JP2000123832A - 蓄電池用ペースト式電極の製造法 - Google Patents
蓄電池用ペースト式電極の製造法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 放電特性を向上し、捲回極板群を製造する群
巻き時の短絡の発生率を著しく少なくした電池用ペース
ト式極板の製造法を提供する。 【解決手段】 導電剤としてカーボンブラックを使用
し、これを水素吸蔵合金粉末などの活物質と結着剤を配
合し、これらの混合スラリーを調製するに当たり、該混
合スラリーを調製する前に、その配合すべきカーボンブ
ラックを実質状凝集体のない微細な粒子の分散液を作製
し、その分散液の状態で活物質、結着剤とに添加混合
し、混合スラリーを調製し、これを集電体に塗着、乾
燥、プレスする。
巻き時の短絡の発生率を著しく少なくした電池用ペース
ト式極板の製造法を提供する。 【解決手段】 導電剤としてカーボンブラックを使用
し、これを水素吸蔵合金粉末などの活物質と結着剤を配
合し、これらの混合スラリーを調製するに当たり、該混
合スラリーを調製する前に、その配合すべきカーボンブ
ラックを実質状凝集体のない微細な粒子の分散液を作製
し、その分散液の状態で活物質、結着剤とに添加混合
し、混合スラリーを調製し、これを集電体に塗着、乾
燥、プレスする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ニッケル水素（Ｎ
ｉ−ＭＨ）蓄電池、ニッケル−カドミウム蓄電池などの
蓄電池に用いるペースト式電極の製造法に関する。
ｉ−ＭＨ）蓄電池、ニッケル−カドミウム蓄電池などの
蓄電池に用いるペースト式電極の製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、Ｎｉ−ＭＨ蓄電池などの蓄電池に
用いられるペースト式電極は、ニッケル酸化物、水素吸
蔵合金、カドミウムなどの活物質粉末に、導電剤として
カーボンブラックと結着剤粉末とを添加し、これを増粘
剤水溶液と共に混合して活物質合剤スラリーを調製し、
これを集電板に塗着、乾燥、プレスして製造している。
用いられるペースト式電極は、ニッケル酸化物、水素吸
蔵合金、カドミウムなどの活物質粉末に、導電剤として
カーボンブラックと結着剤粉末とを添加し、これを増粘
剤水溶液と共に混合して活物質合剤スラリーを調製し、
これを集電板に塗着、乾燥、プレスして製造している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし乍ら、カーボン
ブラックは、鎖状構造をした微細な粒子であるため凝集
し易く、活物質粉末、結着剤、増粘剤水溶液と共に撹拌
混合し混合スラリーを調製する場合は、カーボンブラッ
クの微細粒子はその撹拌混合する過程で混在する比重が
大きく粒径の大きな水素吸蔵合金粉末などの活物質粉末
により加圧されるため、凝集体を容易に形成してしま
い、その混合スラリー中に充分に分散せしめることがで
きず、従って、この混合スラリーを集電体に塗着、乾
燥、プレスして得られるペースト式電極は、カーボンブ
ラックはその大部分が凝集体として混在するため、添加
されたカーボンブラックの微粒子本来の導電剤としての
機能を充分に発揮することができず、この電極を用いた
電池の放電特性が損われ、特に良好な急放電特性が得ら
れない。また、その混合スラリーの調製中に、カーボン
ブラックが一旦凝集体を形成すると、混合スラリーの粘
度が所定の値よりも低下し、所定の集電体に塗着するに
適した所定の粘度の混合スラリーが得られないなど、混
合スラリーそのものの性質が変化する。その凝集体を破
壊するには、大きな応力を加えるか、激しい撹拌を長時
間行う必要があるので、凝集体を殆ど含まない混合スラ
リーを調製することは極めて困難でありまた非能率的で
ある。また、カーボンブラックは、カサ比重が小さいた
め飛散し易いので、上記の混合スラリーの調製に当た
り、その粉末のまゝ直接スラリー中に添加する作業にお
いて、飛散した分ロスを生じ所定量の添加が行えないな
どの不都合を生ずる。また、製造された電極の表面に
は、カーボンブラックの凝集体がコロニー状に点在し、
電極を弯曲せしめる場合には、このコロニーを起点とし
て局部的な亀裂を生じたり、その亀裂部の周縁が外方に
突出する。従って、この電極を用い捲回極板群を作製す
る場合には、その突起がその外側のセパレータを貫通
し、短絡を多発するなどの不都合を生じた。従って、上
記の課題を解決し、改善されたペースト式電極の製造法
の開発が望まれる。
ブラックは、鎖状構造をした微細な粒子であるため凝集
し易く、活物質粉末、結着剤、増粘剤水溶液と共に撹拌
混合し混合スラリーを調製する場合は、カーボンブラッ
クの微細粒子はその撹拌混合する過程で混在する比重が
大きく粒径の大きな水素吸蔵合金粉末などの活物質粉末
により加圧されるため、凝集体を容易に形成してしま
い、その混合スラリー中に充分に分散せしめることがで
