JPH08203522A - アルカリ蓄電池用ニッケル活物質及びその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コバルト化合物が配合された水酸化ニッケル
活物質において、前記コバルト化合物がその機能を十分
に発揮し、電極容量を高めることができるアルカリ蓄電
池用ニッケル活物質及びその製造方法を提供することを
目的とする。 【構成】 水酸化ニッケルを主成分とする母粒子の表面
の一部又は全部が、少なくともコバルトの水酸化物を含
む金属化合物で被覆されてなるアルカリ蓄電池用ニッケ
ル活物質であって、前記ニッケル活物質は、レーザー回
折方式による平均粒子径が３μｍ以上、２０μｍ以下で
あることを特徴するアルカリ蓄電池用ニッケル活物質。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アルカリ蓄電池用の水
酸化ニッケル活物質に関し、更に詳しくは水酸化ニッケ
ル粒子表面を電子導電性の金属化合物で被覆した水酸化
ニッケル活物質に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、アルカリ蓄電池用正極の基板とし
ては、ニッケル粉末を焼結したいわゆる焼結式基板が主
流であったが、焼結式基板は高多孔度化に限界があるこ
とや活物質の充填作業が煩雑である等から、近年では非
焼結式である発泡ニッケル基板等が使用されるようにな
っている。

【０００３】しかし、発泡ニッケル基板等の高多孔度基
板は、孔径が大きいために充填された活物質の一部は集
電体と直接接触できない。つまり、非焼結式基板は、焼
結式基板に比べ高密度に充填可能であるので、高エネル
ギー密度化や充填作業性の向上の点で有利であるもの
の、活物質と基板との相対的接触面積が小さくなるた
め、電極反応に寄与できない活物質の割合が増加する。
したがって、活物質利用率が悪くなるという欠点があ
る。

【０００４】この欠点を改善することを目的とし、活物
質に導電性粉末やコバルト化合物粉末を添加する技術
（特開昭５３−４１４４９号公報）や、この技術を更に
発展させ、金属ニッケル粉末（導電性粉末）の表面に金
属コバルト層や３価以上のコバルト化合物層を形成する
技術、或いは金属ニッケル粉末の表面にコバルトとニッ
ケルからなる酸化物層を形成する技術（特開昭５９−１
８５７２号公報、特開昭５９−１３８０６４号公報、特
開平１−１０７４５３号公報）などが、提案されてい
る。

【０００５】これらの技術を用いた場合、活物質粒子間
の導電性が高まるため、活物質利用率が向上するが、十
分に活物質利用率を高めるためには水酸化ニッケルに対
しかなりの量の金属化合物を添加する必要がある。とこ
ろが、金属化合物の添加量を増やすと、その分、電極反
応に直接寄与する水酸化ニッケルの含有量が低下するた
め、活物質のエネルギー密度が低下することになる。

【０００６】このため、前記従来の技術では、活物質利
用率を向上させることができるものの、それが電極容量
の向上に十分繋がらないという問題があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
相反する技術的課題を解決するためになされたものであ
り、より少ない量のコバルト化合物の添加でもって導電
性に優れた活物質を得る方法を提供し、これにより活物
質利用率と電極容量の双方を顕著に高めることのできる
アルカリ蓄電池用ニッケル活物質を提供しようとするも
のである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、次のように構成される。請求項１記載の発
明は、水酸化ニッケルを主成分とする母粒子の表面の一
部又は全部が、少なくともコバルトの水酸化物を含む金
属化合物で被覆されてなるアルカリ蓄電池用ニッケル活
物質であって、前記ニッケル活物質は、レーザー回折方
式による平均粒子径が３μｍ以上、２０μｍ以下である
ことを特徴する。

【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載のア
ルカリ蓄電池用ニッケル活物質において、前記金属化合
物は、さらにリチウム化合物を含むものであることを特
徴とする。請求項３記載の発明は、請求項１乃至２記載
のアルカリ蓄電池用ニッケル活物質において、前記金属
化合物が、母粒子に対し１重量％以上、１５重量％以下
であることを特徴とする。

