JP2000357510A - Manufacture of nickel-hydrogen secondary battery - Google Patents

Manufacture of nickel-hydrogen secondary battery

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JP2000357510A
JP2000357510A JP11169665A JP16966599A JP2000357510A JP 2000357510 A JP2000357510 A JP 2000357510A JP 11169665 A JP11169665 A JP 11169665A JP 16966599 A JP16966599 A JP 16966599A JP 2000357510 A JP2000357510 A JP 2000357510A
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JP
Japan
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negative electrode
nickel
secondary battery
paste
roll
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Pending
Application number
JP11169665A
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Japanese (ja)
Inventor
Koji Taguchi
幸治 田口
Kazuhiko Harada
和彦 原田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FDK Twicell Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Battery Co Ltd
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Publication date
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Publication of JP2000357510A publication Critical patent/JP2000357510A/en
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a nickel-hydrogen secondary battery with a high allowable current value, a high capacity, and a long cycle life. SOLUTION: In the manufacturing method of a nickel hydrogen secondary battery, a negative electrode is manufactured in such a way that paste containing a hydrogen storage alloy is applied to a conductive substrate having a thickness of 30-100 μm and many pores of 30-70% porosity, the coated substrate is dried, and then pressed with a roll to obtain the coated substrate with C/B 0.1-2 ton/mm. B is the width of the coated substrate in the direction of the shaft of the roll and C is the load applied with upper and lower rolls. The paste contains styrene-butadiene rubber or its derivative.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、水素吸蔵合金を含
む負極を改良したニッケル水素二次電池の製造方法に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a nickel-metal hydride secondary battery having an improved negative electrode containing a hydrogen storage alloy.

【0002】[0002]

【従来の技術】密閉型ニッケル水素二次電池は、例えば
水酸化ニッケルを活物質として含むペースト式正極と水
素吸蔵合金を含むペースト式負極の間にセパレータを介
在させた電極群をアルカリ電解液と共に容器内に収納
し、密閉した構造を有する。前記二次電池の導通は、一
般的に、前記正極を正極端子を兼ねる封口板とリードで
溶接し、かつ前記負極を負極外部端子を兼ねる容器と接
触させることによって確保する。このような密閉型ニッ
ケル水素二次電池は、携帯用電話機や携帯型撮像機など
の各種の電子機器の作動電源として広く実用化されてい
る。
2. Description of the Related Art A sealed nickel-metal hydride secondary battery is composed of a paste-type positive electrode containing nickel hydroxide as an active material and a paste-type negative electrode containing a hydrogen-absorbing alloy with an electrode group together with an alkaline electrolyte. It is housed in a container and has a closed structure. Generally, conduction of the secondary battery is ensured by welding the positive electrode with a sealing plate serving also as a positive electrode terminal and a lead, and bringing the negative electrode into contact with a container also serving as a negative electrode external terminal. Such sealed nickel-metal hydride secondary batteries have been widely put into practical use as operating power supplies for various electronic devices such as portable telephones and portable imaging devices.

【0003】近年、電気自動車が注目を集めており、こ
の電源として使用される電池には、前述した電子機器の
作動電源と異なり、許容電流値をより大きくすることが
要望されている。許容電流値が大きい二次電池として
は、ニッケルカドミウム二次電池が知られている。しか
しながら、ニッケルカドミウム二次電池には容量が低い
という問題点がある。
In recent years, electric vehicles have attracted attention, and batteries used as power supplies are required to have larger allowable current values, unlike the above-described power supplies for operating electronic devices. As a secondary battery having a large allowable current value, a nickel cadmium secondary battery is known. However, nickel cadmium secondary batteries have a problem of low capacity.

【0004】ところで、特開平3−261072号公報
には、開孔率が45〜70%で、厚さが0.05〜0.
15mmのパンチングメタルからなる集電体を具備する
非焼結式水素吸蔵合金電極が開示されている。また、特
許公報第2572337号には、少なくとも表面がニッ
ケルからなり、開孔率が30〜44%であるパンチング
メタルシートに水素吸蔵合金を担持してなる負極シート
を有するニッケル水素二次電池が記載されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-261072 discloses that the porosity is 45 to 70% and the thickness is 0.05 to 0.1%.
A non-sintered hydrogen storage alloy electrode having a current collector made of a 15 mm punched metal is disclosed. Japanese Patent Publication No. 2572337 discloses a nickel-hydrogen secondary battery having a negative electrode sheet in which a hydrogen storage alloy is supported on a punched metal sheet having at least a surface made of nickel and having a porosity of 30 to 44%. Have been.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな集電体を用いることのみで許容電流値を向上させる
ことは困難である。
However, it is difficult to improve the allowable current value only by using such a current collector.

【0006】本発明は、許容電流値が高く、高容量で、
かつサイクル寿命に優れたニッケル水素二次電池の製造
方法を提供しようとするものである。
The present invention has a high allowable current value, a high capacity,
Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a nickel-metal hydride secondary battery having excellent cycle life.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明に係わるニッケル
水素二次電池の製造方法は、負極の作製において、厚さ
が30〜100μmで、開孔率が30〜70%である多
数の孔を有する導電性基板に水素吸蔵合金を含むペース
トを塗布し、得られた塗布体を乾燥した後、前記塗布体
にC/Bが0.1〜2ton/mmになるようにロール
プレスを施すことを特徴とするものである。
According to the method of manufacturing a nickel-metal hydride secondary battery according to the present invention, a large number of holes having a thickness of 30 to 100 μm and a porosity of 30 to 70% are formed in a negative electrode. After applying a paste containing a hydrogen storage alloy to a conductive substrate having the coating and drying the obtained coated body, a roll press is performed on the coated body so that C / B is 0.1 to 2 ton / mm. It is a feature.

【0008】但し、Bは前記塗布体の幅のうちロールの
軸に沿う方向の幅であり、Cは上下ロールによる圧延荷
重である。
Here, B is the width of the coating body in the direction along the axis of the roll, and C is the rolling load by the upper and lower rolls.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる方法で製造
されるニッケル水素二次電池(円筒形ニッケル水素二次
電池)を図1を参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A nickel hydride secondary battery (cylindrical nickel hydride secondary battery) manufactured by the method according to the present invention will be described below with reference to FIG.

【0010】有底円筒状の容器1内には、正極2とセパ
レータ3と負極4とを積層してスパイラル状に捲回する
ことにより作製された電極群5が収納されている。前記
負極4は、前記電極群5の最外周に配置されて前記容器
1と電気的に接触している。アルカリ電解液は、前記容
器1内に収容されている。中央に孔6を有する円形の第
1の封口板7は、前記容器1の上部開口部に配置されて
いる。リング状の絶縁性ガスケット8は、前記封口板7
の周縁と前記容器1の上部開口部内面の間に配置され、
前記上部開口部を内側に縮径するカシメ加工により前記
容器1に前記封口板7を前記ガスケット8を介して気密
に固定している。正極リード9は、一端が前記正極2に
接続、他端が前記封口板7の下面に接続されている。帽
子形状をなす正極端子10は、前記封口板7上に前記孔
6を覆うように取り付けられている。ゴム製の安全弁1
1は、前記封口板7と前記正極端子10で囲まれた空間
内に前記孔6を塞ぐように配置されている。中央に穴を
有する絶縁材料からなる円形の押え板12は、前記正極
端子10上に前記正極端子10の突起部がその押え板1
2の前記穴から突出されるように配置されている。外装
チューブ13は、前記押え板12の周縁、前記容器1の
側面及び前記容器1の底部周縁を被覆している。
An electrode group 5 formed by stacking a positive electrode 2, a separator 3, and a negative electrode 4 and winding them in a spiral shape is accommodated in a cylindrical container 1 having a bottom. The negative electrode 4 is arranged at the outermost periphery of the electrode group 5 and is in electrical contact with the container 1. The alkaline electrolyte is contained in the container 1. A circular first sealing plate 7 having a hole 6 in the center is arranged at the upper opening of the container 1. The ring-shaped insulating gasket 8 is
Is arranged between the periphery of the container and the inner surface of the upper opening of the container 1,
The sealing plate 7 is airtightly fixed to the container 1 via the gasket 8 by caulking to reduce the diameter of the upper opening inward. One end of the positive electrode lead 9 is connected to the positive electrode 2, and the other end is connected to the lower surface of the sealing plate 7. The positive electrode terminal 10 having a hat shape is attached on the sealing plate 7 so as to cover the hole 6. Rubber safety valve 1
1 is arranged so as to close the hole 6 in a space surrounded by the sealing plate 7 and the positive electrode terminal 10. A circular holding plate 12 made of an insulating material having a hole in the center is provided on the positive electrode terminal 10 so that a protrusion of the positive electrode terminal 10 is provided on the holding plate 1.
2 so as to protrude from the holes. The outer tube 13 covers the periphery of the holding plate 12, the side surface of the container 1, and the periphery of the bottom of the container 1.

