JPS5832363A - アルカリ蓄電池用カドミウム負極の製造法 - Google Patents
アルカリ蓄電池用カドミウム負極の製造法Info
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- JPS5832363A JPS5832363A JP56129936A JP12993681A JPS5832363A JP S5832363 A JPS5832363 A JP S5832363A JP 56129936 A JP56129936 A JP 56129936A JP 12993681 A JP12993681 A JP 12993681A JP S5832363 A JPS5832363 A JP S5832363A
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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】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】
本発明は、アルカリ蓄電池用ペースト式カドミウム負極
の製造法の改良に関するもので、放電率特性の改良、及
び高温での長寿命化を図ったカドミウム負極を提供する
ことを目的とする。
の製造法の改良に関するもので、放電率特性の改良、及
び高温での長寿命化を図ったカドミウム負極を提供する
ことを目的とする。
一般に、アルカリ蓄電池用ペースト式カドミウム負極の
製造法は、酸化カドミウムを主体とするカドミウム活物
質粉末、カーボニルニッケルやグラファイト等の導電性
粉末、ポリビニルアルコールやカルボキシメチルセルロ
ース等の結着剤と水やエチレングリコール等の溶媒を混
練してペーストとしたものを、ニッケルネットやニッケ
ルメッキした開孔鋼板等の導電性芯体に塗着し乾燥した
ものを水酸化カリウムや水酸化ナトリウムの水溶液中で
化成するものである。このペースト式カドミウム負極は
、焼結式カドミウム負極に比べて極板中の活物質の量を
多くできる。すなわち容量密度を高くできる長所はある
が、焼結式のように導電ネットワークが十分でないため
活物質の利用率が悪いという欠点があった。さらに、充
放電時の負極表面でのカドミウムの溶解析出が太きいた
め、充放電サイクルをくう返すと、溶解したカドミウム
がセパレータ中に蓄積されてセパレータが導通性をもち
、内部ショートによる寿命が尽きるという欠点があった
。
製造法は、酸化カドミウムを主体とするカドミウム活物
質粉末、カーボニルニッケルやグラファイト等の導電性
粉末、ポリビニルアルコールやカルボキシメチルセルロ
ース等の結着剤と水やエチレングリコール等の溶媒を混
練してペーストとしたものを、ニッケルネットやニッケ
ルメッキした開孔鋼板等の導電性芯体に塗着し乾燥した
ものを水酸化カリウムや水酸化ナトリウムの水溶液中で
化成するものである。このペースト式カドミウム負極は
、焼結式カドミウム負極に比べて極板中の活物質の量を
多くできる。すなわち容量密度を高くできる長所はある
が、焼結式のように導電ネットワークが十分でないため
活物質の利用率が悪いという欠点があった。さらに、充
放電時の負極表面でのカドミウムの溶解析出が太きいた
め、充放電サイクルをくう返すと、溶解したカドミウム
がセパレータ中に蓄積されてセパレータが導通性をもち
、内部ショートによる寿命が尽きるという欠点があった
。
この欠点の改善のため妃、特開昭５５−１０９３７１号
により、従来のペースト式カドミウム負極の製造工程中
に硫酸ニッケル等のニッケル塩水溶液中でカドミウム負
極を陰電解し、カドミウム負極中にニッケルを電着させ
る工程を加えたものが提案された。この提案により、ペ
ースト式カドミウム負極の活物質利率が１０〜１８％改
善され、その効果は十分であるが、次のような欠点も有
してぃル０マず、ペースト中に導電性粉末を含むため活
物質の充填密度がやや低下する。また、導電性粉末を含
むため未化成極板でも十分に導電性を有し、ニッケルメ
ッキ工程で、多孔性ペースト式負極の内部までニッケル
メッキが十分になされず、電極表面層にニッケルが多量
に付着してカドミウム活物質の特性を妨害することにな
る。さらに、電流、電析時間をコントロールしたとして
