JPH08162107A - アルカリ二次電池用ニッケル電極の基板 - Google Patents
アルカリ二次電池用ニッケル電極の基板Info
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- JPH08162107A JPH08162107A JP6331288A JP33128894A JPH08162107A JP H08162107 A JPH08162107 A JP H08162107A JP 6331288 A JP6331288 A JP 6331288A JP 33128894 A JP33128894 A JP 33128894A JP H08162107 A JPH08162107 A JP H08162107A
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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】この発明はアルカリ二次電池用ニッケル電極の
基板の改善に関わる。 【構成】ペ−スト状活物質を充填してなるアルカリ二次
電池用ニッケル電極の基板において、該基板は直径が１
０μｍ以上であり、繊維の長さが少なくとも１０ｍｍで
ある金属繊維を不織布状に形成し、かつ前記金属繊維よ
りも太い直径を有するニッケル線によって前記不織布の
骨格を形成し、前記の金属繊維及びニッケル線は燒結さ
れて多孔体とされたアルカリ二次電池用ニッケル電極の
基板。 １‥‥ニッケル繊維不織布、２‥‥ニッケル線。 【効果】本発明のアルカリ二次電池用電極の基板は、圧
縮剛性が大きくなり活物質の充填性が向上し、又電気抵
抗を低減したので集電性も向上できるので、アルカリ二
次電池の性能向上に果たす工業的価値は大きい。
基板の改善に関わる。 【構成】ペ−スト状活物質を充填してなるアルカリ二次
電池用ニッケル電極の基板において、該基板は直径が１
０μｍ以上であり、繊維の長さが少なくとも１０ｍｍで
ある金属繊維を不織布状に形成し、かつ前記金属繊維よ
りも太い直径を有するニッケル線によって前記不織布の
骨格を形成し、前記の金属繊維及びニッケル線は燒結さ
れて多孔体とされたアルカリ二次電池用ニッケル電極の
基板。 １‥‥ニッケル繊維不織布、２‥‥ニッケル線。 【効果】本発明のアルカリ二次電池用電極の基板は、圧
縮剛性が大きくなり活物質の充填性が向上し、又電気抵
抗を低減したので集電性も向上できるので、アルカリ二
次電池の性能向上に果たす工業的価値は大きい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、アルカリ二次電池用
ニッケル電極の基板の改善に関わる。
ニッケル電極の基板の改善に関わる。
【０００２】
【従来の技術】アルカリ二次電池用ニッケル電極に用い
られる基板としては、穿孔鋼板、エキスパンディドメタ
ル、金網等にニッケル粉末を燒結させた燒結式基板、連
続気泡の発泡樹脂骨格に導電処理を施した後金属めっき
をする基板、ニッケルめっきを施した金属繊維或いはニ
ッケル繊維による基板等が提案されている。そして、こ
れらの基板に活物質を充填してアルカリ二次電池用ニッ
ケル電極として用いられるが、エネルギ−密度を増加さ
せるためには基板の多孔度を高くする必要があり、特開
平２−２１６７６６号公報では、金属繊維の直径が２０
〜１５０μｍ、多孔度が９０〜９７％である基板を用い
たニッケル−水素アルカリ電池が提案されている。
られる基板としては、穿孔鋼板、エキスパンディドメタ
ル、金網等にニッケル粉末を燒結させた燒結式基板、連
続気泡の発泡樹脂骨格に導電処理を施した後金属めっき
をする基板、ニッケルめっきを施した金属繊維或いはニ
ッケル繊維による基板等が提案されている。そして、こ
れらの基板に活物質を充填してアルカリ二次電池用ニッ
ケル電極として用いられるが、エネルギ−密度を増加さ
せるためには基板の多孔度を高くする必要があり、特開
平２−２１６７６６号公報では、金属繊維の直径が２０
〜１５０μｍ、多孔度が９０〜９７％である基板を用い
たニッケル−水素アルカリ電池が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする問題点】金属繊維を用いた基
板は多孔度を大きくすることができるのでエネルギ−密
度を増加することが可能であるが、金属繊維を用いた基
板の場合、その剛性は概して低いので、水酸化ニッケル
を主成分とするペ−スト状活物質を基板の内部にまで充
填することが困難であるという問題がある。又、金属繊
維多孔体による基板は、繊維相互の燒結接点での導電性
が低いために、活物質からの集電性が劣るという問題点
