JP3368632B2 - 電池電極 - Google Patents
電池電極Info
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
シートを電極支持体とする電池電極に関し、特に電極活
物質を電極支持体に従来法よりも多量にかつ密着よく担
持させた電池電極に関する。
ニッケル−水素2次電池、Ni−Cd2次電池、リチウ
ムイオン2次電池、リチウム2次電池などの正極や負極
は金属箔などの支持体に電極活物質を塗布するか又は金
属多孔体シートの支持体に充填することにより製造され
ているが、特に塗布タイプでは塗布可能な活物質量が密
着性などの問題で制限され、このことが高容量・高密度
化の妨げとなっている。
場合、Ni焼結基板に硝酸ニッケル〔Ni(NO3)2〕
の濃厚水溶液を原料として含浸し、次いでアルカリ液に
浸して〔Ni(OH)2〕を析出させるという方法を数
回繰り返して含浸量を高めている。しかし、電極支持体
との密着性、活物質層での脱落等の問題があり、活物質
量は制限されている。この場合、高容量化をはかるた
め、多孔度の高い発泡ニッケル板などの金属多孔体シー
トなどに活物質粉をペーストにして塗り込む方法で容量
を5割程向上できる。しかし、電極のより高容量、高密
度を求めるには活物質の単位面積当りより多くの塗布、
充填が求められている。
もので、電極活物質を電極支持体により多量にかつ密着
よく担持させることができる電池電極を提供することを
目的とする。
記目的を達成するために鋭意検討を行った結果、金属箔
又は金属多孔体シートを支持体としてこれに電極活物質
を担持させた電池電極をメッシュ金属布で被覆すること
により、活物質を従来の3倍以上担持させても活物質が
剥落することがなく、活物質と電極支持体の密着性を向
上し、活物質層の脱落防止特性を向上し、このように多
量の活物質を担持することができるので、高容量の電極
を製造することを可能にすることを知見し、本発明をな
すに至ったものである。
る。 請求項1:金属箔又は金属多孔体シートを支持体として
これに電極活物質を担持させた電池電極主体を、メッシ
ュ金属布で被覆し、更に金属めっき処理を施してなるこ
とを特徴とする電池電極。 請求項2:電池電極主体を、袋状に形成したメッシュ金
属布に挿入することにより被覆した請求項1記載の電池
電極。 請求項3:金属箔又は金属多孔体シートを支持体として
これに電極活物質を担持させた電池電極主体を、合成樹
脂繊維の織布もしくは不織布又は連続気泡構造の合成樹
脂発泡体シートに金属めっきを施したメッシュ金属布で
被覆したことを特徴とする電池電極。 請求項4:合成樹脂繊維の織布もしくは不織布又は連続
気泡構造の合成樹脂発泡体シートへの金属めっきの方法
が、気相めっき法であることを特徴とする請求項3記載
の電池電極。 請求項5:合成樹脂繊維の織布もしくは不織布又は連続
気泡構造の合成樹脂発泡体シートへの金属めっきの方法
が、下地めっきとして気相めっき法を行い、厚付けめっ
きとして湿式めっきを行ったものであることを特徴とす
る請求項3記載の電池電極。
明の電池電極はNi−水素2次電池、Ni−Cd2次電
池、リチウムイオン2次電池、リチウム2次電池などの
正極や負極に使用される。この電極は、電極支持体に電
極活物質を担持させたもので、これをメッシュ金属布で
被覆することにより、活物質と支持体との密着性、活物
質層の保持性を高めたものである。
は金属多孔体シートを用いることができる。なお、金属
の種類も電池の種類に応じて適宜選定され、例えばニッ
ケル、銅などが選ばれる。また、この電極支持体に担持
させる電極活物質も電池の種類に応じて選定される。
担持させた電池電極主体をメッシュ金属布で被覆するも
のである。
布や不織布、連続気泡構造の合成樹脂発泡体シートに金
属めっきを施すことにより製造することができる。この
金属めっき法としては、湿式めっき法でも乾式(気相)
めっき法のいずれでもよいが、気相めっき法が好適であ
る。気相めっき法としては、公知の真空蒸着法、スパッ
タリング法、イオンプレーティング法、イオンビーム蒸
着法、イオン注入法等のPVD法、CVD法を採用し得
るが、特にアーク方式イオンプレーティング法を用いた
ものを好適に使用し得る。
し得るが、この場合、下地めっきとして気相めっき法を
行い、厚付けめっきとして湿式めっきを行ったものも採
用し得る。
ュ金属布と同様の方法で製造することができる。
た後、必要により焼鈍処理を行ってメッシュ金属布に柔
