JP2001102084A - アルカリ蓄電池およびその製造方法 - Google Patents
アルカリ蓄電池およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 極板の巻き取り性が向上した電極体を得て高
容量で、高率放電特性に優れた蓄電池を提供する。 【解決手段】 金属多孔体１０に活物質スラリーを充填
し、乾燥させた後、所定の厚みになるまで圧延した。こ
の圧延により網状骨格で形成される孔１１は圧延方向
（図１（ａ）の矢印方向）に延伸されて、長径を有する
略楕円形状あるいはその変形形状の孔１２となる。つい
で、略楕円形状あるいはその変形形状の孔１２の長径方
向が極板の幅方向になるように切断した後、その長さ方
向（圧延方向とは垂直な方向）に一連のローラー間に通
してローラー処理を行った。このローラー処理により、
図１（ｃ）に模式的に示すように、圧延方向とは平行な
方向に、微細な間隔をおいて多数のクラック１４が形成
される。
容量で、高率放電特性に優れた蓄電池を提供する。 【解決手段】 金属多孔体１０に活物質スラリーを充填
し、乾燥させた後、所定の厚みになるまで圧延した。こ
の圧延により網状骨格で形成される孔１１は圧延方向
（図１（ａ）の矢印方向）に延伸されて、長径を有する
略楕円形状あるいはその変形形状の孔１２となる。つい
で、略楕円形状あるいはその変形形状の孔１２の長径方
向が極板の幅方向になるように切断した後、その長さ方
向（圧延方向とは垂直な方向）に一連のローラー間に通
してローラー処理を行った。このローラー処理により、
図１（ｃ）に模式的に示すように、圧延方向とは平行な
方向に、微細な間隔をおいて多数のクラック１４が形成
される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はニッケル・水素蓄電
池、ニッケル・カドミウム蓄電池などのアルカリ蓄電池
に係り、特に、三次元的に連続した網状骨格を備えた金
属多孔体に活物質が充填された非焼結式電極と、もう一
方の電極をセパレータを介して渦巻状に巻回した電極群
を備えたアルカリ蓄電池およびその製造方法の改良に関
するものである。
池、ニッケル・カドミウム蓄電池などのアルカリ蓄電池
に係り、特に、三次元的に連続した網状骨格を備えた金
属多孔体に活物質が充填された非焼結式電極と、もう一
方の電極をセパレータを介して渦巻状に巻回した電極群
を備えたアルカリ蓄電池およびその製造方法の改良に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニ
ッケル・水素蓄電池などのアルカリ蓄電池に使用される
ニッケル電極は、金属繊維焼結体や発泡ニッケル（ニッ
ケルスポンジ）などの三次元的に連続した網状骨格をも
った金属多孔体（活物質保持体）に活物質スラリーを直
接充填した、いわゆる非焼結式極板が用いられている。
この種の三次元的に連続した網状骨格をもった金属多孔
体は、その多孔度が約９５％と高多孔度であるので、活
物質を高密度に充填できるため、高容量の電池が得られ
るようになるとともに、この種の非焼結式極板は活物質
をそのまま金属多孔体に充填するので、面倒な活物質化
の処理が必要でなくなり、製造が容易になるという利点
がある。
ッケル・水素蓄電池などのアルカリ蓄電池に使用される
ニッケル電極は、金属繊維焼結体や発泡ニッケル（ニッ
ケルスポンジ）などの三次元的に連続した網状骨格をも
った金属多孔体（活物質保持体）に活物質スラリーを直
接充填した、いわゆる非焼結式極板が用いられている。
この種の三次元的に連続した網状骨格をもった金属多孔
体は、その多孔度が約９５％と高多孔度であるので、活
物質を高密度に充填できるため、高容量の電池が得られ
るようになるとともに、この種の非焼結式極板は活物質
をそのまま金属多孔体に充填するので、面倒な活物質化
の処理が必要でなくなり、製造が容易になるという利点
がある。
【０００３】ところで、近年、電池の高容量化の要求が
高まり、活物質の充填量を多くすることにより高容量化
の要求に応えるようにしている。しかしながら、活物質
の充填量を多くすることは、活物質を高密度に充填した
り、極板の厚みを厚くすることに繋がり、極板が硬化
し、渦巻状に巻回する際に巻き取り性が大きく低下し
て、製造上の歩留まりが低下し、品質の低下も来すよう
になった。そこで、活物質が充填された極板に柔軟性を
付与して、極板の巻き取り性を向上させるようにしたも
のが、特開昭６０−２４６５６１号公報、特開昭６２−
１３６７６０号公報、特開平１０−２２３２１５号公報
などにおいて提案されるようになった。
高まり、活物質の充填量を多くすることにより高容量化
の要求に応えるようにしている。しかしながら、活物質
の充填量を多くすることは、活物質を高密度に充填した
り、極板の厚みを厚くすることに繋がり、極板が硬化
し、渦巻状に巻回する際に巻き取り性が大きく低下し
て、製造上の歩留まりが低下し、品質の低下も来すよう
になった。そこで、活物質が充填された極板に柔軟性を
付与して、極板の巻き取り性を向上させるようにしたも
のが、特開昭６０−２４６５６１号公報、特開昭６２−
１３６７６０号公報、特開平１０−２２３２１５号公報
などにおいて提案されるようになった。
【０００４】これらの各公報にて提案された方法にあっ
ては、三次元的に連続した網状骨格をもった金属多孔体
に活物質を充填し、所定の圧力で加圧処理した後、多数
のローラーを備えたレベラー装置内を通過させるように
している。このように、活物質が充填され、加圧された
極板をレベラー装置内を通過させることにより、極板表
面に多数の亀裂を生じさせて、極板の柔軟性を向上さ
せ、円滑に巻き取ることを可能にしている。
ては、三次元的に連続した網状骨格をもった金属多孔体
に活物質を充填し、所定の圧力で加圧処理した後、多数
のローラーを備えたレベラー装置内を通過させるように
している。このように、活物質が充填され、加圧された
極板をレベラー装置内を通過させることにより、極板表
面に多数の亀裂を生じさせて、極板の柔軟性を向上さ
せ、円滑に巻き取ることを可能にしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような各公報にて提案された方法にあっては、三次元
的に連続した網状骨格をもった金属多孔体に活物質を充
填し、これを圧延した後、圧延と同じ方向にローラー処
理するため、亀裂は圧延方向と垂直方向に導入されるこ
ととなる。したがって、亀裂が生じた方向が巻回軸と平
行であるため、必然的に、極板の圧延方向は渦巻状に巻
き取る場合の巻き取り方向となる。
たような各公報にて提案された方法にあっては、三次元
的に連続した網状骨格をもった金属多孔体に活物質を充
填し、これを圧延した後、圧延と同じ方向にローラー処
理するため、亀裂は圧延方向と垂直方向に導入されるこ
ととなる。したがって、亀裂が生じた方向が巻回軸と平
行であるため、必然的に、極板の圧延方向は渦巻状に巻
き取る場合の巻き取り方向となる。
【０００６】このため、三次元的に連続した網状骨格を
もった金属多孔体には、常に、活物質充填、圧延、ロー
ラー処理の各工程で同一方向に負荷が加わることとな
り、金属多孔体を構成する三次元的に連続した網状骨格
には、塑性変形による加工硬化をもたらすこととなる。
そのため、ローラー処理により極板に亀裂を導入して
も、巻き取り性の向上を図ることは困難な状況になって
いる。
もった金属多孔体には、常に、活物質充填、圧延、ロー
ラー処理の各工程で同一方向に負荷が加わることとな
り、金属多孔体を構成する三次元的に連続した網状骨格
には、塑性変形による加工硬化をもたらすこととなる。
そのため、ローラー処理により極板に亀裂を導入して
も、巻き取り性の向上を図ることは困難な状況になって
いる。
【０００７】また、極板に亀裂を導入して極板の巻き取
り性を向上させるためには、極板の巻き取り方向に亀裂
間隔を細かく設けることが必要であるが、金属多孔体の
三次元的に連続した網状骨格により形成される孔は、そ
の平面形状が圧延方向に長径となるように延伸されるた
め、この長径に延伸された孔により、亀裂間隔を細かく
設けることが困難となり、極板の巻き取り性を向上させ
るが困難であるという問題も生じた。
り性を向上させるためには、極板の巻き取り方向に亀裂
間隔を細かく設けることが必要であるが、金属多孔体の
三次元的に連続した網状骨格により形成される孔は、そ
の平面形状が圧延方向に長径となるように延伸されるた
め、この長径に延伸された孔により、亀裂間隔を細かく
設けることが困難となり、極板の巻き取り性を向上させ
るが困難であるという問題も生じた。
【０００８】そこで、本発明は上記のような問題を解消
するためになされたものであって、活物質充填後の極板
の圧延方向と、ローラー処理の方向との関係を検討した
