JPS5931835B2 - 電池用集電体の製造法 - Google Patents
電池用集電体の製造法Info
- Publication number
- JPS5931835B2 JPS5931835B2 JP52093811A JP9381177A JPS5931835B2 JP S5931835 B2 JPS5931835 B2 JP S5931835B2 JP 52093811 A JP52093811 A JP 52093811A JP 9381177 A JP9381177 A JP 9381177A JP S5931835 B2 JPS5931835 B2 JP S5931835B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nickel
- electrode
- current collector
- current
- battery
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ラネー鉄、ラネーニーンケルある、いはセン
タスト合金の電解研削を利用した電飾用・集電体の製造
法に関する。
タスト合金の電解研削を利用した電飾用・集電体の製造
法に関する。
一従来、ポケット式ニーツケル電極では、活物質の中に
グラファイトやニッケル金属箔など膏集電体として入、
れＴいる。
グラファイトやニッケル金属箔など膏集電体として入、
れＴいる。
このニッケル箔は、例えば鋼ｉ、と・轟、ツ“ゲルと一
を交互に電着したものを硝醗溶液申に浸漬し、・・鋼の
層を溶解して作られる。、、、、、［こ６−０勢□−ば
、導電性が優れてι、秦が、。成形し□く、’・ま六上
記のよ・うな複雑な工程を経て作られるので、高価とな
る欠点がある。これに対し、グラファイトは安価で成形
性がよいが、金属箔ほど集電効果は高くない。また、ニ
ッケル−カドミウム蓄電池のニッケル電極やカドミウム
電極の基板には、カーボニルニツケルの焼結多孔体が用
いられている。
を交互に電着したものを硝醗溶液申に浸漬し、・・鋼の
層を溶解して作られる。、、、、、［こ６−０勢□−ば
、導電性が優れてι、秦が、。成形し□く、’・ま六上
記のよ・うな複雑な工程を経て作られるので、高価とな
る欠点がある。これに対し、グラファイトは安価で成形
性がよいが、金属箔ほど集電効果は高くない。また、ニ
ッケル−カドミウム蓄電池のニッケル電極やカドミウム
電極の基板には、カーボニルニツケルの焼結多孔体が用
いられている。
しかし、この基板の製作及び基板への活物質充填に要す
る費用が大きく、電極コストが高くなる欠点がある。カ
ーボニルニ゛ンケルと熱分解し易い酢酸ニッケル又はシ
ユウ酸ニッケルとの混合物を充填した未化成極板を作り
、高周波誘導加熱によつてカーボニルニツケルの焼結と
、活物質塩の熱分解とを同時に行う方法も提案されてい
る。この方法によると活物質の繰り返し、充填操作が不
要となるが、なおりーボニルニツケルの焼結体を集電体
としているので高価である。さらに、ナトリウム−イオ
ウ電池のイオウ電極には、鉄あるいはスデンルス鋼の細
線が集電体として用いられている゜しかし、集電体の腐
食が問題となつている。
る費用が大きく、電極コストが高くなる欠点がある。カ
ーボニルニ゛ンケルと熱分解し易い酢酸ニッケル又はシ
ユウ酸ニッケルとの混合物を充填した未化成極板を作り
、高周波誘導加熱によつてカーボニルニツケルの焼結と
、活物質塩の熱分解とを同時に行う方法も提案されてい
る。この方法によると活物質の繰り返し、充填操作が不
要となるが、なおりーボニルニツケルの焼結体を集電体
としているので高価である。さらに、ナトリウム−イオ
ウ電池のイオウ電極には、鉄あるいはスデンルス鋼の細
線が集電体として用いられている゜しかし、集電体の腐
食が問題となつている。
、 、 、 、従つて、耐食性及ク多孔鼻が高く、か
つ集電効、果の高い安価な集電体が望まれている。
つ集電効、果の高い安価な集電体が望まれている。
本発明は、ＡｌもしくはＡｉ−ＳｉとＦｅもしくはＮｉ
との合金をｐＨ５〜８の硝鱗アルカリ、例えば硝酸ナト
リウム溶液中で、５、Ｑ〜１００人／ｄＴｒＩの電流密
度でニッケルを対極として電解研削するｃとにより、径
１〜５μ、長さ５０〜２００μの、確維状金属の得られ
ることを見出したことに基づくもの、である。
