JPS62154569A - アルカリ蓄電池用電極板の製造法 - Google Patents
アルカリ蓄電池用電極板の製造法Info
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- JPS62154569A JPS62154569A JP60293098A JP29309885A JPS62154569A JP S62154569 A JPS62154569 A JP S62154569A JP 60293098 A JP60293098 A JP 60293098A JP 29309885 A JP29309885 A JP 29309885A JP S62154569 A JPS62154569 A JP S62154569A
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- Japan
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- porous metal
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- metal
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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
- H01M4/808—Foamed, spongy materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
- B22F2998/10—Processes characterised by the sequence of their steps
-
- 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)
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野）
本発明は改善されたアリカリ蓄電池用電極板の１！８！
遣法に関する。
遣法に関する。
（従来の技術）
従来、ニッケルーカドミウムなどのアルカリ電池の電極
に使用される基板としては、パンチトメタルなどの帯状
開孔基板の両面にニッケル粉末とＣＭＣなどの増粘剤水
溶液とを混和して得られたスラリーを塗布充填した後、
乾燥し、次いでこれを非酸化性の雰囲気中で焼結したも
のであるが、この種の基板は、スラリーの表面張力のた
めに、焼結層表面が内部よりもコンパクトになり、その
ために表面層の平均孔径並びに気孔率が焼結板の内部よ
りも小さくなるという、活物質含浸には極めて好ましく
ない欠点がある。
に使用される基板としては、パンチトメタルなどの帯状
開孔基板の両面にニッケル粉末とＣＭＣなどの増粘剤水
溶液とを混和して得られたスラリーを塗布充填した後、
乾燥し、次いでこれを非酸化性の雰囲気中で焼結したも
のであるが、この種の基板は、スラリーの表面張力のた
めに、焼結層表面が内部よりもコンパクトになり、その
ために表面層の平均孔径並びに気孔率が焼結板の内部よ
りも小さくなるという、活物質含浸には極めて好ましく
ない欠点がある。
このような欠点を一解決するために、焼結基板の孔径お
よび気孔率より大きい値を有する三次元網状構造のスポ
ンジ状金属多孔体を用い、このスポンジ状金属多孔体の
空隙内に、前記ニッケルスラリーを充填し、乾燥、焼結
して所望の多孔性基板を得ることが提案されている（特
開昭５２−１２６７２８）。
よび気孔率より大きい値を有する三次元網状構造のスポ
ンジ状金属多孔体を用い、このスポンジ状金属多孔体の
空隙内に、前記ニッケルスラリーを充填し、乾燥、焼結
して所望の多孔性基板を得ることが提案されている（特
開昭５２−１２６７２８）。
（発明が解決しようとする問題点）
ところが、このようにして得られた多孔性基板では、ス
ポンジ状金属多孔体の骨格金属とスラリー金属との接合
面積が少なく、かつ密着性が良好でないため、活物質を
含浸して極板とした場合の高率放電特性は従来のスラリ
ー焼結極板に比べて劣ることがわかった。 すなわち、
前記スポンジ状金属多孔体は例えば５熔融金属中に細か
い気体を圧入して気泡化しつつ冷却して製造されるもの
であり、その骨格は連続する金属体であって、粉末焼結
体のように粉粒体同志が点接触で接合したものでない（
すなわち、結晶同志が接合している粒界（以下、「結晶
粒界」という）は存在しない）ため、と考えられる。
ポンジ状金属多孔体の骨格金属とスラリー金属との接合
面積が少なく、かつ密着性が良好でないため、活物質を
含浸して極板とした場合の高率放電特性は従来のスラリ
ー焼結極板に比べて劣ることがわかった。 すなわち、
前記スポンジ状金属多孔体は例えば５熔融金属中に細か
い気体を圧入して気泡化しつつ冷却して製造されるもの
であり、その骨格は連続する金属体であって、粉末焼結
体のように粉粒体同志が点接触で接合したものでない（
