JPH10188990A - 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 - Google Patents
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Info
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- JPH10188990A JPH10188990A JP8346343A JP34634396A JPH10188990A JP H10188990 A JPH10188990 A JP H10188990A JP 8346343 A JP8346343 A JP 8346343A JP 34634396 A JP34634396 A JP 34634396A JP H10188990 A JPH10188990 A JP H10188990A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 正極活物質の含有量を減少させることなく正
極活物質間の導電性を向上させる導電剤を得る。 【解決手段】 導電剤として電解液への溶解性が高い金
属コバルト粉末、即ち、Ｘ線回析強度Ｉ（面間隔ｄ＝
１．９１０）をメインピークに持つ六方最密充填構造と
Ｘ線回析強度Ｉ0（面間隔ｄ＝２．０４６７）をメイン
ピークに持つ立方最密充填構造との混合体からなり、こ
の混合体のピークＸ線回析強度比Ｉ／Ｉ0を０．７以上
とした金属コバルト粉末を用いる。ピークＸ線回析強度
比Ｉ／Ｉ0を０．７以上とした金属コバルト粉末を用い
る図１に示すように電極内の導電性が良好に保たれるよ
うになるため、エネルギー密度を低下させることなく活
物質粒子間の導電性を向上させることが可能になる。
極活物質間の導電性を向上させる導電剤を得る。 【解決手段】 導電剤として電解液への溶解性が高い金
属コバルト粉末、即ち、Ｘ線回析強度Ｉ（面間隔ｄ＝
１．９１０）をメインピークに持つ六方最密充填構造と
Ｘ線回析強度Ｉ0（面間隔ｄ＝２．０４６７）をメイン
ピークに持つ立方最密充填構造との混合体からなり、こ
の混合体のピークＸ線回析強度比Ｉ／Ｉ0を０．７以上
とした金属コバルト粉末を用いる。ピークＸ線回析強度
比Ｉ／Ｉ0を０．７以上とした金属コバルト粉末を用い
る図１に示すように電極内の導電性が良好に保たれるよ
うになるため、エネルギー密度を低下させることなく活
物質粒子間の導電性を向上させることが可能になる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はニッケル・水素蓄電
池、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・亜鉛蓄電
池などのアルカリ蓄電池の正極を構成する水酸化ニッケ
ル電極の導電剤の改良に係わり、特に、その導電剤とし
て用いる金属コバルト粉末およびこの金属コバルト粉末
を導電剤として用いた水酸化ニッケル電極に関するもの
である。
池、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・亜鉛蓄電
池などのアルカリ蓄電池の正極を構成する水酸化ニッケ
ル電極の導電剤の改良に係わり、特に、その導電剤とし
て用いる金属コバルト粉末およびこの金属コバルト粉末
を導電剤として用いた水酸化ニッケル電極に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来、アルカリ蓄電池に使用される正極
活物質としては水酸化ニッケルが知られている。水酸化
ニッケルを正極活物質とするニッケル電極は、ニッケル
・カドミウム蓄電池を中心にして、ニッケル・水素蓄電
池、ニッケル・亜鉛蓄電池などに広く採用されている。
このニッケル電極としては、パンチングメタル等の芯体
にニッケル粉末を焼結して形成した多孔性基板に水酸化
ニッケルよりなる活物質を含浸させる、いわゆる焼結式
ニッケル電極が知られている。
活物質としては水酸化ニッケルが知られている。水酸化
ニッケルを正極活物質とするニッケル電極は、ニッケル
・カドミウム蓄電池を中心にして、ニッケル・水素蓄電
池、ニッケル・亜鉛蓄電池などに広く採用されている。
このニッケル電極としては、パンチングメタル等の芯体
にニッケル粉末を焼結して形成した多孔性基板に水酸化
ニッケルよりなる活物質を含浸させる、いわゆる焼結式
ニッケル電極が知られている。
【０００３】しかしながら、上記した焼結式ニッケル電