【００１０】請求項４記載の発明は、請求項１乃至３記
載のアルカリ蓄電池用ニッケル活物質において、前記コ
バルトの水酸化物が、２価を超える高次コバルト水酸化
物としてあることを特徴とする。請求項５記載の発明
は、少なくともコバルト塩を含む金属塩溶解液に、平均
粒径が１μｍ以上、２０μｍ未満の水酸化ニッケルを主
成分とする母粒子を分散させた後、前記母粒子の分散さ
れた金属塩溶解液のＰＨをアルカリ液で調整し、前記母
粒子を核として少なくともコバルト水酸化物の析出物を
析出させ、前記母粒子の表面に所定量のコバルト水酸化
物を含む被覆層を形成して、レーザー回折方式による平
均粒子径が３μｍ以上、２０μｍ以下のニッケル活物質
を調製するアルカリ蓄電池用ニッケル活物質の製造方法
である。

【００１１】請求項６記載の発明は、請求項５記載のア
ルカリ蓄電池用ニッケル活物質の製造方法において、前
記所定量のコバルト水酸化物を含む被覆層が、前記母粒
子に対し１重量％以上、１５重量％以下であることを特
徴とする。請求項７記載の発明は、請求項５乃至６記載
のアルカリ蓄電池用ニッケル活物質の製造方法におい
て、少なくともコバルト水酸化物を有する被覆層を形成
した後、当該被覆粒子にアルカリ金属溶液を含浸させ、
酸素存在下で加熱処理することを特徴とする。

【００１２】請求項８記載の発明は、請求項７記載のア
ルカリ蓄電池用ニッケル活物質の製造方法において、前
記アルカリ金属溶液のアルカリ金属濃度が、１５重量％
以上、４０重量％以下であることを特徴とする。請求項
９記載の発明は、請求項７乃至８記載のアルカリ蓄電池
用ニッケル活物質の製造方法において、前記アルカリ金
属溶液が、更にリチウムイオンを含有することを特徴と
する。

【００１３】請求項１０記載の発明は、請求項７乃至９
記載のアルカリ蓄電池用ニッケル活物質の製造方法にお
いて、前記加熱処理の温度が、５０℃以上、１５０℃以
下であることを特徴とする。

【００１４】

【作用】

（１）本発明にかかるアルカリ蓄電池用ニッケル活物質
では、水酸化ニッケルを主成分とする母粒子の表面の一
部又は全部が、少なくともコバルトの水酸化物を含む金
属化合物で被覆され、かつこの被覆活物質のレーザー回
折方式による平均粒子径を３μｍ以上、２０μｍ以下に
規定してある。

【００１５】この範囲の粒子径を持った被覆活物質粒子
であると、多孔性電極基板への充填性がよく、充填され
た活物質粒子は隣会う粒子同士で確実に接触することが
できる。そして、この活物質粒子同士の接触は、導電性
のよいコバルト水酸化物の被覆層を介してなされる。し
たがって、電極内に活物質粒子相互による良好な導電ネ
ットワークを形成させることができる。加えて、この粒
径の粒子であると、粒子相互の接触面積が大きくなり、
活物質本体である母粒子の表面にコバルト水酸化物被覆
層を形成した効果が顕著に発揮されるので、より少ない
量のコバルト水酸化物でもって良好な導電ネットワーク
の形成が可能となる。

【００１６】つまり、本発明によれば、被覆層を設ける
ことにより相対的に水酸化ニッケル含有量が減少して活
物質のエネルギー密度が低下する、というマイナス要因
を最小にして、被覆層を設けることによるプラス要因
（導電性の向上）を効果的に取り出すことができるの
で、活物質利用率の向上が電極容量の向上に繋がる。本
発明は、次の構成を加えることにより、上記作用効果が
一層顕著なものとなす。

