JPH07335211A - アルカリ電池用ペースト式極板の製造法 - Google Patents
アルカリ電池用ペースト式極板の製造法Info
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- JPH07335211A JPH07335211A JP6145362A JP14536294A JPH07335211A JP H07335211 A JPH07335211 A JP H07335211A JP 6145362 A JP6145362 A JP 6145362A JP 14536294 A JP14536294 A JP 14536294A JP H07335211 A JPH07335211 A JP H07335211A
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- Japan
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- electrode plate
- press
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- 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
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 利用率の向上したアルカリ電池用ペースト式
極板の製造法を提供する。 【構成】 三次元の連続空孔を有する多孔金属基板に、
活物質のペーストを充填した後、これに平板プレスによ
る予備圧縮を行い、次でロールプレスにより所定の最終
の厚さのペースト式極板とする。
極板の製造法を提供する。 【構成】 三次元の連続空孔を有する多孔金属基板に、
活物質のペーストを充填した後、これに平板プレスによ
る予備圧縮を行い、次でロールプレスにより所定の最終
の厚さのペースト式極板とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ニッケルカドミウム電
池、ニッケル鉄電池、ニッケル亜鉛電池、ニッケル水素
電池等のアルカリ蓄電池用ペースト式極板の製造法に関
する。
池、ニッケル鉄電池、ニッケル亜鉛電池、ニッケル水素
電池等のアルカリ蓄電池用ペースト式極板の製造法に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来のアルカリ蓄電池用極板の製造法と
しては、長寿命で、急速充放電に強い焼結式が主として
採用されてきた。しかし最近では、電池の高容量化が要
求され、活物質の高密度化が可能なペースト式が主流と
なりつゝある。ペースト式極板の製造法としては、ネッ
ト、多孔シート等の二次元の多孔基板に、活物質を主体
とし、これに結着剤、導電剤を混合して成る活物質ペー
ストを塗布するものと、発泡メタル、フェルトメタル等
の三次元的に連続した空孔を有する多孔基板に、活物質
ペーストを充填するものがある。三次元多孔基板に充填
する方式は二次元多孔基板に塗布する方式に比べ活物質
の結着性に優れ、極板の導電性も良いため、二次元基板
には塗布しにくい、Ni極等の製造法に採用されてい
る。三次元多孔基板に充填するペースト式極板の製造法
は、該三次元多孔基板に活物質ペーストを直接充填した
後、充填密度を向上させるために、平板プレス又はロー
ルプレスのいずれかにより所定の厚さまで加圧して作製
していた。
しては、長寿命で、急速充放電に強い焼結式が主として
採用されてきた。しかし最近では、電池の高容量化が要
求され、活物質の高密度化が可能なペースト式が主流と
なりつゝある。ペースト式極板の製造法としては、ネッ
ト、多孔シート等の二次元の多孔基板に、活物質を主体
とし、これに結着剤、導電剤を混合して成る活物質ペー
ストを塗布するものと、発泡メタル、フェルトメタル等