極は、多孔性基板（焼結基板）を高多孔度とした場合に
は機械的強度が弱くなるため、実用的には８０％の多孔
度とするのが限界であるとともにパンチングメタル等の
芯体を必要とすることから、活物質の充填密度が低く、
高エネルギー密度のニッケル電極を実現する上で問題が
ある。また、焼結基板の細孔は１０μｍ以下であるの
で、活物質の充填工程を何度も繰り返す必要がある溶液
含浸法や電着含浸法に限定されるため、充填工程が煩雑
であるとともに製造コストも高くなるという問題があ
る。
極は、多孔性基板（焼結基板）を高多孔度とした場合に
は機械的強度が弱くなるため、実用的には８０％の多孔
度とするのが限界であるとともにパンチングメタル等の
芯体を必要とすることから、活物質の充填密度が低く、
高エネルギー密度のニッケル電極を実現する上で問題が
ある。また、焼結基板の細孔は１０μｍ以下であるの
で、活物質の充填工程を何度も繰り返す必要がある溶液
含浸法や電着含浸法に限定されるため、充填工程が煩雑
であるとともに製造コストも高くなるという問題があ
る。
【０００４】一方、これらの欠点を改良するために、芯
体を有さない多孔性の発泡ニッケル（例えば、その多孔
度は９５％程度である）等の高多孔度基板に正極活物質
となる水酸化ニッケル粉末を直接充填した、いわゆる非
焼結式ニッケル電極が提案されている。この高多孔度基
板を用いた非焼結式ニッケル電極においては、高多孔度
基板の孔径が大きいために、充填された正極活物質の一
部は高多孔度基板に直接接触できないこととなる。
体を有さない多孔性の発泡ニッケル（例えば、その多孔
度は９５％程度である）等の高多孔度基板に正極活物質
となる水酸化ニッケル粉末を直接充填した、いわゆる非
焼結式ニッケル電極が提案されている。この高多孔度基
板を用いた非焼結式ニッケル電極においては、高多孔度
基板の孔径が大きいために、充填された正極活物質の一
部は高多孔度基板に直接接触できないこととなる。
【０００５】つまり、高多孔度基板を用いた非焼結式ニ
ッケル電極は、焼結式電極に比べて高密度に正極活物質
が充填可能であるので、高エネルギー密度化や正極活物
質の充填作業性の向上の面で有利である反面、活物質と
高多孔度基板との相対的な接触面積が小さくなるため、
電極反応に寄与できない正極活物質の割合が増加して、
活物質利用率が減少するという欠点がある。
ッケル電極は、焼結式電極に比べて高密度に正極活物質
が充填可能であるので、高エネルギー密度化や正極活物
質の充填作業性の向上の面で有利である反面、活物質と
高多孔度基板との相対的な接触面積が小さくなるため、
電極反応に寄与できない正極活物質の割合が増加して、
活物質利用率が減少するという欠点がある。
【０００６】この欠点を克服するために、例えば、特開
昭５３−４１４４９号公報においては、正極活物質に導
電性粉末やコバルト化合物粉末を添加することが提案さ
れ、特開昭５９−１８５７２号公報においては、金属ニ
ッケル粉末（導電性粉末）の表面に金属コバルト層を形
成させることが提案され、特開平１−１０７４５３号公
報においては、金属ニッケル粉末（導電性粉末）の表面
にコバルトとニッケルからなる酸化物層を形成すること
が提案された。
昭５３−４１４４９号公報においては、正極活物質に導
電性粉末やコバルト化合物粉末を添加することが提案さ
れ、特開昭５９−１８５７２号公報においては、金属ニ
ッケル粉末（導電性粉末）の表面に金属コバルト層を形
成させることが提案され、特開平１−１０７４５３号公
報においては、金属ニッケル粉末（導電性粉末）の表面
にコバルトとニッケルからなる酸化物層を形成すること
が提案された。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た各公報にて提案された水酸化ニッケル電極において
は、正極活物質粒子間の導電性が高まるため、活物質利
用率が向上する反面、十分に活物質利用率を高めるため
には正極活物質となる水酸化ニッケルに対してかなりの
量の導電性粉末を添加する必要がある。ところで、導電
性粉末の添加量を増やすと、添加量を増やした分だけ電
極反応に寄与する正極活物質となる水酸化ニッケルの含
有量を減少させる必要があるため、正極活物質のエネル
ギー密度が十分に増加しないという問題を生じる。そこ
で、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、
正極活物質の含有量を減少させることなく正極活物質間
の導電性を向上させる導電剤を得るとともに活物質利用