【００１７】即ち、前記被覆層として、好ましくはコバ
ルト水酸化物とリチウム化合物とを含有する金属化合物
とするのがよい。このようにすると、被覆層中のリチウ
ムが水酸化ニッケル近傍にあって効果的に作用するの
で、電極の過放電特性が顕著に高まる。また、前記金属
化合物からなる被覆層は、好ましくは水酸化ニッケル母
粒子に対し、１重量％以上、１５重量％以下とするのが
よい。なぜなら、水酸化ニッケル表面に被覆層を形成し
た場合、単位活物質重量当たりで見たとき、被覆層分だ
け水酸化ニッケル含有量が少なくなり、活物質のエネル
ギー密度（単位活物質重量当たりの容量）が低下する
が、ここで被覆層の量が上記範囲であると、被覆層によ
る利用率向上効果が水酸化ニッケル含有量の低下を上回
るので、実質的にエネルギー密度の低下を生じない。

【００１８】更に、前記被覆層中のコバルト水酸化物
は、好ましくは２価を超える高次コバルトの水酸化物と
するのがよい。２価を超える高次コバルト水酸化物であ
ると、被覆層の導電性が一層高まり、活物質利用率が更
に向上して電極容量が高まる。 （２）本発明にかかるアルカリ蓄電池用ニッケル活物質
の製造方法は、少なくともコバルト塩を溶解した溶液
に、１μｍ以上、２０μｍ未満の粒径の母粒子を分散さ
せ、この溶液のＰＨをアルカリで調整することにより、
前記母粒子を核としてコバルト水酸化物の析出物を析出
させて母粒子を被覆するという方法を採用した。

【００１９】この方法であると、母粒子を核とし母粒子
を取り囲むようにコバルト水酸化物の析出物を析出させ
ることができ、しかも、コバルト塩溶液の濃度、溶液Ｐ
Ｈ、温度等を制御することにより被覆量や被覆状態を容
易に調整できる。したがって、予め被覆層の厚み（被覆
量で換算可能）を設定し、所望する活物質粒子径からこ
の厚みを減じた粒子径の母粒子をコバルト塩溶液に分散
してやれば、所望粒子径の被覆活物質粒子が得られるの
で、レーザー回折方式による平均粒子径３μｍ〜２０μ
ｍのニッケル活物質を歩留り良く作製できる。

【００２０】このような本発明製造方法は、好ましくは
更に次のような構成を付加するのがよい。即ち、母粒子
に被覆するコバルト水酸化物量が、母粒子に対し１〜１
５重量％となるように行うのがよい。また、被覆工程が
終了した後、当該被覆粒子に対しアルカリ金属溶液を含
浸させ酸素存在下で加熱乾燥するというアルカリ熱処理
を施すのがよい。被覆粒子にアルカリ熱処理を施した場
合、被覆層中のコバルト化合物が導電性に優れた高次の
コバルト化合物に変化するとともに、被覆層のミクロ構
造を電解液が浸透し易い構造に変化させることができ
る。よって、一層利用率の高い活物質が得られる。

【００２１】更に、このアルカリ熱処理は、１５〜４０
重量％濃度のアルカリ金属溶液を用い、５０〜１５０℃
の加熱温度で行うのが良く、より好ましくはリチウムイ
オンを添加したアルカリ金属溶液で含浸処理を行うのが
よい。アルカリ金属溶液にリチウムイオンを添加し、リ
チウム含有被覆層と成す方法とした場合、極めて簡単に
被覆活物質粒子の利用率と過放電特性を高めることがで
きる。 この理由は、リチウムイオンが水酸化ニッケル
（母粒子）表面近傍に存在すると、最も量的効率良く過
放電特性を高めるべく作用できるからである。

