JPH11238516A - 発泡金属多孔体を用いた電池用活物質保持体およびその製造方法、この活物質保持体を用いたアルカリ蓄電池用非焼結式電極およびその製造方法、この非焼結式電極を用いたアルカリ蓄電池およびその製造方法 - Google Patents

発泡金属多孔体を用いた電池用活物質保持体およびその製造方法、この活物質保持体を用いたアルカリ蓄電池用非焼結式電極およびその製造方法、この非焼結式電極を用いたアルカリ蓄電池およびその製造方法

Info

Publication number
JPH11238516A
JPH11238516A JP10039184A JP3918498A JPH11238516A JP H11238516 A JPH11238516 A JP H11238516A JP 10039184 A JP10039184 A JP 10039184A JP 3918498 A JP3918498 A JP 3918498A JP H11238516 A JPH11238516 A JP H11238516A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
active material
electrode
metal plate
length
shaped metal
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
Application number
JP10039184A
Other languages
English (en)
Inventor
Mikiaki Tadokoro
幹朗 田所
Toshihiro Akazawa
俊裕 赤澤
Takeshi Yoshida
武史 吉田
Hiroyuki Tagawa
洋之 田川
Yuji Goto
勇治 後藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP10039184A priority Critical patent/JPH11238516A/ja
Publication of JPH11238516A publication Critical patent/JPH11238516A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

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

  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 帯状金属板の伸び方向に対して余裕を持たせ
るようにして、渦巻状に卷回しても罅あるいは破断が生
じなく、かつ帯状金属板が金属多孔体から外れない電極
を得て、高容量で、高率放電特性の優れたアルカリ蓄電
池を得る。 【解決手段】 本発明の活物質保持体１０ａ，１０ｂ
は、帯状金属板１２に発泡金属多孔体１１との溶着部１
２ａと非溶着部１２ｂとを交互に備えるとともに、非溶
着部１２ｂの長さを溶着部１２ａ間の長さＤよりも長く
している。このように溶着部１２ａと非溶着部１２ｂと
を交互に備えるようにすると、溶着部１２ａの長さを調
整することにより充分な溶着強度を持たせることが可能
となる。また、非溶着部１２ｂの長さを溶着部１２ａ間
の長さＤよりも長くすると、帯状金属板１２は伸び方向
に対して余裕が生じるため、渦巻状に卷回しても帯状金
属板１２に破断が生じることが防止できるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はニッケル・水素蓄電
池、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・亜鉛蓄電
池などのアルカリ蓄電池に係り、特に、これらのアルカ
リ蓄電池に用いる非焼結式電極およびこの非焼結式電極
に用いる活物質保持体に関する。
【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、ニッケル・亜鉛蓄電池などのアル
カリ蓄電池に使用される電極は、パンチングメタル等の
芯体にニッケル粉末を焼結して形成した焼結基板にニッ
ケル塩、カドミウム塩等の溶液を含浸し、アルカリ処理
により活物質化するいわゆる焼結式電極が知られてい
る。この焼結式電極は、焼結基板を高多孔度とした場合
には機械的強度が弱くなるため、実用的には８０％程度
の多孔度とするのが限界であるとともに、パンチングメ
タル等の芯体を必要とすることから、活物質の充填密度
が低く、高エネルギー密度の電極を実現する上で問題が
ある。また、焼結基板の細孔は１０μｍ以下であるの
で、活物質の充填工程を何度も繰り返す必要がある溶液
含浸法や電着含浸法に限定されるため、活物質の充填工
程が煩雑であるとともに製造コストも高くなるという問
題がある。
【０００３】一方、これらの欠点を改良するために、金
属繊維焼結体や発泡ニッケル（ニッケルスポンジ）など
の三次元的な網目構造をもった金属多孔体に活物質スラ
リーを直接充填した、いわゆる非焼結式電極が主流とな
ってきた。この種の三次元的な網目構造をもった金属多
孔体は、その多孔度が約９５％と高多孔度であるので、
活物質を高密度に充填できる。そのため、高容量の電池
が得られるようになるとともに、この種の非焼結式電極
は活物質をそのまま金属多孔体に充填するので、面倒な
活物質化の処理が必要でなくなり、製造が容易になると
いう利点がある。
【０００４】ところで、この種の非焼結式電極において
は、三次元的な網目構造をもった金属多孔体は芯体を有
していないため、この金属多孔体に活物質を充填して形
成した電極と電池端子との間の導電接続に種々の提案が
なされている。例えば、特開昭６１−２１８０６７号公
報においては、金属繊維のフェルト状焼結体（金属繊維
