JPH041466B2 - - Google Patents
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- JPH041466B2 JPH041466B2 JP61086312A JP8631286A JPH041466B2 JP H041466 B2 JPH041466 B2 JP H041466B2 JP 61086312 A JP61086312 A JP 61086312A JP 8631286 A JP8631286 A JP 8631286A JP H041466 B2 JPH041466 B2 JP H041466B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
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Description
【発明の詳細な説明】
(イ) 産業上の利用分野
この発明はカドミウム陰極に関し、詳しくは、
ニツケル−カドミウム蓄電池の如きアルカリ蓄電
池等の陰極として用いられ、主活物質としての酸
化カドミウムまたは水酸化カドミウム粉末と、予
備充電生成物としての金属カドミウム粉末とを含
有した混練物を導電芯体に塗布して作成されるカ
ドミウム陰極の改良に関するものである。
ニツケル−カドミウム蓄電池の如きアルカリ蓄電
池等の陰極として用いられ、主活物質としての酸
化カドミウムまたは水酸化カドミウム粉末と、予
備充電生成物としての金属カドミウム粉末とを含
有した混練物を導電芯体に塗布して作成されるカ
ドミウム陰極の改良に関するものである。
(ロ) 従来の技術
ニツケル−カドミウム蓄電池等に用いられるカ
ドミウム陰極としては、製造工程が簡易で製造コ
ストの安いペースト式の如き非焼結式のカドミウ
ム陰極が工業的に広く用いられている。この種の
カドミウム陰極は、酸化カドミウム粉末や水酸化
カドミウム粉末等の活物質を糊料液と共に混練し
て形成したペーストを銅電芯体に塗着し充填し、
次いて乾燥及び化成処理を施した後、水洗及び乾
燥を行なう等して製造されるが、活物質とし導電
芯体との結着力が弱いので化成工程などにおける
活物質の剥がれや脱落が著しく、それ故、充放電
サイクルにおける容量劣化が大きい等という欠点
がある。
ドミウム陰極としては、製造工程が簡易で製造コ
ストの安いペースト式の如き非焼結式のカドミウ
ム陰極が工業的に広く用いられている。この種の
カドミウム陰極は、酸化カドミウム粉末や水酸化
カドミウム粉末等の活物質を糊料液と共に混練し
て形成したペーストを銅電芯体に塗着し充填し、
次いて乾燥及び化成処理を施した後、水洗及び乾
燥を行なう等して製造されるが、活物質とし導電
芯体との結着力が弱いので化成工程などにおける
活物質の剥がれや脱落が著しく、それ故、充放電
サイクルにおける容量劣化が大きい等という欠点
がある。
このため、例えば特公昭58−32744号公報に開
示されているように、上記ペースト中に含有させ
る活物質として主活物質としての酸化カドミウム
粉末等と予備充電生成物としての金属カドミウム
粉末との混合物を用いることで、ペースト式カド
ミウム陰極における化成工程を実質上不要とし、
もつて充放電サイクルの進行に伴う電池容量劣化
を防止することが提案されている。
示されているように、上記ペースト中に含有させ
る活物質として主活物質としての酸化カドミウム
粉末等と予備充電生成物としての金属カドミウム
粉末との混合物を用いることで、ペースト式カド
ミウム陰極における化成工程を実質上不要とし、
もつて充放電サイクルの進行に伴う電池容量劣化
を防止することが提案されている。
(ハ) 発明が解決しようとする問題点
しかしながら、このような目的で用いる金属カ
ドミウム粉末として、上記特公昭58−32744号公
報に開示されているカドミウム塩溶液中に亜鉛粉
末とニツケル粉末との混合粉末を分散し、カドミ
ウムと亜鉛とのイオン化傾向の差を利用した置換
反応により析出させて生成したニツケルを含む海
綿状金属カドミウムを粉砕処理するという方法
（以下「亜鉛置換法」という）で得たものを用い
た場合、得られた金属カドミウム粉末は利用率が
低いものであつた。
ドミウム粉末として、上記特公昭58−32744号公
報に開示されているカドミウム塩溶液中に亜鉛粉
末とニツケル粉末との混合粉末を分散し、カドミ
ウムと亜鉛とのイオン化傾向の差を利用した置換
反応により析出させて生成したニツケルを含む海
綿状金属カドミウムを粉砕処理するという方法
（以下「亜鉛置換法」という）で得たものを用い
た場合、得られた金属カドミウム粉末は利用率が
低いものであつた。
また、アルカリ溶液中に酸化カドミウムを分散
させ、これを電解還元して得た海綿状金属カドミ
ウムを予備充電生成物用の金属カドミウム粉末と
して用いる方法もあるが、この製法では酸化カド