【００２２】

【実施例】以下、実験に基づいて本発明の内容を明らか
にする。実験は、各種ニッケル活物質を作製し、これら
ニッケル活物質を用いて各種電極を作製し、これらの電
極の性能を比較検討するというものである。なお、以下
では、初めにニッケル活物質の作製方法、及び電極の作
製方法の概要を説明し、その後各実験の詳細を説明す
る。

【００２３】〔水酸化コバルト被覆Ｎｉ活物質の作製〕
先ず、比重が約１．３３の硫酸ニッケル水溶液に、２５
重量％の水酸化ナトリウム水溶液を徐々に注加し、アン
モニア水でこの溶液のＰＨを所定ＰＨ値に調整して、水
酸化ニッケルを析出させる方法により水酸化ニッケル母
粒子を作製した。この方法では、硫酸ニッケル濃度、水
酸化ナトリウム注加量、溶液ＰＨ、溶液温度を調整する
ことにより、溶液から析出する水酸化ニッケルの粒子径
を変化させることができる。そこで、反応温度を約５０
℃とし、主にＰＨを１０〜ＰＨ１４の範囲内で変化させ
る方法により、粒子径の異なる７通りの水酸化ニッケル
粒子を作製した。なお、析出した水酸化ニッケルは、充
分に水洗した後、乾燥した。

【００２４】このようにして作製した７通りの粒子につ
いて、レーザ回折方式（マイクロトラック粒度分析計；
Leads & Northrup 社製 )で平均粒子径を測定したとこ
ろ、それぞれ、約０．６、２．６、５．５、８．４、１
７．４、１９．１、２２．５μｍであった。以下、これ
ら粒子をＮｉ活物質母粒子と称する。次に、上記Ｎｉ活
物質母粒子重量１に約４倍量の水を加え混合分散し、こ
の分散液（スラリー状態）に対し、水酸化ナトリウム液
でＰＨを１０に調整維持しながら、比重約１．３０の硫
酸コバルト溶液を滴下して、Ｎｉ活物質母粒子の表面に
水酸化コバルトを被覆した。この被覆粒子を水洗・乾燥
して水酸化コバルト被覆Ｎｉ活物質粒子となした。

【００２５】ここで、水酸化コバルト被覆Ｎｉ活物質粒
子の粒子径は、Ｎｉ活物質母粒子の粒径及び被覆層の厚
さで決まり、被覆層の厚さ（被覆量で把握可能）は、前
記硫酸コバルト溶液の濃度又は滴下量を調整することに
より調整することができる。そこで、上記では前記７通
りのＮｉ活物質母粒子をそれぞれ用い、硫酸コバルト溶
液の滴下量を調整する方法により、表１に示す種々の水
酸化コバルト被覆Ｎｉ活物質粒子を作製した。

【００２６】なお、このようにして溶液中でＮｉ活物質
粒子を被覆する方法を析出被覆法と称する。 〔水酸化コバルト単純混合Ｎｉ活物質の作製〕上記で作
製した平均粒径約８．４μｍのＮｉ活物質母粒子に平均
粒径約１μｍの水酸化コバルト粉末を７．５重量％添加
し混合して、水酸化コバルト単純混合Ｎｉ活物質を作製
した。この製法を単純混合法と称する。

【００２７】〔高次コバルト被覆Ｎｉ活物質の作製〕 (1) 上記で作製した水酸化コバルト被覆Ｎｉ活物質粒子
に、アルカリ溶液を前記粒子が湿る程度に含浸させ、酸
素存在下で加熱乾燥する方法により、Ｎｉ活物質粒子表
面の水酸化コバルトを２価を超える高次コバルト化合物
とした。高次化処理の詳細な条件は後記実験２、実験
４、実験５においてそれぞれ記載する。

