TW475292B - Positive electrode plate for nickel-hydrogen cell - Google Patents

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475292 A7 ____ B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明G ) 發明領域： 本發明係廣泛地關於鎳氫電池之正電極板，其中發泡 的鎳基板以糊狀的捏和物質塡充，此物質以氫氧化鎳爲主 要成份。較特別的是，本發明係關於降低正電極板的歐姆 電阻的改進。 相關技藝之敘述： 圖7顯示作爲典 池的內部結構，其爲 型鎳金屬氫化物電池 著正電極板5、負電極板6、及隔板7，且纏繞成 。此外，容器4內塡充一預定的電解質。 型鎳氫電池的包封型鎳金屬氫 本發明所應用的電池。圖7中 具有圓柱形容器4，該容器4 請 先 閱 讀 背 面 之 注 意 事 項 正電極板5以一 爲主要成份的糊狀捏 後再壓製成最終的基 且該切割材料（連同 ，以製成正電極板5 由發泡鎳基板1 當張力於一定方向上 鎳鍍發泡核心材料2 發泡核心材料2或類 就改進鎳氫電池 泡鎳基板1對正電極 ，習知的正電極板5 種板材料製成，其爲以含有氫 和物質塡充於發泡鎳基板1， 板。將該板材料切割成預定的 負電極板6及隔板7 )纏繞成 化物電 的包封 內包覆 圓柱形 氧化鎳 經乾燥 尺寸， 圓柱形 所組成的正電極板5，其製備方法爲 ，施加在發泡核心材料2之上時，以 後’再去除發泡的胺基甲酸酯的板狀 似者。 的能量密度的觀點而言，需要降低發 板的重量比率（增加孔隙率），因此 中的發泡鎳基板1每單位面積的質量 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

訂 線 -4 - 475292 A7 B7 五、發明說明（2 ) 限制在約0 · 3 5至〇· 5 k g /m 2之間。 然而，上述習知的鎳氫電池的正電極板有一問題，雖 然其適合用以改進鎳氫電池的能量密度，但就改進放電特 性的觀點而言，其正電極板的歐姆電阻過大。 此外，近來正電極板本身因密度提高（densification) 而變得更硬，當其以圓柱形纏繞時，在正電極板內容易導 致纏繞的裂縫，隨後的充電與放電的循環所致的正電極板 的膨脹與收縮，會讓纏繞裂縫持續發生，使正電極板的歐 姆電阻增加，而裂化鎳氫電池的放電特性。 發明節要： 因此本發明的目標係爲消除前述問題，並提供一種正 電極板，其所具有的歐姆電阻較習知的正電極板爲低，利 用此正電極降低鎳氫電池的內部電阻，以改進其放電特性 〇 爲完成上述與其他目標，依據本發明的觀點，所提供 鎳氫電池的正電極板，該正電極板含有：一發泡鎳基板， 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其製備方法爲在鎳鍍發泡核心材料後，再去除板狀的發泡 核心材料；以含有氫氧化鎳爲主要成份的捏和物質，其塡 充於發泡鎳基板中，其中發泡鎳基板每單位面積的質量約 在0 · 5至1 · 1 k g /m 2之間。 依據此正電極板，發泡鎳基板其鎳的每單位面積的質 量設在0 · 5 k g/m2或更高，此發泡鎳基板的歐姆電 阻可較習知的發泡鎳基板爲低。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -5- 475292 A7 B7 五、發明說明（3 ) 另一方面，若發泡鎳基板中其鎳的每單位面積的質量 過大，因爲發泡鎳基板對正電極板的重量比率增加，而使 鎳氫電池的能量密度明顯下降。此外，若鎳的每單位面積 的質量超過一定程度，則發泡鎳基板的歐姆電阻的降低並 不多。 