JPS59872A - 密閉形ニツケル−カドミウム蓄電池の製造法 - Google Patents
密閉形ニツケル−カドミウム蓄電池の製造法Info
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- JPS59872A JPS59872A JP57111284A JP11128482A JPS59872A JP S59872 A JPS59872 A JP S59872A JP 57111284 A JP57111284 A JP 57111284A JP 11128482 A JP11128482 A JP 11128482A JP S59872 A JPS59872 A JP S59872A
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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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】
産業上の利用分野
本発明は、密閉形ニッケルーカドミウム蓄電池の製造法
に関するものである。
に関するものである。
従来例の構成とその問題点
密閉形ニッケルーカドミウム蓄電池は、水酸化ニッケル
を主体とする正極と、水酸化カドミウムを主体とする負
極、上記両者を分離するセパレータ、電解液としての水
酸化カリウム、水酸化ナトリウム等の水酸化アルカリ水
溶液から構成されている。
を主体とする正極と、水酸化カドミウムを主体とする負
極、上記両者を分離するセパレータ、電解液としての水
酸化カリウム、水酸化ナトリウム等の水酸化アルカリ水
溶液から構成されている。
負極としては、一般に焼結式、ペースト式等のカドミウ
ム極が用いられているが、ペースト式は、容量の面で焼
結式に比べ優れた特性を有している。
ム極が用いられているが、ペースト式は、容量の面で焼
結式に比べ優れた特性を有している。
負極中の水酸化カドミウムの量は、理論的には、正極活
物質（水酸化ニッケル）量に相当する分量でよいわけで
あるが、実際には負極中の水酸化カドミウムは、すべて
が電池反応に寄与するわけでなく、不活性な部分が存在
するので、一般には、正極活物質量に相当する量よシも
２０〜５０％多く存在させている。
物質（水酸化ニッケル）量に相当する分量でよいわけで
あるが、実際には負極中の水酸化カドミウムは、すべて
が電池反応に寄与するわけでなく、不活性な部分が存在
するので、一般には、正極活物質量に相当する量よシも
２０〜５０％多く存在させている。
また、密閉形蓄電池においては、充電時に正極から発生
する酸素ガスを負極で吸収させることが必要であり、こ
の吸収反応には金属カドミウムが必要となる。また、電
池の放電特性を向上させるためにも、金属カドミウムが
必要となる。
する酸素ガスを負極で吸収させることが必要であり、こ
の吸収反応には金属カドミウムが必要となる。また、電
池の放電特性を向上させるためにも、金属カドミウムが
必要となる。
以上のような点から、一般に、カドミウム負極は、電池
構成前に、水酸化カリウム等のアルカリ電解液中で陰電
解し、水酸化カドミウムの一部を金属カドミウムに転換
する工程を設けており、この工程は一般に、化成と呼ば
れている。
構成前に、水酸化カリウム等のアルカリ電解液中で陰電
解し、水酸化カドミウムの一部を金属カドミウムに転換
する工程を設けており、この工程は一般に、化成と呼ば
れている。
従って、最終的に電池に構成される時のカドミウム負極
の活物質の状態は、正極活物質量よりも２０〜６０％多
い量の水酸化カドミウムと、酸素ガス吸収反応、放電特
性を維持するに足る金属カドミウムとから成っている。
の活物質の状態は、正極活物質量よりも２０〜６０％多
い量の水酸化カドミウムと、酸素ガス吸収反応、放電特
性を維持するに足る金属カドミウムとから成っている。
上記化成工程において、カドミウム負極に生成される金
属カドミウム量は、工程上のバラツキを考慮し、一般に
、最低必要量よシもかなり多くしており、カドミウムの
ロスが生じている。
属カドミウム量は、工程上のバラツキを考慮し、一般に
、最低必要量よシもかなり多くしており、カドミウムの
ロスが生じている。
発明の目的
本発明は、以上のような従来の問題を解決するものであ
る。すなわち、電池組み込み時にペースト式負極に所定
量の金属カドミウムを保有させるため、従来は化成工程
を採ってい庭が、この化成工程に続いて水洗、乾燥の工
程を要し、電池の製造工程が煩雑となり、コスト高とな