【００２８】以下、このような高次化の方法をアルカリ
熱処理法とし、このアルカリ熱処理法で処理した被覆Ｎ
ｉ活物質を、高次コバルト被覆Ｎｉ活物質と称する。 (2) ０．７モル濃度のリチウムイオンを含有したアルカ
リ水溶液を用いたこと以外は、上記アルカリ熱処理法と
同様に処理して、リチウムイオンを含有する高次コバル
ト被覆Ｎｉ活物質を作製した。

【００２９】〔ニッケル電極の作製〕上記で作製した各
種ニッケル活物質と、０．２重量％ヒドロキシプロピル
セルロース水溶液とを重量比１：１で混合し活物質スラ
リーを調製した。この活物質スラリーを多孔度９５％、
厚み１．６ｍｍの発泡体ニッケルに充填し、乾燥した
後、厚み０．６０ｍｍに圧延する方法により、各種ニッ
ケル電極を作製した。

【００３０】表１に、以上で作製した各種Ｎｉ活物質の
一覧を示す。

【００３１】

【表１】 〔実験の部〕上記で作製した各種ニッケル電極と、対極
としてのニッケル板と、約２５重量％の水酸化カリウム
水溶液とで開放系の簡易セルを作製し、この簡易セルを
用いて各電極の活物質利用率及び単位活物質重量当たり
の電気容量を調べた。なお、簡易セルに使用したニッケ
ル電極の理論容量は、３６０ｍＡである。

【００３２】他方、上記で作製したニッケル電極Ｂ₁ 〜
Ｂ₅ 、Ｅについては、これら電極と水素吸蔵合金電極及
び７〜８．５Ｎの水酸化カリウムを主成分とする電解液
を用い公知の方法で公称容量１２００ｍＡｈのニッケル
水素電池を作製し、この電池の過放電特性を調べた（実
験３、６）。活物質利用率及び単位活物質重量当たりの
電気容量は、３６ｍＡで２４時間連続充填した後、ニッ
ケル板に対し放電終止電圧が−０．８Ｖになるまで１２
０ｍＡで放電するという条件で放電容量を測定し、下数
１、２に従い求めた。

【００３３】

【数１】

【００３４】

【数２】 また、過放電特性は、次の条件で測定した。 1) １２００ｍＡで充電し、電池電圧が極大となったの
ち１０ｍＶ（−ΔＶ）だけ減少した時点で充電を止め、
１時間休止する。

【００３５】2) １時間休止後に１２００ｍＡで、放電
終止電圧が１．０Ｖになるまで放電する。 3) 前記放電後、さらに６０ｍＡで１６時間強制放電す
る。 4) 前記１）〜３）の工程を１０サイクル繰り返した
後、更に１）〜2)の工程を５サイクル繰り返す。初回サ
イクルにおける放電容量と、最終サイクル終了後の放電
容量を測定し、その比を過放電特性とした。

【００３６】なお、各測定値は、基準とする活物質を定
めこの活物質の利用率等を１００とした場合における指
数で比較検討した。 （実験１）実験１では、Ａ₁ 〜Ａ₇ を用い、Ｎｉ活物質
の平均粒子径と活物質利用率との関係を調べた。

【００３７】その結果を、図１に示す。なお、図１は、
Ａ₄ の利用率を１００として示してあり、破線は水酸化
コバルトと水酸化ニッケルを単純混合したＮｉ活物質
（Ｓ）の利用率指数を示す。図１において、平均粒径が
３〜２０μｍの範囲にある被覆Ｎｉ活物質粒子（Ａ ₂ 〜
Ａ₆ ）の利用率は、単純混合Ｎｉ活物質（Ｓ）よりも高
い利用率を示す。また、被覆Ｎｉ活物質粒子の粒径が６
〜１８μｍの範囲で更に高い利用率（９７％以上）を示
し、この範囲を外れると次第に利用率の低下傾向が大き
くなる。この結果から、析出被覆法で作製した被覆Ｎｉ
活物質の粒子径は、好ましくは３〜２０μｍであり、よ
り好ましくは６〜１８μｍであることが分かる。

