JPH10321238A - コーティングされた多孔ストリップの形態の金属−水素化物負極 - Google Patents
コーティングされた多孔ストリップの形態の金属−水素化物負極Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 顕著な歪みを伴うことなく比較的小さい多孔
率（典型的には２７％未満）が得られる被覆電極構造を
提供すること。 【解決手段】 Ｎｉ−ＭＨ型蓄電池用負極（１）は、多
孔質活物質でコーティングされた鋼製多孔金属ストリッ
プ（２）から成り、開孔（４）の孔径は１ｍｍ〜２ｍｍ
のオーダである。電極は、コーティングされたストリッ
プの乾燥及び圧延によって得られる。ストリップは硬鋼
または１／４硬鋼から成り、多孔ストリップの開孔率は
２５％以下である。ストリップは幅５ｍｍ以上の無孔縁
端（６）を少なくとも１つ含む。
率（典型的には２７％未満）が得られる被覆電極構造を
提供すること。 【解決手段】 Ｎｉ−ＭＨ型蓄電池用負極（１）は、多
孔質活物質でコーティングされた鋼製多孔金属ストリッ
プ（２）から成り、開孔（４）の孔径は１ｍｍ〜２ｍｍ
のオーダである。電極は、コーティングされたストリッ
プの乾燥及び圧延によって得られる。ストリップは硬鋼
または１／４硬鋼から成り、多孔ストリップの開孔率は
２５％以下である。ストリップは幅５ｍｍ以上の無孔縁
端（６）を少なくとも１つ含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、角柱（プリズム）
形のＮｉ−ＭＨ型蓄電池用平面状金属−水素化物負極に
関する。
形のＮｉ−ＭＨ型蓄電池用平面状金属−水素化物負極に
関する。
【０００２】
【従来の技術】ニッケルから成るスポンジ状支持体を用
いて製造される負極は公知である。このような負極は十
分な品質を有しているが、製造コストが比較的高い。
いて製造される負極は公知である。このような負極は十
分な品質を有しているが、製造コストが比較的高い。
【０００３】例えば、フランス特許公開第２，５１９，
８０６号に記載されているように、電流コレクタとして
機能する（通常はニッケルめっきされた）鋼ストリップ
から成る支持体を用い、微粉状活物質と結合剤と任意に
添加された導電性物質とを含むペーストで前記支持体を
コーティングすることによっていわゆる被覆負極（elec
trode negative plastifie）または非焼結負極を比較的
廉価に製造する方法は公知である。ストリップの中央領
域に多数開孔が設けられており、これら多数の開孔は通
常は格子形または５点形に配置されている。このような
多数の開孔を設けることによって、ペーストがストリッ
プに容易に付着し、総重量が軽くなる。
８０６号に記載されているように、電流コレクタとして
機能する（通常はニッケルめっきされた）鋼ストリップ
から成る支持体を用い、微粉状活物質と結合剤と任意に
添加された導電性物質とを含むペーストで前記支持体を
コーティングすることによっていわゆる被覆負極（elec
trode negative plastifie）または非焼結負極を比較的
廉価に製造する方法は公知である。ストリップの中央領
域に多数開孔が設けられており、これら多数の開孔は通
常は格子形または５点形に配置されている。このような
多数の開孔を設けることによって、ペーストがストリッ
プに容易に付着し、総重量が軽くなる。
【０００４】欧州特許公開第０，４１９，２２１号は、
円筒形蓄電池用螺旋電極を開示している。この電極は５
点形配置の多数開孔を有し、開孔の孔径は１ｍｍ〜５ｍ
ｍ、開孔率（全表面積に対する開孔面積の比）は４５％
〜７０％である。欧州特許公開第０，６３２，５１３号
は、開孔の孔径１ｍｍ〜２．５ｍｍ、好ましい開孔率３
５％〜６１％のニッケルめっき鋼から成る多孔ストリッ
プを開示している。
円筒形蓄電池用螺旋電極を開示している。この電極は５
点形配置の多数開孔を有し、開孔の孔径は１ｍｍ〜５ｍ
ｍ、開孔率（全表面積に対する開孔面積の比）は４５％
