JP3158417B2 - Electrodes for alkaline storage batteries - Google Patents

Electrodes for alkaline storage batteries

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JP3158417B2
JP3158417B2 JP20304490A JP20304490A JP3158417B2 JP 3158417 B2 JP3158417 B2 JP 3158417B2 JP 20304490 A JP20304490 A JP 20304490A JP 20304490 A JP20304490 A JP 20304490A JP 3158417 B2 JP3158417 B2 JP 3158417B2
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本発明はアルカリ蓄電池用極板に関するものであり、
特にいわゆる焼結金属式のアルカリ蓄電池用極板に関す
るものである。
The present invention relates to an electrode plate for an alkaline storage battery,
In particular, the present invention relates to a so-called sintered metal type electrode plate for an alkaline storage battery.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

従来の焼結金属式のアルカリ蓄電池用極板は、ニッケ
ル線で編んだ網あるいはステンレススチール製パンチン
グメタル等の多孔板を芯金として、焼結金属層が形成さ
れ、該焼結金属層に活物質が保持されている。具体的に
は、ニッケル粉末をメチルセルロース等の糊料をバイン
ダーとして混練したスラリをドクタブレード法によりス
リッタを介して多孔板に一括に塗着して乾燥した後、水
素等の還元性雰囲気で焼結して焼結基板を作り、この焼
結基板に活物質が充填される。
A conventional sintered metal type alkaline storage battery electrode plate has a sintered metal layer formed using a perforated plate such as a mesh knitted with a nickel wire or a punched metal made of stainless steel as a core metal, and the sintered metal layer is activated. Substance is retained. Specifically, a slurry obtained by kneading nickel powder with a binder such as methylcellulose as a binder is collectively applied to a perforated plate via a slitter by a doctor blade method and dried, and then sintered in a reducing atmosphere such as hydrogen. Then, a sintered substrate is formed, and the sintered substrate is filled with an active material.

【0003】 焼結式のアルカリ蓄電池用極板では、活物質の保持量
を多くして且つ活物質の保持強度及び集電特性を向上さ
せたいという相反する要請がある。活物質の保持量を多
くするためには、焼結金属層からなる集電体ネットワー
クの骨格を細くして、細孔の孔径寸法を大きすることに
より多孔度(細孔の体積が焼結金属層の全体積に占める
割合)を高める必要がある。しかしながら多孔度を高め
過ぎると、焼結金属層の機械的強度が低下して、活物質
の保持強度が低下する。これは多孔板と焼結金属層との
間の接合強度は、接触面積の大小と多孔板付近の焼結金
属層の腐食の程度に左右されるためであり、集電体ネッ
トワークの骨格が細くなると接触面積が小さくなるとと
もに、腐食の影響が大きくなる。
[0003] Sintering-type electrodes for alkaline storage batteries have conflicting demands to increase the holding amount of the active material and to improve the holding strength and current collecting characteristics of the active material. In order to increase the retention amount of the active material, the porosity (the volume of the sintered metal becomes smaller) by making the skeleton of the current collector network composed of the sintered metal layer thinner and increasing the pore size of the pores. It is necessary to increase the ratio to the total volume of the layer. However, if the porosity is too high, the mechanical strength of the sintered metal layer decreases, and the holding strength of the active material decreases. This is because the bonding strength between the perforated plate and the sintered metal layer depends on the size of the contact area and the degree of corrosion of the sintered metal layer near the perforated plate, and the skeleton of the current collector network is thin. As a result, the contact area decreases and the influence of corrosion increases.

【0004】 これに対して、活物質の保持強度を高め且つ集電特性
を高めようとすると、焼結金属層からなる集電体ネット
ワークの骨格を太くして、細孔の孔径寸法を小さくして
多孔度を低くする必要がある。
On the other hand, in order to increase the holding strength of the active material and improve the current collection characteristics, the skeleton of the current collector network made of the sintered metal layer is made thicker, and the pore size of the pores is made smaller. Porosity must be reduced.

