JPH09213340A - アルカリ蓄電池用極板 - Google Patents

アルカリ蓄電池用極板

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JPH09213340A
JPH09213340A JP8014209A JP1420996A JPH09213340A JP H09213340 A JPH09213340 A JP H09213340A JP 8014209 A JP8014209 A JP 8014209A JP 1420996 A JP1420996 A JP 1420996A JP H09213340 A JPH09213340 A JP H09213340A
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JP
Japan
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plate
corners
perforated plate
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opening
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Application number
JP8014209A
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English (en)
Inventor
Takanori Tamagawa
啓典 玉川
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Resonac Corp
Original Assignee
Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】活物質保持能力を低下させずに集電性を向上さ
せることができ、且つ打ち抜き加工に用いる金型の摩耗
を抑制することのできる穿孔板を用いたアルカリ蓄電池
用極板を提供する。 【解決手段】開孔率が40%以上で、開孔部2が多数分
散配置されている穿孔板1を集電体とするアルカリ蓄電
池用極板において、穿孔板1の開孔部2の形状が楕円形
あるいは四隅が丸くなっている長穴で構成され、楕円形
あるいは四隅が丸くなっている長穴の内径の、(最大値
/最小値)の値を1.010以上とし、且つ前記楕円形
あるいは四隅が丸くなっている長穴を構成する曲線の最
小のRを0.35mm以上とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、穿孔板を集電体に
用いるアルカリ蓄電池用極板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】アルカリ蓄電池用極板は、鋼板にニッケ
ル鍍金を施した40%以上の開孔部占有面積(以下、開
口率と略記する)の穿孔板を集電体として使用している
ものがある。代表的な穿孔板は、特開平3―14155
4号公報に開示されているような開孔部の形状が真円
で、開孔部が多数分散配置されているのものである。ま
た通常、開孔部の穴径は1〜3mm程度のものが用いら
れている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】開孔部の形状が穴径1
〜3mm程度の真円で、且つ開口率が40%以上の穿孔
板をアルカリ蓄電池用極板に用いた場合、開孔部の中央
に位置する活物質に対する集電性は、他の部分に位置す
る活物質に比して低い。その理由は、前記開孔部の円の
中央に位置する活物質は、集電体である穿孔板との距離
が他の部分に位置する活物質よりも長いためである。通
常の、穿孔板を用いたアルカリ蓄電池用極板の厚みは、
穿孔板の厚さも含めて1mm以下であるため、活物質と
集電体との距離が最も長いのは、開孔部の中央に位置す
る活物質である。このように活物質の集電性の低い部分
を有しているため、そこでの活物質を有効に活用できて
いない問題点があった。上記問題点を解決するには、開
孔部の真円穴径を1〜3mmとせずに、1mmよりも大
幅に小さくすることで、活物質と集電体との距離の最大
値を従来よりも小さくし、且つ40%以上の開口率を有
するよう設計する考えがある。しかしながら、そのよう
な穿孔板を製造するには、開孔部を形成するための打ち
抜き金型に微細な加工が要求されるためコスト高とな
る。その上、微細な加工を施した打ち抜き金型は摩耗が
激しく、その寿命が短くなる。そこで本発明の目的は、
活物質保持能力を低下させずに集電性を向上させること
ができ、且つ打ち抜き加工に用いる金型の摩耗を抑制で
きる穿孔板を用いたアルカリ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】上記問題を解決するため
