JPH05225973A - 三次元多孔支持体に支持される、化学電池の電極用の活性材料 - Google Patents
三次元多孔支持体に支持される、化学電池の電極用の活性材料Info
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- JPH05225973A JPH05225973A JP4182625A JP18262592A JPH05225973A JP H05225973 A JPH05225973 A JP H05225973A JP 4182625 A JP4182625 A JP 4182625A JP 18262592 A JP18262592 A JP 18262592A JP H05225973 A JPH05225973 A JP H05225973A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】本発明は、特に金属スポンジのような三次元多
孔支持体に支持される、化学電池の電極用の活性材料で
あって、ヒドロキシコロイドをベースとするゲルに添加
された金属水素化物または水酸化物のような活物質から
成るペーストの形態を有する材料を提供し、この材料
は、ヒドロキシコロイドがキサンタンであり、ゲルのキ
サンタン濃度は０．５〜２重量％であり、ペーストの活
物質濃度は４０〜６０重量％であることを特徴とする。 【効果】本発明の活性材料を用いると、電極の電気化学
的動作に有害な炭酸塩の比率を著しく低下させることが
できる。
孔支持体に支持される、化学電池の電極用の活性材料で
あって、ヒドロキシコロイドをベースとするゲルに添加
された金属水素化物または水酸化物のような活物質から
成るペーストの形態を有する材料を提供し、この材料
は、ヒドロキシコロイドがキサンタンであり、ゲルのキ
サンタン濃度は０．５〜２重量％であり、ペーストの活
物質濃度は４０〜６０重量％であることを特徴とする。 【効果】本発明の活性材料を用いると、電極の電気化学
的動作に有害な炭酸塩の比率を著しく低下させることが
できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばスポンジのよう
な三次元多孔支持体に支持される、化学電池の電極用の
活性材料に係わる。このような活性材料は特に、（７〜
９にも達する）大きい相対密度を有する活物質を主要材
料とする電極、特に金属水素化物負極及び水酸化ニッケ
ル正極の製造に用い得る。
な三次元多孔支持体に支持される、化学電池の電極用の
活性材料に係わる。このような活性材料は特に、（７〜
９にも達する）大きい相対密度を有する活物質を主要材
料とする電極、特に金属水素化物負極及び水酸化ニッケ
ル正極の製造に用い得る。
【０００２】
【従来の技術】上記のような電極は、カルボキシメチル
セルロース（ＣＭＣ）またはヒドロキシプロピルメチル
セルロース（ＨＰＭＣ）のようなヒドロキシコロイドを
ベースとするゲルに添加されたいわゆる活物質から成る
ペースト状の活性材料を三次元多孔金属支持体に含浸さ
せることによって製造し得る。含浸済みの支持体を被覆
し、かつペーストを乾燥すれば、電池に直接用い得る完
成した電極構造体を得ることができる。この種の方法
は、スポンジ状の三次元多孔支持体への含浸がただ一つ
の工程で可能である点で有利であり、通常の焼結ニッケ
ル支持体への充填を行なう従来方法では支持体に適正量
の活性材料を充填するのに、含浸を連続する数工程で実
施しなければならなかった。
セルロース（ＣＭＣ）またはヒドロキシプロピルメチル
セルロース（ＨＰＭＣ）のようなヒドロキシコロイドを
ベースとするゲルに添加されたいわゆる活物質から成る
ペースト状の活性材料を三次元多孔金属支持体に含浸さ
せることによって製造し得る。含浸済みの支持体を被覆
し、かつペーストを乾燥すれば、電池に直接用い得る完
成した電極構造体を得ることができる。この種の方法
は、スポンジ状の三次元多孔支持体への含浸がただ一つ
の工程で可能である点で有利であり、通常の焼結ニッケ
ル支持体への充填を行なう従来方法では支持体に適正量
の活性材料を充填するのに、含浸を連続する数工程で実
施しなければならなかった。
【０００３】しかし、上述の好ましい方法は、実質的に
充填及び乾燥工程でのペーストの粘度に関連して実施上
