JPH09199137A - 蓄電池用極板 - Google Patents
蓄電池用極板Info
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- JPH09199137A JPH09199137A JP8009742A JP974296A JPH09199137A JP H09199137 A JPH09199137 A JP H09199137A JP 8009742 A JP8009742 A JP 8009742A JP 974296 A JP974296 A JP 974296A JP H09199137 A JPH09199137 A JP H09199137A
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- metal
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
- H01M4/80—Porous plates, e.g. sintered carriers
- H01M4/808—Foamed, spongy materials
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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
Abstract
(57)【要約】
【課題】集電体である発泡金属、あるいは金属繊維焼結
体等の金属多孔質基体に活物質が充填されて成る蓄電池
用極板において、金属多孔質基体の金属高密度部と活物
質充填部との境界における機械的強度の高い蓄電池用極
板を提供する。 【解決手段】集電体である発泡金属、あるいは金属繊維
焼結体等の金属多孔質基体に活物質が充填されて成る蓄
電池用極板の、集電端子３が配される金属高密度部２と
活物質充填部４との境界を滑らかな曲面（Ｒ部１）で構
成し、その曲率半径を０．４ｍｍ以上とする。
体等の金属多孔質基体に活物質が充填されて成る蓄電池
用極板において、金属多孔質基体の金属高密度部と活物
質充填部との境界における機械的強度の高い蓄電池用極
板を提供する。 【解決手段】集電体である発泡金属、あるいは金属繊維
焼結体等の金属多孔質基体に活物質が充填されて成る蓄
電池用極板の、集電端子３が配される金属高密度部２と
活物質充填部４との境界を滑らかな曲面（Ｒ部１）で構
成し、その曲率半径を０．４ｍｍ以上とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、集電体に発泡金
属、あるいは金属繊維焼結体等の金属多孔質基体を用い
た蓄電池用極板に関するものである。
属、あるいは金属繊維焼結体等の金属多孔質基体を用い
た蓄電池用極板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、蓄電池用極板、特に水酸化ニッケ
ルを活物質とするアルカリ蓄電池用ニッケル極では、電
池の高エネルギー密度を実現するため、単位体積当たり
に活物質を多量に充填可能な多孔度９５％程度の発泡金
属、あるいは金属繊維焼結体等の金属多孔質基体、つま
り集電体を用い、それに活物質を主体とする物質を充填
する、いわゆるペースト式ニッケル極が実用化されてき
ている。ペースト式ニッケル極では集電端子を取り付け
るために、集電体の一部を圧縮し、金属高密度部を形成
し、そこに集電端子である金属片を溶接等で配する手段
が採用されている。
ルを活物質とするアルカリ蓄電池用ニッケル極では、電
池の高エネルギー密度を実現するため、単位体積当たり
に活物質を多量に充填可能な多孔度９５％程度の発泡金
属、あるいは金属繊維焼結体等の金属多孔質基体、つま
り集電体を用い、それに活物質を主体とする物質を充填
する、いわゆるペースト式ニッケル極が実用化されてき
ている。ペースト式ニッケル極では集電端子を取り付け
るために、集電体の一部を圧縮し、金属高密度部を形成
し、そこに集電端子である金属片を溶接等で配する手段
が採用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記集電端子を取り付
ける手段では、集電端子である金属片と集電体の金属高
密度部との溶接部付近の機械的強度を高くすることは困