との合金をｐＨ５〜８の硝鱗アルカリ、例えば硝酸ナト
リウム溶液中で、５、Ｑ〜１００人／ｄＴｒＩの電流密
度でニッケルを対極として電解研削するｃとにより、径
１〜５μ、長さ５０〜２００μの、確維状金属の得られ
ることを見出したことに基づくもの、である。
この方法により得られる繊維状金属の成分は、＾６とＦ
ｅもしくはＮｉとの合金を用いた場合、ほぼＦｅもしく
はＮｉであり、これに少量のＡｌ及びＡｌｌ２Ｏ８を含
んでいる。
ｅもしくはＮｉとの合金を用いた場合、ほぼＦｅもしく
はＮｉであり、これに少量のＡｌ及びＡｌｌ２Ｏ８を含
んでいる。
またＡｌ−ＳｉとＦ、ｅもしくはＮｉとの合金を用いた
場合、ＦｅもしくはＮｉとＳｉとの合金が主で、これに
少量のＡｌ及びＡｌｌ３Ｏ８を含んでいる。また繊維の
径及び長さは、上記の声及び電流密度の範囲内ではほぼ
一定である。第１図はＡｌ−Ｆｅ合金をＰＨ７の条件で
、水素電極（ＮＨＥ）基準で、−２．１Ｖ〜＋０．９Ｖ
までアノード方向に電位を走査した後、カソード方向に
反転したときの電流変化を示す。
場合、ＦｅもしくはＮｉとＳｉとの合金が主で、これに
少量のＡｌ及びＡｌｌ３Ｏ８を含んでいる。また繊維の
径及び長さは、上記の声及び電流密度の範囲内ではほぼ
一定である。第１図はＡｌ−Ｆｅ合金をＰＨ７の条件で
、水素電極（ＮＨＥ）基準で、−２．１Ｖ〜＋０．９Ｖ
までアノード方向に電位を走査した後、カソード方向に
反転したときの電流変化を示す。
図からアノード方向ではＡｌの酸化電流がＦｅのそれに
比べて著しく小さいのに対し、カソード方向ではＦｅの
析出電流が著しく小さくなることが認められる。従つて
、電解研削すると、の反応が先行し、次いで の反応が行われ、Ｆｅの繊維状析出が行われると考えら
れる。
比べて著しく小さいのに対し、カソード方向ではＦｅの
析出電流が著しく小さくなることが認められる。従つて
、電解研削すると、の反応が先行し、次いで の反応が行われ、Ｆｅの繊維状析出が行われると考えら
れる。
この析出した繊維の長さが電流密度により大きく変わら
ないのは、Ｆｅの析出速度がＡｌとの電荷交換の速度に
律速されており、その交換が行われ易いように繊維状に
析出するためと考えられる。ニツケル合金を用いる場合
も上記と同様にして繊維状のＮｉが得られる。以下本発
明の実施例を説明する。
ないのは、Ｆｅの析出速度がＡｌとの電荷交換の速度に
律速されており、その交換が行われ易いように繊維状に
析出するためと考えられる。ニツケル合金を用いる場合
も上記と同様にして繊維状のＮｉが得られる。以下本発
明の実施例を説明する。
実施例 １
第２図は、各種集電体を用いたポケツト式ニツケル電極
を、大容量の２枚のペースト式カドミウム電極間に挿人
して約３Ａｈの単板電池を構成し、放電々流と平坦電圧
及び放電容量の関係を比較したものである。
を、大容量の２枚のペースト式カドミウム電極間に挿人
して約３Ａｈの単板電池を構成し、放電々流と平坦電圧
及び放電容量の関係を比較したものである。
なお電解液には７モル／ｌのか性カリ水溶液を用い、電
極間隔は５ｍｍ１こし、セパレータは使用しなかつた。
ニツケル電極は、巾１１．５５ｍｍ１長さ５６．０ｍｍ
１厚さ３．６ｍｍ１こ成形した活物質をニツケル製ポケ
ツトに挿人したもの６個を集合して構成したもので、ａ
は本発明の方法により得た繊維状ニツケルを活物質中に
８重量％加えたもの、ｂは厚さ２μ、巾１ｍ１Ｌのニツ
ケル箔を１０重量％加えたもの、ｃは３００メツシユの
ふるいを通過する粒径のグラフアイト粉を１２重量％加
えたものである。
極間隔は５ｍｍ１こし、セパレータは使用しなかつた。
ニツケル電極は、巾１１．５５ｍｍ１長さ５６．０ｍｍ
１厚さ３．６ｍｍ１こ成形した活物質をニツケル製ポケ
ツトに挿人したもの６個を集合して構成したもので、ａ
は本発明の方法により得た繊維状ニツケルを活物質中に
８重量％加えたもの、ｂは厚さ２μ、巾１ｍ１Ｌのニツ
ケル箔を１０重量％加えたもの、ｃは３００メツシユの
ふるいを通過する粒径のグラフアイト粉を１２重量％加
えたものである。
電極ａは、集電体の添加量が少ないにもかかわらず、放
電々圧が高く、電解液の拡散が良好なため、特に急放電
特性に優わている。
電々圧が高く、電解液の拡散が良好なため、特に急放電
特性に優わている。
実施例 ２
巾４８ｍｍ１高さ５４ｍ１Ｌ１厚さ１．０ｍｍの焼結式
