JPH0482164A - 電池用電極板 - Google Patents
電池用電極板Info
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- JPH0482164A JPH0482164A JP2196578A JP19657890A JPH0482164A JP H0482164 A JPH0482164 A JP H0482164A JP 2196578 A JP2196578 A JP 2196578A JP 19657890 A JP19657890 A JP 19657890A JP H0482164 A JPH0482164 A JP H0482164A
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- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 19
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Classifications
-
- 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
- H01M4/808—Foamed, spongy materials
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (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】
（イ）産業上の利用分野
本発明は、三次元的に連続した構造を有するスポンジ状
金属多孔体を基板とし、その多孔部に活物質を充填した
電極板に関するものである。
金属多孔体を基板とし、その多孔部に活物質を充填した
電極板に関するものである。
（ロ）従来の技術
従来、密閉型ニッケルーカドミウム電池等のニッケル極
板は、一般に焼結式の電極板が広く用いられてきた。こ
の焼結式電極板は、ニッケル粉末を還元雰囲気中で焼結
して得た多孔度７５〜８０％の基板を用いる。さらに、
この基板をニッケル塩水溶液に浸漬した後、アルカリ水
溶液で処理することによりニッケル塩を活物質化して焼
結式電極板を得るものであった。この方法で得られた焼
結式電極板は、機械的強度が強く、高率放電特性に優れ
、長寿命であるという特徴を持っている。
板は、一般に焼結式の電極板が広く用いられてきた。こ
の焼結式電極板は、ニッケル粉末を還元雰囲気中で焼結
して得た多孔度７５〜８０％の基板を用いる。さらに、
この基板をニッケル塩水溶液に浸漬した後、アルカリ水
溶液で処理することによりニッケル塩を活物質化して焼
結式電極板を得るものであった。この方法で得られた焼
結式電極板は、機械的強度が強く、高率放電特性に優れ
、長寿命であるという特徴を持っている。
しかし、焼結式電極板は多孔部の孔径が小さいため、所
定量の活物質を充填する場合、含浸回数を多くしなけれ
ばならない。従って製造工程が煩雑となりコストが高く
なるという欠点があった。
定量の活物質を充填する場合、含浸回数を多くしなけれ
ばならない。従って製造工程が煩雑となりコストが高く
なるという欠点があった。
このような欠点を解決するために、連続的に三次元構造
を有するスポンジ状金属多孔体を基板に用いる方法が提
案されている。このスポンジ状金属多孔体は、焼結基板
と比較して孔径が大きいため活物質をペースト状にして
直接充填することができ、工程が簡易化できる。又、多
孔度も９５％以上と焼結式電極板に比して高いため、活
物質を多量に充填でき高容量化をはかることができる。
を有するスポンジ状金属多孔体を基板に用いる方法が提
案されている。このスポンジ状金属多孔体は、焼結基板
と比較して孔径が大きいため活物質をペースト状にして
直接充填することができ、工程が簡易化できる。又、多
孔度も９５％以上と焼結式電極板に比して高いため、活
物質を多量に充填でき高容量化をはかることができる。
特開昭５６−１０２０７６号公報では、スポンジ状金属
シートを基板として用い、このシートの表面付近の格子
径を内部の格子径より太くすることにより１表面付近及
び中心部とも同じ格子径のシートを用いた場合より、高
密度に活物質を充填できることが提案されている。
シートを基板として用い、このシートの表面付近の格子
径を内部の格子径より太くすることにより１表面付近及
び中心部とも同じ格子径のシートを用いた場合より、高
密度に活物質を充填できることが提案されている。
しかしながら、」−記スポンジ状金属シートに活物質を
充填して得られる電極板は、表面付近は格子径が太く多
孔度も低いので活物質が充填しにくい。又、円筒形の密
閉型ニッケルーカドミウム電池のように渦巻状に持回し
て用いるときには、高多孔度である反面骨格が細いため
強度が弱く持回の際に破断することがある。又、完全に
破断しなくても金属骨格に深い亀裂が入っている場合が
多く、電導性が低下し、特に高率放電時に劣化が大きく
なる。
充填して得られる電極板は、表面付近は格子径が太く多
孔度も低いので活物質が充填しにくい。又、円筒形の密
閉型ニッケルーカドミウム電池のように渦巻状に持回し
て用いるときには、高多孔度である反面骨格が細いため
強度が弱く持回の際に破断することがある。又、完全に