の困難に見舞われる。今までに用いられたヒドロキシコ
ロイドは、充填に十分適した粘度をペーストに付与する
が、充填後ペーストが支持体中に適正に保持されること
を可能にはしない。
充填及び乾燥工程でのペーストの粘度に関連して実施上
の困難に見舞われる。今までに用いられたヒドロキシコ
ロイドは、充填に十分適した粘度をペーストに付与する
が、充填後ペーストが支持体中に適正に保持されること
を可能にはしない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記欠点を
回避して、公知の活性材料より用いやすい活性材料を提
供することを目的とする。
回避して、公知の活性材料より用いやすい活性材料を提
供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、特に金属スポ
ンジのような三次元多孔支持体に支持される、化学電池
の電極用の活性材料（ａｃｔｉｖｅ ｍａｓｓ）であっ
て、ヒドロキシコロイドをベースとするゲルに添加され
た金属水素化物または水酸化物のような活物質（ａｃｔ
ｉｖｅ ｍａｔｅｒｉａｌ）から成るペーストの形態を
有する材料を提供し、この材料は、ヒドロキシコロイド
がキサンタンであり、ゲルのキサンタン濃度は０．５〜
２重量％であり、ペーストの活物質濃度は４０〜６０重
量％であることを特徴とする。
ンジのような三次元多孔支持体に支持される、化学電池
の電極用の活性材料（ａｃｔｉｖｅ ｍａｓｓ）であっ
て、ヒドロキシコロイドをベースとするゲルに添加され
た金属水素化物または水酸化物のような活物質（ａｃｔ
ｉｖｅ ｍａｔｅｒｉａｌ）から成るペーストの形態を
有する材料を提供し、この材料は、ヒドロキシコロイド
がキサンタンであり、ゲルのキサンタン濃度は０．５〜
２重量％であり、ペーストの活物質濃度は４０〜６０重
量％であることを特徴とする。
【０００６】キサンタンは、グルクロン酸及びマンノー
ス構造単位の分枝鎖を伴ったβ−Ｄ−グルコース構造単
位の主鎖から成るヘテロ多糖である。
ス構造単位の分枝鎖を伴ったβ−Ｄ−グルコース構造単
位の主鎖から成るヘテロ多糖である。
【０００７】驚くべきことに上記ペーストは、活物質を
高濃度で含有するにもかかわらず、塑性しきい値を有す
る“レオ流動化（ｒｈｅｏｆｌｕｉｄｉｚｉｎｇ）”流
体のレオロジー特性を有する。ペーストの活物質濃度か
らすれば当然、活物質の流失が予測されたところであろ
う。
高濃度で含有するにもかかわらず、塑性しきい値を有す
る“レオ流動化（ｒｈｅｏｆｌｕｉｄｉｚｉｎｇ）”流
体のレオロジー特性を有する。ペーストの活物質濃度か
らすれば当然、活物質の流失が予測されたところであろ
う。
【０００８】静止状態において、本発明のペーストは内
力（極性力、ファンデルワールス力）を有し、この力は
ペーストに無限の粘度を付与し、即ちペーストを固体の
ように振る舞わせる。しかし、上記内力に対応する応力
を越える剪断応力が付与されれば、ペーストは流動性と
なる。このような条件の下では、ペーストをその支持体
に浸透させることは容易である。支持体に充填されたペ
ーストは流動せず、支持体内部に保持されたままに留ま
り、なぜならペーストの降伏点が重力に起因する剪断応
力より大きいからである。
力（極性力、ファンデルワールス力）を有し、この力は
ペーストに無限の粘度を付与し、即ちペーストを固体の
ように振る舞わせる。しかし、上記内力に対応する応力
を越える剪断応力が付与されれば、ペーストは流動性と
なる。このような条件の下では、ペーストをその支持体
に浸透させることは容易である。支持体に充填されたペ
ーストは流動せず、支持体内部に保持されたままに留ま
り、なぜならペーストの降伏点が重力に起因する剪断応
力より大きいからである。
【０００９】きわめて有利なこのレオロジー特性は、キ
サンタンの量が非常に少なく、例えばゲルの０．５〜１
重量％であっても得られる。これまで、本発明のペース
トのように高いレオロジー特性即ち粘度を有するペース
トを得るにはＣＭＣまたはＨＰＭＣが、上記キサンタン
濃度よりはるかに高い濃度で必要であった。キサンタン
が用いられることによって、電極の電気化学的動作の際
にヒドロキシコロイドの分解によって生じる炭酸塩の比
率が著しく低下する。このことは本発明の主要な利点で
あり、なぜなら高レベルの炭酸塩は電池の電気化学的動
