JPH0917432A - 電池用電極基板及びその製造方法 - Google Patents
電池用電極基板及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH0917432A JPH0917432A JP7163684A JP16368495A JPH0917432A JP H0917432 A JPH0917432 A JP H0917432A JP 7163684 A JP7163684 A JP 7163684A JP 16368495 A JP16368495 A JP 16368495A JP H0917432 A JPH0917432 A JP H0917432A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy
- battery
- electrode substrate
- skeleton
- resin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 29
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 24
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 23
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 23
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000011149 active material Substances 0.000 claims description 6
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 6
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 claims description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 5
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 5
- 238000007599 discharging Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 2
- 229910003307 Ni-Cd Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910018502 Ni—H Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910018605 Ni—Zn Inorganic materials 0.000 abstract 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical group [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 33
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 8
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 3
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 3
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 2
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 2
- NDVLTYZPCACLMA-UHFFFAOYSA-N silver oxide Chemical compound [O-2].[Ag+].[Ag+] NDVLTYZPCACLMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229910001122 Mischmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N cadmium nickel Chemical compound [Ni].[Cd] OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- QELJHCBNGDEXLD-UHFFFAOYSA-N nickel zinc Chemical compound [Ni].[Zn] QELJHCBNGDEXLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L nickel(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ni+2] BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 235000011118 potassium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 229910001923 silver oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- Powder Metallurgy (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 Ｎｉ−Ｃｄ電池、Ｎｉ−Ｚｎ電池、Ｎｉ−Ｈ
2電池などのアルカリ二次電池などに用いる電極基板を
提供する。 【構成】 骨格内部がＣｕまたはＣｕ合金で表面部がＮ
ｉまたはＮｉ合金からなる三次元網目構造を有する金属
多孔体から構成され、かつ部分的に骨格内部および表面
部がともにＮｉまたはＮｉ合金からなる領域を有する電
池用電極基板である。又、骨格内部のＣｕまたはＣｕ合
金部分およびＮｉまたはＮｉ合金部分は、多孔性樹脂芯
体上にそれぞれのスラリーを領域ごとに順次塗布した後
焼結するか、多孔性樹脂芯体表面にバインダー樹脂を塗
着した後、ＣｕまたはＣｕ合金粉末およびＮｉまたはＮ
ｉ合金粉末を領域ごとに塗着し、樹脂を固着処理した後
焼結し、次いで表面部にＮｉまたはＮｉ合金を電気メッ
キする方法である。 【効果】 本発明によれば、低抵抗かつ耐食性に優れた
電池用電極基板が実現でき、アルカリ二次電池に適用さ
れた場合、高出力かつ高効率で充放電が可能となる。
2電池などのアルカリ二次電池などに用いる電極基板を
提供する。 【構成】 骨格内部がＣｕまたはＣｕ合金で表面部がＮ
ｉまたはＮｉ合金からなる三次元網目構造を有する金属
多孔体から構成され、かつ部分的に骨格内部および表面
部がともにＮｉまたはＮｉ合金からなる領域を有する電
池用電極基板である。又、骨格内部のＣｕまたはＣｕ合
金部分およびＮｉまたはＮｉ合金部分は、多孔性樹脂芯
体上にそれぞれのスラリーを領域ごとに順次塗布した後
焼結するか、多孔性樹脂芯体表面にバインダー樹脂を塗
着した後、ＣｕまたはＣｕ合金粉末およびＮｉまたはＮ
ｉ合金粉末を領域ごとに塗着し、樹脂を固着処理した後
焼結し、次いで表面部にＮｉまたはＮｉ合金を電気メッ
キする方法である。 【効果】 本発明によれば、低抵抗かつ耐食性に優れた
電池用電極基板が実現でき、アルカリ二次電池に適用さ
れた場合、高出力かつ高効率で充放電が可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ニッケル−カドミウム
電池、ニッケル−亜鉛電池、ニッケル−水素電池などの
アルカリ二次電池などに用いる電極基板に関する。
電池、ニッケル−亜鉛電池、ニッケル−水素電池などの
アルカリ二次電池などに用いる電極基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】各種の電源として使われる蓄電池として
鉛蓄電池とアルカリ蓄電池がある。このうちアルカリ蓄
電池は高信頼性が期待でき、小形軽量化も可能などの理
由で小型電池は各種ポータブル機器用に、大型は産業用
として広く使われてきた。このアルカリ蓄電池において
負極としてはカドミウムの他に亜鉛、鉄、水素などが対
象となっている。しかし正極としては一部空気極や酸化
銀極なども取り上げられているがほとんどの場合ニッケ
ル極である。ポケット式から焼結式に代わって特性が向
上し、さらに密閉化が可能になるとともに用途も広がっ
た。
鉛蓄電池とアルカリ蓄電池がある。このうちアルカリ蓄
電池は高信頼性が期待でき、小形軽量化も可能などの理