ミウムがアルカリ水溶液中にわずかしか溶解しな
いために電解還元の電流を大きくすることができ
ず、電解還元にかかる時間が長くなる他、多大な
電流を必要とするなどの欠点があり、製造工程の
煩雑化を招くために実用上適用し難い。
させ、これを電解還元して得た海綿状金属カドミ
ウムを予備充電生成物用の金属カドミウム粉末と
して用いる方法もあるが、この製法では酸化カド
ミウムがアルカリ水溶液中にわずかしか溶解しな
いために電解還元の電流を大きくすることができ
ず、電解還元にかかる時間が長くなる他、多大な
電流を必要とするなどの欠点があり、製造工程の
煩雑化を招くために実用上適用し難い。
(ニ) 問題点を解決するための手段
本発明は、金属カドミウムとしてインジウムを
含むカドミウム塩溶液と亜鉛粉末を反応させて生
成した置換カドミウムを用いることを特徴とす
る。尚、インジウムの含有率は0.05〜2.00重量％
である事が好ましい。
含むカドミウム塩溶液と亜鉛粉末を反応させて生
成した置換カドミウムを用いることを特徴とす
る。尚、インジウムの含有率は0.05〜2.00重量％
である事が好ましい。
(ホ) 作用
インジウムの原子番号は49、カドミウムの原子
番号は48であり原子量が近い値であるのでカドミ
ウム金属結晶中にインジウム原子が置換されやす
く、カドミウム金属結晶の格子欠陥が生じ結晶状
態が不安定化する。この構造は電子の状態に影響
が大きいため、電気化学的に反応が活性化し、利
用率の高い金属カドミウムが得られる。更に、イ
ンジウムを含むカドミウム塩溶液と亜鉛粉末とを
反応させ生成させた置換カドミウムであるのでイ
ンジウムは金属カドミウム粉末に均一に含まれる
ので、利用率の高いものとなる。
番号は48であり原子量が近い値であるのでカドミ
ウム金属結晶中にインジウム原子が置換されやす
く、カドミウム金属結晶の格子欠陥が生じ結晶状
態が不安定化する。この構造は電子の状態に影響
が大きいため、電気化学的に反応が活性化し、利
用率の高い金属カドミウムが得られる。更に、イ
ンジウムを含むカドミウム塩溶液と亜鉛粉末とを
反応させ生成させた置換カドミウムであるのでイ
ンジウムは金属カドミウム粉末に均一に含まれる
ので、利用率の高いものとなる。
(ヘ) 実施例
カドミウムイオン換算で100ｇ／の硫酸カド
ミウム溶液10にインジウムイオン換算で0.5
ｇ／の硫酸インジウムを加えPH＝２、温度を60
℃に保つ。ここに100メツシユパスの亜鉛粉末250
ｇとニツケル粉末2.5ｇを投入し撹拌することに
よりインジウムを0.5重量％含んだスポンジ状金
属カドミウムが約420ｇ得られる。尚、ここでニ
ツケル粉末は生成する置換カドミウムが団塊状に
なるのを防止する為添加している。この金属カド
ミウムを過、水洗をくり返すことにより硫酸イ
オン、亜鉛イオンを規定濃度以下に除去した後窒
素雰囲気中70℃で乾燥、粉砕し100メツシユパス
させた。この金属カドミウム粉末10重量部と酸化
カドミウム90重量部を水35重量部中に分散させ、
糊料としてメチルセルロース１重量部、更にアク
リル短繊維0.9重量部の割合で添加、混練し活物
質ペーストを得、これをパンチング芯体に塗着、
乾燥し所定の寸法に切断しカドミウム陰極とし
た。この陰極を用い、比重1.25の水酸化カリウム
溶液中にてニツケル板を対極とし、前記陰極容量
を1Cとしたときの0.15Cの電流で15時間充電後、
0.3Cの電流で放電し、陰極の利用率を計算した。
図は金属カドミウム中のインジウム含有率と陰極
の利用率の関係を示したものであり、陰極利用率
の算出は次のようにして行つた。
ミウム溶液10にインジウムイオン換算で0.5
ｇ／の硫酸インジウムを加えPH＝２、温度を60
℃に保つ。ここに100メツシユパスの亜鉛粉末250
ｇとニツケル粉末2.5ｇを投入し撹拌することに
よりインジウムを0.5重量％含んだスポンジ状金
属カドミウムが約420ｇ得られる。尚、ここでニ
ツケル粉末は生成する置換カドミウムが団塊状に
なるのを防止する為添加している。この金属カド
ミウムを過、水洗をくり返すことにより硫酸イ
オン、亜鉛イオンを規定濃度以下に除去した後窒
素雰囲気中70℃で乾燥、粉砕し100メツシユパス
させた。この金属カドミウム粉末10重量部と酸化
カドミウム90重量部を水35重量部中に分散させ、
糊料としてメチルセルロース１重量部、更にアク
リル短繊維0.9重量部の割合で添加、混練し活物
質ペーストを得、これをパンチング芯体に塗着、
乾燥し所定の寸法に切断しカドミウム陰極とし
た。この陰極を用い、比重1.25の水酸化カリウム
溶液中にてニツケル板を対極とし、前記陰極容量
を1Cとしたときの0.15Cの電流で15時間充電後、
0.3Cの電流で放電し、陰極の利用率を計算した。
図は金属カドミウム中のインジウム含有率と陰極
の利用率の関係を示したものであり、陰極利用率
の算出は次のようにして行つた。
陰極利用率（％）＝放電容量／理論容量×100
