JPH0713896B2 - 密閉型ニツケルカドミウム蓄電池 - Google Patents
密閉型ニツケルカドミウム蓄電池Info
- Publication number
- JPH0713896B2 JPH0713896B2 JP60278201A JP27820185A JPH0713896B2 JP H0713896 B2 JPH0713896 B2 JP H0713896B2 JP 60278201 A JP60278201 A JP 60278201A JP 27820185 A JP27820185 A JP 27820185A JP H0713896 B2 JPH0713896 B2 JP H0713896B2
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- JP
- Japan
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- electrode
- porosity
- active material
- nickel
- metal
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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Classifications
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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
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/24—Alkaline accumulators
- H01M10/28—Construction or manufacture
- H01M10/286—Cells or batteries with wound or folded electrodes
-
- 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、密閉型ニッケルカドミウム蓄電池の改良に関
するものであり、さらに詳しくは多孔性の金属支持体中
に活物質を充填して構成する電池に関するものである。
するものであり、さらに詳しくは多孔性の金属支持体中
に活物質を充填して構成する電池に関するものである。
従来の技術 密閉型ニッケルカドミウム蓄電池は、水酸化ニッケルを
主体とする正極と、水酸化カドミウムを主体とする負極
と正，負両極を隔離するセパレータと、電解液としての
水酸化カリウム，水酸化ナトリウム，水酸化リチウム等
のアルカリ水溶液とから構成されている。
主体とする正極と、水酸化カドミウムを主体とする負極
と正，負両極を隔離するセパレータと、電解液としての
水酸化カリウム，水酸化ナトリウム，水酸化リチウム等
のアルカリ水溶液とから構成されている。
負極としては、一般に焼結式，ペースト式等のカドミウ
ム極が用いられ、正極としては、多孔性ニッケル焼結基
板に、電解法，化学含浸法等の手段によって、正極活物
質となる水酸化ニッケル，水酸化コバルト等を充填した
ものが用いられている。また最近では三次元網状構造の
発泡メタルを用い、これに水酸化ニッケルを主体とした
活物質ペーストを充填した、高容量を有するニッケル正
極も提案されている。
ム極が用いられ、正極としては、多孔性ニッケル焼結基
板に、電解法，化学含浸法等の手段によって、正極活物
質となる水酸化ニッケル，水酸化コバルト等を充填した
ものが用いられている。また最近では三次元網状構造の
発泡メタルを用い、これに水酸化ニッケルを主体とした
活物質ペーストを充填した、高容量を有するニッケル正
極も提案されている。
従来の焼結式ニッケル正極の活物質充填工程は、例えば
化学含浸法のように含浸工程，アルカリ処理工程，水洗
工程，乾燥工程等、数多くの工程が必要であり、高容量
の正極を得るためには、これらの工程の数回に及ぶくり
返えしが必要となり、非常に煩雑となっている。
化学含浸法のように含浸工程，アルカリ処理工程，水洗
工程，乾燥工程等、数多くの工程が必要であり、高容量
の正極を得るためには、これらの工程の数回に及ぶくり
返えしが必要となり、非常に煩雑となっている。
一方、発泡メタル（多孔度90〜95％）を用いる方法は、
孔径の大きいものが選択できることにより、基板中にペ
ースト状の活物質を直接充填でき、しかも充填後、加圧
加工を行なうだけの簡単な工程で、高容量を有するニッ
ケル正極の製造が可能である。また正極板の特性として
は、容量面では、従来の焼結式の正極板の単位体積当り
の容量密度が350〜450mAh/cc程度であるのに対し、470
〜520mAh/cc程度の高容量が得られ、大電流での放電特