も、低電流密度での利用率の向上はある。力ζ負極表面
層□はどニッケルが多量にメッキされ多孔度が減少して
いるため、高電流密度で放電した場合、その利用率の向
りが十分でないことが判明した。また、メッキに起因し
た目詰り現象で表面層の微孔が減少するために密閉形ニ
ッケル・カドミウム蓄電池とした時、過充電時に正極か
ら発生する酸素ガスの負極でのガス吸収能力が減少し、
急速充電性に乏しいものとなってしまう。また、ペース
ト中に導電性粉末を入れさらにニッケルメッキをすると
、極板製造コストが高くつく欠点を有していた。
により、従来のペースト式カドミウム負極の製造工程中
に硫酸ニッケル等のニッケル塩水溶液中でカドミウム負
極を陰電解し、カドミウム負極中にニッケルを電着させ
る工程を加えたものが提案された。この提案により、ペ
ースト式カドミウム負極の活物質利率が１０〜１８％改
善され、その効果は十分であるが、次のような欠点も有
してぃル０マず、ペースト中に導電性粉末を含むため活
物質の充填密度がやや低下する。また、導電性粉末を含
むため未化成極板でも十分に導電性を有し、ニッケルメ
ッキ工程で、多孔性ペースト式負極の内部までニッケル
メッキが十分になされず、電極表面層にニッケルが多量
に付着してカドミウム活物質の特性を妨害することにな
る。さらに、電流、電析時間をコントロールしたとして
も、低電流密度での利用率の向上はある。力ζ負極表面
層□はどニッケルが多量にメッキされ多孔度が減少して
いるため、高電流密度で放電した場合、その利用率の向
りが十分でないことが判明した。また、メッキに起因し
た目詰り現象で表面層の微孔が減少するために密閉形ニ
ッケル・カドミウム蓄電池とした時、過充電時に正極か
ら発生する酸素ガスの負極でのガス吸収能力が減少し、
急速充電性に乏しいものとなってしまう。また、ペース
ト中に導電性粉末を入れさらにニッケルメッキをすると
、極板製造コストが高くつく欠点を有していた。
本発明は、上記のごとき欠点をなくし、ニッケルメッキ
を導電性芯体から負極表面層まで比較的均一分布させ、
活物質利用率の向上、急速充放電性能、寿命性能を向上
させたペースト式負極を提供するものである。本発明の
特徴は、導電性粉末を含まないペーストを導電性芯体に
塗着、乾燥した後、ニッケル塩水溶液、とくにスルフア
ミノ酸ニッケル水溶液中で陰電解することにより、導電
性芯体から負極表面層にかけて均一にニッケルを電着さ
せる製造法にある。以下本発明を実施例に基づき説明す
る。
を導電性芯体から負極表面層まで比較的均一分布させ、
活物質利用率の向上、急速充放電性能、寿命性能を向上
させたペースト式負極を提供するものである。本発明の
特徴は、導電性粉末を含まないペーストを導電性芯体に
塗着、乾燥した後、ニッケル塩水溶液、とくにスルフア
ミノ酸ニッケル水溶液中で陰電解することにより、導電
性芯体から負極表面層にかけて均一にニッケルを電着さ
せる製造法にある。以下本発明を実施例に基づき説明す
る。
（実施例１）
酸化カドミウム１００重量部に対し、塩化ビニルーアル
リルニトリル共重合体よりなる短繊維１ノを加えた混合
物に、結着剤であるポリビニルアルコール１ノをその溶
媒である３ｏｃｒ：、のエチレングリコールに溶解して
なる結着剤溶液を加え、練合して導電性粉末を含まない
ペースト状とする。
リルニトリル共重合体よりなる短繊維１ノを加えた混合
物に、結着剤であるポリビニルアルコール１ノをその溶
媒である３ｏｃｒ：、のエチレングリコールに溶解して
なる結着剤溶液を加え、練合して導電性粉末を含まない
ペースト状とする。
これをＯＡｗｎ厚の風ツケルメッキ開孔鉄板に塗着。
乾燥させ、多孔度６０％程度になるよう加圧して未化成
極板を得た。この未化成極板を濃度１モル／ｌ 、ｐＨ
３の硫酸ニッケル水溶液中でニッケル板を対極とし、２
０ｍＡ／ｃ、！の電流を１０．２０゜４０．６０分各々
通電して陰電解を行なった。陰電解後、水酸化カリウム
水溶液中で、部分充電し化成処理した。この後、水洗、
乾燥後プレスにより多孔度を３０％程度とし、ペースト
式負極板とした。
極板を得た。この未化成極板を濃度１モル／ｌ 、ｐＨ
３の硫酸ニッケル水溶液中でニッケル板を対極とし、２
０ｍＡ／ｃ、！の電流を１０．２０゜４０．６０分各々
通電して陰電解を行なった。陰電解後、水酸化カリウム
