JPH05151964A - 電極の製造方法 - Google Patents

電極の製造方法

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JPH05151964A
JPH05151964A JP3312506A JP31250691A JPH05151964A JP H05151964 A JPH05151964 A JP H05151964A JP 3312506 A JP3312506 A JP 3312506A JP 31250691 A JP31250691 A JP 31250691A JP H05151964 A JPH05151964 A JP H05151964A
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JP
Japan
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binder
electrode
temperature
manufacturing
active material
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Withdrawn
Application number
JP3312506A
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English (en)
Inventor
Takeshi Tsuda
武 津田
Takao Ogura
孝夫 小倉
Yoichi Nomura
洋一 野村
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Resonac Corp
Original Assignee
Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
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Publication date
Application filed by Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd filed Critical Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/621Binders
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/24Electrodes for alkaline accumulators
    • H01M4/26Processes of manufacture
    • YGENERAL 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
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract

(57)【要約】 【目的】従来の電極よりも高密度充填および高率放電特
性に優れており、且つ充填むらが生じず、また電極作製
に長時間を要しない電極の製造方法を提供する。 【構成】三次元網目構造を有する集電体に、電極活性物
質と第1のバインダを混合したスラリまたはペーストを
充填し、第2のバインダで表面を処理する。その後、内
部層の第1のバインダの分解温度以上で、且つ表面層の
第2のバインダの分解温度以下で熱処理することによ
り、内部層を電極活性物質のみにさせ、残留した表面層
の第2のバインダがこの内部層の電極活性物質の脱落を
防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、二次電池用の電極の製
造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、電極の製造方法として、パンチン
グメタル等の集電体に酸化物及び水酸化物などの活物質
や水素吸蔵合金等(以下、電極活性物質と言う)とバイ
ンダとの混合物を塗布して製造する方法(ペースト式)
や、焼結金属多孔体中に化学的または電気化学的に電極
活性物質を含浸する方法(焼結式)がある。しかしなが
ら、ペースト式電極では電極活性物質とバインダとの混
練物が電池用基体から剥離したり、電極の集電性が劣る
等の問題点がある。一方、焼結式電極では含浸工程に長
い時間がかかり、また製造コストが高くなる上、電極活
性物質の高密度充填が難しいという問題がある。
【0003】そこで、特開昭63−261675号に示
されるように、発泡ニッケルあるいはニッケルフェルト
等の三次元網目構造体からなる集電体に、電極活性物質
とバインダとの混合物を充填するペースト式の電極が提
案されている。
【0004】更に、電極活性物質の高密度充填をめざす
ために、特開平3−63241号に示されるように、発
泡ニッケルあるいはニッケルフェルト等の三次元網目構
造を有する基体の表面層には電極活性物質とバインダの
混合物を充填、また内部層には振動を加えながら電極活
性物質のみを充填した電極が提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
3−63241号に示された方法は、バインダを含まな
い層を設けることにより充填密度を高め、高率放電特性
を向上させることができるが、該バインダを含まない層
を設ける際に電極活性物質のみを振動により充填するこ
とにより、充填むらが生じたり、電極作製に長時間を要
するという問題点があった。
【0006】本発明の目的は、従来の電極よりも高密度
充填および高率放電特性に優れており、且つ充填むらが
生じず、また電極作製に長時間を要しない電極の製造方
法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明に係る電極の製造方法を説明すると、次の通りであ
る。
【0008】請求項1に記載の電極の製造方法は、三次
元網目構造を有する集電体に電極活性物質と第1のバイ
ンダを含むスラリまたはペーストを充填したのち、前記
第1のバインダの分解温度Taより高い分解温度Tbを
有する第2のバインダで表面を処理し、前記温度Taよ
り高く前記温度Tbより低い温度で熱処理することによ
り、バインダを含む表面層と、バインダを含まない内部
層からなる層構造とすることを特徴とする。
【0009】請求項2に記載の電極の製造方法は、三次
元網目構造を有する集電体に電極活性物質と第1のバイ
ンダを含むスラリまたはペーストを充填したのち、前記
バインダの分解温度Taより高い分解温度Tbを有する
第2のバインダで表面を処理し、前記温度Taより高く
前記温度Tbより低い温度で熱処理することにより、前
記第1のバインダを熱分解して除去することを特徴とす
る。
【0010】請求項3に記載の電極の製造方法は、請求
項1又は2のいずれかにおいて、前記第1のバインダを
熱分解して除去したのちプレスすることを特徴とする。
【0011】請求項4に記載の電極の製造方法は、請求
項1〜3のいずれかにおいて、前記第2のバインダがフ
ッ素樹脂であることを特徴とする。
【0012】
【作用】本発明のように内部層となる電極活性物質を第
1のバインダとともに混練したスラリまたはペーストと
して三次元網目構造を有する集電体に充填すると、電極
