JPH10334902A - アルカリ蓄電池とその電極の製造法 - Google Patents
アルカリ蓄電池とその電極の製造法Info
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- JPH10334902A JPH10334902A JP9141971A JP14197197A JPH10334902A JP H10334902 A JPH10334902 A JP H10334902A JP 9141971 A JP9141971 A JP 9141971A JP 14197197 A JP14197197 A JP 14197197A JP H10334902 A JPH10334902 A JP H10334902A
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- 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
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 基板の集電性および活物質保持力を改良し
て、充放電特性および充放電サイクル特性に優れたアル
カリ蓄電池とその電極を提供する。 【解決手段】 正極７と負極８とセパレータ９とアルカ
リ電解液とからなるアルカリ蓄電池であって、正極７は
導電性芯材であるパンチングメタル１とこの芯材１の表
裏両表面に一体化したニッケル繊維層とからなる基板ａ
に活物質６を充填したものであって、このニッケル繊維
層は、芯材の表面から起毛したニッケル繊維４とこの繊
維４に絡みついた略コイル状のニッケル繊維５とより構
成されていて、これらはともに変形して層状の活物質６
中に埋没している。
て、充放電特性および充放電サイクル特性に優れたアル
カリ蓄電池とその電極を提供する。 【解決手段】 正極７と負極８とセパレータ９とアルカ
リ電解液とからなるアルカリ蓄電池であって、正極７は
導電性芯材であるパンチングメタル１とこの芯材１の表
裏両表面に一体化したニッケル繊維層とからなる基板ａ
に活物質６を充填したものであって、このニッケル繊維
層は、芯材の表面から起毛したニッケル繊維４とこの繊
維４に絡みついた略コイル状のニッケル繊維５とより構
成されていて、これらはともに変形して層状の活物質６
中に埋没している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はアルカリ蓄電池とそ
の電極の製造法に関するものである。
の電極の製造法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】アルカリ蓄電池はその利用機器である通
信機、パーソナルコンピュータなどの携帯化が進むにつ
れて市場規模を拡大してきた。これらの分野においては
最近では軽量かつ高容量な電池への需要が急激に伸びて
いる。また、電動工具、補助動力など大電流での充放電
が必要な用途においても、アルカリ蓄電池の需要は高ま
っている。
信機、パーソナルコンピュータなどの携帯化が進むにつ
れて市場規模を拡大してきた。これらの分野においては
最近では軽量かつ高容量な電池への需要が急激に伸びて
いる。また、電動工具、補助動力など大電流での充放電
が必要な用途においても、アルカリ蓄電池の需要は高ま
っている。
【０００３】アルカリ蓄電池用電極の製造法は大別し
て、パンチングメタルなどの導電性芯材にニッケル粉末
と増粘剤とを混練したペーストを塗着し、これを焼結し
た基板に活物質を含浸することによって得られる焼結式
と、発泡メタル、ニッケル不織布などの金属多孔体ある
いはパンチングメタル、エキスパンドメタルなどの導電
性芯材に、活物質を含むペーストを充填または塗着して
得られるペースト式とがある。
て、パンチングメタルなどの導電性芯材にニッケル粉末
と増粘剤とを混練したペーストを塗着し、これを焼結し
た基板に活物質を含浸することによって得られる焼結式
と、発泡メタル、ニッケル不織布などの金属多孔体ある
いはパンチングメタル、エキスパンドメタルなどの導電
性芯材に、活物質を含むペーストを充填または塗着して
得られるペースト式とがある。
【０００４】本発明に類似したものとして、特開昭６１
−２９３６１８号公報においては、ステンレス鋼網に繊
維状ニッケルを植毛して、これを圧延し、焼結した基板
が提案されている。これは、上述したような焼結式極板