【0011】次に、前記負極4、正極2、セパレータ3
および電解液について説明する。
Next, the negative electrode 4, the positive electrode 2, the separator 3
And the electrolyte will be described.

【0012】1)負極4 前記負極4は、水素吸蔵合金粉末に親水性高分子、結着
剤及び導電材を添加し、水と共に混練してペーストを調
製し、このペーストを厚さが30〜100μmで、開孔
率が30〜70%である多数の孔を有する導電性基板に
塗布し、得られた塗布体を乾燥した後、前記塗布体にC
/Bが0.1〜2ton/mmになるようにロールプレ
スすることで圧延を施すことにより製造される。ここ
で、Bは前記塗布体の幅のうちロールの軸に沿う方向の
幅であり、Cは上下ロールによる圧延荷重である。な
お、本発明に係る製造方法においては、必要に応じて乾
燥後あるいはロールプレス後に裁断を行うことができ
る。
1) Negative electrode 4 The negative electrode 4 is prepared by adding a hydrophilic polymer, a binder, and a conductive material to a hydrogen storage alloy powder and kneading the mixture with water to prepare a paste. After coating on a conductive substrate having a large number of holes of 100 μm and having a porosity of 30 to 70%, and drying the obtained coated body, C is applied to the coated body.
It is manufactured by rolling by performing roll pressing so that / B is 0.1 to 2 ton / mm. Here, B is the width in the direction along the axis of the roll of the width of the application body, and C is the rolling load by the upper and lower rolls. In the production method according to the present invention, cutting can be performed after drying or after roll pressing as necessary.

【0013】前記水素吸蔵合金としては、例えば、La
Ni5 、MmNi5 (Mmはミッシュメタル)、LmN
5 (LmはLa富化したミッシュメタル)、これら合
金のNiの一部を少なくともAl及びMnで置換した多
元素系のものを挙げることができる。前述した多元素系
の水素吸蔵合金は、Niの置換元素としてAl及びMn
の他に、Co、Ti、Cu、Zn、Zr、Cr及びBか
ら選ばれる少なくとも1種の元素を含んでいても良い。
中でも、一般式LnNiw Cox Aly Mnz(ただ
し、Lnは希土類元素、原子比w、x,y,zはそれぞ
れ3.30≦w≦4.50、0.50≦x≦1.10、
0.20≦y≦0.50、0.05≦z≦0.20で、
かつその合計値が4.90≦w+x+y+z≦5.50
を示す)で表されるものを用いることが好ましい。前記
原子比w、x,y,zのより好ましい値は、それぞれ
3.80≦w≦4.20、0.70≦x≦0.90、
0.30≦y≦0.40、0.08≦z≦0.13で、
かつその合計値が5.00≦w+x+y+z≦5.20
である。
As the hydrogen storage alloy, for example, La
Ni 5, MmNi 5 (Mm is misch metal), LmN
i 5 (Lm is a La-enriched misch metal), and a multi-element alloy in which a part of Ni of these alloys is substituted by at least Al and Mn. The above-described multi-element hydrogen storage alloy has Al and Mn as substitution elements for Ni.
In addition, at least one element selected from Co, Ti, Cu, Zn, Zr, Cr and B may be included.
Above all, the general formula LnNi w Co x Al y Mn z ( However, Ln is a rare earth element, the atomic ratio w, x, y, z respectively 3.30 ≦ w ≦ 4.50,0.50 ≦ x ≦ 1.10 ,
0.20 ≦ y ≦ 0.50, 0.05 ≦ z ≦ 0.20,
And the total value is 4.90 ≦ w + x + y + z ≦ 5.50
Is preferably used. More preferable values of the atomic ratio w, x, y, z are 3.80 ≦ w ≦ 4.20, 0.70 ≦ x ≦ 0.90, respectively.
0.30 ≦ y ≦ 0.40, 0.08 ≦ z ≦ 0.13,
And the total value is 5.00 ≦ w + x + y + z ≦ 5.20
It is.

【0014】多数の孔を有する導電性基板としては、パ
ンチングメタルか、あるいは粉末圧延法により得られる
導電性基板を挙げることができる。
Examples of the conductive substrate having a large number of holes include a punching metal and a conductive substrate obtained by a powder rolling method.

【0015】前記多数の孔を有する導電性基板は、耐ア
ルカリ性で、かつ導電性が高い材料が少なくとも表面に
配されていることが好ましい。かかる材料としては、例
えば、ニッケルを挙げることができる。
It is preferable that the conductive substrate having a large number of holes has at least a surface having a material having high alkali resistance and high conductivity. Examples of such a material include nickel.

【0016】前記多数の孔を有する導電性基板の厚さを
前記範囲に規定するのは次のような理由によるものであ
る。厚さを30μm未満にすると、強度が低下するた
め、負極製造時(例えば、塗工工程、乾燥工程あるいは
圧延工程)に導電性基板が破断する場合がある。一方、
厚さが100μmを越えると、導電性基板の占有体積が
大きくなるために負極が嵩高くなって電池内の空隙が減
少し、目的とするアルカリ電解液量を収容することが困
難になる。その結果、充放電サイクルの進行に伴って内
部抵抗が上昇し、サイクル寿命が低下する。厚さのより
好ましい範囲は、35〜80μmである。
The reason why the thickness of the conductive substrate having a large number of holes is defined within the above range is as follows. When the thickness is less than 30 μm, the strength is reduced, so that the conductive substrate may be broken at the time of manufacturing the negative electrode (for example, a coating step, a drying step or a rolling step). on the other hand,
When the thickness exceeds 100 μm, the volume occupied by the conductive substrate becomes large, so that the negative electrode becomes bulky, the voids in the battery decrease, and it becomes difficult to accommodate a desired amount of the alkaline electrolyte. As a result, the internal resistance increases with the progress of the charge / discharge cycle, and the cycle life decreases. A more preferable range of the thickness is 35 to 80 μm.

【0017】前記多数の孔を有する導電性基板の開孔率
を前記範囲に規定するのは次のような理由によるもので
ある。開孔率を30%未満にすると、導電性基板の占有
体積が大きくなるために負極内の空隙が減少し、目的と
するアルカリ電解液量を収容することが困難になる。そ
の結果、充放電サイクルの進行に伴って内部抵抗が上昇
し、サイクル寿命が低下する。一方、開孔率が70%を
越えると、強度が低下するため、負極製造時に導電性基
板が破断する場合がある。開孔率のより好ましい範囲
は、40〜65%である。
The reason why the porosity of the conductive substrate having a large number of holes is defined in the above range is as follows. When the porosity is less than 30%, the volume occupied by the conductive substrate is increased, so that the voids in the negative electrode are reduced, making it difficult to accommodate a desired amount of the alkaline electrolyte. As a result, the internal resistance increases with the progress of the charge / discharge cycle, and the cycle life decreases. On the other hand, if the porosity exceeds 70%, the strength is reduced, and the conductive substrate may be broken during the production of the negative electrode. A more preferred range of the porosity is 40 to 65%.