の三次元的に連続した空孔を有する多孔基板に、活物質
ペーストを充填するものがある。三次元多孔基板に充填
する方式は二次元多孔基板に塗布する方式に比べ活物質
の結着性に優れ、極板の導電性も良いため、二次元基板
には塗布しにくい、Ni極等の製造法に採用されてい
る。三次元多孔基板に充填するペースト式極板の製造法
は、該三次元多孔基板に活物質ペーストを直接充填した
後、充填密度を向上させるために、平板プレス又はロー
ルプレスのいずれかにより所定の厚さまで加圧して作製
していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし乍ら、平板プレ
スのみで極板を所定の厚さまで圧縮するためには、非常
に大規模な設備を必要とし、工場生産において、100
t級以上のプレス機を何台も必要とし、大規模な設備を
要するばかりでなく、また極板として利用率、電池特性
の良好なものが得られない不都合を伴う。一方、ロール
プレスのみで極板を所定の厚さまで圧縮すると、極板の
伸延が大きくなり過ぎ、また、しばしば基板破断を生
じ、極板の強度低下や導電性低下による利用率・急放電
性能の著しい低下を起こす嫌いがあり、また、極板のサ
イズが大形となるとプレス性能が低下するなどの不都合
をもたらす。上記従来のプレス加圧手段を用いたアルカ
リ蓄電池用極板の製造法に鑑み、比較的小規模な設備で
製造でき、而も極板伸延を抑え且つ充填密度が高く利用
率及び放電容量の向上した極板の製造法が望まれる。
スのみで極板を所定の厚さまで圧縮するためには、非常
に大規模な設備を必要とし、工場生産において、100
t級以上のプレス機を何台も必要とし、大規模な設備を
要するばかりでなく、また極板として利用率、電池特性
の良好なものが得られない不都合を伴う。一方、ロール
プレスのみで極板を所定の厚さまで圧縮すると、極板の
伸延が大きくなり過ぎ、また、しばしば基板破断を生
じ、極板の強度低下や導電性低下による利用率・急放電
性能の著しい低下を起こす嫌いがあり、また、極板のサ
イズが大形となるとプレス性能が低下するなどの不都合
をもたらす。上記従来のプレス加圧手段を用いたアルカ
リ蓄電池用極板の製造法に鑑み、比較的小規模な設備で
製造でき、而も極板伸延を抑え且つ充填密度が高く利用
率及び放電容量の向上した極板の製造法が望まれる。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記の従来の課題を解消
し且つ上記の要望を満足する本発明のアルカリ蓄電池用
ペースト式極板の製造法は、三次元的に連続した空孔を
有する多孔基板に、活物質ペーストを充填した極板を平
板プレスにより予備加圧を行った後、ロールプレスによ
り所定の最終の厚さまで圧縮することを特徴とする。こ
の場合、該平板プレスによる予備加圧は0.1〜1t/
cm2 が好ましい。
し且つ上記の要望を満足する本発明のアルカリ蓄電池用
ペースト式極板の製造法は、三次元的に連続した空孔を
有する多孔基板に、活物質ペーストを充填した極板を平
板プレスにより予備加圧を行った後、ロールプレスによ
り所定の最終の厚さまで圧縮することを特徴とする。こ
の場合、該平板プレスによる予備加圧は0.1〜1t/
cm2 が好ましい。
【0005】
【作用】極板伸延の少ない平板プレスにより予備加圧を
行った後、ロールプレスにより所定の極板の厚さまで圧
縮することにより、極板伸延がロールプレスによる極板
の過度の伸延と基板の破断が防止され、而も充分に圧縮
された充填密度が高い極板を得ることができる。また、
平板プレス後にローラープレスすることにより極板の伸
延を極力抑えることができると共に、活物質の移動も可
能となり、活物質粒子が無理のない配列となり隣合う活
物質同士及び導電剤との接触面積が増大する。その結果
として強度が強く、利用率、急放電性能が向上する。特
にこの傾向は、極板の捲回を必要とする円筒型電池用の
極板として使用した場合、その優れた特性が顕著であ