焼結体）を電極支持体とする電極を製造するに際して、
金属繊維のフェルト状体と、網状体、パンチングメタ
ル、線材、平板などからなる導電補助体とを焼結により
一体的に形成して、金属繊維のフェルト状体の機械的強
度を向上させるとともに、集電性を改良することが提案
された。
【０００５】しかしながら、金属繊維焼結体は細い金属
繊維（例えば、線経が１０μｍ）を電極の長さ方向に束
ねて長尺状に形成されているため、この金属繊維焼結体
に活物質を塗着した後、セパレータを介して正・負極を
渦巻状に巻回すると、焼結されている金属繊維の端部が
セパレータを突き破って正・負極間が電気的に接続さ
れ、内部短絡が発生するという問題を生じる。
【０００６】一方、図６に示すように、発泡ニッケル８
１を電極支持体とする電極８０においては、発泡ニッケ
ル８１に活物質を塗着した後、セパレータを介して正・
負極を渦巻状に巻回しても、発泡ニッケル８１は構成す
るニッケル骨格に端部がほとんど存在しないためにセパ
レータを突き破って正・負極間が電気的に接続され、内
部短絡が発生するという問題を生じにくい。しかしなが
ら、この電極８０からの集電のため、この電極８０の一
部の活物質を剥離して発泡ニッケル８１を露出させた剥
離部８２を形成し、この剥離部８２に舌片状集電タブ８
３を溶接するようにしている。このため、舌片状集電タ
ブ８３での集電性が良好でないので、大電流放電を行う
と集電タブ８３で電圧降下を生じるという問題を生じ
た。
【０００７】そこで、特開昭６２−１３９２５１号公報
において、発泡ニッケルを電極支持体とする電極の上端
部を幅方向に圧縮して密な層を形成し、この圧縮した密
な層と電極面に垂直に配置された円板状リード片とを溶
接した、いわゆるタブレス方式の電池が提案された。こ
の特開昭６２−１３９２５１号公報において提案された
電極にあっては、電極の端部と円板状リード片とを溶接
しているので集電性が向上する。
【０００８】しかしながら、特開昭６２−１３９２５１
号公報において提案された電極にあっては、電極の端部
を幅方向に圧縮して形成した密な層は柔軟性が劣るた
め、セパレータを介して正・負極を巻回する際に密な層
の一部が破断してバリが生じ、このバリがセパレータを
突き破って内部短絡が発生するという問題を生じた。ま
た、電極全体として柔軟な部分と柔軟ではない部分が混
在すると、正・負極を一様な圧力で巻回することが難し
いため、これらを巻回して電極体とした場合に均一な圧
力が付加されないという問題を生じた。
【０００９】また、特公昭６１−６１２３０号公報にお
いては、発泡ニッケルを電極支持体とする電極の上端部
に帯状の金属板を溶着した電池が提案された。この特公
昭６１−６１２３０号公報において提案された電極にあ
っては、電極の上端部に帯状の金属板が溶着されている
ため、電極の端部と集電体とを溶接することが可能とな
って、集電性が向上する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の金
属多孔体を用いて電極を製造する場合、長尺の金属多孔
体をロール状に卷回して用い、このロール状に卷回した
金属多孔体を、活物質充填装置、圧延装置、切断装置な
どへ連続的に供給するようにした方が量産性に優れてい
る。この場合、金属多孔体の長尺方向にある程度のテン
ションをかけないと長尺の金属多孔体に蛇行を生じるた
め、この長尺の金属多孔体にはある程度のテンションを
その長尺方向にかけるようにして用いられる。
【００１１】しかしながら、特公昭６１−６１２３０号
公報で提案されるように、電極の長尺方向に帯状の金属
板を溶着するようにすると、溶着部は非溶着部より剛性
が大きくなって伸びが小さくなるため、金属多孔体の幅
方向に歪みが生じて全体に波打ちが生じる。また、この
金属多孔体の圧延時には、さらに大きな伸張力が金属多
孔体に作用するため、より大きな波打ちが生じることと
なる。このため、活物質の充填密度が不均一になって、
所定の極板形状とするための切断時の精度が低下する等
の不具合を生じた。
【００１２】一方、長尺の金属多孔体の幅方向に帯状の
金属板を溶着するようにすると、金属多孔体に幅方向の
歪みが発生しないために波打ちが生じないが、溶着部と
非溶着部の伸び特性が不連続であるため、曲げに対する
力が弱く、連続工程が一直線でない場合には、溶着部の
境界部分から破断するというような不具合が発生する。
また、圧延のような大きな伸びの力をかけた場合には、
伸び特性が不連続であるために、溶着部の境界部分から
破断するという問題も生じた。
【００１３】さらに、このように形成した活物質保持体
に活物質スラリーを充填した電極と対極となる電極をセ
パレータを介して渦巻状に卷回して電極体とする場合、
金属多孔体に溶着された帯状の金属板は伸びが小さいた
めに溶着部の外れ、あるいは破断が生じやすく、安定し
た特性が得られる電池の製造が困難であるという問題を
生じた。また、短辺方向の伸びが不均一であるため、卷
回時にずれが生じやすく、隣接する対極との間での短絡
などの発生率が高くなって、生産性が悪いという問題も
生じた。
【００１４】そこで、特許第２６７９０５５号公報にお
いて、帯状の金属繊維焼結体の長さ方向に一定間隔に連
続した高密度部を設け、この高密度部にニッケルメッキ
したコルゲート鋼板を溶接し、伸びを均一にした電極が
提案された。しかしながら、この特許第２６７９０５５
号公報において提案された電極にあっては、コルゲート
状、即ち、波形に加工された金属板を使用しているた
め、金属繊維焼結基板との溶接面積が小さくなる。この
ため、金属繊維焼結体とコルゲート鋼板との溶着強度が
不十分であり、電極を製造するまでは強度的には問題を
生じないが、この電極の卷回時にはコルゲート鋼板が金
属繊維焼結体から外れるという問題を生じた。
