JPH0122711B2 - - Google Patents
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- JPH0122711B2 JPH0122711B2 JP54106858A JP10685879A JPH0122711B2 JP H0122711 B2 JPH0122711 B2 JP H0122711B2 JP 54106858 A JP54106858 A JP 54106858A JP 10685879 A JP10685879 A JP 10685879A JP H0122711 B2 JPH0122711 B2 JP H0122711B2
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- nickel
- iron
- battery
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Classifications
-
- 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
-
- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Description
本発明はアルカリ蓄電池、特にニツケルカドミ
ウム電池の製法に関するもので、高性能で安価な
ニツケルカドミウム電池を提供することを目的と
する。 従来ニツケルカドミウム電池の製造法として
は、大別して焼結式、ペースト式、ポケツト式の
3方式に分かれる。焼結式の場合、活物質の保持
及び集電体の役目をなす導電芯体(以下プラーク
と云う)はニツケルの薄板又はニツケルメツキを
施こした鉄の薄板等にカルボニルニツケル粉を焼
結し、多孔度80〜85%前後のプラークを作成し、
当該プラークに活物質を含浸させて極板を作り、
電池を製造する。又ペースト式極板の場合は、プ
ラークとしてエクスパンデツトメタル、平担な穿
孔鋼板、導電物質からなる織られたスクリーン又
はメツシユ等に活物質を塗布し、極板を作り、電
池を製造する。ポケツト式極板の場合はニツケル
穿孔ポケツト部に活物質を充填し、極板を作り、
電池を製造する。 以上従来公知のこれらの3方式は、それぞれ一
長一短があるが、3方式に共通の最大の欠点はプ
ラークとしてニツケル材料を多量に使用するため
コスト高になる事である。このコスト高のためニ
ツケルカドミウム電池は高性能であるにも拘ら
ず、蓄電池需要の主力を占める鉛電池等に比較
し、使用される用途が限定され、市場の拡大が制
限されてきた。 本発明はこの点に鑑み、従来ニツケルカドミウ
ム電池の製造法を根本的に改良し、新規で安価な
高性能ニツケルカドミウム電池を提供することに
依り、ニツケルカドミウム電池の用途を拡大せん
とするものである。そのため本発明者は、ニツケ
ルカドミウム蓄電池の極板の活物質の保持、導電
性及び機械的強度のすぐれた低コスト型の鉄プラ
ークについて検討した。 ニツケルカドミウム蓄電池のプラークとして鉄
材質を使用することは、ニツケルと比較し価格の
点で数分の1から10数分の1と有利であるので、
従来種々研究されてきたが、○イ鉄材質に依る繊維
径の細い長繊維で品質精度の良い均一な繊維径の
鉄繊維が適正な価格で大量に製造出来なかつたこ
と、○ロ鉄繊維は非常に錆び易く、製造工程中に錆
びが発生し、工程管理が非常に困難であつたこと
等、の主たる理由に依り末だ実用化に致つていな
かつた。 本発明は前記の問題を解決し、低価格で高性能
なプラークを用いたニツケルカドミウム電池を提
供するものであり、以下その1実施例について詳
述する。 化学成分組成として鉄99.0重量%、ニツケル
0.5重量%、マンガン0.25重量%、炭素0.25重量%
よりなる鉄鋼から切削に依り繊維長さ0.5〜50mm、
繊維径4〜30μφの鉄繊維を切り出す。この鉄繊
維は切削加工特有の形状をしており、厚み約4μ、
巾5〜30μの偏平なもので、繊維長さは使用する
鉄素材によつて変化するが、繊維径の50倍以上の
長さがあれば、充分強度大なる焼結体を得ること
が出来る。この鉄繊維をH2雰囲気中で900℃の温
度で30分間焼結し、多孔度95%の鉄焼結体を作成
する。次いで当該鉄焼結体を電気メツキに依り約
5μのニツケルメツキを行い(ニツケルメツキ処
理後の導電芯体の多孔度は91%)、その後化学含
浸法、ペースト法、電析法等に依り、活物質とし
てNi(OH)2,Cd(OH)2,CdO,Cd等を充填す
る。 このようにして得た極板を使用してニツケルカ
