JPS6264062A - アルカリ蓄電池用正極板 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、アルカリ蓄電池用正極板に関するものである
。

従来技術とその問題点 従来アルカリ蓄電池用ニッケル正極板としては、ニッケ
ル粉末を穿孔鋼板等に焼結した基板に活物質を含浸させ
たものがある。

このものは、ニッケル粉末粒子間の結合が弱く、高多孔
度の基板では脱落を生じるために、実用上基板の多孔度
は８０％程度が限界であった。又、穿孔鋼板等の芯金を
必要とすることから活物質の充填密度が小く、さらに焼
結されたニッケル粉末の細孔は、１０μｍ以下と小さい
ために、活物質の充填方法は煩雑な工程を数サイクルも
繰り返す溶液含浸法に限定される等の欠点がある。これ
らの欠点を改良する試みとして、例えば芯金を持たない
耐アルカリ性金属繊維焼結体、あるいはボリプ四ビレン
不織布等の繊維や、炭素繊維不織布等に耐アルカリ性金
属をコーティングし、直接的に水酸化ニッケル活物質粉
末を水及びＯＭＯ等でペースト状として充填するペース
ト式極板がある。しかしこれまでこの極板は焼結式極板
に比べ著しく活物質利用率が悪く、実用上使用し得なか
った。活物質利用率を向上させる有効な手段として水酸
化コバルト粉末の添加が行なわれている。しかし、添加
される水酸化コバルトのすべてが有効とは限らずその結
晶構造によって大きく左右される。例えば、水酸化コバ
ルトには二価と三価が存在するが三価の水酸化コバルト
は添加しても何等活物質利用率を向上させることはでき
ない。利用率を向上させるにはアルカリ電解液中で溶解
し、二価（ＩＩ）　ｂｌｕｅ　ｏｏｍｐｌｅｘ　ｉｏｎ
　（ＨＯＯＯ２−）を生成しそれらがある電位に於いて
電導性を有する０ｏＯＯＨ化合物に変化し、活物質表面
をコーティングしなければならない。二価の水酸化コバ
ルトの添加効果も結晶構造によって溶解性が異なること
に大きく影響を受ける。これまでに知られている効果の
ある二価の水酸化コバルトは、硫酸あるいは硫酸コバル
ト塩を水酸化ナトリウムあるいはカリウム溶液と反応さ
せ水酸化コバルトとせしめ、これを酸化しないように、
水洗、乾燥していた。このようにして得られたものは、
ピンク色のβ型のものである。しかしながら、このもの
は不安定な化合物であるため空気中に放置すると表面に
安定な三価の水酸化コバルトを形成する。しかもアルカ
リ電解液と接触しても容易に溶解せず有効なＨＯＯＯ２
−イオンの生成が速やかに行なわれず、正極板の容量バ
ラツキが生じた。これを改良すべく、長時間アルカリ電
解液中に放置するか、あるいは溶解性を上げるために・
高温、高濃度アルカリ電解液中に放置する等の対策が講
じられている。しかしこれらは、電池製造工程を煩雑に
し、かつ電池そのものに悪影１をもたらした。

以上のことから放置安定性があり且つ、アルカリ電解液
に速やかに溶解する水酸化コバルトの開発が望まれてい
た。

発明の目的 本発明は活物質利用率を向上し、高性能で容量の安定し
た生産性の高いアルカリ蓄電池用正極板を提供すること
を目的とするものである。

発明の構成 本発明は上記目的を達成するべく、水酸化ニッケルを主
成分とする活物質粉末に緑色でヘキサゴナルな結晶構造
を有する水酸化コバルト粉末を３〜２０ｗｔ％添加した
アルカリ蓄電池用正極板に関するものである。

実施例 以下本発明の一実施例について詳述する。

金属コバルトを硫酸あるいは硝酸水溶液により溶解した
後に中性あるいは弱アルカリ性領域で、析出させること
により、緑色でヘキサゴナルな結晶構造を有する水酸化
コバルトを得た。

このものは、第１図のＸ！回折図に示したものである。

第３図に電子顕微鏡写真を示した。通常のコバルト塩を
アルカリ溶液と反応させたピンクのβ型水酸化コバルト
は、算２図にＸ線回折図を、第４図に電子顕微鏡写真を
示した。

