JP2001216959A - アルカリ蓄電池の製造方法 - Google Patents
アルカリ蓄電池の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アルカリ蓄電池の製造工程において、特に巻
回時に発生する正極板のクラックがセパレータを突破る
ことによって生じる正極と負極の微少短絡を抑制するも
のである。 【解決手段】 金属酸化物からなる活物質を水と水溶性
の結着剤とともに混練して活物質ペーストを作製し、こ
のペーストを三次元的に連なった空間を有する帯状のス
ポンジ状金属多孔体に充填、乾燥してプレスした後、プ
レスローラ間を通過させて柔軟処理した帯状の正極板と
負極板の間にセパレータを介在させて渦巻状に巻回した
極板群をケース内に収納するアルカリ蓄電池の製造法に
おいて、正極板は、乾燥してプレスした後、少なくとも
二つのプレスローラ間を通過させて正極表面超高密度層
を除去するものであり、前記、二つのプレスローラは、
一方のプレスローラが粘着性を有するものを用いるアル
カリ蓄電池の製造方法とした。
回時に発生する正極板のクラックがセパレータを突破る
ことによって生じる正極と負極の微少短絡を抑制するも
のである。 【解決手段】 金属酸化物からなる活物質を水と水溶性
の結着剤とともに混練して活物質ペーストを作製し、こ
のペーストを三次元的に連なった空間を有する帯状のス
ポンジ状金属多孔体に充填、乾燥してプレスした後、プ
レスローラ間を通過させて柔軟処理した帯状の正極板と
負極板の間にセパレータを介在させて渦巻状に巻回した
極板群をケース内に収納するアルカリ蓄電池の製造法に
おいて、正極板は、乾燥してプレスした後、少なくとも
二つのプレスローラ間を通過させて正極表面超高密度層
を除去するものであり、前記、二つのプレスローラは、
一方のプレスローラが粘着性を有するものを用いるアル
カリ蓄電池の製造方法とした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルカリ蓄電池の
製造工程において、特に巻回時に発生する正極板のクラ
ックがセパレータを突破ることによって生じる正極と負
極の微少短絡を抑制するものである。
製造工程において、特に巻回時に発生する正極板のクラ
ックがセパレータを突破ることによって生じる正極と負
極の微少短絡を抑制するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、機器のポータブル化、コードレス
化が急速に進む中、これらの電源として小型且つ軽量で
高エネルギー密度を有する二次電池への要望が高まりつ
つある。市場では、とくに高容量で、安価な二次電池が
要望されている。このため、ニッケル−水素蓄電池やニ
ッケル−カドミウム蓄電池などに代表されるアルカリ蓄
電池のコストダウンと市場での信頼性向上が強く要望さ
れている。
化が急速に進む中、これらの電源として小型且つ軽量で
高エネルギー密度を有する二次電池への要望が高まりつ
つある。市場では、とくに高容量で、安価な二次電池が
要望されている。このため、ニッケル−水素蓄電池やニ
ッケル−カドミウム蓄電池などに代表されるアルカリ蓄
電池のコストダウンと市場での信頼性向上が強く要望さ
れている。
【０００３】従来このようなアルカリ蓄電池は、水酸化
ニッケルを主活物質とする正極板と負極板と、この両者
間に介在して電気的に絶縁するセパレータとを渦巻状に
巻回して構成した極板群を金属製電池ケースに収納し、
この極板群にアルカリ電解液が所定量注入された後、電
池ケース上部を正・負いずれか一方極の端子を兼ねた封
口板で密閉して構成される。
ニッケルを主活物質とする正極板と負極板と、この両者
間に介在して電気的に絶縁するセパレータとを渦巻状に
巻回して構成した極板群を金属製電池ケースに収納し、
この極板群にアルカリ電解液が所定量注入された後、電