【0018】前記多数の孔を有する導電性基板の平均孔
径は、0.5〜2.5mmの範囲にすることが好まし
い。これは次のような理由によるものである。平均孔径
を0.5mm未満にすると、導電性基板の孔同士の間隔
が小さくなり破断しやすくなる。一方、平均孔径が2.
5mmを越えると、導電性基板と孔内の合金との距離が
大きくなって導電性が低下し、ニッケル水素二次電池の
許容電流値を高めることが困難になる恐れがある。平均
孔径のより好ましい範囲は、1.0〜2.0mmであ
る。
The average diameter of the conductive substrate having a large number of holes is preferably in the range of 0.5 to 2.5 mm. This is due to the following reasons. When the average hole diameter is less than 0.5 mm, the gap between the holes of the conductive substrate becomes small and the conductive substrate is easily broken. On the other hand, the average pore size is 2.
If it exceeds 5 mm, the distance between the conductive substrate and the alloy in the hole becomes large, the conductivity decreases, and it may be difficult to increase the allowable current value of the nickel-metal hydride secondary battery. A more preferable range of the average pore diameter is 1.0 to 2.0 mm.

【0019】前記親水性高分子としては、例えばカルボ
キシメチルセルロース、メチルセルロース、ポリアクリ
ル酸ナトリウム、ポリビニルアルコール、アクリル酸ナ
トリウム−ビニルアルコール共重合体等を挙げることが
できる。
Examples of the hydrophilic polymer include carboxymethylcellulose, methylcellulose, sodium polyacrylate, polyvinyl alcohol, and sodium acrylate-vinyl alcohol copolymer.

【0020】前記結着剤としては、例えば、ポリテトラ
フルオロエチレンのようなフッ素樹脂、スチレン−ブタ
ジエンゴム及びその誘導体等を挙げることができる。中
でも、スチレン−ブタジエンゴムの誘導体が好ましい。
前記誘導体としては、カルボキシル基を有するものが合
金表面との密着性が高く好ましい。前記誘導体は、トル
エン不溶分が60%以上であることが望ましい。トルエ
ン不溶分が60%未満であると、サイクル寿命が低下す
る恐れがある。トルエン不溶分のより好ましい範囲は、
70〜90%である。
Examples of the binder include a fluororesin such as polytetrafluoroethylene, styrene-butadiene rubber and derivatives thereof. Among them, derivatives of styrene-butadiene rubber are preferred.
As the derivative, those having a carboxyl group are preferable because of their high adhesion to the alloy surface. The derivative desirably has a toluene-insoluble content of 60% or more. If the toluene insoluble content is less than 60%, the cycle life may be reduced. A more preferable range of the toluene insoluble content is
70-90%.

【0021】特に、前記親水性高分子及び前記結着剤と
しては、カルボキシメチルセルロース、アクリル酸ナト
リウム−ビニルアルコール共重合体及びスチレン−ブタ
ジエンゴムの誘導体を用いることが好ましい。
In particular, it is preferable to use carboxymethylcellulose, sodium acrylate-vinyl alcohol copolymer and styrene-butadiene rubber derivatives as the hydrophilic polymer and the binder.

【0022】前記導電材としては、例えばカーボンブラ
ック、フレーク状の導電性材料、ニッケル繊維のような
金属繊維等を用いることができる。特に、カーボンブラ
ックとフレーク状の導電性材料の双方を用いることが好
ましい。
As the conductive material, for example, carbon black, flake-shaped conductive material, metal fiber such as nickel fiber, or the like can be used. In particular, it is preferable to use both carbon black and a flake-shaped conductive material.

【0023】前記フレーク状の導電性材料は、例えば、
金属粒子を扁平形状になるように加圧することにより得
られる。かかる導電性材料は、耐アルカリ性を有するこ
とが望ましく、例えば、ニッケルから形成することがで
きる。
The flake-shaped conductive material is, for example,
It is obtained by pressing the metal particles so as to have a flat shape. Such a conductive material desirably has alkali resistance, and can be formed of, for example, nickel.

【0024】前記フレーク状の導電性材料は、平均直径
を15〜20μmにし、かつ平均厚さを1.0〜1.1
μmにすることが好ましい。このような平均直径及び平
均厚さを有するフレーク状の導電性材料は、負極の水素
吸蔵合金量を減らすことなく、負極の導電パスを良好に
することができる。
The flake-shaped conductive material has an average diameter of 15 to 20 μm and an average thickness of 1.0 to 1.1.
It is preferable to set it to μm. The flake-shaped conductive material having such an average diameter and an average thickness can improve the conductive path of the negative electrode without reducing the amount of the hydrogen storage alloy of the negative electrode.

【0025】前記塗布体にC/Bが前記範囲となるよう
にロールプレスを施して圧延を行うのは次のような理由
によるものである。C/Bで表される値を0.1ton
/mm未満にすると、負極の密度を高めて二次電池の許
容電流値を向上させることが困難になる。また、十分な
厚さまで圧延することができないため、二次電池の高容
量化の妨げになる恐れがある。一方、C/Bの値が2.
0ton/mmを越えると、圧延時に水素吸蔵合金が粉
砕されて合金表面積が増加し腐食を早めるため、サイク
ル寿命が低下する。C/Bのより好ましい範囲は、0.
3〜1.5ton/mmである。
The reason why the above-mentioned coated body is rolled by applying a roll press so that C / B is within the above range is as follows. The value represented by C / B is 0.1 ton
If it is less than / mm, it is difficult to increase the density of the negative electrode and improve the allowable current value of the secondary battery. In addition, since it cannot be rolled to a sufficient thickness, it may hinder the increase in capacity of the secondary battery. On the other hand, when the value of C / B is 2.
If it exceeds 0 ton / mm, the hydrogen storage alloy is pulverized at the time of rolling to increase the surface area of the alloy and accelerate the corrosion, so that the cycle life decreases. A more preferred range of C / B is 0.
It is 3 to 1.5 ton / mm.

【0026】前記ロールプレスの際に使用するロールの
直径は、35〜1000mmの範囲にすることが好まし
い。これは次のような理由によるものである。ロールの
直径を35mm未満にすると、負極の密度を十分に高め
ることが困難になる恐れがあるため、二次電池の許容電
流値が低くなる恐れがある。また、十分な厚さまで圧延
することができないため、二次電池の高容量化の妨げに
なる恐れがある。さらに、ペーストが充填ないし塗布さ
れた導電性基板が伸びやすくなるため、圧延により負極
にゆがみ(湾曲)や、破断を生じる場合がある。一方、
ロールの直径が1000mmを越えると、圧延対象物と
ロールとの接触面積が増加するために圧延加重が大きく
なり、負極の密度を十分に高めることが実質的に困難に
なる恐れがあるため、二次電池の許容電流値が低くなる
恐れがある。また、十分な厚さまで圧延することができ
ないため、二次電池の高容量化の妨げになる恐れがあ
る。ロールの直径のより好ましい範囲は、150〜60
0mmである。
The diameter of the roll used in the roll pressing is preferably in the range of 35 to 1000 mm. This is due to the following reasons. If the diameter of the roll is less than 35 mm, it may be difficult to sufficiently increase the density of the negative electrode, so that the allowable current value of the secondary battery may be reduced. In addition, since it cannot be rolled to a sufficient thickness, it may hinder the increase in capacity of the secondary battery. Furthermore, since the conductive substrate filled or applied with the paste is easily stretched, the negative electrode may be distorted (curved) or broken by rolling. on the other hand,
If the diameter of the roll exceeds 1000 mm, the contact area between the rolling object and the roll increases, so that the rolling load increases, and it may be substantially difficult to sufficiently increase the density of the negative electrode. The allowable current value of the secondary battery may decrease. In addition, since it cannot be rolled to a sufficient thickness, it may hinder the increase in capacity of the secondary battery. A more preferred range for the diameter of the roll is 150-60.
0 mm.

【0027】2)正極2 この正極2は、活物質である水酸化ニッケル粒子、導電
材料および結着剤を含む正極材料を導電性基板に担持し
た構造を有する。
2) Positive Electrode 2 The positive electrode 2 has a structure in which a positive electrode material containing nickel hydroxide particles as an active material, a conductive material and a binder is supported on a conductive substrate.

【0028】前記水酸化ニッケル粒子としては、例えば
単一の水酸化ニッケル粒子、または亜鉛、コバルト、ビ
スマス、銅のような金属が共晶された水酸化ニッケル粒
子を用いることができる。特に、後者の水酸化ニッケル
粒子を含む正極は、高温状態における充電効率をより一
層向上することが可能になる。
As the nickel hydroxide particles, for example, single nickel hydroxide particles or nickel hydroxide particles in which a metal such as zinc, cobalt, bismuth or copper is eutectic can be used. In particular, the latter positive electrode containing nickel hydroxide particles can further improve the charging efficiency in a high-temperature state.

【0029】前記水酸化ニッケル粒子は、X線粉末回折
法による(101)面のピーク半価幅が0.8゜/2θ
(Cu−Kα)以上であることが好ましい。より好まし
い水酸化ニッケル粒子のピーク半価幅は0.9〜1.0
゜/2θ(Cu−Kα)である。
The nickel hydroxide particles have a peak half-value width of the (101) plane determined by an X-ray powder diffraction method of 0.8 ° / 2θ.
(Cu-Kα) or more is preferable. More preferable peak half width of the nickel hydroxide particles is 0.9 to 1.0.
゜ / 2θ (Cu-Kα).

【0030】前記導電材料としては、例えば金属コバル
ト、コバルト酸化物、コバルト水酸化物等を挙げること
ができる。
Examples of the conductive material include metal cobalt, cobalt oxide, cobalt hydroxide and the like.

【0031】前記結着剤としては、例えばカルボキシメ
チルセルロース、メチルセルロース、ポリアクリル酸ナ
トリウム、ポリテトラフルオロエチレン等を挙げること
ができる。
Examples of the binder include carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, sodium polyacrylate, polytetrafluoroethylene and the like.

【0032】前記導電性基板としては、例えばニッケ
ル、ステンレスまたはニッケルメッキが施された金属か
ら形成された網状、スポンジ状、繊維状、もしくはフェ
ルト状の金属多孔体等を挙げることができる。
Examples of the conductive substrate include a mesh-like, sponge-like, fiber-like, or felt-like porous metal body made of nickel, stainless steel, or nickel-plated metal.

【0033】この正極2は、例えば活物質である水酸化
ニッケル粒子に導電材料を添加し、結着剤および水と共
に混練してペーストを調製し、このペーストを導電性基
板に充填し、乾燥した後、成形することにより作製され
る。
The positive electrode 2 is prepared, for example, by adding a conductive material to nickel hydroxide particles as an active material, kneading the mixture with a binder and water to prepare a paste, filling the paste into a conductive substrate, and drying the paste. Thereafter, it is manufactured by molding.

【0034】3)セパレータ3 このセパレータ3としては、例えばポリアミド繊維製不
織布、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフ
ィン繊維製不織布、またはこれらの不織布に親水性官能
基を付与したものを挙げることができる。
3) Separator 3 Examples of the separator 3 include a nonwoven fabric made of polyamide fiber, a nonwoven fabric made of polyolefin fiber such as polyethylene and polypropylene, or a nonwoven fabric provided with a hydrophilic functional group.

【0035】4)アルカリ電解液 このアルカリ電解液としては、例えば水酸化ナトリウム
(NaOH)と水酸化リチウム(LiOH)の混合液、
水酸化カリウム(KOH)とLiOHの混合液、KOH
とLiOHとNaOHの混合液等を用いることができ
る。
4) Alkaline Electrolyte As the alkaline electrolyte, for example, a mixed solution of sodium hydroxide (NaOH) and lithium hydroxide (LiOH),
A mixture of potassium hydroxide (KOH) and LiOH, KOH
And a mixed solution of LiOH and NaOH.

【0036】本発明に係る方法で製造されるニッケル水
素二次電池は、(a)電極群底部に集電板を負極のみと
電気的接続が確保されるように溶接し、この集電板を容
器の底部に溶接するか、あるいは(b)負極の前記導電
性基板のうち容器の底面と接する端部を無孔領域にする
ことが好ましい。(a)及び/または(b)の構成にす
ることによって、負極の導電性をより良好なものにする
ことができるため、許容電流値及びサイクル寿命を更に
向上することができる。
The nickel-hydrogen secondary battery manufactured by the method according to the present invention is characterized in that (a) a current collector is welded to the bottom of the electrode group so as to ensure electrical connection with only the negative electrode, and this current collector is It is preferable to weld to the bottom of the container, or (b) to make the end of the conductive substrate of the negative electrode in contact with the bottom of the container a non-porous region. With the configuration of (a) and / or (b), the conductivity of the negative electrode can be further improved, so that the allowable current value and the cycle life can be further improved.

【0037】以上説明した本発明に係るニッケル水素二
次電池の製造方法は、負極の作製において、厚さが30
〜100μmで、開孔率が30〜70%である多数の孔
を有する導電性基板に水素吸蔵合金を含むペーストを塗
布し、得られた塗布体を乾燥した後、前記塗布体にC/
Bが0.1〜2ton/mmになるようにロールプレス
を施すことを特徴とするものである。但し、Bは前記塗
布体の幅のうちロールの軸に沿う方向の幅であり、Cは
上下ロールによる圧延荷重である。このような方法によ
れば、実用的な充放電サイクル寿命及び放電容量が確保
され、かつ許容電流値が向上されたニッケル水素二次電
池を製造することができる。
The method of manufacturing a nickel-metal hydride secondary battery according to the present invention described above has a thickness of 30
A paste containing a hydrogen-absorbing alloy is applied to a conductive substrate having a large number of holes having a pore ratio of 30 to 70% and a pore ratio of 30 to 70%, and the obtained coated body is dried.
The roll press is performed so that B is 0.1 to 2 ton / mm. Here, B is the width in the direction along the roll axis of the width of the coating body, and C is the rolling load by the upper and lower rolls. According to such a method, it is possible to manufacture a nickel-metal hydride secondary battery in which a practical charge / discharge cycle life and discharge capacity are secured and an allowable current value is improved.

【0038】また、前記負極のペーストにスチレン−ブ
タジエンゴムもしくはその誘導体を含有させることによ
って、充放電サイクル寿命を向上させることができる。
すなわち、負極の結着剤としてポリテトラフルオロエチ
レンを使用する場合、負極作製の圧延を主に利用してポ
リテトラフルオロエチレンを繊維化し、この繊維化され
たポリテトラフルオロエチレンにより前記導電性基板に
水素吸蔵合金を捕捉している。このため、ロールプレス
時のプレス圧を高くする必要がある。従って、結着剤と
してポリテトラフルオロエチレンを含むペーストを前述
した導電性基板に塗布し、乾燥させた後、C/Bが前記
範囲を満足するようにロールプレスを施すことにより負
極を作製すると、ポリテトラフルオロエチレンを十分に
繊維化できない場合がある。十分に繊維化がなされない
と、ポリテトラフルオロエチレンによる合金の捕捉力が
低下するため、充放電サイクルの進行に伴って負極から
合金が脱落し、サイクル寿命の低下を招く。スチレン−
ブタジエンゴムもしくはその誘導体は、弾性及び粘着性
によって前記導電性基板に水素吸蔵合金を捕捉すること
ができるため、ロールプレス時のプレス圧が低くても強
度を確保することができる。従って、スチレン−ブタジ
エンゴムもしくはその誘導体を結着剤として含むペース
トを前述した導電性基板に塗布し、乾燥させた後、C/
Bが前記範囲を満足するようにロールプレスを施すこと
により負極を作製すると、充放電サイクルの進行に伴っ
て負極から合金が脱落するのを抑制することができるた
め、サイクル寿命を向上することができる。
Further, by including styrene-butadiene rubber or a derivative thereof in the paste for the negative electrode, the charge / discharge cycle life can be improved.
That is, when polytetrafluoroethylene is used as a binder for the negative electrode, the polytetrafluoroethylene is fiberized mainly by using the rolling of the negative electrode, and the conductive substrate is formed by the fiberized polytetrafluoroethylene. Captures hydrogen storage alloy. For this reason, it is necessary to increase the press pressure during roll pressing. Therefore, when a paste containing polytetrafluoroethylene as a binder is applied to the above-described conductive substrate, dried, and then roll-pressed so that C / B satisfies the above range, to produce a negative electrode, In some cases, polytetrafluoroethylene cannot be sufficiently fiberized. If the fiberization is not sufficiently performed, the ability of the polytetrafluoroethylene to capture the alloy decreases, so that the alloy falls off the negative electrode as the charge / discharge cycle progresses, leading to a reduction in cycle life. Styrene-
Butadiene rubber or a derivative thereof can capture the hydrogen-absorbing alloy on the conductive substrate by elasticity and adhesiveness, so that the strength can be ensured even when the pressing pressure during roll pressing is low. Therefore, a paste containing styrene-butadiene rubber or a derivative thereof as a binder is applied to the above-described conductive substrate, dried, and then dried.
When a negative electrode is produced by performing roll pressing so that B satisfies the above range, the alloy can be prevented from falling off from the negative electrode as the charge / discharge cycle progresses, so that the cycle life can be improved. it can.

