金属カドミウム粉末の製造方法
【課題】
カドミウム負極の予備充電物質として使用される金属カドミウム粉末に関し、硫酸カドミウム等の水溶液中のカドミウムイオンを還元することにより製造した場合に、水和反応が生じ純度が低下するという問題を解決し、純度が高く維持される金属カドミウム粉末を得ることを目的とする。
【解決手段】
電解析出法等により金属カドミウム粉末を製造する際、カドミウムイオンを含む電解液に燐酸イオンを含ませるようにする。
カドミウムイオンを含む電解液に燐酸イオンを含ませて製造した金属カドミウム粉末は、燐酸イオンを含ませずに製造した金属カドミウム粉末に比べ、耐水和性が高く、純度が維持される。
カドミウム負極の予備充電物質として使用される金属カドミウム粉末に関し、硫酸カドミウム等の水溶液中のカドミウムイオンを還元することにより製造した場合に、水和反応が生じ純度が低下するという問題を解決し、純度が高く維持される金属カドミウム粉末を得ることを目的とする。
【解決手段】
電解析出法等により金属カドミウム粉末を製造する際、カドミウムイオンを含む電解液に燐酸イオンを含ませるようにする。
カドミウムイオンを含む電解液に燐酸イオンを含ませて製造した金属カドミウム粉末は、燐酸イオンを含ませずに製造した金属カドミウム粉末に比べ、耐水和性が高く、純度が維持される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ニッケル・カドミウム蓄電池に使用される金属カドミウム粉末の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ペースト式カドミウム負極は、主として活物質である酸化カドミウムに糊料を加えたペーストを、パンチングメタル等の導電性芯材に塗着することにより作製される。このとき、前記ペースト中には予備充電物質として金属カドミウム粉末が添加されることがある（例えば、特許文献１）。
【０００３】
ニッケル・カドミウム蓄電池においては、密閉化構造とするためにニッケル正極の容量よりもカドミウム負極の容量を大きくとっておくことが常である。また、カドミウム負極はニッケル正極よりも充放電サイクルに伴う容量劣化が大きいため、カドミウム負極には予備充電量を付与しておくことが通常行われている。このようにカドミウム負極に予備充電物質として添加する金属カドミウム粉末においては、なるべく粉末粒子表面などが酸化や水和がなされず純度が高いものであることが望ましい。
【０００４】
ところで、上述の金属カドミウム粉末の製造方法としては、例えば硫酸カドミウム水溶液中に亜鉛粉末を添加することにより水溶液中のカドミウムイオンを還元してカドミウム粉末とする亜鉛置換法（例えば、特許文献２）や、例えば硫酸カドミウム水溶液中で電流を流すことによりカドミウムイオンを還元してカドミウム粉末を得る電解析出法（例えば、特許文献３）が知られている。
【特許文献１】特開２００２−２９８８３７号公報
【特許文献２】特公昭５８−３２７４４号公報
【特許文献３】特開平５−８６４９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上述のようにカドミウム水溶液を用いる方法により得られた金属カドミウム粉末は水分と反応して水和することによりその純度が低下するという問題があった。
本発明は、上記の如き問題点を解決するためになされたものであって、水和が生じにくい金属カドミウム粉末を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、カドミウムイオンを含む水溶液中のカドミウムイオンを還元して得る金属カドミウム粉末の製造方法において、前記水溶液中には燐酸イオンが含まれていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
詳細については定かでないが、カドミウムイオンを含む水溶液に燐酸イオンを含ませた状態で、電流を流すなどしてカドミウムイオンを還元させて製造した金属カドミウム粉末は、燐酸イオンを含まない水溶液を用いて製造した金属カドミウム粉末に比べ、耐水和性が向上し純度が維持されるという優れた特性を有することを見出した。
【０００８】
上述のカドミウムイオンを含む水溶液は硫酸カドミウム等、水溶性のカドミウム塩を水に溶解させることにより作製することができる。また、前記水溶液に燐酸イオンを含ませるには、燐酸（Ｈ３ＰＯ４）又は燐酸水素ニナトリウム（Ｎａ２ＨＰＯ４）等の燐酸塩を水溶液に添加すればよい。
なお、上記カドミウムイオンを含む水溶液には、燐酸などに加えて他の添加物を加えることも可能である。例えば、硫酸ニッケル等のニッケル塩を水溶液に適宜添加しておくことにより、作製する金属カドミウム粉末の大きさを調節することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、実施例に従い、本願発明に係る金属カドミウム粉末について説明する。
【実施例】
【００１０】
（実施例）
硫酸カドミウムと硫酸ニッケルと燐酸を水に溶かし、実施例のカドミウム水溶液を作製した。なお、前記水溶液中のカドミウム濃度は６．６ｇ／ｌ、ニッケル濃度は０．３８ｇ／ｌであり、燐酸は前記水溶液中に５質量％の割合で添加されたものである。なお、前記水溶液のｐＨは１．４であった。
電解槽内に上記実施例のカドミウム水溶液を入れ、６０℃となるよう加熱した。そして前記電解槽内において正極を金属カドミウム板、負極を金属ニッケル板として、これら正負極間に電流密度が１７２Ａｈ／ｍ２の電流を流すことにより上記カドミウム水溶液に含まれるカドミウムイオンを還元し、本発明に係る金属カドミウム粉末を製造した。
（比較例）
実施例のカドミウム水溶液と比較して、燐酸を加えず、ｐＨ調整のため硫酸を加えて、カドミウム濃度が６．６ｇ／ｌ、ニッケル濃度が０．３８ｇ／ｌでｐＨが１．４である燐酸イオンを含まない比較例のカドミウム水溶液を作製した
次いで、比較例のカドミウム水溶液を用いて、実施例と同じ条件で水溶液中のカドミウムイオンを還元し、比較例の金属カドミウム粉末を製造した。
【００１１】
（確認実験）
本願発明に係るカドミウム粉末の効果を検証するため、以下のような確認実験を行った。
上記実施例および比較例の金属カドミウム粉末をそれぞれ８０℃の純水中で１時間攪拌することにより水和を促進させた後、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）溶液で滴定することにより各金属カドミウム粉末の純度（金属カドミウム粉末における非水和部分の割合）を測定した。その結果を表１に示す。
【００１２】
【表１】
【００１３】
表１の結果のとおり、実施例のカドミウム粉末は比較例よりも純度が２．６％高く、電解液に燐酸を加えることに耐水和性が高いカドミウム粉末を得られることを示している。
【００１４】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。実施例で用いた燐酸に代えて燐酸水素ニナトリウムなどの燐酸塩も用いることができる。また、水溶液中への硫酸ニッケルの添加の有無やその添加量、電解時の電流密度など適宜変更することが可能である。さらに、亜鉛置換法による金属カドミウム粉末の製造においても、本発明の製造方法を適用することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ニッケル・カドミウム蓄電池に使用される金属カドミウム粉末の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ペースト式カドミウム負極は、主として活物質である酸化カドミウムに糊料を加えたペーストを、パンチングメタル等の導電性芯材に塗着することにより作製される。このとき、前記ペースト中には予備充電物質として金属カドミウム粉末が添加されることがある（例えば、特許文献１）。
【０００３】
ニッケル・カドミウム蓄電池においては、密閉化構造とするためにニッケル正極の容量よりもカドミウム負極の容量を大きくとっておくことが常である。また、カドミウム負極はニッケル正極よりも充放電サイクルに伴う容量劣化が大きいため、カドミウム負極には予備充電量を付与しておくことが通常行われている。このようにカドミウム負極に予備充電物質として添加する金属カドミウム粉末においては、なるべく粉末粒子表面などが酸化や水和がなされず純度が高いものであることが望ましい。
【０００４】
ところで、上述の金属カドミウム粉末の製造方法としては、例えば硫酸カドミウム水溶液中に亜鉛粉末を添加することにより水溶液中のカドミウムイオンを還元してカドミウム粉末とする亜鉛置換法（例えば、特許文献２）や、例えば硫酸カドミウム水溶液中で電流を流すことによりカドミウムイオンを還元してカドミウム粉末を得る電解析出法（例えば、特許文献３）が知られている。
【特許文献１】特開２００２−２９８８３７号公報
【特許文献２】特公昭５８−３２７４４号公報
【特許文献３】特開平５−８６４９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上述のようにカドミウム水溶液を用いる方法により得られた金属カドミウム粉末は水分と反応して水和することによりその純度が低下するという問題があった。
本発明は、上記の如き問題点を解決するためになされたものであって、水和が生じにくい金属カドミウム粉末を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、カドミウムイオンを含む水溶液中のカドミウムイオンを還元して得る金属カドミウム粉末の製造方法において、前記水溶液中には燐酸イオンが含まれていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