難である。その理由は、上記金属多孔質基体はその高多
孔度を実現するためにその骨格径あるいは繊維径を細く
する必要があり、破断しやすいためである。電池を組み
立てる工程においては溶接部付近に荷重や衝撃が加えら
れ易く、その部分で基体の破断が生じ、集電端子と集電
体との接続不良を起こす恐れがある。前記破断は、金属
高密度部と活物質充填部との境界で特に起こりやすい。
これは、電池を組み立てる工程では、集電端子に応力、
衝撃が加えられる機会が多く、その応力、衝撃が前記境
界に伝わることに起因する。本発明の目的は、金属多孔
質基体の金属高密度部と活物質充填部との境界における
機械的強度の高い蓄電池用極板を提供することである。
ける手段では、集電端子である金属片と集電体の金属高
密度部との溶接部付近の機械的強度を高くすることは困
難である。その理由は、上記金属多孔質基体はその高多
孔度を実現するためにその骨格径あるいは繊維径を細く
する必要があり、破断しやすいためである。電池を組み
立てる工程においては溶接部付近に荷重や衝撃が加えら
れ易く、その部分で基体の破断が生じ、集電端子と集電
体との接続不良を起こす恐れがある。前記破断は、金属
高密度部と活物質充填部との境界で特に起こりやすい。
これは、電池を組み立てる工程では、集電端子に応力、
衝撃が加えられる機会が多く、その応力、衝撃が前記境
界に伝わることに起因する。本発明の目的は、金属多孔
質基体の金属高密度部と活物質充填部との境界における
機械的強度の高い蓄電池用極板を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の、集電体である発泡金属、あるいは金属繊
維焼結体等の金属多孔質基体に活物質が充填されて成る
蓄電池用極板は、集電体の一部に活物質が実質的に充填
されない、圧縮された金属高密度部２を有し、金属高密
度部２に集電端子３が配され、金属高密度部２と活物質
充填部４との境界を滑らかな曲面（以下、Ｒ部と略記す
る）で構成し、その曲率半径を０．４ｍｍ以上とする。
め、本発明の、集電体である発泡金属、あるいは金属繊
維焼結体等の金属多孔質基体に活物質が充填されて成る
蓄電池用極板は、集電体の一部に活物質が実質的に充填
されない、圧縮された金属高密度部２を有し、金属高密
度部２に集電端子３が配され、金属高密度部２と活物質
充填部４との境界を滑らかな曲面（以下、Ｒ部と略記す
る）で構成し、その曲率半径を０．４ｍｍ以上とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、図１を参照しながらアルカ
リ蓄電池用ニッケル極を例に発明の実施の形態を説明す
る。まず、集電体である多孔度９５％のスポンジ状の発
泡ニッケル基体を用意し、その一部をプレスし、金属高
密度部２を形成する。このときＲ部１の曲率半径が０．
４ｍｍとなるよう調整した。次に金属高密度部２全体を
テフロン製の粘着テープで被覆した。その後、公知の方
法により水酸化ニッケル粉末、導電剤、カルボキシメチ
ルセルロース、水からなる活物質スラリーを前記発泡ニ
ッケル基体内に充填し、乾燥、プレスした。このとき金
属高密度部２は、テフロン製の粘着テープで被覆されて
いるため実質的に活物質は充填されていない。活物質充
填部４のみに活物質が充填されている。その後前記テフ
ロン製の粘着テープをはがし、幅３ｍｍの金属ニッケル
からなる集電端子３と金属高密度部２を公知の方法でス
ポット溶接し、アルカリ蓄電池用ニッケル極を作製し
た。前記溶接面積は９ｍｍ2とした。Ｒ部１の曲率半径
を０．４ｍｍより小さくすると、金属高密度部２と活物
質充填部４との境界付近における発泡ニッケル基体の骨
格が損傷を受けやすくなり、境界部の機械的強度が低下
する。Ｒ部１の曲率半径を０．４ｍｍより大きくするこ
とにより、境界付近における発泡ニッケル基体の骨格の
損傷が緩和され、その後の電池作製工程において、境界
付近に加えられる応力又は衝撃に耐え得る機械的強度が
得られる。
リ蓄電池用ニッケル極を例に発明の実施の形態を説明す
る。まず、集電体である多孔度９５％のスポンジ状の発
泡ニッケル基体を用意し、その一部をプレスし、金属高
密度部２を形成する。このときＲ部１の曲率半径が０．
４ｍｍとなるよう調整した。次に金属高密度部２全体を