っていた。本発明は、この化成工程をなくシ、負極に所
定量の金属カドミラλを保有させる方法を提供すること
を目的とする。
る。すなわち、電池組み込み時にペースト式負極に所定
量の金属カドミウムを保有させるため、従来は化成工程
を採ってい庭が、この化成工程に続いて水洗、乾燥の工
程を要し、電池の製造工程が煩雑となり、コスト高とな
っていた。本発明は、この化成工程をなくシ、負極に所
定量の金属カドミラλを保有させる方法を提供すること
を目的とする。
また、従来の化成方法では、生成金属カドミウムの量が
一定せず、余分なカドミウム量を必要としていたが、本
発明は一定した金属カドミウム酸を与える方法を提供す
ることを目的とする。 ゛発明の構成 本発明は、水酸化カドミウムを保持した未化成の多孔度
２５〜４６％のペースト式負極と、金属コバルトを含む
ニッケル正極とを電池容器内に組み込み、次電により前
記正極のコバルトを酸化するとともに、コバルトの酸化
に相当する電気鼠だけ前記負極の水酸化カドミウムを金
属カドミウムに還元することを特徴とする。
一定せず、余分なカドミウム量を必要としていたが、本
発明は一定した金属カドミウム酸を与える方法を提供す
ることを目的とする。 ゛発明の構成 本発明は、水酸化カドミウムを保持した未化成の多孔度
２５〜４６％のペースト式負極と、金属コバルトを含む
ニッケル正極とを電池容器内に組み込み、次電により前
記正極のコバルトを酸化するとともに、コバルトの酸化
に相当する電気鼠だけ前記負極の水酸化カドミウムを金
属カドミウムに還元することを特徴とする。
以下に本発明の詳細な説明する。
化成工程を省略した上で、負極水酸化カドミウム中に金
属カドミウムを生成させる方法には、２つの方法が考え
られる。第１の方法は、負極製造時に、金属カドミウム
を粉末状態で添加する方法である。第２の方法は、電池
内に被酸化物を存在させておき、電池充電時に、この被
酸化物が酸化反応を起こす際に、負極水酸化カドミウム
が還元され、金属カドミウムを生成させようとする方法
である。
属カドミウムを生成させる方法には、２つの方法が考え
られる。第１の方法は、負極製造時に、金属カドミウム
を粉末状態で添加する方法である。第２の方法は、電池
内に被酸化物を存在させておき、電池充電時に、この被
酸化物が酸化反応を起こす際に、負極水酸化カドミウム
が還元され、金属カドミウムを生成させようとする方法
である。
第１の方法では、・負極中に添加された金属カドミウム
は、金属カドミウムの微細な粒子を得にくい点と、粒子
表面が金属カドミウム製造工程上酸化されているため、
不活性であり、酸素ガス吸収特性、放電特性に十分に寄
与しない。
は、金属カドミウムの微細な粒子を得にくい点と、粒子
表面が金属カドミウム製造工程上酸化されているため、
不活性であり、酸素ガス吸収特性、放電特性に十分に寄
与しない。
本発明は、上記第２の方法で、被酸化物として、正極中
に添加した金属コバルトを用いるものである。
に添加した金属コバルトを用いるものである。
正極中に添加した金属コバルトは、電池構成後の最初の
充電時に電気化学的に酸化されて酸化コバルトを生成す
る。このときに、対極である負極中の水酸化カドミウム
は、金属コバルトが酸化された分ＭＸＫ相当する量だけ
還元され、部分的金属カドミウムを生じる。
充電時に電気化学的に酸化されて酸化コバルトを生成す
る。このときに、対極である負極中の水酸化カドミウム
は、金属コバルトが酸化された分ＭＸＫ相当する量だけ
還元され、部分的金属カドミウムを生じる。
このようにして、負極に最低限必要な量の金属カドミウ
ムが生成される分量の金属コバルトを正極中に添加して
おけば、電池構成後の最初の充電時に、電池内の負極は
、化成工程を受けたと同様な状態となる。丑だ、最初の
充電時に酸化、生成された酸化コバルトは、化学的、電
気化学的に安定なものであり、以後の充電、放電反応で
変化することはない。
ムが生成される分量の金属コバルトを正極中に添加して
おけば、電池構成後の最初の充電時に、電池内の負極は
、化成工程を受けたと同様な状態となる。丑だ、最初の
充電時に酸化、生成された酸化コバルトは、化学的、電
気化学的に安定なものであり、以後の充電、放電反応で
変化することはない。
以上のように、負極中に所定の金属カドミウムを生成さ
せる量の金属コバルトをニッケル正極に添加して電池を
構成し、充電を行う方法をとれば、従来の化成工程を省
略することができ、寸だ、負極中の金属量の調整も、ニ
ッケル正極に添加するコバルト量により、任意にかつま
