JPH02109266A - アルカリ蓄電池用焼結基板及びその製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、アルカリ蓄電池の電極に用いられる焼結基板
及びその製造方法に関する。

（口〕　従来の技術 アルカリ蓄電池等に用いられる電極は、一般にく用いら
れている。

焼結式！極はたとえばニッケル粉末を主成分とするスラ
リーを、多孔性の導電芯体の表面に塗着した後、焼結し
て多孔性焼結基板を得、該基板を活物質保持体としてそ
の細孔にニッケル塩溶液やカドミウム塩溶液などの金属
塩溶液を含浸し、次いでアルカリによって前記金属塩を
水酸化物に変化させる化学含浸操作により、活物質を基
板の細孔内に充填して製造される。

このような焼結基板の活物質充填量は、焼結基板の多孔
度によって決定さｉする。そこで、多孔度を向上させる
べくスラリー中に有機中空球体を添加（特開昭６１−１
．８５８６５号公報参照）したり、スラリー中にポリス
チレン微粉末を添加（特開昭５９−１７５５６５号公報
参照）することが提案されている。

（ハ）　発明が解決しようとする課組 に述のような造化剤として有機中空球体を用いた場合に
は、焼結の際に造化剤が熱膨張現象を生じ、５を泡のバ
ラつきが生じる。その結果、焼結基板において多孔度の
バラつきが観察され、活物質の充填量をｔＩ−ノーにす
るのが難しくなり、品質の安定した電極が得られないと
いう問題がある。

また一方造化剤としてポリスチレン等の有機高分子−ｍ
脂粉末を用いた場合には、前述のような焼結基板におけ
る多孔度のバラつきは観察されないが、焼結時に、前記
有機高分子甜脂の分解生成物が焼結基板中に残渣として
残存する。その結果、この残渣が電極特性に悪影響を与
えるという問題を′１：しる。

そしてこれら造化剤の使用は、焼結基板製造コストを上
昇させるらのである。

そこで本発明はかかる点に鑑みてなされたものであって
、造化剤を用いない場合であっても高多孔度を得、更に
はニッケル粒子間及び、ニッケル柁ｆと導電芯体との密
着性に優れ、機械的強度大なる焼結基板を得ようとする
ものである。

（ニ）課萌を解決するための手段 ＋発明のアルカリ蓄電池用焼結基板は、平均粒径が３０
〜１　、　ＯＩｉ　ｍであるカーボニルニッケル粉末を
焼結させて得たことを特徴とするものである。

又、イ（発明のアルカリ蓄電池用焼結基板の製造方法は
、カーボニルニッケル粉末と、増粘剤と、分散媒とを混
練してスラリーを得、該スラリーを導電芯体に塗着して
乾燥した後、還元雰囲気中で焼結する方イ去であって、
前記カーボニルニッケル粉末の平均粒径が３６０〜４．
０μｍのものを用いることを特徴としている。

（ホ）作　用 ４＼発明者は、焼結基板の多孔度及び機械的強度、更に
は電極を構成したときの持回のし易さが、カーボニルニ
ッケル粉末の粒径に依存することを見い出し、本発明を
完成するに至ったものである。

即ち、焼結基板の多孔度として８５％以−１−を得よう
とする際に、平均粒径が２２〜２　、８７ｙ　ｍのカー
ボニルニッケル粉末であれば、焼結体の幹が細く、強度
的にも穐い焼結基板しか得られない。

こｈはカーボニルニッケル粉末の平均粒径が２２〜２　
、８１．ｒ　ｍの範囲であると、幹が細いので焼結時収
縮が進行しやすく、多孔度の低下を招く傾向が大きい。

しかじ平均粒径が３，０μｎ１を越えると焼結時に収縮
しにくい傾向を示し、多孔度を高いままに維持すること
が可能となる。この場合カーボニルニ・、・ケル粉末の
粒径が大きいため、焼結体の幹は太く、強固な骨格を形
成する。その結果高多孔度であ−）てしかも、強度的に
優れた焼結基板が得らｊ′Ｌる。

−・方、カーボニルニッケル粉末の平均粒径が４　、　
ｔ）　（ｒ　ｎ］を越えると電極として用いて持回構成
した場合、フレキシブル性が低下して活物質の脱落を招
く。その結果、電極において高多孔度でかつ機械的強度
に優れるという特徴を発揮し難くなる。

史に、有機中空球体等の造孔剤を添加しないという点に
若［１した場合には、ニッケル粉末同志間の結合点の数
は多く、かつ太く強固ならのどなる。そして二ｌケル粉
末と導電芯体との密着性、史には導電性が向Ｉ−するの
で、その結果、焼結基板の高多孔度化が図ｆ−Ｌ、かか
る焼結基板を用いることにより、強度大なる品質の安定
した電極が得らメＬる。

（へ）実施例 Ｊ、’Ｊ、　Ｆ’に、本発明の実施例と比較例の月比に
ａ及し、詳述する。

（実施例１） 平均粒径３０〜４　、０　ｌｔ　ｍのカーボニルニッケ
ル粉末１００重量部と、水１００重量部と、増粘剤とし
ての７ヂルセルロース（ＭＣ）３重量部とを混練１２て
スラリーを得、１３０℃で乾燥を行った。

次に二りを還元雰囲気中８８０℃で焼結を行い、多孔亀
８６０ｏの焼結基板を（（）な。そして、この焼結基板
を本発明焼結基板Ａとした。

この焼結基板Ａを用いて化学含浸法により二ノゲル活物
質を充填し、ニッケル電極を得、イ〈発明電極ａとした
。

（比較例１） ＋ｔｉｊ記実施例１において、平均粒径が２２〜２８７
、＋　ｍのカーボニルニッケル粉末（ＩＮＣＯ社製Ｔ＼
ｌ）　Ｆ　２５５　）を用い７８０℃で焼結を行った１
、Ｊ、夕［は同様にして、多孔度８６％の焼結基板を得
た。これを比較焼結基板Ｂとし、１ｉｉｉ記同様にして
比較電極すを作製した。

（比較例２） ｏＸｉＸ実記例１において、平均粒径が２２〜２８ｐｍ
のカーボニルニッケル粉末を用い更に造化剤としての有
機樹脂製中空球体を４重量部添加し９５０℃で焼結を行
った以外は同様にして、多孔度８６０−Ｑの焼結基板を
得た。これを比較焼結基板Ｃとし、Ｏ１１記同様にして
比較電極Ｃを作製した。

ぐ比ｆ２例３） ｉｉｊ記実施例１において、平均粒径が２．２〜２８　
ｆＪｍのカーボニルニッケル粉末を用い７００℃で焼結
を行った以外は同様にして、多孔度８１％の焼結基板を
得た。これを比較焼結基板りとし、ＯＸｊ記同様にして
比ｆ９．電極ｄを作製した。

そして本発明焼結基板Ａ及び比較焼結基板Ｂ、Ｃ，Ｄを
用い、焼結基板の強度を比較した。この比較はＥ点強度
試験法を用いて行い、焼結基板にクランクが入るとき、
即ち破壊時の曲げ応力を求めた。この結果を、第１表に
示す。

第　　１　　表 尚、曲げ応力は次式に基づき算出した。

る。

次に本発明電極ａ及び比較電極す、ｃ、ｄを用い、活物
質の充填量及び巻取りくすｆｔ率を比較した。この結果
を、第２表に示す。

第　　２　　表 尚、善取りくずれ率はローラ径５φの加圧ローラで巻取
り渦巻電極体を構成した時の、巻取り前区の！極の重量
差に対する巻取り前のｔ極重量の比て−ある。

第２表より、本発明電極ａは、同じ多孔度を有する比＄
２電極す、ｃと同程度の高い活物質充填量が得ろ７する
ことかわかる。また、本発明電極ａは、機械的強度に優
れたものであるので、巻取りくずれ率が極めて小さいも
のであることが理解さメする。

尚、造化剤を用いた比較電極Ｃは焼結体の空孔の・・う
つきが大きく、活物質充填量も十分に得らノｔない場合
が生じると共に、巻取つくすれ率の点においても十分で
あるとはいい難い。

（実施例２） 次に焼結時に用いるカーボニルニッケル粉末の平均粒径
を種々変化させ、その曲げ応力を調べた。この時用いた
カーボニルニ・／ケル粒子の平均粒径は、そノｔぞれ、
２．２μｍ、２　、６７１ｍ、３０Ｌ１ｍ、３．４μｍ
、３．８７１ｍ、４．２ｐｍ、４゜６１ｔｍ、５０μｎ
〕のらのを用いた。そしてこれらを用い、前記実施例１
と同様にしてスラリーを得、７００〜１０００℃の温度
で焼結を行った。

そしてこのようにして得た、多孔度８５％の焼結基板を
用いたものである。この結果を、図に示す。図は、カー
ボニルニッケル粉末の平均粒径と、曲げ応力との関係を
示すものである。

この結果より、カーボニルニンケルの平均粒径として３
．Ｏｕｍ以１−のものを用いると、曲げ応力が大幅に向
上することが！つかる。しかしながら、平均粒径が４０
メ川ηを越える辺りから、同じ移几度とした場合、を極
として持回したときのフレキシブル性が低下し、掻回し
にくくなる。

又、捲回時に活物質が脱落しやすくなる。

したがって用いるカーボニルニッケル粉末の平均粒径と
しては、３０〜４４０μｍの範囲のものが好適すること
が理解される。

尚、本実施例においてカーボニルニッケル粉末の平均粒
径は、マクロトラック法によって求めたものである。

０）発明の効果 本発明のアルカリ蓄電池用焼結基板及びその製造方法に
よｈば、焼結基板の多孔度を高いままに維持して基板の
機械的強度を向上させることができる。また、かかる焼
結基板を用いた電極の強度を増大させることが可能とな
り活物質の脱落を抑制でき、その工業的価値は極めて大
きい。

【図面の簡単な説明】

図は焼結基板におけるカーボニルニッケル粉末の平均粒
径と曲げ応力との関係を示す図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）平均粒径が３．０〜４．０μｍであるカーボニル
   ニッケル粉末を焼結させて得たことを特徴とするアルカ
   リ蓄電池用焼結基板。
2. （２）カーボニルニッケル粉末と、増粘剤と、分散媒と
   を混練してスラリーを得、該スラリーを導電芯体に塗着
   して乾燥した後、還元雰囲気中で焼結する焼結基板の製
   造方法において、 前記カーボニルニッケル粉末の平均粒径が３． ０〜４．０μｍのものを用いることを特徴とするアルカ
   リ蓄電池用焼結基板の製造方法。