池ケース上部を正・負いずれか一方極の端子を兼ねた封
口板で密閉して構成される。
【０００４】ここでの正極板は、水酸化ニッケルを主と
する活物質を水と水溶性の結着剤とともに混練して活物
質ペーストを作製し、これをニッケルからなるスポンジ
状基板に充填して乾燥した後、プレスして厚みを均一に
するとともに活物質の充填密度を高め、次いでプレスロ
ーラ間を通して正極板の柔軟処理を行う。このことによ
って正極板の割れた部分からのペーストの脱落を防止し
て、内部短絡のないアルカリ蓄電池を提供することが例
えば、特開平１０−２２３２１５号公報等に開示されて
いる。
する活物質を水と水溶性の結着剤とともに混練して活物
質ペーストを作製し、これをニッケルからなるスポンジ
状基板に充填して乾燥した後、プレスして厚みを均一に
するとともに活物質の充填密度を高め、次いでプレスロ
ーラ間を通して正極板の柔軟処理を行う。このことによ
って正極板の割れた部分からのペーストの脱落を防止し
て、内部短絡のないアルカリ蓄電池を提供することが例
えば、特開平１０−２２３２１５号公報等に開示されて
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成方法では、正極板の柔軟性は増すものの、高充
填密度プレス処理したときに活物質ペースト充填面に高
充填密度層が発生する。この高充填密度層は巻回時に深
いクラックを形成しやすく、正極板を巻回したときに、
ニッケル基板骨格の破断した箇所が正極板の外側表面へ
突出することがある。
来の構成方法では、正極板の柔軟性は増すものの、高充
填密度プレス処理したときに活物質ペースト充填面に高
充填密度層が発生する。この高充填密度層は巻回時に深
いクラックを形成しやすく、正極板を巻回したときに、
ニッケル基板骨格の破断した箇所が正極板の外側表面へ
突出することがある。
【０００６】この正極板と負極板と、この両者間にセパ
レータを介在させ、これを巻回して渦巻状極板群を構成
すると、正極板の表面に突出したニッケル基板骨格の破
断した箇所がセパレータを容易に貫通して負極板と接触
し、内部短絡を発生させるという問題があった。
レータを介在させ、これを巻回して渦巻状極板群を構成
すると、正極板の表面に突出したニッケル基板骨格の破
断した箇所がセパレータを容易に貫通して負極板と接触
し、内部短絡を発生させるという問題があった。
【０００７】本発明は、上記の課題を解決し、特に巻回
時の正極板表面の高充填密度層に起因するクラックを抑
制し、正極板と負極板の内部短絡のないアルカリ蓄電池
の製造方法を提供することを目的とする。
時の正極板表面の高充填密度層に起因するクラックを抑
制し、正極板と負極板の内部短絡のないアルカリ蓄電池
の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、金属酸化物からなる活物質を水と水溶性の
結着剤とともに混練して活物質ペーストを作製し、この
ペーストを三次元的に連なった空間を有する帯状のスポ
ンジ状金属多孔体に充填、乾燥してプレスした後、帯状
の正極板と負極板との間にセパレータを介在させて渦巻
状に巻回した極板群をケース内に収納するアルカリ蓄電
池の製造方法において、乾燥してプレスした後、粘着ロ
ールで正極板充填面の１０〜５０μｍの高充填密度層を
除去して正極板のクラックを抑制し、正極板と負極板の
内部短絡のないアルカリ蓄電池の製造方法としたもので
ある。
に本発明は、金属酸化物からなる活物質を水と水溶性の
結着剤とともに混練して活物質ペーストを作製し、この
ペーストを三次元的に連なった空間を有する帯状のスポ
ンジ状金属多孔体に充填、乾燥してプレスした後、帯状
の正極板と負極板との間にセパレータを介在させて渦巻
状に巻回した極板群をケース内に収納するアルカリ蓄電
池の製造方法において、乾燥してプレスした後、粘着ロ
ールで正極板充填面の１０〜５０μｍの高充填密度層を
