JPH10321222A - アルカリ蓄電池用極板及びその極板を備えたアルカリ蓄電池 - Google Patents
アルカリ蓄電池用極板及びその極板を備えたアルカリ蓄電池Info
- Publication number
- JPH10321222A JPH10321222A JP9125751A JP12575197A JPH10321222A JP H10321222 A JPH10321222 A JP H10321222A JP 9125751 A JP9125751 A JP 9125751A JP 12575197 A JP12575197 A JP 12575197A JP H10321222 A JPH10321222 A JP H10321222A
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- 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
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- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 極板と集電タブとの接合部分における機械的
強度を長期間に渡って向上させると共に、耐震性または
耐衝撃性の優れた電池を提供しようとすることを本発明
の課題とする。 【解決手段】 本発明に係るアルカリ蓄電池用極板は、
３次元多孔体からなる基体に活物質を充填した極板に集
電タブを接合させたものであって、前記極板と集電タブ
との接合部分を樹脂でコーティングするとともに、該樹
脂を基体内部に含浸させたことを特徴とする。
強度を長期間に渡って向上させると共に、耐震性または
耐衝撃性の優れた電池を提供しようとすることを本発明
の課題とする。 【解決手段】 本発明に係るアルカリ蓄電池用極板は、
３次元多孔体からなる基体に活物質を充填した極板に集
電タブを接合させたものであって、前記極板と集電タブ
との接合部分を樹脂でコーティングするとともに、該樹
脂を基体内部に含浸させたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特に耐衝撃性、耐震性
を必要とする電気自動車用電池等の大型電池に用いられ
る極板と集電タブとの接合部分の改良に関する。
を必要とする電気自動車用電池等の大型電池に用いられ
る極板と集電タブとの接合部分の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、アルカリ蓄電池に使用される正極
活物質としては、水酸化ニッケルが知られている。水酸
化ニッケルを正極活物質とするニッケル電極は、ニッケ
ル−カドミウム蓄電池、ニッケル−水素蓄電池、ニッケ
ル−亜鉛蓄電池などに広く採用されている。このニッケ
ル電極としては、パンチングメタル等の芯体にニッケル
粉末を焼結して形成した多孔性基板に含浸により水酸化
ニッケルよりなる活物質を含浸充填させる、いわゆる焼
結式ニッケル電極が知られている。
活物質としては、水酸化ニッケルが知られている。水酸
化ニッケルを正極活物質とするニッケル電極は、ニッケ
ル−カドミウム蓄電池、ニッケル−水素蓄電池、ニッケ
ル−亜鉛蓄電池などに広く採用されている。このニッケ
ル電極としては、パンチングメタル等の芯体にニッケル
粉末を焼結して形成した多孔性基板に含浸により水酸化
ニッケルよりなる活物質を含浸充填させる、いわゆる焼
結式ニッケル電極が知られている。
【０００３】しかしながら、上記した焼結式ニッケル電
極は、焼結基板を高多孔度とした場合には機械的強度が
弱くなるため、実用的には８０％の多孔度とするのが限
界であるとともにパンチングメタル等の芯体を必要とす
ることから、活物質の充填密度が低く、高エネルギー密
度のニッケル電極を実現する上で問題がある。また、焼
結基板の細孔は１０μｍ以下であるので、活物質の充填
工程を何度も繰り返す必要がある溶液含浸法や電着含浸
法に限定されるため、充填工程が繁雑であるとともに製
造コストも高くなるという問題がある。
極は、焼結基板を高多孔度とした場合には機械的強度が
弱くなるため、実用的には８０％の多孔度とするのが限
界であるとともにパンチングメタル等の芯体を必要とす
ることから、活物質の充填密度が低く、高エネルギー密
度のニッケル電極を実現する上で問題がある。また、焼
結基板の細孔は１０μｍ以下であるので、活物質の充填
工程を何度も繰り返す必要がある溶液含浸法や電着含浸
法に限定されるため、充填工程が繁雑であるとともに製
造コストも高くなるという問題がある。
【０００４】一方、これらの欠点を改良するために、芯
体を有さない多孔性の発泡ニッケルからなる活物質保持
体に正極活物質である水酸化ニッケル粉末を直接充填し
た、いわゆる非焼結式ニッケル電極が主流となってき
た。この非焼結式ニッケル電極においては、通常、活物
質保持体に正極活物質である水酸化ニッケル粉末を充填
した後、所定の厚みになるように圧延する。その後、活
物質を除去させ、その除去させた部分に非焼結式ニッケ
ル電極と端子とを接続する集電タブを抵抗溶接により溶
接するようにしている。
体を有さない多孔性の発泡ニッケルからなる活物質保持
体に正極活物質である水酸化ニッケル粉末を直接充填し
た、いわゆる非焼結式ニッケル電極が主流となってき
た。この非焼結式ニッケル電極においては、通常、活物
質保持体に正極活物質である水酸化ニッケル粉末を充填
した後、所定の厚みになるように圧延する。その後、活
物質を除去させ、その除去させた部分に非焼結式ニッケ
ル電極と端子とを接続する集電タブを抵抗溶接により溶
接するようにしている。
【０００５】しかしながら、発泡ニッケル等の３次元多
孔体は高い空孔率を有するために機械的強度が弱く、特
に活物質が除去された集電タブとの接合部分が振動や衝
撃等で集電タブの剥離または接合部分の断裂が起きやす
いため、この接合部分の活物質が除去された、むき出し
の多孔体や集電タブのエッジがセパレータを貫通してシ
ョートの原因となる可能性が高いという問題や、接合部
分の断裂による集電不良が発生し易いという問題があっ
た。
孔体は高い空孔率を有するために機械的強度が弱く、特
に活物質が除去された集電タブとの接合部分が振動や衝
撃等で集電タブの剥離または接合部分の断裂が起きやす
いため、この接合部分の活物質が除去された、むき出し
の多孔体や集電タブのエッジがセパレータを貫通してシ
ョートの原因となる可能性が高いという問題や、接合部
分の断裂による集電不良が発生し易いという問題があっ
た。
【０００６】そこで、特開平５−１９０１９９号公報
に、極板と集電タブの接合部分にポリプロピレン製の絶
縁テープによる絶縁被膜を貼り付けることが記載されて
いる。
に、極板と集電タブの接合部分にポリプロピレン製の絶
縁テープによる絶縁被膜を貼り付けることが記載されて
いる。
【０００７】しかしながら、この方法においては、電池
内部のショート防止に効果があったとしても、耐震性ま
たは耐衝撃性の観点から、ねじれや折れなどの強度に乏
しく耐震性または耐衝撃性が十分確保できない。また、
電池内部のアルカリ電解液中の環境下でテープの接着力
が低下し、長期間経過すると、さらに極板と集電タブの
接合部分の機械的強度が低下するという問題があった。
内部のショート防止に効果があったとしても、耐震性ま
たは耐衝撃性の観点から、ねじれや折れなどの強度に乏
しく耐震性または耐衝撃性が十分確保できない。また、
電池内部のアルカリ電解液中の環境下でテープの接着力
が低下し、長期間経過すると、さらに極板と集電タブの
接合部分の機械的強度が低下するという問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記問題点
に鑑みてなされたものであり、極板と集電タブとの接合
部分をプラスチック樹脂等の樹脂でコーティング及び基
体内部に含浸させることによって、極板と集電タブとの
接合部分における機械的強度を長期間に渡って向上させ
ると共に、耐震性または耐衝撃性の優れた電池を提供し
ようとすることを本発明の課題とする。
に鑑みてなされたものであり、極板と集電タブとの接合
部分をプラスチック樹脂等の樹脂でコーティング及び基
体内部に含浸させることによって、極板と集電タブとの
接合部分における機械的強度を長期間に渡って向上させ
ると共に、耐震性または耐衝撃性の優れた電池を提供し
ようとすることを本発明の課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のアルカリ蓄電池
用極板では、３次元多孔体からなる基体に活物質を充填
した極板に集電タブを接合させたアルカリ蓄電池用極板
であって、前記極板と集電タブとの接合部分を樹脂でコ
ーティングするとともに、該樹脂を基体内部に含浸させ
たことを特徴とする。
用極板では、３次元多孔体からなる基体に活物質を充填
した極板に集電タブを接合させたアルカリ蓄電池用極板
であって、前記極板と集電タブとの接合部分を樹脂でコ
ーティングするとともに、該樹脂を基体内部に含浸させ
たことを特徴とする。
【００１０】
【作用】３次元多孔体と集電タブとの溶接部分を樹脂で
コーティングすることにより、この部分でのむき出しと
なった多孔体や集電タブのエッジがセパレータを貫通し
てショートに至ることを防止することができる。さら
に、この樹脂を３次元多孔体内部まで含浸して硬化させ
ることにより、溶接部分の３次元多孔体基体を固定する
ことが出来、引っ張り、ねじれ、折り曲げ等のあらゆる
方向からの応力に対して強度を向上させることができ
る。さらに、多孔体内部まで樹脂が含浸しているため
に、長期間経過後における接合部分における機械的強度
の低下もほとんどない。
コーティングすることにより、この部分でのむき出しと
なった多孔体や集電タブのエッジがセパレータを貫通し
てショートに至ることを防止することができる。さら
に、この樹脂を３次元多孔体内部まで含浸して硬化させ
ることにより、溶接部分の３次元多孔体基体を固定する
ことが出来、引っ張り、ねじれ、折り曲げ等のあらゆる
方向からの応力に対して強度を向上させることができ
る。さらに、多孔体内部まで樹脂が含浸しているため
に、長期間経過後における接合部分における機械的強度
の低下もほとんどない。
【００１１】
（実施例１）水酸化ニッケル粉末１００重量部に水酸化
コバルト粉末１０重量部を混合し、０．２重量％のメチ
ルセルロースを溶解させた水溶液５０重量部とを混合し
て活物質スラリーとした。この活物質スラリーを３次元
多孔体として厚み１．５ｍｍ、多孔度９５％の発泡ニッ
ケル基体に充填、保持し、８０℃で３０分乾燥した。
コバルト粉末１０重量部を混合し、０．２重量％のメチ
ルセルロースを溶解させた水溶液５０重量部とを混合し
て活物質スラリーとした。この活物質スラリーを３次元
多孔体として厚み１．５ｍｍ、多孔度９５％の発泡ニッ
ケル基体に充填、保持し、８０℃で３０分乾燥した。
【００１２】その後、厚さ０．６ｍｍの厚みに圧延を行
ってアルカリ蓄電池用非焼結式正極板を作製した。この
作製した非焼結式極板を４０×４０ｍｍのサイズに切断
し、その極板の一辺を５×４０ｍｍのサイズに活物質を
除去して基体の発泡ニッケルを露出させ、その除去部分
に４０×２５ｍｍ、厚み０．０８ｍｍのＮｉ製の集電タ
ブを抵抗溶接にて１０点溶接した。その集電タブを溶接
した基体の露出部分全体をカバーするように６×４１ｍ
ｍのサイズに切断した厚さ２００μｍのポリプロピレン
製シート（以下、ＰＰシートという）を配置し、約１８
０℃の温度で５秒ホットプレスを行い、ＰＰシートが十
分に発泡ニッケル内部まで含浸するように溶着コーティ
ングを行った。同様にして裏面も溶着コーティングを行
った。このようにして作製した本発明の集電構造を有し
た極板を本発明極板Ａと称する。
ってアルカリ蓄電池用非焼結式正極板を作製した。この
作製した非焼結式極板を４０×４０ｍｍのサイズに切断
し、その極板の一辺を５×４０ｍｍのサイズに活物質を
除去して基体の発泡ニッケルを露出させ、その除去部分
に４０×２５ｍｍ、厚み０．０８ｍｍのＮｉ製の集電タ
ブを抵抗溶接にて１０点溶接した。その集電タブを溶接
した基体の露出部分全体をカバーするように６×４１ｍ
ｍのサイズに切断した厚さ２００μｍのポリプロピレン
製シート（以下、ＰＰシートという）を配置し、約１８
０℃の温度で５秒ホットプレスを行い、ＰＰシートが十
分に発泡ニッケル内部まで含浸するように溶着コーティ
ングを行った。同様にして裏面も溶着コーティングを行
った。このようにして作製した本発明の集電構造を有し