結果、これらの方向を垂直にすれば極板の巻き取り性が
向上するという知見に基づいてなされたものであり、極
板の巻き取り性が向上した電極体を得て高容量で、高率
放電特性に優れた蓄電池を提供することを第１の目的と
し、極板の巻き取り性が向上した電極体の製造方法を提
供することを第２の目的とするものである。
するためになされたものであって、活物質充填後の極板
の圧延方向と、ローラー処理の方向との関係を検討した
結果、これらの方向を垂直にすれば極板の巻き取り性が
向上するという知見に基づいてなされたものであり、極
板の巻き取り性が向上した電極体を得て高容量で、高率
放電特性に優れた蓄電池を提供することを第１の目的と
し、極板の巻き取り性が向上した電極体の製造方法を提
供することを第２の目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明は上記課題を解決するためになされたものであっ
て、上記第１の目的を達成するため、本発明のアルカリ
蓄電池は、金属多孔体の網状骨格によりその平面上に形
成される孔の平面形状は圧延により長径を有する略楕円
形状あるいはその変形形状に延伸されており、非焼結式
電極は孔の長径方向と平行にクラックが形成されている
とともに、該クラックがその短径方向に微小間隔に配列
されており、クラックが巻回軸と平行になるように渦巻
状に巻回されている。
発明は上記課題を解決するためになされたものであっ
て、上記第１の目的を達成するため、本発明のアルカリ
蓄電池は、金属多孔体の網状骨格によりその平面上に形
成される孔の平面形状は圧延により長径を有する略楕円
形状あるいはその変形形状に延伸されており、非焼結式
電極は孔の長径方向と平行にクラックが形成されている
とともに、該クラックがその短径方向に微小間隔に配列
されており、クラックが巻回軸と平行になるように渦巻
状に巻回されている。
【００１０】このように、長径を有する略楕円形状ある
いはその変形形状に延伸された孔の長径方向と平行にク
ラックが形成されていると、クラックは略楕円形状ある
いはその変形形状に延伸された孔の短径方向に配列する
ことができるようになるので、微小の間隔でクラックが
形成されることとなる。このため、この極板をクラック
と平行な方向を巻回軸として渦巻状に巻回されている
と、略真円状に巻回された電極群を形成することが可能
となる。この結果、巻き取り性が向上し、高品質で高容
量な蓄電池が得られるようになる。
いはその変形形状に延伸された孔の長径方向と平行にク
ラックが形成されていると、クラックは略楕円形状ある
いはその変形形状に延伸された孔の短径方向に配列する
ことができるようになるので、微小の間隔でクラックが
形成されることとなる。このため、この極板をクラック
と平行な方向を巻回軸として渦巻状に巻回されている
と、略真円状に巻回された電極群を形成することが可能
となる。この結果、巻き取り性が向上し、高品質で高容
量な蓄電池が得られるようになる。
【００１１】また、微小の間隔でクラックが形成され、
クラックの微細化とともに、渦巻状電極群の真円化によ
る構成圧の分散化により、クラックに起因する短絡の発
生を防止できる。また、網状骨格により形成される孔の
短径方向に巻き取られているため、巻き取り時に金属多
孔体に加わる負荷が減少して、局所的な極板の伸びが抑
制され、金属多孔体に発生する網状骨格の切断などの欠
陥の発生を防止できる。この結果、集電性が向上し、高
品質で高容量な蓄電池が得られるようになる。
クラックの微細化とともに、渦巻状電極群の真円化によ
る構成圧の分散化により、クラックに起因する短絡の発
生を防止できる。また、網状骨格により形成される孔の
短径方向に巻き取られているため、巻き取り時に金属多
孔体に加わる負荷が減少して、局所的な極板の伸びが抑
制され、金属多孔体に発生する網状骨格の切断などの欠
陥の発生を防止できる。この結果、集電性が向上し、高
品質で高容量な蓄電池が得られるようになる。
【００１２】また、上記第２の目的を達成するため、本
発明のアルカリ蓄電池の製造方法は、金属多孔体の網状
骨格内に活物質を充填して非焼結式電極とした後、この
非焼結式電極を所定の厚みに圧延する圧延工程と、所定
の厚みに圧延された非焼結式電極を圧延工程による圧延
方向とは垂直方向に一連のローラー間に通して、圧延方
向とは垂直方向に微小間隔で配列されるクラックを圧延
方向とは平行に形成するローラー処理工程と、ローラー
処理工程により形成されたクラック方向が巻回軸と平行
になるように巻回する巻回工程とを備えるようにしてい
る。
発明のアルカリ蓄電池の製造方法は、金属多孔体の網状
骨格内に活物質を充填して非焼結式電極とした後、この
非焼結式電極を所定の厚みに圧延する圧延工程と、所定
の厚みに圧延された非焼結式電極を圧延工程による圧延
方向とは垂直方向に一連のローラー間に通して、圧延方
向とは垂直方向に微小間隔で配列されるクラックを圧延
方向とは平行に形成するローラー処理工程と、ローラー
処理工程により形成されたクラック方向が巻回軸と平行
になるように巻回する巻回工程とを備えるようにしてい
る。
【００１３】金属多孔体の網状骨格内に活物質が充填さ
れた非焼結式電極を、圧延工程により所定の厚みに圧延
すると、網状骨格により形成される孔の平面形状は長径
を有する略楕円形状あるいはその変形形状に延伸され
る。ついで、この非焼結式電極を一連のローラー間に通
して圧延方向とは垂直の方向に配列するようにクラック
を形成すると、略楕円形状あるいはその変形形状に延伸
された孔の短径方向にクラックが配列されるので、微小
の間隔でクラックが形成される。
れた非焼結式電極を、圧延工程により所定の厚みに圧延
すると、網状骨格により形成される孔の平面形状は長径
を有する略楕円形状あるいはその変形形状に延伸され
る。ついで、この非焼結式電極を一連のローラー間に通
して圧延方向とは垂直の方向に配列するようにクラック
を形成すると、略楕円形状あるいはその変形形状に延伸
された孔の短径方向にクラックが配列されるので、微小
の間隔でクラックが形成される。
【００１４】ついで、巻回工程によりこの非焼結式電極
をクラック方向が巻回軸と平行になるように巻回する
と、容易に巻回することができるようになるので、略真
円状に巻回された電極体を形成することが可能となる。
また、孔の短径方向に巻き取られているため、巻き取り
時に金属多孔体に加わる負荷が減少して、局所的な極板
の伸びが抑制され、金属多孔体に発生する網状骨格の切
断などの欠陥の発生を防止でき、結果として、集電性が
向上して、高品質で高容量な蓄電池が得られるようにな
る。
をクラック方向が巻回軸と平行になるように巻回する
と、容易に巻回することができるようになるので、略真
円状に巻回された電極体を形成することが可能となる。
また、孔の短径方向に巻き取られているため、巻き取り
時に金属多孔体に加わる負荷が減少して、局所的な極板
の伸びが抑制され、金属多孔体に発生する網状骨格の切
断などの欠陥の発生を防止でき、結果として、集電性が
向上して、高品質で高容量な蓄電池が得られるようにな
る。
【００１５】そして、三次元的に連続した網状骨格をも
った金属多孔体の目付が一定である場合、網状骨格によ
り平面上に形成される孔の１インチ当たりの孔数、即ち
ＰＰＩが小さくなると孔径が大きくなって、クラックの
配列間隔は大きくなるが、ＰＰＩが大きくなると孔径が
小さくなって、クラックの配列間隔は小さくなる。この
ため、ＰＰＩが２００以下の三次元的に連続した網状骨
格をもった金属多孔体を備えた非焼結式電極に本発明を
適用すると、略真円の渦巻状電極体が得られ、一層効果
的である。
った金属多孔体の目付が一定である場合、網状骨格によ
り平面上に形成される孔の１インチ当たりの孔数、即ち
ＰＰＩが小さくなると孔径が大きくなって、クラックの
配列間隔は大きくなるが、ＰＰＩが大きくなると孔径が
小さくなって、クラックの配列間隔は小さくなる。この
ため、ＰＰＩが２００以下の三次元的に連続した網状骨
格をもった金属多孔体を備えた非焼結式電極に本発明を
適用すると、略真円の渦巻状電極体が得られ、一層効果
的である。
【００１６】また、活物質を高密度に充填すれば高容量
の蓄電池が得られることとなるが、充填密度を高くする
と高密度充填により極板が硬化する。一方、活物質の充
填密度を低くすれば極板は硬化しないため巻き取り性が
向上する。そして、網状骨格により平面上に形成される
孔の短径方向に巻回する効果を発揮するためには、高容
量化と巻き取り性を考慮すると、活物質の充填密度を
２．６ｇ／ｃｍ3−ｖｏｉｄ以上にするのが好ましい。
ここで、活物質の充填密度（ｇ／ｃｍ3−ｖｏｉｄ）と
は、三次元的に連続した網状骨格を備えた金属多孔体の
金属部分を除く空孔の容積に対して充填されている活物
質の重量を指す。
の蓄電池が得られることとなるが、充填密度を高くする
と高密度充填により極板が硬化する。一方、活物質の充