において焼結されたニッケル基板の亀裂発生や板厚の制
御が不可能となる不都合を解決しようとするものであ
る。
−２９３６１８号公報においては、ステンレス鋼網に繊
維状ニッケルを植毛して、これを圧延し、焼結した基板
が提案されている。これは、上述したような焼結式極板
において焼結されたニッケル基板の亀裂発生や板厚の制
御が不可能となる不都合を解決しようとするものであ
る。
【０００５】また、特開平８−１４４１５３号公報で
は、炭素繊維を含む糸条の基布層と、この基布層より起
毛した立毛部からなる炭素繊維パイル布帛が提案されて
いる。これは、二次電池、特にナトリウム−硫黄電池の
電極導電材（基板）として使用するものであり、アルカ
リ蓄電池用電極基板としては不向きであった。
は、炭素繊維を含む糸条の基布層と、この基布層より起
毛した立毛部からなる炭素繊維パイル布帛が提案されて
いる。これは、二次電池、特にナトリウム−硫黄電池の
電極導電材（基板）として使用するものであり、アルカ
リ蓄電池用電極基板としては不向きであった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ペースト式電極の基板
として、活物質の導電性が低いニッケル極では発泡メタ
ルやニッケル不織布などの金属多孔体が使用されてい
る。これらの基板は、基板中央部に導電性芯材が通って
いる焼結式基板と比較して、活物質から電流出入口の電
極端子までの集電経路が長いため、大電流での充放電特
性が劣る。また、焼結式基板と比較して基板の空孔径が
大きいため基板強度、活物質の保持力でも劣る。ニッケ
ル極においては充放電を繰り返すと活物質の体積が大き
く変化し、電解液を吸収して極板が膨潤する。その際、
活物質の保持力が低いと、基板と活物質粒子との接触性
が低下しやすく集電能力の劣化が大きい。
として、活物質の導電性が低いニッケル極では発泡メタ
ルやニッケル不織布などの金属多孔体が使用されてい
る。これらの基板は、基板中央部に導電性芯材が通って
いる焼結式基板と比較して、活物質から電流出入口の電
極端子までの集電経路が長いため、大電流での充放電特
性が劣る。また、焼結式基板と比較して基板の空孔径が
大きいため基板強度、活物質の保持力でも劣る。ニッケ
ル極においては充放電を繰り返すと活物質の体積が大き
く変化し、電解液を吸収して極板が膨潤する。その際、
活物質の保持力が低いと、基板と活物質粒子との接触性
が低下しやすく集電能力の劣化が大きい。
【０００７】一方、活物質の導電性が比較的高いカドミ
ウム極、水素合金極では基板としてパンチングメタルな
どの二次元の導電性芯材を使用し、さらに導電性を補う
ためにカーボン繊維あるいは金属繊維などの導電材、活
物質保持力を補うための結着剤などを添加した電極が普
及している。しかし、導電材の添加によっても大電流で
充放電する場合には集電能力がなお不足する場合があ
る。
ウム極、水素合金極では基板としてパンチングメタルな
どの二次元の導電性芯材を使用し、さらに導電性を補う
ためにカーボン繊維あるいは金属繊維などの導電材、活
物質保持力を補うための結着剤などを添加した電極が普
及している。しかし、導電材の添加によっても大電流で
充放電する場合には集電能力がなお不足する場合があ
る。
【０００８】なお、ニッケル極についても電極製造コス
トの低廉化のため、パンチングメタルなどの二次元の導
電性芯材を使用した電極の検討が従来からなされている
が、適当な導電材、結着剤が得られていないため、充放
電特性、充放電繰り返し寿命特性が劣るため、まだ実用
化されていない。
トの低廉化のため、パンチングメタルなどの二次元の導
電性芯材を使用した電極の検討が従来からなされている
が、適当な導電材、結着剤が得られていないため、充放
電特性、充放電繰り返し寿命特性が劣るため、まだ実用
化されていない。
【０００９】一方、焼結式電極は大電流での電池特性は
ペースト式よりも優れているが、ペースト式で用いられ
ている基板と比べて空孔率が低く、また多孔体の厚みを
厚くすることが困難であるため、単位体積当たりの電池
容量はペースト式のそれよりも低い。さらに焼結式の空
孔径はペースト式のそれより小さいため、必要量の活物
質を充填するためには溶液の含浸を数回くり返す必要が
あるなど、その製法が繁雑であるという課題があった。
ペースト式よりも優れているが、ペースト式で用いられ
ている基板と比べて空孔率が低く、また多孔体の厚みを
厚くすることが困難であるため、単位体積当たりの電池
容量はペースト式のそれよりも低い。さらに焼結式の空
孔径はペースト式のそれより小さいため、必要量の活物
質を充填するためには溶液の含浸を数回くり返す必要が
あるなど、その製法が繁雑であるという課題があった。
【００１０】本発明は、このような課題を解決するもの
で、アルカリ蓄電池において従来のペースト式電極と同
等の電池容量を維持するとともに、活物質保持力、集電
性を改善して優れた大電流での充放電特性をもつ電極と
その製造方法を提供するものである。
で、アルカリ蓄電池において従来のペースト式電極と同
等の電池容量を維持するとともに、活物質保持力、集電
性を改善して優れた大電流での充放電特性をもつ電極と
その製造方法を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では金属板または金網等の多孔体からなる導
電性芯材と、この導電性芯材の両表面に一体に設けたニ
ッケル繊維層であって、かつこのニッケル繊維層は、芯
材の両表面から起毛したニッケル繊維とこの繊維に絡み
ついた略コイル状のニッケル繊維より構成されていて、
これらはともに変形して層状の活物質中に埋没した電極
およびこの電極を組み込んだアルカリ蓄電池を提供する
ものである。
に、本発明では金属板または金網等の多孔体からなる導
電性芯材と、この導電性芯材の両表面に一体に設けたニ
ッケル繊維層であって、かつこのニッケル繊維層は、芯
材の両表面から起毛したニッケル繊維とこの繊維に絡み
ついた略コイル状のニッケル繊維より構成されていて、
これらはともに変形して層状の活物質中に埋没した電極
およびこの電極を組み込んだアルカリ蓄電池を提供する
ものである。
【００１２】また、この電極の製造法は、導電性芯材の
両面に接着剤を塗布してから樹脂繊維を植毛し、この植
毛した樹脂繊維と略コイル状の樹脂繊維とを一体化し、
一体化した植毛樹脂繊維と略コイル状の樹脂繊維の表面
に無電解メッキによりニッケルを被覆しこのニッケル被
覆層の表面を例えば電解メッキにより所定の厚さまでニ
ッケルで被覆し、ついで樹脂繊維と接着剤を熱分解除去
し、芯材および樹脂繊維の表面を被覆しているニッケル
と芯材とを焼結して得られた基板に活物質を充填し、こ
の活物質を充填した基板を加圧して所定の厚さとするも
のである。
両面に接着剤を塗布してから樹脂繊維を植毛し、この植
毛した樹脂繊維と略コイル状の樹脂繊維とを一体化し、
一体化した植毛樹脂繊維と略コイル状の樹脂繊維の表面
に無電解メッキによりニッケルを被覆しこのニッケル被
覆層の表面を例えば電解メッキにより所定の厚さまでニ
ッケルで被覆し、ついで樹脂繊維と接着剤を熱分解除去
し、芯材および樹脂繊維の表面を被覆しているニッケル
と芯材とを焼結して得られた基板に活物質を充填し、こ
の活物質を充填した基板を加圧して所定の厚さとするも
のである。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、アルカリ蓄電池について規定したものであり、正極
と負極とセパレータとアルカリ電解液とからなり、正・
負極のうちの少なくとも一方の電極は、金属板または金
網等の多孔体からなる導電性芯材と前記導電性芯材の表
裏両表面一体化したニッケル繊維層とからなる基板に層
状の活物質を充填したものであって、前記ニッケル繊維
層は、芯材の表面から起毛したニッケル繊維とこの繊維
に絡みついた略コイル状のニッケル繊維より構成されて
いて、これらはともに変形して層状の活物質中に埋没し
ているものであり、これによって基板の集電性が改善で
き電池の充放電特性が向上する。また、電極の活物質の
保持力も改善できるので電池の充放電サイクル特性も向
上する。
は、アルカリ蓄電池について規定したものであり、正極
と負極とセパレータとアルカリ電解液とからなり、正・
負極のうちの少なくとも一方の電極は、金属板または金
網等の多孔体からなる導電性芯材と前記導電性芯材の表
裏両表面一体化したニッケル繊維層とからなる基板に層
状の活物質を充填したものであって、前記ニッケル繊維
層は、芯材の表面から起毛したニッケル繊維とこの繊維
に絡みついた略コイル状のニッケル繊維より構成されて
いて、これらはともに変形して層状の活物質中に埋没し
ているものであり、これによって基板の集電性が改善で
き電池の充放電特性が向上する。また、電極の活物質の
保持力も改善できるので電池の充放電サイクル特性も向
上する。