きず、従って、この混合スラリーを集電体に塗着、乾
燥、プレスして得られるペースト式電極は、カーボンブ
ラックはその大部分が凝集体として混在するため、添加
されたカーボンブラックの微粒子本来の導電剤としての
機能を充分に発揮することができず、この電極を用いた
電池の放電特性が損われ、特に良好な急放電特性が得ら
れない。また、その混合スラリーの調製中に、カーボン
ブラックが一旦凝集体を形成すると、混合スラリーの粘
度が所定の値よりも低下し、所定の集電体に塗着するに
適した所定の粘度の混合スラリーが得られないなど、混
合スラリーそのものの性質が変化する。その凝集体を破
壊するには、大きな応力を加えるか、激しい撹拌を長時
間行う必要があるので、凝集体を殆ど含まない混合スラ
リーを調製することは極めて困難でありまた非能率的で
ある。また、カーボンブラックは、カサ比重が小さいた
め飛散し易いので、上記の混合スラリーの調製に当た
り、その粉末のまゝ直接スラリー中に添加する作業にお
いて、飛散した分ロスを生じ所定量の添加が行えないな
どの不都合を生ずる。また、製造された電極の表面に
は、カーボンブラックの凝集体がコロニー状に点在し、
電極を弯曲せしめる場合には、このコロニーを起点とし
て局部的な亀裂を生じたり、その亀裂部の周縁が外方に
突出する。従って、この電極を用い捲回極板群を作製す
る場合には、その突起がその外側のセパレータを貫通
し、短絡を多発するなどの不都合を生じた。従って、上
記の課題を解決し、改善されたペースト式電極の製造法
の開発が望まれる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明のペースト式電極
の製造法は、カーボンブラックを活物質粉末及び結着剤
と配合し、増粘剤水溶液と共に混合して活物質合剤スラ
リーを調製するに当たり、予め、配合すべきカーボンブ
ラックの分散液を作製し、そのカーボンブラック分散液
を活物質粉末、結着剤と共に混合して混合スラリーを調
製し、これを集電体に塗着、乾燥、プレスして成ること
を特徴とする。
の製造法は、カーボンブラックを活物質粉末及び結着剤
と配合し、増粘剤水溶液と共に混合して活物質合剤スラ
リーを調製するに当たり、予め、配合すべきカーボンブ
ラックの分散液を作製し、そのカーボンブラック分散液
を活物質粉末、結着剤と共に混合して混合スラリーを調
製し、これを集電体に塗着、乾燥、プレスして成ること
を特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明は、アルカリ蓄電池の負極
として用いる水素吸蔵合金電極やカドミウム電極或いは
正極として用いるニッケル電極などの各種のペースト式
電極の製造法に適用できるが、代表的な実施の形態とし
て水素吸蔵合金電極の製造法につき以下詳述する。
として用いる水素吸蔵合金電極やカドミウム電極或いは
正極として用いるニッケル電極などの各種のペースト式
電極の製造法に適用できるが、代表的な実施の形態とし
て水素吸蔵合金電極の製造法につき以下詳述する。
【０００６】水素吸蔵合金粉末に導電剤として添加され
るカーボンブラックとしては、凝集体を実質上含まない
微細粒子から成るものを用意する。例えば、市販の比表
面積が７００ｍ2 ／ｇ以上の一次粒子が二次凝集して成
る三次元的構造を有するカーボンブラックＥＣＰやカー
ボンブラックＥＣＰ−６００ＪＤ（ケッチェンブラック
・インターナショナル株式会社製）を粉砕して、凝集体
を解体して３２５メッシュパス９０〜９８％の微細粒子
から成るカーボンブラックを用意する。このように一旦
カーボンブラックを粉砕し、凝集体を解体したものは、
再び凝集しない。
るカーボンブラックとしては、凝集体を実質上含まない
微細粒子から成るものを用意する。例えば、市販の比表
面積が７００ｍ2 ／ｇ以上の一次粒子が二次凝集して成
る三次元的構造を有するカーボンブラックＥＣＰやカー
ボンブラックＥＣＰ−６００ＪＤ（ケッチェンブラック
・インターナショナル株式会社製）を粉砕して、凝集体
を解体して３２５メッシュパス９０〜９８％の微細粒子
から成るカーボンブラックを用意する。このように一旦
カーボンブラックを粉砕し、凝集体を解体したものは、
再び凝集しない。
【０００７】本発明によれば、活物質粉末の導電剤とし
て使用されるかゝる９０％以上が微細粒子から成るカー
ボンブラックを直接、水素吸蔵合金粉末に添加し、結着
剤と共に撹拌混合し、混合スラリーを調製することを避
け、予め、該カーボンブラックの分散液を作製し、得ら
れたカーボンブラック分散液を前記の水素吸蔵合金粉
末、結着剤、増粘剤水溶液と共に撹拌混合して混合スラ
リーを調製する。
て使用されるかゝる９０％以上が微細粒子から成るカー
ボンブラックを直接、水素吸蔵合金粉末に添加し、結着
剤と共に撹拌混合し、混合スラリーを調製することを避
け、予め、該カーボンブラックの分散液を作製し、得ら
れたカーボンブラック分散液を前記の水素吸蔵合金粉
末、結着剤、増粘剤水溶液と共に撹拌混合して混合スラ