すなわち、結晶同志が接合している粒界（以下、「結晶
粒界」という）は存在しない）ため、と考えられる。
（問題点を解決するための手段）
上記に鑑み、本発明者はこの点を更に調査、研究した結
果、前記スポンジ状金属多孔体骨格表面は、粉末焼結体
金属よりも平滑であるため、スラリー金属との接合面積
が少なくかつ密着性が良好でなく、よって活物質を含浸
して極板とした場合の高率放電特性は、従来のスラリー
焼結極板に比べて劣るものとなることを知見した。
果、前記スポンジ状金属多孔体骨格表面は、粉末焼結体
金属よりも平滑であるため、スラリー金属との接合面積
が少なくかつ密着性が良好でなく、よって活物質を含浸
して極板とした場合の高率放電特性は、従来のスラリー
焼結極板に比べて劣るものとなることを知見した。
本発明は、前記知見に基づいてなされたもので、前記従
来技術の欠点を解消し、活物質の利用高率を増大し得る
アルカリ蓄電池用電極板の製造法を提供するもので、三
次元的に網状に形成されたスポンジ状金属多孔体に、加
工変形−加熱、の処理を複数回旋！５た後、前記金属多
孔体の空隙部に金属粉末を充填し、焼結した後、さらに
活物質を充填することを特徴とする。
来技術の欠点を解消し、活物質の利用高率を増大し得る
アルカリ蓄電池用電極板の製造法を提供するもので、三
次元的に網状に形成されたスポンジ状金属多孔体に、加
工変形−加熱、の処理を複数回旋！５た後、前記金属多
孔体の空隙部に金属粉末を充填し、焼結した後、さらに
活物質を充填することを特徴とする。
（実施例）
ここで本発明において、スポンジ状金属多孔体の骨格金
属に結晶粒界を導入する方法について説明すると、それ
は例えば次のようにして行うことができる。
属に結晶粒界を導入する方法について説明すると、それ
は例えば次のようにして行うことができる。
まず、スポンジ状金属多孔体の代表的な製造方法である
発泡ポリウレタンを用いる方法を採用し、ポリウレタン
の骨格表面に金属メッキとした後、それを一定の厚さ減
少に至るまでに加圧プレスあるいはロールによる圧延を
行い、しかる後、加熱処理を行ってポリウレタンをガス
化して除去すると同時に、前記メッキして得た骨格金属
を再結晶させることにより、結晶粒界を形成させる。
発泡ポリウレタンを用いる方法を採用し、ポリウレタン
の骨格表面に金属メッキとした後、それを一定の厚さ減
少に至るまでに加圧プレスあるいはロールによる圧延を
行い、しかる後、加熱処理を行ってポリウレタンをガス
化して除去すると同時に、前記メッキして得た骨格金属
を再結晶させることにより、結晶粒界を形成させる。
この結晶粒界の形成過程について説明すると、スポンジ
状金属多孔体に加圧加工を施して歪み含入れると、転位
などの格子欠陥が多数無秩序に発生し、これを熱処理し
て再結晶すると多数の結晶粒子が生成して「結晶粒界」
となるのである。
状金属多孔体に加圧加工を施して歪み含入れると、転位
などの格子欠陥が多数無秩序に発生し、これを熱処理し
て再結晶すると多数の結晶粒子が生成して「結晶粒界」
となるのである。
そして、この粒界には多くのホールが存在するので、金
属粉末と焼結するときに、接合（くっつき）が非常に良
くなるのである。
属粉末と焼結するときに、接合（くっつき）が非常に良
くなるのである。
このようにして得られたスポンジ状金属多孔体を再び加
圧プレスあるいはロールによる圧延を行い、しかる後、
加熱処理を行って再結晶させ、新たに結晶粒界を形成し
、全体としてスポンジ状金属多孔体の金属骨格表面の面
積当たりの結晶粒界長さを増大させる。
圧プレスあるいはロールによる圧延を行い、しかる後、
加熱処理を行って再結晶させ、新たに結晶粒界を形成し
、全体としてスポンジ状金属多孔体の金属骨格表面の面
積当たりの結晶粒界長さを増大させる。
かくして、ニッケルスラリーを充填する前のスポンジ状
金属多孔体の骨格金属表面における結晶粒界の形成のた
めの加工変形−加熱処理を少なくとも２回以上行うこと
により、結晶粒界の生成量を増大し得る。
金属多孔体の骨格金属表面における結晶粒界の形成のた
めの加工変形−加熱処理を少なくとも２回以上行うこと
により、結晶粒界の生成量を増大し得る。
このように処理した金属多孔質体の空隙部に金属粉末を
、例えばニッケル粉とスラリー状で充填し、焼結した後
、さらに活物質を充填して、アルカリ蓄電池用電板とす
る。こうすると、特にスポンジ状金属多孔体の金属骨格
表面の結晶粒界近傍では金属粉との接合面積が大きくな
り、拡散による接合が良好になるとともに、焼結金属粉
と骨格金属との密着強度が高くなる。
、例えばニッケル粉とスラリー状で充填し、焼結した後
、さらに活物質を充填して、アルカリ蓄電池用電板とす
る。こうすると、特にスポンジ状金属多孔体の金属骨格
表面の結晶粒界近傍では金属粉との接合面積が大きくな
り、拡散による接合が良好になるとともに、焼結金属粉
と骨格金属との密着強度が高くなる。
そして前記焼結金属粉層が多大な表面ＴｆＲ１！−有す
るものであるため、充填活物質が電極板中に強力に保持
される。
るものであるため、充填活物質が電極板中に強力に保持