率が向上した水酸化ニッケル正極を得ることにある。
た各公報にて提案された水酸化ニッケル電極において
は、正極活物質粒子間の導電性が高まるため、活物質利
用率が向上する反面、十分に活物質利用率を高めるため
には正極活物質となる水酸化ニッケルに対してかなりの
量の導電性粉末を添加する必要がある。ところで、導電
性粉末の添加量を増やすと、添加量を増やした分だけ電
極反応に寄与する正極活物質となる水酸化ニッケルの含
有量を減少させる必要があるため、正極活物質のエネル
ギー密度が十分に増加しないという問題を生じる。そこ
で、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、
正極活物質の含有量を減少させることなく正極活物質間
の導電性を向上させる導電剤を得るとともに活物質利用
率が向上した水酸化ニッケル正極を得ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明はアルカリ蓄電池の正極活物質中に添加する導電剤
であって、上記課題を解決するために、請求項１に記載
の発明においては、導電剤として電解液への溶解性が高
い金属コバルト粉末を用いたことにある。電解液への溶
解性が高い金属コバルト粉末を導電剤として用いると、
金属コバルト粉末は電池内でアルカリ電解液に溶解し、
活物質粒子間を接続する。この状態で充電することによ
り、オキシ水酸化コバルト（ＣｏＯＯＨ）が活物質粒子
の表面に析出して導電性ネットワークが形成される。活
物質粒子の表面に析出するオキシ水酸化コバルト（Ｃｏ
ＯＯＨ）は高い導電度を有するとともに、ほとんど還元
されないため、充放電を繰り返しても高い導電度を保持
している。したがって、導電剤として電解液への溶解性
が高い金属コバルト粉末を用いると、電極内の導電性が
良好に保たれるようになるため、エネルギー密度を低下
させることなく活物質粒子間の導電性を向上させること
が可能になる。
発明はアルカリ蓄電池の正極活物質中に添加する導電剤
であって、上記課題を解決するために、請求項１に記載
の発明においては、導電剤として電解液への溶解性が高
い金属コバルト粉末を用いたことにある。電解液への溶
解性が高い金属コバルト粉末を導電剤として用いると、
金属コバルト粉末は電池内でアルカリ電解液に溶解し、
活物質粒子間を接続する。この状態で充電することによ
り、オキシ水酸化コバルト（ＣｏＯＯＨ）が活物質粒子
の表面に析出して導電性ネットワークが形成される。活
物質粒子の表面に析出するオキシ水酸化コバルト（Ｃｏ
ＯＯＨ）は高い導電度を有するとともに、ほとんど還元
されないため、充放電を繰り返しても高い導電度を保持
している。したがって、導電剤として電解液への溶解性
が高い金属コバルト粉末を用いると、電極内の導電性が
良好に保たれるようになるため、エネルギー密度を低下
させることなく活物質粒子間の導電性を向上させること
が可能になる。
【０００９】請求項２に記載の発明においては、電解液
への溶解性が高い金属コバルト粉末はＸ線回析強度Ｉ
（面間隔ｄ＝１．９１０）をメインピークに持つ六方最
密充填構造とＸ線回析強度Ｉ0（面間隔ｄ＝２．０４６
７）をメインピークに持つ立方最密充填構造との混合体
からなり、かつ、この混合体のピークＸ線回析強度比Ｉ
／Ｉ0を０．７以上としたことにある。
への溶解性が高い金属コバルト粉末はＸ線回析強度Ｉ
（面間隔ｄ＝１．９１０）をメインピークに持つ六方最
密充填構造とＸ線回析強度Ｉ0（面間隔ｄ＝２．０４６
７）をメインピークに持つ立方最密充填構造との混合体
からなり、かつ、この混合体のピークＸ線回析強度比Ｉ
／Ｉ0を０．７以上としたことにある。
【００１０】このような六方最密充填構造と立方最密充
填構造との混合体のピークＸ線回析強度比Ｉ／Ｉ0が
０．７以上の金属コバルト粉末はアルカリ電解液への溶
解性が高いため、正極活物質粒子の表面に析出して導電
性ネットワークが形成される。したがって、このような
金属コバルト粉末を導電剤として用いると、電極内の導
電性が良好に保たれ、エネルギー密度を低下させること
なく活物質粒子間の導電性を向上させることが可能にな
る。
填構造との混合体のピークＸ線回析強度比Ｉ／Ｉ0が
０．７以上の金属コバルト粉末はアルカリ電解液への溶
解性が高いため、正極活物質粒子の表面に析出して導電
性ネットワークが形成される。したがって、このような
金属コバルト粉末を導電剤として用いると、電極内の導
電性が良好に保たれ、エネルギー密度を低下させること
なく活物質粒子間の導電性を向上させることが可能にな
る。