た正、ｂｉｔに行えるため、従来の化成工程のバラツキ
により生じていたカドミウムのロスも低減され、工程、
拐料両面におけるコスト低減が可能になる。
せる量の金属コバルトをニッケル正極に添加して電池を
構成し、充電を行う方法をとれば、従来の化成工程を省
略することができ、寸だ、負極中の金属量の調整も、ニ
ッケル正極に添加するコバルト量により、任意にかつま
た正、ｂｉｔに行えるため、従来の化成工程のバラツキ
により生じていたカドミウムのロスも低減され、工程、
拐料両面におけるコスト低減が可能になる。
なお、以上においては、負極の構成材に水酸化カドミウ
ムを用いたが、その全部又は一部を酸化カドミウムに置
き換えてもよい。酸化カドミウムは、アルカリ電解液に
よって水酸化力ドミウノ・となる。
ムを用いたが、その全部又は一部を酸化カドミウムに置
き換えてもよい。酸化カドミウムは、アルカリ電解液に
よって水酸化力ドミウノ・となる。
実施例の説明
以下に、実施例によって、本発明の詳細な説明する。
正極はスポンジ状の金属ニッケル基板に、活物質となる
水酸化ニッケル、導電材となる金属ニッケル粉末及び被
酸化材となる金属コ・（ルート粉末から成るペーストを
充填したものを用いた。水酸化ニッケルは極板１枚当た
り１０００ｍＡｈ相当量とし、金属コバルトは負極金属
カドミウム必要生成量に対応して２０Ｏｍ Ａ ｈ相当
歌とした。
水酸化ニッケル、導電材となる金属ニッケル粉末及び被
酸化材となる金属コ・（ルート粉末から成るペーストを
充填したものを用いた。水酸化ニッケルは極板１枚当た
り１０００ｍＡｈ相当量とし、金属コバルトは負極金属
カドミウム必要生成量に対応して２０Ｏｍ Ａ ｈ相当
歌とした。
負極は、ペースト式を用い、その多孔度は１０〜６０％
のものを使用した。またその容量は２３００ｍＡｈ程度
のものである。また、負極は、化成工程の処理をしてい
ないものと、比較例として従来通り、化成処理をしたも
のとを用いた。電解液は、一般に使用されている水酸化
カリウムと水酸化リチウムの混合溶液を使用した。
のものを使用した。またその容量は２３００ｍＡｈ程度
のものである。また、負極は、化成工程の処理をしてい
ないものと、比較例として従来通り、化成処理をしたも
のとを用いた。電解液は、一般に使用されている水酸化
カリウムと水酸化リチウムの混合溶液を使用した。
以上のような正極、負極を用い、容量１．２Ａｈの密閉
形ニッケルーカドミウム電池を構成し、酸素ガス吸収特
性、放電特性、充放電サイクル寿命特性を検討した。
形ニッケルーカドミウム電池を構成し、酸素ガス吸収特
性、放電特性、充放電サイクル寿命特性を検討した。
酸素ガス吸収特性は、通常、電池の充電時の内圧挙動で
評価する。酸化ガス吸収特性のよいものは、充電時の内
圧が低く、悪いものは、内圧が高くなる。
評価する。酸化ガス吸収特性のよいものは、充電時の内
圧が低く、悪いものは、内圧が高くなる。
次表は、本発明による密閉形ニッケルーカドミウム蓄電
池と、従来の方法によるものの充電時の内圧挙動を示す
ものである。
池と、従来の方法によるものの充電時の内圧挙動を示す
ものである。
充電は、２０℃の温度条件で、充電々流ｉ２００ｍＡで
行った。内圧値はこのときの内圧のピーク値を示したも
のである。
行った。内圧値はこのときの内圧のピーク値を示したも
のである。
充電時の電池内圧は、一般に知られているように、負極
中の空間部（以下負極多孔度と言う。］に依存し、負極
多孔度が増大するほど低下する。
中の空間部（以下負極多孔度と言う。］に依存し、負極
多孔度が増大するほど低下する。
酸素ガス吸収特性が悪く、充電時に極端に電池内圧が上
列するものは、電池の爆発防止のために設けられた電池
安全弁を作動させ、電解液の流出等の結果をもたらす。
列するものは、電池の爆発防止のために設けられた電池
安全弁を作動させ、電解液の流出等の結果をもたらす。
表に示したように、本発明による電池の充電時の内圧は
、従来製品と大差なく、多孔度２６％以上の範囲では酸
素ガス吸収特性が維持されていることがわかる。
、従来製品と大差なく、多孔度２６％以上の範囲では酸
素ガス吸収特性が維持されていることがわかる。
次に、放電特性について述べる。
第１図は、本発明による電池を３．６Ａ（３Ｃ放電率）
で放電したときの容量と、２４０ｍＡ（０，２０放電率
）で放電したときの容量比を負極多孔度に対してプロッ
トしたものである。負極多孔度が２０〜４５％の間では
、その容量比が従来品レベルと同等の７０％程度となり
、放電特性も、従来品と同レベルであることがわかる。
で放電したときの容量と、２４０ｍＡ（０，２０放電率
