JPH01307162A - ペースト式極板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はアルカリ蓄電池、特にニッケル・カドミウム蓄
電池のニッケル正極板などをペースト式で製造するペー
スト式極板の製造方法に関する。

［従来の技術とその課題］ ニッケル正極板などの極板の製造方法には焼結基板に活
物質を充填する焼結式、活物質をペースト状として多孔
基板に塗着して充填するペースト式などが知られている
。この内、ペースト式極板は焼結式掻板に比べて製造工
程が簡易であって安価とすることができ、しかも容積効
率が高く、高エネルギ密度を得ることが可能なため広く
実用化されている。ところが、ペースト式極板は焼結式
極板に比較して活物質自体の導電性が悪いと共に、活物
質の結着力が弱いため電池の充放電時に脱落する不都合
がある。このため基板として連続した三次元空孔を有す
る金属構造板を使用し、この金属構造板に活物質のペー
ストを充填する試みがなされているが、依然として極板
として使用し得るのに充分な導電性および結着性を付与
することができていない。

本発明は連続した三次元空孔な有する金属構造板を基板
とした方法を改良して、活物質の結着性を高めると共に
極板の導電性を高めることができるペースト式極板の製
造方法を提供する。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、連続した三次元空孔を有する金属構造板に活
物質のペーストを充填し乾燥して充填板を形成する工程
と、連続した三次元空孔な有する構造の金属支持板を前
記充填板の両面に重ね合わせる工程と、重ね合わされた
板体を板厚方向に加圧する工程とを備えていることを特
徴とする。

連続した三次元空孔を有する金属構造板は、いわゆるス
ポンジ状空孔な有する金属板であり、例えば発泡金属薄
板あるいは金属短繊維の集合体からなるマット状薄板な
どを使用することができる。この金属構造板は活物質の
充填を確実且つ容易に行う必要があり、活物質粉末の粒
径あるいは活物質ペーストの粘度などによって適切な平
均孔径、気孔率が選択される。ニッケル正極板の場合に
おける好適な金属構造板としては、平均孔径が５０〜５
００μで気孔率が８０〜９８％の発泡ニッケル板あるい
は線径２０μ程度のニッケル繊維からなる気孔率８０〜
９８％程度のニッケル繊維マットが良好である。活物質
ペーストは活物質、結着材および溶剤を混合することに
より得られる。ニッケル正極板の場合には活物質として
水酸化ニッケル粉末が、一方カドミウム負極板の場合に
は酸化カドミウム粉末、水酸化カドミウム粉末などが使
用され、これら活物質にさらに導電剤が添加される。結
着材としてはカルボキシメチリセルロース（ＣＭＣ）　
、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）などが選択され、溶
剤としては水、有機溶媒などが選択される。これら結着
剤および溶剤は１種でもよく、２種以上を併用してもよ
い。このようにして得られる活物質ペーストを連続した
三次元空孔を有する金属構造板に充填する。充填は前記
金属構造板に活物質ペーストを練り込んだり、活物質ペ
ーストに金属構造板を浸漬することで行うことができる
。この活物質ペーストの充填により金属構造板の空孔に
活物質が担持された充填板が得られ、活物質の充填の後
、この充填板を加熱して乾燥する。

次に、この充填板の両面に金属支持板を重ね合わせる。

金属支持板は連続した三次元空孔な有する構造のものが
使用され、充填板に使用された前記金属構造板と同様の
ものを選択することができる。第１図（ａ）はこの重ね
合わせな示す断面図であり、活物質が充填された充填板
１の両面から金属支持板２が重ね合わされてサンドイッ
チ構造の板体が形成されている。そして、この重ね合わ
せの後、サンドイッチ状板体を板厚方向に加圧する。加
圧はローラブレス、熱プレスなど適宜の手段で行うこと
ができ、この加圧により圧縮されて充填板と金属支持板
の一体化が行われる。この圧縮に際し、充填板の三次元
空孔中には活物質ペーストが充填されているため耐圧強
度が大きく、圧縮率が小さい反面、金属支持板中には活
物質ペーストが充填されていないため大きく圧縮されて
開孔率が低下し緻密構造となる。又、この圧縮により金
属支持板の繊維、格子などが充填板に食い込んで、これ
らが一体化した構造となる。かかる作用を有効とするた
め、金属支持板の孔径は充填板の孔径よりも小さいもの
が好ましく、例えば平均孔径がｔｏｏ−１５０μ、気孔
率が８５〜９８％、厚さ０．３〜１．０ｍｍの構造板が
選択される。第１図（ｂ）はこのような加圧後の断面図
を示し、充填板１と金属支持板２との一体化により極板
３が得られ、この極板を所定寸法に切断して電池缶内に
組み込むことにより電池を得ることができる。このよう
に得られた極板は充填板両側の金属支持板によって充填
板内の活物質の脱落が防止されるため、充放電が良好と
なる。又、金属支持板はそれ自体、良好な導電体である
ので極板として優れた導電性を有している。

