JPS6123706A - 電池用焼結基板の製造方法 - Google Patents
電池用焼結基板の製造方法Info
- Publication number
- JPS6123706A JPS6123706A JP59143769A JP14376984A JPS6123706A JP S6123706 A JPS6123706 A JP S6123706A JP 59143769 A JP59143769 A JP 59143769A JP 14376984 A JP14376984 A JP 14376984A JP S6123706 A JPS6123706 A JP S6123706A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- slurry
- porosity
- sintered
- battery
- powder
- 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
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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
- Powder Metallurgy (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
ビ）産業上の利用分野
本発明は電池用電極に活物質保持体として用いられる多
孔性金属焼結基板の製造方法に関し、特に内層の多孔度
よシ外層の多孔度が大きい多孔性ニッケル焼結基板の製
造方法に関する。
孔性金属焼結基板の製造方法に関し、特に内層の多孔度
よシ外層の多孔度が大きい多孔性ニッケル焼結基板の製
造方法に関する。
（ロ）従来の技術
一般化電池用電極に活物質保持体として用いられる多孔
性ニッケル焼結基板は水、増粘剤、ニッケル粉末を一定
比で混合してなるニッケルスラリーヲ鉄板にニッケルメ
ッキが施された導電芯体に塗着、乾燥し、次いで７００
℃乃至１１００°Ｃの高温で焼結することにより、ニッ
ケル粒子間及びニッケル粒子と導電芯体を結合させて作
製されており、その多孔度８０％前後である。そしてこ
うして得られたニッケル焼結基板に活物質の塩溶液を含
浸し、引き続きアルカリ処理、水洗、乾燥を行なうとり
う一連の工程を数回繰ｐ′返して焼結基板内に活物質が
保持され電池用電極となる。
性ニッケル焼結基板は水、増粘剤、ニッケル粉末を一定
比で混合してなるニッケルスラリーヲ鉄板にニッケルメ
ッキが施された導電芯体に塗着、乾燥し、次いで７００
℃乃至１１００°Ｃの高温で焼結することにより、ニッ
ケル粒子間及びニッケル粒子と導電芯体を結合させて作
製されており、その多孔度８０％前後である。そしてこ
うして得られたニッケル焼結基板に活物質の塩溶液を含
浸し、引き続きアルカリ処理、水洗、乾燥を行なうとり
う一連の工程を数回繰ｐ′返して焼結基板内に活物質が
保持され電池用電極となる。
この電池用電極に用いられる多孔性焼結基板は、焼結金
属からなるマトリックスを有するため、保持される活物
質への電傑導電性が良く、機械的強度も大きいという創
意を有している。また活物質の保持量が多孔度に左右さ
れるため、多孔度を増大させて活物質保持量を増し、極
板容量をより大きくすることで電池の体積効率を向上さ
せる試みがなされているが、スラリー中の増粘剤による
残孔だけでは多孔度の増加にも限界がある。
属からなるマトリックスを有するため、保持される活物
質への電傑導電性が良く、機械的強度も大きいという創
意を有している。また活物質の保持量が多孔度に左右さ
れるため、多孔度を増大させて活物質保持量を増し、極
板容量をより大きくすることで電池の体積効率を向上さ
せる試みがなされているが、スラリー中の増粘剤による
残孔だけでは多孔度の増加にも限界がある。
この焼結基板の多孔度を増加させる方法の１つに特開昭
５８−６６２６７号公報に於いて提案されるようにスラ
リー中に有機質造孔剤を添加しておく方法がある。この
方法は有機質造孔剤としての１０乃至２００μの粒径を
有する有機高分子樹脂マイクロバルーン、焼結用ニッケ
ル粉末及び有機質バインダーからなるスラリーを導電芯
体に塗着、乾燥し、次いで焼結するものであシ、焼結の
際に有機質造孔剤が分解、除去されて基板中番こ空孔を
残し多孔度を増加させている。しかしながら、この様に
して多孔度を増加させても焼結基板は多孔度が増加する
にしたがって強度が減少して行き、第９図に示すように
活物質を基板内に充填して充放電を行なった際の極板に
／Ｘガレが生じるサイクル数は基板の多孔度が８５％を
越えたくらいから急に短くなっている。これは基板中で
の焼結ニッケルの不均一分布が生じ易くなり、また焼結
ニッケルが従来の基板に比べて減少していることから焼
結ニッケルと導電芯体との密着性が悪化するからであシ
、電池作製時あるいは電池作製後番こ導電芯体から焼結
ニッケルからなる層が剥離してショートを起こしｆｃシ
、脱落して極板容量の減少を起こすことによＪ極板の機
械的強度並びに電気導電性の劣化が生じ電池性能が低下
する欠点かあった。
５８−６６２６７号公報に於いて提案されるようにスラ
リー中に有機質造孔剤を添加しておく方法がある。この
方法は有機質造孔剤としての１０乃至２００μの粒径を
有する有機高分子樹脂マイクロバルーン、焼結用ニッケ
ル粉末及び有機質バインダーからなるスラリーを導電芯
体に塗着、乾燥し、次いで焼結するものであシ、焼結の
際に有機質造孔剤が分解、除去されて基板中番こ空孔を
残し多孔度を増加させている。しかしながら、この様に
して多孔度を増加させても焼結基板は多孔度が増加する
にしたがって強度が減少して行き、第９図に示すように
活物質を基板内に充填して充放電を行なった際の極板に
／Ｘガレが生じるサイクル数は基板の多孔度が８５％を
越えたくらいから急に短くなっている。これは基板中で
の焼結ニッケルの不均一分布が生じ易くなり、また焼結
ニッケルが従来の基板に比べて減少していることから焼
結ニッケルと導電芯体との密着性が悪化するからであシ
、電池作製時あるいは電池作製後番こ導電芯体から焼結
ニッケルからなる層が剥離してショートを起こしｆｃシ
、脱落して極板容量の減少を起こすことによＪ極板の機
械的強度並びに電気導電性の劣化が生じ電池性能が低下
する欠点かあった。
（ハ）発明が解決しようとする問題点
本発明の解決しようとする問題点は焼結基板０多孔度の
増加、特に多孔度を８５％以上に増加させたときに生じ
る焼結ニッケルと導電芯体との密着性の低下による極板
の機械的強度の劣化及び電気伝導性の低下に起因する電
池性能の劣化である。
増加、特に多孔度を８５％以上に増加させたときに生じ
る焼結ニッケルと導電芯体との密着性の低下による極板
の機械的強度の劣化及び電気伝導性の低下に起因する電
池性能の劣化である。
に）問題点を解決するための手段
本発明は焼結することにより８５％以下の多孔度を有す
る金属多孔体となる第１のスラリーを導電芯体に塗着、
乾燥して形成しｆｃ第１の塗着層の表面に、焼結するこ
とにより８５％を越える多孔度となる第２のスラリーを
塗着、乾燥し第２の塗着層を形成した後にこれらを焼結
してなる電池用焼結基板の製造方法２’゛Ｊｂろ０ （ホ）作用 焼結基板の導電芯体と接する金属多孔体の多孔度を８５
％以下とすることにより導電芯体の密着性が向上すると
共に、前記８５％以下の多孔度を有する金属多孔体の表
面に８５％を越える多孔度を有する金属多孔体を形成す
ることで８５％を越える多孔度を有する金属多孔体の脱
落が抑制される。
る金属多孔体となる第１のスラリーを導電芯体に塗着、
乾燥して形成しｆｃ第１の塗着層の表面に、焼結するこ
とにより８５％を越える多孔度となる第２のスラリーを
塗着、乾燥し第２の塗着層を形成した後にこれらを焼結
してなる電池用焼結基板の製造方法２’゛Ｊｂろ０ （ホ）作用 焼結基板の導電芯体と接する金属多孔体の多孔度を８５
％以下とすることにより導電芯体の密着性が向上すると
共に、前記８５％以下の多孔度を有する金属多孔体の表
面に８５％を越える多孔度を有する金属多孔体を形成す
ることで８５％を越える多孔度を有する金属多孔体の脱
落が抑制される。
（へ）実施例
本発明の実施例を図面を用いて以下に説明する。
第１図は本発明の焼結基板の断面図、第２図は本発明の
焼結基板の製造装置の概略的説明図である。
焼結基板の製造装置の概略的説明図である。
図面に於いて（１）は水、増粘剤及びニッケル粉末から
なり焼結することで多孔度が約８０％となる第１のスラ
リー（２）を内部に収納した第１スヲリ一槽、（３）は
水、増粘剤、ニッケル粉末及び有機質造孔剤としての低
沸点炭化水素を内包し六粒径５〜５０μの樹脂製中空球
体（マイクロスフェア−Ｆ−５０Ｄ、松本油脂ＩＭ）か
らなシ、焼結することで多孔度が約９０％となる第２の
スラ！Ｊ−（４）を内部に収納した第２スヲリー檜であ
シ、鉄板にニッケルメッキが施されたフープ状の多孔性
導電芯体（パンチングメタル）（５）は芯体巻き出し部
（６）から巻き出されて第１スラリ一槽（１）にムシ、