）で放電したときの容量比を負極多孔度に対してプロッ
トしたものである。負極多孔度が２０〜４５％の間では
、その容量比が従来品レベルと同等の７０％程度となり
、放電特性も、従来品と同レベルであることがわかる。
なお、負極多孔度が、２０％以下で、放電特性が極端に
劣化するのは、以下のような理由によるものであると思
われる。すなわち、放電特性に寄与する金属カドミウム
の分布の状態は、ある程度分散した型となっているもの
がよく、凝集した状１／１：Ｃｔ１１、ｈシミ特性に対
する寄与が少ない。負極多孔度Ａ；小さな場合は、生成
された金属カドミウムは、凝集した型をとりやすく、従
って、放電特性が劣化しているものと思われる。
劣化するのは、以下のような理由によるものであると思
われる。すなわち、放電特性に寄与する金属カドミウム
の分布の状態は、ある程度分散した型となっているもの
がよく、凝集した状１／１：Ｃｔ１１、ｈシミ特性に対
する寄与が少ない。負極多孔度Ａ；小さな場合は、生成
された金属カドミウムは、凝集した型をとりやすく、従
って、放電特性が劣化しているものと思われる。
なお、正極中の金属コバルト量を増加し、負極に生成す
る金属カドミウム量を増した実験も行ったが、放電特性
の同士はあまり見られず、逆に、正極活物質の量がコバ
ルトの体積分だけ減少する結果となり、電池容量の低下
を招いた。
る金属カドミウム量を増した実験も行ったが、放電特性
の同士はあまり見られず、逆に、正極活物質の量がコバ
ルトの体積分だけ減少する結果となり、電池容量の低下
を招いた。
次に、充放電サイクル寿命特性について説明する。
第２図は、本発明によるものと、従来法によるものとの
充放電ザイクル特性を示したものである。
充放電ザイクル特性を示したものである。
充放電サイクル試験は、雰囲気温度Ｏ℃において、充電
々流４００ｍＡで５時間充電し、１２００ｍＡで放電す
るパターンを繰り返したものである。
々流４００ｍＡで５時間充電し、１２００ｍＡで放電す
るパターンを繰り返したものである。
図のように、本発明による密閉形ニッケルーカドミウム
電池の充放電ザイクル特性は、負極多孔度の大きいもの
を除き、従来品と同レベルであることがわかる・ 発明の効果 以上のように、金属コバルトを添加した正極と多孔度２
６〜４６％の未化成ペースト負極で電池を構成し、電池
組立後の充電によって、カドミウム負極中に金属カドミ
ウムを保有させる方法を用いれば、従来のような化成工
程、それに続く水洗。
電池の充放電ザイクル特性は、負極多孔度の大きいもの
を除き、従来品と同レベルであることがわかる・ 発明の効果 以上のように、金属コバルトを添加した正極と多孔度２
６〜４６％の未化成ペースト負極で電池を構成し、電池
組立後の充電によって、カドミウム負極中に金属カドミ
ウムを保有させる方法を用いれば、従来のような化成工
程、それに続く水洗。
乾燥工程を省略できるとともに、化成工程のバラツキに
よって生じていたカドミウムのロスも低減され、電池製
造工程の簡単化、負極材料コストの低減がｏＪ能となる
。
よって生じていたカドミウムのロスも低減され、電池製
造工程の簡単化、負極材料コストの低減がｏＪ能となる
。
第１図は本発明による方法で製造した密閉形ニッケルー
カドミウム電池と、従来法によるものとの負極多孔度と
放電容量比率との関係を示す図、第２図は同様に、充放
電サイクル特性の比較を示す・ 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 黄 Ｍ銅りタＪムノｉＭ（％） 第２図 至放椙へｆｉ７７ｂｙ矢（ずイフル）
カドミウム電池と、従来法によるものとの負極多孔度と
放電容量比率との関係を示す図、第２図は同様に、充放
電サイクル特性の比較を示す・ 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 黄 Ｍ銅りタＪムノｉＭ（％） 第２図 至放椙へｆｉ７７ｂｙ矢（ずイフル）
Claims (1)
- 酸化カドミウム及び水酸化カドミウムよりなる群から選
んだカドミウム化合物を保有し、かつ水酸化カドミウム
に換算した多孔度が２６〜４６係の未化成の負極と、金
属コバルトを含むニッケル正極とを電池に組み込み、充
電により、前記正極のコバルトを酸化するとともに、コ
バルトの酸化に相当する電気量だけ前記負極のカドミウ
ム化合物を金属カドミウムに還元することを特徴とする