所以，依據本發明的觀點的正電極板，發泡鎳基板其 鎳的每單位面積的質量上限設在1 · 1 k g / m 2，以避 免能量密度的下降超過發泡鎳基板的歐姆電阻的降低效果 〇 依據本發明的另一觀點，提供一種鎳氫電池之正電極 板，該正電極板以板狀材料製成，包括：一發泡鎳基板， 其製備方法爲當張力於一定方向上，施加在發泡核心材料 之上時，以鎳鍍發泡核心材料後，再去除板狀的發泡核心 材料；一種捏和物質，其以氫氧化鎳爲主要成份，該捏和 物質塡充於發泡鎳基板中，該板材料切割成預定的尺寸， 且纏繞成圓柱形，其纏繞方向基本上與施加在發泡核心材 料上的張力方向垂直。 依據此正電極板，發泡鎳基板基本上於施加在發泡核 心材料上的張力垂直的方向上，其拉長百分比較張力方向 上爲大，所以，使前者方向與正電極板的纏繞方向相同， 則正電極板關於纏繞的可撓曲性可達最大，以避免在正電 極板中產生纏繞裂縫。

圖形之簡要敘述Z 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再^寫本頁) il宜 訂： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -6- 475292 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（4 ) 由以下的詳細敘述，連同本發明較佳具體實例的圖形 ，可對本發明有更完整的暸解。然而，這些圖形並非爲本 發明應用於特定實例的限制，而僅作爲解釋與幫助暸解之 用。 這些圖 圖1爲 與發泡鎳基 池之正電極 圖2爲 圖3爲 電極板的發 圖4示 例，其中圖 4 ( b .)爲 圖5爲 的拉長百分 實例的鎳氫 圖6爲 圖7爲 包封型鎳金 檢查的 板電阻 板的第 示意圖 示意圖 泡鎳基 意說明 4 ( a 發泡鎳 檢查的 比間的 電池之 示意圖 部份放 屬氫化 測試結果，顯示鎳的每單位面積的質量 値間的關係，以說明依據本發明鎳氫電 一較佳具體實例。 ，顯示關於圖1測試結果的測試條件。 ，顯示一種製程，其製造鎳氫電池之正 板。 鎳氫電池 )爲發泡 基板孔隙 測試結果 關係，以 正電極板 ，顯示關 大的剖面 物電池， 主要元件對照表 1 發泡鎳基板 2 發泡核心材料 請 先 閱 讀 背 面 之 注 意 事 項

頁 之正電極板的第二較佳具體實 鎳基板的孔隙結構示意圖，圖 的方向。 ’顯示孔隙方向與發泡鎳基板 說明依據本發明第二較佳具體 〇 於圖5測試結果的測試條件。 圖’說明作爲典型鎳氫電池的 其爲本發明所應用的電池。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 475292 A7 B7 五、發明說明（5 ) 4 容器 5 正電極板 6 負電極板 7 隔板 10 電極 如上所述’依據本發明，可利用此正電極板降低鎳氫 電池的內部電阻，以改進鎳氫電池的放電特性。 較佳具體實例之詳細敘述： 參考所附的圖形，本發明的較佳具體實例將詳述如後 。圖1至圖6顯示依據本發明鎳氫電池之正電極板的較佳 具體實例。更進一步的是，圖1至圖6所顯示的較佳具體 實例，其與圖7所示的典型鎳氫電池者的參考數字相同， 係指示著與典型鎳氫電池相同的元件，且其敘述將適當地 參考圖7作說明。 第一較佳具體實例 首先，參考圖1、2與7，以說明本發明的第一較佳 具體實例。先參考圖7，說明作爲典型鎳氫電池的包封型 鎳金屬氫化物電池的內部結構，其爲本發明所應用的電池 0 膠囊封裝型鎳金屬氫化物電池如圖7所示，其具有圓 柱形鋼製的容器4，此容器4包覆著正電極板5、負電極 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------l··裝---- (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) « - --線： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -8- B7 五、發明說明（6 ) 板（氫吸收合金電極）6、及隔板7，且纏繞成圓柱形。 