軟性を付与することができる。更に、金属めっき後、基
体を燃焼除去したり化学的に溶解除去するなどのことに
より、金属骨格のみからなるメッシュ金属布とすること
もできる。
0.3mmとすることが好ましく、またその孔径は不織
布の場合20〜100μm、フォームの場合50〜30
0μmとすることが好ましい。
する方法としては、電極主体の両面にメッシュ金属布を
積層し、圧延し、更に必要により4角をボルト締めする
方法などが採用し得るが、特にメッシュ金属を袋状に形
成し、この中に電極主体を入れ、好ましくはこれを圧延
する方法が好適に採用される。
方法としては、メッシュ金属布を袋状に折り、その接合
面を溶接するなどの方法が採用されるが、特に大型の電
極を作成する場合は、メッシュ金属布袋のたわみを防ぐ
ため、ポリエステル糸などの糸に金属をコーティングし
た金属糸で袋の表面をミシン縫い状に補強したり、周囲
を結束したりなどすることができる。
状態でメッシュ金属布により被覆してもよい。
れる電池電極に対し、更に金属めっきを施すことが好ま
しく、これによりメッシュ金属布と活物質の接触部とが
接合し、これらの接点の導電性、熱伝導性が向上すると
共に、活物質の剥落がより確実に防止される。
でも乾式(気相)めっき法でもよい。
体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限される
ものではない。
素化物電池で負極に用いられる水素吸蔵合金電極を製造
した。 (a)水素吸蔵合金へのめっき処理(マイクロカプセル
化) 水素吸蔵合金塊(Mn Ni3.6Mn0.4Al0.3C0.07)
をAr雰囲気中で機械的粉砕により30〜40μmの粉
末粒子とした。この平均粒径30〜40μmの水素吸蔵
合金1gの比表面積は0.05〜0.1m2であった。
これを次亜リン酸ソーダを還元剤とする通常の酸性無電
解ニッケルめっき浴を用い、1g/lの浴比で水素吸蔵
合金粉末に対してバッチ方式により重量比で10〜20
重量%のNi−Pめっき皮膜を施した。その工程は下記
の通りである。 (1)水素吸蔵合金の機械的粉砕(Ar雰囲気中) (2)活性比 i.センシタイジング SnCl2 15g/l + HCl 15g/lの水
溶液に5分間浸漬し、次いで濾過した。 ii.アクチベーション PdCl2 0.25g/l + HCl 0.2g/
lの水溶液に5分間浸漬し、次いで濾過した。 (3)めっき処理 次亜リン酸ソーダを還元剤とする無電解ニッケルめっき
浴に浸漬した(90℃)。 (4)濾過、乾燥
ル化した水素吸蔵合金の充填 合金ペーストの作成:上記のマイクロカプセル化(無電
解Ni−P皮膜で被覆)した合金粉末を2重量%PVA
でねり混ぜ、得られた合金ペーストを厚さ1.7mm、
80ppiの多孔質Ni基体中へ1dm2当り5gの割
合で充填した。次いで、充填後のシートを120℃,1
時間で真空乾燥し、圧縮成形(150kg/cm2)で
5〜10%圧延した。
ッシュ布を製造した。ポリエステル不織布(繊維径12
μm、厚さ0.1mm、重量36g/m2)に下記条件
でアーク方式イオンプレーティング法によりNiを約3
〜5μm成膜し、Niメッシュ布を作成した。 *アーク方式イオンプレーティング法による成膜条件 真空度 :10-4Torr アーク電流:100AH 処理時間 :20分間 次に、上記Niメッシュ布を用い、内厚み2.1mmの
袋を作製した。この場合、接合面はアーク熔接した。
セル化(無電解Ni−P皮膜で被覆)した水素吸蔵合金
粉末を2重量%PVAで練り混ぜ、得られた合金ペース
トを厚さ1.7mm、80ppiの多孔質Ni基体中へ
1dm2当り15gの割合で充填・塗布した。次いでこ
れを上記Niメッシュ布の袋に入れ、それを120℃,
1時間で真空乾燥し、圧縮成形(150kg/cm2)
で5〜10%圧延した。
極として用い、水酸化リチウムを添加した6モル/lの
水酸化カリウム水溶液を電解質として使用したニッケル
−水素化物電池(角型)と比較例の方法で作成した電極
を負極として用いたニッケル−水素化物電池(角型)を
比較すると、実施例1のものは比較例のものと較べて放
電電気容量(WH)で130%、電気出力(W)で14
0%といずれも実施例1によるものが優れた特性を示し
た。
下記組成の電気ニッケルめっき浴を用いて表面面積(見
掛け面積)当り2A/dm2で10分間めっきを施し、