水溶液中で、部分充電し化成処理した。この後、水洗、
乾燥後プレスにより多孔度を３０％程度とし、ペースト
式負極板とした。
（実施例２）
実施例１と同様の未化成負極を濃度１モル／１ｐＨ１，
４及び３．６の各スルファミン酸ニッケル水溶液中で、
ニッケル板を対極として各々６゜１ｏ 、２０ｍＡ／Ｊ
の電流で２０分、４０分陰電解し、ニッケルメッキを行
なった。陰電解後実施例１と同様の化成処理を行ない負
極板とした。
４及び３．６の各スルファミン酸ニッケル水溶液中で、
ニッケル板を対極として各々６゜１ｏ 、２０ｍＡ／Ｊ
の電流で２０分、４０分陰電解し、ニッケルメッキを行
なった。陰電解後実施例１と同様の化成処理を行ない負
極板とした。
このようにして得た本発明による負極板と、前記従来法
による負極板を１１００Ｘ５０＋寸法に切断後、７規定
の水酸化カリウム水溶液中でニッケル金属板を対極とし
て２００ｍＡで２０時間陰電解後、２００ｍＡで陽電解
し、負極実容量及び利用率を実測した。なおりドミウム
負極の理論容量は、酸化カドミウムとして４１８ｍＡｈ
／ｆとして計算した。
による負極板を１１００Ｘ５０＋寸法に切断後、７規定
の水酸化カリウム水溶液中でニッケル金属板を対極とし
て２００ｍＡで２０時間陰電解後、２００ｍＡで陽電解
し、負極実容量及び利用率を実測した。なおりドミウム
負極の理論容量は、酸化カドミウムとして４１８ｍＡｈ
／ｆとして計算した。
（以下余白）
実施例１の結果を表−１に示したが、従来法の非メツキ
処理のペースト負極と比べれば、１２〜１８％活物質利
用率が向上するが、従来のメッキ処理したペースト負極
に比ｙべると同等レベルの利用率である。また、陰電解
時の通電量も１０〜１００ｍＡｈ／７であシ、従来の範
囲内にある。ただし本発明ではペースト組成中に導電性
粉末を混入しなくても同レベルの利用率が得られるため
、その分だけ容量密度が高くなる。このように導電性粉
末が入っていなくても利用率が高くなるのは、導電性粉
末が入っている場合、その粉末を核としてニッケルメッ
キがなされるため、極板表面層付近に、ニッケルメッキ
が多くな９、芯体近傍では十分なニッケル電着がなされ
ないのに対し、導電性粉末のないペースト負極は、芯体
表面から電着が開始するため、芯体とカドミウム活物質
との間に導電マトリックスが形、成されるためと考えら
れる。
処理のペースト負極と比べれば、１２〜１８％活物質利
用率が向上するが、従来のメッキ処理したペースト負極
に比ｙべると同等レベルの利用率である。また、陰電解
時の通電量も１０〜１００ｍＡｈ／７であシ、従来の範
囲内にある。ただし本発明ではペースト組成中に導電性
粉末を混入しなくても同レベルの利用率が得られるため
、その分だけ容量密度が高くなる。このように導電性粉
末が入っていなくても利用率が高くなるのは、導電性粉
末が入っている場合、その粉末を核としてニッケルメッ
キがなされるため、極板表面層付近に、ニッケルメッキ
が多くな９、芯体近傍では十分なニッケル電着がなされ
ないのに対し、導電性粉末のないペースト負極は、芯体
表面から電着が開始するため、芯体とカドミウム活物質
との間に導電マトリックスが形、成されるためと考えら
れる。
また、実施例２の結果を第１図で示した０図中曲線Ａは
ｐＨ１，４陰電解２０分、ＢはｐＨ１，４［電解４０分
、ＣはｐＨ３＝５陰電解２０分、ＤはｐＨ３，ｓ陰電解
４０分の場合であシ、負極の利用率が８６〜９４％とか
なりレベルが向上していることが分かる。特に、ｐ Ｈ
１，４のものは９０〜９４チとその向上が著しい。この
利由は明確にはなっていない゛がスルフアミノ酸ニッケ
ル水溶液でのニッケルメッキは、ニッケル電着の核にス
ルファミン基が吸着する結果、ニッケルの電着核よシの
局部的な核成長が抑制され、比較的細かな部分にも均一
にメッキされる特徴があるため、芯体、負極活物質粒子
間に均一に電着がなされるためと考えられる。
ｐＨ１，４陰電解２０分、ＢはｐＨ１，４［電解４０分
、ＣはｐＨ３＝５陰電解２０分、ＤはｐＨ３，ｓ陰電解
４０分の場合であシ、負極の利用率が８６〜９４％とか
なりレベルが向上していることが分かる。特に、ｐ Ｈ
１，４のものは９０〜９４チとその向上が著しい。この
利由は明確にはなっていない゛がスルフアミノ酸ニッケ
ル水溶液でのニッケルメッキは、ニッケル電着の核にス