【００１５】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明は上記課題を解決するためになされたものであっ
て、帯状金属板の伸び方向に対して余裕を持たせるとと
もに充分な溶着強度を持たせるようにして、渦巻状に卷
回しても破断が生じなく、かつ帯状金属板が金属多孔体
から外れない電極を得て、高容量で、高率放電特性の優
れたアルカリ蓄電池が得られるようにすることにある。
【００１６】このため、本発明の活物質保持体は、帯状
金属板に発泡金属多孔体との溶着部と非溶着部とを交互
に備えるとともに、非溶着部の長さを溶着部間の長さよ
りも長くしている。帯状金属板に発泡金属多孔体との溶
着部と非溶着部とを交互に備えるようにすると、溶着部
の長さを自由に調整することができるようになるので、
充分な溶着強度を持たせることが可能となる。この結
果、渦巻状に卷回しても帯状金属板に破断が生じること
を防止できるようになる。また、非溶着部の長さを溶着
部間の長さよりも長くすると、帯状金属板は伸び方向に
対して余裕が生じるため、この活物質保持体を渦巻状に
卷回しても、帯状金属板が金属多孔体から外れることは
ない。
【００１７】そして、この種の電極を連続的に製造する
ためにロール状に卷回した長尺の発泡金属多孔体を用
い、この長尺の発泡金属多孔体に帯状金属板を溶着して
非溶着部の長さを溶着部間の長さよりも長くする際に、
非溶着部の長さをＬとし、溶着部間の長さをＤとした場
合、非溶着部の長さ（Ｌ）が溶着部間の長さ（Ｄ）に対
して短かすぎると、伸びに対する余裕が少なくなる。反
対に、非溶着部の長さ（Ｌ）が溶着部間の長さ（Ｄ）に
対して長すぎると、帯状金属板に弛みが生じ、この弛み
が凸状となる。このため、活物質充填工程および延伸工
程において凸状部が邪魔になって活物質が不均一に充填
されるとともに生産効率も低下する。
【００１８】そこで、本発明においては、長尺の発泡金
属多孔体の長尺方向に帯状金属板を備える場合には、
１．０３０＜（Ｌ／Ｄ）＜１．１００の関係を有するよ
うに規定するのが好ましい。また、長尺の発泡金属多孔
体の幅方向に帯状金属板を備える場合には、１．００５
＜（Ｌ／Ｄ）＜１．０２０の関係を有するように規定す
るのが好ましい。
【００１９】また、本発明の活物質保持体の製造方法
は、帯状金属板に発泡金属多孔体との溶着部と非溶着部
とを交互に形成するように帯状金属板を発泡金属多孔体
に溶着するとともに、非溶着部の長さが溶着部間の長さ
よりも長くなるように帯状金属板と発泡金属多孔体との
間に空間部を形成するようにして帯状金属板と発泡金属
多孔体とを溶着するようにしている。
【００２０】このように、帯状金属板に発泡金属多孔体
との溶着部と非溶着部とを交互に形成するように帯状金
属板を発泡金属多孔体に溶着すると、溶着部の長さを自
由に調整することができるようになって、充分な溶着強
度を持たせることが可能になるとともに、渦巻状に卷回
しても帯状金属板に破断が生じることを防止できるよう
になる。また、非溶着部の長さが溶着部間の長さよりも
長くなるように帯状金属板と発泡金属多孔体との間に空
間部を形成するようにして帯状金属板と発泡金属多孔体
とを溶着すると、帯状金属板は伸び方向に対して余裕が
生じるため、この活物質保持体を渦巻状に卷回しても、
帯状金属板が金属多孔体から外れることはない。
【００２１】そして、このような帯状金属板を備えた活
物質保持体に活物質スラリーを充填してアルカリ蓄電池
用非焼結式電極とすると、帯状金属板は充分な溶着強度
を有するようになるため、この電極を渦巻状に卷回して
も、帯状金属板に破断が生じることなく、かつ帯状金属
板が金属多孔体から外れないため、集電抵抗が減少する
とともに、集電性も向上するため、高容量で、高率放電
特性の優れたアルカリ蓄電池が得られるようになる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の電池用活物質保
持体およびこの活物質保持体を用いたアルカリ蓄電池用
非焼結式電極をニッケル−水素蓄電池に用いられるニッ
ケル電極に適用した場合の一実施の形態を図に基づいて
説明する。なお、図１は長尺の発泡ニッケルからなる金
属多孔体に帯状金属板を溶着して形成した活物質保持体
を示す上面図であり、図２は金属多孔体に帯状金属板を
溶着した状態を示す断面図であり、図３はこの活物質保
持体に活物質スラリーを充填した後、所定の極板形状に
切断した状態を示す図であり、図４は図３の電極を渦巻
状に巻回して形成した電極体を金属製の外装缶に収納し
た状態を破断して示す斜視図であり、図５は正極集電板
を示す斜視図である。
【００２３】１．活物質保持体の作製 ａ．長尺方向に帯状金属板を備えた活物質保持体の作製 長尺の発泡金属多孔体、例えば基体目付が約６００ｇ／
ｍ2で多孔度を９５％とし、厚みを約２ｍｍとしたニッ
ケル発泡体（ニッケルスポンジ）１１に、図１（ａ）に
示すように、その長尺方向に３枚の帯状金属板、例えば
幅が３ｍｍで、厚みが０．１５ｍｍの帯状ニッケル板１
２，１２，１２を溶着して活物質保持体１０ａを形成す
る。ここで、ニッケル発泡体１１に帯状ニッケル板１２
を溶着する場合は、図２に示すように、溶着部１２ａと
非溶着部１２ｂとが交互に形成されるように、図示しな
い溶接電極を帯状ニッケル板１２の溶着部１２ａに押し
当てて抵抗溶接により溶着する。
【００２４】抵抗溶接に際しては、図２（ａ）に示すよ
うに、溶接電極の押圧力を小さくして溶着部１２ａのニ
ッケル発泡体１１が圧縮されないように抵抗溶接した
り、図２（ｂ）に示すように、溶接電極の押圧力を少し
大きくして溶着部１２ａのニッケル発泡体１１がある程
度圧縮されるように抵抗溶接したり、図２（ｃ）に示す
ように、溶接電極の押圧力を大きくして溶着部１２ａの
ニッケル発泡体１１の厚みが半分程度になるように圧縮
して抵抗溶接する。
【００２５】そして、図２（ｄ）に示すように、まず、
