JPH06251771A - 電極基体の製造法 - Google Patents
電極基体の製造法Info
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- JPH06251771A JPH06251771A JP5037138A JP3713893A JPH06251771A JP H06251771 A JPH06251771 A JP H06251771A JP 5037138 A JP5037138 A JP 5037138A JP 3713893 A JP3713893 A JP 3713893A JP H06251771 A JPH06251771 A JP H06251771A
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- electrode substrate
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
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- H—ELECTRICITY
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- 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
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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
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】発泡金属からなる三次元多孔質構造の金属基体
の集電端子部分に金属箔を一体化して、当該部分の強度
および集電性を向上させる。 【構成】発泡樹脂基体として連続気泡の板状発泡ウレタ
ンを用い、その片面に厚さ５０μｍの金属箔（ニッケル
箔）を当接し、金属箔および発泡樹脂基体の骨格の全表
面にニッケルメッキを行なう。これを加熱して発泡樹脂
基体を焼失させると、金属箔と発泡金属が一体化された
電極基体となる。集電端子部分の発泡金属をローラでプ
レスして無地部とし、厚み調整のために電極基体全体を
プレスする。この電極基体を用いた極板は、集電端子部
分１の片面に金属箔２が一体化されており、金属箔２は
極板本体３の一部にまで伸びている
の集電端子部分に金属箔を一体化して、当該部分の強度
および集電性を向上させる。 【構成】発泡樹脂基体として連続気泡の板状発泡ウレタ
ンを用い、その片面に厚さ５０μｍの金属箔（ニッケル
箔）を当接し、金属箔および発泡樹脂基体の骨格の全表
面にニッケルメッキを行なう。これを加熱して発泡樹脂
基体を焼失させると、金属箔と発泡金属が一体化された
電極基体となる。集電端子部分の発泡金属をローラでプ
レスして無地部とし、厚み調整のために電極基体全体を
プレスする。この電極基体を用いた極板は、集電端子部
分１の片面に金属箔２が一体化されており、金属箔２は
極板本体３の一部にまで伸びている
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、三次元多孔質体である
発泡金属を用いた電極基体の製造法に関する。この電極
基体は、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・水素
蓄電池などの極板に適したものである。
発泡金属を用いた電極基体の製造法に関する。この電極
基体は、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・水素
蓄電池などの極板に適したものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニ
ッケル・水素蓄電池などのアルカリ蓄電池に用いられる
極板には、焼結式極板が多く用いられてきた。これは、
穿孔鋼板に粒径数μｍの金属ニッケル粉末を含んだスラ
リを塗布し、これを焼結して導電性の多孔性電極基体と
し、ニッケル正極板の場合には前記基体に水酸化ニッケ
ルなどの活物質を含浸処理により保持させたものであ
る。しかし、焼結式極板は、製造工程が複雑であり、製
造に長時間を要するなどの欠点がある。また、極板体積
に占める電極基体の体積が大きいため、電池の高容量化
を妨げる原因になっている。このような焼結式極板に対
し、発泡金属からなる三次元多孔質構造の電極基体を使
用した非焼結式極板の開発・実用化が進められている。
この極板は、基体にペースト状活物質を直接充填でき、
極板の製造工程の簡略化、製造時間の短縮を図れる利点
がある。
ッケル・水素蓄電池などのアルカリ蓄電池に用いられる
極板には、焼結式極板が多く用いられてきた。これは、
穿孔鋼板に粒径数μｍの金属ニッケル粉末を含んだスラ
リを塗布し、これを焼結して導電性の多孔性電極基体と
し、ニッケル正極板の場合には前記基体に水酸化ニッケ
ルなどの活物質を含浸処理により保持させたものであ
る。しかし、焼結式極板は、製造工程が複雑であり、製
造に長時間を要するなどの欠点がある。また、極板体積
に占める電極基体の体積が大きいため、電池の高容量化
を妨げる原因になっている。このような焼結式極板に対
し、発泡金属からなる三次元多孔質構造の電極基体を使
用した非焼結式極板の開発・実用化が進められている。
この極板は、基体にペースト状活物質を直接充填でき、
極板の製造工程の簡略化、製造時間の短縮を図れる利点
がある。
【０００３】上記電極基体を使用した極板としては、集
電端子部分の強度および集電性を向上させながら極板の
生産性も高めるために、基体の集電端子部分にリボン状
金属片を全面で溶接したものが提案されている（実開平
１−６４８５９号公報）。発泡金属からなる三次元多孔
質構造の電極基体は金属密度が低いので、基体の集電端
子部分にリボン状金属片を全面で電気抵抗溶接しても溶
接面積は極めて小さく、溶接部の機械強度が不十分であ
るとともに集電性も満足であるとはいえない。そこで、
基体の集電部とすべき部分を予め圧縮して板状部（無地
部）を形成し、ペースト状活物質充填後に無地部に付着
しているペースト状活物質を除去してニッケルリボンな
どのリボン状金属片を電気抵抗溶接することが考えられ
る。
電端子部分の強度および集電性を向上させながら極板の
生産性も高めるために、基体の集電端子部分にリボン状
金属片を全面で溶接したものが提案されている（実開平
１−６４８５９号公報）。発泡金属からなる三次元多孔
質構造の電極基体は金属密度が低いので、基体の集電端
子部分にリボン状金属片を全面で電気抵抗溶接しても溶
接面積は極めて小さく、溶接部の機械強度が不十分であ
るとともに集電性も満足であるとはいえない。そこで、
基体の集電部とすべき部分を予め圧縮して板状部（無地
部）を形成し、ペースト状活物質充填後に無地部に付着
しているペースト状活物質を除去してニッケルリボンな
どのリボン状金属片を電気抵抗溶接することが考えられ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ニッケル正極
板を製造する場合のように、活物質（ニッケル正極板で
は水酸化ニッケル）が導電性に乏しい物質であるときに
は、無地部に活物質が残留していると電気抵抗溶接時の
爆飛現象により十分な溶接強度が得られなかったり、溶
接疲労により基体が切れるなどの不良が発生する。無地
部に活物質が残留するのを防止する手段として、ペース
ト状活物質充填前に無地部をテープで被覆しておき、充
填後にテープを剥がすものがあり、この手段によればテ
ープで被覆しないときよりも溶接不良は減少する。この
ような手段を講じても、リボン状金属片、例えば、ニッ
ケルリボンをリボンの幅と同等の幅の抵抗溶接用電極を
用いて溶接を行なったものは、溶接痕の幅が最大でも抵
抗溶接用電極の幅の半分程度にしかならず、十分な強度
は得られない。溶接強度を十分にするためには、リボン
の幅の２倍前後の溶接用電極が必要となり、実際には製
造不可能である。発泡金属からなる三次元多孔質構造の
金属基体の集電端子部分にリボン状金属片を溶接により
一体化して、当該部分の強度および集電性を向上させる
ことは難しいわけである。本発明が解決しようとする課
題は、発泡金属からなる三次元多孔質構造の金属基体の
集電端子部分に金属箔を一体化して、当該部分の強度お
よび集電性を向上させることである。
板を製造する場合のように、活物質（ニッケル正極板で
は水酸化ニッケル）が導電性に乏しい物質であるときに
は、無地部に活物質が残留していると電気抵抗溶接時の
爆飛現象により十分な溶接強度が得られなかったり、溶
接疲労により基体が切れるなどの不良が発生する。無地
部に活物質が残留するのを防止する手段として、ペース
ト状活物質充填前に無地部をテープで被覆しておき、充
填後にテープを剥がすものがあり、この手段によればテ
ープで被覆しないときよりも溶接不良は減少する。この
ような手段を講じても、リボン状金属片、例えば、ニッ
ケルリボンをリボンの幅と同等の幅の抵抗溶接用電極を
用いて溶接を行なったものは、溶接痕の幅が最大でも抵
抗溶接用電極の幅の半分程度にしかならず、十分な強度
は得られない。溶接強度を十分にするためには、リボン
の幅の２倍前後の溶接用電極が必要となり、実際には製
造不可能である。発泡金属からなる三次元多孔質構造の
金属基体の集電端子部分にリボン状金属片を溶接により
一体化して、当該部分の強度および集電性を向上させる
