JPH0997612A - 電池電極用基材 - Google Patents

電池電極用基材

Info

Publication number
JPH0997612A
JPH0997612A JP7276906A JP27690695A JPH0997612A JP H0997612 A JPH0997612 A JP H0997612A JP 7276906 A JP7276906 A JP 7276906A JP 27690695 A JP27690695 A JP 27690695A JP H0997612 A JPH0997612 A JP H0997612A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
synthetic resin
fibers
foam sheet
base material
battery electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7276906A
Other languages
English (en)
Inventor
Masanori Tabei
正紀 田部井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Achilles Corp
Original Assignee
Achilles Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Achilles Corp filed Critical Achilles Corp
Priority to JP7276906A priority Critical patent/JPH0997612A/ja
Publication of JPH0997612A publication Critical patent/JPH0997612A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電池電極材の用途として好適な、電極捲回時
のトラブル(亀裂、破損、内部短絡)の発生を少なくす
ることができる電池電極用基材を提供する。 【解決手段】 合成樹脂発泡シートに合成樹脂繊維がニ
ードルパンチングされてなる電池電極用基材。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する分野】本発明は、ニッケルカドミウム電
池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、燃料電池
などの各種電池の電極に好適な電池電極用基材に関す
る。
【0002】
【技術背景】このような用途に用いられる電池電極用基
材には、スライスしたウレタンフォームシート、不織布
や、それらの複合体が用いられるのが主流となりつつあ
る。ウレタンフォームシートは、三次元網状組織の骨格
を有しており、ウレタンフォームシートの網状組織に予
め導電化処理を施し、その骨格表面に所定厚みの金属メ
ッキを施し三次元網状構造のものとし、必要に応じさら
にこれを加熱してウレタンフォームシート部分を除去し
て、金属のみからなる三次元網状構造のものとして得ら
れる。不織布をベース材に用いたときもその要領は同様
である。そして、二次電池電極に用いる場合には、ペー
スト状活物質がこの金属多孔体内に充填され、例えば渦
巻き状に捲回して使用される。ポリウレタンフォームシ
ートの場合、開孔率が85〜98%と高く、孔形状が均
一であるために、活物質を他の材質の基材よりなる金属
多孔体に比べ、均一に多量に充填できる。また、不織布
の場合、繊維の太さや長さを一定にできるために、材質
の基材よりなる金属多孔体に比べ、渦巻き状に捲回し時
の耐久性があり、充放電の繰り返しによる性能低下が少
ない。さらに、ポリウレタンフォームシートと不織布と
の複合体の場合、両方のメリットを持ったものとなる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、渦巻き状に捲
回した際、ウレタンフォームシートを基材とした場合
は、セルの厚みが不均一であるために外側に位置する金
属多孔体部分の亀裂や破損の問題が発生し易く、また不
織布を基材としたものにあっては、繊維の分布が均一な
ものとする事が難しく、孔形状が不均一になり易い、さ
らには、突出する毛羽状の金属繊維によるセパーレータ
を貫通しての対極との接触による内部短絡の発生という
問題を抱えている。ポリウレタンフォームシートと不織
布の複合体を使用した場合、両者を一体化するために、
接着剤やフレームラミネート等による処理が必要とな
る。これにより、接合面の開孔率が他の部分と比較して
低下するために、均一な金属多孔体を得ることができ
ず、電池性能の低下となる。
【0004】本発明は、これらの問題点を全て解決する
べくなされたものであって、電池電極用金属多孔体とし
て好適な、電極捲回時のトラブル(亀裂、破損、内部短