非溶着部１２ｂを形成する帯状ニッケル板１２とニッケ
ル発泡体１１との間に円柱状の金属棒１３を挿入し、帯
状ニッケル板１２とニッケル発泡体１１との間に空間部
を形成する。この後、溶接電極を帯状ニッケル板１２の
溶着部１２ａに押し当てて抵抗溶接により溶着すること
により、溶着部１２ａと非溶着部１２ｂとが交互に形成
されるようになる。
【００２６】ここで、溶着部１２ａ間（図２（ａ）の
Ａ，Ｂ間）の長さをＤｍｍとし、非溶着部１２ｂの長さ
をＬｍｍとした場合、Ｌ／Ｄが下記の表１に示すような
関係となるようにして、ａ〜ｎの活物質保持体１０ａを
作製した。なお、溶着部１２ａの長さは、溶着強度を考
慮すると２ｍｍ以上とするのが好ましい。なお、この活
物質保持体１０ａは、後述する活物質充填工程におい
て、活物質スラリー１４が充填された後、各帯状ニッケ
ル板１２の中央部および各帯状ニッケル板１２，１２の
間のニッケル発泡体１１が切断線Ｘ−Ｘにて切断されて
帯状の電極板とされた後、所定の幅方向に切断されて、
図３に示すようなニッケル正極１０が作製される。
【００２７】
【表１】
【００２８】ｂ．幅方向に帯状金属板を備えた活物質保
持体の作製 長尺の発泡金属多孔体、例えば基体目付が約６００ｇ／
ｍ2で多孔度を９５％とし、厚みを約２ｍｍとしたニッ
ケル発泡体（ニッケルスポンジ）１１に、図１（ｂ）に
示すように、その幅方向に多数の帯状金属板、例えば幅
が１．５ｍｍで、厚みが０．１５ｍｍの帯状ニッケル板
１２，１２，１２・・・を溶着して活物質保持体１０ｂ
を形成する。ここで、ニッケル発泡体１１に帯状ニッケ
ル板１２を溶着する場合、図２に示すように、溶着部１
２ａと非溶着部１２ｂとが交互に形成されるように、図
示しない溶接電極を帯状ニッケル板１２の溶着部１２ａ
に押し当てて抵抗溶接により溶着する。
【００２９】抵抗溶接に際しては、図２（ａ）に示すよ
うに、溶接電極の押圧力を小さくして溶着部１２ａのニ
ッケル発泡体１１が圧縮されないように抵抗溶接した
り、図２（ｂ）に示すように、溶接電極の押圧力を少し
大きくして溶着部１２ａのニッケル発泡体１１がある程
度圧縮されるように抵抗溶接したり、図２（ｃ）に示す
ように、溶接電極の押圧力を大きくして溶着部１２ａの
ニッケル発泡体１１の厚みが半分程度になるように圧縮
して抵抗溶接する。
【００３０】そして、図２（ｄ）に示すように、まず、
非溶着部１２ｂを形成する帯状ニッケル板１２とニッケ
ル発泡体１１との間に円柱状の金属棒を挿入し、帯状ニ
ッケル板１２とニッケル発泡体１１との間に空間部を形
成する。この後、溶接電極を帯状ニッケル板１２の溶着
部１２ａに押し当てて抵抗溶接により溶着することによ
り、溶着部１２ａと非溶着部１２ｂとが交互に形成され
るようになる。
【００３１】ここで、溶着部１２ａ間（図２（ａ）の
Ａ，Ｂ間）の長さをＤｍｍとし、非溶着部１２ｂの長さ
をＬｍｍとした場合、Ｌ／Ｄが下記の表２に示すような
関係となるようにして、ｏ〜ｗの活物質保持体１０ｂを
作製した。なお、溶着部１２ａの長さは、溶着強度を考
慮すると２ｍｍ以上とするのが好ましい。なお、この活
物質保持体１０ｂは、後述する活物質充填工程におい
て、活物質スラリーが充填された後、各帯状ニッケル板
１２の端部が切断線Ｙ−Ｙにて切断されて帯状の電極板
とされた後、所定の幅方向に切断されて、図３に示すよ
うなニッケル正極１０が作製される。
【００３２】
【表２】
【００３３】２．ニッケル正極板の作製 共沈成分として亜鉛２．５重量％とコバルト１重量％を
含有する水酸化ニッケル粉末９０重量部と、水酸化コバ
ルト粉末１０重量部と、酸化亜鉛粉末３重量部との混合
粉末に、ヒドロキシプロピルセルロースの０．２重量％
水溶液５０重量部を添加混練して活物質スラリーを作製
する。
【００３４】このようにして作製した活物質スラリー１
４を、上述したように作製した活物質保持体１０ａある
いは１０ｂに連続的に充填する。なお、圧延後の活物質
充填密度が約２．９ｇ／ｃｃ−ｖｏｉｄとなるように活
物質スラリー１４を充填する。ついで、活物質スラリー
１４を連続的に充填した各活物質保持体１０ａあるいは
１０ｂを乾燥させた後、厚みが約０．７０ｍｍになるま
で圧延した後、活物質保持体１０ａにおいては切断線Ｘ
−Ｘで切断し、活物質保持体１０ｂにおいては切断線Ｙ
−Ｙで切断した後、所定寸法（例えば、Ｈ（高さ）＝３
４．５ｍｍ，Ｗ（幅）＝２１３ｍｍ）に切断して、図３
に示すようなＡ〜Ｗの各ニッケル正極板１０を作成す
る。
【００３５】ここで、活物質保持体１０ａにおいては、
活物質保持体ａを用いたものをニッケル正極板Ａとし、
活物質保持体ｂを用いたものをニッケル正極板Ｂとし、
活物質保持体ｃを用いたものをニッケル正極板Ｃとし、
活物質保持体ｄを用いたものをニッケル正極板Ｄとし、
活物質保持体ｅを用いたものをニッケル正極板Ｅとし、
活物質保持体ｆを用いたものをニッケル正極板Ｆとし、
活物質保持体ｇを用いたものをニッケル正極板Ｇとし、
活物質保持体ｈを用いたものをニッケル正極板Ｈとし、
活物質保持体ｉを用いたものをニッケル正極板Ｉとし、
活物質保持体ｊを用いたものをニッケル正極板Ｊとし、
活物質保持体ｋを用いたものをニッケル正極板Ｋとし、
活物質保持体ｌを用いたものをニッケル正極板Ｌとし、
活物質保持体ｍを用いたものをニッケル正極板Ｍとし、
活物質保持体ｎを用いたものをニッケル正極板Ｎとす
る。
【００３６】また、活物質保持体１０ｂにおいては、活
物質保持体ｏを用いたものをニッケル正極板Ｏとし、活
物質保持体ｐを用いたものをニッケル正極板Ｐとし、活
物質保持体ｑを用いたものをニッケル正極板Ｑとし、活
物質保持体ｒを用いたものをニッケル正極板Ｒとし、活
物質保持体ｓを用いたものをニッケル正極板Ｓとし、活
物質保持体ｔを用いたものをニッケル正極板Ｔとし、活
物質保持体ｕを用いたものをニッケル正極板Ｕとし、活
物質保持体ｖを用いたものをニッケル正極板Ｖとし、活