ドミウム蓄電池を作成し、常温5時間率で7時間
の充電と1時間率相当の定抵抗で1時間の放電を
行い、サイクル寿命試験を実施した。そして50∞
毎に10時間率で15時間充電し、5時間率で1.0V
迄放電した時の容量をチエツクした。第1図に各
電池の初期容量、第2図に寿命サイクルテストの
結果を示す。図中は本実施例で得た極板、は
従来のカーボニルニツケル焼結式極板を用いた電
池の特性を示す。第1図から初期容量は本発明に
依る極板を用いた電池が他の従来方式の極板を用
いた電池よりも、放電容量に於て約30〜40%程上
昇している事が分る。放電容量は電極活物質量、
利用率、電池内部構造、電池寸法、電池構造等に
よつて異なるが、中でも電極に充填される活物質
量が最も大きな要因である。 この点本発明に依る鉄プラークに依る場合、プ
ラークの多孔度が90〜95%(ニツケルメツキ処理
後の導電芯体の多孔度は86〜91%)という高多孔
度が達成されるため従来のニツケル焼結式プラー
クの多孔度約80%に比べ約6%増加しているの
で、プラークの細孔空間はその分多く存在する。
従つてその分だけ活物質量を多く充填出来るよう
になつた。又第2図から長期の寿命サイクルに渡
つての容量維持率は、本発明に依る電池も、従来
の電池もほゞ同じであることから、この初期の容
量差を電池の寿命期間を通じて維持する事も判明
した。 この2つの実験事実により、本発明の電池は従
来のニツケルカドミウム電池の容量を約30〜40%
増加させ、かつプラーク材質を高価なニツケルか
ら安価な鉄に置換えた事に依り、経済的にも非常
に利点を有する。 以上のように本発明に依る鉄繊維をプラークと
する極板を用いた電池が、低価格で高性能を達成
出来た第1の理由は、切削鉄繊維の素材を鉄
99.74〜88.80重量%、ニツケル0.20〜10.00重量
%、マンガン0.01〜1.00重量%、炭素0.01〜0.50
重量%に規制する事に依り、切削加工し易い硬度
に調整し得たため、鉄の被削性が向上し、そのた
め高速機械加工性が良くなり、長さ1mmから10mm
以上、繊維径4〜30μφと云う細くて長い鉄繊維
が品質良く、安価に大量に加工、生産出来るよう
になつたことである。従来はこのように繊維径の
均一な細い鉄の繊維を切削に依り生産する事は困
難であつたため、引き伸し方法等に依つて作成さ
れており、能率が悪かつた。尚、各成分組成の範
囲は第1表〜第4表の範囲内である。
ウム電池の製法に関するもので、高性能で安価な
ニツケルカドミウム電池を提供することを目的と
する。 従来ニツケルカドミウム電池の製造法として
は、大別して焼結式、ペースト式、ポケツト式の
3方式に分かれる。焼結式の場合、活物質の保持
及び集電体の役目をなす導電芯体(以下プラーク
と云う)はニツケルの薄板又はニツケルメツキを
施こした鉄の薄板等にカルボニルニツケル粉を焼
結し、多孔度80〜85%前後のプラークを作成し、
当該プラークに活物質を含浸させて極板を作り、
電池を製造する。又ペースト式極板の場合は、プ
ラークとしてエクスパンデツトメタル、平担な穿
孔鋼板、導電物質からなる織られたスクリーン又
はメツシユ等に活物質を塗布し、極板を作り、電
池を製造する。ポケツト式極板の場合はニツケル
穿孔ポケツト部に活物質を充填し、極板を作り、
電池を製造する。 以上従来公知のこれらの3方式は、それぞれ一
長一短があるが、3方式に共通の最大の欠点はプ
ラークとしてニツケル材料を多量に使用するため
コスト高になる事である。このコスト高のためニ
ツケルカドミウム電池は高性能であるにも拘ら
ず、蓄電池需要の主力を占める鉛電池等に比較
し、使用される用途が限定され、市場の拡大が制
限されてきた。 本発明はこの点に鑑み、従来ニツケルカドミウ
ム電池の製造法を根本的に改良し、新規で安価な
高性能ニツケルカドミウム電池を提供することに
依り、ニツケルカドミウム電池の用途を拡大せん
とするものである。そのため本発明者は、ニツケ
ルカドミウム蓄電池の極板の活物質の保持、導電
性及び機械的強度のすぐれた低コスト型の鉄プラ
ークについて検討した。 ニツケルカドミウム蓄電池のプラークとして鉄
材質を使用することは、ニツケルと比較し価格の
点で数分の1から10数分の1と有利であるので、
従来種々研究されてきたが、○イ鉄材質に依る繊維
径の細い長繊維で品質精度の良い均一な繊維径の
鉄繊維が適正な価格で大量に製造出来なかつたこ
と、○ロ鉄繊維は非常に錆び易く、製造工程中に錆
びが発生し、工程管理が非常に困難であつたこと
等、の主たる理由に依り末だ実用化に致つていな
かつた。 本発明は前記の問題を解決し、低価格で高性能
なプラークを用いたニツケルカドミウム電池を提
