JPH0417263A - Positive electrode for alkaline storage battery - Google Patents

Positive electrode for alkaline storage battery

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JPH0417263A
JPH0417263A JP2119007A JP11900790A JPH0417263A JP H0417263 A JPH0417263 A JP H0417263A JP 2119007 A JP2119007 A JP 2119007A JP 11900790 A JP11900790 A JP 11900790A JP H0417263 A JPH0417263 A JP H0417263A
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JP
Japan
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nickel
electrode
active material
conductive fiber
fiber layer
Prior art date
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Application number
JP2119007A
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Japanese (ja)
Inventor
Tatsuo Horiba
達雄 堀場
Jinichi Imahashi
甚一 今橋
Hiroyuki Sugimoto
博幸 杉本
Shigeoki Nishimura
西村 成興
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Resonac Corp
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a nickel electrode, which can discharge quickly and has a high capacity density, with simple method by forming a conductive fiber layer on the surface of a paste type nickel electrode with high density. CONSTITUTION:A layer 3 made of conductive fiber is provided on the surface of a positive electrode which consists of the active material 1 made of nickel compound and the conductive material and the binding agent. Namely, the conductive fiber layer 3 is formed on the surface of the paste type nickel electrode to form a two-dimensional conductive net work on the surface of the electrode, and electrical connection with an electrode substrate 2 near the surface of the electrode becomes well. Capacity of a battery at the time of high- rate-discharge is thereby improved efficiently, and a nickel electrode, which can discharge quickly and has a high capacity density, can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は蓄電池に係り、特にニッケルーカドミウム電池
、ニッケルー鉄電池、ニッケルー亜鉛電池、ニッケルー
水素電池などのアルカリ電解液を使用するアルカリ蓄・
電池に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to storage batteries, and particularly to alkaline storage batteries using alkaline electrolytes such as nickel-cadmium batteries, nickel-iron batteries, nickel-zinc batteries, and nickel-hydrogen batteries.
Regarding batteries.

従来の技術 アルカリ電解液を使用するアルカリ蓄電池としては、現
在ニッケルーカドミウム電池が最も多く生産されている
。この電池は、各種電気製品のポータプル化、コードレ
ス化による需要の増大が大きく市販電池の中でも、その
重要性が増大している。
BACKGROUND OF THE INVENTION Nickel-cadmium batteries are currently the most commonly produced alkaline storage batteries that use alkaline electrolytes. The importance of this battery among commercially available batteries is increasing as the demand for this battery increases as various electrical products become portable and cordless.

ニッケルーカドミウム電池は、ニッケル極、カドミウム
極と両者の間に介在するセパレータによって構成される
。従来、ニッケル極、カドミウム極とも、いわゆる焼結
式電極が用いられて来た。
A nickel-cadmium battery is composed of a nickel electrode, a cadmium electrode, and a separator interposed between the two. Conventionally, so-called sintered electrodes have been used for both nickel and cadmium electrodes.

焼結式電極は、ニッケルメッキした穿孔鋼板上に形成さ
れた多孔質ニッケル焼結体に活物質を含浸析出させるこ
とによって得られる電極である。この電極は内部抵抗が
低いとか、急速充放電が可能であるなどのすぐれた特性
を有している。しかし、焼結体の形成する直径lOμm
程度の微細孔中に活物質を均一かつ緻密に充填するには
限界があり、同一形状の電池から、より多くの放電電気
量を得たいとする高容量密度化の要求には十分に対応で
きない。そこで、活物質の占める割合がより大きくなる
方式の電極が必要となり、その要求に応じ、ペースト式
電極が提案されている。この方式は活物質粉末を集電体
に直接充填する方式であり、ニッケル焼結体を使用しな
い分だけ活物質を多く充填できることになる。この方式
は、円筒形ニッケルーカドミウム電池のカドミウム極に
は実用技術として適用されている。ペースト式カドミウ
ム極の製法としては、活物質である酸化カドミウムのス
ラリを焼結式電極基板の芯材に用いられているニッケル
メッキした穿孔鋼板上に塗着して作製する方法が一般に
用いられている。
A sintered electrode is an electrode obtained by impregnating and precipitating an active material into a porous nickel sintered body formed on a nickel-plated perforated steel plate. This electrode has excellent properties such as low internal resistance and rapid charging and discharging. However, the diameter of the sintered body formed is lOμm.
There is a limit to the ability to uniformly and densely fill the active material into the micropores of the same size, and it is not possible to fully meet the demand for higher capacity density, which is the desire to obtain more discharged electricity from batteries of the same shape. . Therefore, there is a need for an electrode in which the proportion of the active material is larger, and in response to this demand, paste-type electrodes have been proposed. This method is a method in which the active material powder is directly filled into the current collector, and since no nickel sintered body is used, more active material can be filled. This method has been applied as a practical technology to the cadmium electrodes of cylindrical nickel-cadmium batteries. A commonly used method for manufacturing paste-type cadmium electrodes is to apply a slurry of cadmium oxide, which is the active material, onto a nickel-plated perforated steel plate, which is used as the core material of the sintered electrode substrate. There is.