【0005】 多孔度だけを高めるのであれば、例えば焼結金属層を
作るためのスラリ中にマイクロバルーン等の造孔剤を添
加したり、焼結金属層を作る材料であるニッケル粉末の
粉末形状を変えることで対処できる。しかしながら、焼
結金属層の多孔度だけを単純に高くすると、前述の通り
活物質の保持強度(焼結金属層の機械的強度)が低下す
るため、極板製造途中における円筒形電池を形成するた
めの極板の巻回工程等において、活物質の剥離や脱落が
生じ易くなり、その結果容器に充填した後に電極間や電
極と容器との間でショート(短絡)し易くなるという問
題がある。
In order to increase only the porosity, for example, a pore-forming agent such as a microballoon is added to a slurry for forming a sintered metal layer, or a powder shape of nickel powder which is a material for forming the sintered metal layer. Can be dealt with by changing However, if the porosity of the sintered metal layer alone is simply increased, the holding strength of the active material (mechanical strength of the sintered metal layer) is reduced as described above, so that a cylindrical battery is formed during the production of the electrode plate. Of the active material is likely to occur in the winding process of the electrode plate, for example, and the short circuit (short circuit) between the electrodes or between the electrodes and the container is likely to occur after filling the container. .

【0006】 そこで焼結金属層の機械的強度を高めるために、ニッ
ケルスラリ中にニッケル繊維を混合して、焼結金属層を
製造することが考えられた。しかしながら、ニッケル繊
維の比表面積はニッケル粉末の比表面積に比べて小さい
ので、ニッケル繊維の表面エネルギーは少なく、焼結し
難いという問題がある。この問題を解決するために多量
の熱を与えて焼結金属層を形成することも考えられた。
しかしながら焼結金属層が形成できても、焼結金属層か
らニッケル繊維が突出するため、突出したニッケル繊維
が極板群を形成するセパレータを破って電池にショート
が発生する。また、ドクタブレード法でスリッタを介し
て多孔板にスラリを塗着する工程中にニッケル繊維がス
リッタにからみつくという問題が生じてしまう。
[0006] Therefore, in order to increase the mechanical strength of the sintered metal layer, it has been considered to manufacture a sintered metal layer by mixing nickel fibers in a nickel slurry. However, since the specific surface area of the nickel fiber is smaller than the specific surface area of the nickel powder, there is a problem that the surface energy of the nickel fiber is small and sintering is difficult. To solve this problem, it has been considered that a large amount of heat is applied to form a sintered metal layer.
However, even if a sintered metal layer can be formed, since the nickel fibers protrude from the sintered metal layer, the protruding nickel fibers break the separator forming the electrode plate group, causing a short circuit in the battery. In addition, during the step of applying the slurry to the perforated plate via the slitter by the doctor blade method, a problem arises in that the nickel fibers cling to the slitter.

【0007】 そこで、多孔板にそれぞれニッケル粉末を主原料とす
る第1の焼結金属層と第2の焼結金属層とを積層して焼
結金属層を形成し、多孔板に接する第1の焼結金属層の
多孔度を第2の焼結金属層より低く設定し、表面に存在
する多孔度の高い第2の焼結金属層に活物質を保持させ
るものも提案されている。
Therefore, a first sintered metal layer mainly made of nickel powder and a second sintered metal layer are laminated on a perforated plate to form a sintered metal layer, and a first sintered metal layer in contact with the perforated plate is formed. There is also proposed a method in which the porosity of the sintered metal layer is set lower than that of the second sintered metal layer, and the active material is retained in the second sintered metal layer having a high porosity existing on the surface.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、焼結金属層を多孔度の異なる第1,第2
の焼結金属層で形成したアルカリ蓄電池用極板では、第
1,第2の焼結金属層の多孔度を変えるために、同一のニ
ッケル粉末を主原料として用いた状態で、バインダ溶液
の配合比を変えたり(特開昭48−7248号)、造孔剤とし
て非水溶性セルロースやマイクロバルーンを添加したり
(特開昭48−8033号,特開昭61−23706号)したりして
いたので、次のような問題点があった。
However, the first and second sintered metal layers are different in porosity.
The electrode plate for alkaline storage batteries formed of the sintered metal layer of
1. In order to change the porosity of the second sintered metal layer, the same nickel powder is used as the main raw material, and the mixing ratio of the binder solution is changed (Japanese Patent Laid-Open No. 48-7248). Since water-insoluble cellulose or microballoons have been added as an agent (Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 48-8033 and 61-23706), the following problems have been encountered.

【0009】 (a)スラリ中に非水溶性セルロースやマイクロバルー
ンを含んでいるので、乾燥後に多孔板から剥離し易い。
(A) Since the slurry contains water-insoluble cellulose and microballoons, it is easy to peel off from the perforated plate after drying.

【0010】 (b)スラリ中に非水溶性セルロースやマイクロバルー
ンを添加していると、それらが浮き上がって、スラリ粘
度が安定せず、製品にバラツキができ易い。
(B) If water-insoluble cellulose or microballoons are added to the slurry, they are lifted up, the slurry viscosity is not stable, and the product tends to vary.

