JPH10162815A - 密閉形ニッケル水素電池 - Google Patents
密閉形ニッケル水素電池Info
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- JPH10162815A JPH10162815A JP8323000A JP32300096A JPH10162815A JP H10162815 A JPH10162815 A JP H10162815A JP 8323000 A JP8323000 A JP 8323000A JP 32300096 A JP32300096 A JP 32300096A JP H10162815 A JPH10162815 A JP H10162815A
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- JP
- Japan
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- fibers
- electrode
- fiber
- length
- sheet
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- Pending
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-
- 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
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 導電性繊維が電極シートの外面に突出せず、
高強度で安定した性能の電極をもつ密閉形ニッケル水素
電池を提供する。 【解決手段】 導電性繊維を含むペースト式電極を備え
た密閉形ニッケル水素電池において、繊維はカールし、
その平均長さが5〜20mmの範囲内にあり、かつ、繊維
の長手に沿って切込部が形成されている。
高強度で安定した性能の電極をもつ密閉形ニッケル水素
電池を提供する。 【解決手段】 導電性繊維を含むペースト式電極を備え
た密閉形ニッケル水素電池において、繊維はカールし、
その平均長さが5〜20mmの範囲内にあり、かつ、繊維
の長手に沿って切込部が形成されている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、導電性繊維を含む
ペースト式電極を備えた密閉形ニッケル水素電池に関す
る。
ペースト式電極を備えた密閉形ニッケル水素電池に関す
る。
【0002】
【従来の技術】図1に示すように、密閉形ニッケル水素
電池の電極群3は最外周端が負極5の端部となるように
巻かれ、負極5の最外周端を筒型容器2の内面に接触さ
せる構造となっている。さらに、電極群3は電池容器2
内で水酸化カリウム溶液などの強アルカリ性の電解液中
に浸漬されている。このような電極群は、特開昭60−
10038号公報、特開昭60−130053号公報、
特開昭61−99278号公報にそれぞれ開示されてい
るように、導電性繊維基板に活物質としての水素吸蔵合
金を充填したペースト式負極5とニッケル酸化物を充填
したペースト式正極6とが合成樹脂繊維製不織布からな
るセパレータ4で仕切られ、これらを一括に渦巻状に巻
回して形成されている。
電池の電極群3は最外周端が負極5の端部となるように
巻かれ、負極5の最外周端を筒型容器2の内面に接触さ
せる構造となっている。さらに、電極群3は電池容器2
内で水酸化カリウム溶液などの強アルカリ性の電解液中
に浸漬されている。このような電極群は、特開昭60−
10038号公報、特開昭60−130053号公報、
特開昭61−99278号公報にそれぞれ開示されてい
るように、導電性繊維基板に活物質としての水素吸蔵合
金を充填したペースト式負極5とニッケル酸化物を充填
したペースト式正極6とが合成樹脂繊維製不織布からな
るセパレータ4で仕切られ、これらを一括に渦巻状に巻
回して形成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ペースト式電極は、厚み方向の強度が小さく、必要とさ
れる量の活物質を充填しにくいという問題点がある。ま
た、活物質の充填後においてはローラープレスで圧延す
るため長手方向への伸びが大きいという問題点がある。
さらに、導電性繊維が電極シートの外面に突出しやす
く、集電効率が低下したり短絡回路を形成しやすいとい
う問題点がある。
ペースト式電極は、厚み方向の強度が小さく、必要とさ
れる量の活物質を充填しにくいという問題点がある。ま
た、活物質の充填後においてはローラープレスで圧延す
るため長手方向への伸びが大きいという問題点がある。
さらに、導電性繊維が電極シートの外面に突出しやす
く、集電効率が低下したり短絡回路を形成しやすいとい
う問題点がある。
【0004】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、導電性繊維が電極シートの外面に突出せ
ず、高強度で安定した性能の電極をもつ密閉形ニッケル
水素電池を提供することを目的とする。
たものであり、導電性繊維が電極シートの外面に突出せ