ことは難しいわけである。本発明が解決しようとする課
題は、発泡金属からなる三次元多孔質構造の金属基体の
集電端子部分に金属箔を一体化して、当該部分の強度お
よび集電性を向上させることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明に係る方法は、発泡樹脂基体に金属メッキ
を施し、発泡樹脂基体を焼失させることにより発泡金属
からなる三次元多孔質構造の電極基体を製造する方法に
おいて、発泡樹基体には電極基体の集電端子部分に相当
する部分に金属箔を当接して、前記金属メッキを施すこ
とを特徴とする。金属箔は発泡樹脂基体の両面に当接し
て金属メッキを施すこともできる。さらに、発泡樹脂基
体に当接した金属箔は電極基体の集電端子部分に相当す
る部分から電極基体の本体に相当する部分にまで伸びて
いるものを使用してもよい。
めに、本発明に係る方法は、発泡樹脂基体に金属メッキ
を施し、発泡樹脂基体を焼失させることにより発泡金属
からなる三次元多孔質構造の電極基体を製造する方法に
おいて、発泡樹基体には電極基体の集電端子部分に相当
する部分に金属箔を当接して、前記金属メッキを施すこ
とを特徴とする。金属箔は発泡樹脂基体の両面に当接し
て金属メッキを施すこともできる。さらに、発泡樹脂基
体に当接した金属箔は電極基体の集電端子部分に相当す
る部分から電極基体の本体に相当する部分にまで伸びて
いるものを使用してもよい。
【０００６】
【作用】本発明に係る方法によれば、金属箔の一部とし
て金属箔の表面から延長した形で発泡金属が一体に形成
される。発泡金属の一部として金属箔が存在していると
いうことができる。このような状態で存在している金属
箔により、電極基体の集電端子部分は集電性（金属箔と
発泡金属の間の導電性）と強度が向上する。発泡金属の
一部として金属箔が存在しているので、金属箔が電極基
体の本体にまで伸びていれば集電性は一層良くなる。
て金属箔の表面から延長した形で発泡金属が一体に形成
される。発泡金属の一部として金属箔が存在していると
いうことができる。このような状態で存在している金属
箔により、電極基体の集電端子部分は集電性（金属箔と
発泡金属の間の導電性）と強度が向上する。発泡金属の
一部として金属箔が存在しているので、金属箔が電極基
体の本体にまで伸びていれば集電性は一層良くなる。
【０００７】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
本実施例では、発泡ニッケルを電極基体としてニッケル
正極を作製した。電極基体に充填するペースト状活物質
は水酸化ニッケルが主成分であり、純水にカルボキシメ
チルセルロースを所定の割合で混合し調整した糊液に水
酸化ニッケル粉末、コバルト粉末を添加して混練したも
のを用いた。発泡金属と一体になっている金属箔の厚さ
は、１５〜８０μｍが適当である。
本実施例では、発泡ニッケルを電極基体としてニッケル
正極を作製した。電極基体に充填するペースト状活物質
は水酸化ニッケルが主成分であり、純水にカルボキシメ
チルセルロースを所定の割合で混合し調整した糊液に水
酸化ニッケル粉末、コバルト粉末を添加して混練したも
のを用いた。発泡金属と一体になっている金属箔の厚さ
は、１５〜８０μｍが適当である。
【０００８】実施例１ 発泡樹脂基体として連続気泡の板状発泡ウレタンを用
い、その片面（電極基体の集電端子部分に相当する部分
および当該部分から電極基体の本体に相当する部分に帯
状に伸びている部分）に厚さ５０μｍの金属箔（ニッケ
ル箔）を当接し、金属箔および発泡樹脂基体の骨格の全
表面に無電解ニッケルメッキさらにワット浴を用いてニ
ッケルメッキを行なった。これを加熱して発泡樹脂基体
を焼失させると、金属箔と発泡金属が一体化されたニッ
ケル製の電極基体となる。集電端子部分の発泡金属をロ
ーラでプレスして空隙を潰した無地部とし、厚み調整の
ために電極基体全体をプレスした。この電極基体にペー
スト状活物質を充填した極板が図１、図２に示したもの
である。集電端子部分１の片面に金属箔２が一体化され
ており、金属箔２は極板本体３の一部にまで伸びてい
る。このような電極基体は、１枚単位で製造するのでは
なく、前記厚み調整のために電極基体全体をプレスする
工程までは複数枚分が１枚になっている状態で製造し、
その後所定形状に裁断して１枚の電極基体に分ける製造
方法を採用することができる。
い、その片面（電極基体の集電端子部分に相当する部分
および当該部分から電極基体の本体に相当する部分に帯
状に伸びている部分）に厚さ５０μｍの金属箔（ニッケ
ル箔）を当接し、金属箔および発泡樹脂基体の骨格の全
表面に無電解ニッケルメッキさらにワット浴を用いてニ
ッケルメッキを行なった。これを加熱して発泡樹脂基体
を焼失させると、金属箔と発泡金属が一体化されたニッ
ケル製の電極基体となる。集電端子部分の発泡金属をロ
ーラでプレスして空隙を潰した無地部とし、厚み調整の
ために電極基体全体をプレスした。この電極基体にペー
スト状活物質を充填した極板が図１、図２に示したもの
である。集電端子部分１の片面に金属箔２が一体化され
ており、金属箔２は極板本体３の一部にまで伸びてい
る。このような電極基体は、１枚単位で製造するのでは
なく、前記厚み調整のために電極基体全体をプレスする
工程までは複数枚分が１枚になっている状態で製造し、
その後所定形状に裁断して１枚の電極基体に分ける製造
方法を採用することができる。
【０００９】図３は、実施例１の類似例を示したもので
あるが、集電端子部分１の両面に金属箔２が一体化され
ている。片面の金属箔２は、集電端子部分１のみに存在
している。
あるが、集電端子部分１の両面に金属箔２が一体化され
ている。片面の金属箔２は、集電端子部分１のみに存在
している。
【００１０】実施例２ 図４は、発泡樹脂基体として連続気泡の板状発泡ウレタ
ンを用い、その片面（電極基体の集電端子部分に相当す
る部分および当該部分から電極基体の本体に相当する部
分に格子状に伸びる部分）に厚さ５０μｍの金属箔（ニ
ッケル箔）を当接し、金属箔および発泡樹脂基体の骨格
の全表面に無電解ニッケルメッキさらにワット浴を用い
てニッケルメッキを行なった場合を示している。金属箔
２は、集電端子部分１から極板本体３に格子状に伸びて
集電性を高めている。
ンを用い、その片面（電極基体の集電端子部分に相当す
る部分および当該部分から電極基体の本体に相当する部
分に格子状に伸びる部分）に厚さ５０μｍの金属箔（ニ
ッケル箔）を当接し、金属箔および発泡樹脂基体の骨格
の全表面に無電解ニッケルメッキさらにワット浴を用い
てニッケルメッキを行なった場合を示している。金属箔
２は、集電端子部分１から極板本体３に格子状に伸びて
集電性を高めている。
【００１１】従来例１ 発泡金属（ニッケル）の電極基体の集電端子部分をプレ
スして無地部とし、これにペースト状活物質を充填して
極板を製造した。
スして無地部とし、これにペースト状活物質を充填して
極板を製造した。
【００１２】従来例２ 従来例１においてプレスした無地部にニッケルリボンを
電気抵抗溶接により一体化し、これにペースト状活物質
を充填して極板を製造した。
電気抵抗溶接により一体化し、これにペースト状活物質
を充填して極板を製造した。
【００１３】上記実施例、従来例の極板の集電端子部分
の強度の比較を行なった結果を図５に示す。比較は、引
っ張り試験により行ない、図中、横軸は歪み率であり、
縦軸は強度を示している。プレスによる無地部をそのま
ま集電端子部分とした従来例１は強度が最も小さく、次
いで、無地部にニッケルリボンを溶接した従来例２、実
施例１、２の順に強度が増加している。従来例２におい
て、ニッケルリボンを無地部位外の部分にまで延長して
発泡金属部分に溶接しても接触面積が小さいためニッケ
ルリボンと発泡金属の結合強度はそれほど高くならな
い。その点、本発明に係る実施例では、金属箔と発泡金
属がメッキ工程で一体化されているので、両者の結合強
度は十分に確保されている。電池の高率放電特性は集電
体の体積および集電面積の大きさに基づいて決まり、特
に、実施例２では極板本体中にまで金属箔が格子状に伸
びているので高率放電特性が優れている。
の強度の比較を行なった結果を図５に示す。比較は、引
っ張り試験により行ない、図中、横軸は歪み率であり、
縦軸は強度を示している。プレスによる無地部をそのま
ま集電端子部分とした従来例１は強度が最も小さく、次
いで、無地部にニッケルリボンを溶接した従来例２、実
施例１、２の順に強度が増加している。従来例２におい
て、ニッケルリボンを無地部位外の部分にまで延長して
発泡金属部分に溶接しても接触面積が小さいためニッケ
ルリボンと発泡金属の結合強度はそれほど高くならな
い。その点、本発明に係る実施例では、金属箔と発泡金
属がメッキ工程で一体化されているので、両者の結合強
度は十分に確保されている。電池の高率放電特性は集電
体の体積および集電面積の大きさに基づいて決まり、特
に、実施例２では極板本体中にまで金属箔が格子状に伸
びているので高率放電特性が優れている。
【００１４】
【発明の効果】上述のように本発明に係る方法によれ
ば、金属箔が発泡金属の一部として存在する形で金属箔
と発泡金属が一体化された集電端子部分を有する電極基
体を製造できるので、集電端子部分の強度および集電性
が改善される。また、発泡金属を製造する技術を用いて
簡単に製造することができる。金属箔が集電端子部分か
ら電極基体の本体にまで伸びている場合、金属箔は柔軟
性があることから捲回形の極板への適用が可能である。
ば、金属箔が発泡金属の一部として存在する形で金属箔