破断しなくても金属骨格に深い亀裂が入っている場合が
多く、電導性が低下し、特に高率放電時に劣化が大きく
なる。
この欠点を解決するために、特開昭５９−２０７５６０
号公報では、スポンジ状金属多孔体に活物質を充填した
後、プレスによって電池構成時捲回する方向に対して直
角なＪｊ向に適当な間隔ですし目を形成し、極板の切断
を防止する方法が提案されている。
号公報では、スポンジ状金属多孔体に活物質を充填した
後、プレスによって電池構成時捲回する方向に対して直
角なＪｊ向に適当な間隔ですし目を形成し、極板の切断
を防止する方法が提案されている。
しかしながら、上記のようにプレスによりすじ目を形成
させる方法では、すし目部分の溝の体積が活用されない
。従って、電極のエネルギー密度が低下してしまう。又
、工程設備的にも煩雑となる。
させる方法では、すし目部分の溝の体積が活用されない
。従って、電極のエネルギー密度が低下してしまう。又
、工程設備的にも煩雑となる。
（ハ）発明が解決しようとする課題
本発明は、スポンジ状金属多孔体を基板とし、渦巻き状
に持回する際に基板の破断及び電池性能の低下を防止し
得る電極板を提供しようとするものである。
に持回する際に基板の破断及び電池性能の低下を防止し
得る電極板を提供しようとするものである。
（ニ）課題を解決するための手段
本発明の電極板は、三次元的に連続した構造を有し、ス
ポンジ状金属多孔体を基板とし、その多孔部に活物質を
充填した電極板において、前記基板として金属骨格を厚
み方向に対して段階的に太くしたスポンジ状金属多孔体
を用い、且つ渦巻電極体構成時に前記基板の金属骨格の
太い方が外周側に位置するものである。
ポンジ状金属多孔体を基板とし、その多孔部に活物質を
充填した電極板において、前記基板として金属骨格を厚
み方向に対して段階的に太くしたスポンジ状金属多孔体
を用い、且つ渦巻電極体構成時に前記基板の金属骨格の
太い方が外周側に位置するものである。
（ホ）作用
基板の厚み方向に骨格の太さが均一なスポンジ状金属多
孔体を基板とした極板を、実際に持回し観察してみると
、破断及び亀裂が入っている。しかも、掻回した極板の
外側の面で破断及び亀裂が多数見られる。これは巻き取
りの際に、巻き芯に近い面（内側）より遠い面（外側）
の方が、極板に対して引っ張り応力が強くなるため上記
のような現象が発生する。
孔体を基板とした極板を、実際に持回し観察してみると
、破断及び亀裂が入っている。しかも、掻回した極板の
外側の面で破断及び亀裂が多数見られる。これは巻き取
りの際に、巻き芯に近い面（内側）より遠い面（外側）
の方が、極板に対して引っ張り応力が強くなるため上記
のような現象が発生する。
これを防止するには、全体的に骨格を太くすれば良いが
、これでは多孔部の孔径が小さくなり、活物質の充填量
が減少するので極板のエネルギー密度が低下してしまう
。
、これでは多孔部の孔径が小さくなり、活物質の充填量
が減少するので極板のエネルギー密度が低下してしまう
。
しかし、本発明の構成によると、破断し易い外側の金属
骨格が太いため極板の破断が防止される。
骨格が太いため極板の破断が防止される。
さらに、本発明では、金属骨格が一部太くなり電極板に
対する基板の占める体積も僅かに増加するため、活物質
充填量も若干少なくなるが、反対方向の金属骨格が細く
、多孔度の高い方からは活物質の充填は容易である。電
池としては、極板の破１祈及び亀裂の発生による放電容
量の低下がなくなるので、むしろ放電容量は増大する。
対する基板の占める体積も僅かに増加するため、活物質
充填量も若干少なくなるが、反対方向の金属骨格が細く
、多孔度の高い方からは活物質の充填は容易である。電
池としては、極板の破１祈及び亀裂の発生による放電容
量の低下がなくなるので、むしろ放電容量は増大する。
又、本発明は、極板厚みが厚くなる程効果はより大きい
ものとなる。
ものとなる。
（へ）実施例
発泡状ウレタン間脂に、グラファイト粉末を有機糊料に
分散させた導電塗料を塗着することにより、発泡状ウレ
タン樹脂に導電性を与えた。次に、この導電性を有する
発泡状ウレタン樹脂をニッケルメッキ浴を用いて、金属
ニッケル被膜を電着させた。この電着時に対極であるニ
ッケル極板を発泡状ウレタン樹脂の片面だけに配し、故
意に発泡状ウレタン樹脂の厚み方向に対して電流密度を
段階的に減少（増加）させることにより、ニッケル被膜
の厚みを段階的に変化させ基板ａを作成した。比較基板
として、ニッケル被膜の厚みを１０μｍで均一にメツキ
した基板すを作成した。
分散させた導電塗料を塗着することにより、発泡状ウレ
タン樹脂に導電性を与えた。次に、この導電性を有する
発泡状ウレタン樹脂をニッケルメッキ浴を用いて、金属
ニッケル被膜を電着させた。この電着時に対極であるニ
ッケル極板を発泡状ウレタン樹脂の片面だけに配し、故
意に発泡状ウレタン樹脂の厚み方向に対して電流密度を
段階的に減少（増加）させることにより、ニッケル被膜
の厚みを段階的に変化させ基板ａを作成した。比較基板
として、ニッケル被膜の厚みを１０μｍで均一にメツキ
した基板すを作成した。
次に、Ｎ ｉ （ＯＨ）、 ９０重量％、金属Ｃｏ １
０重量％を混合した活物質粉末に対し５０重量％の水な
らびに少量の糊、テフロンを加え均一になるように撹拌
を行いペースト状とし、上記基板ａ、ｂに充填し、乾燥
を行いローラプレスにより圧延し完成極板とした。基板
