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JP2966549B2 - 非焼結式カドミウム負極の製造方法 - Google Patents
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JP2966549B2 - 非焼結式カドミウム負極の製造方法 - Google Patents

非焼結式カドミウム負極の製造方法

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JP2966549B2
JP2966549B2 JP3035910A JP3591091A JP2966549B2 JP 2966549 B2 JP2966549 B2 JP 2966549B2 JP 3035910 A JP3035910 A JP 3035910A JP 3591091 A JP3591091 A JP 3591091A JP 2966549 B2 JP2966549 B2 JP 2966549B2
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cadmium
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hydroxide
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岡 茂 和 安
林 誠 神
尻 敏 明 塩
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アルカリ蓄電池に用い
られる非焼結式カドミウム負極の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ニッケル−カドミウム蓄電池などのアル
カリ蓄電池に用いられるカドミウム負極としては、簡単
な工程で製造でき、且つ製造コストの安いペースト式の
ものが工業的に広く用いられている。しかしながら、上
記ペースト式負極は、一般に、焼結式のものと比べて急
速充電時のガス吸収性能に劣るという課題を有してい
る。
【0003】そこで、例えば、以下に示すような製造方
法が提案されている。酸化カドミウムを主成分とする
極板を苛性アルカリ水溶液中で部分充電し、その後未充
電の酸化カドミウムを略完全に水酸化カドミウムに転化
させるために苛性アルカリ水溶液中に浸漬するような方
法(特開平1−146253号公報参照)。酸化カド
ミウムを主成分とする極板を圧延した後、苛性アルカリ
水溶液中で完全充放電させるような方法(特開平2−5
1859号公報参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
に示す方法のように、酸化カドミウムを水和させること
なく直ちに部分充電処理を行うと、充電反応と水和反応
とが同時に進行することに起因して、金属カドミウムの
生成が不均一となる。このため、過充電時のガス吸収反
応に最も重要な働きをする極板表面に、金属カドミウム
が生成され難くなる。この結果、ガス吸収性能を余り向
上させることができないという課題を有していた。
【0005】一方、上記の方法では、ガス吸収性能を
向上させることはできるが、苛性アルカリ水溶液中で完
全充放電をするというような工程が必要となるため、工
程が煩雑となり、この結果電池の製造コストが高くなる
という課題を有していた。本発明はかかる現状に鑑みて
なされたものであり、製造コストを高騰させることなく
ガス吸収性能を格段に向上させることができる非焼結式
カドミウム負極の製造方法を提供することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、導電芯体上に酸化カドミウムを主成分とす
る活物質層が形成された極板を苛性ソーダ水溶液中に浸
漬して、上記酸化カドミウムを水和させる第1ステップ
と、上記極板を苛性アルカリ水溶液中にて部分充電する
第2ステップとを有することを特徴とする。
【0007】
【作用】上記の如く、酸化カドミウムを主成分とする活
物質層が形成された極板を苛性ソーダ水溶液中に浸漬し
て、酸化カドミウムを水和させると、酸化カドミウムは
γ−水酸化カドミウムに転化する。一方、上記極板を苛
性カリ水溶液に浸漬するとβ−水酸化カドミウムに転化
する。
【0008】ところで、上記γ−水酸化カドミウムと上
記β−水酸化カドミウムとの構造を比較したところ、γ
−水酸化カドミウムはβ−水酸化カドミウムに比べて、
針状微細構造となっていることが確認された。したがっ
て、γ−水酸化カドミウムはβ−水酸化カドミウムより
反応性に優れ、この結果、以下のような作用が発揮され
る。酸素ガス吸収性能が向上する。低温過充電時の
水素ガスの発生が抑制される。β−水酸化カドミウム
は充放電を繰り返すと、金属カドミウムの表面を被覆し
て未放電金属カドミウムとして電極内に蓄積するが、γ
−水酸化カドミウムの場合にはこのようなことが抑制さ
れる。したがって、より深く放電することが可能とな
り、ハイレート放電性能が飛躍的に向上する。
【0009】更に、水和反応が終了した後に部分充電を
行えば、水和反応と充電反応とが同時に進行しない。し
たがって、充電により生成した金属カドミウムは極板内
に均一に分散し、ガス吸収反応に最も重要な働きをする
極板表面にも十分な金属カドミウムが生成され、良好な
導電マトリックスを形成することになる。この結果、こ
の極板を用いた電池の過充電時におけるガス吸収性能を
飛躍的に向上させることができる。
【0010】
【実施例】本発明の一実施例を、図1に基づいて、以下
に説明する。 〔実施例〕先ず、活物質として酸化カドミウム100重
