JPH0945366A - アルカリ蓄電池 - Google Patents
アルカリ蓄電池Info
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- JPH0945366A JPH0945366A JP7194561A JP19456195A JPH0945366A JP H0945366 A JPH0945366 A JP H0945366A JP 7194561 A JP7194561 A JP 7194561A JP 19456195 A JP19456195 A JP 19456195A JP H0945366 A JPH0945366 A JP H0945366A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、電極基板の構造を改良したアルカ
リ蓄電池に関するものであり、安価であって、電解液中
における安定性を向上させ、焼結時の収縮を抑えた三次
元多孔体基板を使ったアルカリ蓄電池を提供することを
目的とする。 【構成】 ニッケル酸化物を主成分とする正極と、水素
吸蔵合金あるいはカドミウムの酸化物を主成分とする負
極と、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化ナトリ
ウムの群から選ばれる少なくとも一成分を含むアルカリ
電解液と、セパレーターをケース内に収納して封口した
ものであって、前記正極と前記負極の少なくとも一方に
用いられる基板は、三次元多孔体である鉄の焼結体の表
面にニッケルの被覆層が設けられた構成である。
リ蓄電池に関するものであり、安価であって、電解液中
における安定性を向上させ、焼結時の収縮を抑えた三次
元多孔体基板を使ったアルカリ蓄電池を提供することを
目的とする。 【構成】 ニッケル酸化物を主成分とする正極と、水素
吸蔵合金あるいはカドミウムの酸化物を主成分とする負
極と、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化ナトリ
ウムの群から選ばれる少なくとも一成分を含むアルカリ
電解液と、セパレーターをケース内に収納して封口した
ものであって、前記正極と前記負極の少なくとも一方に
用いられる基板は、三次元多孔体である鉄の焼結体の表
面にニッケルの被覆層が設けられた構成である。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アルカリ蓄電池に関す
るものであり、アルカリ二次電池用電極基板の構造に関
するものである。
るものであり、アルカリ二次電池用電極基板の構造に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、アルカリ蓄電池用電極基板には、
ニッケルメッキ鋼板（パンチングメタル）にニッケル粉
末と有機バインダーとをスラリー状にしたものを塗着し
た後、還元性雰囲気中で焼結した、いわゆる焼結式基板
が一般に用いられてきた。また近年では、各種ポータブ
ル機器用、あるいはより大型の電気自動車用電源など、
電池の高容量化の要請に応えるため基板の気孔率を高め
て活物質充填率の向上を可能としたペースト式と呼ばれ
る製造方法が急速に普及してきた。
ニッケルメッキ鋼板（パンチングメタル）にニッケル粉
末と有機バインダーとをスラリー状にしたものを塗着し
た後、還元性雰囲気中で焼結した、いわゆる焼結式基板
が一般に用いられてきた。また近年では、各種ポータブ
ル機器用、あるいはより大型の電気自動車用電源など、
電池の高容量化の要請に応えるため基板の気孔率を高め
て活物質充填率の向上を可能としたペースト式と呼ばれ
る製造方法が急速に普及してきた。
【０００３】発泡メタルと呼ばれるこの基板は、発泡ウ
レタンシート、不織布などの三次元構造を有する樹脂製
多孔体表面に、カーボン塗布、ニッケル無電解メッキ等
によって導電層を形成させた後、ニッケル電解メッキに
より所望の目付重量とした中間体を作成し、次いで樹脂
成分を燃焼除去して還元する方法により製造されてい
る。これらは活物質ペーストを直接充填することができ
るため、電極製造工程が簡便にできる利点がある。
レタンシート、不織布などの三次元構造を有する樹脂製
多孔体表面に、カーボン塗布、ニッケル無電解メッキ等
によって導電層を形成させた後、ニッケル電解メッキに
より所望の目付重量とした中間体を作成し、次いで樹脂
成分を燃焼除去して還元する方法により製造されてい
る。これらは活物質ペーストを直接充填することができ
るため、電極製造工程が簡便にできる利点がある。
【０００４】あるいは前記したカーボン塗布に替わる導
電性付与の方法として、発泡ウレタン等の支持体に金属
粉末を直接塗布して導電層とする技術（特開平７−１３
８６０９号）や、電解メッキを施した後、脱媒、焼結に
より２層構造の三次元多孔体基板を形成する技術（特開
平７−１３８７９２号）が提案されている。この場合、
基板作製時の電解メッキに要する電力と時間が低減され
るため、生産性の向上が期待できる。
電性付与の方法として、発泡ウレタン等の支持体に金属
粉末を直接塗布して導電層とする技術（特開平７−１３
８６０９号）や、電解メッキを施した後、脱媒、焼結に
より２層構造の三次元多孔体基板を形成する技術（特開
平７−１３８７９２号）が提案されている。この場合、
基板作製時の電解メッキに要する電力と時間が低減され
るため、生産性の向上が期待できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】三次元多孔体基板に電
池活物質を充填してアルカリ蓄電池の極板として用いる
場合、その構成材料にはアルカリ電解液中で安定なニッ
ケルが使用されている。しかし樹脂製支持体にニッケル
メッキを施して作製する方法の場合、上述したように導
電層の塗布工程を経た後、メッキを行うため製造工程が
繁雑であり生産性に劣っていた。
池活物質を充填してアルカリ蓄電池の極板として用いる
場合、その構成材料にはアルカリ電解液中で安定なニッ
