JPH11233120A - アルカリ蓄電池用電極及びその製造方法 - Google Patents
アルカリ蓄電池用電極及びその製造方法Info
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- JPH11233120A JPH11233120A JP10029014A JP2901498A JPH11233120A JP H11233120 A JPH11233120 A JP H11233120A JP 10029014 A JP10029014 A JP 10029014A JP 2901498 A JP2901498 A JP 2901498A JP H11233120 A JPH11233120 A JP H11233120A
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- Japan
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- metal
- core
- electrode
- porous body
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- Pending
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- Y—GENERAL 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
- 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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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 大電流放電が可能で、且つ高多孔度な集電体
を用いたアルカリ蓄電池用電極及びその製造方法を提供
することを目的とする。 【解決手段】 ニッケル等の金属多孔体１と金属芯体２
とがニッケル等の金属粉末の焼結層３を介して一体化さ
れた集電体に活物質を充填したことを特徴とするアルカ
リ蓄電池用電極とすることで、上記目的を達成できる。
を用いたアルカリ蓄電池用電極及びその製造方法を提供
することを目的とする。 【解決手段】 ニッケル等の金属多孔体１と金属芯体２
とがニッケル等の金属粉末の焼結層３を介して一体化さ
れた集電体に活物質を充填したことを特徴とするアルカ
リ蓄電池用電極とすることで、上記目的を達成できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ニッケル水素電池
やニッケル・カドミウム電池のようなアルカリ蓄電池に
用いられる電極及びその製造方法に関するものである。
やニッケル・カドミウム電池のようなアルカリ蓄電池に
用いられる電極及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来からアルカリ蓄電池の集電体（電極
基板）として、ニッケルめっきした穿孔鋼板（芯金）に
ニッケル粉末を焼結したニッケル粉末焼結体（焼結式基
板）が広く用いられている。特に、この焼結式基板は、
電子導電性に優れるために、電動工具などの大電流放電
が必要とされる用途に使用される電池の集電体として不
可欠である。しかしながら、焼結式基板の細孔は数ミク
ロンと微小であるために、その細孔内に活物質を充填す
るには、溶液含浸法や電解含浸法などの煩雑な製造法に
よらねばならず、またその多孔度にも限界があるため、
電極の高容量化が困難であるという欠点があった。
基板）として、ニッケルめっきした穿孔鋼板（芯金）に
ニッケル粉末を焼結したニッケル粉末焼結体（焼結式基
板）が広く用いられている。特に、この焼結式基板は、
電子導電性に優れるために、電動工具などの大電流放電
が必要とされる用途に使用される電池の集電体として不
可欠である。しかしながら、焼結式基板の細孔は数ミク
ロンと微小であるために、その細孔内に活物質を充填す
るには、溶液含浸法や電解含浸法などの煩雑な製造法に
よらねばならず、またその多孔度にも限界があるため、
電極の高容量化が困難であるという欠点があった。
【０００３】一方、近年芯金を持たない発泡状あるいは
繊維状の高多孔度のニッケル金属多孔体を集電体とした
電極の開発が行われている。これらニッケル金属多孔体
は、発泡ウレタンや有機不織布にニッケルめっきした後
に、高温還元雰囲気下で焼成して有機材を逸散させて製
造されるものである。その多孔度は９０％以上であり、
細孔も数十ミクロンあるため、活物質を粉末状で直接充
填可能となり、製造工程の簡略化と高容量化が容易とな
る利点を持っている。しかしながら、これらの基板は、
芯金を持たないため、また、高多孔度化に伴い集電性が
低下するため、前記の焼結式基板に比べて大電流放電が
できないという欠点があった。
繊維状の高多孔度のニッケル金属多孔体を集電体とした
電極の開発が行われている。これらニッケル金属多孔体
は、発泡ウレタンや有機不織布にニッケルめっきした後
に、高温還元雰囲気下で焼成して有機材を逸散させて製
造されるものである。その多孔度は９０％以上であり、
細孔も数十ミクロンあるため、活物質を粉末状で直接充
填可能となり、製造工程の簡略化と高容量化が容易とな
る利点を持っている。しかしながら、これらの基板は、
芯金を持たないため、また、高多孔度化に伴い集電性が
低下するため、前記の焼結式基板に比べて大電流放電が
できないという欠点があった。
【０００４】これらの欠点を改良する試みとして、金属
箔あるいは有機材シ−トにウレタン・シ−トや有機不織
布などを張り合わせた後に、ニッケルめっきし、焼成し
て芯金を有するニッケル金属多孔体を得る方法が提案さ
れているが、芯金面と多孔体面との接着強度が弱く、活
物質充填後のプレス工程時に剥離やひび割れを生じると
いう問題があった。
箔あるいは有機材シ−トにウレタン・シ−トや有機不織
布などを張り合わせた後に、ニッケルめっきし、焼成し
て芯金を有するニッケル金属多孔体を得る方法が提案さ
れているが、芯金面と多孔体面との接着強度が弱く、活
物質充填後のプレス工程時に剥離やひび割れを生じると
いう問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みてなされたものであり、従来の焼結式基板に代え
て、大電流放電が可能で、且つ高多孔度な集電体を用い
たアルカリ蓄電池用電極及びその製造方法を提供するも
のである。
に鑑みてなされたものであり、従来の焼結式基板に代え
て、大電流放電が可能で、且つ高多孔度な集電体を用い
たアルカリ蓄電池用電極及びその製造方法を提供するも
のである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のアルカリ蓄電池
用電極は、金属多孔体と金属芯体とが金属粉末の焼結層
を介して一体化された集電体に活物質を充填したことを
特徴とするものであり、更に前記金属多孔体がニッケル
多孔体であり、前記金属粉末がニッケル粉末であること
を特徴とするものである。
用電極は、金属多孔体と金属芯体とが金属粉末の焼結層
を介して一体化された集電体に活物質を充填したことを
特徴とするものであり、更に前記金属多孔体がニッケル
多孔体であり、前記金属粉末がニッケル粉末であること
を特徴とするものである。
【０００７】本発明のアルカリ蓄電池用電極の製造方法
は、金属芯体の少なくとも片面に金属粉末を含むペ−ス
トを塗布し、その芯体のペースト塗布面に金属多孔体を
張り合わせた後に、還元雰囲気下で焼結することで、金
属多孔体と金属芯体とを一体化して集電体とし、その集
電体に活物質を充填することを特徴とするものであり、
更に前記金属粉末がニッケル粉末であり、前記金属多孔
体がニッケル多孔体であることを特徴とするものであ
る。
は、金属芯体の少なくとも片面に金属粉末を含むペ−ス
トを塗布し、その芯体のペースト塗布面に金属多孔体を
張り合わせた後に、還元雰囲気下で焼結することで、金
属多孔体と金属芯体とを一体化して集電体とし、その集
電体に活物質を充填することを特徴とするものであり、
更に前記金属粉末がニッケル粉末であり、前記金属多孔
体がニッケル多孔体であることを特徴とするものであ
る。
【０００８】
【作用】本発明では、金属芯体（芯金）とニッケル多孔
体とをニッケル粉末で焼結して固着するために、その部
分の接着強度が極めて強くなり、従来のニッケル粉末焼
結式基板と同様に電子電導が向上して大電流放電が可能
となると同時に従来のニッケル多孔体と同様に活物質充
填工程が簡易となり高容量化が可能となる。即ち、本発
明の集電体を電極基板に用いることによって、従来にな
い高率放電可能で、且つ高容量なアルカリ蓄電池用電極
が得られる。
体とをニッケル粉末で焼結して固着するために、その部
分の接着強度が極めて強くなり、従来のニッケル粉末焼
結式基板と同様に電子電導が向上して大電流放電が可能
となると同時に従来のニッケル多孔体と同様に活物質充
填工程が簡易となり高容量化が可能となる。即ち、本発
明の集電体を電極基板に用いることによって、従来にな
い高率放電可能で、且つ高容量なアルカリ蓄電池用電極
が得られる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の詳細を実施例に基づいて説明
する。尚、本発明は以下の実施例に示したものに限定さ
れるものではない。
する。尚、本発明は以下の実施例に示したものに限定さ
れるものではない。
【００１０】（本発明）ニッケル粉末に、結着剤として
カルボキシメチルセルロ−ス（ＣＭＣ）及び適量の水を
加えてスラリ−とした。このスラリ−を、厚さ６０ミク
ロンのニッケルめっきした穿孔鋼板（芯金）の両側に１
００〜２００ミクロンの厚さに塗布し、厚さ５００〜７
００ミクロンのニッケル多孔体（発泡ニッケル帯）をこ
の芯金の両側に圧着した後に、水素還元雰囲気下で９５
０℃にて約５分間焼結して、芯金と発泡ニッケル帯とを
ニッケル粉末の焼結層を介して固着し一体化して、本発
明で用いる集電体を得た。
カルボキシメチルセルロ−ス（ＣＭＣ）及び適量の水を
加えてスラリ−とした。このスラリ−を、厚さ６０ミク
ロンのニッケルめっきした穿孔鋼板（芯金）の両側に１
００〜２００ミクロンの厚さに塗布し、厚さ５００〜７
００ミクロンのニッケル多孔体（発泡ニッケル帯）をこ
の芯金の両側に圧着した後に、水素還元雰囲気下で９５
０℃にて約５分間焼結して、芯金と発泡ニッケル帯とを
ニッケル粉末の焼結層を介して固着し一体化して、本発
明で用いる集電体を得た。
【００１１】図１に本発明で用いる集電体の構成を示
す。図１の中で、１はニッケル多孔体、２は穿孔鋼板、
３はニッケル粉末の焼結層である。
す。図１の中で、１はニッケル多孔体、２は穿孔鋼板、
３はニッケル粉末の焼結層である。
【００１２】こうして得た集電体に、水酸化ニッケル活
物質粉末をペ−スト状として充填した後に乾燥し、厚さ
０．７ｍｍにプレスして本発明ニッケル電極を作製し
た。この本発明ニッケル電極は、プレス時の伸びに対し
ても、芯金部と多孔体部の剥離は認められず、ニッケル
粉末の焼結層で強固に結合されていることが確認され
た。 （比較例）比較例として、穿孔鋼板にニッケル粉末を焼
結したニッケル粉末焼結式基板（集電体の厚さ０．７ｍ
ｍ）に溶液含浸法にて水酸化ニッケル活物質を充填して
焼結式ニッケル電極を作製し、比較電極（Ａ）とした。
また、芯金を持たない多孔度９０％の発泡ニッケル基板
に、水酸化ニッケル活物質粉末をペ−スト状として充填
し、厚さ０．７ｍｍのニッケル電極を作製し、比較電極
（Ｂ）とした。
物質粉末をペ−スト状として充填した後に乾燥し、厚さ
０．７ｍｍにプレスして本発明ニッケル電極を作製し
た。この本発明ニッケル電極は、プレス時の伸びに対し
ても、芯金部と多孔体部の剥離は認められず、ニッケル
粉末の焼結層で強固に結合されていることが確認され
た。 （比較例）比較例として、穿孔鋼板にニッケル粉末を焼
結したニッケル粉末焼結式基板（集電体の厚さ０．７ｍ
ｍ）に溶液含浸法にて水酸化ニッケル活物質を充填して
焼結式ニッケル電極を作製し、比較電極（Ａ）とした。
また、芯金を持たない多孔度９０％の発泡ニッケル基板
に、水酸化ニッケル活物質粉末をペ−スト状として充填
し、厚さ０．７ｍｍのニッケル電極を作製し、比較電極
（Ｂ）とした。
【００１３】これらの電極を、水素吸蔵合金電極を相手
極とし、電解液に６ＭのＫＯＨ水溶液を用いて充放電
し、電極特性を測定した。
極とし、電解液に６ＭのＫＯＨ水溶液を用いて充放電
し、電極特性を測定した。
【００１４】表１に本発明電極と比較電極の電気容量密
度を示す。本発明の集電体を用いた電極は、従来の焼結
式基板を用いた比較電極（Ａ）よりも電気容量密度が高
く、比較電極（Ｂ）と同様に高容量化が可能であること
がわかる。
度を示す。本発明の集電体を用いた電極は、従来の焼結
式基板を用いた比較電極（Ａ）よりも電気容量密度が高
く、比較電極（Ｂ）と同様に高容量化が可能であること
がわかる。
【００１５】
【表１】
【００１６】図２に本発明電極と比較電極の放電率と放
電容量との関係を、０．２Ｃ率で放電した時の容量を基
準にして示す。なお、ｎＣ率とは、１／ｎ時間率を意味
する。
電容量との関係を、０．２Ｃ率で放電した時の容量を基
準にして示す。なお、ｎＣ率とは、１／ｎ時間率を意味
する。
【００１７】また、図３に放電率と平均放電電圧との関
係を示す。これらから、本発明の集電体を用いた電極
は、１５Ｃ率の大電流放電においても、その放電容量
は、従来の焼結式電極（比較電極（Ａ））と大差がな
く、芯金を持たない従来の高容量な発泡式電極（比較電
極（Ｂ））のような大きな容量低下及び電圧低下は見ら
れず、大電流放電に優れることがわかる。
係を示す。これらから、本発明の集電体を用いた電極
は、１５Ｃ率の大電流放電においても、その放電容量
は、従来の焼結式電極（比較電極（Ａ））と大差がな
く、芯金を持たない従来の高容量な発泡式電極（比較電
極（Ｂ））のような大きな容量低下及び電圧低下は見ら
れず、大電流放電に優れることがわかる。
【００１８】
【発明の効果】以上の如く、本発明は、電子導電性に優
れ、従来の焼結式基板と同様の高率放電を可能とし、且
つ、従来の高多孔度な発泡ニッケル基板等と同様の高容
量化も可能とするアルカリ蓄電池用電極を提供できるも
のであり、その工業的価値は極めて大きい。
れ、従来の焼結式基板と同様の高率放電を可能とし、且
つ、従来の高多孔度な発泡ニッケル基板等と同様の高容
量化も可能とするアルカリ蓄電池用電極を提供できるも
のであり、その工業的価値は極めて大きい。
【図１】本発明で用いる集電体の構成を示した図であ
る。
る。
【図２】放電率と放電容量の関係を示した図である。
【図３】放電率と平均放電電圧の関係を示した図であ
る。
る。
１ ニッケル多孔体 ２ 穿孔鋼板 ３ ニッケル粉末の焼結層
Claims (4)
- 【請求項１】 金属多孔体と金属芯体とが金属粉末の焼
結層を介して一体化された集電体に活物質を充填したこ
とを特徴とするアルカリ蓄電池用電極。 - 【請求項２】 前記金属多孔体がニッケル多孔体であ
り、前記金属粉末がニッケル粉末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電極。 - 【請求項３】 金属芯体の少なくとも片面に金属粉末を
含むペ−ストを塗布し、その芯体のペースト塗布面に金
属多孔体を張り合わせた後に、還元雰囲気下で焼結する
ことで、金属多孔体と金属芯体とを一体化して集電体と
し、その集電体に活物質を充填することを特徴とするア
ルカリ蓄電池用電極の製造方法。 - 【請求項４】 前記金属粉末がニッケル粉末であり、前
記金属多孔体がニッケル多孔体であることを特徴とする
請求項３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 |
|---|---|---|---|
| JP10029014A JPH11233120A (ja) | 1998-02-12 | 1998-02-12 | アルカリ蓄電池用電極及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10029014A JPH11233120A (ja) | 1998-02-12 | 1998-02-12 | アルカリ蓄電池用電極及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11233120A true JPH11233120A (ja) | 1999-08-27 |
Family
ID=12264565
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10029014A Pending JPH11233120A (ja) | 1998-02-12 | 1998-02-12 | アルカリ蓄電池用電極及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11233120A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000057503A1 (de) * | 1999-03-23 | 2000-09-28 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zur herstellung einer elektrode aus metallschaum |
| JP2011150913A (ja) * | 2010-01-22 | 2011-08-04 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 積層型電池 |
| JP2015521345A (ja) * | 2012-05-09 | 2015-07-27 | コリア インスティチュート オブ マシナリー アンド マテリアルズ | 金属メッシュ層を含む電池用集電体及びその製造方法 |
| CN114797284A (zh) * | 2022-04-20 | 2022-07-29 | 核建高温堆控股有限公司 | 纳米多孔镍复合膜的制备方法及纳米多孔镍复合膜 |
-
1998
- 1998-02-12 JP JP10029014A patent/JPH11233120A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000057503A1 (de) * | 1999-03-23 | 2000-09-28 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zur herstellung einer elektrode aus metallschaum |
| JP2011150913A (ja) * | 2010-01-22 | 2011-08-04 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 積層型電池 |
| JP2015521345A (ja) * | 2012-05-09 | 2015-07-27 | コリア インスティチュート オブ マシナリー アンド マテリアルズ | 金属メッシュ層を含む電池用集電体及びその製造方法 |
| CN114797284A (zh) * | 2022-04-20 | 2022-07-29 | 核建高温堆控股有限公司 | 纳米多孔镍复合膜的制备方法及纳米多孔镍复合膜 |
| CN114797284B (zh) * | 2022-04-20 | 2023-12-15 | 核建高温堆控股有限公司 | 纳米多孔镍复合膜的制备方法及纳米多孔镍复合膜 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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|
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