JP2918560B2 - 水素吸蔵電極の製造法 - Google Patents
水素吸蔵電極の製造法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、金属酸化物を正極とし、水素の吸蔵、排出
を繰り返す水素吸蔵電極を負極とする蓄電池における水
素吸蔵電極の製造法に関する。
を繰り返す水素吸蔵電極を負極とする蓄電池における水
素吸蔵電極の製造法に関する。
〔従来の技術〕 従来の水素吸蔵電極の製造法は、水素吸蔵合金粉を主
体とし、これに繊維化性結着剤としてPTFE（ポリテトラ
フルオロエチレン）と導電剤とを添加し粘性剤液と共に
PTFEを充分繊維化するまで充分混練して成るペースト
を、発泡ニッケル基板に充填、乾燥し、これをプレスし
た後焼成して製造していた。
体とし、これに繊維化性結着剤としてPTFE（ポリテトラ
フルオロエチレン）と導電剤とを添加し粘性剤液と共に
PTFEを充分繊維化するまで充分混練して成るペースト
を、発泡ニッケル基板に充填、乾燥し、これをプレスし
た後焼成して製造していた。
上記従来の水素吸蔵電極の製造法は、水素吸蔵合金粉
の脱落を防止し、寿命を向上するため、その結着剤とし
て、剪断応力を加えると繊維化するPTFEを添加し、充分
な混練によりこれに剪断応力を加えて該PTFEを繊維化
し、その三次元ネットワークを形成し、この網目内に該
水素吸蔵合金粉を結着保持して上記の目的を達成するも
のであるが、反面、該PTFEの繊維化によりペーストの粘
性が著しく高くなり、該発泡ニッケル基板中へのペース
トの充填性が劣り、従って、充分な水素吸蔵合金粉の充
填が困難となり、容量の大きい水素吸蔵電極が得られな
い不都合がある。又、充填されたペースト中には、電気
絶縁性の高いPTFE繊維が水素吸蔵合金粉間に介入混在す
ることとなるため、電極の導電性が低下し充放電特性の
低下をもたらす不都合をもたらす。
の脱落を防止し、寿命を向上するため、その結着剤とし
て、剪断応力を加えると繊維化するPTFEを添加し、充分
な混練によりこれに剪断応力を加えて該PTFEを繊維化
し、その三次元ネットワークを形成し、この網目内に該
水素吸蔵合金粉を結着保持して上記の目的を達成するも
のであるが、反面、該PTFEの繊維化によりペーストの粘
性が著しく高くなり、該発泡ニッケル基板中へのペース
トの充填性が劣り、従って、充分な水素吸蔵合金粉の充
填が困難となり、容量の大きい水素吸蔵電極が得られな
い不都合がある。又、充填されたペースト中には、電気
絶縁性の高いPTFE繊維が水素吸蔵合金粉間に介入混在す
ることとなるため、電極の導電性が低下し充放電特性の
低下をもたらす不都合をもたらす。
本発明は、かゝる従来の水素吸蔵電極の製造法の不都
合を除去することを目的とし、種々試験、研究した結
果、水素吸蔵合金粉の充填量を増大し且つ急放電特性の
著しく向上した、而も良好な寿命特性を保持した水素吸
蔵電極の製造法を提供したもので、添加剤として繊維化
性結着剤を含まない水素吸蔵合金粉を主体とするペース
トを、多孔性金属基板に充填し、次で乾燥処理して得ら
れた充填基板の表面に、直ちに、繊維化性結着剤の分散
液を塗布、乾燥し、次でこれを圧延することを特徴とす
る。
合を除去することを目的とし、種々試験、研究した結
果、水素吸蔵合金粉の充填量を増大し且つ急放電特性の
著しく向上した、而も良好な寿命特性を保持した水素吸
蔵電極の製造法を提供したもので、添加剤として繊維化
性結着剤を含まない水素吸蔵合金粉を主体とするペース
トを、多孔性金属基板に充填し、次で乾燥処理して得ら
れた充填基板の表面に、直ちに、繊維化性結着剤の分散
液を塗布、乾燥し、次でこれを圧延することを特徴とす
る。
本発明の上記の製造法によれば、ペースト中に繊維化
性結着剤を含まないので、その水素吸蔵合金粉を含有す
るペーストは、粘性が比較的低いので、該多孔性金属基
板への充填性を向上させ、充填量の増大した基板をもた
らす。次に、かゝる充填基板の表面に、直ちに、繊維化