【００３８】なお、水酸化ニッケル母粒子の粒径が６μ
ｍ未満であると、利用率の低下傾向が大きくなる理由は
明らかでないが、１８μｍを超えた場合に利用率の低下
が大きくなるのは、粒子相互の接触面積が減少する結
果、活物質間における導電性が悪くなるためではないか
と考えられる。 （実験２）実験２では、Ａ₄ 、Ｂ₃ 、Ｓを用い、アルカ
リ熱処理の有無と利用率の関係を調べた。その結果を、
Ａ₄ の利用率を１００として表２に示す。

【００３９】

【表２】 但し、Ｂ₃ のアルカリ熱処理は、２５重量％の水酸化ナ
トリウム水溶液をアルカリ溶液として用い、加熱温度１
００℃で乾燥させるという条件で行った。なお、母粒子
の粒径及び水酸化コバルト量はＡ₄ 、Ｂ₃ 、Ｓとも同様
である（表１参照）。

【００４０】表２から次のことが判る。水酸化コバルト
を析出被覆したＡ₄ は、水酸化コバルトと水酸化ニッケ
ルを単純混合した単純混合Ｎｉ活物質Ｓに比較し、大幅
に活物質利用率が高いが、Ｂ₃ はこのＡ₄ よりも更に利
用率が高い。このことから、アルカリ熱処理を施すこと
により、活物質利用率を一層高めることができることが
分かる。

【００４１】（実験３）実験３では、析出被覆法で作製
したＢ₁ 〜Ｂ₅ を用い、高次コバルト化合物被覆量と単
位活物質重量当たりの電気容量との関係を調べた。その
結果を、Ｂ₃ を１００として図２に示す。図２におい
て、高次コバルト化合物量が１重量％未満、及び１５重
量％を超えた場合には、単位活物質重量当たりの電気容
量指数が大きく低下している。このことから、高次コバ
ルト化合物被覆量は、Ｎｉ活物質母粒子に対し１〜１５
重量％であることが好ましいことが分かる。

【００４２】なお、図２において、高次コバルト化合物
被覆量が１重量％未満で単位活物質重量当たり容量指数
が急激に低下した理由は、高次コバルト化合物被覆量が
１重量％未満であると、高次コバルト化合物が不足し母
粒子表面を充分に覆うことができない結果、Ｎｉ活物質
相互間の導電性が不充分となるためと考えられる。他
方、高次コバルト化合物量が１５重量％を超えた場合に
おける単位活物質重量当たり容量指数の急激な低下は、
Ｎｉ活物質中の水酸化ニッケル量の相対的な減少による
容量低下の方が、高次コバルト化合物被覆による容量増
加効果よりも大きくなった結果と考えられる。

【００４３】（実験４）実験４では、析出被覆法で作製
したＣ₁ 〜Ｃ₄ 及びＢ₃ を用い、アルカリ熱処理におけ
るアルカリ溶液の濃度と利用率の関係を調べた。なお、
アルカリ溶液として１５〜４５重量％の水酸化ナトリウ
ム水溶液を用い、加熱温度は１００℃共通とし、他の条
件は表１の通りである。

【００４４】実験結果を、Ｂ₃ の利用率を１００として
図３に示す。図３から判るように、アルカリ金属濃度が
１５重量％未満、及び４０重量％を超えた場合におい
て、利用率指数が顕著に低下した。この理由は、次のよ
うに考えられる。水酸化コバルト被覆Ｎｉ活物質粒子を
アルカリ共存化で加熱処理した場合、粒子表面の水酸化
コバルトが、２価を超えるコバルトの化合物に変化し、
被覆層の導電性が高まる。これにより活物質粒子相互の
導電性ネットワークが形成され、全体としての利用率が
向上する。ところが、アルカリ金属濃度が１５重量％未
満であると、水酸化コバルトの溶解度が低下し、加熱処
理によって水酸化コバルトが導電性の良好な高次コバル
ト化合物に変化しにくい。よって利用率が充分に向上し
なかったものと考えられる。他方、アルカリ金属濃度が
４０重量％を超えると、溶液粘度が著しく高まり、アル
カリ溶液が被覆層に浸透し難くなる結果、高次化反応が
不均一になるためと考えられる。