に、本発明に係るアルカリ蓄電池用極板は、開孔率が4
0%以上で、開孔部2が多数分散配置されている穿孔板
1を集電体とするものであり、穿孔板1の開孔部2の形
状が楕円形あるいは四隅が丸くなっている長穴で構成さ
れ、楕円形あるいは四隅が丸くなっている長穴の内径
の、(最大値/最小値)の値を1.010以上とし、且
つ前記楕円形あるいは四隅が丸くなっている長穴を構成
する曲線の最小のRを0.35mm以上とすることを特
徴とする。開孔部の形状が楕円の実施例の場合、Rは厳
密な意味で円弧ではないが、擬似的に円弧とみなしてR
を測定した。図2は、一つの開孔部の形状を示したもの
である。(A)は従来の開孔部であり、形状が真円のも
のである。ここで開孔部の中心から穿孔板の金属部分ま
での距離はaである。(B)は、(A)と同面積で、開
孔部の形状を楕円にした本発明のものである。ここで
は、開孔部の中心から穿孔板の金属部分までの最短距離
はb、最長距離はcである。(C)は、(A)と実質的
に同面積で、開孔部の形状を四隅が丸くなっている長穴
にした本発明のものである。ここでは、開孔部の中心か
ら穿孔板の金属部分までの最短距離はd、最長距離はe
である。図2(A)〜(C)の、開孔部の中央に位置す
る活物質は、いずれも開孔部壁面との距離が最も長い。
従って極板の活物質の中で最も集電性に劣る。しかし、
開孔部の形状を楕円形あるいは四隅が丸くなっている長
穴で構成することによって開孔部の中央に位置する活物
質と開孔部壁面との距離を短くすることができる。これ
は、図2において、a>b、a>dであることから明ら
かである。図2は、a<c、a<eであることも明らか
にしているが、図2(B)、(C)の、開孔部の中央に
位置する活物質は、いずれも開孔部壁面との距離が最も
短いところから優先的に集電されるため、開孔部の中央
に位置する活物質が部分的に開孔部壁面から長い距離を
有していても問題はない。上記理由から、活物質保持能
力を低下させずに集電性を向上さることのできる穿孔板
を用いたアルカリ蓄電池用極板を提供することができ
る。
【0005】上記、穿孔板の開孔部の形状を楕円形ある
いは四隅が丸くなっている長穴で構成する理由は、開孔
部の形状に角のある穿孔板を製造するには、開孔部を形
成するための打ち抜き金型に角部を設ける必要があり、
そのような金型は摩耗が激しいため、製造上不適当であ
ると考えられるからである。
【0006】また、アルカリ蓄電池用極板に用いる穿孔
板は、ある値以上の開口率を必要とする。その理由は、
前記穿孔板は集電体であると共に活物質保持体であり、
その保持能力は開口率の値に左右されるためである。本
発明者は、後述する検討により、開口率を40%以上と
することにより良好な活物質保持能力が発揮され、電池
製造過程における活物質の脱落を抑制できることを見出
している。
【0007】
【発明の実施の形態】まず、打ち抜き金型を数種設計
し、図1の模式図に示すような、開孔部2の形状が楕円
の穿孔板(A〜D)を作製した。表1に楕円の内径の最
大値(図2のcの距離×2の値に相当)と最小値(図2
のbの距離×2の値に相当)、及び(最大値/最小値)
の値を示した。これらの楕円の面積はすべて3.142
mm2に統一している。また、開孔部2の形状を構成す
る曲線の最小のRは、穿孔板A〜Dではいずれも0.3
5mmを上回っている。また、開孔率は49%に統一し
た。
【0008】
【表1】
【0009】これらの穿孔板を集電体とし、水素吸蔵合
金極板を作製した。以下に作製条件を述べる。まず、M
m、Ni、Co、Al、Mnを所定量混合、溶解して作
製した水素吸蔵合金粉末80重量%、メチルセルロース
2重量%、水18重量%を混合し、スラリー状物質とし
た。次いで上記A〜Dの穿孔板にそれぞれ塗着、乾燥、
プレスし、その後同じサイズに裁断した。これら一連の
操作では、極板1枚当たりの水素吸蔵合金粉末量が等し
くなるようにした。
【0010】
【実施例】上記水素吸蔵合金極板と、開孔部の内径の最
大値と最小値が表2に示す値の穿孔板を用い、上述した
製造法と同条件で作製した水素吸蔵合金極板を準備し
た。これらの穿孔板についても、その開孔部一つの面積
はすべて3.142mm2に統一し、開孔率も49%に
統一した。また、表2には開孔部の内径の(最大値/最
小値)の値も併せて示した。
【0011】
【表2】
【0012】穿孔板A〜Fを用いた水素吸蔵合金極板に
ついて、以下の検討を行った。 (実験1)作製した極板を30重量%のKOH水溶液中
で対極にニッケル板を用いて周囲温度20℃で完全充放
電した。充放電電流は、250mA/水素吸蔵合金1
g、とした。表3にそのときの穿孔板A〜Fを用いた極
板100枚の放電容量の平均値を示す。また、表3には
表1、表2に既に示した、開孔部の内径の(最大値/最
小値)の値も併せて示した。
【0013】
【表3】
【0014】表3から明らかなように、穿孔板の開孔部
の形状を楕円形で構成し、楕円形の内径の、(最大値/
最小値)の値を1.010以上とすることにより放電容
量が増加することがわかる。これは、集電体である穿孔
板の集電性が向上したためである。
【0015】(実験2)次に、穿孔板の開孔率と活物質
保持能力について検討した。本実験では開孔率が35
%、40%、45%、49%で、一つの開口部面積が
3.142mm2で、開口部の形状が真円の穿孔板を用
い、上述した極板作製法と同条件で水素吸蔵合金極板を
作製した後、直径1cmの円柱に極板を巻き付け、活物
質の剥離が生じたか否かによりそれらの活物質保持能力
を評価した。その結果を表4に示す。表中で○は剥離が
起こらなかったもの、×は剥離が起こったものを示す。
【0016】
【表4】
【0017】表4から、開孔率が40%以上では活物質
の剥離が起こらないことがわかる。本実験では、穿孔板
の開口部の形状を真円にしたが、楕円形あるいは四隅が
丸くなっている長穴でも同様の結果が得られた。
【0018】(実験3)次に、穿孔板を開孔する際の打
ち抜き金型の摩耗の度合いについて検討した。本実験で
は、穿孔板に開ける孔の形状を真円とし、その直径が
0.5mm、0.7mm、1.0mm、2.0mm、
3.0mm、3.5mmのもの、及び穿孔板に開ける孔
の形状が一辺が2.0mmの正方形のものをつくるよう
打ち抜き金型を設計し、それらを使用した際の摩耗の度
合いを比較検討した。打ち抜き作業を所定回数(それぞ
れ同回数)行った後、打ち抜き金型が摩耗しているもの
は×、摩耗していないものは○で表5に示した。
【0019】
【表5】
【0020】本実験から、直径が0.7mmを下回る真
円形状の開口部を備えた穿孔板を作製しようとすると、
打ち抜き金型の摩耗が激しいことがわかった。これは、
0.35mmより小さい曲線部を有するような微細な加
工を施した金型は摩耗しやすいことを意味していると考
えられる。また、開口部形状が角部を有する正方形であ
る場合でも金型は摩耗しやすいことがわかった。この場
合、特に角部に相当する金型の部分が摩耗していた。
【0021】本実施例では水素吸蔵合金極板について検
討したが、それ以外のアルカリ蓄電池用極板にも適用可
能である。
【0022】
【発明の効果】本発明に係る穿孔板をアルカリ蓄電池用
極板の集電体に用いることにより、活物質保持能力を低
下させずに集電性を向上させることができ、且つ打ち抜
き加工に用いる金型の摩耗を抑制することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のアルカリ蓄電池用極板に用いる穿孔板
の模式図である。
【図2】(A)は、従来の穿孔板の開孔部の形状を示す
図である。(B)(C)は本発明のアルカリ蓄電池用極
板に用いる穿孔板の開孔部の形状を示す図である。
【符号の説明】
1.穿孔板 2.開孔部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】開孔部占有面積が40%以上で、開孔部が
    多数分散配置されている穿孔板を集電体とするアルカリ
    蓄電池用極板であって、穿孔板の開孔部の形状が楕円形
    あるいは四隅が丸くなっている長穴で構成され、楕円形
    あるいは四隅が丸くなっている長穴の内径の、 最大値/最小値 の値を1.010以上とし、且つ前記楕円形あるいは四
    隅が丸くなっている長穴を構成する曲線の最小のRを
    0.35mm以上とすることを特徴とするアルカリ蓄電
    池用極板。
JP8014209A 1996-01-30 1996-01-30 アルカリ蓄電池用極板 Pending JPH09213340A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002343366A (ja) * 2001-05-17 2002-11-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd アルカリ蓄電池用極板およびそれを用いたアルカリ蓄電池
WO2011078087A1 (ja) * 2009-12-24 2011-06-30 三井金属鉱業株式会社 孔あき金属箔
CN106340655A (zh) * 1999-04-21 2017-01-18 吴正德 一种蓄电池

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JP2002343366A (ja) * 2001-05-17 2002-11-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd アルカリ蓄電池用極板およびそれを用いたアルカリ蓄電池
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