【００１１】また、本発明は正極活物質中に導電剤とし
て金属コバルト粉末を添加したアルカリ蓄電池用水酸化
ニッケル電極であって、上記課題を解決するために、請
求項３に記載の発明においては、水酸化ニッケルを主成
分とする粉末に電解液への溶解性が高い金属コバルト粉
末を添加混合したペーストを活物質保持体に担持させた
ことにある。
て金属コバルト粉末を添加したアルカリ蓄電池用水酸化
ニッケル電極であって、上記課題を解決するために、請
求項３に記載の発明においては、水酸化ニッケルを主成
分とする粉末に電解液への溶解性が高い金属コバルト粉
末を添加混合したペーストを活物質保持体に担持させた
ことにある。
【００１２】このように、電解液への溶解性が高い金属
コバルト粉末を水酸化ニッケルを主成分とする粉末に添
加すると、金属コバルト粉末は電池内でアルカリ電解液
に溶解して活物質の水酸化ニッケル粒子間を接続する。
この状態で充電することにより、オキシ水酸化コバルト
（ＣｏＯＯＨ）が活物質の水酸化ニッケル粒子の表面に
析出して導電性ネットワークが形成される。水酸化ニッ
ケル粒子の表面に析出するオキシ水酸化コバルト（Ｃｏ
ＯＯＨ）は高い導電度を有するとともに、ほとんど還元
されないため、充放電を繰り返しても高い導電度を保持
している。したがって、導電剤として電解液への溶解性
が高い金属コバルト粉末を用いると、電極内の導電性が
良好に保たれ、活物質利用率を増大させる作用を奏する
ため、活物質利用率がより向上した水酸化ニッケル電極
が容易に得られるようになる。
コバルト粉末を水酸化ニッケルを主成分とする粉末に添
加すると、金属コバルト粉末は電池内でアルカリ電解液
に溶解して活物質の水酸化ニッケル粒子間を接続する。
この状態で充電することにより、オキシ水酸化コバルト
（ＣｏＯＯＨ）が活物質の水酸化ニッケル粒子の表面に
析出して導電性ネットワークが形成される。水酸化ニッ
ケル粒子の表面に析出するオキシ水酸化コバルト（Ｃｏ
ＯＯＨ）は高い導電度を有するとともに、ほとんど還元
されないため、充放電を繰り返しても高い導電度を保持
している。したがって、導電剤として電解液への溶解性
が高い金属コバルト粉末を用いると、電極内の導電性が
良好に保たれ、活物質利用率を増大させる作用を奏する
ため、活物質利用率がより向上した水酸化ニッケル電極
が容易に得られるようになる。
【００１３】請求項４に記載の発明においては、電解液
への溶解性が高い金属コバルト粉末はＸ線回析強度Ｉ
（面間隔ｄ＝１．９１０）をメインピークに持つ六方最
密充填構造とＸ線回析強度Ｉ0（面間隔ｄ＝２．０４６
７）をメインピークに持つ立方最密充填構造との混合体
からなり、かつ、この混合体のピークＸ線回析強度比Ｉ
／Ｉ0を０．７以上としたことにある。
への溶解性が高い金属コバルト粉末はＸ線回析強度Ｉ
（面間隔ｄ＝１．９１０）をメインピークに持つ六方最
密充填構造とＸ線回析強度Ｉ0（面間隔ｄ＝２．０４６
７）をメインピークに持つ立方最密充填構造との混合体
からなり、かつ、この混合体のピークＸ線回析強度比Ｉ
／Ｉ0を０．７以上としたことにある。
【００１４】このような六方最密充填構造と立方最密充
填構造との混合体のピークＸ線回析強度比Ｉ／Ｉ0が
０．７以上の金属コバルト粉末はアルカリ電解液への溶
解性が高いため、正極活物質の水酸化ニッケル粒子の表
面に析出して導電性ネットワークが形成される。したが
って、このような金属コバルト粉末を導電剤として用い
ると、電極内の導電性が良好に保たれ、活物質利用率を
増大させることとなる。
填構造との混合体のピークＸ線回析強度比Ｉ／Ｉ0が
０．７以上の金属コバルト粉末はアルカリ電解液への溶
解性が高いため、正極活物質の水酸化ニッケル粒子の表
面に析出して導電性ネットワークが形成される。したが
って、このような金属コバルト粉末を導電剤として用い
ると、電極内の導電性が良好に保たれ、活物質利用率を
増大させることとなる。
【００１５】
ａ．金属コバルト粉末の選択 対陰極としてＣｕＫαを用い、３０ＫＶの管電圧を印加
して１２．５ｍＡの管電流を流すＸ線回析条件にて、Ｘ
線回析強度Ｉ（面間隔ｄ＝１．９１０）をメインピーク
に持つ六方最密充填構造とＸ線回析強度Ｉ0（面間隔ｄ
＝２．０４６７）をメインピークに持つ立方最密充填構
造との混合体からなる金属コバルト粉末のＸ線回析測定
を行い、ピークＸ線回析強度比Ｉ／Ｉ0を求めて実施例
１、実施例２、実施例３および比較例１、比較例２の金
属コバルト粉末とする。
して１２．５ｍＡの管電流を流すＸ線回析条件にて、Ｘ
線回析強度Ｉ（面間隔ｄ＝１．９１０）をメインピーク
に持つ六方最密充填構造とＸ線回析強度Ｉ0（面間隔ｄ
＝２．０４６７）をメインピークに持つ立方最密充填構
造との混合体からなる金属コバルト粉末のＸ線回析測定
を行い、ピークＸ線回析強度比Ｉ／Ｉ0を求めて実施例
１、実施例２、実施例３および比較例１、比較例２の金
属コバルト粉末とする。
【００１６】実施例１ 上記したＸ線回析条件にて測定したピークＸ線回析強度
比Ｉ（ｄ＝１．９１０）／Ｉ0（ｄ＝２．０４６７）が
０．７の金属コバルト粉末を実施例１の金属コバルト粉
末とする。
比Ｉ（ｄ＝１．９１０）／Ｉ0（ｄ＝２．０４６７）が
０．７の金属コバルト粉末を実施例１の金属コバルト粉
末とする。
【００１７】実施例２ 上記したＸ線回析条件にて測定したピークＸ線回析強度
比Ｉ（ｄ＝１．９１０）／Ｉ0（ｄ＝２．０４６７）が
１．０の金属コバルト粉末を実施例２の金属コバルト粉
末とする。
比Ｉ（ｄ＝１．９１０）／Ｉ0（ｄ＝２．０４６７）が
１．０の金属コバルト粉末を実施例２の金属コバルト粉
末とする。
【００１８】実施例３ 上記したＸ線回析条件にて測定したピークＸ線回析強度
比Ｉ（ｄ＝１．９１０）／Ｉ0（ｄ＝２．０４６７）が
１．５の金属コバルト粉末を実施例３の金属コバルト粉
末とする。
比Ｉ（ｄ＝１．９１０）／Ｉ0（ｄ＝２．０４６７）が
１．５の金属コバルト粉末を実施例３の金属コバルト粉
末とする。
【００１９】比較例１ 上記したＸ線回析条件にて測定したピークＸ線回析強度
比Ｉ（ｄ＝１．９１０）／Ｉ0（ｄ＝２．０４６７）が
０．３の金属コバルト粉末を比較例１の金属コバルト粉
末とする。
比Ｉ（ｄ＝１．９１０）／Ｉ0（ｄ＝２．０４６７）が
０．３の金属コバルト粉末を比較例１の金属コバルト粉
末とする。
【００２０】比較例２ 上記したＸ線回析条件にて測定したピークＸ線回析強度
比Ｉ（ｄ＝１．９１０）／Ｉ0（ｄ＝２．０４６７）が
０．５の金属コバルト粉末を比較例２の金属コバルト粉
末とする。
比Ｉ（ｄ＝１．９１０）／Ｉ0（ｄ＝２．０４６７）が
０．５の金属コバルト粉末を比較例２の金属コバルト粉
末とする。
【００２１】なお、通常の金属コバルト粉末はピークＸ
線回析強度比Ｉ（ｄ＝１．９１０）／Ｉ0（ｄ＝２．０
４６７）が０．３〜０．５程度であり、比較例１，２の
金属コバルト粉末は通常に用いられる金属コバルト粉末
である。
線回析強度比Ｉ（ｄ＝１．９１０）／Ｉ0（ｄ＝２．０
４６７）が０．３〜０．５程度であり、比較例１，２の
金属コバルト粉末は通常に用いられる金属コバルト粉末
である。
【００２２】ｂ．水酸化ニッケル活物質の作製 水酸化ナトリウム水溶液とアンモニア水との第１混合溶
液に硝酸ニッケル水溶液を加えて撹拌、混合して第２混
合溶液とする。この後、得られた第２混合溶液を濾過し
た後、水洗し、乾燥を行って、水酸化ニッケルを得る。
この場合、第２混合溶液全体のｐＨが１１となるように
硝酸ニッケル水溶液、水酸化ナトリウム水溶液およびア
ンモニア水の添加量を調整する必要がある。
液に硝酸ニッケル水溶液を加えて撹拌、混合して第２混
合溶液とする。この後、得られた第２混合溶液を濾過し
た後、水洗し、乾燥を行って、水酸化ニッケルを得る。
この場合、第２混合溶液全体のｐＨが１１となるように
硝酸ニッケル水溶液、水酸化ナトリウム水溶液およびア
ンモニア水の添加量を調整する必要がある。
【００２３】ｃ．水酸化ニッケル電極の作製 実施例１ 上述したように作製した水酸化ニッケル９０重量部と実
施例１の金属コバルト粉末１０重量部と純水を混合、混
練してペーストを作製する。このようにして作製したペ
ーストをニッケルメッキした発泡メタルからなる導電性
多孔体に充填し、乾燥して実施例１の水酸化ニッケル電
極を作製する。
施例１の金属コバルト粉末１０重量部と純水を混合、混
練してペーストを作製する。このようにして作製したペ
ーストをニッケルメッキした発泡メタルからなる導電性
多孔体に充填し、乾燥して実施例１の水酸化ニッケル電
極を作製する。
【００２４】実施例２ 上述したように作製した水酸化ニッケル９０重量部と実
施例２の金属コバルト粉末１０重量部と純水を混合、混
練してペーストを作製する。このようにして作製したペ
ーストをニッケルメッキした発泡メタルからなる導電性
多孔体に充填し、乾燥して実施例２の水酸化ニッケル電
極を作製する。
施例２の金属コバルト粉末１０重量部と純水を混合、混
練してペーストを作製する。このようにして作製したペ
ーストをニッケルメッキした発泡メタルからなる導電性
多孔体に充填し、乾燥して実施例２の水酸化ニッケル電
極を作製する。