本発明において、金属支持板の重ね合わせに先立って、
充填板を板厚方向に予備加圧することも可能である。す
なわち、充填板を軽く圧縮した後、金属支持板を重ね合
わせ、さらに圧縮してもよい、これは金属支持板によっ
て活物質の保持および導電性の向上が図られるものであ
り、充填板の性状自体は上記作用に関与しないためであ
る。

又、金属支持板の重ね合わせに際して金属支持板の端部
を充填板に圧入させて一体化する構造としてもよい。

［イ乍　用］ 以上のように構成される本発明では、加圧によって一体
化された金属支持板は充填板内の活物質の脱落を防止す
ると共に、導電性を増大するように作用する。

［実施例］ 以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。

実施例１ 平均粒子径２００メツシユ以下の水酸化ニッケル粉末８
０部とニッケル微粉末２０部とを２％濃度のポリビニル
アルコール水溶液５０部内に投入し、混練して活物質ペ
ーストを調整した。この活物質ペーストを平均孔径２０
０μ、気孔率９５％、厚さ１．０ｍｍのニッケル発泡板
（金属構造板）にへらで押し込んで充填し、加熱乾燥を
行って充填板な得た。そして、平均孔径１００μ、気孔
率９５％、厚さ０．５ｍｍのニッケル発泡板（金属支持
板）を充填板の両面に重ね合わせ、全体の厚さが０．６
ｍｍとなるまでローラブレスして極板を得た。

実施例２ 金属支持板として、平均孔径４００μ、気孔率９５％、
厚さ０．５ｍｍのニッケル発泡板を使用した以外は実施
例１と同様な操作で極板を得た。

実施例３ 実施例１で得た充填板を厚さ０．８ｍｍまで予備加圧し
て金属支持板の重ね合わせに供した以外は実施例１と同
様な操作で極板を得た。

実施例４ 実施例１で得た充填板を厚さ０．８ｍｍまで予備加圧す
ると共に、金属支持板として実施例２のニッケル発泡板
を使用した以外は実施例１と同様な操作で極板を得た。

実施例５ 線径２０μ、気孔率９５％、厚さ１ｍｍのニッケルマッ
トを金属構造板として使用した以外は実施例１と同様な
操作で極板を得た。

比較例 実施例１で得た充填板を金属支持板を重ね合わせること
なく、０．６ｍｍまで圧縮して極板を得た。

以上のようにして得られた各極板を縦４０＋ｎｎ＋、横
７０ｍｍに切断し、適宜なリード部を設けた後、３０％
濃度の水酸化カリウム水溶液中で容量を測定した。又、
同様に利用率（活物質の充ｇｔ量から実際に取り出され
る電気量の割合）、脱落率（充填された活物質の量に対
して容量確認後に脱落した活物質の量の割合）を測定し
た。一方、寸法４０Ｘ７０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍ、固有
容量９００　ｍＡｈのカドミウム負極板をペースト式で
作成し、このカドミウム負極板と各極板との間にセパレ
ータを介在させてＪＩＳ　ＫＲ−ＡＡサイズの密閉型ニ
ッケル・カドミウム電池を作成した。各電池を０．１２
Ｃで６時間充電し、その後０．２５Ｇで２時間放電する
充放電サイクル試験を行い、初期、５００回および１０
００回後における容量を測定した。

以上の測定結果を第１表に示す。同表から明らかなよう
に、各実施例は比較例に比べて非常に良好な特性を示し
ている。特に充填板を予備加圧することなく金属支持板
との重ね合わせに供した場合が良好となっている。

（以下余白） 第　　　　１　　　表 ［発明の効果］ 以上説明したように本発明は、連続した三次元空孔な有
する金属支持板とを充填板の両面に重ね合わせ、加圧に
よって一体化して極板とするので、活物質の脱落が少な
く、導電性が向上し、利用率の増大およびサイクル性能
が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の製造工程を示す断面図
である。 １・・・充填板、２・・・金属支持板、３・・・極板。 特許出願人　　古河電池株式会社 代理人　弁理士　　佐　藤　英　昭 鎚 （し２ン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　連続した三次元空孔を有する金属構造板に活物質の
   ペーストを充填し乾燥して充填板を形成する工程と、連
   続した三次元空孔を有する構造の金属支持板を前記充填
   板の両面に重ね合わせる工程と、重ね合わされた板体を
   板厚方向に加圧する工程とを備えていることを特徴とす
   るペースト式極板の製造方法。 ２　活物質ペーストが充填された前記充填板を板厚方向
   に加圧した後、前記重ね合わせを行い、その後前記板厚
   方向の加圧を行うことを特徴とする請求項第１項記載の
   ペースト式極板の製造方法。