JPH06314566A - 蓄電池用電極 - Google Patents
蓄電池用電極Info
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- JPH06314566A JPH06314566A JP5128254A JP12825493A JPH06314566A JP H06314566 A JPH06314566 A JP H06314566A JP 5128254 A JP5128254 A JP 5128254A JP 12825493 A JP12825493 A JP 12825493A JP H06314566 A JPH06314566 A JP H06314566A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
や容量低下の小さいニッケル電極を提供することを目的
とする。 【構成】 電極基板の両側に活物質をスラリー状として
塗布するか、あるいはシート化して結着する電極であっ
て、該電極基板の芯体表面にこぶ状突起を密に形成した
ことを特徴とする蓄電池用電極とすることにより上記目
的を達成できる。
Description
電池、ニッケル水素化物電池、ニッケル亜鉛電池等のア
ルカリ蓄電池用ニッケル電極に関するものである。
末を焼結した多孔体基板に活物質を含浸した焼結式電極
や金属繊維多孔体などの３次元構造の高多孔度基板に活
物質を充填した非焼結式電極に替わり、より安価で製造
法も簡略な電極として、パンチングシートやエキスパン
ドメタル、網目状ネットなど２次元基板を用いて、その
両面に活物質を塗布結着して製造するニッケル電極の開
発が行われている。例えば、帯綱板を機械的に穿孔した
パンチングシートに活物質のスラリーを一定厚さ塗布し
連続的に乾燥した後、所定の厚みにプレスしてニッケル
電極を得るものである。
２次元基板は立体構造を持たないために、また活物質と
の接触表面積が小さく、その面だけで活物質層を保持す
ることが困難であるために、前述の焼結式基板や３次元
多孔体基板に比べて活物質を基板上に保持する力が弱
く、活物質の脱落や剥離による寿命の短命化や、活物質
と集電体（基板）間の距離の増加による活物質利用率の
低下を引き起こすなどの問題がある。
物質層を相互に直接的に結着し、脱落や剥離の防止をす
るために基板の開孔率を大きくすると同時に、活物質と
基板との距離を小さくして利用率の低下や高率放電時の
容量低下を防止するために、穿孔径を小さくするなどの
手段がとられる。しかし、従来の機械的な穿孔法では穿
孔径１mm、開孔率４０％程度が限界であり、これ以上の
開孔率を得るにはエッチング法などの製法に因らねばな
らず、非常に高価なものとなる。他の２次元基板につい
ても同様の問題点を抱えている。
のであり、活物質の脱落や剥離を防止し、活物質利用率
や容量低下の小さいニッケル電極を提供するものであ
る。
は、電極基板の両側に水酸化ニッケル粉末に導電剤およ
びバインダーを混合してなる活物質をスラリー状として
塗布するか、あるいはシート化して結着するニッケル電
極であって、該電極基板の芯体表面にこぶ状突起を密に
形成し、芯材がニッケル金属シートからなり、こぶ状突
起の大きさが１〜１０μｍ、高さが５〜１５μｍである
ことを特徴とするものである。更に、３次元的構造を持
たすために、前記電極基板の芯体に交互に反対方向に角
錐状突起を有する方形貫通孔が設けられていることを特
徴とするものである。
・オーダーのこぶ状突起（大きさが１〜１０μｍ、高さ
が５〜１５μｍ）が密に林立した状態で形成されている
ために、活物質層と芯体の接触表面積が著しく増大し、
且つその接触部分がミクロン・オーダーの凸凹面である
ため、バインダーとの結着が非常に強固となり、従来の
平滑表面を有する２次元基板を用いた電極に見られる様
な活物質の脱落や剥離が効果的に防止可能となる。
対方向に角錐状突起を有する方形貫通孔を設けて３次元
的構造とすることによって、電極厚さ方向の集電体（基
板芯体）と活物質間距離がより短くなり、活物質層の脱
落や剥離の防止と共に、活物質利用率の向上をも可能と
する。
の高価な製造法によって作製した穿孔径の小さな開孔率
の大きい２次元基板を必要とすることなく、活物質の脱
落や剥離が防止され、高い活物質利用率のニッケル電極
の作製が可能となる。
μｍのニッケル金属シートを芯体１とし、電解析出法に
よって芯体表面にニッケル金属のこぶ状突起２を形成さ
せ本発明電極の基板３を作製した。（図１）。即ち、ニ
ッケル金属シート陰極側として、硫酸ニッケル酸性電解
浴中で電流密度１０Ａ／ｄｍ2 にて約１５秒間電解し
て、その表面にニッケルのこぶ状の核を析出させ、引き
続いて、より濃度の高い硫酸ニッケルの酸性電解浴中で
２０Ａ／ｄｍ2 にて約１５秒間電解してその核を成長さ
せて芯体１の表面にこぶ状突起２を密に形成させた。
ケル粉末を主成分とする活物質にニッケル粉末導電剤、
結着剤としてテフロン粉末とポリエチレン粉末を混合し
てスラリー状としたものを芯体の両面に均一に塗布し、
乾燥後加熱プレスして厚さ０．７mmのニッケル電極
（Ａ）を作製した。
面に切削加工したロールを上下に配したカッターロール
間に通して、角錐型針状突起を交互に反対方向に貫通さ
せて方形貫通孔４を形成し、同時に突起を方形開孔辺縁
に形成させて３次元的構造を持たせた。方形開孔径５０
０μｍ、突起高さ約３００μｍとした。この芯体を用い
て前記と同様の方法にて活物質５を塗布しニッケル電極
（Ｂ）を作製した。
従来法にて径１．４mmの円形穿孔したパンチングシート
および材厚５０μｍのニッケル金属シートにエッチング
法にて径５００μｍの円形穿孔し開孔率約５０％のシー
トを作製し、前記と同様の方法にて活物質を塗布しニッ
ケル電極（Ｃ）と（Ｄ）とした。
ために、カドミウム電極を相手極としてセパレーターを
介して開放形セルを構成し、６Ｎ水酸化カリウム水溶液