詳細については定かでないが、カドミウムイオンを含む水溶液に燐酸イオンを含ませた状態で、電流を流すなどしてカドミウムイオンを還元させて製造した金属カドミウム粉末は、燐酸イオンを含まない水溶液を用いて製造した金属カドミウム粉末に比べ、耐水和性が向上し純度が維持されるという優れた特性を有することを見出した。
【０００８】
上述のカドミウムイオンを含む水溶液は硫酸カドミウム等、水溶性のカドミウム塩を水に溶解させることにより作製することができる。また、前記水溶液に燐酸イオンを含ませるには、燐酸（Ｈ３ＰＯ４）又は燐酸水素ニナトリウム（Ｎａ２ＨＰＯ４）等の燐酸塩を水溶液に添加すればよい。
なお、上記カドミウムイオンを含む水溶液には、燐酸などに加えて他の添加物を加えることも可能である。例えば、硫酸ニッケル等のニッケル塩を水溶液に適宜添加しておくことにより、作製する金属カドミウム粉末の大きさを調節することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、実施例に従い、本願発明に係る金属カドミウム粉末について説明する。
【実施例】
【００１０】
（実施例）
硫酸カドミウムと硫酸ニッケルと燐酸を水に溶かし、実施例のカドミウム水溶液を作製した。なお、前記水溶液中のカドミウム濃度は６．６ｇ／ｌ、ニッケル濃度は０．３８ｇ／ｌであり、燐酸は前記水溶液中に５質量％の割合で添加されたものである。なお、前記水溶液のｐＨは１．４であった。
電解槽内に上記実施例のカドミウム水溶液を入れ、６０℃となるよう加熱した。そして前記電解槽内において正極を金属カドミウム板、負極を金属ニッケル板として、これら正負極間に電流密度が１７２Ａｈ／ｍ２の電流を流すことにより上記カドミウム水溶液に含まれるカドミウムイオンを還元し、本発明に係る金属カドミウム粉末を製造した。
（比較例）
実施例のカドミウム水溶液と比較して、燐酸を加えず、ｐＨ調整のため硫酸を加えて、カドミウム濃度が６．６ｇ／ｌ、ニッケル濃度が０．３８ｇ／ｌでｐＨが１．４である燐酸イオンを含まない比較例のカドミウム水溶液を作製した
次いで、比較例のカドミウム水溶液を用いて、実施例と同じ条件で水溶液中のカドミウムイオンを還元し、比較例の金属カドミウム粉末を製造した。
【００１１】
（確認実験）
本願発明に係るカドミウム粉末の効果を検証するため、以下のような確認実験を行った。
上記実施例および比較例の金属カドミウム粉末をそれぞれ８０℃の純水中で１時間攪拌することにより水和を促進させた後、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）溶液で滴定することにより各金属カドミウム粉末の純度（金属カドミウム粉末における非水和部分の割合）を測定した。その結果を表１に示す。
【００１２】
【表１】
【００１３】
表１の結果のとおり、実施例のカドミウム粉末は比較例よりも純度が２．６％高く、電解液に燐酸を加えることに耐水和性が高いカドミウム粉末を得られることを示している。
【００１４】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。実施例で用いた燐酸に代えて燐酸水素ニナトリウムなどの燐酸塩も用いることができる。また、水溶液中への硫酸ニッケルの添加の有無やその添加量、電解時の電流密度など適宜変更することが可能である。さらに、亜鉛置換法による金属カドミウム粉末の製造においても、本発明の製造方法を適用することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カドミウムイオンを含む水溶液中のカドミウムイオンを還元して得る金属カドミウム粉末の製造方法において、前記水溶液中には燐酸イオンが含まれていることを特徴とする金属カドミウム粉末の製造方法。
【請求項１】
カドミウムイオンを含む水溶液中のカドミウムイオンを還元して得る金属カドミウム粉末の製造方法において、前記水溶液中には燐酸イオンが含まれていることを特徴とする金属カドミウム粉末の製造方法。
【公開番号】特開２００９−８４６１２（Ｐ２００９−８４６１２Ａ）
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２５３４７７（Ｐ２００７−２５３４７７）
【出願日】平成１９年９月２８日（２００７．９．２８）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２８日（２００７．９．２８）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
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