リーを調製する。
【０００８】カーボンブラックの分散液の調製は、１）
カーボンブラックを水に添加し撹拌してその分散液を得
るか、２）カーボンブラックを増粘剤水溶液に添加し撹
拌してその分散液を得るかのいずれかを選択する。尚、
前記１）のカーボンブラックの分散液を用いる場合は、
混合スラリーの調製時に増粘剤を添加する。前記２）の
調製法では、最終の混合スラリー中に添加される増粘剤
の一部を用いて粘度の低い増粘剤水溶液を調製し、これ
を用いカーボンブラックを分散せしめることにより、容
易迅速にカーボンブラックの分散液が得られ、次でその
カーボンブラックの分散液を水素吸蔵合金粉末、結着剤
と混合すると共に、残る量の増粘剤を添加するようにす
ることが好ましく、一般である。尚、そのカーボンブラ
ックの分散には、ハイシェアミキサーなどを使用すれば
容易にその分散液が得られる。
カーボンブラックを水に添加し撹拌してその分散液を得
るか、２）カーボンブラックを増粘剤水溶液に添加し撹
拌してその分散液を得るかのいずれかを選択する。尚、
前記１）のカーボンブラックの分散液を用いる場合は、
混合スラリーの調製時に増粘剤を添加する。前記２）の
調製法では、最終の混合スラリー中に添加される増粘剤
の一部を用いて粘度の低い増粘剤水溶液を調製し、これ
を用いカーボンブラックを分散せしめることにより、容
易迅速にカーボンブラックの分散液が得られ、次でその
カーボンブラックの分散液を水素吸蔵合金粉末、結着剤
と混合すると共に、残る量の増粘剤を添加するようにす
ることが好ましく、一般である。尚、そのカーボンブラ
ックの分散には、ハイシェアミキサーなどを使用すれば
容易にその分散液が得られる。
【０００９】このように、一旦カーボンブラックを分散
液の状態で水素吸蔵合金粉末に添加し、上記のように撹
拌混合し混合スラリーを調製するときは、従来のような
カーボンブラックを粉末のまゝ水素吸蔵合金粉末に添加
し、混合スラリーを調製する場合に生ずるようなカーボ
ンブラックの微粒子が該水素吸蔵合金粉末による加圧で
凝集し凝集体を形成することがなく、微粒子のまゝ混合
スラリー中に充分に且つ均一に混在した混合スラリーが
得られることが判った。而も、混合スラリーの調製時に
は、従来のようなカーボンブラックの飛散によるロスや
周囲環境の汚染などの問題は解消される。
液の状態で水素吸蔵合金粉末に添加し、上記のように撹
拌混合し混合スラリーを調製するときは、従来のような
カーボンブラックを粉末のまゝ水素吸蔵合金粉末に添加
し、混合スラリーを調製する場合に生ずるようなカーボ
ンブラックの微粒子が該水素吸蔵合金粉末による加圧で
凝集し凝集体を形成することがなく、微粒子のまゝ混合
スラリー中に充分に且つ均一に混在した混合スラリーが
得られることが判った。而も、混合スラリーの調製時に
は、従来のようなカーボンブラックの飛散によるロスや
周囲環境の汚染などの問題は解消される。
【００１０】かくして、このように調製した混合スラリ
ーを、常法に従って、無孔基板又は二次元又は三次元の
多孔基板に貼着（塗布又は充填）した後、乾燥、プレス
を行い、極板とするときは、その表面にはカーボンブラ
ックの凝集体は点在せず、捲回極板としても亀裂や短絡
の問題もなく良好な捲回極板群が得られる。また、該電
極には、無数の微細なカーボンブラック粒子が全体に亘
り均一に混在するので、その導電性は向上し、これを用
いたニッケル水素電池は、急放電特性などの電池特性が
向上したものが得られる。
ーを、常法に従って、無孔基板又は二次元又は三次元の
多孔基板に貼着（塗布又は充填）した後、乾燥、プレス
を行い、極板とするときは、その表面にはカーボンブラ
ックの凝集体は点在せず、捲回極板としても亀裂や短絡
の問題もなく良好な捲回極板群が得られる。また、該電
極には、無数の微細なカーボンブラック粒子が全体に亘
り均一に混在するので、その導電性は向上し、これを用
いたニッケル水素電池は、急放電特性などの電池特性が
向上したものが得られる。
【００１１】水素吸蔵合金としては、従来公知の各種の
合金組成のものが使用できるが、ＭｍＮｉ5 系合金でＮ
ｉの一部をＣｏ、Ａｌ、Ｍｎで置換したものが好まし
い。尚、水素吸蔵合金粉末は、安全性、飛散防止、長期
保存の観点から、リン酸塩水溶液中に水没しておくこと
が好ましいことが判明した。
合金組成のものが使用できるが、ＭｍＮｉ5 系合金でＮ
ｉの一部をＣｏ、Ａｌ、Ｍｎで置換したものが好まし
い。尚、水素吸蔵合金粉末は、安全性、飛散防止、長期
保存の観点から、リン酸塩水溶液中に水没しておくこと
が好ましいことが判明した。
【００１２】結着剤としては、従来公知の各種のものが
使用でき、例えば、ＳＢＲなどの高分子合成樹脂又はゴ
ム系接着剤を用いる。
使用でき、例えば、ＳＢＲなどの高分子合成樹脂又はゴ
ム系接着剤を用いる。
【００１３】増粘剤としては、ＣＭＣなど従来公知の各
種の増粘剤が使用できる。
種の増粘剤が使用できる。
【００１４】次に、本発明の実施例を比較例と共に詳述