【００１４】
（実施例）厚さ６０μｍ、パンチング孔径１ｍｍ、開孔
率４２％のニッケルメッキした鉄製パンチングメタル１
の両面にフェノール系接着剤（固形分２０％）をその塗
布量５０ｇ／ｍ2になるようにスプレー塗布した。続い
て、接着剤が乾燥する前に、直径３０μｍ、長さ２ｍｍ
のレーヨン繊維２を電極を備えたふるいから振り落とし
つつ、ふるい内の電極とパンチングメタルとの間に７０
ｋＶの電圧を印加してレーヨン繊維２を帯電させて静電
植毛を行った。この静電植毛は、通常８０〜１２０ｇ／
ｍ2の着量で行うが、ここでは１００ｇ／ｍ2の着量とし
た。
率４２％のニッケルメッキした鉄製パンチングメタル１
の両面にフェノール系接着剤（固形分２０％）をその塗
布量５０ｇ／ｍ2になるようにスプレー塗布した。続い
て、接着剤が乾燥する前に、直径３０μｍ、長さ２ｍｍ
のレーヨン繊維２を電極を備えたふるいから振り落とし
つつ、ふるい内の電極とパンチングメタルとの間に７０
ｋＶの電圧を印加してレーヨン繊維２を帯電させて静電
植毛を行った。この静電植毛は、通常８０〜１２０ｇ／
ｍ2の着量で行うが、ここでは１００ｇ／ｍ2の着量とし
た。
【００１５】ついで、直径２ｍｍの巻き軸に、長さ６５
ｍｍ，直径１０μｍのレーヨン繊維を５回巻き付けてカ
ール状にくせづけした長さ３０ｍｍのコイル状繊維３を
上下左右各１０ｍｍ間隔で、上記の静電植毛したレーヨ
ン繊維２の上に図１に示す模式図のように垂直方向に配
置して、図２に示す模式図のようにコイル状のレーヨン
繊維３を加圧して静電植毛されたレーヨン繊維２に食い
込ませた。
ｍｍ，直径１０μｍのレーヨン繊維を５回巻き付けてカ
ール状にくせづけした長さ３０ｍｍのコイル状繊維３を
上下左右各１０ｍｍ間隔で、上記の静電植毛したレーヨ
ン繊維２の上に図１に示す模式図のように垂直方向に配
置して、図２に示す模式図のようにコイル状のレーヨン
繊維３を加圧して静電植毛されたレーヨン繊維２に食い
込ませた。
【００１６】その後、接着剤を硬化させるため１２０℃
で１０分間乾燥させた後、無電解メッキによりレーヨン
繊維２，３およびパンチングメタル１表面に厚さ０．５
μｍのニッケル−リン合金を被覆した。その後、電気メ
ッキ用ワット浴中において電流密度１０Ａ／ｄｍ2でニ
ッケルメッキ重量が３００ｇ／ｍ2になるように電気ニ
ッケルメッキを施した。
で１０分間乾燥させた後、無電解メッキによりレーヨン
繊維２，３およびパンチングメタル１表面に厚さ０．５
μｍのニッケル−リン合金を被覆した。その後、電気メ
ッキ用ワット浴中において電流密度１０Ａ／ｄｍ2でニ
ッケルメッキ重量が３００ｇ／ｍ2になるように電気ニ
ッケルメッキを施した。
【００１７】その後、フェノール系接着剤とレーヨン繊
維２，３を熱分解して除去するために大気中で７００℃
５分間の焼成をおこなった。続いて、窒素−水素気流中
において１０００℃で焼結を行い、本発明による基板ａ
を作製した。
維２，３を熱分解して除去するために大気中で７００℃
５分間の焼成をおこなった。続いて、窒素−水素気流中
において１０００℃で焼結を行い、本発明による基板ａ
を作製した。
【００１８】この基板ａはニッケルメッキした鉄製パン
チングメタル１の表裏両表面に静電植毛されたレーヨン
繊維が熱分解して中空になったニッケル繊維４と同じく
レーヨン繊維が熱分解して中空になったコイル状のニッ
ケル繊維５とが絡みついた状態でニッケル繊維層が形成
されている。
チングメタル１の表裏両表面に静電植毛されたレーヨン
繊維が熱分解して中空になったニッケル繊維４と同じく
レーヨン繊維が熱分解して中空になったコイル状のニッ
ケル繊維５とが絡みついた状態でニッケル繊維層が形成
されている。
【００１９】続いて市販の水酸化ニッケル９０部と水酸
化コバルト１０部にペースト中の水分率が３０％となる
量の水を加えて混練したペースト状正極活物質６を基板
ａに充填した。この正極活物質６が充填された基板の模
式断面図を図３に示す。
化コバルト１０部にペースト中の水分率が３０％となる
量の水を加えて混練したペースト状正極活物質６を基板
ａに充填した。この正極活物質６が充填された基板の模
式断面図を図３に示す。
【００２０】その後、活物質６が充填された基板ａを９
０℃で３０分間乾燥した後、加圧して厚さ０．７ｍｍに
調整した。このようにして得られたニッケル電極を幅３
５ｍｍ長さ１１０ｍｍに裁断し、容量が１６００ｍＡｈ
の本発明のニッケル極７を構成した。このニッケル極７
