JPS63124373A - 電池用電極 - Google Patents
電池用電極Info
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- JPS63124373A JPS63124373A JP61270864A JP27086486A JPS63124373A JP S63124373 A JPS63124373 A JP S63124373A JP 61270864 A JP61270864 A JP 61270864A JP 27086486 A JP27086486 A JP 27086486A JP S63124373 A JPS63124373 A JP S63124373A
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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
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- H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
- H01M4/32—Nickel oxide or hydroxide electrodes
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- H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
- H01M4/80—Porous plates, e.g. sintered carriers
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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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (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】
イ）産業上の利用分野
本発明は金属繊維を焼結したフェルト状導電性多孔体を
活物質保持体とする電池用電極の改良に関する （口）従来の技術 電池用電極、特にアルカリ蓄電池用のニッケル陽極は、
主として焼結式が使われていたが、近年、製造プロセス
が簡単であり、且つ高エネルギー密度化が容易であると
いう理由から、連続空孔を有する三次元導電マトリック
スからなるスポンジ状金属多孔体やフェルト状導電性多
孔体などを導電材及び活物質保持体とし、その空孔中に
別途に製造した活物質粉末を充填し保持せしめた電極を
用いることが特開昭５９−８３３４６号公報や特開昭５
６−１４５６６８号公報などで提案されている。
活物質保持体とする電池用電極の改良に関する （口）従来の技術 電池用電極、特にアルカリ蓄電池用のニッケル陽極は、
主として焼結式が使われていたが、近年、製造プロセス
が簡単であり、且つ高エネルギー密度化が容易であると
いう理由から、連続空孔を有する三次元導電マトリック
スからなるスポンジ状金属多孔体やフェルト状導電性多
孔体などを導電材及び活物質保持体とし、その空孔中に
別途に製造した活物質粉末を充填し保持せしめた電極を
用いることが特開昭５９−８３３４６号公報や特開昭５
６−１４５６６８号公報などで提案されている。
上述したスポンジ状金属多孔体は空孔の平均孔径が２０
０〜３００μであるのに対し、フェルト状導電性多孔体
は空孔の平均孔径が５ｏ〜６ｏμと小さく、従ってフェ
ルト状導電性多孔体はスポンジ状金属多孔体に比べて活
物質保持力が大きく、また活物質との接触性もよいので
極板特性が優れるという利点を持つ。しかしながら、こ
のフェルト状導電性多孔体であっても活物質粒子の保持
はまだ充分ではない。このため活物質の脱落を防止する
ために繊維密度を高くするということが考えられるが、
この場合には活物質の充填性が悪くなったり、極板重置
が増加したりするため、極板のエネルギー密度が低下す
るという問題がある。
０〜３００μであるのに対し、フェルト状導電性多孔体
は空孔の平均孔径が５ｏ〜６ｏμと小さく、従ってフェ
ルト状導電性多孔体はスポンジ状金属多孔体に比べて活
物質保持力が大きく、また活物質との接触性もよいので
極板特性が優れるという利点を持つ。しかしながら、こ
のフェルト状導電性多孔体であっても活物質粒子の保持
はまだ充分ではない。このため活物質の脱落を防止する
ために繊維密度を高くするということが考えられるが、
この場合には活物質の充填性が悪くなったり、極板重置
が増加したりするため、極板のエネルギー密度が低下す
るという問題がある。
一方これら活物質保持体に充填される活物質としては、
従来平均粒径２〜１ｏμの水酸化ニッヶルの不定形粒子
が用いられていたが、この粒子は形状が不規則で表面に
凹凸が多いので、粒子間のからみ合いが強く、活物質保
持体への充填性が悪く、また充填された活物質の均一性
も低かった。
従来平均粒径２〜１ｏμの水酸化ニッヶルの不定形粒子
が用いられていたが、この粒子は形状が不規則で表面に
凹凸が多いので、粒子間のからみ合いが強く、活物質保
持体への充填性が悪く、また充填された活物質の均一性
も低かった。
また、これらの問題点を解決する方法として特開昭６１
−１１０９６６号公報では表面に微細な凹凸を有する導
電性繊維から構成されたフェルト状導電体の空孔内に球
状活物質を主体とする混合物を充填した極板を用いるこ
とが提案されているが、金属繊維表面に凹凸を設けるこ
とが難しく、また活物質保持力も充分に満足できるもの
とはいえなかった。
−１１０９６６号公報では表面に微細な凹凸を有する導
電性繊維から構成されたフェルト状導電体の空孔内に球
状活物質を主体とする混合物を充填した極板を用いるこ
とが提案されているが、金属繊維表面に凹凸を設けるこ
とが難しく、また活物質保持力も充分に満足できるもの
とはいえなかった。
ｅ埼 発明が解決しようとする問題点本発明はフェル
ト状導電性多孔体を導電材及び活物質保持体とする電池
用電極の活物質保持能力を向上させると共に、活物質の
充填性を改良しようとするものであろう に）問題点を解決するための手段 ９５〜７５重量％のニッケル繊維に１０〜２５重鼠％の
ニッケル粉末が焼結によって結合した導電性多孔体の空
孔内に球状活物質粉末を主体とする混合物を保持せしめ
て電極とするものである。
ト状導電性多孔体を導電材及び活物質保持体とする電池
用電極の活物質保持能力を向上させると共に、活物質の
充填性を改良しようとするものであろう に）問題点を解決するための手段 ９５〜７５重量％のニッケル繊維に１０〜２５重鼠％の
ニッケル粉末が焼結によって結合した導電性多孔体の空
孔内に球状活物質粉末を主体とする混合物を保持せしめ
て電極とするものである。
（ホ）作用
導電性多孔体に充填する活物質として、球状水酸化ニッ
ケルなどの球状活物質を用いると、活物質粉末は粒子同
志のからみ合いがほとんど無く流動性が高いため、空孔
の平均孔径が比較的小さなフェルト状導電性多孔体にも
容易に１つ均一に充填することができる。また、この活
物質粉末は外形が球状であるため見掛は密度が高く、単
位体積あたりの充痔量も大きくすることができる。
ケルなどの球状活物質を用いると、活物質粉末は粒子同
志のからみ合いがほとんど無く流動性が高いため、空孔
の平均孔径が比較的小さなフェルト状導電性多孔体にも
容易に１つ均一に充填することができる。また、この活
物質粉末は外形が球状であるため見掛は密度が高く、単
位体積あたりの充痔量も大きくすることができる。
一方、活物質を保持する導電性多孔体は、ニッケル繊維
とニッケル粉末または酸化ニッケル粉末とを還元性雰囲
気などで焼結して、ニッケル繊維にニッケル粉末を結合
してニッケル繊維界面に凹凸を形成したものであり、凹
凸の形成が容易であると共に、ニッケル繊維に結合する
ニッケル粉末の量を調節することにより、前記ニッケル
繊維表面の凹凸の大きさを適当なものとでき、これによ
って、活物質保持体から脱落し易い球状活物質を充填し
ても、活物質粒子は前記ニッケル繊維表面の凹凸に捕捉
され脱落することが防止できる。
とニッケル粉末または酸化ニッケル粉末とを還元性雰囲
気などで焼結して、ニッケル繊維にニッケル粉末を結合
してニッケル繊維界面に凹凸を形成したものであり、凹
凸の形成が容易であると共に、ニッケル繊維に結合する
ニッケル粉末の量を調節することにより、前記ニッケル
繊維表面の凹凸の大きさを適当なものとでき、これによ
って、活物質保持体から脱落し易い球状活物質を充填し
ても、活物質粒子は前記ニッケル繊維表面の凹凸に捕捉
され脱落することが防止できる。
また前記導電性多孔体を構成するニッケル繊維とニッケ
ル粉末の割合は、後述する如くニッケル繊維９０〜７５
重量％、ニッケル粉末１０〜２５重級％であることが望
ましく、ニッケル粉末の量がこれより少なくなると活物
質の保持能力が落ちて活物質脱落針が増し、また、ニッ
ケル粉末の量がこれより多くなると活物質が充填し難く
なり充填率が低下する。
ル粉末の割合は、後述する如くニッケル繊維９０〜７５
重量％、ニッケル粉末１０〜２５重級％であることが望
ましく、ニッケル粉末の量がこれより少なくなると活物
質の保持能力が落ちて活物質脱落針が増し、また、ニッ
ケル粉末の量がこれより多くなると活物質が充填し難く
なり充填率が低下する。
（へ）実施例
本発明の実施例及び比較例を以下に示し説明する。
〔実施例１〕
モ均粒径１０μの球状水酸化ニッケル９０重量部、水酸
化コバルト８重量部及び水酸化カドミウム２重挺部から
なる活物質混合物に糊料を加えてペースト状とし、次い
で、繊維径２０μのニッケル繊維８０重量部とニッケル
粉末（ＩＮＣＯ製＃２５５）を還元性雰囲気で共焼結し
た多孔度９０弼、平均孔径６０μのフェルト状導電性多
孔体中に前記ペーストを充填し乾燥した後、０．５ｔ／
ｄでプレスして完成極板とした。
化コバルト８重量部及び水酸化カドミウム２重挺部から
なる活物質混合物に糊料を加えてペースト状とし、次い
で、繊維径２０μのニッケル繊維８０重量部とニッケル
粉末（ＩＮＣＯ製＃２５５）を還元性雰囲気で共焼結し
た多孔度９０弼、平均孔径６０μのフェルト状導電性多
孔体中に前記ペーストを充填し乾燥した後、０．５ｔ／
ｄでプレスして完成極板とした。
〔実施例２〕
実施例１に於けるニッケル繊維と共焼結するニッケル粉
末を平均粒径１．０μの酸化ニッケル粉末に代え、その
他は実施例１と同一の条件で極板を作製し、完成極板と
した。
末を平均粒径１．０μの酸化ニッケル粉末に代え、その
他は実施例１と同一の条件で極板を作製し、完成極板と
した。
〔比較例１〕
実施例１に於けるフェルト状導電性多孔体を、ニッケル
繊維のみを焼結したフェルト状導電性多孔体に代え、そ
の他は実施例１と同一の条件で極板を作製し、完成極板
とした。
繊維のみを焼結したフェルト状導電性多孔体に代え、そ
の他は実施例１と同一の条件で極板を作製し、完成極板
とした。
〔比較例２〕
実施例１に於ける球状水酸化ニッケルをモ均粒径１０μ
の不定形水酸化ニッケルに代え、その他は実施例と同一
の条件で極板を作製し、完成極板とした。
の不定形水酸化ニッケルに代え、その他は実施例と同一
の条件で極板を作製し、完成極板とした。
〔比較例３〕
実施例１に於けるフェルト状導電性多孔体を、ニッケル
繊維のみを焼結したフェルト状導電性多孔体に代えると
共に、球状水酸化ニッケルを平均 。
繊維のみを焼結したフェルト状導電性多孔体に代えると
共に、球状水酸化ニッケルを平均 。
粒径１０μの不定形水酸化ニッケルに代え、その他は実
施例１と同一の条件で極板を作製し、完成極板とした。
施例１と同一の条件で極板を作製し、完成極板とした。
第１図乃至第４図は上記実施例及び比較例で用いたフェ
ルト状導電性多孔体の繊維形状または水酸化ニッケルの
粒子構造を示す写真であり、第１図は実施例１及び比較
例２で用いたフェルト状導電性多孔体（）（５０）、第
２図は実施例１．２及び比較例１で用いた球状水酸化ニ
ッケル（Ｋ１５００）第３図は比較例１及び３で用いた
フェルト状導電性多孔体（Ｋ５０ ）、第４図は比較例
２及び３で用いた不定形水酸化ニッケル（×１５００）
を夫々示す写真である。
ルト状導電性多孔体の繊維形状または水酸化ニッケルの
粒子構造を示す写真であり、第１図は実施例１及び比較
例２で用いたフェルト状導電性多孔体（）（５０）、第
２図は実施例１．２及び比較例１で用いた球状水酸化ニ
ッケル（Ｋ１５００）第３図は比較例１及び３で用いた
フェルト状導電性多孔体（Ｋ５０ ）、第４図は比較例
２及び３で用いた不定形水酸化ニッケル（×１５００）
を夫々示す写真である。
上記実施例及び比較例の極板の特性は下表に示すとおり
である。この表中、活物質充填量はフェルト状導電性多
孔体の空孔単位体積あたりに充填された活物質量、充填
時間は１セル分の極板の充填に要した時間、活物質脱落
量は活物質充填終了後から極板完成までの間に脱落した
活物質量を夫々示し、また充填量バラツキはプレス後の
極板を目視により４段階に分は均一なものから◎、Ｏ１
△、Ｘとした。
である。この表中、活物質充填量はフェルト状導電性多
孔体の空孔単位体積あたりに充填された活物質量、充填
時間は１セル分の極板の充填に要した時間、活物質脱落
量は活物質充填終了後から極板完成までの間に脱落した
活物質量を夫々示し、また充填量バラツキはプレス後の
極板を目視により４段階に分は均一なものから◎、Ｏ１
△、Ｘとした。
表
上表から本発明極板は活物質充填性、活物質保持力及び
均質性の何れに於いても優れることがわかる。またニッ
ケル繊維と共に焼結させる粉末としてニッケル粉末を用
いた実施例１と酸化ニッケル粉末を用いた実施例２とで
は活物質充填性と活物質保持力とに多少の差が表われて
いるが、これは各々の粉末の特性の違いに依るものであ
る、すなわち、ニッケル粉末はチェーン状につながった
凹凸の多い形状であるのに対し、酸化ニッケル粉末は球
に近い粒状であり、そのため、フェルト状導電性多孔体
内部では前者は活物質粒子の捕捉能力が大きく脱落抑止
効果が大きくなるが充填性は多少低下し、後者は充填性
はあまり低下させないものの脱落抑止効果は前者程では
ない。しかし、何れにしても比較例に対し、大きな優位
性を持つことには違いない。
均質性の何れに於いても優れることがわかる。またニッ
ケル繊維と共に焼結させる粉末としてニッケル粉末を用
いた実施例１と酸化ニッケル粉末を用いた実施例２とで
は活物質充填性と活物質保持力とに多少の差が表われて
いるが、これは各々の粉末の特性の違いに依るものであ
る、すなわち、ニッケル粉末はチェーン状につながった
凹凸の多い形状であるのに対し、酸化ニッケル粉末は球
に近い粒状であり、そのため、フェルト状導電性多孔体
内部では前者は活物質粒子の捕捉能力が大きく脱落抑止
効果が大きくなるが充填性は多少低下し、後者は充填性
はあまり低下させないものの脱落抑止効果は前者程では
ない。しかし、何れにしても比較例に対し、大きな優位
性を持つことには違いない。
次いで実施例１に於けるフェルト状導電性多孔体を、ニ
ッケル繊維とニッケル粉末の比率を種々変化させて各種
作製し、この多孔体中に実施例１と同様の操作で活物質
を充填して極板を得た。第５図はこの極板の活物質充填
量及び活物質脱落量−と、多孔体のニッケル粉末比率と
の関係を示す図面であり、充填量は○で脱落量は・で示
している。
ッケル繊維とニッケル粉末の比率を種々変化させて各種
作製し、この多孔体中に実施例１と同様の操作で活物質
を充填して極板を得た。第５図はこの極板の活物質充填
量及び活物質脱落量−と、多孔体のニッケル粉末比率と
の関係を示す図面であり、充填量は○で脱落量は・で示
している。
第５図から明らかなように、フェルト状導電性多孔体を
構成するニッケル繊維とニッケル粉末の比率は、活物質
充填蓋と脱落量に大きな関係があり、ニッケル粉末が１
０〜２５重量％でニッケル繊維が９０〜７５重量％であ
るときに優れた活物質充填性と活物質保持力が得られて
いる。尚、フェルト状導電性多孔体がニッケル繊維のみ
で構成されるときにッケル粉末比率０重量％）に活物質
充填量が小さくなっているのはフェルト状導電性多孔体
の活物質保持力が小さくなり過き、活物質を充填する際
に生じる活物質の脱落量が多くなり、充填操作終了時点
の活物質保持量が減少するためと考えられる。
構成するニッケル繊維とニッケル粉末の比率は、活物質
充填蓋と脱落量に大きな関係があり、ニッケル粉末が１
０〜２５重量％でニッケル繊維が９０〜７５重量％であ
るときに優れた活物質充填性と活物質保持力が得られて
いる。尚、フェルト状導電性多孔体がニッケル繊維のみ
で構成されるときにッケル粉末比率０重量％）に活物質
充填量が小さくなっているのはフェルト状導電性多孔体
の活物質保持力が小さくなり過き、活物質を充填する際
に生じる活物質の脱落量が多くなり、充填操作終了時点
の活物質保持量が減少するためと考えられる。
（ト）発明の効果
本発明の電池用電極は、９０〜７５重量％のニッケル繊
維に１０〜２５重量％のニッケル粉末が焼結により結合
した導電性多孔体を活物質保持体とし、その空孔内に球
状活物質粉末を主体とする混合物を保持せしめたもので
あり、活物質の充填性、保持力及び均一性が向上し、高
エネルギー密度の電極を提供することが可能となる。
維に１０〜２５重量％のニッケル粉末が焼結により結合
した導電性多孔体を活物質保持体とし、その空孔内に球
状活物質粉末を主体とする混合物を保持せしめたもので
あり、活物質の充填性、保持力及び均一性が向上し、高
エネルギー密度の電極を提供することが可能となる。
第１図は、ニッケル繊維にニッケル粉末が焼結により結
合した導電性多孔体の繊維形状を示す写真、第２図は球
状水酸化ニッケルの粒子構造を示す写真、第３図はニッ
ケル繊維のみを焼結により結合した導電性多孔体の繊維
形状を示す写真、第４図は不定形水酸化ニッケルの粒子
構造を示す写真、第５図は導電性多孔体を構成するニッ
ケル粉末の比率と活物質充填量と活物質脱落量との関係
を示す図面である。
合した導電性多孔体の繊維形状を示す写真、第２図は球
状水酸化ニッケルの粒子構造を示す写真、第３図はニッ
ケル繊維のみを焼結により結合した導電性多孔体の繊維
形状を示す写真、第４図は不定形水酸化ニッケルの粒子
構造を示す写真、第５図は導電性多孔体を構成するニッ
ケル粉末の比率と活物質充填量と活物質脱落量との関係
を示す図面である。
Claims (1)
- （１）９０〜７５重量％のニッケル繊維に１０〜２５重
量％のニッケル粉末が焼結によつて結合した導電性多孔
体の空孔内に球状活物質粉末を主体とする混合物を保持
せしめてなる電池用電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61270864A JPH0756804B2 (ja) | 1986-11-12 | 1986-11-12 | 電池用電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61270864A JPH0756804B2 (ja) | 1986-11-12 | 1986-11-12 | 電池用電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63124373A true JPS63124373A (ja) | 1988-05-27 |
| JPH0756804B2 JPH0756804B2 (ja) | 1995-06-14 |
Family
ID=17492035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61270864A Expired - Lifetime JPH0756804B2 (ja) | 1986-11-12 | 1986-11-12 | 電池用電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0756804B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63106062U (ja) * | 1986-12-26 | 1988-07-08 | ||
| EP0512565A2 (en) * | 1991-05-10 | 1992-11-11 | Japan Storage Battery Company Limited | Prismatic sealed alkaline storage battery with nickel hydroxide electrode |
| US5728490A (en) * | 1992-11-20 | 1998-03-17 | National-Standard Company | Battery electrode substrates and methods of making the same |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS5598475A (en) * | 1979-01-20 | 1980-07-26 | Yuasa Battery Co Ltd | Manufacturing method of sintered substrate for alkaline cell electrode |
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-
1986
- 1986-11-12 JP JP61270864A patent/JPH0756804B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0756804B2 (ja) | 1995-06-14 |
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