ルファミン基が吸着する結果、ニッケルの電着核よシの
局部的な核成長が抑制され、比較的細かな部分にも均一
にメッキされる特徴があるため、芯体、負極活物質粒子
間に均一に電着がなされるためと考えられる。
次に、本発明によって得られた極板と、従来法による極
板を用いて円筒形密閉ニッケル・カドミウム蓄電池を作
成した。従来法で非メツキペースト負極を用いた電池を
Ａ、ニッケルメッキ処理したペースト負極を用いた電池
をＢ１本発明の実施例１によるペースト負極を用いた電
池をＣ１実施例２によるペースト負極を用いた電池をＤ
として、放電率特性の確認を行なった。０．Ｉ Ｃｔｎ
Ａで１６０ 時間充電後、０．２０ｍＡで放電した時の容量を結果を
表−２に示す。
板を用いて円筒形密閉ニッケル・カドミウム蓄電池を作
成した。従来法で非メツキペースト負極を用いた電池を
Ａ、ニッケルメッキ処理したペースト負極を用いた電池
をＢ１本発明の実施例１によるペースト負極を用いた電
池をＣ１実施例２によるペースト負極を用いた電池をＤ
として、放電率特性の確認を行なった。０．Ｉ Ｃｔｎ
Ａで１６０ 時間充電後、０．２０ｍＡで放電した時の容量を結果を
表−２に示す。
表 ２
表−２から明らかなように、放電率特性は従来品に比べ
れば明らかに良い。
れば明らかに良い。
また、サイクル寿命試験においては、従来品Ｂと本発明
品とは大差がなかった。さらに、各電池の過充電時のガ
ス吸収性の評価のために、温度２０℃でＩＣｍＡ充電時
充電池内部圧力の測定を行なった。このとき負極のニッ
ケル電着電気量は、６０ｍＡｈ／ｙ−とした。その結果
を第２図に示す０第２図において、曲線Ａ、Ｂ・、Ｃ，
Ｄはそれぞれ電池Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄに対応する。第２図か
ら明らかなように、ニッケルメッキした従来品Ｂは、ニ
ッケルメッキが負極表面層に多くなるため、極板の表面
多孔度が小さくなシ内部圧力が高くなっている。
品とは大差がなかった。さらに、各電池の過充電時のガ
ス吸収性の評価のために、温度２０℃でＩＣｍＡ充電時
充電池内部圧力の測定を行なった。このとき負極のニッ
ケル電着電気量は、６０ｍＡｈ／ｙ−とした。その結果
を第２図に示す０第２図において、曲線Ａ、Ｂ・、Ｃ，
Ｄはそれぞれ電池Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄに対応する。第２図か
ら明らかなように、ニッケルメッキした従来品Ｂは、ニ
ッケルメッキが負極表面層に多くなるため、極板の表面
多孔度が小さくなシ内部圧力が高くなっている。
又、非ニッケルメッキ従来品Ａは、極板表面多孔度が確
保されているために内圧はＢに比べ低い。
保されているために内圧はＢに比べ低い。
また、本発明品Ｃ，Ｄは、表面多孔度が維持されると同
時にカドミウム負極の導電性が高くなるため、ガス吸収
の電気化学反応が促進され、さらに内部圧力が低くなっ
ている。
時にカドミウム負極の導電性が高くなるため、ガス吸収
の電気化学反応が促進され、さらに内部圧力が低くなっ
ている。
このように、本発明による導電性粉末を含まないペース
ト式カドミウム負極板をニッケル塩水済液中で、陰電解
する製造法は、従来の方法に比べて利用率は同等である
が、放電率特性、ガス吸収能力の点で明らかに同上が見
られる。さらにスルフアミノ酸ニッケル水溶液・中で陰
電解したものは、活物質利用率も含めて従来品よシ同上
が認められる・） このように従来品より特性面での同上があり、さらに導
電性粉末をペースト中に混入する必要がないので、容量
密度、コスト面においても有利である。
ト式カドミウム負極板をニッケル塩水済液中で、陰電解
する製造法は、従来の方法に比べて利用率は同等である
が、放電率特性、ガス吸収能力の点で明らかに同上が見
られる。さらにスルフアミノ酸ニッケル水溶液・中で陰
電解したものは、活物質利用率も含めて従来品よシ同上
が認められる・） このように従来品より特性面での同上があり、さらに導
電性粉末をペースト中に混入する必要がないので、容量
密度、コスト面においても有利である。
第１図は本発明実施例２におけるスルファミン酸ニッケ
ル水溶液中での陰電解条件と、ペースト式負極の活物質
利用率との関係を示す図、第２図は従来品及び本発明に