絡)の発生を少なくすることのできる電池電極用基材を
提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の電池電極用基材
は、合成樹脂発泡シートに合成樹脂繊維がニードルパン
チングされてなることを要旨とする。
【0006】また本発明の電池電極用基材は、合成樹脂
発泡シートの内部を合成樹脂繊維が貫通し、合成樹脂発
泡シートの両面に合成樹脂繊維同志の交絡層が形成され
ていることをも要旨とする。
【0007】また本発明の電池電極用基材の製造方法
は、合成樹脂発泡シートの片面より、合成樹脂繊維をニ
ードルパンチし、更に合成樹脂発泡シートのもう一方の
面より合成樹脂繊維をニードルパンチして、合成樹脂繊
維同志の交絡層を表裏両面に形成することを要旨とす
る。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明において使用される合成樹
脂発泡シートは、ポリウレタンフォームシート、ポリオ
レフィン系フォームシート、ポリ塩化ビニルフォームシ
ート等の汎用の合成樹脂発泡シートを使用することがで
きる。金属メッキを行い、金属多孔体としたときに、通
常、加熱処理等により消失処理されるために、消失しや
すく、消失の不純物が残りにくく、コスト的にメリット
のあるポリウレタンフォームが好ましい。合成樹脂発泡
シートの発泡形態としては、独立気泡、連続気泡いずれ
のものも使用できるが、連続気泡でセル骨格のみでセル
膜のない発泡体が金属メッキの面で好ましい。しかし、
セル膜を有する連続気泡のものでも、ニードルパンチに
よりセル膜の除去的な作用があり、セル膜のないのと同
等に金属メッキを行なうことができる。また、独立気泡
であっても、セルが均一で、密状態であれば、連続気泡
のもと差異がない金属メッキを行なうことができる。
【0009】合成樹脂発泡シートの発泡倍率としては、
30〜60倍のものが好ましい。発泡倍率が30倍以下
であると、電池電極として必要な85〜98%の開孔率
が維持できなくなり、60倍以上であると孔経がおおき
くなりすぎ、充填された活物質の保持が不可能となる。
合成樹脂シートの厚さとしては、通常使用される電池性
能等で適宜選択されるが、1〜5mmのものが好ましく
使用される。
【0010】本発明に使用される合成樹脂繊維として
は、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフ
タレートなどのポリエステル系繊維、6−ナイロン、6
6−ナイロンなどのポリアミド系繊維、ポリエチレン、
ポリプロピレン、エチレン酢酸ビニル共重合体などのオ
レフィン系繊維、ポリビニルアルコール系繊維、アクリ
ル系繊維、再生セルロース系繊維、ポリフルオロエチレ
ン系繊維、カーボン繊維などから適宜選択される。ま
た、炭素繊維などの導電性繊維を混合することにより、
電気メッキのための導電処理を省略することも可能とな
る。
【0011】この合成樹脂繊維の太さとしては、10デ
ニール以下のものが好ましく、さらに好ましくは、1〜
6デニールである。10デニール以上の繊維であると金
属メッキを行なった場合に開孔率85〜98%得られに
くくなる。繊維の長さとしては、2〜70mmが好まし
い。70mmを越える繊維であるとニードルパンチ作業
性の面で効率が悪くなる可能性があり、2mm以下であ
ると合成樹脂発泡シートを貫通しての表面での交絡層が
形成できずに、表面の毛羽立ちが多くなり、電池電極と
しての性能低下の原因になる可能性がある。
【0012】これら合成樹脂繊維の合成樹脂発泡シート
への目付量は、合成樹脂発泡シートの厚さ及び発泡倍
率、セル径等によって決定されるが、ニードルパンチさ
れた基材全体として開孔率85〜98%が確保されるよ
うに調整される。本発明で通常使用される目付量は、約
10〜300g/m2 の範囲で行なわれる。10g/m
2 未満では、ニードルパンチをしても繊維同志の交絡が
少なく、繊維の脱落及び毛羽立ちが起こりやすくなり、
300g/m2 を越えるとニードルパンチが困難になる
場合がある。
【0013】合成樹脂発泡シートの表面に合成樹脂繊維
同志の交絡層が形成された方が、電池電極用基材とし
て、発泡体と不織布の複合体としての両方の優れた特徴
を有することができるので好ましい。特に表裏両面に形
成されることにより更に好ましく、単面だけの場合は、
交絡層の形成されない面のニードルパンチにより貫通し
た合成樹脂繊維の一端が毛羽立ち等の原因となる可能性
があり、加熱処理等により、毛羽立ち防止処理が必要と
なる。表裏両面に交絡層を形成するには、合成樹脂発泡
シートの一面でニードルパンチを行い、次にもう一方の
面でもニードルパンチを行なえばよい。
【0014】また、合成樹脂繊維同志の交絡をより強固
で安定したものにするために、使用する合成樹脂繊維の
一部又は全部を捲縮状繊維を使用することにより、ニー
ドルパンチ終了後、加熱処理により、捲縮状繊維を捲縮