もある。本発明は金属繊維を用いた基板のかかる欠点を
改善することをその目的とするものである。
板は多孔度を大きくすることができるのでエネルギ−密
度を増加することが可能であるが、金属繊維を用いた基
板の場合、その剛性は概して低いので、水酸化ニッケル
を主成分とするペ−スト状活物質を基板の内部にまで充
填することが困難であるという問題がある。又、金属繊
維多孔体による基板は、繊維相互の燒結接点での導電性
が低いために、活物質からの集電性が劣るという問題点
もある。本発明は金属繊維を用いた基板のかかる欠点を
改善することをその目的とするものである。
【０００４】
【問題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため次の構成としたものである。即ち、ペ−スト
状活物質を充填してなるアルカリ二次電池用ニッケル電
極の基板において、該基板は直径が１０μｍ以上であ
り、繊維の長さが少なくとも１０ｍｍである金属繊維を
不織布状に形成し、かつ前記金属繊維よりも太い直径を
有するニッケル線によって前記不織布の骨格を形成し、
前記の金属繊維及びニッケル線は燒結されて多孔体とさ
れたことを特徴とするアルカリ二次電池用ニッケル電極
の基板を提供するものである。。
成するため次の構成としたものである。即ち、ペ−スト
状活物質を充填してなるアルカリ二次電池用ニッケル電
極の基板において、該基板は直径が１０μｍ以上であ
り、繊維の長さが少なくとも１０ｍｍである金属繊維を
不織布状に形成し、かつ前記金属繊維よりも太い直径を
有するニッケル線によって前記不織布の骨格を形成し、
前記の金属繊維及びニッケル線は燒結されて多孔体とさ
れたことを特徴とするアルカリ二次電池用ニッケル電極
の基板を提供するものである。。
【０００５】そして、前記金属繊維はニッケルめっきが
施されている金属繊維であり、或いはニッケル金属繊維
そのものであるのがよい。一方、ニッケル線は連続して
多孔体の骨格を形成しているのがよく、場合によって
は、波形或いは螺旋形に線の長手方向に連続的に型付さ
れているものがよい。勿論、このニッケル線は集電リ−
ドの方向に配向しているのが望ましい。
施されている金属繊維であり、或いはニッケル金属繊維
そのものであるのがよい。一方、ニッケル線は連続して
多孔体の骨格を形成しているのがよく、場合によって
は、波形或いは螺旋形に線の長手方向に連続的に型付さ
れているものがよい。勿論、このニッケル線は集電リ−
ドの方向に配向しているのが望ましい。
【０００６】
【作用】アルカリ二次電池用電極の基板とは、水酸化ニ
ッケルを主成分とするペ−スト活物質が充填される導電
芯体のことであり、導電性や機械的強度並びに活物質の
充填率が高いこと等が要求される。そこで本発明では機
械的強度を持たせるためには金属繊維を用い、活物質の
充填率を高めるために多孔体とするものである。この金
属繊維による多孔体は不織布状に加工して製造するが、
金属繊維は三次元的に絡ませて不織布とすることが活物
質充填の面から好ましい。
ッケルを主成分とするペ−スト活物質が充填される導電
芯体のことであり、導電性や機械的強度並びに活物質の
充填率が高いこと等が要求される。そこで本発明では機
械的強度を持たせるためには金属繊維を用い、活物質の
充填率を高めるために多孔体とするものである。この金
属繊維による多孔体は不織布状に加工して製造するが、
金属繊維は三次元的に絡ませて不織布とすることが活物
質充填の面から好ましい。
【０００７】ここで用いられる金属繊維は耐アルカリ性
のものがよく、好ましくはニッケルめっきを施した金属
繊維である。こうすることによって腐食領域による基板
の強度低下や導電性の低下を防止することが可能とな
る。金属繊維として、基板の上記の問題点を防止するた
めにニッケル繊維とすることが特に好ましいことは言う
までもない。又、活物質充填時に金属繊維多孔体が圧縮
されて多孔度が低下することを防止するために、耐アル
カリ性の金属繊維の直径は１０μｍ以上とし、重量増加
と繊維の不均一分布を防ぎ、繊維の表面積の減少による
活物質利用率の低下を抑制するために直径の上限を１０
０μｍ以下としている。電極に加工するために、基板の
耐アルカリ性の金属繊維の長さは１０ｍｍ以上としない
と基板の強度が不足して活物質の充填が満足に行えない
し、導電性も満足できないからである。
のものがよく、好ましくはニッケルめっきを施した金属
繊維である。こうすることによって腐食領域による基板
の強度低下や導電性の低下を防止することが可能とな
る。金属繊維として、基板の上記の問題点を防止するた
めにニッケル繊維とすることが特に好ましいことは言う
までもない。又、活物質充填時に金属繊維多孔体が圧縮
されて多孔度が低下することを防止するために、耐アル