た極板を本発明極板Ａと称する。
【００１３】また、図１に本発明極板Ａの平面図、図２
に本発明極板Ａの断面図、図３に図２の集電タブとの接
合部分を拡大した断面図を示す。
に本発明極板Ａの断面図、図３に図２の集電タブとの接
合部分を拡大した断面図を示す。
【００１４】図中、１は水酸化ニッケル正極板であり、
２は水酸化ニッケル正極板に抵抗溶接された集電タブで
ある。また、３はＰＰシートであり、水酸化ニッケル正
極板１と集電タブ２との接合部分をコーティングすると
ともに、基体内部に含浸されている。４は活物質を除去
した発泡ニッケルである。
２は水酸化ニッケル正極板に抵抗溶接された集電タブで
ある。また、３はＰＰシートであり、水酸化ニッケル正
極板１と集電タブ２との接合部分をコーティングすると
ともに、基体内部に含浸されている。４は活物質を除去
した発泡ニッケルである。
【００１５】（比較例１）溶接部分に何も溶着していな
い以外は、前記実施例１と同様にして比較極板Ｂを作製
した。
い以外は、前記実施例１と同様にして比較極板Ｂを作製
した。
【００１６】（比較例２）溶接部分を覆うように絶縁テ
ープを貼り付けた以外は、前記実施例１と同様にして比
較極板Ｃを作製した。
ープを貼り付けた以外は、前記実施例１と同様にして比
較極板Ｃを作製した。
【００１７】前記のように作製した本発明極板Ａ、比較
極板Ｂ及びＣについて、それぞれ引っ張り強度試験に供
試し、集電タブと極板との接合部分の引っ張り強度を測
定した。尚、この試験はセパレータの強度試験によく用
いられている引っ張り強度試験機を用い、引っ張り速度
は１分間あたり０．５ｍｍとし、引き裂け時の最大荷重
（ｋｇｆ）と最大伸び（ｍｍ）を測定し、その結果を図
４に示す。図４の結果から、本発明極板Ａは引き裂け時
の最大荷重及び最大伸びの両方について、比較極板Ｂ及
びＣよりも顕著に優れていることがわかる。
極板Ｂ及びＣについて、それぞれ引っ張り強度試験に供
試し、集電タブと極板との接合部分の引っ張り強度を測
定した。尚、この試験はセパレータの強度試験によく用
いられている引っ張り強度試験機を用い、引っ張り速度
は１分間あたり０．５ｍｍとし、引き裂け時の最大荷重
（ｋｇｆ）と最大伸び（ｍｍ）を測定し、その結果を図
４に示す。図４の結果から、本発明極板Ａは引き裂け時
の最大荷重及び最大伸びの両方について、比較極板Ｂ及
びＣよりも顕著に優れていることがわかる。
【００１８】これは、ＰＰ樹脂で溶着コーティングかつ
基体内部に含浸することによって引っ張り強度が向上
し、接合部分における機械的強度が向上したものと考え
られるためである。
基体内部に含浸することによって引っ張り強度が向上
し、接合部分における機械的強度が向上したものと考え
られるためである。
【００１９】尚、本実施例では、ＰＰ樹脂によるホット
プレスを例に挙げたが、ポリエチレン等の他のポリオレ
フィン系のプラスチックや、６−ナイロン等のポリアミ
ド系のプラスチック、ポリテトラフルオロエチレン（Ｐ
ＴＦＥ）等のフッ素系樹脂によるホットプレスについて
も同様の効果が得られる。
プレスを例に挙げたが、ポリエチレン等の他のポリオレ
フィン系のプラスチックや、６−ナイロン等のポリアミ
ド系のプラスチック、ポリテトラフルオロエチレン（Ｐ
ＴＦＥ）等のフッ素系樹脂によるホットプレスについて
も同様の効果が得られる。
【００２０】また、プラスチックシートのホットプレス
という手法以外にも、３次元多孔体内部までプラスチッ
クを含浸するという点で、溶融プラスチックやゴムを溶
接部分の３次元多孔体部分に直接塗布したり、エチレン
ビニルアルコール（ＥＶＡ）やポリビニルアルコール
（ＰＶＡ）、エポキシ系接着剤などの接着剤を塗布した
りする方法も同様の効果が得られる。
という手法以外にも、３次元多孔体内部までプラスチッ
クを含浸するという点で、溶融プラスチックやゴムを溶
接部分の３次元多孔体部分に直接塗布したり、エチレン
ビニルアルコール（ＥＶＡ）やポリビニルアルコール
（ＰＶＡ）、エポキシ系接着剤などの接着剤を塗布した
りする方法も同様の効果が得られる。
【００２１】
【発明の効果】以上から明らかなように、本発明のアル
カリ蓄電池用極板では、極板と集電タブとの接合部分を