性結着剤の分散液を塗布、乾燥後、これを圧延すれば、
その圧延により該塗層中の結着剤は剪断応力を加えられ
て繊維化しその三次元ネットワークからなる繊維上結着
剤層で電極表面は強固に結着被覆され、これにより内部
の水素吸蔵合金粉の脱落は防止される。この場合、該圧
延処理は、複数段に分けて行うことが好ましい。これに
より、良好な繊維化ネットワーク形成が得られる。かく
して、得られた水素吸蔵電極は、その内部に電気絶縁性
の結着剤を含まないので、水素吸蔵合金粒子相互は直接
接続した電導性の高い充放電特性の向上した電極として
優れ、その表面は前記の繊維状結着剤のネットワーク層
で強固に結着被覆されているので、水素吸蔵合金粒子の
脱落が防止され、従って充放電サイクル寿命も良好に維
持できる。
性結着剤を含まないので、その水素吸蔵合金粉を含有す
るペーストは、粘性が比較的低いので、該多孔性金属基
板への充填性を向上させ、充填量の増大した基板をもた
らす。次に、かゝる充填基板の表面に、直ちに、繊維化
性結着剤の分散液を塗布、乾燥後、これを圧延すれば、
その圧延により該塗層中の結着剤は剪断応力を加えられ
て繊維化しその三次元ネットワークからなる繊維上結着
剤層で電極表面は強固に結着被覆され、これにより内部
の水素吸蔵合金粉の脱落は防止される。この場合、該圧
延処理は、複数段に分けて行うことが好ましい。これに
より、良好な繊維化ネットワーク形成が得られる。かく
して、得られた水素吸蔵電極は、その内部に電気絶縁性
の結着剤を含まないので、水素吸蔵合金粒子相互は直接
接続した電導性の高い充放電特性の向上した電極として
優れ、その表面は前記の繊維状結着剤のネットワーク層
で強固に結着被覆されているので、水素吸蔵合金粒子の
脱落が防止され、従って充放電サイクル寿命も良好に維
持できる。
次に本発明の実施例を詳述する。
水素吸蔵合金粉は、水素化物の生成熱が正である金属
（Fe,Ni,Cu,Cr,Coなど）と、負である金属（Ti,Zr,La,C
e,Vなど）を適当な原子比により溶解炉で混合し合金と
し、これを直ちに、或いは水素脆化処理を経て粉末とし
て得られる。かゝる各種の水素吸蔵合金粉より適宜選択
して使用する。本発明の製造工程は先ず第一にLaNi4.7A
l0.3などの水素吸蔵合金粉100重量部に対し、導電剤と
してNi粉を20重量部を添加し、更に粘性剤液として３％
メチルセルロース水溶液を80重量部を添加し、これらの
配合物を充分混練してペーストを調整する。即ち、従来
法とは異なり、PTFE粉末を含まない水素吸蔵合金粉と導
電剤が全体に均一に混ざったペースト状物をつくる。
（Fe,Ni,Cu,Cr,Coなど）と、負である金属（Ti,Zr,La,C
e,Vなど）を適当な原子比により溶解炉で混合し合金と
し、これを直ちに、或いは水素脆化処理を経て粉末とし
て得られる。かゝる各種の水素吸蔵合金粉より適宜選択
して使用する。本発明の製造工程は先ず第一にLaNi4.7A
l0.3などの水素吸蔵合金粉100重量部に対し、導電剤と
してNi粉を20重量部を添加し、更に粘性剤液として３％
メチルセルロース水溶液を80重量部を添加し、これらの
配合物を充分混練してペーストを調整する。即ち、従来
法とは異なり、PTFE粉末を含まない水素吸蔵合金粉と導
電剤が全体に均一に混ざったペースト状物をつくる。
次に、このペーストを、多孔性金属基板、例えば、厚
さ約1.6mmの発泡ニッケル基板に充填する。本発明のペ
ーストは、混練により繊維化する結着剤を含まないの
で、その充分な混練によっても粘性は高くならないの
で、その調整ペーストは発泡ニッケル基板内の深くまで
容易に充填され、従って水素吸蔵合金粉の充填が均一に
行われ且つその充填量の増大した充填基板が得られる。
次でこの充填基板を80℃で１時間乾燥し乾燥充填基板を
得る。次でこの充填基板面にPTFEの如き剪断応力により
繊維化し得る結着剤、即ち繊維化性結着剤の分散液を、
代表的には、PTFEの分散液を均一に塗布した後その塗層
を加熱乾燥する。次に、そのPTFE乾燥塗層をもつ充填基
