JPH0340894B2 - - Google Patents
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- JPH0340894B2 JPH0340894B2 JP59232766A JP23276684A JPH0340894B2 JP H0340894 B2 JPH0340894 B2 JP H0340894B2 JP 59232766 A JP59232766 A JP 59232766A JP 23276684 A JP23276684 A JP 23276684A JP H0340894 B2 JPH0340894 B2 JP H0340894B2
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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
-
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- 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
- H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
- H01M4/26—Processes of manufacture
-
- 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
- H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
- H01M4/32—Nickel oxide or hydroxide electrodes
-
- 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)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
(イ) 産業上の利用分野
本発明は三次元網状構造導電体を活物質保持体
とするアルカリ蓄電池用電極に関する。 (ロ) 従来の技術 アルカリ蓄電池用電極、特にニツケル陽極板は
従来より主として焼結式極板が用いられており、
この焼結式極板はニツケル粉末を主成分とするス
ラリーを極板芯体に塗着後焼結して得られた多孔
性基板を活物質保持体とし、この活物質保持体の
空孔にニツケルの塩溶液を含浸し、次いでアルカ
リで水酸化物に置換することによつて製造されて
いる。これに対して特開昭59−83346号公報など
に於いて三次元網状構造を有するスポンジ状金属
多孔体を導電体及び活物質保持体として用いた電
極の製造方法が明らかにされている。この活物質
保持体に用いられるスポンジ状金属多孔体は前述
した焼結多孔体より多孔度を大きくすることがで
きるため焼結多孔体と比較して活物質の充填量が
増加し高エネルギー密度の電極を得ることがで
き、また孔径も焼結多孔体に比較して大きいため
活物質を溶解せずに粉末状態で充填でき電極の製
造が容易になる特徴を有している。反面このスポ
ンジ状金属多孔体は高価であり、機械的強度が小
さいという欠点があつた。またこうした欠点を補
うものとして特開昭56−145668号公報では活物質
保持体としてニツケル繊維を焼結してなる高多孔
度の不織布を用いた電極が提案されている。しか
しながらこの活物質保持体を用いた電極に於いて
も活物質粒子の保持力は充分ではなく、この活物
質保持力を高め充放電による脱落を防止するため
には金属繊維密度を高くする必要があり、そうす
ると今度は活物質の充填性が悪くなるという欠点
があつた。また一方これら活物質保持体に充填さ
れる活物質、たとえば水酸化ニツケルなどは平均
粒径２〜10μの不定形粒子であり、この形状が不
規則で表面の凹凸が多い不定形粒子は粒子間のか
らみ合いが強く、比較的流動性の小さいものであ
るため、活物質保持体への充填性が悪く、また充
填された活物質の均一性も低かつた。 (ハ) 発明が解決しようとする問題点 本発明は三次元網状構造導電体を活物質保持体
とする電池用電極の活物質保持能力の向上を計る
と共に活物質の充填性を改良し得るアルカリ蓄電
池用電極の製造方法を提供するものである。 (ニ) 問題点を解決するための手段 本発明のアルカリ蓄電池用電極の製造方法は、
ニツケル酸化物粉末、またはニツケル粉末と、糊
料とからなるペーストをノズルから繊維状に押し
出してフエルト状の基体を形成し、次いで、該フ
