JPH10340720A - 水素吸蔵合金電極及び水素吸蔵合金電極の製造方法 - Google Patents
水素吸蔵合金電極及び水素吸蔵合金電極の製造方法Info
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- JPH10340720A JPH10340720A JP9149274A JP14927497A JPH10340720A JP H10340720 A JPH10340720 A JP H10340720A JP 9149274 A JP9149274 A JP 9149274A JP 14927497 A JP14927497 A JP 14927497A JP H10340720 A JPH10340720 A JP H10340720A
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Abstract
的に形成することにより、厚みの大きい極板であっても
電極の集電性を向上させ、高率放電特性の向上効果を十
分に発揮させようとすることを目的とする。 【構成】 水素吸蔵合金を金属2次元多孔体に担持させ
た水素吸蔵合金電極において、前記水素吸蔵合金間に3
次元導電ネットワークを形成させたことを特徴とする。
Description
蔵・放出する水素吸蔵合金電極の導電性の改良に関す
る。
ビデオカメラなどに代表されるポータブル電子機器は、
益々小型化、軽量化される傾向がある。そして、これら
電子機器に使用される電池についても、その利便性を更
に向上させるために、一層高容量なものが要請されてい
る。
に直接関与しない部材を減じることが必要である。この
ためには、電池を構成する電極枚数を減じることによっ
て、セパレータや芯体等を減らす必要があるが、これに
伴い各電極の厚みが大きくなる。厚みが厚くなると電極
の集電性が低下し、高率放電特性が低下するという問題
があった。特に水素吸蔵合金の反応性向上のために比表
面積の大きい微粉末を用いた場合には、その表面が酸化
されているために水素吸蔵合金間の接触が不十分とな
り、充放電サイクル初期において、より高率放電特性が
低下するという問題点があった。これに対し、特公平7
−63006号公報に記載されているように、水素吸蔵
合金粉末、結着剤および粘度調整剤を予め混練してパン
チングメタル、エキスパンドメタル、金属ネットなどの
金属2次元多孔体に塗着し、乾燥して得た極板の表面
に、さらに多孔性の導電性層を形成することにより高率
放電特性が改良されることが開示されている。しかし、
この方法では導電性層が極板表面にのみ配設されている
ため、厚みが大きい極板では導電性の向上効果が不十分
であった。また、導電性層は電気メッキ、あるいは無電
解メッキにより形成されるが、湿式工程であるため、金
属2次元多孔体から合金粉末が脱落する、工程が繁雑に
なるなどの問題があり、生産性が低いという問題点があ
った。また、前記公報の明細書中に乾式工程である蒸着
法、スパッター法についても適用可能であることが示唆
されている。しかし、これらの方法の場合において、メ
ッキ法よりは極板厚み方向内部側まで形成されやすいと
考えられるが、依然、導電性層は表面近傍にのみ形成さ
れるために厚みが大きい極板では、高率放電特性の改良
は不十分であった。
鑑みてなされたものであり、水素吸蔵合金間に導電ネッ
トワークを3次元的に形成することにより、厚みの大き
い極板であっても電極の集電性を向上させ、高率放電特
性の向上効果を十分に発揮させようとすることを本発明
の課題とする。
極は、水素吸蔵合金を金属2次元多孔体に保持させたも
のであって、前記水素吸蔵合金間に3次元導電ネットワ
ークを形成させたことを特徴とする。
ンチングメタル、エキスパンドメタルまたは金属ネット
等の金属2次元多孔体に、水素吸蔵合金を結着剤または
粘結剤を使用して担持させた後、3次元導電ネットワー
クを形成させたものである。このような3次元導電ネッ
トワークとしては、導電性の良好な金属であれば何を使
用してもよいが、耐アルカリ性及び価格の観点からニッ
ケルからなるものが好ましい。
導電ネットワークを水素吸蔵合金間に3次元的に形成す
ることにより、電極の厚みが大きい極板であっても集電
性が向上し、高率放電特性が向上することを見いだし
た。このような効果は、水素吸蔵合金電極の厚みが0.
60mm以上で、水素吸蔵合金の平均粒径が50μm以
下の微粉末で顕著である。
ークをカルボニルニッケルガス法等の乾式法で形成する
ことによって、集電体からの水素吸蔵合金脱落等の不具
合が解消される。そして、カルボニルニッケルガスによ
って処理することによって、より均一に3次元導電ネッ
トワークを水素吸蔵合金間に形成することが可能であ
る。
を極板の最終圧延前とすることで、処理時の極板内部空
隙率が大きいために電極の厚み方向により均一にニッケ
ルからなる3次元導電ネットワークを形成することが可
能となる。
o0.8Al0.2Mn0.6となるように秤量し、高周波溶解
炉にて溶解した後、この溶湯を鋳型に流し込み、水素吸
蔵合金インゴットを作製した。次にこのインゴットをあ
らかじめ粗粉砕した後、不活性ガス雰囲気中でレーザー
法による平均粒径が100μm程度になるまで機械的に
粉砕を行った。一部実施例では70、50、30μmま
で粉砕を行った。
ンオキサイド及び適量の水を加えて混合してスラリーと
した。このスラリーをパンチングメタルからなる集電体
の両面に塗着した。塗着量は圧延後の活物質密度が5g
/ccとなるように調整した。その後、乾燥、圧延を行
った後、所定寸法にて切断を行い、標準負極板とした。 [負極の作製]水素吸蔵合金を金属2次元多孔体に塗
着、乾燥までは上記標準負極板と同様に行い、導電性層
(下記電極A〜C)または3次元導電ネットワーク(下
記電極D及びE)を形成する工程を下記表1に示す方法
にて負極板を作製した。ここで、導電ネットワークとし
てはニッケルを使用した。
ケル法とは、水素吸蔵合金粉末を塗着した極板をカルボ
ニルニッケルガス雰囲気下に放置し、極板に通電するこ
とによって極板温度を上昇させ、カルボニルニッケルガ
スをニッケルと一酸化炭素に分解して、3次元導電ネッ
トワークであるニッケルネットワークを水素吸蔵合金間
に形成させた。
極を所定寸法に切断した後、集電用リードを取り付け
た。次にこの負極を、厚み約0.2mmのポリプロピレ
ン製不織布からなるセパレータで包んだ公知の焼結式ニ
ッケル正極2枚で挟んで電極群を作製した。
で、ニッケルメッキを施したボルトで締めて両極間に一
定圧をかけた。
中2は負極であり、3は正極であり、負極2を挟むよう
に配置されている。4はセパレータで、正極3を包み込
んでいる。5は負極2に取り付けられた負極リード板で
あり、6は正極3に取り付けられた正極リード板であ
る。7は上記電極群を固定するためのアクリル板、8は
ボルトである。
量が正極容量よりも小さい)となるように調整した。
極群をポリプロピレン製絶縁性密閉容器内に配置し、各
電極リードを容器の蓋に配設された正・負極端子に各々
接続した。
な量の電解液(LiOH、NaOHを含有した7〜8.
5NのKOH水溶液)を注入した後、蓋を閉めて密閉状
態とした。尚、この簡易セルには5気圧で開放になる安
全弁が配置されており、初充電前に窒素ガスにより5気
圧の圧力をかけた。
を図2に示す。
管、11はリリーフバルブ、12は負極端子、13は正
極端子、14はポリプロピレン製絶縁性密閉容器を示し
ている。
8時間充電し、1時間の休止の後、50mA/gの電流
値で電池電圧が1.0Vに達するまで放電し、その後1
時間の休止をするというサイクルを6サイクル繰り返
し、電池を活性化した。6サイクル目の放電容量を各簡
易セルの基準容量とした。
金1gあたり50mAという意味である。
時間充電し、1時間の休止の後、200mA/gの電流
値で電池電圧が1.0Vに達するまで放電し、このとき
の放電容量の各電池の基準容量に対する割合(放電容量
/基準容量:%)を高率放電特性とした。
の実験結果を示す。
した指数で表示する。
いては、公知の処理方法A〜Cであっても、処理無しよ
りも高率放電特性が向上するが、本発明処理法D及びE
の方が向上率が大きい。
公知の方法A〜Cではほとんど高率放電特性の向上効果
が認められないのに対して、本発明処理法D及びEにお
いては、厚みの薄い条件とほぼ同等の高率放電特性を維
持できる。また、圧延前に3次元導電ネットワークを形
成する処理を施す(本発明E)ことにより、さらに効果
が大きいことがわかる。
率放電特性の関係について実験を行った。
mmと種々変化させ、上記実験1と同様にして高率放電
特性を評価し、その結果を下記表3に示す。
した指数で表示する。
び公知の方法Aでは、電極の厚みが大きくなるにつれ
て、高率放電特性が低下する。一方、本発明処理方法E
によれば、厚みが大きくなってもほとんど高率放電特性
の低下が認められないことがわかる。
19〜21の比較から、特に電極の厚みが0.6mm以
上で、本発明による導電性向上効果が大きいことがわか
る。
粒径と高率放電特性の関係について実験を行った。
mと種々変化させ、上記実験1と同様にして高率放電特
性を評価し、その結果を下記表4に示す。このとき負極
の厚みを0.8mmに固定した。また、このときの平均
粒径はレーザー法により測定したものである。
した指数で表示する。
び公知の方法Aでは、水素吸蔵合金の粒径が小さくなる
につれて、高率放電特性が低下する。一方、本発明処理
方法Eによれば、水素吸蔵合金の粒径が小さくなっても
ほとんど高率放電特性の低下が認められないことがわか
る。
28〜30の比較から、特に水素吸蔵合金の粒径が50
μm以下で、本発明による導電性向上効果が大きいこと
がわかる。
蔵合金間に導電ネットワークを3次元的に形成すること
によって、厚みの大きい2次元多孔体を基板とする極板
であっても電極の集電性が向上し、高率放電特性も向上
するため、この工業的価値は極めて高い。
示す模式図である。
である。
Claims (9)
- 【請求項1】 水素吸蔵合金を金属2次元多孔体に担持
させた水素吸蔵合金電極において、前記水素吸蔵合金間
に3次元導電ネットワークを形成させたことを特徴とす
る水素吸蔵合金電極。 - 【請求項2】 前記金属2次元多孔体がパンチングメタ
ル、エキスパンドメタルまたは金属ネット等の薄板であ
ることを特徴とする請求項1記載の水素吸蔵合金電極。 - 【請求項3】 前記3次元導電ネットワークがニッケル
からなることを特徴とする請求項1記載の水素吸蔵合金
電極。 - 【請求項4】 前記水素吸蔵合金のレーザー法による平
均粒径が50μm以下であることを特徴とする請求項1
記載の水素吸蔵合金電極。 - 【請求項5】 前記水素吸蔵合金電極の厚みが0.60
mm以上であることを特徴とする請求項1記載の水素吸
蔵合金電極。 - 【請求項6】 水素吸蔵合金を金属2次元多孔体に担持
させる工程と、前記水素吸蔵合金間に3次元導電ネット
ワークを形成させる工程とを備えたことを特徴とする水
素吸蔵合金電極の製造方法。 - 【請求項7】 前記3次元導電ネットワークを形成させ
る工程は、水素吸蔵合金を金属2次元多孔体に担持、乾
燥後に施すことを特徴とする請求項6記載の水素吸蔵合
金電極の製造方法。 - 【請求項8】 前記3次元導電ネットワークを形成させ
る工程は、水素吸蔵合金を金属2次元多孔体に担持、乾
燥、圧延後に施すことを特徴とする請求項6記載の水素
吸蔵合金電極の製造方法。 - 【請求項9】 水素吸蔵合金を金属2次元多孔体に担持
させた後、カルボニルニッケルガスを導入し、該カルボ
ニルニッケルガスを熱分解することにより、水素吸蔵合
金間にニッケルからなる3次元導電ネットワークを形成
したことを特徴とする水素吸蔵合金電極の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14927497A JP3670800B2 (ja) | 1997-06-06 | 1997-06-06 | 水素吸蔵合金電極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP14927497A JP3670800B2 (ja) | 1997-06-06 | 1997-06-06 | 水素吸蔵合金電極の製造方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH10340720A true JPH10340720A (ja) | 1998-12-22 |
JP3670800B2 JP3670800B2 (ja) | 2005-07-13 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP14927497A Expired - Fee Related JP3670800B2 (ja) | 1997-06-06 | 1997-06-06 | 水素吸蔵合金電極の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3670800B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003026054A1 (fr) * | 2001-09-19 | 2003-03-27 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Cellule hybride |
WO2003028142A1 (fr) * | 2001-09-19 | 2003-04-03 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Cellule tridimensionnelle, sa structure d'electrodes, et procede de fabrication de matiere d'electrode de cellule tridimensionnelle |
-
1997
- 1997-06-06 JP JP14927497A patent/JP3670800B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003026054A1 (fr) * | 2001-09-19 | 2003-03-27 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Cellule hybride |
WO2003028142A1 (fr) * | 2001-09-19 | 2003-04-03 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Cellule tridimensionnelle, sa structure d'electrodes, et procede de fabrication de matiere d'electrode de cellule tridimensionnelle |
EP1437789A2 (en) * | 2001-09-19 | 2004-07-14 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Hybrid cell |
JPWO2003028142A1 (ja) * | 2001-09-19 | 2005-01-13 | 川崎重工業株式会社 | 三次元電池及びその電極構造並びに三次元電池の電極材の製造方法 |
EP1437789A4 (en) * | 2001-09-19 | 2006-05-24 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | HYBRID CELL |
US7799464B2 (en) | 2001-09-19 | 2010-09-21 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Hybrid battery |
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