによって行われる。
コバルトメッキしたスチールファイバーと、バインダー
液とを混練し、上記混練物を、通常、補強の目的で使用
されるエキスパンドメタル・パンチングメタルなどの金
属多孔体に塗布し、ロールなどで所定の厚みにしたの
ち、乾燥することによって行われる。
上記のようにして作製されたニッケル電極は、ニッケル
−カドミウム電池、ニッケル−亜鉛電池、ニッケル−水
素電池など、アルカリ電解液を用いる二次電池の正極と
して用いることができる。そして、ニッケル−カドミウ
ム電池の場合、カドミウム電極も、ニッケル電極同様
に、コバルトメッキされたスチールファイバーとバイン
ダーによって活物質を保持することにより作製してもよ
い。
−カドミウム電池、ニッケル−亜鉛電池、ニッケル−水
素電池など、アルカリ電解液を用いる二次電池の正極と
して用いることができる。そして、ニッケル−カドミウ
ム電池の場合、カドミウム電極も、ニッケル電極同様
に、コバルトメッキされたスチールファイバーとバイン
ダーによって活物質を保持することにより作製してもよ
い。
水酸化ニッケル45重量部と、導電助材として線径が10〜
150μｍの範囲にあり、その50重量％以上が25〜45μｍ
で、長さが0.1〜1mmの範囲にあり、その50重量％以上が
0.2mm以下であるスチールファイバーに、まずスチール
ファイバー重量に対して10重量％のニッケルメッキを施
し、次にスチールファイバー重量に対して５重量％のコ
バルトメッキを施したものを50重量部と、スルホン化EP
DM（本実施例のものはスルホン化率５モル％で、ステア
リン酸で中和したスルホン化EPDMである）1.5重量部を
あらかじめヘキサン14.1重量部とメチルアルコール0.9
重量部の混液（ヘキサンとメチルアルコールとの重量比
94:6）に溶解したバインダー液15.0重量部を混練し、こ
の0.8gを採取し、開孔率60％のエキスパンデッドニッケ
ル（大きさ15mm×15mm）に塗布した。その後、これを間
隙0.2mmのロール間に通して厚みを一定にした後、乾燥
してニッケル電極を作製した。この電極の理論電気量は
54.7mAhであった。このニッケル電極を30重量％水酸化
カリウム水溶液に24時間浸漬後、対極にカドミウム電極
を設置し、ニッケル電極を正極、カドミウム電極を負極
として、25mAの定電流で充放電を５回繰り返した。その
後、5mAで15時間充電した後、10mAで放電したとき53mAh
の放電電気量が得られた。活物質の利用率は約97％であ
った。その後、25mAhで１時間の充放電を繰り返し、そ
の100回目毎に5mAで15時間充電し、10mAで放電して活物
質の利用率を求めた。
150μｍの範囲にあり、その50重量％以上が25〜45μｍ
で、長さが0.1〜1mmの範囲にあり、その50重量％以上が
0.2mm以下であるスチールファイバーに、まずスチール
ファイバー重量に対して10重量％のニッケルメッキを施
し、次にスチールファイバー重量に対して５重量％のコ
バルトメッキを施したものを50重量部と、スルホン化EP
DM（本実施例のものはスルホン化率５モル％で、ステア
リン酸で中和したスルホン化EPDMである）1.5重量部を
あらかじめヘキサン14.1重量部とメチルアルコール0.9
重量部の混液（ヘキサンとメチルアルコールとの重量比
94:6）に溶解したバインダー液15.0重量部を混練し、こ
の0.8gを採取し、開孔率60％のエキスパンデッドニッケ
ル（大きさ15mm×15mm）に塗布した。その後、これを間
隙0.2mmのロール間に通して厚みを一定にした後、乾燥
してニッケル電極を作製した。この電極の理論電気量は
54.7mAhであった。このニッケル電極を30重量％水酸化
カリウム水溶液に24時間浸漬後、対極にカドミウム電極
を設置し、ニッケル電極を正極、カドミウム電極を負極
として、25mAの定電流で充放電を５回繰り返した。その
後、5mAで15時間充電した後、10mAで放電したとき53mAh
の放電電気量が得られた。活物質の利用率は約97％であ
った。その後、25mAhで１時間の充放電を繰り返し、そ
の100回目毎に5mAで15時間充電し、10mAで放電して活物
質の利用率を求めた。
比較のため、従来法にしたがい、上記実施例と同様のス
チールファイバーに、その重量の15重量％をニッケルメ
ッキした導電助材50重量部と、この導電助材とは別にコ
バルト粉末を５重量部添加し、他の活物質、バインダー
量を同一にして、同一寸法のニッケル電極を作製した。
このニッケル電極の理論電気量は48mAhであった。この
