JPH0685329B2 - アルカリ蓄電池用ペ−スト式負極 - Google Patents
アルカリ蓄電池用ペ−スト式負極Info
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- JPH0685329B2 JPH0685329B2 JP61293941A JP29394186A JPH0685329B2 JP H0685329 B2 JPH0685329 B2 JP H0685329B2 JP 61293941 A JP61293941 A JP 61293941A JP 29394186 A JP29394186 A JP 29394186A JP H0685329 B2 JPH0685329 B2 JP H0685329B2
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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
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/624—Electric conductive fillers
- H01M4/625—Carbon or graphite
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ニッケル−カドミウム電池などのアルカリ蓄
電池、特に密閉形電池に用いられるペースト式負極の改
良に関するものである。
電池、特に密閉形電池に用いられるペースト式負極の改
良に関するものである。
従来の技術 従来、この種のアルカリ蓄電池用ペースト式負極は、活
物質，樹脂繊維，結着剤等を混合したペーストを導電性
芯材に塗着する製法が採用されている。この負極は製法
の複雑な焼結式負極に比べて、製造コストが安価で、活
物質の高密度充填が可能という長所がある。しかし、導
電性の焼結基板に活物質を充填する焼結式負極に比較し
て、電子伝導性が低いという欠点があった。そこで従来
は、電子伝導性の向上のために、金属粉末、例えばNi粉
末や、炭素粉末、主に、黒鉛粉末を活物質中に新たに追
加，混合する方法が提案，実用化されて来た。
物質，樹脂繊維，結着剤等を混合したペーストを導電性
芯材に塗着する製法が採用されている。この負極は製法
の複雑な焼結式負極に比べて、製造コストが安価で、活
物質の高密度充填が可能という長所がある。しかし、導
電性の焼結基板に活物質を充填する焼結式負極に比較し
て、電子伝導性が低いという欠点があった。そこで従来
は、電子伝導性の向上のために、金属粉末、例えばNi粉
末や、炭素粉末、主に、黒鉛粉末を活物質中に新たに追
加，混合する方法が提案，実用化されて来た。
発明が解決しようとする問題点 このような従来の構成では、負極の放電容量密度を増加
させるために活物質を高密度に充填した場合、負極が低
多孔度になる。その結果、従来の導電性粉末ではそれ自
体の電子伝導度は優れるものがあっても、親液性が不十
分で電解液の電極内部への浸透を阻止する傾向が強く、
充放電反応に関与する有効面積の減少をきたして、活物
質利用率が低いという問題点があった。
させるために活物質を高密度に充填した場合、負極が低
多孔度になる。その結果、従来の導電性粉末ではそれ自
体の電子伝導度は優れるものがあっても、親液性が不十
分で電解液の電極内部への浸透を阻止する傾向が強く、
充放電反応に関与する有効面積の減少をきたして、活物
質利用率が低いという問題点があった。
本発明は、このような問題点を解決するもので、負極内
部への電解液の浸透を改善して、活物質利用率の向上を
目的とするものである。また同時に、導電性物質と活物
質との接触性を改善して、負極の電子伝導性の向上をめ
ざすものである。
部への電解液の浸透を改善して、活物質利用率の向上を
目的とするものである。また同時に、導電性物質と活物
質との接触性を改善して、負極の電子伝導性の向上をめ
ざすものである。
問題点を解決するための手段 この問題点を解決するために本発明は、負極の活物質に
は、親液性を付与された微細黒鉛粉末、好ましくは電子
伝導性のさらに優れた薄片状の微細黒鉛粉末を混在させ
るもので、これにより負極内部への電解液の浸透を改善
し、かつ活物質との接触面積の増大により電子伝導性も
向上させて、活物質利用率を向上させたものである。
は、親液性を付与された微細黒鉛粉末、好ましくは電子
伝導性のさらに優れた薄片状の微細黒鉛粉末を混在させ
るもので、これにより負極内部への電解液の浸透を改善
し、かつ活物質との接触面積の増大により電子伝導性も
向上させて、活物質利用率を向上させたものである。
作用 この構成により、電解液が負極へ、特に表面より遠い芯