ず、高強度で安定した性能の電極をもつ密閉形ニッケル
水素電池を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に係る密閉形ニッ
ケル水素電池は、少なくとも表面が導電体からなる繊維
を含むペースト式電極を備えた密閉形ニッケル水素電池
において、前記繊維は、カールし、その平均長さが5〜
20mmの範囲内にあり、かつ、繊維の長手に沿って切込
部が形成されていることを特徴とする。
ケル水素電池は、少なくとも表面が導電体からなる繊維
を含むペースト式電極を備えた密閉形ニッケル水素電池
において、前記繊維は、カールし、その平均長さが5〜
20mmの範囲内にあり、かつ、繊維の長手に沿って切込
部が形成されていることを特徴とする。
【0006】上記繊維は、換言すれば、その横断面が多
角形をなし、この多角形の少なくとも1つの角の余角が
鋭角であることが望ましい。繊維を直線状でなくカール
させているので、ペースト式電極シートがフェルト特有
のふんわりとした柔らかさと厚みをもつようになり、繊
維の先端部がシートの外方に突出しにくくなる。
角形をなし、この多角形の少なくとも1つの角の余角が
鋭角であることが望ましい。繊維を直線状でなくカール
させているので、ペースト式電極シートがフェルト特有
のふんわりとした柔らかさと厚みをもつようになり、繊
維の先端部がシートの外方に突出しにくくなる。
【0007】ペースト式電極シートに含まれるすべての
繊維の長さが5〜20mmの範囲内でなければならないと
いうことではないが、その平均長をこの範囲内に入れる
必要がある。繊維長の平均下限値を5mmとする理由は、
これより短い繊維ではシートを巻回したときにひび割れ
のところで繊維の先端部がシートから飛び出しやすくな
るからである。すなわち、繊維がシート外面から突出し
ないようにするにはカールした長繊維のほうが有利であ
る。一方、繊維長の平均上限値を20mmとする理由は、
これより長い繊維ではペーストに混入した場合に繊維が
局所に集合して繊維密度が不均一になる(目付けの不均
一をまねく)からである。すなわち、繊維がシート全体
にわたって一様に分散されるには短繊維のほうが有利で
ある。
繊維の長さが5〜20mmの範囲内でなければならないと
いうことではないが、その平均長をこの範囲内に入れる
必要がある。繊維長の平均下限値を5mmとする理由は、
これより短い繊維ではシートを巻回したときにひび割れ
のところで繊維の先端部がシートから飛び出しやすくな
るからである。すなわち、繊維がシート外面から突出し
ないようにするにはカールした長繊維のほうが有利であ
る。一方、繊維長の平均上限値を20mmとする理由は、
これより長い繊維ではペーストに混入した場合に繊維が
局所に集合して繊維密度が不均一になる(目付けの不均
一をまねく)からである。すなわち、繊維がシート全体
にわたって一様に分散されるには短繊維のほうが有利で
ある。
【0008】また、繊維の長手に沿って切込部が形成さ
れているか、あるいは繊維の横断面が多角形の少なくと
も1つの角の余角が鋭角をなしているので、繊維が互い
に絡まりあいやすく、結着点(結接点)が多くなり、電
極シートの強度が向上する。とくに、厚み方向の強度が
増大して破れにくくなる。
れているか、あるいは繊維の横断面が多角形の少なくと
も1つの角の余角が鋭角をなしているので、繊維が互い
に絡まりあいやすく、結着点(結接点)が多くなり、電
極シートの強度が向上する。とくに、厚み方向の強度が
増大して破れにくくなる。
【0009】繊維の平均径は20〜100μmの範囲に
あることが望ましい。繊維の平均径が20μmを下回る
と、圧延や巻回などの加工により電極強度が低下すると
いう不都合を生じるからである。一方、繊維の平均径が
100μmを上回ると、繊維本数が少なくなり、活物質
との接触点が少なくなるので、導電性が低下するという
不都合を生じるからである。
あることが望ましい。繊維の平均径が20μmを下回る
と、圧延や巻回などの加工により電極強度が低下すると
いう不都合を生じるからである。一方、繊維の平均径が
100μmを上回ると、繊維本数が少なくなり、活物質
との接触点が少なくなるので、導電性が低下するという
不都合を生じるからである。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照しながら
本発明の好ましい実施の形態について説明する。本実施
例では図1に示すような渦巻電極群3を有する筒型のニ
ッケル水素二次電池1を製造する場合について説明す
る。
本発明の好ましい実施の形態について説明する。本実施
例では図1に示すような渦巻電極群3を有する筒型のニ
ッケル水素二次電池1を製造する場合について説明す
る。
【0011】水酸化ニッケル粉末90重量部および一酸
化コバルト粉末10重量部からなる混合粉体に、水酸化
ニッケル粉末に対してカルボキシメチルセルロース0.
3重量部、ポリテトラフルオロエチレンの懸濁液(比重
1.5,固形分60重量%)を固形分換算で0.5重量
部添加し、これらに蒸留水を45重量部添加して混練す
ることによりペーストを調製した。
化コバルト粉末10重量部からなる混合粉体に、水酸化
ニッケル粉末に対してカルボキシメチルセルロース0.