エルト状の基体を焼結して電極基体を得、次い
で、該電極基体に、顕微鏡の目視下における球形
状の水酸化ニツケルからなる活物質を充填して電
極を形成することを特徴とするものである。 (ホ) 作 用 一般的な金属繊維の製造方法は、ノズルから
引き出す、旋盤により削り出す、溶融金属を
回転している円盤上に吹き付け冷却するなどであ
る。これらの繊維の表面積は比較的小さく断面形
状が若干異なるだけであるため、活物質保持力に
大きな差を与えるものではない。しかしながら、
これらとは異なり金属酸化物粉末あるいは金属粉
末を糊料とともに混合しペースト状とし、ノズル
から繊維状にして押し出し糊料を燃焼除去した後
水素還元、焼結を行なつて金属繊維を得る方法が
ある。この方法により得られた金属繊維は表面に
微細な凹凸が無数に存在するミクロポーラスな構
造であり、このように微細な凹凸を無数に有する
導電性繊維で構成したフエルト状電極基体を活物
質保持体として用いると活物質保持力も大きくな
る。 一方、球状水酸化ニツケルなどのような球状活
物質粉末は粒子同志のからみ合いがほとんど無い
ため流動性が高く、平均孔径の比較的小さなフエ
ルト状電極基体にも容易に所要量の活物質を均一
に充填することができるとともに、その形状のた
め見掛密度が高く単位体積あたりの充填量を高密
度にできる。ここで、球状活物質という意味は、
顕微鏡による目視下において、球形形状として観
察される活物質である。また反面この活物質はそ
の良好な流動性のために活物質保持体から脱落し
易いという欠点があるが、上述した表面に凹凸の
ある金属繊維から構成されるフエルト状電極基体
を活物質保持体に用いることにより充分な保持力
が得られ上記欠点を解消することができる。 (ヘ) 実施例 本発明の実施例及び比較例を以下に示し説明す
る。 Γ実施例 １ 平均粒径10μの球状水酸化ニツケル85部、金属
ニツケル粉末10部、酸化コバルト５部からなる活
物質混合物に糊料を加えてペースト状とした。次
いで多孔度90％、平均孔径60μ、繊維径20μの表
面に微細な凹凸を無数に有するニツケル繊維から
構成されたフエルト状電極基体（商品名
Fibrex：National Standard 社製）に前記ペー
ストを充填し乾燥した後500ｇ／cm2でプレスして
完成極板とした。 Γ実施例 ２ 実施例１と同じ電極基体を実施例１と同じ組成
の活物質混合物からなる粉体ベツドの中に入れ、
振幅0.5mm、振動数100Hzの振動を加え活物質混合
物の充填を行なつた。次いで充填の終了した電極
基体を粉体ベツドから取り出し５％のポリテトラ
フルオロエチレン水溶液をスプレーで吹き付け乾
燥し前記活物質混合物を固定した後、500Kg／cm2
でプレスして完成極板とした。 Γ実施例 ３ 実施例１と同じ導電体に５％ポリテトラフルオ
ロエチレン水溶液を含浸した後、実施例１と同じ
組成の活物質混合物を小量ずつ上方から上記電極
基体上に落とし、摺り具により電極基体表面を摺
ることにより活物質混合物を充填した。その後乾
燥し500Kg／cm2でプレスして完成極板とした。 Γ比較例 １ 前記球状水酸化ニツケルを平均粒径10μの不定
形水酸化ニツケルに代え、また前記活物質保持体
を多孔度90％、平均孔径60μ、繊維径20μのノズ
ル引き出し法により得られたニツケル繊維から構
成されたフエルト状電極基体に代えて用い、混合
物組成や製造プロセスなどのその他の条件は実施
例１と同じで極板を作製し完成極板とした。 Γ比較例 ２ 比較例１と同じ電極基体を活物質保持体として
用い、その他の条件は実施例１と同じで極板を作
製し完成極板とした。 Γ比較例 ３ 比較例１と同じ水酸化ニツケルを活物質として
用い、その他の条件は実施例１と同じで極板を作
製し完成極板とした。 第１図及び第２図は前記実施例と比較例で使用
した球状水酸化ニツケル及び表面に微細な凹凸を
有するニツケル繊維から構成された電極基体を示
し、また第３図及び第４図に前記比較例で使用し
た不定形水酸化ニツケル及びノズル引き出し法に
より得られたニツケル繊維から構成された電極基
体を示す。 上記実施例及び比較例の極板の特性は下表及び
第５図に示すとおりである。尚、表中活物質充填
量は電極基体の空孔単位体積当り充填された活物
質量、充填時間は１セル分の極板の充填に要した
時間、活物質脱落量は活物質充填終了後から極板
完成までの間に脱落した活物質量を夫々示し、充
填量バラツキはプレス後の極板を目視により４段
階に分け均一なものから◎、〇、△、×とした。
また、第５図はこれら極板を苛性アルカリ水溶液
