JPS6355186B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6355186B2 JPS6355186B2 JP55119187A JP11918780A JPS6355186B2 JP S6355186 B2 JPS6355186 B2 JP S6355186B2 JP 55119187 A JP55119187 A JP 55119187A JP 11918780 A JP11918780 A JP 11918780A JP S6355186 B2 JPS6355186 B2 JP S6355186B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- active material
- porous body
- porous
- sponge
- 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.)
- Expired
Links
- 239000011149 active material Substances 0.000 claims description 22
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 4
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 2
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N cadmium nickel Chemical group [Ni].[Cd] OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L nickel(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ni+2] BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
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
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
- H01M4/0402—Methods of deposition of the material
- H01M4/0404—Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
-
- 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
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
-
- 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
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
- H01M4/043—Processes of manufacture in general involving compressing or compaction
-
- 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
Landscapes
- 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】
本発明は、電池用渦巻形電極の改良に関するも
のである。
のである。
各種電子機器の電源としては、極板群を渦巻状
にした円筒形の密閉電池が最も広く使われてお
り、この電池の高容量化と低価格化が強く要望さ
れている。密閉電池の代表的なものが、ニツケル
−カドミウム蓄電池であり、その電極としては、
焼結基板に電解などにより活物質を充填した焼結
式電極と、結着剤を含む活物質ペーストを孔あき
板などに塗着したスペース式電極が一般に用いら
れている。
にした円筒形の密閉電池が最も広く使われてお
り、この電池の高容量化と低価格化が強く要望さ
れている。密閉電池の代表的なものが、ニツケル
−カドミウム蓄電池であり、その電極としては、
焼結基板に電解などにより活物質を充填した焼結
式電極と、結着剤を含む活物質ペーストを孔あき
板などに塗着したスペース式電極が一般に用いら
れている。
焼結式電極は、性能はすぐれているが、容量、
コストの点ではペースト式電極の方がすぐれてい
る。しかし、ペースト式電極は、特に正極におい
て、寿命、利用率が劣つている。
コストの点ではペースト式電極の方がすぐれてい
る。しかし、ペースト式電極は、特に正極におい
て、寿命、利用率が劣つている。
この問題を改善する方法として、三次元的構造
を有するスポンジ状金属多孔体を活物質保持体と
する電極が提案されている。この多孔体は、孔径
が数10μm〜500μmの範囲のものを自由に得るこ
とができ、ペースト状にした活物質を直接に、し
かも高密度に充填でき、活物質の脱落も少ないの
で、低コストで高容量の電極が期待できる。