両面に第１のスラリー（２）が塗着され、次いで第１ス
ラリー檜（１）の上方に配設された第１スリツト（７）
の間を通過する際に第１のスラリーの塗着厚みを所定値
（１）とした後、第１乾燥炉（８）に於いて乾燥されて
導電芯体（５）上に第１の塗着層（９）が形成される。
なり焼結することで多孔度が約８０％となる第１のスラ
リー（２）を内部に収納した第１スヲリ一槽、（３）は
水、増粘剤、ニッケル粉末及び有機質造孔剤としての低
沸点炭化水素を内包し六粒径５〜５０μの樹脂製中空球
体（マイクロスフェア−Ｆ−５０Ｄ、松本油脂ＩＭ）か
らなシ、焼結することで多孔度が約９０％となる第２の
スラ！Ｊ−（４）を内部に収納した第２スヲリー檜であ
シ、鉄板にニッケルメッキが施されたフープ状の多孔性
導電芯体（パンチングメタル）（５）は芯体巻き出し部
（６）から巻き出されて第１スラリ一槽（１）にムシ、
両面に第１のスラリー（２）が塗着され、次いで第１ス
ラリー檜（１）の上方に配設された第１スリツト（７）
の間を通過する際に第１のスラリーの塗着厚みを所定値
（１）とした後、第１乾燥炉（８）に於いて乾燥されて
導電芯体（５）上に第１の塗着層（９）が形成される。
こうして作成された第１の塗着層（９）を両面に有する
導電芯体は、引続き第２スラリ一槽（３）、第２スリツ
トαα及２の塗着層α２が形成された後、巻き取シ部α
漫に巻き取られる。次いでこうして作成された第１及び
第２の塗着層を有する導電芯体は焼結炉（図示しない）
に於いて７００℃乃至１１００°Ｃの温度で焼結され内
層の多孔度が約８０％であシ外層の多孔度が約９０％で
ある完成基板となる。
導電芯体は、引続き第２スラリ一槽（３）、第２スリツ
トαα及２の塗着層α２が形成された後、巻き取シ部α
漫に巻き取られる。次いでこうして作成された第１及び
第２の塗着層を有する導電芯体は焼結炉（図示しない）
に於いて７００℃乃至１１００°Ｃの温度で焼結され内
層の多孔度が約８０％であシ外層の多孔度が約９０％で
ある完成基板となる。
第６図乃至第５図は前記第２のスフ！Ｊ−（４）中に添
加される有機質造孔剤としてのマイクロスフェア−Ｆ−
５０Ｉ）の添加量を前記第２のスフｖ −（４１中に添
加されるニッケル粉末の２重量％と一定にし、前記第１
の塗着層（９）の庁、み（１）を変化させたときの焼結
基板のハガレ強度、電気抵抗及び多孔度を夫々示す図面
であシ、ハガレ強度は陽極活物質の含浸率を１．５ ｆ
／ ｃｃとし、０，５ＣＸ１０Ｈ充電、１Ｃ放電とい
うサイクル条件で充放電した時の導電芯体からハガレが
生じるまでのサイクル数で示している。第６図乃至第５
図から第１の塗着層の厚みが僅かでもあると極板の機械
的強度は著しく改善され、電気抵抗も減少していること
がわかる。
加される有機質造孔剤としてのマイクロスフェア−Ｆ−
５０Ｉ）の添加量を前記第２のスフｖ −（４１中に添
加されるニッケル粉末の２重量％と一定にし、前記第１
の塗着層（９）の庁、み（１）を変化させたときの焼結
基板のハガレ強度、電気抵抗及び多孔度を夫々示す図面
であシ、ハガレ強度は陽極活物質の含浸率を１．５ ｆ
／ ｃｃとし、０，５ＣＸ１０Ｈ充電、１Ｃ放電とい
うサイクル条件で充放電した時の導電芯体からハガレが
生じるまでのサイクル数で示している。第６図乃至第５
図から第１の塗着層の厚みが僅かでもあると極板の機械
的強度は著しく改善され、電気抵抗も減少していること
がわかる。
第１の塗着層の厚み（１）が第１及び第２の塗着層の厚
みの和（Ｔ）の５％以上になると極板のハガレ強度は向
上し、特に１０％以上になると従来の多孔度８０％の焼
結基板と同等の強度を有するようになっている。
みの和（Ｔ）の５％以上になると極板のハガレ強度は向
上し、特に１０％以上になると従来の多孔度８０％の焼
結基板と同等の強度を有するようになっている。
第６図乃至第８図は前記第１の塗着層（９）の厚みをｔ
＝０．１Ｔと一定にし、前記第２のスラリー（４）への
マイクロスフェア−Ｆ−５（ＩＤの添加量を前記第２の
スラリー（４１中に添加されるニッケル粉末の０．６乃
至１０重量％の間で変化させたときの焼結基板のハガレ
強度、電気抵抗及び多孔度を夫々示す図面である。第６
図乃至第８図から有機質造孔剤としてのマイクロスフェ
ア−Ｆ−５０Ｄの添加量をニッケル粉末の０．３乃至１
０重量％の間で変化させても前記第１の塗着層を焼結し
てなる内層の効果は大きく、ハガレ強度の劣化が少なく
、 １１抵抗の増加も少ないことがわか
る。
＝０．１Ｔと一定にし、前記第２のスラリー（４）への
マイクロスフェア−Ｆ−５（ＩＤの添加量を前記第２の
スラリー（４１中に添加されるニッケル粉末の０．６乃
至１０重量％の間で変化させたときの焼結基板のハガレ
強度、電気抵抗及び多孔度を夫々示す図面である。第６
図乃至第８図から有機質造孔剤としてのマイクロスフェ
ア−Ｆ−５０Ｄの添加量をニッケル粉末の０．３乃至１
０重量％の間で変化させても前記第１の塗着層を焼結し
てなる内層の効果は大きく、ハガレ強度の劣化が少なく
、 １１抵抗の増加も少ないことがわか
る。
尚、前記第２のスラリーへの有機質造孔剤の添加量はニ
ッケル粉末の０．６重量％未満では多孔度はニッケル粉
末の０．３重量％乃至１０．０重量％が適しておシ、ま
た第１の塗着層の厚みは前述した如く第１及び第２の塗
着層の厚みの和の５％以上にすることで極板のハガレ強
度を増加させることが可能であるが、基板の多孔度を増
加させるために前記第１の塗着層の厚みは第１及び第２
の塗着層の厚みの和の５０％以下にすることが望ましい
。
ッケル粉末の０．６重量％未満では多孔度はニッケル粉
末の０．３重量％乃至１０．０重量％が適しておシ、ま
た第１の塗着層の厚みは前述した如く第１及び第２の塗
着層の厚みの和の５％以上にすることで極板のハガレ強
度を増加させることが可能であるが、基板の多孔度を増
加させるために前記第１の塗着層の厚みは第１及び第２
の塗着層の厚みの和の５０％以下にすることが望ましい
。
（ト）発明の効果
本発明の電池用焼結基板の製造方法は焼結することによ
り８５％以下の多孔度の金属多孔体となる第１のスラリ
ーを４電芯体に塗着、乾燥して形成した第１の塗着層の
表面に、焼結することにより８５％を越える多孔度を有
する金属多孔体となる第２のスラリーを塗着、乾燥して
第２の塗着層を形成した後、焼結するものであるから、
導電芯体の表面に密着性の良好な多孔度８５％以上の金
属多孔体が形成されるため導電芯体から金属多孔体が剥
離、脱落することが抑制され、また導電芯体との密着性
の悪い８５％を越える多孔度を有する金属多孔体が、多
孔度８５％以下の金属多孔体の表面に形成されるため、
８５％を越える多孔度を有する金属多孔体は前記多孔度
８５％以下の金属多孔体に密着して剥離、脱落すること
が抑えられ、焼結基板の機械的強度及び電気伝導性を維
持した “状態で多孔度を増加することが可能と
なシ、活物質をよシ沢山充填することで電池の体積効率
を向上させることができる。
り８５％以下の多孔度の金属多孔体となる第１のスラリ
ーを４電芯体に塗着、乾燥して形成した第１の塗着層の
表面に、焼結することにより８５％を越える多孔度を有
する金属多孔体となる第２のスラリーを塗着、乾燥して
第２の塗着層を形成した後、焼結するものであるから、
導電芯体の表面に密着性の良好な多孔度８５％以上の金
属多孔体が形成されるため導電芯体から金属多孔体が剥
離、脱落することが抑制され、また導電芯体との密着性
の悪い８５％を越える多孔度を有する金属多孔体が、多
孔度８５％以下の金属多孔体の表面に形成されるため、
８５％を越える多孔度を有する金属多孔体は前記多孔度
８５％以下の金属多孔体に密着して剥離、脱落すること
が抑えられ、焼結基板の機械的強度及び電気伝導性を維
持した “状態で多孔度を増加することが可能と
なシ、活物質をよシ沢山充填することで電池の体積効率
を向上させることができる。
第１図は本発明による焼結基板の断面図、第２図は本発
明による焼結基板の製造装置の概略的説明図、第３図、
第４図及び第５図は造孔剤の添加量を一定として第１の
塗着層の厚みを変化させたときの極板のハガレ強度、電
気抵抗及び多孔度をときの極板のハガレ強度、電気抵抗
及び多孔度を夫々示す図面、第９図は基板の多孔度とハ
ガレ強度の関係を示す図面である。 （５）・・・・・・導電芯体、（２）・・・・・・第１
のスラリー、（９）・・・・・・第１の塗着層、（４）
・・・・・・第２のスラリー、（２）・・・・・・第２
の塗着層、（８）・・・・・・第１の乾燥炉、■・・・
・・・第２の乾燥炉。
明による焼結基板の製造装置の概略的説明図、第３図、
第４図及び第５図は造孔剤の添加量を一定として第１の
塗着層の厚みを変化させたときの極板のハガレ強度、電
気抵抗及び多孔度をときの極板のハガレ強度、電気抵抗
及び多孔度を夫々示す図面、第９図は基板の多孔度とハ
ガレ強度の関係を示す図面である。 （５）・・・・・・導電芯体、（２）・・・・・・第１
のスラリー、（９）・・・・・・第１の塗着層、（４）
・・・・・・第２のスラリー、（２）・・・・・・第２
の塗着層、（８）・・・・・・第１の乾燥炉、■・・・
・・・第２の乾燥炉。
Claims (4)
- （１）焼結することにより８５％以下の多孔度を有する
金属多孔体となる第１のスラリーを導電芯体に塗着、乾
燥して形成した第１の塗着層の表面に、焼結することに
より８５％を越える多孔度を有する金属多孔体となる第
２のスラリーを塗着、乾燥して第２の塗着層を形成した
後、焼結することを特徴とする電池用焼結基板の製造方
法。 - （２）前記第１の塗着層の厚みが前記第１及び第２の塗
着層の厚みの和の５％乃至５０％である特許請求の範囲
第（１）項記載の電池用焼結基板の製造方法。 - （３）前記第１のスラリーが水、増粘剤及び金属粉末か
らなり、前記第２のスラリーが水、増粘剤、金属粉末及
び有機質造孔剤からなる特許請求の範囲（１）項または
第（２）項記載の電池用焼結基板の製造方法。 - （４）前記第２のスラリーへの有機質造孔剤の添加量が
ニッケル粉末の０．３重量％乃至１０重量％である特許
請求の範囲第（３）項記載の電池用電極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59143769A JPS6123706A (ja) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | 電池用焼結基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59143769A JPS6123706A (ja) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | 電池用焼結基板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6123706A true JPS6123706A (ja) | 1986-02-01 |
Family
ID=15346592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59143769A Pending JPS6123706A (ja) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | 電池用焼結基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6123706A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08291304A (ja) * | 1995-02-23 | 1996-11-05 | Mitsubishi Materials Corp | 大きな比表面積を有する多孔質金属板材 |
| JPH08333605A (ja) * | 1995-04-03 | 1996-12-17 | Mitsubishi Materials Corp | 大きな比表面積を有する多孔質金属板材 |
| JPH09143511A (ja) * | 1995-11-29 | 1997-06-03 | Mitsubishi Materials Corp | 大きな比表面積を有する多孔質金属体 |
| US7306753B2 (en) | 1999-12-29 | 2007-12-11 | Gkn Sinter Metals Gmbh | Method of making a thin porous layer |
| JP2008166211A (ja) * | 2006-12-30 | 2008-07-17 | Sanyo Electric Co Ltd | アルカリ蓄電池用焼結式ニッケル正極およびアルカリ蓄電池 |
| CN112444152A (zh) * | 2019-09-03 | 2021-03-05 | 广州力及热管理科技有限公司 | 一种链状铜金属毛细结构及其制作方法 |
-
1984
- 1984-07-11 JP JP59143769A patent/JPS6123706A/ja active Pending
Cited By (7)
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| CN112444152A (zh) * | 2019-09-03 | 2021-03-05 | 广州力及热管理科技有限公司 | 一种链状铜金属毛细结构及其制作方法 |
| CN112444152B (zh) * | 2019-09-03 | 2022-01-11 | 广州力及热管理科技有限公司 | 一种链状铜金属毛细结构及其制作方法 |
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