JPH0869799A - アルカリ電池用電極支持体および電極ならびに該電極支持体の製造方法 - Google Patents
アルカリ電池用電極支持体および電極ならびに該電極支持体の製造方法Info
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- JPH0869799A JPH0869799A JP6206584A JP20658494A JPH0869799A JP H0869799 A JPH0869799 A JP H0869799A JP 6206584 A JP6206584 A JP 6206584A JP 20658494 A JP20658494 A JP 20658494A JP H0869799 A JPH0869799 A JP H0869799A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
(57)【要約】
【目的】 活物質中のＣｏ添加量を低減することがで
き、しかも放電時の電子導電性を向上させることができ
るアルカリ電池用電極支持体を提供する。 【構成】 三次元的に連続な気孔を有するＮｉ等の金属
多孔体１からなり、該金属多孔体１の少なくとも表面に
は、コバルトを含有する層２が形成される。アルカリ電
池用電極は、このような金属多孔体に活物質を充填して
なる。
き、しかも放電時の電子導電性を向上させることができ
るアルカリ電池用電極支持体を提供する。 【構成】 三次元的に連続な気孔を有するＮｉ等の金属
多孔体１からなり、該金属多孔体１の少なくとも表面に
は、コバルトを含有する層２が形成される。アルカリ電
池用電極は、このような金属多孔体に活物質を充填して
なる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アルカリ電池の電極に
用いられる金属多孔体（電極支持体）およびその製造方
法ならびに該金属多孔体を用いた電極に関する。
用いられる金属多孔体（電極支持体）およびその製造方
法ならびに該金属多孔体を用いた電極に関する。
【０００２】
【従来の技術】ニッケル−水素電池やニッケル−カドミ
ウム電池等のアルカリ蓄電池において、正極活物質には
水酸化ニッケルが用いられる。電池に充填されたβ構造
のＮｉ（ＯＨ）2 は、充電によってβ−ＮｉＯＯＨに変
換され、活物質として利用される。
ウム電池等のアルカリ蓄電池において、正極活物質には
水酸化ニッケルが用いられる。電池に充填されたβ構造
のＮｉ（ＯＨ）2 は、充電によってβ−ＮｉＯＯＨに変
換され、活物質として利用される。
【０００３】一方、β−Ｎｉ（ＯＨ）2 は、アルカリ水
溶液中で安定な絶縁体であるため、電極に接触した粒子
が放電によって完全にβ−Ｎｉ（ＯＨ）2 に変化する
と、それに隣接した粒子へ電子が供給できなくなり、活
物質の利用率が低下する。そこで、ニッケルの一部をコ
バルトで置換えた活物質が一般的に用いられる。コバル
トが存在すると、充電時生成したＣｏＯＯＨがＣｏ（Ｏ
Ｈ）2 に還元されにくく、放電時の電子導電性が保たれ
る。
溶液中で安定な絶縁体であるため、電極に接触した粒子
が放電によって完全にβ−Ｎｉ（ＯＨ）2 に変化する
と、それに隣接した粒子へ電子が供給できなくなり、活
物質の利用率が低下する。そこで、ニッケルの一部をコ
バルトで置換えた活物質が一般的に用いられる。コバル
トが存在すると、充電時生成したＣｏＯＯＨがＣｏ（Ｏ
Ｈ）2 に還元されにくく、放電時の電子導電性が保たれ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、Ｃｏは高価で
ある上、その添加量が５〜１０％と多いため、電池のコ
ストダウン、容量向上の点からＣｏ添加量の低減が強く
求められていた。
ある上、その添加量が５〜１０％と多いため、電池のコ
ストダウン、容量向上の点からＣｏ添加量の低減が強く
求められていた。
【０００５】本発明の目的は、活物質中のＣｏ添加量を
低減することができ、しかも放電時の電子導電性を向上
させることができる電極支持体および電極を提供するこ
とである。
低減することができ、しかも放電時の電子導電性を向上
させることができる電極支持体および電極を提供するこ
とである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、アルカリ
電池において活物質の利用率を向上させるため鋭意検討
を行なった結果、活物質と集電体との間の電気的接触の
劣化を防止することが重要であることを見出した。そし