と発泡金属が一体化された集電端子部分を有する電極基
体を製造できるので、集電端子部分の強度および集電性
が改善される。また、発泡金属を製造する技術を用いて
簡単に製造することができる。金属箔が集電端子部分か
ら電極基体の本体にまで伸びている場合、金属箔は柔軟
性があることから捲回形の極板への適用が可能である。
【図１】本発明に係る実施例の電極基体を用いた極板の
斜視図である。
斜視図である。
【図２】図１の極板の縦断面図である。
【図３】本発明に係る他の実施例の極板の斜視図であ
る。
る。
【図４】本発明に係る他の実施例の極板の斜視図であ
る。
る。
【図５】電極基体の集電端子部分の強度比較を示す曲線
図である。
図である。
１は集電端子部分 ２は金属箔 ３は極板本体
Claims (3)
- 【請求項１】発泡樹脂基体に金属メッキを施し発泡樹脂
基体を焼失させることにより発泡金属からなる三次元多
孔質構造の電極基体を製造する方法において、発泡樹基
体には電極基体の集電端子部分に相当する部分に金属箔
を当接して、前記金属メッキを施すことを特徴とする電
極基体の製造法。 - 【請求項２】金属箔を発泡樹脂基体の両面に当接して金
属メッキを施すことを特徴とする請求項１記載の電極基
体の製造法。 - 【請求項３】発泡樹脂基体に当接した金属箔が電極基体
の集電端子部分に相当する部分から電極基体の本体に相
当する部分にまで伸びている請求項１または２に記載の
電極基体の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5037138A JPH06251771A (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | 電極基体の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5037138A JPH06251771A (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | 電極基体の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06251771A true JPH06251771A (ja) | 1994-09-09 |
Family
ID=12489264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5037138A Pending JPH06251771A (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | 電極基体の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06251771A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020115955A1 (ja) * | 2018-12-07 | 2020-06-11 | 日本碍子株式会社 | 二次電池用正極構造体 |
| CN112531139A (zh) * | 2020-12-03 | 2021-03-19 | 珠海冠宇电池股份有限公司 | 一种集流体、电极片及锂离子电池 |
-
1993
- 1993-02-26 JP JP5037138A patent/JPH06251771A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020115955A1 (ja) * | 2018-12-07 | 2020-06-11 | 日本碍子株式会社 | 二次電池用正極構造体 |
| JPWO2020115955A1 (ja) * | 2018-12-07 | 2021-09-02 | 日本碍子株式会社 | 二次電池用正極構造体 |
| US11217784B2 (en) | 2018-12-07 | 2022-01-04 | Ngk Insulators, Ltd. | Positive electrode structure for secondary battery |
| DE112019004393B4 (de) * | 2018-12-07 | 2025-06-12 | Ngk Insulators, Ltd. | Struktur einer positiven Elektrode für Sekundärelement |
| CN112531139A (zh) * | 2020-12-03 | 2021-03-19 | 珠海冠宇电池股份有限公司 | 一种集流体、电极片及锂离子电池 |
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