ケルが使用されている。しかし樹脂製支持体にニッケル
メッキを施して作製する方法の場合、上述したように導
電層の塗布工程を経た後、メッキを行うため製造工程が
繁雑であり生産性に劣っていた。
【０００６】一方、金属粉末を直接塗布し、その上にメ
ッキ層を形成した後、熱処理によって焼結し基板を製造
する方法においては、焼結性向上のため微粉末を主に用
いている。これらは基板の収縮が１０％程度と大きいた
め、予め大きな孔径を有するウレタンシートを用いてい
るが、この場合にはウレタン骨格の径も太くなり、また
収縮率が大きいため安定した品質を確保することが困難
であった。また、焼結体はその性質上表面に微細な凹凸
が多いためにアルカリ電解液中において腐食されやす
く、早期に電池内部抵抗の上昇を来す懸念があった。
ッキ層を形成した後、熱処理によって焼結し基板を製造
する方法においては、焼結性向上のため微粉末を主に用
いている。これらは基板の収縮が１０％程度と大きいた
め、予め大きな孔径を有するウレタンシートを用いてい
るが、この場合にはウレタン骨格の径も太くなり、また
収縮率が大きいため安定した品質を確保することが困難
であった。また、焼結体はその性質上表面に微細な凹凸
が多いためにアルカリ電解液中において腐食されやす
く、早期に電池内部抵抗の上昇を来す懸念があった。
【０００７】また、電極基板として必要な強度と導電性
をニッケルのみで確保するには相当多量のニッケルを必
要とするが、ニッケル材料は工業的に高価であるため、
製造コスト面においても大きな課題となっていた。さら
に導電層を形成した金属と異なる金属で表面を被覆して
焼結させた場合、これら二層の金属が合金化することに
よって基板の電気抵抗値が高くなり、電池内部における
損失が大きく、電極基板として用いるには適当でなかっ
た。
をニッケルのみで確保するには相当多量のニッケルを必
要とするが、ニッケル材料は工業的に高価であるため、
製造コスト面においても大きな課題となっていた。さら
に導電層を形成した金属と異なる金属で表面を被覆して
焼結させた場合、これら二層の金属が合金化することに
よって基板の電気抵抗値が高くなり、電池内部における
損失が大きく、電極基板として用いるには適当でなかっ
た。
【０００８】これらの課題を解決するために、例えば工
業的にも安価な材料である鉄の微粉末を用いて焼結基板
を作製した場合、十分な焼結体強度を得るにはニッケル
に比して高温での焼結が必要であり、焼結時の収縮が一
層激しくなる傾向が認められた。また、この鉄で作成し
た三次元多孔体をアルカリ蓄電池の正極基板として用い
た場合、鉄の酸化還元電位はニッケルよりも卑にあるた
め、正極板内における局部電池を形成し、充電効率の低
下あるいは自己放電特性の低下が起こってしまうもので
ある。さらに、鉄はアルカリ電解液中において腐食され
やすく、表面が不動態化し、導電性が低下することによ
って、長期に渡って良好な電極特性を確保することが困
難であった。
業的にも安価な材料である鉄の微粉末を用いて焼結基板
を作製した場合、十分な焼結体強度を得るにはニッケル
に比して高温での焼結が必要であり、焼結時の収縮が一
層激しくなる傾向が認められた。また、この鉄で作成し
た三次元多孔体をアルカリ蓄電池の正極基板として用い
た場合、鉄の酸化還元電位はニッケルよりも卑にあるた
め、正極板内における局部電池を形成し、充電効率の低
下あるいは自己放電特性の低下が起こってしまうもので
ある。さらに、鉄はアルカリ電解液中において腐食され
やすく、表面が不動態化し、導電性が低下することによ
って、長期に渡って良好な電極特性を確保することが困
難であった。
【０００９】本発明は上記課題を解決するものであり、
安価であって、電解液中における安定性を向上させ、焼
結時の収縮を抑えた三次元多孔体基板を使ったアルカリ
蓄電池を提供することを目的とする。
安価であって、電解液中における安定性を向上させ、焼
結時の収縮を抑えた三次元多孔体基板を使ったアルカリ
蓄電池を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明はニッケル酸化物を主成分とする正極と、水
素吸蔵合金あるいはカドミウムの酸化物を主成分とする
負極と、濃度が２５重量部〜４０重量部である水酸化カ
リウム、水酸化リチウム、水酸化ナトリウムの群から選
ばれる少なくとも一成分を含むアルカリ電解液と、セパ
レータをケース内に収納して封口したものであって、前
記正極と前記負極の少なくとも一方に用いられる基板
は、三次元多孔体である鉄の焼結体の表面にニッケルの
被覆層が設けられた構成である。
に、本発明はニッケル酸化物を主成分とする正極と、水
素吸蔵合金あるいはカドミウムの酸化物を主成分とする
負極と、濃度が２５重量部〜４０重量部である水酸化カ
リウム、水酸化リチウム、水酸化ナトリウムの群から選
ばれる少なくとも一成分を含むアルカリ電解液と、セパ
レータをケース内に収納して封口したものであって、前
記正極と前記負極の少なくとも一方に用いられる基板
は、三次元多孔体である鉄の焼結体の表面にニッケルの
被覆層が設けられた構成である。
【００１１】また、その基板特性は引張強度が０．５×
１０-6Ｐａから８．０×１０-6Ｐａであり、電気抵抗値
が１．０ｍΩから１０．０ｍΩであることが好ましい。
その正極の容量密度は５００ｍＡｈ／ｃｍ3〜７００ｍ
Ａｈ／ｃｍ3であることが好ましい。その電解液量は正
極の理論容量１Ａｈに対し１．３ｃｍ3〜２．８ｃｍ3で
あることが好ましい。そのアルカリ電解液の濃度は２５
重量分〜４０重量部が好ましい。
１０-6Ｐａから８．０×１０-6Ｐａであり、電気抵抗値
が１．０ｍΩから１０．０ｍΩであることが好ましい。
その正極の容量密度は５００ｍＡｈ／ｃｍ3〜７００ｍ
Ａｈ／ｃｍ3であることが好ましい。その電解液量は正
極の理論容量１Ａｈに対し１．３ｃｍ3〜２．８ｃｍ3で
あることが好ましい。そのアルカリ電解液の濃度は２５
重量分〜４０重量部が好ましい。
【００１２】また、焼結体は樹脂製三次元多孔体表面に
