JP2010123455A - Method for manufacturing negative electrode mixture paste - Google Patents
Method for manufacturing negative electrode mixture paste Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010123455A JP2010123455A JP2008297126A JP2008297126A JP2010123455A JP 2010123455 A JP2010123455 A JP 2010123455A JP 2008297126 A JP2008297126 A JP 2008297126A JP 2008297126 A JP2008297126 A JP 2008297126A JP 2010123455 A JP2010123455 A JP 2010123455A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- negative electrode
- slurry
- hydrogen storage
- storage alloy
- water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
Description
本発明は、水素吸蔵合金粉末を含む負極合剤ペーストの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a negative electrode mixture paste containing hydrogen storage alloy powder.
近年、様々な電池が開発されているが、例えば、ニッケル水素蓄電池は、エネルギー密度が高く、信頼性に優れた二次電池として急速に普及している。
ニッケル水素蓄電池では、負極板として、例えば、ニッケルメッキ鋼板(パンチングメタル)に、水素吸蔵合金粉末を含む負極合剤ペーストを塗布し、乾燥及び加圧して作製した負極板が用いられている。このうち、水素吸蔵合金を含む負極合剤ペーストの製造方法として、様々な方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
In recent years, various batteries have been developed. For example, nickel-metal hydride storage batteries are rapidly spreading as secondary batteries having high energy density and excellent reliability.
In a nickel metal hydride storage battery, for example, a negative electrode plate produced by applying a negative electrode mixture paste containing a hydrogen storage alloy powder to a nickel-plated steel plate (punching metal), drying, and pressing is used. Among these, various methods are proposed as a manufacturing method of the negative mix paste containing a hydrogen storage alloy (for example, refer patent document 1).
特許文献1には、次のような製造方法が開示されている。水素吸蔵合金を湿式ボールミルにより水中で平均粒径30μmに粉砕して水素吸蔵合金粉末を得る。次いで、この水素吸蔵合金粉末とアルカリ水溶液とを攪拌槽内に投入して混合し、この混合物を15分間攪拌して、水素吸蔵合金粉末にアルカリ処理を施す。次に、アルカリ処理後の混合物を加圧濾過槽に導入し、加圧してアルカリ水溶液を排出し、多量の水を用いて水洗することにより、アルカリ処理済の水素吸蔵合金粉末を得る。次いで、この水素吸蔵合金粉末に、CMC水溶液及びケッチェンブラックを加えて混練した後、SBR水溶液を加えて撹拌することにより、負極合剤ペーストを得る。 Patent Document 1 discloses the following manufacturing method. The hydrogen storage alloy powder is obtained by pulverizing the hydrogen storage alloy in water to an average particle size of 30 μm with a wet ball mill. Next, the hydrogen storage alloy powder and the aqueous alkali solution are put into a stirring vessel and mixed, and the mixture is stirred for 15 minutes to subject the hydrogen storage alloy powder to an alkali treatment. Next, the alkali-treated mixture is introduced into a pressure filtration tank, pressurized to discharge the aqueous alkali solution, and washed with a large amount of water to obtain an alkali-treated hydrogen storage alloy powder. Next, a CMC aqueous solution and ketjen black are added to and kneaded with the hydrogen storage alloy powder, and then an SBR aqueous solution is added and stirred to obtain a negative electrode mixture paste.
ところで、アルカリ処理後の水素吸蔵合金粉末を、多量の水を用いて水洗すると、水素吸蔵合金粉末は水と共にスラリーとなる。特許文献1には、このスラリーの脱水方法について具体的な記載がないが、何らかの方法でスラリーを脱水処理していると考えられる。 By the way, when the hydrogen storage alloy powder after the alkali treatment is washed with a large amount of water, the hydrogen storage alloy powder becomes a slurry together with water. Patent Document 1 does not specifically describe the slurry dewatering method, but it is considered that the slurry is dewatered by some method.
ところが、水素吸蔵合金粉末及び水からなるスラリーを脱水処理して、完全に、水分を取り除くことは困難である。従って、スラリーを脱水処理して得られる脱水ケーキ(水素吸蔵合金粉末及び水からなる軟弱な固形物)には、水が残存する。脱水ケーキの含水率が高いと、これに増粘剤(CMC水溶液など)及び導電剤(ケッチェンブラックなど)等を加えて混練したとき、ダマ(多数の水素吸蔵合金粉末等が付着しあって粒状の塊になったもの)が発生することがあった。このため、水素吸蔵合金粉末等を、均一に分散させることができないことがあった。従って、水素吸蔵合金粉末等が均一に分散した負極合剤ペーストを得ることができないことがあった。 However, it is difficult to completely remove water by dehydrating a slurry composed of hydrogen storage alloy powder and water. Therefore, water remains in the dehydrated cake (soft solid material comprising hydrogen storage alloy powder and water) obtained by dehydrating the slurry. If the moisture content of the dehydrated cake is high, a thickener (such as CMC aqueous solution) and a conductive agent (such as Ketjen Black) will be added and kneaded. A granular lump) may occur. For this reason, the hydrogen storage alloy powder or the like may not be uniformly dispersed. Therefore, a negative electrode mixture paste in which hydrogen storage alloy powder or the like is uniformly dispersed may not be obtained.
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、水素吸蔵合金粉末及び他の負極材料が均一に分散した負極合剤ペーストを得ることが可能な負極合剤ペーストの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the current situation, and provides a method for producing a negative electrode mixture paste capable of obtaining a negative electrode mixture paste in which a hydrogen storage alloy powder and other negative electrode materials are uniformly dispersed. For the purpose.