板を圧延機にて圧延し、これによりPTFEに剪断応力を与
えて繊維化を行った。この圧延処理は、複数回に分けて
段階的に行い繊維化を繰り返すことが好ましい。例え
ば、その圧延処理は、当初の板厚1.6mmのものを第一段
階の圧延で0.8mmに、次の段階で0.4mmに圧延する二段階
の圧延を行う。このようにして得られた厚さ0.4mmの圧
延充填基板を次に300℃で１時間加熱し、その表面に、
該PTFE繊維を焼成してその三次元ネットワーク被覆層の
固定を行い、かくして、本発明の水素吸蔵電極板が得ら
れる。該電極板は、その内部深くまで水素吸蔵合金粉が
含有し且つ従来法によるものに比し、その充填量の増大
した容量の大きいものが得られると共に、内部には導電
性を妨害するPTFEを含まないので、水素吸蔵合金粒相互
が接触した導電性の向上した、従って従来に比し著しく
充放電特性の優れたものとして製造でき、而もその板表
面は、繊維状PTFEの三次元ネットワーク層で強固に結着
被覆されているので、充填水素吸蔵合金粉の脱落は防止
され、その使用寿命も良好に保持されたものが得られ
る。
さ約1.6mmの発泡ニッケル基板に充填する。本発明のペ
ーストは、混練により繊維化する結着剤を含まないの
で、その充分な混練によっても粘性は高くならないの
で、その調整ペーストは発泡ニッケル基板内の深くまで
容易に充填され、従って水素吸蔵合金粉の充填が均一に
行われ且つその充填量の増大した充填基板が得られる。
次でこの充填基板を80℃で１時間乾燥し乾燥充填基板を
得る。次でこの充填基板面にPTFEの如き剪断応力により
繊維化し得る結着剤、即ち繊維化性結着剤の分散液を、
代表的には、PTFEの分散液を均一に塗布した後その塗層
を加熱乾燥する。次に、そのPTFE乾燥塗層をもつ充填基
板を圧延機にて圧延し、これによりPTFEに剪断応力を与
えて繊維化を行った。この圧延処理は、複数回に分けて
段階的に行い繊維化を繰り返すことが好ましい。例え
ば、その圧延処理は、当初の板厚1.6mmのものを第一段
階の圧延で0.8mmに、次の段階で0.4mmに圧延する二段階
の圧延を行う。このようにして得られた厚さ0.4mmの圧
延充填基板を次に300℃で１時間加熱し、その表面に、
該PTFE繊維を焼成してその三次元ネットワーク被覆層の
固定を行い、かくして、本発明の水素吸蔵電極板が得ら
れる。該電極板は、その内部深くまで水素吸蔵合金粉が
含有し且つ従来法によるものに比し、その充填量の増大
した容量の大きいものが得られると共に、内部には導電
性を妨害するPTFEを含まないので、水素吸蔵合金粒相互
が接触した導電性の向上した、従って従来に比し著しく
充放電特性の優れたものとして製造でき、而もその板表
面は、繊維状PTFEの三次元ネットワーク層で強固に結着
被覆されているので、充填水素吸蔵合金粉の脱落は防止
され、その使用寿命も良好に保持されたものが得られ
る。
該PTFE分散液による塗布は、好ましくは、充填基板を
該分散液に浸漬するなどにより行われる。
該分散液に浸漬するなどにより行われる。
比較のため、従来法に従い、例えば５重量％のPTFE粉
末を前記のペースト成分として添加し、充分に混練して
PTFEを充分に繊維化した状態で含む高粘度のペーストを
作製し、これを前記と同様の発泡ニッケル基板に充填
し、次で300℃で１時間焼成して従来の水素吸蔵電極板
を製造した。
末を前記のペースト成分として添加し、充分に混練して
PTFEを充分に繊維化した状態で含む高粘度のペーストを
作製し、これを前記と同様の発泡ニッケル基板に充填
し、次で300℃で１時間焼成して従来の水素吸蔵電極板
を製造した。
次で、上記の本発明の実施例で作製した水素吸蔵電極
板と前記の従来の製造法で得た水素吸蔵電極板とを夫々
負極とし、公知のNi電極と組合わせて夫々のセルを多数
作製した。この場合のNi電極の容量は、水素吸蔵電極よ
りは大きいものを使用した。
板と前記の従来の製造法で得た水素吸蔵電極板とを夫々
負極とし、公知のNi電極と組合わせて夫々のセルを多数
作製した。この場合のNi電極の容量は、水素吸蔵電極よ
りは大きいものを使用した。
これらのセルを用いて、充放電サイクル試験と急放電
試験とを行った。充放電サイクル試験は、0.2Cで130％
充電した後、0.5Cで放電し、水素吸蔵電極の電圧が−0.
75VvsHg/HgOとなる点を終止電圧として行った。又、急
放電試験は、0.2Cで150％充電した後、放電率を0.2C、
0.5C、1C、2Cと変化させてその時の放電容量を測定し
た。
試験とを行った。充放電サイクル試験は、0.2Cで130％
充電した後、0.5Cで放電し、水素吸蔵電極の電圧が−0.
75VvsHg/HgOとなる点を終止電圧として行った。又、急
放電試験は、0.2Cで150％充電した後、放電率を0.2C、
0.5C、1C、2Cと変化させてその時の放電容量を測定し
た。
夫々の試験結果を第１図及び第２図に示す。
第１図でＡは、本発明電極を組み込んだセルの多数の
サンプルの多少ばらつきの範囲をもって示した充放電サ
イクル寿命特性曲線域、Ｂは、従来電極を組み込んだ従
来セルの多数のサンプルの多少ばらつきの範囲をもって
示した充放電サイクル寿命特性曲線域を示す。これから
明らかなように、本発明のように電極の表面を繊維化結
着剤のネットワークで被覆するだけで、その充填水素吸
蔵粉の脱落が充分に防止され、電極内部に繊維化PTFEを
構成するものと同様の寿命特性が得られることが判る。
サンプルの多少ばらつきの範囲をもって示した充放電サ
イクル寿命特性曲線域、Ｂは、従来電極を組み込んだ従
来セルの多数のサンプルの多少ばらつきの範囲をもって
示した充放電サイクル寿命特性曲線域を示す。これから
明らかなように、本発明のように電極の表面を繊維化結
着剤のネットワークで被覆するだけで、その充填水素吸
蔵粉の脱落が充分に防止され、電極内部に繊維化PTFEを
構成するものと同様の寿命特性が得られることが判る。
第２図でＡ′は、本発明の電極を組み込んだセルの放
電特性曲線、Ｂ′は、従来の電極を組み込んだセルの放
電特性曲線を示す。これから明らかなように、PTFE結着
剤を含まない本発明の電極は、PTFEを内部に混在する従
来の電極に比し、その急放電特性は、著しく優れてい
る。
電特性曲線、Ｂ′は、従来の電極を組み込んだセルの放
電特性曲線を示す。これから明らかなように、PTFE結着
剤を含まない本発明の電極は、PTFEを内部に混在する従
来の電極に比し、その急放電特性は、著しく優れてい
る。
尚、従来法によれば、そのペーストは、その混練によ
り含有するPTFEの繊維化により粘性が高くなり、発泡金
属基板への充填性が悪くなり、その内部深くまでペース
トを、即ち、水素吸蔵合金粉を充填することが極めて困
難であり、水素吸蔵合金粉の充填容量が比較的低い製品
として得られ勝ちであったが、本発明によれば、従来に
比し約２倍以上の充填量の増大した高密度のエネルギー
の電極を容易にもたらすことが確認された。
り含有するPTFEの繊維化により粘性が高くなり、発泡金
属基板への充填性が悪くなり、その内部深くまでペース
トを、即ち、水素吸蔵合金粉を充填することが極めて困
難であり、水素吸蔵合金粉の充填容量が比較的低い製品
として得られ勝ちであったが、本発明によれば、従来に
比し約２倍以上の充填量の増大した高密度のエネルギー
の電極を容易にもたらすことが確認された。
このように本発明によるときは、添加剤として繊維化
性結着剤を含まない水素吸蔵合金粉を主体としたペース
トを、多孔性金属基板に充填するようにしたので、ペー
ストの混練を充分に行うことができると共に粘度は低く
維持できる。従って、繊維化性結着剤を含むペーストを
充填するに比し、基板内へのペーストの充填性を著しく
向上し得られると共に、導電性の向上した、換言すれば
充放電特性の向上した電極が得られる。更に、本発明に
よればその充填基板の表面に剪断応力で繊維化し得る結
着剤の塗布層を形成した後、直ちにこれに圧延処理を施
すので、その表面には、強固に結着した繊維状結着剤の