て、集電体の表面にコバルト含有層を形成することが、
活物質の利用率の向上につながることを見出し本発明に
至った。
電池において活物質の利用率を向上させるため鋭意検討
を行なった結果、活物質と集電体との間の電気的接触の
劣化を防止することが重要であることを見出した。そし
て、集電体の表面にコバルト含有層を形成することが、
活物質の利用率の向上につながることを見出し本発明に
至った。
【０００７】本発明のアルカリ電池用電極支持体は、活
物質を充填してアルカリ電池用電極を形成するための支
持体であって、三次元的に連続な気孔を有する金属多孔
体からなり、前記金属多孔体の少なくとも表面には、コ
バルトを含有する層が形成されていることを特徴とす
る。
物質を充填してアルカリ電池用電極を形成するための支
持体であって、三次元的に連続な気孔を有する金属多孔
体からなり、前記金属多孔体の少なくとも表面には、コ
バルトを含有する層が形成されていることを特徴とす
る。
【０００８】本発明に従うアルカリ電池用電極は、三次
元的に連続な気孔を有し、少なくとも表面にコバルトを
含有する層が形成されている金属多孔体に、活物質を充
填してなることを特徴とする。
元的に連続な気孔を有し、少なくとも表面にコバルトを
含有する層が形成されている金属多孔体に、活物質を充
填してなることを特徴とする。
【０００９】本発明に従うアルカリ電池用電極支持体の
製造方法は、三次元的連続気孔を有する金属多孔体を準
備し、その表面にコバルトを含有する層を形成させるこ
とを特徴とする。
製造方法は、三次元的連続気孔を有する金属多孔体を準
備し、その表面にコバルトを含有する層を形成させるこ
とを特徴とする。
【００１０】金属不織布、発泡金属等の金属多孔体の表
面にコバルト含有層を形成する方法として、めっき、蒸
着、スパッタ、塗布など種々の方法を用いることができ
る。コバルト含有層の形成のため、たとえば水酸化コバ
ルト、金属コバルト、酸化コバルト等の材料が用いられ
る。コバルト含有層の形成をめっきで行なう場合、金属
多孔体の形成時にコバルトめっきまたはＮｉ／Ｃｏ合金
めっきを行なえばよい。
面にコバルト含有層を形成する方法として、めっき、蒸
着、スパッタ、塗布など種々の方法を用いることができ
る。コバルト含有層の形成のため、たとえば水酸化コバ
ルト、金属コバルト、酸化コバルト等の材料が用いられ
る。コバルト含有層の形成をめっきで行なう場合、金属
多孔体の形成時にコバルトめっきまたはＮｉ／Ｃｏ合金
めっきを行なえばよい。
【００１１】金属不織布、発泡金属等の金属多孔体は、
たとえば次のようにして形成することができる。たとえ
ば、基材上に無電解めっきを行なって導電性を付与した
後、電気めっきを行ない、次いで基材を分解除去するこ
とによりめっきによる金属多孔体が得られる。また、基
材にカーボンを塗布して導電性を付与した後、電気めっ
きを行ない、次いで基材を分解除去することにより、め
っきによる金属多孔体が得られる。さらに、基材上にス
パッタリング等で金属を蒸着させ、導電性を付与した
後、電気めっきを行ない、次いで基材を分解除去するこ
とにより金属多孔体が得られる。
たとえば次のようにして形成することができる。たとえ
ば、基材上に無電解めっきを行なって導電性を付与した
後、電気めっきを行ない、次いで基材を分解除去するこ
とによりめっきによる金属多孔体が得られる。また、基
材にカーボンを塗布して導電性を付与した後、電気めっ
きを行ない、次いで基材を分解除去することにより、め
っきによる金属多孔体が得られる。さらに、基材上にス
パッタリング等で金属を蒸着させ、導電性を付与した
後、電気めっきを行ない、次いで基材を分解除去するこ
とにより金属多孔体が得られる。
【００１２】これらの方法において、基材としては、三
次元的連続気孔を有する多孔体が用いられる。このよう
な多孔体として、たとえばウレタンフォーム、またはポ
リエチレンもしくはポリプロピレン等からなるポリマー
不織布などの多孔性ポリマー材が好ましく用いられる。
次元的連続気孔を有する多孔体が用いられる。このよう
な多孔体として、たとえばウレタンフォーム、またはポ
リエチレンもしくはポリプロピレン等からなるポリマー
不織布などの多孔性ポリマー材が好ましく用いられる。
【００１３】無分解めっきには、たとえば還元剤として
次亜リン酸またはホウ素化合物等が用いる無電解ニッケ
ルめっきを行なうことができる。ホウ素化合物には、た
とえば水素化ホウ素化合物、ジメチルアミンボランなど
がある。無電解めっきでは、支持体上にたとえばＰｄ／
Ｓｎ触媒を吸着させた後、触媒を活性化し、次いでニッ