一方、ペースト式ニッケル極の技術では、基体に活物質
を導電剤および結着剤とともに充填するだけでは導電性
が不十分であり、その改善のための提案がなされている
。たとえば、特開昭5678072号公報、特開昭56
−84876号公報などでは、作製したペースト式ニッ
ケル極表面にニッケルメッキを施すことが提案されてい
る。
On the other hand, in the paste-type nickel electrode technology, simply filling the base with an active material together with a conductive agent and a binder does not provide sufficient conductivity, and proposals have been made to improve the conductivity. For example, JP-A-5678072, JP-A-56
JP-A-84876 and the like proposes applying nickel plating to the surface of the prepared paste-type nickel electrode.

発明が解決しようとする課題 ニッケルーカドミウム電池の生産量の増大と用途の拡大
にともない、それぞれの用途に応じ、更に高性能化が望
まれるようになった。その主なものは、高容量密度化、
急速充電化、急速放電化である。
Problems to be Solved by the Invention As the production volume and applications of nickel-cadmium batteries increase, higher performance is desired for each application. The main ones are high capacity density,
Rapid charging and rapid discharging.

本発明の目的は、高容量密度化と急速放電化が同時に可
能なアルカリ蓄電池を提供することにある。高容量密度
化にはニッケル極、カドミウム極両者の高容量密度化が
必要であるが、現状ではカドミウム極の高容量密度化の
方が先行しており、ニッケル極の高容量密度化が強く望
まれている。
An object of the present invention is to provide an alkaline storage battery that can simultaneously achieve high capacity density and rapid discharge. In order to increase the capacity density, it is necessary to increase the capacity density of both nickel electrodes and cadmium electrodes, but at present, increasing the capacity density of cadmium electrodes is ahead of the others, and increasing the capacity density of nickel electrodes is strongly desired. It is rare.