その後洗浄、乾燥した。めっき浴組成 硫酸ニッケル 280g/l 塩化ニッケル 45 〃 硼酸 40 〃 添加剤 適 量 pH 4〜4.5 この実施例2による電極を負極として用いたニッケル−
水素化物電池と実施例1の電極を負極として用いたニッ
ケル−水素化物電池を比較すると、放電電気容量(W
H)で105%、電気出力(W)で105%といずれも
実施例2に基づくものが優れた特性を示した。
ロカプセル化(無電解Ni−P皮膜で被覆)した水素吸
蔵合金粉末を2重量%PVAで練り混ぜ、得られた合金
ペーストを厚さ1.7mm、80ppiの多孔質Ni基
体中へ1dm2当り7gの割合で充填し、これを120
℃,1時間で真空乾燥してシートを得た。このようにし
て得られたシートを3枚重ね合わせ、その両面に実施例
1と同じNiメッシュ布を張り合わせ、圧縮成形(15
0kg/cm2)で5〜10%圧延した。次いで、4角
をSUS製ボルトで接合し、水素吸蔵合金電極を作成し
た。
用いてニッケル−水素化物電池を作成し、比較した結
果、放電電気容量(WH)で135%、電気出力(W)
で140%といずれも実施例によるものが優れた特性を
示した。
多量にかつ密着性よく担持されたものである。
Claims (5)
- 【請求項1】 金属箔又は金属多孔体シートを支持体と
してこれに電極活物質を担持させた電池電極主体を、メ
ッシュ金属布で被覆し、更に金属めっき処理を施してな
ることを特徴とする電池電極。 - 【請求項2】 電池電極主体を、袋状に形成したメッシ
ュ金属布に挿入することにより被覆した請求項1記載の
電池電極。 - 【請求項3】 金属箔又は金属多孔体シートを支持体と
してこれに電極活物質を担持させた電池電極主体を、合
成樹脂繊維の織布もしくは不織布又は連続気泡構造の合
成樹脂発泡体シートに金属めっきを施したメッシュ金属
布で被覆したことを特徴とする電池電極。 - 【請求項4】 合成樹脂繊維の織布もしくは不織布又は
連続気泡構造の合成樹脂発泡体シートへの金属めっきの
方法が、気相めっき法であることを特徴とする請求項3
記載の電池電極。 - 【請求項5】 合成樹脂繊維の織布もしくは不織布又は
連続気泡構造の合成樹脂発泡体シートへの金属めっきの
方法が、下地めっきとして気相めっき法を行い、厚付け
めっきとして湿式めっきを行ったものであることを特徴
とする請求項3記載の電池電極。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26422993A JP3368632B2 (ja) | 1993-09-28 | 1993-09-28 | 電池電極 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26422993A JP3368632B2 (ja) | 1993-09-28 | 1993-09-28 | 電池電極 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0799053A JPH0799053A (ja) | 1995-04-11 |
JP3368632B2 true JP3368632B2 (ja) | 2003-01-20 |
Family
ID=17400291
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26422993A Expired - Fee Related JP3368632B2 (ja) | 1993-09-28 | 1993-09-28 | 電池電極 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3368632B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2690697B1 (en) | 2011-03-25 | 2018-05-09 | GS Yuasa International Ltd. | Cylindrical battery and electrode structure for battery |
-
1993
- 1993-09-28 JP JP26422993A patent/JP3368632B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
JPH0799053A (ja) | 1995-04-11 |
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