ニッケル電極を上記実施例と同様に30重量％水酸化カリ
ウム水溶液中に24時間浸漬後、対極にカドミウム極を設
置し、ニッケル電極を正極、カドミウム電極を負極とし
て、25mAhで１時間の充放電を繰り返し、その100回目毎
に5mAで15時間充電し、10mAで放電して活物質の利用率
を求めた。
チールファイバーに、その重量の15重量％をニッケルメ
ッキした導電助材50重量部と、この導電助材とは別にコ
バルト粉末を５重量部添加し、他の活物質、バインダー
量を同一にして、同一寸法のニッケル電極を作製した。
このニッケル電極の理論電気量は48mAhであった。この
ニッケル電極を上記実施例と同様に30重量％水酸化カリ
ウム水溶液中に24時間浸漬後、対極にカドミウム極を設
置し、ニッケル電極を正極、カドミウム電極を負極とし
て、25mAhで１時間の充放電を繰り返し、その100回目毎
に5mAで15時間充電し、10mAで放電して活物質の利用率
を求めた。
第１図に上記実施例の電池と従来法にしたがって作製し
たニッケル電極を正極に用いた電池の充放電に伴う活物
質の利用率の変化を示す。なお、第１図において、Ａは
本発明の実施例の電池、Ｂは従来電池であり、活物質の
利用率は電気量密度で表している。
たニッケル電極を正極に用いた電池の充放電に伴う活物
質の利用率の変化を示す。なお、第１図において、Ａは
本発明の実施例の電池、Ｂは従来電池であり、活物質の
利用率は電気量密度で表している。
第１図に示すように、本発明の実施例の電池Ａは、コバ
ルトの使用量が従来電池Ｂの約半分であるにもかかわら
ず、充放電に伴う活物質の利用率の変化が従来電池Ｂの
場合と同様に少なく、また、各充放電サイクル数におけ
る電気量密度が従来電池Ｂの場合より大きかった。
ルトの使用量が従来電池Ｂの約半分であるにもかかわら
ず、充放電に伴う活物質の利用率の変化が従来電池Ｂの
場合と同様に少なく、また、各充放電サイクル数におけ
る電気量密度が従来電池Ｂの場合より大きかった。
以上説明したように、本発明では導電助材としてスチー
ルファイバーにコバルトメッキしたものを用いることに
よって、導電助材に導電性向上と活物質の利用率向上の
２つの機能を持たせることによって、従来、充放電サイ
クルに対する活物質の利用率向上のために導電助材とは
別に添加していたコバルト粉末の添加を不要にし、それ
によって、ニッケル電極中における活物質の充填密度を
高め、ニッケル電極の電気量密度を大きくすることがで
きた。
ルファイバーにコバルトメッキしたものを用いることに
よって、導電助材に導電性向上と活物質の利用率向上の
２つの機能を持たせることによって、従来、充放電サイ
クルに対する活物質の利用率向上のために導電助材とは
別に添加していたコバルト粉末の添加を不要にし、それ
によって、ニッケル電極中における活物質の充填密度を
高め、ニッケル電極の電気量密度を大きくすることがで
きた。
第１図は本発明の実施例の電池と従来電池の充放電に伴
う活物質の利用率の変化を示す図である。 Ａ…本発明の実施例の電池、Ｂ…従来電池
う活物質の利用率の変化を示す図である。 Ａ…本発明の実施例の電池、Ｂ…従来電池
Claims (3)
- 【請求項１】ニッケル電極を正極に用いるアルカリ二次
電池において、正極はコバルトメッキされたスチールフ
ァイバーとバインダーとによって活物質が保持されて成
ることを特徴とするアルカリ二次電池。 - 【請求項２】スチールファイバーは線径が10〜150μ
ｍ、長さが0.5〜10mmの範囲にあることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載のアルカリ二次電池。 - 【請求項３】バインダーが、スルホン化したのち金属カ
ルボン酸塩で中和したエチレン−プロピレン−エチリデ
ンノルボルネルターポリマーであることを特徴とする特
許請求の範囲第１項または第２項記載のアルカリ二次電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61018847A JPH0680586B2 (ja) | 1986-01-29 | 1986-01-29 | アルカリ二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61018847A JPH0680586B2 (ja) | 1986-01-29 | 1986-01-29 | アルカリ二次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62176058A JPS62176058A (ja) | 1987-08-01 |