填密度を低くすれば極板は硬化しないため巻き取り性が
向上する。そして、網状骨格により平面上に形成される
孔の短径方向に巻回する効果を発揮するためには、高容
量化と巻き取り性を考慮すると、活物質の充填密度を
２．６ｇ／ｃｍ3−ｖｏｉｄ以上にするのが好ましい。
ここで、活物質の充填密度（ｇ／ｃｍ3−ｖｏｉｄ）と
は、三次元的に連続した網状骨格を備えた金属多孔体の
金属部分を除く空孔の容積に対して充填されている活物
質の重量を指す。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下に、本発明をニッケル−水素
蓄電池に適用した場合の一実施の形態を図に基づいて説
明する。なお、本発明は以下の実施の形態に限定される
ものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更し
て実施することができる。なお、図１は実施例の極板を
製造工程に従って模式的に示す図であり、図１（ａ）は
活物質保持体の一部を模式的に示す平面図であり、図１
（ｂ）はこれを圧延後に１枚の極板形状に切断した状態
を模式的に示す平面図であり、図１（ｃ）はこれをロー
ラー処理した状態を模式的に示す平面図である。
蓄電池に適用した場合の一実施の形態を図に基づいて説
明する。なお、本発明は以下の実施の形態に限定される
ものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更し
て実施することができる。なお、図１は実施例の極板を
製造工程に従って模式的に示す図であり、図１（ａ）は
活物質保持体の一部を模式的に示す平面図であり、図１
（ｂ）はこれを圧延後に１枚の極板形状に切断した状態
を模式的に示す平面図であり、図１（ｃ）はこれをロー
ラー処理した状態を模式的に示す平面図である。
【００１８】また、図２は比較例１の極板を製造工程に
従って模式的に示す図であり、図２（ａ）は活物質保持
体の一部を模式的に示す平面であり、図２（ｂ）はこれ
を圧延後に１枚の極板形状に切断した状態を模式的に示
す平面図であり、図２（ｃ）はこれをローラー処理した
状態を模式的に示す平面図である。また、図３は比較例
２の極板を製造工程に従って模式的に示す図であり、図
３（ａ）は活物質保持体の一部を模式的に示す平面図で
あり、図３（ｂ）はこれを圧延後に１枚の極板形状に切
断した状態を模式的に示す平面図である。また、図４は
比較例３の極板を製造工程に従って模式的に示す図であ
り、図４（ａ）は活物質保持体の一部を模式的に示す平
面図であり、図４（ｂ）はこれを圧延後に１枚の極板形
状に切断した状態を模式的に示す平面図である。図５は
これらの極板と負極板を用いて渦巻状に巻回した状態を
模式的に示す斜視図である。
従って模式的に示す図であり、図２（ａ）は活物質保持
体の一部を模式的に示す平面であり、図２（ｂ）はこれ
を圧延後に１枚の極板形状に切断した状態を模式的に示
す平面図であり、図２（ｃ）はこれをローラー処理した
状態を模式的に示す平面図である。また、図３は比較例
２の極板を製造工程に従って模式的に示す図であり、図
３（ａ）は活物質保持体の一部を模式的に示す平面図で
あり、図３（ｂ）はこれを圧延後に１枚の極板形状に切
断した状態を模式的に示す平面図である。また、図４は
比較例３の極板を製造工程に従って模式的に示す図であ
り、図４（ａ）は活物質保持体の一部を模式的に示す平
面図であり、図４（ｂ）はこれを圧延後に１枚の極板形
状に切断した状態を模式的に示す平面図である。図５は
これらの極板と負極板を用いて渦巻状に巻回した状態を
模式的に示す斜視図である。
【００１９】１．ニッケル正極板の作製 （１）実施例 水酸化ニッケルを主体（少量の亜鉛とコバルトを含有す
る）とする活物質粉末１００重量部と、０．２重量％の
ヒドロキシプロピルセルロース水溶液４０重量部と、Ｐ
ＴＦＥディスパージョン液１重量部とを添加混合して活
物質スラリーを作製した。
る）とする活物質粉末１００重量部と、０．２重量％の
ヒドロキシプロピルセルロース水溶液４０重量部と、Ｐ
ＴＦＥディスパージョン液１重量部とを添加混合して活
物質スラリーを作製した。
【００２０】このようにして作製した活物質スラリー
を、多孔度が９７％で、厚みが約１．５ｍｍのニッケル
発泡体（この発泡体は三次元的に連続した網状骨格を備
えている）からなる金属多孔体（活物質保持体）１０
に、圧延後の活物質充填密度が約２．８ｇ／ｃｍ3−ｖ
ｏｉｄとなるように活物質スラリーを充填した。なお、
図１（ａ）に模式的に示すように、この金属多孔体１０
はその平面上に網状骨格で形成される多数の孔１１を備
えている。そして、これらの多数の孔１１のＰＰＩ（長
さ１インチ当たりの孔１１の孔数）は５０に調整されて
いる。
を、多孔度が９７％で、厚みが約１．５ｍｍのニッケル
発泡体（この発泡体は三次元的に連続した網状骨格を備
えている）からなる金属多孔体（活物質保持体）１０
に、圧延後の活物質充填密度が約２．８ｇ／ｃｍ3−ｖ
ｏｉｄとなるように活物質スラリーを充填した。なお、
図１（ａ）に模式的に示すように、この金属多孔体１０
はその平面上に網状骨格で形成される多数の孔１１を備
えている。そして、これらの多数の孔１１のＰＰＩ（長
さ１インチ当たりの孔１１の孔数）は５０に調整されて
いる。
【００２１】この後、乾燥させた後、この金属多孔体１
０の厚みが約０．７ｍｍになるまで圧延した。なお、図
１（ｂ）に模式的に示すように、この圧延により網状骨
格で形成される孔１１は圧延方向（図１（ａ）の矢印方
向）に延伸されて、長径を有する略楕円形状あるいはそ
の変形形状の孔１２となる。ついで、この金属多孔体１
０における略楕円形状あるいはその変形形状の孔１２の
長径方向が極板の幅方向となるように切断して、ニッケ
ル極板１３を形成した。
０の厚みが約０．７ｍｍになるまで圧延した。なお、図
１（ｂ）に模式的に示すように、この圧延により網状骨
格で形成される孔１１は圧延方向（図１（ａ）の矢印方
向）に延伸されて、長径を有する略楕円形状あるいはそ
の変形形状の孔１２となる。ついで、この金属多孔体１
０における略楕円形状あるいはその変形形状の孔１２の
長径方向が極板の幅方向となるように切断して、ニッケ
ル極板１３を形成した。
【００２２】この後、所定形状に切断されたニッケル極
板１３を、その長さ方向（圧延方向とは垂直な方向）に
一連のローラー間に通してローラー処理を行った。この
ローラー処理により、図１（ｃ）に模式的に示すよう
に、圧延方向とは平行な方向に多数のクラック１４を形
成し、実施例のニッケル極板１３を作製した。なお、多
数のクラック１４は、図１（ｃ）に模式的に示すよう
に、孔１２の短径方向に形成されるため、これらのクラ
ック１４は微細な間隔で形成されることとなる。
板１３を、その長さ方向（圧延方向とは垂直な方向）に
一連のローラー間に通してローラー処理を行った。この
ローラー処理により、図１（ｃ）に模式的に示すよう
に、圧延方向とは平行な方向に多数のクラック１４を形
成し、実施例のニッケル極板１３を作製した。なお、多
数のクラック１４は、図１（ｃ）に模式的に示すよう
に、孔１２の短径方向に形成されるため、これらのクラ
ック１４は微細な間隔で形成されることとなる。
【００２３】（２）比較例１ 上述の実施例と同様に作製した活物質スラリーを、多孔
度が９７％で、厚みが約１．５ｍｍのニッケル発泡体
（この発泡体は三次元的に連続した網状骨格を備えてい
る）からなる金属多孔体（活物質保持体）２０に、圧延
後の活物質充填密度が約２．８ｇ／ｃｍ3−ｖｏｉｄと
なるように活物質スラリーを充填した。なお、図２
（ａ）に模式的に示すように、この金属多孔体２０はそ
の平面上に網状骨格で形成される多数の孔２１を備えて
いる。そして、これらの多数の孔２１のＰＰＩ（長さ１
インチ当たりの孔２１の孔数）は５０に調整されてい
る。
度が９７％で、厚みが約１．５ｍｍのニッケル発泡体
（この発泡体は三次元的に連続した網状骨格を備えてい
る）からなる金属多孔体（活物質保持体）２０に、圧延
後の活物質充填密度が約２．８ｇ／ｃｍ3−ｖｏｉｄと
なるように活物質スラリーを充填した。なお、図２
（ａ）に模式的に示すように、この金属多孔体２０はそ
の平面上に網状骨格で形成される多数の孔２１を備えて
いる。そして、これらの多数の孔２１のＰＰＩ（長さ１
インチ当たりの孔２１の孔数）は５０に調整されてい
る。
【００２４】この後、乾燥させた後、この金属多孔体２
０の厚みが約０．７ｍｍになるまで圧延した。なお、図
２（ｂ）に模式的に示すように、この圧延により網状骨
格で形成される孔２１は圧延方向（図２（ａ）の矢印方
向）に延伸されて、長径を有する略楕円形状あるいはそ
の変形形状の孔２２となる。ついで、この金属多孔体２
０における略楕円形状あるいはその変形形状の孔２２の
長径方向が極板の長さ方向となるように切断して、ニッ