量部と、補強剤としてナイロン繊維1重量部と、糊剤と
してHPC(ヒドロキシプロピルセルロース)0.5重
量部とを溶解させた水溶液を混ぜてペーストを作成す
る。次に、このペーストを導電性芯体に塗着した後、ペ
ーストを乾燥させて極板を作成し、更にこの極板をロー
ラで圧延して0.50mmの厚みにする。
【0011】次いで、圧延後の極板を、7Nの水酸化ナ
トリウム水溶液に5時間浸漬する。これにより、前記酸
化カドミウムは水和反応によってγ−水酸化カドミウム
に転化する。この後、上記極板を5Nの水酸化ナトリウ
ム水溶液で部分充電(苛性処理)して、γ−水酸化カド
ミウムの一部(約15%)を金属カドミウムに転化させ
る。このように、水和反応が完了した後に部分充電によ
り金属カドミウムを生成させると、金属カドミウムは極
板内に均一に分布していることが確認され、また約15
%が金属カドミウムに転化していることが確認された。
尚、このときの充電条件は、極板容量に対して1/2C
で20分間充電するという条件である。しかる後、極板
をAサイズ(幅:42mm,長さ:140mm)に切断し
て、負極を作製した。
【0012】このようにして作製した負極を、以下
(a)負極と称する。この後、上記(a)負極と、公知
のニッケル正極と、セパレータ等を用いて、ニッケル−
カドミウム電池を作製した。このようにして作製した電
池を、以下(A)電池と称する。 〔比較例1〕前記圧延後の極板を、5Nの水酸化ナトリ
ウム水溶液で部分充電した後、7Nの水酸化ナトリウム
水溶液に5時間浸漬する他は、上記実施例と同様にして
負極及び電池を作製した。即ち、本比較例1は、水和工
程と部分充電工程とを逆にしている点で上記実施例と異
なっている。尚、部分充電条件は、上記実施例と同様の
条件である。
【0013】このようにして作製した電極及び電池を、
以下それぞれ(x1 )負極,(X1 )電池と称する。 〔比較例2〕前記圧延後の極板を、7Nの水酸化ナトリ
ウム水溶液に5時間浸漬した後、この極板を5Nの水酸
化ナトリウム水溶液中において満充電にし更に完全放電
させ、この後部分充電する他は、上記実施例と同様にし
て負極及び電池を作製した。即ち、本比較例2は、水和
工程と部分充電工程との間に完全充放電工程を有する点
で上記実施例と異なっている。尚、部分充電条件は、上
記実施例と同様の条件であり、また満充電と完全放電と
の条件は、極板容量に対し1/3Cで270分間充電し
た後、1/3Cで完全放電するという条件である。
【0014】このようにして作製した電極及び電池を、
以下それぞれ(x2 )負極,(X2 )電池と称する。 〔実験1〕上記本発明の方法により作製した(a)負極
を用いた(A)電池と、比較例の方法により作製した
(x1 )負極,(x2 )負極を用いた(X1 )電池,
(X2 )電池とにおいて、充電ピーク電圧より10mV低
い電圧のときの電池内部ガス圧を測定したので、その結
果を表1に示す。尚、充電条件は、1Cである。
【0015】
【表1】
【0016】上記表1から明らかなように、(A)電池
の電池内部圧は(X2 )電池と略同等であり、(X1
電池に比べて著しく小さくなっていることが認められ
る。したがって、(A)電池はガス吸収性能に優れてい
ることがわかる。尚、(X2 )電池は電池内部圧が小さ
く、ガス吸収性能に優れていることが認められるが、完
全充放電という工程が必要であるため、負極の製造工程
が煩雑となり、製造コストが高くなるといった欠点があ
る。 [実験2] 上記本発明の方法により作製した(a)負極と、比較例
の方法により作製した(x1 )負極についてX線回折分
を行ったので、その結果をそれぞれ図1及び図2に示
す。
【0017】図1及び図2から明らかなように、
(x1 )負極はCdOが存在するのに対して(a)負極
はCdOが存在せず、且つ(a)負極の方が(x1 )負
極より多量のγ−Cd(OH)2 が存在していることが
認められる。このような理由により、上記実験1のよう
な結果が得られたものと考えられる。尚、上記実施例で
は、化成処理時の溶液として水酸化ナトリウムを用いて
いるが、これに限定するものではなく、水酸化リチウ
ム,水酸化カリウム等の苛性アルカリ溶液であれば良
い。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、生
産性が高く、且つガス吸収性能に優れた非焼結式カドミ
ウム負極を作製することができる。したがって、本発明
により作製した負極を用いた電池では、製造コストを低
減しつつ、信頼性を飛躍的に向上させることができると
いう効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法により作製した(a)負極のX線
回折データを示すグラフである。
【図2】比較例の方法により作製した(x1 )負極のX
線回折データを示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−22354(JP,A) 特開 平1−146253(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01M 4/26

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導電芯体上に酸化カドミウムを主成分と
    する活物質層が形成された極板を苛性ソーダ水溶液中に
    浸漬して、上記酸化カドミウムを水和させる第1ステッ
    プと、上記極板を苛性アルカリ水溶液中にて部分充電す
    る第2ステップと、を有することを特徴とする非焼結式
    カドミウム負極の製造方法。
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