JPH0456066A - 密閉形ニッケル・カドミウム蓄電池用電極 - Google Patents
密閉形ニッケル・カドミウム蓄電池用電極Info
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- JPH0456066A JPH0456066A JP2164766A JP16476690A JPH0456066A JP H0456066 A JPH0456066 A JP H0456066A JP 2164766 A JP2164766 A JP 2164766A JP 16476690 A JP16476690 A JP 16476690A JP H0456066 A JPH0456066 A JP H0456066A
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- electrode
- active material
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- nickel
- electrodes
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- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
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- H01M6/06—Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid
- H01M6/10—Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid with wound or folded electrodes
-
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- 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)
- Secondary Cells (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は密閉形ニッケル・カドミウム蓄電池およびその
電極に関するものである。
電極に関するものである。
従来の技術
ニッケル・カドミウム蓄電池の電極にはポケット式、焼
結式、ペースト式と呼ばれるものがある。
結式、ペースト式と呼ばれるものがある。
ポケット式は開孔を有するニッケルに板あるいは鉄にニ
ッケルメッキを施こした板でポケットを作り該ポケット
中へ活物質、導入材等を入れ電極としたものである。該
電極は、一般に開放形ニッケル・カドミウム蓄電池に用
いられている。焼結式は粉末状のニッケルを焼結するこ
とにより多孔体とし、その中へ化学的あるいは電気化学
的に活物質を充填することにより得られる電極である。
ッケルメッキを施こした板でポケットを作り該ポケット
中へ活物質、導入材等を入れ電極としたものである。該
電極は、一般に開放形ニッケル・カドミウム蓄電池に用
いられている。焼結式は粉末状のニッケルを焼結するこ
とにより多孔体とし、その中へ化学的あるいは電気化学
的に活物質を充填することにより得られる電極である。
ペースト式はニッケルあるいはニッケルメッキした鉄の
パンチングメタルに活物質、導電材等のペーストを塗布
、乾燥することにより得られる電極である。密閉形ニッ
ケル・カドミウム蓄電池に用いられる電極は焼結式ある
いはペースト式である。
パンチングメタルに活物質、導電材等のペーストを塗布
、乾燥することにより得られる電極である。密閉形ニッ
ケル・カドミウム蓄電池に用いられる電極は焼結式ある
いはペースト式である。
約６０％しか活物質を充填できない。そのため、活物質
充填密度を高くすることが難かしい。ペースト式電極は
活物質、導電材等のペーストを塗着、乾燥した電極であ
るから、焼結式電極のような充填できない空隙をほとん
どなくすことかでき、高充填密度の電極を得ることがで
きる。しかし、ペースト式電極は、焼結式電極に比べて
活物質強度が弱いため、活物質の脱落が多いという問題
点がある。これを解決する手段としてはセパレータの厚
さを厚くすればよいのであるが、電池缶の中に充填でき
る電極の体積が少なくなってしまい、ペースト式による