ａ、ｂの目付ならびに活物質量は同等である。
０重量％を混合した活物質粉末に対し５０重量％の水な
らびに少量の糊、テフロンを加え均一になるように撹拌
を行いペースト状とし、上記基板ａ、ｂに充填し、乾燥
を行いローラプレスにより圧延し完成極板とした。基板
ａ、ｂの目付ならびに活物質量は同等である。
次に基板ａを用いた極板と、カドミウム陰極板及びセパ
レーターを組み合わせ、基板ａを用いた極板の太い方の
骨格が巻芯に対して外側になるように持回し、公称容量
６５０ｍＡ／ｆｌの本発明電池（Ａ）を作成した。
レーターを組み合わせ、基板ａを用いた極板の太い方の
骨格が巻芯に対して外側になるように持回し、公称容量
６５０ｍＡ／ｆｌの本発明電池（Ａ）を作成した。
同様に基板すを用いる以外は、」１記と同一条件で比較
電池（Ｂ）を作成した。
電池（Ｂ）を作成した。
これらの本発明電池（Ａ）及び比較電池（Ｂ）の内部抵
抗を各々５００個測定して、ショート発生率の結果を表
１に示す。
抗を各々５００個測定して、ショート発生率の結果を表
１に示す。
表 １
次に本発明電池（Ａ）と比較電池（Ｂ）を０．ＩＣ（６
５ｍＡ）の電流で１６時間充電した後、Ｉ Ｃ（６５０
ｍＡ）、４Ｃ（２６００ｍＡ）の電流で放電したときの
電池容量を表２に示す。
５ｍＡ）の電流で１６時間充電した後、Ｉ Ｃ（６５０
ｍＡ）、４Ｃ（２６００ｍＡ）の電流で放電したときの
電池容量を表２に示す。
表 ２
表１．２より本発明電池は、比較電池に比して、極板持
回時の金属骨格の破断によるショート発生率が低下し、
且つ亀裂等による導電性の低下もなく、高率放電時の劣
化も小さいことがわかる。
回時の金属骨格の破断によるショート発生率が低下し、
且つ亀裂等による導電性の低下もなく、高率放電時の劣
化も小さいことがわかる。
（ト）発明の効果
上述した如く、本発明の電極板によれば、基板の破断が
抑制され、且つ亀裂等による導電性の低下もなく、電池
性能の劣化も防止できるものでありその工業的価値は極
めて大である。
抑制され、且つ亀裂等による導電性の低下もなく、電池
性能の劣化も防止できるものでありその工業的価値は極
めて大である。
Claims (1)
- （１）三次元的に連続した構造を有するスポンジ状金属
多孔体を基板とし、その多孔部に活物質を充填した電極
板において、前記基板として金属骨格を厚み方向に対し
て段階的に太くしたスポンジ状金属多孔体を用い、且つ
渦巻電極体構成時に前記基板の金属骨格の太い方が外周
側に位置することを特徴とする電池用電極板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2196578A JPH0482164A (ja) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | 電池用電極板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2196578A JPH0482164A (ja) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | 電池用電極板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0482164A true JPH0482164A (ja) | 1992-03-16 |
Family
ID=16360076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2196578A Pending JPH0482164A (ja) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | 電池用電極板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0482164A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007265670A (ja) * | 2006-03-27 | 2007-10-11 | Panasonic Ev Energy Co Ltd | 電池 |
| JP2010212244A (ja) * | 2005-01-14 | 2010-09-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 集電体、電池用電極基板及びそれらの製造方法 |
-
1990
- 1990-07-24 JP JP2196578A patent/JPH0482164A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010212244A (ja) * | 2005-01-14 | 2010-09-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 集電体、電池用電極基板及びそれらの製造方法 |
| JP2007265670A (ja) * | 2006-03-27 | 2007-10-11 | Panasonic Ev Energy Co Ltd | 電池 |
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