金属鉄、酸化鉄、及び水酸化鉄の単独粉末あるいはそれ
らの混合粉末を塗布し、焼結したものが好ましい。この
とき用いる粉末は、平均粒子径が１５μｍ以下の粉末と
１５μｍから１００μｍの粉末の混合物が好ましく、そ
の含有率は３０重量分〜８０重量部、また平均粒子径が
１５μｍ以下の粉末は、酸化鉄もしくは水酸化鉄との混
合物が好ましい。
金属鉄、酸化鉄、及び水酸化鉄の単独粉末あるいはそれ
らの混合粉末を塗布し、焼結したものが好ましい。この
とき用いる粉末は、平均粒子径が１５μｍ以下の粉末と
１５μｍから１００μｍの粉末の混合物が好ましく、そ
の含有率は３０重量分〜８０重量部、また平均粒子径が
１５μｍ以下の粉末は、酸化鉄もしくは水酸化鉄との混
合物が好ましい。
【００１３】基板は、目付重量が２５０ｇ／ｍ2〜１０
００ｇ／ｍ2であり、骨格径が２０μｍ〜１００μｍで
あり、平均孔径が２００μｍ〜６００μｍのものが好ま
しく、焼結体を被覆するニッケルの厚みは１μｍ〜１０
μｍが好ましい。
００ｇ／ｍ2であり、骨格径が２０μｍ〜１００μｍで
あり、平均孔径が２００μｍ〜６００μｍのものが好ま
しく、焼結体を被覆するニッケルの厚みは１μｍ〜１０
μｍが好ましい。
【００１４】また、基板は鉄とニッケルの界面が合金化
しないような条件において熱処理されたものが好まし
く、不活性ガス雰囲気中で熱処理を施すことが好まし
い。
しないような条件において熱処理されたものが好まし
く、不活性ガス雰囲気中で熱処理を施すことが好まし
い。
【００１５】
【作用】本発明は上記した構成により、ニッケルによっ
て鉄を被覆することにより安価な鉄をアルカリ電解液を
使う電池の基板に用いることができ、かつ鉄の表面にニ
ッケルを被覆することにより高価なニッケルの被覆量を
少なく抑えることができる。その上、鉄をあらかじめ焼
結体とすることにより、焼結体とニッケル被覆層との界
面が合金化しないため、基板の電気抵抗値が著しく上昇
することはなく、電池を構成した際の充放電時の分極を
小さく留めることができる。
て鉄を被覆することにより安価な鉄をアルカリ電解液を
使う電池の基板に用いることができ、かつ鉄の表面にニ
ッケルを被覆することにより高価なニッケルの被覆量を
少なく抑えることができる。その上、鉄をあらかじめ焼
結体とすることにより、焼結体とニッケル被覆層との界
面が合金化しないため、基板の電気抵抗値が著しく上昇
することはなく、電池を構成した際の充放電時の分極を
小さく留めることができる。
【００１６】本構成に対応する基板の物性値を以下に述
べる。幅１０ｍｍ、厚さ１ｍｍの試験片において測定し
た引張による破断強度は０．５×１０-6Ｐａから８．０
×１０-6Ｐａの範囲であり、好ましくは１．０×１０-6
Ｐａから４．０×１０-6Ｐａであり、電気抵抗値は１．
０ｍΩ／ｃｍから１０．０ｍΩ／ｃｍ、好ましくは２．
０ｍΩ／ｃｍから７．５ｍΩ／ｃｍの範囲である。引張
強度が小さい場合には製造工程上、切れを生じ易く不都
合であり、また電池特性上も強度の弱い基板を用いて構
成した極板は、活物質の膨脹を押さえ込むことができず
に脱落を生じさせ、寿命特性が低下する。反対に８．０
×１０-6Ｐａを越える強度を維持するためには、骨格径
が太く目付重量が大な基板となり、正極容量密度の低下
を招くため好ましくない。電気抵抗値についても同様に
１．０ｍΩ／ｃｍ以下の基板を作製するには基板断面積
の大幅な増加を伴うため活物質の充填量が減少し、電極
として必要な容量密度を確保することが困難となる。ま
た１０．０ｍΩ／ｃｍを越える基板を用いて構成した電
池は充放電時の分極が大きくなり、充電効率と出力特性
の低下が顕著となる。
べる。幅１０ｍｍ、厚さ１ｍｍの試験片において測定し
た引張による破断強度は０．５×１０-6Ｐａから８．０
×１０-6Ｐａの範囲であり、好ましくは１．０×１０-6
Ｐａから４．０×１０-6Ｐａであり、電気抵抗値は１．
０ｍΩ／ｃｍから１０．０ｍΩ／ｃｍ、好ましくは２．
０ｍΩ／ｃｍから７．５ｍΩ／ｃｍの範囲である。引張
強度が小さい場合には製造工程上、切れを生じ易く不都
合であり、また電池特性上も強度の弱い基板を用いて構
成した極板は、活物質の膨脹を押さえ込むことができず
に脱落を生じさせ、寿命特性が低下する。反対に８．０
×１０-6Ｐａを越える強度を維持するためには、骨格径
が太く目付重量が大な基板となり、正極容量密度の低下
を招くため好ましくない。電気抵抗値についても同様に
１．０ｍΩ／ｃｍ以下の基板を作製するには基板断面積
の大幅な増加を伴うため活物質の充填量が減少し、電極
として必要な容量密度を確保することが困難となる。ま
た１０．０ｍΩ／ｃｍを越える基板を用いて構成した電
池は充放電時の分極が大きくなり、充電効率と出力特性
の低下が顕著となる。
【００１７】正極容量密度が５００ｍＡｈ／ｃｍ3から
７００ｍＡｈ／ｃｍ3、好ましくは５５０ｍＡｈ／ｃｍ3
から６５０ｍＡｈ／ｃｍ3の範囲である。正極容量密度
が小さい場合、極板中において活物質に対する基板の比
率が増加する。極板成形後に基板骨格が表面に露出した
場合、充電中に導電性の良い基板部分の電流密度が高く
なり、酸素ガス発生量を増加させ、電池の密閉化が困難
となり好ましくなく、７００ｍＡｈ／ｃｍ3を越える場
合、相当する量の活物質を基板に充填しても、極板への
電解液の浸透が困難となるために活物質利用率が大きく
低下し、電池の容量密度としては低下することとなる。
７００ｍＡｈ／ｃｍ3、好ましくは５５０ｍＡｈ／ｃｍ3
から６５０ｍＡｈ／ｃｍ3の範囲である。正極容量密度
が小さい場合、極板中において活物質に対する基板の比
率が増加する。極板成形後に基板骨格が表面に露出した
場合、充電中に導電性の良い基板部分の電流密度が高く
なり、酸素ガス発生量を増加させ、電池の密閉化が困難
となり好ましくなく、７００ｍＡｈ／ｃｍ3を越える場
合、相当する量の活物質を基板に充填しても、極板への
電解液の浸透が困難となるために活物質利用率が大きく
低下し、電池の容量密度としては低下することとなる。