除去して正極板のクラックを抑制し、正極板と負極板の
内部短絡のないアルカリ蓄電池の製造方法としたもので
ある。
【０００９】
【発明実施の実態】本発明の請求項１記載の発明は、金
属酸化物からなる活物質を水と水溶性の結着剤とともに
混練して活物質ペーストを作製し、このペーストを三次
元的に連なった空間を有する帯状のスポンジ状金属多孔
体に充填、乾燥してプレスローラ間を通過させて充填密
度を高くした帯状の正極板と負極板との間にセパレータ
を介在させて渦巻状に巻回した極板群をケース内に収納
するアルカリ蓄電池の製造方法において、前記正極板
は、乾燥して、少なくとも一対のプレスローラ間を通過
することによって充填面に形成される高充填密度層を除
去する製造方法であり、前記一対のプレスローラは、一
方のプレスローラの表面に粘着層を有する製造方法とし
た。
属酸化物からなる活物質を水と水溶性の結着剤とともに
混練して活物質ペーストを作製し、このペーストを三次
元的に連なった空間を有する帯状のスポンジ状金属多孔
体に充填、乾燥してプレスローラ間を通過させて充填密
度を高くした帯状の正極板と負極板との間にセパレータ
を介在させて渦巻状に巻回した極板群をケース内に収納
するアルカリ蓄電池の製造方法において、前記正極板
は、乾燥して、少なくとも一対のプレスローラ間を通過
することによって充填面に形成される高充填密度層を除
去する製造方法であり、前記一対のプレスローラは、一
方のプレスローラの表面に粘着層を有する製造方法とし
た。
【００１０】この正極板は、一方のプレスローラの表面
が粘着性を有するため、正極板表面の非常に高い硬度を
有する高充填密度層を除去できるので、正極板の巻回外
側面に発生するクラックを抑制できる。また、クラック
近傍の高充填密度層が除去されているため、正極板の巻
回外側面へのＮｉ基板骨格の破断突出がない。したがっ
て、この正極板を用いて負極板とセパレータとで渦巻状
に巻回して極板群を構成しても、従来のように正極板の
巻回外側表面に発生するニッケル骨格の破断突出がない
ので、ニッケル骨格がセパレータを貫通して負極と接触
し、内部短絡を引き起こすことを防止することができ
る。
が粘着性を有するため、正極板表面の非常に高い硬度を
有する高充填密度層を除去できるので、正極板の巻回外
側面に発生するクラックを抑制できる。また、クラック
近傍の高充填密度層が除去されているため、正極板の巻
回外側面へのＮｉ基板骨格の破断突出がない。したがっ
て、この正極板を用いて負極板とセパレータとで渦巻状
に巻回して極板群を構成しても、従来のように正極板の
巻回外側表面に発生するニッケル骨格の破断突出がない
ので、ニッケル骨格がセパレータを貫通して負極と接触
し、内部短絡を引き起こすことを防止することができ
る。
【００１１】一般的に高充填密度プレスした正極板を用
いたアルカリ蓄電池は、充放電サイクルの繰り返しによ
り正極板の膨張によりセパレータが圧縮され、正極板の
クラックに起因した微少短絡が発生しやすくなるが、上
記のように作製された正極板を用いて構成したアルカリ
蓄電池は、正極板表面の高充填密度層を予め除去するこ
とによって、正極板表面へのニッケル骨格の破断突出を
抑制することができるので、充放電サイクルを繰り返し
行っても微少短絡を発生することがなく、長期に渡る信
頼性の高いアルカリ蓄電池を提供できる。
いたアルカリ蓄電池は、充放電サイクルの繰り返しによ
り正極板の膨張によりセパレータが圧縮され、正極板の
クラックに起因した微少短絡が発生しやすくなるが、上
記のように作製された正極板を用いて構成したアルカリ
蓄電池は、正極板表面の高充填密度層を予め除去するこ
とによって、正極板表面へのニッケル骨格の破断突出を
抑制することができるので、充放電サイクルを繰り返し
行っても微少短絡を発生することがなく、長期に渡る信
頼性の高いアルカリ蓄電池を提供できる。
