JPS58165247A - アルカリ電池用正極板の製造法 - Google Patents

アルカリ電池用正極板の製造法

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JPS58165247A
JPS58165247A JP57048401A JP4840182A JPS58165247A JP S58165247 A JPS58165247 A JP S58165247A JP 57048401 A JP57048401 A JP 57048401A JP 4840182 A JP4840182 A JP 4840182A JP S58165247 A JPS58165247 A JP S58165247A
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JP
Japan
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nickel
porous body
porous
aqueous solution
cobalt
Prior art date
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Pending
Application number
JP57048401A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuhiro Nakamitsu
中満 和弘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Storage Battery Co Ltd
Nihon Denchi KK
Original Assignee
Japan Storage Battery Co Ltd
Nihon Denchi KK
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/24Electrodes for alkaline accumulators
    • H01M4/26Processes of manufacture
    • H01M4/28Precipitating active material on the carrier
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、活物質の保持体として、三次元的に連続した
構造を何するスポンジ状ニッケル多孔体を用いるアルカ
リ−池用正礪仮の製造法務ζ関するものである。
従来、アルカリ電池の正陽板の基板としては、ニッケル
粉末の鳴結体が用いられているが、その多孔(は70〜
80%程度であり、これ以上に多孔度を上げると、その
機械的強度が著しく減少し、したがってその空隙円にニ
ー活物質を充填した場合に、基板の変形、亀裂や活物質
の剥離等を招来する欠点があった。また、活11111
を充填する場合、通常減圧含浸法とよばれる方法、すな
わち硝酸ニッケルや硫酸ニッケル等のニッケル塩の水溶
液を基板に減圧含浸したのち、アルカリ水m液で処理し
、さら昏ζ湯洗、乾燥するという操作を轍り返す方法が
とられている。しかしながら、−回の操作によって充填
される量は少なく、シかも2回目から充填される竜は次
第に減少して(るので通常4〜lO回の操作をくり返す
必要がある。そのtこめに製造工程が複雑で経済的コス
トが高くなるという欠点があった。
そこで近年、三次元的に連続した構造を有するニッケル
金属よりなるスポンジ状多孔体に、ペースト状にした正
極活物質を直接充填する方法が注目されてきている。
三次元的に連続した構造を有す・るス4ンジ状二□ ツケル多孔体は、その多孔度が90〜98%と高く1□ しかも機械的強度が大きい。そのうえ孔径が大きいので
この多孔体に活物質を充填すると正−板の高容量化をは
かることができると共−と充填方法が―めて簡便になり
連続工程が可能で経済的にも有利となる。
しかしながら、多孔体の孔径があ遼り小さすぎると活物
質の充填に長時間を要する。一方孔径の大きい多孔体を
中いると充填は容易となるが、活物質の保持性が低下し
て充放電の際に活物質の脱落を招くことや、−板肉の活
物″R−が厚くなるために1仮の内部抵抗が増大するこ
と等の欠点が生じる。
本発明は、孔径の小さなスポンジ状ニッケル多孔体を用
いて活物質を容易に充填できる製造方法に関するもので
ある。
従来より、溶融塩含浸法とよばれる方法、すなわち硝酸
ニッケルや硫酸ニッケル等のニッケル塩を溶融状層にし
たものを基板に減圧あるいは常圧飄 で含浸したのち、アルカリ水溶液で処理し、さらし に湯洗、乾燥する。という操作を婦り返す方法がお。4
ゎrtアい、。)。。T、よ。、86、工、おゆオると
焼結ニッケル基板を用いた場合でも、8回程度の操作で
必要な量の活物質を充填できる。スポンジ状ニッケル多
孔体を基板に用いた場合には。
多孔体の孔径が小さくても活物質の充填が常千の条件下
でも容易におこなうことができ、まtコ、所望の正―板
の厚さよりも厚い多孔体に活物質を充填した後に加千成
形すれば、充填操作の回数を減らすことができる1こめ
に経済的にも有利となる。
しかしながら、多孔体を溶融塩中に浸漬してからアルカ
リ水溶液に浸漬する工程に移る際に、多孔体に含浸した
m融塩の粘度が小さいために溶融塩が流れ落ちて分布に
偏りが生じ、活物質が均一に充填できないという欠点が
ある。
本発明は、溶融塩中から引き上げた多孔体の表面部分を
急冷することにより、上記のような欠点を除去すること
ができ、また、活物質を充填したのちに加圧成形するこ
とにより、−回の工程で所望の充填密度が得られること
をみいだしtこことに基づくものである。
以下、本発明の実施例ならびにその効果を詳述する。
本発明による正fII仮はっぎのようにして製作した。
まず、市販の硝酸ニッケル(Ni(NOs)g・51(
xO)700fと、市販の硝酸コバルト(Co(NOa
 )ト511zO)85fとの混合物を容量500 m
l!の平底の円筒状フラスコ中に入れ、オイルバス中で
80℃に加熱して溶融状態にしTコ。そして、平均孔径
0.2 ff 、多孔度96%、厚さ約2.0層大きさ
3×43の三次元的に連続した構造のスーンリ伏ニッケ
ル多孔体を80°Cに加熱しrこものをこのm融塩中に
一定時間浸漬した後、多孔体を水平に保ち、多孔体の両
面に垂■方向に冷風を吹きつけて表面部分を急冷しtこ
この場合、多孔体の下側から吹きつける冷風の強さを七
個から吹きつける冷風の強さよりも強くなるように1節
すると、m融塩が多孔体の下側の面に流れ出てくること
を防出できることを確認した。
さらに、この多孔体をオイルバス中で80℃に加熱した
8、G、 1.220(20℃)水酸化ナトリウム水f
I!I液中に一定時間浸漬してから湯洗および乾燥をお
こない、さらに加圧成形して厚さが0,68−になるよ
う番と調節して本発明による正鑞仮を製作した。
ここで水酸化ナトリウム水m液への浸漬時間を15分と
して溶融塩への浸漬時間をかえた場合、およびm融塩へ
の浸漬時間を15分として水酸化ナトリウム水溶液への
浸漬時間をかえた場合の活物質の光装置の変化をそれぞ
れ@la!lおよび第2図に示す。これらの図より、溶
融塩および水酸化ナトリウム水f8Mへの浸漬をそれぞ
れ8分間および5分間以上おこなうと、−回の工程でも
充分な量の活物質が充填できることがわかる。ここでス
ポンジ状ニッケル多孔体を120℃に加熱して溶融塩中
に浸漬すると、浸漬時間がさらに短縮できることも確認
できた。なお、ニッケル多孔体を溶融塩に浸漬したのち
、表面を急冷することをおこなわないでただちに水酸化
ナトリウム水溶液に浸漬した一板は、活物質が一板の下
−に流れ落ちてその分布が不均一となり、加圧成形の際
に厚さが一様となりにくく、甑仮に変形や亀竺が生じる
噛合があった。           、: さらに、本発明による1EIi板と表面を急冷しないで
製作した正F4i仮との性能比較をおこなった。
まず、溶融塩および水酸化ナトリウム水溶液への浸漬時
間をそれぞれ5分および10分として製作した本発明に
よる正礪板と、従来から公知のペースト式負fI仮とを
ナイロンの不繊布のセパレータを介して渦巻状に巻き、
電解液に8.G、 1.800(20”C)水酸化カリ
ウム水溶液を用いて公S容暑が3,6Ahの本発明によ
る円筒形密閉ニッケル・カドミウム電池四を製作しrコ
。また比較のために、浸漬時間は同じであるが、溶融塩
への浸漬後に多孔体表面の急冷をおこなわずに製作した
 正鑞板を市いた円筒形密閉ニッケル・カドミウム電池
(均を製作した。
これらの電池を20℃、O,tCムで16時間充電した
のちlCムで放電したときの放電電圧特性を第8図に示
す。図より本発明による電池体)が、多孔体illの急
冷をおこなわないで製作した電池(BJよりも放電電圧
特性がよ□く、放電容量も大きいこと1: がわかる。     、・ ζ つぎに、を記の電池^、(B)をそれぞれ10個ずつ用
いてO,lCムで16時間充電し、lCムで放電させる
という充放電サイクルを婦り返して電池寿命を比較した
。その結果を第4図に示す0図より本発明による電池(
勾は500サイクル経ても異常はなく、充分な寿命を確
保できることがわかる。しかしながら、多孔体表面の急
冷をおこなわないで製作した電a(均は谷型低下の割合
および容量のばらつきが太き(,50〜500サイクル
で10個中5@の大きなS堆低下がみられた。これより
本発明による電池の方が寿命性能が−めですぐれている
ことがわかる。なお、m融塩の原料として硫酸ニッケル
と硫酸コバルト、あるいは塩化ニッケルと塩化コバルト
の混合物を、またアルカリ水M[トc。
て水酸化カリウム水溶液を用いても同様の効果が得られ
た。tた、本発明では溶融状畷にした浴場を用いたが、
水溶液を用いても、若干性能は劣るものの、本発明が適
用できることを確認した。
何故、溶融塩への浸漬後に多孔体表面を急冷すると利用
率および電池寿命が向上するのかはっぎのような効果に
よるものであると考えられる。
すなわち、多孔体の表m1番急冷しないと活物質の分布
が不均一になり、多孔体を加圧成形する際に千カのかか
り万が不均一となって多孔体の骨格表面と活物8g1子
との間、あるいは活物質粒子同士の間のII鳴性が一様
にならないために罎部的に電原が集中して活物質が完全
に!4J#1できないt考えられろ。また、鑞仮を巻く
際に活物質が多く充填されすぎた部分に亀烈が生じたた
めに電池寿命が低下することが考えられる。しかしなが
ら、多孔体!!i!面を急冷して溶融塩が流れおちるこ
とを防出すると、活物質の分布が 均一となり多孔体を
加圧成形する際に千カが均一にかかり、各部の接鳴性が
一様となるためにf3物質が充分に利用できるものと考
えられる。
以上述べたように本発明によると、孔径の小さなスポン
ジ状ニッケル多孔体を用いても、充分な置の活物質を容
易に、しかも均一に充填することができて、放電性能の
すぐれた電池を提供するこきができる。なお、本発明に
誹る正鑞板は亜鉛。
鉄などを負癒仮とする他のアルカリ蓄電池にも使用でき
ることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図はそれぞれ溶融塩への浸漬時I#!
Uおよび水酸化ナトリウム水溶液への浸漬時間をかえた
場合の活物質充填量の変化を示した図。 11!8図は本発明による電池と従来法による電池との
放電特性の比較図、第4図は充放電サイクルを繰り返し
た場合の放電@黴の変化を示した図である。 A・・・・・・本発明による電池、B・・・・・・従来
法による電池。 44狡温へのiqI!麿閤ゴ町(−一)第1段伍j)リ
ツム汁お本家へのン艷力時肉(気−)¥F 3 口 奔 4 月 D     //’      201)     3
00   401)     51111贅 歓 fE
  目 叡 手 続 補 正 書(自発) 特許庁長官殿 1、事件の表示 昭和57年 特許−第48401 号 2、発明の名称 アLtlり電池用正−板の製造法 3、補正をする者 Lt  所  1Ji−区硬祥院西ノ庄猪之M、場町1
番地名称 (428) B本電池株式会社 6、 補正の内存 (1)  明細書の特許請求の範囲を下記の通り@IE
″する。 1、 80−C以、ヒに加熱した三欠元的に連続したW
II造を有するスポンジ状ニッケル多孔体を、ニッケル
塩1例えば硝酸ニッケル、硫酸ニッケルあるいは塩化ニ
ッケル等とコバルト塩、例えば硝酸コバルト、硫酸コバ
ルト、あるいは塩化コバルト等との混合物を溶融状態に
した浴液中、あるいは70′C以上の上記の堰を含む混
合水溶液中に浸漬するL程と、つづいて多孔体お表向部
分を急冷してからアルカリ水溶液、例えば水酸化カリウ
ム水溶液あるいは水酸化ナトリウム水溶液等の中に浸漬
する1程と、さらに湯洗および乾燥をおこなった後、多
孔体全体をm圧成形するニーとを景することを特徴とす
るアルカリ電池用正鴫板の製造法。 ′1゜ 2、前記スポンジ状ニッケル多孔体の厚さが、所望する
重陽の厚さの1.5〜5倍の範囲である特許請求の範囲
@1項記載のアルカリ電池用+E*仮の製造法。 8、多孔体の表面部分の急冷を、前記多孔体の表面に冷
風を吹きつけること番こより行うことを特徴とする特許
#求の範囲第1項記載のアlレカリ電池用1EIII仮
の軛a法。 4、 多孔体全体の加圧成形がスポンジ状二・ンケル多
孔体の厚さの2/B 〜14  の範囲暑こ圧縮するも
のテアル特許請求の範囲第1項記載の7ル:b9t1M
1i用tEfl板の製造法。 (2)  明細書第9頁第18行「浴場」を「浴液」・
こ訂正する。 A、・夫よ □・・、′眉 1:・、。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.80℃に加熱した三次元的に連続した構造を有する
    スポンジ状ニッケル多孔体を、ニッケル塩。 例え+を硝酸ニッケル、硫酸ニッケルあるいは塩化ニッ
    ケル等とコバルト塩、例えば硝酸コバルト。 硫酸コバルト、あるいは塩化コバルト等との粍合物を溶
    融被層にした浴液中、あるいは70″C以辷の上記の塩
    を含む混合水溶液中に浸漬する工程と、つづいて多孔体
    の表面部分を急冷してからアルカリ水溶液、例えば水酸
    化カリウム水溶液あるいは水酸化ナトリウム水溶液等の
    中に浸漬する工程と、さらに湯洗および乾燥をおこなっ
    た後、多孔体全体を加圧成形する工程とを有することを
    特徴とするアルカリ電池1@tEII板の製造法。 意、前記スポンジ状ニッケル多孔体の厚さが、所望する
    電礪6厚さの1.5〜5倍の範囲である□特許請求の範
    囲第1項記載のアルカリ電池1@tE−仮の製造法。 1、多孔体の表面部分の急冷を、前記多孔体の表面に冷
    風を吸きつけることにより行うことを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載のアルカリ電池用IEFIIA板の
    製造法。 4、多孔体全体の加圧□成形がスポンジ状ニッケル多孔
    体の厚さの24〜l/)の範囲に子線するものである特
    許請求の範囲第1項記載のアルカリ電池中正−板の製造
    法。
JP57048401A 1982-03-25 1982-03-25 アルカリ電池用正極板の製造法 Pending JPS58165247A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61101958A (ja) * 1984-10-24 1986-05-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電池のニツケル正極用活物質粉末の製造法
JPS61104565A (ja) * 1984-10-25 1986-05-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電池のニツケル正極用活物質粉末の製造法

Cited By (4)

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