る。この場合、該平板プレスによる予備加圧は0.1〜
1t/cm2 であることが好ましい。予備加圧は、1t
/cm2 以上では、平板プレスのみによる極板の性能の
低下を生ずる傾向となると共に平板プレス機の規模が増
大する傾向となり、また、その後のロールプレスによる
良好なプレス効果が減少する傾向となる。一方、0.1
t/cm2 以下では、予備加圧の効果が殆どみられなく
なると共に、ロールプレスによる極板の伸延、破断の影
響が大きくなり好ましくないので、0.1〜1t/cm
2 の範囲が好ましい。
行った後、ロールプレスにより所定の極板の厚さまで圧
縮することにより、極板伸延がロールプレスによる極板
の過度の伸延と基板の破断が防止され、而も充分に圧縮
された充填密度が高い極板を得ることができる。また、
平板プレス後にローラープレスすることにより極板の伸
延を極力抑えることができると共に、活物質の移動も可
能となり、活物質粒子が無理のない配列となり隣合う活
物質同士及び導電剤との接触面積が増大する。その結果
として強度が強く、利用率、急放電性能が向上する。特
にこの傾向は、極板の捲回を必要とする円筒型電池用の
極板として使用した場合、その優れた特性が顕著であ
る。この場合、該平板プレスによる予備加圧は0.1〜
1t/cm2 であることが好ましい。予備加圧は、1t
/cm2 以上では、平板プレスのみによる極板の性能の
低下を生ずる傾向となると共に平板プレス機の規模が増
大する傾向となり、また、その後のロールプレスによる
良好なプレス効果が減少する傾向となる。一方、0.1
t/cm2 以下では、予備加圧の効果が殆どみられなく
なると共に、ロールプレスによる極板の伸延、破断の影
響が大きくなり好ましくないので、0.1〜1t/cm
2 の範囲が好ましい。
【0006】
【実施例】三次元的に連続した空孔を有する厚み一定の
帯状広幅の発泡ニッケル基板を用意し、これに水酸化ニ
ッケル活物質粉8.5Kg、金属ニッケル粉1Kg、酸
化コバルト粉0.5Kgとを混合し、1%CMC水溶液
4.25Kgを混練して調製した活物質ペーストを60
Torr減圧下で浸漬充填し、次で80℃で2時間乾燥
して極板を作製し、これを下記に示す所定の縦、横寸法
をもつ多数の活物質ペースト充填極板を用意した。これ
らの活物質ペースト充填極板を使用し、下記のように本
発明の製造法と従来の製造法を用い、夫々のニッケル極
板を製造した。 実施例1 縦40mm、横60mm、厚み1.2mmのペースト充
填極板を平板プレスにより1t/cm2 で予備加圧し、
厚み0.75mmの極板とした後、これをロールプレス
により厚み0.6mmに圧縮して充填密度2.60/c
cのペースト式ニッケル極板を製造した。伸縮率は5%
であった。 実施例2 実施例1と同じ活物質ペースト充填極板を平板プレスに
より0.1t/cm2で予備加圧し、厚み0.9mmの
極板とした後、ロールプレスにより厚み0.6mmに圧
縮して充填密度2.60/ccのペースト式ニッケル極
板を製造した。伸縮率7%であった。 従来例1 実施例1と同じ活物質ペースト充填極板を平板プレスに
より4t/cm2 で一挙に厚み0.6mmに圧縮して、
充填密度2.60/ccのペースト式ニッケル極板を製
造した。伸縮率2%であった。 従来例2 実施例1と同じ活物質ペースト充填極板をロールプレス
により一挙に厚み0.6mmに圧縮して、充填密度2.
60/ccのペースト式ニッケル極板を製造した。伸縮
率12%であった。 実施例3 縦200mm、横240mm、厚み1.2mmの活物質
ペースト充填極板を平板プレスにより0.1t/cm2
で予備加圧して厚さ0.9mmの極板とした後、ロール
プレスにより厚み0.6mmに圧縮して充填密度2.6
0/ccのペースト式ニッケル極板を製造した。伸縮率
9%であった。 従来例3 実施例3と同じ活物質ペースト充填極板をロールプレス
により、一挙に厚み0.6mmに圧縮して充填密度2.
60/ccのペースト式ニッケル極板を製造した。伸縮
率15%であった。
帯状広幅の発泡ニッケル基板を用意し、これに水酸化ニ
ッケル活物質粉8.5Kg、金属ニッケル粉1Kg、酸
化コバルト粉0.5Kgとを混合し、1%CMC水溶液
4.25Kgを混練して調製した活物質ペーストを60
Torr減圧下で浸漬充填し、次で80℃で2時間乾燥
して極板を作製し、これを下記に示す所定の縦、横寸法
をもつ多数の活物質ペースト充填極板を用意した。これ
らの活物質ペースト充填極板を使用し、下記のように本
発明の製造法と従来の製造法を用い、夫々のニッケル極
板を製造した。 実施例1 縦40mm、横60mm、厚み1.2mmのペースト充
填極板を平板プレスにより1t/cm2 で予備加圧し、
厚み0.75mmの極板とした後、これをロールプレス
により厚み0.6mmに圧縮して充填密度2.60/c
cのペースト式ニッケル極板を製造した。伸縮率は5%
であった。 実施例2 実施例1と同じ活物質ペースト充填極板を平板プレスに
より0.1t/cm2で予備加圧し、厚み0.9mmの
極板とした後、ロールプレスにより厚み0.6mmに圧
縮して充填密度2.60/ccのペースト式ニッケル極
板を製造した。伸縮率7%であった。 従来例1 実施例1と同じ活物質ペースト充填極板を平板プレスに
より4t/cm2 で一挙に厚み0.6mmに圧縮して、
充填密度2.60/ccのペースト式ニッケル極板を製
造した。伸縮率2%であった。 従来例2 実施例1と同じ活物質ペースト充填極板をロールプレス
により一挙に厚み0.6mmに圧縮して、充填密度2.
60/ccのペースト式ニッケル極板を製造した。伸縮
率12%であった。 実施例3 縦200mm、横240mm、厚み1.2mmの活物質
ペースト充填極板を平板プレスにより0.1t/cm2
で予備加圧して厚さ0.9mmの極板とした後、ロール
プレスにより厚み0.6mmに圧縮して充填密度2.6
0/ccのペースト式ニッケル極板を製造した。伸縮率
9%であった。 従来例3 実施例3と同じ活物質ペースト充填極板をロールプレス
により、一挙に厚み0.6mmに圧縮して充填密度2.
60/ccのペースト式ニッケル極板を製造した。伸縮
率15%であった。
【0007】このようにして得られた上記実施例及び従
来例の夫々のペースト式ニッケル極板を一定の寸法(縦
38mm、横58mm)に裁断し、従来法に従って、A
Aサイズの密閉形ニッケルカドミウム蓄電池を構成し、
その夫々について電池特性を得るべく、(a)0.1C
で150%充電した後、0.2Cで1Vまで放電する充
放電試験と(b)上記の0.1Cで150%充電した後
1Cで1Vまで放電する充放電試験とを夫々に行い、夫
々のNi極板としての利用率と0.2C対1C放電容量
比を求めた。その結果を下記表1に示す。
来例の夫々のペースト式ニッケル極板を一定の寸法(縦
38mm、横58mm)に裁断し、従来法に従って、A
Aサイズの密閉形ニッケルカドミウム蓄電池を構成し、
その夫々について電池特性を得るべく、(a)0.1C
で150%充電した後、0.2Cで1Vまで放電する充
放電試験と(b)上記の0.1Cで150%充電した後
1Cで1Vまで放電する充放電試験とを夫々に行い、夫
々のNi極板としての利用率と0.2C対1C放電容量
比を求めた。その結果を下記表1に示す。
【0008】
【表1】
【0009】 該表1から明らかなように、本発明法の
平板プレスによる予備圧縮後、ロールプレスによるプレ
ス処理を行って製造したペースト式Ni極板は、従来法
の平板プレス単独又はロールプレス単独で夫々製造した
ペースト式Ni極板に比し、利用率が向上し、また急放
電での容量の低下が少なくなることが認められた。
平板プレスによる予備圧縮後、ロールプレスによるプレ
ス処理を行って製造したペースト式Ni極板は、従来法
の平板プレス単独又はロールプレス単独で夫々製造した
ペースト式Ni極板に比し、利用率が向上し、また急放
電での容量の低下が少なくなることが認められた。
【0010】本発明による極板の利用率と放電特性の向
上の理由は、活物質同士の接触、活物質と基板との接触
の向上にあると推察される。即ち、平板プレスにより基
板面に対し垂直方向の圧縮力がかゝり、次のロールプレ
スにより基板に対し垂直・平行の両方向に圧縮力がかゝ
るため、活物質粒子は基板に対する圧着と平行方向の移
動による活物質粒子に無理のない配列と隣合う粒子の接
触面積の増大をもたらし、活物質間の電気抵抗が減少す
