JPS6254235B2 - - Google Patents
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- JPS6254235B2 JPS6254235B2 JP55003877A JP387780A JPS6254235B2 JP S6254235 B2 JPS6254235 B2 JP S6254235B2 JP 55003877 A JP55003877 A JP 55003877A JP 387780 A JP387780 A JP 387780A JP S6254235 B2 JPS6254235 B2 JP S6254235B2
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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)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、三次元的に連続した構造を有するス
ポンジ状シートを基板とし、その内部に活物質も
しくは触媒を充填した電極の改良に関する。
ポンジ状シートを基板とし、その内部に活物質も
しくは触媒を充填した電極の改良に関する。
通常、電極は金属スクリーンや穴あき板を支持
体として両側に活物質などを塗着する方法や、金
属焼結体内部に活物質などを充填する方法、およ
び、活物質などを缶もしくは微孔を有する筒や袋
につめこむ方法を用いて製造される。これらの製
造方法の他に、最近開発されたスポンジ状金属シ
ートを基板とし、その中に活物質や触媒性を有す
る物質を充填する方法が提案されている。この方
法自体は、焼結基板を用いる場合と似ているが、
スポンジ状金属シートを用いる特徴は、孔径が焼
結基板より大きいので活物質粉末が直接充填でき
ることである。しかも、高多孔度（最大98％）で
あるから理論上高密度充填が可能であり、比較的
導電性に富むため高率放電にも適している。
体として両側に活物質などを塗着する方法や、金
属焼結体内部に活物質などを充填する方法、およ
び、活物質などを缶もしくは微孔を有する筒や袋
につめこむ方法を用いて製造される。これらの製
造方法の他に、最近開発されたスポンジ状金属シ
ートを基板とし、その中に活物質や触媒性を有す
る物質を充填する方法が提案されている。この方
法自体は、焼結基板を用いる場合と似ているが、
スポンジ状金属シートを用いる特徴は、孔径が焼
結基板より大きいので活物質粉末が直接充填でき
ることである。しかも、高多孔度（最大98％）で
あるから理論上高密度充填が可能であり、比較的
導電性に富むため高率放電にも適している。
本発明は、これらの長所のうち活物質などを高
密度に充填できる点をさらに改良すると同時に、
電極表面の芯材を強固にして全体として活物質な
どの保持強度を向上させることを目的とする。す
なわち、本発明は基板として用いるスポンジ状金
属シートとして、表面付近から厚みの中心にゆく
に従つて連続的に格子径が細くなるものを用いる
ことを特徴とする。
密度に充填できる点をさらに改良すると同時に、
電極表面の芯材を強固にして全体として活物質な
どの保持強度を向上させることを目的とする。す
なわち、本発明は基板として用いるスポンジ状金
属シートとして、表面付近から厚みの中心にゆく
に従つて連続的に格子径が細くなるものを用いる
ことを特徴とする。
以下、アルカリ蓄電池用ニツケル極の基板にス
ポンジ状ニツケルシートを適用した例により本発
明をさらに詳しく説明する。
ポンジ状ニツケルシートを適用した例により本発
明をさらに詳しく説明する。
スポンジ状シート内部に水酸化ニツケルを主と
する活物質粉末を充填した電極は、従来のポケツ
ト式電極に近い簡単な方法で製作でき、焼結式ニ
ツケル極に近い高率放電特性、寿命等を有してい
る。また焼結式電極より大きい放電容量密度も有
している。スポンジ状ニツケルシートは最大98％
程度までの高多孔度が可能で、70個／インチ程度
までの孔を有する目の細かいものが現状では製作
が可能である。しかし、工業的には取り扱いや寿
命を考慮しての物論的強度の必要性から約95％の
多孔度が限度であり、その目的は細かいものほど
充放電を繰り返した場合の強度と高率放電などの
電極特性に優れている。目の細かさに関しては、
さらに細かいほど好ましく、高密度に充填できる
という点では高多孔度であるほど望ましい。
する活物質粉末を充填した電極は、従来のポケツ
ト式電極に近い簡単な方法で製作でき、焼結式ニ
ツケル極に近い高率放電特性、寿命等を有してい
る。また焼結式電極より大きい放電容量密度も有
している。スポンジ状ニツケルシートは最大98％
程度までの高多孔度が可能で、70個／インチ程度
