JPH08106905A - 巻回型アルカリ蓄電池用焼結極板及びその製造方法 - Google Patents

巻回型アルカリ蓄電池用焼結極板及びその製造方法

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JPH08106905A
JPH08106905A JP6238930A JP23893094A JPH08106905A JP H08106905 A JPH08106905 A JP H08106905A JP 6238930 A JP6238930 A JP 6238930A JP 23893094 A JP23893094 A JP 23893094A JP H08106905 A JPH08106905 A JP H08106905A
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秀幸 寺岡
Kotaro Kobayashi
康太郎 小林
祐一 ▲高▼塚
Yuichi Takatsuka
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 裁断面及び巻回時に生じる割れ部の内面の腐
蝕を防止できるアルカリ蓄電池用焼結極板を得る。 【構成】 焼結基板材料を焼結基板の寸法に裁断し、焼
結基板1を作る。焼結基板1を極板を巻回する際の最小
曲率半径以上の曲率半径で湾曲させて、焼結基板1の焼
結部に割れ部1bを形成する。焼結基板1を酸化して焼
結基板1の裁断面1a及び巻回時に生じる割れ部1bの
内面を含む焼結基板の全表面に防蝕層2を形成する。焼
結基板の多孔部に化学含浸により活物質を充填する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は極板を巻回して電槽内に
配置する巻回型アルカリ蓄電池に用いる焼結極板及びそ
の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ニッケル焼結極板等のアルカリ蓄電池用
焼結極板は、化学含浸により帯状の焼結基板材料に活物
質を充填した後に該焼結基板材料を焼結基板の所定の寸
法に裁断して製造する。例えばニッケル焼結基板材料に
化学含浸により活物質を充填するには、まずニッケル焼
結基板材料を硝酸ニッケル水溶液に浸漬した後に乾燥す
る。続いて、これを水酸化ナトリウム溶液中に浸漬して
アルカリ置換した後に水洗、乾燥するという一連の工程
を数回繰り返して行う。これにより、所定量の水酸化ニ
ッケルからなる活物質を焼結基板材料に充填することが
できる。このような化学含浸は工程が繁雑なため、焼結
基板材料の浸漬回数を少なくすることが課題となってい
る。そこで、硝酸ニッケル水溶液として高温、高密度な
ものを用いることが提案された。しかしながら、高温、
高密度な硝酸ニッケル水溶液を用いると、焼結基板材料
が腐蝕しやすくなる。焼結基板材料が腐蝕するとアルカ
リ置換の際に腐蝕部が水酸化物に変化して活物質化する
ために、活物質充填量を増やせるという長所は有するも
のの、腐蝕によりできた活物質はγ−NiOOHになり
やすく、電池のサイクル寿命が短くなるという問題があ
った。そこで、特開昭59−78457号公報及び特開
昭59−96659号公報に示されるように焼結基板材
料の表面に耐酸化性の酸化ニッケルからなる酸化物層
(防蝕層)を形成して、焼結基板の腐蝕防止を図ること
が提案された。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、焼結基
板材料の表面に防蝕層を形成しても、焼結基板材料を基
板寸法に裁断する際にできる裁断面には防蝕層が形成さ
れていないので、裁断面が電池使用時に腐蝕するおそれ
がある。また、円筒型乾電池等の極板を巻回して電槽内
に配置する巻回型アルカリ蓄電池に焼結極板を用いる
と、焼結極板を巻回する際に焼結極板が厚み方向にひび
割れて割れ部が生じる。この割れ部の内面にも前述の裁
断面と同様に防蝕層が形成されていないので、割れ部の
内面は電池使用時に腐蝕するおそれがある。
【0004】本発明は、裁断面及び巻回により生じる割
れ部の内面の腐蝕を防止できるアルカリ蓄電池用焼結極
板及びその製造方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明では、焼結基板に
活物質が化学含浸されており、巻回された状態で使用さ
れる巻回型アルカリ蓄電池用焼結極板を対象にして、焼
結基板の裁断面及び巻回により生じる割れ部の内面を含
む焼結基板の全表面に防蝕層を形成する。ここでいう裁
断面とは、帯状の焼結基板材料を焼結基板の所定寸法に
裁断する際に生じる裁断の面である。また防蝕層とは焼
結基板の腐蝕を防ぐ層である。防蝕層を酸化物層により
形成すれば、焼結基板の表面を酸化させるという簡単な
作業で防蝕層を形成できる利点がある。
【0006】この種のアルカリ蓄電池用焼結極板を製造