由で小型電池は各種ポータブル機器用に、大型は産業用
として広く使われてきた。このアルカリ蓄電池において
負極としてはカドミウムの他に亜鉛、鉄、水素などが対
象となっている。しかし正極としては一部空気極や酸化
銀極なども取り上げられているがほとんどの場合ニッケ
ル極である。ポケット式から焼結式に代わって特性が向
上し、さらに密閉化が可能になるとともに用途も広がっ
た。
【０００３】しかし通常の粉末焼結式では基板の気孔率
を８５％以上にすると強度が大幅に低下するので活物質
の充填に限界があり、したがって電池としての高容量化
に限界がある。そこで９０％以上のような一層高気孔率
の基板として焼結基板に代えて発泡状基板や繊維状基板
が取り上げられ実用化されている。このような高気孔率
を有する金属多孔体基板の製造方法としては、特開昭５
７−１７４４８４号公報に開示されているメッキ法によ
るものと、特公昭３８−１７５５４号公報等に開示され
ている焼結法によるものがある。メッキ法ではウレタン
フォームなどの発泡樹脂の骨格表面にカーボン粉末等を
塗着することにより導電化処理を行ない、その上に電気
メッキ法によりＮｉを電析させ、その後発泡樹脂及びカ
ーボンを消失させ、金属多孔体を得るという方法であ
る。一方、焼結法ではスラリー化した金属粉末をウレタ
ンフォームなどの発泡樹脂の骨格表面に含浸塗布し、そ
の後加熱することにより金属粉末を焼結している。これ
等の方法を用いた金属多孔体として、Ｎｉ金属よりなる
「セルメット」〔商品名：住友電気工業（株）製〕が既
に市販されており、アルカリ二次電池用極板として使用
されている。
を８５％以上にすると強度が大幅に低下するので活物質
の充填に限界があり、したがって電池としての高容量化
に限界がある。そこで９０％以上のような一層高気孔率
の基板として焼結基板に代えて発泡状基板や繊維状基板
が取り上げられ実用化されている。このような高気孔率
を有する金属多孔体基板の製造方法としては、特開昭５
７−１７４４８４号公報に開示されているメッキ法によ
るものと、特公昭３８−１７５５４号公報等に開示され
ている焼結法によるものがある。メッキ法ではウレタン
フォームなどの発泡樹脂の骨格表面にカーボン粉末等を
塗着することにより導電化処理を行ない、その上に電気
メッキ法によりＮｉを電析させ、その後発泡樹脂及びカ
ーボンを消失させ、金属多孔体を得るという方法であ
る。一方、焼結法ではスラリー化した金属粉末をウレタ
ンフォームなどの発泡樹脂の骨格表面に含浸塗布し、そ
の後加熱することにより金属粉末を焼結している。これ
等の方法を用いた金属多孔体として、Ｎｉ金属よりなる
「セルメット」〔商品名：住友電気工業（株）製〕が既
に市販されており、アルカリ二次電池用極板として使用
されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来技術に示した通り
金属多孔体を電池用電極基板として適用することによ
り、電池の高容量化に果たした寄与は大きい。しかしな
がら、電気自動車などを目的とした大型アルカリ二次電
池においては、従来技術のＮｉ多孔体を用いた電池用電
極基板ではその電極面積が大きくなることから電極基板
としての電気抵抗が高くなり、高率放電時での電圧低下
が大きく、電池として取り出せる出力に限界があり、ま
た電極基板面内での電位分布が生じ充電効率も低下す
る。本発明は、こうした実状の下に電気抵抗が低く、高
出力が可能であり、耐食性にも優れとくにアルカリ二次
電池に好適な電極基板およびその製造方法を提供するこ
とを目的とするものである。
金属多孔体を電池用電極基板として適用することによ
り、電池の高容量化に果たした寄与は大きい。しかしな
がら、電気自動車などを目的とした大型アルカリ二次電
池においては、従来技術のＮｉ多孔体を用いた電池用電
極基板ではその電極面積が大きくなることから電極基板
としての電気抵抗が高くなり、高率放電時での電圧低下
が大きく、電池として取り出せる出力に限界があり、ま
た電極基板面内での電位分布が生じ充電効率も低下す
る。本発明は、こうした実状の下に電気抵抗が低く、高
出力が可能であり、耐食性にも優れとくにアルカリ二次
電池に好適な電極基板およびその製造方法を提供するこ
とを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
した結果、特定の金属多孔体からなる電極基板により上
記課題を達成できることを見出し、本発明に至った。本
発明の第一は、電池用集電体として用いる活物質保持体
を形成する電池用電極基板において、骨格内部がＣｕま
たはＣｕ合金で表面部がＮｉまたはＮｉ合金からなる三
次元網目構造を有する金属多孔体から構成され、かつ部
分的に骨格内部および表面部がともにＮｉまたはＮｉ合
金からなる領域を有することを特徴とする電池用電極基
板である。
した結果、特定の金属多孔体からなる電極基板により上
記課題を達成できることを見出し、本発明に至った。本
発明の第一は、電池用集電体として用いる活物質保持体
を形成する電池用電極基板において、骨格内部がＣｕま
たはＣｕ合金で表面部がＮｉまたはＮｉ合金からなる三
次元網目構造を有する金属多孔体から構成され、かつ部
分的に骨格内部および表面部がともにＮｉまたはＮｉ合
金からなる領域を有することを特徴とする電池用電極基
板である。
【０００６】ここで骨格内部となるＣｕまたはＣｕ合金
は、その比抵抗がＮｉの約１／４であることから、金属
多孔体としての電気抵抗を低減でき、電池用電極基板と
して用いた場合の上記問題点を解決できる。又、Ｃｕま
たはＣｕ合金は、電池内のアルカリ電解液中では容易に
溶出することからその表面にＮｉを被覆することにより
Ｃｕの溶出を回避し電極基板としての耐食性を上げ、電
池としての寿命特性を向上させる。しかし、実際の電池
製造工程においては、金属多孔体を所定のサイズに切断
加工した後活物質等の充填がされるか、もしくは活物質
を充填した後所定のサイズに切断するかして電極基板が
作製されるが、いずれの場合においても切断端面にはＣ
ｕまたはＣｕ合金の露出部が生じる。すなわち図２
（イ）に示す電極基板１を分割線Ｃに沿って切断する
と、多孔質網状構造の断面の一部を拡大して示した図２
（ロ）に示すようにＮｉメッキにより覆われていた骨格
内部のＣｕ（又はＣｕ合金）が露出することとなる。
は、その比抵抗がＮｉの約１／４であることから、金属
多孔体としての電気抵抗を低減でき、電池用電極基板と
して用いた場合の上記問題点を解決できる。又、Ｃｕま
たはＣｕ合金は、電池内のアルカリ電解液中では容易に
溶出することからその表面にＮｉを被覆することにより
Ｃｕの溶出を回避し電極基板としての耐食性を上げ、電
池としての寿命特性を向上させる。しかし、実際の電池
製造工程においては、金属多孔体を所定のサイズに切断
加工した後活物質等の充填がされるか、もしくは活物質
を充填した後所定のサイズに切断するかして電極基板が
作製されるが、いずれの場合においても切断端面にはＣ
ｕまたはＣｕ合金の露出部が生じる。すなわち図２
（イ）に示す電極基板１を分割線Ｃに沿って切断する
と、多孔質網状構造の断面の一部を拡大して示した図２
（ロ）に示すようにＮｉメッキにより覆われていた骨格
内部のＣｕ（又はＣｕ合金）が露出することとなる。
【０００７】本発明の構造によれば図１（イ）に示すよ
うに分割線Ｃに沿った部分は図１（ロ）に示すように骨
格がＮｉ又はＮｉ合金のみの領域とすることにより、切
断後の電極基板１の端面にはＮｉ又はＮｉ合金のみが露
出することとなり、耐食性を確保できる。したがってア
ルカリ二次電池に適用された場合、高出力かつ高効率の
充放電が可能となる。本発明の第二は上述の電池用電極
基板の製造方法である。すなわち、金属多孔体の骨格内
部のＣｕまたはＣｕ合金及びＮｉまたはＮｉ合金部分は
多孔性樹脂芯体上にＣｕまたはＣｕ合金粉末を含んだス
ラリー及びＮｉまたはＮｉ合金粉末を含んだスラリーを
領域ごとに順次塗布した後焼結することにより、あるい
は多孔性樹脂芯体表面にバインダー樹脂を塗着した後、
樹脂が乾燥固化する前にＣｕまたはＣｕ合金粉末及びＮ
ｉまたはＮｉ合金粉末を領域ごとに順次直接塗着し、樹
脂を固着処理した後焼結することにより形成し、表面部
のＮｉまたはＮｉ合金は電気メッキにより形成する方法
である。
うに分割線Ｃに沿った部分は図１（ロ）に示すように骨
格がＮｉ又はＮｉ合金のみの領域とすることにより、切
断後の電極基板１の端面にはＮｉ又はＮｉ合金のみが露
出することとなり、耐食性を確保できる。したがってア
ルカリ二次電池に適用された場合、高出力かつ高効率の
充放電が可能となる。本発明の第二は上述の電池用電極
基板の製造方法である。すなわち、金属多孔体の骨格内
部のＣｕまたはＣｕ合金及びＮｉまたはＮｉ合金部分は
多孔性樹脂芯体上にＣｕまたはＣｕ合金粉末を含んだス
ラリー及びＮｉまたはＮｉ合金粉末を含んだスラリーを
領域ごとに順次塗布した後焼結することにより、あるい
は多孔性樹脂芯体表面にバインダー樹脂を塗着した後、
樹脂が乾燥固化する前にＣｕまたはＣｕ合金粉末及びＮ
ｉまたはＮｉ合金粉末を領域ごとに順次直接塗着し、樹
脂を固着処理した後焼結することにより形成し、表面部
のＮｉまたはＮｉ合金は電気メッキにより形成する方法
である。
【０００８】上記においてＣｕまたはＣｕ合金層を排除
する領域は、ＣｕまたはＣｕ合金部分形成以外の部分を
金属マスクなどによりマスキングして、ＣｕまたはＣｕ
合金粉末を塗着または塗布し、ついでＣｕまたはＣｕ合
金の形成部に金属マスクなどによりマスキングしてＮｉ
またはＮｉ合金粉末を塗着又は塗布することによって形
成する。これらの方法により骨格内部がＣｕ表面部がＮ
ｉからなる積層構造、かつ切断加工部は骨格内部及び表
面部がともにＮｉより形成される金属多孔体が得られ
る。又、多孔性樹脂芯体としては、代表的にはポリウレ
タン発泡樹脂を用いる。他に樹脂繊維からなる織布及び
不織布を用いることもできる。
する領域は、ＣｕまたはＣｕ合金部分形成以外の部分を
金属マスクなどによりマスキングして、ＣｕまたはＣｕ
合金粉末を塗着または塗布し、ついでＣｕまたはＣｕ合
金の形成部に金属マスクなどによりマスキングしてＮｉ
またはＮｉ合金粉末を塗着又は塗布することによって形
成する。これらの方法により骨格内部がＣｕ表面部がＮ
ｉからなる積層構造、かつ切断加工部は骨格内部及び表
面部がともにＮｉより形成される金属多孔体が得られ
る。又、多孔性樹脂芯体としては、代表的にはポリウレ
タン発泡樹脂を用いる。他に樹脂繊維からなる織布及び
不織布を用いることもできる。
【０００９】
実施例１ 重量％で平均粒径１０μｍのＣｕ粉末および平均粒径６
μｍのＮｉ粉末にそれぞれ５０％、アクリル樹脂１０
％、カルボキシルメチルセルロース２％、水３８％を配
合し、５時間混合してＣｕおよびＮｉスラリーを作製し
た。厚さ２．５ｍｍで１インチ当たりの空孔数が約５０
個のポリウレタンフォームにＣｕ骨格形成部分以外を厚
み２０μｍのステンレス製金属マスクによるマスキング
を行い、Ｃｕ粉末スラリーを含浸させ、絞りロールにて
過剰含浸塗着分を除去した。次にＣｕ粉末スラリー塗着
部を同様にマスキングし、Ｎｉ粉末スラリーを含浸さ
せ、絞りロールにて過剰含浸塗着分を除去した。室温中
１時間放置して乾燥させた後、この塗着物を水素気流中
で３０℃／分の昇温速度で１０５０℃迄昇温し、１０５
０℃にて１０分間熱処理を行うことで局部的にＮｉ部分
のある三次元網目状構造のＣｕ多孔体を得た。この金属
多孔体の平均面密度は４５０ｇ／ｍ2であった。ついで
この金属多孔体に電気Ｎｉメッキ用ワット浴中で電流密
度１０Ａ／ｄｍ2でＮｉメッキを１００ｇ／ｍ2行った。
これをサンプルＡとする。
μｍのＮｉ粉末にそれぞれ５０％、アクリル樹脂１０
％、カルボキシルメチルセルロース２％、水３８％を配
合し、５時間混合してＣｕおよびＮｉスラリーを作製し
た。厚さ２．５ｍｍで１インチ当たりの空孔数が約５０
個のポリウレタンフォームにＣｕ骨格形成部分以外を厚
み２０μｍのステンレス製金属マスクによるマスキング
を行い、Ｃｕ粉末スラリーを含浸させ、絞りロールにて
過剰含浸塗着分を除去した。次にＣｕ粉末スラリー塗着
部を同様にマスキングし、Ｎｉ粉末スラリーを含浸さ
せ、絞りロールにて過剰含浸塗着分を除去した。室温中
１時間放置して乾燥させた後、この塗着物を水素気流中
で３０℃／分の昇温速度で１０５０℃迄昇温し、１０５
０℃にて１０分間熱処理を行うことで局部的にＮｉ部分
のある三次元網目状構造のＣｕ多孔体を得た。この金属
多孔体の平均面密度は４５０ｇ／ｍ2であった。ついで
この金属多孔体に電気Ｎｉメッキ用ワット浴中で電流密
度１０Ａ／ｄｍ2でＮｉメッキを１００ｇ／ｍ2行った。
これをサンプルＡとする。
【００１０】厚さ２．５ｍｍで１インチ当たりの空孔数
が約５０個のポリウレタンフォームをアクリル樹脂６０
ｗｔ％、水４０ｗｔ％を混合したバインダー樹脂液中に
含浸させた後絞りロールにて過剰塗着分を除去し、バイ
ンダーが塗着された多孔性樹脂芯体を作製した。次にこ
の多孔性樹脂芯体にＣｕ骨格形成部分以外を厚み２０μ
ｍのステンレス製金属マスクによるマスキングを行い、
平均粒径１０μｍのＣｕ粉末をエアガンにより直接吹き
付け塗着させた。続いてＣｕ粉末塗着部に同様にマスキ
ングを行い平均粒径６μｍのＮｉ粉末をエアガンにより
直接吹き付け塗着させた。室温中１時間放置して乾燥さ
せた後、この塗着物を水素気流中で３０℃／分の昇温速
度で１０５０℃まで昇温し、１０５０℃にて１０分間熱
処理を行うことで局部的にＮｉ部分のある三次元網目状
構造のＣｕ多孔体を得た。この金属多孔体の平均面密度
は４５０ｇ／ｍ2であった。ついでこの金属多孔体に電
気Ｎｉメッキ用ワット浴中で電流密度１０Ａ／ｄｍ2で
Ｎｉメッキを１００ｇ／ｍ2行った。これをサンプルＢ
とする。
が約５０個のポリウレタンフォームをアクリル樹脂６０
ｗｔ％、水４０ｗｔ％を混合したバインダー樹脂液中に
含浸させた後絞りロールにて過剰塗着分を除去し、バイ
ンダーが塗着された多孔性樹脂芯体を作製した。次にこ
の多孔性樹脂芯体にＣｕ骨格形成部分以外を厚み２０μ
ｍのステンレス製金属マスクによるマスキングを行い、
平均粒径１０μｍのＣｕ粉末をエアガンにより直接吹き
付け塗着させた。続いてＣｕ粉末塗着部に同様にマスキ
ングを行い平均粒径６μｍのＮｉ粉末をエアガンにより
直接吹き付け塗着させた。室温中１時間放置して乾燥さ
せた後、この塗着物を水素気流中で３０℃／分の昇温速
度で１０５０℃まで昇温し、１０５０℃にて１０分間熱
処理を行うことで局部的にＮｉ部分のある三次元網目状
構造のＣｕ多孔体を得た。この金属多孔体の平均面密度
は４５０ｇ／ｍ2であった。ついでこの金属多孔体に電
気Ｎｉメッキ用ワット浴中で電流密度１０Ａ／ｄｍ2で
Ｎｉメッキを１００ｇ／ｍ2行った。これをサンプルＢ
とする。
【００１１】比較例としてサンプルＡのＣｕスラリーと
ウレタンフォームを用いて、Ｃｕ粉末スラリーを含浸さ
せ、絞りロールにて過剰含浸塗着分を除去し、室温中１
時間放置して乾燥させた後、この塗着物を水素気流中で
３０℃／分の昇温速度で１０５０℃迄昇温し、１０５０
℃にて１０分間熱処理を行うことで三次元網目状構造の
Ｃｕ多孔体を得た。この金属多孔体の平均面密度は４５
０ｇ／ｍ2であった。ついでこの金属多孔体に電気Ｎｉ
メッキ用ワット浴中で電流密度１０Ａ／ｄｍ2でＮｉメ
ッキを１００ｇ／ｍ2行った。これをサンプルＣとす
る。さらに比較例としてＮｉ単独の金属多孔体〔住友電
気工業（株）製セルメット〕をサンプルＤとして用意し
た。
ウレタンフォームを用いて、Ｃｕ粉末スラリーを含浸さ
せ、絞りロールにて過剰含浸塗着分を除去し、室温中１
時間放置して乾燥させた後、この塗着物を水素気流中で
３０℃／分の昇温速度で１０５０℃迄昇温し、１０５０
℃にて１０分間熱処理を行うことで三次元網目状構造の
Ｃｕ多孔体を得た。この金属多孔体の平均面密度は４５
０ｇ／ｍ2であった。ついでこの金属多孔体に電気Ｎｉ
メッキ用ワット浴中で電流密度１０Ａ／ｄｍ2でＮｉメ
ッキを１００ｇ／ｍ2行った。これをサンプルＣとす
る。さらに比較例としてＮｉ単独の金属多孔体〔住友電
気工業（株）製セルメット〕をサンプルＤとして用意し
た。
【００１２】実施例２ 実施例１のサンプルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄについて、電池用電
極基板として１５０ｍｍ×１２０ｍｍのサイズに切断加
工を行った。ここでサンプルＡ，ＢはＮｉ骨格部での切
断であるために切断端面でのＣｕの露出はなかったが、
サンプルＣではＣｕが露出していた。サンプルＡ，Ｂ，
Ｃ，Ｄについて、電極基板長辺両端間で測定した電気抵
抗を表１に示す。
極基板として１５０ｍｍ×１２０ｍｍのサイズに切断加
工を行った。ここでサンプルＡ，ＢはＮｉ骨格部での切
断であるために切断端面でのＣｕの露出はなかったが、
サンプルＣではＣｕが露出していた。サンプルＡ，Ｂ，
Ｃ，Ｄについて、電極基板長辺両端間で測定した電気抵
抗を表１に示す。
【００１３】
【表１】
【００１４】実施例３ 金属多孔体サンプルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄをそれぞれ集電体と
してＮｉ−水素二次電池の正極を以下の手順で製造し
た。水酸化ニッケルを主とする活物質ペーストを金属多
孔体にプレス充填した後、平滑化し、その後１２０℃で
１時間乾燥し、得られた極板を１トン／ｃｍ2の圧力で
加圧して厚さ０．７ｍｍに調整した。この正極１０枚と
負極として公知のＭｍＮｉ（ミッシュメタルニッケル）
系水素吸蔵合金極１０枚、親水処理ポリプロピレン不織
布セパレータを用いて角型密閉形Ｎｉ−水素電池を構成
した。電解液として比重１．２５の苛性カリ水溶液に２
５ｇ／ｌの水酸化リチウムを溶解して用いた。以上の手
順で得られた電池を金属多孔体サンプルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ
に対応してそれぞれＡ−Ｄ、Ｂ−Ｄ、Ｃ−Ｄ、Ｄ−Ｄと
する。
してＮｉ−水素二次電池の正極を以下の手順で製造し
た。水酸化ニッケルを主とする活物質ペーストを金属多
孔体にプレス充填した後、平滑化し、その後１２０℃で
１時間乾燥し、得られた極板を１トン／ｃｍ2の圧力で
加圧して厚さ０．７ｍｍに調整した。この正極１０枚と
負極として公知のＭｍＮｉ（ミッシュメタルニッケル）
系水素吸蔵合金極１０枚、親水処理ポリプロピレン不織
布セパレータを用いて角型密閉形Ｎｉ−水素電池を構成
した。電解液として比重１．２５の苛性カリ水溶液に２
５ｇ／ｌの水酸化リチウムを溶解して用いた。以上の手
順で得られた電池を金属多孔体サンプルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ
に対応してそれぞれＡ−Ｄ、Ｂ−Ｄ、Ｃ−Ｄ、Ｄ−Ｄと
する。
【００１５】各電池の放電電流１０Ａと１５０Ａの際の
放電電圧と容量を調べた。また寿命試験として、１０Ａ
放電において５００サイクル後の容量維持率を評価し
た。結果を表２に示す。なお、電池Ｃ−Ｄは正極板切断
加工端面から溶出したＣｕが負極に析出し、４８３サイ
クルで正極と負極が短絡した。
放電電圧と容量を調べた。また寿命試験として、１０Ａ
放電において５００サイクル後の容量維持率を評価し
た。結果を表２に示す。なお、電池Ｃ−Ｄは正極板切断
加工端面から溶出したＣｕが負極に析出し、４８３サイ
クルで正極と負極が短絡した。
【００１６】
【表２】
【００１７】この結果から明らかなように、本発明のＡ
−Ｄ、Ｂ−Ｄが優れた電池特性を示す。
−Ｄ、Ｂ−Ｄが優れた電池特性を示す。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば低抵抗かつ耐食性に優れ
た電池用電極基板が実現でき、アルカリ二次電池に適用
された場合、高出力かつ高効率で充放電が可能となる。
た電池用電極基板が実現でき、アルカリ二次電池に適用
された場合、高出力かつ高効率で充放電が可能となる。
【図１】本発明の実施例の説明図である。
【図２】本発明の比較例の説明図である。
１ 電極基板
Claims (3)
- 【請求項１】 電池用集電体として用いる活物質保持体
を形成する電池用電極基板において、骨格内部がＣｕま
たはＣｕ合金で表面部がＮｉまたはＮｉ合金からなる三
次元網目構造を有する金属多孔体から構成され、かつ部
分的に骨格内部および表面部がともにＮｉまたはＮｉ合
金からなる領域を有することを特徴とする電池用電極基
板。 - 【請求項２】 金属多孔体の骨格内部のＣｕまたはＣｕ
合金部分およびＮｉまたはＮｉ合金部分は、多孔性樹脂
芯体上にＣｕまたはＣｕ合金粉末を含んだスラリー及び
ＮｉまたはＮｉ合金粉末を含んだスラリーを領域ごとに
順次塗布した後焼結することにより形成し、表面部のＮ
ｉまたはＮｉ合金は電気メッキにより形成することを特
徴とする電池用電極基板の製造方法。 - 【請求項３】 金属多孔体の骨格内部のＣｕまたはＣｕ
合金部分およびＮｉまたはＮｉ合金部分は、多孔性樹脂
芯体表面にバインダー樹脂を塗着した後、樹脂が乾燥固
化する前にＣｕまたはＣｕ合金粉末及びＮｉまたはＮｉ
合金粉末を領域ごとに順次直接塗着し、樹脂を固着処理
した後焼結することにより形成し、表面部のＮｉまたは
Ｎｉ合金は電気メッキにより形成することを特徴とする
電池用電極基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7163684A JPH0917432A (ja) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | 電池用電極基板及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7163684A JPH0917432A (ja) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | 電池用電極基板及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0917432A true JPH0917432A (ja) | 1997-01-17 |
Family
ID=15778641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7163684A Pending JPH0917432A (ja) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | 電池用電極基板及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0917432A (ja) |
-
1995
- 1995-06-29 JP JP7163684A patent/JPH0917432A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0721994B1 (en) | Process for preparing metallic porous body, electrode substrate for battery and process for preparing the same | |
| JP4292436B2 (ja) | 金属多孔質体とその製造方法およびそれを用いた電池用集電体 | |
| EP0750360B1 (en) | Electrode substrate for battery and process for preparing the same | |
| US5840444A (en) | Electrode for storage battery and process for producing the same | |
| US6099991A (en) | Electrode for alkaline storage batteries and process for producing the same | |
| EP0723307A1 (en) | Paste type electrode for storage battery and process for producing the same | |
| JPH0917432A (ja) | 電池用電極基板及びその製造方法 | |
| JPH0982334A (ja) | 電池用電極基板 | |
| JP3781058B2 (ja) | 電池用電極基板及びその製造方法 | |
| JP2981538B2 (ja) | アルカリ電池用電極 | |
| EP0547998B1 (en) | Process for obtaining electrodes for alkaline batteries | |
| JPS62165862A (ja) | アルカリ蓄電池用電極基板の製造方法 | |
| JPH08273674A (ja) | 電池用電極基板及びその製造方法 | |
| JP3397216B2 (ja) | ニッケル極板とその製造方法およびこれを用いたアルカリ蓄電池 | |
| JPH10112326A (ja) | アルカリ二次電池用電極 | |
| JPH01302668A (ja) | アルカリ蓄電池用電極 | |
| JPH09161807A (ja) | リチウムイオン電池の電極基体 | |
| JP3015455B2 (ja) | 電池用電極板 | |
| JP2981537B2 (ja) | アルカリ電池用負極 | |
| JPH10162835A (ja) | アルカリ蓄電池用電極及びその製造法 | |
| JPH1167194A (ja) | 水素吸蔵合金電極およびその製造方法 | |
| JPH09190823A (ja) | 電池用電極基板 | |
| JPH10334898A (ja) | アルカリ蓄電池とその電極およびその製造法 | |
| JPS59217950A (ja) | アルカリ蓄電池用可撓性電極 | |
| JPH08287917A (ja) | 金属多孔体の製造方法 |