【００４５】以上のことから、アルカリ溶液の濃度は、
１５〜４０重量％の範囲であるのが好ましい。なお、ア
ルカリとして水酸化ナトリウムの代わりに、例えば水酸
化カリウムなどの他のアルカリ種を用いた場合でも、上
記と同様な結果が得られることが確認されている。

【００４６】（実験５）実験５では、析出被覆法で作製
したＤ₁ 〜Ｄ₄ 及びＢ₃ を用い、加熱温度を変化させて
アルカリ熱処理における加熱温度と利用率との関係を調
べた。なお、詳細な条件は表１に示す通りである。その
結果を、Ｂ₃ の利用率を１００として図４に示す。図４
から明らかなように、加熱温度が５０℃未満、及び１５
０℃を超えると、利用率指数の低下が大きくなる。した
がって、アルカリ熱処理における加熱温度は、５０℃〜
１５０℃の範囲で行うのが好ましいことが判る。

【００４７】５０℃〜１５０℃の加熱温度で良好な結果
が得られたのは、この範囲の温度であると、コバルトの
高次化が円滑に進み、生成した高次コバルト化合物が活
物質の導電性を一層高めるからである。これに対し、加
熱処理温度が低くなると、水酸化コバルトの溶解度が低
下するため、コバルトの高次化が円滑に進まなくなり、
また被覆層の構造を好適に変化させ得なくなるので、利
用率が低下するものと考えられる。他方、加熱処理温度
が１５０℃を超えると、母粒子である水酸化ニッケル自
体が不活性な酸化ニッケルに変化するために、利用率が
低下すると考えられる。

【００４８】（実験６）実験６では、アルカリ熱処理に
おけるアルカリ溶液に０．７モル濃度のリチウムイオン
を配合しアルカリ熱処理を行ったＮｉ活物質Ｅと、前記
アルカリ溶液にリチウムイオンを配合しないこと以外
は、前記Ｅと同様に作製したＮｉ活物質Ｂ ₃ との過放電
特性を比較し、アルカリ溶液にリチウムイオンを配合し
た場合における効果を調べた。

【００４９】その結果、アルカリ溶液にリチウムイオン
を配合したＥ電池における過放電特性は、Ｂ₃ 電池の過
放電特性を１００としたとき、１０５であった。この結
果から、アルカリ溶液にリチウムイオンを配合すると、
過放電特性が顕著に向上することが分かる。上記の結果
は、次のように考えられる。リチウムイオンを配合した
アルカリ金属溶液を用いてアルカリ熱処理を行うと、被
覆層にリチウムを存在させることができる。したがっ
て、リチウムがその作用効果を最も効率的に発揮できる
水酸化ニッケル近傍に存在するため、添加量が少なくと
も充分に過放電特性を高めることができると考えられ
る。このことから、電解液にリチウムを配合する場合よ
りも、本方法による場合の方が、少ない量のリチウムで
過放電特性を高めることができる。

【００５０】なお、上記実験では、母粒子として水酸化
ニッケルからなる粒子を用いたが、水酸化ニッケルと固
溶体を形成する他の金属化合物を１種または２種以上配
合してなる母粒子を用いることができることは勿論であ
る。このような金属化合物として、例えば亜鉛、カドミ
ウム、マグネシウム、カルシウム等の化合物が挙げられ
る。

【００５１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のニッケル活物質粒子は、導電性が高く、利用率、過放
電特性に優れる。よって、このようなニッケル活物質を
用いて構成されたアルカリ蓄電池は、多様な使用条件に
おいて高い性能を発揮できる電池となる。