【0039】特に、結着剤としてトルエン不溶分が60
%以上で、かつカルボキシル基を有するスチレン−ブタ
ジエンゴム誘導体を用いることによって、前記誘導体は
金属との密着性に優れるために合金同士及び合金−導電
性基板間の結合力を高めることができる。その結果、前
記負極は、水素吸蔵合金の脱落量を更に低減することが
できると共に、導電パスを良好にすることができるた
め、前記二次電池の許容電流値及びサイクル寿命をより
向上することができる。
In particular, a toluene-insoluble content of 60 as a binder is used.
% Or more, and using a styrene-butadiene rubber derivative having a carboxyl group, the derivative has excellent adhesion to a metal, so that the bonding force between alloys and between the alloy and the conductive substrate can be increased. As a result, the negative electrode can further reduce the amount of the hydrogen storage alloy that has fallen off and can improve the conductive path, so that the allowable current value and cycle life of the secondary battery can be further improved. it can.

【0040】また、本発明に係る製造方法において、負
極のペーストに導電材としてフレーク状の導電性材料を
含有させることによって、負極における導電パスを前記
導電材としてカーボンブラック又は金属繊維を含む負極
に比べて優れたものにすることができ、前記二次電池の
許容電流値をさらに高くすることができる。さらに、こ
のような負極のペーストに結着剤としてスチレン−ブタ
ジエンゴムもしくはその誘導体を添加することによっ
て、負極の強度を向上することができ、前記フレーク状
の導電性材料及び前記水素吸蔵合金の脱落を抑制するこ
とができるため、前記二次電池の充放電サイクル寿命を
さらに向上することができる。特に、前記負極の結着剤
としてトルエン不溶分が60%以上で、かつカルボキシ
ル基を有するスチレン−ブタジエンゴム誘導体を用いる
ことによって、合金、フレーク状の導電性材料及び導電
性基板の三者の結合状態を改善することができるため、
負極における導電パスを一層良好なものにすることがで
き、かつ合金及びフレーク状の導電性材料の脱落を大幅
に少なくすることができる。その結果、前記二次電池の
充放電サイクル寿命及び許容電流値を飛躍的に向上する
ことができる。
Further, in the manufacturing method according to the present invention, by adding a flake-shaped conductive material as a conductive material to the paste of the negative electrode, the conductive path in the negative electrode can be converted to a negative electrode containing carbon black or metal fiber as the conductive material. Thus, the allowable current value of the secondary battery can be further increased. Further, by adding styrene-butadiene rubber or a derivative thereof as a binder to the paste of such a negative electrode, the strength of the negative electrode can be improved, and the flake-shaped conductive material and the hydrogen storage alloy fall off. , The charge / discharge cycle life of the secondary battery can be further improved. In particular, by using a styrene-butadiene rubber derivative having a toluene insoluble content of 60% or more and having a carboxyl group as a binder for the negative electrode, the bonding of the alloy, the flake-shaped conductive material, and the conductive substrate is performed. Can improve the condition,
The conductive path in the negative electrode can be further improved, and the alloy and the flake-shaped conductive material can be greatly reduced from falling off. As a result, the charge / discharge cycle life and allowable current value of the secondary battery can be significantly improved.

【0041】本発明に係る製造方法において、前記負極
のペーストに導電材としてカーボンブラックとフレーク
状の導電性材料の双方を含有させることによって、カー
ボンブラックにより負極のガス吸収性能を確保すること
ができると共に、フレーク状の導電性材料により負極に
おける導電パスを向上することができるため、許容電流
値を向上することができ、かつ充放電サイクルの進行に
伴う内圧上昇を抑制してサイクル寿命を向上することが
できる。
In the manufacturing method according to the present invention, by including both carbon black and a flake-like conductive material as a conductive material in the paste of the negative electrode, the gas absorption performance of the negative electrode can be ensured by the carbon black. At the same time, since the conductive path in the negative electrode can be improved by the flake-shaped conductive material, the allowable current value can be improved, and the increase in the internal pressure accompanying the progress of the charge / discharge cycle is suppressed, thereby improving the cycle life. be able to.

【0042】[0042]

【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照
して詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0043】(実施例1〜3及び比較例1〜2) <負極の作製>希土類金属の混合物であるMm、Ni、
Co、Mn及びAlをアーク溶解炉に入れて10-4〜1
-5torrまで真空にした後、アルゴンガス雰囲気中
でアーク放電し、加熱溶解させ、冷却することによりM
mNi3.8Co0.8Mn0.1Al0 .4の組成の水素吸蔵合金
を作製した。この合金を1050℃のアルゴン雰囲気中
で6時間熱処理することにより合金組成の均質化を図っ
た。つづいて、この合金を粗粉砕し、更にボールミルで
粉砕して平均粒径が37μmの水素吸蔵合金粉末を作製
した。得られた水素吸蔵合金粉末100重量部にアクリ
ル酸ナトリウム−ビニルアルコール共重合体0.5重量
部、カルボキシメチルセルロース(CMC)0.1重量
部、共重合体中にカルボキシル基を有するカルボキシル
化スチレン−ブタジエンゴム誘導体のエマルジョン(固
形分50重量%、トルエン不溶分が80%、ブタジエン
の重合比が40重量%)を固形分換算で0.5重量部、
カーボンブラック0.5重量部、及びフレーク状のニッ
ケル粉末(インコ社製で、商品名がノバメットHCA−
1であり、厚さが約1μmで、スクリーン分析値が+3
25:trace,−400:98%)を添加し、水5
0重量部と共に混合することによりペーストを調製し
た。このペーストを導電性基板として表面にニッケルメ
ッキが施されており、後述する集電板と接続される端部
を除いて千鳥格子模様に穿孔され、開孔率が60%で、
平均孔径が2mmで、厚さが60μmのパンチングメタ
ルに塗布、乾燥し、さらに直径が200mmのロールで
前述したC/Bが下記表1に示す値になるようにロール
プレスを施すことにより負極を作製した。
(Examples 1-3 and Comparative Examples 1-2) <Preparation of Negative Electrode> A mixture of rare earth metals such as Mm, Ni,
Co, put Mn and Al in the arc melting furnace 10 -4 to 1
After evacuating to 0 -5 torr, arc discharge was performed in an argon gas atmosphere, and the mixture was heated and melted.
The mNi 3.8 Co 0.8 Mn 0.1 Al 0 .4 hydrogen absorbing alloy of the composition of was prepared. This alloy was heat-treated in an argon atmosphere at 1050 ° C. for 6 hours to homogenize the alloy composition. Subsequently, the alloy was roughly pulverized, and further pulverized with a ball mill to prepare a hydrogen storage alloy powder having an average particle diameter of 37 μm. Sodium acrylate-vinyl alcohol copolymer 0.5 part by weight, carboxymethyl cellulose (CMC) 0.1 part by weight, carboxylated styrene having a carboxyl group in the copolymer was added to 100 parts by weight of the obtained hydrogen storage alloy powder. 0.5 part by weight of a butadiene rubber derivative emulsion (solid content 50% by weight, toluene insoluble content 80%, butadiene polymerization ratio 40% by weight) in terms of solid content,
0.5 parts by weight of carbon black and flake-like nickel powder (trade name of Novamet HCA-
1, the thickness is about 1 μm, and the screen analysis value is +3.
25: trace, -400: 98%).
A paste was prepared by mixing with 0 parts by weight. This paste is used as a conductive substrate, and the surface thereof is plated with nickel. The paste is perforated in a staggered pattern except for an end portion connected to a current collector plate described later.
The negative electrode was formed by applying and drying a punching metal having an average pore diameter of 2 mm and a thickness of 60 μm, and applying a roll press with a roll having a diameter of 200 mm so that the above-mentioned C / B becomes a value shown in Table 1 below. Produced.