の電解液中で充放電を行い、活物質利用率や活物質の脱
落や剥離の程度を比較測定した。充電は０．１Ｃ率で１
５０％、放電は０．２Ｃ、１Ｃ、３Ｃの各率でＨｇ／Ｈ
ｇＯ参照電極に対して０Ｖまでとした。また、１Ｃの充
電率で３時間の過充電を行い、活物質の脱落や剥離の程
度を評価した。
４に示した。本発明の電極（Ａ）と（Ｂ）および比較電
極（Ｃ）と（Ｄ）の電極利用率は、０．２Ｃでそれぞれ
９１％と９４％および８９％と８２％であり、従来電極
より優れた性能を示した。また、本発明電極（Ｂ）が最
も高い利用率であるが、これは角錐状突起を形成させ３
次元的構造を持たせたことによって、平面基板である電
極（Ａ）と（Ｃ）よりも活物質と集電体（基板）間距離
が短くなり集電性が向上したためと考えられる。また、
高率放電時（１Ｃ以上）にも本発明電極（Ａ）と（Ｂ）
の容量低下率は小さく、従来基板を用いた比較例（Ｄ）
では顕著な低下が見られた。
充電試験の結果によれば、比較電極（Ｄ）では基板芯体
と活物質層が剥離し脱落を生じたのに対して、本発明電
極（Ａ）ではそのような活物質層の基板からの剥離や脱
落は認められず、エッチング法で開孔率を高めて活物質
の結着性を強固とした比較電極（Ｃ）と同等の結着強度
を示した。３次元的構造と貫通孔を設けた本発明電極
（Ｂ）は更に強固な結着性を示した。これらのことか
ら、活物質の脱落や剥離を防止するには必要な結着強度
を保持するには、基板芯体上のこぶ状突起の大きさが１
〜１０μｍ、高さが５〜１５μｍで充分であることがわ
かった。また、比較電極（Ｃ）は機械的に容易に引っ張
り切断されるが、本発明電極（Ａ）はそのようなことは
なく機械的強度も有した。尚、本発明電極の基板芯体は
ニッケル電極以外にもカドミウム電極や水素吸蔵合金電
極などの電極にも応用することができる。
造法による基板芯体を用いることによって、利用率が高
く、高率放電時の容量低下率も小さく、かつ活物質の脱
落や剥離が効果的に防止されたニッケル電極を提供する
ために、その工業的価値は極めて高い。
する断面図である。
Claims (3)
- 【請求項１】 電極基板の両側に活物質をスラリー状と
して塗布するか、あるいはシート化して結着する電極で
あって、該電極基板の芯体表面にこぶ状突起を密に形成
したことを特徴とする蓄電池用電極。 - 【請求項２】 前記芯材がニッケル金属シートからな
り、こぶ状突起の大きさが１〜１０μｍ、高さが５〜１
５μｍである請求項１記載の蓄電池用電極。 - 【請求項３】 前記電極基板の芯体に交互に反対方向に
角錐状突起を有する方形貫通孔が設けられている請求項
１記載の蓄電池用電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12825493A JP3402335B2 (ja) | 1993-04-30 | 1993-04-30 | ニッケル電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12825493A JP3402335B2 (ja) | 1993-04-30 | 1993-04-30 | ニッケル電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06314566A true JPH06314566A (ja) | 1994-11-08 |
| JP3402335B2 JP3402335B2 (ja) | 2003-05-06 |
Family
ID=14980310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12825493A Expired - Lifetime JP3402335B2 (ja) | 1993-04-30 | 1993-04-30 | ニッケル電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015215977A (ja) * | 2014-05-08 | 2015-12-03 | エス・イー・アイ株式会社 | リチウム二次電池 |
| KR20160139617A (ko) | 2015-05-28 | 2016-12-07 | 주식회사 엘지화학 | 금속 폼 필터, 이를 포함하는 리튬 슬러리 흐름 전지 및 이의 제조 방법 |
| WO2018025868A1 (ja) * | 2016-08-03 | 2018-02-08 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電装置 |
| WO2018131094A1 (ja) | 2017-01-11 | 2018-07-19 | エス・イー・アイ株式会社 | 電気化学デバイス |
| CN112490594A (zh) * | 2019-08-23 | 2021-03-12 | 宁德新能源科技有限公司 | 极耳、极片及电池 |
-
1993
- 1993-04-30 JP JP12825493A patent/JP3402335B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| WO2015170785A3 (ja) * | 2014-05-08 | 2015-12-30 | エス・イー・アイ株式会社 | リチウム二次電池 |
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| KR20190101999A (ko) | 2017-01-11 | 2019-09-02 | 에스 이 아이 가부시키가이샤 | 전기 화학 디바이스 |
| CN112490594A (zh) * | 2019-08-23 | 2021-03-12 | 宁德新能源科技有限公司 | 极耳、极片及电池 |
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