此外，容器4內塡充一預定的電解質。 (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) 正電極板5係以板狀材料製成，其中發泡的鎳基板1 以糊狀的捏和物質塡充，此物質以氫氧化鎳爲主要成份， 經乾燥後再壓製成最終的基板。除了氫氧化鎳之外，該板 狀材料尙包括黏著劑、傳導助劑、及鈷添加劑。該板材料 切割成預定的尺寸’且此切割材料（連同負電極板6及隔 板7 )纏繞成圓柱形，以製成正電極板5。 由發泡鎳基板1所組成的正電極板5，其製備方法爲 當張力如圖3所示於一定方向上，施加在發泡核心材料2 之上時’以鎳鍍發泡核心材料2後（如圖3的參考數字3 所示）’再以氧化或燃燒去除發泡的胺基甲酸酯的板狀發 泡核心材料2或類似者。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖1爲檢查的測試結果，顯示鎳的每單位面積的質量 與發泡鎳基板1的電阻値間的關係。如圖2所示，在此測 試中，製備多個具有不同單位面積的質量的發泡鎳基板1 (長：250 mm，寬：30 mm，厚·· 1.2 mm)，作爲試片。測試的電極1 〇卡在每一發泡鎳基板 1的兩個橫方向端的表面上，利用低電阻測量儀器，以測 量電極1 0之間的電阻値。 依據圖1的測試結果，雖然發泡鎳基板的電阻値隨著 鎳的每單位面積的質量增加而下降，電阻値降低的速率亦 隨著每單位面積的質量增加而下降。以此測試結果爲基礎 ，在發泡鎳基板1中鎳的每單位面積的質量範圍爲0 · 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） -9 - 475292 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（7 ) 至1 · 1 k g / m 2，在此較佳具體實例中，較佳範圍爲 0.65至〇.75 kg/m2。 利用此結構，將敘述本較佳具體實例。根據本較佳具 體實例，若發泡鎳基板1中鎳的每單位面積的質量範圍爲 0.5 kg/m2或更高，較佳爲0.65 kg/m2 或更高，發泡鎳基板1的歐姆電阻可比習知的發泡鎳基板 更低。此外，若構成正電極板的發泡鎳基板1的歐姆電阻 爲低的，則可利用此正電極板以減少鎳氫電池的內部電阻 ，可改進鎳氫電池的放電特性。 另一方面，若發泡鎳基板1中鎳的每單位面積的質量 太大，由於發泡鎳基板對正電極板的重量比率（孔隙率降 低）增加，會使鎳氫電池的能量密度明顯下降。此外，如 圖1所示，若鎳的每單位面積的質量超過一定程度，則發 泡鎳基板1的歐姆電阻的降低並不多。 所以，在此較佳具體實例中，發泡鎳基板1其鎳的每 單位面積的質量上限設在1 · 1 k g /m 2，較佳爲 0.75 k g /m 2，以避免能量密度的下降超過發泡鎳 基板1的歐姆電阻的降低效果。 第二較佳具體實例 參考圖4至圖6，以下將描述本發明的第二較佳具體 實例。首先，參考圖4，將述及發泡鎳基板1的孔隙結構 。如上所述，發泡鎳基板1的製備方法爲當張力於一定方 向上（見圖3 )，施加在發泡核心材料2之上時，以鎳鍍 本紙張尺度適用中關家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱)' ------------l··裝 Γ — (請先閱讀背面之注意事項^?寫本頁) 訂· •線- -10- 475292 A7 _____________ B7 五、發明說明（8 ) 發泡核心材料2後，再以氧化或燃燒去除發泡的胺基甲酸 酯的板狀發泡核心材料2或類似者。因此，如圖4所示， 發泡鎳基板1之孔隙結構具有均勻方向性的性質。 