ケルおよび還元剤を含むめっき液に基材を浸漬する。無
電解めっきの後、めっき重量等を調節する目的で、電気
ニッケルめっきを行なうことができる。次いで、たとえ
ば酸素雰囲気中での熱処理により基材を分解除去するこ
とができる。その後、得られた金属多孔体は、たとえば
水素などの還元性雰囲気中で熱処理することによって集
電体としての金属多孔体をもたらす。このようなプロセ
スにおいて、コバルト含有層は、電気ニッケルめっきの
後、コバルトめっきまたはＮｉ／Ｃｏ合金めっきにより
形成することができる。またコバルト含有層は、基材を
熱処理により除去した後の工程において形成してもよ
い。なお、表面のコバルト含有量を調節するため、たと
えば、コバルト含有層を形成した後、熱処理し、コバル
トをニッケル中に拡散させてもよい。
次亜リン酸またはホウ素化合物等が用いる無電解ニッケ
ルめっきを行なうことができる。ホウ素化合物には、た
とえば水素化ホウ素化合物、ジメチルアミンボランなど
がある。無電解めっきでは、支持体上にたとえばＰｄ／
Ｓｎ触媒を吸着させた後、触媒を活性化し、次いでニッ
ケルおよび還元剤を含むめっき液に基材を浸漬する。無
電解めっきの後、めっき重量等を調節する目的で、電気
ニッケルめっきを行なうことができる。次いで、たとえ
ば酸素雰囲気中での熱処理により基材を分解除去するこ
とができる。その後、得られた金属多孔体は、たとえば
水素などの還元性雰囲気中で熱処理することによって集
電体としての金属多孔体をもたらす。このようなプロセ
スにおいて、コバルト含有層は、電気ニッケルめっきの
後、コバルトめっきまたはＮｉ／Ｃｏ合金めっきにより
形成することができる。またコバルト含有層は、基材を
熱処理により除去した後の工程において形成してもよ
い。なお、表面のコバルト含有量を調節するため、たと
えば、コバルト含有層を形成した後、熱処理し、コバル
トをニッケル中に拡散させてもよい。
【００１４】電極形成のため、集電体としての金属多孔
体には活物質が充填される。活物質には、たとえば、水
酸化ニッケルを主成分とする混合物が用いられる。混合
物における他の成分として、酸化亜鉛などの亜鉛化合物
や水酸化コバルト等のコバルト含有物質を添加すること
ができる。コバルト含有物質の添加量は最小限に抑えら
れる。そのほかに、ポリビニルアルコールやカルボキシ
メチルセルロースなどを水に加えてなる結着剤等を用い
てもよい。
体には活物質が充填される。活物質には、たとえば、水
酸化ニッケルを主成分とする混合物が用いられる。混合
物における他の成分として、酸化亜鉛などの亜鉛化合物
や水酸化コバルト等のコバルト含有物質を添加すること
ができる。コバルト含有物質の添加量は最小限に抑えら
れる。そのほかに、ポリビニルアルコールやカルボキシ
メチルセルロースなどを水に加えてなる結着剤等を用い
てもよい。
【００１５】本発明に従う電極支持体および電極は、ニ
ッケル−カドミウム電池、ニッケル−水素電池などのア
ルカリ蓄電池に適用される。
ッケル−カドミウム電池、ニッケル−水素電池などのア
ルカリ蓄電池に適用される。
【００１６】
【発明の作用効果】電極支持体にコバルト含有層を設け
ることにより、電極支持体と活物質との間の放電時にお
ける電子導電性を改善することができる。これにより、
電子導電性の保持のため従来活物質中に添加されていた
Ｃｏの量を低減することができる。一方、上記コバルト
含有層におけるＣｏの量はわずかですみ、全体としてＣ
ｏの添加量は低減され、電池にかかるコストの削減が可
能となる。さらに、コバルト含有層によって電子導電性
を改善することにより、電池の容量を向上させることが
できる。
ることにより、電極支持体と活物質との間の放電時にお
ける電子導電性を改善することができる。これにより、
電子導電性の保持のため従来活物質中に添加されていた
Ｃｏの量を低減することができる。一方、上記コバルト
含有層におけるＣｏの量はわずかですみ、全体としてＣ
ｏの添加量は低減され、電池にかかるコストの削減が可
能となる。さらに、コバルト含有層によって電子導電性
を改善することにより、電池の容量を向上させることが
できる。
【００１７】
【実施例】以下に実施例により本発明をより詳細に説明
するが、これらは本発明を何ら限定するものではない。
するが、これらは本発明を何ら限定するものではない。
【００１８】実施例１ 目付重量３７０ｇ／ｍ2 のＮｉ発泡金属（セルメット
（商標）Ｎｏ．＃７、住友電気工業株式会社製）にＣｏ
を４ｇ／ｍ2 で電気めっきした。得られた発泡金属を洗
浄、乾燥した後、３．３ｃｍ×１８．５ｃｍの大きさに