中で充放電を行ない活物質利用率と極板の体積効
率とを測定し、その結果を示したものである。
とするアルカリ蓄電池用電極に関する。 (ロ) 従来の技術 アルカリ蓄電池用電極、特にニツケル陽極板は
従来より主として焼結式極板が用いられており、
この焼結式極板はニツケル粉末を主成分とするス
ラリーを極板芯体に塗着後焼結して得られた多孔
性基板を活物質保持体とし、この活物質保持体の
空孔にニツケルの塩溶液を含浸し、次いでアルカ
リで水酸化物に置換することによつて製造されて
いる。これに対して特開昭59−83346号公報など
に於いて三次元網状構造を有するスポンジ状金属
多孔体を導電体及び活物質保持体として用いた電
極の製造方法が明らかにされている。この活物質
保持体に用いられるスポンジ状金属多孔体は前述
した焼結多孔体より多孔度を大きくすることがで
きるため焼結多孔体と比較して活物質の充填量が
増加し高エネルギー密度の電極を得ることがで
き、また孔径も焼結多孔体に比較して大きいため
活物質を溶解せずに粉末状態で充填でき電極の製
造が容易になる特徴を有している。反面このスポ
ンジ状金属多孔体は高価であり、機械的強度が小
さいという欠点があつた。またこうした欠点を補
うものとして特開昭56−145668号公報では活物質
保持体としてニツケル繊維を焼結してなる高多孔
度の不織布を用いた電極が提案されている。しか
しながらこの活物質保持体を用いた電極に於いて
も活物質粒子の保持力は充分ではなく、この活物
質保持力を高め充放電による脱落を防止するため
には金属繊維密度を高くする必要があり、そうす
ると今度は活物質の充填性が悪くなるという欠点
があつた。また一方これら活物質保持体に充填さ
れる活物質、たとえば水酸化ニツケルなどは平均
粒径２〜10μの不定形粒子であり、この形状が不
規則で表面の凹凸が多い不定形粒子は粒子間のか
らみ合いが強く、比較的流動性の小さいものであ
るため、活物質保持体への充填性が悪く、また充
填された活物質の均一性も低かつた。 (ハ) 発明が解決しようとする問題点 本発明は三次元網状構造導電体を活物質保持体
とする電池用電極の活物質保持能力の向上を計る
と共に活物質の充填性を改良し得るアルカリ蓄電
池用電極の製造方法を提供するものである。 (ニ) 問題点を解決するための手段 本発明のアルカリ蓄電池用電極の製造方法は、
ニツケル酸化物粉末、またはニツケル粉末と、糊
料とからなるペーストをノズルから繊維状に押し
出してフエルト状の基体を形成し、次いで、該フ
エルト状の基体を焼結して電極基体を得、次い
で、該電極基体に、顕微鏡の目視下における球形
状の水酸化ニツケルからなる活物質を充填して電
極を形成することを特徴とするものである。 (ホ) 作 用 一般的な金属繊維の製造方法は、ノズルから
引き出す、旋盤により削り出す、溶融金属を
回転している円盤上に吹き付け冷却するなどであ
る。これらの繊維の表面積は比較的小さく断面形
状が若干異なるだけであるため、活物質保持力に
大きな差を与えるものではない。しかしながら、
これらとは異なり金属酸化物粉末あるいは金属粉
末を糊料とともに混合しペースト状とし、ノズル
から繊維状にして押し出し糊料を燃焼除去した後
水素還元、焼結を行なつて金属繊維を得る方法が
ある。この方法により得られた金属繊維は表面に
微細な凹凸が無数に存在するミクロポーラスな構
造であり、このように微細な凹凸を無数に有する
導電性繊維で構成したフエルト状電極基体を活物
質保持体として用いると活物質保持力も大きくな
る。 一方、球状水酸化ニツケルなどのような球状活
物質粉末は粒子同志のからみ合いがほとんど無い
ため流動性が高く、平均孔径の比較的小さなフエ
ルト状電極基体にも容易に所要量の活物質を均一
に充填することができるとともに、その形状のた
め見掛密度が高く単位体積あたりの充填量を高密
度にできる。ここで、球状活物質という意味は、
顕微鏡による目視下において、球形形状として観
察される活物質である。また反面この活物質はそ
の良好な流動性のために活物質保持体から脱落し
易いという欠点があるが、上述した表面に凹凸の
ある金属繊維から構成されるフエルト状電極基体
を活物質保持体に用いることにより充分な保持力
が得られ上記欠点を解消することができる。 (ヘ) 実施例 本発明の実施例及び比較例を以下に示し説明す
る。 Γ実施例 １ 平均粒径10μの球状水酸化ニツケル85部、金属
ニツケル粉末10部、酸化コバルト５部からなる活
物質混合物に糊料を加えてペースト状とした。次
いで多孔度90％、平均孔径60μ、繊維径20μの表