【００１８】アルカリ電解液は水酸化カリウム、水酸化
リチウム、水酸化ナトリウムの群から選ばれる少なくと
も一成分を含み、２５〜４０重量部の濃度で、正極理論
容量１Ａｈに対し１．３ｃｍ3から２．８ｃｍ3に相当す
る量に規制して密閉されている。電解液濃度が２５重量
部より低い場合には、いかなる組成においても液のイオ
ン電導度が低下し反応抵抗が大きくなるために出力低下
が顕著となり、４０重量部以上ではニッケル被覆層を厚
くしない限り基板の腐食が大きくなり、いずれも電池の
サイクル寿命特性を低下させ好ましくない。また電解液
量が１Ａｈあたり１．３ｃｍ3以下では円滑な電極反応
を行わせるに十分でなく反応抵抗の増大により電池の充
放電特性の低下を来たし、２．８ｃｍ3を越える場合に
は、過充電時に発生する酸素ガスの吸収反応が阻害され
るため、電池の密閉化が困難となる。
リチウム、水酸化ナトリウムの群から選ばれる少なくと
も一成分を含み、２５〜４０重量部の濃度で、正極理論
容量１Ａｈに対し１．３ｃｍ3から２．８ｃｍ3に相当す
る量に規制して密閉されている。電解液濃度が２５重量
部より低い場合には、いかなる組成においても液のイオ
ン電導度が低下し反応抵抗が大きくなるために出力低下
が顕著となり、４０重量部以上ではニッケル被覆層を厚
くしない限り基板の腐食が大きくなり、いずれも電池の
サイクル寿命特性を低下させ好ましくない。また電解液
量が１Ａｈあたり１．３ｃｍ3以下では円滑な電極反応
を行わせるに十分でなく反応抵抗の増大により電池の充
放電特性の低下を来たし、２．８ｃｍ3を越える場合に
は、過充電時に発生する酸素ガスの吸収反応が阻害され
るため、電池の密閉化が困難となる。
【００１９】収縮が少なく緻密で高強度な焼結体を得る
には、焼結に用いる粉末の平均粒子径を制御し密度の向
上を図ることも必要である。微粉末のみでは焼結体の強
度は向上する反面、収縮が大きくなり、粒子径の大きな
粉末のみでは焼結体の緻密化が困難であり基板強度は低
下する。具体的には平均粒子径が１５μｍ以下の粉末を
３０重量部から８０重量部とし、残りを１５μｍより大
きく１００μｍ以下の粉末とした混合体を用いることが
好適である。また平均粒子径の小さな粉末に酸化鉄粉末
を用い、粒子径の大きな金属鉄粉末と混合させて焼結す
ると、さらに焼結体強度を向上させることができる。即
ち、焼結体の作製は初めに酸化性雰囲気中において熱処
理を行い、樹脂製支持体と結着剤を燃焼除去させるが、
この際、酸化鉄粉末は酸化表面同士の拡散により粒子間
の結合が進む。次いで還元性雰囲気中で焼結を行う際、
先の酸化鉄粉末の表面が還元され、不安定で高活性な鉄
が生成することにより焼結性が大きく向上し、基板引張
強度が向上する。
には、焼結に用いる粉末の平均粒子径を制御し密度の向
上を図ることも必要である。微粉末のみでは焼結体の強
度は向上する反面、収縮が大きくなり、粒子径の大きな
粉末のみでは焼結体の緻密化が困難であり基板強度は低
下する。具体的には平均粒子径が１５μｍ以下の粉末を
３０重量部から８０重量部とし、残りを１５μｍより大
きく１００μｍ以下の粉末とした混合体を用いることが
好適である。また平均粒子径の小さな粉末に酸化鉄粉末
を用い、粒子径の大きな金属鉄粉末と混合させて焼結す
ると、さらに焼結体強度を向上させることができる。即
ち、焼結体の作製は初めに酸化性雰囲気中において熱処
理を行い、樹脂製支持体と結着剤を燃焼除去させるが、
この際、酸化鉄粉末は酸化表面同士の拡散により粒子間
の結合が進む。次いで還元性雰囲気中で焼結を行う際、
先の酸化鉄粉末の表面が還元され、不安定で高活性な鉄
が生成することにより焼結性が大きく向上し、基板引張
強度が向上する。
【００２０】酸化鉄の粉末の含有率についても３０〜８
０重量部が好適であり、含有率が高い場合には焼結体の
収縮が大きくなり、少ない場合には先に述べた焼結性の
向上効果が十分でなくなる。酸化鉄の粉末は、鉄粉末を
空気中で熱処理を施し酸化被膜を形成させたもの、ある
いは水アトマイズ法等により作製した表面酸化を伴った
鉄粉末であっても良いが、還元時の活性化の度合いは酸
化鉄粉末中の酸素含有量が高いほど強いため、望ましく
は酸化度の高い粉末を用い、その添加量を４０から６０
重量部とすることが、基板強度の確保と収縮抑制を両立
させることができ好ましい。また酸化鉄粉末の平均粒子
径が鉄粉末の平均粒子径より大きい場合にも同様に焼結
体の緻密化が不十分となる。上記した作用は、酸化鉄粉
末のかわりに水酸化鉄粉末を用いた場合にも同様に認め
られる。
０重量部が好適であり、含有率が高い場合には焼結体の
収縮が大きくなり、少ない場合には先に述べた焼結性の
向上効果が十分でなくなる。酸化鉄の粉末は、鉄粉末を
空気中で熱処理を施し酸化被膜を形成させたもの、ある
いは水アトマイズ法等により作製した表面酸化を伴った
鉄粉末であっても良いが、還元時の活性化の度合いは酸
化鉄粉末中の酸素含有量が高いほど強いため、望ましく
は酸化度の高い粉末を用い、その添加量を４０から６０
重量部とすることが、基板強度の確保と収縮抑制を両立
させることができ好ましい。また酸化鉄粉末の平均粒子
径が鉄粉末の平均粒子径より大きい場合にも同様に焼結
体の緻密化が不十分となる。上記した作用は、酸化鉄粉
末のかわりに水酸化鉄粉末を用いた場合にも同様に認め
られる。
【００２１】基板の目付重量は２５０ｇ／ｍ2から１０
００ｇ／ｍ2、好ましくは４００ｇ／ｍ2から６００ｇ／
ｍ2であり、その骨格径は２０μｍから１００μｍ、好
ましくは３０μｍから６０μｍであり、平均孔径は２０
０μｍから６００μｍ、好ましくは３００μｍから５０
０μｍの範囲である。基板目付重量の規定範囲は、主と
して引張強度値の規定範囲から二次的に規制された値で
あり、平均孔径は６００μｍを越える場合、導電性骨格
である基板と活物質との接触面積の減少に伴う放電電圧
の低下が大きくなるため好ましくなく、２００μｍを下
回る場合には、製造工程上、活物質ペーストの充填が困
難となり、実用に供しない。