また、急速放電化のためにはニッケル極容量が電池容量
を支配しているため、同じくニッケル極の改良が必要で
ある。これらの目的に関連する従来技術を見ると、従来
の焼結式ニッケル極は急速放電特性がすぐれているが、
容量密度400〜450mAh/C♂が実用的な限界で
あり、それ以上に大幅な容量増加をこの構造に望むこと
はできない。また、発泡金属、金属繊維焼結体などを電
極基体に用い、そこへ活物質スラリを充填する従来技術
のペースト式ニッケル極の容量密度は500〜550m
Ah/dの値であり、上記焼結式よりも高容量な電池が
可能である。しかし、その急速放電特性は焼結式より低
くなる傾向があった。更にまた、−層の高容量密度化を
はかるには、電極基体を平板状の形状にして、その両面
に活物質の高密度ペーストを塗布することも可能である
が、急速放電特性は上記従来技術と同程度ないしは、さ
らに低くなる傾向があった。その改善方法として、作製
したニッケル極表面にニッケルメッキを施し導電性を向
上させることが検討されている。(特開昭56−780
72号公報、特開昭56−84876号公報)しかし、
この方法では活物質を塗布、成形した後二・ツケル極に
メツキ処理を施す工程が必要となり、工程が複雑になる
。そのため、工程が簡単になるというペースト式ニッケ
ル極の特徴が損われること、またメツキ液の成分と活物
質層の成分の接触による化学反応、吸着により活物質の
不活性化が生ずることなどの問題点がある。より簡単で
高い効果のある方法の開発が望まれる。
In addition, since nickel electrode capacity dominates battery capacity for rapid discharge, it is also necessary to improve the nickel electrode. Looking at conventional technologies related to these purposes, conventional sintered nickel electrodes have excellent rapid discharge characteristics, but
Capacity density of 400 to 450 mAh/C♂ is the practical limit, and it is not possible to expect a significant increase in capacity beyond that with this structure. In addition, the capacity density of conventional paste-type nickel electrodes that use foamed metal, metal fiber sintered bodies, etc. as electrode bases and fill them with active material slurry is 500 to 550 m2.
Ah/d value, and it is possible to produce a battery with a higher capacity than the above-mentioned sintered type. However, its rapid discharge characteristics tended to be lower than those of the sintered type. Furthermore, in order to increase the capacity density of the negative layer, it is possible to make the electrode substrate into a flat plate shape and apply a high-density paste of active material to both sides, but the rapid discharge characteristics are not as good as those of the conventional method. They tended to be at the same level as technology or even lower. As a method for improving this, it is being considered to apply nickel plating to the surface of the produced nickel electrode to improve conductivity. (Unexamined Japanese Patent Publication No. 56-780
(No. 72, Japanese Unexamined Patent Publication No. 56-84876) However,
This method requires a step of plating the two-layer electrode after applying and molding the active material, making the process complicated. As a result, the characteristic of paste-type nickel electrodes, which is a simple process, is lost, and there are other problems such as chemical reactions and adsorption caused by contact between the components of the plating solution and the components of the active material layer, resulting in inactivation of the active material. There is a point. It is desired to develop a simpler and more effective method.

問題点を解決するための手段 本発明の特徴は上記従来技術の問題点を解決するために
、高密度のペースト式ニッケル極表面に導電性繊維層を
形成し、従来よりも簡略な方法で高容量密度にして、し
かも急速放電が可能なニッケル極を得たところにある。
Means for Solving the Problems The present invention is characterized by forming a conductive fiber layer on the surface of a high-density paste-type nickel electrode in order to solve the above-mentioned problems of the prior art. We have achieved a nickel electrode that has a high capacity density and is capable of rapid discharge.

前記導電性繊維層はニッケル極表面の片側または両側に
あって、その組成は活物質層と異なっている。導電性繊
維層の厚さは厚すぎると電極自体の容量密度を低下させ
ることになる。しかし、薄すぎると導電性繊維層の作用
が不十分になる。導電性繊維の材料にもよるが実用的に
は、100μm = 10μmの厚さが好ましい。また
、導電性繊維層は電極表面に平面上に広がっているのみ
ならず、厚さ方向、すなわち活物質層内部まで、その一
部が達している構造も可能である。
The conductive fiber layer is located on one or both sides of the nickel electrode surface, and has a composition different from that of the active material layer. If the conductive fiber layer is too thick, the capacitance density of the electrode itself will be reduced. However, if it is too thin, the effect of the conductive fiber layer will be insufficient. Practically speaking, the preferred thickness is 100 μm = 10 μm, although it depends on the material of the conductive fiber. Further, the conductive fiber layer does not only extend in a plane on the electrode surface, but also has a structure in which a portion thereof reaches in the thickness direction, that is, into the active material layer.

導電性繊維層を形成する材料としては、使用条件に対し
て安定であること、つまり耐アルカリ性があって、ニッ
ケル極の作動電位領域で安定であることが必要である。
The material forming the conductive fiber layer must be stable under the conditions of use, that is, it must have alkali resistance and be stable in the operating potential range of the nickel electrode.