は、静電植毛されたニッケル繊維４とコイル状のニッケ
ル繊維５が絡みつき、しかもここにペースト状正極活物
質が充填されているので、繊維は活物質中に埋没し、変
形した状態で活物質を強固に保持している。
０℃で３０分間乾燥した後、加圧して厚さ０．７ｍｍに
調整した。このようにして得られたニッケル電極を幅３
５ｍｍ長さ１１０ｍｍに裁断し、容量が１６００ｍＡｈ
の本発明のニッケル極７を構成した。このニッケル極７
は、静電植毛されたニッケル繊維４とコイル状のニッケ
ル繊維５が絡みつき、しかもここにペースト状正極活物
質が充填されているので、繊維は活物質中に埋没し、変
形した状態で活物質を強固に保持している。
【００２１】そして活物質が充填されていない所定の位
置にニッケルリード板をスポット溶接した。
置にニッケルリード板をスポット溶接した。
【００２２】なお、上記では基板ａを構成した後にペー
スト状正極活物質を充填したが、基板ａを例えば加圧し
て１．４ｍｍの厚さにあらかじめ調整してからペースト
状正極活物質を充填し、ついで最終電極厚さに加圧して
も良い。
スト状正極活物質を充填したが、基板ａを例えば加圧し
て１．４ｍｍの厚さにあらかじめ調整してからペースト
状正極活物質を充填し、ついで最終電極厚さに加圧して
も良い。
【００２３】負極には水素吸蔵合金極を用いた。これは
ＭｍＮｉ3.55Ｍｎ0.4Ａｌ0.3Ｃｏ0. 75という組成の水素
吸蔵合金を粉砕して５０μｍ以下の粉末を用意し、これ
を８０℃の３１％ＫＯＨ水溶液に１時間入れて、粉末表
面の酸化被膜を取り除く活性化処理を行った。この粉末
に１．５ｗｔ％カルボキシメチルセルロース水溶液を加
えたペーストを発泡状ニッケル板に充填し、９０℃で３
０分間乾燥した後、加圧して厚さ０．４ｍｍに調整し
た。その後５ｗｔ％フッ素樹脂ディスパージョンでコー
ティングし、乾燥した後、幅３５ｍｍ、長さ１４５ｍｍ
に裁断して水素吸蔵合金極８とした。
ＭｍＮｉ3.55Ｍｎ0.4Ａｌ0.3Ｃｏ0. 75という組成の水素
吸蔵合金を粉砕して５０μｍ以下の粉末を用意し、これ
を８０℃の３１％ＫＯＨ水溶液に１時間入れて、粉末表
面の酸化被膜を取り除く活性化処理を行った。この粉末
に１．５ｗｔ％カルボキシメチルセルロース水溶液を加
えたペーストを発泡状ニッケル板に充填し、９０℃で３
０分間乾燥した後、加圧して厚さ０．４ｍｍに調整し
た。その後５ｗｔ％フッ素樹脂ディスパージョンでコー
ティングし、乾燥した後、幅３５ｍｍ、長さ１４５ｍｍ
に裁断して水素吸蔵合金極８とした。
【００２４】このニッケル極７と水素吸蔵合金極８との
間にスルホン化処理したポリプロピレン不織布製セパレ
ー９を介在させて渦巻状に捲回し、４／５Ａサイズの電
池ケース１０に収納した。その後、比重１．３０の水酸
化カリウム水溶液に３０ｇ／ｌの水酸化リチウムを溶解
した電解液を所定量注入し、正極端子を固定した封口板
１１でケース開口部を封口して図４に示すような密閉型
ニッケル−水素蓄電池を構成した。このようにして本発
明の電池Ａを作製した。
間にスルホン化処理したポリプロピレン不織布製セパレ
ー９を介在させて渦巻状に捲回し、４／５Ａサイズの電
池ケース１０に収納した。その後、比重１．３０の水酸
化カリウム水溶液に３０ｇ／ｌの水酸化リチウムを溶解
した電解液を所定量注入し、正極端子を固定した封口板
１１でケース開口部を封口して図４に示すような密閉型
ニッケル−水素蓄電池を構成した。このようにして本発
明の電池Ａを作製した。
【００２５】（比較例）厚さ６０μｍ、パンチング孔径
１ｍｍ、開孔率４２％のニッケルメッキした鉄製パンチ
ングメタルの両面にフェノール系接着剤（固形分２０
％）を接着剤塗布量５０ｇ／ｍ2 になるようにスプレー
塗布した。続いて、接着剤が乾燥する前に、直径３０μ
ｍ、長さ２ｍｍのレーヨン繊維を電極を備えたふるいか
ら振り落としつつ、ふるい内の電極とパンチングメタル
との間に７０ｋＶの電圧を印加してレーヨン繊維を帯電
させて静電植毛を行った。
１ｍｍ、開孔率４２％のニッケルメッキした鉄製パンチ
ングメタルの両面にフェノール系接着剤（固形分２０
％）を接着剤塗布量５０ｇ／ｍ2 になるようにスプレー
塗布した。続いて、接着剤が乾燥する前に、直径３０μ
ｍ、長さ２ｍｍのレーヨン繊維を電極を備えたふるいか
ら振り落としつつ、ふるい内の電極とパンチングメタル
との間に７０ｋＶの電圧を印加してレーヨン繊維を帯電
させて静電植毛を行った。
