JPS6123706A - 電池用焼結基板の製造方法 - Google Patents
電池用焼結基板の製造方法Info
- Publication number
- JPS6123706A JPS6123706A JP59143769A JP14376984A JPS6123706A JP S6123706 A JPS6123706 A JP S6123706A JP 59143769 A JP59143769 A JP 59143769A JP 14376984 A JP14376984 A JP 14376984A JP S6123706 A JPS6123706 A JP S6123706A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- slurry
- porosity
- sintered
- battery
- powder
- 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.)
- 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
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
ビ)産業上の利用分野
本発明は電池用電極に活物質保持体として用いられる多
孔性金属焼結基板の製造方法に関し、特に内層の多孔度
よシ外層の多孔度が大きい多孔性ニッケル焼結基板の製
造方法に関する。
孔性金属焼結基板の製造方法に関し、特に内層の多孔度
よシ外層の多孔度が大きい多孔性ニッケル焼結基板の製
造方法に関する。
(ロ)従来の技術
一般化電池用電極に活物質保持体として用いられる多孔
性ニッケル焼結基板は水、増粘剤、ニッケル粉末を一定
比で混合してなるニッケルスラリーヲ鉄板にニッケルメ
ッキが施された導電芯体に塗着、乾燥し、次いで700
℃乃至1100°Cの高温で焼結することにより、ニッ
ケル粒子間及びニッケル粒子と導電芯体を結合させて作
製されており、その多孔度80%前後である。そしてこ
うして得られたニッケル焼結基板に活物質の塩溶液を含
浸し、引き続きアルカリ処理、水洗、乾燥を行なうとり
う一連の工程を数回繰p′返して焼結基板内に活物質が
保持され電池用電極となる。
性ニッケル焼結基板は水、増粘剤、ニッケル粉末を一定
比で混合してなるニッケルスラリーヲ鉄板にニッケルメ
ッキが施された導電芯体に塗着、乾燥し、次いで700
℃乃至1100°Cの高温で焼結することにより、ニッ
ケル粒子間及びニッケル粒子と導電芯体を結合させて作
製されており、その多孔度80%前後である。そしてこ
うして得られたニッケル焼結基板に活物質の塩溶液を含
浸し、引き続きアルカリ処理、水洗、乾燥を行なうとり
う一連の工程を数回繰p′返して焼結基板内に活物質が
保持され電池用電極となる。
この電池用電極に用いられる多孔性焼結基板は、焼結金
属からなるマトリックスを有するため、保持される活物
質への電傑導電性が良く、機械的強度も大きいという創
意を有している。また活物質の保持量が多孔度に左右さ
れるため、多孔度を増大させて活物質保持量を増し、極
板容量をより大きくすることで電池の体積効率を向上さ
せる試みがなされているが、スラリー中の増粘剤による
残孔だけでは多孔度の増加にも限界がある。
属からなるマトリックスを有するため、保持される活物
質への電傑導電性が良く、機械的強度も大きいという創
意を有している。また活物質の保持量が多孔度に左右さ
れるため、多孔度を増大させて活物質保持量を増し、極
板容量をより大きくすることで電池の体積効率を向上さ
せる試みがなされているが、スラリー中の増粘剤による
残孔だけでは多孔度の増加にも限界がある。
この焼結基板の多孔度を増加させる方法の1つに特開昭
58−66267号公報に於いて提案されるようにスラ
リー中に有機質造孔剤を添加しておく方法がある。この
方法は有機質造孔剤としての10乃至200μの粒径を
有する有機高分子樹脂マイクロバルーン、焼結用ニッケ
ル粉末及び有機質バインダーからなるスラリーを導電芯
体に塗着、乾燥し、次いで焼結するものであシ、焼結の
際に有機質造孔剤が分解、除去されて基板中番こ空孔を
残し多孔度を増加させている。しかしながら、この様に
して多孔度を増加させても焼結基板は多孔度が増加する
にしたがって強度が減少して行き、第9図に示すように
活物質を基板内に充填して充放電を行なった際の極板に
/Xガレが生じるサイクル数は基板の多孔度が85%を
越えたくらいから急に短くなっている。これは基板中で
の焼結ニッケルの不均一分布が生じ易くなり、また焼結
ニッケルが従来の基板に比べて減少していることから焼
結ニッケルと導電芯体との密着性が悪化するからであシ
、電池作製時あるいは電池作製後番こ導電芯体から焼結
ニッケルからなる層が剥離してショートを起こしfcシ
、脱落して極板容量の減少を起こすことによJ極板の機
械的強度並びに電気導電性の劣化が生じ電池性能が低下
する欠点かあった。
58−66267号公報に於いて提案されるようにスラ
リー中に有機質造孔剤を添加しておく方法がある。この
方法は有機質造孔剤としての10乃至200μの粒径を
有する有機高分子樹脂マイクロバルーン、焼結用ニッケ
ル粉末及び有機質バインダーからなるスラリーを導電芯
体に塗着、乾燥し、次いで焼結するものであシ、焼結の
際に有機質造孔剤が分解、除去されて基板中番こ空孔を
残し多孔度を増加させている。しかしながら、この様に
して多孔度を増加させても焼結基板は多孔度が増加する
にしたがって強度が減少して行き、第9図に示すように
活物質を基板内に充填して充放電を行なった際の極板に
/Xガレが生じるサイクル数は基板の多孔度が85%を
越えたくらいから急に短くなっている。これは基板中で
の焼結ニッケルの不均一分布が生じ易くなり、また焼結
ニッケルが従来の基板に比べて減少していることから焼
結ニッケルと導電芯体との密着性が悪化するからであシ
、電池作製時あるいは電池作製後番こ導電芯体から焼結
ニッケルからなる層が剥離してショートを起こしfcシ
、脱落して極板容量の減少を起こすことによJ極板の機
械的強度並びに電気導電性の劣化が生じ電池性能が低下
する欠点かあった。
(ハ)発明が解決しようとする問題点
本発明の解決しようとする問題点は焼結基板0多孔度の
増加、特に多孔度を85%以上に増加させたときに生じ
る焼結ニッケルと導電芯体との密着性の低下による極板
の機械的強度の劣化及び電気伝導性の低下に起因する電
池性能の劣化である。
増加、特に多孔度を85%以上に増加させたときに生じ
る焼結ニッケルと導電芯体との密着性の低下による極板
の機械的強度の劣化及び電気伝導性の低下に起因する電
池性能の劣化である。
に)問題点を解決するための手段
本発明は焼結することにより85%以下の多孔度を有す
る金属多孔体となる第1のスラリーを導電芯体に塗着、
乾燥して形成しfc第1の塗着層の表面に、焼結するこ
とにより85%を越える多孔度となる第2のスラリーを
塗着、乾燥し第2の塗着層を形成した後にこれらを焼結
してなる電池用焼結基板の製造方法2’゛Jbろ0 (ホ)作用 焼結基板の導電芯体と接する金属多孔体の多孔度を85
%以下とすることにより導電芯体の密着性が向上すると
共に、前記85%以下の多孔度を有する金属多孔体の表
面に85%を越える多孔度を有する金属多孔体を形成す
ることで85%を越える多孔度を有する金属多孔体の脱
落が抑制される。
る金属多孔体となる第1のスラリーを導電芯体に塗着、
乾燥して形成しfc第1の塗着層の表面に、焼結するこ
とにより85%を越える多孔度となる第2のスラリーを
塗着、乾燥し第2の塗着層を形成した後にこれらを焼結
してなる電池用焼結基板の製造方法2’゛Jbろ0 (ホ)作用 焼結基板の導電芯体と接する金属多孔体の多孔度を85
%以下とすることにより導電芯体の密着性が向上すると
共に、前記85%以下の多孔度を有する金属多孔体の表
面に85%を越える多孔度を有する金属多孔体を形成す
ることで85%を越える多孔度を有する金属多孔体の脱
落が抑制される。
(へ)実施例
本発明の実施例を図面を用いて以下に説明する。
第1図は本発明の焼結基板の断面図、第2図は本発明の
焼結基板の製造装置の概略的説明図である。
焼結基板の製造装置の概略的説明図である。
図面に於いて(1)は水、増粘剤及びニッケル粉末から
なり焼結することで多孔度が約80%となる第1のスラ
リー(2)を内部に収納した第1スヲリ一槽、(3)は
水、増粘剤、ニッケル粉末及び有機質造孔剤としての低
沸点炭化水素を内包し六粒径5〜50μの樹脂製中空球
体(マイクロスフェア−F−50D、松本油脂IM)か
らなシ、焼結することで多孔度が約90%となる第2の
スラ!J−(4)を内部に収納した第2スヲリー檜であ
シ、鉄板にニッケルメッキが施されたフープ状の多孔性
導電芯体(パンチングメタル)(5)は芯体巻き出し部
(6)から巻き出されて第1スラリ一槽(1)にムシ、
両面に第1のスラリー(2)が塗着され、次いで第1ス
ラリー檜(1)の上方に配設された第1スリツト(7)
の間を通過する際に第1のスラリーの塗着厚みを所定値
(1)とした後、第1乾燥炉(8)に於いて乾燥されて
導電芯体(5)上に第1の塗着層(9)が形成される。
なり焼結することで多孔度が約80%となる第1のスラ
リー(2)を内部に収納した第1スヲリ一槽、(3)は
水、増粘剤、ニッケル粉末及び有機質造孔剤としての低
沸点炭化水素を内包し六粒径5〜50μの樹脂製中空球
体(マイクロスフェア−F−50D、松本油脂IM)か
らなシ、焼結することで多孔度が約90%となる第2の
スラ!J−(4)を内部に収納した第2スヲリー檜であ
シ、鉄板にニッケルメッキが施されたフープ状の多孔性
導電芯体(パンチングメタル)(5)は芯体巻き出し部
(6)から巻き出されて第1スラリ一槽(1)にムシ、
両面に第1のスラリー(2)が塗着され、次いで第1ス
ラリー檜(1)の上方に配設された第1スリツト(7)
の間を通過する際に第1のスラリーの塗着厚みを所定値
(1)とした後、第1乾燥炉(8)に於いて乾燥されて
導電芯体(5)上に第1の塗着層(9)が形成される。
こうして作成された第1の塗着層(9)を両面に有する
導電芯体は、引続き第2スラリ一槽(3)、第2スリツ
トαα及2の塗着層α2が形成された後、巻き取シ部α
漫に巻き取られる。次いでこうして作成された第1及び
第2の塗着層を有する導電芯体は焼結炉(図示しない)
に於いて700℃乃至1100°Cの温度で焼結され内
層の多孔度が約80%であシ外層の多孔度が約90%で
ある完成基板となる。
導電芯体は、引続き第2スラリ一槽(3)、第2スリツ
トαα及2の塗着層α2が形成された後、巻き取シ部α
漫に巻き取られる。次いでこうして作成された第1及び
第2の塗着層を有する導電芯体は焼結炉(図示しない)
に於いて700℃乃至1100°Cの温度で焼結され内
層の多孔度が約80%であシ外層の多孔度が約90%で
ある完成基板となる。
第6図乃至第5図は前記第2のスフ!J−(4)中に添
加される有機質造孔剤としてのマイクロスフェア−F−
50I)の添加量を前記第2のスフv −(41中に添
加されるニッケル粉末の2重量%と一定にし、前記第1
の塗着層(9)の庁、み(1)を変化させたときの焼結
基板のハガレ強度、電気抵抗及び多孔度を夫々示す図面
であシ、ハガレ強度は陽極活物質の含浸率を1.5 f
/ ccとし、0,5CX10H充電、1C放電とい
うサイクル条件で充放電した時の導電芯体からハガレが
生じるまでのサイクル数で示している。第6図乃至第5
図から第1の塗着層の厚みが僅かでもあると極板の機械
的強度は著しく改善され、電気抵抗も減少していること
がわかる。
加される有機質造孔剤としてのマイクロスフェア−F−
50I)の添加量を前記第2のスフv −(41中に添
加されるニッケル粉末の2重量%と一定にし、前記第1
の塗着層(9)の庁、み(1)を変化させたときの焼結
基板のハガレ強度、電気抵抗及び多孔度を夫々示す図面
であシ、ハガレ強度は陽極活物質の含浸率を1.5 f
/ ccとし、0,5CX10H充電、1C放電とい
うサイクル条件で充放電した時の導電芯体からハガレが
生じるまでのサイクル数で示している。第6図乃至第5
図から第1の塗着層の厚みが僅かでもあると極板の機械
的強度は著しく改善され、電気抵抗も減少していること
がわかる。
第1の塗着層の厚み(1)が第1及び第2の塗着層の厚
みの和(T)の5%以上になると極板のハガレ強度は向
上し、特に10%以上になると従来の多孔度80%の焼
結基板と同等の強度を有するようになっている。
みの和(T)の5%以上になると極板のハガレ強度は向
上し、特に10%以上になると従来の多孔度80%の焼
結基板と同等の強度を有するようになっている。
第6図乃至第8図は前記第1の塗着層(9)の厚みをt
=0.1Tと一定にし、前記第2のスラリー(4)への
マイクロスフェア−F−5(IDの添加量を前記第2の
スラリー(41中に添加されるニッケル粉末の0.6乃
至10重量%の間で変化させたときの焼結基板のハガレ
強度、電気抵抗及び多孔度を夫々示す図面である。第6
図乃至第8図から有機質造孔剤としてのマイクロスフェ
ア−F−50Dの添加量をニッケル粉末の0.3乃至1
0重量%の間で変化させても前記第1の塗着層を焼結し
てなる内層の効果は大きく、ハガレ強度の劣化が少なく
、 11抵抗の増加も少ないことがわか
る。
=0.1Tと一定にし、前記第2のスラリー(4)への
マイクロスフェア−F−5(IDの添加量を前記第2の
スラリー(41中に添加されるニッケル粉末の0.6乃
至10重量%の間で変化させたときの焼結基板のハガレ
強度、電気抵抗及び多孔度を夫々示す図面である。第6
図乃至第8図から有機質造孔剤としてのマイクロスフェ
ア−F−50Dの添加量をニッケル粉末の0.3乃至1
0重量%の間で変化させても前記第1の塗着層を焼結し
てなる内層の効果は大きく、ハガレ強度の劣化が少なく
、 11抵抗の増加も少ないことがわか
る。
尚、前記第2のスラリーへの有機質造孔剤の添加量はニ
ッケル粉末の0.6重量%未満では多孔度はニッケル粉
末の0.3重量%乃至10.0重量%が適しておシ、ま
た第1の塗着層の厚みは前述した如く第1及び第2の塗
着層の厚みの和の5%以上にすることで極板のハガレ強
度を増加させることが可能であるが、基板の多孔度を増
加させるために前記第1の塗着層の厚みは第1及び第2
の塗着層の厚みの和の50%以下にすることが望ましい
。
ッケル粉末の0.6重量%未満では多孔度はニッケル粉
末の0.3重量%乃至10.0重量%が適しておシ、ま
た第1の塗着層の厚みは前述した如く第1及び第2の塗
着層の厚みの和の5%以上にすることで極板のハガレ強
度を増加させることが可能であるが、基板の多孔度を増
加させるために前記第1の塗着層の厚みは第1及び第2
の塗着層の厚みの和の50%以下にすることが望ましい
。
(ト)発明の効果
本発明の電池用焼結基板の製造方法は焼結することによ
り85%以下の多孔度の金属多孔体となる第1のスラリ
ーを4電芯体に塗着、乾燥して形成した第1の塗着層の
表面に、焼結することにより85%を越える多孔度を有
する金属多孔体となる第2のスラリーを塗着、乾燥して
第2の塗着層を形成した後、焼結するものであるから、
導電芯体の表面に密着性の良好な多孔度85%以上の金
属多孔体が形成されるため導電芯体から金属多孔体が剥
離、脱落することが抑制され、また導電芯体との密着性
の悪い85%を越える多孔度を有する金属多孔体が、多
孔度85%以下の金属多孔体の表面に形成されるため、
85%を越える多孔度を有する金属多孔体は前記多孔度
85%以下の金属多孔体に密着して剥離、脱落すること
が抑えられ、焼結基板の機械的強度及び電気伝導性を維
持した “状態で多孔度を増加することが可能と
なシ、活物質をよシ沢山充填することで電池の体積効率
を向上させることができる。
り85%以下の多孔度の金属多孔体となる第1のスラリ
ーを4電芯体に塗着、乾燥して形成した第1の塗着層の
表面に、焼結することにより85%を越える多孔度を有
する金属多孔体となる第2のスラリーを塗着、乾燥して
第2の塗着層を形成した後、焼結するものであるから、
導電芯体の表面に密着性の良好な多孔度85%以上の金
属多孔体が形成されるため導電芯体から金属多孔体が剥
離、脱落することが抑制され、また導電芯体との密着性
の悪い85%を越える多孔度を有する金属多孔体が、多
孔度85%以下の金属多孔体の表面に形成されるため、
85%を越える多孔度を有する金属多孔体は前記多孔度
85%以下の金属多孔体に密着して剥離、脱落すること
が抑えられ、焼結基板の機械的強度及び電気伝導性を維
持した “状態で多孔度を増加することが可能と
なシ、活物質をよシ沢山充填することで電池の体積効率
を向上させることができる。
第1図は本発明による焼結基板の断面図、第2図は本発
明による焼結基板の製造装置の概略的説明図、第3図、
第4図及び第5図は造孔剤の添加量を一定として第1の
塗着層の厚みを変化させたときの極板のハガレ強度、電
気抵抗及び多孔度をときの極板のハガレ強度、電気抵抗
及び多孔度を夫々示す図面、第9図は基板の多孔度とハ
ガレ強度の関係を示す図面である。 (5)・・・・・・導電芯体、(2)・・・・・・第1
のスラリー、(9)・・・・・・第1の塗着層、(4)
・・・・・・第2のスラリー、(2)・・・・・・第2
の塗着層、(8)・・・・・・第1の乾燥炉、■・・・
・・・第2の乾燥炉。
明による焼結基板の製造装置の概略的説明図、第3図、
第4図及び第5図は造孔剤の添加量を一定として第1の
塗着層の厚みを変化させたときの極板のハガレ強度、電
気抵抗及び多孔度をときの極板のハガレ強度、電気抵抗
及び多孔度を夫々示す図面、第9図は基板の多孔度とハ
ガレ強度の関係を示す図面である。 (5)・・・・・・導電芯体、(2)・・・・・・第1
のスラリー、(9)・・・・・・第1の塗着層、(4)
・・・・・・第2のスラリー、(2)・・・・・・第2
の塗着層、(8)・・・・・・第1の乾燥炉、■・・・
・・・第2の乾燥炉。
Claims (4)
- (1)焼結することにより85%以下の多孔度を有する
金属多孔体となる第1のスラリーを導電芯体に塗着、乾
燥して形成した第1の塗着層の表面に、焼結することに
より85%を越える多孔度を有する金属多孔体となる第
2のスラリーを塗着、乾燥して第2の塗着層を形成した
後、焼結することを特徴とする電池用焼結基板の製造方
法。 - (2)前記第1の塗着層の厚みが前記第1及び第2の塗
着層の厚みの和の5%乃至50%である特許請求の範囲
第(1)項記載の電池用焼結基板の製造方法。 - (3)前記第1のスラリーが水、増粘剤及び金属粉末か
らなり、前記第2のスラリーが水、増粘剤、金属粉末及
び有機質造孔剤からなる特許請求の範囲(1)項または
第(2)項記載の電池用焼結基板の製造方法。 - (4)前記第2のスラリーへの有機質造孔剤の添加量が
ニッケル粉末の0.3重量%乃至10重量%である特許
請求の範囲第(3)項記載の電池用電極の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59143769A JPS6123706A (ja) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | 電池用焼結基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59143769A JPS6123706A (ja) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | 電池用焼結基板の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6123706A true JPS6123706A (ja) | 1986-02-01 |
Family
ID=15346592
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59143769A Pending JPS6123706A (ja) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | 電池用焼結基板の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6123706A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08291304A (ja) * | 1995-02-23 | 1996-11-05 | Mitsubishi Materials Corp | 大きな比表面積を有する多孔質金属板材 |
JPH08333605A (ja) * | 1995-04-03 | 1996-12-17 | Mitsubishi Materials Corp | 大きな比表面積を有する多孔質金属板材 |
JPH09143511A (ja) * | 1995-11-29 | 1997-06-03 | Mitsubishi Materials Corp | 大きな比表面積を有する多孔質金属体 |
US7306753B2 (en) | 1999-12-29 | 2007-12-11 | Gkn Sinter Metals Gmbh | Method of making a thin porous layer |
JP2008166211A (ja) * | 2006-12-30 | 2008-07-17 | Sanyo Electric Co Ltd | アルカリ蓄電池用焼結式ニッケル正極およびアルカリ蓄電池 |
CN112444152A (zh) * | 2019-09-03 | 2021-03-05 | 广州力及热管理科技有限公司 | 一种链状铜金属毛细结构及其制作方法 |
-
1984
- 1984-07-11 JP JP59143769A patent/JPS6123706A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH08291304A (ja) * | 1995-02-23 | 1996-11-05 | Mitsubishi Materials Corp | 大きな比表面積を有する多孔質金属板材 |
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CN112444152A (zh) * | 2019-09-03 | 2021-03-05 | 广州力及热管理科技有限公司 | 一种链状铜金属毛细结构及其制作方法 |
CN112444152B (zh) * | 2019-09-03 | 2022-01-11 | 广州力及热管理科技有限公司 | 一种链状铜金属毛细结构及其制作方法 |
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