作に有害であるからである。
サンタンの量が非常に少なく、例えばゲルの０．５〜１
重量％であっても得られる。これまで、本発明のペース
トのように高いレオロジー特性即ち粘度を有するペース
トを得るにはＣＭＣまたはＨＰＭＣが、上記キサンタン
濃度よりはるかに高い濃度で必要であった。キサンタン
が用いられることによって、電極の電気化学的動作の際
にヒドロキシコロイドの分解によって生じる炭酸塩の比
率が著しく低下する。このことは本発明の主要な利点で
あり、なぜなら高レベルの炭酸塩は電池の電気化学的動
作に有害であるからである。
【００１０】本発明の一変形例において、ゲルはローカ
ストビーンガム（ｃａｒｏｂ）も含有し、その際キサン
タンの量が０．５〜１％であればローカストビーンガム
の濃度は０．２５〜０．５％である。
ストビーンガム（ｃａｒｏｂ）も含有し、その際キサン
タンの量が０．５〜１％であればローカストビーンガム
の濃度は０．２５〜０．５％である。
【００１１】本発明の他の特徴及び利点は、本発明の非
限定的な実施例についての以下の説明を読めば明らかと
なろう。
限定的な実施例についての以下の説明を読めば明らかと
なろう。
【００１２】
【実施例】図１は、２種の従来ペースト及び本発明のペ
ーストに関して剪断応力（ｄｙｎ／ｃｍ2）を剪断速度
（任意単位／秒）の関数として表わしたグラフである。
ーストに関して剪断応力（ｄｙｎ／ｃｍ2）を剪断速度
（任意単位／秒）の関数として表わしたグラフである。
【００１３】各々６０重量％の水酸化ニッケルと４０重
量％の１％ヒドロキシコロイドゲルとから成る３種のペ
ースト、即ちヒドロキシコロイドをカルボキシメチルセ
ルロースとしたペーストＡ、ヒドロキシコロイドをヒド
ロキシプロピルメチルセルロースとしたペーストＢ、及
びヒドロキシコロイドをキサンタンとした、本発明のペ
ーストであるペーストＣを製造した。
量％の１％ヒドロキシコロイドゲルとから成る３種のペ
ースト、即ちヒドロキシコロイドをカルボキシメチルセ
ルロースとしたペーストＡ、ヒドロキシコロイドをヒド
ロキシプロピルメチルセルロースとしたペーストＢ、及
びヒドロキシコロイドをキサンタンとした、本発明のペ
ーストであるペーストＣを製造した。
【００１４】図１の曲線Ａ、Ｂ及びＣは、３種のペース
トＡ、Ｂ及びＣの特性比較に有用である。
トＡ、Ｂ及びＣの特性比較に有用である。
【００１５】キサンタン含有ペーストＣは約１２５ｄｙ
ｎ／ｃｍ2の降伏点を有し、一方ペーストＡ及びＢは剪
断応力が掛かるやいなや粘度が低下する。
ｎ／ｃｍ2の降伏点を有し、一方ペーストＡ及びＢは剪
断応力が掛かるやいなや粘度が低下する。
【００１６】１．５ｍｍの厚みと約３００μｍの平均孔
径とを有するスポンジに含浸させたペーストＣに掛か
る、重力に起因する剪断応力は約１３．５ｄｙｎ／ｃｍ
2である。この重力剪断応力より大きい降伏点を有する
ので、ペーストＣは乾燥時スポンジから流出しない。
（既出数値は総て周囲温度で得られる）。
径とを有するスポンジに含浸させたペーストＣに掛か
る、重力に起因する剪断応力は約１３．５ｄｙｎ／ｃｍ
2である。この重力剪断応力より大きい降伏点を有する
ので、ペーストＣは乾燥時スポンジから流出しない。
（既出数値は総て周囲温度で得られる）。
【００１７】キサンタン含量を０．５％に低下させて
も、降伏点は２１．３５ｄｙｎ／ｃｍ2で、依然として
重力剪断応力より大きい。
も、降伏点は２１．３５ｄｙｎ／ｃｍ2で、依然として
重力剪断応力より大きい。
【００１８】本発明のペーストであるペーストＣ中の
０．５％のキサンタンを０．５％のローカストビーンガ
ムに置き換えると、降伏点は１２５ｄｙｎ／ｃｍ2から
１７５ｄｙｎ／ｃｍ2に上昇する。ローカストビーンガ
ムの含量はゲルの０．２５重量％から０．５重量％まで
様々に決定し得るが、本発明のペーストには有利なレオ
ロジー特性を付与するべく常に０．５％以上のキサンタ
ンを含有させなければならない。
０．５％のキサンタンを０．５％のローカストビーンガ
ムに置き換えると、降伏点は１２５ｄｙｎ／ｃｍ2から
１７５ｄｙｎ／ｃｍ2に上昇する。ローカストビーンガ
ムの含量はゲルの０．２５重量％から０．５重量％まで
様々に決定し得るが、本発明のペーストには有利なレオ
ロジー特性を付与するべく常に０．５％以上のキサンタ
ンを含有させなければならない。