００ｇ／ｍ2、好ましくは４００ｇ／ｍ2から６００ｇ／
ｍ2であり、その骨格径は２０μｍから１００μｍ、好
ましくは３０μｍから６０μｍであり、平均孔径は２０
０μｍから６００μｍ、好ましくは３００μｍから５０
０μｍの範囲である。基板目付重量の規定範囲は、主と
して引張強度値の規定範囲から二次的に規制された値で
あり、平均孔径は６００μｍを越える場合、導電性骨格
である基板と活物質との接触面積の減少に伴う放電電圧
の低下が大きくなるため好ましくなく、２００μｍを下
回る場合には、製造工程上、活物質ペーストの充填が困
難となり、実用に供しない。
【００２２】本発明の金属多孔体は焼結体としているた
め、基板骨格表面には比較的凹凸が多く活物質の保持性
にも優れている。微細な凹凸が表面に存在する場合、電
解液中における安定性が懸念されるが、本発明の如くニ
ッケルによる表面被覆を施し、さらにメッキによる残留
応力を除くために熱処理を行うことによって表面の凹凸
も緩和されるため、ニッケル電解メッキをベースとした
従来法による多孔性基板と比較しても、アルカリ電解液
中における安定性が大きく損なわれることはなく、充電
効率、自己放電特性の低下を招くことなく、寿命特性に
優れたアルカリ蓄電池を提供することができる。
め、基板骨格表面には比較的凹凸が多く活物質の保持性
にも優れている。微細な凹凸が表面に存在する場合、電
解液中における安定性が懸念されるが、本発明の如くニ
ッケルによる表面被覆を施し、さらにメッキによる残留
応力を除くために熱処理を行うことによって表面の凹凸
も緩和されるため、ニッケル電解メッキをベースとした
従来法による多孔性基板と比較しても、アルカリ電解液
中における安定性が大きく損なわれることはなく、充電
効率、自己放電特性の低下を招くことなく、寿命特性に
優れたアルカリ蓄電池を提供することができる。
【００２３】焼結体表面を完全に被覆するために必要な
ニッケル層厚みは１μｍ以上で十分であるが、焼結体表
面の凹凸による電解メッキ時の電流密度の片寄り等によ
るピンホールの生成を考慮すると、２μｍ以上が望まし
い。１０μｍ被覆させると活物質の充填密度が上がらな
くなるばかりでなく、コスト的にも非常に高いものとな
ってしまう。
ニッケル層厚みは１μｍ以上で十分であるが、焼結体表
面の凹凸による電解メッキ時の電流密度の片寄り等によ
るピンホールの生成を考慮すると、２μｍ以上が望まし
い。１０μｍ被覆させると活物質の充填密度が上がらな
くなるばかりでなく、コスト的にも非常に高いものとな
ってしまう。
【００２４】
【実施例】以下に本発明を実施例に従い詳細に説明す
る。平均粒子径の異なる鉄粉末、あるいは鉄粉末と酸化
鉄あるいは水酸化鉄粉末を所定の割合で混合し、この鉄
混合粉５００部に対し、アクリル系接着剤７５部（固形
分４０部、水６０部）、２％ＣＭＣ溶液１２０部を湿式
分散機に投入してよく混煉し、スラリーを形成した。前
記スラリーを発泡ウレタンシートに塗布し乾燥させたも
のを、大気中で４５０℃に昇温し発泡ウレタンシートと
接着剤を燃焼除去させた。次いで水素を含む還元性ガス
気流中において１２００℃まで昇温して１０分間保持
し、鉄の三次元多孔性焼結体を作製した。前記焼結体に
電解メッキによって表面にニッケル層を形成させ、さら
に窒素気流中６００℃で５分間、熱処理を施して図に示
す通りの二層構造の多孔性発泡基板を得た。実施例で用
いた鉄系粉末の粒子径、混合比とニッケルメッキ層の厚
さ等の基板作製条件と、その基板特性値を表１から表６
に示す。従来例として、ウレタンシートにカーボンを塗
布してニッケル電解メッキを施した後、脱媒、還元性雰
囲気で熱処理して得た目付重量６００ｇ／ｍ2の発泡ニ
ッケル基板を用いた。
る。平均粒子径の異なる鉄粉末、あるいは鉄粉末と酸化
鉄あるいは水酸化鉄粉末を所定の割合で混合し、この鉄
混合粉５００部に対し、アクリル系接着剤７５部（固形
分４０部、水６０部）、２％ＣＭＣ溶液１２０部を湿式
分散機に投入してよく混煉し、スラリーを形成した。前
記スラリーを発泡ウレタンシートに塗布し乾燥させたも
のを、大気中で４５０℃に昇温し発泡ウレタンシートと
接着剤を燃焼除去させた。次いで水素を含む還元性ガス
気流中において１２００℃まで昇温して１０分間保持
し、鉄の三次元多孔性焼結体を作製した。前記焼結体に
電解メッキによって表面にニッケル層を形成させ、さら
に窒素気流中６００℃で５分間、熱処理を施して図に示
す通りの二層構造の多孔性発泡基板を得た。実施例で用
いた鉄系粉末の粒子径、混合比とニッケルメッキ層の厚
さ等の基板作製条件と、その基板特性値を表１から表６
に示す。従来例として、ウレタンシートにカーボンを塗
布してニッケル電解メッキを施した後、脱媒、還元性雰
囲気で熱処理して得た目付重量６００ｇ／ｍ2の発泡ニ
ッケル基板を用いた。
【００２５】上記した構成に従い作製した基板を平板ロ
ーラーで１．４ｍｍの厚みに調整した後に、主活物質で
ある平均粒子径１０μｍから２０μｍの球状水酸化ニッ
ケル粉末と、平均粒子径が０．２μｍの水酸化コバルト
粉末１０重量部と酸化亜鉛粉末２重量部とを混練してペ
ースト状にしたものを充填し、乾燥後０．７ｍｍの厚み
に加圧成形してリード溶接を行い、正極板とした。これ
ら正極と厚み０．０６ｍｍのニッケルメッキパンチング
メタル鋼板に公知の水素吸蔵合金粉末を結着剤と共に混
練したペーストを塗着して、乾燥後、０．４ｍｍの厚み
に加圧成形した負極板とを、厚み０．１５ｍｍのスルホ
ン化処理をしたポリプロピレン製セパレーターを介して
巻回して電極群を構成し、アルカリ電解液と共にケース
に挿入して安全弁を備えた封口板で密閉し、Ａサイズの
密閉形ニッケル・水素蓄電池を構成した。電解液には水
酸化カリウムが２５重量部から４０重量部の水溶液に、
各々ＬｉＯＨ・Ｈ2Ｏを４０ｇ／l 溶解したものを用い
た。密閉電池の放電特性と、２５℃におけるサイクル寿
命特性、４５℃、一カ月保存時の自己放電特性の結果を
同時に示す。
ーラーで１．４ｍｍの厚みに調整した後に、主活物質で
ある平均粒子径１０μｍから２０μｍの球状水酸化ニッ