亦即如圖4 ( b )所示，具有孔隙結構的發泡鎳基板 1 ’其孔隙在相對於發泡核心材料2的張力方向的徑向X 上的伸展，多過其在相對於與張力方向垂直的側向γ上的 伸展。 如圖5所示的測試結果，爲檢查孔隙在側向γ與徑向 X上的拉長百分比。在此測試中，發泡鎳基板1 (在張力 方向上爲長·· 50 mm，寬·· 15 mm，厚：1 · 2 m m )具有在每一側向γ與徑向X的不同方向上的孔隙， 其製成如圖6所示的試片，進行張力測試（承載：5至7 kg) ’以檢查個別試片的拉長百分比。在此，假設試片 的起始長度爲L ( = 50 mm)，在張力測試後，試片 的長度爲L’ ，拉長百分比即定義爲〔（l， -L)/L 〕x 1 0 0 ( % )。 依據如圖5的測試結果，可看出發泡鎳基板1在側向 Y上的拉長百分比（約1 2至1 4 % )，其爲在徑向X上 (約5至6 % )的二倍或更多。以此測試爲基礎，正電極 板5的圓柱形纏繞方向相當於本較佳具體實例中的發泡鎳 基板1的孔隙的側向Y。 特別是當以糊狀捏和物質塡充的發泡鎳基板1，經乾 燥後再壓製成板材料，切割該板材料，使正電極板5的纏 繞方向與孔隙的側向γ相同。例如，切割該板材料，使正 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項3寫本頁) -----r---訂---------線 I ||存 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -11 - 475292 A7 B7 五、發明說明（9 ) 電極板5的孔隙的徑向與孔隙的側向γ相同。 利用此結構’將說明其在本較佳具體實例中的效應。 依據本較佳具體實例，發泡鎳基板1在孔隙的側向γ上的 拉長百分比較在孔隙的徑向X上者多，所以，若正電極板 5的纏繞方向與孔隙的側向Y相同，則正電極板5關於纏 繞的撓曲性可達最大，以避免在正電極板5中產生纏繞裂 縫。 所以，可避免正電極板5的歐姆電阻因纏繞裂縫而增 加，如此亦可利用此正電極板以降低鎳氫電池的內部電阻 ，以改進鎳氫電池的放電特性。 本發明已利用較佳具體實例揭示’以促進其獲得更佳 的瞭解，在不離開本發明的原則下’樂見本發明以各種方 式作示例。所以’在不離開本發明如隨附的申請專利範圍 所述的原則下，本發明的範圍涵蓋所有可能的具體實例與 對所示具體實例的修改。 ------------l·-裝 (請先閱讀背面之注意事項 寫本頁) 訂· '•線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用巾_家標準（cns)a4規格（210 χ 297公釐) -12-

Claims (1)

1. 475292 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 · 一種鎳氫電池之正電極板，該正電極板包含： 一發泡鎳基板，其製備方法爲在鎳鍍發泡核心材料後 ，再去除板狀的發泡核心材料； 以含有氫氧化鎳爲主要成份的捏和物質，該捏和物質 塡充於發泡鎳基板中， 其中該發泡鎳基板之每單位面積的鎳質量爲0·5至 1.1 k g / m 2。 2 · —種鎳氫電池之正電極板，該正電極板係由板材 料製成，其包含： 一發泡鎳基板，其製備方法爲當張力於一定方向上， 施加在發泡核心材料之上時，以鎳鍍發泡核心材料後，再 去除板狀的發泡核心材料； 一捏和物質，其以氫氧化鎳爲主要成份，該捏和物質 塡充於發泡鎳基板中； 其中，該板材料切割成預定的尺寸，且纏繞成圓柱形 ，其纏繞方向基本上與施加在該發泡核心材料上的張力方 向垂直。 ί請先閱讀背面之注意事項一 U— » 4^·— I 寫本頁) 訂· --線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -13-