密閉形ニッケルーカドミウム蓄電池の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57111284A JPS59872A (ja) | 1982-06-28 | 1982-06-28 | 密閉形ニツケル−カドミウム蓄電池の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57111284A JPS59872A (ja) | 1982-06-28 | 1982-06-28 | 密閉形ニツケル−カドミウム蓄電池の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59872A true JPS59872A (ja) | 1984-01-06 |
Family
ID=14557323
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57111284A Pending JPS59872A (ja) | 1982-06-28 | 1982-06-28 | 密閉形ニツケル−カドミウム蓄電池の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59872A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62291870A (ja) * | 1986-06-10 | 1987-12-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 密閉形ニツケルカドミウム蓄電池の製造法 |
| JPS63313474A (ja) * | 1987-06-15 | 1988-12-21 | Japan Storage Battery Co Ltd | 密閉型ニッケル−カドミウム蓄電池とその充電方法 |
| WO1989006865A1 (en) * | 1988-01-22 | 1989-07-27 | Japan Storage Battery Co. Ltd. | Alkaline secondary battery and process for its production |
| JPH0237672A (ja) * | 1988-07-28 | 1990-02-07 | Japan Storage Battery Co Ltd | アルカリ二次電池の製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58178969A (ja) * | 1982-04-13 | 1983-10-20 | Japan Storage Battery Co Ltd | アルカリ蓄電池 |
-
1982
- 1982-06-28 JP JP57111284A patent/JPS59872A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58178969A (ja) * | 1982-04-13 | 1983-10-20 | Japan Storage Battery Co Ltd | アルカリ蓄電池 |
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| JP2559593B2 (ja) * | 1987-06-15 | 1996-12-04 | 日本電池株式会社 | 密閉型ニッケル−カドミウム蓄電池とその充電方法 |
| WO1989006865A1 (en) * | 1988-01-22 | 1989-07-27 | Japan Storage Battery Co. Ltd. | Alkaline secondary battery and process for its production |
| EP0354966B1 (en) * | 1988-01-22 | 1996-06-12 | Japan Storage Battery Company Limited | Alkaline secondary battery and process for its production |
| JPH0237672A (ja) * | 1988-07-28 | 1990-02-07 | Japan Storage Battery Co Ltd | アルカリ二次電池の製造方法 |
| JP2926233B2 (ja) * | 1988-07-28 | 1999-07-28 | 日本電池株式会社 | アルカリ二次電池の製造方法 |
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