〜７０％である。欧州特許公開第０，６３２，５１３号
は、開孔の孔径１ｍｍ〜２．５ｍｍ、好ましい開孔率３
５％〜６１％のニッケルめっき鋼から成る多孔ストリッ
プを開示している。
【０００５】記載されている活性ペーストは、ＡＢn型
の金属間合金粉末から成る微粉物質を含む。Ａはミッシ
ュメタル、ＢはＡｌ、Ｍｎ及びＣｏによって部分的に置
換されたニッケルを表す。
の金属間合金粉末から成る微粉物質を含む。Ａはミッシ
ュメタル、ＢはＡｌ、Ｍｎ及びＣｏによって部分的に置
換されたニッケルを表す。
【０００６】本発明で考察されるタイプの平面状電極も
同じペーストを使用する。このような平面状電極におい
ては通常、電流を蓄電池の端子に収集するために少なく
とも５ｍｍ、一般には約８ｍｍの無孔縁端が設けられて
いる。従って、電極形成材料となるストリップは、少な
くとも１つの無孔縁端を含む。ストリップ形成用の単一
帯状材料から上下互い違いの複数の電極が形成されるの
で、通常はストリップが多孔ゾーンを取り巻く２つの無
孔縁端を含む。
同じペーストを使用する。このような平面状電極におい
ては通常、電流を蓄電池の端子に収集するために少なく
とも５ｍｍ、一般には約８ｍｍの無孔縁端が設けられて
いる。従って、電極形成材料となるストリップは、少な
くとも１つの無孔縁端を含む。ストリップ形成用の単一
帯状材料から上下互い違いの複数の電極が形成されるの
で、通常はストリップが多孔ゾーンを取り巻く２つの無
孔縁端を含む。
【０００７】電極製造中に、活性ペーストでコーティン
グされたストリップを乾燥させてペーストに含まれてい
る水を蒸発させ、次いで圧延して（即ち、例えば約３０
トンの高圧ローラ間に通して）活物質を圧縮し、電極の
厚みと開孔率とを減少させる。多孔ゾーンと無孔ゾーン
との伸び率が異なるために圧縮によって歪みが生じる
と、極板列を製造することができない。カドミウム電極
で使用される（圧延容易な）酸化物粉末でなく上記のよ
うな金属粉末を活物質として使用するときは、より顕著
な歪みが生じる。
グされたストリップを乾燥させてペーストに含まれてい
る水を蒸発させ、次いで圧延して（即ち、例えば約３０
トンの高圧ローラ間に通して）活物質を圧縮し、電極の
厚みと開孔率とを減少させる。多孔ゾーンと無孔ゾーン
との伸び率が異なるために圧縮によって歪みが生じる
と、極板列を製造することができない。カドミウム電極
で使用される（圧延容易な）酸化物粉末でなく上記のよ
うな金属粉末を活物質として使用するときは、より顕著
な歪みが生じる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の欠点を軽減し、顕著な歪みを伴うことなく比較的小さ
い多孔率（典型的には２７％未満）が得られる被覆電極
構造を提供することである。
の欠点を軽減し、顕著な歪みを伴うことなく比較的小さ
い多孔率（典型的には２７％未満）が得られる被覆電極
構造を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この目的は、ストリップ
を形成する鋼が硬鋼または１／４硬鋼から成り、開孔の
孔径が１ｍｍ〜２ｍｍのオーダであり、ストリップが極
板ヘッド（tete de plaque）を形成する幅５ｍｍ以上の
無孔縁端を少なくとも１つ有し、約２５％以下の開孔率
を有している本発明によって達成される。開孔率が低す
ぎると活物質が付着し難いので、開孔率は好ましくは１
９％以上である。
を形成する鋼が硬鋼または１／４硬鋼から成り、開孔の
孔径が１ｍｍ〜２ｍｍのオーダであり、ストリップが極
板ヘッド（tete de plaque）を形成する幅５ｍｍ以上の
無孔縁端を少なくとも１つ有し、約２５％以下の開孔率
を有している本発明によって達成される。開孔率が低す
ぎると活物質が付着し難いので、開孔率は好ましくは１
９％以上である。
【００１０】開孔の孔径が１ｍｍ未満になると、ペース
トが確実に付着できない。開孔の孔径が２ｍｍを上回る
と、圧延抵抗の改善が難しく、堅牢性は逆に低下する。
トが確実に付着できない。開孔の孔径が２ｍｍを上回る