させて、交絡より完全な物とすることができる。表裏両
面に交絡層を形成する場合、交絡層部分の開孔率を表裏
で異ならすことも可能となり、電極捲回時の作業性向
上、電池電極としての性能向上を計ることができる。
【0015】次に本発明の電池電極用基材を製造するた
めの方法を説明する。まず、所望の合成樹脂繊維のウェ
ブを形成する。ウェブの形成方法は、通常の不織布を作
るときと同じで、カード法やエアーレイ法等の乾式で
も、あるいは水等に溶融させたスラリーから形成する湿
式でもよい。ウェブが形成されたら、これを合成樹脂発
泡シートに重ね、ニードルパンチ機のストリッパープレ
ートとベッドプレートとの間に供給する。フェルト針が
ウェブ内の繊維を把持して両プレートの孔を突き抜け、
合成樹脂発泡シート内に差し込み、同時に繊維同志を絡
ませる。繊維の一部は合成樹脂発泡シートの反対側に達
し、反対側でも繊維同志が絡み合う。しかし、表面側の
繊維同志が絡み合った交絡層と比較すると、量も少なく
絡みつきも弱い。このようにして片側のニードルパンチ
が終了する。必要に応じて、合成樹脂発泡シートを反転
させ、同様にてウェブを重ね弍ードルパンチを行なう。
これにより、表裏両面に繊維同志の絡み付きの強い、均
一な交絡層を形成することができる。
【0016】合成樹脂繊維に捲縮状繊維を、混合或いは
使用している場合は、その捲縮状繊維の捲縮が発生する
温度にて熱処理を実施する。それにより、交絡層及び内
部の絡み付きが強まり、更に表面の毛羽立ちを完全に防
止できる。
【0017】かくして得られた本発明の電池電極用基材
には、金属メッキが施されるが、メッキされる金属とし
ての制限は特になく、ニッケル、銅、カドミウム、亜
鉛、鉄、鉛、銀などの他、メッキ可能な金属は全て適用
できる。 金属メッキは、直接対象物に金属蒸着する方
法や、カーボン、金属粉末などを適当なバインダーによ
り液状化した塗料、導電性樹脂溶液などの導電性材料を
塗布、含浸して導電性を付与する方法、あるいは銀鏡反
応による無電解メッキ法で導電性を付与する方法などに
て、ベース材に予め導電化処理を施し、この後、電解メ
ッキによってベース材表面に金属を析出させる方法など
が適用できる。
【0018】このようにして得られた金属多孔体は、好
ましくはさらに焼成され、金属のみからなる電池電極用
金属多孔体の形態を取り得る。金属付着量としては、メ
ッキする金属の種類、メッキの程度にもよるが、多孔性
を阻害しない範囲であれば自由に選ぶことができる。通
常、焼成後、100〜1500g/m2 の範囲で選択さ
れる。
【0019】焼成は場合によっては大気中でもよいが、
酸化皮膜を嫌う場合には還元性雰囲気下、真空性雰囲気
下で加熱処理するのがよい。還元性雰囲気下で行う場
合、例えば水素を若干含む窒素雰囲気中で温度700〜
1200℃で30〜120分ほど加熱処理することで、
内部の合成樹脂発泡シートや合成樹脂繊維を加熱分解す
ることができ焼成が完了する。これにより、金属多孔体
を得ることができ、この多孔体に活物質を充填し、電池
用電極を得ることができる。
【0020】
【発明の効果】本発明の電池電極用基材は、連続で金属
メッキ施す場合に、メッキ液槽の中や給電ロールでの搬
送による張力に対して強く、また、合成樹脂発泡シー
ト、不織布及び積層による複合体等の従来の電池電極用
基材としての長所をすべて備え、短所を無くしたもので
ある。本発明の電池電極用基材より得られた金属多孔体
は、電極用として捲回時に、断線や内部短絡が発生せ
ず、さらに、開孔率が高く、開孔部分のセルが均一で、
多量の活物質を充填できるので高性能の電池が得られ
る。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 合成樹脂発泡シートに合成樹脂繊維がニ
    ードルパンチングされてなる電池電極用基材。
  2. 【請求項2】 合成樹脂発泡シートの内部を合成樹脂繊
    維が貫通し、合成樹脂発泡シートの両面に合成樹脂繊維
    同志の交絡層が形成されていることを特徴とする請求項
    1記載の電池電極用基材。
  3. 【請求項3】 合成樹脂発泡シートが連続気泡ポリウレ
    タンフォームであることを特徴とする請求項1又は2記
    載の電池電極用基材。
  4. 【請求項4】 合成樹脂発泡シートの片面より、合成樹
    脂繊維をニードルパンチし、更に合成樹脂発泡シートの
    もう一方の面より合成樹脂繊維をニードルパンチして、
    合成樹脂繊維同志の交絡層を表裏両面に形成することを
    特徴とする電池電極用基材の製造方法。
JP7276906A 1995-09-29 1995-09-29 電池電極用基材 Pending JPH0997612A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7276906A JPH0997612A (ja) 1995-09-29 1995-09-29 電池電極用基材