を有するスポンジ状金属多孔体を活物質保持体と
する電極が提案されている。この多孔体は、孔径
が数10μm〜500μmの範囲のものを自由に得るこ
とができ、ペースト状にした活物質を直接に、し
かも高密度に充填でき、活物質の脱落も少ないの
で、低コストで高容量の電極が期待できる。
ところが、このスポンジ状多孔体を用いた電極
は、渦巻状に巻回する際、亀裂を発生し、これが
電極の破断につながる可能性がある。特に巻始め
るとき、その巻径が小さいほど亀裂が入り易い。
は、渦巻状に巻回する際、亀裂を発生し、これが
電極の破断につながる可能性がある。特に巻始め
るとき、その巻径が小さいほど亀裂が入り易い。
本発明は、このような問題を解消するもので、
スポンジ状金属多孔体の電極巻始め端に相当する
部分を加圧圧縮して他の部分より低多孔度にして
活物質を充填し、つぎに全体を加圧圧縮すること
を特徴とするものである。
スポンジ状金属多孔体の電極巻始め端に相当する
部分を加圧圧縮して他の部分より低多孔度にして
活物質を充填し、つぎに全体を加圧圧縮すること
を特徴とするものである。
本発明によれば、多孔体の巻始め端に相当する
部分は、低多孔度の状態で活物質が充填されるの
で、多孔体の骨格に対する活物質量が少なくな
り、骨格の伸縮性に余裕ができ、したがつて渦巻
状に巻回する際、亀裂が発生しにくくなる。
部分は、低多孔度の状態で活物質が充填されるの
で、多孔体の骨格に対する活物質量が少なくな
り、骨格の伸縮性に余裕ができ、したがつて渦巻
状に巻回する際、亀裂が発生しにくくなる。
以下、本発明を実施例により説明する。
第１図はスポンジ状金属多孔体の概略構成を示
すもので、三次元的に連続した格子１によつて、
同じく三次元的に連続した空間部２を形成してお
り、この空間部内に活物質を保持する。
すもので、三次元的に連続した格子１によつて、
同じく三次元的に連続した空間部２を形成してお
り、この空間部内に活物質を保持する。
第２図は連続的に多数の極板を作るための長尺
帯状のスポンジ状金属多孔体を示すもので、この
多孔体３は、長さ方向に沿つて片側に低多孔度の
圧縮部分４を設けている。５は圧縮しない高多孔
度の部分である。圧縮部分４は、第３図のように
両面から圧縮しても、また第４図のように片面か
ら圧縮してもよい。この多孔度は、その長さ方向
に搬送する過程でペースト状活物質を充填した
後、図の一点鎖線で示す位置で所定の大きさの電
極に切断する。
帯状のスポンジ状金属多孔体を示すもので、この
多孔体３は、長さ方向に沿つて片側に低多孔度の
圧縮部分４を設けている。５は圧縮しない高多孔
度の部分である。圧縮部分４は、第３図のように
両面から圧縮しても、また第４図のように片面か
ら圧縮してもよい。この多孔度は、その長さ方向
に搬送する過程でペースト状活物質を充填した
後、図の一点鎖線で示す位置で所定の大きさの電
極に切断する。
第５図は上記のようにして作つた電極を示すも
ので、６は上記低多孔度の部分４に相当し、電極
を渦巻状に構成する場合は、この部分から巻始め
る。７は高多孔度の部分５に相当する。８は溶着
によつて結合したリード片である。
ので、６は上記低多孔度の部分４に相当し、電極
を渦巻状に構成する場合は、この部分から巻始め
る。７は高多孔度の部分５に相当する。８は溶着
によつて結合したリード片である。
第６図は前記のような構成の正極板９に、負極
板１０とセパレータ１１を組み合わせて渦巻状に
巻始めた状態を示している。
板１０とセパレータ１１を組み合わせて渦巻状に
巻始めた状態を示している。
スポンジ状多孔体は、例えば次のようにして製
造することができる。まず、ポリウレタンの連続
した帯状のスポンジ状シートに、導電材を付着さ
せた後、ワツト浴を用いた電解槽を通してニツケ
ルメツキする。この後焙焼して樹脂を除去し、水
素気流中で熱処理する。
造することができる。まず、ポリウレタンの連続
した帯状のスポンジ状シートに、導電材を付着さ
せた後、ワツト浴を用いた電解槽を通してニツケ
ルメツキする。この後焙焼して樹脂を除去し、水
素気流中で熱処理する。
以下に具体的実施例を説明する。
上記のようにして、厚さ1.5mm、幅150mm、多孔
度約94％のスポンジ状ニツケル多孔体をつくつ
た。次にこの帯状の多孔体の端部を加圧圧縮して
低多孔度の部分を設けた。圧縮部分の多孔度は91
％であつた。
度約94％のスポンジ状ニツケル多孔体をつくつ
た。次にこの帯状の多孔体の端部を加圧圧縮して
低多孔度の部分を設けた。圧縮部分の多孔度は91
％であつた。
次にこの多孔体の全体に、水酸化ニツケル85重
量部、ニツケル粉末10重量部、コバルト粉末５重
量部の混合物をペースト状にした活物質混合物を
充填し、乾燥後、さらに全体を加圧して、全体の
厚さが約0.9mmとなるようにした。そして、幅38
mm毎に切断し、長さ約150mm、厚さ0.9mmのニツケ
ル正極を得た。これに電極リードを取り付け、汎
用のカドミウム負極とセパレータを介して巻回し
て単２形の円筒アルカリ電池を製作した。
量部、ニツケル粉末10重量部、コバルト粉末５重
量部の混合物をペースト状にした活物質混合物を
充填し、乾燥後、さらに全体を加圧して、全体の
厚さが約0.9mmとなるようにした。そして、幅38
mm毎に切断し、長さ約150mm、厚さ0.9mmのニツケ
ル正極を得た。これに電極リードを取り付け、汎
用のカドミウム負極とセパレータを介して巻回し
て単２形の円筒アルカリ電池を製作した。
この場合、活物質を充填する前に多孔体の低多
孔度の部分に相当する部分から、セパレータを介
してニツケル極と同等の大きさのカドミウム極と
合わせて、渦巻状に巻き始めると、小さい巻径で
も亀裂も少なく、破断することもなく、円滑に巻
くことができた。また、逆に戻してもひび割れの
あとは少し残るが破断することなく、再度渦巻き
が可能であつた。しかし、活物質充填前に低多孔
度の部分を設けない多孔体で作つた従来の電極
は、巻き始めの時から、電極にひび割れが大きく
入り、破断にまで及ぶものがあつた。当然、巻き
戻すと破断して、電極の再生は不可能であつた。
孔度の部分に相当する部分から、セパレータを介
してニツケル極と同等の大きさのカドミウム極と
合わせて、渦巻状に巻き始めると、小さい巻径で
も亀裂も少なく、破断することもなく、円滑に巻
くことができた。また、逆に戻してもひび割れの
あとは少し残るが破断することなく、再度渦巻き
が可能であつた。しかし、活物質充填前に低多孔
度の部分を設けない多孔体で作つた従来の電極
は、巻き始めの時から、電極にひび割れが大きく
入り、破断にまで及ぶものがあつた。当然、巻き
戻すと破断して、電極の再生は不可能であつた。
次に、本発明によるニツケル極を用いた電池Ａ
と、従来のニツケル極を用いた電池Ｂについて、
200mAで15時間充填し、400mAで放電する充放
電を繰り返したところ、電池Ａは50サイクル後に
おいても初期値と同等の2.5Ahの容量を示した
が、電池Ｂは50サイクル後には2.0Ahにまで容量
が低下した。この原因は、電極の巻き始め部にお
ける亀裂、崩壊による活物質の脱落、多孔体の骨
格露出などによる内部短絡現象による容量低下と
考えられる。
と、従来のニツケル極を用いた電池Ｂについて、
200mAで15時間充填し、400mAで放電する充放
電を繰り返したところ、電池Ａは50サイクル後に
おいても初期値と同等の2.5Ahの容量を示した
が、電池Ｂは50サイクル後には2.0Ahにまで容量
が低下した。この原因は、電極の巻き始め部にお
ける亀裂、崩壊による活物質の脱落、多孔体の骨
格露出などによる内部短絡現象による容量低下と
考えられる。
なお、多孔体を活物質充填前に加圧圧縮する部
分の圧縮度合は多孔体の元の厚さの５〜50％程度
が望ましい。５％より小さい場合は渦巻きの最小
径に対して効果がなく、また50％以上では渦巻き
の最小径に対しては非常に有利に働くが、その部
分での活物質の充填量が減少し、容量が少なくな
る。
分の圧縮度合は多孔体の元の厚さの５〜50％程度
が望ましい。５％より小さい場合は渦巻きの最小
径に対して効果がなく、また50％以上では渦巻き
の最小径に対しては非常に有利に働くが、その部
分での活物質の充填量が減少し、容量が少なくな
る。
上記のように、電極の巻き始め端に相当する多
孔体の部分を活物質充填前に加圧圧縮して低多孔
度としておくことにより、この部分への活物質の
充填量が制限されて、スポンジ状金属多孔体から
なる骨格に対して活物質の量が少なくなり、骨格
の伸縮性に余裕ができて、骨格にかかる応力が軽
減される。したがつて、小さい巻き径の時でも、
その巻き強度に十分耐えることができる。また加
圧する境界部に傾斜を設けるとその部分からの亀
裂はなくより効果的である。
孔体の部分を活物質充填前に加圧圧縮して低多孔
度としておくことにより、この部分への活物質の
充填量が制限されて、スポンジ状金属多孔体から
なる骨格に対して活物質の量が少なくなり、骨格
の伸縮性に余裕ができて、骨格にかかる応力が軽
減される。したがつて、小さい巻き径の時でも、
その巻き強度に十分耐えることができる。また加
圧する境界部に傾斜を設けるとその部分からの亀
裂はなくより効果的である。
以上のように、本発明によれば、スポンジ状金
属多孔体を用いる渦巻形電極の亀裂や破断による
寿命低下を防止し、長寿命で、高容量の電極を得
ることができる。
属多孔体を用いる渦巻形電極の亀裂や破断による
寿命低下を防止し、長寿命で、高容量の電極を得
ることができる。
第１図はスポンジ状金属多孔体の概略構成を示
す模式図、第２図は多数の電極を作るためのスポ
ンジ状金属多孔体の連続するシートの平面図、第
３図および第４図はその横断面の構成例を示す
図、第５図は本発明による電極の実施例を示す正
面図、第６図は渦巻状に巻き始めた極板群の横断
面図である。 １……格子、２……空間部、３……スポンジ状
多孔体のシート、４……低多孔度の部分、５……
高多孔度の部分。
す模式図、第２図は多数の電極を作るためのスポ
ンジ状金属多孔体の連続するシートの平面図、第
３図および第４図はその横断面の構成例を示す
図、第５図は本発明による電極の実施例を示す正
面図、第６図は渦巻状に巻き始めた極板群の横断
面図である。 １……格子、２……空間部、３……スポンジ状
多孔体のシート、４……低多孔度の部分、５……
高多孔度の部分。
Claims (1)
- １ 三次元的構造を有するスポンジ状金属多孔体
を活物質の保持体としこれに活物質を保持させて
渦巻状の巻回する電極の製造法において、電極の
巻始め端部に相当する多孔体部分を、多孔体の元
の厚さの５〜50％の圧縮度合で加圧圧縮して他の
部分より低多孔度にする工程と、次にこの多孔体
全体に活物質を充填する工程と、電極全体を所望
とする電極厚さに加圧圧縮する工程とを有するこ
とを特徴とする電池用渦巻形電極の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55119187A JPS5743361A (en) | 1980-08-28 | 1980-08-28 | Manufacture of swirled type battery electrode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55119187A JPS5743361A (en) | 1980-08-28 | 1980-08-28 | Manufacture of swirled type battery electrode |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5743361A JPS5743361A (en) | 1982-03-11 |
| JPS6355186B2 true JPS6355186B2 (ja) | 1988-11-01 |
Family
ID=14755060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55119187A Granted JPS5743361A (en) | 1980-08-28 | 1980-08-28 | Manufacture of swirled type battery electrode |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5743361A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012256584A (ja) * | 2011-02-18 | 2012-12-27 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 電気化学素子 |
-
1980
- 1980-08-28 JP JP55119187A patent/JPS5743361A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5743361A (en) | 1982-03-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4783384A (en) | Electrochemical cell | |
| US6551737B1 (en) | Cylindrical alkaline storage battery | |
| JP4772185B2 (ja) | アルカリ蓄電池用正極板およびその製造方法ならびにそれを用いたアルカリ蓄電池 | |
| JPS6355186B2 (ja) | ||
| JPS63314777A (ja) | 密閉形ニッケル−水素蓄電池 | |
| US6946222B2 (en) | Sintered nickel electrode for alkaline storage battery, method of forming the same, and alkaline storage battery | |
| JPS62136759A (ja) | 電池用電極の製造法 | |
| JPS6242448Y2 (ja) | ||
| JP2984806B2 (ja) | 密閉型ニッケル−水素二次電池 | |
| JP6719101B2 (ja) | ニッケル水素電池及びその製造方法 | |
| JP2680642B2 (ja) | アルカリ蓄電池用亜鉛極の製造方法 | |
| JP3182790B2 (ja) | 水素吸蔵合金電極およびその製造法 | |
| JPH06215796A (ja) | 円筒形ニッケル・水素蓄電池 | |
| JPS5834902B2 (ja) | 電池用電極 | |
| JPS5832210Y2 (ja) | 円筒形アルカリ蓄電池 | |
| JP4567990B2 (ja) | 二次電池 | |
| JPS63261672A (ja) | アルカリ蓄電池用電極及びその製造方法 | |
| JP3015455B2 (ja) | 電池用電極板 | |
| JP2005056677A (ja) | 円筒型アルカリ蓄電池 | |
| JPH08329936A (ja) | 二次電池およびこれに用いる電極製造方法 | |
| JP2594147B2 (ja) | 金属―水素アルカリ蓄電池 | |
| JP2558587B2 (ja) | ニッケル−水素二次電池用の負極 | |
| JPS63124361A (ja) | 電池用極板 | |
| JPH06295727A (ja) | 密閉式アルカリ蓄電池 | |
| JPS5931830B2 (ja) | 円柱状電極の製造法 |