FR2734950A1 - METHOD FOR MANUFACTURING THE NEGATIVE ELECTRODE OF A SECONDARY BATTERY AND BATTERY RESULTING THEREFROM. - Google Patents

METHOD FOR MANUFACTURING THE NEGATIVE ELECTRODE OF A SECONDARY BATTERY AND BATTERY RESULTING THEREFROM. Download PDF

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Abstract

Selon ce procédé pour fabriquer l'électrode négative d'une batterie avec un stratifié enroulé sous forme cylindrique (18) comprenant une plaque d'électrode positive (12), une plaque d'électrode négative et une plaque de séparation intercalée (14), on forme une plaque d'acier perforée recouverte de nickel, on prépare une boue d'une substance active du point de vue électrolytique, que l'on applique sur les deux surfaces latérales de la plaque perforée, on insère un support supplémentaire formé d'un réseau électriquement conducteur dans la couche de substance active sur une face de la plaque de support au-dessous de cette surface, et on fait sécher les couches de substance active. Application notamment à la fabrication de batteries secondaires à nickel-hydrure métallique.According to this method for manufacturing the negative electrode of a battery with a laminate wound in a cylindrical shape (18) comprising a positive electrode plate (12), a negative electrode plate and an interposed separator plate (14), a perforated steel plate covered with nickel is formed, a slurry of an electrolytically active substance is prepared, which is applied to the two side surfaces of the perforated plate, an additional support formed of an electrically conductive network in the active substance layer on one side of the support plate below that surface, and the active substance layers are dried. Application in particular to the manufacture of secondary nickel-metal hydride batteries.

Description

La présente invention concerne un batterie secondaire à nickel- hydrureThe present invention relates to a nickel-hydride secondary battery

métallique comportant un stratifié enroulé sous forme cylindrique constitué par une plaque d'électrode positive, une plaque d'électrode négative et une plaque de séparation intercalées entre ces plaques, et de façon plus spécifique l'électrode  metal material comprising a wound laminate in cylindrical form consisting of a positive electrode plate, a negative electrode plate and a separating plate interposed between these plates, and more specifically the electrode

négative d'une telle batterie.negative of such a battery.

En tant que batterie secondaire, on utilise principalement la batterie au nickel-cadmium. Cependant, elle présente une faible capacité de stockage et en outre  As a secondary battery, the nickel-cadmium battery is mainly used. However, it has a low storage capacity and furthermore

le cadmium provoque une grave pollution de l'environne-  cadmium causes severe environmental pollution.

ment. C'est pourquoi, la batterie secondaire alcaline à  is lying. This is why the secondary alkaline battery

nickel-hydrure métallique, qui ne provoque aucune pollu-  nickel-metal hydride, which causes no pollution

tion de l'environnement et possède une capacité de stockage supérieure de 30 à 50 % de celle de la batterie au nickel-cadmium, tend à supplanter cette dernière. La batterie au nickel-hydure métallique comprend un oxyde métallique en tant qu'électrode positive, et un alliage de retenue de l'hydrogène en tant qu'électrode négative, présentant une densité de sortie élevée. L'alliage retenant l'hydrogène absorbe l'hydrogène produit lors du  environment and has a storage capacity 30-50% higher than that of the nickel-cadmium battery, tends to supplant it. The nickel-metal hydrate battery comprises a metal oxide as a positive electrode, and a hydrogen-retaining alloy as a negative electrode, having a high output density. The hydrogen-retaining alloy absorbs the hydrogen produced during the

processus de charge, pour le décharger dans l'électroly-  charging process, to discharge it into the electro-

te. D'une manière générale, la batterie au nickel-hydrure métallique comprend un stratifié enroulé avec une forme cylindrique constitué par une plaque d'électrode positive, une plaque d'électrode négative et une plaque de séparation intercalée entre ces plaques, un pot de protection servant à renfermer ledit stratifié enroulé sous forme cylindrique, et un électrolyte. Dans une telle batterie secondaire alcaline, l'électrode négative requiert des moyens de support servant à  you. In general, the nickel-metal hydride battery comprises a wound laminate with a cylindrical shape consisting of a positive electrode plate, a negative electrode plate and a separating plate interposed between these plates, a protective pot for enclosing said wound laminate in cylindrical form, and an electrolyte. In such an alkaline secondary battery, the negative electrode requires support means for