【００１９】本発明のペーストの別の例は、粒径約４０
μｍの粉末状の水素化可能金属合金を５０重量％含有す
る。このペーストは、合金粉末を水と１％のキサンタン
とから成るゲルに添加して製造する。得られたペースト
を、先に述べた金属スポンジに剪断によって充填し、そ
の後不活性雰囲気中で４０℃で乾燥して水分を除去す
る。乾燥中、ペーストがその支持体から流出しないよう
なレオロジー特性を有することが観察され得る。
μｍの粉末状の水素化可能金属合金を５０重量％含有す
る。このペーストは、合金粉末を水と１％のキサンタン
とから成るゲルに添加して製造する。得られたペースト
を、先に述べた金属スポンジに剪断によって充填し、そ
の後不活性雰囲気中で４０℃で乾燥して水分を除去す
る。乾燥中、ペーストがその支持体から流出しないよう
なレオロジー特性を有することが観察され得る。
【００２０】ペーストを含浸させた支持体をその厚みが
０．３ｍｍに減少するまで圧縮することによって、単位
質量当たりの容量が３００ｍＡｈ／ｇで、単位体積当た
りの容量が１．７Ａｈ／ｃｍ3である電極が得られる。
０．３ｍｍに減少するまで圧縮することによって、単位
質量当たりの容量が３００ｍＡｈ／ｇで、単位体積当た
りの容量が１．７Ａｈ／ｃｍ3である電極が得られる。
【００２１】当然ながら、本発明はここに説明した例に
限定されない。
限定されない。
【図１】 ２種の従来ペースト及び本発明のペーストに
関し、剪断応力を剪断速度の関数として表わしたグラフ
である。
関し、剪断応力を剪断速度の関数として表わしたグラフ
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ベルナデツト・ピシヨン フランス国、78140・ビエリジ・ビラクブ レー、リユ・ポラン、３
Claims (3)
- 【請求項１】 特に金属スポンジのような三次元多孔支
持体に支持される、化学電池の電極用の活性材料であっ
て、ヒドロキシコロイドをベースとするゲルに添加され
た金属水素化物または水酸化物のような活物質から成る
ペーストの形態を有し、ヒドロキシコロイドがキサンタ
ンであり、ゲルのキサンタン濃度は０．５〜２重量％で
あり、ペーストの活物質濃度は４０〜６０重量％である
ことを特徴とする材料。 - 【請求項２】 ゲルのキサンタン濃度が０．５〜１重量
％であることを特徴とする請求項１に記載の材料。 - 【請求項３】 ゲルがローカストビーンガムも含有し、
その際ローカストビーンガムの濃度はゲルの０．２５〜
０．５重量％であることを特徴とする請求項２に記載の
材料。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9108590 | 1991-07-09 | ||
| FR9108590A FR2679072B1 (fr) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | Masse active pour electrode de generateur electrochimique a support poreux tridimensionnel. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05225973A true JPH05225973A (ja) | 1993-09-03 |
| JPH0766806B2 JPH0766806B2 (ja) | 1995-07-19 |
Family
ID=9414862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4182625A Expired - Lifetime JPH0766806B2 (ja) | 1991-07-09 | 1992-07-09 | 三次元多孔支持体に支持される、化学電池の電極用の活性材料 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5284601A (ja) |
| EP (1) | EP0522406A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0766806B2 (ja) |