【００２５】実施例３ 上述したように作製した水酸化ニッケル９０重量部と実
施例３の金属コバルト粉末１０重量部と純水を混合、混
練してペーストを作製する。このようにして作製したペ
ーストをニッケルメッキした発泡メタルからなる導電性
多孔体に充填し、乾燥して実施例３の水酸化ニッケル電
極を作製する。
施例３の金属コバルト粉末１０重量部と純水を混合、混
練してペーストを作製する。このようにして作製したペ
ーストをニッケルメッキした発泡メタルからなる導電性
多孔体に充填し、乾燥して実施例３の水酸化ニッケル電
極を作製する。
【００２６】比較例１ 上述したように作製した水酸化ニッケル９０重量部と比
較例１の金属コバルト粉末１０重量部と純水を混合、混
練してペーストを作製する。このようにして作製したペ
ーストをニッケルメッキした発泡メタルからなる導電性
多孔体に充填し、乾燥して比較例１の水酸化ニッケル電
極を作製する。
較例１の金属コバルト粉末１０重量部と純水を混合、混
練してペーストを作製する。このようにして作製したペ
ーストをニッケルメッキした発泡メタルからなる導電性
多孔体に充填し、乾燥して比較例１の水酸化ニッケル電
極を作製する。
【００２７】比較例２ 上述したように作製した水酸化ニッケル９０重量部と比
較例２の金属コバルト粉末１０重量部と純水を混合、混
練してペーストを作製する。このようにして作製したペ
ーストをニッケルメッキした発泡メタルからなる導電性
多孔体に充填し、乾燥して比較例２の水酸化ニッケル電
極を作製する。
較例２の金属コバルト粉末１０重量部と純水を混合、混
練してペーストを作製する。このようにして作製したペ
ーストをニッケルメッキした発泡メタルからなる導電性
多孔体に充填し、乾燥して比較例２の水酸化ニッケル電
極を作製する。
【００２８】ｄ．ニッケル・カドミウム蓄電池の作成 実施例１ このようにして作成した実施例１の水酸化ニッケル電極
と、公知の非焼結式カドミウム電極とをナイロン製セパ
レータを介して渦巻状に巻回して電池缶に挿入し、比重
１．２３の水酸化カリウム水溶液を注液してＡサイズの
実施例１のニッケル・カドミウム蓄電池を作製する。
と、公知の非焼結式カドミウム電極とをナイロン製セパ
レータを介して渦巻状に巻回して電池缶に挿入し、比重
１．２３の水酸化カリウム水溶液を注液してＡサイズの
実施例１のニッケル・カドミウム蓄電池を作製する。
【００２９】実施例２ このようにして作成した実施例２の水酸化ニッケル電極
と、公知の非焼結式カドミウム電極とをナイロン製セパ
レータを介して渦巻状に巻回して電池缶に挿入し、比重
１．２３の水酸化カリウム水溶液を注液してＡサイズの
実施例２のニッケル・カドミウム蓄電池を作製する。
と、公知の非焼結式カドミウム電極とをナイロン製セパ
レータを介して渦巻状に巻回して電池缶に挿入し、比重
１．２３の水酸化カリウム水溶液を注液してＡサイズの
実施例２のニッケル・カドミウム蓄電池を作製する。
【００３０】実施例３ このようにして作成した実施例３の水酸化ニッケル電極
と、公知の非焼結式カドミウム電極とをナイロン製セパ
レータを介して渦巻状に巻回して電池缶に挿入し、比重
１．２３の水酸化カリウム水溶液を注液してＡサイズの
実施例３のニッケル・カドミウム蓄電池を作製する。
と、公知の非焼結式カドミウム電極とをナイロン製セパ
レータを介して渦巻状に巻回して電池缶に挿入し、比重
１．２３の水酸化カリウム水溶液を注液してＡサイズの
実施例３のニッケル・カドミウム蓄電池を作製する。
【００３１】比較例１ このようにして作成した比較例１の水酸化ニッケル電極
と、公知の非焼結式カドミウム電極とをナイロン製セパ
レータを介して渦巻状に巻回して電池缶に挿入し、比重
１．２３の水酸化カリウム水溶液を注液してＡサイズの
比較例１のニッケル・カドミウム蓄電池を作製する。
と、公知の非焼結式カドミウム電極とをナイロン製セパ
レータを介して渦巻状に巻回して電池缶に挿入し、比重
１．２３の水酸化カリウム水溶液を注液してＡサイズの
比較例１のニッケル・カドミウム蓄電池を作製する。
【００３２】比較例２ このようにして作成した比較例２の水酸化ニッケル電極
と、公知の非焼結式カドミウム電極とをナイロン製セパ
レータを介して渦巻状に巻回して電池缶に挿入し、比重
１．２３の水酸化カリウム水溶液を注液してＡサイズの
比較例２のニッケル・カドミウム蓄電池を作製する。
と、公知の非焼結式カドミウム電極とをナイロン製セパ
レータを介して渦巻状に巻回して電池缶に挿入し、比重
１．２３の水酸化カリウム水溶液を注液してＡサイズの