ケル極板２３を形成した。
０の厚みが約０．７ｍｍになるまで圧延した。なお、図
２（ｂ）に模式的に示すように、この圧延により網状骨
格で形成される孔２１は圧延方向（図２（ａ）の矢印方
向）に延伸されて、長径を有する略楕円形状あるいはそ
の変形形状の孔２２となる。ついで、この金属多孔体２
０における略楕円形状あるいはその変形形状の孔２２の
長径方向が極板の長さ方向となるように切断して、ニッ
ケル極板２３を形成した。
【００２５】この後、所定形状に切断されたニッケル極
板２３を、その長さ方向（圧延方向と平行な方向）に一
連のローラー間に通してローラー処理を行った。このロ
ーラー処理により、図２（ｃ）に模式的に示すように、
圧延方向とは垂直な方向に多数のクラック２４を形成
し、比較例１のニッケル極板２３を作製した。なお、多
数のクラック２４は、図２（ｃ）に模式的に示すよう
に、孔２２の長径方向に形成されるため、これらのクラ
ック２４の間隔は長くなる。
板２３を、その長さ方向（圧延方向と平行な方向）に一
連のローラー間に通してローラー処理を行った。このロ
ーラー処理により、図２（ｃ）に模式的に示すように、
圧延方向とは垂直な方向に多数のクラック２４を形成
し、比較例１のニッケル極板２３を作製した。なお、多
数のクラック２４は、図２（ｃ）に模式的に示すよう
に、孔２２の長径方向に形成されるため、これらのクラ
ック２４の間隔は長くなる。
【００２６】（３）比較例２ 上述の実施例と同様に作製した活物質スラリーを、多孔
度が９７％で、厚みが約１．５ｍｍのニッケル発泡体
（この発泡体は三次元的に連続した網状骨格を備えてい
る）からなる金属多孔体（活物質保持体）３０に、圧延
後の活物質充填密度が約２．８ｇ／ｃｍ3−ｖｏｉｄと
なるように活物質スラリーを充填した。なお、図３
（ａ）に模式的に示すように、この金属多孔体３０はそ
の平面上に網状骨格で形成される多数の孔３１を備えて
いる。そして、これらの多数の孔３１のＰＰＩ（長さ１
インチ当たりの孔３１の孔数）は５０に調整されてい
る。
度が９７％で、厚みが約１．５ｍｍのニッケル発泡体
（この発泡体は三次元的に連続した網状骨格を備えてい
る）からなる金属多孔体（活物質保持体）３０に、圧延
後の活物質充填密度が約２．８ｇ／ｃｍ3−ｖｏｉｄと
なるように活物質スラリーを充填した。なお、図３
（ａ）に模式的に示すように、この金属多孔体３０はそ
の平面上に網状骨格で形成される多数の孔３１を備えて
いる。そして、これらの多数の孔３１のＰＰＩ（長さ１
インチ当たりの孔３１の孔数）は５０に調整されてい
る。
【００２７】この後、乾燥させた後、この金属多孔体３
０の厚みが約０．７ｍｍになるまで圧延した。なお、図
３（ｂ）に模式的に示すように、この圧延により網状骨
格で形成される孔３１は圧延方向（図３（ａ）の矢印方
向）に延伸されて、長径を有する略楕円形状あるいはそ
の変形形状の孔３２となる。ついで、この金属多孔体３
０における略楕円形状あるいはその変形形状の孔３２の
長径方向が極板の幅方向になるように切断して、比較例
２のニッケル極板３３を作製した。
０の厚みが約０．７ｍｍになるまで圧延した。なお、図
３（ｂ）に模式的に示すように、この圧延により網状骨
格で形成される孔３１は圧延方向（図３（ａ）の矢印方
向）に延伸されて、長径を有する略楕円形状あるいはそ
の変形形状の孔３２となる。ついで、この金属多孔体３
０における略楕円形状あるいはその変形形状の孔３２の
長径方向が極板の幅方向になるように切断して、比較例
２のニッケル極板３３を作製した。
【００２８】（４）比較例３ 上述の実施例と同様に作製した活物質スラリーを、多孔
度が９７％で、厚みが約１．５ｍｍのニッケル発泡体
（この発泡体は三次元的に連続した網状骨格を備えてい
る）からなる金属多孔体（活物質保持体）４０に、圧延
後の活物質充填密度が約２．８ｇ／ｃｍ3−ｖｏｉｄと
なるように活物質スラリーを充填した。なお、図４
（ａ）に模式的に示すように、この金属多孔体２０はそ
の平面上に網状骨格で形成される多数の孔４１を備えて
いる。そして、これらの多数の孔４１のＰＰＩ（長さ１
インチ当たりの孔４１の孔数）は５０に調整されてい
る。
度が９７％で、厚みが約１．５ｍｍのニッケル発泡体
（この発泡体は三次元的に連続した網状骨格を備えてい
る）からなる金属多孔体（活物質保持体）４０に、圧延
後の活物質充填密度が約２．８ｇ／ｃｍ3−ｖｏｉｄと
なるように活物質スラリーを充填した。なお、図４
（ａ）に模式的に示すように、この金属多孔体２０はそ
の平面上に網状骨格で形成される多数の孔４１を備えて
いる。そして、これらの多数の孔４１のＰＰＩ（長さ１
インチ当たりの孔４１の孔数）は５０に調整されてい
る。
【００２９】この後、乾燥させた後、この金属多孔体４
０の厚みが約０．７ｍｍになるまで圧延した。なお、図
４（ｂ）に模式的に示すように、この圧延により網状骨
格で形成される孔４１は圧延方向（図４（ａ）の矢印方
向）に延伸されて、長径を有する略楕円形状あるいはそ
の変形形状の孔４２となる。ついで、この金属多孔体４
０における略楕円形状あるいはその変形形状の孔４２の
長径方向が極板の長さ方向になるように切断して、比較
例３のニッケル極板４３を作製した。
０の厚みが約０．７ｍｍになるまで圧延した。なお、図
４（ｂ）に模式的に示すように、この圧延により網状骨
格で形成される孔４１は圧延方向（図４（ａ）の矢印方
向）に延伸されて、長径を有する略楕円形状あるいはそ
の変形形状の孔４２となる。ついで、この金属多孔体４
０における略楕円形状あるいはその変形形状の孔４２の
長径方向が極板の長さ方向になるように切断して、比較
例３のニッケル極板４３を作製した。
【００３０】２．負極の作製 ミッシュメタル（Ｍｍ：希土類元素の混合物）、ニッケ
ル、コバルト、アルミニウム、およびマンガンを１：
３．４：０．８：０．２：０．６の比率で混合し、この
混合物をアルゴンガス雰囲気の高周波誘導炉で誘導加熱
して合金溶湯となす。この合金溶湯を公知の方法で鋳型
に流し込み、冷却して、組成式Ｍｍ1.0Ｎｉ3.4Ｃｏ0.8
Ａｌ0.2Ｍｎ0.6で表される水素吸蔵合金のインゴットを
作製した。
ル、コバルト、アルミニウム、およびマンガンを１：
３．４：０．８：０．２：０．６の比率で混合し、この
混合物をアルゴンガス雰囲気の高周波誘導炉で誘導加熱
して合金溶湯となす。この合金溶湯を公知の方法で鋳型
に流し込み、冷却して、組成式Ｍｍ1.0Ｎｉ3.4Ｃｏ0.8
Ａｌ0.2Ｍｎ0.6で表される水素吸蔵合金のインゴットを
作製した。
【００３１】この水素吸蔵合金インゴットを機械的に粗
粉砕した後、不活性ガス雰囲気中で平均粒子径が約５０
μｍになるまで機械的に粉砕した。このようにして作製
した水素吸蔵合金粉末にポリエチレンオキサイド等の結
着剤と、適量の水を加えて混合して水素吸蔵合金スラリ
ーを作製した。このスラリーをパンチングメタルからな
る活物質保持体の両面に、圧延後の活物質密度が所定量
になるように塗着した後、乾燥、圧延を行った後、所定
寸法に切断して水素吸蔵合金負極板５０を作製した。
粉砕した後、不活性ガス雰囲気中で平均粒子径が約５０
μｍになるまで機械的に粉砕した。このようにして作製
した水素吸蔵合金粉末にポリエチレンオキサイド等の結
着剤と、適量の水を加えて混合して水素吸蔵合金スラリ
ーを作製した。このスラリーをパンチングメタルからな
る活物質保持体の両面に、圧延後の活物質密度が所定量
になるように塗着した後、乾燥、圧延を行った後、所定
寸法に切断して水素吸蔵合金負極板５０を作製した。
【００３２】３．ニッケル−水素電池の作製 ついで、上述のように作製した実施例のニッケル正極板
１３および比較例１〜３の各ニッケル正極板２３，３
３，４３と、上述のように作製した水素吸蔵合金負極板
５０とをそれぞれポリプロピレン製不織布からなるセパ
レータ（厚みが約０．１５ｍｍのもの）６０を介して渦
巻状に卷回して渦巻状電極群ａ，ｘ，ｙ，ｚをそれぞれ
作製した。なお、ニッケル正極板１３を用いたものを渦
巻状電極群ａとし、ニッケル正極板２３を用いたものを
渦巻状電極群ｘとし、ニッケル正極板３３を用いたもの
を渦巻状電極群ｙとし、ニッケル正極板４３を用いたも
のを渦巻状電極群ｚとした。
１３および比較例１〜３の各ニッケル正極板２３，３
３，４３と、上述のように作製した水素吸蔵合金負極板
５０とをそれぞれポリプロピレン製不織布からなるセパ
レータ（厚みが約０．１５ｍｍのもの）６０を介して渦
巻状に卷回して渦巻状電極群ａ，ｘ，ｙ，ｚをそれぞれ
作製した。なお、ニッケル正極板１３を用いたものを渦
巻状電極群ａとし、ニッケル正極板２３を用いたものを
渦巻状電極群ｘとし、ニッケル正極板３３を用いたもの
を渦巻状電極群ｙとし、ニッケル正極板４３を用いたも
のを渦巻状電極群ｚとした。
【００３３】このとき、実施例のニッケル正極板１３お