よるペースト式カドミウム負極を用いた蓄電池の内部圧
力の比較を示す図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名−１
図 電′、Ｌ密度（男６す Ｉ２図 充を時間０分）
ル水溶液中での陰電解条件と、ペースト式負極の活物質
利用率との関係を示す図、第２図は従来品及び本発明に
よるペースト式カドミウム負極を用いた蓄電池の内部圧
力の比較を示す図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名−１
図 電′、Ｌ密度（男６す Ｉ２図 充を時間０分）
Claims (2)
- （１） 酸化カドミウムを主体とするカドミウム活物
質、結着剤とその溶媒を混練してなる導電性粉末を含ま
ないペーストを導電性芯体に塗着、乾燥してカドミウム
活物質塗着板を得る工程と、このカドミウム活物質塗着
板をニッケル塩水溶液中で陰電解し喪後、アルカリ水溶
液中で化成する工程を有することを特徴とするアルカリ
蓄電池用カドミウム負極の製造法。 - （２） 前記ニッケル塩が、スルフアミノ酸ニッケル
である特許請求の範囲第１項記載のアルカリ蓄電池用カ
ドミウム負極の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56129936A JPS5832363A (ja) | 1981-08-19 | 1981-08-19 | アルカリ蓄電池用カドミウム負極の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56129936A JPS5832363A (ja) | 1981-08-19 | 1981-08-19 | アルカリ蓄電池用カドミウム負極の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5832363A true JPS5832363A (ja) | 1983-02-25 |
Family
ID=15022087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56129936A Pending JPS5832363A (ja) | 1981-08-19 | 1981-08-19 | アルカリ蓄電池用カドミウム負極の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5832363A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS617565A (ja) * | 1984-06-19 | 1986-01-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ペ−スト式カドミウム負極 |
| US5248571A (en) * | 1990-09-27 | 1993-09-28 | Gates Energy Products, Inc. | Cadmium electrode and cell having anti-agglomeration characteristics |
-
1981
- 1981-08-19 JP JP56129936A patent/JPS5832363A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS617565A (ja) * | 1984-06-19 | 1986-01-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ペ−スト式カドミウム負極 |
| JPH063730B2 (ja) * | 1984-06-19 | 1994-01-12 | 松下電器産業株式会社 | ペ−スト式カドミウム負極 |
| US5248571A (en) * | 1990-09-27 | 1993-09-28 | Gates Energy Products, Inc. | Cadmium electrode and cell having anti-agglomeration characteristics |
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