上記のそれぞれの水酸化コバルト１０％と水酸化ニッケ
ル粉末９０％とを混合し、水及びカルボキシメチルセル
ロース等を加えてペースト状とする。このペーストを多
孔度９５％、厚味１．５鴎のニッケル繊維焼結体に充填
し、乾燥、厚味調節等により厚味０．７　ｍの正極板と
した。

上記の如く作成した正極板をカドミウム負極板、七パレ
ータ、および比重１．２０の苛性カリウム溶液をもちい
て電池を作成した。しかる後一度も充電することなく、
種々の時間放置した。周囲温度５℃、充電々流０．３０
ムで５時間充電後、放電々流１０ムでＯｖ■−”／Ｈｇ
Ｏまで放電する操作を５〜繰返した。第５８１！Ｉは、
この時の水酸化ニッケル活物質利用率と放置時間との関
係を示したものである。

図から明らかな如く、本発明の水酸化コバルトを含有す
る正極板中は従来のβ型水酸化コバルトを含有するもの
に１）に較べて活物質利用率が良好であり、放置時間が
短かい。

電解液浸漬後の正極板は、一度も充電を受けていないの
で、約−〇、１６　Ｖ　ｖｓ、　Ｈｐ／ａ９ｏ　以下ヲ
示した。この電位は水酸化コバ／ｋ）の溶解（Ｃ。

（ＯＲ）、ＨＯＯＯ）沈澱によるコーティングが可能な
電位を維持している。そして、正極板にＯｖ■。

Ｈｇ／Ｈｇ　ｏ以上の責な電位を課す（充電）ことによ
って安定な電導性を有する不ｆＩＩＪｌＩ！化合物００
００Ｈを形成する。

もしも、放置することなく充電すると、水酸化コバルト
は溶解することなく　、　０ｏＯＯＨに変化するために
、活物質問を０ｏＯＯＨによって充分コーティングする
ことができない。それ故に水酸化コバルトの溶解しえる
電位での放置は不可決であるが、製造工程の短絡を考慮
したとき−晩６一 程度が望ましい。本発明の水酸化コバルト添加極板の放
置時間が短縮されるのは、アルカリ電解液への溶解度が
β型よりも優れていることによる。又空気中に放置して
も表面に溶解性の乏しい三価の水酸化コバルトを形成し
ない理由は、ヘキサゴナル結晶構造の水酸化コバルト→
β型水酸化コバルト→三価の水酸化コバルトの反応経路
をたどるために、β型に比べ極めて生成されにくいこと
に起因する。

第６図に水酸化コバルト添加量と活物質利用率の関係を
示した。

本発明（１）の特徴として、従来のβ型１）に比べて少
量で効果を示すことである。３％以上の添加によって、
現行の焼結式正極板の活物質利用率とほぼ同等となる。

添加量が２０％以上では飽和利用率に達するので、３〜
２０％の範囲が望ましい。

尚、上記実施例において、ペースト式極板について示し
たが、ボタン式、プレス式、ポケット式等の方式におい
ても同様な効果がある。

発明の効果 上述した如く、本発明は活物質利用率を向上し、高性能
で容量の安定した生産性の高いアルカリ蓄電池用正極板
を提供することができるので、その工業的価値は極めて
大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は緑色でヘキサゴナルな結晶構造を有する水酸化
コバルトのＸ線回折図であり、第２図はピンク色のβ型
水酸化コバルトのＸ線回折図、第３図はヘキサゴナルの
水酸化＋バルトの電子顕微鏡写真、第４図はβ型水酸化
コバルトの電子顕微鏡写真、第５図は水酸化ニッケル活
物質利用率と放置時間との関係を示した図、第６図は水
酸化コバルト添加量と活物質利用率との関係を示した図
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 水酸化ニッケルを主成分とする活物質粉末に緑色でヘキ
   サゴナルの結晶構造を有する水酸化コバルト粉末を３〜
   ２０ｗｔ％の範囲内で添加することを特徴とするアルカ
   リ蓄電池用正極板。