金近傍まで浸透することを可能とする。したがって、負
極内部の電解液量が増加して活物質利用率が向上し、さ
らに負極内部のイオン導電性が改善され、高率放電特性
が向上する。また、微細黒鉛粉末として薄片状のものを
用いると、活物質粉末と黒鉛の接触が点から面へと大き
くなり、従来の点接触の場合よりも電子伝導性が向上す
る。
金近傍まで浸透することを可能とする。したがって、負
極内部の電解液量が増加して活物質利用率が向上し、さ
らに負極内部のイオン導電性が改善され、高率放電特性
が向上する。また、微細黒鉛粉末として薄片状のものを
用いると、活物質粉末と黒鉛の接触が点から面へと大き
くなり、従来の点接触の場合よりも電子伝導性が向上す
る。
実施例 以下、本発明の実施例を詳述する。
親液性を付与する処理は次のようにして行った。水とア
クリル酸の混液に重合剤（過酸化ベンゾイル）を添加し
た溶液に、従来の黒鉛粉末を混入し乾燥して、本発明の
親液性のある黒鉛粉末を得た。次に黒鉛粉末より導電性
の優れた薄片状の微細黒鉛粉末（XP−10,日本黒鉛工業
（株）製）に対して前記と同様の親液性の処理を施し
て、親液性のある薄片状微細黒鉛粉末（以下、親液性薄
片黒鉛という）を得た。これら本発明による改善例の親
液性付与粉末と、比較例としての従来の黒鉛粉末を用
い、以下の方法により極板を作成した。
クリル酸の混液に重合剤（過酸化ベンゾイル）を添加し
た溶液に、従来の黒鉛粉末を混入し乾燥して、本発明の
親液性のある黒鉛粉末を得た。次に黒鉛粉末より導電性
の優れた薄片状の微細黒鉛粉末（XP−10,日本黒鉛工業
（株）製）に対して前記と同様の親液性の処理を施し
て、親液性のある薄片状微細黒鉛粉末（以下、親液性薄
片黒鉛という）を得た。これら本発明による改善例の親
液性付与粉末と、比較例としての従来の黒鉛粉末を用
い、以下の方法により極板を作成した。
主活物質としての酸化カドミウム粉末100重量部に対
し、前記親液性薄片黒鉛を10重量部加えて混合し、これ
にポリビニルアルコールのエチレングリコール溶液を加
え、混練してペースト状にする。このペーストを厚さ0.
1mmのニッケルメッキした開孔鉄板に塗着、乾燥後、公
知の方法で化成処理を行なって、厚さ約0.55mmの極板を
得た。さらに前記親液性黒鉛粉末を、親液性薄片黒鉛、
薄片状微細黒鉛粉末および黒鉛粉末にそれぞれ置き換え
て、同様の方法により極板を得た。これらの負極を公知
の構成方法によって焼結式ニッケル正極と組み合わせ
て、次表に示す４種の密閉形ニッケル−カドミウム蓄電
池（単３サイズ，公称容量650mAh）を作成した。これら
４種の電池で、その放電特性を比較した。
し、前記親液性薄片黒鉛を10重量部加えて混合し、これ
にポリビニルアルコールのエチレングリコール溶液を加
え、混練してペースト状にする。このペーストを厚さ0.
1mmのニッケルメッキした開孔鉄板に塗着、乾燥後、公
知の方法で化成処理を行なって、厚さ約0.55mmの極板を
得た。さらに前記親液性黒鉛粉末を、親液性薄片黒鉛、
薄片状微細黒鉛粉末および黒鉛粉末にそれぞれ置き換え
て、同様の方法により極板を得た。これらの負極を公知
の構成方法によって焼結式ニッケル正極と組み合わせ
て、次表に示す４種の密閉形ニッケル−カドミウム蓄電
池（単３サイズ，公称容量650mAh）を作成した。これら
４種の電池で、その放電特性を比較した。
第１図は、0.1C電流で15時間充電し、1C電流で放電した
時の放電特性である。本発明品の電池Ａと薄片状微細黒
鉛粉末使用の電池Ｃが、電池Ｂ・Ｄより高い放電電圧を
示した。この電池Ａ・Ｃと電池Ｂ・Ｄの比較から、薄片
状黒鉛粉末であるため活物質粉末と黒鉛の接触が点から
面へと大きくなり、通常の黒鉛粉末よりも電子伝導性が
向上し、その結果電池Ａ・Ｃの放電電圧は電池Ｂ・Ｄよ
り高くなっているものと考えられる。
時の放電特性である。本発明品の電池Ａと薄片状微細黒
鉛粉末使用の電池Ｃが、電池Ｂ・Ｄより高い放電電圧を
示した。この電池Ａ・Ｃと電池Ｂ・Ｄの比較から、薄片
状黒鉛粉末であるため活物質粉末と黒鉛の接触が点から
面へと大きくなり、通常の黒鉛粉末よりも電子伝導性が
向上し、その結果電池Ａ・Ｃの放電電圧は電池Ｂ・Ｄよ
り高くなっているものと考えられる。
第２図は、0.1C電流で15時間充電し、１〜3C電流で放電
した時の放電容量と、0.2C電流で放電した時の放電容量
との比率を示した図である。一定化成電気量の負極を用
いて構成した前記電池Ａ・Ｂ・Ｄにおいて、本発明品の
電池Ａと電池Ｂは、いずれの放電レートにおいても従来
粉末の電池Ｄよりも高い放電容量比率を示した。これ
は、電池Ａ・Ｂは。親液性薄片黒鉛，親液性黒鉛粉末の
混合により、電解液が極板内部まで浸透することが可能
となり、負極のイオン導電性が改善されて活物質利用率