高充填密度代が充分撲揮できているとはいえない。
充填密度を高くすることが難かしい。ペースト式電極は
活物質、導電材等のペーストを塗着、乾燥した電極であ
るから、焼結式電極のような充填できない空隙をほとん
どなくすことかでき、高充填密度の電極を得ることがで
きる。しかし、ペースト式電極は、焼結式電極に比べて
活物質強度が弱いため、活物質の脱落が多いという問題
点がある。これを解決する手段としてはセパレータの厚
さを厚くすればよいのであるが、電池缶の中に充填でき
る電極の体積が少なくなってしまい、ペースト式による
高充填密度代が充分撲揮できているとはいえない。
課題を解決するための手段
本発明は上記の点に鑑み、活物質、導電材等の層の両側
にシート状の集電体を配置するものであり、活物質の脱
落がほとんど生じない高充填密度の電極を得ることがで
きる。
にシート状の集電体を配置するものであり、活物質の脱
落がほとんど生じない高充填密度の電極を得ることがで
きる。
一方、ニッケル電極、カドミウム電極での充放電反応は
次の（１）式および（２）式に示したとおりで、充放電
に伴ない電極への水酸イオンの出入りがあＣｄ（ＯＨ）
＋＋ｅ−＋−→Ｃｄ＋２０Ｈ（２１このため、完全なシ
ート状の集電体ではなく、電解液が活物質層に出入りで
きる穴がおいていなければならない。特に電解液が集電
体の穴から活物質層に入り、充放電中に拡散するため、
集電体の開孔率が５０〜６０％であることが望ましい。
次の（１）式および（２）式に示したとおりで、充放電
に伴ない電極への水酸イオンの出入りがあＣｄ（ＯＨ）
＋＋ｅ−＋−→Ｃｄ＋２０Ｈ（２１このため、完全なシ
ート状の集電体ではなく、電解液が活物質層に出入りで
きる穴がおいていなければならない。特に電解液が集電
体の穴から活物質層に入り、充放電中に拡散するため、
集電体の開孔率が５０〜６０％であることが望ましい。
また、集電体の穴の大きさは、活物質層の充電特性から
１鰭以下であることが望ましい。さらに活物質層と集電
体の密着性をよくするために、集電体の活物質側の面を
凹凸処理することにより、高率放電性能を向上させるこ
とができる。
１鰭以下であることが望ましい。さらに活物質層と集電
体の密着性をよくするために、集電体の活物質側の面を
凹凸処理することにより、高率放電性能を向上させるこ
とができる。
また捲回式電極では、捲回時に一方の集電体に応力がか
かるため、発泡メタルやフェルトのようなある程度柔軟
性のある集電体を用いるとよい。
かるため、発泡メタルやフェルトのようなある程度柔軟
性のある集電体を用いるとよい。
作用
活物質の脱落が生じないような電極強度を有しかつ高充
填密度の電極を得ることができる。
填密度の電極を得ることができる。
実施例
実施例１
従来の製法で作製した焼結式カドミウム電極およびペー
スト式カドミウム電極と本発明によるカドミウム電極の
活物質の充填密度を比較した結果をｍ １１；、に示す
。ここで、従来のペースト式カドミウム電極の活物質組
成と本発明によるカドミウム電極の活物質組成は同一で
ある。この結果、本発明によるカドミウム電極はペース
ト式カドミウム電極と同等の充填密度の電極を得ること
ができた。活物質の脱落は５ｏｒｎＩの高さより落下さ
せ、その脱落量を測定した。その結果を第２表に示す。
スト式カドミウム電極と本発明によるカドミウム電極の
活物質の充填密度を比較した結果をｍ １１；、に示す
。ここで、従来のペースト式カドミウム電極の活物質組
成と本発明によるカドミウム電極の活物質組成は同一で
ある。この結果、本発明によるカドミウム電極はペース
ト式カドミウム電極と同等の充填密度の電極を得ること
ができた。活物質の脱落は５ｏｒｎＩの高さより落下さ
せ、その脱落量を測定した。その結果を第２表に示す。
本発明によるカドミウム電極はペースト式カドミウム電
極の脱落量に比べて約１７５であり、表面が集電体で覆
われている効果が顕著に現われている。
極の脱落量に比べて約１７５であり、表面が集電体で覆
われている効果が顕著に現われている。
第 １ 表
第 ２ 表
実施例２
集電体の開孔率について比較した結果を第１図に示す。
開孔率が５０％と６０％ではＱ、２ｃｍＡ放電に対する
３ ｃｍＡの放電容量の比率が約８０％であるが、開孔
率が６５％．４０％ではその比率が約７０％まで低下し
てしまう。この原因としては、開孔率４０％では電解液
の抗散が防害されるためであり、開孔率６５％では、集
電体の導電度が低下するためと思われる。
