JPH079811B2 - 電池の製造方法 - Google Patents

電池の製造方法

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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、液体電解液系の電池の製造方法に関する。
（従来の技術） 従来の電池、なかでも電解液を用いる電池は次のように
して製造されている。
例えば、コイン型電池においては、正極活物質となる材
料を含んだ正極合剤を電極基板に充填または含浸し、こ
れを円盤状に切断して正極基板を得たのち、この正極基
板と電池容器とを溶接する。次に、繊維状高分子または
フィルム状高分子からなるセパレータ（電解液支持体）
を円盤状に切断し、上記電池容器内に溶接された正極板
上に置く。続いて、負極活物質となる材料を含んだ負極
合剤を、上記正極合剤と同様に電極基板に充填または含
浸し、これを円盤状に切断して負極基板を得たのち、こ
の負極基板と電池蓋とを溶接する。しかる後、電池容器
に電解液を供給し、該容器を封口して、全工程を終え
る。
（発明が解決しようとする問題点） このように、従来の電池にあっては、その製造工程が上
述したように複雑であるため、製造に多大の時間を要す
るといった問題があった。
（発明の目的） 本発明は、上記従来の電池がもつ製造上の問題を解消す
るためになされたものであって、製造工程が簡略化しう
る電池を提供することを目的とする。
また、本発明は、内部抵抗の小さな電池を提供すること
を目的とする。
（発明の構成） 本発明に係る電池の製造方法は、正極合剤、セパレータ
および負極合剤の全てが粉末であって、これら各粉末を
正極合剤、セパレータ、負極合剤を順次金型内に投入す
るとともに、前記正極合剤または前記負極合剤の少なく
とも一方の粉末に電子導電体を挿入し、前記各粉末及び
前記電子導電体を加圧成形し、得られた一体となった層
状タブレットを電池容器に入れて電解液を含侵させた
後、封口することを特徴とするものである。
まず、正極合剤、セパレータ、および負極合剤を用いて
層状タブレットを形成する場合（電解液を含ませる場
合）の各合剤について以下に説明する。
正極合剤は正極活物質、導電剤および結着剤を含む。正
極活物質としては、例えば二酸化マンガン、酸化ニッケ
ル、三酸化タングステン、二酸化鉛、三酸化モリブデン
等の酸化剤が挙げられるが、二酸化マンガンおよび酸化
ニッケルが好適である。上記導電剤とは、合剤中の電子
導電性を確保するために加えられる電子導電性物質であ
る。この導電剤としては、例えば、アセチレンブラッ
ク、黒鉛、グラファイト、カーボンブラック、ニッケル
粉末等が挙げられるが、アセチレンブラックが好適であ
る。上記結着剤とは、上記二種の粉体の結着性を高める
ために加えられる物質である。この結着剤としては、例
えばカルボキシメチルセルロース、ポリテトラフルオロ
エチレン、カルボキシメチルセルロース塩、ポリビニル
アルコール、ポリエチレン、寒天、メチルセルロース等
が挙げられる。前記導電剤および結着剤は、正極合剤中
におのおの３〜20重量パーセント配合される。
セパレータは、電解液支持体からなり、結着剤を含むこ
ともある。電解液支持体は、絶縁性を有するものであれ
ばよく、この条件を満足する電解液支持体の例として
は、二酸化ケイ素および酸化アルミニウム等が挙げられ
る。結着剤は、上記正極合剤に用いたものがそのまま用
いられる。結着剤は、電解液支持体100重量部に対し、
０〜20重量部配合されるのが好ましい。
負極合剤は、負極活物質を正極活物質の代わりに用いる
以外は前記正極合剤と何ら変わるところはない。ここで
負極活物質とは水素が吸蔵された水素吸蔵合金であり、
この水素吸蔵合金としては、例えば、TiNi,TiNiB0.01,T
iNiMm0.01,LaNi5,TiFe等が挙げられる。導電剤および結
着剤の配合量も前記極合剤と変わりがない。
ところで、電子導電体は、電子導電性を有し、本発明で
は特に耐電解液性のある材料で、層状タブレットの内部
または電極表面に存在できるものであればよい。この電
子導電体の材料としては、例えばNi,Au,Pt,Cu,Ag,Ti,W,