3重量部、ポリテトラフルオロエチレンの懸濁液(比重
1.5,固形分60重量%)を固形分換算で0.5重量
部添加し、これらに蒸留水を45重量部添加して混練す
ることによりペーストを調製した。
【0012】次いで、このペーストを導電性基板として
のニッケルメッキ繊維内に充填した後に、更にその両表
面にペーストを塗布し、乾燥し、ローラプレスを行って
圧延することにより厚さが0.65mmのペーストシー
トを得た。これを所望サイズに切断して正極6を作製し
た。
のニッケルメッキ繊維内に充填した後に、更にその両表
面にペーストを塗布し、乾燥し、ローラプレスを行って
圧延することにより厚さが0.65mmのペーストシー
トを得た。これを所望サイズに切断して正極6を作製し
た。
【0013】一方、LmNi4.0 Co0.4 Mn0.3 Al
0.3 の組成からなる水素吸蔵合金粉末100重量部に対
してポリアクリル酸ナトリウム0.5重量部、カルボキ
シメチルセルロース(CMC)0.125重量部、ポリ
テトラフルオロエチレンのディスパージョン(比重1.
5,固形分60wt%)を固形分換算で2.5重量部お
よび導電材としてカーボン粉末1.0重量部を水50重
量部と共に混合することによって、ペーストを調製し
た。このペーストを導電性基板としてのパンチドメタル
に塗布、乾燥した後、加圧成型することによって厚さが
0.40mmのペーストシートを得た。これを所望サイ
ズに切断して負極5を作製した。
0.3 の組成からなる水素吸蔵合金粉末100重量部に対
してポリアクリル酸ナトリウム0.5重量部、カルボキ
シメチルセルロース(CMC)0.125重量部、ポリ
テトラフルオロエチレンのディスパージョン(比重1.
5,固形分60wt%)を固形分換算で2.5重量部お
よび導電材としてカーボン粉末1.0重量部を水50重
量部と共に混合することによって、ペーストを調製し
た。このペーストを導電性基板としてのパンチドメタル
に塗布、乾燥した後、加圧成型することによって厚さが
0.40mmのペーストシートを得た。これを所望サイ
ズに切断して負極5を作製した。
【0014】次に、図5を参照しながら上記ペースト式
電極に用いる導電性繊維を製造する場合について説明す
る。実施例1ではニッケルメッキ繊維を製造する場合に
つき説明し、実施例2及び実施例3では金属ニッケル繊
維を製造する場合につき説明する。 (実施例1)平均直径が40μmのポリプロピレン又は
ポリエチレン繊維を特殊ダイスに通して引き抜き、図2
(b)に示すような6つの切込部9をもつ特殊断面形状
の繊維8に成形した(工程S1)。引抜加工用ダイスの
孔には特殊形状の溝がつけられており、これにより例え
ば繊維径の15〜35%の深さまで切れ込む切込部9が
形成される。
電極に用いる導電性繊維を製造する場合について説明す
る。実施例1ではニッケルメッキ繊維を製造する場合に
つき説明し、実施例2及び実施例3では金属ニッケル繊
維を製造する場合につき説明する。 (実施例1)平均直径が40μmのポリプロピレン又は
ポリエチレン繊維を特殊ダイスに通して引き抜き、図2
(b)に示すような6つの切込部9をもつ特殊断面形状
の繊維8に成形した(工程S1)。引抜加工用ダイスの
孔には特殊形状の溝がつけられており、これにより例え
ば繊維径の15〜35%の深さまで切れ込む切込部9が
形成される。
【0015】次いで、繊維8をダイスに通して引き抜き
ながらカッターで約10mmの長さに次々に切断した(工
程S2)。引抜加工時に繊維8の片側だけがダイスに当
接するので、図2(a)に示すように繊維8は適度にカ
ールされる。
ながらカッターで約10mmの長さに次々に切断した(工
程S2)。引抜加工時に繊維8の片側だけがダイスに当
接するので、図2(a)に示すように繊維8は適度にカ
ールされる。
【0016】このような短繊維8をパレット上にランダ
ムに敷き並べる(工程S3)。そして、無電解メッキ法
により処理した後に、電界メッキ法により繊維8の表面
に金属ニッケルをメッキした(工程S4)。さらに、こ
れを800〜1000℃の温度領域で焼結してニッケル
繊維の不織布を得た(工程S5)。
ムに敷き並べる(工程S3)。そして、無電解メッキ法
により処理した後に、電界メッキ法により繊維8の表面
に金属ニッケルをメッキした(工程S4)。さらに、こ
れを800〜1000℃の温度領域で焼結してニッケル
繊維の不織布を得た(工程S5)。
【0017】この導電性繊維の不織布に活物質としてニ
ッケル酸化物を充填してペースト式正極6を得た。さら
に、パンチドメタルからなる負極5と正極6とを絶縁性
のセパレータ4で仕切り、これらを一括に渦巻状に巻回
して電極群3とした。
ッケル酸化物を充填してペースト式正極6を得た。さら
に、パンチドメタルからなる負極5と正極6とを絶縁性