| FR (1) | FR2679072B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003068293A (ja) * | 2001-08-23 | 2003-03-07 | Hitachi Maxell Ltd | 非焼結式正極、その製造方法および前記正極を用いたアルカリ蓄電池 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2130996B1 (es) * | 1997-05-19 | 2000-03-01 | Tudor Acumulador | Procedimiento para la fabricacion de electrodos negativos para acumuladores electricos alcalinos y electrodo obtenido. |
| JP2002179518A (ja) | 2000-12-14 | 2002-06-26 | Kyowa Hakko Kogyo Co Ltd | 化粧料 |
| JP4569068B2 (ja) * | 2003-02-25 | 2010-10-27 | 株式会社Ｇｓユアサ | ニッケル電極用増粘剤、ニッケル電極及びその製造方法、並びに、アルカリ蓄電池 |
| KR101081593B1 (ko) * | 2007-07-03 | 2011-11-08 | 삼성전기주식회사 | 수소 발생 장치 및 이를 포함하는 연료전지 시스템 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA982223A (en) * | 1972-05-10 | 1976-01-20 | John P. Cestaro | Light-weight lead-acid battery |
| US4380578A (en) * | 1981-08-31 | 1983-04-19 | Duracell Inc. | Electrochemical cell with gelled anode |
| US4906539A (en) * | 1987-07-08 | 1990-03-06 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Sintered type negative cadmium electrode for an alkaline storage cell and method of manufacturing the same |
| NL8701778A (nl) * | 1987-07-28 | 1989-02-16 | Philips Nv | Elektrochemische cel. |
-
1991
- 1991-07-09 FR FR9108590A patent/FR2679072B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-06-29 EP EP92110992A patent/EP0522406A1/fr not_active Withdrawn
- 1992-07-08 US US07/910,391 patent/US5284601A/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-07-09 JP JP4182625A patent/JPH0766806B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003068293A (ja) * | 2001-08-23 | 2003-03-07 | Hitachi Maxell Ltd | 非焼結式正極、その製造方法および前記正極を用いたアルカリ蓄電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2679072A1 (fr) | 1993-01-15 |
| FR2679072B1 (fr) | 1993-09-24 |
| EP0522406A1 (fr) | 1993-01-13 |
| US5284601A (en) | 1994-02-08 |
| JPH0766806B2 (ja) | 1995-07-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960109 |