性も、焼結式のものと同等の性能が得られる。
孔径の大きいものが選択できることにより、基板中にペ
ースト状の活物質を直接充填でき、しかも充填後、加圧
加工を行なうだけの簡単な工程で、高容量を有するニッ
ケル正極の製造が可能である。また正極板の特性として
は、容量面では、従来の焼結式の正極板の単位体積当り
の容量密度が350〜450mAh/cc程度であるのに対し、470
〜520mAh/cc程度の高容量が得られ、大電流での放電特
性も、焼結式のものと同等の性能が得られる。
発明が解決しようとする問題点 しかし、発泡メタルを用いるニッケル正極は、発泡メタ
ルの多孔度が高く高容量化が可能である反面、高多孔度
であるため極板としての強度が低いという問題がある。
ルの多孔度が高く高容量化が可能である反面、高多孔度
であるため極板としての強度が低いという問題がある。
これは特に、電池群構成の際の捲回時に問題となる。
すなわち、電極強度が低いため捲回時に極板の折れを生
じやすいという欠点がある。これを防止する方法として
発泡メタル内に補強体を入れ（実開昭53-62630号）、極
板の強度を向上させる方法等が提案されているが、工程
数の増加あるいはコストなどの面で、問題があった。
じやすいという欠点がある。これを防止する方法として
発泡メタル内に補強体を入れ（実開昭53-62630号）、極
板の強度を向上させる方法等が提案されているが、工程
数の増加あるいはコストなどの面で、問題があった。
問題点を解決するための手段 本発明は片面が高多孔度、他面が低多孔度の発泡メタル
を用い、活物質充填後加圧加工した後、発泡メタルの高
多孔度を有する面を外側にして捲回することにより上記
の問題を解決しようとするものである。
を用い、活物質充填後加圧加工した後、発泡メタルの高
多孔度を有する面を外側にして捲回することにより上記
の問題を解決しようとするものである。
作用 発泡メタルへの活物質の充填は、発泡メタルの多孔度に
大きく影響される。多孔度が高いものについては充填性
が高く、多孔度が低いものについては充填性が低い。従
って、高多孔度の面、低多孔度の面を有する発泡メタル
に活物質を充填した場合には、高多孔度の面に活物質が
大きく充填され、低多孔度の面には少なく充填される。
大きく影響される。多孔度が高いものについては充填性
が高く、多孔度が低いものについては充填性が低い。従
って、高多孔度の面、低多孔度の面を有する発泡メタル
に活物質を充填した場合には、高多孔度の面に活物質が
大きく充填され、低多孔度の面には少なく充填される。
第１図Ａは、従来の多孔度が均一な発泡メタルの断面概
略図、第１図Ｂは本発明で使用する片面が高多孔度で、
他面が低多孔度である発泡メタルを示す。第２図はこれ
らA,Bに活物質を充填したときの活物質の分布を示した
電極の断面概略図である。前に述べた通り、本発明で使
用する発泡メタルに活物質を充填した場合は、第２図Ｂ
に示す通り、発泡メタルの多孔度が高い面b2の活物質密
度が高くなり、低多孔度の面b1の活物質密度は低くな
る。また、従来の第１図Ａに示す多孔度が均一な発泡メ
タルＡに充填した場合は、第２図Ａに示す通りa1,a2の
いずれの面でも活物質密度は均一となる。このように活
物質が充填された電極を加圧加工すれば活物質密度が均
一な従来電極の場合は、その表面にかかる加圧時の表面
方向の力は、第２図Ａのx1,x2のように、a1面，a2面で
同等となる。しかし、面により活物質密度が異なる第２
図Ｂの場合は、加圧時の力は、活物質密度の低い面b1の
ほうが小さくy1、活物質密度の高い面b2のほうが大きく
y2なる。従ってこのような電極を電池群構成時に捲回す
る場合、本発明による電極Ｂで発泡メタルの多孔度が高
く、活物質密度の高い面b2を外側にして捲回すれば、第
３図Ｂのように、電極が、b2面を外側としてわん曲しや
すいため、捲回が容易となり、電極の折れの度合いが低
減される。一方従来の電極は、第３図Ａに示す通り、極
板のわん曲の方向性がないため、どちらの方向に捲回し
ても電極の折れの度合いは高い状態で変らない。
略図、第１図Ｂは本発明で使用する片面が高多孔度で、
他面が低多孔度である発泡メタルを示す。第２図はこれ
らA,Bに活物質を充填したときの活物質の分布を示した
電極の断面概略図である。前に述べた通り、本発明で使
用する発泡メタルに活物質を充填した場合は、第２図Ｂ
に示す通り、発泡メタルの多孔度が高い面b2の活物質密
度が高くなり、低多孔度の面b1の活物質密度は低くな
る。また、従来の第１図Ａに示す多孔度が均一な発泡メ
タルＡに充填した場合は、第２図Ａに示す通りa1,a2の
いずれの面でも活物質密度は均一となる。このように活
物質が充填された電極を加圧加工すれば活物質密度が均
一な従来電極の場合は、その表面にかかる加圧時の表面
方向の力は、第２図Ａのx1,x2のように、a1面，a2面で
同等となる。しかし、面により活物質密度が異なる第２
図Ｂの場合は、加圧時の力は、活物質密度の低い面b1の
ほうが小さくy1、活物質密度の高い面b2のほうが大きく
y2なる。従ってこのような電極を電池群構成時に捲回す
る場合、本発明による電極Ｂで発泡メタルの多孔度が高
く、活物質密度の高い面b2を外側にして捲回すれば、第
３図Ｂのように、電極が、b2面を外側としてわん曲しや
すいため、捲回が容易となり、電極の折れの度合いが低
減される。一方従来の電極は、第３図Ａに示す通り、極
板のわん曲の方向性がないため、どちらの方向に捲回し
ても電極の折れの度合いは高い状態で変らない。
実施例 以下本発明の実施例について述べる。
ニッケル正極に用いる発泡メタルは通常導電材として作
用するカーボンを塗布した発泡ポリウレタンにニッケル
メッキを行ない、後に高温で処理することにより発泡ポ
リウレタンを焼消させることにより、発泡状のニッケル
骨格を残すことにより製造する。
用するカーボンを塗布した発泡ポリウレタンにニッケル
メッキを行ない、後に高温で処理することにより発泡ポ
リウレタンを焼消させることにより、発泡状のニッケル
骨格を残すことにより製造する。
本発明においては、通常カーボン塗布した発泡ポリウレ
タンの両側に、アノードを配置してニッケルメッキを行
なうのに対し、片側にのみアノードを配置し、カーボン
塗布発泡ポリウレタンにニッケルメッキを行なった。こ
れによりニッケルメッキは、アノードを配置した面より
進行するため、アノードを配置した側の面のニッケルメ
ッキ量が多く（多孔度が低く）反対の面はニッケルメッ
キ量が少なく（多孔度が高く）なる。このようにして、
片面の多孔度が高く、もう一面の多孔度が低い発泡メタ
ルを用意した。
タンの両側に、アノードを配置してニッケルメッキを行
なうのに対し、片側にのみアノードを配置し、カーボン
塗布発泡ポリウレタンにニッケルメッキを行なった。こ
れによりニッケルメッキは、アノードを配置した面より
進行するため、アノードを配置した側の面のニッケルメ
ッキ量が多く（多孔度が低く）反対の面はニッケルメッ
キ量が少なく（多孔度が高く）なる。このようにして、
片面の多孔度が高く、もう一面の多孔度が低い発泡メタ
ルを用意した。
このようにして製造した本発明の発泡メタルと、従来使
用されている発泡メタルに水酸化ニッケルを主体とする
活物質を充填し、加圧加工した後、所定の寸法に切断
し、リード溶接等の単板加工を行った後、先に述べた通
りの捲回方法により、群構成を行ない、SCサイズの密閉
型ニッケルカドミウム蓄電池を組み立てて、電池特性の
比較を行った。電池特性は、電極の折れを検出するため
に、標準容量の比較と、高率放電特性の比較を行った。
高率放電は、0.2C相当の放電容量と、3C相当の放電容量
の比率で比較した。電極に折れを発生しているものは、
その程度により、0.2C容量も少ないものと、3C容量程度
の高率放電容量が低下するものがある。第４図は、従来
の方法で製造した電池Ａと、本発明のものＢとの標準容
量（0.2C放電容量）の比較である。第４図Ａでは、電極
の折れによる容量低下が見られるのに対し、Ｂでは、設
計通りの範囲に入っている。また、第５図は同様に3C放
電容量比率の比較を示した図である。第５図Ａの従来の
ものは、電極の折れによると思われる放電容量比率の低
下が見られるのに対し、本発明のＢはそれが見られな
い。
用されている発泡メタルに水酸化ニッケルを主体とする
活物質を充填し、加圧加工した後、所定の寸法に切断
し、リード溶接等の単板加工を行った後、先に述べた通
りの捲回方法により、群構成を行ない、SCサイズの密閉
型ニッケルカドミウム蓄電池を組み立てて、電池特性の
比較を行った。電池特性は、電極の折れを検出するため
に、標準容量の比較と、高率放電特性の比較を行った。
高率放電は、0.2C相当の放電容量と、3C相当の放電容量
の比率で比較した。電極に折れを発生しているものは、
その程度により、0.2C容量も少ないものと、3C容量程度
の高率放電容量が低下するものがある。第４図は、従来
の方法で製造した電池Ａと、本発明のものＢとの標準容
量（0.2C放電容量）の比較である。第４図Ａでは、電極
の折れによる容量低下が見られるのに対し、Ｂでは、設
計通りの範囲に入っている。また、第５図は同様に3C放
電容量比率の比較を示した図である。第５図Ａの従来の
ものは、電極の折れによると思われる放電容量比率の低
下が見られるのに対し、本発明のＢはそれが見られな
い。
発明の効果 以上のように本発明によれば、工程数の増加等を行なわ
なくても、発泡メタルを使用した場合の従来の問題点で
ある電極の強度が低いため、捲回時に電極が破損するこ
とを解決し、高容量で信頼性の高い密閉型ニッケルカド
ミウム蓄電池の製造が可能となる。
なくても、発泡メタルを使用した場合の従来の問題点で
ある電極の強度が低いため、捲回時に電極が破損するこ
とを解決し、高容量で信頼性の高い密閉型ニッケルカド