supporter une substance active du point de vue électroly-  to support an electrolytically active substance

tique, tel que du Ni(OH)2, et servant également de collecteur d'électricité. Comme moyens de support, on utilise une mousse de Ni, une fibre de Ni, un métal perforé, etc. En référence aux figures 1A et lB, annexées à la présente demande, qui représentent la structure de l'électrode négative d'une batterie secondaire alcaline classique, les moyens de support sont constitués par une plaque d'acier perforée recouverte de nickel, sur les deux surfaces de laquelle est appliquée une boue d'une  tick, such as Ni (OH) 2, and also serving as an electricity collector. As support means, a Ni foam, a Ni fiber, a perforated metal, etc. are used. With reference to FIGS. 1A and 1B, appended to the present application, which represent the structure of the negative electrode of a conventional alkaline secondary battery, the support means consist of a perforated steel plate covered with nickel, on the two surfaces of which is applied a mud of a

substance active du point de vue électrolytique. Lors-  electrolytically active substance. Lors-

qu'on utilise de la mousse de Ni ou une fibre de Ni en tant que moyens de support possédant une structure tridimensionnelle, il n'existe aucun problème du point de vue de la conductivité électrique. Mais, dans le cas  Since Ni foam or Ni fiber is used as support means having a three-dimensional structure, there is no problem from the point of view of electrical conductivity. But in the case

o on utilise une plaque métallique perforée, la conduc-  a perforated metal plate is used, the conductor

tivité électrique est nettement plus faible dans la  electrical efficiency is significantly lower in the

substance extérieure 1 active du point de vue électroly-  external substance 1 electrolytically active

tique que dans les moyens de support central 2. En outre, la substance active du point de vue électrolytique peut aisément se détacher des moyens de support pendant les  only in the central support means 2. In addition, the electrolytically active substance can easily be detached from the support means during

processus de recharge et de décharge. Lorsque la struc-  recharge and discharge process. When the structure

ture à électrodes est installée dans le pot protecteur sans être soudée, au moyen de pattes, la substance active perd une quantité considérable de sa conductivité électrique en raison de son oxydation, et l'additif contenu dans l'électrode tend à se détacher des moyens  electrode is installed in the protective pot without being welded, by means of tabs, the active substance loses a considerable amount of its electrical conductivity because of its oxidation, and the additive contained in the electrode tends to become detached from the means

de support au cours de la fabrication.  during the manufacturing process.

Un but de la présente invention est de fournir des moyens pour empêcher que la substance active du point de vue électrolytique ne se détache des moyens  An object of the present invention is to provide means for preventing the electrolytically active substance from becoming detached from the means.

de support.of support.

Un autre but de la présente invention est de fournir des moyens pour accroître la conductivité électrique de l'électrode négative d'une batterie  Another object of the present invention is to provide means for increasing the electrical conductivity of the negative electrode of a battery.

secondaire alcaline.secondary alkaline.

Un autre but de la présente invention est de fournir des moyens pour améliorer la solidité de la  Another object of the present invention is to provide means for improving the strength of the

structure d'électrode d'une batterie secondaire alcaline.  electrode structure of an alkaline secondary battery.

Conformément à une forme de réalisation de la présente invention, il est prévu une batterie secondaire à nickel-hydrure métallique, caractérisée en ce qu'elle comporte: un stratifié enroulé sous forme cylindrique et comprenant une plaque d'électrode positive, une plaque  According to one embodiment of the present invention, there is provided a secondary battery nickel-metal hydride, characterized in that it comprises: a laminate wound in cylindrical form and comprising a positive electrode plate, a plate

d'électrode négative et une plaque de séparation interca-  negative electrode and a separating plate

lée entre ces plaques; un pot de protection servant à renfermer ledit stratifié enroulé sous forme cylindrique; et un électrolyte; en ce que ladite plaque d'électrode négative est constituée par une substance active du point de vue électrolytique; et en ce qu'il est prévu une plaque de support perforée servant à supporter ladite substance active du point de vue électrolytique, qui est appliquée aux deux surfaces latérales de ladite plaque de support,  between these plates; a protective pot for enclosing said wound laminate in cylindrical form; and an electrolyte; in that said negative electrode plate consists of an electrolytically active substance; and in that there is provided a perforated support plate for supporting said electrolytically active substance, which is applied to both side surfaces of said support plate,

et un support supplémentaire pour un réseau électrique-  and additional support for an electrical network-

ment conducteur inséré dans la couche de substance active sur une face de ladite plaque de support juste au-dessous de sa surface, pour contribuer à supporter ladite plaque  conductive layer inserted into the active substance layer on one side of said support plate just below its surface, to help support said plate

de support.of support.

Selon une autre forme de réalisation de la présente invention il est prévu un procédé pour fabriquer une électrode négative d'une batterie secondaire à nickel-hydrure métallique comportant un stratifié enroulé  According to another embodiment of the present invention there is provided a method for manufacturing a negative electrode of a nickel-metal hydride secondary battery having a wound laminate

sous forme cylindrique constitué par une plaque d'élec-  in cylindrical form constituted by a plate of elec-

trode positive, une plaque d'électrode négative, une plaque de séparation intercalée entre les deux plaques, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: former une plaque d'acier perforée recouverte de nickel; préparer une boue d'une substance active du point de vue électrolytique; appliquer ladite boue sur les deux surfaces latérales de ladite plaque d'acier perforée; insérer un support supplémentaire formé d'un réseau électriquement conducteur dans la couche de substance active, sur une face de ladite plaque de support juste au-dessous de sa surface; et faire sécher lesdites couches de substance active appliquées aux deux surfaces de ladite plaque de  positive electrode, a negative electrode plate, a separating plate interposed between the two plates, characterized in that it comprises the steps of: forming a perforated steel plate covered with nickel; preparing a sludge of an electrolytically active substance; applying said sludge to both side surfaces of said perforated steel plate; inserting an additional support formed of an electrically conductive network into the active substance layer on one side of said support plate just below its surface; and drying said active substance layers applied to both surfaces of said plate of

support.support.

D'autres caractéristiques et avantages de la  Other features and benefits of the

présente invention ressortiront de la description donnée  present invention will emerge from the description given

ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - les figures 1A et lB, dont il a déjà été fait mention, représentent la structure de l'électrode négative d'une batterie secondaire alcaline classique;  Hereinafter taken with reference to the accompanying drawings, in which: - Figures 1A and 1B, which has already been mentioned, represent the structure of the negative electrode of a conventional alkaline secondary battery;

- la figure 2 est une vue en coupe transver-  FIG. 2 is a cross-sectional view of

sale de l'électrode négative d'une batterie secondaire alcaline selon une forme de réalisation de la présente invention;  dirtying the negative electrode of an alkaline secondary battery according to an embodiment of the present invention;

- la figure 3 représente un support supplé-  FIG. 3 represents an additional support

mentaire d'un réseau conducteur contribuant à supporter la plaque de support; - la figure 4 représente une courbe caracté ristique illustrant la décharge d'une batterie secondaire selon la présente invention; et - la figure 5 représente schématiquement une vue en coupe transversale d'une batterie secondaire  of a conductive network contributing to support the support plate; FIG. 4 represents a characteristic curve illustrating the discharge of a secondary battery according to the present invention; and - Figure 5 schematically shows a cross-sectional view of a secondary battery

conforme à la présente invention.according to the present invention.

En se référant à la figure 5, on voit qu'une batterie secondaire en nickel-hydrure métallique est  Referring to FIG. 5, it can be seen that a secondary nickel-metal hydride battery is

formée par un stratifié 18 enroulé sous forme cylindri-  formed by a laminate 18 wound in cylindrical form

que, qui est constitué par une plaque d'électrode positive 12 et une plaque d'électrode négative 16 et une plaque de séparation 14 intercalée entre ces plaques. Ce stratifié d'électrodes 18 est enfermé dans un pot de protection 10 contenant un électrolyte liquide. Un ensemble formant capuchon 20 sert à recouvrir l'extrémité  that which consists of a positive electrode plate 12 and a negative electrode plate 16 and a separator plate 14 interposed between these plates. This electrode laminate 18 is enclosed in a protective container 10 containing a liquid electrolyte. A cap assembly 20 serves to cover the end

supérieure du pot 10.top of the pot 10.

En référence à la figure 2, pour fabriquer l'électrode négative de la batterie secondaire selon la présente invention, on forme tout d'abord une plaque de support perforée en acier 2, recouverte de nickel. Le chiffre de référence 3 désigne les perforations. On applique une boue formée d'une substance active du point de vue électrolytique sur les deux surfaces latérales de la plaque d'acier perforée 2. En outre, on insère un support supplémentaire 4 formé d'un réseau électriquement conducteur, comme représenté sur la figure 2, qui est inséré dans la couche de substance active sur une face de la plaque de support 2, juste au-dessous de sa surface. Ensuite, on soumet à une opération de séchage les couches de substance active appliquées sur les deux  With reference to FIG. 2, in order to manufacture the negative electrode of the secondary battery according to the present invention, a perforated steel support plate 2 coated with nickel is first formed. Reference numeral 3 designates the perforations. An electrolytically active sludge is applied to both side surfaces of the perforated steel plate 2. In addition, an additional support 4 formed of an electrically conductive network is inserted as shown in FIG. Figure 2, which is inserted into the active substance layer on one side of the support plate 2, just below its surface. Next, the active substance layers applied to both of them are subjected to a drying operation.

surfaces de la plaque de support. Le support supplémen-  surfaces of the support plate. Additional support

taire est de préférence réalisé en un matériau possédant une bonne conductivité électrique et peut avoir n'importe quelle configuration. Le support supplémentaire sert à augmenter la faible conductibilité électrique de la  The blank is preferably made of a material having good electrical conductivity and can have any configuration. The additional support serves to increase the low electrical conductivity of the

substance active du point de vue électrolytique.  electrolytically active substance.

Comme représenté sur la figure 3, la conduc-  As shown in FIG.

tivité est accrue et la vitesse de détachement de la substance active diminue lorsque la taille des mailles du réseau diminue, mais la capacité de stockage par unité de volume de l'ensemble d'électrodes diminue. Le support supplémentaire 4 peut être inséré dans les deux surfaces latérales de l'électrode négative. La batterie secondaire alcaline selon l'invention possède une caractéristique améliorée de décharge comme représenté sur la figure 4, de sorte que le cycle de recharge et de décharge est amélioré d'environ 8 % par rapport au cas classique. En outre, l'ensemble à électrodes selon l'invention peut  The rate of detachment of the active substance decreases as the mesh size of the array decreases, but the storage capacity per unit volume of the electrode assembly decreases. The additional support 4 can be inserted into both side surfaces of the negative electrode. The alkaline secondary battery according to the invention has an improved discharge characteristic as shown in FIG. 4, so that the recharge and discharge cycle is improved by about 8% compared to the conventional case. In addition, the electrode assembly according to the invention can

être installé dans le pot de protection sans l'utilisa-  be installed in the protective pot without the use

tion de languettes, ce qui améliore le rendement. Par conséquent, la présente invention garantit un rendement  tabs, which improves the yield. Therefore, the present invention guarantees a performance

élevé dans la fabrication de batteries secondaires.  high in the manufacture of secondary batteries.

Claims (6)

REVENDICATIONS 1. Batterie secondaire à nickel-hydrure métallique, caractérisée en ce qu'elle comporte: un stratifié enroulé sous forme cylindrique (18) et comprenant une plaque d'électrode positive (12), une plaque d'électrode négative (16) et une  A secondary nickel-metal hydride battery, characterized in that it comprises: a wound laminate in cylindrical form (18) and comprising a positive electrode plate (12), a negative electrode plate (16) and a plaque de séparation intercalée (14) entre ces pla-  intercalated separating plate (14) between these plates ques;c; un pot de protection (10) servant à renfer-  a protective pot (10) serving to enclose mer ledit stratifié enroulé sous forme cylindrique; et un électrolyte; en ce que ladite plaque d'électrode négative (16) est constituée par une substance active du point de vue électrolytique; en ce qu'il est prévu une plaque de support perforée (2) servant à supporter ladite substance  sea said wound laminate in cylindrical form; and an electrolyte; in that said negative electrode plate (16) is an electrolytically active substance; in that there is provided a perforated support plate (2) for supporting said substance active du point de vue électrolytique, qui est appli-  electrolytically active, which is quée aux deux surfaces latérales de ladite plaque de support (2), et un support supplémentaire (4) pour un réseau électriquement conducteur inséré dans la couche de substance active sur une face de ladite plaque de support (2) juste au-dessous de sa surface, pour  at both side surfaces of said support plate (2), and an additional support (4) for an electrically conductive network inserted into the active substance layer on one side of said support plate (2) just below its surface, for contribuer à supporter ladite plaque de support.  contribute to supporting said support plate. 2. Batterie secondaire à nickel-hydrure métallique selon la revendication 1, caractérisée en  Nickel-metal hydride secondary battery according to claim 1, characterized in that ce que ladite substance active du point de vue élec-  what is said active substance from the point of view of trolytique est un alliage retenant l'hydrogène.  trolytic is an alloy retaining hydrogen. 3. Batterie secondaire à nickel-hydrure  3. Nickel-hydride secondary battery métallique selon l'une des revendications 1 ou 2,  metal according to one of claims 1 or 2, caractérisée en ce que ladite substance active du  characterized in that said active substance of point de vue électrolytique est du Ni(OH)2.  Electrolytic point of view is Ni (OH) 2. 4. Procédé pour fabriquer une électrode négative d'une batterie secondaire à nickel-hydrure métallique comportant un stratifié enroulé sous forme cylindrique (18) constitué par une plaque d'électrode positive (12), une plaque d'électrode négative (10), une plaque de séparation intercalée (14) entre les deux plaques, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: former une plaque d'acier perforée (2) recouverte de nickel; préparer une boue d'une substance active du point de vue électrolytique; appliquer ladite boue sur les deux surfaces latérales de ladite plaque d'acier perforée (2); insérer un support supplémentaire (4) formé d'un réseau électriquement conducteur dans la couche de substance active, sur une face de ladite plaque de support juste au-dessous de sa surface; et faire sécher lesdites couches de substance active (2) appliquées aux deux surfaces de ladite  A method for manufacturing a negative electrode of a nickel-metal hydride secondary battery having a cylindrical wound laminate (18) consisting of a positive electrode plate (12), a negative electrode plate (10), an intercalated separating plate (14) between the two plates, characterized in that it comprises the steps of: forming a perforated steel plate (2) covered with nickel; preparing a sludge of an electrolytically active substance; applying said sludge to both side surfaces of said perforated steel plate (2); inserting an additional support (4) formed of an electrically conductive network into the active substance layer on one side of said support plate just below its surface; and drying said active substance layers (2) applied to both surfaces of said plaque de support.support plate. 5. Procédé selon la revendication 4, carac-  5. Process according to claim 4, térisé en ce que ladite substance active du point de  characterized in that said active substance of the vue électrolytique est un alliage retenant l'hydrogè-  electrolytic view is an alloy retaining hydrogen ne.born. 6. Procédé selon l'une des revendications 4  6. Method according to one of claims 4 ou 5, caractérisé en ce que ladite substance active du  or 5, characterized in that said active substance of point de vue électrolytique est du Ni(OH)2.  Electrolytic point of view is Ni (OH) 2.
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