よび比較例２のニッケル正極板３３は、長径を有する略
楕円形状あるいはその変形形状の孔１２および３２の短
径方向に巻回され、比較例１のニッケル正極板２３およ
び比較例３のニッケル正極板４３は、長径を有する略楕
円形状あるいはその変形形状の孔２２および４２の長径
方向に巻回される。そして、上述のようにして作製した
各渦巻状電極群の負極板の端部５０ａに負極集電体を接
続するとともに、各ニッケル正極板１３，２３，３３，
４３の端部１３ａ，２３ａ，３３ａ，４３ａと正極集電
体とを接続して各電極体をそれぞれ作製した。ついで、
各電極体をそれぞれ有底円筒形の金属外装缶内に挿入
し、負極集電体金属外装缶の底部にスポット溶接した
後、正極集電体から延出するリード板を封口体の底部に
溶接した。
よび比較例２のニッケル正極板３３は、長径を有する略
楕円形状あるいはその変形形状の孔１２および３２の短
径方向に巻回され、比較例１のニッケル正極板２３およ
び比較例３のニッケル正極板４３は、長径を有する略楕
円形状あるいはその変形形状の孔２２および４２の長径
方向に巻回される。そして、上述のようにして作製した
各渦巻状電極群の負極板の端部５０ａに負極集電体を接
続するとともに、各ニッケル正極板１３，２３，３３，
４３の端部１３ａ，２３ａ，３３ａ，４３ａと正極集電
体とを接続して各電極体をそれぞれ作製した。ついで、
各電極体をそれぞれ有底円筒形の金属外装缶内に挿入
し、負極集電体金属外装缶の底部にスポット溶接した
後、正極集電体から延出するリード板を封口体の底部に
溶接した。
【００３４】この後、金属外装缶内にそれぞれ電解液
（水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）と水酸化ナトリウム（Ｎ
ａＯＨ）を含有した７．５Ｎの水酸化カリウム（ＫＯ
Ｈ）水溶液）を注入し、封口体を封口ガスケットを介し
て外装缶の開口部にかしめて封口した。これにより、公
称容量１２００ｍＡＨの円筒形ニッケル−水素蓄電池Ａ
１（渦巻状電極群ａを用いたもの）、円筒形ニッケル−
水素蓄電池Ｘ１（渦巻状電極群ｘを用いたもの）、円筒
形ニッケル−水素蓄電池Ｙ１（渦巻状電極群ｙを用いた
もの）、円筒形ニッケル−水素蓄電池Ｚ１（渦巻状電極
群ｚを用いたもの）をそれぞれ作製した。
（水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）と水酸化ナトリウム（Ｎ
ａＯＨ）を含有した７．５Ｎの水酸化カリウム（ＫＯ
Ｈ）水溶液）を注入し、封口体を封口ガスケットを介し
て外装缶の開口部にかしめて封口した。これにより、公
称容量１２００ｍＡＨの円筒形ニッケル−水素蓄電池Ａ
１（渦巻状電極群ａを用いたもの）、円筒形ニッケル−
水素蓄電池Ｘ１（渦巻状電極群ｘを用いたもの）、円筒
形ニッケル−水素蓄電池Ｙ１（渦巻状電極群ｙを用いた
もの）、円筒形ニッケル−水素蓄電池Ｚ１（渦巻状電極
群ｚを用いたもの）をそれぞれ作製した。
【００３５】４．電池試験 （１）電極群の真円度の測定 上述のようにして作製した各渦巻状電極群ａ，ｘ，ｙ，
ｚの長径と短径を測定し、長径に対する短径の比率を真
円度として求めると、下記の表１に示すような結果とな
った。
ｚの長径と短径を測定し、長径に対する短径の比率を真
円度として求めると、下記の表１に示すような結果とな
った。
【００３６】（２）短絡試験 上述のようにして作製した各電池Ａ１，Ｘ１，Ｙ１，Ｚ
１をそれぞれ１００個ずつ用意し、これらの１００個の
各電池Ａ１，Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１の電池電圧を測定して、
０．１Ｖ以下を短絡と判定し、短絡が発生した個数を求
めると、下記の表１に示すような結果となった。
１をそれぞれ１００個ずつ用意し、これらの１００個の
各電池Ａ１，Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１の電池電圧を測定して、
０．１Ｖ以下を短絡と判定し、短絡が発生した個数を求
めると、下記の表１に示すような結果となった。
【００３７】
【表１】
【００３８】上記表１から明らかなように、比較例１〜
３の各電池Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１の真円度が低く、極板の巻
き取り時に生じる極板の折れや亀裂がセパレータを貫通
し、内部短絡に至った電池が発生したのに対して、実施
例の電池Ａ１では巻き取り形状が真円に近く、極板の巻
き取り時に生じる極板の折れや破損がなく、内部短絡に
至った電池が生じなかった。これは以下のように考える
ことができる。
３の各電池Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１の真円度が低く、極板の巻
き取り時に生じる極板の折れや亀裂がセパレータを貫通
し、内部短絡に至った電池が発生したのに対して、実施
例の電池Ａ１では巻き取り形状が真円に近く、極板の巻
き取り時に生じる極板の折れや破損がなく、内部短絡に
至った電池が生じなかった。これは以下のように考える
ことができる。
【００３９】即ち、実施例の電池Ａ１にあっては、極板
１３の幅方向に圧延（図１参照）されているため、金属
多孔体１０の網状骨格で形成される孔１１が極板１３の
幅方向に延伸されて、この孔１２の短径が極板１３の長
さ方向に配列されるため、極板１３の巻き取り方向とな
る極板１３の長さ方向に対しては柔軟性を保持してい
る。また、ローラー処理により、亀裂１４が極板１３の
長さ方向（巻き取り方向）に微小間隔で配列されている
ため、極板１３の高密度化や厚み増加に対しても巻き取
り時に極板１３に加わる負荷を分散させることが可能と
なって、巻き取り性が向上し、真円度が高く、短絡発生
数が抑制されたと考えられる。
１３の幅方向に圧延（図１参照）されているため、金属
多孔体１０の網状骨格で形成される孔１１が極板１３の
幅方向に延伸されて、この孔１２の短径が極板１３の長
さ方向に配列されるため、極板１３の巻き取り方向とな
る極板１３の長さ方向に対しては柔軟性を保持してい
る。また、ローラー処理により、亀裂１４が極板１３の
長さ方向（巻き取り方向）に微小間隔で配列されている
ため、極板１３の高密度化や厚み増加に対しても巻き取
り時に極板１３に加わる負荷を分散させることが可能と
なって、巻き取り性が向上し、真円度が高く、短絡発生
数が抑制されたと考えられる。
【００４０】一方、比較例１の電池Ｘ１にあっては、極
板２３の長さ方向に圧延（図２参照）されているため、
極板２３の長さ方向（巻き取り方向）に負荷が加わるこ
とで、金属多孔体２０が塑性変形により加工硬化し、極
板２３の巻き取り方向に対して硬化している。また、ロ
ーラー処理により、極板２３の幅方向に亀裂２４を導入
できても、金属多孔体２０の網状骨格で形成される孔２
１が極板２３の長さ方向に延伸されて、この孔２２の長
径が極板２３の長さ方向に配列されるため、極板２３の
長さ方向での亀裂２４の間隔は孔２２の長径に依存して
長くなり、巻き取り性が悪くて真円度が低く、内部短絡
の発生数も増加したと考えられる。
板２３の長さ方向に圧延（図２参照）されているため、
極板２３の長さ方向（巻き取り方向）に負荷が加わるこ
とで、金属多孔体２０が塑性変形により加工硬化し、極
板２３の巻き取り方向に対して硬化している。また、ロ
ーラー処理により、極板２３の幅方向に亀裂２４を導入
できても、金属多孔体２０の網状骨格で形成される孔２
１が極板２３の長さ方向に延伸されて、この孔２２の長
径が極板２３の長さ方向に配列されるため、極板２３の
長さ方向での亀裂２４の間隔は孔２２の長径に依存して
長くなり、巻き取り性が悪くて真円度が低く、内部短絡
の発生数も増加したと考えられる。
【００４１】また、比較例２の電池Ｙ１にあっては、極
板３３の幅方向に圧延（図３参照）されているため、金
属多孔体３０の網状骨格で形成される孔３１が極板３３
の幅方向に延伸されて、この孔３２の短径が極板３３の
長さ方向に配列されるため、極板３３の巻き取り方向と
なる極板３３の長さ方向に対しては柔軟性を保持してい
る。しかしながら、ローラー処理を行っていないため、
極板３３の高密度化や厚み増加に対して、巻き取り時に
極板３３に加わる負荷を分散させることができず、巻き
取り性が悪くて真円度が低く、内部短絡の発生数も増加
したと考えられる。
板３３の幅方向に圧延（図３参照）されているため、金
属多孔体３０の網状骨格で形成される孔３１が極板３３
の幅方向に延伸されて、この孔３２の短径が極板３３の
長さ方向に配列されるため、極板３３の巻き取り方向と
なる極板３３の長さ方向に対しては柔軟性を保持してい
る。しかしながら、ローラー処理を行っていないため、
極板３３の高密度化や厚み増加に対して、巻き取り時に
極板３３に加わる負荷を分散させることができず、巻き