| JPH0680586B2 true JPH0680586B2 (ja) | 1994-10-12 |
Family
ID=11982944
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61018847A Expired - Lifetime JPH0680586B2 (ja) | 1986-01-29 | 1986-01-29 | アルカリ二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0680586B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2941299B2 (ja) * | 1989-03-08 | 1999-08-25 | 東海興業株式会社 | 車両用モールディングとその製造法 |
| US5139830A (en) * | 1990-06-20 | 1992-08-18 | Creative Extruded Products, Inc. | Decorative molding |
-
1986
- 1986-01-29 JP JP61018847A patent/JPH0680586B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62176058A (ja) | 1987-08-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1084110A (en) | Zinc electrodes and methods of making same | |
| US4415636A (en) | Secondary batteries having a zinc negative electrode | |
| GB2027260A (en) | Zinc electrodes | |
| JP3387158B2 (ja) | 亜鉛極板 | |
| US4022953A (en) | Zinc electrodes for secondary batteries | |
| JPH0680586B2 (ja) | アルカリ二次電池 | |
| US8062790B2 (en) | Plasticized electrode for an alkaline battery | |
| JP3253476B2 (ja) | アルカリ蓄電池用非焼結式ニッケル極 | |
| JPS634561A (ja) | ペ−スト式ニツケル正極 | |
| US20040219427A1 (en) | Non-sintered electrode for an electrochemical generator with an alkaline electrolyte | |
| JP3454641B2 (ja) | アルカリ蓄電池用カドミウム負極およびその製造方法 | |
| JP3397216B2 (ja) | ニッケル極板とその製造方法およびこれを用いたアルカリ蓄電池 | |
| JP3272151B2 (ja) | アルカリ蓄電池用非焼結式ニッケル極及びその製造方法 | |
| JPH044560A (ja) | アルカリ蓄電池用ニッケル極及びその製法 | |
| JPH07169466A (ja) | アルカリ二次電池 | |
| JPS5832363A (ja) | アルカリ蓄電池用カドミウム負極の製造法 | |
| JP2646136B2 (ja) | アルカリ蓄電池用ニッケル電極 | |
| JP2001043891A (ja) | 密閉型アルカリ蓄電池 | |
| JPH0217910B2 (ja) | ||
| JP2004179119A (ja) | アルカリ蓄電池用正極板の製造方法 | |
| JPH1021909A (ja) | アルカリ蓄電池用非焼結式ニッケル極 | |
| JPH10188990A (ja) | アルカリ蓄電池用正極の導電剤およびこの導電剤を用いたアルカリ蓄電池用水酸化ニッケル電極 | |
| JPS63170853A (ja) | ペ−スト式ニツケル正極 | |
| JPH10255781A (ja) | アルカリ蓄電池の製造方法 | |
| JP2001202953A (ja) | ペ−スト式ニッケル電極の製造方法 |