その物質としては、ニッケル、およびそれらを主成分と
する合金、または炭素などがある。また導電性繊維はそ
れ自体がすべて導電性材料で構成されていることを必ず
しも必要としない。たとえば、合成樹脂、セラミックス
などの誘電性物質から成る繊維の表面に導電性物質をコ
ートいた材料、誘電性物質の繊維と導電性繊維を混合し
た材料などの使用が可能である。導電性繊維層は短繊維
の集合体、あるいは連続した長繊維のいずれも可能であ
る。その繊維が不織布あるいは織布などの連続体を形成
しているものも可能である。また、導電性繊維層は導電
性繊維の他に導電性繊維を結着する結着剤を含有するこ
ともある。結着剤としては、カルボキシメチルセルロー
ス、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸ナトリウム
、メチルセルロースなどの水溶性のもの、ポリ塩化ビニ
ル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリ
スチレンなどの水に不溶性のもののいずれの使用も可能
である。
Examples of such materials include nickel, alloys containing these as main components, and carbon. Further, the conductive fiber itself does not necessarily need to be entirely composed of conductive material. For example, it is possible to use a material in which the surface of fibers made of a dielectric material such as synthetic resin or ceramics is coated with a conductive material, or a material in which dielectric fibers and conductive fibers are mixed. The conductive fiber layer can be either an aggregate of short fibers or continuous long fibers. It is also possible that the fibers form a continuous body such as non-woven fabric or woven fabric. Further, the conductive fiber layer may contain a binder for binding the conductive fibers in addition to the conductive fibers. As the binder, it is possible to use either water-soluble binders such as carboxymethyl cellulose, polyvinyl alcohol, sodium polyacrylate, and methylcellulose, or water-insoluble binders such as polyvinyl chloride, polytetrafluoroethylene, polyethylene, and polystyrene. be.

導電性繊維層を形成する方法としては、あらかじめ、繊
維単独、または結着剤とともにシート状に成形したもの
を活物質層上に重ね一体化する方法、あるいは繊維単独
、または結着剤とともに活物質層上に展開させて、形成
する方法のいずれも可能である。活物質層上に導電性繊
維層を形成する工程は電極基体に活物質ペーストを、塗
布した後のペーストが乾燥していないとき、あるいは乾
燥後のいずれでも可能であるが、活物質層との密着性を
考慮すると前者の方が好ましい。導電性繊維層を形成す
るとき、あるいはその後、必要に応じてローラプレス、
油圧プレスなどの加圧処理を施すことが望ましい。
The conductive fiber layer can be formed by forming the fiber alone or together with a binder into a sheet in advance and stacking it on the active material layer, or by forming the fiber alone or with the binder together with the active material layer. Any method of forming by spreading on a layer is possible. The process of forming a conductive fiber layer on the active material layer can be performed either when the active material paste has been applied to the electrode base and the paste has not yet dried, or after it has dried. The former is preferable in consideration of adhesion. When forming the conductive fiber layer, or after that, use a roller press, if necessary.
It is desirable to apply pressure treatment such as a hydraulic press.

作用 本発明の作用はニッケル極活物質の充放電による電気抵
抗の変化に関連している。すなわちニッケル極の充放電
反応は一般に で表わされ、充電反応生成物か10−’S/cmの電導
度を示す導電体であるのに対し、放電反応生成物が10
−”S/0mの電導度を示す絶縁体である。そのため放
電反応の進行とともにニッケル極活物質層の抵抗は増加
して行くことになる。導電ネットワークが十分に形成さ
れている焼結式ニッケル極ではこの変化の影響も小さく
急速充放電時の容量低下も小さい。
Effect The effect of the present invention is related to the change in electrical resistance due to charging and discharging of the nickel electrode active material. In other words, the charging and discharging reaction of a nickel electrode is generally expressed as: The charging reaction product is a conductor with a conductivity of 10-'S/cm, while the discharging reaction product is a conductor with a conductivity of 10-'S/cm.
- It is an insulator that exhibits a conductivity of S/0m. Therefore, the resistance of the nickel electrode active material layer increases as the discharge reaction progresses. Sintered nickel with a sufficiently formed conductive network At the pole, the effect of this change is small, and the capacity drop during rapid charging and discharging is also small.