と、圧延抵抗の改善が難しく、堅牢性は逆に低下する。
【００１１】硬鋼（“フルハード”）ストリップなる用
語は、ビッカース硬度１８０〜２４０Ｈｖ、引張抵抗６
００〜８５０Ｎ／ｍｍ2及び全伸び率３％以下の鋼を意
味する。１／４硬鋼（“クオーターハード”）ストリッ
プなる用語は、ビッカース硬度約１００Ｈｖ、引張抵抗
３８０〜４５０Ｎ／ｍｍ2を意味する。これらの２つの
標準の間にある全ての鋼は本発明に使用可能である。実
際には所定の硬度の鋼を使用するのが好都合である。焼
鈍し鋼を用いた実験は好結果を示さなかった。
語は、ビッカース硬度１８０〜２４０Ｈｖ、引張抵抗６
００〜８５０Ｎ／ｍｍ2及び全伸び率３％以下の鋼を意
味する。１／４硬鋼（“クオーターハード”）ストリッ
プなる用語は、ビッカース硬度約１００Ｈｖ、引張抵抗
３８０〜４５０Ｎ／ｍｍ2を意味する。これらの２つの
標準の間にある全ての鋼は本発明に使用可能である。実
際には所定の硬度の鋼を使用するのが好都合である。焼
鈍し鋼を用いた実験は好結果を示さなかった。
【００１２】ストリップは一般に厚み０．０６〜０．０
９ｍｍのニッケルめっき鋼から成る。
９ｍｍのニッケルめっき鋼から成る。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明のその他の特徴及び利点は
添付図面を参照した以下の記載より明らかであろう。
添付図面を参照した以下の記載より明らかであろう。
【００１４】図１は、コーティングされた電極１を示
す。電極は５点形に配置された多数開孔４に付着する多
孔質活物質３のコーティング支持体として機能する金属
ストリップ２から成る（ストリップは例えば両面に３ミ
クロンの厚みのニッケルめっきが施された厚み０．０６
〜０．０９ｍｍの鋼から成る）。
す。電極は５点形に配置された多数開孔４に付着する多
孔質活物質３のコーティング支持体として機能する金属
ストリップ２から成る（ストリップは例えば両面に３ミ
クロンの厚みのニッケルめっきが施された厚み０．０６
〜０．０９ｍｍの鋼から成る）。
【００１５】極板ヘッド５を形成する極板の少なくとも
一方の側縁部分は無孔である。実際には、帯状材料が２
つの無孔縁端６（図２）を有しており、１つの電極また
は上下互い違いの２つの電極の横断方向で帯状材料を切
断することによって個々の電極板が得られる。
一方の側縁部分は無孔である。実際には、帯状材料が２
つの無孔縁端６（図２）を有しており、１つの電極また
は上下互い違いの２つの電極の横断方向で帯状材料を切
断することによって個々の電極板が得られる。
【００１６】上述のように、乾燥したコーティングスト
リップの圧延段階に伴って多孔部分が伸長する。図３に
示すように伸び率は所望の開孔率の関数である。図３
は、従来技術の特定実施態様における伸び率（％）を所
望の開孔率（％）の関数として縦座標に示す。伸び率
０．３％未満の場合、圧延による帯状材料の顕著な歪み
は生じない。この伸び率は開孔率３１％に対応してい
る。しかしながら、開孔率はより小さい値、即ち、スポ
ンジ状の金属支持体に金属−水素化物をコーティングす
る技術によって得られる開孔率（約２７％±２％）に少
なくとも等しい値を有しているのが望ましい。
リップの圧延段階に伴って多孔部分が伸長する。図３に
示すように伸び率は所望の開孔率の関数である。図３
は、従来技術の特定実施態様における伸び率（％）を所
望の開孔率（％）の関数として縦座標に示す。伸び率
０．３％未満の場合、圧延による帯状材料の顕著な歪み
は生じない。この伸び率は開孔率３１％に対応してい
る。しかしながら、開孔率はより小さい値、即ち、スポ
ンジ状の金属支持体に金属−水素化物をコーティングす
る技術によって得られる開孔率（約２７％±２％）に少
なくとも等しい値を有しているのが望ましい。
【００１７】図４は、図５に示す５点形に配置された多
数開孔の基本モチーフの拡大詳細図である。
数開孔の基本モチーフの拡大詳細図である。
【００１８】開孔の直径をＤ、正確に対応する２つの横
列の軸間距離（即ち、２つの横列間の間隔）をＬ、正確
に対応する２つの縦列の軸間距離をｌで表すと、開孔率
ＴはＴ＝πＤ2／２ｌＬで容易に計算できる。
列の軸間距離（即ち、２つの横列間の間隔）をＬ、正確
に対応する２つの縦列の軸間距離をｌで表すと、開孔率
ＴはＴ＝πＤ2／２ｌＬで容易に計算できる。
【００１９】異なる開孔率でいくつかの実験を行った。
どの場合にも、圧延による伸び率及び落下による剥落を
測定した。規格化されていないこれらの比較測定値を以
下のように定義する。
どの場合にも、圧延による伸び率及び落下による剥落を
測定した。規格化されていないこれらの比較測定値を以
下のように定義する。
【００２０】伸び率は〔（Ｄ′−Ｄ）／Ｄ〕×１００に
等しい。Ｄは圧延前の帯状材料に記した任意の２つのマ
ーク間の距離を表し、Ｄ′は圧延後の同じマーク間の距
離を表す。歪みが生じないようにするためには、伸び率
が０．３％を超過してはならない。
等しい。Ｄは圧延前の帯状材料に記した任意の２つのマ
ーク間の距離を表し、Ｄ′は圧延後の同じマーク間の距
離を表す。歪みが生じないようにするためには、伸び率
が０．３％を超過してはならない。
【００２１】剥落は、等しい試験片を数回落下させたと
きの、〔（Ｍ−Ｍ′）／Ｍ〕×１００で計算される量の
平均値である。Ｍはコーティング及び圧延された試験片
の重量を表し、Ｍ′は標準落下量５００ｍｍの落下を１
０回繰返した後の同じ試験片の重量を表す。ペーストの
付着が十分な堅牢性を有するためには、剥落率が１％未
満でなければならない。
きの、〔（Ｍ−Ｍ′）／Ｍ〕×１００で計算される量の
平均値である。Ｍはコーティング及び圧延された試験片
の重量を表し、Ｍ′は標準落下量５００ｍｍの落下を１
０回繰返した後の同じ試験片の重量を表す。ペーストの
付着が十分な堅牢性を有するためには、剥落率が１％未
満でなければならない。
【００２２】実験の５つの代表例を以下に示す。
【００２３】第１の試験は、両面に３ミクロンの厚みの
ニッケルめっきが施された厚み０．０９ｍｍの硬鋼スト
リップにＤ＝１．５ｍｍ、ｌ＝２．２ｍｍ、Ｌ＝３．８
ｍｍの標準寸法の開孔を設けた試験片で行う。これらの
開孔寸法は開孔率４２．２％に対応する。この試験で
は、２７％という所望の開孔率及び０．２５％という十
分な剥落率をもつ電極が得られるが、圧延伸び率が０．
５％を超過する。得られた電極は平面状でなく、従っ
て、極板列の製造に使用することができない。
ニッケルめっきが施された厚み０．０９ｍｍの硬鋼スト
リップにＤ＝１．５ｍｍ、ｌ＝２．２ｍｍ、Ｌ＝３．８
ｍｍの標準寸法の開孔を設けた試験片で行う。これらの
開孔寸法は開孔率４２．２％に対応する。この試験で
は、２７％という所望の開孔率及び０．２５％という十
分な剥落率をもつ電極が得られるが、圧延伸び率が０．
５％を超過する。得られた電極は平面状でなく、従っ
て、極板列の製造に使用することができない。
【００２４】第２の試験では、図４及び図５のストリッ
プの製造に用いた穿孔器具（outilde perforation）の
目打ちピン（poincon）を１つ置きに取り外す。開孔は
図６に示す分布を有している。即ち、横の開孔列と縦の
開孔列とがずれることなく垂直に交わっている。基本計
算で開孔率は２１％である。圧延工程で測定した伸び率
は約０．３％にすぎない。従って、得られた電極はほぼ
平面状である。剥落率も０．５０％という適正な値であ
る。
プの製造に用いた穿孔器具（outilde perforation）の
目打ちピン（poincon）を１つ置きに取り外す。開孔は
図６に示す分布を有している。即ち、横の開孔列と縦の
開孔列とがずれることなく垂直に交わっている。基本計
算で開孔率は２１％である。圧延工程で測定した伸び率
は約０．３％にすぎない。従って、得られた電極はほぼ
平面状である。剥落率も０．５０％という適正な値であ
る。
【００２５】第３の試験では、穿孔器具の目打ちピンを
３個に２個の割合で取り外す。図７に示す開孔分布が得
られる。これは最終的にＬ＝１１．４ｍｍ、ｌ＝２．２
ｍｍの５点形の分布に対応し、開孔率は１４％である。