るからであると思われる。
上の理由は、活物質同士の接触、活物質と基板との接触
の向上にあると推察される。即ち、平板プレスにより基
板面に対し垂直方向の圧縮力がかゝり、次のロールプレ
スにより基板に対し垂直・平行の両方向に圧縮力がかゝ
るため、活物質粒子は基板に対する圧着と平行方向の移
動による活物質粒子に無理のない配列と隣合う粒子の接
触面積の増大をもたらし、活物質間の電気抵抗が減少す
るからであると思われる。
【0011】また、上記から明らかなように、本発明に
よれば、平板プレスを予備加圧に用いるので、上記実施
例に示すような小さい平板プレス機ですみ、而も利用
率、放電特性の向上した極板が得られることが分かる。
因みに、実施例3に示すサイズの充填極板を平板プレス
のみで充填密度2.60/ccの極板を製造するには、
2000t級以上の平板プレス機を必要とし、不利であ
る。また、従来例2と4を比較し明らかなように、ロー
ルプレスのみでは、充填極板のサイズが増大すると得ら
れる極板の利用率、放電容量等の特性が更に低下する傾
向が見られる。この点において、本法は、例えば実施例
1と3を対比し明らかなように、かゝる両者の欠点を解
消し、充填極板のサイズを大きくしても、称サイズ充填
極板の場合と同様の良好な上記の特性が得られる。
よれば、平板プレスを予備加圧に用いるので、上記実施
例に示すような小さい平板プレス機ですみ、而も利用
率、放電特性の向上した極板が得られることが分かる。
因みに、実施例3に示すサイズの充填極板を平板プレス
のみで充填密度2.60/ccの極板を製造するには、
2000t級以上の平板プレス機を必要とし、不利であ
る。また、従来例2と4を比較し明らかなように、ロー
ルプレスのみでは、充填極板のサイズが増大すると得ら
れる極板の利用率、放電容量等の特性が更に低下する傾
向が見られる。この点において、本法は、例えば実施例
1と3を対比し明らかなように、かゝる両者の欠点を解
消し、充填極板のサイズを大きくしても、称サイズ充填
極板の場合と同様の良好な上記の特性が得られる。
【0012】上記の実施例では、発泡ニッケル基板を使
用したが、これに代え、フェルトメタル(ニッケル)基
板を用いて、上記と同様にしてペースト式Ni極板を製
造し、これについて、上記の充放電試験を行ったが、発
泡ニッケル基板を用いたのと同様に、極板の利用率及び
急放電時の低下の減少効果が認められた。
用したが、これに代え、フェルトメタル(ニッケル)基
板を用いて、上記と同様にしてペースト式Ni極板を製
造し、これについて、上記の充放電試験を行ったが、発
泡ニッケル基板を用いたのと同様に、極板の利用率及び
急放電時の低下の減少効果が認められた。
【0013】
【発明の効果】このように本発明によるときは、三次元
の連続空孔を有する多孔基板に、活物質ペーストを充填
後、平板プレスによる予備圧縮を行った後、ロールプレ
スにより所定の最終の極板厚さまでプレス加工するよう
にしたので、平板プレスによる加圧は小さくてすみ、平
板プレス機も小さいものですみ、従来のような大規模な
設備を要せず、有利であり、得られるペースト式極板
は、従来の平板プレスのみ又はロールプレスのみにより
製造するペースト式極板に比し、極板の利用率を向上し
得られ、急放電容量の低下の減少する電池を得ることが
でき、また、大型の充填極板のプレスにも適用し、小型
の充填極板と同様の良好な特性を有する極板が製造でき
る等の効果をもたらす。この場合、該予備加圧は0.1
〜1t/cm2 の範囲で行うことにより、平板プレス単
独による不都合なしに、適度の圧縮をもたらすと共に、
その後のローラープレスによる伸延、破壊なしに円滑、
良好な極板性能を向上するプレス効果をもたらし有利で
ある。
の連続空孔を有する多孔基板に、活物質ペーストを充填
後、平板プレスによる予備圧縮を行った後、ロールプレ
スにより所定の最終の極板厚さまでプレス加工するよう
にしたので、平板プレスによる加圧は小さくてすみ、平
板プレス機も小さいものですみ、従来のような大規模な
設備を要せず、有利であり、得られるペースト式極板
は、従来の平板プレスのみ又はロールプレスのみにより
製造するペースト式極板に比し、極板の利用率を向上し
得られ、急放電容量の低下の減少する電池を得ることが
でき、また、大型の充填極板のプレスにも適用し、小型
の充填極板と同様の良好な特性を有する極板が製造でき
る等の効果をもたらす。この場合、該予備加圧は0.1