【００２６】接着剤を硬化させるため１２０℃で１０分
間乾燥させた後、無電解メッキによりレーヨン繊維およ
びパンチングメタル表面に厚さ約５μｍ、ニッケルメッ
キ重量３００ｇ／ｍ2でニッケル−リン合金を被覆し
た。
間乾燥させた後、無電解メッキによりレーヨン繊維およ
びパンチングメタル表面に厚さ約５μｍ、ニッケルメッ
キ重量３００ｇ／ｍ2でニッケル−リン合金を被覆し
た。
【００２７】その後、フェノール系接着剤を除去するた
めに大気中で７００℃５分間焼成をおこなった。続い
て、窒素−水素気流中において１０００℃で焼結を行
い、比較のための基板ｂを作製した。これを用いて実施
例と同様な方法により電池Ｂを作製した。
めに大気中で７００℃５分間焼成をおこなった。続い
て、窒素−水素気流中において１０００℃で焼結を行
い、比較のための基板ｂを作製した。これを用いて実施
例と同様な方法により電池Ｂを作製した。
【００２８】次に電池Ａ，Ｂの放電特性を評価した。１
ＣｍＡで７２分間充電した後、放電電流を０．２Ｃｍ
Ａ，１ＣｍＡ，３ＣｍＡとして１．０Ｖまで放電したと
きのそれぞれの電池の放電容量とその際の放電平均電圧
を（表１）に示す。
ＣｍＡで７２分間充電した後、放電電流を０．２Ｃｍ
Ａ，１ＣｍＡ，３ＣｍＡとして１．０Ｖまで放電したと
きのそれぞれの電池の放電容量とその際の放電平均電圧
を（表１）に示す。
【００２９】
【表１】
【００３０】（表１）の結果に示すように、実施例によ
る電池Ａは比較例による電池Ｂに比べて放電容量、放電
平均電圧ともに向上した。
る電池Ａは比較例による電池Ｂに比べて放電容量、放電
平均電圧ともに向上した。
【００３１】次に、電池Ａ，Ｂの各３セルについて、２
０℃で０．５ＣｍＡで３時間充電し１ＣｍＡで０．９Ｖ
まで放電するサイクル寿命試験を行い、放電容量が初期
容量の６０％まで低下したときのサイクル数を（表２）
に示す。
０℃で０．５ＣｍＡで３時間充電し１ＣｍＡで０．９Ｖ
まで放電するサイクル寿命試験を行い、放電容量が初期
容量の６０％まで低下したときのサイクル数を（表２）
に示す。
【００３２】
【表２】
【００３３】（表２）の結果に示すように実施例による
電池Ａは比較例による電池Ｂに比べて充放電サイクル特
性が向上した。これは電池Ａでは起毛されたニッケル繊
維にコイル状繊維が横串を通すように絡まっているの
で、ニッケル繊維と活物質との接触状態、集電状態が電
池Ｂよりもよくなったためである。
電池Ａは比較例による電池Ｂに比べて充放電サイクル特
性が向上した。これは電池Ａでは起毛されたニッケル繊
維にコイル状繊維が横串を通すように絡まっているの
で、ニッケル繊維と活物質との接触状態、集電状態が電
池Ｂよりもよくなったためである。
【００３４】なお実施例のニッケル繊維層では、略コイ
ル状のレーヨン繊維を、導電性芯材の表裏両表面から起
毛しているレーヨン繊維にその垂直方向に配置し、これ
を加圧して起毛しているレーヨン繊維に食い込ませた。
この他に略コイル状のレーヨン繊維を引き伸ばして水平
方向に連続したループ状の繊維を、起毛しているレーヨ
ン繊維の上に水平方向に配置し、これを加圧して起毛し
ているレーヨン繊維にループ状のレーヨン繊維に食い込
ませても、起毛しているレーヨン繊維に例えばループ状
のレーヨン繊維がななめになった状態で絡んだり、折れ
曲がった状態で絡まったりすることが多くなり、起毛し
たレーヨン繊維にループ状の繊維が横串の通った状態で
絡まって接触状態を良好にするので、実施例とほぼ同様
な効果が得られる。
ル状のレーヨン繊維を、導電性芯材の表裏両表面から起
毛しているレーヨン繊維にその垂直方向に配置し、これ
を加圧して起毛しているレーヨン繊維に食い込ませた。
この他に略コイル状のレーヨン繊維を引き伸ばして水平
方向に連続したループ状の繊維を、起毛しているレーヨ
ン繊維の上に水平方向に配置し、これを加圧して起毛し
ているレーヨン繊維にループ状のレーヨン繊維に食い込
ませても、起毛しているレーヨン繊維に例えばループ状
のレーヨン繊維がななめになった状態で絡んだり、折れ
曲がった状態で絡まったりすることが多くなり、起毛し
たレーヨン繊維にループ状の繊維が横串の通った状態で
絡まって接触状態を良好にするので、実施例とほぼ同様
な効果が得られる。
【００３５】また、実施例のニッケル繊維層では芯材の
表裏両表面から起毛した繊維径の大きいニッケル繊維と
この繊維に絡みついた繊維径の小さい略コイル状のニッ
ケル繊維で構成したが、起毛した繊維径の小さいニッケ