するには、焼結基板材料から裁断した所定寸法の焼結基
板の表面に防蝕層を形成する防蝕処理をした後に、防蝕
処理した焼結基板に活物質を化学含浸させることにより
巻回型アルカリ蓄電池用焼結極板を製造する方法を対象
にする。そして、防蝕処理では、極板を巻回する際の最
小曲率半径以上の曲率半径で焼結基板を湾曲させて焼結
基板に割れ部を形成し、焼結基板の割れ部の内面上に防
蝕層を形成できる状態まで焼結基板の湾曲を解き、湾曲
を解いた焼結基板の裁断面及び割れ部の内面上に防蝕層
を形成する。このように焼結基板に活物質を化学含浸す
る前に裁断面及び割れ部を予め形成し、裁断面及び割れ
部の内面上に防蝕層を形成すれば、裁断面及び割れ部の
内面の腐蝕を防止できる。また極板を巻回する際の最小
曲率半径(巻回中心部の半径)以上の曲率半径で焼結基
板を湾曲させて焼結基板に割れ部を形成すれば、焼結基
板の強度を大きく低下させたり、電池性能に影響を与え
ない程度に割れ部を形成できる。
【0007】割れ部は、極板を巻回する際の最小曲率半
径以上の曲率半径を有するローラの周囲に焼結基板を添
わせて湾曲させることにより形成してもよい。このよう
にすればローラの周囲に焼結基板を添わせるだけで簡単
に割れ部を形成できる。
【0008】また防蝕層を酸化物層により形成すれば、
焼結基板の表面を酸化させる簡単な作業で防食層を形成
できる利点がある。
【0009】
【作用】本発明のように、焼結基板の裁断面及び巻回に
より生じる割れ部の内面を含む焼結基板の全表面に防蝕
層を形成すれば、裁断面及び割れ部の内面の腐蝕を防止
でき、電池の寿命を延ばすことができる。
【0010】
【実施例】以下、アルカリ蓄電池用ニッケル焼結極板に
適用した本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。
【0011】本実施例のアルカリ蓄電池用焼結極板は次
のようにして製造した。まず、平均粒径3μm のニッケ
ル粉末を厚み0.1mmの鋼板からなるパンチングメタル
上に配置し、このニッケル粉末を還元性又は非酸化性雰
囲気中で焼結させて、厚み0.6mmの帯状のニッケル焼
結基板材料を作った。なおニッケル焼結基板材料の焼結
部の多孔度は80%であった。そして、ニッケル焼結基
板材料を焼結基板の所定の寸法に裁断した。次に図1に
示すように、極板を巻回する際の最小曲率半径(巻回中
心部の半径:1.5mm)以上の半径(1.8mm)を有す
るローラRに焼結基板1を添わせて湾曲させて、焼結基
板1の焼結部にひび割れ(割れ部)を形成した。ローラ
Rに添わされた後は、焼結基板1は割れ部の内面上に防
蝕層を形成できる状態まで湾曲を解かれる。次に焼結基
板を酸化炉内に配置し、500℃の大気雰囲気中で5分
間放置して焼結基板を酸化処理した。そして、図2に示
すように、焼結基板1の裁断面1a及び巻回時に生じる
割れ部1bの内面を含む焼結基板の全表面に厚み0.2
mmの酸化ニッケルからなる酸化物層(防蝕層)2を形成
した。
【0012】次に、焼結基板を90℃、比重1.7の硝
酸ニッケル溶液中に15分間浸漬し、焼結基板の多孔部
に硝酸ニッケルを含浸させた後に、60℃、25重量%
の水酸化ナトリウム溶液中に20分間浸漬して硝酸ニッ
ケルをアルカリ置換して水酸化ニッケルを焼結基板の多
孔部に含浸させる一連の工程を5回繰り返して本実施例
のアルカリ蓄電池用焼結極板を完成した。
【0013】次に本実施例のアルカリ蓄電池用焼結極板
と比較例1及び2のアルカリ蓄電池用焼結極板とを用い
て試験を行った。比較例1の極板は、焼結基板の表面に
酸化物層(防蝕層)を形成せず、その他は本実施例と同
様に製造したものである。比較例2の極板は、焼結基板
材料を裁断及び湾曲後に防蝕処理する代りに裁断を行う
前に焼結基板材料に防蝕処理を施し、焼結基板を湾曲さ
せず、その他は本実施例と同様にして製造したものであ
る。次に各極板を正極板として、各極板と正極板の2倍
の容量を持つカドミウム極板からなる負極板とをセパレ
ータを介して巻回して極板群をそれぞれ作り、この極板
群を用いて公称容量500mAh の試験用円筒型ニッケル
カドミウム電池をそれぞれ作った。そして各電池を50
0mAで1.5時間充電(150%充電)した後に500
mAで終止電圧1.0Vまで放電する充放電を繰り返して
各電池のサイクル寿命試験を行った。図3はその測定結
果を示している。本図より、比較例1の極板を用いた電
池は、焼結基板の腐蝕による極板の強度低下による活物
質の脱落と、焼結基板の活物質化によるγ−NiOOH
の生成とによりサイクル寿命が短くなるのが分る。ま
た、比較例2の極板を用いた電池は、裁断面及び割れ部
の腐蝕によりサイクル寿命が短くなるのが分る。これら
に対して本実施例の極板を用いた電池は、サイクル寿命
が大きく延びるのが分る。
【0014】なお、本実施例では焼結基板に酸化処理を
施し、酸化物層からなる防蝕層を形成したが、銀、白金
等の防蝕層をめっき等により形成する場合にも本発明を