される。
次ぎに本発明の具体例について述べる。
まず、厚さ６＋ａｍのポリウレタンフォームを用いてそ
の骨格表面に通常の方法で無電解二・プケルメッキを行
った後、ワット浴を用いて電解メ・・ツキを行い、ポリ
ウレタンフォームの骨格表面上に、厚さ１５μｍのニッ
ケル層を電析させた。
の骨格表面に通常の方法で無電解二・プケルメッキを行
った後、ワット浴を用いて電解メ・・ツキを行い、ポリ
ウレタンフォームの骨格表面上に、厚さ１５μｍのニッ
ケル層を電析させた。
このよ）にしたニッケルメ・・／キ層を有するポリウレ
タンフォームをそのまま冷間で、１回のパスで厚さ３Ｉ
ＩＩ＋ｍにまで減圧圧延した、次ぎに、この圧延された
ニッケルメ・ツキポリウレタンを６００°Ｃで加熱して
、ニンケルメ・・ノキ層内のポリウレタンをガス化して
除去すると同時に、加熱によって加工変形されたニッケ
ルメッキ層を再結晶させて、ニッケルメッキの骨格部表
面に結晶粒界を導入、形成した。
タンフォームをそのまま冷間で、１回のパスで厚さ３Ｉ
ＩＩ＋ｍにまで減圧圧延した、次ぎに、この圧延された
ニッケルメ・ツキポリウレタンを６００°Ｃで加熱して
、ニンケルメ・・ノキ層内のポリウレタンをガス化して
除去すると同時に、加熱によって加工変形されたニッケ
ルメッキ層を再結晶させて、ニッケルメッキの骨格部表
面に結晶粒界を導入、形成した。
その後、この厚さ３１１１１の結晶粒界を有するスポン
ジ状金属多孔体に１回のバスを付与して、厚さ１鶴１に
まで冷間圧延し、次いでこれを６００℃の非酸化性雰囲
気中で加熱し、再結晶組織を形成した。
ジ状金属多孔体に１回のバスを付与して、厚さ１鶴１に
まで冷間圧延し、次いでこれを６００℃の非酸化性雰囲
気中で加熱し、再結晶組織を形成した。
このようにして得られたスポンジ状金属多孔体の平均孔
径は２００μ転気孔率は８５％であった。
径は２００μ転気孔率は８５％であった。
さらに、このスポンジ状金属多孔体の空隙部に、焼結用
ニッケル粉末、カルボキシメチルセルローズ（ＣＭ Ｃ
）及び水の所定量から成る、ニッケルスラリーを機械的
に充填した。
ニッケル粉末、カルボキシメチルセルローズ（ＣＭ Ｃ
）及び水の所定量から成る、ニッケルスラリーを機械的
に充填した。
そしてさらに、このスラリーが充填されたスポンジ状金
属多孔体を、１００〜１５０℃の温度で乾燥した後、９
００℃の還元雰囲気中で加熱し、スラリー中のニッケル
粉同志を拡散接合すると同時に、スポンジ状金属多孔体
の金団骨格表面とニッケル粉と？固体拡散により接きし
た。しかる後、このようにして得た多孔質基板に、常法
の溶液含浸法を採用して、水酸化ニソゲル活物質を充填
して電極板を作製した８この電極板ご陽極に、カドミウ
ム極板を陰極にして、渦巻型の密閉電池をつくり、２．
５Ｃ放電までの高率放電試験を行った。
属多孔体を、１００〜１５０℃の温度で乾燥した後、９
００℃の還元雰囲気中で加熱し、スラリー中のニッケル
粉同志を拡散接合すると同時に、スポンジ状金属多孔体
の金団骨格表面とニッケル粉と？固体拡散により接きし
た。しかる後、このようにして得た多孔質基板に、常法
の溶液含浸法を採用して、水酸化ニソゲル活物質を充填
して電極板を作製した８この電極板ご陽極に、カドミウ
ム極板を陰極にして、渦巻型の密閉電池をつくり、２．
５Ｃ放電までの高率放電試験を行った。
試験結果は第１図に示とおりである。
図は横軸に放電レートＣで示す放電電流をヒリ、縦軸に
、陽極活物質の放電利用率を示したもので、図中、直線
Ａは本発明実施例の場合であり、直線Ｂは従来例の場合
で、すなわち厚さ１ｍ１１の通常の結晶粒界のないヱ均
孔径２００μ鶴、気孔率８５％のスポンジ状金属多孔体
に、上記ニッケルスラリーを充填し、乾燥、焼結して得
た多孔買体に、さらに活物質を溶液含浸して極板とした
ものの場合て゛ある。
、陽極活物質の放電利用率を示したもので、図中、直線
Ａは本発明実施例の場合であり、直線Ｂは従来例の場合
で、すなわち厚さ１ｍ１１の通常の結晶粒界のないヱ均
孔径２００μ鶴、気孔率８５％のスポンジ状金属多孔体
に、上記ニッケルスラリーを充填し、乾燥、焼結して得
た多孔買体に、さらに活物質を溶液含浸して極板とした
ものの場合て゛ある。
この図から、スポンジ状金属多孔体の骨格表面に粒界を
導入した本発明の実施例電極板の方が、従来の電極板よ
りもはるかに活物質利用率が大きいことがわかる。
導入した本発明の実施例電極板の方が、従来の電極板よ
りもはるかに活物質利用率が大きいことがわかる。
（発明の効果）
このように本発明によるときは、三次元的に網状に形成
されたスポンジ状金属多孔体に、加工変形−加熱、の処
理を複数回綿した後、前記金属多孔体の空隙部に金属粉
末を充填し、焼結した後、さらに活物質を充填したので
、活物質の利用高率が著しく向上し、活物質の膨張、収
縮による容積劣化が著Ｌ ＜減少しなアルカリ蓄電池用
′：ｒ：、極板が得られる効果を奏する。
されたスポンジ状金属多孔体に、加工変形−加熱、の処
理を複数回綿した後、前記金属多孔体の空隙部に金属粉
末を充填し、焼結した後、さらに活物質を充填したので