【００１２】また、上記の製造法において、一方のプレ
スローラの粘着層の材質は、アクリルもしくはシリコー
ンを主体とすると、正極板の表面の高充填密度層を除去
するための適度な粘着性があり、また摩耗が少なく高充
填密度プレスしても長寿命になるので適している。
スローラの粘着層の材質は、アクリルもしくはシリコー
ンを主体とすると、正極板の表面の高充填密度層を除去
するための適度な粘着性があり、また摩耗が少なく高充
填密度プレスしても長寿命になるので適している。
【００１３】
【実施例】以下に、本発明の具体例を説明する。
【００１４】水酸化ニッケル１００重量部に対し、結着
剤としてカルボキシメチルセルロース０．２重量部と、
全ペーストの２５重量％となるように水を加え練合して
ペースト状活物質を作製した。
剤としてカルボキシメチルセルロース０．２重量部と、
全ペーストの２５重量％となるように水を加え練合して
ペースト状活物質を作製した。
【００１５】このペースト状活物質をニッケルのスポン
ジ状基板に充填して乾燥した後、プレスして充填密度を
高め、幅６１ｍｍ、厚み０．８ｍｍ、長さ１１０ｍｍの
正極板１を作製した。
ジ状基板に充填して乾燥した後、プレスして充填密度を
高め、幅６１ｍｍ、厚み０．８ｍｍ、長さ１１０ｍｍの
正極板１を作製した。
【００１６】図１に示す正極板１の高充填密度層除去処
理工程において、正極板１を搬送ベルト２にのせて矢印
の方向へ搬送する。このときに、直径６０ｍｍの鋼製の
ロール３１の表面にアクリルを主体とした材質の粘着層
３２を設けた直径６５ｍｍの粘着ローラ３と直径６５ｍ
ｍの鋼製のプレスローラ４との間を通過させた。
理工程において、正極板１を搬送ベルト２にのせて矢印
の方向へ搬送する。このときに、直径６０ｍｍの鋼製の
ロール３１の表面にアクリルを主体とした材質の粘着層
３２を設けた直径６５ｍｍの粘着ローラ３と直径６５ｍ
ｍの鋼製のプレスローラ４との間を通過させた。
【００１７】この処理によって正極板１は、プレスロー
ラ３とプレスローラ４の間を通過する際に、図１に示す
ように、正極板１はプレスローラ３の粘着層３２を押し
当てられることによって正極板１表面の高充填密度層が
除去される。
ラ３とプレスローラ４の間を通過する際に、図１に示す
ように、正極板１はプレスローラ３の粘着層３２を押し
当てられることによって正極板１表面の高充填密度層が
除去される。
【００１８】この正極板１と、水素吸蔵合金粉末をパン
チングメタルからなる芯材に塗着した、幅６１ｍｍ、厚
さ０．４ｍｍ、長さ１４５ｍｍの負極板５と、この両者
間に介在して電気的に絶縁するセパレータ６とを渦巻状
に巻回して構成した極板群を鉄にニッケルメッキした電
池ケース７に挿入し、アルカリ電解液を注入した後、電
池ケース７の上部を、正極端子を兼ねた封口板８で密閉
して、ＨＲ１７／６７サイズで公称容量３８００ｍＡｈ
の本発明の実施例におけるニッケル−水素蓄電池Ａを作
製した。この電池の半裁断面図を図２に示す。
チングメタルからなる芯材に塗着した、幅６１ｍｍ、厚
さ０．４ｍｍ、長さ１４５ｍｍの負極板５と、この両者
間に介在して電気的に絶縁するセパレータ６とを渦巻状
に巻回して構成した極板群を鉄にニッケルメッキした電
池ケース７に挿入し、アルカリ電解液を注入した後、電
池ケース７の上部を、正極端子を兼ねた封口板８で密閉
して、ＨＲ１７／６７サイズで公称容量３８００ｍＡｈ
の本発明の実施例におけるニッケル−水素蓄電池Ａを作
製した。この電池の半裁断面図を図２に示す。
【００１９】次に、正極板１と同じ材料を用いて正極板
９を作製し、正極板９を鋼製の一対のプレスローラ間を
通過させて柔軟処理した。この正極板９を用いた以外
は、上記の実施例の電池と同じ構成とした比較例のニッ
ケル−水素蓄電池Ｂを作製した。
９を作製し、正極板９を鋼製の一対のプレスローラ間を
通過させて柔軟処理した。この正極板９を用いた以外
