烧结式镉负极的制造方法技术

一种烧结式镉负极的制造方法包括在镍烧结基板中充填以氢氧化镉为主体的负极活性物质的活性物质充填工序、将由该活性物质充填工序充填了以氢氧化镉为主体的负极活性物质的烧结基板含浸或者涂敷亲水性高分子的工序、含浸或者涂敷了亲水性高分子的镉负极干燥后，用洗刷除去在该负极表面近旁存在的亲水性高分子的除去工序。这样，可以在镉负极抑制不能放电的金属镉的生成，获得充放电周期特性、氧气吸收性能均优异的烧结式镉负极。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种镍镉蓄电池用。以前，在镍镉蓄电池用镉负极中，有在烧结镍粉末形成的多孔性镍烧结基板上填充由氧化镉或氢氧化镉所组成的负极活性物质而制成的烧结式负极，和由氧化镉或氢氧化镉所组成的负极活性物质与合成纤维、糊料等混和搅拌成糊浆后涂在模压金属等导电芯体(基板)上制成的的非烧结式负极。其中，烧结式负极由于在电极内存在着多孔性镍烧结基板的导电性基体，同时负极活性物质直接与多孔性镍烧结基板接触，其导电性能优异，并且由于高倍率充放电特性和氧气吸收性能良好，而作为各种便携式仪器的电源广泛使用。近来，对碱性蓄电池的高容量化、大电流充放电特性、长寿命等的要求增高，为满足这些要求而进行了各种改良。例如，针对高容量化，通过增加活性物质的充填密度，或者使得分离正负极的隔板薄型化来达成这样的目的。但是，对于为高容量化而高密度充填了活性物质的情况，电极内为保持电解液的空间(残留空间)被活性物质占有，从而减少了电极内应保持的电解液量。为此，和电解液接触的活性物质量减少，难于让在负极的充放电反应圆滑地进行，随着充放电周期次数的增加，就会蓄积不能放电的金属镉。其结果，使得氧气吸收性能降低，或者活性物质利用率降低，产生充放电特性恶化等问题，因此，要满足高容量化和大电流充放电特性两方面的要求是非常困难的。又，随着充放电周期次数的增加，充电状态的金属镉的表面被放电状态的氢氧化镉致密覆盖，产生所谓的负极活性物质闭塞，也会产生由于在负极内部蓄积了不能放电的金属镉而达到电池寿命的现象。为此，在特开昭63-121255号公报中，提出了在活性物质的表面覆盖亲水性高分子的聚乙烯醇(PVA)皮膜后，交联聚乙烯醇作为镉负极的方案。该特开昭63-121255号公报所提出的镉负极，是为了防止在放电时是活性物质的金属镉的表面上形成放电生成物的氢氧化镉覆膜，在金属镉的表面生成不均一的氢氧化镉，使得镉负极内部的的金属镉和电解液的接触良好，抑制不能放电的金属镉的增加，防止负极容量的降低，提高周期特性。又，在特开昭63-195963号公报中提出了在镉负极的内部添加多糖类或者其衍生物，由多糖类或者其衍生物覆盖在负极活性物质的表面的方案。在特开昭63-195963号公报中所提出的镉负极，是为了抑制在金属镉的表面析出的氢氧化镉的生成核的发生数，防止氢氧化镉粒子的微细化。但是，如果在镉负极的表面存在亲水性高分子的聚乙烯醇(PVA)或聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、或者多糖类或其衍生物，就会在镉负极的表面存在过剩的电解液，不能形成负极活性物质以及镍烧结体(固体)、电解液(液体)、氧气(气体)三相界面，从而产生不会圆滑地进行氧气吸收反应而降低在镉负极的氧气吸收能力的问题。为此，可以考虑在将聚乙烯醇(PVA)或聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或者多糖类或其衍生物在镉负极上含浸或者涂敷时，将粘付在镉负极表面的聚乙烯醇(PVA)或聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或者多糖类或其衍生物在水中洗刷而从镉负极表面除去的方案。但是，由于聚乙烯醇(PVA)或聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或者多糖类或其衍生物为水溶性，在水中洗刷从镉负极表面除去时，也会将镉负极内部存在的聚乙烯醇(PVA)或聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或者多糖类或其衍生物在水中溶解掉，从而产生不能抑制不放电的金属镉的生成的问题。又，尽管可以从镉负极表面除去聚乙烯醇(PVA)或聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或者多糖类或其衍生物，但从镉负极内部溶解出来的聚乙烯醇(PVA)或聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或者多糖类或其衍生物又会覆盖在镉负极的表面，从而产生不能发挥洗刷效果的问题。