３ ｃｍＡの放電容量の比率が約８０％であるが、開孔
率が６５％．４０％ではその比率が約７０％まで低下し
てしまう。この原因としては、開孔率４０％では電解液
の抗散が防害されるためであり、開孔率６５％では、集
電体の導電度が低下するためと思われる。
実施例３
集電体の開孔径について検討した。第２図に集電体の開
孔径と］ ｃｍＡ で９０分充電したときの電池内圧
の関係を示す。開孔径が１ｗ以下のときに内圧が４〜６
Ｋｆ／ｍであるのに対し、１．３ｗＪＪ上では、内圧が
１０Ｋｆ／−以上になってしまう。
孔径と］ ｃｍＡ で９０分充電したときの電池内圧
の関係を示す。開孔径が１ｗ以下のときに内圧が４〜６
Ｋｆ／ｍであるのに対し、１．３ｗＪＪ上では、内圧が
１０Ｋｆ／−以上になってしまう。
これは第３図に示すように充電が進むにつれ、集電体１
０開孔径が１ｍ以下では開孔部にも金属カドミウム２°
が生成しはじめるためと思われる。
０開孔径が１ｍ以下では開孔部にも金属カドミウム２°
が生成しはじめるためと思われる。
第３図におけるＡは開孔径が１．３ｍの場合であり、Ｂ
は開孔径が１．Ｏｍの場合である 実施例４ 開孔率５０％開孔径１閣の集電体に凹凸処理をした電極
を用いて、０，２ｃｍＡ 放電容量に対する３ｃｎ］Ａ
の放電容量の比率を比較した。その結果も第４図に示す
。なお、０，２ｃｍＡ放電容量は凹凸の処理による違い
はなかった。突起の作り方は１０μｍの突起がメツキで
処理、２０μｍと４゜μｍの突起かニッケル粉末をふり
かけて焼結する方法、１００μｍの突起が溶射である。
は開孔径が１．Ｏｍの場合である 実施例４ 開孔率５０％開孔径１閣の集電体に凹凸処理をした電極
を用いて、０，２ｃｍＡ 放電容量に対する３ｃｎ］Ａ
の放電容量の比率を比較した。その結果も第４図に示す
。なお、０，２ｃｍＡ放電容量は凹凸の処理による違い
はなかった。突起の作り方は１０μｍの突起がメツキで
処理、２０μｍと４゜μｍの突起かニッケル粉末をふり
かけて焼結する方法、１００μｍの突起が溶射である。
７ｉ￥電容量の比率は凹凸処理が１０ｚｔｍ以下では約
８０％であるのに対して、２０μｍ以上では８６〜８８
％と改良されている。この理由としては活物質と集電体
の密着性が向上するためと考えられる。
８０％であるのに対して、２０μｍ以上では８６〜８８
％と改良されている。この理由としては活物質と集電体
の密着性が向上するためと考えられる。
実施例５
本兄明による電極をフラット形電池で用いる場合は、活
物質の両側に同じ集電体を用いても何ら問題はなし）が
、これを円筒形電池にする場合には、捲回時に活物質と
芯材間に応力かかかり、剥離しやすいという欠点がある
。第３表に、捲回捲き戻し時の活物質量を示す。
物質の両側に同じ集電体を用いても何ら問題はなし）が
、これを円筒形電池にする場合には、捲回時に活物質と
芯材間に応力かかかり、剥離しやすいという欠点がある
。第３表に、捲回捲き戻し時の活物質量を示す。
第 ３ 表
上記第３表から分かるように、多孔板に凹凸処理を施こ
したものでも効果はあるが、活物質の脱落量は１０〜２
０％で実用には耐えない。また集電体の一方に応力を吸
収しゃすいフェルトや発泡メタルを用いた場合には、活
物質脱落量が数％以下であり、捲回式電池には集電体の
一方にフェルトや発泡メタルを用いる方式が有効である
ことを示している。
したものでも効果はあるが、活物質の脱落量は１０〜２
０％で実用には耐えない。また集電体の一方に応力を吸
収しゃすいフェルトや発泡メタルを用いた場合には、活
物質脱落量が数％以下であり、捲回式電池には集電体の
一方にフェルトや発泡メタルを用いる方式が有効である
ことを示している。
発明の効果
上述のように本発明によれば、活物質の充填密度を低下
させずに、強度の大きい電極を得ることができるととも
に、集電体の開孔、凹凸等の処理を行なうことにより、
充放電特性の改良を図ることができる等工業的価値基だ
大なるものである。
させずに、強度の大きい電極を得ることができるととも
に、集電体の開孔、凹凸等の処理を行なうことにより、
充放電特性の改良を図ることができる等工業的価値基だ
大なるものである。
４、 １ＮＩｉｌの簡単な説明
第１図は集電体の開孔率とＱ、２ｃｍＡ放電容量に対す
る３ｃｍＡ放電容Ｉ比との関係を示す曲線図、第２図は
集電体の開孔径とｌ ｃｍＡで９０分充電したときの電
池内圧の関係を示す曲線図、第３図は開孔径の相違によ