する。 実施例１ １）カーボンブラック分散液の調製：イオン交換水９８
Ｋｇに増粘剤としてＣＭＣ２Ｋｇを添加し、２ｗｔ．％
ＣＭＣの増粘剤水溶液を調製した。撹拌は、高速撹拌
機、デスパ（浅田鉄工株式会社製）を用い、１０００ｒ
ｐｍで２時間行った。次に、この増粘剤水溶液９６Ｋｇ
にカーボンブラック４Ｋｇを加え、同じ高速撹拌機を用
いて、２０００ｒｐｍ、２時間撹拌して４ｗｔ．％カー
ボンブラック水溶液を調製した。カーボンブラックの移
送は、兵神装備株式会社製の粉体用モーノポンプを用い
て行った。茲で、ＣＭＣとしては、日本製紙株式会社製
のカルボキシメチルセルロースＮａ塩の商品名「サンロ
ーズＦ５０Ｍ」であり、１％粘度：５００〜７００ｍＰ
ａ・ｓ、平均分子量：１７４，０００、エーテル化度
（Ｍ／Ｃ６）：０．６５〜０．７５のものを用いた。ま
た、カーボンブラック（以下ＣＢと略称する）として
は、ケッチェンブラック・インターナショナル株式会社
製のカーボンブラックＥＣ−６００ＪＤを粉砕したもの
で、粒度：３２５メッシュパス９０〜９８％、カサ比
重：２０〜５０ｇ／Ｌ、吸油量：４４０〜５１０ｍｌ／
１００ｇ、水分：０．５０％のものを用いた。かくし
て、その粉砕により、カーボンブラックＥＣ−６００Ｊ
Ｄの著しい凝集体は、上記のような微細な粒子に粉砕す
ることができる。 ２）混合スラリーの調製：次に、リン酸塩水溶液７．５
Ｋｇに水没せしめた水素吸蔵合金粉末（以下Ｍｈ合金粉
末と略称する）１００Ｋｇに上記に調製した４ｗｔ．％
ＣＢ分散液１２．５Ｋｇ、結着剤としてＳＢＲ分散液２
Ｋｇを添加し混練した。混練は、浅田鉄工株式会社製の
プラナタリーミキサーを用い、０．０７ＭＰａの真空度
で３０分間行った。かくして、粘度４．０Ｐａ・ｓの混
合スラリーを得た。このときのＭＨ合金、ＣＢ、ＳＢＲ
及びＣＭＣの正味の割合は、ＭＨ合金１００重量部に対
しＣＢ０．５重量部、ＳＢＲ１重量部、ＣＭＣ０．２４
重量部であった。茲でＭＨ合金粉としては、組成式：Ｍ
ｍＮｉ3.60Ｃｏ0.75Ａｌ0.32Ｍｎ0.33、平均粒径：５５
〜７７ｍｍ、比重８．０のものを用いた。また、ＳＢＲ
（変性スチレン−ブタジエン共重合体ラテックス）とし
ては、ＪＳＲ株式会社製の全固形分：５０ｗｔ．％、Ｂ
Ｆ粘度：１８０〜２５０ｍＰａ・ｓ、粒径：１００〜１
５０ｍｍ、ガラス転移温度：−１８〜−２０℃のものを
用いた。 ３）水素吸蔵合金電極の製造：上記に調製した混合スラ
リーを、多孔基板に塗布充填し、乾燥、プレスを行い、
所定の寸法に裁断して製造した。茲で、多孔基板として
は、厚み：６５μｍ、孔径：１．５ｍｍ、開孔率：３５
％で、鉄製の多孔板にニッケルメッキを施した長尺物を
用いた。更に詳細には、先ず、前記の混合スラリーを満
たした容器に長尺多孔基板を通過させて該容器内の混合
スラリーを付着させ、次にこれを対向するスリットの間
を通過させて余分なスラリーをかき落とし、その後乾燥
炉に導入して１２０℃で加熱し、乾燥させた。この長尺
の乾燥電極板を３４０ｍｍの長さに切断した後、幅方向
に圧延機を通過させて圧み０．３８ｍｍとなるようにプ
レスを行った。このときのプレス圧力は１５０Ｋｇｆ／
ｍｍであった。この圧延板を幅４２．３ｍｍ、長さ１０
７ｍｍに裁断して水素吸蔵合金電極板（以下ＭＨ極板と
略称する）を製造した。 ４）ＡＡサイズ１４００ｍＡｈニッケル水素電池の製
造：上記のＭＨ極板を、セパレータを介してＮｉ極板と
積層したものを巻き芯３．０ｍｍで巻き取り、捲回極板
群を作製し、これをＡＡサイズの間に挿入した。これ
に、ＫＯＨ：２６％、ＮａＯＨ：３．５％、ＬｉＯＨ：
１．０％の組成から成り且つ比重１．３０（２５℃）の
アルカリ電解液を１．９０ｃｃ加え、蓋をして密閉して
密閉型ニッケル水素電池（以下Ｎｉ−ＭＨ極板と略称す
る）を製造した。次に、この電池の活性化を次のように
行った。即ち、ここでは１Ｃ電流を１４００ｍＡとし、
先ず、２０℃、０．２Ｃで１時間の予備充電を行い、そ
の後２０℃において０．２Ｃで１．０Ｖとなるまで充電
する充放電を２回行った。次に、４５℃で１６時間放置
した後、再度２０℃において０．２Ｃ充放電を１回行っ
て活性化を終了した。尚、Ｎｉ極板としては、公知の方
法で次のように作製したペースト式Ｎｉ極板を用いた。
即ち、Ｚｎ５％、Ｃｏ２％を固溶添加した球状の水酸化
ニッケル９２．５重量部に一酸化コバルト粉末７．５重
量部を加えて混合し、これにＣＭＣ水溶液を加えて更に
撹拌、混合してペースト状にした。このペーストを発泡
ニッケル基板に充填した後、一次乾燥、ＰＴＦＥディス
パージョンの含浸、二次乾燥、プレス、裁断してＮｉ極
板を製造した。このＮｉ極板は、厚み０．７０ｍｍ、幅
４２．３ｍｍ、長さ７５ｍｍとしたものである。 実施例２ ＣＢ分散液の調製：実施例１で調製した２ｗｔ．％ＣＭ
Ｃの増粘剤水溶液４６ＫｇにＣＢ４Ｋｇを添加し、実施
例１と同じ高速撹拌機を用いて、１２００ｒｐｍ、３時
間撹拌して８ｗｔ．％ＣＢ分散液を調製した。 混合スラリーの調製：リン酸塩水溶液７．５Ｋｇに水没