その解決手段は、負極合剤ペーストの製造方法であって、水素吸蔵合金粉末及び水からなるスラリーを脱水処理し、含水率が5.5wt%以下の脱水ケーキを生成する脱水工程を備える負極合剤ペーストの製造方法である。 The solution is a method for producing a negative electrode mixture paste, comprising a dehydration step of dehydrating a slurry comprising a hydrogen storage alloy powder and water to produce a dehydrated cake having a moisture content of 5.5 wt% or less. It is a manufacturing method of an agent paste.
本発明の製造方法では、脱水工程において、水素吸蔵合金粉末及び水からなるスラリーを脱水処理し、含水率が5.5wt%以下の脱水ケーキを生成する。このように、脱水ケーキの含水率を5.5wt%以下にすることで、その後、脱水ケーキと他の負極材料(ケッチェンブラックなどの導電剤やCMC水溶液などの増粘剤)とを混練する混練工程において、ダマの発生を抑制することができ、水素吸蔵合金粉末及び他の負極材料を均一に分散させることができる。これにより、水素吸蔵合金粉末及び他の負極材料が均一に分散した負極合剤ペーストを得ることができる。
なお、脱水ケーキとは、水素吸蔵合金粉末及び水からなるスラリーを脱水処理して得られるものであって、水素吸蔵合金粉末及び水からなる軟弱な固形物のことである。
In the production method of the present invention, in the dehydration step, the slurry comprising the hydrogen storage alloy powder and water is dehydrated to produce a dehydrated cake having a moisture content of 5.5 wt% or less. In this way, by setting the moisture content of the dehydrated cake to 5.5 wt% or less, the dehydrated cake and other negative electrode materials (a conductive agent such as ketjen black or a thickener such as a CMC aqueous solution) are then kneaded. In the kneading step, generation of lumps can be suppressed, and the hydrogen storage alloy powder and other negative electrode materials can be uniformly dispersed. Thereby, a negative electrode mixture paste in which hydrogen storage alloy powder and other negative electrode materials are uniformly dispersed can be obtained.
The dehydrated cake is obtained by dehydrating a slurry made of hydrogen storage alloy powder and water, and is a soft solid made of hydrogen storage alloy powder and water.
さらに、上記の負極合剤ペーストの製造方法であって、前記脱水工程は、濾材を備える濾過室内に上記スラリーを配置した状態で、上記濾過室内に供給した不活性ガスで上記スラリーを加圧して、上記スラリーに含まれる水を上記濾材を通じて上記濾過室外へ排出する負極合剤ペーストの製造方法とすると良い。 Furthermore, in the method for producing the negative electrode mixture paste, the dehydration step is performed by pressurizing the slurry with an inert gas supplied into the filtration chamber in a state where the slurry is disposed in the filtration chamber including a filter medium. A method for producing a negative electrode mixture paste in which water contained in the slurry is discharged out of the filtration chamber through the filter medium is preferable.
水素吸蔵合金粉末は活性が高いため、例えば、脱水工程においてスラリーを加熱して脱水処理を行うのは、発火する虞があり危険である。
これに対し、本発明の製造方法では、脱水工程において、濾材を備える濾過室内にスラリーを配置した状態で、濾過室内に供給した不活性ガス(窒素ガスなど)でスラリーを加圧して、スラリーに含まれる水を濾材を通じて濾過室外へ排出する。このような脱水手法によれば、水素吸蔵合金粉末が発火する虞がなく、安全である。
Since the hydrogen storage alloy powder has high activity, for example, it is dangerous to heat the slurry in the dehydration step and perform the dehydration process because it may ignite.
On the other hand, in the production method of the present invention, in the dehydration step, the slurry is pressurized with an inert gas (such as nitrogen gas) supplied into the filtration chamber in a state where the slurry is disposed in the filtration chamber including the filter medium. The contained water is discharged out of the filtration chamber through the filter medium. According to such a dehydration technique, there is no possibility that the hydrogen storage alloy powder is ignited and it is safe.
さらに、上記の負極合剤ペーストの製造方法であって、前記濾材は、撥水性のモノフィラメントからなる織布である負極合剤ペーストの製造方法とすると良い。 Furthermore, in the above method for producing a negative electrode mixture paste, the filter medium may be a method for producing a negative electrode mixture paste that is a woven fabric made of water-repellent monofilaments.
本発明の製造方法では、前述の濾過室に設ける濾材として、撥水性のモノフィラメントからなる織布を用いている。この織布を濾材とすることで、適切に、脱水ケーキの含水率を5.5wt%以下にすることができる。
なお、撥水性のモノフィラメントとしては、例えば、ポリプロピレン製のモノフィラメントを挙げることができる。
In the production method of the present invention, a woven fabric made of water-repellent monofilament is used as the filter medium provided in the above-described filtration chamber. By using this woven fabric as a filter medium, the water content of the dehydrated cake can be appropriately reduced to 5.5 wt% or less.
Examples of the water-repellent monofilament include polypropylene monofilament.
次に、本発明の実施形態にかかる負極合剤ペーストの製造方法について、図面を参照しつつ説明する。
まず、負極合剤ペーストを製造する製造装置1について説明する。図1は、製造装置1の模式図である。製造装置1は、攪拌装置10と水洗装置20と加圧脱水装置30と練合装置40を有している。
Next, the manufacturing method of the negative mix paste concerning embodiment of this invention is demonstrated, referring drawings.
