JP6349192B2 - 電池の電極端子用鋼板、及びこれを用いて構成される電池 - Google Patents
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Description
図2は、負極端子板32並びに正極缶11の素材として用いる電極端子用鋼板5の構成を説明する図(一部断面図)である。同図に示すように、電極端子用鋼板5は、鉄(Fe)を含んだ材料からなる母材211、母材211の表面に形成される下部メッキ層212、下部メッキ層212の上に形成される中間メッキ層213、及び中間メッキ層213の上に形成される上部メッキ層214を有する。
>硫黄(S)分を0.1〜0.2重量%含む光沢ニッケル(Ni)
また、耐食性の効果を発揮するには中間メッキ層213の厚さは0.3μm以上が好ましい。
以上の構成からなるアルカリ電池1について、電極端子用鋼板5を前述の構成としたことによるアルカリ電池1の性能改善効果を検証すべく、以下の試験1〜4を行った。
試験1では、上部メッキ層214を無光沢ニッケル(Ni)層とした、図4並びに図5に示す構成からなる電極端子用鋼板5をプレス加工することにより正極缶11を繰り返し作成し、金型寿命に至るまでの加工回数(以下、寿命加工数とも称する。)を計数した。また作成した正極缶11を用いて前述した構成からなるアルカリ電池1を作成し、長期保存後の放電性能及び耐腐食性を測定した。前者の放電性能については、恒温槽7日保存(温度60℃、湿度90%)にて加速後のアルカリ電池1について測定した。放電性能の比較は、デジタルスチルカメラの使用時等における重負荷放電を想定したサイクル放電試験(1500mWで2秒放電、650mWで28秒放電のサイクルを1時間当たり10回(1時間当たりの休止時間55分))を行い、終止電圧(1.05V)に至るまでのサイクル数を計数し、これを比較することにより行った。後者の耐腐食性については、恒温槽保存(温度60℃、湿度90%)中における錆びの発生状況を目視検査し錆びの発生が確認されるまでの経過日数(上限100日)を記録することにより行った。尚、図4及び図5のいずれについても、下部メッキ層212の層厚は0.6μm、中間メッキ層213の層厚は0.3μm(図5の第1層及び第2層の層厚はいずれも0.15μm)、上部メッキ層214の層厚は0.2μmとした(後述の試験4も共通)。表1に試験の結果を示す。
試験1と同一条件にて、下部メッキ層212の層厚は0.6μm、中間メッキ層213の層厚は0.29μm(図5の第1層及び第2層の層厚はいずれも0.145μm)とし、上部メッキ層214の層厚は0.2μmとした。表2に試験の結果を示す。
試験3では、上部メッキ層214をNi−Co合金層とした、図6並びに図7に示す構成からなる電極端子用鋼板5をプレス加工することにより正極缶11を作成し、金型寿命に至るまでの寿命加工数を計数した。また作成した正極缶11を用いて前述した構成からなるアルカリ電池1を作成し、試験1と同様の方法で長期保存後の放電性能及び耐腐食性を測定した。図6及び図7のいずれについても下部メッキ層212の層厚は0.6μm、中間メッキ層213の層厚は0.3μm(図7の第1層及び第2層の層厚はいずれも0.15μm)、上部メッキ層214の層厚は0.2μmとした(後述の試験5も共通)。表3に試験の結果を示す。
試験4では、上部メッキ層214を無光沢ニッケル(Ni)層とした、図4並びに図5に示す構成からなる電極端子用鋼板5をプレス加工することにより負極端子板32を作成し、金型寿命に至るまでの加工数(以下、寿命加工数とも称する。)を計数した。また作成した負極端子板32を用いて前述した構成からなるアルカリ電池1を作成し、試験1と同様の方法により、長期保存後の放電性能及び耐腐食性を測定した。表4に試験の結果を示す。
試験5では、上部メッキ層214をNi−Co合金層とした、図6並びに図7に示す構成からなる電極端子用鋼板5をプレス加工することにより負極端子板32を作成し、金型寿命に至るまでの寿命加工数を計数した。また作成した負極端子板32を用いて前述した構成からなるアルカリ電池1を作成し、試験1と同様の方法で長期保存後の放電性能及び耐腐食性を測定した。表5に試験の結果を示す。
試験1〜5の結果から、母材211と、母材211の表面上に形成される下部メッキ層212と、下部メッキ層212よりも外側に形成され下部メッキ層212の上面よりもイオン化傾向の高い成分を含む少なくとも一層以上の中間メッキ層213と、中間メッキ層213よりも外側に形成される上部メッキ層214とを有する電極端子用鋼板5を用いて正極板11もしくは負極端子板32を作成し、これを用いてアルカリ電池1を作成することで、放電性能及び耐腐食性の双方について良好な結果が得られることがわかった。また中間メッキ層213については、ニッケル(Ni)に対する硫黄(S)分の含有量を0.1〜0.2重量%とし、厚さを0.3μm以上とすることで放電性能及び耐腐食性の双方について高い改善効果が得られることがわかった。また中間メッキ層213を、硫黄(S)分を0.2重量%とした第1層と硫黄(S)分を0.1重量%とした第2層とからなる2層構造とした場合においても、放電性能及び耐腐食性の双方について高い改善効果が得られることがわかった。また上部メッキ層214をNi−Co合金層とした電極端子用鋼板5で形成した正極缶11又は負極端子板32を用いてアルカリ電池1を作成した場合には、放電性能及び耐腐食性の向上に加えて寿命加工数(金型寿命)も向上することがわかった。
Claims (5)
- 母材と、前記母材の表面に形成される下部メッキ層と、前記下部メッキ層よりも外側に形成され前記下部メッキ層の上面よりもイオン化傾向の高い成分を含む少なくとも一層以上の中間メッキ層と、前記中間メッキ層よりも外側に形成される上部メッキ層とを有する、電池の電極端子用鋼板であって、前記下部メッキ層はニッケル−鉄(Ni−Fe)拡散合金を主成分とし、前記中間メッキ層は硫黄(S)分を含むニッケル(Ni)を主成分とし、前記上部メッキ層はニッケル(Ni)を主成分とする、電極端子用鋼板。
- 請求項1に記載の電池の電極端子用鋼板であって、前記中間メッキ層は、ニッケル(Ni)に対して0.1〜0.2重量%の割合で硫黄(S)分を含み、厚さは0.3μm以上である電極端子用鋼板。
- 請求項2に記載の電池の電極端子用鋼板であって、前記上部メッキ層は、無光沢ニッケル(Ni)もしくは無光沢ニッケル−コバルト(Ni−Co)合金を主成分とし、電池の電極端子の最外面を構成する、電極端子用鋼板。
- 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の前記電極端子用鋼板を用いて構成される負極端子を備える電池。
- 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の前記電極端子用鋼板を用いて構成される正極缶を備える電池。
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