物質保持体ｗを用いたものをニッケル正極板Ｗとする。
【００３７】２．負極の作製 ミッシュメタル（Ｍｍ：希土類元素の混合物）、ニッケ
ル、コバルト、アルミニウム、およびマンガンを１：
３．４：０．８：０．２：０．６の比率で混合し、この
混合物をアルゴンガス雰囲気の高周波誘導炉で誘導加熱
して合金溶湯となす。この合金溶湯を公知の方法で鋳型
に流し込み、冷却して、組成式Ｍｍ1.0Ｎｉ3.4Ｃｏ0.8
Ａｌ0.2Ｍｎ0.6で表される水素吸蔵合金のインゴットを
作製する。
【００３８】この水素吸蔵合金インゴットを機械的に粗
粉砕した後、不活性ガス雰囲気中で平均粒子径が約１０
０μｍになるまで機械的に粉砕する。このようにして作
製した水素吸蔵合金粉末にポリエチレンオキサイド等の
結着剤と、適量の水を加えて混合して水素吸蔵合金スラ
リーを作製する。このスラリーをパンチングメタルから
なる活物質保持体の両面に、圧延後の活物質密度が所定
量（例えば、５ｇ／ｃｃ）になるように塗着した後、乾
燥、圧延を行った後、所定寸法（例えば、幅３３．５ｍ
ｍで長さが２７５ｍｍ）に切断して水素吸蔵合金負極板
２０を作製する。
【００３９】３．ニッケル−水素電池の作製 ついで、上述のように作製した各ニッケル正極板と、上
述のように作製した水素吸蔵合金負極板を用いてニッケ
ル−水素電池を作製する例を図４および図５に基づいて
説明する。
【００４０】上述のように作製した各ニッケル正極板１
０と、上述のように作製した水素吸蔵合金負極板２０と
をそれぞれポリプロピレン製不織布からなるセパレータ
（厚みが約０．２ｍｍのもの）３０を介して渦巻状に卷
回する。このとき、各ニッケル正極板１０に溶着された
帯状ニッケル板１２が渦巻の外側になるように配置する
とともに、渦巻の最外周が水素吸蔵合金負極板２０とな
るようにして卷回する。
【００４１】ところで、三次元的に網目構造を持った活
物質保持体１１を渦巻状に卷回する場合、この活物質保
持体１１の渦巻の内側には縮む方向の力が作用し、外側
には伸びる方向の力が作用する。このため、この渦巻状
電極体の内周部側に帯状ニッケル板１２を配置するとと
もに外周部側に活物質保持体１１を配置するようにする
と、この帯状ニッケル板１２に弛みが発生し、帯状ニッ
ケル板１２と活物質保持体１１との溶着部１２ａの外
れ、あるいは水素吸蔵合金負極板２０（他方の電極）と
接触して短絡を生じるという恐れがある。一方、この渦
巻状電極体の外周部側に帯状ニッケル板１２を配置する
とともに内周部側に活物質保持体１１を配置するように
すると、帯状ニッケル板１２は活物質保持体１１に比較
して伸びにくいため、帯状ニッケル板１２と活物質保持
体１１との溶着部１２ａの外れ、あるいは帯状ニッケル
板１２の破断が生じる。しかしながら、本発明のよう
に、溶着部１２ａと非溶着部１２ｂを交互に配置して、
その帯状ニッケル板１２の形状を凹凸があるようにする
と、構造的に伸びに対する余裕が生じるため、帯状ニッ
ケル板１２の破断等を防止できるようになる。
【００４２】一方、正極集電板４０はニッケル金属から
なり、図４に示すように、この正極集電板４０は略円板
状集電部４１と導出部４２とを備え、略円板状集電部４
１は多数の開口４３を有するとともにこの集電部４１の
中心線上に、即ち溶接時における一対の溶接電極を区画
して配置するためのスリット４４が導出部４２まで延出
して設けられている。略円板状集電部４１の中心部には
電解液注液孔４５が設けられている。また、負極集電板
５０はニッケル金属を円板状に形成して構成されるもの
である。
【００４３】そして、上述のようにして作成した渦巻状
電極体の負極板２０の端部２１と負極集電板５０とを抵
抗溶接するとともに、ニッケル正極板１０の帯状ニッケ
ル板１２の端部と正極集電板４０の集電部４１とを抵抗
溶接する。この抵抗溶接に際しては、まず、集電部４１
に設けられたスリット４４を介して相対向させて一対の
溶接電極（図示せず）を配置し、これらの一対の溶接電
極間に溶接電流を流して抵抗溶接を行う。
【００４４】ついで、ＳＣサイズの有底円筒形の金属外
装缶６０を用意し、上記のように各集電板４０，５０を
溶接した渦巻状電極体を金属外装缶６０内に挿入し、集
電板４０の電解液注液孔４５より一方の溶接電極を挿入
して負極集電板５０に当接させるとともに金属外装缶６
０の底部に他方の溶接電極を当接して、負極集電板５０
と金属外装缶６０の底部をスポット溶接する。
【００４５】一方、正極キャップ７１と蓋体７２とから
なる封口体７０を用意し、正極集電板４０の導出部４２
を蓋体７２の底部に接触させて、蓋体７２の底部と導出
部４２とを溶接して接続する。この後、金属外装缶６０
内にそれぞれ電解液（水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）と水
酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を含有した８Ｎの水酸化カ
リウム（ＫＯＨ）水溶液）を５．３ｇ注入し、封口体７
０を封口ガスケット６２を介して外装缶６０の開口部６
１に載置するとともに、この開口部６１を封口体７０側
にカシメて封口する。これにより、公称容量３０００ｍ
ＡＨの円筒形ニッケル−水素蓄電池を作製する。
【００４６】４．観察および試験結果 ａ．圧延後のニッケル正極板の観察結果 上述のようにして作成した圧延後のＡ〜Ｗの各ニッケル
正極板１０について、帯状ニッケル板１２の外れ、破
断、あるいは波打ちなどを観察すると以下の表３および
表４に示すような結果となった。なお、表３は長尺のニ
ッケル発泡体１１の長尺方向に帯状金属板１２を溶着し
た活物質保持体１０ａを用いた場合を示し、表４は長尺
のニッケル発泡体１１の幅方向に帯状金属板１２を溶着
した活物質保持体１０ｂを用いた場合を示す。
【００４７】ｂ．短絡試験 上述した観察結果により帯状ニッケル板１２の外れ、破
断等が観察されなかったニッケル正極板１０を用いて、
上述のように渦巻状電極体を構成し、この渦巻状電極体
に短絡が発生したか否かの試験を行うと、以下の表３お
よび表４に示すような結果となった。なお、この短絡試
験においては、渦巻状電極体をそれぞれ２０個ずつ用い
て行った。
【００４８】
【表３】
【００４９】
【表４】
【００５０】上記表３および表４より明らかなように、
ニッケル正極板Ａ，Ｂ，ＣあるいはＱ，Ｒのように、帯
状ニッケル板１２の溶着部間の長さ（Ｄ）に対する非溶
着部の長さ（Ｌ）、即ち、Ｌ／Ｄが小さくなれば、帯状
ニッケル板１２がニッケル発泡体１１より外れやすくな
ることが分かる。また、ニッケル正極板Ｊ，Ｋ，Ｌ，
Ｍ，ＮあるいはＶ，Ｗのように、帯状ニッケル板１２の
溶着部間の長さ（Ｄ）に対する非溶着部の長さ（Ｌ）、
即ち、Ｌ／Ｄが大きくなれば、渦巻状電極体とした場合
に短絡が発生しやすくなるとともに、帯状ニッケル板１
２がニッケル発泡体１１より浮き上がりやすくなること
が分かる。
【００５１】このことから、長尺のニッケル発泡体の長
尺方向に帯状金属板を溶着した活物質保持体を用いた場
合は、ニッケル正極板Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈのように、Ｌ
／Ｄは１．０３０以上で、１．１００以下とすることが
好ましい。また、長尺のニッケル発泡体の幅方向に帯状
金属板を溶着した活物質保持体を用いた場合は、ニッケ
ル正極板Ｑ，Ｒ，Ｓ，Ｔ，Ｕのように、Ｌ／Ｄは１．０
０５以上で、１．０２０以下とすることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の長尺の発泡ニッケルからなる金属多
孔体に帯状金属板を溶着して形成した活物質保持体を示
す上面図である。
【図２】 金属多孔体に帯状金属板を溶着した状態を示
す断面図である。
【図３】 この活物質保持体に活物質スラリーを充填し
た後、所定の極板形状切断した状態を示す図である。
【図４】 図３の電極を渦巻状に巻回して形成した電極
体を金属製の外装缶に収納した状態を破断して示す斜視
図である。
【図５】 正極集電板を示す斜視図である。
【図６】 従来例の活物質保持体の活物質未充填部分の
一部に集電タブを溶接した状態を示す図である。
【符号の説明】
１０…ニッケル正極、１０ａ，１０ｂ…活物質保持体、
１１…発泡ニッケル（三次元的に網目構造をもった発泡
金属多孔体）、１２…帯状ニッケル板、１２ａ…溶着
部、１２ｂ…非溶着部、２０…負極、３０…セパレー
タ、４０…円板状正極集電板、４１…集電部、４２…導
出部、５０…円板状負極集電板、６０…円筒状金属製外
装缶、６１…開口部、７０…封口体、７１…正極キャッ
プ、７２…蓋体
【手続補正書】
【提出日】平成１１年１月２７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１４
【補正方法】変更
【補正内容】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田川 洋之 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 後藤 勇治 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (54)【発明の名称】 発泡金属多孔体を用いた電池用活物質保持体およびその製造方法、この活物質保持体を用いたア ルカリ蓄電池用非焼結式電極およびその製造方法、この非焼結式電極を用いたアルカリ蓄電池お よびその製造方法

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 三次元的に網目構造をもった発泡金属多
    孔体の長辺側端部に帯状金属板を備えた電池用活物質保
    持体であって、 前記帯状金属板は前記発泡金属多孔体との溶着部と非溶
    着部とを交互に備えるとともに、 前記帯状金属板の前記非溶着部の長さは前記溶着部間の
    長さよりも長いことを特徴とする電池用活物質保持体。
  2. 【請求項２】 長尺の前記発泡金属多孔体の長尺方向に
    前記帯状金属板を備える場合には、前記非溶着部の長さ
    をＬとし、前記溶着部間の長さをＤとすると、１．０３
    ０＜（Ｌ／Ｄ）＜１．１００の関係を有するように前記
    長さＬおよびＤを規定するようにしたことを特徴とする
    請求項１に記載の電池用活物質保持体。
  3. 【請求項３】 長尺の前記発泡金属多孔体の幅方向に前
    記帯状金属板を備える場合には、前記非溶着部の長さを
    Ｌとし、前記溶着部間の長さをＤとすると、１．００５
    ＜（Ｌ／Ｄ）＜１．０２０の関係を有するように前記長
    さＬおよびＤを規定するようにしたことを特徴とする請
    求項１に記載の電池用活物質保持体。
  4. 【請求項４】 三次元的に網目構造をもった発泡金属多
    孔体の長辺側端部に帯状金属板を溶着して形成する電池
    用活物質保持体の製造方法であって、 前記帯状金属板に前記発泡金属多孔体との溶着部と非溶
    着部とを交互に形成するように前記帯状金属板を前記発
    泡金属多孔体に溶着するとともに、 前記非溶着部の長さが前記溶着部間の長さよりも長くな
    るように前記帯状金属板と前記発泡金属多孔体との間に
    空間部を形成するようにして前記帯状金属板と前記発泡
    金属多孔体とを溶着するようにしたことを特徴とする電
    池用活物質保持体の製造方法。
  5. 【請求項５】 前記帯状金属板と前記発泡金属多孔体と
    の間に所定の径を有する円柱体を挿入して前記帯状金属
    板と前記発泡金属多孔体とを溶着することにより前記帯
    状金属板と前記発泡金属多孔体との間に空間部を形成す