比較例２のニッケル・カドミウム蓄電池を作製する。
【００３３】ｅ．電池試験 これらの実施例１〜３および比較例１〜２のニッケル・
カドミウム蓄電池を電極の理論容量に対し０．１Ｃの電
流で１６時間充電し、１時間休止した後、０．２Ｃの電
流で放電させて、終止電圧が０．６Ｖになるまでの時間
を測定して各ニッケル・カドミウム蓄電池の放電容量を
求める。このようにして求めた放電容量から以下の数１
の算出式に基づいて各ニッケル・カドミウム蓄電池のエ
ネルギー密度を算出すると以下の表１に示すような結果
となった。
カドミウム蓄電池を電極の理論容量に対し０．１Ｃの電
流で１６時間充電し、１時間休止した後、０．２Ｃの電
流で放電させて、終止電圧が０．６Ｖになるまでの時間
を測定して各ニッケル・カドミウム蓄電池の放電容量を
求める。このようにして求めた放電容量から以下の数１
の算出式に基づいて各ニッケル・カドミウム蓄電池のエ
ネルギー密度を算出すると以下の表１に示すような結果
となった。
【００３４】
【数１】エネルギー密度（ｍＡｈ／ｇ）＝放電容量（ｍ
Ａｈ）／活物質重量（ｇ） なお、表１においては、数１に基づいて算出した比較例
１のニッケル・カドミウム蓄電池を１００とし、他のニ
ッケル・カドミウム蓄電池は比較例１のニッケル・カド
ミウム蓄電池に対するエネルギー密度比（％）として求
めた。
Ａｈ）／活物質重量（ｇ） なお、表１においては、数１に基づいて算出した比較例
１のニッケル・カドミウム蓄電池を１００とし、他のニ
ッケル・カドミウム蓄電池は比較例１のニッケル・カド
ミウム蓄電池に対するエネルギー密度比（％）として求
めた。
【００３５】
【表１】
【００３６】上記表１の結果をグラフに示すと図１に示
すようになる。図１より明らかなように、金属コバルト
のピークＸ線回析強度比Ｉ／Ｉ0が０．７以上になると
急激にエネルギー密度比が上昇することが分かる。
すようになる。図１より明らかなように、金属コバルト
のピークＸ線回析強度比Ｉ／Ｉ0が０．７以上になると
急激にエネルギー密度比が上昇することが分かる。
【００３７】この理由は次のように考えることができ
る。即ち、金属コバルト粉末の結晶形態のうち、Ｘ線回
析強度Ｉ（面間隔ｄ＝１．９１０）をメインピークに持
つ六方最密充填構造の割合が増大するとアルカリ電解液
中への溶解性が向上するためと考えられる。金属コバル
ト粉末が電池内でアルカリ電解液に溶解すると、活物質
の水酸化ニッケル粒子間を接続する。この状態で充電す
ることにより、オキシ水酸化コバルト（ＣｏＯＯＨ）が
活物質の水酸化ニッケル粒子の表面に析出して導電性ネ
ットワークが形成される。水酸化ニッケル粒子の表面に
析出するオキシ水酸化コバルト（ＣｏＯＯＨ）は高い導
電度を有するとともに、ほとんど還元されないため、充
放電を繰り返しても高い導電度を保持している。
る。即ち、金属コバルト粉末の結晶形態のうち、Ｘ線回
析強度Ｉ（面間隔ｄ＝１．９１０）をメインピークに持
つ六方最密充填構造の割合が増大するとアルカリ電解液
中への溶解性が向上するためと考えられる。金属コバル
ト粉末が電池内でアルカリ電解液に溶解すると、活物質
の水酸化ニッケル粒子間を接続する。この状態で充電す
ることにより、オキシ水酸化コバルト（ＣｏＯＯＨ）が
活物質の水酸化ニッケル粒子の表面に析出して導電性ネ
ットワークが形成される。水酸化ニッケル粒子の表面に
析出するオキシ水酸化コバルト（ＣｏＯＯＨ）は高い導
電度を有するとともに、ほとんど還元されないため、充
放電を繰り返しても高い導電度を保持している。
【００３８】したがって、導電剤としてＸ線回析強度Ｉ
（面間隔ｄ＝１．９１０）をメインピークに持つ六方最
密充填構造の割合が増大した金属コバルト粉末を用いる
と、この金属コバルト粉末はアルカリ電解液への溶解性
が高いため、水酸化ニッケル粒子間に導電性ネットワー
クが形成されて電極内の導電性が良好に保たれ、活物質
利用率を増大させる作用を奏することとなる。その結
果、このような金属コバルト粉末をアルカリ蓄電池用水
酸化ニッケル電極の導電剤として用いることにより、高
容量の水酸化ニッケル電極が得られ、高容量のアルカリ
蓄電池を提供できるようになる。
（面間隔ｄ＝１．９１０）をメインピークに持つ六方最
密充填構造の割合が増大した金属コバルト粉末を用いる
と、この金属コバルト粉末はアルカリ電解液への溶解性
が高いため、水酸化ニッケル粒子間に導電性ネットワー
クが形成されて電極内の導電性が良好に保たれ、活物質
利用率を増大させる作用を奏することとなる。その結
果、このような金属コバルト粉末をアルカリ蓄電池用水