First, the manufacturing apparatus 1 which manufactures negative mix paste is demonstrated. FIG. 1 is a schematic diagram of the manufacturing apparatus 1. The manufacturing apparatus 1 includes a
このうち、攪拌装置10は、水素吸蔵合金粉末とアルカリ水溶液(例えば、水酸化ナトリウム水溶液)との混合物を攪拌し、水素吸蔵合金粉末のアルカリ処理を行う装置である。なお、この攪拌装置10には、図示しない加熱手段が設けられており、この加熱手段によって、水素吸蔵合金粉末とアルカリ水溶液との混合物の温度を一定値(例えば、90℃)に保つことができる。このアルカリ処理により、水素吸蔵合金粉末の表面を活性化させることができる。
Among these, the
なお、攪拌装置10内に供給するアルカリ水溶液は、NaOHおよび/またはKOHの水溶液であるのが好ましい。NaOH及びKOHの電離度は、それぞれ0.89,0.84と高いため、効率的なアルカリ処理が可能となるからである。
The alkaline aqueous solution supplied into the stirring
水洗装置20は、攪拌装置10を用いて行ったアルカリ処理後の水素吸蔵合金粉末を、水洗する装置である。具体的には、アルカリ処理後の水素吸蔵合金粉末を水洗装置20内に供給した後、水洗装置20内に純水を供給する。その後、上澄み液(アルカリ水溶液)を水洗装置20の外部に排出する。この操作を、水洗装置20から排出される上澄み液のpHが基準値(例えば、pH10)に達するまで繰り返し行う。
The
加圧脱水装置30は、水洗完了後に水洗装置20内に収容されているスラリー(水素吸蔵合金粉末及び水からなるスラリー)を、加圧して脱水する装置である。具体的には、加圧脱水装置30は、図2に示すように、濾過室31と、濾過室31の天井部31bに接続された窒素ガス供給部32と、濾過室31の底部31cに接続された排水部33とを有している。濾過室31の底部31cには、濾材35が配置されている。本実施形態では、濾材35として、ポリプロピレン製のモノフィラメントからなる織布を用いている。濾過室31内には、窒素ガス供給部32を通じて、窒素ガス(不活性ガス)を供給することができる。濾材35を通過した水は、排水部33を通じて、濾過室31の外部に排出することができる。
The
本実施形態では、加圧脱水装置30を用いて、次のようにして、水素吸蔵合金粉末及び水からなるスラリー50の脱水処理を行う。まず、水洗完了後に水洗装置20内に収容されているスラリー(水素吸蔵合金粉末及び水からなるスラリー50)を、加圧脱水装置30の濾過室31内に供給する。このとき、スラリー50は、図2に示すように、濾材35の表面35b上に配置される。この状態で、窒素ガス供給部32を通じて、濾過室31内に窒素ガスを供給し、濾過室31内の気圧を約290kPaにまで上昇させる。これにより、濾過室31内のスラリー50を、窒素ガスにより加圧(濾材35に向けて押圧)することができる。このとき、スラリー50に含まれる水が、濾材35を通過し、その後、排水部33を通じて濾過室31の外部に排出される。
In the present embodiment, the dehydration treatment of the
なお、本実施形態では、上述の加圧脱水処理(窒素ガスによるスラリー50の押圧)を、6600秒間(110分間)行うようにしている。加圧脱水処理後の濾過室31内(濾材35の表面35b上)には、含水率が5.5wt%以下の脱水ケーキ(水素吸蔵合金粉末及び水からなる軟弱な固形物)が残存する。
In the present embodiment, the pressure dehydration process (pressing the
練合装置40は、加圧脱水処理で生成された脱水ケーキと、他の負極材料(導電剤、増粘剤、結着剤など)とを混練して、負極合剤ペーストを作製する装置である。本実施形態では、含水率が5.5wt%以下の脱水ケーキを用いるので、混練時に、ダマ(多数の水素吸蔵合金粉末等が付着しあって粒状の塊になったもの)の生成を抑制することができる。これにより、水素吸蔵合金粉末等の負極材料が均一に分散した負極合剤ペーストを得ることができる。
The kneading
なお、導電剤は、電子伝導性を有する材料であれば特に限定されない。例えば、天然黒鉛(鱗片状黒鉛など)、人造黒鉛、膨張黒鉛などのグラファイト類や、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラックなどのカ−ボンブラック類、炭素繊維、金属繊維などの導電性繊維類、銅などの金属粉末類、ポリフェニレン誘導体などの有機導電性材料などを用いることができる。中でも人造黒鉛、ケッチェンブラック、炭素繊維が好ましいが、これらの材料を混合して用いても良い。 Note that the conductive agent is not particularly limited as long as it is a material having electronic conductivity. For example, graphite such as natural graphite (such as flake graphite), artificial graphite, expanded graphite, carbon black such as acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, thermal black, carbon fiber In addition, conductive fibers such as metal fibers, metal powders such as copper, organic conductive materials such as polyphenylene derivatives, and the like can be used. Among these, artificial graphite, ketjen black, and carbon fiber are preferable, but these materials may be mixed and used.
また、増粘剤としては、負極合剤ペーストに粘性を付与できるものを用いることができる。一例として、カルボキシメチルセルロース(CMC)及びその変性体、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、ポリエチレンオキシドなどが挙げられる。 Moreover, as a thickener, what can provide viscosity to a negative mix paste can be used. Examples include carboxymethylcellulose (CMC) and modified products thereof, polyvinyl alcohol, methylcellulose, polyethylene oxide, and the like.
また、結着剤としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれを用いてもよい。例えば、スチレン−ブタジエン共重合ゴム(SBR)、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロエチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−クロロトリフルオロエチレン共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、フッ化ビニリデン−ペンタフルオロプロピレン共重合体、プロピレン−テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−パーフルオロメチルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体Na+イオン架橋体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体Na+イオン架橋体、エチレン−アクリル酸メチル共重合体、エチレン−アクリル酸メチル共重合体Na+イオン架橋体、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体Na+イオン架橋体などを、単独あるいは混合して用いることができる。 As the binder, either a thermoplastic resin or a thermosetting resin may be used. For example, styrene-butadiene copolymer rubber (SBR), polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, tetrafluoroethylene-hexafluoroethylene copolymer, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, tetrafluoroethylene -Perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-chlorotrifluoroethylene copolymer, ethylene-tetrafluoroethylene copolymer, polychlorotrifluoroethylene, vinylidene fluoride -Pentafluoropropylene copolymer, propylene-tetrafluoroethylene copolymer, ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride-hexafluoro Propylene - tetrafluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride - perfluoromethyl vinyl ether - tetrafluoroethylene copolymer, ethylene - acrylic acid copolymer, ethylene - acrylic acid copolymer Na + ion crosslinking body, an ethylene - methacrylic acid Copolymer, ethylene-methacrylic acid copolymer Na + ion crosslinked product, ethylene-methyl acrylate copolymer, ethylene-methyl acrylate copolymer Na + ion crosslinked product, ethylene-methyl methacrylate copolymer, ethylene -Methyl methacrylate copolymer Na + ion crosslinked body etc. can be used individually or in mixture.
次に、本実施形態の負極合剤ペーストの製造方法について、詳細に説明する。図3は、本実施形態にかかる負極合剤ペーストの製造方法の流れを示すフローチャートである。
まず、ステップS1(粉砕工程)において、水素吸蔵合金の塊を粉砕して、平均粒径30μmの水素吸蔵合金粉末を得る。具体的には、湿式ボールミルを用いて、水素吸蔵合金の塊を水中で粉砕した。なお、本実施形態では、水素吸蔵合金として、MmNi3.55Co0.75Mn0.4Al0.3(Mmは、軽希土類の混合物)の組成式で表される水素吸蔵合金を用いている。
Next, the manufacturing method of the negative electrode mixture paste of this embodiment will be described in detail. FIG. 3 is a flowchart showing a flow of a method for producing a negative electrode mixture paste according to the present embodiment.
First, in step S1 (pulverization step), a mass of the hydrogen storage alloy is pulverized to obtain a hydrogen storage alloy powder having an average particle size of 30 μm. Specifically, the mass of the hydrogen storage alloy was pulverized in water using a wet ball mill. In the present embodiment, a hydrogen storage alloy represented by a composition formula of MmNi 3.55 Co 0.75 Mn 0.4 Al 0.3 (Mm is a mixture of light rare earth elements) is used as the hydrogen storage alloy.
次いで、ステップS2(アルカリ処理工程)に進み、ステップS1で得られた水素吸蔵合金粉末のアルカリ処理を行う。具体的には、まず、ステップS1で得られた水素吸蔵合金粉末480kgを、攪拌装置10内に投入する。次いで、20wt%の水酸化ナトリウム水溶液480kgを、攪拌装置10内に供給する。その後、図示しない加熱手段により、攪拌装置10内に収容された混合物(水素吸蔵合金粉末とアルカリ水溶液との混合物)の温度を90℃に保ちつつ、この混合物を50分間攪拌した。これにより、水素吸蔵合金粉末のアルカリ処理を行い、水素吸蔵合金粉末の表面を活性化させた。
Subsequently, it progresses to step S2 (alkali treatment process), and the alkali treatment of the hydrogen storage alloy powder obtained by step S1 is performed. Specifically, first, 480 kg of the hydrogen storage alloy powder obtained in step S <b> 1 is charged into the stirring
次に、ステップS3(水洗工程)に進み、ステップS2の処理(アルカリ処理)を終えた水素吸蔵合金粉末を水洗する。具体的には、まず、攪拌装置10内に収容されている水素吸蔵合金粉末及び水酸化ナトリウム水溶液の混合物を、水洗装置20内に供給する。その後、この混合物を所定時間安置して、水素吸蔵合金粉末を沈殿させた後、上澄み液(水酸化ナトリウム水溶液)を水洗装置20の外部に排出する。次いで、水洗装置20内に、800kgの純水を供給する。その後、所定時間安置して水素吸蔵合金粉末を沈殿させた後、上澄み液(水酸化ナトリウム水溶液)を水洗装置20の外部に排出する。その後も、水洗装置20内への純水の供給と水洗装置20からの上澄み液の排出とを繰り返し行い、水洗装置20から排出される上澄み液のpHが基準値(本実施形態では、pH10)に達したところで、ステップS3の処理を終了する。このとき、水洗装置20内には、水素吸蔵合金粉末及び水からなるスラリーが残留する。