しかし、活物質の体積占有率が高まっているペースト式
ニッケル極においてはこの変化の影響は大きく、活物質
層の導電性を向上させるために、ニッケル粉末、表面に
ニッケルメッキをしたプラスチック繊維などの導電剤を
混合させている。しかし、その導電剤の形成する導電ネ
ットワークは、焼結式ニッケル極のニッケル焼結板が形
成するものに比べ連続性が不十分であり、急速放電特性
も低下する。このようなペースト式ニッケル極の表面に
本発明になる導電性繊維層を形成すると電極の表面にお
いて二次元的な導電ネットワークが形成される。導電性
繊維層形成以前にも、活物質層表面の少なくとも一部に
おいては、添加されている導電剤により電極基体との導
電性が確保されている点があるはずであり、その点がニ
ッケル極表面において、二次元的な広がりを有する導電
性繊維層と接することになり、結果として、電極表面近
傍の電極基体との電気的接続が良好になる。このような
機構により、電極表面上への導電性繊維層の形成が実質
的な抵抗を低下させることになり、その結果、急速放電
特性が向上することになったものと考えられる。
However, this change has a large effect on paste-type nickel electrodes where the volume occupancy of the active material is increasing, and in order to improve the conductivity of the active material layer, nickel powder and plastic fibers with nickel plating on the surface are used. A conductive agent is mixed. However, the conductive network formed by the conductive agent has insufficient continuity compared to that formed by the nickel sintered plate of the sintered nickel electrode, and the rapid discharge characteristics also deteriorate. When the conductive fiber layer of the present invention is formed on the surface of such a paste-type nickel electrode, a two-dimensional conductive network is formed on the surface of the electrode. Even before the formation of the conductive fiber layer, there must be a point where conductivity with the electrode base is ensured by the added conductive agent on at least a part of the surface of the active material layer, and this point is The surface comes into contact with a two-dimensionally extending conductive fiber layer, resulting in good electrical connection with the electrode base near the electrode surface. It is thought that due to such a mechanism, the formation of the conductive fiber layer on the electrode surface reduced the substantial resistance, resulting in improved rapid discharge characteristics.

実施例 本発明を図面にもとづいて更に詳細に説明する。Example The present invention will be explained in more detail based on the drawings.

第1図は本発明の対象であるニッケルーカドミウム電池
用ペースト式ニッケル極の断面を示す図である。図にお
いて、1は活物質層、2は電極基体であり集電体を兼ね
ている。3は導電性繊維層である。第1図のa、  b
のうちbは導電性繊維層を設けない従来技術によるペー
スト式ニッケル極である。aは導電性繊維層を設けた本
発明によるニッケル極である。第2図は本発明になるニ
ッケル極(第1図a)の表面部分の拡大図である。図か
ら明らかなようにニッケル極中の導電剤5の分布により
比較的導電性の良好な部分と不十分な部分がある。これ
に導電性繊維層3を形成することにより二次元的な導電
性が確保され、導電性の不十分な部分も導電性の良好な
部分からの距離が縮まり抵抗が低下する。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a paste-type nickel electrode for a nickel-cadmium battery, which is the object of the present invention. In the figure, 1 is an active material layer, and 2 is an electrode base, which also serves as a current collector. 3 is a conductive fiber layer. Figure 1 a, b
Of these, b is a paste-type nickel electrode according to the prior art in which no conductive fiber layer is provided. a is a nickel electrode according to the present invention provided with a conductive fiber layer. FIG. 2 is an enlarged view of the surface portion of the nickel electrode (FIG. 1a) according to the present invention. As is clear from the figure, depending on the distribution of the conductive agent 5 in the nickel electrode, there are parts with relatively good conductivity and parts with poor conductivity. By forming the conductive fiber layer 3 thereon, two-dimensional conductivity is ensured, and the distance between the portions with insufficient conductivity and the portions with good conductivity is reduced, and the resistance is reduced.