供するものであり、以下その1実施例について詳
述する。 化学成分組成として鉄99.0重量%、ニツケル
0.5重量%、マンガン0.25重量%、炭素0.25重量%
よりなる鉄鋼から切削に依り繊維長さ0.5〜50mm、
繊維径4〜30μφの鉄繊維を切り出す。この鉄繊
維は切削加工特有の形状をしており、厚み約4μ、
巾5〜30μの偏平なもので、繊維長さは使用する
鉄素材によつて変化するが、繊維径の50倍以上の
長さがあれば、充分強度大なる焼結体を得ること
が出来る。この鉄繊維をH2雰囲気中で900℃の温
度で30分間焼結し、多孔度95%の鉄焼結体を作成
する。次いで当該鉄焼結体を電気メツキに依り約
5μのニツケルメツキを行い(ニツケルメツキ処
理後の導電芯体の多孔度は91%)、その後化学含
浸法、ペースト法、電析法等に依り、活物質とし
てNi(OH)2,Cd(OH)2,CdO,Cd等を充填す
る。 このようにして得た極板を使用してニツケルカ
ドミウム蓄電池を作成し、常温5時間率で7時間
の充電と1時間率相当の定抵抗で1時間の放電を
行い、サイクル寿命試験を実施した。そして50∞
毎に10時間率で15時間充電し、5時間率で1.0V
迄放電した時の容量をチエツクした。第1図に各
電池の初期容量、第2図に寿命サイクルテストの
結果を示す。図中は本実施例で得た極板、は
従来のカーボニルニツケル焼結式極板を用いた電
池の特性を示す。第1図から初期容量は本発明に
依る極板を用いた電池が他の従来方式の極板を用
いた電池よりも、放電容量に於て約30〜40%程上
昇している事が分る。放電容量は電極活物質量、
利用率、電池内部構造、電池寸法、電池構造等に
よつて異なるが、中でも電極に充填される活物質
量が最も大きな要因である。 この点本発明に依る鉄プラークに依る場合、プ
ラークの多孔度が90〜95%(ニツケルメツキ処理
後の導電芯体の多孔度は86〜91%)という高多孔
度が達成されるため従来のニツケル焼結式プラー
クの多孔度約80%に比べ約6%増加しているの
で、プラークの細孔空間はその分多く存在する。
従つてその分だけ活物質量を多く充填出来るよう
になつた。又第2図から長期の寿命サイクルに渡
つての容量維持率は、本発明に依る電池も、従来
の電池もほゞ同じであることから、この初期の容
量差を電池の寿命期間を通じて維持する事も判明
した。 この2つの実験事実により、本発明の電池は従
来のニツケルカドミウム電池の容量を約30〜40%
増加させ、かつプラーク材質を高価なニツケルか
ら安価な鉄に置換えた事に依り、経済的にも非常
に利点を有する。 以上のように本発明に依る鉄繊維をプラークと
する極板を用いた電池が、低価格で高性能を達成
出来た第1の理由は、切削鉄繊維の素材を鉄
99.74〜88.80重量%、ニツケル0.20〜10.00重量
%、マンガン0.01〜1.00重量%、炭素0.01〜0.50
重量%に規制する事に依り、切削加工し易い硬度
に調整し得たため、鉄の被削性が向上し、そのた
め高速機械加工性が良くなり、長さ1mmから10mm
以上、繊維径4〜30μφと云う細くて長い鉄繊維
が品質良く、安価に大量に加工、生産出来るよう
になつたことである。従来はこのように繊維径の
均一な細い鉄の繊維を切削に依り生産する事は困
難であつたため、引き伸し方法等に依つて作成さ
れており、能率が悪かつた。尚、各成分組成の範
囲は第1表〜第4表の範囲内である。
【表】
【表】
【表】
【表】
第2の理由は高多孔度90〜95%と云う鉄の焼結
体の表面から内部に渡つて均一にニツケルメツキ
を施す事は非常に困難な技術であるが、鉄素材に
本発明の如くニツケルを0.20〜10.00重量%含ま
せておくと電気メツキに依るニツケルメツキの際
に、効果を発揮し、焼純処理を行わなくてもニツ
ケルメツキが表面から内部に渡つて均一にメツキ
が出来る事が分つた。このため工程中に於ける鉄
焼結体の発錆がなくなり、電池製造工程の合理化
が可能となり、コストダウンに寄与した。但し電
池の起電反応に対して悪影響を及ぼすクロム、イ
オウ等の金属はたとえ鉄材質として優れた特性を
有していてもプラーク合金として使用することは
望ましくない。 以上の如く本発明は、従来実用化が困難とされ
ていた鉄プラークを用いたニツケルカドミウム電
池を経済的に実用化した点は工業的価値よりみて
きわめて効果が大きい。又この本発明の極板はニ
ツケル―鉄電池、ニツケル―亜鉛電池等のアルカ
リ電池に広く適用出来るものである。
体の表面から内部に渡つて均一にニツケルメツキ
を施す事は非常に困難な技術であるが、鉄素材に
本発明の如くニツケルを0.20〜10.00重量%含ま