テフロン製の粘着テープで被覆した。その後、公知の方
法により水酸化ニッケル粉末、導電剤、カルボキシメチ
ルセルロース、水からなる活物質スラリーを前記発泡ニ
ッケル基体内に充填し、乾燥、プレスした。このとき金
属高密度部２は、テフロン製の粘着テープで被覆されて
いるため実質的に活物質は充填されていない。活物質充
填部４のみに活物質が充填されている。その後前記テフ
ロン製の粘着テープをはがし、幅３ｍｍの金属ニッケル
からなる集電端子３と金属高密度部２を公知の方法でス
ポット溶接し、アルカリ蓄電池用ニッケル極を作製し
た。前記溶接面積は９ｍｍ2とした。Ｒ部１の曲率半径
を０．４ｍｍより小さくすると、金属高密度部２と活物
質充填部４との境界付近における発泡ニッケル基体の骨
格が損傷を受けやすくなり、境界部の機械的強度が低下
する。Ｒ部１の曲率半径を０．４ｍｍより大きくするこ
とにより、境界付近における発泡ニッケル基体の骨格の
損傷が緩和され、その後の電池作製工程において、境界
付近に加えられる応力又は衝撃に耐え得る機械的強度が
得られる。
【０００６】
【実施例】上述したように作製したアルカリ蓄電池用ニ
ッケル極を実施例１とする。また、上述したＲ部の曲率
半径を０．１ｍｍ、０．２ｍｍ、０．３ｍｍ、０．５ｍ
ｍ、０．６ｍｍとし、それ以外は実施例１と同条件で作
製したアルカリ蓄電池用ニッケル極をそれぞれ比較例
１、比較例２、比較例３、実施例２、実施例３とした。
これらの極板について以下の試験を実施した。
ッケル極を実施例１とする。また、上述したＲ部の曲率
半径を０．１ｍｍ、０．２ｍｍ、０．３ｍｍ、０．５ｍ
ｍ、０．６ｍｍとし、それ以外は実施例１と同条件で作
製したアルカリ蓄電池用ニッケル極をそれぞれ比較例
１、比較例２、比較例３、実施例２、実施例３とした。
これらの極板について以下の試験を実施した。
【０００７】（実験１）実施例１〜３、比較例１〜３の
極板について、引っ張り試験を実施した。試験条件は、
図１（ａ）における極板下端部を固定し、集電端子３を
その長手方向に０．５ｃｍ／秒の速度で引っ張るもので
ある。そのときの最大荷重とＲ部の曲率半径との関係を
図２に示す。試験に供した極板枚数は、実施例１〜３、
比較例１〜３それぞれ１０枚ずつである。図２から明ら
かなように、Ｒ部の曲率半径が０．４ｍｍまでは、Ｒ部
の曲率半径が大きくなるに従い引っ張り強度が増加し、
Ｒ部の曲率半径が０．４ｍｍ以上では、引っ張り強度の
増加がほぼ飽和状態となることがわかる。この結果は、
Ｒ部の曲率半径を調整することにより、金属高密度部と
活物質充填部との境界付近の機械的強度を増加させるこ
とができることを示している。
極板について、引っ張り試験を実施した。試験条件は、
図１（ａ）における極板下端部を固定し、集電端子３を
その長手方向に０．５ｃｍ／秒の速度で引っ張るもので
ある。そのときの最大荷重とＲ部の曲率半径との関係を
図２に示す。試験に供した極板枚数は、実施例１〜３、
比較例１〜３それぞれ１０枚ずつである。図２から明ら
かなように、Ｒ部の曲率半径が０．４ｍｍまでは、Ｒ部
の曲率半径が大きくなるに従い引っ張り強度が増加し、
Ｒ部の曲率半径が０．４ｍｍ以上では、引っ張り強度の
増加がほぼ飽和状態となることがわかる。この結果は、
Ｒ部の曲率半径を調整することにより、金属高密度部と
活物質充填部との境界付近の機械的強度を増加させるこ
とができることを示している。
【０００８】（実験２）実施例１〜３、比較例１〜３そ
れぞれ１０００枚用いて、円筒形ニッケル―カドミウム
電池を同条件で１０００個作製した。その際の集電端子
と集電体との接続不良個数を表１に示した。集電端子と
電極との接続不良の判断は、出来上がった電池の電圧を
測定し、その中で０Ｖとなったものを解体し、目視で行
った。
れぞれ１０００枚用いて、円筒形ニッケル―カドミウム
電池を同条件で１０００個作製した。その際の集電端子
と集電体との接続不良個数を表１に示した。集電端子と
電極との接続不良の判断は、出来上がった電池の電圧を
測定し、その中で０Ｖとなったものを解体し、目視で行
った。
【０００９】
【表１】
【００１０】表１から明らかなように、本発明により、
電池作製時の集電端子と電極との接続不良を起こした電
池の個数を０にすることができた。従って、図１、表１
からわかるように、本発明により、アルカリ蓄電池製造