【0011】 本発明の目的は、多孔板に対する第1の焼結金属層の
接合強度が強く、且つ第2の焼結金属層に対する活物質
の保持強度が大きい焼結金属層を、安定して構成できる
アルカリ蓄電池用極板を提供することにある。
An object of the present invention is to stably form a sintered metal layer having a high bonding strength of a first sintered metal layer to a perforated plate and a large holding strength of an active material to a second sintered metal layer. An object of the present invention is to provide an electrode plate for an alkaline storage battery that can be configured.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

本発明は、多孔板を芯金として焼結金属層が形成さ
れ、該焼結金属層は多孔板にニッケル粉末を主原料とす
る第1の焼結金属層と第2の焼結金属層とが第1の焼結
金属層を多孔板に隣接させた状態で積層され、第1の焼
結金属層は第2の焼結金属層より多孔度が低く設定さ
れ、主として第2の焼結金属層に活物質が保持されてい
るアルカリ蓄電池用極板を対象としている。
According to the present invention, a sintered metal layer is formed using a perforated plate as a core metal, and the sintered metal layer is formed on a perforated plate by a first sintered metal layer and a second sintered metal layer mainly composed of nickel powder. Are laminated with the first sintered metal layer adjacent to the perforated plate, the first sintered metal layer is set to have a lower porosity than the second sintered metal layer, and the second sintered metal layer is mainly It is intended for an alkaline storage battery electrode plate in which an active material is held in a layer.

【0013】 本発明に係るアルカリ蓄電池用極板では、第1の焼結
金属層を形成しているニッケル粉末は平均粒子径が2〜
8μm、かさ密度が1.0〜3.0g/mlであり、第2の焼結金
属層3を形成するためのニッケル粉末は平均粒子径が2
〜4μm、かさ密度が0.4〜1.0g/mlであることを特徴と
する。
In the electrode plate for an alkaline storage battery according to the present invention, the nickel powder forming the first sintered metal layer has an average particle diameter of 2 to 2.
8 μm, the bulk density is 1.0 to 3.0 g / ml, and the nickel powder for forming the second sintered metal layer 3 has an average particle size of 2 μm.
44 μm and a bulk density of 0.4-1.0 g / ml.

【0014】[0014]

【発明の作用】Effect of the Invention

このように第1の焼結金属層を形成しているニッケル
粉末として、平均粒子径が2〜8μm、かさ密度が1.0
〜3.0g/mlのものを使用し、第2の焼結金属層を形成し
ているニッケル粉末として、平均粒子径が2〜4μm、
かさ密度が0.4〜1.0g/mlのものを使用すると、第1の焼
結金属層を形成しているニッケル粉末が第2の焼結金属
層を形成しているニッケル粉末よりかさ密度が高くな
り、スラリ中に非水溶性セルロースやマイクロバルーン
を含ませる必要がなく、乾燥時に第1の焼結金属層が多
孔板から剥離し難くなる。また、スラリ中に非水溶性セ
ルロースやマイクロバルーンを添加していないので、ス
ラリ粘度が安定し、製品にバラツキができ難く、安定し
た製品とすることができる。
As described above, as the nickel powder forming the first sintered metal layer, the average particle diameter is 2 to 8 μm, and the bulk density is 1.0.
~ 3.0 g / ml, the average particle diameter of the nickel powder forming the second sintered metal layer is 2-4 μm,
When the powder having a bulk density of 0.4 to 1.0 g / ml is used, the nickel powder forming the first sintered metal layer has a higher bulk density than the nickel powder forming the second sintered metal layer. In addition, there is no need to include water-insoluble cellulose or microballoons in the slurry, and the first sintered metal layer is less likely to peel off from the porous plate during drying. Further, since water-insoluble cellulose and microballoons are not added to the slurry, the slurry viscosity is stable, the product hardly varies, and a stable product can be obtained.

【0015】 さらに、この焼結金属層は、多孔板付近に粒子径の大
きいニッケル粉末を用いて太い骨格の焼結体からなる第
1の焼結金属層を形成しているので、第1の焼結金属層
と多孔板との接触面積が多く、また多孔板に隣接する該
第1の焼結金属層が腐食を受けにくく、多孔板に対する
焼結金属層の接合強度を高めることができて、しかも集
電性能を高めることができる。また、第1の焼結金属層
と多孔板との接合強度を高くできるため、多孔板から離
れた第2の焼結金属層の多孔度を高めて活物質の保持量
を増大させても、活物質が保持された焼結金属層が多孔
板から簡単に剥離することはなく、電池の高容量化を達
成できる。さらに、金属繊維等を混入させないので、シ
ョートの発生も防止することができる。
Further, since the sintered metal layer forms a first sintered metal layer made of a sintered body having a thick skeleton near the perforated plate using nickel powder having a large particle diameter, The contact area between the sintered metal layer and the perforated plate is large, and the first sintered metal layer adjacent to the perforated plate is less susceptible to corrosion, and the bonding strength of the sintered metal layer to the perforated plate can be increased. In addition, current collection performance can be improved. Also, since the bonding strength between the first sintered metal layer and the perforated plate can be increased, even if the porosity of the second sintered metal layer away from the perforated plate is increased to increase the amount of active material retained, The sintered metal layer holding the active material does not easily peel off from the perforated plate, and a high capacity of the battery can be achieved. Further, since no metal fiber or the like is mixed, the occurrence of a short circuit can be prevented.

【0016】[0016]

【実施例】【Example】

以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0017】 第1図は本発明の一実施例のアルカリ蓄電池用極板の
要部の断面図である。同図において、1は低炭素鋼から
なり芯金としての多孔板であり、2は多孔板1に隣接す
る部分に形成された多孔度の低い第1の焼結金属層であ
り、3は第1の焼結金属層2上に積層された多孔度の高
い第2の焼結金属層であり、第1の焼結金属層2と第2
の焼結金属層3とにより焼結金属層4が構成されてい
る。第1及び第2の焼結金属層は、ニッケル粉末を主原
料として形成されている。第1の焼結金属層2を形成し
ているニッケル粉末は、第2の焼結金属層3を形成して
いるニッケル粉末よりかさ密度の高いものが使用されて
いる。即ち、第1の焼結金属層2を形成しているニッケ
ル粉末として、平均粒子径が2〜8μm、かさ密度が1.
0〜3.0g/mlのものが使用され、第2の焼結金属層3を形
成しているニッケル粉末として、平均粒子径が2〜4μ
m、かさ密度が0.4〜1.0g/mlのものが使用されている。
これにより第1の焼結金属層2は、第2の焼結金属層3
より多孔度が低く設定されている。尚活物質は、主とし
て第2の焼結金属層3で保持されている。
FIG. 1 is a sectional view of a main part of an electrode plate for an alkaline storage battery according to one embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a perforated plate made of low carbon steel as a core metal, 2 is a first sintered metal layer having low porosity formed in a portion adjacent to the perforated plate 1, and 3 is a first sintered metal layer. A second sintered metal layer having a high porosity laminated on the first sintered metal layer 2;
And the sintered metal layer 3 constitutes a sintered metal layer 4. The first and second sintered metal layers are formed using nickel powder as a main raw material. The nickel powder forming the first sintered metal layer 2 has a higher bulk density than the nickel powder forming the second sintered metal layer 3. That is, as the nickel powder forming the first sintered metal layer 2, the average particle diameter is 2 to 8 μm, and the bulk density is 1.
0 to 3.0 g / ml is used, and as the nickel powder forming the second sintered metal layer 3, the average particle diameter is 2 to 4 μm.
m, having a bulk density of 0.4 to 1.0 g / ml.
As a result, the first sintered metal layer 2 becomes the second sintered metal layer 3
The porosity is set lower. Note that the active material is mainly held by the second sintered metal layer 3.

【0018】 次に第1図の実施例の極板の製造方法を説明する。本
実施例では焼結金属層4を2種類のスラリを用いて製造
した。先ず、水100gと有機質粘着剤としてのメチルセル
ロースを5g入れて混練し、有機質粘着剤からなる糊液を
作製した。次に該糊液にインターナショナルニッケルコ
ーポレーション製の#123のニッケル粉末200gを入れ、
−700mmHg以下の減圧状態で混練して第1のスラリ(以
下スラリAと呼ぶ)を作製した。
Next, a method of manufacturing the electrode plate of the embodiment shown in FIG. 1 will be described. In this example, the sintered metal layer 4 was manufactured using two types of slurries. First, 100 g of water and 5 g of methylcellulose as an organic pressure-sensitive adhesive were added and kneaded to prepare a paste liquid composed of the organic pressure-sensitive adhesive. Next, 200 g of nickel powder of # 123 manufactured by International Nickel Corporation was added to the size liquid,
A first slurry (hereinafter, referred to as slurry A) was prepared by kneading under a reduced pressure of −700 mmHg or less.

【0019】 また前述の糊液にインターナショナルニッケルコーポ
レーション製の#255のニッケル粉末70gと、松本油脂製
薬株式会社製のF5Cと呼ばれるマイクロバルーン3gと、
リン酸−トリ−nブチルからなる和光純薬株式会社製の
消泡剤0.2gとを入れ、−700mmHg以下の減圧状態で混練
して第2のスラリ(以下スラリBと呼ぶ)を作製した。
In addition, 70 g of # 255 nickel powder manufactured by International Nickel Corporation and 3 g of microballoons called F5C manufactured by Matsumoto Yushi Seiyaku Co., Ltd.
A second slurry (hereinafter referred to as slurry B) was prepared by adding 0.2 g of a defoamer made of Wako Pure Chemical Industries, Ltd. consisting of phosphoric acid-tri-n-butyl phosphate and kneading under reduced pressure of -700 mmHg or less.

【0020】 次に低炭素鋼に孔を形成した穿孔板からなる多孔板1
の両面に、ドクターブレイド法を用いてスラリAを10〜
20μm塗着し、150℃で20分乾燥した。乾燥後、その上
にスラリBをドクターブレイド法を用いて塗着し、150
℃で20分間乾燥した。次に水素を含む還元性雰囲気中
で、900℃の温度で5分間加熱してスラリA及びBを焼
結させることによりアルカリ蓄電池用の焼結基板を得
た。できあがった極板では、第1の焼結金属層2の多孔
度が61%であり、第2の焼結金属層3の多孔度は86%で
あった。
Next, a perforated plate 1 composed of a perforated plate having holes formed in low carbon steel
Slurry A is applied to both sides using the doctor blade method.
20 μm was applied and dried at 150 ° C. for 20 minutes. After drying, slurry B was applied thereon using the doctor blade method,
Dry at 20 ° C. for 20 minutes. Next, the slurry A and B were sintered in a reducing atmosphere containing hydrogen at a temperature of 900 ° C. for 5 minutes to obtain a sintered substrate for an alkaline storage battery. In the completed electrode plate, the porosity of the first sintered metal layer 2 was 61%, and the porosity of the second sintered metal layer 3 was 86%.

【0021】 この焼結基板に化学含浸法で水酸化ニッケルを活物質
として充填して陽極板を得た。尚本実施例の活物質の充
填率は、2.3g/cc・voldであった。
The sintered substrate was filled with nickel hydroxide as an active material by a chemical impregnation method to obtain an anode plate. The filling rate of the active material in this example was 2.3 g / cc · vold.

【0022】 第1の焼結金属層2を形成するためのニッケル粉末と
しては、平均粒子径が2〜8μm、かさ密度が1.0〜3.0
g/mlの粉末を用い、第2の焼結金属層3を形成するため
のニッケル粉末としては平均粒子径が2〜4μm、かさ
密度が第1の焼結金属層2を形成しているニッケル粉末
よりも低い、0.4〜1.0g/mlの粉末を用いた。
The nickel powder for forming the first sintered metal layer 2 has an average particle diameter of 2 to 8 μm and a bulk density of 1.0 to 3.0.
g / ml powder, nickel powder for forming the second sintered metal layer 3 is nickel having an average particle diameter of 2 to 4 μm and a bulk density of the first sintered metal layer 2. A lower powder, 0.4-1.0 g / ml, was used.

【0023】 次に、本実施例の極板と従来の極板との諸特性を比較
するために、下記の表に示す極板A〜Dを作製し、各種
の実験を行った。
Next, in order to compare various characteristics between the electrode plate of the present embodiment and a conventional electrode plate, electrode plates A to D shown in the following table were produced, and various experiments were performed.

【0024】 極板Aは、本発明の上記実施例の極板である。The electrode plate A is the electrode plate of the above embodiment of the present invention.

【0025】 極板Bは、上記実施例の極板の第2の焼結金属層3を
形成するために用いたスラリBを用いて焼結金属層を形
成した極板である。したがって焼結金属層は、上記実施
例の第2の焼結金属層3と同じ多孔度が86%である。
The electrode plate B is an electrode plate having a sintered metal layer formed using the slurry B used for forming the second sintered metal layer 3 of the electrode plate of the above embodiment. Therefore, the sintered metal layer has the same porosity of 86% as the second sintered metal layer 3 of the above embodiment.

【0026】 極板Cは、前述の実施例で用いた有機粘着剤よりなる
糊液105gに、インターナショナルニッケルコーポレイシ
ョン社製の#255のニッケル粉末を100g加えてスラリを
作成し、これを多孔板に塗着して乾燥した後、焼結して
得た多孔度が81%になる焼結金属層を備えた極板であ
る。
The electrode plate C was prepared by adding 100 g of # 255 nickel powder manufactured by International Nickel Corporation to 105 g of the adhesive liquid composed of the organic pressure-sensitive adhesive used in the above-described embodiment to form a slurry, and this was used as a porous plate. This is an electrode plate provided with a sintered metal layer having a porosity of 81% obtained by applying, drying and sintering.

【0027】 極板Dは、極板Cと同様の材料を用いて製造した焼結
金属層の多孔度が76%になる極板である。尚下記の表に
は、各種実験で得られた諸特性のデータも表している。
The electrode D is an electrode having a porosity of 76% for the sintered metal layer manufactured using the same material as the electrode C. In the table below, data of various characteristics obtained in various experiments are also shown.

【0028】 上記表において、活物質充填率の単位は、「g/cc・vo
ld」である。ここで容量とは、活物質充填率と活物質利
用率の積に基いて算出されるが、上記表では極板Aの容
量を1.0として各極板の容量を示している。ちなみに極
板Aの活物質利用率は83%であり、極板Cの活物質利用
率は85%であった。また剥離強度は、米国のクアド・グ
ループ(Qnad Group)社製のセバスチャンテスタで焼
結金属層と多孔板との密着性を測定した値に基いて算出
した。具体的には、本発明の実施例の極板Aの測定値を
1.0として各極板の剥離強度を示している。またショー
ト率は各極板を用いてAA型電池を1000個作成した場合に
おいて、何個の電池がショートしているかをパーセンテ
ージで示した値である。一般的に、剥離強度は、多孔度
が高いほど低くなる傾向がある。ちなみに極板Bと同様
にして製造した多孔度90%の極板についての剥離強度は
0.52であり、ショート率は0.022%であった。
[0028] In the above table, the unit of the active material filling rate is “g / cc
ld ". Here, the capacity is calculated based on the product of the active material filling rate and the active material utilization rate. In the above table, the capacity of the electrode plate A is 1.0, and the capacity of each electrode plate is shown. Incidentally, the active material utilization rate of the electrode plate A was 83%, and the active material utilization rate of the electrode plate C was 85%. The peel strength was calculated based on the value obtained by measuring the adhesion between the sintered metal layer and the perforated plate using a Sebastian Tester manufactured by Qnad Group in the United States. Specifically, the measured value of the electrode plate A of the embodiment of the present invention is
The peel strength of each electrode plate is shown as 1.0. In addition, the short-circuit rate is a value indicating, as a percentage, how many batteries are short-circuited when 1,000 AA-type batteries are prepared using each electrode plate. Generally, the peel strength tends to decrease as the porosity increases. Incidentally, the peel strength of a 90% porosity electrode plate manufactured in the same manner as the electrode plate B is as follows.
0.52, and the short circuit rate was 0.022%.

【0029】 極板Aと極板Bとを比較した場合、活物質を保持する
部分の多孔度は同じであるが、極板の剥離強度は、本発
明の極板Aが極板Bの約1.67倍という高い値を示してお
り、またショート率では極板Bが1000個中15個という高
い値を示している。このことから活物質を保持する部分
の多孔度が同じであっても、本発明の極板を用いれば極
板の剥離強度及びショート率を大幅に改善できることが
判る。
When the electrode plate A and the electrode plate B are compared, the porosity of the portion holding the active material is the same, but the peel strength of the electrode plate is approximately equal to that of the electrode plate B of the present invention. It shows a high value of 1.67 times, and the short ratio shows a high value of 15 out of 1000 electrode plates B. This shows that even if the porosity of the portion holding the active material is the same, the use of the electrode plate of the present invention can significantly improve the peel strength and short-circuit rate of the electrode plate.

【0030】 極板Aと、極板C及び極板Dとを比較した場合、極板
の剥離強度ではほぼ近似した値を示しているが、容量で
は極板Aが極板C及び極板Dに対して約1.15倍及び約1.
26倍とそれぞれ高い値を示している。以上より本実施例
の極板は、略同じ剥離強度及びショート率を有する従来
の極板と比較して、容量が大幅に改善されているのが判
る。
When the electrode plate A is compared with the electrode plates C and D, the values of the peel strength of the electrode plates are approximately similar, but the electrode plates A and C have the same capacity. About 1.15 times and about 1.
It shows a high value of 26 times. From the above, it can be seen that the capacity of the electrode plate of this embodiment is greatly improved as compared with the conventional electrode plate having substantially the same peel strength and short-circuit rate.

【0031】 第2図(A)及び(B)は、それぞれ本実施例の極板
Aと従来の極板Bの多孔板近傍におけるSEM写真であ
る。これらの写真から本実施例の極板Aに比べて従来の
極板Bは焼結金属層の金属部分が細く、化学含浸による
腐食も進んでいるのが判る。上記表における剥離強度及
びショート率の差は、この腐食状況の差の影響も十分に
受けているものと考えられる。
FIGS. 2A and 2B are SEM photographs of the electrode plate A of the present embodiment and the conventional electrode plate B near the perforated plate, respectively. From these photographs, it can be seen that the conventional electrode plate B has a thinner metal portion of the sintered metal layer than the electrode plate A of the present embodiment, and corrosion due to chemical impregnation has also progressed. It is considered that the difference between the peel strength and the short-circuit rate in the above table is sufficiently affected by the difference in the corrosion state.

【0032】 尚上記実施例では、材質の異なる2種類のスラリを用
いて1回の焼結で第1及び第2の焼結金属層2及び3を
形成しているが、単一材料からなるスラリを用いて多孔
度の異なる2層の焼結金属層を形成することもできる。
その場合には、多孔板にスラリを塗着して乾燥したもの
を一度焼結して第1の焼結金属層を作り、その後第1の
焼結金属層の上に再び同じスラリを塗着して乾燥して、
前回の焼結より少ない熱量でこれを焼結して第2の焼結
金属層を形成すれば良い。この方法は、2回の焼結が必
要となるため、製造コストが高くなる。また多孔板とし
て、一般には低炭素鋼にニッケルをメッキしたものを用
いているが、2回の焼結によってニッケルメッキ層の耐
腐食性能が劣化する問題がある。したがって上記実施例
で用いている方法とこの方法とを比較した場合には、上
記実施例で用いている方法のほうが優れているといえ
る。いずれの方法を用いて製造しても、スラリ中に金属
繊維等を混入させて作成した焼結基板と比較すると、ス
ラリの塗着方法としてドクターブレイド法が使えるこ
と、焼結時における熱量を多くする必要が無いこと及び
セパレータの突き破りやショート率等を減少させること
ができる等の利点がある。
In the above-described embodiment, the first and second sintered metal layers 2 and 3 are formed by one sintering using two types of slurries having different materials, but are formed of a single material. It is also possible to form two sintered metal layers having different porosity by using a slurry.
In this case, the slurry is applied to the perforated plate, dried and sintered once to form a first sintered metal layer, and then the same slurry is applied again on the first sintered metal layer. And dry,
The second sintered metal layer may be formed by sintering with less heat than the previous sintering. This method requires two sinterings, which increases the manufacturing cost. Further, as the porous plate, a plate obtained by plating nickel on low carbon steel is generally used, but there is a problem that the corrosion resistance of the nickel plating layer is deteriorated by sintering twice. Therefore, when comparing the method used in the above embodiment with this method, it can be said that the method used in the above embodiment is superior. Whichever method is used, the doctor blade method can be used as a slurry application method, and the amount of heat during sintering is larger than that of a sintered substrate made by mixing metal fibers etc. in the slurry. There is an advantage that there is no need to perform the process and that the breakthrough of the separator, the short-circuit rate, and the like can be reduced.

【0033】[0033]

【発明の効果】【The invention's effect】

本発明に係るアルカリ蓄電池用極板で用いている焼結
金属層では、第1の焼結金属層を形成しているニッケル
粉末として、平均粒子径が2〜8μm、かさ密度が1.0
〜3.0g/mlのものを使用し、第2の焼結金属層を形成し
ているニッケル粉末として、平均粒子径が2〜4μm、
かさ密度が0.4〜1.0g/mlのものを使用しているので、第
1の焼結金属層を形成しているニッケル粉末が第2の焼
結金属層を形成しているニッケル粉末よりかさ密度が高
くなり、スラリ中に非水溶性セルロースやマイクロバル
ーンを含ませる必要がなく、乾燥時に多孔板から第1の
焼結金属層が剥離し難くなる利点がある。また、スラリ
中に非水溶性セルロースやマイクロバルーンを添加して
いないので、スラリ粘度が安定し、製品にバラツキがで
き難く、安定した製品とすることができる。
In the sintered metal layer used in the electrode plate for an alkaline storage battery according to the present invention, as the nickel powder forming the first sintered metal layer, the average particle diameter is 2 to 8 μm, and the bulk density is 1.0.
~ 3.0 g / ml, the average particle diameter of the nickel powder forming the second sintered metal layer is 2-4 μm,
Since the powder having a bulk density of 0.4 to 1.0 g / ml is used, the nickel powder forming the first sintered metal layer has a higher bulk density than the nickel powder forming the second sintered metal layer. And there is no need to include water-insoluble cellulose or microballoons in the slurry, and there is an advantage that the first sintered metal layer hardly peels off from the porous plate during drying. Further, since water-insoluble cellulose and microballoons are not added to the slurry, the slurry viscosity is stable, the product hardly varies, and a stable product can be obtained.

【0034】 さらに、この焼結金属層は、多孔板付近に粒子径の大
きいニッケル粉末を用いて太い骨格の焼結体からなる第
1の焼結金属層を形成しているので、第1の焼結金属層
と多孔板との接触面積が多く、また多孔板に隣接する該
第1の焼結金属層が腐食を受けにくく、多孔板に対する
焼結金属層の接合強度を高めることができて、しかも集
電性能を高めることができる。また、第1の焼結金属層
と多孔板との接合強度を高くできるため、多孔板から離
れた第2の焼結金属層の多孔度を高めて活物質の保持量
を増大させても、活物質が保持された焼結金属層が多孔
板から簡単に剥離することはなく、電池の高容量化を達
成できる。さらに、金属繊維等を混入させないので、シ
ョートの発生も防止することができる。
Further, since this sintered metal layer forms a first sintered metal layer composed of a sintered body having a thick skeleton near the perforated plate using nickel powder having a large particle diameter, The contact area between the sintered metal layer and the perforated plate is large, and the first sintered metal layer adjacent to the perforated plate is less susceptible to corrosion, and the bonding strength of the sintered metal layer to the perforated plate can be increased. In addition, current collection performance can be improved. Also, since the bonding strength between the first sintered metal layer and the perforated plate can be increased, even if the porosity of the second sintered metal layer away from the perforated plate is increased to increase the amount of active material retained, The sintered metal layer holding the active material does not easily peel off from the perforated plate, and a high capacity of the battery can be achieved. Further, since no metal fiber or the like is mixed, the occurrence of a short circuit can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の一実施例のアルカリ蓄電池用極板の構造を示す
断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a structure of an electrode plate for an alkaline storage battery according to one embodiment of the present invention.

【図2】 (A)及び(B)は本発明品と従来品について化学含浸
による腐食状況を示すための金属組織の写真である。
FIGS. 2 (A) and (B) are photographs of a metal structure for showing the corrosion state due to chemical impregnation for the product of the present invention and the conventional product.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1……多孔板 2……第1の焼結金属層 3……第2の焼結金属層 4……焼結金属層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Perforated plate 2 ... 1st sintered metal layer 3 ... 2nd sintered metal layer 4 ... sintered metal layer

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭48−7248(JP,A) 特開 昭48−8033(JP,A) 特開 昭61−23706(JP,A) 特開 昭62−55869(JP,A) 特開 平1−143149(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01M 4/80 Continuation of the front page (56) References JP-A-48-7248 (JP, A) JP-A-48-8033 (JP, A) JP-A-61-23706 (JP, A) JP-A-62-55869 (JP) , A) JP-A-1-143149 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01M 4/80

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】多孔板を芯金として焼結金属層が形成さ
れ、前記焼結金属層は前記多孔板にニッケル粉末を主原
料とする第1の焼結金属層と第2の焼結金属層とが前記
第1の焼結金属層を前記多孔板に隣接させた状態で積層
され、前記第1の焼結金属層は前記第2の焼結金属層よ
り多孔度が低く設定され、主として前記第2の焼結金属
層に活物質が保持されているアルカリ蓄電池用極板にお
いて、 前記第1の焼結金属層を形成している前記ニッケル粉末
は平均粒子径が2〜8μm、かさ密度が1.0〜3.0g/mlで
あり、前記第2の焼結金属層3を形成するためのニッケ
ル粉末は平均粒子径が2〜4μm、かさ密度が0.4〜1.0
g/mlであることを特徴とするアルカリ蓄電池用極板。
1. A sintered metal layer is formed by using a perforated plate as a core metal, and said sintered metal layer is formed on said perforated plate by a first sintered metal layer mainly made of nickel powder and a second sintered metal layer. Layers are laminated with the first sintered metal layer adjacent to the perforated plate, and the first sintered metal layer has a lower porosity than the second sintered metal layer, and is mainly In the electrode plate for an alkaline storage battery in which an active material is held in the second sintered metal layer, the nickel powder forming the first sintered metal layer has an average particle diameter of 2 to 8 μm and a bulk density of Is 1.0 to 3.0 g / ml, and the nickel powder for forming the second sintered metal layer 3 has an average particle diameter of 2 to 4 μm and a bulk density of 0.4 to 1.0.
An electrode plate for an alkaline storage battery, which is g / ml.
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