図に示されるように金属カドミウム中にインジ
ウムが含有されていると陰極利用率が向上するこ
とが伺え、インジウムの含有量としては0.05〜
2.00重量％の範囲が好ましく、特に0.5重量％の
時、最大の利用率78.7％を示している。尚、イン
ジウム含有量が多くなると利用率が低下している
が、その理由はカドミウムとインジウムとが各々
単体の結晶を形成するため格子欠陥が得られない
ことに基づくものと推定される。
ウムが含有されていると陰極利用率が向上するこ
とが伺え、インジウムの含有量としては0.05〜
2.00重量％の範囲が好ましく、特に0.5重量％の
時、最大の利用率78.7％を示している。尚、イン
ジウム含有量が多くなると利用率が低下している
が、その理由はカドミウムとインジウムとが各々
単体の結晶を形成するため格子欠陥が得られない
ことに基づくものと推定される。
(ト) 発明の効果
この発明のカドミウム陰極によれば利用率の高
いカドミウム陰極が得られ、陰極容量の向上が図
れ、陰極の容量増加分だけ陽極の容量を高く設定
できるので電池容量が増加する。また陽極容量を
従来通りに設定した場合は陰極の利用率が高く陰
極支配になりにくいので、過充電特性を向上せし
める事ができる。
いカドミウム陰極が得られ、陰極容量の向上が図
れ、陰極の容量増加分だけ陽極の容量を高く設定
できるので電池容量が増加する。また陽極容量を
従来通りに設定した場合は陰極の利用率が高く陰
極支配になりにくいので、過充電特性を向上せし
める事ができる。
図は金属カドミウム中のインジウム含有率と陰
極利用率の関係を示したものである。
極利用率の関係を示したものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 主活物質としての酸化カドミウム又は水酸化
カドミウムと、予備充電生成物質としての金属カ
ドミウムを含有したアルカリ蓄電池用非焼結式カ
ドミウム陰極であつて、前記金属カドミウムとし
てインジウムを含むカドミウム塩溶液と亜鉛粉末
を反応させて生成した置換カドミウムを用いるこ
とを特徴とするアルカリ蓄電池用非焼結式カドミ
ウム陰極。 ２ 前記金属カドミウムに含まれるインジウムの
含有率は0.05〜2.00重量％である事を特徴とする
特許請求の範囲第１項記載のアルカリ蓄電池用非
焼結式カドミウム陰極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61086312A JPS62243254A (ja) | 1986-04-15 | 1986-04-15 | アルカリ蓄電池用非焼結式カドミウム陰極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61086312A JPS62243254A (ja) | 1986-04-15 | 1986-04-15 | アルカリ蓄電池用非焼結式カドミウム陰極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62243254A JPS62243254A (ja) | 1987-10-23 |
| JPH041466B2 true JPH041466B2 (ja) | 1992-01-13 |
Family
ID=13883317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61086312A Granted JPS62243254A (ja) | 1986-04-15 | 1986-04-15 | アルカリ蓄電池用非焼結式カドミウム陰極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62243254A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4988589A (en) * | 1989-01-18 | 1991-01-29 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Paste-type cadmium electrode for use in an alkaline storage cell and its manufacturing method |
| JP5790383B2 (ja) * | 2011-09-30 | 2015-10-07 | 三洋電機株式会社 | アルカリ蓄電池 |
-
1986
- 1986-04-15 JP JP61086312A patent/JPS62243254A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62243254A (ja) | 1987-10-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |