JPH0734365B2 - アルカリ蓄電池用電極基板の製造方法 - Google Patents

アルカリ蓄電池用電極基板の製造方法

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JPH0734365B2
JPH0734365B2 JP61006657A JP665786A JPH0734365B2 JP H0734365 B2 JPH0734365 B2 JP H0734365B2 JP 61006657 A JP61006657 A JP 61006657A JP 665786 A JP665786 A JP 665786A JP H0734365 B2 JPH0734365 B2 JP H0734365B2
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誠 神林
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Sanyo Electric Co Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531Electrode connections inside a battery casing
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Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は金属繊維のフェルト状多孔体またはスポンジ状
金属多孔体からなるアルカリ蓄電池用電極基板の製造方
法に関する。
(ロ)従来の技術 ニッケル−カドミウム電池などのアルカリ蓄電池の電極
として従来から用いられているものに焼結式電極があ
る。この焼結式電極はニッケル粉末などの金属粉末を主
成分とするスリラーを電極芯体に塗着後焼結して得られ
た多孔質焼結基板を電極基板としており、この電極基板
の空孔にニッケルやカドミウムなどの金属塩溶液を含浸
し、次いでアルカリで前記金属塩を水酸化物に置換する
ことによって製造されている。
これに対して特開昭59-83346号公報などに於いて三次元
網状構造を有するスポンジ状金属多孔体を電極基板に用
いることが、また特開昭56-145668号公報などに於いて
金属繊維を焼結してなるフェルト状多孔体を電極基板に
用いることが提案されている。これらスポンジ状金属多
孔体及び金属繊維のフェルト状多孔体は前述した多孔質
焼結基板より多孔度を大きくすることができると共に電
極芯体を必要としないことから、多孔質焼結基板と比較
して活物質の充填量が増大し、高エネルギー密度と電極
を得ることができ、また、孔径も多孔質焼結基板に比較
して大きく、活物質を溶解せずに粉末状態で充填できる
ことから、電極の製造が容易になるなどの利点を有して
いる。
ところが、スポンジ状金属多孔体及び金属繊維のフェル
ト状多孔体は、強度が大きくなく、また、多孔度が高く
金属密度が低いことから、これら多孔体の表面に直接集
電タブを溶接して集電を行なう場合には、溶接の実質面
積が極めて小さくなるためタブ溶接部の溶着強度及び集
電性は不充分であり、このため多数回の充放電によって
タブ溶接部のスポンジ状金属や金属繊維が切断されると
いう問題があった。
上記問題点を解決するため特開昭56-159066号公報、特
開昭57-80671号公報、特開昭57-80672号公報などでは、
プレスして高密度化した金属フェルトを積重して補強す
ることが提案されているが、いずれの方法も作業が煩雑
であったり、効果が不充分であったりするため、満足で
きるものではなかった。
(ハ)発明が解決しようとする問題点 本発明は金属繊維のフェルト状多孔体またはスポンジ状
金属多孔体からなる電極基板の強度及び集電性を向上さ
せようとするものである。
(ニ)問題点を解決するための手段 本発明のアルカリ蓄電池用電極基板の製造方法は、金属
繊維のフェルト状多孔体またはスポンジ状金属多孔体
に、金属粉末または金属化合物粉末を主成分とするペー
ストを部分的に充填し、しかる後に焼結を行ない、前記
多孔体に部分的に高金属密度部を設けるものである。
(ホ)作用 上記のように金属繊維のフェルト状多孔体またはスポン
ジ状金属多孔体に、金属粉末または金属化合物粉末を主
成分とするペーストを部分的に充填して焼結を行なう
と、前記多孔体と金属粉末または金属化合物粉末が焼結
より一体化して多孔体に高金属密度部が形成され、基板
の強度及び集電性が向上し、集電タブの形設も容易にな
る。この高金属密度部はタブ溶接部となる部分のみに形
成しても充分であるが、急速放電用電池の電極基板とし
て用いる場合には高金属密度部を前記多孔体に帯状に形
成すると更に集電性が向上するため有効である。
また、前記金属粉末または金属化合物粉末はヒドロキシ
プロピルセルロース、メチルセルロース、カルボキシメ
チルセルロースなどの粘着剤を用いてペースト状にして
多孔体に充填するので、製造途中で金属粉末または金属
化合物粉末が多孔体から脱落するという不都合が生じる
ことがない。
更に金属繊維のフェルト状多孔体を電極基板に用いる場
合には、金属繊維同志の焼結による一体化と金属繊維と
金属粉末または金属化合物の焼結による一体化を一度の
焼結により同時に行なうと、製造工程の増加を抑えるこ
とができるためより有効である。
尚、前記金属粉末及び金属化合物粉末としては種々のも
のが考えられるが、アルカリ電解液中で安定なニッケル
粉末、酸化ニッケル粉末及び炭酸ニッケル粉末などが使
用可能であり、多孔体を還元雰囲気で焼結することによ
り、容易に還元され、多孔体と一体化するような材料で
あることが望まれる。
(ヘ)実施例 以下に本発明の実施例を示し説明する。
〔実施例1〕 粘着剤としてのヒドロキシプロピルセルロースとニッケ
ル粉末とを混合してペースト状とする。次いで第1図に
示すように目付600g/m2、厚み2mmのニッケル繊維からな
る未焼結のフェルト状多孔体(1)の長辺に沿った一端
縁の一部に前記ペーストを充填し還元雰囲気中で1100℃
で焼結してニッケル繊維同志を一体化させると共にニッ
ケル繊維とニッケル粉末を一体させることで略1cm角の
高金属密度部(2)を設けた電極基板を得る。
この電極基板に水酸化ニッケルを主体とするペーストを
充填し、乾燥及び加圧成型を行なった後、前記高金属密
度部(2)に集電タブ(3)をスポット溶接して完成電
極とする。
〔実施例2〕 第2図に示すように目付600g/m2、厚み2mmのニッケル繊
維からなる未焼結のフェルト状多孔体(1)の長辺に沿
った一端縁に5mmの幅で帯状に粘着剤とニッケル粉末と
を混合してなるペーストを充填した後、還元雰囲気中で
1100℃で焼結して、一端縁に帯状の高金属密度部(4)
を設けた電極基盤を得る。
この電極基板に水酸化ニッケルを主体とするペーストを
充填し、乾燥及び加圧成型を行なって完成電極とする。
尚、この電極基板の集電は、実施例1と同様高金属密度
部(4)に集電タブを溶接し、集電タブを通して行なう
こともでき、また、特公昭54-31575号公報に見られるよ
うに、この電極を他極性の電極との間にセパレータを介
して巻回あるいは交互に積層して、一端面から電極の帯
状高金属密度部(4)が突出した電極体を作製した後、
この端面に突出した高金属密度部に集電体を一体に溶着
し、この集電体を通して行なうこともできる。
〔実施例3〕 空孔率95%で三次元網状構造の板状発泡ポリウレタンの
表面に均一に無電解ニッケルメッキを行なってその表面
に導電性を付与した後、表面全体に厚み約10mmのニッケ
ルメッキ層を電析させ、これを水洗及び乾燥してスポン
ジ状ニッケル多孔体を作製する。次いで、第3図に示す
ようにこのスポンジ状ニッケル多孔体(5)の長辺に沿
った一端縁の一部に粘着剤とニッケル粉末とを混合して
なるペーストを充填すると共に、このペーストを前記多
孔体(5)の短辺に沿った一端縁に5mm幅で帯状に充填
した後、還元性雰囲気中で焼結し、前記ポリウレタンを
熱分解除去すると共にニッケル多孔体とニッケル粉末を
一体化して略1cm角の高金属密度部(6)と幅5mmの帯状
の高金属密度部(7)を設けた電極基板を得る。
この電極基板に酸化カドミウムを主体とするペーストを
充填し、乾燥及び加圧成型を行なった後、電極基板の長
辺に沿った一端縁の一部に形成した前記高金属密度部
(6)に集電タブ(3)をスポット溶接して完成電極と
する。
尚、この電極の集電は、第4図に示すように前記高金属
密度部(6)に溶接した集電タブ(3)を電池外装缶
(8)に溶接して行なうと共に、この電極(9)を他極
性のニッケル極(10)との間にセパレータ(11)を介し
て巻回し、最外周に前記電極(9)の高金属密度部
(7)を位置させた電極体を構成して、この高金属密度