ケル粉末と、平均粒子径が０．２μｍの水酸化コバルト
粉末１０重量部と酸化亜鉛粉末２重量部とを混練してペ
ースト状にしたものを充填し、乾燥後０．７ｍｍの厚み
に加圧成形してリード溶接を行い、正極板とした。これ
ら正極と厚み０．０６ｍｍのニッケルメッキパンチング
メタル鋼板に公知の水素吸蔵合金粉末を結着剤と共に混
練したペーストを塗着して、乾燥後、０．４ｍｍの厚み
に加圧成形した負極板とを、厚み０．１５ｍｍのスルホ
ン化処理をしたポリプロピレン製セパレーターを介して
巻回して電極群を構成し、アルカリ電解液と共にケース
に挿入して安全弁を備えた封口板で密閉し、Ａサイズの
密閉形ニッケル・水素蓄電池を構成した。電解液には水
酸化カリウムが２５重量部から４０重量部の水溶液に、
各々ＬｉＯＨ・Ｈ2Ｏを４０ｇ／l 溶解したものを用い
た。密閉電池の放電特性と、２５℃におけるサイクル寿
命特性、４５℃、一カ月保存時の自己放電特性の結果を
同時に示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】表１に基づき、ウレタンシート平均孔径と
基板特性との関係を説明する。目付重量を揃えた場合、
ウレタン孔径が小さいほど骨格径は細くなる。引張によ
る破断強度が１×１０-6Ｐａ以下の場合、製造工程上、
芯材搬送時に切れを生じやすく、また電池特性上も活物
質の保持性が低下し、また骨格断面積の減少に伴う基板
抵抗増加と併せて放電特性が低下し、寿命特性の低下を
来す。一方、孔径が大きな場合、骨格としては太くなる
が活物質と基板との接触面積が減少し、孔の中心部に近
い活物質の利用率が低下するため大電流放電時の電圧降
下が大きくなる。従って、基板の孔径としては２５０μ
ｍ〜６００μｍの範囲が好適であり、さらに好ましくは
３００μｍ〜５００μｍの範囲である。骨格径としては
上述した結果より二次的に決まり２０μｍから１００μ
ｍ、より好ましくは３０μｍから６０μｍである。
基板特性との関係を説明する。目付重量を揃えた場合、
ウレタン孔径が小さいほど骨格径は細くなる。引張によ
る破断強度が１×１０-6Ｐａ以下の場合、製造工程上、
芯材搬送時に切れを生じやすく、また電池特性上も活物
質の保持性が低下し、また骨格断面積の減少に伴う基板
抵抗増加と併せて放電特性が低下し、寿命特性の低下を
来す。一方、孔径が大きな場合、骨格としては太くなる
が活物質と基板との接触面積が減少し、孔の中心部に近
い活物質の利用率が低下するため大電流放電時の電圧降
下が大きくなる。従って、基板の孔径としては２５０μ
ｍ〜６００μｍの範囲が好適であり、さらに好ましくは
３００μｍ〜５００μｍの範囲である。骨格径としては
上述した結果より二次的に決まり２０μｍから１００μ
ｍ、より好ましくは３０μｍから６０μｍである。
【００２８】
【表２】
【００２９】表２より焼結体作製時における鉄粉末中の
平均粒子径１５μｍ以下の粉末の含有率と基板特性との
関係を説明する。含有率が３０％に満たない場合、焼結
体の緻密化を図ることが困難となり破断強度が低下す
る。また含有量が８０％を越えると、基板収縮への影響
が顕著となる。なお還元性雰囲気で焼結中、粉末表面に
酸化物が存在すると、還元される際に高活性な鉄が生成
するため焼結性の向上が認められ、引張強度が向上した
と考えられる。従って微粉末としては酸化鉄あるいは水
酸化鉄粉末を用いることがより望ましい。
平均粒子径１５μｍ以下の粉末の含有率と基板特性との
関係を説明する。含有率が３０％に満たない場合、焼結
体の緻密化を図ることが困難となり破断強度が低下す
る。また含有量が８０％を越えると、基板収縮への影響
が顕著となる。なお還元性雰囲気で焼結中、粉末表面に
酸化物が存在すると、還元される際に高活性な鉄が生成
するため焼結性の向上が認められ、引張強度が向上した
と考えられる。従って微粉末としては酸化鉄あるいは水
酸化鉄粉末を用いることがより望ましい。
【００３０】
【表３】
【００３１】表３から目付重量と基板特性との関係を実
施例に基づき説明する。目付重量が小さい場合、引張強
度の低下、収縮率増大の傾向にあり、２００ｇ／ｍ2を
下回ると要求値に満たなくなる。一方、目付重量が１０
００ｇ／ｍ2以上となると骨格径が太くなるため基板抵
抗は低下するが、極板中に占める基板の体積が増加する
ために活物質の充填量が減少し、極板の容量密度として
は低下する。従って目付重量は２５０ｇ／ｍ2から１０
００ｇ／ｍ2の範囲が好適であるが基板抵抗と引張強
度、極板容量密度のバランスを考慮すると４００ｇ／ｍ
2から６００ｇ／ｍ2の範囲がより望ましい。
施例に基づき説明する。目付重量が小さい場合、引張強
度の低下、収縮率増大の傾向にあり、２００ｇ／ｍ2を
下回ると要求値に満たなくなる。一方、目付重量が１０
００ｇ／ｍ2以上となると骨格径が太くなるため基板抵
抗は低下するが、極板中に占める基板の体積が増加する
ために活物質の充填量が減少し、極板の容量密度として
は低下する。従って目付重量は２５０ｇ／ｍ2から１０
００ｇ／ｍ2の範囲が好適であるが基板抵抗と引張強
度、極板容量密度のバランスを考慮すると４００ｇ／ｍ
2から６００ｇ／ｍ2の範囲がより望ましい。
【００３２】
【表４】
【００３３】焼結に用いる鉄混合粉末の粒径と基板特性
との関係を、表４に従い説明する。１５μｍ以下と規定
した粉末の粒径が一定以上に大きくなる、あるいは１５
μｍ以上に規定した粉末の粒径が小さくなった場合、い
ずれも焼結体の収縮率が大きくなる。また大きい粒子径
の粉末の粒径が１００μｍをこえた場合には、収縮は抑
制されるが強度が低下する。これらの現象は、各々の粒
径比が適当な範囲を逸脱すると粉末の充填性が低下する
ことにより焼結性が低下するためと考えられ、収縮の抑
制と基板強度の向上を両立するため、粉末の平均粒子径
を最適な範囲に規定する必要がある。また基板引張強度
が小さなものはサイクル寿命特性が低下するが、これは
充放電に伴う活物質の膨脹に基板が耐えられなくなり、
活物質の脱落量が増加するためであると推測される。