ル繊維とこの繊維に絡みついた繊維径の大きい略コイル
状のニッケル繊維で構成しても芯材の平面に沿って延び
たニッケル繊維が確実に存在して、芯材表面と平行方向
の集電機能が高まるので、実施例とほぼ同様な効果が得
られる。
表裏両表面から起毛した繊維径の大きいニッケル繊維と
この繊維に絡みついた繊維径の小さい略コイル状のニッ
ケル繊維で構成したが、起毛した繊維径の小さいニッケ
ル繊維とこの繊維に絡みついた繊維径の大きい略コイル
状のニッケル繊維で構成しても芯材の平面に沿って延び
たニッケル繊維が確実に存在して、芯材表面と平行方向
の集電機能が高まるので、実施例とほぼ同様な効果が得
られる。
【００３６】実施例では植毛型基板をニッケル極に使用
した場合について述べたが、カドミウム極や水素吸蔵合
金極等の負極に使用した場合についてもほぼ同様な効果
が得られる。
した場合について述べたが、カドミウム極や水素吸蔵合
金極等の負極に使用した場合についてもほぼ同様な効果
が得られる。
【００３７】
【発明の効果】本発明によれば、アルカリ蓄電池の電極
において、基板の集電性が改善され電極としての充放電
特性が向上するとともに、活物質保持力も改善されるた
め電池としての充放電サイクル特性も向上する。
において、基板の集電性が改善され電極としての充放電
特性が向上するとともに、活物質保持力も改善されるた
め電池としての充放電サイクル特性も向上する。
【図１】本発明の実施例における芯材の表裏両表面から
起毛した繊維に対して略コイル状繊維を垂直に配置した
模式図
起毛した繊維に対して略コイル状繊維を垂直に配置した
模式図
【図２】同略コイル状繊維を起毛繊維部分に食い込ませ
た模式図
た模式図
【図３】同活物質が充填された基板の模式断面図
【図４】同電極を用いたニッケル−水素蓄電池の構成図
１ ニッケルメッキした鉄製パンチングメタル ２ レーヨン繊維 ３ コイル状レーヨン繊維 ４ ニッケル繊維 ５ コイル状のニッケル繊維 ６ 正極活物質 ７ ニッケル極 ８ 水素吸蔵合金極 ９ セパレータ １０ 電池ケース １１ 封口板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡本 克博 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 (6)
- 【請求項１】正極と負極とセパレータとアルカリ電解液
とからなり、正・負極のうちの少なくとも一方の電極
は、金属板または金網等の多孔体からなる導電性芯材と
前記導電性芯材の表裏両表面一体化したニッケル繊維層
とからなる基板に層状の活物質を充填したものであっ
て、前記ニッケル繊維層は、芯材の表面から起毛したニ
ッケル繊維とこの繊維に絡みついた略コイル状のニッケ
ル繊維より構成されていて、これらはともに変形して層
状の活物質中に埋没しているアルカリ蓄電池。 - 【請求項２】ニッケル繊維層は、芯材の表裏両表面から
起毛した繊維径の大きいニッケル繊維とこの繊維に絡み
ついた繊維径の小さい略コイル状のニッケル繊維よりな
る請求項１記載のアルカリ蓄電池。 - 【請求項３】ニッケル繊維層は、芯材の表裏両表面から
起毛した繊維径の小さいニッケル繊維とこの繊維に絡み
ついた繊維径の大きい略コイル状のニッケル繊維よりな
る請求項１記載のアルカリ蓄電池。 - 【請求項４】正極と負極とセパレータとアルカリ電解液
とからなり、正・負極のうちの少なくとも一方の電極
は、金属板または金網等の導電性芯材と前記導電性芯材
の表裏両表面に一体化したニッケル繊維層とからなる基
板に層状に活物質を充填したものであり、前記ニッケル
繊維層は、層状活物質中に変形して存在する芯材の表裏
両表面から起毛したニッケル繊維とこの繊維に絡みつい
た略コイル状のニッケル繊維よりなり、この電極は、 導電性芯材の表裏両面に接着剤を塗布してから樹脂繊維
を植毛する工程と、 この導電性芯材に植毛した樹脂繊維と略コイル状の樹脂
繊維とを一体化する工程と、 この一体化した植毛樹脂繊維と略コイル状の樹脂繊維の
表面を無電解メッキによりニッケルを被覆する工程と、 ついで、このニッケル被覆層の表面に、さらに所定の厚
さまでニッケルを被覆する工程と、 樹脂繊維と接着剤を熱分解除去し、芯材および樹脂繊維
の表面を被覆しているニッケルと芯材とを焼結する工程
と、 前記工程で得られた基板に活物質を充填する工程と、 この活物質を充填した基板を加圧して所定の厚さとする