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7276906A JPH0997612A (ja) 1995-09-29 1995-09-29 電池電極用基材

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0997612A true JPH0997612A (ja) 1997-04-08

Family

ID=17576043

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7276906A Pending JPH0997612A (ja) 1995-09-29 1995-09-29 電池電極用基材

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0997612A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012060258A1 (ja) * 2010-11-01 2012-05-10 三菱レイヨン株式会社 多孔質電極基材、その製造方法、多孔質電極基材前駆体シート、膜-電極接合体、および固体高分子型燃料電池
WO2013137206A1 (ja) * 2012-03-12 2013-09-19 ダイワボウホールディングス株式会社 導電性繊維構造物、金属多孔構造物、電池用電極材、及び電池

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012060258A1 (ja) * 2010-11-01 2012-05-10 三菱レイヨン株式会社 多孔質電極基材、その製造方法、多孔質電極基材前駆体シート、膜-電極接合体、および固体高分子型燃料電池
CN103181011A (zh) * 2010-11-01 2013-06-26 三菱丽阳株式会社 多孔电极基材及其制法、多孔电极基材前体片、膜-电极接合体、以及固体高分子型燃料电池
US9325016B2 (en) 2010-11-01 2016-04-26 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Porous electrode substrate and process for production thereof, porous electrode substrate precursor sheet, membrane-electrode assembly, and polymer electrolyte fuel cell
US9780383B2 (en) 2010-11-01 2017-10-03 Mitsubishi Chemical Corporation Porous electrode substrate and process for production thereof, porous electrode substrate precursor sheet, membrane-electrode assembly, and polymer electrolyte fuel cell
WO2013137206A1 (ja) * 2012-03-12 2013-09-19 ダイワボウホールディングス株式会社 導電性繊維構造物、金属多孔構造物、電池用電極材、及び電池
JPWO2013137206A1 (ja) * 2012-03-12 2015-08-03 ダイワボウホールディングス株式会社 導電性繊維構造物、金属多孔構造物、電池用電極材、及び電池

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11171387B2 (en) Single-layer lithium ion battery separator
US5156899A (en) Fiber structure electrode plaque for increased-capacity voltage accumulators
Kritzer et al. Nonwovens as separators for alkaline batteries: an overview
US8088516B2 (en) Storage battery electrodes with integral conductors
TW516252B (en) Collector for alkaline secondary battery, method for making the same, and alkaline secondary battery using the same
JP5137117B2 (ja) 電池用不織布基板、およびそれを用いた電池用電極、及び電池
US7879496B2 (en) Battery electrode substrate, battery electrode, and alkaline secondary battery including the same
JP2021163759A (ja) 固体電池用シートの製造方法及びそれに使用される積層体の製造方法
JP5785321B2 (ja) 導電性繊維構造物、金属多孔構造物、電池用電極材、及び電池
JPH0997612A (ja) 電池電極用基材
TW466795B (en) Battery separator and battery using the same
JPH08321303A (ja) アルカリ二次電池用の電極
JPH08250125A (ja) ニッケルめっき不織布電極基板
JPH08329953A (ja) ニッケルめっき不織布電極基板の製造方法
JP2000215873A (ja) アルカリ蓄電池およびその製造方法
JPH08203534A (ja) ニッケルめっき不織布電極基板の製造方法
JP3268814B2 (ja) リチウム電池用電極
JP2002124242A (ja) 電池用セパレータとその製造方法およびこれを組み込んだ電池
JP3002830B2 (ja) 電池用セパレータ及びその製造方法
JP3515652B2 (ja) 金属多孔体の製造方法
JP3386805B2 (ja) タブ付金属多孔体の製造方法及び該方法により製造されたタブ付金属多孔体
JPH06338329A (ja) ニッケルめっき不織布電極基板の製造方法
JP3330263B2 (ja) アルカリ二次電池およびその製造方法
JP4997529B2 (ja) アルカリ電池用ニッケル極及びその製造方法
JPH08329952A (ja) 多孔性ニッケルめっき電極基板の評価方法及びこれを用いた多孔性ニッケルめっき電極基板