又，如果采用在水中洗刷镉负极而从镉负极表面除去聚乙烯醇(PVA)或聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或者多糖类或其衍生物的方法，就会在排水中溶解出聚乙烯醇(PVA)或聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或者多糖类或其衍生物从而增加排水中的COD(化学氧气需求量)值。为此，将增大废水处理所需要的费用，产生增大这种镉负极成本的问题。本专利技术的目的是为了解决上述课题，抑制生成不能放电的金属镉，获得充放电周期特性和氧气吸收性能优异的烧结式镉负极。为此，本专利技术的包括在所述镍烧结基板中充填以氢氧化镉为主体的负极活性物质的活性物质充填工序、将由该活性物质充填工序充填了以氢氧化镉为主体的负极活性物质的烧结基板含浸或者涂敷亲水性高分子的涂敷工序、含浸或者涂敷了亲水性高分子的镉负极干燥后，用洗刷除去在该负极表面近旁存在的亲水性高分子的除去工序。如果在镉负极的表面近旁存在亲水性高分子，则将在镉负极的表面存在过剩的电解液，由于不能形成负极活性物质以及镍烧结体(固体)、电解液(液体)、氧气(气体)三相界面，从而产生不会圆滑地进行氧气吸收反应、降低在镉负极的氧气吸收能力的问题。但是，在本专利技术中，含浸或者涂敷亲水性高分子后，用金属丝刷在干燥状态下通过洗刷除去在镉负极的表面近旁存在的亲水性高分子，在镉负极内部存在的亲水性高分子不会溶解出来，可保存发挥抑制不能放电的金属镉的生成所必需的最小量的亲水性高分子，同时在除去后，可以防止在镉负极内部存在的亲水性高分子再次粘付。其结果，在镉负极抑制了生成不能放电的金属镉，获得充放电周期特性和氧气吸收性能优异的烧结式镉负极。又，洗刷时产生的粉尘包含镍烧结基板的削渣，如果原样放置这些粉尘，将混入到分隔正、负极的隔板内，也会产生正、负极之间短路这样的事态。为此，在本专利技术中，洗刷所产生的粉尘在洗刷的同时或者在洗刷后在干燥状态下进行除去。这样，由于不会在隔板内混入包含镍烧结基板的削渣在内的粉尘，因而可以防止发生正、负极之间的短路。然后，如果是通过压缩吹掉，或者通过减压环境吸走洗刷所产生的粉尘，不需要新设置格外的装置，就可以简单、容易地除去洗刷所产生的粉尘。进一步，由于聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、乙烯基吡咯烷酮或者乙烯醇的共聚体、多糖类或者其衍生物有较大的抑制不能放电的金属镉的生成，作为亲水性高分子至少从聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、乙烯基吡咯烷酮或者乙烯醇的共聚体、多糖类或者其衍生物中选出任意一个是理想的。1.镉负极板的制作(1)基板负极的制作由模压金属构成的极板芯体表面上涂敷由镍粉末和粘接剂构成的浆液，烧结形成多孔性镍烧结基板(多孔度80％)后，通过化学含浸法将给定量的镉负极活性物质充填到多孔性镍烧结基内。即通过数次循环进行将多孔性镍烧结基板在硝酸镉中含浸后，进行碱处理，生成氢氧化镉的工序，将给定量的镉活性物质(以氢氧化镉为主体的负极活性物质)充填到多孔性镍烧结基板内。然后，将充填了该负极活性物质的电极放置在碱水溶液(例如，氢氧化钾水溶液(KOH))中，通过充放电进行化学合成，通过部分充电在确保给定量的预备充电量后，进行水洗、干燥制成基板负极。(2)实施例1将上述制成的基板负极浸渍在相对于水100重量份聚合度500的聚乙烯醇6重量份溶解后的PVA水溶液中60秒。通过浸渍工序在基板负极中含浸PVA。在基板负极中含浸PVA后，将基板负极从PVA水溶液中提出来后，进行80℃完全干燥。之后，用金属丝刷以0.5～1.0Kgf/cm2的压力研磨负极表面。然后，用压缩空气将粘付在负极表面上的包含镍烧结基板的削渣的粉尘吹去，制成实施例1的镉负极(负极a)。(3)实施例2将上述制成的基板负极浸渍在相对水100重量份聚合度500的P本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烧结式镉负极的制造方法，是在镍烧结基板中充填以氢氧化镉为主体的负极活性物质所形成的烧结式镉负极的制造方法，其特征是包括在所述镍烧结基板中充填以氢氧化镉为主体的负极活性物质的活性物质充填工序、将由所述活性物质充填工序充填了以氢氧化镉为主体的负极活性物质的烧结基板含浸或者涂敷亲水性高分子的涂敷工序、含浸或者涂敷了所述亲水性高分子的所述镉负极干燥后，用洗刷除去在该负极表面近旁存在的所述亲水性高分子的除去工序。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：细田正弘，寺坂雅行，油谷胜彦，
申请(专利权)人：三洋电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]