部(7)を電池外装缶(8)の内面と接触させて行なう
と、前記集電タブ(3)を通じての集電に加えて電極
(9)の短辺に沿った一端部に形成した導電性の高い高
金属密度部(7)と電池外装缶(8)との接触による電
気接続による集電を行なうことができ集電性が向上す
る。
〔実施例4〕 空孔率95%で三次元網状構造の板状発泡ポリウレタンの
表面に均一に無電解ニッケルメッキを行なって表面に導
電性を付与した後、表面全体に厚み約10μmのニッケル
メッキ層を電析させて形成し、水洗及び乾燥を行ない、
その後約700℃に加熱された不活性雰囲気中でポリウレ
タンを熱分解除去してスポンジ状ニッケル多孔体を作製
する。次いで実施例2と同様にしてこのスポンジ状ニッ
ケル多孔体の長辺に沿った一端縁に5mmの幅で帯状に、
粘着剤とニッケル粉末とを混合してなるペーストを充填
し、還元性雰囲気中で焼結して高金属密度部を設けた電
極基板を得る。
この電極基板に水酸化ニッケルを主体とするペーストを
充填し、乾燥及び加圧成型を行なって完成電極とする。
〔比較例〕
目付600g/m2、厚み2mmのニッケル繊維からなる焼結済の
フェルト状多孔体を電極基板とし、この電極基板に水酸
化ニッケルを主体とするペーストを充填し、乾燥及び加
圧成型を行なった後、電極基板の長辺に沿った一端縁の
一部に集電タブをスポット溶接して比較電極とする。
上記電極のうち、実施例1の電極と比較例の電極は高金
属密度部の有無を除けば全く同一であり、これら電極を
夫々5mmの幅の集電タブを3ケ所スポット溶接すること
により作製し、集電タブと電極基板との間のひっぱり強
度を調べた。この結果、電極基板から集電タブがはずれ
たのは、高金属密度部を有する実施例1の電極で6kgの
荷重がかかったとき、また、比較例の電極で3kgの荷重
がかかったときであり、高金属密度部を設けた際の機械
的強度が高まっていることがわかった。
(ト)発明の効果 本発明はアルカリ蓄電池用電極基板としての金属繊維の
フェルト状多孔体に部分的に高金属密度部を設けるもの
であるから、この高金属密度部の存在によって電極基板
の機械的強度及び導電性が向上すると共に、この電極基
板に集電タブを溶接する場合に前記高金属密度部をタブ
溶接部にすると、従来に比べてタブ溶接部の金属が高密
度化され電極基板と集電タブの溶着強度及び集電性が高
まる。
また、本発明では前記高金属密度部の形成を、金属粉末
または金属化合物粉末を主成分とするペーストを多孔体
に部分的に充填して焼結することにより行なうものであ
るから、金属粉末または金属化合物粉末が焼結により多
孔体と一体化するまでに多孔体から脱落することを防止
できると共に、高金属密度を形成する部分の広さ及び形
状も、金属粉末または金属化合物粉末がペースト状にす
ることにより分散することがないので任意に設定するこ
とができる。
更に、多孔体と金属粉末または金属化合物とを一体化す
るために行なう焼結は、多孔体作製時に従来から行なわ
れている金属繊維同志を一体化するための焼結またはス
ポンジ状金属多孔体の骨格内に存在する樹脂の除去のた
めに行なう加熱と兼用して行なうようにすると、工程増
を抑えることができより有効である。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第3図は何れも本発明法によって作製した電
極の斜視図、第4図は本発明法によって作製した電極を
備えた電池の断面図である。 (1)…フェルト状多孔体、(2)、(4)、(6)、
(7)…高金属密度部、(3)…集電タブ、(5)…ス
ポンジ状多孔体、(8)…電池外装缶。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】金属繊維のフェルト状多孔体またはスポン
    ジ状金属多孔体に、金属粉末または金属化合物粉末を主
    成分とするペーストを部分的に充填し、しかる後に焼結
    を行ない、前記多孔体に部分的に高金属密度部を設ける
    ことを特徴とするアルカリ蓄電池用電極基板の製造方
    法。
JP61006657A 1986-01-16 1986-01-16 アルカリ蓄電池用電極基板の製造方法 Expired - Lifetime JPH0734365B2 (ja)

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