したＭＨ合金粉末１００Ｋｇに８ｗｔ．％ＣＢ分散液
６．２５Ｋｇ、５０ｗｔ．％ＳＢＲ分散液２Ｋｇ、２ｗ
ｔ．％ＣＭＣ水溶液６．２５Ｋｇを添加し混練した。混
練は、実施例１で用いたと同じプラナタリーミキサーを
用い、０．０７ＭＰａの真空度で３０分間行った。かく
して、粘度３．０〜４．５Ｐａ・ｓの混合スラリーを得
た。このときのＭＨ合金、ＣＢ、ＳＢＲ、ＣＭＣの正味
の割合は、ＭＨ合金１００重量部に対して、ＣＢ０．５
重量部、ＳＢＲ１重量部、ＣＭＣ０．２４重量部であっ
た。以下、この混合スラリーを用い、実施例１と同様に
ＭＨ極板、Ｎｉ−ＭＨ電池を製造し、これを活性化処理
した。 実施例３ ＣＢ分散液の調製：イオン交換水９９ＫｇにＣＭＣ１Ｋ
ｇを添加し、実施例１と同じ高速撹拌機を用いて１ｗ
ｔ．％ＣＭＣの増粘剤水溶液を調製した。１０００ｒｐ
ｍで１．５時間撹拌し、次に、この増粘剤水溶液９５Ｋ
ｇにＣＢ４Ｋｇを添加し、同じ高速撹拌機を用いて、１
２００ｒｐｍで１時間撹拌し、更に、これにＣＭＣ１Ｋ
ｇを加え、更に１時間撹拌して４ｗｔ．％ＣＢ分散液を
調製した。 混合スラリーの調製：上記のＣＢ分散液を用い、実施例
１と同様に行い、粘度３．０〜４．５Ｐａ・ｓの混合ス
ラリーを得た。以下、この混合スラリーを用い、実施例
１と同様にＭＨ極板、Ｎｉ−ＭＨ電池を製造し、これを
活性化処理した。 実施例４ ＣＢ分散液の調製：イオン交換水９４ＫｇにＣＢ４Ｋｇ
を添加し、実施例１と同じ高速撹拌機を用いて、１２０
０ｒｐｍ、１時間撹拌し、これに、更にＣＭＣ２Ｋｇを
加え、更に２時間撹拌して４ｗｔ．％ＣＢ分散液を調製
した。 混合スラリーの調製：上記の４ｗｔ．％ＣＢ分散液を用
い、実施例１と同様に行い、粘度３．９Ｐａ・ｓの混合
スラリーを得た。以下、この混合スラリーを用い、実施
例１と同様にＭＨ極板、Ｎｉ−ＭＨ電池を製造し、これ
を活性化処理した。 実施例５ ＣＢ分散液の調製：実施例１と同様に行い、４ｗｔ．％
ＣＢ分散液を調製した。 混合スラリーの調製：リン酸塩水溶液７．５Ｋｇに水没
したＭＨ合金粉末１００Ｋｇに、上記の４ｗｔ．％ＣＢ
分散液６．５Ｋｇを添加し、プラナタリーミキサーを用
い０．０７ＭＰａの真空度で１５分間混練した。更に、
これに４ｗｔ．％ＣＢ分散液６Ｋｇ、５０ｗｔ．％ＳＢ
Ｒ分散液２Ｋｇを添加し、更に０．０７ＭＰａの真空度
で１５分間混練し、粘度４．１Ｐａ・ｓの混合スラリー
を得た。以下、この混合スラリーを用い、実施例１と同
様にＭＨ極板、Ｎｉ−ＭＨ電池を製造し、これを活性化
処理した。 比較例１ 混合スラリーの調製：実施例１で用いたと同じリン酸塩
水溶液７．５Ｋｇに水没したＭＨ合金粉末１００Ｋｇ
に、実施例１で用いたと同じＣＢ粉末０．５Ｋｇ、２ｗ
ｔ．％ＣＭＣ水溶液１２Ｋｇ、５０ｗｔ．％ＳＢＲ分散
液２Ｋｇを添加し、プラナタリーミキサーを用い０．０
７ＭＰａの真空度で３０分間混練した。得られたＭＨ合
金スラリーの粘度は、２．８Ｐａ・ｓであった。このと
きのＭＨ合金、ＣＢ、ＳＢＲ、ＣＭＣの正味の割合は、
ＭＨ合金１００重量部に対して、ＣＢ０．５重量部、Ｓ
ＢＲ１重量部、ＣＭＣ０．２４重量部であった。以下、
この混合スラリーを用い、実施例１と同様にＭＨ極、電
池を製造した。
する。 実施例１ １）カーボンブラック分散液の調製：イオン交換水９８
Ｋｇに増粘剤としてＣＭＣ２Ｋｇを添加し、２ｗｔ．％
ＣＭＣの増粘剤水溶液を調製した。撹拌は、高速撹拌
機、デスパ（浅田鉄工株式会社製）を用い、１０００ｒ
ｐｍで２時間行った。次に、この増粘剤水溶液９６Ｋｇ
にカーボンブラック４Ｋｇを加え、同じ高速撹拌機を用
いて、２０００ｒｐｍ、２時間撹拌して４ｗｔ．％カー
ボンブラック水溶液を調製した。カーボンブラックの移
送は、兵神装備株式会社製の粉体用モーノポンプを用い
て行った。茲で、ＣＭＣとしては、日本製紙株式会社製
のカルボキシメチルセルロースＮａ塩の商品名「サンロ
ーズＦ５０Ｍ」であり、１％粘度：５００〜７００ｍＰ
ａ・ｓ、平均分子量：１７４，０００、エーテル化度
（Ｍ／Ｃ６）：０．６５〜０．７５のものを用いた。ま
た、カーボンブラック（以下ＣＢと略称する）として
は、ケッチェンブラック・インターナショナル株式会社
製のカーボンブラックＥＣ−６００ＪＤを粉砕したもの
で、粒度：３２５メッシュパス９０〜９８％、カサ比
重：２０〜５０ｇ／Ｌ、吸油量：４４０〜５１０ｍｌ／
１００ｇ、水分：０．５０％のものを用いた。かくし
て、その粉砕により、カーボンブラックＥＣ−６００Ｊ
Ｄの著しい凝集体は、上記のような微細な粒子に粉砕す
ることができる。 ２）混合スラリーの調製：次に、リン酸塩水溶液７．５
Ｋｇに水没せしめた水素吸蔵合金粉末（以下Ｍｈ合金粉
末と略称する）１００Ｋｇに上記に調製した４ｗｔ．％
ＣＢ分散液１２．５Ｋｇ、結着剤としてＳＢＲ分散液２
Ｋｇを添加し混練した。混練は、浅田鉄工株式会社製の
プラナタリーミキサーを用い、０．０７ＭＰａの真空度
で３０分間行った。かくして、粘度４．０Ｐａ・ｓの混
合スラリーを得た。このときのＭＨ合金、ＣＢ、ＳＢＲ