ことで得たものであるアルカリ蓄電池用電極の製造法。 - 【請求項５】正極と負極とセパレータとアルカリ電解液
とからなり、正・負極のうちの少なくとも一方の電極
は、金属板または金網等の導電性芯材と前記導電性芯材
の表裏両表面に一体化したニッケル繊維層とからなる基
板に活物質を充填したものであり、前記ニッケル繊維層
は、層状活物質層中に変形して存在する芯材の表裏両表
面から起毛したニッケル繊維とこの繊維に絡みついた略
コイル状のニッケル繊維よりなり、この電極は、 導電性芯材の表裏両面に接着剤を塗布してから樹脂繊維
を植毛する工程と、 この植毛した樹脂繊維に略コイル状の樹脂繊維とを一体
化する工程と、 この起毛した樹脂繊維と略コイル状の樹脂繊維の表面を
無電解メッキによりニッケルを被覆する工程と、 このニッケル被覆層の表面を所定の厚さまでさらにニッ
ケルで被覆する工程と、 樹脂繊維と接着剤を熱分解除去し、芯材および樹脂繊維
の表面を被覆しているニッケルと芯材とを焼結する工程
と、 得られた基板を加圧圧縮して所定の厚さに調整するとと
もに起毛したニッケル繊維とこれに絡みついた略コイル
状のニッケル繊維を変形させる工程と、 ついでこの基板に活物質を充填する工程と、 この活物質を充填した基板を加圧して所定の厚さに調整
するアルカリ蓄電池用電極の製造法。 - 【請求項６】活物質を充填する前の略コイル状のニッケ
ル繊維は、導電性芯材の表裏両表面に起毛しているニッ
ケル繊維に対して垂直または水平方向に配置されている
請求項４または５記載のアルカリ蓄電池用電極の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9141971A JPH10334902A (ja) | 1997-05-30 | 1997-05-30 | アルカリ蓄電池とその電極の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9141971A JPH10334902A (ja) | 1997-05-30 | 1997-05-30 | アルカリ蓄電池とその電極の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10334902A true JPH10334902A (ja) | 1998-12-18 |
Family
ID=15304392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9141971A Pending JPH10334902A (ja) | 1997-05-30 | 1997-05-30 | アルカリ蓄電池とその電極の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10334902A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001155738A (ja) * | 1999-11-25 | 2001-06-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 蓄電池用電極 |
| JP2001325962A (ja) * | 2000-05-12 | 2001-11-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 蓄電池用電極およびその製造方法 |
-
1997
- 1997-05-30 JP JP9141971A patent/JPH10334902A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001155738A (ja) * | 1999-11-25 | 2001-06-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 蓄電池用電極 |
| JP4635285B2 (ja) * | 1999-11-25 | 2011-02-23 | パナソニック株式会社 | 蓄電池用電極 |
| JP2001325962A (ja) * | 2000-05-12 | 2001-11-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 蓄電池用電極およびその製造方法 |
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