カリ性の金属繊維の直径は１０μｍ以上とし、重量増加
と繊維の不均一分布を防ぎ、繊維の表面積の減少による
活物質利用率の低下を抑制するために直径の上限を１０
０μｍ以下としている。電極に加工するために、基板の
耐アルカリ性の金属繊維の長さは１０ｍｍ以上としない
と基板の強度が不足して活物質の充填が満足に行えない
し、導電性も満足できないからである。
【０００８】金属繊維を不織布状にした後燒結するの
は、不織布の機械的特性を改善するためと、金属繊維相
互の絡み合い接点での導電性を改善するためである。更
に、導電性と機械的特性とを改善するために、金属繊維
よりも太い直径を有するニッケル線を不織布中に存在さ
せるものである。ニッケル線を基板の長さ及び／又は幅
方向に連続的に存在させることによって基板の強度と導
電性が向上することとなる。又、多孔体の多孔度を改善
するためには、ニッケル線の本数とか配向方向を必要な
範囲内に留めるようにするべきである。尚、ニッケル線
を波形或いは螺旋状に型付けすることにより、金属繊維
不織布との絡まりが向上して圧縮剛性等の機械的特性や
導電性が更に改善されることとなる。
は、不織布の機械的特性を改善するためと、金属繊維相
互の絡み合い接点での導電性を改善するためである。更
に、導電性と機械的特性とを改善するために、金属繊維
よりも太い直径を有するニッケル線を不織布中に存在さ
せるものである。ニッケル線を基板の長さ及び／又は幅
方向に連続的に存在させることによって基板の強度と導
電性が向上することとなる。又、多孔体の多孔度を改善
するためには、ニッケル線の本数とか配向方向を必要な
範囲内に留めるようにするべきである。尚、ニッケル線
を波形或いは螺旋状に型付けすることにより、金属繊維
不織布との絡まりが向上して圧縮剛性等の機械的特性や
導電性が更に改善されることとなる。
【０００９】
【実施例】以下本発明を実施例及び比較例をもって更に
詳細に説明する。 （実施例１）直径０．３０ｍｍのニッケル線を螺旋直径
が１．８ｍｍ、螺旋のピッチが７ｍｍとなるようにニッ
ケル線の長手方向に連続的に型付けを施し、この螺旋状
ニッケル線を５ｍｍ間隔で平行に引き揃え、その上下に
直径２０μｍのニッケル繊維で作成した不織布を積層し
て螺旋状ニッケル線で補強されたニッケル繊維不織布と
なし、次いで還元雰囲気下、温度１０５０℃で１時間燒
結し厚さ１．８ｍｍ、多孔度９５％の基板１を得た。得
られた基板１を図１に示し、図２は螺旋状ニッケル線を
中心とした概念図である。図中、１はニッケル繊維不織
布を示し、２は螺旋状ニッケル線を示す。
詳細に説明する。 （実施例１）直径０．３０ｍｍのニッケル線を螺旋直径
が１．８ｍｍ、螺旋のピッチが７ｍｍとなるようにニッ
ケル線の長手方向に連続的に型付けを施し、この螺旋状
ニッケル線を５ｍｍ間隔で平行に引き揃え、その上下に
直径２０μｍのニッケル繊維で作成した不織布を積層し
て螺旋状ニッケル線で補強されたニッケル繊維不織布と
なし、次いで還元雰囲気下、温度１０５０℃で１時間燒
結し厚さ１．８ｍｍ、多孔度９５％の基板１を得た。得
られた基板１を図１に示し、図２は螺旋状ニッケル線を
中心とした概念図である。図中、１はニッケル繊維不織
布を示し、２は螺旋状ニッケル線を示す。
【００１０】（比較例）直径２０μｍのニッケル繊維で
作成した不織布を前記と同じ条件で燒結し、厚さ１．８
ｍｍ、多孔度９５％の基板２を得た。
作成した不織布を前記と同じ条件で燒結し、厚さ１．８
ｍｍ、多孔度９５％の基板２を得た。
【００１１】（評価）上記で得られた各基板の圧縮剛性
及び導電性について評価した結果、圧縮剛性については
基板１が６９７（ｇ／ｍｍ）であるのに対し、基板２は
４９２（ｇ／ｍｍ）であった。又、電気抵抗率は基板１
が５．１７×１０-4（Ω・ｃｍ）であるのに対し、基板
２は１６．１６×１０-4（Ω・ｃｍ）であった。この結
果、本発明の基板１は圧縮剛性が大きく、しかも電気抵
抗率も低下したもので集電性も向上したものとなった。
及び導電性について評価した結果、圧縮剛性については
基板１が６９７（ｇ／ｍｍ）であるのに対し、基板２は
４９２（ｇ／ｍｍ）であった。又、電気抵抗率は基板１
が５．１７×１０-4（Ω・ｃｍ）であるのに対し、基板
２は１６．１６×１０-4（Ω・ｃｍ）であった。この結
果、本発明の基板１は圧縮剛性が大きく、しかも電気抵
抗率も低下したもので集電性も向上したものとなった。
【００１２】ここで、圧縮剛性の測定については、定速
度変位型引張圧縮試験機を用いて一定面積の試料を圧縮
して得られた荷重−撓み曲線から５０ｇｆ及び５００ｇ
ｆ荷重時のそれぞれの撓み量δ1 、δ2 （ｍｍ）を求
め、（５００−５０）／（δ2−δ1 ）と表現される式