及びＣＭＣの正味の割合は、ＭＨ合金１００重量部に対
しＣＢ０．５重量部、ＳＢＲ１重量部、ＣＭＣ０．２４
重量部であった。茲でＭＨ合金粉としては、組成式：Ｍ
ｍＮｉ3.60Ｃｏ0.75Ａｌ0.32Ｍｎ0.33、平均粒径：５５
〜７７ｍｍ、比重８．０のものを用いた。また、ＳＢＲ
（変性スチレン−ブタジエン共重合体ラテックス）とし
ては、ＪＳＲ株式会社製の全固形分：５０ｗｔ．％、Ｂ
Ｆ粘度：１８０〜２５０ｍＰａ・ｓ、粒径：１００〜１
５０ｍｍ、ガラス転移温度：−１８〜−２０℃のものを
用いた。 ３）水素吸蔵合金電極の製造：上記に調製した混合スラ
リーを、多孔基板に塗布充填し、乾燥、プレスを行い、
所定の寸法に裁断して製造した。茲で、多孔基板として
は、厚み：６５μｍ、孔径：１．５ｍｍ、開孔率：３５
％で、鉄製の多孔板にニッケルメッキを施した長尺物を
用いた。更に詳細には、先ず、前記の混合スラリーを満
たした容器に長尺多孔基板を通過させて該容器内の混合
スラリーを付着させ、次にこれを対向するスリットの間
を通過させて余分なスラリーをかき落とし、その後乾燥
炉に導入して１２０℃で加熱し、乾燥させた。この長尺
の乾燥電極板を３４０ｍｍの長さに切断した後、幅方向
に圧延機を通過させて圧み０．３８ｍｍとなるようにプ
レスを行った。このときのプレス圧力は１５０Ｋｇｆ／
ｍｍであった。この圧延板を幅４２．３ｍｍ、長さ１０
７ｍｍに裁断して水素吸蔵合金電極板（以下ＭＨ極板と
略称する）を製造した。 ４）ＡＡサイズ１４００ｍＡｈニッケル水素電池の製
造：上記のＭＨ極板を、セパレータを介してＮｉ極板と
積層したものを巻き芯３．０ｍｍで巻き取り、捲回極板
群を作製し、これをＡＡサイズの間に挿入した。これ
に、ＫＯＨ：２６％、ＮａＯＨ：３．５％、ＬｉＯＨ：
１．０％の組成から成り且つ比重１．３０（２５℃）の
アルカリ電解液を１．９０ｃｃ加え、蓋をして密閉して
密閉型ニッケル水素電池（以下Ｎｉ−ＭＨ極板と略称す
る）を製造した。次に、この電池の活性化を次のように
行った。即ち、ここでは１Ｃ電流を１４００ｍＡとし、
先ず、２０℃、０．２Ｃで１時間の予備充電を行い、そ
の後２０℃において０．２Ｃで１．０Ｖとなるまで充電
する充放電を２回行った。次に、４５℃で１６時間放置
した後、再度２０℃において０．２Ｃ充放電を１回行っ
て活性化を終了した。尚、Ｎｉ極板としては、公知の方
法で次のように作製したペースト式Ｎｉ極板を用いた。
即ち、Ｚｎ５％、Ｃｏ２％を固溶添加した球状の水酸化
ニッケル９２．５重量部に一酸化コバルト粉末７．５重
量部を加えて混合し、これにＣＭＣ水溶液を加えて更に
撹拌、混合してペースト状にした。このペーストを発泡
ニッケル基板に充填した後、一次乾燥、ＰＴＦＥディス
パージョンの含浸、二次乾燥、プレス、裁断してＮｉ極
板を製造した。このＮｉ極板は、厚み０．７０ｍｍ、幅
４２．３ｍｍ、長さ７５ｍｍとしたものである。 実施例２ ＣＢ分散液の調製：実施例１で調製した２ｗｔ．％ＣＭ
Ｃの増粘剤水溶液４６ＫｇにＣＢ４Ｋｇを添加し、実施
例１と同じ高速撹拌機を用いて、１２００ｒｐｍ、３時
間撹拌して８ｗｔ．％ＣＢ分散液を調製した。 混合スラリーの調製：リン酸塩水溶液７．５Ｋｇに水没
したＭＨ合金粉末１００Ｋｇに８ｗｔ．％ＣＢ分散液
６．２５Ｋｇ、５０ｗｔ．％ＳＢＲ分散液２Ｋｇ、２ｗ
ｔ．％ＣＭＣ水溶液６．２５Ｋｇを添加し混練した。混
練は、実施例１で用いたと同じプラナタリーミキサーを
用い、０．０７ＭＰａの真空度で３０分間行った。かく
して、粘度３．０〜４．５Ｐａ・ｓの混合スラリーを得
た。このときのＭＨ合金、ＣＢ、ＳＢＲ、ＣＭＣの正味
の割合は、ＭＨ合金１００重量部に対して、ＣＢ０．５
重量部、ＳＢＲ１重量部、ＣＭＣ０．２４重量部であっ
た。以下、この混合スラリーを用い、実施例１と同様に
ＭＨ極板、Ｎｉ−ＭＨ電池を製造し、これを活性化処理
した。 実施例３ ＣＢ分散液の調製：イオン交換水９９ＫｇにＣＭＣ１Ｋ
ｇを添加し、実施例１と同じ高速撹拌機を用いて１ｗ
ｔ．％ＣＭＣの増粘剤水溶液を調製した。１０００ｒｐ
ｍで１．５時間撹拌し、次に、この増粘剤水溶液９５Ｋ
ｇにＣＢ４Ｋｇを添加し、同じ高速撹拌機を用いて、１
２００ｒｐｍで１時間撹拌し、更に、これにＣＭＣ１Ｋ
ｇを加え、更に１時間撹拌して４ｗｔ．％ＣＢ分散液を
調製した。 混合スラリーの調製：上記のＣＢ分散液を用い、実施例
１と同様に行い、粘度３．０〜４．５Ｐａ・ｓの混合ス
ラリーを得た。以下、この混合スラリーを用い、実施例
１と同様にＭＨ極板、Ｎｉ−ＭＨ電池を製造し、これを
活性化処理した。 実施例４ ＣＢ分散液の調製：イオン交換水９４ＫｇにＣＢ４Ｋｇ
を添加し、実施例１と同じ高速撹拌機を用いて、１２０
０ｒｐｍ、１時間撹拌し、これに、更にＣＭＣ２Ｋｇを
加え、更に２時間撹拌して４ｗｔ．％ＣＢ分散液を調製
した。 混合スラリーの調製：上記の４ｗｔ．％ＣＢ分散液を用
い、実施例１と同様に行い、粘度３．９Ｐａ・ｓの混合
スラリーを得た。以下、この混合スラリーを用い、実施