取り性が悪くて真円度が低く、内部短絡の発生数も増加
したと考えられる。
【００４２】さらに、比較例３の電池Ｚ１にあっては、
極板４３の長さ方向に圧延（図４参照）されているた
め、極板４３の長さ方向（巻き取り方向）に負荷が加わ
ることで、金属多孔体４０が塑性変形により加工硬化
し、極板４３の巻き取り方向に対して硬化している。ま
た、ローラー処理も行っていないことから、巻き取り時
に極板４３に加わる負荷を分散させることができず、巻
き取り性が悪くて真円度が低く、内部短絡の発生数も増
加したと考えられる。
極板４３の長さ方向に圧延（図４参照）されているた
め、極板４３の長さ方向（巻き取り方向）に負荷が加わ
ることで、金属多孔体４０が塑性変形により加工硬化
し、極板４３の巻き取り方向に対して硬化している。ま
た、ローラー処理も行っていないことから、巻き取り時
に極板４３に加わる負荷を分散させることができず、巻
き取り性が悪くて真円度が低く、内部短絡の発生数も増
加したと考えられる。
【００４３】（３）基準容量の測定 上述のようにして作製した各電池Ａ１，Ｘ１，Ｙ１，Ｚ
１を用いて、まず、室温（周囲温度が２５℃）で、１２
０ｍＡ（０．１Ｃ）の充電々流で１６時間充電し、１時
間の休止の後、２４０ｍＡ（０．２Ｃ）の放電々流で電
池電圧が１．０Ｖに達するまで放電し、その後１時間の
休止をするというサイクルを３サイクル繰り返して、各
電池Ａ１，Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１を活性化した。この３サイ
クル目の放電容量を基準容量とした。
１を用いて、まず、室温（周囲温度が２５℃）で、１２
０ｍＡ（０．１Ｃ）の充電々流で１６時間充電し、１時
間の休止の後、２４０ｍＡ（０．２Ｃ）の放電々流で電
池電圧が１．０Ｖに達するまで放電し、その後１時間の
休止をするというサイクルを３サイクル繰り返して、各
電池Ａ１，Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１を活性化した。この３サイ
クル目の放電容量を基準容量とした。
【００４４】（４）高率放電特性試験 上述したように各電池Ａ１，Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１の各基準
容量を測定した後、室温（周囲温度が２５℃）で、１２
０ｍＡ（０．１Ｃ）の充電々流で１６時間充電し、１時
間の休止の後、３６００ｍＡ（３Ｃ）の放電々流で電池
電圧が１．０Ｖに達するまで放電させ、このときの放電
容量を測定して、上述した基準容量に対する比率を３Ｃ
での高率放電特性として求めると、以下の表２に示すよ
うな結果となった。
容量を測定した後、室温（周囲温度が２５℃）で、１２
０ｍＡ（０．１Ｃ）の充電々流で１６時間充電し、１時
間の休止の後、３６００ｍＡ（３Ｃ）の放電々流で電池
電圧が１．０Ｖに達するまで放電させ、このときの放電
容量を測定して、上述した基準容量に対する比率を３Ｃ
での高率放電特性として求めると、以下の表２に示すよ
うな結果となった。
【００４５】また、室温（周囲温度が２５℃）で、１２
０ｍＡ（０．１Ｃ）の充電々流で１６時間充電し、１時
間の休止の後、６０００ｍＡ（５Ｃ）の放電々流で電池
電圧が１．０Ｖに達するまで放電させ、このときの放電
容量を測定して、上述した基準容量に対する比率を５Ｃ
での高率放電特性として求めると、以下の表２に示すよ
うな結果となった。なお、表２において、実施例の電池
Ａ１の高率放電特性を１００とし、比較例の電池Ｘ１，
Ｙ１，Ｚ１の高率放電特性はその比率で表示した。
０ｍＡ（０．１Ｃ）の充電々流で１６時間充電し、１時
間の休止の後、６０００ｍＡ（５Ｃ）の放電々流で電池
電圧が１．０Ｖに達するまで放電させ、このときの放電
容量を測定して、上述した基準容量に対する比率を５Ｃ
での高率放電特性として求めると、以下の表２に示すよ
うな結果となった。なお、表２において、実施例の電池
Ａ１の高率放電特性を１００とし、比較例の電池Ｘ１，
Ｙ１，Ｚ１の高率放電特性はその比率で表示した。
【００４６】
【表２】
【００４７】上記表２から明らかなように、比較例１〜
３の各電池Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１の高率放電特性はいずれも
低くて劣っているのに対して、実施例の電池Ａ１の高率
放電特性が優れていることが分かる。これは、実施例の
電池Ａ１は、巻き取り時に極板１３に加わる負荷が減少
することにより、局所的な極板の伸びが減少し、金属多
孔体１０の網状骨格に欠陥や損傷が発生しなかったため
に、金属多孔体１０の高い集電性が維持されたためと考
えられる。
３の各電池Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１の高率放電特性はいずれも
低くて劣っているのに対して、実施例の電池Ａ１の高率
放電特性が優れていることが分かる。これは、実施例の
電池Ａ１は、巻き取り時に極板１３に加わる負荷が減少
することにより、局所的な極板の伸びが減少し、金属多
孔体１０の網状骨格に欠陥や損傷が発生しなかったため
に、金属多孔体１０の高い集電性が維持されたためと考
えられる。
【００４８】一方、比較例１，３の各電池Ｘ１，Ｚ１に
あっては、極板２３および極板４３の長さ方向のみに圧
延時の負荷が加わっているため、金属多孔体２０，４０
の網状骨格に塑性変形に基づく加工歪みや破損が発生
し、金属多孔体２０，４０の集電性が低下して、高率放
電特性が低下したと考えられる。また、比較例２，３の
各電池Ｙ１，Ｚ１にあっては、ローラー処理がなされて
いないために、巻き取り時に応力が分散することがな
く、金属多孔体３０，４０の網状骨格に局所的な欠陥や
破損が発生して、金属多孔体３０，４０の集電性が低下
して、高率放電特性が低下したと考えられる。
あっては、極板２３および極板４３の長さ方向のみに圧
延時の負荷が加わっているため、金属多孔体２０，４０
の網状骨格に塑性変形に基づく加工歪みや破損が発生
し、金属多孔体２０，４０の集電性が低下して、高率放
電特性が低下したと考えられる。また、比較例２，３の
各電池Ｙ１，Ｚ１にあっては、ローラー処理がなされて
いないために、巻き取り時に応力が分散することがな
く、金属多孔体３０，４０の網状骨格に局所的な欠陥や
破損が発生して、金属多孔体３０，４０の集電性が低下
して、高率放電特性が低下したと考えられる。
【００４９】（５）サイクル寿命試験 ついで、上述のようにして活性化した各電池Ａ１，Ｘ
１，Ｙ１，Ｚ１を、２５℃の温度雰囲気で１．２Ａ（１
Ｃ）の充電電流で充電し、充電末期の電池電圧のピーク
値を記憶し、これを基準として一定値だけ電圧が低下し
た時点で充電を終了し、１時間休止した後、１．２Ａ
（１Ｃ）の放電電流で電池電圧が１．０Ｖになるまで放
電し、１時間休止するという−Δサイクル試験を行い、
放電容量が初期容量の６０％に達した時点で寿命と判定
するサイクル寿命試験を行うと、下記の表３に示すよう
な結果となった。
１，Ｙ１，Ｚ１を、２５℃の温度雰囲気で１．２Ａ（１
Ｃ）の充電電流で充電し、充電末期の電池電圧のピーク
値を記憶し、これを基準として一定値だけ電圧が低下し
た時点で充電を終了し、１時間休止した後、１．２Ａ
（１Ｃ）の放電電流で電池電圧が１．０Ｖになるまで放
電し、１時間休止するという−Δサイクル試験を行い、
放電容量が初期容量の６０％に達した時点で寿命と判定
するサイクル寿命試験を行うと、下記の表３に示すよう
な結果となった。
【００５０】
【表３】
【００５１】上記表３から明らかなように、比較例１〜
３の各電池Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１のサイクル寿命はいずれも
低くて劣っているのに対して、実施例の電池Ａ１のサイ
クル寿命が優れていることが分かる。これは、実施例の
電池Ａ１は、金属多孔体１０の網状骨格に欠陥や損傷が
発生しなかったことにより、金属多孔体１０の高い集電
性が維持され、正極板での均一な充放電反応が促進され
て、正極活物質の膨化が抑制され、サイクル寿命が向上
したと考えられる。一方、比較例１，２，３の各電池Ｘ
１，Ｙ１，Ｚ１にあっては、各金属多孔体２０，３０，
４０の網状骨格に局所的な欠陥や破損が発生し、各金属
多孔体２０，３０，４０の集電性が低下し、正極板での
均一な充放電反応が阻害されたためにサイクル寿命が低
下したと考えられる。
３の各電池Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１のサイクル寿命はいずれも
低くて劣っているのに対して、実施例の電池Ａ１のサイ
クル寿命が優れていることが分かる。これは、実施例の
電池Ａ１は、金属多孔体１０の網状骨格に欠陥や損傷が
発生しなかったことにより、金属多孔体１０の高い集電
性が維持され、正極板での均一な充放電反応が促進され
て、正極活物質の膨化が抑制され、サイクル寿命が向上
したと考えられる。一方、比較例１，２，３の各電池Ｘ
１，Ｙ１，Ｚ１にあっては、各金属多孔体２０，３０，
４０の網状骨格に局所的な欠陥や破損が発生し、各金属
多孔体２０，３０，４０の集電性が低下し、正極板での
均一な充放電反応が阻害されたためにサイクル寿命が低
下したと考えられる。
【００５２】５．ＰＰＩ値と真円度との関係について ついで、金属多孔体の目付（単位面積当たりの重量）を
一定とした場合の、ＰＰＩ値（この金属多孔体の網状骨
格で形成される孔の平面上の１インチ当たりの孔数）と
真円度との関係について検討した。ここで、実施例の電
池Ａとして、上述の実施例の電池Ａ１を作製するに際し
て、ＰＰＩ値を５０（実施例のＡ１），１００，２０
０，２５０と変化させた金属多孔体を用いて、上述の実
施例と同様に電極群を作製し、その真円度（電極群の長
径に対する短径の比率）を求めると、下記の表４に示す
ような結果となった。一方、比較例の電池Ｘとして、上
述の比較例１の電池Ｘ１を作製するに際して、ＰＰＩ値
を５０（比較例１のＸ１），１００，２００，２５０と
変化させた金属多孔体を用いて、上述の比較例１と同様
に電極群を作製し、その真円度（電極群の長径に対する
短径の比率）を求めると、下記の表４に示すような結果
となった。
一定とした場合の、ＰＰＩ値（この金属多孔体の網状骨
格で形成される孔の平面上の１インチ当たりの孔数）と
真円度との関係について検討した。ここで、実施例の電
池Ａとして、上述の実施例の電池Ａ１を作製するに際し
て、ＰＰＩ値を５０（実施例のＡ１），１００，２０
０，２５０と変化させた金属多孔体を用いて、上述の実
施例と同様に電極群を作製し、その真円度（電極群の長
径に対する短径の比率）を求めると、下記の表４に示す
ような結果となった。一方、比較例の電池Ｘとして、上
述の比較例１の電池Ｘ１を作製するに際して、ＰＰＩ値
を５０（比較例１のＸ１），１００，２００，２５０と
変化させた金属多孔体を用いて、上述の比較例１と同様
に電極群を作製し、その真円度（電極群の長径に対する
短径の比率）を求めると、下記の表４に示すような結果
となった。
【００５３】
【表４】
【００５４】金属多孔体のＰＰＩ値を小さくすることで
活物質充填性を低下させることなく、高密度充填化する
ことが可能となるため、高容量化手段としてＰＰＩ値を
小さくすることが必要となる。しかしながら、上記表４
から明らかなように、比較例の電池ＸではＰＰＩ値を２
００以下とすることで、真円度が実施例の電池Ａよりも
大幅に低下していることが分かる。これに対して、実施
例の電池ＡではＰＰＩ値を２００以下としても真円度の
低下が見られないことが分かる。このことから、高容量
で高品質な電池を製造することが可能となる効果を最大
限に発揮するためには、金属多孔体のＰＰＩ値は２００
以下であることが好ましい。
活物質充填性を低下させることなく、高密度充填化する
ことが可能となるため、高容量化手段としてＰＰＩ値を
小さくすることが必要となる。しかしながら、上記表４
から明らかなように、比較例の電池ＸではＰＰＩ値を２
００以下とすることで、真円度が実施例の電池Ａよりも
大幅に低下していることが分かる。これに対して、実施
例の電池ＡではＰＰＩ値を２００以下としても真円度の
低下が見られないことが分かる。このことから、高容量
で高品質な電池を製造することが可能となる効果を最大
限に発揮するためには、金属多孔体のＰＰＩ値は２００
以下であることが好ましい。
【００５５】６．活物質の充填密度と真円度との関係に
ついて ついで、金属多孔体に充填される活物質の充填密度と真
円度との関係について検討した。ここで、実施例の電池
Ａとして、上述の実施例の電池Ａ１を作製するに際し
て、活物質の充填密度を２．５ｇ／ｃｍ3−ｖｏｉｄ，
２．６ｇ／ｃｍ3−ｖｏｉｄ，２．７ｇ／ｃｍ3−ｖｏｉ
ｄ，２．８ｇ／ｃｍ3−ｖｏｉｄ（実施例の電池Ａ
１），２．９ｇ／ｃｍ3−ｖｏｉｄと変化させて、上述
の実施例と同様に電極群を作製し、その真円度（電極群
の長径に対する短径の比率）を求めると、下記の表５に
示すような結果となった。
ついて ついで、金属多孔体に充填される活物質の充填密度と真
円度との関係について検討した。ここで、実施例の電池
Ａとして、上述の実施例の電池Ａ１を作製するに際し
て、活物質の充填密度を２．５ｇ／ｃｍ3−ｖｏｉｄ，
２．６ｇ／ｃｍ3−ｖｏｉｄ，２．７ｇ／ｃｍ3−ｖｏｉ
ｄ，２．８ｇ／ｃｍ3−ｖｏｉｄ（実施例の電池Ａ
１），２．９ｇ／ｃｍ3−ｖｏｉｄと変化させて、上述
の実施例と同様に電極群を作製し、その真円度（電極群
の長径に対する短径の比率）を求めると、下記の表５に
示すような結果となった。
【００５６】一方、比較例１の電池Ｘとして、上述の比
較例１の電池Ｘ１を作製するに際して、活物質の充填密
度を２．５ｇ／ｃｍ3−ｖｏｉｄ，２．６ｇ／ｃｍ3−ｖ
ｏｉｄ，２．７ｇ／ｃｍ3−ｖｏｉｄ，２．８ｇ／ｃｍ3
−ｖｏｉｄ（比較例１の電池Ｘ１），２．９ｇ／ｃｍ3
−ｖｏｉｄと変化させて、上述の比較例１と同様に電極
群を作製し、その真円度（電極群の長径に対する短径の
比率）を求めると、下記の表５に示すような結果となっ
た。
較例１の電池Ｘ１を作製するに際して、活物質の充填密
度を２．５ｇ／ｃｍ3−ｖｏｉｄ，２．６ｇ／ｃｍ3−ｖ
ｏｉｄ，２．７ｇ／ｃｍ3−ｖｏｉｄ，２．８ｇ／ｃｍ3
−ｖｏｉｄ（比較例１の電池Ｘ１），２．９ｇ／ｃｍ3
−ｖｏｉｄと変化させて、上述の比較例１と同様に電極
群を作製し、その真円度（電極群の長径に対する短径の
比率）を求めると、下記の表５に示すような結果となっ
た。
【００５７】
【表５】
【００５８】電池の高容量化には活物質を高密度に充填
することが必要となる。しかしながら、高密度に充填す
ることは極板が硬化し巻取性低下（真円度低下）に繋が
る。ここで、上記表５から明らかなように、比較例の電
池Ｘは活物質の充填密度が２．６ｇ／ｃｍ3−ｖｏｉｄ
以上になるに伴い真円度が大幅に低下している。一方、
実施例の電池Ａにあっては、活物質の充填密度が２．６
ｇ／ｃｍ3−ｖｏｉｄ以上になっても真円度の低下が殆
ど見られないことが分かる。これらのことから、高容量
でかつ巻取性の向上した高品質な電池を製造することが
可能となる効果を最大限に発揮するには、活物質の充填
密度は２．６ｇ／ｃｍ3−ｖｏｉｄ以上であることが好
ましい。
することが必要となる。しかしながら、高密度に充填す
ることは極板が硬化し巻取性低下（真円度低下）に繋が
る。ここで、上記表５から明らかなように、比較例の電
池Ｘは活物質の充填密度が２．６ｇ／ｃｍ3−ｖｏｉｄ
以上になるに伴い真円度が大幅に低下している。一方、
実施例の電池Ａにあっては、活物質の充填密度が２．６
ｇ／ｃｍ3−ｖｏｉｄ以上になっても真円度の低下が殆
ど見られないことが分かる。これらのことから、高容量
でかつ巻取性の向上した高品質な電池を製造することが
可能となる効果を最大限に発揮するには、活物質の充填
密度は２．６ｇ／ｃｍ3−ｖｏｉｄ以上であることが好
ましい。
【００５９】上述したように、本発明においては、平面
形状が長径を有する略楕円形状あるいはその変形形状に
延伸された孔の長径方向と平行にクラックが形成されて
いると、クラックは略楕円形状あるいはその変形形状に
延伸された孔の短径方向に配列することで、微小の間隔
でクラックが形成されることとなる。このため、この極
板をクラックと平行な方向を巻回軸として渦巻状に巻回
されていると、略真円状に巻回された電極体を形成する
ことが可能となる。この結果、巻き取り性が向上し、高
品質で高容量な蓄電池が得られるようになる。
形状が長径を有する略楕円形状あるいはその変形形状に
延伸された孔の長径方向と平行にクラックが形成されて
いると、クラックは略楕円形状あるいはその変形形状に
延伸された孔の短径方向に配列することで、微小の間隔
でクラックが形成されることとなる。このため、この極
板をクラックと平行な方向を巻回軸として渦巻状に巻回
されていると、略真円状に巻回された電極体を形成する
ことが可能となる。この結果、巻き取り性が向上し、高
品質で高容量な蓄電池が得られるようになる。
【００６０】また、微小の間隔でクラックが形成され、
クラックの形成方向に巻き取られているため、クラック
に起因する短絡の発生を防止できるとともに、網状骨格
により形成される孔の短径方向に巻き取られているた
め、巻き取り時に金属多孔体に加わる負荷が減少して、
局所的な極板の伸びが抑制されるため、金属多孔体に発
生する網状骨格の切断などの欠陥の発生を防止でき、結
果として、集電性が向上し、高品質で高容量な蓄電池が
得られるようになる。
クラックの形成方向に巻き取られているため、クラック
に起因する短絡の発生を防止できるとともに、網状骨格
により形成される孔の短径方向に巻き取られているた