面に微細な凹凸を無数に有するニツケル繊維から
構成されたフエルト状電極基体（商品名
Fibrex：National Standard 社製）に前記ペー
ストを充填し乾燥した後500ｇ／cm2でプレスして
完成極板とした。 Γ実施例 ２ 実施例１と同じ電極基体を実施例１と同じ組成
の活物質混合物からなる粉体ベツドの中に入れ、
振幅0.5mm、振動数100Hzの振動を加え活物質混合
物の充填を行なつた。次いで充填の終了した電極
基体を粉体ベツドから取り出し５％のポリテトラ
フルオロエチレン水溶液をスプレーで吹き付け乾
燥し前記活物質混合物を固定した後、500Kg／cm2
でプレスして完成極板とした。 Γ実施例 ３ 実施例１と同じ導電体に５％ポリテトラフルオ
ロエチレン水溶液を含浸した後、実施例１と同じ
組成の活物質混合物を小量ずつ上方から上記電極
基体上に落とし、摺り具により電極基体表面を摺
ることにより活物質混合物を充填した。その後乾
燥し500Kg／cm2でプレスして完成極板とした。 Γ比較例 １ 前記球状水酸化ニツケルを平均粒径10μの不定
形水酸化ニツケルに代え、また前記活物質保持体
を多孔度90％、平均孔径60μ、繊維径20μのノズ
ル引き出し法により得られたニツケル繊維から構
成されたフエルト状電極基体に代えて用い、混合
物組成や製造プロセスなどのその他の条件は実施
例１と同じで極板を作製し完成極板とした。 Γ比較例 ２ 比較例１と同じ電極基体を活物質保持体として
用い、その他の条件は実施例１と同じで極板を作
製し完成極板とした。 Γ比較例 ３ 比較例１と同じ水酸化ニツケルを活物質として
用い、その他の条件は実施例１と同じで極板を作
製し完成極板とした。 第１図及び第２図は前記実施例と比較例で使用
した球状水酸化ニツケル及び表面に微細な凹凸を
有するニツケル繊維から構成された電極基体を示
し、また第３図及び第４図に前記比較例で使用し
た不定形水酸化ニツケル及びノズル引き出し法に
より得られたニツケル繊維から構成された電極基
体を示す。 上記実施例及び比較例の極板の特性は下表及び
第５図に示すとおりである。尚、表中活物質充填
量は電極基体の空孔単位体積当り充填された活物
質量、充填時間は１セル分の極板の充填に要した
時間、活物質脱落量は活物質充填終了後から極板
完成までの間に脱落した活物質量を夫々示し、充
填量バラツキはプレス後の極板を目視により４段
階に分け均一なものから◎、〇、△、×とした。
また、第５図はこれら極板を苛性アルカリ水溶液
中で充放電を行ない活物質利用率と極板の体積効
率とを測定し、その結果を示したものである。
【表】
上表から本発明極板は活物質充填性、活物質保
持力、均質性に於いて優れたものであることがわ
かる。また同一の製法で作製された実施例１及び
比較例１乃至３を比べると実施例１の極板は総合
的に優れている。更に第５図から明らかなように
本発明極板は比較極板に比べ利用率及び体積効率
が共に向上していることがわかる。尚、本発明極
板が比較極板に比べ体積効率が20％以上も大きく
なつているのは同じ圧力のプレスによる加圧圧縮
性が比較極板に比べて高いためである。 (ト) 発明の効果 以上、詳述した如く、本発明のアルカリ蓄電池
用電極の製造方法は、ニツケル酸化物粉末、また
はニツケル粉末と、糊料とからなるペーストをノ
ズルから繊維状に押し出してフエルト状の基体を
形成し、次いで、該フエルト状の基体を焼結して
電極基体を得、次いで、該電極基体に、顕微鏡の
目視下における球形状の水酸化ニツケルからなる
活物質を充填して電極を形成することを特徴とす
るものであるから、活物質保持能力が向上すると
共に、活物質の充填性及び均質性に優れ、また活
物質利用率や極板の体積効率を向上させることが
できるものであり、その工業的価値は極めて大き
い。
持力、均質性に於いて優れたものであることがわ
かる。また同一の製法で作製された実施例１及び
比較例１乃至３を比べると実施例１の極板は総合
的に優れている。更に第５図から明らかなように
本発明極板は比較極板に比べ利用率及び体積効率
が共に向上していることがわかる。尚、本発明極
板が比較極板に比べ体積効率が20％以上も大きく
なつているのは同じ圧力のプレスによる加圧圧縮
性が比較極板に比べて高いためである。 (ト) 発明の効果 以上、詳述した如く、本発明のアルカリ蓄電池
用電極の製造方法は、ニツケル酸化物粉末、また
はニツケル粉末と、糊料とからなるペーストをノ
ズルから繊維状に押し出してフエルト状の基体を
形成し、次いで、該フエルト状の基体を焼結して
電極基体を得、次いで、該電極基体に、顕微鏡の