は、上記の実施例の電池と同じ構成とした比較例のニッ
ケル−水素蓄電池Ｂを作製した。
【００２０】上記の電池Ａと電池Ｂをそれぞれ１０００
個ずつ作製した。
個ずつ作製した。
【００２１】電池Ａと電池Ｂのそれぞれを初期の充放電
を施した後に、端子電圧が１．２０〜１．３５Ｖの電池
を良品の基準として、Ａ，Ｂの電池それぞれ１０００個
を電圧検査した。実施例の電池Ａは１０００個全て１．
２４〜１．３０Ｖの電圧の範囲であるのに対し、比較例
の電池Ｂは、１．２０Ｖより低い電圧の電池が７０個も
発生し、特に０．００〜０．１０Ｖの電池電圧のものが
６８個もあった。
を施した後に、端子電圧が１．２０〜１．３５Ｖの電池
を良品の基準として、Ａ，Ｂの電池それぞれ１０００個
を電圧検査した。実施例の電池Ａは１０００個全て１．
２４〜１．３０Ｖの電圧の範囲であるのに対し、比較例
の電池Ｂは、１．２０Ｖより低い電圧の電池が７０個も
発生し、特に０．００〜０．１０Ｖの電池電圧のものが
６８個もあった。
【００２２】この比較例の電池Ｂの電圧低下品７０個を
分解して調査すると、図３に示すように、正極板９の外
周側において活物質の高充填密度層９２が巻回外側面へ
クラック９１として突出していた。これは比較例の電池
Ｂでは、正極板９を巻回する時に巻回軸芯の内側は圧縮
され、反対に外周側は伸長され、このときに、正極板９
には高充填密度層９２が存在するため、正極板９の外周
側は、クラック９１が深く形成されたものと推定する。
また正極板９を構成するニッケル骨格が破断し、正極板
９の巻回外側表面に突出していた。その結果、正極板９
のクラック９１やニッケル骨格の破断面がセパレータ６
を突破り負極板５と接触して内部短絡を引き起したもの
と考えられる。
分解して調査すると、図３に示すように、正極板９の外
周側において活物質の高充填密度層９２が巻回外側面へ
クラック９１として突出していた。これは比較例の電池
Ｂでは、正極板９を巻回する時に巻回軸芯の内側は圧縮
され、反対に外周側は伸長され、このときに、正極板９
には高充填密度層９２が存在するため、正極板９の外周
側は、クラック９１が深く形成されたものと推定する。
また正極板９を構成するニッケル骨格が破断し、正極板
９の巻回外側表面に突出していた。その結果、正極板９
のクラック９１やニッケル骨格の破断面がセパレータ６
を突破り負極板５と接触して内部短絡を引き起したもの
と考えられる。
【００２３】実施例の正極板１では、粘着ローラ３とプ
レスローラ４間を通過する際に、粘着ローラ３の粘着テ
ープに正極板表面の高充填密度層９２が付着し、除去さ
れるために、正極板の巻回外側面への高充填密度層９２
の突出がなく、内部短絡を引き起こすことがないものと
推定される。
レスローラ４間を通過する際に、粘着ローラ３の粘着テ
ープに正極板表面の高充填密度層９２が付着し、除去さ
れるために、正極板の巻回外側面への高充填密度層９２
の突出がなく、内部短絡を引き起こすことがないものと
推定される。
【００２４】上記の実施例では、プレスローラ３の粘着
層３２の材質としてアクリルを主体としたものを用いた
が、粘着層の材質としてはシリコンを主体としたものを
用いても同様な効果が得られる。
層３２の材質としてアクリルを主体としたものを用いた
が、粘着層の材質としてはシリコンを主体としたものを
用いても同様な効果が得られる。
【００２５】
【発明の効果】以上のように本発明のアルカリ蓄電池の
製造方法では、渦巻状の極板群を構成する前に、正極板
を一方が粘着性を有する上下ロール間を通過させて正極
板表面の高充填密度層を除去できるので、巻回時に巻回
軸芯側である電極板の内周側は圧縮され、反対に外周側
は伸長されても、正極板のクラックに付随する高充填密
度層の巻回外側面への突出を抑制することができる。
製造方法では、渦巻状の極板群を構成する前に、正極板
を一方が粘着性を有する上下ロール間を通過させて正極