切断し、電気の取出端子を溶接した。次に、金属コバル
トを４重量％含有する水酸化ニッケルを１０ｇ発泡金属
に充填した後、０．７５ｍｍにプレスし、正極を得た。
この正極に含有されるＣｏは０．４２ｇであった。得ら
れた正極と、水素吸蔵合金を用いる負極およびポリプロ
ピレン不織布製セパレータとを一緒に捲回し、サブＣ型
ニッケル−水素電池を作製した。得られた電池をＡとす
る。この電池について４０℃×１Ｃでの充放電試験を行
なった。
（商標）Ｎｏ．＃７、住友電気工業株式会社製）にＣｏ
を４ｇ／ｍ2 で電気めっきした。得られた発泡金属を洗
浄、乾燥した後、３．３ｃｍ×１８．５ｃｍの大きさに
切断し、電気の取出端子を溶接した。次に、金属コバル
トを４重量％含有する水酸化ニッケルを１０ｇ発泡金属
に充填した後、０．７５ｍｍにプレスし、正極を得た。
この正極に含有されるＣｏは０．４２ｇであった。得ら
れた正極と、水素吸蔵合金を用いる負極およびポリプロ
ピレン不織布製セパレータとを一緒に捲回し、サブＣ型
ニッケル−水素電池を作製した。得られた電池をＡとす
る。この電池について４０℃×１Ｃでの充放電試験を行
なった。
【００１９】比較例１ 目付重量３７０ｇ／ｍ2 のＮｉ発泡金属（セルメット
（商標）Ｎｏ．＃７、住友電気工業株式会社製）を３．
３ｃｍ×１８．５ｃｍの大きさに切断し、電気の取出端
子を溶接した。次に、コバルトを６重量％含む水酸化ニ
ッケルを主成分とする活物質を１０ｇ発泡金属に充填し
た後、０．７５ｍｍにプレスし、正極を得た。この正極
に含有されるＣｏは０．６０ｇである。得られた正極
と、水素吸蔵合金を用いる負極およびポリプロピレン不
織布製セパレータとを一緒に巻いて、サブＣ型ニッケル
−水素電池を作製した。得られた電池をＢとする。この
電池について４０℃×１Ｃでの充放電試験を行なった。
（商標）Ｎｏ．＃７、住友電気工業株式会社製）を３．
３ｃｍ×１８．５ｃｍの大きさに切断し、電気の取出端
子を溶接した。次に、コバルトを６重量％含む水酸化ニ
ッケルを主成分とする活物質を１０ｇ発泡金属に充填し
た後、０．７５ｍｍにプレスし、正極を得た。この正極
に含有されるＣｏは０．６０ｇである。得られた正極
と、水素吸蔵合金を用いる負極およびポリプロピレン不
織布製セパレータとを一緒に巻いて、サブＣ型ニッケル
−水素電池を作製した。得られた電池をＢとする。この
電池について４０℃×１Ｃでの充放電試験を行なった。
【００２０】比較例２ 目付重量３７０ｇ／ｍ2 のＮｉ発泡金属（セルメット
（商標）Ｎｏ．＃７、住友電気工業株式会社製）を３．
３ｃｍ×１８．５ｃｍの大きさに切断し、電気の取出端
子を溶接した。次に、コバルトを４．２重量％含む水酸
化ニッケルを主成分とする活物質を１０ｇ発泡金属に充
填した後、０．７５ｍｍにプレスし、正極を得た。この
正極に含有されるＣｏは０．４２ｇである。得られた正
極と、水素吸蔵合金を用いる負極およびポリプロピレン
不織布製セパレータとを一緒に巻いて、サブＣ型ニッケ
ル−水素電池を作製した。得られた電池をＣとする。こ
の電池について４０℃×１Ｃでの充放電試験を行なっ
た。
（商標）Ｎｏ．＃７、住友電気工業株式会社製）を３．
３ｃｍ×１８．５ｃｍの大きさに切断し、電気の取出端
子を溶接した。次に、コバルトを４．２重量％含む水酸
化ニッケルを主成分とする活物質を１０ｇ発泡金属に充
填した後、０．７５ｍｍにプレスし、正極を得た。この
正極に含有されるＣｏは０．４２ｇである。得られた正
極と、水素吸蔵合金を用いる負極およびポリプロピレン
不織布製セパレータとを一緒に巻いて、サブＣ型ニッケ
ル−水素電池を作製した。得られた電池をＣとする。こ
の電池について４０℃×１Ｃでの充放電試験を行なっ
た。
【００２１】充放電試験の結果を表１に示す。電池Ａで
は、電極へのコバルト添加量が多い電池Ｂと同等の性能
が得られ、本発明によればコバルト添加量を低減できる
ことを示している。また、電池Ａでは、電極へのコバル
ト添加量が同じ電池Ｃに比べて初期から容量が多く、電
池容量が向上している。
は、電極へのコバルト添加量が多い電池Ｂと同等の性能
が得られ、本発明によればコバルト添加量を低減できる
ことを示している。また、電池Ａでは、電極へのコバル
ト添加量が同じ電池Ｃに比べて初期から容量が多く、電
池容量が向上している。
【００２２】
【表１】
【図１】本発明に従う電極用支持体を模式的に示す断面
図である。主に金属ニッケル等からなる金属多孔体の骨
格１上には、コバルト含有層２が形成される。
図である。主に金属ニッケル等からなる金属多孔体の骨
格１上には、コバルト含有層２が形成される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂本 健 大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友電 気工業株式会社大阪製作所内 (72)発明者 細江 晃久 大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友電 気工業株式会社大阪製作所内
Claims (3)
- 【請求項１】 活物質を充填してアルカリ電池用電極を
形成するための電極支持体であって、 三次元的に連続な気孔を有する金属多孔体からなり、前
記金属多孔体の少なくとも表面には、コバルトを含有す
る層が形成されていることを特徴とする、アルカリ電池
用電極支持体。 - 【請求項２】 三次元的に連続な気孔を有し、少なくと
も表面にコバルトを含有する層が形成されている金属多
孔体に、活物質を充填してなることを特徴とする、アル
カリ電池用電極。 - 【請求項３】 三次元的連続気孔を有する金属多孔体を
準備し、その表面にコバルトを含有する層を形成させる
ことを特徴とする、アルカリ電池用電極支持体の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6206584A JPH0869799A (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | アルカリ電池用電極支持体および電極ならびに該電極支持体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6206584A JPH0869799A (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | アルカリ電池用電極支持体および電極ならびに該電極支持体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0869799A true JPH0869799A (ja) | 1996-03-12 |
Family
ID=16525828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6206584A Withdrawn JPH0869799A (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | アルカリ電池用電極支持体および電極ならびに該電極支持体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0869799A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000228198A (ja) * | 1999-01-27 | 2000-08-15 | Scps Soc De Conseil & De Prospective Scient Sa | 亜鉛陽極のアルカリ性二次的電気化学発生器 |
| WO2021130849A1 (ja) * | 2019-12-24 | 2021-07-01 | 住友電気工業株式会社 | 多孔体、およびそれを含む燃料電池 |
-
1994
- 1994-08-31 JP JP6206584A patent/JPH0869799A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000228198A (ja) * | 1999-01-27 | 2000-08-15 | Scps Soc De Conseil & De Prospective Scient Sa | 亜鉛陽極のアルカリ性二次的電気化学発生器 |
| WO2021130849A1 (ja) * | 2019-12-24 | 2021-07-01 | 住友電気工業株式会社 | 多孔体、およびそれを含む燃料電池 |
| JPWO2021130849A1 (ja) * | 2019-12-24 | 2021-07-01 | ||
| US11757106B2 (en) | 2019-12-24 | 2023-09-12 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Porous body and fuel cell including the same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20011106 |