目視下における球形状の水酸化ニツケルからなる
活物質を充填して電極を形成することを特徴とす
るものであるから、活物質保持能力が向上すると
共に、活物質の充填性及び均質性に優れ、また活
物質利用率や極板の体積効率を向上させることが
できるものであり、その工業的価値は極めて大き
い。
第１図は本発明の一実施例に用いた球状水酸化
ニツケルの粒子構造を示す写真、第２図は本発明
の一実施例に用いたフエルト状電極基体の繊維形
状を示す写真、第３図は比較例に用いた不定形水
酸化ニツケルの粒子構造を示す写真、第４図は比
較例に用いたフエルト状電極基体の繊維形状を示
す写真、第５図は本発明極板と比較極板の極板特
性を示す図面である。
ニツケルの粒子構造を示す写真、第２図は本発明
の一実施例に用いたフエルト状電極基体の繊維形
状を示す写真、第３図は比較例に用いた不定形水
酸化ニツケルの粒子構造を示す写真、第４図は比
較例に用いたフエルト状電極基体の繊維形状を示
す写真、第５図は本発明極板と比較極板の極板特
性を示す図面である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ニツケル酸化物粉末、またはニツケル粉末
と、糊料とからなるペーストをノズルから繊維状
に押し出してフエルト状の基体を形成し、 次いで、該フエルト状の基体を焼結して電極基
体を得、 次いで、該電極基体に、顕微鏡の目視下におけ
る球形状の水酸化ニツケルからなる活物質を充填
して電極を形成する アルカリ蓄電池用電極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59232766A JPS61110966A (ja) | 1984-11-05 | 1984-11-05 | アルカリ蓄電池用電極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59232766A JPS61110966A (ja) | 1984-11-05 | 1984-11-05 | アルカリ蓄電池用電極の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61110966A JPS61110966A (ja) | 1986-05-29 |
| JPH0340894B2 true JPH0340894B2 (ja) | 1991-06-20 |
Family
ID=16944404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59232766A Granted JPS61110966A (ja) | 1984-11-05 | 1984-11-05 | アルカリ蓄電池用電極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61110966A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3854727T2 (de) * | 1987-03-25 | 1996-05-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Gasdichte Nickel-Hydridbatterie und Verfahren zur Herstellung. |
| JPH0724218B2 (ja) * | 1988-04-11 | 1995-03-15 | 株式会社ユアサコーポレーション | アルカリ電池用ニッケル電極及びこれを用いた電池 |
| KR101806547B1 (ko) * | 2011-04-06 | 2018-01-10 | 주식회사 제낙스 | 금속 섬유를 포함하는 전극 구조체를 갖는 전지 및 상기 전극 구조의 제조 방법 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5883764U (ja) * | 1981-12-01 | 1983-06-07 | 古河電池株式会社 | アルカリ電池用ニツケル極 |
-
1984
- 1984-11-05 JP JP59232766A patent/JPS61110966A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61110966A (ja) | 1986-05-29 |
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