樹脂でコーティングすると共に、該樹脂を基体内部に含
浸させているので、前記接合部分における機械的強度を
顕著に向上させることができ、耐震性または耐衝撃性の
優れた電池を得ることができる。さらに、基体内部まで
樹脂がしみこんでいるために、長期間経過後においても
接合部分における機械的強度の低下がほんとんど生じな
くなり、その工業的価値は極めて高い。
カリ蓄電池用極板では、極板と集電タブとの接合部分を
樹脂でコーティングすると共に、該樹脂を基体内部に含
浸させているので、前記接合部分における機械的強度を
顕著に向上させることができ、耐震性または耐衝撃性の
優れた電池を得ることができる。さらに、基体内部まで
樹脂がしみこんでいるために、長期間経過後においても
接合部分における機械的強度の低下がほんとんど生じな
くなり、その工業的価値は極めて高い。
【図１】本発明極板Ａの平面図である。
【図２】本発明極板Ａの断面図である。
【図３】本発明極板Ａの要部拡大断面図である。
【図４】本発明の実施例と比較例の引っ張り強度試験結
果を示す図である。
果を示す図である。
１．水酸化ニッケル正極板 ２．集電タブ ３．ＰＰシート ４．活物質が除去された発泡ニッケル
Claims (4)
- 【請求項１】 ３次元多孔体からなる基体に活物質を充
填した極板に集電タブを接合させたアルカリ蓄電池用極
板であって、前記極板と集電タブとの接合部分を樹脂で
コーティングするとともに、該樹脂を基体内部に含浸さ
せたことを特徴とするアルカリ蓄電池用極板。 - 【請求項２】 前記樹脂はプラスチック樹脂であること
を特徴とする請求項１記載のアルカリ蓄電池用極板。 - 【請求項３】 前記３次元多孔体からなる基体が発泡ニ
ッケルであることを特徴とする請求項１記載のアルカリ
蓄電池用極板。 - 【請求項４】 請求項１から請求項３のいずれかに記載
の極板を備えたことを特徴とするアルカリ蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9125751A JPH10321222A (ja) | 1997-05-15 | 1997-05-15 | アルカリ蓄電池用極板及びその極板を備えたアルカリ蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9125751A JPH10321222A (ja) | 1997-05-15 | 1997-05-15 | アルカリ蓄電池用極板及びその極板を備えたアルカリ蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10321222A true JPH10321222A (ja) | 1998-12-04 |
Family
ID=14917916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9125751A Pending JPH10321222A (ja) | 1997-05-15 | 1997-05-15 | アルカリ蓄電池用極板及びその極板を備えたアルカリ蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10321222A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007059071A (ja) * | 2005-08-22 | 2007-03-08 | Gs Yuasa Corporation:Kk | 密閉形アルカリ蓄電池及びその複数個で構成した組電池 |
-
1997
- 1997-05-15 JP JP9125751A patent/JPH10321222A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007059071A (ja) * | 2005-08-22 | 2007-03-08 | Gs Yuasa Corporation:Kk | 密閉形アルカリ蓄電池及びその複数個で構成した組電池 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040106 |