め、巻き取り時に金属多孔体に加わる負荷が減少して、
局所的な極板の伸びが抑制されるため、金属多孔体に発
生する網状骨格の切断などの欠陥の発生を防止でき、結
果として、集電性が向上し、高品質で高容量な蓄電池が
得られるようになる。
【００６１】なお、上述した実施の形態においては、厚
みが１．５ｍｍの金属多孔体（発泡ニッケル）に活物質
を充填した後、厚みが０．７ｍｍになるまで圧延する例
について説明したが、厚みが何ｍｍの金属多孔体（発泡
ニッケル）を用い、この厚みを何ｍｍまで圧延するか
は、必要とする極板容量などにより適宜選択すればよ
い。また、上述した実施の形態においては、本発明をニ
ッケル−水素蓄電池に適用する例について説明したが、
本発明はニッケル−水素蓄電池に限らず、ニッケル−カ
ドミウム蓄電池等の他の蓄電池に適用できることは明ら
かである。
みが１．５ｍｍの金属多孔体（発泡ニッケル）に活物質
を充填した後、厚みが０．７ｍｍになるまで圧延する例
について説明したが、厚みが何ｍｍの金属多孔体（発泡
ニッケル）を用い、この厚みを何ｍｍまで圧延するか
は、必要とする極板容量などにより適宜選択すればよ
い。また、上述した実施の形態においては、本発明をニ
ッケル−水素蓄電池に適用する例について説明したが、
本発明はニッケル−水素蓄電池に限らず、ニッケル−カ
ドミウム蓄電池等の他の蓄電池に適用できることは明ら
かである。
【図１】 実施例の極板を製造工程に従って模式的に示
す図であり、図１（ａ）は活物質保持体の一部を模式的
に示す平面図であり、図１（ｂ）はこれを圧延後に１枚
の極板形状に切断した状態を模式的に示す平面図であ
り、図１（ｃ）はこれをローラー処理した状態を模式的
に示す平面図である。
す図であり、図１（ａ）は活物質保持体の一部を模式的
に示す平面図であり、図１（ｂ）はこれを圧延後に１枚
の極板形状に切断した状態を模式的に示す平面図であ
り、図１（ｃ）はこれをローラー処理した状態を模式的
に示す平面図である。
【図２】 比較例１の極板を製造工程に従って模式的に
示す図であり、図２（ａ）は活物質保持体の一部を模式
的に示す平面図であり、図２（ｂ）はこれを圧延後に１
枚の極板形状に切断した状態を模式的に示す平面図であ
り、図２（ｃ）はこれをローラー処理した状態を模式的
に示す平面図である。
示す図であり、図２（ａ）は活物質保持体の一部を模式
的に示す平面図であり、図２（ｂ）はこれを圧延後に１
枚の極板形状に切断した状態を模式的に示す平面図であ
り、図２（ｃ）はこれをローラー処理した状態を模式的
に示す平面図である。
【図３】 比較例２の極板を製造工程に従って模式的に
示す図であり、図３（ａ）は活物質保持体の一部を模式
的に示す平面図であり、図３（ｂ）はこれを圧延後に１
枚の極板形状に切断した状態を模式的に示す平面図であ
る。
示す図であり、図３（ａ）は活物質保持体の一部を模式
的に示す平面図であり、図３（ｂ）はこれを圧延後に１
枚の極板形状に切断した状態を模式的に示す平面図であ
る。
【図４】 比較例３の極板を製造工程に従って模式的に
示す図であり、図４（ａ）は活物質保持体の一部を模式
的に示す平面図であり、図４（ｂ）はこれを圧延後に１
枚の極板形状に切断した状態を模式的に示す平面図であ
る。
示す図であり、図４（ａ）は活物質保持体の一部を模式
的に示す平面図であり、図４（ｂ）はこれを圧延後に１
枚の極板形状に切断した状態を模式的に示す平面図であ
る。
【図５】 これらの極板と負極板を用いて渦巻状に巻回
した状態を模式的に示す斜視図である。
した状態を模式的に示す斜視図である。
１０…金属多孔体（三次元的に連続した網状骨格を備え
た発泡ニッケル）、１１…孔、１２…延伸された孔（略
楕円形状あるいはその変形形状の孔）、１３…ニッケル
極板、１４…クラック、５０…負極、６０…セパレータ
た発泡ニッケル）、１１…孔、１２…延伸された孔（略
楕円形状あるいはその変形形状の孔）、１３…ニッケル
極板、１４…クラック、５０…負極、６０…セパレータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山脇 章史 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5H016 AA02 AA10 BB05 BB09 BB19 CC03 CC06 EE01 HH00 HH08 5H017 AA02 AS02 BB06 BB08 BB10 BB15 BB19 CC01 CC28 DD08 EE01 EE04 HH06 5H028 AA05 BB03 BB04 BB07 BB17 CC07 CC12 EE01 HH03
Claims (6)
- 【請求項１】 三次元的に連続した網状骨格を備えた金
属多孔体に活物質が充填された非焼結式電極と、この電
極ともう一方の電極をセパレータを介して渦巻状に巻回
した電極群を備えたアルカリ蓄電池であって、 前記金属多孔体の網状骨格によりその平面上に形成され
る孔の平面形状は圧延により長径を有する略楕円形状あ
るいはその変形形状に延伸されており、 前記非焼結式電極は前記孔の長径方向と平行にクラック
が形成されているとともに、該クラックがその短径方向
に微小間隔に配列されており、 前記クラックが巻回軸と平行になるように渦巻状に巻回
されていることを特徴とするアルカリ蓄電池。 - 【請求項２】 前記金属多孔体の前記網状骨格により平
面上に形成される孔の１インチ当たりの孔数は２００
（２００ＰＰＩ）以下であることを特徴とする請求項１
に記載のアルカリ蓄電池。 - 【請求項３】 前記非焼結式電極の活物質の充填密度は
２．６ｇ／ｃｍ3−ｖｏｉｄ以上であることを特徴とす
る請求項１または請求項２に記載のアルカリ蓄電池。 - 【請求項４】 三次元的に連続した網状骨格を備えた金
属多孔体に活物質を充填して非焼結式電極とする工程
と、この電極ともう一方の電極をセパレータを介して渦
巻状に巻回して電極群を形成する工程とを備えたアルカ
リ蓄電池の製造方法であって、 前記金属多孔体の前記網状骨格内に前記活物質を充填し
て非焼結式電極とした後、この非焼結式電極を所定の厚
みに圧延する圧延工程と、 前記所定の厚みに圧延された前記非焼結式電極を前記圧
延工程による圧延方向とは垂直方向に一連のローラー間
に通して、前記圧延方向とは垂直方向に微小間隔で配列
されるクラックを前記圧延方向とは平行に形成するロー
ラー処理工程と、 前記ローラー処理工程により形成されたクラックが巻回
軸と平行になるように巻回する巻回工程とを備えたこと
を特徴とするアルカリ蓄電池の製造方法。 - 【請求項５】 前記圧延工程において前記金属多孔体の
前記網状骨格によりその平面上に形成される孔の平面形
状を長径を有する略楕円形状あるいはその変形形状に延
伸するとともに、前記網状骨格により平面上に形成され
る孔の１インチ当たりの孔数を２００（２００ＰＰＩ）
以下としたことを特徴とする請求項４に記載のアルカリ
蓄電池の製造方法。 - 【請求項６】 前記金属多孔体に活物質を２．６ｇ／ｃ
ｍ3−ｖｏｉｄ以上の充填密度で充填するようにしたこ
とを特徴とする請求項４または請求項５に記載のアルカ
リ蓄電池の製造方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27799699A JP3653425B2 (ja) | 1999-09-30 | 1999-09-30 | アルカリ蓄電池およびその製造方法 |
| US09/669,572 US6682848B1 (en) | 1999-09-30 | 2000-09-26 | Alkaline storage battery and process for the production thereof |
| CNB001249517A CN1162932C (zh) | 1999-09-30 | 2000-09-26 | 碱性蓄电池及其制造方法 |
| EP00121441A EP1089367B1 (en) | 1999-09-30 | 2000-09-29 | Alkaline storage battery and process for the production thereof |
| DE60022145T DE60022145T2 (de) | 1999-09-30 | 2000-09-29 | Alkalische Speicherbatterie und Verfahren zur Herstellung |
| TW089120178A TW490870B (en) | 1999-09-30 | 2000-09-29 | Alkaline storage battery and process for the production thereof |
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