ネットワークの被覆層が形成されることゝなるので、こ
れにより電極内の充填水素吸蔵合金粉の脱落は防止し得
られ、良好な寿命特性を確保でき、更には、容易且つ安
価に製造できる等の効果を有する。
性結着剤を含まない水素吸蔵合金粉を主体としたペース
トを、多孔性金属基板に充填するようにしたので、ペー
ストの混練を充分に行うことができると共に粘度は低く
維持できる。従って、繊維化性結着剤を含むペーストを
充填するに比し、基板内へのペーストの充填性を著しく
向上し得られると共に、導電性の向上した、換言すれば
充放電特性の向上した電極が得られる。更に、本発明に
よればその充填基板の表面に剪断応力で繊維化し得る結
着剤の塗布層を形成した後、直ちにこれに圧延処理を施
すので、その表面には、強固に結着した繊維状結着剤の
ネットワークの被覆層が形成されることゝなるので、こ
れにより電極内の充填水素吸蔵合金粉の脱落は防止し得
られ、良好な寿命特性を確保でき、更には、容易且つ安
価に製造できる等の効果を有する。
第１図は、本発明により製造した水素吸蔵電極を使用し
たセルと従来法により製造した水素吸蔵電極を使用した
セルとの充放電サイクル特性の比較図、第２図は、前記
両セルの急放電特性の比較図を示す。 A,A′……本発明で得られる夫々の特性曲線
たセルと従来法により製造した水素吸蔵電極を使用した
セルとの充放電サイクル特性の比較図、第２図は、前記
両セルの急放電特性の比較図を示す。 A,A′……本発明で得られる夫々の特性曲線
Claims (2)
- 【請求項１】添加剤として繊維化性結着剤を含まない水
素吸蔵合金粉を主体とするペーストを、多孔性金属基板
に充填し、次で乾燥処理して得られた充填基板の表面
に、直ちに、繊維化性結着剤の分散液を塗布、乾燥し、
次でこれを圧延することを特徴とする水素吸蔵電極の製
造法。 - 【請求項２】該圧延は、複数段に分けて行うことを特徴
とする請求項１記載の水素吸蔵電極の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1057358A JP2918560B2 (ja) | 1989-03-09 | 1989-03-09 | 水素吸蔵電極の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1057358A JP2918560B2 (ja) | 1989-03-09 | 1989-03-09 | 水素吸蔵電極の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02236957A JPH02236957A (ja) | 1990-09-19 |
| JP2918560B2 true JP2918560B2 (ja) | 1999-07-12 |
Family
ID=13053356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1057358A Expired - Lifetime JP2918560B2 (ja) | 1989-03-09 | 1989-03-09 | 水素吸蔵電極の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2918560B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR0172229B1 (ko) * | 1996-05-31 | 1999-03-30 | 손욱 | 소수성 극판의 제조 방법 |
-
1989
- 1989-03-09 JP JP1057358A patent/JP2918560B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02236957A (ja) | 1990-09-19 |
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