活性物質のみで充填した場合のような目づまりが発生せ
ず、充填むらは生じない。
【0013】また、第1のバインダの分解温度以上で、
かつ第2のバインダの分解温度以下の温度で加熱処理す
ると、内部層の第1のバインダは分解消滅して、内部層
はバインダを含まない状態となる。一方、表面層の第2
のバインダは残留して、バインダを含まない内部層を保
持し脱落を防止する。
【0014】内部層の第1のバインダが分解消滅した際
に生じる孔は、プレスによる加圧処理によって孔が押し
潰れるため電極活性物質が高密度に充填される結果とな
る。第2のバインダとしてフッ素樹脂を用い、熱処理温
度をそのガラス転移点より高くすると、該フッ素樹脂が
繊維化して、より強固に内部層を保持することができ
る。
【0015】
【実施例】以下、本発明の一実施例として、水素吸蔵電
極の合金充填性能及び該水素吸蔵電極を使用したニッケ
ル−水素電池の高率放電性能について詳細に説明する。
【0016】先ず、本発明について説明する。水素吸蔵
合金をスタンプミルで粉砕し、分級することにより200
メッシュアンダーの粒度を有する合金粉末を得た。これ
を第1のバインダであるポリビニルアルコール(PV
A)とともに混練し、スラリ状又はペースト状にして三
次元網目構造体である発泡ニッケル板(多孔度95%)に
充填し、更に該三次元網目構造体の表面(両面)にポリ
テトラフルオロエチレン(PTFE)を塗布した後、35
0 ℃で熱処理し、最後にプレスして成型した。この水素
吸蔵電極及び該水素吸蔵電極を使用したAA形密閉電池
を、それぞれ電極A及び電池Aとする。
【0017】次に、従来技術である比較の電極B,C及
び電池B,Cについて説明する。なお、水素吸蔵合金の
組成,作製方法及び調整方法は前述した電極A及び電池
Aの場合と同じである。
【0018】200 メッシュアンダーに分級した水素吸蔵
合金粉末をPVAとともに混練しスラリ状混練物にして
発泡ニッケル板の片面に10%の厚みまで充填した。乾燥
後、他方の面から440 メッシュアンダーに分級した水素
吸蔵合金粉末を振動を与えながら充填した後、その上面
に前記スラリ状混練物を発泡ニッケル板の10%の厚みに
なるように充填し、乾燥後プレスして成型した。この水
素吸蔵電極および該水素吸蔵電極を使用したAA形密閉
電池をそれぞれ電極B及び電池Bとする。
【0019】200 メッシュアンダーに分級した水素吸蔵
合金粉末をPVAとともに混練しスラリ状混練物にして
発泡ニッケル板に充填し、乾燥後プレスして成型した。
この水素吸蔵電極及び該水素吸蔵電極を使用したAA形
密閉電池をそれぞれ電極C及び電池Cとする。
【0020】以上の製造方法で作製した電極A,B,C
について、水素吸蔵合金の充填密度(g/cm3 )を測定し
比較した。測定結果は表1に示す通りであった。
【0021】
【表1】 該表1より、本発明の実施例の電極Aの合金充填密度が
従来の電極B,Cより高いのがわかる。
【0022】次に、電極A,B及びCを使用した電池
A,B及びCについて高率放電特性(3CmA放電容量
/0.2 CmA放電容量)を調べた。なお、陽極には焼結
式ニッケル板を使用した。測定結果は表2に示す通りで
あった。
【0023】
【表2】 該表2より、本発明の実施例の電極Aを使用した電池A
が、従来の電極を使用した電池B及びCよりも高率放電
特性に優れていることがわかる。
【0024】なお、本発明の電極の製造方法は、ニッケ
ル−水素電池の陰極に限定されるものではなく、全ての
電池の電極(陽極も含む)に適用することができる。
【0025】
【発明の効果】以上のように、本発明の電極の製造方法
によれば、下記のような効果を得ることができる。
【0026】内部層となる電極活性物質は、第1のバイ
ンダとともに混練したスラリ又はペーストとして三次元
網目構造を有する集電体に充填するので、電極活性物質
のみで充填した場合のような目づまりが発生せず、充填
むらがなく高密度充填が可能となる。それ故、電極の集
電性が向上し、高率放電特性の向上を促進することがで
きる。更に、スラリ状態で充填するため充填作業に困難
を伴わず、工程上の問題がない。
【0027】また、第1のバインダの分解温度以上で、
かつ第2のバインダの分解温度以下の温度で加熱処理す
るので、内部層の第1のバインダは分解消滅して、容易
に内部層がバインダを含まない状態にすることができ
る。一方、加熱処理時に表面層の第2のバインダが残留
するので、該表面層によりバインダを含まない内部層を
保持し電極活性物質の脱落を防止することができる。
【0028】内部層の第1のバインダが分解消滅した際
に生じる孔は、プレスによる加圧処理によって孔が押し
潰れるため、内部層の電極活性物質を高密度化すること
ができる。
【0029】第2のバインダとしてフッ素樹脂を用い、
熱処理温度をそのガラス転移点より高くすると、該フッ
素樹脂が繊維化して、より強固に内部層を保持すること
ができる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 三次元網目構造を有する集電体に電極活
    性物質と第1のバインダを含むスラリまたはペーストを
    充填したのち、前記第1のバインダの分解温度Taより
    高い分解温度Tbを有する第2のバインダで表面を処理
    し、前記温度Taより高く前記温度Tbより低い温度で
    熱処理することにより、バインダを含む表面層と、バイ
    ンダを含まない内部層からなる層構造とすることを特徴
    とする電極の製造方法。
  2. 【請求項2】 三次元網目構造を有する集電体に電極活
    性物質と第1のバインダを含むスラリまたはペーストを
    充填したのち、前記第1のバインダの分解温度Taより
    高い分解温度Tbを有する第2のバインダで表面を処理
    し、前記温度Taより高く前記温度Tbより低い温度で
    熱処理することにより、前記第1のバインダを熱分解し
    て除去することを特徴とする電極の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記第1のバインダを熱分解して除去し
    たのちプレスすることを特徴とする請求項1又は2のい
    ずれかに記載の電極の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記第2のバインダがフッ素樹脂である
    ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の電極
    の製造方法。
JP3312506A 1991-11-27 1991-11-27 電極の製造方法 Withdrawn JPH05151964A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100396492B1 (ko) * 2001-10-17 2003-09-02 삼성에스디아이 주식회사 리튬-황 전지용 양극 활물질 및 이를 포함하는 양극활물질 조성물의 제조 방법
JP2019140065A (ja) * 2018-02-15 2019-08-22 Fdk株式会社 全固体電池の製造方法

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