JPS62287568A - アルカリ蓄電池の製造法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 産業上の利用分野 本発明は、アルカリ蓄電池の製造法、とくに改良された
負極に関するものである。

従来の技術 各種の電源として、蓄電池が広く使われている。

蓄電池には、大別して鉛蓄電池とアルカリ蓄電池があり
、アルカリ蓄電池の代表的な系は、ニッケルーカドミウ
ム蓄電池である。

このニッケルーカドミウム蓄電池は、焼結式電極の開発
と密閉形構造の完成によって実用の範囲が広がった。焼
結式電極は、充放電特性の向上を可能にし、長寿命をも
たらした。また、密閉化は、取扱いの容易さと信頼性の
向上を可能にした。

ところで、この密閉化の手段としては、電池内に触媒を
設け、発生する酸素と水素を水にもどす方式があるが、
やはり、いわゆるノイマン方式といわれる負極により正
極からの酸素を取り込んでガス発生を抑制する手段が最
も有効で広く採用されている。

すなわち、ニッケルーカドミウム蓄電池を例にするとカ
ドミウム極は、ニッケル極よりも多くの容量を持たせて
おき、ニッケル極が完全に充電されて酸素ガスが発生し
ても、カドミウム極に生成されているカドミウムと反応
して酸化カドミウム、さらには水酸化カドミウムに変化
して、酸素ガスの電池内への蓄積は大きくは進まない。

また、カドミウム極にはなお、未充電状態の水酸化カド
ミウムを持たせているので、酸素ガスとの反応が若干遅
れてもカドミウム極から水素が発生することは原理的に
はない。したがって、電池内のガス圧は低く押えられて
密閉化が可能になる。

さらに、カドミウム極には、正極よりも多くの放電可能
な容量を持たせ、たとえば、高率放電や低温での放電な
どで正極よりも放電時での利用率が減少してもカドミウ
ム極で容量が低下しないように配慮している。

したがって、正極は完全に放電した状態で電池に組込む
際にも、カドミウム極には一部充電状態の活物質、つま
りカドミウムを存在させておくことが必要である。

発明が解決しようとする問題点 そのために、たとえば、酸化カドミウムを主材料とした
ペースト式カドミウム極を用いる場合に、あらかじめ、
この電極の一部を化成して（充電して）カドミウムを形
成し、水洗、乾燥工程を加えてから電池に組込んでいた
。このような煩雑さをさけるために、金属カドミウムの
混合が試みられているが、充電で得られるカドミウムと
異なり、すぐれた放電性能が得られないので広く採用す
る段階に到っていない。

本発明は、ノイマン方式で密閉化する電池の負極とくに
カドミウム極について、電池に組立てる前の一部充電、
水洗、乾燥の工程を省略し、このような化成工程を行な
わずに、電池に組込むことが可能な負極の製造法を提供
する。

問題点を解決するための手段 負極とくにカドミウム極について、酸化カドミウムある
いは水酸化カドミウムなどカドミウム極の出発材料に水
素を吸蔵した水素吸蔵合金を加え、この状態で電池に組
み込むことによシ、電池組立て前の負極の化成工程を省
略したものである。また、放電に際しては、化成による
充電生成物（カドミウム）が存在し彦くても、この水素
を吸蔵した水素貯蔵合金が、負極による容量低下を防止
し、優れた放電特性を持つ電池になる。

このように、本発明では、水素貯蔵合金は、負極の化成
を省略したことによる負極容量低下に起因する放電の終
了を防ぐのであるから、その添加量は、カドミウム極の
容量に対して３０重量％以下でよい。

また、水素吸蔵合金に水素を吸蔵させて後に、空気に接
触させると急激な酸化を発生することがあるので、酸化
カドミウムや水酸化カドミウムと混合する際には、水素
気流中やアルゴン気流中など酸素を含まない雰囲気中で
行なうことが好ましい。さらにまた、一般的にはカドミ
ウム電極の製法は、ペースト式が適しているので、ペー
ストにした後は、空気中において電極の製造を行なって
もよい。

作用 なお、このようにカドミウム活物質と水素貯蔵合金を混
合して用いることは、すでに提案されている。しかしそ
の目的は、カドミウム主体で水素貯蔵合金を加える際に
は、電池内に発生する水素をこの水素貯蔵合金で吸蔵し
て電池内圧の増加を抑制することが目的である。したが
ってその水素貯蔵合金は、本発明と異なり水素を吸蔵し
ない状態で用いることになる。

一方、水素貯蔵合金が主体の場合のカドミウムの役割は
、電池内で正極から発生する酸素の吸収や水素貯蔵合金
の酸化の抑制であり、本発明の目的とは明らかに異なる
。

実施例 市販の酸化カドミウムに対して、ポリビルアルコールの
３％エチレングリコール溶液を加えて、十分局拌しつつ
、１００°Ｃに加熱する。ついで雰囲気をアルゴン中に
移して、あらかじめ水素を吸蔵した水素貯蔵合金、この
実施例ではＭｎＮｉ５．ＢＭｎＯ，４Ａ６ｏ、２ｃＯｏ
、６−Ｈａの３６０メツシュ通過の粉末を重量比で酸化
カドミウム８０部に対して２０部加え、十分攪拌してペ
ーストの状態を保つ。

芯材として、厚さ０．１５１１＋ｊｆ、孔径１．ＢｍＭ
、孔の占める面積の割合６５％のニッケルメッキした鉄
の孔あき板を用い、これに前記ペーストラ十分塗着せし
め、スリットを通すことにより厚さを平均０．６７門に
調整した。１２０′Ｃの２時間加熱、乾燥後に、軽く加
圧して平均０．６２１１Ｎの厚さにした。

電池としては、単２形とした。したがって、この水素吸
蔵合金を含むカドミウム極を、幅３８朋。

長さ２６０ＭＭに裁断し、リード板を２ケ所スポツト溶
接により取り付けた。相手極としては公知の焼結式ニッ
ケル極をえらび、同じく幅は３８Ｍ。

長さは２２０ｆｌの大きさとした。この場合も２ケ所に
リード板を取り付けた。電解液としては、比重１．２０
のか性カリ水溶液に水酸化リチウムを２０　ｆ！／（ｌ
溶解して用い、これをセパレータとシテ用いているボリ
アミド不織布に含浸、添加して単２形電池を構成したこ
の電池をムとする。この電池の公称容量は２．５ムｈで
ある。

つぎに比較のために、カドミウム極を用い、その一部を
あらかじめ化成により充電し、水洗、乾燥して電池人と
同様にニッケル極（長さ１９５１ｊｆ）と組合わせて電
池を構成したこの電池ｉＢとする。

その公称容量は２．２　Ａｈである。

まず、人、Ｂ各電池の電流容量特性を室温（２５°Ｃ）
および低温（０°Ｃ）で調べ、図に示した。

図に示した水素吸蔵合金を含む電池Ａでは、負極の容量
が大きいので、ニッケル極の充てん容量が太きくなシ、
放電容量は犬である。また、電池Ｂとともにいずれの放
電条件でもニッケル極律則であることを確認した。なお
、図には示していないが、４６°Ｃでの放電でもすべて
ニッケル極律則であった。

つぎに、両電池の充電時での酸素ガス吸収能を比較した
。周囲温度０’Ｃ，ＩＣの電流で充電を行なったところ
電池人の最高内圧は４．６　ｋｇ　／ｃｒｌ　、電池Ｂ
でもほぼ同じ値全示し、また、その後Ｏ，ＳＣで放電を
行ない、この条件で充放電を１０回くり返したところ、
電池人では充電時での最高内圧は、４．５〜５に９／ａ
／ｉの範囲であったが、電池Ｂではこれよりも０．３〜
ｏ、ｓ　ｋｇ　／ｄｉ高い圧力になり、放電時でもこの
圧力を示していたので、これは水素に起因することが推
定された。電池人では水素吸蔵合金が存在しているので
、このような水素の蓄積はなかった。

最後に自己放電を調べるために、充電後の電池を４６°
Ｃで放置した。放置１ケ月で、いずれもニッケル極によ
る容量低下が約２５％を示し、いずれも負極は問題がな
かった。

発明の効果 以上詳述したように、カドミウム極を製造する際に、あ
らかじめ水素を吸蔵した水素貯蔵合金を添加し、電極製
造後に化成することなく、ただちに電池に組込んでも、
従来の部分化成−水洗−乾燥工程を加えたカドミウム極
を用いた電池に比較して、そん色はなく、製造工程は簡
易化し、容量。

充電圧力特性などはむしろすぐれた電池系を提供できる
。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例に示した電池人、Ｂの電流容量特性
を示す図である。 電池人・・・・・・水素を吸蔵した水素貯蔵合金を含む
電池、電池Ｂ・・・・・・従来の電池。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）酸化カドミウム、水酸化カドミウムから選んだ少
   なくとも１種に、水素を吸蔵した水素貯蔵合金を加えて
   電極を製造し、これに化成を施すことなく電池に組込む
   ことを特徴とするアルカリ蓄電池の製造法。
2. （２）酸化カドミウム又は水酸化カドミウムと水素を吸
   蔵した水素貯蔵合金との混合を酸素を含まない雰囲気中
   で行なうことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   アルカリ蓄電池の製造法。
3. （３）水素貯蔵合金の添加量は３０重量％以下であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のアルカリ蓄
   電池の製造法。