【0044】<正極の作製>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、カルボキシメチルセルロース(CMC)0.3
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60重量%)を固形分換算で
0.5重量部を添加し、純水45重量部と共に混合する
ことによりペーストを調製した。つづいて、このペース
トを発泡ニッケル基板内に充填し、乾燥した後、ローラ
プレスを行って圧延することにより正極を作製した。
<Preparation of Positive Electrode> A mixed powder comprising 90 parts by weight of nickel hydroxide powder and 10 parts by weight of cobalt monoxide powder was mixed with 0.3 parts of carboxymethyl cellulose (CMC).
A paste was prepared by adding 0.5 parts by weight of a polytetrafluoroethylene dispersion (specific gravity 1.5, solid content 60% by weight) in terms of solid content and mixing with 45 parts by weight of pure water. . Subsequently, the paste was filled in a foamed nickel substrate, dried, and then rolled by roller pressing to produce a positive electrode.

【0045】次いで、前記各負極の設計容量比(前記正
極の設計容量を1とする)を1.3にし、このような正
負極の間にグラフト重合処理されたポリプロピレン繊維
製不織布からなるセパレータを介装し、渦巻状に捲回し
て電極群を作製した。このような電極群の底面に露出し
た前記負極のパンチングメタルの無孔端部にニッケル製
の円形集電板を溶接した後、これらを有底円筒状容器内
に収納し、前記容器内の底面に前記集電板を溶接した。
ひきつづき、前記容器内に7Nの水酸化カリウムおよび
1Nの水酸化リチウムからなる比重1.30のアルカリ
電解液を収容し、封口等を行うことにより前述した図1
に示す構造を有し、公称容量が1700mAhで正極容
量規制の密閉型円筒状ニッケル水素二次電池を組み立
て、所定の活性化を行い、電池を得た。
Then, the design capacity ratio of each of the negative electrodes (the design capacity of the positive electrode is set to 1) is set to 1.3, and a separator made of a nonwoven fabric made of a polypropylene fiber which has been graft-polymerized between such positive and negative electrodes is used. It was interposed and spirally wound to produce an electrode group. After welding a circular current collector made of nickel to the non-perforated end of the punched metal of the negative electrode exposed on the bottom surface of such an electrode group, these were collected in a bottomed cylindrical container, and the bottom surface in the container was removed. The current collector was welded.
Subsequently, an alkaline electrolyte of specific gravity 1.30 composed of 7N potassium hydroxide and 1N lithium hydroxide was accommodated in the container, and the container was sealed, as shown in FIG.
A sealed cylindrical nickel-metal hydride secondary battery having a nominal capacity of 1700 mAh and a regulated positive electrode capacity was assembled, and a predetermined activation was performed to obtain a battery.

【0046】得られた実施例1〜3及び比較例1〜2の
二次電池について、1Cの電流で120%充電し、30
Aの電流で終始電圧0.3Vまで放電した際の放電容量
を測定し、その結果を下記表1に示す。
The obtained secondary batteries of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 were charged at a current of 1 C to 120%,
The discharge capacity was measured when the battery was discharged to a voltage of 0.3 V with the current A, and the results are shown in Table 1 below.

【0047】また、実施例1〜3および比較例1〜2の
二次電池について、1Cの電流で120%充電し、1C
の電流で終始電圧1.0Vまで放電する充放電サイクル
を25℃で繰り返した。このような充放電において、放
電容量が初期値の80%以下になった時の充放電サイク
ル数を求めた。その結果を下記表1に併記する。
Further, the secondary batteries of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 were charged at a current of 1 C at 120% and charged at 1 C.
The charge / discharge cycle of discharging the battery to a voltage of 1.0 V throughout the current was repeated at 25 ° C. In such charge and discharge, the number of charge and discharge cycles when the discharge capacity became 80% or less of the initial value was determined. The results are shown in Table 1 below.

【0048】[0048]

【表1】 [Table 1]

【0049】前記表1から明らかなように、厚さが60
μmで、開孔率が60%のパンチングメタルに水素吸蔵
合金を含むペーストを塗布し、乾燥した後、前述したC
/Bが0.1〜2ton/mmになるようにロールプレ
スを施すことにより作製された負極を備えた実施例1〜
3の二次電池は、C/Bが0.1ton/mm未満であ
る比較例1の二次電池に比べて30Aの大電流で放電し
た際の放電容量及びサイクル寿命が優れていることがわ
かる。また、実施例1〜3の二次電池は、C/Bが2t
on/mmを越える比較例2の二次電池に比べてサイク
ル寿命が優れていることがわかる。比較例1の二次電池
については、負極の密度が低いため、合金間及び合金−
パンチングメタル間の抵抗が大きくなり、大電流での放
電容量が低下するものと推測される。また、比較例1の
二次電池のサイクル寿命が劣るのは、強度が低く、充放
電サイクルの進行と共に水素吸蔵合金が脱落するためで
あると考えられる。一方、比較例2の二次電池について
は、ロールプレスにより水素吸蔵合金が微粉化したため
にサイクル寿命が短くなったものと考えられる。
As is apparent from Table 1, the thickness is 60
A paste containing a hydrogen-absorbing alloy is applied to a punching metal having a pore size of 60% with a pore size of 60 μm, dried, and then dried.
Examples 1 to 3 provided with a negative electrode produced by performing roll pressing so that / B is 0.1 to 2 ton / mm.
It can be seen that the secondary battery of No. 3 is superior in discharge capacity and cycle life when discharged with a large current of 30 A as compared with the secondary battery of Comparative Example 1 in which C / B is less than 0.1 ton / mm. . Further, the secondary batteries of Examples 1 to 3 have C / B of 2t.
It can be seen that the cycle life is superior to that of the secondary battery of Comparative Example 2 exceeding on / mm. Regarding the secondary battery of Comparative Example 1, the density of the negative electrode was low, so that the
It is presumed that the resistance between the punching metals increases and the discharge capacity under a large current decreases. It is considered that the reason why the cycle life of the secondary battery of Comparative Example 1 was inferior was that the strength was low and the hydrogen storage alloy fell off as the charge / discharge cycle progressed. On the other hand, it is considered that the cycle life of the secondary battery of Comparative Example 2 was shortened because the hydrogen storage alloy was pulverized by the roll press.

【0050】(実施例4〜5び比較例3,4)以下に説
明する負極を用いること以外は、前述した実施例1〜3
で説明したのと同様にして密閉型円筒状ニッケル水素二
次電池を製造した。
(Examples 4 to 5 and Comparative Examples 3 and 4) The same procedures as in Examples 1 to 3 were carried out except that the negative electrode described below was used.
A sealed cylindrical nickel-metal hydride secondary battery was manufactured in the same manner as described above.

【0051】<負極の作製>前述した実施例1〜3で説
明したのと同様な組成のペーストを導電性基板として表
面にニッケルメッキが施されており、集電板と接続され
る端部を除いて千鳥格子模様に穿孔され、開孔率が下記
表2に示す値で、平均孔径が2mmで、厚さが60μm
のパンチングメタルに塗布、乾燥し、さらに直径が20
0mmのロールで前述したC/Bが0.7ton/mm
になるようにロールプレスを施すことにより負極を作製
した。なお、開孔率が70%を越える比較例4について
は、ロールプレスの際、ペーストが塗布されたパンチン
グメタルに破断を生じたため、負極を作製することがで
きなかった。
<Preparation of Negative Electrode> A paste having the same composition as that described in Examples 1 to 3 was used as a conductive substrate, and the surface thereof was nickel-plated. Except for a zigzag pattern, the hole opening ratio is the value shown in Table 2 below, the average hole diameter is 2 mm, and the thickness is 60 μm.
Coated on a punching metal, dried,
The above-mentioned C / B with a roll of 0 mm is 0.7 ton / mm
A negative electrode was produced by applying a roll press so as to obtain a negative electrode. In Comparative Example 4 in which the porosity was more than 70%, the negative electrode could not be manufactured because the punched metal coated with the paste was broken during roll pressing.

【0052】得られた実施例4〜5及び比較例3の二次
電池について、前述したのと同様にして30Aでの放電
容量及びサイクル寿命を測定し、その結果を下記表2に
示す。なお、表2には実施例2の結果を併記する。
With respect to the obtained secondary batteries of Examples 4 to 5 and Comparative Example 3, the discharge capacity and the cycle life at 30 A were measured in the same manner as described above, and the results are shown in Table 2 below. Table 2 also shows the results of Example 2.

【0053】[0053]

【表2】 [Table 2]

【0054】前記表2から明らかなように、厚さが60
μmで、開孔率が30〜70%のパンチングメタルに水
素吸蔵合金を含むペーストを塗布し、乾燥した後、前述
したC/Bが0.7ton/mmになるようにロールプ
レスを施すことにより作製された負極を備えた実施例
2,4、5の二次電池は、前記開孔率が30%未満であ
る比較例3の二次電池に比べてサイクル寿命が優れてい
ることがわかる。
As is clear from Table 2, the thickness is 60
A paste containing a hydrogen storage alloy is applied to a punching metal having a pore size of 30 to 70% and dried and then roll-pressed so that the above-mentioned C / B becomes 0.7 ton / mm. It can be seen that the cycle life of the secondary batteries of Examples 2, 4, and 5 including the manufactured negative electrode is superior to that of the secondary battery of Comparative Example 3 in which the porosity is less than 30%.

【0055】(実施例6〜7及び比較例5,6)以下に
説明する負極を用いること以外は、前述した実施例1〜
3で説明したのと同様にして密閉型円筒状ニッケル水素
二次電池を製造した。
(Examples 6 to 7 and Comparative Examples 5 and 6) Except for using the negative electrode described below,
A sealed cylindrical nickel-metal hydride secondary battery was manufactured in the same manner as described in 3.

【0056】<負極の作製>前述した実施例1〜3で説
明したのと同様な組成のペーストを導電性基板として表
面にニッケルメッキが施されており、集電板と接続され
る端部を除いて千鳥格子模様に穿孔され、開孔率が60
%で、平均孔径が2mmで、厚さが下記表3に示す値の
パンチングメタルに塗布、乾燥し、さらに直径が200
mmのロールで前述したC/Bが0.7ton/mmに
なるようにロールプレスを施すことにより負極を作製し
た。なお、パンチングメタルの厚さが30μm未満であ
る比較例5については、ロールプレスの際、ペーストが
塗布されたパンチングメタルに破断を生じたため、負極
を作製することができなかった。
<Preparation of Negative Electrode> A paste having the same composition as that described in Examples 1 to 3 was used as a conductive substrate, and the surface thereof was plated with nickel. Except for the staggered grid pattern, the opening rate is 60
%, The average pore diameter is 2 mm, and the thickness is as shown in Table 3 below.
A negative electrode was produced by applying a roll press so that the above-mentioned C / B becomes 0.7 ton / mm with a roll of mm. In Comparative Example 5 in which the thickness of the punched metal was less than 30 μm, the negative electrode could not be produced because the punched metal to which the paste was applied was broken during roll pressing.

【0057】得られた実施例6〜7及び比較例6の二次
電池について、前述したのと同様にして30Aでの放電
容量及びサイクル寿命を測定し、その結果を下記表3に
示す。なお、表3には実施例2の結果を併記する。
With respect to the obtained secondary batteries of Examples 6 to 7 and Comparative Example 6, the discharge capacity and cycle life at 30 A were measured in the same manner as described above, and the results are shown in Table 3 below. Table 3 also shows the results of Example 2.

【0058】[0058]

【表3】 [Table 3]

【0059】前記表3から明らかなように、厚さが30
〜100μmで、開孔率が60%のパンチングメタルに
水素吸蔵合金を含むペーストを塗布し、乾燥した後、前
述したC/Bが0.7ton/mmになるようにロール
プレスを施すことにより作製された負極を備えた実施例
2,6,7の二次電池は、前記厚さが100μmを越え
る比較例6の二次電池に比べてサイクル寿命が優れてい
ることがわかる。
As is apparent from Table 3, the thickness is 30
A paste containing a hydrogen-absorbing alloy is applied to a punching metal having a porosity of about 100 μm and a porosity of 60%, dried, and then roll-pressed so that the above-mentioned C / B becomes 0.7 ton / mm. It can be seen that the secondary batteries of Examples 2, 6, and 7 provided with the negative electrodes thus obtained have a superior cycle life as compared with the secondary batteries of Comparative Example 6 whose thickness exceeds 100 μm.

【0060】(実施例8〜11)以下に説明する負極を
用いること以外は、前述した実施例1〜3で説明したの
と同様にして密閉型円筒状ニッケル水素二次電池を製造
した。
Examples 8 to 11 Sealed cylindrical nickel-metal hydride secondary batteries were produced in the same manner as in Examples 1 to 3 except that the negative electrode described below was used.

【0061】<負極の作製>前述した実施例1〜3で説
明したのと同様な組成のペーストを導電性基板として表
面にニッケルメッキが施されており、集電板と接続され
る端部を除いて千鳥格子模様に穿孔され、開孔率が60
%で、平均孔径が下記表4に示す値で、厚さが60μm
のパンチングメタルに塗布、乾燥し、さらに直径が20
0mmのロールで前述したC/Bが0.7ton/mm
になるようにロールプレスを施すことにより負極を作製
した。
<Preparation of Negative Electrode> Nickel plating is applied to the surface of a paste having the same composition as that described in Examples 1 to 3 above as a conductive substrate. Except for the staggered grid pattern, the opening rate is 60
%, The average pore diameter is the value shown in Table 4 below, and the thickness is 60 μm.
Coated on a punching metal, dried,
The above-mentioned C / B with a roll of 0 mm is 0.7 ton / mm
A negative electrode was produced by applying a roll press so as to obtain a negative electrode.

【0062】得られた実施例8〜11の二次電池につい
て、前述したのと同様にして30Aでの放電容量及びサ
イクル寿命を測定し、その結果を下記表4に示す。な
お、表4には実施例2の結果を併記する。
With respect to the obtained secondary batteries of Examples 8 to 11, the discharge capacity at 30 A and the cycle life were measured in the same manner as described above, and the results are shown in Table 4 below. Table 4 also shows the results of Example 2.