Next, it progresses to step S3 (water washing process), and the hydrogen storage alloy powder which finished the process (alkali treatment) of step S2 is washed with water. Specifically, first, a mixture of the hydrogen storage alloy powder and the sodium hydroxide aqueous solution housed in the stirring
次いで、ステップS4(脱水工程)に進み、水素吸蔵合金粉末及び水からなるスラリー50の脱水処理を行う。具体的には、まず、水洗装置20内に残留しているスラリー(水素吸蔵合金粉末及び水からなるスラリー50)を、加圧脱水装置30の濾過室31内に供給する。このとき、スラリー50は、図2に示すように、濾材35の表面35b上に配置される。この状態で、窒素ガス供給部32を通じて、濾過室31内に窒素ガスを供給し、濾過室31内の気圧を約290kPaにまで上昇させる。これにより、濾過室31内のスラリー50を、窒素ガスにより加圧(濾材35に向けて押圧)することができる。このとき、スラリー50に含まれる水が、濾材35を通過し、その後、排水部33を通じて濾過室31の外部に排出される。
Next, the process proceeds to step S4 (dehydration step), and the
なお、本実施形態では、上述の加圧脱水処理(窒素ガスによるスラリー50の加圧)を、6600秒間(110分間)行う。加圧脱水処理後の濾過室31内(濾材35の表面35b上)には、含水率が5.5wt%以下の脱水ケーキ(水素吸蔵合金粉末及び水からなる軟弱な固形物)が残留する。
In the present embodiment, the pressure dehydration process (pressurization of the
次に、ステップS5(練合工程)に進み、ステップS4で生成された脱水ケーキと、他の負極材料(導電剤、増粘剤、結着剤など)とを混練して、負極合剤ペーストを作製する。具体的には、まず、1kgの脱水ケーキを、練合装置40内に投入する。次いで、1.7gのCMCと、3.3gのケッチェンブラックと、11.0gの酸化イットリウムと、84gの水とを混合した混合水溶液を用意し、この混合水溶液91gを、練合装置40内に供給する。その後、練合装置40内で、脱水ケーキと混合水溶液とを混練する。
Next, the process proceeds to step S5 (kneading step), and the dehydrated cake generated in step S4 and other negative electrode materials (conductive agent, thickener, binder, etc.) are kneaded, and the negative electrode mixture paste Is made. Specifically, first, 1 kg of dehydrated cake is put into the kneading
次いで、練合装置40内に、48wt%のSBR(スチレン−ブタジエン共重合ゴム)水溶液を15g供給し、さらに混練を行う。これにより、水素吸蔵合金粉末等の負極材料が均一に分散した負極合剤ペーストを得ることができる。このように、水素吸蔵合金粉末等の負極材料が均一に分散した負極合剤ペーストを用いて負極板を作製し、この負極板を用いて電池を作製することで、電池の充放電特性を良好にすることができる。
Next, 15 g of a 48 wt% aqueous SBR (styrene-butadiene copolymer rubber) solution is supplied into the kneading
(電池の作製)
次に、上述のようにして製造した負極合剤ペーストを用いて、ニッケル水素蓄電池100(図5参照)を作製した。
まず、図4に示すように、上述のようにして製造した負極合剤ペースト60を、多数の貫通孔171bが穿孔されたニッケルメッキ鋼板171の貫通孔171b内及び両面に塗布した。その後、負極合剤ペースト60の乾燥及び加圧を行って、負極板170を作製した。また、水酸化ニッケルを含む正極合材ペーストを、発泡ニッケル基板に充填し、乾燥及び圧縮成形を行って、正極板160を作製した。その後、複数の正極板160と複数の負極板170とを、1枚ずつセパレータ180挟んで交互に積層して、電極体150を形成した。
(Production of battery)
Next, the nickel metal hydride storage battery 100 (see FIG. 5) was produced using the negative electrode mixture paste produced as described above.
First, as shown in FIG. 4, the negative
次いで、電極体150を、ニッケルメッキ鋼板からなる矩形箱状の電槽111内に収容し、図示しない正極端子及び負極端子に溶接した後、電解液(KOHを主成分とするアルカリ水溶液)を電槽111内に注入した。その後、安全弁装置113を備える封口板115で、電槽111の開口を封止した。このようにして、ニッケル水素蓄電池100(図5参照)を作製した。本実施形態のニッケル水素蓄電池100では、水素吸蔵合金粉末等の負極材料が均一に分散した負極合剤ペーストを用いて作製した負極板170を有しているため、充放電特性が良好となる。
Next, the
(実施例と比較例)
まず、実施例として、製造装置1を用いて、前述のステップS1〜S5の処理を行い、実施例にかかる負極合剤ペーストを作製した。ステップS4(脱水工程)において、窒素ガスによりスラリー50を加圧する期間中、加圧脱水装置30の濾過室31内の気圧を計測したところ、約290kPaに設定した内圧が次第に低下してゆき、最終的に約170kPaまで低下した。
(Examples and comparative examples)
First, as an example, the manufacturing apparatus 1 was used to perform the processes of steps S1 to S5 described above, thereby preparing a negative electrode mixture paste according to the example. In step S4 (dehydration step), when the pressure in the
ステップS4(脱水工程)の処理後、得られた脱水ケーキを調査したところ、脱水ケーキの表面から裏面(濾材35と接する面)に向かって小さな貫通孔が形成されていた。この貫通孔が、濾過室31内の気圧を低下させた原因であると考えられる。すなわち、窒素ガスによりスラリーを加圧している途中で、この貫通孔が形成され、濾過室31内の窒素ガスの一部がこの貫通孔及び濾材35を通過して、濾過室31の外部に排出されたと考えられる。
After the treatment of step S4 (dehydration step), the obtained dehydrated cake was examined. As a result, small through holes were formed from the surface of the dehydrated cake to the back surface (the surface in contact with the filter medium 35). This through hole is considered to be the cause of lowering the atmospheric pressure in the
さらに、実施例にかかる脱水ケーキの含水率を計算したところ、5.5wt%であった。なお、脱水ケーキの含水率(%)は、次の計算式(1)に基づいて算出した。
脱水ケーキの含水率={(脱水ケーキの重量−乾燥時の水素吸蔵合金の重量)/脱水ケーキの重量}×100・・・(1)
なお、乾燥時の水素吸蔵合金の重量は、脱水ケーキを減圧下で90℃で15分間乾燥させた後の乾燥重量である。
Furthermore, when the moisture content of the dewatering cake concerning an Example was calculated, it was 5.5 wt%. The moisture content (%) of the dehydrated cake was calculated based on the following calculation formula (1).
Water content of dehydrated cake = {(weight of dehydrated cake−weight of hydrogen storage alloy during drying) / weight of dehydrated cake} × 100 (1)
The weight of the hydrogen storage alloy at the time of drying is a dry weight after the dehydrated cake is dried at 90 ° C. for 15 minutes under reduced pressure.
特に、本実施例では、ステップS5(練合工程)において、脱水ケーキと混合水溶液(CMCとケッチェンブラックと酸化イットリウムと水)を混練したとき、ダマが発生しなかった。すなわち、水素吸蔵合金粉末等の負極材料を均一に分散させることができた。その後、SBR水溶液を加えてさらに混練して、水素吸蔵合金粉末等の負極材料が均一に分散した負極合剤ペーストを得ることができた。 In particular, in this example, when the dehydrated cake and the mixed aqueous solution (CMC, ketjen black, yttrium oxide, and water) were kneaded in Step S5 (kneading step), no lumps occurred. That is, the negative electrode material such as hydrogen storage alloy powder could be uniformly dispersed. Thereafter, an aqueous SBR solution was added and further kneaded to obtain a negative electrode mixture paste in which a negative electrode material such as hydrogen storage alloy powder was uniformly dispersed.
次に、比較例にかかる負極合剤ペーストを作製した。具体的には、製造装置1のうち、加圧脱水装置30の濾材のみを変更した製造装置を用いて、前述のステップS1〜S5の処理を行い、比較例にかかる負極合剤ペーストを作製した。
なお、本比較例の加圧脱水装置では、実施形態の濾材35(ポリプロピレン製のモノフィラメントからなる織布)に代えて、濾材として、ポリアミド製のマルチフィラメントからなる織布を用いている。すなわち、濾材として、親水性のマルチフィラメントからなる織布を用いている。
Next, a negative electrode mixture paste according to a comparative example was produced. Specifically, using the manufacturing apparatus in which only the filter medium of the
In the pressure dehydrating apparatus of this comparative example, instead of the filter medium 35 (woven cloth made of polypropylene monofilament) of the embodiment, a woven cloth made of polyamide multifilament is used as the filter medium. That is, a woven fabric made of hydrophilic multifilament is used as the filter medium.
本比較例でも、ステップS4(脱水工程)において、窒素ガスによりスラリーを加圧する期間中、加圧脱水装置の濾過室内の気圧を計測したところ、約290kPaに設定した内圧が次第に低下してゆき、最終的に約120kPaまで低下した。このように、本比較例では、濾過室内の気圧が、実施例よりも50kPa低くなった。 Even in this comparative example, in step S4 (dehydration process), when the pressure in the filtration chamber of the pressure dehydration apparatus was measured during the period in which the slurry was pressurized with nitrogen gas, the internal pressure set to about 290 kPa gradually decreased, Eventually it dropped to about 120 kPa. Thus, in this comparative example, the pressure inside the filtration chamber was 50 kPa lower than that of the example.
ステップS4(脱水工程)の処理後、得られた脱水ケーキを調査したところ、脱水ケーキの表面から裏面(濾材と接する面)に向かって多数の貫通孔が形成されていた。貫通孔の数は実施例よりも多く、貫通孔の大きさも実施例より大きかった。このため、本比較例では、実施例よりも、濾過室内の気圧が低くなったと考えられる。 After the treatment of step S4 (dehydration step), the obtained dehydrated cake was examined. As a result, a large number of through holes were formed from the surface of the dehydrated cake to the back surface (surface in contact with the filter medium). The number of through holes was larger than that of the example, and the size of the through holes was larger than that of the example. For this reason, in this comparative example, it is thought that the atmospheric | air pressure in a filtration chamber became lower than the Example.
さらに、比較例にかかる脱水ケーキの含水率を、実施例と同様に、計算式(1)に基づいて算出したところ、5.6wt%であった。すなわち、比較例にかかる脱水ケーキの含水率は、実施例よりも0.1wt%高くなった。この原因は、ステップS4(脱水工程)において、濾過室内の気圧が、実施例よりも50kPa低くなったことにあると考えられる。すなわち、本比較例では、濾過室内のスラリーを窒素ガスによって加圧(濾材に向けて押圧)する力が、実施例よりも小さくなったために、脱水能力が低下したと考えられる。 Furthermore, when the moisture content of the dewatered cake according to the comparative example was calculated based on the calculation formula (1) in the same manner as in the example, it was 5.6 wt%. That is, the moisture content of the dehydrated cake according to the comparative example was 0.1 wt% higher than that of the example. This is considered to be due to the fact that the pressure in the filtration chamber was 50 kPa lower than in the example in step S4 (dehydration process). That is, in this comparative example, since the force which pressurizes the slurry in a filtration chamber with nitrogen gas (presses it toward a filter medium) became smaller than the Example, it is thought that the dehydration capability fell.
実施例と比較例とでは、加圧脱水装置の濾材のみが異なっていることから、この脱水能力の違いは、濾材の違いによるものといえる。この結果より、ステップS4(脱水工程)において、濾材として、撥水性のモノフィラメント(ポリプロピレン製のモノフィラメント)からなる織布を用いた場合には、適切に、脱水ケーキの含水率を5.5wt%以下にすることができるといえる。一方、親水性のマルチフィラメント(ポリアミド製のマルチフィラメント)からなる織布を用いた場合には、脱水ケーキの含水率を5.5wt%以下にすることができないといえる。 Since the Example and the Comparative Example differ only in the filter medium of the pressure dehydration apparatus, it can be said that the difference in the dewatering ability is due to the difference in the filter medium. From this result, in step S4 (dehydration step), when a woven fabric made of water-repellent monofilament (polypropylene monofilament) is used as the filter medium, the moisture content of the dehydrated cake is appropriately 5.5 wt% or less. It can be said that. On the other hand, when a woven fabric made of hydrophilic multifilament (polyamide multifilament) is used, it can be said that the moisture content of the dehydrated cake cannot be reduced to 5.5 wt% or less.
濾材の違いに起因する脱水能力の差は、以下に示す理由により生じると考えている。濾材として、親水性のマルチフィラメントからなる織布を用いた場合、スラリー50に含まれている水が、濾材を通過し易くなる。このため、窒素ガスでスラリー50を押圧すると、スラリー50から水が速やかに抜けるので、その部分でスラリー(水素吸蔵合金粉末)が分離し、これにより貫通孔が形成されると考えている。従って、濾材として親水性のマルチフィラメントからなる織布を用いた比較例では、脱水ケーキに大きな貫通孔が多数形成され、脱水能力が低下したと考えている。
It is considered that the difference in the dehydration ability due to the difference in the filter media is caused by the following reasons. When a woven fabric made of hydrophilic multifilament is used as the filter medium, water contained in the
これに対し、濾材として、撥水性のモノフィラメントからなる織布を用いた場合は、スラリー50に含まれている水が、濾材を通過し難くなる。このため、窒素ガスでスラリー50を押圧すると、スラリー50から水がゆっくりと抜けるので、スラリー(水素吸蔵合金粉末)が分離し難くなり、これにより貫通孔が形成され難くくなると考えている。従って、濾材として撥水性のモノフィラメントからなる織布を用いた実施例では、脱水能力の低下を抑制することができ、脱水ケーキの含水率を5.5wt%以下にすることができたと考えている。
On the other hand, when a woven fabric made of water-repellent monofilament is used as the filter medium, water contained in the
また、比較例では、ステップS5(練合工程)において、脱水ケーキと混合水溶液(CMCとケッチェンブラックと酸化イットリウムと水)を混練したとき、多数のダマが発生した。このため、水素吸蔵合金粉末等の負極材料を均一に分散させることができなかった。その後、SBR水溶液を加えてさらに混練しても、ダマは残存したままであった。このため、水素吸蔵合金粉末等の負極材料が均一に分散した負極合剤ペーストを得ることができなかった。 Further, in the comparative example, when the dehydrated cake and the mixed aqueous solution (CMC, ketjen black, yttrium oxide, and water) were kneaded in Step S5 (kneading step), many lumps occurred. For this reason, negative electrode materials, such as hydrogen storage alloy powder, were not able to be disperse | distributed uniformly. Thereafter, even when the SBR aqueous solution was added and further kneaded, the lumps remained. Therefore, a negative electrode mixture paste in which a negative electrode material such as hydrogen storage alloy powder is uniformly dispersed cannot be obtained.
この理由は、脱水ケーキの含水率が5.5wt%以下でなかったためであると考えられる。実施例と比較例の練合工程では、脱水ケーキの含水率のみが異なっているからである。以上の結果より、ステップS4(脱水工程)で生成する脱水ケーキの含水率を5.5wt%以下にすることで、ステップS5(練合工程)において、ダマの発生を抑制することができ、水素吸蔵合金粉末等が均一に分散した負極合剤ペーストを得ることができるといえる。 The reason for this is considered that the moisture content of the dehydrated cake was not 5.5 wt% or less. This is because only the moisture content of the dehydrated cake is different in the kneading process of the example and the comparative example. From the above results, by setting the moisture content of the dehydrated cake generated in step S4 (dehydration process) to 5.5 wt% or less, generation of lumps can be suppressed in step S5 (kneading process), and hydrogen It can be said that a negative electrode mixture paste in which the storage alloy powder and the like are uniformly dispersed can be obtained.
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。 In the above, the present invention has been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and it is needless to say that the present invention can be appropriately modified and applied without departing from the gist thereof.
1 製造装置
30 加圧脱水装置
31 濾過室
35 濾材
50 スラリー
60 負極合剤ペースト
100 ニッケル水素蓄電池
170 負極板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
水素吸蔵合金粉末及び水からなるスラリーを脱水処理し、含水率が5.5wt%以下の脱水ケーキを生成する脱水工程を備える
負極合剤ペーストの製造方法。 A method for producing a negative electrode mixture paste,
A method for producing a negative electrode mixture paste comprising a dehydration step of dehydrating a slurry comprising a hydrogen storage alloy powder and water to produce a dehydrated cake having a water content of 5.5 wt% or less.
前記脱水工程は、
濾材を備える濾過室内に上記スラリーを配置した状態で、上記濾過室内に供給した不活性ガスで上記スラリーを加圧して、上記スラリーに含まれる水を上記濾材を通じて上記濾過室外へ排出する
負極合剤ペーストの製造方法。 It is a manufacturing method of the negative mix paste of Claim 1,
The dehydration step includes
A negative electrode mixture that pressurizes the slurry with an inert gas supplied into the filtration chamber and discharges water contained in the slurry to the outside of the filtration chamber through the filter medium in a state where the slurry is disposed in the filtration chamber including the filter medium. Manufacturing method of paste.
前記濾材は、撥水性のモノフィラメントからなる織布である
負極合剤ペーストの製造方法。 It is a manufacturing method of the negative mix paste of Claim 2,
The said filter medium is a manufacturing method of the negative mix paste which is a woven fabric which consists of a water-repellent monofilament.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008297126A JP2010123455A (en) | 2008-11-20 | 2008-11-20 | Method for manufacturing negative electrode mixture paste |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008297126A JP2010123455A (en) | 2008-11-20 | 2008-11-20 | Method for manufacturing negative electrode mixture paste |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010123455A true JP2010123455A (en) | 2010-06-03 |
Family
ID=42324614
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008297126A Pending JP2010123455A (en) | 2008-11-20 | 2008-11-20 | Method for manufacturing negative electrode mixture paste |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010123455A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013196813A (en) * | 2012-03-16 | 2013-09-30 | Primearth Ev Energy Co Ltd | Method for manufacturing battery material, device for manufacturing battery material, and method for manufacturing nickel hydrogen storage battery |
JP2014197507A (en) * | 2013-03-29 | 2014-10-16 | プライムアースEvエナジー株式会社 | Evaluation method of hydrogen storage alloy powder, method of manufacturing nickel hydrogen storage battery and nickel hydrogen storage battery |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005310605A (en) * | 2004-04-23 | 2005-11-04 | Yuasa Corp | Hydrogen storage alloy electrode and its manufacturing method, and nickel hydrogen storage battery |
JP2007051366A (en) * | 2005-07-19 | 2007-03-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Hydrogen storage alloy powder, method for producing the same, and alkali storage battery using the same |
-
2008
- 2008-11-20 JP JP2008297126A patent/JP2010123455A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005310605A (en) * | 2004-04-23 | 2005-11-04 | Yuasa Corp | Hydrogen storage alloy electrode and its manufacturing method, and nickel hydrogen storage battery |
JP2007051366A (en) * | 2005-07-19 | 2007-03-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Hydrogen storage alloy powder, method for producing the same, and alkali storage battery using the same |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013196813A (en) * | 2012-03-16 | 2013-09-30 | Primearth Ev Energy Co Ltd | Method for manufacturing battery material, device for manufacturing battery material, and method for manufacturing nickel hydrogen storage battery |
JP2014197507A (en) * | 2013-03-29 | 2014-10-16 | プライムアースEvエナジー株式会社 | Evaluation method of hydrogen storage alloy powder, method of manufacturing nickel hydrogen storage battery and nickel hydrogen storage battery |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105731427B (en) | A kind of graphite negative material of lithium ion battery and preparation method thereof | |
CN108232171B (en) | High-sulfur-loading lithium-sulfur battery positive electrode material and preparation method and application thereof | |
CN107275578B (en) | Method for manufacturing potassium ion battery cathode by adopting nitrogen-doped porous carbon material | |
CN106663809B (en) | Non-aqueous electrolyte secondary cell negative electrode carbonaceous material | |
CN103996883A (en) | Sealed nickel hydrogen battery | |
WO2000006496A1 (en) | Process for producing spinel type lithium manganate | |
Guo et al. | Effects of γ-CoOOH coating on the high-temperature and high-rate performances of spherical nickel hydroxide electrodes | |
CN108557794A (en) | A kind of preparation method of porous calcium phosphate iron nano powder | |
CN104852016A (en) | Submicron copper sulfide/sisal fiber carbon anode material for lithium ion battery and preparation method thereof | |
JP4667513B2 (en) | Hydrogen storage alloy powder and surface treatment method thereof, negative electrode for alkaline storage battery, and alkaline storage battery | |
JP5169050B2 (en) | Negative electrode active material for nickel metal hydride battery, nickel metal hydride battery, and method for treating negative electrode active material for nickel metal hydride battery | |
JPH10255790A (en) | Positive active material of nickel electrode for alkaline storage battery | |
JP2010123455A (en) | Method for manufacturing negative electrode mixture paste | |
JP2002216752A (en) | Cobalt compound, method for manufacturing the same, positive electrode plate for alkaline storage battery using the same and alkaline storage battery | |
AU2014212256A1 (en) | Coated iron electrode and method of making same | |
JP6691825B2 (en) | Method for producing negative electrode of nickel-hydrogen secondary battery, and apparatus for producing negative electrode of nickel-hydrogen secondary battery | |
CN115136351A (en) | Nickel electrode for alkaline secondary battery and alkaline secondary battery comprising same | |
KR101321523B1 (en) | Manufacturing of active carbon for capacitor electrode using NaOH chemical activation and a capacitor made thereof | |
JP2009140820A (en) | Method of manufacturing negative electrode active material for lithium secondary battery | |
JP3066021B2 (en) | Method for producing active material for positive electrode of alkaline secondary battery, method for producing alkaline secondary battery using positive electrode containing the active material | |
JP3040760B2 (en) | Method for producing active material for positive electrode of alkaline secondary battery, method for producing alkaline secondary battery using positive electrode containing the active material | |
JP5702320B2 (en) | Battery material manufacturing method, battery material manufacturing apparatus, and nickel hydride storage battery manufacturing method | |
JP5125905B2 (en) | Electrode material processing equipment for alkaline storage batteries | |
JP2008305638A (en) | Alkaline storage battery | |
JPH02145435A (en) | High-density chemical converted manganese dioxide and production thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110620 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130423 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20130820 |