のセパレータ4で仕切り、これらを一括に渦巻状に巻回
して電極群3とした。
【0018】このようにして得た電極群3を有底円筒状
容器2内にその積層面が容器2の深さ方向と平行になる
ように収納した。さらに、得られた電解液未収納のニッ
ケル水素二次電池1をこの電池の電極群の上端と注液部
材の出口部の下端との間に0.5mmの距離をあけて注
液装置に組み込み、容器内を110Torrまで減圧
し、この容器に回転速度を1000rpmにして遠心力
を加えながら容器内に7NのKOHおよび1NのLiO
Hからなるアルカリ電解液を2.5cc注入した。正極
6の縁部にはリードが取り付けられ、このリードに集電
体としてのタブが接合されている。このタブをキャップ
に接合し、タブを折り曲げてキャップを容器2に被せ、
さらに両者を接合する。これにより二次電池1を得た。 (実施例2)平均直径が40μmの金属ニッケル繊維を
特殊ダイスに通して引き抜き、図3に示すような4つの
切込部9Aをもつ特殊断面形状の繊維8Aに成形した
(工程S1)。引抜加工用ダイスの孔には特殊形状の溝
がつけられており、これにより例えば繊維径の20〜4
0%の深さまで切れ込んだ切込部9Aが形成される。
容器2内にその積層面が容器2の深さ方向と平行になる
ように収納した。さらに、得られた電解液未収納のニッ
ケル水素二次電池1をこの電池の電極群の上端と注液部
材の出口部の下端との間に0.5mmの距離をあけて注
液装置に組み込み、容器内を110Torrまで減圧
し、この容器に回転速度を1000rpmにして遠心力
を加えながら容器内に7NのKOHおよび1NのLiO
Hからなるアルカリ電解液を2.5cc注入した。正極
6の縁部にはリードが取り付けられ、このリードに集電
体としてのタブが接合されている。このタブをキャップ
に接合し、タブを折り曲げてキャップを容器2に被せ、
さらに両者を接合する。これにより二次電池1を得た。 (実施例2)平均直径が40μmの金属ニッケル繊維を
特殊ダイスに通して引き抜き、図3に示すような4つの
切込部9Aをもつ特殊断面形状の繊維8Aに成形した
(工程S1)。引抜加工用ダイスの孔には特殊形状の溝
がつけられており、これにより例えば繊維径の20〜4
0%の深さまで切れ込んだ切込部9Aが形成される。
【0019】次いで、繊維8Aをダイスに通して引き抜
きながらカッターで約15mmの長さに次々に切断した
(工程S2)。引抜加工時に繊維8Aの片側だけがダイ
スに当接するので、図2(a)に示すように繊維8Aは
適度にカールされる。
きながらカッターで約15mmの長さに次々に切断した
(工程S2)。引抜加工時に繊維8Aの片側だけがダイ
スに当接するので、図2(a)に示すように繊維8Aは
適度にカールされる。
【0020】このような短繊維8Aをパレット上にラン
ダムに敷き並べ(工程S3)、これを約1000℃の温
度で焼結して金属ニッケル繊維の不織布を得た(工程S
5)。 (実施例3)平均直径が40μmの金属ニッケル繊維を
特殊ダイスに通して引き抜き、図4に示すような2つの
切込部9Bをもつ特殊断面形状の繊維8Bに成形した
(工程S1)。引抜加工用ダイスの孔には特殊形状の溝
がつけられており、これにより例えば繊維径の20〜3
0%の深さまで切れ込んだ切込部9Bが形成される。
ダムに敷き並べ(工程S3)、これを約1000℃の温
度で焼結して金属ニッケル繊維の不織布を得た(工程S
5)。 (実施例3)平均直径が40μmの金属ニッケル繊維を
特殊ダイスに通して引き抜き、図4に示すような2つの
切込部9Bをもつ特殊断面形状の繊維8Bに成形した
(工程S1)。引抜加工用ダイスの孔には特殊形状の溝
がつけられており、これにより例えば繊維径の20〜3
0%の深さまで切れ込んだ切込部9Bが形成される。
【0021】次いで、繊維8Bをダイスに通して引き抜
きながらカッターで約20mmの長さに次々に切断した
(工程S2)。引抜加工時に繊維8Bの片側だけがダイ
スに当接するので、図2(a)に示すように繊維8Bは
適度にカールされる。
きながらカッターで約20mmの長さに次々に切断した
(工程S2)。引抜加工時に繊維8Bの片側だけがダイ
スに当接するので、図2(a)に示すように繊維8Bは
適度にカールされる。
【0022】このような短繊維8Bをパレット上にラン
ダムに敷き並べ(工程S3)、これを約1000℃の温
度で焼結して金属ニッケル繊維の不織布を得た(工程S
5)。
ダムに敷き並べ(工程S3)、これを約1000℃の温
度で焼結して金属ニッケル繊維の不織布を得た(工程S
5)。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、繊維の長手に沿って切
込部が形成されているか、あるいは繊維の横断面が多角
形の少なくとも1つの角の余角が鋭角をなしているの
で、繊維が互いに絡まりあいやすく、結着点(結接点)
が多くなり、電極シートの強度が向上する。とくに、厚
み方向の強度が増大して破れにくくなる。
込部が形成されているか、あるいは繊維の横断面が多角
形の少なくとも1つの角の余角が鋭角をなしているの
で、繊維が互いに絡まりあいやすく、結着点(結接点)
が多くなり、電極シートの強度が向上する。とくに、厚
み方向の強度が増大して破れにくくなる。
【0024】また、繊維を直線状でなくカールさせてい
るので、ペースト式電極シートがフェルト特有のふんわ
りとした柔らかさと厚みをもつようになり、繊維の先端
部がシートの外方に突出しにくくなる。
るので、ペースト式電極シートがフェルト特有のふんわ
りとした柔らかさと厚みをもつようになり、繊維の先端
部がシートの外方に突出しにくくなる。
【図1】二次電池の内部構造を示す分解斜視図。
【図2】図2(a)はペースト式電極に用いる導電性繊
維の外観形状を示す拡大図であり、図2(b)は導電性
繊維を示す横断面図である。
維の外観形状を示す拡大図であり、図2(b)は導電性
繊維を示す横断面図である。
【図3】他の実施形態の導電性繊維を示す横断面図。
【図4】他の実施形態の導電性繊維を示す横断面図。
【図5】導電性繊維の製造方法を示す工程図である。
1…二次電池、 3…電極、4…セパレータ、5…負
極、6…正極、8,8A,8B…導電性繊維、9,9
A,9B…切込部。
極、6…正極、8,8A,8B…導電性繊維、9,9
A,9B…切込部。
Claims (2)
- 【請求項1】 導電性繊維を含むペースト式電極を備え
た密閉形ニッケル水素電池において、 前記繊維は、カールし、その平均長さが5〜20mmの範
囲内にあり、かつ、繊維の長手に沿って切込部が形成さ
れていることを特徴とする密閉形ニッケル水素電池。 - 【請求項2】 導電性繊維を含むペースト式電極を備え
た密閉形ニッケル水素電池において、 前記繊維は、カールし、その平均長さが5〜20mmの範
囲内にあり、かつ、繊維の横断面が多角形をなし、この
多角形の少なくとも1つの角の余角が鋭角であることを
特徴とする密閉形ニッケル水素電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8323000A JPH10162815A (ja) | 1996-12-03 | 1996-12-03 | 密閉形ニッケル水素電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8323000A JPH10162815A (ja) | 1996-12-03 | 1996-12-03 | 密閉形ニッケル水素電池 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10162815A true JPH10162815A (ja) | 1998-06-19 |
Family
ID=18150027
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8323000A Pending JPH10162815A (ja) | 1996-12-03 | 1996-12-03 | 密閉形ニッケル水素電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10162815A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009200066A (ja) * | 2008-01-23 | 2009-09-03 | Sumitomo Electric Ind Ltd | キャパシタ用不織布状ニッケルクロム集電体及びこれを用いた電極、キャパシタ |
US9136563B2 (en) | 2010-02-09 | 2015-09-15 | Bae Systems Plc | Rechargeable batteries |
-
1996
- 1996-12-03 JP JP8323000A patent/JPH10162815A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009200066A (ja) * | 2008-01-23 | 2009-09-03 | Sumitomo Electric Ind Ltd | キャパシタ用不織布状ニッケルクロム集電体及びこれを用いた電極、キャパシタ |
US9136563B2 (en) | 2010-02-09 | 2015-09-15 | Bae Systems Plc | Rechargeable batteries |
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