る充電の入り方の相違を示す模式図にして、Ａは開孔径
が１．３■、Ｂは開孔径が１．０ ｍｍの場合を示して
いる、第４凶は集電体の突起の大きさと０２０ｍＡ放電
容１に対する３ｃｍＡ放電容量比との関係を示す曲線図
である。
る３ｃｍＡ放電容Ｉ比との関係を示す曲線図、第２図は
集電体の開孔径とｌ ｃｍＡで９０分充電したときの電
池内圧の関係を示す曲線図、第３図は開孔径の相違によ
る充電の入り方の相違を示す模式図にして、Ａは開孔径
が１．３■、Ｂは開孔径が１．０ ｍｍの場合を示して
いる、第４凶は集電体の突起の大きさと０２０ｍＡ放電
容１に対する３ｃｍＡ放電容量比との関係を示す曲線図
である。
Claims (4)
- （１）活物質層の両側に集電体が配置された密閉形ニッ
ケル・カドミウム蓄電池用電極において、集電体の開孔
率が５０〜６０％で、開孔径が１ｍｍ以下であることを
特徴とする密閉形ニッケル・カドミウム蓄電池用電極。 - （２）集電体の活物質層面に突起が形成されていること
を特徴とする上記第１項記載の密閉形ニッケル・カドミ
ウム蓄電池用電極。 - （３）集電体の活物質層面の突起の大きさが２０〜１０
０μｍであることを特徴とする上記第２項記載の密閉形
ニッケル・カドミウム蓄電池用電極。 - （４）捲回群の一方の集電体は活物質層面に突起が形成
され他方の集電体は発泡ニッケルあるいはニッケルフェ
ルトよりなることを特徴とする密閉形ニッケル・カドミ
ウム蓄電池用電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2164766A JPH0456066A (ja) | 1990-06-22 | 1990-06-22 | 密閉形ニッケル・カドミウム蓄電池用電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2164766A JPH0456066A (ja) | 1990-06-22 | 1990-06-22 | 密閉形ニッケル・カドミウム蓄電池用電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0456066A true JPH0456066A (ja) | 1992-02-24 |
Family
ID=15799524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2164766A Pending JPH0456066A (ja) | 1990-06-22 | 1990-06-22 | 密閉形ニッケル・カドミウム蓄電池用電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0456066A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6831130B2 (en) | 2000-05-24 | 2004-12-14 | Kaneka Corporation | Composition of crosslinkable polyether, crosslinkable vinyl polymer and compatibilizer |
| JP2016213194A (ja) * | 2011-12-21 | 2016-12-15 | ザ・スウォッチ・グループ・リサーチ・アンド・ディベロップメント・リミテッド | アモルファス金属製電流コレクターを有するデバイス |
-
1990
- 1990-06-22 JP JP2164766A patent/JPH0456066A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6831130B2 (en) | 2000-05-24 | 2004-12-14 | Kaneka Corporation | Composition of crosslinkable polyether, crosslinkable vinyl polymer and compatibilizer |
| JP2016213194A (ja) * | 2011-12-21 | 2016-12-15 | ザ・スウォッチ・グループ・リサーチ・アンド・ディベロップメント・リミテッド | アモルファス金属製電流コレクターを有するデバイス |
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