例１と同様にＭＨ極板、Ｎｉ−ＭＨ電池を製造し、これ
を活性化処理した。 実施例５ ＣＢ分散液の調製：実施例１と同様に行い、４ｗｔ．％
ＣＢ分散液を調製した。 混合スラリーの調製：リン酸塩水溶液７．５Ｋｇに水没
したＭＨ合金粉末１００Ｋｇに、上記の４ｗｔ．％ＣＢ
分散液６．５Ｋｇを添加し、プラナタリーミキサーを用
い０．０７ＭＰａの真空度で１５分間混練した。更に、
これに４ｗｔ．％ＣＢ分散液６Ｋｇ、５０ｗｔ．％ＳＢ
Ｒ分散液２Ｋｇを添加し、更に０．０７ＭＰａの真空度
で１５分間混練し、粘度４．１Ｐａ・ｓの混合スラリー
を得た。以下、この混合スラリーを用い、実施例１と同
様にＭＨ極板、Ｎｉ−ＭＨ電池を製造し、これを活性化
処理した。 比較例１ 混合スラリーの調製：実施例１で用いたと同じリン酸塩
水溶液７．５Ｋｇに水没したＭＨ合金粉末１００Ｋｇ
に、実施例１で用いたと同じＣＢ粉末０．５Ｋｇ、２ｗ
ｔ．％ＣＭＣ水溶液１２Ｋｇ、５０ｗｔ．％ＳＢＲ分散
液２Ｋｇを添加し、プラナタリーミキサーを用い０．０
７ＭＰａの真空度で３０分間混練した。得られたＭＨ合
金スラリーの粘度は、２．８Ｐａ・ｓであった。このと
きのＭＨ合金、ＣＢ、ＳＢＲ、ＣＭＣの正味の割合は、
ＭＨ合金１００重量部に対して、ＣＢ０．５重量部、Ｓ
ＢＲ１重量部、ＣＭＣ０．２４重量部であった。以下、
この混合スラリーを用い、実施例１と同様にＭＨ極、電
池を製造した。
【００１５】ＭＨ極板の評価：上記の実施例１〜５及び
比較例１で得た各ＭＨ極板に（幅４２．３ｍｍ、長さ１
０７ｍｍ）１００枚につき、その表面及び裏面を目視
し、コロニー状のＣＢ凝集体の有無及びその数を数え
た。その結果を下記表１に示す。
比較例１で得た各ＭＨ極板に（幅４２．３ｍｍ、長さ１
０７ｍｍ）１００枚につき、その表面及び裏面を目視
し、コロニー状のＣＢ凝集体の有無及びその数を数え
た。その結果を下記表１に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】群巻き時の短絡発生率の評価：上記の実施
例１〜５及び比較例１の夫々のＭＨ極板を用い、夫々の
Ｎｉ−ＭＨ電池を製造するために群巻きする時の短絡発
生率をその各ＭＨ極板の１００枚につき調べた。その結
果を下記表２に示す。
例１〜５及び比較例１の夫々のＭＨ極板を用い、夫々の
Ｎｉ−ＭＨ電池を製造するために群巻きする時の短絡発
生率をその各ＭＨ極板の１００枚につき調べた。その結
果を下記表２に示す。
【００１８】
【表２】
【００１９】Ｎｉ−ＭＨ電池の急放電特性の評価：実施
例１〜５及び比較例１で製造した夫々のＮｉ−ＭＨ電池
について、０℃、３Ｃ放電試験を行って、急放電特性を
評価した。先ず、各電池を２０℃において、０．１Ｃで
１５時間充電し、その後０．２Ｃで１．０Ｖまで放電
し、その電池の固有容量を測定した。次に、２０℃、
０．１Ｃで１５時間充電した後、０℃で１６時間放置
し、その後３Ｃで１．０Ｖまで放電して容量を測定し
た。この値の各電池の固有容量に対する割合を、容量維
持率とした。その結果を下記表３に示す。
例１〜５及び比較例１で製造した夫々のＮｉ−ＭＨ電池
について、０℃、３Ｃ放電試験を行って、急放電特性を
評価した。先ず、各電池を２０℃において、０．１Ｃで
１５時間充電し、その後０．２Ｃで１．０Ｖまで放電
し、その電池の固有容量を測定した。次に、２０℃、
０．１Ｃで１５時間充電した後、０℃で１６時間放置
し、その後３Ｃで１．０Ｖまで放電して容量を測定し
た。この値の各電池の固有容量に対する割合を、容量維
持率とした。その結果を下記表３に示す。
【００２０】
【表３】
【００２１】上記の表１，２，３から明らかなように、
本発明の製造法により得られた極板は、従来法により得
られた極板に比し良質で且つ群巻き時の短絡発生の著し
く減少したものが得られ、更に、本発明の極板を用いた
電池は、従来の極板を用いた電池に比し、放電特性の向
上したものが得られる。
本発明の製造法により得られた極板は、従来法により得
られた極板に比し良質で且つ群巻き時の短絡発生の著し
く減少したものが得られ、更に、本発明の極板を用いた
電池は、従来の極板を用いた電池に比し、放電特性の向
上したものが得られる。
【００２２】上記の実施例では、本発明のペースト式電
極としてＮｉ−ＭＨ電池の負極として用いるＭＨ極の製
造について詳述したが、ペースト式電極であれば、ＭＨ
電極以外のニッケル−カドミウム式電池のカドミウム極
板、これら電池の正極として用いられるニッケル極板の
製造において、導電剤としてカーボンブラックを用いる
場合には適用できることは勿論である。尚、カーボンブ
ラックとしては、ケッチェンブラックに限定されず、そ
の他、アセチレンブラック、ファーネスブラック、チャ
ンネルブラック、サーマルブラックなどが用いられる
が、いずれのカーボンブラックでも著しい凝集体を含む
場合は、粉砕してからその分散液を調製することが重要
である。
極としてＮｉ−ＭＨ電池の負極として用いるＭＨ極の製