ミウム蓄電池の製造が可能となる。
【図面の簡単な説明】 第１図A,Bは、従来の電池電極用発泡メタルと本発明で
使用する発泡メタルの断面概略図、第２図A,Bは、同様
に活物質充填密度の比較を示す図、第３図A,Bは、同様
に電極加圧加工後の電極わん曲の方向性を示した図、第
４図は、0.2Cでの放電容量分布の比較を示した図、第５
図は、3Cでの放電容量比率の分布を示した図である。
使用する発泡メタルの断面概略図、第２図A,Bは、同様
に活物質充填密度の比較を示す図、第３図A,Bは、同様
に電極加圧加工後の電極わん曲の方向性を示した図、第
４図は、0.2Cでの放電容量分布の比較を示した図、第５
図は、3Cでの放電容量比率の分布を示した図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 津田 信吾 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 山賀 実 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】連続した三次元網目構造の発泡メタルに水
酸化ニッケルを主体とする活物質を充填して加圧加工し
たニッケル正極を備え、前記発泡メタルはその片面を高
多孔度、他面を低多孔度とし、高多孔度面を外側にして
渦巻状に捲回した密閉型ニッケルカドミウム蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60278201A JPH0713896B2 (ja) | 1985-12-11 | 1985-12-11 | 密閉型ニツケルカドミウム蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60278201A JPH0713896B2 (ja) | 1985-12-11 | 1985-12-11 | 密閉型ニツケルカドミウム蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62139256A JPS62139256A (ja) | 1987-06-22 |
| JPH0713896B2 true JPH0713896B2 (ja) | 1995-02-15 |
Family
ID=17594005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60278201A Expired - Lifetime JPH0713896B2 (ja) | 1985-12-11 | 1985-12-11 | 密閉型ニツケルカドミウム蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0713896B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05211064A (ja) * | 1991-01-29 | 1993-08-20 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 電池用極板 |
| DE69606349T2 (de) * | 1995-05-09 | 2000-10-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Batterieelektroden und Verfahren zur Herstellung |
| JP2973894B2 (ja) * | 1995-05-09 | 1999-11-08 | 松下電器産業株式会社 | 円筒型電池 |
| JP2976863B2 (ja) * | 1995-10-09 | 1999-11-10 | 松下電器産業株式会社 | 電池用電極の製造法 |
| US5981108A (en) * | 1995-10-09 | 1999-11-09 | Matsushita Electric Industrial Co, Ltd. | Electrodes for battery and method of fabricating the same |
| JP2000357519A (ja) * | 1999-06-15 | 2000-12-26 | Katayama Tokushu Kogyo Kk | 金属多孔体、該金属多孔体からなる電池用電極板、および該電極板を備えた電池 |
-
1985
- 1985-12-11 JP JP60278201A patent/JPH0713896B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62139256A (ja) | 1987-06-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |