JP2002134106A

JP2002134106A - ペースト充填方法及び装置

Info

Publication number: JP2002134106A
Application number: JP2000319868A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Uekihara; 上木原伸幸; Masaru Watanabe; 渡辺　　勝
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-10-19
Filing date: 2000-10-19
Publication date: 2002-05-10
Anticipated expiration: 2020-10-19
Also published as: JP3492307B2

Abstract

(57)【要約】【課題】空孔を有する金属多孔体に増粘剤や結着剤が
含有されていないペーストを充填する際に、ペーストが
濾過されて活物質粉末だけが表面に残り、溶媒のみ内部
に浸透してしまうため充填ばらつきが増大する。【解決手段】金属多孔体９９の表裏両側から対向する
一対のノズル１００にてペースト２を両面同時に吐出し
金属多孔体９９に塗着させ、金属多孔体９９の表裏両側
から対向して位置する一対のロールスムーザー７を、金
属多孔体９９の走行方向に対して逆方向に回転させなが
ら、金属多孔体９９に塗着したペースト２を金属多孔体
９９内部に両面同時に擦り込み、充填する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルカリ蓄電池等
に使用され、連続走行する導電性の金属多孔体に電池の
活物質粉末を主成分とするペーストを充填する製造方法
及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、アルカリ蓄電池に対する高容量化
のニーズが高まっており、そのためには、容量規制極で
ある正極容量を向上させる必要がある。

【０００３】アルカリ蓄電池の正極は、一般的に、活物
質は水酸化ニッケル、基材は三次元的な空孔を有する導
電性の金属多孔体が用いられており、容量を向上させる
ためには、この水酸化ニッケル粉末を主成分とするペー
ストを如何にして、金属多孔体の空孔内に高密度に充填
するかが、鍵となっている。

【０００４】従来は、この活物質粉末を主成分とし、純
水等の溶媒で希釈したペーストを金属多孔体に充填し、
乾燥後、圧延することにより製造されている。

【０００５】充填方法については、多くの提案がなされ
ており、例えば特開平２−２８８０６７号公報におい
て、図４に示すように、活物質粉末を主成分とするペー
スト４２を満たした槽４１へフープ状の金属多孔体４５
を連続的に搬送し、槽４１への進入部に設置され、外周
部に凹凸が形成された充填ローラー４３によって、金属
多孔体４５内部の空孔にペースト４２を圧入し、槽４１
の出口近傍に設置されたスクレーパー４４によって、金
属多孔体４５に付着した余分なペースト４２を掻き落と
す方法や、槽内に設置された２本のローラーでペースト
を金属多孔体に圧入し、槽の出口近傍に設置された２本
のロールスムーザーで擦り込む方法等の含浸法がある。

【０００６】また、２本のスプレーノズルでペーストを
金属多孔体に吹き付けて充填する方法等の吹き付け充填
法もある。

【０００７】また、例えば特開平１１−１９２４５１号
公報において、図５に示すように、連続走行し、かつ空
孔を有する金属多孔体５１にペースト５２を金属多孔体
５１の表面側からノズル５３を用いて吐出すると同時
に、裏面側からブロワ５４を介して吸引開口部５５を減
圧する様にし、ペースト５２を金属多孔体５１の内部に
浸透させながら充填した後、余分なペースト５２をドク
ターナイフ５６で掻き落とす吸引法がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】空孔を有する金属多孔
体は、一般的にフィルターとして用いられており、充填
する際にペーストが濾過されて、活物質粉末だけが表面
に残り、溶媒のみ内部に浸透するという不都合が生じ
る。そのため、ペースト中に増粘剤または結着剤を添加
し、粉末と溶媒が分離しにくい組成のペーストにするこ
とが重要である。

【０００９】しかしながら、ペースト中に増粘剤を添加
すると、ペースト内に占める活物質粉末の量が減少し、
容量が制限されるため、今後、高容量化は望めない。従
って、増粘剤を含有しないペーストで金属多孔体に充填
する方法を開発する必要がある。

【００１０】なお、活物質粉末が金属多孔体の内部に浸
透しにくいという課題は、含浸法においてのみ生じてい
るのではなく、吹き付け充填法でも、ペーストをスプレ
ーノズルから吐出する際、ペーストに急激なせん断力が
加わるため、粉末と溶媒がすぐに分離し、粉末が金属多
孔体の内部に浸透しなくなるという課題が生じている。

【００１１】そこで、本発明は、上記従来の課題を考慮
し、活物質粉末および溶媒を、金属多孔体内部に擦り込
み充填するペースト充填方法及び装置を提供することを
目的とする。

【００１２】また、従来は、極板を加工・組立する後工
程の中で、正極板の端部にリード部を形成するために乾
燥・圧延後の極板の活物質をストライプ状に剥離する工
程があるが、ペーストを充填する際、未充填部を設ける
ようにストライプ状に充填すれば、工程と材料のロスが
防げるが、図５に示す吸引法等では、これが、困難であ
った。

【００１３】そこで、本発明は、上記従来の課題を考慮
し、後工程で活物質をストライプ状に剥離しないですむ
ように、活物質を含むペーストを金属多孔体内部に充填
するさいに、そのペーストをストライプ状に充填するペ
ースト充填方法及び装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】第１の本発明（請求項１
に対応）は、連続走行し、かつ、空孔を有する金属多孔
体に、活物質粉末を主成分とするペーストを充填する方
法であって、前記金属多孔体の表裏面に前記ペーストを
付着させ、そのペーストが表裏面に付着した前記金属多
孔体の表裏面両側に対向して位置する一対のロールを、
前記金属多孔体の走行方向に対して逆方向または順方向
に回転させながら、前記一対のロールで前記金属多孔体
に付着した前記ペーストを、前記金属多孔体内部に、そ
の金属多孔体の表裏面から同時に擦り込み充填すること
を特徴とするペースト充填方法である。

【００１５】第２の本発明（請求項２に対応）は、前記
金属多孔体の表裏面への前記ペーストの付着を、対向す
る一対のノズルから前記ペーストを前記金属多孔体の表
裏面に同時に吐出することによって行うことを特徴とす
る第１の本発明に記載のペースト充填方法である。

【００１６】第３の本発明（請求項３に対応）は、前記
金属多孔体の表裏面への前記ペーストの付着を、前記金
属多孔体の片側に位置するノズルから前記ペーストを前
記金属多孔体の片面に吐出し、その後、前記ペーストが
片面に付着した前記金属多孔体を前記ペーストが貯留さ
れた含浸槽内に搬送することによって行うことを特徴と
する第１の本発明に記載のペースト充填方法である。

【００１７】第４の本発明（請求項４に対応）は、前記
ペーストの固形分濃度が７０％以上であることを特徴と
する第１の本発明に記載のペースト充填方法である。

【００１８】第５の本発明（請求項５に対応）は、前記
ノズルから吐出される前記ペーストの量をＱ、前記金属
多孔体の空孔を全て満たす量に相当する前記ペーストの
量をＰとすると、Ｐ×１．１≦Ｑ≦Ｐ×１．５を満たすことを特徴とする第２の本発明に記載のペース
ト充填方法である。

【００１９】第６の本発明（請求項６に対応）は、前記
ノズルから吐出される前記ペーストの量をＱ、前記金属
多孔体の空孔に残留する量に相当する前記ペーストの量
をＰとすると、Ｐ＝Ｑを実質上満たすことを特徴とする第３の本発明に記載の
ペースト充填方法である。

【００２０】第７の本発明（請求項７に対応）は、前記
ノズルが、ストライプ仕切りによって仕切られている実
質上平行な関係にある複数のスリット出口を有してお
り、前記金属多孔体の表裏面に前記ペーストを少なくと
も２条以上のストライプ状にして付着させ、前記ロール
で前記金属多孔体に付着した前記ペーストを、前記スト
ライプ状を実質上保持しつつ、前記金属多孔体内部に、
その金属多孔体の表裏面から同時に擦り込み充填するこ
とを特徴とする第２の本発明に記載のペースト充填方法
である。

【００２１】第８の本発明（請求項８に対応）は、下方
から上方へ連続走行し、表裏面に活物質粉末を主成分と
するペーストが付着している、空孔を有する金属多孔体
の表裏面両側に対向するように配置され、前記金属多孔
体の走行方向に対して逆方向または順方向に回転し、前
記ペーストを前記金属多孔体内部に、その金属多孔体の
表裏面から同時に擦り込み充填する一対のロールを少な
くとも備えたことを特徴とするペースト充填装置であ
る。

【００２２】第９の本発明（請求項９に対応）は、前記
ロールに付着した前記ペーストを前記ロールの下端で掻
き落とす掻き落とし手段と、前記掻き落とし手段で掻き
落とされた前記ペーストを回収する回収タンクと、前記
回収タンクに収容された前記ペーストを再生するペース
ト調整手段とを備え、前記掻き落とし手段で掻き落とさ
れた前記ペーストを再利用することを特徴とする第８の
本発明に記載のペースト充填装置である。

【００２３】第１０の本発明（請求項１０に対応）は、
前記ロールの下方に、前記下方から上方へ連続走行する
金属多孔体の表裏面両側に対向するように配置され、前
記ペーストを前記金属多孔体の表裏面に同時に吐出する
一対のノズルを備えたことを特徴とする第８の本発明に
記載のペースト充填装置である。

【００２４】第１１の本発明（請求項１１に対応）は、
前記金属多孔体と前記ノズルとの間隙をＬ、前記金属多
孔体と前記ロールとの間隙をＫとすると、Ｌ−０．０５
ｍｍ≦Ｋ＜Ｌを満たすことを特徴とする第１０の本発明
に記載のペースト充填装置である。

【００２５】第１２の本発明（請求項１２に対応）は、
前記ペーストを前記金属多孔体の片面に吐出するノズル
と、前記ペーストを貯留する含浸槽とを備え、前記ペー
ストが、前記ノズルおよび前記含浸槽によって、前記金
属多孔体の表裏面に付着し、前記ロールが、前記ノズル
および前記含浸槽によって前記金属多孔体の表裏面に付
着した前記ペーストを、前記金属多孔体の表裏面から内
部に同時に擦り込み充填することを特徴とする第８の本
発明に記載のペースト充填装置である。

【００２６】第１３の本発明（請求項１３に対応）は、
前記ロールの高さ方向の位置をＺ１、前記ロールの径を
Ｄ、前記含浸槽に貯留された前記ペーストの液面水位を
Ｚ２とすると、Ｚ２＋Ｄ＋５ｍｍ＜Ｚ１≦Ｚ２＋Ｄ＋１０ｍｍを満たすことを特徴とする第１２の本発明に記載のペー
スト充填装置である。

【００２７】第１４の本発明（請求項１４に対応）は、
前記ノズルが、ストライプ仕切りによって仕切られてい
る実質上平行な関係にある複数のスリット出口を有して
いるとともに、前記ロールが、前記ノズルの前記ストラ
イプ仕切りの位置に対応する位置に、円周上に形成され
た一つまたは複数のストライプ溝を有しており、前記ペ
ーストが、前記ノズルによって前記金属多孔体の表裏面
にストライプ状に付着し、前記ロールによって前記スト
ライプ状が実質上保持されたまま、前記金属多孔体の表
裏面から内部に擦り込まれ充填されることを特徴とする
第１０の本発明に記載のペースト充填装置である。

【００２８】第１５の本発明（請求項１５に対応）は、
前記ストライプ仕切りの幅が前記ペーストの無充填部の
幅に相当し、前記ストライプ仕切りの長さが前記ノズル
のスリットの入口からそのスリットの出口までの長さで
あることを特徴とする第１４の本発明に記載のペースト
充填装置である。

【００２９】第１６の本発明（請求項１６に対応）は、
前記ノズルの前記ストライプ仕切りの幅をＸ、前記ロー
ルの前記ストライプ溝の幅をＹとすると、Ｘ−０．３ｍｍ＜Ｙ≦Ｘを満たすことを特徴とする第１４の本発明に記載のペー
スト充填装置である。

【００３０】第１７の本発明（請求項１７に対応）は、
前記ノズルのスリットギャップが１．５ｍｍ以上であ
り、前記ペーストには増粘剤または結着剤が含有されて
いないことを特徴とする第１０または第１２の本発明に
記載のペースト充填装置である。

【００３１】第１８の本発明（請求項１８に対応）は、
前記ロールの間隙ｄが前記金属多孔体の厚さｔと実質上
等しいことを特徴とする第８の本発明に記載のペースト
充填装置である。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。

【００３３】（実施の形態１）図１と図２を参照して、
本発明にかかる実施の形態１について説明する。

【００３４】まず、本発明にかかる実施の形態１の装置
の構成を、その動作とともに説明する。

【００３５】図１は、本発明にかかる実施の形態１のノ
ズル１００を用いた充填方法及び装置の概略を示すもの
である。

【００３６】図１に示すように、ストックタンク１内の
ペースト２は、例えば定量ポンプのように安定した送液
が可能な給液ポンプ３により送り出される。次に、ペー
スト２は、気泡除去手段４によりペースト２の内部の気
泡を除去されノズル１００に送り込まれる。さらに、マ
ニホールド５からスリット６へ押し出され、スリット６
の出口から吐出され、矢印Ｄの方向に連続走行する金属
多孔体９９の両面に塗着される。

【００３７】次に、金属多孔体９９に塗着されたペース
ト２は、ノズル１００の上方に配置され、金属多孔体９
９の走行方向に対して逆方向に回転するロールスムーザ
ー７によって、金属多孔体９９の内部に擦り込まれると
同時に、余剰分のペースト２が掻き落とされる。

【００３８】次に、本発明にかかる実施の形態１のノズ
ル１００の構成について説明する。図２は、本発明にか
かる実施の形態１のノズル１００の斜視図である。

【００３９】図２に示すように、ノズル１００は、上ブ
ロック２１と下ブロック２２と２つのサイドブロック２
３Ｌ及び２３Ｒから構成される。各ブロック２１、２
２、２３Ｌ及び２３Ｒは、互いにネジ（図示せず）で連
結されている。

【００４０】また、上ブロック２１には、ペースト２を
供給するための配管２４が接続されている。さらに、下
ブロック２２には、マニホールド５が設けられている。

【００４１】そして、スリット６は、上ブロック２１と
下ブロック２２が組み合わさることによって、形成され
る。

【００４２】本発明では、上ブロック２１と下ブロック
２２の間隔ｈをスリットギャップと呼んでいる。

【００４３】次に、本実施の形態の第１の特徴について
説明する。

【００４４】この第１の特徴は、図１に示すように、ペ
ースト２をノズル１００から吐出し、金属多孔体９９に
塗着させることである。

【００４５】本発明にかかる実施の形態１の密閉系のノ
ズル１００を用いてペースト２を吐出することで、ペー
スト２中に空気や異物が入りにくくなるので、気泡の発
生を抑制することができる。しかし、従来の含浸法で
は、ペーストを貯留する槽が大気開放系であるため、空
気や異物が入りやすくなるので、気泡の発生を完全に防
止することが容易ではない。

【００４６】また、金属多孔体９９の内部に充填する量
とノズル１００から吐出される量がほぼ同等になるため
大量のペーストを必要としなくなり、ペーストのロスを
大幅に低減できる。しかし、従来の含浸法では、金属多
孔体の内部に充填する量より遙かに多い量のペーストを
槽内に貯留しておく必要があるので、ロスが発生しやす
い。

【００４７】本発明にかかる実施の形態１のノズル１０
０を用いてペースト２を吐出し、金属多孔体９９に塗着
させることで、空気や異物の混入による気泡の発生を抑
制することと、塗着させるペーストのロスを低減するこ
とが容易になる。

【００４８】また、図２に示すノズル１００先端のスリ
ットギャップｈを１．５ｍｍ以上にすることで、ペース
トに加わるせん断力を低下させることが可能となり、溶
媒と粉末の分離が抑制される。スリットギャップｈが
１．５ｍｍ未満になると、ペーストに高せん断力が加わ
り、溶媒と粉末の分離が促進され、増粘剤や結着剤の含
有されていないペーストだと、すぐに分離して金属多孔
体の表面に粉末のみ塗着される。つまり、スリットギャ
ップｈを１．５ｍｍ以上にすることで、増粘剤や結着剤
の含有されていないペーストでも、分離しにくくなる。

【００４９】さらに、ペーストの固形分濃度が７０％未
満になると、溶媒と粉末の分離が促進され、図２に示す
ノズル内のマニホールドやスリットに粉末のみが残り、
数秒で詰まりが発生する。ゆえに、ペーストの固形分濃
度は７０％以上が望ましい。

【００５０】次に、本実施の形態の第２の特徴について
説明する。

【００５１】この第２の特徴は、図１に示すように、ペ
ースト２を金属多孔体９９の表裏両側から対向する一対
のノズル１００で両面同時に吐出し、金属多孔体９９に
塗着させることである。

【００５２】金属多孔体９９の表裏両側から両面同時に
ペースト２を吐出することで、金属多孔体９９の内部に
残留している気体を押し出しながらペースト２を塗着さ
せることが可能となり、気泡の混入を抑制することがで
きる。また、表裏均一な充填が容易になる。

【００５３】片面づつ交互に吐出すると、後半吐出する
面の金属多孔体の内部に気泡が混入し易くなると共に表
裏の充填量のバランスも崩れるためである。

【００５４】また、片面のみでも金属多孔体の内部に残
留している気体を押し出す作用が働くが、金属多孔体の
裏面に突き抜けたペーストは、金属多孔体に濾過されて
固形分濃度が低下してしまい、表裏の充填量のバランス
が崩れるためである。

【００５５】本発明にかかる実施の形態１のノズル１０
０を用いて、金属多孔体９９の表裏両側からペースト２
を両面同時に吐出することで、気泡の混入が抑制される
と共に表裏の充填量のバランスを整えることが容易にな
る。

【００５６】次に、本実施の形態の第３の特徴について
説明する。

【００５７】この第３の特徴は、図１に示すように、金
属多孔体９９の表裏両側から対向する一対のロールスム
ーザー７を金属多孔体９９の走行方向に対して逆方向に
回転させながら、金属多孔体９９に塗着されたペースト
２を両面同時に擦り込むことである。

【００５８】ロールスムーザー７を金属多孔体９９の走
行方向に対して逆方向に回転させることで、金属多孔体
９９の内部に混入しようとする気体と残留している気体
を押し出しながら、金属多孔体９９の内部にペースト２
を擦り込むことが容易になる。また、両面同時に擦り込
むことで、さらに表裏の充填量のバランスが均一にな
る。

【００５９】ロールスムーザー７を金属多孔体９９の走
行方向に対して順方向に回転させると、金属多孔体９９
の内部に混入しようとする気体を巻き込んでしまう恐れ
がある。また、片面づつ擦り込もうとすると、反対側の
面に支えが無いため金属多孔体に擦り込む力が加わら
ず、均一な充填が困難になる。

【００６０】本発明にかかる実施の形態１のロールスム
ーザー７を金属多孔体９９の走行方向に対して逆方向に
回転させ、金属多孔体９９に塗着されたペースト２を両
面同時に擦り込むことで、気体の混入を防止し、表裏の
充填量のバランスを均一にすることができる。

【００６１】なお、上記説明では、ロールスムーザー７
を金属多孔体９９の走行方向に対して逆方向に回転させ
るとしたが、ペーストを金属多孔体９９内部まで充填さ
せるためには、ロールスムーザー７を金属多孔体９９の
走行方向に対して順方向に回転させてもよい。

【００６２】次に、本実施の形態１で説明したノズル１
００を用いた充填方法を用いて、ペースト２を金属多孔
体９９に充填した場合と、図４に示す従来の含浸法を用
いて、ペースト２を金属多孔体９９に充填した場合の充
填量ばらつきを評価した結果を、（実施例１）、（比較
例１）に示す。

【００６３】（実施例１）本実施の形態１で説明したノ
ズル１００を用いた充填方法を用いて、せん断速度１０
０ｓｅｃ^-1における粘度が２００００ｃｐである水酸化
ニッケル粉末を主成分とする水溶液に水酸化コバルトを
添加したペースト２を厚さ１ｍｍの金属多孔体９９に単
位幅当たり０．２（ｃｃ／ｓｅｃ）／ｃｍの吐出量で両
面同時に塗着させ、金属多孔体９９の走行速度１．８ｍ
／ｍｉｎ、ロールスムーザー７の回転数４．５ｒｐｍで
充填した。

【００６４】ノズル１００は、ステンレス製で、吐出幅
２００ｍｍ、スリットギャップ１．５ｍｍとし、ロール
スムーザー７の直径は１２８ｍｍとした。

【００６５】（比較例１）図４に示す従来の含浸法を用
いて、せん断速度１００ｓｅｃ^-1における粘度が２００
００ｃｐである水酸化ニッケル粉末を主成分とする水溶
液に水酸化コバルトを添加したペースト２を厚さ１ｍｍ
の金属多孔体９９に走行速度１．８ｍ／ｍｉｎで塗着さ
せ、充填した。

【００６６】図７は、（実施例１）と（比較例１）の充
填量ばらつき測定結果のグラフである。

【００６７】それぞれの方法で充填した長さ６０ｍの極
板の長手方向に５ｍ毎、幅方向に各３箇所ずつ５ｃｍ角
のサンプルを切り出し、活物質のみを抽出した後、電子
天秤にて重量を測定した。この重量を充填量とする。

【００６８】そして、各幅方向の充填量ばらつきを算出
した数値Ｒを縦軸に摂り、長手方向の変化を見るために
横軸を充填長さとしてグラフ化した。

【００６９】図７に示すように、（実施例１）のノズル
１００を用いた充填方法の方が幅方向の充填量ばらつき
が小さくなる。また、幅方向だけでなく長手方向でもば
らつきが小さいことが判明した。それは、密閉系のノズ
ル１００を用いたことや、両面同時にノズル１００から
ペースト２を吐出して金属多孔体９９に塗着させること
や、ロールスムーザー７で両面同時に金属多孔体９９に
擦り込んだことで気泡の混入が抑制されたためである。
また、増粘剤や結着剤が含有されていないペーストで
も、分離せずに安定した状態でノズルから吐出できたた
めでもある。

【００７０】次に、本実施の形態の第４の特徴について
説明する。

【００７１】この第４の特徴は、本発明にかかる実施の
形態１のノズル１００から吐出されるペースト２の量を
Ｑ、金属多孔体９９の空孔を全て満たす量に相当するペ
ースト２の量をＰとしたとき、Ｐ×１．１≦Ｑ≦Ｐ×
１．５を満たすことである。

【００７２】金属多孔体の空孔を１００％満たすために
は、空孔を全て満たすペーストの量よりも１０％ほど多
い量が必要である。

【００７３】なぜなら、ノズルから吐出されるペースト
の量と空孔を全て満たすぺーストの量が同量の場合、ペ
ーストが金属多孔体に塗着される時、濾過されて、ペー
スト中の粉末と溶媒が分離する現象が発生するため、１
００％吐出しても１０％ほど金属多孔体から溶媒と一緒
に粉末が染み出してしまい１００％塗着させることが困
難になるからである。

【００７４】従って、ノズル１００から吐出されるペー
スト２の量は、金属多孔体９９を全て満たすペーストの
量より、１０％以上多くする必要がある。

【００７５】しかし、５０％以上多く吐出すると、ロー
ルスムーザー７で掻き落としたペーストが再び塗着され
るため、活物質重量ばらつきが増加する。

【００７６】従って、ノズル１００から吐出されるペー
スト２の量をＱ、金属多孔体９９の空孔を全て満たす量
に相当するペーストの量をＰとしたとき、Ｐ×１．１≦
Ｑ≦Ｐ×１．５を満たすことが重要である。

【００７７】次に、本実施の形態１で説明したノズル１
００を用いた充填方法を用いて、ペースト２を金属多孔
体９９に充填した場合のペースト２の吐出量Ｑを金属多
孔体９９の空孔を満たす量Ｐに対して、１００％〜１６
０％まで１０％づつ変化させたときの実充填率と充填量
ばらつきを測定した時の結果を、（実施例２）に示す。

【００７８】（実施例２）本実施の形態１で説明したノ
ズル１００を用いた充填方法を用いて、せん断速度１０
０ｓｅｃ^-1における粘度が２００００ｃｐである水酸化
ニッケル粉末を主成分とする水溶液に水酸化コバルトを
添加したペースト２を厚さ１ｍｍの金属多孔体９９に充
填した。金属多孔体９９の走行速度は１．８ｍ／ｍｉ
ｎ、ロールスムーザー７の回転数は４．５ｒｐｍ、各ノ
ズル１００から吐出する実吐出量は、単位幅当たり０．
１５（ｃｃ／ｓｅｃ）／ｃｍ（金属多孔体の空孔を全て
満たす量に相当）としたときの実吐出量を１００％とし
て１０％ずつ増加させ、１６０％まで実施した。

【００７９】ノズル１００は、ステンレス製で、吐出幅
２００ｍｍ、スリットギャップ１．５ｍｍとし、ロール
スムーザー７の直径は１２８ｍｍとした。

【００８０】（実施例２）の７種類の実吐出量率で金属
多孔体に充填した時の実充填率を比較した結果が（表
１）である。なお、実充填率とは、金属多孔体の体積及
び空孔率と活物質粉末の密度から算出した単位体積当た
りの理論重量に対する実測した単位体積当たりの重量の
割合である。

【００８１】

【表１】（表１）に示すように、実吐出量率が１００％でも実充
填率は８７％であり、未充填部が発生している。その影
響で充填量ばらつきも大きくなっている。

【００８２】そこで、本実施の形態の範囲内である実吐
出量率を１１０％以上にすると、実充填率は１００％に
なり、充填量ばらつきも低下する。

【００８３】しかし、実吐出量率が１６０％以上になる
と実充填率が１００％を越え、充填ばらつきも増大す
る。従って、実吐出量率１５０％までを本実施の形態の
範囲内とする。

【００８４】次に、本実施の形態１の効果を以下にまと
めて説明する。

【００８５】第１に、本発明の実施の形態１の充填方法
を用いることにより、増粘剤や結着剤が含有されていな
いペーストでも、分離せずに安定した状態でノズルから
吐出できるので、吐出ばらつきの少ない、均一な充填が
可能になる。

【００８６】第２に、本発明の実施の形態１の充填方法
を用いることにより、ノズル１００から両面同時にペー
スト２を吐出したり、ロールスムーザー７で両面同時に
擦り込むことで気泡の混入が抑制され、充填ばらつきの
少ない極板が得られる。

【００８７】第３に、本発明の実施の形態１の充填方法
を用いることにより、実充填率を１００％にすると共に
充填ばらつきを少なくすることが可能になるので、容量
が高く、安定した品質の極板が得られる。

【００８８】なお、本実施の形態１では、対向する一対
のノズル１００を用いて、金属多孔体９９の表裏面にペ
ースト２を付着（塗着）させるとしたが、例えば図４に
示すような含浸法で、金属多孔体９９の表裏面にペース
ト２を付着（塗着）させてもよい。要するに、金属多孔
体９９の表裏面に付着（塗着）したペースト２を、一対
のロールスムーザー７を用いて、金属多孔体９９内部に
擦り込み充填しさえすればよい。

【００８９】（実施の形態２）次に、図１と図２を参照
して、本発明にかかる実施の形態２について説明する。

【００９０】まず、本発明にかかる実施の形態２の装置
の構成をその動作とともに説明する。

【００９１】基本的に実施の形態１と同一であるが、ロ
ールスムーザー７で掻き取られた余剰分のペースト２
は、一部ロールスムーザー７に付着する。そこで、ロー
ルスムーザー７の下端に備えられた掻き落とし手段８に
て、ロールスムーザー７から掻き落とされ、ロールスム
ーザー７で掻き取ったペースト２と共に回収タンク９に
収容される。

【００９２】そして、回収タンク９に収容されたペース
ト２は、吸引が可能な吸引ポンプ１０によりペースト調
整タンク１１に送り込まれる。さらに、ペースト調整タ
ンク１１にて、固形分濃度を調整した後、ストックタン
ク１に送り込まれ、再利用される。

【００９３】また、本実施の形態にかかるノズル１００
の構成については、基本的に実施の形態１と同一であ
る。

【００９４】次に、本実施の形態の第１の特徴について
説明する。

【００９５】この第１の特徴は、図１に示すように、ロ
ールスムーザー７に付着した余剰分のペースト２を掻き
落とし手段８で掻き落とした後、回収タンク９に回収
し、再利用できるようにしたことである。

【００９６】図４に示す従来の充填装置において、スク
レーパー４４でペースト４２を掻き落とす時にその摩擦
力により溶媒と粉末の分離が発生する。増粘剤や結着剤
が含有されていないペースト４２では、この現象が顕著
になるため、掻き落とされたペースト４２が槽４１に貯
留されたペースト４２に混入し、ペースト性状が刻々と
変化し、充填量ばらつきが増大する。

【００９７】また、図５に示す従来の充填装置において
も、増粘剤や結着剤が含有されていないペースト５２で
は、ドクターナイフ５６でスムージングする際、その摩
擦力により、溶媒と粉末の分離が発生するため、ペース
ト性状の変化が、充填ばらつきに影響を与えてしまう。

【００９８】また、図１に示す本発明にかかる実施の形
態２の充填装置においても、ロールスムーザー７で掻き
落とす時にロールスムーザー７と金属多孔体９９の摩擦
力により溶媒と粉末の分離が発生する。

【００９９】そこで、図１に示すようにロールスムーザ
ー７で掻き落としたペーストが塗着するペーストに混入
しないように回収する回収タンクを設け、再利用できる
ようにしたことで、常に安定した性状のペーストをノズ
ル１００に供給できるようになる。

【０１００】すると、従来の充填装置よりペーストの性
状が安定するため、充填量ばらつきが低減されるととも
にペーストのロスも容易に低減できる。

【０１０１】次に、本実施の形態の第２の特徴について
説明する。

【０１０２】この第２の特徴は、図１に示すように、ペ
ースト調整タンク１１を設け、ペースト２の性状を元に
戻すようにしたことである。

【０１０３】図４に示す従来の充填装置においては、ス
クレーパー４４で掻き落とされたペーストが槽４１に混
入するため、槽全体のペースト性状を調整する必要があ
り、ペースト性状を安定化させ、充填量ばらつきを低減
することが容易ではない。

【０１０４】しかし、本実施の形態２では、掻き落とし
たペーストのみ回収し、調整できるペースト調整タンク
１１を設け、ペーストの性状を元に戻すことを容易にし
た。

【０１０５】なお、ペースト調整タンク１１には、赤外
線方式の含水率測定器が具備されており、ペースト含水
率を自動的に制御できる機構を備えている。

【０１０６】次に、本実施の形態２の効果を説明するた
めに、本実施の形態２で説明したノズル１００を用いた
充填装置を用いてペースト２を充填した場合と、図４に
示す従来方法でペースト２を充填した場合の充填量ばら
つきの経時変化を測定した時の結果を、（実施例３）、
（比較例２）に示す。

【０１０７】（実施例３）本実施の形態２で説明したノ
ズル１００を用いた充填方法を用いて、せん断速度１０
０ｓｅｃ^-1における粘度が２００００ｃｐである水酸化
ニッケル粉末を主成分とする水溶液に水酸化コバルトを
添加したペースト２を、厚さ１ｍｍの金属多孔体９９に
単位幅当たり０．２（ｃｃ／ｓｅｃ）／ｃｍの吐出量で
両面同時に塗着させ、金属多孔体９９の走行速度１．８
ｍ／ｍｉｎ、ロールスムーザー７の回転数４．５ｒｐｍ
で充填する。

【０１０８】１８０分連続充填し、乾燥させた後、３０
分置きのサンプルを抽出し、幅方向の充填量ばらつきを
測定した。

【０１０９】ノズル１００は、ステンレス製で、吐出幅
２００ｍｍ、スリットギャップ１．５ｍｍとし、ロール
スムーザー７の直径は１２８ｍｍとした。

【０１１０】（比較例２）図４に示す従来の含浸法を用
いて、せん断速度１００ｓｅｃ^-1における粘度が２００
００ｃｐである水酸化ニッケル粉末を主成分とする水溶
液に水酸化コバルトを添加したペースト２を、厚さ１ｍ
ｍの金属多孔体９９に走行速度１．８ｍ／ｍｉｎで塗着
させ、充填した。（実施例３）と同様に１８０分連続充
填し、乾燥させた後、３０分置きのサンプルを抽出し、
充填量ばらつきを測定した。

【０１１１】図８は、（実施例３）と（比較例２）の充
填量ばらつき測定結果のグラフである。

【０１１２】それぞれの方法で充填した長さ６０ｍの極
板の長手方向に５ｍ毎、幅方向に各３箇所ずつ５ｃｍ角
のサンプルを切り出し、活物質のみを抽出した後、電子
天秤にて重量を測定した。この重量を充填量とする。

【０１１３】そして、各幅方向の充填量ばらつきを算出
した数値Ｒを縦軸に摂り、長手方向の変化を見るために
横軸を充填時間としてグラフ化した。

【０１１４】図８に示すように、（実施例３）のノズル
を用いた充填方法の方が幅方向の充填量ばらつきの経時
変化が小さい。それは、ロールスムーザー７で掻き落と
したペーストを回収タンク９に回収し、ペースト調整タ
ンク１１で含水率を調整できるようにしたためである。
すなわち、本実施の形態２で説明したノズル１００を用
いた充填装置を用いることにより、ペースト含水率の変
化を抑制できるので、ペーストの性状が常に安定してい
る状態で充填することが可能になる。

【０１１５】次に、本実施の形態の第３の特徴について
説明する。

【０１１６】この第３の特徴は、金属多孔体９９とノズ
ル１００との間隙をＬ（以下塗着ギャップと呼ぶ）と
し、金属多孔体９９とロールスムーザー７の間隙をＫ
（以下ロールギャップと呼ぶ）とすると、Ｌ−０．０５
ｍｍ≦Ｋ＜Ｌを満たすことである。

【０１１７】塗着ギャップＬは、金属多孔体９９の厚み
や空孔率、または、ペーストの吐出量や粘度等の条件で
適時選択するものである。

【０１１８】ロールスムーザー７は、金属多孔体９９の
表面に塗着されたペースト４２を内部に均一に擦り込む
だけでなく、金属多孔体９９のふらつきを抑制し、塗着
ギャップを常に一定に保つ役目もある。

【０１１９】ロールギャップが塗着ギャップより大きく
なった場合、金属多孔体９９のふらつきによって、左右
いずれかのノズル１００先端のスリット出口が金属多孔
体９９によって塞がれてしまい、塞がれたノズル１００
内部のペーストの液圧が急上昇する恐れがある。

【０１２０】つまり、液圧が急激に変化すると、スリッ
ト内でのペーストの流速が急上昇するため、ペーストに
高いせん断力が加わり、金属多孔体９９の内部での粉末
と溶媒の分離が促進され、局部的に含水率の低いペース
トが充填される。

【０１２１】すなわち、ロールギャップが塗着ギャップ
より大きくなると、金属多孔体９９の走行方向での充填
量ばらつきが増大する。

【０１２２】逆に、ロールギャップが塗着ギャップに対
して０．０５ｍｍ未満になると、ロールスムーザー７と
金属多孔体９９の間のペーストを圧縮する力が増大し、
ペーストが幅方向に押し拡げられるため、塗着幅が拡が
ってしまい、幅方向の充填量ばらつきも増大する。

【０１２３】この圧縮力を緩和するために、ロールギャ
ップは、塗着ギャップに対して、０．０５ｍｍ以上であ
ることが望ましい。

【０１２４】従って、塗着ギャップＬとロールギャップ
Ｋの関係を、Ｌ−０．０５ｍｍ≦Ｋ＜Ｌに保つことが重
要である。

【０１２５】次に、本実施の形態２で説明したノズル１
００を用いた充填装置を用いて、塗着ギャップを固定
し、ロールギャップを変化させて、ペーストを充填した
場合の充填量ばらつきと塗着幅を測定した結果を、（実
施例４）に示す。

【０１２６】（実施例４）本実施の形態２で説明したノ
ズル１００を用いた充填装置を用いて、せん断速度１０
０ｓｅｃ^-1における粘度が２００００ｃｐである水酸化
ニッケル粉末を主成分とする水溶液に水酸化コバルトを
添加したペースト２を、厚さ１ｍｍの金属多孔体９９に
充填した。金属多孔体９９の走行速度は１．８ｍ／ｍｉ
ｎ、ロールスムーザー７の回転数は４．５ｒｐｍ、各ノ
ズル１００から吐出する実吐出量は単位幅当たり０．１
６（ｃｃ／ｓｅｃ）／ｃｍ（金属多孔体の空孔を全て満
たす量に相当）とした。

【０１２７】ノズル１００は、ステンレス製で、吐出幅
２００ｍｍ、スリットギャップ１．５ｍｍとし、ロール
スムーザー７の直径は１２８ｍｍとした。

【０１２８】塗着ギャップを１．１ｍｍとし、ロールギ
ャップを１．０４ｍｍから１．１０ｍｍまで０．０２ｍ
ｍピッチで変化させて、ペーストを充填した場合の充填
量ばらつきと塗着幅を測定した。

【０１２９】（実施例４）の４種類のロールギャップで
金属多孔体９９に充填した時の充填量ばらつきと塗着幅
の変化を測定した結果を（表２）に示す。

【０１３０】

【表２】（表２）に示すように、塗着ギャップが１．１０ｍｍで
ロールギャップ１．０４ｍｍの場合、塗着幅が拡がり、
充填量ばらつきが増大する。また、ロールギャップ１．
１０ｍｍの場合も充填量ばらつきが増大する。

【０１３１】そこで、本実施の形態の範囲内であるロー
ルギャップを１．０５ｍｍ以上１．１０未満にすると、
塗着幅は２００ｍｍになり、充填量ばらつきも低下す
る。

【０１３２】従って、本実施の形態２で説明したよう
に、塗着ギャップＬとロールギャップＫの関係を、Ｌ−
０．０５ｍｍ≦Ｋ＜Ｌに保つことが重要である。

【０１３３】本実施の形態２の効果を以下にまとめて説
明する。

【０１３４】第１に、本発明の実施の形態２の充填装置
でペーストを充填すると、充填量ばらつきの経時変化を
少なくすることが可能になるので、極板の歩留まりが向
上する。

【０１３５】第２に、本発明の実施の形態２の充填装置
でペーストを充填すると、塗着幅の安定した極板を得る
ことが可能になるので、後工程での極板のロスを少なく
することが容易になる。

【０１３６】第３に、本発明の実施の形態２の充填装置
でペーストを充填することにより、ペーストの再利用が
可能になるので、ペースト自体のロスも少なくなり、材
料コストの低減が容易になる。

【０１３７】（実施の形態３）次に、図６を参照して、
本発明にかかる実施の形態３について説明する。

【０１３８】まず、本発明にかかる実施の形態３の装置
の構成をその動作とともに説明する。図６は、本発明に
かかる実施の形態３のノズルを用いた充填方法及び装置
の概略を示すものである。

【０１３９】図６に示すように、ストックタンク６１内
のペースト６２は、例えば定量ポンプのように安定した
送液が可能な給液ポンプ６３により送り出される。次
に、ペースト６２は、気泡除去手段６４によりペースト
６２の内部の気泡を除去されノズル１００に送り込まれ
る。さらに、マニホールド６５からスリット６６へ押し
出され、スリット６６の出口から吐出され、矢印Ｄの方
向に連続走行する金属多孔体９９の片側から内部に充填
される。

【０１４０】次に、金属多孔体９９は含浸槽６７に搬送
され、含浸槽６７に貯留された補充ペースト６８を金属
多孔体９９の未充填部６９に含浸させる。

【０１４１】さらに、金属多孔体９９に含浸された補充
ペースト６８は、含浸槽６７の上方に配置され、金属多
孔体９９の走行方向に対して逆方向に回転するロールス
ムーザー７０によって、金属多孔体９９の内部に擦り込
まれると同時に、余剰分の補充ペースト６８が掻き落と
される。

【０１４２】また、本実施の形態にかかるノズル１００
の構成については、基本的に実施の形態１と同一であ
る。

【０１４３】次に、本実施の形態の第１の特徴について
説明する。

【０１４４】この第１の特徴は、図６に示すように、ノ
ズル１００と含浸槽６７を併用して金属多孔体９９にペ
ーストを充填することである。

【０１４５】ペーストがノズル１００から金属多孔体９
９の内部に充填される時、金属多孔体９９自身が細かい
多孔質であるため、増粘剤や結着剤の含有されていない
ペーストだと濾過されて、溶媒と粉体が分離してしま
う。そこで、ペーストが貯留された含浸槽に金属多孔体
９９を搬送して、再充填を行い、ペーストを補充するこ
とで、金属多孔体９９の内部にペーストを浸透させるこ
とが容易になる。

【０１４６】また、含浸槽６７に投入する前に密閉系の
ノズル１００でペーストを充填するので、気泡や異物の
混入を抑制できる。さらに、含浸槽６７で補充するペー
ストの量が少量で済むので、ペーストのロスも低減でき
る。

【０１４７】また、実施の形態１と同様に、ノズル１０
０のスリットギャップｈを１．５ｍｍ以上にすること
で、増粘剤や結着剤の含有されていないペーストでも、
ノズル１００から吐出する時に分離しにくくなる。ゆえ
に、ノズル１００のスリットギャップは１．５ｍｍ以上
が望ましい。

【０１４８】また、実施の形態１と同様に、ペーストの
固形分濃度が７０％未満になると溶媒と粉末の分離が促
進されるので、ペーストの固形分濃度は７０％以上が望
ましい。

【０１４９】次に、本実施の形態の第２の特徴について
説明する。

【０１５０】この第２の特徴は、図６に示すように、ロ
ールスムーザー７０で金属多孔体９９に充填されたペー
ストを擦り込むことである。

【０１５１】実施の形態１と同様に、ロールスムーザー
７０を金属多孔体９９の走行方向に対して逆方向に回転
させ、ペーストを両面同時に擦り込むことで、気泡の混
入を防止し、表裏の充填量のバランスを均一にすること
ができる。

【０１５２】次に、本実施の形態の第３の特徴について
説明する。

【０１５３】この第３の特徴は、ノズル１００から吐出
されるペーストの量をＱ、金属多孔体９９の空孔に残留
する量をＰとしたとき、Ｐ＝Ｑを実質上満たすことであ
る。

【０１５４】実施の形態１で説明したように、金属多孔
体９９の空孔を全て満たすためにはノズル１００から吐
出するペーストの量を空孔を全て満たす量より多くする
必要がある。しかしながら、本実施の形態３では、ノズ
ル１００で充填した後、含浸槽６７に貯留されたペース
トを補充することができるので、その必要がない。

【０１５５】また、実施の形態２で説明した余剰分のペ
ーストを掻き落とす必要がないので、装置の構成を簡素
化できる。

【０１５６】さらに、ノズル１００から吐出したペース
トが全て、金属多孔体９９の内部に残るので、ペースト
のロスを大幅に低減できる。

【０１５７】ゆえに、ノズル１００から吐出されるペー
ストの量Ｑと金属多孔体９９の内部に残す量Ｐが実質上
同一であることが重要である。

【０１５８】本実施の形態３の効果を以下にまとめて説
明する。

【０１５９】第１に、本発明の実施の形態３の充填方法
を用いることにより、ペーストのロスを大幅に削減でき
る。

【０１６０】第２に、本発明の実施の形態３の充填方法
を用いることにより、簡易的な装置で生産できるので、
設備コストが削減できる。

【０１６１】第３に、本発明の実施の形態３の充填方法
を用いることにより、容量が高く、安定した品質の極板
がえられる。

【０１６２】（実施の形態４）次に、図６を参照して、
本発明にかかる実施の形態４について説明する。

【０１６３】まず、本発明にかかる実施の形態４の装置
の構成とその動作は、基本的に実施の形態３と同一であ
る。また、本実施の形態にかかるノズル１００の構成に
ついては、基本的に実施の形態１と同一である。

【０１６４】次に、本実施の形態の第１の特徴について
説明する。

【０１６５】この第１の特徴は、図６に示すように、ノ
ズル１００とロールスムーザー７０の下方に含浸槽６７
を設けたことである。

【０１６６】ペーストを吐出するノズル１００と掻き落
とすロールスムーザー７０の下方に、ペーストを貯留す
る含浸槽６７を設けることにより、実施の形態２で説明
したペースト回収システムが不要になる。

【０１６７】つまり、ノズル１００からこぼれ落ちるペ
ーストやロールスムーザー７０で掻き落とされたペース
トを含浸槽６７で受けとめられるので、ペーストを回収
する必要がなくなる。

【０１６８】また、装置の構成が簡略化できるので、生
産設備への展開が容易になる。

【０１６９】次に、本実施の形態の第２の特徴について
説明する。

【０１７０】この第２の特徴は、金属多孔体９９の厚み
ｔとロールスムーザー７０の間隔ｄを実質上同一にした
ことである。

【０１７１】本実施の形態４では、含浸槽６７でペース
トを充填する前にノズル１００で充填するため、金属多
孔体９９の内部にペーストが浸透した状態になる。ゆえ
に、ロールスムーザー７０は、少量のペーストを擦り込
むだけで良いので、掻き落とす工程でのばらつきが低減
され、より均一な充填が可能になる。

【０１７２】次に、本実施の形態の第３の特徴について
説明する。

【０１７３】この第３の特徴は、ロールスムーザー７０
の高さ方向の位置をＺ１、ロールスムーザーの径をＤ、
含浸槽６７に貯留したペーストの液面水位をＺ２とする
と、Ｚ２＋Ｄ＋５ｍｍ＜Ｚ１≦Ｚ２＋Ｄ＋１０ｍｍを満
たすことである。

【０１７４】金属多孔体９９が含浸槽６７から離脱する
時、大気開放状態になるので、含浸槽６７で再充填され
たペーストを金属多孔体９９にロールスムーザー７０で
擦り込む前に気泡が混入する恐れがある。

【０１７５】本実施の形態４では、その対策としてロー
ルスムーザー７０の高さ方向の位置を含浸槽６７に貯留
したペーストの液面水位に接触しない程度に近づけるこ
とで気泡の混入を抑制するようにした。

【０１７６】ペーストの液面からロールスムーザー７０
までの距離を５ｍｍ以下にすると液面とロールスムーザ
ー７０が接触するため、含浸槽６７のペーストを引き上
げてしまう。すると、余分なペーストを擦り込んでしま
うので、充填ばらつきが増大する。

【０１７７】一方、１０ｍｍ以上にすると大気に開放さ
れる時間が長くなるため、気泡の混入が激しくなり、ロ
ールスムーザー７０で擦り込んだ後に気泡がはじけてし
まい、それが充填ばらつきを悪化させる要因となる。

【０１７８】ゆえに、含浸槽６７のペーストの液面水位
からロールスムーザー７０までの距離を５ｍｍ以上１０
ｍｍ以下にすることが望ましい。

【０１７９】本実施の形態４の効果を以下にまとめて説
明する。

【０１８０】第１に、本発明の実施の形態４の充填装置
を用いることにより、ペーストを回収するシステムが不
要になるので、装置の簡素化が可能になる。

【０１８１】第２に、本発明の実施の形態４の充填装置
でペーストを充填することにより、気泡の混入が抑制さ
れ、充填ばらつきの安定した極板を得ることが可能にな
る。

【０１８２】第３に、本発明の実施の形態４の充填装置
でペーストを充填することにより、ペースト自体のロス
も少なくなり、材料コストの低減が容易になる。

【０１８３】（実施の形態５）次に、図３および図９を
参照して、本発明にかかる実施の形態５について説明す
る。

【０１８４】まず、本発明にかかる実施の形態５の装置
の構成をその動作とともに説明する。図３は、本発明に
かかる実施の形態５のノズルを用いた充填方法及び装置
の概略を示す図である。

【０１８５】本発明にかかる実施の形態５の装置の構成
と方法である動作は、基本的に実施の形態１と同一であ
る。

【０１８６】また、本実施の形態にかかるノズル１００
の構成については、基本的に実施の形態１と同一であ
る。

【０１８７】但し、図３および図９に示すように、ペー
スト２を金属多孔体９９にストライプ状に充填するた
め、金属多孔体９９の無充填部３４を形成する位置にそ
の無充填幅に相当する幅の複数のストライプ仕切り３１
がノズル１００のスリット６に設けられている。

【０１８８】また、金属多孔体９９の無充填部３４を形
成する位置にその無充填幅に相当する幅の複数のストラ
イプ溝３２がロールスムーザー７の円周上に設けられて
いる。

【０１８９】これにより、供給口２４からマニホールド
５に流れ込んだペースト２が、スリット６に設けられた
複数のストライプ仕切３１によって分流される。そし
て、金属多孔体９９にストライプ状に塗着され、複数の
ストライプ溝３２が設けられたロールスムーザー７によ
って擦り込まれることにより、ストライプ充填部３３が
形成される。

【０１９０】次に、本実施の形態の第１の特徴について
説明する。

【０１９１】この第１の特徴は、図３に示すように、金
属多孔体９９の表裏両側から両面同時にノズル１００の
複数のスリット出口からペーストを吐出し、塗着させる
ことである。

【０１９２】実施の形態１と同様に、本発明にかかる実
施の形態５の密閉系のノズル１００を用いてペーストを
吐出することで、ペースト中に空気や異物が入りにくく
なるので、気泡の発生を抑制することができる。

【０１９３】また、金属多孔体９９の内部に充填する量
とノズル１００から吐出される量がほぼ同等になるため
大量のペーストを必要としなくなり、ペーストのロスを
大幅に低減できる。

【０１９４】本発明にかかる実施の形態５のノズル１０
０を用いて複数のスリット出口からペーストを吐出し、
金属多孔体９９にストライプ状に塗着させることで、空
気や異物の混入による気泡の発生を抑制することと、塗
着させるペーストのロスを低減することが容易になる。

【０１９５】また、実施の形態１と同様に、ノズル１０
０のスリットギャップｈを１．５ｍｍ以上にすること
で、増粘剤や結着剤の含有されていないペーストでも、
ノズル１００から吐出する時に分離しにくくなる。ゆえ
に、ノズル１００のスリットギャップは１．５ｍｍ以上
が望ましい。

【０１９６】また、実施の形態１と同様に、ペーストの
固形分濃度が７０％未満になると溶媒と粉末の分離が促
進されるので、ペーストの固形分濃度は７０％以上が望
ましい。

【０１９７】次に、本実施の形態の第２の特徴について
説明する。

【０１９８】この第２の特徴は、図３に示すように、ロ
ールスムーザー７にストライプ溝３２を設け、ストライ
プ充填部のみペーストを金属多孔体９９内部に擦り込む
ことである。

【０１９９】本発明にかかる実施の形態５のノズル１０
０を用いて金属多孔体９９にストライプ状に塗着された
ペーストをその部位のみ金属多孔体９９の内部に擦り込
む目的で設けている。ストライプ溝の設けられていない
ロールスムーザーでペーストを擦り込むと、金属多孔体
の表面に塗着されたペーストが金属多孔体の無充填部に
まで拡がる恐れがあり、ストライプ塗着部の幅が不安定
になる。

【０２００】ゆえに、無充填部の位置に相当するロール
スムーザー７の部位にストライプ溝３２を設け、ストラ
イプ充填部のみ擦り込むようにすることで、ペーストが
無充填部まで拡がることを抑制することができる。

【０２０１】本実施の形態５の効果を以下にまとめて説
明する。

【０２０２】第１に、本発明の実施の形態５の充填方法
を用い、ストライプ充填することにより、充填部の幅が
均一になり、後工程で無充填部を剥離によって形成する
工程が削減できる。

【０２０３】第２に、本発明の実施の形態５のノズル１
００を用いた充填方法を用い、ストライプ充填すること
により、剥離によるロスを削減できるので、材料コスト
を低減できる。

【０２０４】（実施の形態６）次に、図３および図９を
参照して、本発明にかかる実施の形態６について説明す
る。

【０２０５】図３は、本発明にかかる実施の形態６のノ
ズルを用いた充填装置の概略である。

【０２０６】まず、本発明にかかる実施の形態６の装置
の構成と方法である動作は、基本的に実施の形態５と同
一である。

【０２０７】また、本実施の形態にかかるノズル１００
の構成については、基本的に実施の形態１と同一であ
る。

【０２０８】但し、図３および図９に示すように、ペー
スト２を金属多孔体９９にストライプ状に充填するた
め、金属多孔体９９の無充填部３４を形成する位置にそ
の無充填幅に相当する幅の複数のストライプ仕切り３１
がノズル１００のスリット６に設けられている。

【０２０９】また、金属多孔体９９の無充填部を形成す
る位置にその無充填幅に相当する幅の複数のストライプ
溝３２がロールスムーザー７の円周上に設けられてい
る。

【０２１０】これにより、供給口２４からマニホールド
５に流れ込んだペースト２が、スリット６に設けられた
複数のストライプ仕切３１によって分流される。そし
て、金属多孔体９９にストライプ状に塗着され、複数の
ストライプ溝３２が設けられたロールスムーザー７によ
って擦り込まれることにより、ストライプ充填部３３が
形成される。

【０２１１】次に、本実施の形態の第１の特徴について
説明する。

【０２１２】この第１の特徴は、図３に示すように、ノ
ズル１００のスリット６にストライプ仕切り３１を設け
たことである。

【０２１３】ストライプ仕切り３１は、ペーストがノズ
ル１００のマニホールド５からスリット６に押し出され
る時に分流するように設けている。

【０２１４】ストライプ仕切り３１をマニホールド５す
なわちスリット６入口からスリット６出口まで設けるこ
とで、マニホールド５からスリット６出口までのペース
トの流れをスムーズに分流させることが容易になる。

【０２１５】また、ストライプ仕切り３１の幅は、無充
填部と同一であることが望ましい。

【０２１６】次に、本実施の形態の第２の特徴について
説明する。

【０２１７】この第２の特徴は、図３に示すように、ロ
ールスムーザー７にストライプ溝３２を設けたことであ
る。

【０２１８】金属多孔体９９にストライプ状に塗着され
たペーストを金属多孔体９９の内部にストライプ状に充
填するために、ストライプ充填部のみ擦り込む目的で設
けている。

【０２１９】つまり、ロールスムーザー７にストライプ
溝３２を設けることで、金属多孔体９９の内部にペース
トを擦り込む時、ストライプ充填部に塗着された余剰分
のペーストが押し拡げられても、ストライプ溝３２に流
れ込むため、無充填部に付着することを防止する効果が
ある。

【０２２０】なお、本実施の形態６では、３条のストラ
イプ充填の場合について説明しており、図３、図９に示
すように、ノズル１００のスリット６にはストライプ仕
切り３１が、ロールスムーザー７にはストライプ溝３２
が、それぞれ４ヶ所設けられている。但し、ノズル１０
０の両端２ヶ所のストライプ仕切り３１は、全体の塗装
幅を調整するためのもので、調整する必要が無ければ設
けなくても良い。また、ロールスムーザー７の両端２ヶ
所のストライプ溝３２は、両端のストライプ充填部３３
から流れ込んだペーストが両端の無充填部３４に付着す
ることを防止するためのもので、金属多孔体９９に接触
しないように両端の径を細くすれば良いので、必ずしも
溝が必要なわけでわない。

【０２２１】本発明では、少なくとも２以上のストライ
プを充填する場合について適用されるので、ストライプ
仕切り３１とストライプ溝３２の数は、基本的に条数−
１である。

【０２２２】次に、本実施の形態６で説明したノズル１
００を用いた充填装置を用いて、ロールスムーザー７に
ストライプ溝が形成されていない場合と形成されている
場合に、ペースト２を充填した時の無充填部の幅を測定
し、比較した結果を、（実施例５）に示す。

【０２２３】（実施例５）本実施の形態６で説明したノ
ズル１００を用いた充填装置を用いて、せん断速度１０
０ｓｅｃ^-1における粘度が２００００ｃｐである水酸化
ニッケル粉末を主成分とする水溶液に水酸化コバルトを
添加したペースト２を、厚さ１ｍｍの金属多孔体９９に
単位幅当たり０．１８（ｃｃ／ｓｅｃ）／ｃｍの吐出量
で３条のストライプ状に両面同時に塗着させ、金属多孔
体９９の走行速度１．８ｍ／ｍｉｎ、ロールスムーザー
７の回転数４．５ｒｐｍで充填した。

【０２２４】ノズル１００は、ステンレス製で、３ヶ所
のストライプ吐出幅を６０ｍｍ、２ヶ所のストライプ仕
切り幅を５ｍｍ、スリットギャップを１．５ｍｍとし
た。

【０２２５】ロールスムーザー７は、直径１２８ｍｍの
ものと、同径で幅５ｍｍのストライプ溝が４ヶ所形成さ
れているものを使用した。

【０２２６】ロールスムーザー７にストライプ溝３２が
形成されていない場合と形成されている場合で、各条の
ストライプ充填部の幅を実体顕微鏡で測定した結果を
（表３）に示す。

【０２２７】

【表３】（表３）に示すように、ロールスムーザーにストライプ
溝が無い場合は、ストライプ仕切りの設けられたノズル
を用いて金属多孔体にストライプ条に塗着させても、ロ
ールスムーザーで押し拡げられるために、吐出幅より３
〜４ｍｍほど広くなる。

【０２２８】しかし、本実施の形態で説明したストライ
プ溝を設けることにより、押し拡げられた余剰分のペー
ストが、ストライプ溝に流れ込むため、吐出幅とほぼ同
一になる。

【０２２９】次に、本実施の形態の第３の特徴について
説明する。

【０２３０】この第３の特徴は、ストライプ仕切りの幅
をＸ、ストライプ溝の幅Ｙとすると、Ｘ−０．３ｍｍ＜
Ｙ≦Ｘを満たすことである。

【０２３１】ロールスムーザーのストライプ溝は、余剰
分のペーストが無充填部に付着することを防止するため
に設けられているが、ストライプ仕切りの幅より大きく
すると、各条の両端が掻き落とせなくなるため、局部的
な掻き残しによる盛り上がり部（以下耳立ちと呼ぶ）が
発生する。

【０２３２】この耳立ちは、後工程の極板圧延時に厚み
ムラを起こしたり、組立時にセパレータを突き破るリー
ク不良等を引き起こすため、極板だけでなく、電池の品
質にも悪影響を及ぼす。

【０２３３】また、ストライプ仕切りの幅に対して０．
３ｍｍ以下のストライプ溝にすると、ペーストが流れ込
む作用が抑制され、ストライプ溝が無い場合と同様に、
余剰分のペーストを無充填部に擦り込んでしまう。

【０２３４】従って、ストライプ溝の幅Ｙをストライプ
仕切りの幅Ｘに対して、Ｘ−０．３ｍｍ＜Ｙ≦Ｘの関係
を保つことが重要である。

【０２３５】次に、本実施の形態６で説明したノズル１
００を用いた充填装置を用い、ロールスムーザーのスト
ライプ溝の幅を変化させて、ペースト２を３条のストラ
イプに充填し、各条のストライプ充填部の幅を測定した
時の結果を、（実施例６）に示す。

【０２３６】（実施例６）本実施の形態６で説明したノ
ズル１００を用いた充填装置を用いて、せん断速度１０
０ｓｅｃ^-1における粘度が２００００ｃｐである水酸化
ニッケル粉末を主成分とする水溶液に水酸化コバルトを
添加したペースト２を、厚さ１ｍｍの金属多孔体９９に
単位幅当たり０．１８（ｃｃ／ｓｅｃ）／ｃｍの吐出量
で３条のストライプ状に両面同時に塗着させ、金属多孔
体９９の走行速度１．８ｍ／ｍｉｎ、ロールスムーザー
７の回転数４．５ｒｐｍで充填した。

【０２３７】ノズル１００は、ステンレス製で、３ヶ所
のストライプ吐出幅を６０ｍｍ、２ヶ所のストライプ仕
切り幅を５ｍｍ、スリットギャップを１．５ｍｍとし
た。

【０２３８】ロールスムーザー７は、直径１２８ｍｍ
で、ストライプ溝３２の幅を４．７〜５．１ｍｍまで
０．１ｍｍピッチの５種類のものを使用した。

【０２３９】その５種類のロールスムーザーを使用して
充填した後、各条のストライプ充填部の幅を実体顕微鏡
で測定した結果を（表４）に示す。

【０２４０】

【表４】（表４）に示すように、ストライプ仕切りの幅より０．
３ｍｍ以下である４．７ｍｍのストライプ溝の場合、３
〜５ｍｍほどストライプ充填部の幅が拡がってしまい、
ストライプ溝に流れ込む効果が全く無くなることがわか
る。

【０２４１】また、ストライプ仕切りの幅以上である
５．１ｍｍのストライプ溝の場合、ストライプ充填部の
幅は、問題無いが、耳立ちが発生する。

【０２４２】本実施の形態の範囲内であれば、安定した
幅のストライプ充填部が得られる。

【０２４３】本実施の形態６の効果を以下にまとめて説
明する。

【０２４４】第１に、本発明の実施の形態６の充填装置
を用い、ストライプ充填することにより、充填部の幅が
均一になり、後工程で無充填部を剥離によって形成する
工程が削減できる。

【０２４５】第２に、本発明の実施の形態６の充填装置
を用い、ストライプ充填することにより、耳立ちの無い
極板が得られるので、後工程の歩留まりが向上する。

【０２４６】第３に、本発明の実施の形態６の充填装置
を用い、ストライプ充填することにより、剥離によるロ
スを削減できるので、材料コストを低減できる。

【０２４７】以上、実施の形態で説明したように、各実
施の形態における充填方法及び装置を用いることによ
り、増粘剤や結着剤の含有されていないペーストでも、
気泡の無い、活物質が均一に充填された正極板が得られ
るので、電池の高容量化が可能になる。

【０２４８】また、ノズルとロールスムーザーを併用す
ることやペーストを回収し、再利用できるようにしたこ
とで、充填ばらつきが低減されるだけでなく、充填ばら
つきの経時変化も少なくなるので、極板の歩留まりが向
上し、材料コストも削減できる。

【０２４９】また、ノズルと含浸槽とロールスムーザー
を併用することにより、充填ばらつきが低減されるだけ
でなく、充填装置の簡素化も可能になる。

【０２５０】さらに、ストライプ仕切りやストライプ溝
を設けることにより、ストライプ充填が可能になるの
で、剥離工程や材料ロスも削減できるだけでなく、後工
程の歩留まりも向上される。

【０２５１】その結果、アルカリ蓄電池の性能と製品歩
留まりを大幅に向上でき、さらに、製品品質を格段に向
上できる。

【０２５２】

【発明の効果】以上説明したところから明らかなよう
に、本発明は、活物質粉末および溶媒を、金属多孔体内
部に擦り込み充填するペースト充填方法及び装置を提供
することができる。

【０２５３】また、本発明は、後工程で活物質をストラ
イプ状に剥離しないですむように、活物質を含むペース
トを金属多孔体内部に充填するさいに、そのペーストを
ストライプ状に充填するペースト充填方法及び装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる実施の形態１、２のノズルを用
いた充填方法及び装置の概略図である。

【図２】本発明にかかる実施の形態のノズルの斜視図で
ある。

【図３】本発明にかかる実施の形態５、６のノズルを用
いた充填装置の概略図である。

【図４】従来の充填方法（含浸法）を示す概略図であ
る。

【図５】従来の充填方法（吸引法）を示す概略図であ
る。

【図６】本発明にかかる実施の形態３、４のノズルを用
いた充填装置の概略図である。

【図７】本発明の充填方法（実施例１）及び従来の充填
方法（比較例１）における幅方向の充填量ばらつきの測
定結果を示す図である。

【図８】本発明の充填方法（実施例３）及び従来の充填
方法（比較例２）における幅方向の充填量ばらつきの経
時変化の測定結果を示す図である。

【図９】本発明にかかる実施の形態５、６のノズルの斜
視図である。

【符号の説明】

１ストックタンク２ペースト３給液ポンプ４気泡除去手段５マニホールド６スリット７ロールスムーザー８掻き落とし手段９回収タンク１０吸引ポンプ１１ペースト調整タンク１２ガイドロール２１上ブロック２２下ブロック２３Ｌ、２３Ｒサイドブロック２４供給口３１ストライプ仕切り３２ストライプ溝３３ストライプ充填部３４無充填部４１槽４２ペースト４３充填ローラー４４スクレーパー４５金属多孔体５１金属多孔体５２ペースト５３ノズル５４ブロワ５５吸引開口部５６ドクターナイフ６１ペースト６２タンク６３給液ポンプ６４気泡除去手段６５マニホールド６６スリット６７含浸槽６８補充ペースト６９未充填部７０ロールスムーザー９９金属多孔体１００ノズル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】連続走行し、かつ、空孔を有する金属多
孔体に、活物質粉末を主成分とするペーストを充填する
方法であって、前記金属多孔体の表裏面に前記ペーストを付着させ、そのペーストが表裏面に付着した前記金属多孔体の表裏
面両側に対向して位置する一対のロールを、前記金属多
孔体の走行方向に対して逆方向または順方向に回転させ
ながら、前記一対のロールで前記金属多孔体に付着した
前記ペーストを、前記金属多孔体内部に、その金属多孔
体の表裏面から同時に擦り込み充填することを特徴とす
るペースト充填方法。
【請求項２】前記金属多孔体の表裏面への前記ペース
トの付着を、対向する一対のノズルから前記ペーストを
前記金属多孔体の表裏面に同時に吐出することによって
行うことを特徴とする請求項１に記載のペースト充填方
法。
【請求項３】前記金属多孔体の表裏面への前記ペース
トの付着を、前記金属多孔体の片側に位置するノズルか
ら前記ペーストを前記金属多孔体の片面に吐出し、その
後、前記ペーストが片面に付着した前記金属多孔体を前
記ペーストが貯留された含浸槽内に搬送することによっ
て行うことを特徴とする請求項１に記載のペースト充填
方法。
【請求項４】前記ペーストの固形分濃度が７０％以上
であることを特徴とする請求項１に記載のペースト充填
方法。
【請求項５】前記ノズルから吐出される前記ペースト
の量をＱ、前記金属多孔体の空孔を全て満たす量に相当
する前記ペーストの量をＰとすると、Ｐ×１．１≦Ｑ≦Ｐ×１．５を満たすことを特徴とする請求項２に記載のペースト充
填方法。
【請求項６】前記ノズルから吐出される前記ペースト
の量をＱ、前記金属多孔体の空孔に残留する量に相当す
る前記ペーストの量をＰとすると、Ｐ＝Ｑを実質上満たすことを特徴とする請求項３に記載のペー
スト充填方法。
【請求項７】前記ノズルが、ストライプ仕切りによっ
て仕切られている実質上平行な関係にある複数のスリッ
ト出口を有しており、前記金属多孔体の表裏面に前記ペ
ーストを少なくとも２条以上のストライプ状にして付着
させ、前記ロールで前記金属多孔体に付着した前記ペースト
を、前記ストライプ状を実質上保持しつつ、前記金属多
孔体内部に、その金属多孔体の表裏面から同時に擦り込
み充填することを特徴とする請求項２に記載のペースト
充填方法。
【請求項８】下方から上方へ連続走行し、表裏面に活
物質粉末を主成分とするペーストが付着している、空孔
を有する金属多孔体の表裏面両側に対向するように配置
され、前記金属多孔体の走行方向に対して逆方向または
順方向に回転し、前記ペーストを前記金属多孔体内部
に、その金属多孔体の表裏面から同時に擦り込み充填す
る一対のロールを少なくとも備えたことを特徴とするペ
ースト充填装置。
【請求項９】前記ロールに付着した前記ペーストを前
記ロールの下端で掻き落とす掻き落とし手段と、前記掻き落とし手段で掻き落とされた前記ペーストを回
収する回収タンクと、前記回収タンクに収容された前記ペーストを再生するペ
ースト調整手段とを備え、前記掻き落とし手段で掻き落とされた前記ペーストを再
利用することを特徴とする請求項８に記載のペースト充
填装置。
【請求項１０】前記ロールの下方に、前記下方から上
方へ連続走行する金属多孔体の表裏面両側に対向するよ
うに配置され、前記ペーストを前記金属多孔体の表裏面
に同時に吐出する一対のノズルを備えたことを特徴とす
る請求項８に記載のペースト充填装置。
【請求項１１】前記金属多孔体と前記ノズルとの間隙
をＬ、前記金属多孔体と前記ロールとの間隙をＫとする
と、Ｌ−０．０５ｍｍ≦Ｋ＜Ｌを満たすことを特徴とする請求項１０に記載のペースト
充填装置。
【請求項１２】前記ペーストを前記金属多孔体の片面
に吐出するノズルと、前記ペーストを貯留する含浸槽とを備え、前記ペーストが、前記ノズルおよび前記含浸槽によっ
て、前記金属多孔体の表裏面に付着し、前記ロールが、前記ノズルおよび前記含浸槽によって前
記金属多孔体の表裏面に付着した前記ペーストを、前記
金属多孔体の表裏面から内部に同時に擦り込み充填する
ことを特徴とする請求項８に記載のペースト充填装置。
【請求項１３】前記ロールの高さ方向の位置をＺ１、
前記ロールの径をＤ、前記含浸槽に貯留された前記ペー
ストの液面水位をＺ２とすると、Ｚ２＋Ｄ＋５ｍｍ＜Ｚ１≦Ｚ２＋Ｄ＋１０ｍｍを満たすことを特徴とする請求項１２に記載のペースト
充填装置。
【請求項１４】前記ノズルが、ストライプ仕切りによ
って仕切られている実質上平行な関係にある複数のスリ
ット出口を有しているとともに、前記ロールが、前記ノズルの前記ストライプ仕切りの位
置に対応する位置に、円周上に形成された一つまたは複
数のストライプ溝を有しており、前記ペーストが、前記ノズルによって前記金属多孔体の
表裏面にストライプ状に付着し、前記ロールによって前
記ストライプ状が実質上保持されたまま、前記金属多孔
体の表裏面から内部に擦り込まれ充填されることを特徴
とする請求項１０に記載のペースト充填装置。
【請求項１５】前記ストライプ仕切りの幅が前記ペー
ストの無充填部の幅に相当し、前記ストライプ仕切りの
長さが前記ノズルのスリットの入口からそのスリットの
出口までの長さであることを特徴とする請求項１４に記
載のペースト充填装置。
【請求項１６】前記ノズルの前記ストライプ仕切りの
幅をＸ、前記ロールの前記ストライプ溝の幅をＹとする
と、Ｘ−０．３ｍｍ＜Ｙ≦Ｘを満たすことを特徴とする請求項１４に記載のペースト
充填装置。
【請求項１７】前記ノズルのスリットギャップが１．
５ｍｍ以上であり、前記ペーストには増粘剤または結着
剤が含有されていないことを特徴とする請求項１０また
は１２に記載のペースト充填装置。
【請求項１８】前記ロールの間隙ｄが前記金属多孔体
の厚さｔと実質上等しいことを特徴とする請求項８に記
載のペースト充填装置。