JPH0318305B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はアルカリ蓄電池用ペースト式負極板の
製造法に関するものである。

従来技術とその問題点 従来、アルカリ蓄電池用カドミウム負極板とし
ては、ニツケル粉末を穿孔鋼板あるいはニツケル
ネツト等に焼結させた多孔体基板に活物質を充填
させた焼結式極板がよく知られている。この多孔
体基板は、ニツケル粉末を単に穿孔鋼板あるい
は、ニツケルネツト等に焼結させたものであり、
ニツケル粉末粒子間結合が弱く、実用上多孔度80
％程度が限界である。

又、これらの多孔体基板は、粒子間結合の弱い
ニツケル粉末を保持するために常に穿孔鋼板、ニ
ツケルネツト等のごとき芯金を必要とし、単位体
積あたりの活物質の充填量が芯金体積分だけ少な
くなる欠点を有している。さらによく知られたる
ごとく、この多孔体は２〜3μの微粉末ニツケル
の焼結体であり、構成される細孔は10μ以下の微
細孔がほとんどである。このため活物質充填方法
は、溶液含浸法に限定され、含浸、中和、水洗、
乾燥の工程を数回繰返し所定量を充填させなけれ
ばならない。このために、極板のコストアツプあ
るいはエネルギー密度の低下に結びついている。

この欠点を除去する試みとして、例えば芯金を
もたないニツケルメツキ鉄繊維焼結体、あるいは
電解ニツケルメツキによつて作成された発泡状ニ
ツケル多孔体等に直接固体活物質を充填させる、
いわゆるペースト式充填方法等がなされている。
しかし前者はメツキの不安定性、後者は引張強度
の弱さ等に問題がある。

これらの欠点を改良する金属繊維の製造方法が
提案されている。これはバイト上に線径数mmのニ
ツケル線を移動させながら、さらに細い繊維に切
削するものである。しかしこの製法による場合、
バイトの消耗が激しく、かつ不均一な径の繊維し
か出来ないという欠点があつた。

又、従来酸化カドミウム、水酸化カドミウム等
の活物質、ニツケル粉末等の電導材および有機溶
剤等をニツケルメツキ穿孔鋼板からなる電導性基
板に塗着乾燥させたペースト式カドミウム電極
は、アルカリ電解液中で化成の充放電処理を施し
ていた。化成により一部に金属カドミウムを残存
させた負極板と放電末のニツケル正極板並びにセ
パレータを共に巻込み、電槽に組み入れ電解液を
注液後封口して、密閉形ニツケルカドミウム電池
として製造されている。もしカドミウムの残存が
なく封口時にすべて水酸化カドミウムである場
合、ニツケル電極に比較し、カドミウム電極の方
が利用率が悪いためカドミウム極側で容量制限を
うける。又、ニツケル極側は充放電サイクルの進
行に伴ない容量劣化がほとんどないのに対し、カ
ドミウム極側は徐々に劣化を示す特性を有するた
め、これを補う意味で余分のカドミウムを残存さ
せるのである。負極容量は初期の劣化が大きい
が、ほぼ60〜80％程度で停止し、それ以後の劣化
は極端に少なくなる。

すなわち、活物質の利用率は見かけ上正極がほ
ぼ100％近くであるのに対し、カドミウム極は60
〜80％程度である。

この両者の容量の均衡を保たせるために、上記
化成処理を行なうのである。この工程は複雑なだ
けでなく、従来のペースト式カドミウム極は焼結
式カドミウム極と異なり、化成中に発生するガス
によつて活物質の脱落がしばしば発生する。それ
故にガスの発明しない不完全な部分化成により、
残存カドミウム量をコントロールすることを余儀
無くされた。

発明の目的 本発明は上記従来の問題点に鑑みなされたもの
であり、高性能で低価格かつ生産性の高いアルカ
リ蓄電池用ペースト式負極板を提供することを目
的とするものである。

発明の構成 本発明は上記目的を達成するべく、 ニツケルのブロツクをびびり振動切削し、ニツ
ケル繊維を製造する工程、 次にニツケル繊維をエアーレード法により均一
分布する工程、 次にニツケル繊維分布体を還元性雰囲気で焼結
し、ニツケル繊維焼結体を得る工程、 次に酸化カドミウム、金属カドミウムにエチレ
ングリコール、カルボキシメチルセルロースを加
えて混合し、スラリー状活物質を調製する工程、 次にニツケル繊維焼結体にスラリー状活物質を
充填する工程、 次に活物質充填極板を部分的に乾燥する工程、 次に部分的に乾燥した極板の厚みを調整する工
程、 次に厚みを調整した極板を乾燥によりエチレン
グリコールを除去する工程、 を有することを特徴とするアルカリ蓄電池用ペー
スト式負極板の製造法である。

実施例 以下、本発明の詳細について一実施例に基づき
説明する。

ニツケルのブロツクをびびり振動切削して、繊
維径４〜50μｍのニツケル繊維を製造する。

このニツケル繊維を連続的にエアーレード法に
よつて均一に分布し、ニツケル繊維分布体とす
る。

このニツケル繊維分布体を還元性雰囲気で、約
1000℃で焼結する。これによつて、ニツケル繊維
焼結体が得られた。第１図ａ，ｂ（ｂはａの拡大
図）にニツケル繊維燃焼体の顕微鏡写真を示し
た。びびり振動切削によるニツケル繊維には、第
１図ｂに示した如く、その繊維表面にびびりマー
クと呼ばれている凸部がある。（第１図ｂの繊維
面上のしわ状の白い部分） これによつて、他の製造法の繊維との識別がで
きる。

尚、繊維焼結体の多孔度は、繊維量、焼結温
度、時間等をコントロールすることによつて85〜
98％程度のものが得られる。

次に酸化カドミウム60〜80wt％、粒子径が0.5
〜1μｍの微細粒子からなる金属カドミウム40〜
20wt％をよく混合する。これに５〜9wt％のエチ
レングリコール及び0.6wt％のカルボキシメチル
セルロースを加えてスラリー状活物質を調製す
る。

前記のニツケル繊維焼結体の数十米の連続体を
このスラリー状活物質中に連続的に通過させ、浸
透させることによつて活物質を充填する。

その後、極板表面付近が60〜80℃に調整された
赤外線ランプよりなる乾燥機中で部分的に乾燥す
る。ついで、ローラープレスにより所定の厚みに
する。厚み調整後の極板は、温度250℃の熱風乾
燥機を通り、エチレングリコールを完全に除去す
る。最後に極板は希望する電池サイズに見合つた
寸法に切断される。この負極板と、従来の化成処
理によつて完全放置されたシンター式正極板、並
びにポリプロピレン不織布よりなるセパレータ等
を用いて自動的に巻きこまれた後、電槽に挿入さ
れる。その後、水酸化カリウム水溶液に注液し封
口する。封口電池は一昼夜放置することによつ
て、電解液との親和性をもたした後、充放電を行
ない完成電池となる。

このように完成されたＣ型サイズの密閉形ニツ
ケルカドミウム電池と従来の化成処理工程によ
つて作成された焼結式負極板からなる同一サイズ
の密閉形ニツケルカドミウム電池の常温におけ
る寿命を調べたところ、第２図に示すごとく、本
発明による電池の方が容量、並びに寿命共優れて
いることが判明した。

電池容量が向上した原因は、従来の焼結式負極
板のエネルギー密度が、芯金、低多孔度等によつ
て550ｍAh／c.c.程度であるのに対し、本発明の繊
維式負極板は、704ｍAh／c.c.と容量密度がかなり
向上したため、余分な容積を正極側にまわすこと
ができ、全体として高容量化電池になる。さらに
微細多孔焼結体を用いた従来形電池の方が寿命が
短かい。この原因は寿命末期電池は負極容量制限
になつており、従来の焼結式電池は微細孔故に、
極板中のカドミウムの凝集に伴ない細孔が閉塞さ
れ、電解液の内部拡散が悪化するためであること
が分つた。本発明の繊維焼結体は芯金もなく、細
孔が大きいため極めて電解液の流通が良好であ
り、負極劣化が少ないことが判明した。

本発明のアルカリ蓄電池用ペースト式負極板
は、化成処理工程が不要であり、生産性に優れし
かもペースト式で活物質充填が容易であり低コス
トで生産できる。

発明の効果 上述した如く、本発明は高性能で低価格かつ生
産性の高いアルカリ蓄電池用ペースト式負極板を
提供できるので、その工業的価値は極めて大であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図のａ，ｂは本発明のびびり振動切削加工
ニツケル繊維焼結体の顕微鏡写真である。第２図
は本発明電池と従来電池の寿命比較特性曲線図で
ある。 ……本発明電池、……従来電池。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ニツケルのブロツクをびびり振動切削し、ニ
   ツケル繊維を製造する工程、 次にニツケル繊維をエアーレード法により均一
   分布する工程、 次にニツケル繊維分布体を還元性雰囲気で焼結
   し、ニツケル繊維焼結体を得る工程、 次に酸化カドミウム、金属カドミウムにエチレ
   ングリコール、カルボキシメチルセルロースを加
   えて混合し、スラリー状活物質を調製する工程、 次にニツケル繊維焼結体にスラリー状活物質を
   充填する工程、 次に活物質充填極板を部分的に乾燥する工程、 次に部分的に乾燥した極板の厚みを調整する工
   程、 次に厚み調整した極板を乾燥によりエチレング
   リコールを除去する工程、 を有することを特徴とするアルカリ蓄電池用ペー
   スト式負極板の製造法。