に際する金属多孔質基体の金属高密度部と活物質充填部
との境界への機械的応力、衝撃に耐えうる、機械的強度
の高いアルカリ蓄電池用極板を提供することができた。
電池作製時の集電端子と電極との接続不良を起こした電
池の個数を０にすることができた。従って、図１、表１
からわかるように、本発明により、アルカリ蓄電池製造
に際する金属多孔質基体の金属高密度部と活物質充填部
との境界への機械的応力、衝撃に耐えうる、機械的強度
の高いアルカリ蓄電池用極板を提供することができた。
【００１１】本実施例では、集電体に発泡ニッケルを用
いたが、ニッケル以外の金属、又は金属繊維を焼結させ
た集電体を用いた場合でも同様の効果が得られる。また
本実施例ではアルカリ蓄電池用ニッケル極を用いたが、
特にこれに限定されない。
いたが、ニッケル以外の金属、又は金属繊維を焼結させ
た集電体を用いた場合でも同様の効果が得られる。また
本実施例ではアルカリ蓄電池用ニッケル極を用いたが、
特にこれに限定されない。
【００１２】
【発明の効果】本発明により、金属多孔質基体の金属高
密度部と活物質充填部との境界における機械的強度の高
い蓄電池用極板を提供することができた。
密度部と活物質充填部との境界における機械的強度の高
い蓄電池用極板を提供することができた。
【図１】（ａ）は、本発明の蓄電池用極板の正面図であ
る。（ｂ）は、（ａ）におけるＡ―Ａ’断面図である。
（ｃ）は、（ａ）におけるＢ―Ｂ’断面図である。
る。（ｂ）は、（ａ）におけるＡ―Ａ’断面図である。
（ｃ）は、（ａ）におけるＢ―Ｂ’断面図である。
【図２】実施例１〜３、比較例１〜３の極板について、
引っ張り試験を実施した際のＲ部曲率半径と引っ張り強
度との関係を示す図である。
引っ張り試験を実施した際のＲ部曲率半径と引っ張り強
度との関係を示す図である。
１．Ｒ部 ２．金属高密度部 ３．集電端子 ４．活物質充填部
Claims (1)
- 【請求項１】集電体である発泡金属、あるいは金属繊維
焼結体等の金属多孔質基体に活物質が充填されて成る蓄
電池用極板において、集電体の一部に活物質が実質的に
充填されない、圧縮された金属高密度部を有し、金属高
密度部に集電端子が配され、金属高密度部と活物質充填
部との境界を滑らかな曲面（Ｒ部）で構成し、その曲率
半径を０．４ｍｍ以上とすることを特徴とする蓄電池用
極板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8009742A JPH09199137A (ja) | 1996-01-24 | 1996-01-24 | 蓄電池用極板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8009742A JPH09199137A (ja) | 1996-01-24 | 1996-01-24 | 蓄電池用極板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09199137A true JPH09199137A (ja) | 1997-07-31 |
Family
ID=11728772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8009742A Pending JPH09199137A (ja) | 1996-01-24 | 1996-01-24 | 蓄電池用極板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09199137A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0917221A1 (en) * | 1997-11-18 | 1999-05-19 | SANYO ELECTRIC Co., Ltd. | Cylindrical alkaline storage battery and manufacturing method of the same |
| WO2012111702A1 (ja) * | 2011-02-18 | 2012-08-23 | 住友電気工業株式会社 | 集電体用三次元網状アルミニウム多孔体及びその製造方法 |