酸化ニッケル電極の導電剤として用いることにより、高
容量の水酸化ニッケル電極が得られ、高容量のアルカリ
蓄電池を提供できるようになる。
【００３９】また、本発明の金属コバルト粉末をアルカ
リ蓄電池用水酸化ニッケル電極の導電剤として用いる
と、より導電性が高い導電性ネットワークが形成される
ため、導電剤となる金属コバルト粉末の添加量を減少さ
せることが可能となり、その分活物質の水酸化ニッケル
の充填量を増大させることが可能となるので高容量化に
も有利となる。しかも、大幅な工程の変更なしに高容量
の水酸化ニッケル電極を製造できるようになる。
リ蓄電池用水酸化ニッケル電極の導電剤として用いる
と、より導電性が高い導電性ネットワークが形成される
ため、導電剤となる金属コバルト粉末の添加量を減少さ
せることが可能となり、その分活物質の水酸化ニッケル
の充填量を増大させることが可能となるので高容量化に
も有利となる。しかも、大幅な工程の変更なしに高容量
の水酸化ニッケル電極を製造できるようになる。
【図１】 金属コバルト粉末のピークＸ線回析強度比と
エネルギー密度比の関係を示すグラフである。
エネルギー密度比の関係を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尾崎 和昭 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 アルカリ蓄電池の正極活物質中に添加す
る導電剤であって、 前記導電剤は電解液への溶解性が高い金属コバルト粉末
であることを特徴とするアルカリ蓄電池用正極の導電
剤。 - 【請求項２】 前記電解液への溶解性が高い金属コバル
ト粉末はＸ線回析強度Ｉ（面間隔ｄ＝１．９１０）をメ
インピークに持つ六方最密充填構造とＸ線回析強度Ｉ0
（面間隔ｄ＝２．０４６７）をメインピークに持つ立方
最密充填構造との混合体からなり、 かつ、この混合体のピークＸ線回析強度比Ｉ／Ｉ0を
０．７以上としたことを特徴とする請求項１に記載のア
ルカリ蓄電池用正極の導電剤。 - 【請求項３】 正極活物質中に導電剤として金属コバル
ト粉末を添加したアルカリ蓄電池用水酸化ニッケル電極
であって、 水酸化ニッケルを主成分とする粉末に電解液への溶解性
が高い金属コバルト粉末を添加混合したペーストを活物
質保持体に担持させたことを特徴とするアルカリ蓄電池
用水酸化ニッケル電極。 - 【請求項４】 前記電解液への溶解性が高い金属コバル
ト粉末はＸ線回析強度Ｉ（面間隔ｄ＝１．９１０）をメ
インピークに持つ六方最密充填構造とＸ線回析強度Ｉ0
（面間隔ｄ＝２．０４６７）をメインピークに持つ立方
最密充填構造との混合体からなり、かつこの混合体のピ
ークＸ線回析強度比Ｉ／Ｉ0を０．７以上としたことを
特徴とする請求項３に記載のアルカリ蓄電池用水酸化ニ
ッケル電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8346343A JPH10188990A (ja) | 1996-12-25 | 1996-12-25 | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8346343A JPH10188990A (ja) | 1996-12-25 | 1996-12-25 | 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 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10188990A true JPH10188990A (ja) | 1998-07-21 |
Family
ID=18382775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8346343A Pending JPH10188990A (ja) | 1996-12-25 | 1996-12-25 | 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 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10188990A (ja) |
-
1996
- 1996-12-25 JP JP8346343A patent/JPH10188990A/ja active Pending
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