    るようにしたことを特徴とする請求項４に記載の電池用
    活物質保持体の製造方法。
  6. 【請求項６】 長尺の前記発泡金属多孔体の長尺方向に
    前記帯状金属板を溶着する際には、前記非溶着部の長さ
    をＬとし、前記溶着部間の長さをＤとした場合、１．０
    ３０＜（Ｌ／Ｄ）＜１．１００の関係になるように前記
    円柱体の径を調整して前記空間部を形成するようにした
    ことを特徴とする請求項５に記載の電池用活物質保持体
    の製造方法。
  7. 【請求項７】 長尺の前記発泡金属多孔体の幅方向に前
    記帯状金属板を溶着する際には、前記非溶着部の長さを
    Ｌとし、前記溶着部間の長さをＤとした場合、１．００
    ５＜（Ｌ／Ｄ）＜１．０２０の関係になるように前記円
    柱体の径を調整して前記空間部を形成するようにしたこ
    とを特徴とする請求項５に記載の電池用活物質保持体の
    製造方法。
  8. 【請求項８】 三次元的に網目構造をもった発泡金属多
    孔体の長辺側端部に帯状金属板を有する活物質保持体に
    活物質スラリーを備えたアルカリ蓄電池用非焼結式電極
    であって、 前記帯状金属板は前記発泡金属多孔体との溶着部と非溶
    着部とを交互に備えるとともに、 前記非溶着部の長さを前記溶着部間の長さよりも長くな
    るようにした活物質保持体に前記活物質スラリーを備え
    るようにしたことを特徴とするアルカリ蓄電池用非焼結
    式電極。
  9. 【請求項９】 長尺の前記発泡金属多孔体の長尺方向に
    前記帯状金属板を備える場合には、前記非溶着部の長さ
    をＬとし、前記溶着部間の長さをＤとすると、１．０３
    ０＜（Ｌ／Ｄ）＜１．１００の関係を有するように前記
    長さＬおよびＤを規定するようにしたことを特徴とする
    請求項８に記載のアルカリ蓄電池用非焼結式電極。
  10. 【請求項１０】 長尺の前記発泡金属多孔体の幅方向に
    前記帯状金属板を備える場合には、前記非溶着部の長さ
    をＬとし、前記溶着部間の長さをＤとすると、１．００
    ５＜（Ｌ／Ｄ）＜１．０２０の関係を有するように前記
    長さＬおよびＤを規定するようにしたことを特徴とする
    請求項８に記載のアルカリ蓄電池用非焼結式電極。
  11. 【請求項１１】 三次元的に網目構造をもった発泡金属
    多孔体の長辺側端部に帯状金属板を溶着して形成した活
    物質保持体に活物質スラリーを充填して形成するアルカ
    リ蓄電池用非焼結式電極の製造方法であって、 前記帯状金属板に前記発泡金属多孔体との溶着部と非溶
    着部とを交互に形成するように前記帯状金属板を前記発
    泡金属多孔体に溶着するとともに、 前記非溶着部の長さが前記溶着部間の長さよりも長くな
    るように前記帯状金属板と前記発泡金属多孔体との間に
    空間部を形成するようにして前記帯状金属板と前記発泡
    金属多孔体とを溶着して前記活物質保持体を形成する活
    物質保持体形成工程と、 前記活物質保持体形成工程により形成された前記活物質
    保持体に前記活物質スラリーを充填する充填工程と、 前記活物質スラリーを充填した前記活物質保持体が所定
    の厚みになるように圧延する圧延工程と、 前記圧延工程により所定の厚みに圧延された前記活物質
    保持体を所定形状に切断する切断工程とを備えたことを
    特徴とするアルカリ蓄電池用非焼結式電極の製造方法。
  12. 【請求項１２】 前記帯状金属板と前記発泡金属多孔体
    との間に所定の径を有する円柱体を挿入して前記帯状金
    属板と前記発泡金属多孔体とを溶着することにより前記
    帯状金属板と前記発泡金属多孔体との間に前記空間部を
    形成するようにしたことを特徴とする請求項１１に記載
    のアルカリ蓄電池用非焼結式電極の製造方法。
  13. 【請求項１３】 長尺の前記発泡金属多孔体の長尺方向
    に前記帯状金属板を溶着する際には、前記非溶着部の長
    さをＬとし、前記溶着部間の長さをＤとした場合、１．
    ０３０＜（Ｌ／Ｄ）＜１．１００の関係になるように前
    記円柱体の径を調整して前記空間部を形成するようにし
    たことを特徴とする請求項１２に記載の電池用活物質保
    持体の製造方法。
  14. 【請求項１４】 長尺の前記発泡金属多孔体の幅方向に
    前記帯状金属板を溶着する際には、前記非溶着部の長さ
    をＬとし、前記溶着部間の長さをＤとした場合、１．０
    ０５＜（Ｌ／Ｄ）＜１．０２０の関係になるように前記
    円柱体の径を調整して前記空間部を形成するようにした
    ことを特徴とする請求項１２に記載の電池用活物質保持
    体の製造方法。
  15. 【請求項１５】 セパレータを介して一方極の非焼結式
    電極と他方極の電極とを巻回あるいは積層した電極体の
    前記一方極の非焼結式電極を一方極の集電体に電気的に
    接続するとともに前記他方極の電極を他方極の集電体に
    電気的に接続して外装缶内に収納して構成した非焼結式
    電極を用いたアルカリ蓄電池であって、 前記一方極の非焼結式電極は三次元的に網目構造をもっ
    た発泡金属多孔体の長辺側端部に溶着部と非溶着部とを
    交互に有する帯状金属板を備えるとともに、 前記帯状金属板の前記非溶着部の長さを前記溶着部間の
    長さよりも長くなるようにした活物質保持体に活物質ス
    ラリーを備えるようにしたことを特徴とする非焼結式電
    極を用いたアルカリ蓄電池。
  16. 【請求項１６】 セパレータを介して一方極の非焼結式
    電極と他方極の電極とを巻回あるいは積層して電極体を
    形成し、この電極体の前記一方極の非焼結式電極を一方
    極の集電体に溶着するとともに前記他方極の電極を他方
    極の集電体に溶着して外装缶内に収納して形成する非焼
    結式電極を用いたアルカリ蓄電池の製造方法であって、 前記一方極の非焼結式電極の製造工程は、三次元的に網
    目構造をもった発泡金属多孔体の長辺側端部に溶着部と
    非溶着部とを交互に形成するように、かつ前記非溶着部
    の長さが前記溶着部間の長さよりも長くなるように前記
    帯状金属板と前記発泡金属多孔体との間に空間部を形成
    するようにして前記帯状金属板と前記発泡金属多孔体と
    を溶着して活物質保持体を形成する活物質保持体形成工
    程と、 前記活物質保持体形成工程により形成された前記活物質
    保持体に前記活物質スラリーを充填する充填工程と、 前記活物質スラリーを充填した前記活物質保持体が所定
    の厚みになるように圧延する圧延工程と、 前記圧延工程により所定の厚みに圧延された前記活物質
    保持体を所定形状に切断する切断工程とを備えたことを
    特徴とする非焼結式電極を用いたアルカリ蓄電池の製造
    方法。
JP10039184A 1998-02-20 1998-02-20 発泡金属多孔体を用いた電池用活物質保持体およびその製造方法、この活物質保持体を用いたアルカリ蓄電池用非焼結式電極およびその製造方法、この非焼結式電極を用いたアルカリ蓄電池およびその製造方法 Pending JPH11238516A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10039184A JPH11238516A (ja) 1998-02-20 1998-02-20 発泡金属多孔体を用いた電池用活物質保持体およびその製造方法、この活物質保持体を用いたアルカリ蓄電池用非焼結式電極およびその製造方法、この非焼結式電極を用いたアルカリ蓄電池およびその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10039184A JPH11238516A (ja) 1998-02-20 1998-02-20 発泡金属多孔体を用いた電池用活物質保持体およびその製造方法、この活物質保持体を用いたアルカリ蓄電池用非焼結式電極およびその製造方法、この非焼結式電極を用いたアルカリ蓄電池およびその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11238516A true JPH11238516A (ja) 1999-08-31

Family

ID=12546038

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10039184A Pending JPH11238516A (ja) 1998-02-20 1998-02-20 発泡金属多孔体を用いた電池用活物質保持体およびその製造方法、この活物質保持体を用いたアルカリ蓄電池用非焼結式電極およびその製造方法、この非焼結式電極を用いたアルカリ蓄電池およびその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11238516A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3831525B2 (ja) 電池
JPH11149914A (ja) 非焼結電極を用いた円筒状アルカリ蓄電池およびその製造方法
JP2000077054A (ja) 電池とその製造方法
EP1037297B1 (en) Alkaline storage battery with group of spiral electrodes
EP1498977A1 (en) Alkaline storage battery
JP3649909B2 (ja) 電池
JP3738125B2 (ja) 非焼結式電極を用いたアルカリ蓄電池およびその製造方法
JP4016214B2 (ja) 電池電極の製造方法
JP2002025604A (ja) アルカリ二次電池
JPH10228908A (ja) アルカリ蓄電池
JPH11238516A (ja) 発泡金属多孔体を用いた電池用活物質保持体およびその製造方法、この活物質保持体を用いたアルカリ蓄電池用非焼結式電極およびその製造方法、この非焼結式電極を用いたアルカリ蓄電池およびその製造方法
JP2000090965A (ja) 円筒形アルカリ二次電池
JP3893856B2 (ja) 角型アルカリ蓄電池
JPH11162447A (ja) 渦巻状電極体を備えた円筒状電池およびその製造方法
JP3913395B2 (ja) アルカリ蓄電池の製造方法
JP3568356B2 (ja) 角形電池の製造方法と角形電池
JP2762517B2 (ja) アルカリ電池用渦巻状電極群の製造方法
JP3952489B2 (ja) アルカリ蓄電池
JP2002110171A (ja) 電池極板用の導電性芯体とこれを用いた電池
JPH1021950A (ja) 非焼結式極板を有する電池
JP4413294B2 (ja) アルカリ二次電池
JP4168578B2 (ja) 角型アルカリ蓄電池とその製造方法
JPH10162855A (ja) 水素化物二次電池
JP4703154B2 (ja) アルカリ蓄電池およびその製造方法
JP2005056680A (ja) 円筒型アルカリ蓄電池

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050201

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070116

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20070529