までの孔を有する目の細かいものが現状では製作
が可能である。しかし、工業的には取り扱いや寿
命を考慮しての物論的強度の必要性から約95％の
多孔度が限度であり、その目的は細かいものほど
充放電を繰り返した場合の強度と高率放電などの
電極特性に優れている。目の細かさに関しては、
さらに細かいほど好ましく、高密度に充填できる
という点では高多孔度であるほど望ましい。
本発明者らは、平均多孔度が例えば95％と同じ
であつても、基板内部の多孔度が大きいほど、す
なわち格子径が細いほど活物質粉末を多く保持で
き、充填後の加圧成形によつても外部に活物質が
吹き出ることも少なく、しかも充放電中の活物質
の脱落も少ないことを見出した。
であつても、基板内部の多孔度が大きいほど、す
なわち格子径が細いほど活物質粉末を多く保持で
き、充填後の加圧成形によつても外部に活物質が
吹き出ることも少なく、しかも充放電中の活物質
の脱落も少ないことを見出した。
なお、本発明者らは、すでに多孔度の小さいス
ポンジ状ニツケルシートの間に多孔度の大きいシ
ートをはさんで一体化した電極を提案したが、本
発明はスポンジ状ニツケルシート単体で、連続し
て表面付近から厚みの中心部にゆくに従つて格子
径を細くし、その結果中心部ほど高多孔度の基板
を用いることが特徴であり、構造上異なる上に、
工程上も一回の充填だけでよく、張り合わせる工
程などが不要であり、電極自体の強度も強いなど
の特徴がある。
ポンジ状ニツケルシートの間に多孔度の大きいシ
ートをはさんで一体化した電極を提案したが、本
発明はスポンジ状ニツケルシート単体で、連続し
て表面付近から厚みの中心部にゆくに従つて格子
径を細くし、その結果中心部ほど高多孔度の基板
を用いることが特徴であり、構造上異なる上に、
工程上も一回の充填だけでよく、張り合わせる工
程などが不要であり、電極自体の強度も強いなど
の特徴がある。
第１図は本発明に用いるスポンジ状ニツケルシ
ートの概略断面図であり、１はニツケル格子、２
は空間部である。このシートの表面付近の格子１
ａの径は内部の格子１ｂのそれより大きい。この
例では格子は中心部に向かうほど連続的に細くな
つている。
ートの概略断面図であり、１はニツケル格子、２
は空間部である。このシートの表面付近の格子１
ａの径は内部の格子１ｂのそれより大きい。この
例では格子は中心部に向かうほど連続的に細くな
つている。
以下、本発明の実施例を説明する。
厚さ約２mm、多孔度約97％の発泡状ポリウレタ
ンシートに無電解メツキ法によりパラジウムを付
着させた後、ワツト浴にて3A／cm2の電流密度で
約５分間ニツケルメツキをする。ついで約500℃
で焼結した後、約800℃でアニールしてスポンジ
状ニツケルシートを製作する。こうして得られた
シートの平均多孔度は95％、平均孔径は200μｍ
であり、表面付近の格子径約60μｍ、多孔度93
％、中心部の格子径約30μｍ、多孔度約97％であ
つた。このシートをＡとする。
ンシートに無電解メツキ法によりパラジウムを付
着させた後、ワツト浴にて3A／cm2の電流密度で
約５分間ニツケルメツキをする。ついで約500℃
で焼結した後、約800℃でアニールしてスポンジ
状ニツケルシートを製作する。こうして得られた
シートの平均多孔度は95％、平均孔径は200μｍ
であり、表面付近の格子径約60μｍ、多孔度93
％、中心部の格子径約30μｍ、多孔度約97％であ
つた。このシートをＡとする。
次に比較例として、上記ワツト浴でのニツケル
メツキの際、電流密度を1A／cm2以下とし、かつ
浴を十分撹拌する。通常のニツケル電気メツキは
このような条件で行なわれる。この方法による
と、２mm厚程度のシートでは、内部まで殆んど同
じ格子径のスポンジ状シートが得られた。こうし
て得られた平均多孔度95％のシートをＢとする。
シートＡは、ニツケルメツキの際の電流密度を極
めて大きくし、浴の撹拌も殆んど行わないで得た
ものである。
メツキの際、電流密度を1A／cm2以下とし、かつ
浴を十分撹拌する。通常のニツケル電気メツキは
このような条件で行なわれる。この方法による
と、２mm厚程度のシートでは、内部まで殆んど同
じ格子径のスポンジ状シートが得られた。こうし
て得られた平均多孔度95％のシートをＢとする。
シートＡは、ニツケルメツキの際の電流密度を極
めて大きくし、浴の撹拌も殆んど行わないで得た
ものである。
上記のシートＡ，Ｂに、平均粒子径100μｍの
水酸化ニツケル粉末85重量％と金属ニツケル粉末
12重量％および金属コバルト粉末３重量％の混合
物をペースト状にして充填し、400Kg／cm2の圧力
で加圧成形し、乾燥してニツケル電極を得た。
水酸化ニツケル粉末85重量％と金属ニツケル粉末
12重量％および金属コバルト粉末３重量％の混合
物をペースト状にして充填し、400Kg／cm2の圧力
で加圧成形し、乾燥してニツケル電極を得た。
シートＡを用いて得られた電極は、厚さ1.3
mm、活物質充填密度約520ｍAh／c.c.であつた。一
方シートＢを用いたものは、厚さ1.2mm、活物質
充填密度約460ｍAh／c.c.であつた。このように表
面付近の格子径を中心部のそれより大きくしたシ
ートを用いた場合、平均多孔度が同一であれば、
表面付近および中心部とも同じ格子径のものを用
いた場合より充填密度が大きくなり、その傾向は
シートの厚さが薄くなるほど顕著であつた。例え
ば、１mm厚で平均多孔度93％のスポンジ状ニツケ
ルシートを用いた場合、表面部と中心部の格子径
の異なるものでは、厚さ0.65mm、充填密度500ｍ
Ah／c.c.の電極が得られたが、中心部の格子径が
表面部のそれと同一のものでは厚さ0.50mm、充填
密度400ｍAh／c.c.であつた。
mm、活物質充填密度約520ｍAh／c.c.であつた。一
方シートＢを用いたものは、厚さ1.2mm、活物質
充填密度約460ｍAh／c.c.であつた。このように表
面付近の格子径を中心部のそれより大きくしたシ
ートを用いた場合、平均多孔度が同一であれば、
表面付近および中心部とも同じ格子径のものを用
いた場合より充填密度が大きくなり、その傾向は
シートの厚さが薄くなるほど顕著であつた。例え
ば、１mm厚で平均多孔度93％のスポンジ状ニツケ
ルシートを用いた場合、表面部と中心部の格子径
の異なるものでは、厚さ0.65mm、充填密度500ｍ
Ah／c.c.の電極が得られたが、中心部の格子径が
表面部のそれと同一のものでは厚さ0.50mm、充填
密度400ｍAh／c.c.であつた。
次に、上記シートＡを用いて得たニツケル電極
と、対極のニツケルスクリーンおよび比重1.26の
か性カリ水溶液からなる電解液を用いた半電池
を、0.1Cで15時間充電し、0.2Cで完全放電をす
る充放電試験をしたところ、500サイクル程度で
はほとんど活物質の脱落がみられなかつた。一
方、シートＢを用いて得た電極では、150サイク
ル程度で活物質の脱落が多くみられた。このよう
に、本発明の電極は活物質の保持性にも優れてい
る。
と、対極のニツケルスクリーンおよび比重1.26の
か性カリ水溶液からなる電解液を用いた半電池
を、0.1Cで15時間充電し、0.2Cで完全放電をす
る充放電試験をしたところ、500サイクル程度で
はほとんど活物質の脱落がみられなかつた。一
方、シートＢを用いて得た電極では、150サイク
ル程度で活物質の脱落が多くみられた。このよう
に、本発明の電極は活物質の保持性にも優れてい
る。
第２図は、平均多孔度95％、厚さ２mmのスポン
ジ状シートに前記と同様のペースト状活物質を充
填し、400Kg／cm2の圧力で加圧した後の基板であ
るシート自体の中心部における多孔度と活物質の
充填密度との関係を示す。なお、この状態におけ
るシート自体の平均多孔度は93％となつている。
シート中心部の格子径30μｍは、図の多孔度96％
に対応し、格子径55μｍは多孔度93％に対応して
いる。この結果からも明らかなように、シート中
心部の格子径が細く、多孔度の大きいものほど活
物質の充填密度は大きくなる。
ジ状シートに前記と同様のペースト状活物質を充
填し、400Kg／cm2の圧力で加圧した後の基板であ
るシート自体の中心部における多孔度と活物質の
充填密度との関係を示す。なお、この状態におけ
るシート自体の平均多孔度は93％となつている。
シート中心部の格子径30μｍは、図の多孔度96％
に対応し、格子径55μｍは多孔度93％に対応して
いる。この結果からも明らかなように、シート中
心部の格子径が細く、多孔度の大きいものほど活
物質の充填密度は大きくなる。
以上の例ではニツケル極について説明したが、
本発明は二酸化マンガン極、カドミウム極、亜鉛
極、鉄極、鉛極、酸化銀あるいは触媒を用いる電
極などにも適用することができる。
本発明は二酸化マンガン極、カドミウム極、亜鉛
極、鉄極、鉛極、酸化銀あるいは触媒を用いる電
極などにも適用することができる。
以上のように、本発明の電極は活物質あるいは
触媒を高密度で保有し、しかもその保持性に優れ
るものである。
触媒を高密度で保有し、しかもその保持性に優れ
るものである。
第１図は本発明の実施例のスポンジ状ニツケル
シートを概略構成を示す縦断面図、第２図はシー
トの平均多孔度を一定としたときのシート中心部
の多孔度と活物質充填密度との関係を示す。 １……格子、２……空間部。
シートを概略構成を示す縦断面図、第２図はシー
トの平均多孔度を一定としたときのシート中心部
の多孔度と活物質充填密度との関係を示す。 １……格子、２……空間部。
Claims (1)
- １ 三次元的に連続した構造を有するスポンジ状