板表面の高充填密度層を除去できるので、巻回時に巻回
軸芯側である電極板の内周側は圧縮され、反対に外周側
は伸長されても、正極板のクラックに付随する高充填密
度層の巻回外側面への突出を抑制することができる。
【００２６】したがって、この正極板を用いて負極板と
セパレータとで渦巻状の極板群を構成しても、正極板の
クラックに付随する鋭利な高充填密度層がセパレータを
貫通して負極と接触するという内部短絡を引き起こすこ
とを抑制したアルカリ蓄電池を提供できる。
セパレータとで渦巻状の極板群を構成しても、正極板の
クラックに付随する鋭利な高充填密度層がセパレータを
貫通して負極と接触するという内部短絡を引き起こすこ
とを抑制したアルカリ蓄電池を提供できる。
【図１】本発明の実施例における正極板の高充填密度層
除去処理工程の概略図
除去処理工程の概略図
【図２】同ニッケル−水素蓄電池Ａの半裁断面図
【図３】比較例の正極板を巻回したときの模式図
１ 正極板 ２ 搬送用ベルト ３ プレスローラ ３１ 鋼製のローラ ３２ 粘着層 ４ プレスローラ ５ 負極板 ６ セパレータ ７ 電池ケース ８ 封口板 ９ 比較例の正極板 ９１ クラック ９２ 高充填密度層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮久 正春 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 稲葉 吉尚 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5H028 AA05 BB04 BB19 CC12 EE04 EE05 EE06 5H050 AA19 BA11 CA03 CB16 DA02 DA11 EA23 FA05 FA09 GA02 GA03 GA08 GA10 GA23 GA29 GA30
Claims (2)
- 【請求項１】金属酸化物からなる活物質を水と水溶性の
結着剤とともに混練して活物質ペーストを作製し、この
ペーストを三次元的に連なった空間を有する帯状のスポ
ンジ状金属多孔体に充填、乾燥してプレスローラ間を通
過させて活物質充填密度を高くした帯状の正極板と負極
板との間にセパレータを介在させて渦巻状に巻回した極
板群をケース内に収納するアルカリ蓄電池の製造方法に
おいて、前記正極板は、乾燥して、少なくとも一対のプ
レスローラ間を通過することによって充填面に形成され
る高充填密度層を除去する製造方法であり、前記一対の
プレスローラは、一方のプレスローラの表面に粘着層を
有するアルカリ蓄電池の製造方法。 - 【請求項２】一方のプレスローラの粘着層の材質は、ア
クリルもしくはシリコーンを主体とする請求項１記載の
アルカリ蓄電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000027433A JP2001216959A (ja) | 2000-02-04 | 2000-02-04 | アルカリ蓄電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000027433A JP2001216959A (ja) | 2000-02-04 | 2000-02-04 | アルカリ蓄電池の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001216959A true JP2001216959A (ja) | 2001-08-10 |
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ID=18553003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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