せておくと電気メツキに依るニツケルメツキの際
に、効果を発揮し、焼純処理を行わなくてもニツ
ケルメツキが表面から内部に渡つて均一にメツキ
が出来る事が分つた。このため工程中に於ける鉄
焼結体の発錆がなくなり、電池製造工程の合理化
が可能となり、コストダウンに寄与した。但し電
池の起電反応に対して悪影響を及ぼすクロム、イ
オウ等の金属はたとえ鉄材質として優れた特性を
有していてもプラーク合金として使用することは
望ましくない。 以上の如く本発明は、従来実用化が困難とされ
ていた鉄プラークを用いたニツケルカドミウム電
池を経済的に実用化した点は工業的価値よりみて
きわめて効果が大きい。又この本発明の極板はニ
ツケル―鉄電池、ニツケル―亜鉛電池等のアルカ
リ電池に広く適用出来るものである。
第1図は本発明に依る極板及び従来方式の極板
を用いた電池の初期容量特性図第2図はその各電
池の充放電サイクルに伴う容量推移の比較特性図
である。 …本発明による電池、…従来電池。
を用いた電池の初期容量特性図第2図はその各電
池の充放電サイクルに伴う容量推移の比較特性図
である。 …本発明による電池、…従来電池。
Claims (1)
- 1 化学成分組成として鉄99.74〜88.50重量%、
ニツケル0.20〜10.00重量%、マンガン0.01〜1.00
重量%、炭素0.01〜0.50重量%よりなる鉄鋼材料
を切削して繊維状削鋼を形成し、当該削鋼繊維を
焼結してなる導電芯体を用いることを特徴とする
蓄電池極板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10685879A JPS5630266A (en) | 1979-08-21 | 1979-08-21 | Alkali storage battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10685879A JPS5630266A (en) | 1979-08-21 | 1979-08-21 | Alkali storage battery |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5630266A JPS5630266A (en) | 1981-03-26 |
| JPH0122711B2 true JPH0122711B2 (ja) | 1989-04-27 |
Family
ID=14444271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10685879A Granted JPS5630266A (en) | 1979-08-21 | 1979-08-21 | Alkali storage battery |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5630266A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0413608U (ja) * | 1990-05-21 | 1992-02-04 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60240654A (ja) * | 1984-05-07 | 1985-11-29 | 大和製罐株式会社 | ピルフア−プル−フ機能をもつプラスチツクキヤツプ機構 |
| JPS60177040U (ja) * | 1984-05-07 | 1985-11-25 | 株式会社柴崎製作所 | 瓶口洗浄用小孔付キヤツプ |
| JPS61198562A (ja) * | 1985-02-27 | 1986-09-02 | Hitachi Maxell Ltd | アルカリ二次電池用電極 |
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1979
- 1979-08-21 JP JP10685879A patent/JPS5630266A/ja active Granted
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0413608U (ja) * | 1990-05-21 | 1992-02-04 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5630266A (en) | 1981-03-26 |
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