が向上したからと考えられる。したがって、電池Ａ・Ｂ
は、正常な正極律速で電圧低下し、電池Ｄは負極律速で
電圧低下したと考える。また、同じ親液性処理の電池Ａ
・Ｂにおいて、電池Ａは黒鉛粉末より電子伝導性の優れ
る薄片状微細黒鉛粉末を親液性処理して混在させている
ので、電池Ｂより良好な放電容量比率を示したと考え
る。
した時の放電容量と、0.2C電流で放電した時の放電容量
との比率を示した図である。一定化成電気量の負極を用
いて構成した前記電池Ａ・Ｂ・Ｄにおいて、本発明品の
電池Ａと電池Ｂは、いずれの放電レートにおいても従来
粉末の電池Ｄよりも高い放電容量比率を示した。これ
は、電池Ａ・Ｂは。親液性薄片黒鉛，親液性黒鉛粉末の
混合により、電解液が極板内部まで浸透することが可能
となり、負極のイオン導電性が改善されて活物質利用率
が向上したからと考えられる。したがって、電池Ａ・Ｂ
は、正常な正極律速で電圧低下し、電池Ｄは負極律速で
電圧低下したと考える。また、同じ親液性処理の電池Ａ
・Ｂにおいて、電池Ａは黒鉛粉末より電子伝導性の優れ
る薄片状微細黒鉛粉末を親液性処理して混在させている
ので、電池Ｂより良好な放電容量比率を示したと考え
る。
発明の効果 以上のように本発明によれば、芯金を中心として、その
両側に負極活物質を塗着された負極において、活物質中
に親液性のある微細黒鉛粉末、好ましくは電子伝導性の
さらに優れた薄片状の微細黒鉛粉末に親液処理を施した
粉末を混在させることにより、高密度で活物質が充填さ
れた場合でも、負極内部へ電解液が十分に浸透すること
ができ、その結果活物質利用律の優れた負極を提供でき
るという効果が得られる。また、本発明によれば、活物
質の従来以上の高密度充填ができ、従って負極の電子伝
導性向上の効果も得られる。
両側に負極活物質を塗着された負極において、活物質中
に親液性のある微細黒鉛粉末、好ましくは電子伝導性の
さらに優れた薄片状の微細黒鉛粉末に親液処理を施した
粉末を混在させることにより、高密度で活物質が充填さ
れた場合でも、負極内部へ電解液が十分に浸透すること
ができ、その結果活物質利用律の優れた負極を提供でき
るという効果が得られる。また、本発明によれば、活物
質の従来以上の高密度充填ができ、従って負極の電子伝
導性向上の効果も得られる。
第１図は各種カドミウム負極を用いた密閉形ニッケル−
カドミウム蓄電池の放電特性を示す図、第２図は放電レ
ートと放電容量比率との関係を示す図である。
カドミウム蓄電池の放電特性を示す図、第２図は放電レ
ートと放電容量比率との関係を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項１】活物質に、親液性を付与された微細黒鉛粉
末が混在していることを特徴とするアルカリ蓄電池用ペ
ースト式負極。 - 【請求項２】前記微細黒鉛粉末が薄片状である特許請求
の範囲第１項記載のアルカリ蓄電池用ペースト式負極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61293941A JPH0685329B2 (ja) | 1986-12-10 | 1986-12-10 | アルカリ蓄電池用ペ−スト式負極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61293941A JPH0685329B2 (ja) | 1986-12-10 | 1986-12-10 | アルカリ蓄電池用ペ−スト式負極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63148553A JPS63148553A (ja) | 1988-06-21 |
| JPH0685329B2 true JPH0685329B2 (ja) | 1994-10-26 |
Family
ID=17801155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61293941A Expired - Lifetime JPH0685329B2 (ja) | 1986-12-10 | 1986-12-10 | アルカリ蓄電池用ペ−スト式負極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0685329B2 (ja) |
-
1986
- 1986-12-10 JP JP61293941A patent/JPH0685329B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63148553A (ja) | 1988-06-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |