JPS62105373A - アルカリ電池用金属繊維焼結基板 - Google Patents
アルカリ電池用金属繊維焼結基板Info
- Publication number
- JPS62105373A JPS62105373A JP60245737A JP24573785A JPS62105373A JP S62105373 A JPS62105373 A JP S62105373A JP 60245737 A JP60245737 A JP 60245737A JP 24573785 A JP24573785 A JP 24573785A JP S62105373 A JPS62105373 A JP S62105373A
- Authority
- JP
- Japan
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- density
- metal fiber
- sintered
- paralleled
- fiber sintered
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
- H01M4/80—Porous plates, e.g. sintered carriers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
- H01M50/534—Electrode connections inside a battery casing characterised by the material of the leads or tabs
-
- 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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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (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
従来、例えばペースト式ニッケルカドミウム電池に代表
されるようなアルカリ電池においては、その電極板どし
てニッケルあるいはニッケルメッキを施した穿孔鋼板や
エキスバンドメタル、メツシュなどを基板とし、これら
基板に（よ更に各々所定の活物質をペースト法、電極法
などの方法で充填したものを１極板とする乙とが広く採
用されてなどの新材料の電池への応用もさかのに行なわ
れており、特に、前記金属繊維焼結体おいては高い機械
的強度と、電池製造中での活物質の脱落防ｌにあるいは
その利用率を高めるなどの優れた特徴を有していること
から大きな注目を集めている。 また一般に、例えば円筒型アルカリ電池おいては、Ｔｉ
極板を小径の渦巻き状に巻き取りその一端に電流取り出
し部であろ集電端子をスポット溶接によって固着する方
法が行なわれているが、前記金属繊維焼結体においては
空孔率が大きいことから溶接部の接合強度の不足は避け
られず、新たな問題も生じている。 従来ではその一対策として、例えば該焼結体耳部に金、
愼Ｒ板を積／？Ｊ溶接しｔコリ、あるいは特開昭５７−
８０６７２号明細書が開示するような焼結体耳部を圧縮
し、折り曲げて補強することが提案されている。
されるようなアルカリ電池においては、その電極板どし
てニッケルあるいはニッケルメッキを施した穿孔鋼板や
エキスバンドメタル、メツシュなどを基板とし、これら
基板に（よ更に各々所定の活物質をペースト法、電極法
などの方法で充填したものを１極板とする乙とが広く採
用されてなどの新材料の電池への応用もさかのに行なわ
れており、特に、前記金属繊維焼結体おいては高い機械
的強度と、電池製造中での活物質の脱落防ｌにあるいは
その利用率を高めるなどの優れた特徴を有していること
から大きな注目を集めている。 また一般に、例えば円筒型アルカリ電池おいては、Ｔｉ
極板を小径の渦巻き状に巻き取りその一端に電流取り出
し部であろ集電端子をスポット溶接によって固着する方
法が行なわれているが、前記金属繊維焼結体においては
空孔率が大きいことから溶接部の接合強度の不足は避け
られず、新たな問題も生じている。 従来ではその一対策として、例えば該焼結体耳部に金、
愼Ｒ板を積／？Ｊ溶接しｔコリ、あるいは特開昭５７−
８０６７２号明細書が開示するような焼結体耳部を圧縮
し、折り曲げて補強することが提案されている。
しかしながら従来のこのような手段でなる電極材におい
ては、品質面あるいは実際の量産化を考えた場合解決さ
れなければならない問題も多く、未だ実用化されてはい
ない。 すなわち前者の金属薄板を溶接する方法に於いては、前
記公報も指摘するように溶接作業などの付加作業に伴う
コストアップのほか、得られた電極板においても、これ
らを小径の渦巻き状に巻取る際には、前述するような２
層構造であることから曲率径の違いにより、内側に位置
するものにシワが生じやすく、その結果巻不良や溶接部
の剥離を伴う欠点があった。 また後者の焼結体耳部分析り曲げる方法に於いても、広
幅の焼結板から小分は取りする場合おいては、その中央
部にこのような折り曲げ部を連続的に成形こζは困難で
、製造工程の増加を招き、また前記と同様に巻不良発生
のほか、折り曲げ加工や巻き取り加工によって、その部
分に焼結部の剥離に伴うａ雄のケバ立ちが多くなり、そ
の結果突起した＆ｌ維が他方の極に内部短絡しやすいと
いう重大な問題も含まれている。
ては、品質面あるいは実際の量産化を考えた場合解決さ
れなければならない問題も多く、未だ実用化されてはい
ない。 すなわち前者の金属薄板を溶接する方法に於いては、前
記公報も指摘するように溶接作業などの付加作業に伴う
コストアップのほか、得られた電極板においても、これ
らを小径の渦巻き状に巻取る際には、前述するような２
層構造であることから曲率径の違いにより、内側に位置
するものにシワが生じやすく、その結果巻不良や溶接部
の剥離を伴う欠点があった。 また後者の焼結体耳部分析り曲げる方法に於いても、広
幅の焼結板から小分は取りする場合おいては、その中央
部にこのような折り曲げ部を連続的に成形こζは困難で
、製造工程の増加を招き、また前記と同様に巻不良発生
のほか、折り曲げ加工や巻き取り加工によって、その部
分に焼結部の剥離に伴うａ雄のケバ立ちが多くなり、そ
の結果突起した＆ｌ維が他方の極に内部短絡しやすいと
いう重大な問題も含まれている。
本発明はこのような従来の繊維焼結式Ｔｉ極基板の欠点
を解決することを目的になされたものであって、金属繊
維焼結体であっても通常の穿孔鋼板等と同様になんら後
加工することなく、集電部端子との溶接を容易にし、且
つその接合強度を大きく向上しうるアルカリ電池用焼結
基板を提供することにある。
を解決することを目的になされたものであって、金属繊
維焼結体であっても通常の穿孔鋼板等と同様になんら後
加工することなく、集電部端子との溶接を容易にし、且
つその接合強度を大きく向上しうるアルカリ電池用焼結
基板を提供することにある。
すなわち本発明は、耐アルカリ性金属繊維でなる多孔質
焼結板に、その一辺に治って粉末材料を含有した高密度
帯を一列若しくは所定間隔で複数列並設するとともに、
全体を略同一厚さに焼結してなることを特徴とするもの
である。 以下本発明の一例を添付図面に基づき説明する。 第１Ａ図は、本発明の焼結基板の平面図であり、また同
日図は、それを所定の１！極板の大きさに切断した状態
を示す拡大斜視図である。 いま第１Ａ図には、耐アルカリ性を有する微細な金属繊
維２同志の複雑なからみあいによって、はぼ均一な空孔
率と所定の厚さく１）とを有し、且つその幅方向には、
その一辺（Ａ）に沿って平行に伸びた高密度帯３が所定
間隔（Ｌ）を有して２列並設されるとともに、それらを
一体に焼結した金属繊維焼結基板ｌが図示されており、
前記高密度帯３は粉末材料４の含有によって比較的幅狭
に形成されている。 本発明に使用される前記金属繊維２は、例えば純ニッケ
ルあるいはニッケル合金、ステンレス鋼などの他、他の
材料の表面にこれらをメッキしｔこような耐アルカリ性
でなる繊維材料を含み、またその繊維は直径２〜１００
μｍｅ ！維長さ５〜１００ｍｍ程度のものが好ましい
。 これら金属繊維２は、前記焼結基板１内においてお互い
に二次元的にランダムな方向性を有して他の繊維とから
みあっており、これらは一般的な不織布製造方法である
カード法、エアーレード法、湿式法などの手段により所
謂ウェブ構造物に加工した後、所望の空孔率（例えば７
０〜９９％）と厚さく例えば０．５〜２ｍｍ程度）にな
るよう加圧焼結することによって多孔質な焼結板を得ろ
ことができ、これは本発明の一素材として使用すること
ができる。 一方前記高密度帯３には、前記金属繊維材耕２と同様な
耐アルカリ性金属でなる例えばカーボニルニッケル粉末
やアトマイズド粉末、あるいは短繊維状粉末などの粒子
径０．１〜５００μｍ程度の粉末材料４が含有され、且
つその部分３を前記厚さと略同一厚さに焼結することに
よって高密度化させている。 −ａに、アルカリ電池用の活物質としては、例えば陰極
側でばＣｄＯをエチレングリコールなどの溶剤で、また
陽極側では水酸化ニッケルにＮｉ粉末、 Ｃｏ （ＯＨ
Ｉ ２を添加したものなどをペースト状にしたものが用
いられているが、これらは電導性に劣り溶接性を損なう
為、電池製造時に、集電端子をスポット溶接などで固着
する前記高密度帯３部分では、少なくとも前記活物質を
予め除去しておく必要があるが、この場合においてもそ
の厚さが１１．ぼ同一であることは、その除去を容易と
し１．１１１−１加圧設備簡略化から見ても望ましいこ
とである。 このような高密度帯３は、もちろん前記粉末材料、茎を
、前記焼結基板１の少なくとも片面以上、好ましくはそ
の断面内部にまで潜入させてかまわず、その場合には巻
き取り時での剥離性をより抑制することもできろ。 また、この高密度帯３部分の密度は、集電部端子との溶
接作業性のみを考慮すれば、できるだけ高密度な真密状
態にすることがのぞまれるが、半面コストアップ及び巻
き取り作業での屈曲発生などの悪影響が前人られるため
、望ましい密度は柔軟性をも有する３０〜８０％程度で
ある。 ；４Ｎ ｉニ一方、その幅や間隔（Ｉ、）は最終で使用
する電極板の大きさによって自由に設定されてかまわな
い。しかし、この部分は電池反応面積を減少させろもの
である為、あま秒広くすることは好ましくない。 第１Ｂ図はこのようになした焼結基板ｌＪｔ電極板の所
定の大きさであろＸ−Ｙ断面（第１Ａ図に示した一点鎖
線）に沿って切断した状態を示しており、第２図はそれ
に活物質を含浸させて得た二枚−の電極板１人、 １Ｂ
をセパレーター５を介して烏巻き状に巻取り、その上端
に集電端子６を固着した状態を各々示している。 特に、本発明の焼結基板１においては、このような高密
度ｗ３を少なくとも一本以上設けた広幅品であり、しか
もそこを切断することによって切断部３０では１ａ維２
や粉末材料４が集中して高密化りよより促進されるため
溶接作業性を著しく向上する事が出来、また金属ｍ維２
のケバ立ちも発生しない。 第３図は、本発明の焼結基板１を連続的に製造するため
の装置の一例である。 所定量の目付けに調整されたウェブ長尺体２０は、一端
加圧ローラー７で押圧され密度を若干高めた後、所定間
隔にセットされた容器８より粉末材料４を必要によりバ
インダーと混合して、前記ウェブ２０上に供給するとと
もにそのまま焼結炉９内に送製品を得ることができる。 その結果得られた製品には、少なくともその片側には高
密度帯が形成されているとともに、粉末材料をその内部
にまで侵入させている。また、前記ウェブ長尺材に変え
て、焼結ウェブ材を供給することよってその片側表面だ
けに粉末４イ料を含浸させてもよく、それに伴ってその
裏面も高密度化させろことができる。
焼結板に、その一辺に治って粉末材料を含有した高密度
帯を一列若しくは所定間隔で複数列並設するとともに、
全体を略同一厚さに焼結してなることを特徴とするもの
である。 以下本発明の一例を添付図面に基づき説明する。 第１Ａ図は、本発明の焼結基板の平面図であり、また同
日図は、それを所定の１！極板の大きさに切断した状態
を示す拡大斜視図である。 いま第１Ａ図には、耐アルカリ性を有する微細な金属繊
維２同志の複雑なからみあいによって、はぼ均一な空孔
率と所定の厚さく１）とを有し、且つその幅方向には、
その一辺（Ａ）に沿って平行に伸びた高密度帯３が所定
間隔（Ｌ）を有して２列並設されるとともに、それらを
一体に焼結した金属繊維焼結基板ｌが図示されており、
前記高密度帯３は粉末材料４の含有によって比較的幅狭
に形成されている。 本発明に使用される前記金属繊維２は、例えば純ニッケ
ルあるいはニッケル合金、ステンレス鋼などの他、他の
材料の表面にこれらをメッキしｔこような耐アルカリ性
でなる繊維材料を含み、またその繊維は直径２〜１００
μｍｅ ！維長さ５〜１００ｍｍ程度のものが好ましい
。 これら金属繊維２は、前記焼結基板１内においてお互い
に二次元的にランダムな方向性を有して他の繊維とから
みあっており、これらは一般的な不織布製造方法である
カード法、エアーレード法、湿式法などの手段により所
謂ウェブ構造物に加工した後、所望の空孔率（例えば７
０〜９９％）と厚さく例えば０．５〜２ｍｍ程度）にな
るよう加圧焼結することによって多孔質な焼結板を得ろ
ことができ、これは本発明の一素材として使用すること
ができる。 一方前記高密度帯３には、前記金属繊維材耕２と同様な
耐アルカリ性金属でなる例えばカーボニルニッケル粉末
やアトマイズド粉末、あるいは短繊維状粉末などの粒子
径０．１〜５００μｍ程度の粉末材料４が含有され、且
つその部分３を前記厚さと略同一厚さに焼結することに
よって高密度化させている。 −ａに、アルカリ電池用の活物質としては、例えば陰極
側でばＣｄＯをエチレングリコールなどの溶剤で、また
陽極側では水酸化ニッケルにＮｉ粉末、 Ｃｏ （ＯＨ
Ｉ ２を添加したものなどをペースト状にしたものが用
いられているが、これらは電導性に劣り溶接性を損なう
為、電池製造時に、集電端子をスポット溶接などで固着
する前記高密度帯３部分では、少なくとも前記活物質を
予め除去しておく必要があるが、この場合においてもそ
の厚さが１１．ぼ同一であることは、その除去を容易と
し１．１１１−１加圧設備簡略化から見ても望ましいこ
とである。 このような高密度帯３は、もちろん前記粉末材料、茎を
、前記焼結基板１の少なくとも片面以上、好ましくはそ
の断面内部にまで潜入させてかまわず、その場合には巻
き取り時での剥離性をより抑制することもできろ。 また、この高密度帯３部分の密度は、集電部端子との溶
接作業性のみを考慮すれば、できるだけ高密度な真密状
態にすることがのぞまれるが、半面コストアップ及び巻
き取り作業での屈曲発生などの悪影響が前人られるため
、望ましい密度は柔軟性をも有する３０〜８０％程度で
ある。 ；４Ｎ ｉニ一方、その幅や間隔（Ｉ、）は最終で使用
する電極板の大きさによって自由に設定されてかまわな
い。しかし、この部分は電池反応面積を減少させろもの
である為、あま秒広くすることは好ましくない。 第１Ｂ図はこのようになした焼結基板ｌＪｔ電極板の所
定の大きさであろＸ−Ｙ断面（第１Ａ図に示した一点鎖
線）に沿って切断した状態を示しており、第２図はそれ
に活物質を含浸させて得た二枚−の電極板１人、 １Ｂ
をセパレーター５を介して烏巻き状に巻取り、その上端
に集電端子６を固着した状態を各々示している。 特に、本発明の焼結基板１においては、このような高密
度ｗ３を少なくとも一本以上設けた広幅品であり、しか
もそこを切断することによって切断部３０では１ａ維２
や粉末材料４が集中して高密化りよより促進されるため
溶接作業性を著しく向上する事が出来、また金属ｍ維２
のケバ立ちも発生しない。 第３図は、本発明の焼結基板１を連続的に製造するため
の装置の一例である。 所定量の目付けに調整されたウェブ長尺体２０は、一端
加圧ローラー７で押圧され密度を若干高めた後、所定間
隔にセットされた容器８より粉末材料４を必要によりバ
インダーと混合して、前記ウェブ２０上に供給するとと
もにそのまま焼結炉９内に送製品を得ることができる。 その結果得られた製品には、少なくともその片側には高
密度帯が形成されているとともに、粉末材料をその内部
にまで侵入させている。また、前記ウェブ長尺材に変え
て、焼結ウェブ材を供給することよってその片側表面だ
けに粉末４イ料を含浸させてもよく、それに伴ってその
裏面も高密度化させろことができる。
【効果】
以上説明したように本発明のアルカリ土類金属感維焼結
基板は、粉末材料を含有させた高密度帯を少なくとも一
列以上並設させた広幅状品であり１、−第１を所定寸法
に切断することに、よって、能弯１．電極板用材料を得
ろことができ、しかもそ乙には高密度化した耳部が形成
されている為、空孔率の高い金ｒｉ４繊維焼結体である
にもかかわらず、通常の穿孔鋼板などと同様に容易：こ
そこに集電端子を溶接加工によって固着することができ
、また、そこには前記繊維のケバ立ちもな（極めて好都
合である。 また、前記活物質は一段に導電性に劣とる為、集電端子
取り付は部では除去せざるを得ないが、この場合におい
ても、前記繊維材料が構成ずろ空孔内には粉末材料が侵
入して、その空孔をより微細にしている為、前記活物質
は前記高密度帯内部には侵入しにくく実質的に表面上の
みにとどまり。 従ってその除去が極めて容易となる。 モして該高密度部分は、焼結基板の機械的強度も向上さ
せろ為、例えば前記活物質を連続的に含浸させろ作業時
においても、大きな働きをする効果を有し、また集電端
子との溶接部の接合強度についても、−実験によれば約
２０％の向上を計ることができたとの結果も得られてい
る。 さらに、このような焼結基板を製造することについても
、前述したごと〈従来での工程とほぼ同様に連続生産で
きる為、最終製品である電池の価格を大きく低減する出
来るなど本発明の工業的価値は大きなものである。
基板は、粉末材料を含有させた高密度帯を少なくとも一
列以上並設させた広幅状品であり１、−第１を所定寸法
に切断することに、よって、能弯１．電極板用材料を得
ろことができ、しかもそ乙には高密度化した耳部が形成
されている為、空孔率の高い金ｒｉ４繊維焼結体である
にもかかわらず、通常の穿孔鋼板などと同様に容易：こ
そこに集電端子を溶接加工によって固着することができ
、また、そこには前記繊維のケバ立ちもな（極めて好都
合である。 また、前記活物質は一段に導電性に劣とる為、集電端子
取り付は部では除去せざるを得ないが、この場合におい
ても、前記繊維材料が構成ずろ空孔内には粉末材料が侵
入して、その空孔をより微細にしている為、前記活物質
は前記高密度帯内部には侵入しにくく実質的に表面上の
みにとどまり。 従ってその除去が極めて容易となる。 モして該高密度部分は、焼結基板の機械的強度も向上さ
せろ為、例えば前記活物質を連続的に含浸させろ作業時
においても、大きな働きをする効果を有し、また集電端
子との溶接部の接合強度についても、−実験によれば約
２０％の向上を計ることができたとの結果も得られてい
る。 さらに、このような焼結基板を製造することについても
、前述したごと〈従来での工程とほぼ同様に連続生産で
きる為、最終製品である電池の価格を大きく低減する出
来るなど本発明の工業的価値は大きなものである。
第１Ａ図は本発明の金属繊維焼結基板の平面図を、第１
Ｂ図は前記焼結基板を所定の大きさに切断した状態を拡
大斜視図で各々示したものである。 また、第２図にはこれを渦巻き状に巻き、そこに集電端
子を取り付けた状態が断面図で示され、さらに第３図に
は前記金属繊維焼結基板の連続的製造装置の一例が各々
示されている。 図中、１は 金属ｔａ維焼結基板 ２は 金属ｔａ維 ３ば 高密度帯 ４ば 粉末材料 である。 ゝ如 図面の浄″：ｆ内容：こ変更なし） ＄ ＩＡ旧 ７１８図 手続補正書口式ン 昭和６１年 ２月２７日
Ｂ図は前記焼結基板を所定の大きさに切断した状態を拡
大斜視図で各々示したものである。 また、第２図にはこれを渦巻き状に巻き、そこに集電端
子を取り付けた状態が断面図で示され、さらに第３図に
は前記金属繊維焼結基板の連続的製造装置の一例が各々
示されている。 図中、１は 金属ｔａ維焼結基板 ２は 金属ｔａ維 ３ば 高密度帯 ４ば 粉末材料 である。 ゝ如 図面の浄″：ｆ内容：こ変更なし） ＄ ＩＡ旧 ７１８図 手続補正書口式ン 昭和６１年 ２月２７日
Claims (1)
- （１）耐アルカリ性金属繊維でなる多孔質焼結板に、そ
の一辺に沿って粉末材料を含有した高密度帯を一列若し
くは所定間隔で複数列並設するとともに、全体を略同一
厚さに焼結してなることを特徴とするアルカリ電池用金
属繊維焼結基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60245737A JPS62105373A (ja) | 1985-10-31 | 1985-10-31 | アルカリ電池用金属繊維焼結基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60245737A JPS62105373A (ja) | 1985-10-31 | 1985-10-31 | アルカリ電池用金属繊維焼結基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62105373A true JPS62105373A (ja) | 1987-05-15 |
Family
ID=17138051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60245737A Pending JPS62105373A (ja) | 1985-10-31 | 1985-10-31 | アルカリ電池用金属繊維焼結基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62105373A (ja) |
-
1985
- 1985-10-31 JP JP60245737A patent/JPS62105373A/ja active Pending
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