造について詳述したが、ペースト式電極であれば、ＭＨ
電極以外のニッケル−カドミウム式電池のカドミウム極
板、これら電池の正極として用いられるニッケル極板の
製造において、導電剤としてカーボンブラックを用いる
場合には適用できることは勿論である。尚、カーボンブ
ラックとしては、ケッチェンブラックに限定されず、そ
の他、アセチレンブラック、ファーネスブラック、チャ
ンネルブラック、サーマルブラックなどが用いられる
が、いずれのカーボンブラックでも著しい凝集体を含む
場合は、粉砕してからその分散液を調製することが重要
である。
【００２３】
【発明の効果】以上の様に、本発明のペースト式電極の
製造法によれば、予めカーボンブラックの微粒子の分散
液を調製し、これを用い混合スラリーを調製するように
したので、捲回極板とするときには、電池の短絡の発生
を著しく少なくし、また、急放電特性の優れた電極が得
られる。
製造法によれば、予めカーボンブラックの微粒子の分散
液を調製し、これを用い混合スラリーを調製するように
したので、捲回極板とするときには、電池の短絡の発生
を著しく少なくし、また、急放電特性の優れた電極が得
られる。
Claims (1)
- 【請求項１】 カーボンブラックを活物質粉末及び結着
剤と配合し、増粘剤水溶液と共に混合して活物質合剤ス
ラリーを調製するに当たり、予め、配合すべきカーボン
ブラックの分散液を作製し、そのカーボンブラック分散
液を活物質粉末、結着剤と共に混合して混合スラリーを
調製し、これを集電体に塗着、乾燥、プレスして成るこ
とを特徴とする蓄電池用ペースト式電極の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10314091A JP2000123832A (ja) | 1998-10-16 | 1998-10-16 | 蓄電池用ペースト式電極の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10314091A JP2000123832A (ja) | 1998-10-16 | 1998-10-16 | 蓄電池用ペースト式電極の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000123832A true JP2000123832A (ja) | 2000-04-28 |
Family
ID=18049140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10314091A Pending JP2000123832A (ja) | 1998-10-16 | 1998-10-16 | 蓄電池用ペースト式電極の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000123832A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001319645A (ja) * | 2000-05-10 | 2001-11-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 水素吸蔵合金電極の製造方法 |
| JP2013209504A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Denki Kagaku Kogyo Kk | アセチレンブラック及びそれを用いた燃料電池用触媒 |
| WO2016047775A1 (ja) * | 2014-09-26 | 2016-03-31 | 電気化学工業株式会社 | カーボンブラック及びそれを用いた燃料電池用触媒 |
-
1998
- 1998-10-16 JP JP10314091A patent/JP2000123832A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001319645A (ja) * | 2000-05-10 | 2001-11-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 水素吸蔵合金電極の製造方法 |
| JP4536209B2 (ja) * | 2000-05-10 | 2010-09-01 | パナソニック株式会社 | 水素吸蔵合金電極の製造方法 |
| JP2013209504A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Denki Kagaku Kogyo Kk | アセチレンブラック及びそれを用いた燃料電池用触媒 |
| WO2016047775A1 (ja) * | 2014-09-26 | 2016-03-31 | 電気化学工業株式会社 | カーボンブラック及びそれを用いた燃料電池用触媒 |
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