Zn,Zr等の金属およびその二種以上を含む合金もしくは
表面にこれら金属の一種以上が被覆されたもの、および
導電性高分子、導電性セラミック等が挙げられる。また
電子導電体の形状は、網状、布状、不織布状、穿孔板
状、わた状等、三次元的に穴もしくは凹凸を有する形状
であればよい。電子導電体の好例としては、例えばNiネ
ット、Ptネット等が挙げられる。
本発明では上記正極合剤、セパレータおよび負極合剤を
一体に加圧成形する際に、正極合剤および員極合剤の少
なくともいずれか一方に、電子導電体を挿入されて層状
のタブレットを得、これを容器に入れて電池を得る。
次に、本発明に係る電池の製造方法を第１図乃至第６図
に沿って説明する。なお、ここでは、正極および負極に
共に電子導電体を挿入した場合について述べるが、一方
にのみ電子導電体を挿入する場合については、電子導電
体の挿入の工程が一方のみ省略されるだけであるから説
明は省略する。
第１図においては、１は成形用金型、２は金型内に入れ
た粉体を加圧して成形する押棒、３は成形用金型１の受
台である。この受台３は、成形用金型１の深さを調整す
るため、成形用金型１内において上下動可能になされて
いる。
まず、このような状態に設定された成形用金型１に、ま
ず電子導電体４を投入し、続いて正極合剤５の粉末を投
入する。なお、この電子導電体４の投入は、正極合剤５
の粉末の投入と同時であってもよい。投入後、押棒２で
軽く加圧し、正極合剤５を整地し、さらにセパレータの
粉末を成形用金型１に投入する（第２図参照）。
次に、セパレータ６を上述の操作と同様に押棒２で軽く
加圧して整地し、さらに成形用金型１に負極合剤７の粉
末を投入し、続いて電子導電体４を投入する。第３図に
その状態を示す。なお、この電子導電体４の投入は、負
極合剤７の投入と同時であってもよい。また、電子導電
体４を含んだ正極合剤５、セパレータ６、電子導電体４
を含んだ負極合剤７の粉末を成形用金型１に投入する順
序は上述の逆であっても何ら変わらない。
ついで、成形金型１内に投入された粉末4,5,6,7,4を押
棒２によって加圧し、一体化成形する。このようにして
得られたものを以下層状タブレットという。第４図にそ
の状態を示す。
なお、セパレータ６は、電解液支持体を含んでおり、粉
体間の空隙または粉体表面での電解液の支持で本目的は
達成される。
以上のようにして一体化成形された層状タブレットを成
形用金型１より取り出し、第５図に示すように、電池容
器８に入れる。なお、図中の符号９は集電材、10は絶縁
パッキングである。その後、層状タブレットに電解液11
を供給して含浸させる。電解液11は予め電池容器８内に
供給されていても、また電解液11が予め供給された層状
タブレットを電池容器８内に供給してもよい。
最後に、第６図に示すように、電池容器８の蓋12を取り
付け、電池容器８と該蓋12とをかしめて封口する。
以上述べた製造方法は、電解液がアルカリ水溶液である
電池に限定されるものではなく、他の液体電解液、例え
ば酸性水溶液や有機溶媒等からなる電解質溶液等を用い
る電池に応用することが可能である。
（発明の効果） 本発明によれば、電池内容物を一体となった層状タブレ
ットに形成することができるから、液体電解液系の電池
の電池内容物のみを多量に生産することができ、電池の
製造工程を簡略化することができる。
また、正極合剤と負極合剤の少なくとも一方に集電効果
を高めるために導電体を挿入しているから、電池の内部
抵抗を小さくすることができる。
（実施例） 以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
〔実施例１〕 正極合剤としては、γ−二酸化マンガン粉末を10重量部
と、導電剤であるアセチレンブラックを２重量部、およ
び結着剤であるカルボキシメチルセルロースを１重量部
ずつ混合した粉末であり、これを200mgとり、予め直径1
5mmの円盤状に打ち抜いた100メッシュのNiネットを置い
た内径15mmの成形用金型に投入し、上から押棒で軽く押
さえる。
セパレータ粉末としては、電解液支持体である二酸化ケ
イ素粉末を20重量部および結着剤であるカルボキシメチ
ルセルロースを１重量部ずつ混合したもので、この200m
gをとり、成形用金型内に置かれた正極合剤の上へ投入
し、上から押棒で軽く押さえる。
負極合剤としては、水素吸蔵合金であるTiNiMm0.01の粉
末を水素化したものを10重量部と導電剤であるアセチレ
ンブラックおよび結着剤であるカルボキシメチルセルロ
ースを共に１重量部ずつ混合した粉末であり、この200m
gをとり、成形用金型内に置かれた正極合剤およびセパ
レータの上へ入れ、さらに直径15mmの円盤状に打ち抜い
た100メッシュのNiネットを入れ、上から押棒で200kgw/
cm2の圧力で加圧する。
このようにして、電池内容物である層状タブレットを
得、これを成形用金型より取り出し、電池容器に入れ、
これら30wt％の水酸化カリウム水溶液を100μ加え、
その後電池容器を封口する。
以上のようにして作製した電池の25℃における充放電挙
動を第７図に示す。
〔実施例２〕 正極合剤としては、水酸化ニッケル（II）を10重量部
と、導電剤であるアセチレンブラックを２重量部および
結着剤であるポリテトラフルオロエチレン粉末を0.5重
量部ずつ混合したものをニッケル基板に取り付け、30wt
％水酸化カリウム水溶液中で充電し、その後ニッケル基
板より取り外し乾燥粉砕した粉末である。この200mgを
とり、直径15mmの円盤状に打ち抜いた100メッシュのNi
ネットを予め置いた内径15mmの成形用金型に投入し、上
から押棒で軽く押さえる。
セパレータ粉末としては、電解液支持体であるα−アル
ミナの粉末を20重量部および結着剤であるカルボキシメ
チルセルロースを１重量部ずつ混合したもので、この20
0mgをとり、成形用金型内に置かれた正極合剤の上に投
入し、上から押棒で軽く押さえる。
負極合剤としては、実施例１と同様にして調整した粉末
を用い、この200mgをとり、成形用金型内に置かれた正
極合剤およびセパレータの上に入れ、さらに直径15mmの
円盤状に打ち抜いた100メッシュのNiネットを入れ、上
から押棒で200kgw/cm2の圧力で加圧する。
このようにして電極内容物である層状タブレットを得、
これを成形用金型より取り出し、電池容器に入れ、これ
に30wt％の水酸化カリウム水溶液を100μ加え、その
後、電池容器を封口する。
以上のようにして作製した電池の25℃における充放電挙
動を第８図に示す。
〔比較例〕
実施例１と同様にして、正極合剤、セパレータ、負極合
剤の各粉末を得、層状タブレットを作製する場合に、導
電体である直径15mmの円盤状Niネットを用いなかった点
のみ異なる層状タブレットを得、これに30wt％の水酸化
ナトリウム水溶液100μを加え、その後、電池容器を
封口する。
このように作製した電池の25℃における充放電挙動を第
９図に示す。
第７図乃至第９図から明らかなように、本発明によれ
ば、正極合剤および負極合剤の少なくとも一方に電子導
電体を挿入することにより分極の小さな電池が得られる
ことがわかる。
【図面の簡単な説明】
第１図乃至第６図は本発明に係る電池の製造工程を連続
的に説明する概略工程図、第７図および第８図は本発明
の実施例に係る電池の充放電特性図、第９図は本発明の
比較例に係る電池の充放電特性図である。 １……成形用金型、２……押棒 ３……受台、４……電子導電体 ５……正極合剤 ６……セパレータ ７……負極合剤、８……電池容器 ９……集電材、10……絶縁パッキング 11……電解液、12……蓋

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】正極合剤、セパレータおよび負極合剤の全
    てが粉末であって、これら各粉末を正極合剤、セパレー
    タ、負極合剤を順次金型内に投入するとともに、前記正
    極合剤または前記負極合剤の少なくとも一方の粉末に電
    子導電体を挿入し、前記各粉末及び前記電子導電体を加
    圧成形し、得られた一体となった層状タブレットを電池
    容器に入れて電解液を含侵させた後、封口することを特
    徴とする電池の製造方法。
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