【００５２】また、本発明アルカリ蓄電池用ニッケル活
物質の製造方法は、上記特性を有するニッケル活物質を
簡易かつ歩留りよく製造できる。したがって、本発明製
造方法によれば、利用率及び過放電特性に優れたニッケ
ル活物質を安価に提供できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】水酸化ニッケル母粒子の平均粒子径と活物質利
用率（指数）との関係を示すグラフである。

【図２】水酸化ニッケル母粒子に対する高次コバルト化
合物被覆量と単位活物質重量当たりの電気容量（指数）
の関係を示すグラフである。

【図３】アルカリ熱処理におけるアルカリ金属溶液の濃
度と活物質利用率（指数）との関係を示すグラフであ
る。

【図４】アルカリ熱処理における加熱温度と活物質利用
率（指数）との関係を示すグラフである。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水酸化ニッケルを主成分とする母粒子の
   表面の一部又は全部が、少なくともコバルトの水酸化物
   を含む金属化合物で被覆されてなるアルカリ蓄電池用ニ
   ッケル活物質であって、 前記ニッケル活物質は、レーザー回折方式による平均粒
   子径が３μｍ以上、２０μｍ以下であることを特徴する
   アルカリ蓄電池用ニッケル活物質。
2. 【請求項２】 前記金属化合物は、さらにリチウム化合
   物を含むものであることを特徴とする請求項１記載のア
   ルカリ蓄電池用ニッケル活物質。
3. 【請求項３】 前記金属化合物が、母粒子に対し１重量
   ％以上、１５重量％以下であることを特徴とする請求項
   １乃至２記載のアルカリ蓄電池用ニッケル活物質。
4. 【請求項４】 前記コバルトの水酸化物が、２価を超え
   る高次コバルト水酸化物としてあることを特徴とする請
   求項１乃至３記載のアルカリ蓄電池用ニッケル活物質。
5. 【請求項５】 少なくともコバルト塩を含む金属塩溶解
   液に、平均粒径が１μｍ以上、２０μｍ未満の水酸化ニ
   ッケルを主成分とする母粒子を分散させた後、前記母粒
   子の分散された金属塩溶解液のＰＨをアルカリ液で調整
   し、前記母粒子を核として少なくともコバルト水酸化物
   の析出物を析出させ、前記母粒子の表面に所定量のコバ
   ルト水酸化物を含む被覆層を形成して、レーザー回折方
   式による平均粒子径が３μｍ以上、２０μｍ以下のニッ
   ケル活物質を調製するアルカリ蓄電池用ニッケル活物質
   の製造方法。
6. 【請求項６】 前記所定量のコバルト水酸化物を含む被
   覆層が、前記母粒子に対し１重量％以上、１５重量％以
   下であることを特徴とする請求項５記載のアルカリ蓄電
   池用ニッケル活物質の製造方法。
7. 【請求項７】 少なくともコバルト水酸化物を有する被
   覆層を形成した後、当該被覆粒子にアルカリ金属溶液を
   含浸させ、酸素存在下で加熱処理することを特徴とする
   請求項５乃至６記載のアルカリ蓄電池用ニッケル活物質
   の製造方法。
8. 【請求項８】 前記アルカリ金属溶液のアルカリ金属濃
   度が、１５重量％以上、４０重量％以下であることを特
   徴とする請求項７記載のアルカリ蓄電池用ニッケル活物
   質の製造方法。
9. 【請求項９】 前記アルカリ金属溶液が、更にリチウム
   イオンを含有することを特徴とする請求項７乃至８記載
   のアルカリ蓄電池用ニッケル活物質の製造方法。
10. 【請求項１０】 前記加熱処理の温度が、５０℃以上、
    １５０℃以下であることを特徴とする請求項７乃至９記
    載のアルカリ蓄電池用ニッケル活物質の製造方法。