圧延工程で測定した伸び率はやはり０．３％未満であ
る。電極は完全に平面状である。しかしながら剥落率が
１．１％であり、これは機械的堅牢性が十分でないこと
を示す。
３個に２個の割合で取り外す。図７に示す開孔分布が得
られる。これは最終的にＬ＝１１．４ｍｍ、ｌ＝２．２
ｍｍの５点形の分布に対応し、開孔率は１４％である。
圧延工程で測定した伸び率はやはり０．３％未満であ
る。電極は完全に平面状である。しかしながら剥落率が
１．１％であり、これは機械的堅牢性が十分でないこと
を示す。
【００２６】さらに精密な測定値を得るために、目打ち
ピンの寸法を変更する。１つ置きの目打ちピンを取り外
す場合に、直径１．５ｍｍの目打ちピンの代わりに直径
１．４２ｍｍの目打ちピンを使用する。開孔率は１９％
である。伸び率は０．３％未満に維持され、剥落率は
０．７０％であり、双方とも適正な値である。
ピンの寸法を変更する。１つ置きの目打ちピンを取り外
す場合に、直径１．５ｍｍの目打ちピンの代わりに直径
１．４２ｍｍの目打ちピンを使用する。開孔率は１９％
である。伸び率は０．３％未満に維持され、剥落率は
０．７０％であり、双方とも適正な値である。
【００２７】第５の試験では、同じ配置で目打ちピンの
寸法を再度変更する。目打ちピンの直径を１．５ｍｍか
ら１．６ｍｍに代える。開孔率は２５％、伸び率０．３
％、剥落率０．３０％になる。
寸法を再度変更する。目打ちピンの直径を１．５ｍｍか
ら１．６ｍｍに代える。開孔率は２５％、伸び率０．３
％、剥落率０．３０％になる。
【図１】本発明で使用される被覆型電極の部分断面図で
ある。
ある。
【図２】本発明で使用される被覆型電極の支持体を形成
する帯状材料の上面図である。
する帯状材料の上面図である。
【図３】電極の開孔率Ｐ（％）と支持体の多孔部分で観
察された伸び率Ａ（％）との関係を示すグラフである。
察された伸び率Ａ（％）との関係を示すグラフである。
【図４】５点形配置の多数開孔の寸法パラメータを示す
概略図である。
概略図である。
【図５】図４に対応する５点形配置の多数開孔を示す概
略図である。
略図である。
【図６】多数開孔の基本モチーフの寸法に関する変形例
である。
である。
【図７】多数開孔の基本モチーフの寸法に関する別の変
形例である。
形例である。
１ 電極 ２ ストリップ ３ 活物質 ４ 開孔 ５ 極板ヘッド ６ 無孔縁端
Claims (4)
- 【請求項１】 多孔質活物質（３）でコーティングされ
た鋼から成る多孔金属ストリップ（２）を含み、前記ス
トリップが極板ヘッドを形成する幅５ｍｍ以上の無孔縁
端を少なくとも１つ含み、コーティングされたストリッ
プの乾燥及び圧延によって電極（１）が得られるような
角柱形のＮｉ−ＭＨ型蓄電池用平面状負極（１）であっ
て、ストリップ（２）が硬鋼または１／４硬鋼から成
り、開孔（４）の孔径が１ｍｍ〜２ｍｍのオーダであ
り、多孔ストリップの開孔率が２５％以下であることを
特徴とする角柱形のＮｉ−ＭＨ型蓄電池用平面状負極。 - 【請求項２】 開孔率が１９％以上であることを特徴と
する請求項１に記載の電極。 - 【請求項３】 ストリップがニッケルめっき鋼から成る
ことを特徴とする請求項１または２に記載の電極。 - 【請求項４】 ストリップ（２）の厚みが０．０６〜
０．０９ｍｍであることを特徴とする請求項１から３の
いずれか一項に記載の電極。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9705984 | 1997-05-15 | ||
| FR9705984A FR2763427B1 (fr) | 1997-05-15 | 1997-05-15 | Electrode negative metal-hydrure en feuillard perfore enduit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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