金属シートを基板とし、その内部に活物質もしく
は触媒を充填した電極であつて、前記シートはそ
の表面付近より厚みの中心部にゆくに従つて連続
的に格子径が細いことを特徴とする電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP387780A JPS56102076A (en) | 1980-01-16 | 1980-01-16 | Electrode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP387780A JPS56102076A (en) | 1980-01-16 | 1980-01-16 | Electrode |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56102076A JPS56102076A (en) | 1981-08-15 |
| JPS6254235B2 true JPS6254235B2 (ja) | 1987-11-13 |
Family
ID=11569405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP387780A Granted JPS56102076A (en) | 1980-01-16 | 1980-01-16 | Electrode |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56102076A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6066416A (en) * | 1995-11-22 | 2000-05-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Nickel hydroxide positive electrode active material having a surface layer containing a solid solution nickel hydroxide with manganese incorporated therein |
| EP1890350A2 (en) | 1997-02-03 | 2008-02-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | The manufacturing method of active materials for the positive electrode in alkaline storage batteries |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3438142B2 (ja) * | 1992-09-18 | 2003-08-18 | 松下電器産業株式会社 | 中・大容量密閉式金属酸化物・水素蓄電池 |
| JP2015191702A (ja) * | 2014-03-27 | 2015-11-02 | プライムアースＥｖエナジー株式会社 | 電池用正極板、アルカリ蓄電池、及び電池用正極板の製造方法 |
-
1980
- 1980-01-16 JP JP387780A patent/JPS56102076A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6066416A (en) * | 1995-11-22 | 2000-05-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Nickel hydroxide positive electrode active material having a surface layer containing a solid solution nickel hydroxide with manganese incorporated therein |
| EP1890350A2 (en) | 1997-02-03 | 2008-02-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | The manufacturing method of active materials for the positive electrode in alkaline storage batteries |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56102076A (en) | 1981-08-15 |
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