から圧縮剛性を求めた。一方、電気抵抗率は、一定の長
さと幅となるように試料を作成し、その両端部に接触子
を固定して１ｍｍＡ通電時の抵抗値を記録した。記録し
た抵抗値は試料の長さと断面積から、抵抗値×（断面積
／長さ）として電気抵抗率を求めた。
度変位型引張圧縮試験機を用いて一定面積の試料を圧縮
して得られた荷重−撓み曲線から５０ｇｆ及び５００ｇ
ｆ荷重時のそれぞれの撓み量δ1 、δ2 （ｍｍ）を求
め、（５００−５０）／（δ2−δ1 ）と表現される式
から圧縮剛性を求めた。一方、電気抵抗率は、一定の長
さと幅となるように試料を作成し、その両端部に接触子
を固定して１ｍｍＡ通電時の抵抗値を記録した。記録し
た抵抗値は試料の長さと断面積から、抵抗値×（断面積
／長さ）として電気抵抗率を求めた。
【００１３】図３〜図５は上記した螺旋状ニッケル線２
の各種組み合わせにおける基板の例であり、図３は螺旋
状ニッケル線２を直角に交絡させたもの（実施例２）、
図４は螺旋状ニッケル線２を斜角に交絡させたもの（実
施例３）、図５は螺旋状ニッケル線２を短繊維状として
ニッケル繊維不織布１中にランダム配置させたもの（実
施例４）であり、いずれも前記例と同様にして燒結して
各基板を得たものである。
の各種組み合わせにおける基板の例であり、図３は螺旋
状ニッケル線２を直角に交絡させたもの（実施例２）、
図４は螺旋状ニッケル線２を斜角に交絡させたもの（実
施例３）、図５は螺旋状ニッケル線２を短繊維状として
ニッケル繊維不織布１中にランダム配置させたもの（実
施例４）であり、いずれも前記例と同様にして燒結して
各基板を得たものである。
【００１４】尚、前記ニッケル線２は螺旋状に型付けさ
れていないものも本発明に含まれることは勿論であり、
前記図１〜図５に準じて、ニッケル繊維不織布１中に一
方方向に配向したもの（実施例５）、直角に交絡したも
の（実施例６）、斜角に交絡したもの、ランダム配置し
たもの（実施例７）等が例示される。
れていないものも本発明に含まれることは勿論であり、
前記図１〜図５に準じて、ニッケル繊維不織布１中に一
方方向に配向したもの（実施例５）、直角に交絡したも
の（実施例６）、斜角に交絡したもの、ランダム配置し
たもの（実施例７）等が例示される。
【００１５】
【発明の効果】この発明によるアルカリ二次電池用電極
の基板は、前述のような構造としたので圧縮剛性が大き
くなり活物質の充填性が向上し、又電気抵抗を低減した
ので集電性も向上できるので、アルカリ二次電池の性能
向上に果たす工業的価値は大きい。
の基板は、前述のような構造としたので圧縮剛性が大き
くなり活物質の充填性が向上し、又電気抵抗を低減した
ので集電性も向上できるので、アルカリ二次電池の性能
向上に果たす工業的価値は大きい。
【図１】図１は実施例１における基板の斜視図である。
【図２】図２は図１の基板にあって、螺旋状ニッケル線
を中心とした概念図である。
を中心とした概念図である。
【図３】図３は実施例２における基板の斜視図である。
【図４】図４は実施例３における基板の斜視図である。
【図５】図５は実施例４における基板の斜視図である。
１‥‥ニッケル繊維不織布、 ２‥‥ニッケル線。
Claims (6)
- 【請求項１】 ペ−スト状活物質を充填してなるアルカ
リ二次電池用ニッケル電極の基板において、該基板は直
径が１０μｍ以上であり、繊維の長さが少なくとも１０
ｍｍである金属繊維を不織布状に形成し、かつ前記金属
繊維よりも太い直径を有するニッケル線によって前記不
織布の骨格を形成し、前記の金属繊維及びニッケル線は
燒結されて多孔体とされたことを特徴とするアルカリ二
次電池用ニッケル電極の基板。 - 【請求項２】 金属繊維はニッケルめっきが施されてい
る金属繊維である請求項第１項記載のアルカリ二次電池
用ニッケル電極の基板。 - 【請求項３】 金属繊維はニッケル金属繊維である請求
項第１項記載のアルカリ二次電池用ニッケル電極の基
板。 - 【請求項４】 ニッケル線は連続して多孔体の骨格を形
成している請求項第１項記載のアルカリ二次電池用ニッ
ケル電極の基板。 - 【請求項５】 ニッケル線は波形或いは螺旋形に線の長
手方向に連続的に型付されている請求項第１項記載のア
ルカリ二次電池用ニッケル電極の基板。 - 【請求項６】 ニッケル線は集電リ−ドの方向に配向し
ている請求項第３項記載のアルカリ二次電池用ニッケル
電極の基板。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6331288A JPH08162107A (ja) | 1994-12-08 | 1994-12-08 | アルカリ二次電池用ニッケル電極の基板 |
| US08/565,430 US5677088A (en) | 1994-12-08 | 1995-11-30 | Nickel electrode plate for an alkaline storage battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6331288A JPH08162107A (ja) | 1994-12-08 | 1994-12-08 | アルカリ二次電池用ニッケル電極の基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08162107A true JPH08162107A (ja) | 1996-06-21 |
Family
ID=18242017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6331288A Pending JPH08162107A (ja) | 1994-12-08 | 1994-12-08 | アルカリ二次電池用ニッケル電極の基板 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5677088A (ja) |
| JP (1) | JPH08162107A (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08213026A (ja) * | 1994-11-28 | 1996-08-20 | Katayama Tokushu Kogyo Kk | 電池電極基板用金属多孔体、電池電極板およびその製造方法 |
| DE69719911T2 (de) * | 1996-10-21 | 2003-09-11 | Japan Storage Battery Co Ltd | Verfahren zur Herstellung einer Batterieelektrode |
| US6291806B1 (en) | 1998-10-01 | 2001-09-18 | Usf Filtration And Separations Group, Inc. | Process for bonding workpieces |
| US6200523B1 (en) * | 1998-10-01 | 2001-03-13 | Usf Filtration And Separations Group, Inc. | Apparatus and method of sintering elements by infrared heating |
| EP1675205B1 (de) * | 2004-12-10 | 2017-02-15 | Hoppecke Batterie Systeme GmbH | Alkalischer Akkumulator |
| KR101023677B1 (ko) | 2005-04-27 | 2011-03-25 | 코오롱인더스트리 주식회사 | 납축전지용 극판 활물질 지지체 |
| US8017273B2 (en) | 2008-04-28 | 2011-09-13 | Ut-Battelle Llc | Lightweight, durable lead-acid batteries |
| JP6020413B2 (ja) * | 2013-10-30 | 2016-11-02 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池用のターミナルプレートと燃料電池 |
| JP6064969B2 (ja) | 2014-10-15 | 2017-01-25 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池用集電板、および燃料電池スタック |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4623600A (en) * | 1983-12-08 | 1986-11-18 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Low shear nickel electrode |
| JP3182757B2 (ja) * | 1989-02-17 | 2001-07-03 | 松下電器産業株式会社 | ニッケル―水素アルカリ蓄電池 |
| US5487961A (en) * | 1992-04-24 | 1996-01-30 | Eveready Battery Company, Inc. | Sintered metal electrode |
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