〜1t/cm2 の範囲で行うことにより、平板プレス単
独による不都合なしに、適度の圧縮をもたらすと共に、
その後のローラープレスによる伸延、破壊なしに円滑、
良好な極板性能を向上するプレス効果をもたらし有利で
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 薮本 俊昭 福島県いわき市常磐下船尾町杭出作23−6 古河電池株式会社いわき事業所内 (72)発明者 江黒 高志 福島県いわき市常磐下船尾町杭出作23−6 古河電池株式会社いわき事業所内 (72)発明者 佐藤 文夫 宮城県仙台市青葉区中山7丁目2−1 東 北電力株式会社応用技術研究所内 (72)発明者 永野 貢 宮城県仙台市青葉区中山7丁目2−1 東 北電力株式会社応用技術研究所内 (72)発明者 脇屋 吉衛 宮城県仙台市青葉区中山7丁目2−1 東 北電力株式会社応用技術研究所内
Claims (2)
- 【請求項1】 三次元的に連続した空孔を有する多孔基
板に、活物質ペーストを充填した極板を平板プレスによ
り予備加圧を行った後、ロールプレスにより所定の最終
の厚さまで圧縮することを特徴とするアルカリ電池用ペ
ースト式極板の製造法。 - 【請求項2】 該平板プレスによる予備加圧は0.1〜
1t/cm2 である請求項1記載のアルカリ電池用ペー
スト式極板の製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6145362A JPH07335211A (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | アルカリ電池用ペースト式極板の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6145362A JPH07335211A (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | アルカリ電池用ペースト式極板の製造法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07335211A true JPH07335211A (ja) | 1995-12-22 |
Family
ID=15383457
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6145362A Pending JPH07335211A (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | アルカリ電池用ペースト式極板の製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07335211A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013098102A (ja) * | 2011-11-04 | 2013-05-20 | Hitachi Ltd | 円筒捲回型電池 |
JP2013206692A (ja) * | 2012-03-28 | 2013-10-07 | Mitsubishi Materials Corp | 電池用電極のプレス方法及びそのプレス装置 |
JP2014035869A (ja) * | 2012-08-08 | 2014-02-24 | Toyota Industries Corp | 電極の製造方法及び電極 |
-
1994
- 1994-06-03 JP JP6145362A patent/JPH07335211A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013098102A (ja) * | 2011-11-04 | 2013-05-20 | Hitachi Ltd | 円筒捲回型電池 |
JP2013206692A (ja) * | 2012-03-28 | 2013-10-07 | Mitsubishi Materials Corp | 電池用電極のプレス方法及びそのプレス装置 |
JP2014035869A (ja) * | 2012-08-08 | 2014-02-24 | Toyota Industries Corp | 電極の製造方法及び電極 |
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