実施例1 本発明を実施するために用いたペースト式ニッケル極の
製法を示す。電極基体には線径100μmの60メツシ
ユニツケル金網を用いた。その上へ活物質ペーストを塗
布した。活物質ペーストは活物質として平均粒径10μ
mの水酸化ニッケル80wt%、導電剤として、線径4
μmのニッケル繊維10wt%、添加剤として、粒径5
μmの金属コバルト粉末5wt%から成る混合粉末に水
を添加して十分に混練した後、結着剤としてポリテトラ
フルオロエチレン微粉末を5wt%添加して得られたも
のである。活物質ペースト塗布後直ちに、ニッケル繊維
不織布(線径4μm、目付量10■1ctl)をニッケ
ル極の両側に設置し、ローラプレスで加圧圧着した。そ
の後15時間風乾し、更に80°Cで3時間乾燥した。
Example 1 A method for manufacturing a paste-type nickel electrode used to carry out the present invention will be described. A 60 mesh unit wire mesh with a wire diameter of 100 μm was used as the electrode base. An active material paste was applied thereon. The active material paste has an average particle size of 10μ as an active material.
m nickel hydroxide 80wt%, as a conductive agent, wire diameter 4
μm nickel fiber 10wt%, particle size 5 as additive
It was obtained by adding water to a mixed powder consisting of 5 wt % of μm metal cobalt powder, thoroughly kneading it, and then adding 5 wt % of polytetrafluoroethylene fine powder as a binder. Immediately after applying the active material paste, nickel fiber nonwoven fabrics (wire diameter: 4 μm, basis weight: 10 cm, 1 ctl) were placed on both sides of the nickel electrode, and pressure bonded using a roller press. Thereafter, it was air-dried for 15 hours and further dried at 80°C for 3 hours.

このようにして導電性繊維層を表面に形成したニッケル
極が得られた。また、比較のために、導電性繊維層を形
成しない未処理ニッケル極を同様にして作製した。得ら
れたニッケル極の充填容量密度は導電性繊維層ありのも
ので655 mAh/a+r、なしのもので663 m
Ah/cnfであった。これらのニッケル極の放電レー
ト特性を測定した。対極には十分な量の容量を有するペ
ースト式カドミウム極を用い、ポリアミド樹脂不織布の
セパレータを介してニッケルーカドミウム電池を組立て
た。電解液には、1.6wt%の水酸化リチウム−水和
物と30wt%の水酸化カリウムを含む水溶液を用い、
室温下で充放電した。得られた結果を第3図のAに示す
。また未処理ニッケル極についても同様の測定をした。
In this way, a nickel electrode with a conductive fiber layer formed on the surface was obtained. For comparison, an untreated nickel electrode without a conductive fiber layer was similarly produced. The packing capacity density of the obtained nickel electrode was 655 mAh/a+r with the conductive fiber layer, and 663 mAh/a+r without the conductive fiber layer.
It was Ah/cnf. The discharge rate characteristics of these nickel electrodes were measured. A paste-type cadmium electrode having a sufficient capacity was used as the counter electrode, and a nickel-cadmium battery was assembled with a separator made of polyamide resin nonwoven fabric interposed therebetween. As the electrolyte, an aqueous solution containing 1.6 wt% lithium hydroxide hydrate and 30 wt% potassium hydroxide was used.
Charge and discharge was performed at room temperature. The obtained results are shown in A of FIG. Similar measurements were also made on untreated nickel electrodes.

その結果を第3図のDに示す。図より、本発明により放
電レート特性が向上しており、3CmA放電で20%以
上の利用率向上がはかられた。
The results are shown in D of FIG. As shown in the figure, the discharge rate characteristics were improved by the present invention, and the utilization rate was improved by 20% or more with 3 CmA discharge.

実施例2 ニッケルメッキをしてニッケルコーティングをした炭素
繊維を用いて導電性繊維層を形成した。
Example 2 A conductive fiber layer was formed using nickel-plated and nickel-coated carbon fibers.