、活物質の利用高率が著しく向上し、活物質の膨張、収
縮による容積劣化が著Ｌ ＜減少しなアルカリ蓄電池用
′：ｒ：、極板が得られる効果を奏する。
図面は本発明実施例の電極板を用いた蓄電池と従来電極
板を用いた蓄電池の放電試験結果を示すグラフである。 外２名 放電し−ト／Ｃ
板を用いた蓄電池の放電試験結果を示すグラフである。 外２名 放電し−ト／Ｃ
Claims (1)
- 三次元的に網状に形成されたスポンジ状金属多孔体に
、加工変形−加熱、の処理を複数回施した後、前記金属
多孔体の空隙部に金属粉末を充填し、焼結した後、さら
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
電極板の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60293098A JPS62154569A (ja) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | アルカリ蓄電池用電極板の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60293098A JPS62154569A (ja) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | アルカリ蓄電池用電極板の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62154569A true JPS62154569A (ja) | 1987-07-09 |
Family
ID=17790395
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60293098A Pending JPS62154569A (ja) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | アルカリ蓄電池用電極板の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62154569A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0764489A1 (en) * | 1995-04-03 | 1997-03-26 | Mitsubishi Materials Corporation | Porous metallic body with large specific surface area, process for producing the same, porous metallic platy material, and electrode of alkaline secondary battery |
| EP0717120A3 (en) * | 1994-12-15 | 1997-06-25 | Sumitomo Electric Industries | Porous metallic body, its manufacturing process and battery plate made from it |
-
1985
- 1985-12-27 JP JP60293098A patent/JPS62154569A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0717120A3 (en) * | 1994-12-15 | 1997-06-25 | Sumitomo Electric Industries | Porous metallic body, its manufacturing process and battery plate made from it |
| EP0764489A1 (en) * | 1995-04-03 | 1997-03-26 | Mitsubishi Materials Corporation | Porous metallic body with large specific surface area, process for producing the same, porous metallic platy material, and electrode of alkaline secondary battery |
| EP0764489A4 (en) * | 1995-04-03 | 1997-07-02 | Mitsubishi Materials Corp | POROUS METAL BODY WITH LARGE AREA SPECIFIC AREA, MANUFACTURING METHOD, POROUS PLATE METAL MATERIAL AND SECONDARY ALKALINE ELECTRIC BATTERY ELECTRODE |
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