| WO2012111657A1 (ja) * | 2011-02-18 | 2012-08-23 | 住友電気工業株式会社 | 集電体用三次元網状アルミニウム多孔体、該アルミニウム多孔体を用いた集電体、電極、非水電解質電池、キャパシタ及びリチウムイオンキャパシタ |
| JPWO2012111608A1 (ja) * | 2011-02-18 | 2014-07-07 | 住友電気工業株式会社 | 三次元網状アルミニウム多孔体を用いた集電体及び該集電体を用いた電極並びに該電極を用いた非水電解質電池、非水電解液を用いたキャパシタ及びリチウムイオンキャパシタ並びに電極の製造方法 |
| WO2021189380A1 (zh) * | 2020-03-26 | 2021-09-30 | 宁德新能源科技有限公司 | 电化学装置和电子装置 |
-
1996
- 1996-01-24 JP JP8009742A patent/JPH09199137A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0917221A1 (en) * | 1997-11-18 | 1999-05-19 | SANYO ELECTRIC Co., Ltd. | Cylindrical alkaline storage battery and manufacturing method of the same |
| WO2012111702A1 (ja) * | 2011-02-18 | 2012-08-23 | 住友電気工業株式会社 | 集電体用三次元網状アルミニウム多孔体及びその製造方法 |
| WO2012111657A1 (ja) * | 2011-02-18 | 2012-08-23 | 住友電気工業株式会社 | 集電体用三次元網状アルミニウム多孔体、該アルミニウム多孔体を用いた集電体、電極、非水電解質電池、キャパシタ及びリチウムイオンキャパシタ |
| JP2012186134A (ja) * | 2011-02-18 | 2012-09-27 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 集電体用三次元網状アルミニウム多孔体及びその製造方法 |
| CN103348427A (zh) * | 2011-02-18 | 2013-10-09 | 住友电气工业株式会社 | 集电体用三维网状铝多孔体及其制备方法 |
| CN103370757A (zh) * | 2011-02-18 | 2013-10-23 | 住友电气工业株式会社 | 用于集电体的三维网状铝多孔体和均使用了该铝多孔体的集电体、电极、非水电解质电池、电容器和锂离子电容器 |
| JPWO2012111608A1 (ja) * | 2011-02-18 | 2014-07-07 | 住友電気工業株式会社 | 三次元網状アルミニウム多孔体を用いた集電体及び該集電体を用いた電極並びに該電極を用いた非水電解質電池、非水電解液を用いたキャパシタ及びリチウムイオンキャパシタ並びに電極の製造方法 |
| US9390866B2 (en) | 2011-02-18 | 2016-07-12 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Three-dimensional network aluminum porous body for current collector, and current collector, electrode, nonaqueous electrolyte battery, capacitor and lithium-ion capacitor, each using aluminum porous body |
| WO2021189380A1 (zh) * | 2020-03-26 | 2021-09-30 | 宁德新能源科技有限公司 | 电化学装置和电子装置 |
| CN113661605A (zh) * | 2020-03-26 | 2021-11-16 | 宁德新能源科技有限公司 | 电化学装置和电子装置 |
| CN113661605B (zh) * | 2020-03-26 | 2023-06-27 | 宁德新能源科技有限公司 | 电化学装置和电子装置 |
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