との関係を、表４に従い説明する。１５μｍ以下と規定
した粉末の粒径が一定以上に大きくなる、あるいは１５
μｍ以上に規定した粉末の粒径が小さくなった場合、い
ずれも焼結体の収縮率が大きくなる。また大きい粒子径
の粉末の粒径が１００μｍをこえた場合には、収縮は抑
制されるが強度が低下する。これらの現象は、各々の粒
径比が適当な範囲を逸脱すると粉末の充填性が低下する
ことにより焼結性が低下するためと考えられ、収縮の抑
制と基板強度の向上を両立するため、粉末の平均粒子径
を最適な範囲に規定する必要がある。また基板引張強度
が小さなものはサイクル寿命特性が低下するが、これは
充放電に伴う活物質の膨脹に基板が耐えられなくなり、
活物質の脱落量が増加するためであると推測される。
【００３４】
【表５】
【００３５】表面を被覆するニッケル層厚みの効果を表
５に従い説明する。メッキ厚みが１μｍに満たない場
合、サイクル寿命特性の低下と保存時の自己放電が大き
い。活物質を充填して圧延する際、基板は伸びを伴う
が、メッキ厚みが十分でない場合には鉄が露出する。露
出面の鉄は不動態化することにより表面の電気導電性を
損ない、利用率の低下を来す。またアルカリ電解液中で
鉄とニッケルが共存した場合には局部電池を形成するた
め、充電効率の低下による利用率の低下と自己放電特性
の低下を招くものと考えられる。また基板Ｎｏ．２１に
ついては、ニッケルメッキ後の熱処理温度を９００℃で
行っている。この場合、鉄焼結体とメッキ層の界面が、
ほぼ全面に渡り合金化していることが確認され、このた
めに基板抵抗が大きくなり、電池特性を低下させたもの
と考えられる。従ってニッケルメッキ後の熱処理は、両
界面に合金化していない部分を残す条件に留めることが
望ましい。
５に従い説明する。メッキ厚みが１μｍに満たない場
合、サイクル寿命特性の低下と保存時の自己放電が大き
い。活物質を充填して圧延する際、基板は伸びを伴う
が、メッキ厚みが十分でない場合には鉄が露出する。露
出面の鉄は不動態化することにより表面の電気導電性を
損ない、利用率の低下を来す。またアルカリ電解液中で
鉄とニッケルが共存した場合には局部電池を形成するた
め、充電効率の低下による利用率の低下と自己放電特性
の低下を招くものと考えられる。また基板Ｎｏ．２１に
ついては、ニッケルメッキ後の熱処理温度を９００℃で
行っている。この場合、鉄焼結体とメッキ層の界面が、
ほぼ全面に渡り合金化していることが確認され、このた
めに基板抵抗が大きくなり、電池特性を低下させたもの
と考えられる。従ってニッケルメッキ後の熱処理は、両
界面に合金化していない部分を残す条件に留めることが
望ましい。
【００３６】上述した基板Ｎｏ．１を用い、密閉形アル
カリ蓄電池を構成し、電池の設計条件について実施例に
基づき説明する。図１に電解液量とサイクル寿命特性と
の関係を示す。正極理論容量１Ａｈに対し、１．３ｃｍ
3よりも少ない場合、サイクル寿命特性が大きく低下す
る。基板強度が十分な水準にあっても電池活物質は充放
電サイクルの繰り返しに伴い膨脹し、密閉電池中におけ
る電解液の分布を偏在化させる。また基板から僅かに露
出した鉄は腐食されて不動態化するが、その際にも若干
の電解液の消費を伴う。従って電解液量の下限は、実施
例の結果から正極理論容量１Ａｈに対し、１．３ｃｍ3
必要である。また電解液が２．８ｃｍ3を越える場合も
寿命特性が低下しているが、これは電極間に過剰の電解
液が存在することにより過充電時のガス吸収反応が妨げ
られ電池の密閉が保たれなくなるためである。
カリ蓄電池を構成し、電池の設計条件について実施例に
基づき説明する。図１に電解液量とサイクル寿命特性と
の関係を示す。正極理論容量１Ａｈに対し、１．３ｃｍ
3よりも少ない場合、サイクル寿命特性が大きく低下す
る。基板強度が十分な水準にあっても電池活物質は充放
電サイクルの繰り返しに伴い膨脹し、密閉電池中におけ
る電解液の分布を偏在化させる。また基板から僅かに露
出した鉄は腐食されて不動態化するが、その際にも若干
の電解液の消費を伴う。従って電解液量の下限は、実施
例の結果から正極理論容量１Ａｈに対し、１．３ｃｍ3
必要である。また電解液が２．８ｃｍ3を越える場合も
寿命特性が低下しているが、これは電極間に過剰の電解
液が存在することにより過充電時のガス吸収反応が妨げ
られ電池の密閉が保たれなくなるためである。
【００３７】図２に水酸化カリウムを主成分とする電解
液濃度と、電池の高率放電時の平均電圧と、寿命特性と
の関係を示す。電解液濃度が２５重量部よりも低い場合
放電電圧の顕著な低下が見られるが、これは電解液濃度
が低いためにイオン伝導度が低下し、分極が大きくなる
ためと考えられる。反対に電解液濃度が４０重量部を越
える場合もイオン伝導度は低下し、且つ電解液の腐食性
も大きくなる。従って基板からの鉄溶解量が増加するこ
とによって寿命特性が低下するものと推測される。ニッ
ケル被覆層の厚みを厚くした場合、腐食速度は低下する
が、製造コストの上昇を招くこととなり好ましくない。
液濃度と、電池の高率放電時の平均電圧と、寿命特性と
の関係を示す。電解液濃度が２５重量部よりも低い場合
放電電圧の顕著な低下が見られるが、これは電解液濃度
が低いためにイオン伝導度が低下し、分極が大きくなる
ためと考えられる。反対に電解液濃度が４０重量部を越
える場合もイオン伝導度は低下し、且つ電解液の腐食性
も大きくなる。従って基板からの鉄溶解量が増加するこ
とによって寿命特性が低下するものと推測される。ニッ
ケル被覆層の厚みを厚くした場合、腐食速度は低下する
が、製造コストの上昇を招くこととなり好ましくない。
【００３８】最後に図３に従い正極充填密度と、電池の
寿命特性、容量密度との関係について説明する。正極容
量密度が５００ｍＡｈ／ｃｍ3を下回ると寿命特性が低
下する。このように活物質の充填密度が低い場合、極板
中における基板の比率が増えるため、極板表面に基板骨
格が露出する比率も多くなる。活物質に比較して導電性
の良好な基板表面に電流が集中する結果、充電中の酸素
ガス発生量が増大し、負極の水素吸蔵合金の酸化劣化を
促進することにより、寿命特性が低下したものと考えら
れる。反対に充填密度が７００ｍＡｈ／ｃｍ3を越える
場合、その容量密度は急激に低下している。これは基板
に対する活物質充填量が過大であるため極板内の空隙率
が減少し、電解液の浸透性が低下によって活物質の利用
率が大きく低下したものと考えられる。従って本発明の
アルカリ蓄電池の正極容量密度は、５００ｍＡｈ／ｃｍ
3から７００ｍＡｈ／ｃｍ3が好適であり、さらに望まし
くは、５５０ｍＡｈ／ｃｍ3から６５０ｍＡｈ／ｃｍ3の
範囲である。
寿命特性、容量密度との関係について説明する。正極容
量密度が５００ｍＡｈ／ｃｍ3を下回ると寿命特性が低
下する。このように活物質の充填密度が低い場合、極板
中における基板の比率が増えるため、極板表面に基板骨
格が露出する比率も多くなる。活物質に比較して導電性
の良好な基板表面に電流が集中する結果、充電中の酸素
ガス発生量が増大し、負極の水素吸蔵合金の酸化劣化を
促進することにより、寿命特性が低下したものと考えら
れる。反対に充填密度が７００ｍＡｈ／ｃｍ3を越える
場合、その容量密度は急激に低下している。これは基板
に対する活物質充填量が過大であるため極板内の空隙率
が減少し、電解液の浸透性が低下によって活物質の利用
率が大きく低下したものと考えられる。従って本発明の
アルカリ蓄電池の正極容量密度は、５００ｍＡｈ／ｃｍ
3から７００ｍＡｈ／ｃｍ3が好適であり、さらに望まし
くは、５５０ｍＡｈ／ｃｍ3から６５０ｍＡｈ／ｃｍ3の
範囲である。
【００３９】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明は安価な鉄
をアルカリ電解液を使う電池の基板に用いることがで
き、かつ高価なニッケルの被覆量を少なくすることがで
き、そのうえ内部抵抗を抑えることができるため、安価
で、かつ生産性もよく、寿命特性、放電特性に優れたア
ルカリ蓄電池を提供することができる。
をアルカリ電解液を使う電池の基板に用いることがで
き、かつ高価なニッケルの被覆量を少なくすることがで
き、そのうえ内部抵抗を抑えることができるため、安価
で、かつ生産性もよく、寿命特性、放電特性に優れたア
ルカリ蓄電池を提供することができる。
【図１】本発明の一実施例による基板の拡大断面図
【図２】正極理論容量に対する電解液量と寿命特性との
関係を示す図
関係を示す図
【図３】電解液濃度と寿命特性および放電特性との関係
を示す図
を示す図
【図４】正極充填密度とサイクル寿命および正極容量密
度の関係を示す図
度の関係を示す図
１ 鉄焼結体 ２ ニッケル被覆層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森下 展安 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 竹島 宏樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 海谷 英男 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 生駒 宗久 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (13)
- 【請求項１】 ニッケル酸化物を主成分とする正極と、
水素吸蔵合金あるいはカドミウムの酸化物を主成分とす
る負極と、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化ナ
トリウムの群から選ばれる少なくとも一成分を含むアル
カリ電解液と、セパレータを、ケース内に収納して封口
されたアルカリ蓄電池であって、前記正極と前記負極の
少なくとも一方に用いられる基板は、三次元多孔体であ
る鉄の焼結体の表面にニッケルの被覆層が設けられたこ
とを特徴とするアルカリ蓄電池。 - 【請求項２】 基板は引張強度が０．５×１０-6Ｐａ〜
８．０×１０-6Ｐａであり、電気抵抗値が１．０ｍΩ／
ｃｍ〜１０．０ｍΩ／ｃｍである請求項１記載のアルカ
リ蓄電池。 - 【請求項３】 正極の容量密度が５００ｍＡｈ／ｃｍ3
〜７００ｍＡｈ／ｃｍ3である請求項１記載のアルカリ
蓄電池。 - 【請求項４】 アルカリ電解液の液量が、正極の理論容
量１Ａｈに対し、１．３ｃｍ3〜２．８ｃｍ3である請求
項１記載のアルカリ蓄電池。 - 【請求項５】 アルカリ電解液の濃度が、２５重量部〜
４０重量部である請求項１記載のアルカリ蓄電池。 - 【請求項６】 焼結体は、樹脂製三次元多孔体表面に金
属鉄、酸化鉄、及び水酸化鉄の単独粉末あるいはそれら
の混合粉末を塗布した後、焼結したものである請求項１
記載のアルカリ蓄電池。 - 【請求項７】 金属鉄、酸化鉄、及び水酸化鉄の粉末
は、平均粒子径が１５μｍ以下の粉末と１５μｍ〜１０
０μｍの粉末とを混合したものである請求項６記載のア
ルカリ蓄電池。 - 【請求項８】 平均粒子径が１５μｍ以下の粉末の含有
率は、３０重量部〜８０重量部である請求項７記載のア
ルカリ蓄電池。 - 【請求項９】 平均粒子径が１５μｍ以下の粉末は、酸
化鉄あるいは水酸化鉄である請求項７記載のアルカリ蓄
電池。 - 【請求項１０】 基板の目付重量は、２５０ｇ／ｍ2〜
１０００ｇ／ｍ2でありその骨格径は２０μｍ〜１００
μｍであり、その平均孔径は２００μｍ〜６００μｍで
ある請求項１記載のアルカリ蓄電池。 - 【請求項１１】 焼結体を被覆するニッケルの厚みは、
１μｍ〜１０μｍである請求項１記載のアルカリ蓄電
池。 - 【請求項１２】 基板は、焼結体の表面をニッケルで被
覆した後、不活性ガス雰囲気中で熱処理を施されたこと
を特徴とする請求項１記載のアルカリ蓄電池。 - 【請求項１３】 焼結体と、その表面を被覆したニッケ
ルとの界面は、合金化していないことを特徴とする請求
項１記載のアルカリ蓄電池。
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