適用できるのは勿論である。
【0015】以下、明細書に記載した複数の発明の中で
いくつかの発明についてその構成を示す。
【0016】(1)焼結基板材料から裁断した所定寸法
の焼結基板の表面に防蝕層を形成する防蝕処理をした後
に、防蝕処理した前記焼結基板に活物質を化学含浸させ
ることにより巻回型アルカリ蓄電池用焼結極板を製造す
る方法において、前記防蝕処理では、前記極板を巻回す
る際の最小曲率半径以上の曲率半径を有するローラの周
囲に前記焼結基板を添わせて湾曲させることにより前記
焼結基板に割れ部を形成し、前記焼結基板の前記割れ部
の内面上に防蝕層を形成できる状態まで前記焼結基板の
湾曲を解除し、湾曲を解除した前記焼結基板を酸素雰囲
気中で加熱して前記焼結基板の裁断面及び前記割れ部の
内面上に酸化物層からなる防蝕層を形成することを特徴
とするアルカリ蓄電池用焼結極板の製造方法。
【0017】(2)ニッケル焼結基板材料から裁断した
所定寸法のニッケル焼結基板の表面に防蝕層を形成する
防蝕処理をした後に、防蝕処理した前記ニッケル焼結基
板に活物質を化学含浸させることにより巻回型アルカリ
蓄電池用焼結ニッケル極板を製造する方法において、前
記防蝕処理では、前記極板を巻回する際の最小曲率半径
以上の曲率半径を有するローラの周囲に前記ニッケル焼
結基板を添わせて湾曲させることにより前記ニッケル焼
結基板に割れ部を形成し、前記ニッケル焼結基板の前記
割れ部の内面上に防蝕層を形成できる状態まで前記ニッ
ケル焼結基板の湾曲を解除し、湾曲を解除した前記ニッ
ケル焼結基板を大気中で加熱して前記ニッケル焼結基板
の裁断面及び前記割れ部の内面上に酸化ニッケルからな
る防蝕層を形成することを特徴とするアルカリ蓄電池用
焼結ニッケル極板の製造方法。
【0018】
【発明の効果】本発明によれば、焼結基板の裁断面及び
巻回時に生じる割れ部の内面を含む焼結基板の全表面に
防蝕層を形成するので、裁断面及び割れ部の内面の腐蝕
を防止でき、電池の寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施例のアルカリ蓄電池用焼結極板を製造
する際に行う湾曲の態様を示す図である。
【図2】 本実施例のアルカリ蓄電池用焼結極板に用い
る焼結基板の部分断面図である。
【図3】 試験に用いたアルカリ蓄電池のサイクル寿命
特性を示す図である。
【符号の説明】
1 焼結基板 1a 裁断面 1b 割れ部 2 酸化物層(防蝕層)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】焼結基板に活物質が化学含浸されており、
    巻回された状態で使用される巻回型アルカリ蓄電池用焼
    結極板において、 前記焼結基板の裁断面及び巻回により生じる割れ部の内
    面を含む前記焼結基板の全表面に防蝕層が形成されてい
    ることを特徴とする巻回型アルカリ蓄電池用焼結極板。
  2. 【請求項2】前記防蝕層は酸化物層からなることを特徴
    とする請求項1に記載の巻回型アルカリ蓄電池用焼結極
    板。
  3. 【請求項3】焼結基板材料から裁断した所定寸法の焼結
    基板の表面に防蝕層を形成する防蝕処理をした後に、防
    蝕処理した前記焼結基板に活物質を化学含浸させること
    により巻回型アルカリ蓄電池用焼結極板を製造する方法
    において、 前記防蝕処理では、極板を巻回する際の最小曲率半径以
    上の曲率半径で前記焼結基板を湾曲させて前記焼結基板
    に割れ部を形成し、前記焼結基板の前記割れ部の内面上
    に防蝕層を形成できる状態まで前記焼結基板の湾曲を解
    き、湾曲を解いた前記焼結基板の裁断面及び前記割れ部
    の内面上に防蝕層を形成することを特徴とする巻回型ア
    ルカリ蓄電池用焼結極板の製造方法。
  4. 【請求項4】焼結基板材料から裁断した所定寸法の焼結
    基板の表面に防蝕層を形成する防蝕処理をした後に、防
    蝕処理した前記焼結基板に活物質を化学含浸させること
    により巻回型アルカリ蓄電池用焼結極板を製造する方法
    において、 前記防蝕処理では、極板を巻回する際の最小曲率半径以
    上の曲率半径を有するローラの周囲に前記焼結基板を添
    わせて湾曲させることにより前記焼結基板に割れ部を形
    成し、前記焼結基板の前記割れ部の内面上に防蝕層を形
    成できる状態まで前記焼結基板の湾曲を解き、湾曲を解
    いた前記焼結基板の裁断面及び前記割れ部の内面上に防
    蝕層を形成することを特徴とする巻回型アルカリ蓄電池
    用焼結極板の製造方法。
  5. 【請求項5】前記防蝕層は酸化物層からなることを特徴
    とする請求項3または4に記載の巻回型アルカリ蓄電池
    用焼結極板の製造方法。
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