炭素繊維はPAN系の炭素繊維であり線径は7μmであ
る。その上へ0.25μmの厚さのニッケル層を形成し
た。この繊維を6 mmの短繊維に切断したものを上記
実施例1と同様にして塗布したニッケル極の両面上へ均
一に分散させて導電性繊維層を形成した。導電性繊維層
の密度は片面あたり2mg/ crlであった。その後
、実施例1とすべて同一条件で処理をしてニッケル極と
した。得られたニッケル極の充填容量密度は644 m
Ah/cnfであった。
The carbon fibers are PAN-based carbon fibers and have a wire diameter of 7 μm. A 0.25 μm thick nickel layer was formed thereon. This fiber was cut into short fibers of 6 mm and uniformly dispersed on both sides of a nickel electrode coated in the same manner as in Example 1 to form a conductive fiber layer. The density of the conductive fiber layer was 2 mg/crl per side. Thereafter, the electrode was treated under the same conditions as in Example 1 to obtain a nickel electrode. The packing capacity density of the obtained nickel electrode was 644 m
It was Ah/cnf.

このニッケル極をカドミウム極と組合わせて放電レート
特性を測定した。測定方法、条件はすべて実施例1と同
じである。結果を第3図のBに示す。
The discharge rate characteristics were measured using this nickel electrode in combination with a cadmium electrode. The measurement method and conditions were all the same as in Example 1. The results are shown in Figure 3B.

図より本実施例のニッケル極も比較例より放電レート特
性が大幅に向上していることがわかる。
The figure shows that the discharge rate characteristics of the nickel electrode of this example are also significantly improved compared to the comparative example.

実施例3 炭素繊維不織布を用いて導電性繊維層を形成した。用い
た炭素繊維はPAN系材料である(東しくII)製、ト
レカマット)。導電性繊維層の密度は片面あたり2mg
/cnrとした。電極作製方法はすべて実施例Iと同じ
である。得られたニッケル極の充填容量密度は631 
mAh/cnrであった。このニッケル極の放電レート
特性を実施例1と同じ方法で測定した。結果を第3図の
Cに示す。図より本実施例のニッケル極も未処理の比較
例より放電レート特性か大幅に向上し、3CmA放電で
活物質利用率が80%に達している。
Example 3 A conductive fiber layer was formed using a carbon fiber nonwoven fabric. The carbon fiber used is a PAN-based material (manufactured by Toshiku II) (Trading Card Mat). The density of the conductive fiber layer is 2mg per side.
/cnr. All electrode preparation methods are the same as in Example I. The filling capacity density of the obtained nickel electrode was 631
It was mAh/cnr. The discharge rate characteristics of this nickel electrode were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Figure 3C. As can be seen from the figure, the discharge rate characteristics of the nickel electrode of this example are also significantly improved compared to the untreated comparative example, and the active material utilization rate reaches 80% at 3 CmA discharge.

以上の実施例において示したように、本発明になる技術
により、600 mAh/crt以上の高充填密度のペ
ースト式ニッケル極であっても、その表面に導電性繊維
層を形成することにより放電レート特性が大幅に向上し
、高容量密度にして、しかも急速放電の可能なすぐれた
ペースト式ニッケル極が可能になった。
As shown in the above embodiments, the technology of the present invention improves the discharge rate by forming a conductive fiber layer on the surface of a paste-type nickel electrode with a high packing density of 600 mAh/crt or more. The characteristics have been greatly improved, making it possible to create an excellent paste-type nickel electrode with high capacity density and rapid discharge.

また、本発明は、アルカリ性電解液を用いるアルカリ蓄
電池用ニッケル極に係わる技術であるから、ニッケルー
カドミウム電池のみならず、ニッケルー亜鉛電池、ニッ
ケルー水素電池、ニッケル−鉄電池などにも適用可能で
ある。
Furthermore, since the present invention is a technology related to nickel electrodes for alkaline storage batteries that use an alkaline electrolyte, it is applicable not only to nickel-cadmium batteries but also to nickel-zinc batteries, nickel-hydrogen batteries, nickel-iron batteries, etc. .