ニツケル電極を、同じ大きさのペースト式カドミウム電
極の間に挿入して約０．７Ａｈの単板電池を組み立て、
室温での放電特性及び寿命を比較した。
ニツケル電極を、同じ大きさのペースト式カドミウム電
極の間に挿入して約０．７Ａｈの単板電池を組み立て、
室温での放電特性及び寿命を比較した。
なお電解液には７モル／ｌのか性カリ水溶液を用い、電
極間隔を５ｍｍに保つてセパレータは使用しなかつた。
第３図は、完全充電後、定電流放電の電流と平坦電圧及
び放電容量の関係を示し、第４図は、５Ωの抵抗を負荷
として２時間放電し、１００ｎ１Ａの定電流で１０時間
充電する充放電を繰り返したときの放電容量の変化を示
す。
極間隔を５ｍｍに保つてセパレータは使用しなかつた。
第３図は、完全充電後、定電流放電の電流と平坦電圧及
び放電容量の関係を示し、第４図は、５Ωの抵抗を負荷
として２時間放電し、１００ｎ１Ａの定電流で１０時間
充電する充放電を繰り返したときの放電容量の変化を示
す。
ｄは、本発明の方法により得た繊維状ニツケルとシユウ
酸ニツケル粉とを重量比で１：３の割合で混合し、その
両面には１８メツシユのニツケル不ツトを当て、１００
１＜９／Ｃｒｌ！の圧力で成形した後、高周波誘導加熱
により８００℃の温度に３分間加熱し、焼結と活物質塩
の熱分解をして得た電極である。
酸ニツケル粉とを重量比で１：３の割合で混合し、その
両面には１８メツシユのニツケル不ツトを当て、１００
１＜９／Ｃｒｌ！の圧力で成形した後、高周波誘導加熱
により８００℃の温度に３分間加熱し、焼結と活物質塩
の熱分解をして得た電極である。
またｅは従来例のもので、１８メツシユのニツケル不ツ
トを中心としてカーボニルニツケル粉末を充填し、アン
モニアの分解ガス中で７５０℃の温度に３０分間保持し
て焼結基板を作り、この基板を硝酸ニツケル水溶液に浸
漬し、次に水蒸気中で熱分解する操作を７回繰り返して
活物質を充填したものである。本発明による電極ｄは、
空気中で誘導加熱することにより繊維状ニツケルの焼結
と活物質の充填を同時に行うのに対し、従来の電極ｅは
カーボニルニツケル粉の充填、焼結、活物質塩の充填、
熱分解と複雑な工程を経て作られる。
トを中心としてカーボニルニツケル粉末を充填し、アン
モニアの分解ガス中で７５０℃の温度に３０分間保持し
て焼結基板を作り、この基板を硝酸ニツケル水溶液に浸
漬し、次に水蒸気中で熱分解する操作を７回繰り返して
活物質を充填したものである。本発明による電極ｄは、
空気中で誘導加熱することにより繊維状ニツケルの焼結
と活物質の充填を同時に行うのに対し、従来の電極ｅは
カーボニルニツケル粉の充填、焼結、活物質塩の充填、
熱分解と複雑な工程を経て作られる。
従来法のものも、高周波誘導加熱法を適用することかで
きるが、カーボニルニツケルが粉末状であるため、その
量を３０％以上にしないと電極の強度が上がらず、寿命
が短くなる。本発明の繊維状ニツケルを用いると、上記
のように簡単な工程で安価に製作できるばかりでなく、
電導性が高く、かつからみ合い強度が大きいので、第３
，４図のように放電特性が優れ、従来の電極ｅと同程度
の寿命が期待できる。
きるが、カーボニルニツケルが粉末状であるため、その
量を３０％以上にしないと電極の強度が上がらず、寿命
が短くなる。本発明の繊維状ニツケルを用いると、上記
のように簡単な工程で安価に製作できるばかりでなく、
電導性が高く、かつからみ合い強度が大きいので、第３
，４図のように放電特性が優れ、従来の電極ｅと同程度
の寿命が期待できる。
実施例 ３
Ｎａ−Ｓ電池の例を示す。
第５図はこの電池の構造を示す。図において、１は負極
活物質の溶融ナトリウム金属であり、β−Ａｌ２Ｏ３電
解質からなる厚さ約１７１Ｌｍ１外径２５龍、高さ１５
０關の円筒状容器２に充填されている。３は負極活物質
１中に浸漬した鉄製のリードである。
活物質の溶融ナトリウム金属であり、β−Ａｌ２Ｏ３電
解質からなる厚さ約１７１Ｌｍ１外径２５龍、高さ１５
０關の円筒状容器２に充填されている。３は負極活物質
１中に浸漬した鉄製のリードである。
４はステンレス鋼よりなる正極端子を兼ねる電池ケース
、５はアルミナ、セラミツクで作られたナトリウム金属
の貯槽である。
、５はアルミナ、セラミツクで作られたナトリウム金属
の貯槽である。
６は容器２とケース４との間に充填された正極で、集電
体である金属繊維とこれに含浸させた溶融イオウからな
る。
体である金属繊維とこれに含浸させた溶融イオウからな
る。
正極の集電体として、本発明の方法により得た繊維状鉄
を用いた電池をｆ１従来の径５０〜１００μのステンレ
ス鋼線を用いたものをｇとする。
を用いた電池をｆ１従来の径５０〜１００μのステンレ
ス鋼線を用いたものをｇとする。
これら集電体の正極中に占める体積は、電池ｇでは約４
０％である。電池ｆにおいては３５％とした。それはこ
れ以上の充填するのが困難であつたからである。第６図
は上記の電池を３００℃の温度で放電したときの放電々
流と平坦電圧及び容量の関係を示す。
０％である。電池ｆにおいては３５％とした。それはこ
れ以上の充填するのが困難であつたからである。第６図
は上記の電池を３００℃の温度で放電したときの放電々
流と平坦電圧及び容量の関係を示す。
本発明による繊維状鉄を正極集電体に用いた電池ｆは、
電池ｇに比べて放電電圧が高く、放電容量も大きい。寿
命は、現袂では固体電解質など他の要因で支配されてい
るので、従来例との差が認められない。以上のように、
本発明は合金を電解研削により目的の形状に加工しよう
とする場合の副生物を利用して集電体をうるので、経済
的に有利となるばかりでなく、耐食性が高く、しかも少
量で大きな集電効果のある栗電体がえられるので、電池
の例えば急放電特性を向上できるなど、その利用価値は
大なるものである。
電池ｇに比べて放電電圧が高く、放電容量も大きい。寿
命は、現袂では固体電解質など他の要因で支配されてい
るので、従来例との差が認められない。以上のように、
本発明は合金を電解研削により目的の形状に加工しよう
とする場合の副生物を利用して集電体をうるので、経済
的に有利となるばかりでなく、耐食性が高く、しかも少
量で大きな集電効果のある栗電体がえられるので、電池
の例えば急放電特性を向上できるなど、その利用価値は
大なるものである。
図面の―単な説明
第１図はＡｌ−Ｆｅ合金から繊維状鉄を得るメカニズム
を電気化学的に説明するための図、第２図は各種金属繊
維を集電体としたポケツト式ニツケ電極を用いたニツケ
ルーカルドミウム電池の放電特性を比較した図、第３図
は各種金属繊維の焼結体を集電体どしたニツケル電極を
用いたニツケルーカドミウム電池の放電特性を比較した
図、第４図は同じく充放電に伴う放電容量の変化を比較
した図、第５図はＮａ−Ｓ電池の構成を示す図、第６図
はその放電特性を示す図である。
を電気化学的に説明するための図、第２図は各種金属繊
維を集電体としたポケツト式ニツケ電極を用いたニツケ
ルーカルドミウム電池の放電特性を比較した図、第３図
は各種金属繊維の焼結体を集電体どしたニツケル電極を
用いたニツケルーカドミウム電池の放電特性を比較した
図、第４図は同じく充放電に伴う放電容量の変化を比較
した図、第５図はＮａ−Ｓ電池の構成を示す図、第６図
はその放電特性を示す図である。
Claims (1)
- １ ＡｌもしくはＡｌ−ＳｉとＦｅもしくはＮｉとの合
金を、ｐＨ５〜８の硝酸アルカリ溶液中において、電流
密度５０〜１００Ａ／ｄｍ＾２で電解研削して繊維状金
属を得ることを特徴とする電池用集電体の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52093811A JPS5931835B2 (ja) | 1977-08-04 | 1977-08-04 | 電池用集電体の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52093811A JPS5931835B2 (ja) | 1977-08-04 | 1977-08-04 | 電池用集電体の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5427937A JPS5427937A (en) | 1979-03-02 |
| JPS5931835B2 true JPS5931835B2 (ja) | 1984-08-04 |
Family
ID=14092776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52093811A Expired JPS5931835B2 (ja) | 1977-08-04 | 1977-08-04 | 電池用集電体の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5931835B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8450012B2 (en) | 2009-05-27 | 2013-05-28 | Amprius, Inc. | Interconnected hollow nanostructures containing high capacity active materials for use in rechargeable batteries |
| US9780365B2 (en) | 2010-03-03 | 2017-10-03 | Amprius, Inc. | High-capacity electrodes with active material coatings on multilayered nanostructured templates |
| EP2550698A4 (en) * | 2010-03-22 | 2015-04-08 | Amprius Inc | NETWORKING OF NANOSTRUCTURES FROM AN ELECTROCHEMICAL ACTIVE MATERIAL |
-
1977
- 1977-08-04 JP JP52093811A patent/JPS5931835B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5427937A (en) | 1979-03-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101602337B1 (ko) | 리튬 공기 전지용 공기 전극 및 이의 제조 방법 | |
| US4224392A (en) | Nickel-oxide electrode structure and method of making same | |
| JP4514265B2 (ja) | 電極及び非水電解液二次電池 | |
| JP2000077068A (ja) | アルカリ二次電池用ニッケル正極 | |
| JP3371473B2 (ja) | アルカリ蓄電池用ペースト式正極板 | |
| JPS5931835B2 (ja) | 電池用集電体の製造法 | |
| JP3433039B2 (ja) | アルカリ蓄電池 | |
| JPS6137733B2 (ja) | ||
| US3161545A (en) | Rechargeable cell and electrode therefor | |
| JP3561631B2 (ja) | アルカリ蓄電池用非焼結式ニッケル極及びそれを用いたアルカリ蓄電池 | |
| JP7166705B2 (ja) | 亜鉛電池用負極の製造方法及び亜鉛電池の製造方法 | |
| JP3481068B2 (ja) | アルカリ蓄電池用非焼結式ニッケル極の製造方法 | |
| JP3397216B2 (ja) | ニッケル極板とその製造方法およびこれを用いたアルカリ蓄電池 | |
| JPH0324026B2 (ja) | ||
| JPH05258750A (ja) | 水素吸蔵合金電極の製造法 | |
| JP3702107B2 (ja) | アルカリ蓄電池用焼結式ニッケル電極の製造方法 | |
| JP3941341B2 (ja) | アルカリ蓄電池とニッケル極板 | |
| JP4059357B2 (ja) | 水素化物二次電池とその製造方法 | |
| JP3075114B2 (ja) | アルカリ蓄電池用ニッケル正極 | |
| TW202406186A (zh) | 鋅電池用負極及鋅電池 | |
| JP4458749B2 (ja) | アルカリ蓄電池 | |
| JP2932711B2 (ja) | アルカリ電池用水素吸蔵合金極の製造法 | |
| JP4118991B2 (ja) | ニッケル水素蓄電池の製造方法 | |
| JPH05225971A (ja) | ニッケル電極の製造方法 | |
| JP2005183339A (ja) | アルカリ蓄電池用ニッケル極及びアルカリ蓄電池 |