【0063】[0063]

【表4】 [Table 4]

【0064】前記表4から明らかなように、厚さが60
μmで、開孔率が60%で、平均孔径が0.5〜2.5
mmのパンチングメタルに水素吸蔵合金を含むペースト
を塗布し、乾燥した後、前述したC/Bが0.7ton
/mmになるようにロールプレスを施すことにより作製
された負極を備えた実施例2,9,10の二次電池は、
前記平均孔径が0.5mm未満である実施例8の二次電
池に比べてサイクル寿命が優れていることがわかる。ま
た、実施例2,9,10の二次電池は、前記平均孔径が
2.5mmを越える実施例11の二次電池に比べて30
Aの大電流で放電した際の放電容量が高いことがわか
る。
As is apparent from Table 4, the thickness is 60
μm, porosity 60%, average pore size 0.5-2.5
After applying a paste containing a hydrogen storage alloy to a punching metal having a thickness of 0.2 mm and drying, the aforementioned C / B is 0.7 ton.
The secondary batteries of Examples 2, 9, and 10 each having a negative electrode produced by performing a roll press so that the
It can be seen that the cycle life is superior to the secondary battery of Example 8 in which the average pore diameter is less than 0.5 mm. Further, the secondary batteries of Examples 2, 9, and 10 were 30 times smaller than the secondary batteries of Example 11 in which the average pore diameter exceeded 2.5 mm.
It can be seen that the discharge capacity when discharging with a large current of A is high.

【0065】(実施例12)以下に説明する負極を用い
ること以外は、前述した実施例1〜3で説明したのと同
様にして密閉型円筒状ニッケル水素二次電池を製造し
た。
Example 12 A sealed cylindrical nickel-metal hydride secondary battery was manufactured in the same manner as described in Examples 1 to 3, except that the negative electrode described below was used.

【0066】<負極の作製>前述した実施例1〜3で説
明したのと同様な水素吸蔵合金粉末100重量部にポリ
アクリル酸ナトリウム−ビニルアルコール共重合体0.
5重量部、カルボキシメチルセルロース(CMC)0.
1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60重量%)を固形分換算で
0.5重量部、カーボンブラック0.5重量部、及び実
施例1〜3で説明したのと同様なフレーク状のニッケル
粉末を添加し、水50重量部と共に混合することにより
ペーストを調製した。このペーストを導電性基板として
表面にニッケルメッキが施されており、集電板と接続さ
れる端部を除いて千鳥格子模様に穿孔され、開孔率が6
0%で、平均孔径が2mmで、厚さが60μmのパンチ
ングメタルに塗布、乾燥し、さらに直径が200mmの
ロールで前述したC/Bが0.7ton/mmになるよ
うにロールプレスを施すことにより負極を作製した。
<Preparation of Negative Electrode> A sodium polyacrylate-vinyl alcohol copolymer was added to 100 parts by weight of the same hydrogen storage alloy powder as described in Examples 1 to 3 above.
5 parts by weight, carboxymethylcellulose (CMC)
1 part by weight, 0.5 parts by weight of polytetrafluoroethylene dispersion (specific gravity 1.5, solids content 60% by weight) in terms of solids, 0.5 parts by weight of carbon black, and described in Examples 1 to 3 The same flaky nickel powder as above was added and mixed with 50 parts by weight of water to prepare a paste. This paste is used as a conductive substrate, and the surface thereof is plated with nickel. Except for the end connected to the current collector, the paste is perforated in a houndstooth check pattern.
0%, an average pore diameter of 2 mm, a thickness of 60 μm, and a punching metal having a thickness of 60 μm, which is dried and then roll-pressed with a roll having a diameter of 200 mm so that the C / B becomes 0.7 ton / mm. To produce a negative electrode.

【0067】得られた実施例12の二次電池について、
前述したのと同様にして30Aでの放電容量及びサイク
ル寿命を測定し、その結果を下記表5に示す。なお、表
5には実施例2の結果を併記する。
With respect to the obtained secondary battery of Example 12,
The discharge capacity and cycle life at 30 A were measured in the same manner as described above, and the results are shown in Table 5 below. Table 5 also shows the results of Example 2.

【0068】[0068]

【表5】 [Table 5]

【0069】前記表5から明らかなように、結着剤とし
てカルボシキル基を有するスチレン−ブタジエンゴム誘
導体を含む負極を備えた実施例2の二次電池は、結着剤
としてポリテトラフルオロエチレンを含む負極を備えた
実施例12の二次電池に比べて30Aでの放電容量が高
く、かつサイクル寿命が長いことがわかる。
As is apparent from Table 5, the secondary battery of Example 2 provided with the negative electrode containing a styrene-butadiene rubber derivative having a carboxyl group as a binder contains polytetrafluoroethylene as a binder. It can be seen that the discharge capacity at 30 A is higher and the cycle life is longer than the secondary battery of Example 12 including the negative electrode.

【0070】なお、前述した実施例では正極と負極の間
にセパレータを介在して渦巻状に捲回し、有底円筒状の
容器内に収納したが、本発明のニッケル水素二次電池は
このような構造に限定されない。例えば、正極と負極と
の間にセパレータを介在し、これを複数枚積層した積層
物を有底矩形筒状の容器内に収納して角形ニッケル水素
二次電池にも同様に適用できる。
In the above-described embodiment, the separator is interposed between the positive electrode and the negative electrode and spirally wound and accommodated in a cylindrical container having a bottom. It is not limited to a simple structure. For example, the present invention is similarly applicable to a square nickel-metal hydride secondary battery in which a separator is interposed between a positive electrode and a negative electrode, and a laminate of a plurality of the separators is housed in a bottomed rectangular cylindrical container.

【0071】[0071]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、許
容電流値が高く、高容量で、かつ寿命特性に優れたニッ
ケル水素二次電池の製造方法を提供することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a method of manufacturing a nickel-metal hydride secondary battery having a high allowable current value, a high capacity, and excellent life characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係わる方法で製造されるニッケル水素
二次電池を示す斜視図。
FIG. 1 is a perspective view showing a nickel-metal hydride secondary battery manufactured by a method according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…容器、 2…正極、 3…セパレータ、 4…負極、 5…電極群、 7…封口板、 8…絶縁ガスケット。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Container, 2 ... Positive electrode, 3 ... Separator, 4 ... Negative electrode, 5 ... Electrode group, 7 ... Sealing plate, 8 ... Insulating gasket.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H003 AA01 AA02 AA04 BA00 BA01 BA03 BA05 BB02 BB11 BB14 BB15 BC04 BD00 BD03 5H016 AA03 AA05 AA06 BB02 BB05 BB09 EE01 EE09 HH01 HH02 HH13 5H017 AA02 AS02 BB10 CC01 CC25 EE04 HH02 HH03  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page F-term (reference)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 負極の作製において、厚さが30〜10
0μmで、開孔率が30〜70%である多数の孔を有す
る導電性基板に水素吸蔵合金を含むペーストを塗布し、
得られた塗布体を乾燥した後、前記塗布体にC/Bが
0.1〜2ton/mmになるようにロールプレスを施
すことを特徴とするニッケル水素二次電池の製造方法。
但し、Bは前記塗布体の幅のうちロールの軸に沿う方向
の幅であり、Cは上下ロールによる圧延荷重である。
1. The method for producing a negative electrode, wherein the thickness is 30 to 10
0 μm, a paste containing a hydrogen storage alloy is applied to a conductive substrate having a large number of holes having a porosity of 30 to 70%,
A method for producing a nickel-metal hydride secondary battery, comprising drying the obtained coated body and subjecting the coated body to roll pressing so that C / B is 0.1 to 2 ton / mm.
Here, B is the width in the direction along the roll axis of the width of the coating body, and C is the rolling load by the upper and lower rolls.
【請求項2】 前記ペーストは、スチレン−ブタジエン
ゴムもしくはその誘導体を含むことを特徴とする請求項
1記載のニッケル水素二次電池の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the paste contains styrene-butadiene rubber or a derivative thereof.
【請求項3】 前記ペーストは、フレーク状の導電性材
料を含むことを特徴とする請求項1ないし2いずれか1
項記載のニッケル水素二次電池の製造方法。
3. The paste according to claim 1, wherein the paste contains a flake-shaped conductive material.
The method for producing a nickel-metal hydride secondary battery according to the above item.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008186658A (en) * 2007-01-29 2008-08-14 Sanyo Electric Co Ltd Nickel-hydrogen secondary battery

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