発明の効果 本発明によれば、ペースト式ニッケル極の表面に導電性
繊維層を形成するという、従来よりも簡略な方法で電極
表面部分と電極基体との電気的接続が改良される。その
結果、たとえば放電速度3CmAにおいて活物質利用率
が80%以上というように、高率放電時の電池の容量の
改善に効果が極めて大であり、高容量密度にして、しか
も急速放電が可能なニッケル極が得られた。また、導電
性繊維層は活物質層表面部分にだけ存在するので、活物
質充填密度に与える影響が少ない。
Effects of the Invention According to the present invention, the electrical connection between the electrode surface portion and the electrode base is improved by forming a conductive fiber layer on the surface of a paste-type nickel electrode, which is simpler than the conventional method. As a result, the active material utilization rate is over 80% at a discharge rate of 3 CmA, which is extremely effective in improving battery capacity during high-rate discharge, and enables high capacity density and rapid discharge. A nickel electrode was obtained. Furthermore, since the conductive fiber layer exists only on the surface of the active material layer, it has little effect on the active material packing density.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図aは本発明の実施例である表面に導電性繊維層を
形成したニッケル極の断面図、第1図すは公知例である
ペースト式ニッケル極の断面図、第2図は本発明の実施
例である表面に導電性繊維層を形成したニッケル極の表
面部分の拡大断面図、第3図は本発明の実施例及び比較
例のニッケル極の放電速度と活物質利用率との関係特性
曲線図である。 ■・・・活物質層、2・・・電極基体、3・・・導電性
繊維層、4・・・活物質、5・・・導電剤、A・・・実
施例1の電極、B・・・実施例2の電極、C・・・実施
例3の電極代理人 弁理士 若 林 邦 彦 第1図 第2図 、3 放電速度(C□A) A、B、C:本発明電極
Fig. 1a is a cross-sectional view of a nickel electrode with a conductive fiber layer formed on its surface, which is an embodiment of the present invention, Fig. 1 is a cross-sectional view of a paste-type nickel electrode which is a known example, and Fig. 2 is a cross-sectional view of a paste-type nickel electrode according to the present invention. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the surface portion of a nickel electrode with a conductive fiber layer formed on the surface, which is an example of the present invention. FIG. It is a characteristic curve diagram. ■... Active material layer, 2... Electrode base, 3... Conductive fiber layer, 4... Active material, 5... Conductive agent, A... Electrode of Example 1, B... ... Electrode of Example 2, C ... Electrode of Example 3 Patent attorney Kunihiko Wakabayashi Figure 1 Figure 2, 3 Discharge rate (C□A) A, B, C: Electrode of the present invention

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、水酸化ニッケル、オキシ水酸化ニッケルなどのニッ
ケル化合物からなる活物質と導電材および結着剤などか
ら成る正極と、カドミウム、鉄、亜鉛、水素などを活物
質とする負極と、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、
水酸化カリウムなどを電解質とするアルカリ電解液を用
いるアルカリ蓄電池において、該正極の表面に導電性繊
維から成る層を有することを特徴とするアルカリ蓄電池
用正極板。 2、導電性繊維層が、ニッケル、炭素または、それらに
よって被覆された繊維状物質から成る層を電極上に形成
する請求項第1項に記載のアルカリ蓄電池用正極板。
[Claims] 1. An active material made of a nickel compound such as nickel hydroxide or nickel oxyhydroxide, a positive electrode made of a conductive material, a binder, etc., and an active material made of cadmium, iron, zinc, hydrogen, etc. negative electrode, lithium hydroxide, sodium hydroxide,
1. A positive electrode plate for an alkaline storage battery using an alkaline electrolyte containing potassium hydroxide or the like as an electrolyte, the positive electrode plate having a layer made of conductive fibers on the surface of the positive electrode. 2. The positive electrode plate for an alkaline storage battery according to claim 1, wherein the conductive fiber layer forms a layer made of nickel, carbon, or a fibrous material coated with these on the electrode.
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