JPH088101B2 - 水素吸蔵電極の製造方法 - Google Patents

水素吸蔵電極の製造方法

Info

Publication number
JPH088101B2
JPH088101B2 JP2076523A JP7652390A JPH088101B2 JP H088101 B2 JPH088101 B2 JP H088101B2 JP 2076523 A JP2076523 A JP 2076523A JP 7652390 A JP7652390 A JP 7652390A JP H088101 B2 JPH088101 B2 JP H088101B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hydrogen storage
ptfe
dispersion
storage electrode
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2076523A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH03276562A (ja
Inventor
哲男 境
博 石川
淳 高木
Original Assignee
工業技術院長
株式会社豊田自動織機製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 工業技術院長, 株式会社豊田自動織機製作所 filed Critical 工業技術院長
Priority to JP2076523A priority Critical patent/JPH088101B2/ja
Publication of JPH03276562A publication Critical patent/JPH03276562A/ja
Publication of JPH088101B2 publication Critical patent/JPH088101B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、水素を負極活物質とするアルカリ二次電池
の負極として用いられる水素吸蔵電極の製造方法に関
し、詳しくは大型電極の製造を容易化し、かつその放電
特性の改善を図った水素吸蔵電極の製造方法に関する。
[従来技術] 従来、アルカリ二次電池の一つとして金属酸化物を正
極活物質とし水素を負極活物質とする金属酸化物/水素
電池があるが、この金属酸化物/水素電池の一つとし
て、水素を可逆的に吸蔵・放出する水素吸蔵合金を含有
する水素吸蔵電極を負極としたものがある。
この水素吸蔵電極は水素の吸蔵放出が良好で、かつ抵
抵抗に製造される必要があり、一般には水素吸蔵合金粉
末を結着剤と混合した後、成型して製造される。
既に知られる水素吸蔵電極の製造例を挙げると、特開
昭61-16470号公報は、水素吸蔵合金粉末とポリテトラフ
ルオロエチレン(PTFE)粉末とを混練し集電体に圧着す
る方法を開示し、特開昭61-214360号公報は、水素吸蔵
合金粉末とポリビニルアルコール溶液とを混合してペー
スト化し、集電体に圧着する方法を開示している。ま
た、特開昭61-101957号公報は、水素吸蔵合金粉末とふ
っ素樹脂粉末とを混練し高温度(300℃)で集電体にホ
ットプレスする方法を開示する。また、この特開昭61-1
01957公報は上記水素吸蔵合金粉末を集電体に圧着固定
した後でこれをフッ素樹脂の懸濁液に浸漬し引上げた
後、不活性ガス又は水素ガス雰囲気中で熱処理する製造
方法も開示している。
[発明が解決しようとする課題] ところが、上記した各先行技術にもかかわらず、従来
の水素吸蔵電極は、水素吸蔵合金粉末が充放電により変
形するので形状安定性に劣る点と、急速(高率)放電時
の容量低下が大きい点と、充放電サイクルの増加に伴う
放電容量(寿命)の低下が激しい点とが問題となってい
た。
これらの問題は特に大型電極において顕著である。こ
の理由は、体積変化率や変形率が同じであっても、大型
電極は小型電極よりも絶対的な体積変化量や変形量が大
きく、その結果として、水素吸蔵電極からの合金粉末の
脱落などが生じやすく、そのために、電極抵抗が増大
し、高率放電特性やサイクル寿命の低下が促進される。
なお、結着材の増量により形状安定性の向上を図るこ
とは可能であるが、そうすると、合金粉末分量の減量、
水素流通の妨害、電気抵抗の増大が生じ、高率放電時の
放電容量が著しく低下する。
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、優れ
た放電特性及び形状保持性を有し大型電極に好適な水素
吸蔵電極の製造方法を提供することをその解決すべき課
題としている。
[課題を解決するための手段] 本発明の水素吸蔵電極の製造方法は、水素吸蔵合金粉
末をPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)樹脂と混練し
て混練物を作成する混練工程と、前記混練物を予備成型
して予備成型品を作製する予備成型工程と、PTFE樹脂の
分散液をエキスパンドメタルからなる集電体表面に被着
して乾燥することにより前記PTFE樹脂を0.5〜5μmの
厚さで前記エキスパンドメタルの表面に被着する被着工
程と、被着後の前記集電体に前記予備成型品を圧着して
加圧成型する成型工程とを包含することを特徴としてい
る。
好適な一実施例において、第1の結着材料及び第2の
結着材として、それらの固形分は同一材料に選択され
る。同一材料とすると、両者の膨張率が一致し、接着性
も良く形状安定性が向上する。第1の結着材及び第2の
結着材としてPTFEディスパージョンを採用すると後述す
るように好結果が得られる。
第2の結着材の分散液は、第2の結着材を所定の分散
媒に分散して製造される。この種の分散媒としては、通
常用いられる水や有機溶媒を用いることができる。
分散液中における第2の結着材中の固形分散の総重量
比率は、0.9〜60wt%とすることが良い。60wt%以上で
は、電極成型後における集電体上の第2の結着材層の気
孔率が低下して、電極抵抗が増大してしまう。0.9wt%
以下では、上記第2の結着材層の接着力が低下し、集電
体から混練物が剥離しやすい。
分散液の被着には、通常用いられるはけ塗り、噴霧、
どぶ漬けなどを採用することができる。第2の結着材の
被膜厚さとして、0.5〜5μm程度が好ましい。これ以
下の膜厚では接着強度が低下し、これ以上の膜厚では電
極抵抗が増大してしまう。
水素吸蔵粉末としては、チタン−ニッケル合金、ラン
タン−ニッケル合金、ジルコニウム−ニッケル合金など
を採用することができ、平均粒径は10〜100μm程度が
好適である。水素吸蔵粉末表面に、銅又はニッケルを被
覆することもでき、この場合、被覆量は被覆粉末総重量
の5〜30%とすることが好ましい。
[実施例] 第1実施例 (混練工程) 合金組成MmNi3.5CO0.7Al0.8(Mm:ミッシュメタル)を
負極用の水素吸蔵合金として用いた。この合金を機械的
に100メッシュ以下の粉末とし、市販のメッキ溶液を用
いて無電解ニッケルメッキを行った。このときのメッキ
量はマイクロカプセル、すなわちニッケルメッキした合
金粉末に対して10重量%になるようにした。
このマイクロカプセル45gに、本発明でいう第1の結
着材として2.5gのPTFEディスパージョン(ダイキン工業
株式会社製のD−1)を加えて混練し、予備成型した。
このPTFEディスパージョン中のPTFE粒子の含有量は60wt
%である。
(被着工程) 一方、本発明でいう第2の結着材の分散液として、PT
FEディスパージョン(ダイキン工業株式会社製のD−
1)を種々の容積比で水(分散媒)に分散させたものを
作成し、これらの分散液をどぶ漬けによりそれぞれ異な
るニッケルエキスパンドメタル(すなわち、本発明でい
う集電体)表面に被着した。ニッケルエキスパンドメタ
ルは線幅0.2mm程度の細線により構成された網形状を有
する。
(成型工程) 次に、2枚の上記ニッケルエキスパンドメタルと上記
混練物の予備成型品とを用い、両ニッケルエキスパンド
メタルが予備成型品を挟むように圧着し、室温にて300k
g/cm2の圧力で成型し、試験品として水素吸蔵電極No.1
〜9を製作した。
作製された水素吸蔵電極は、約1mm×12cm×10cmの平
板形状をもつ。
各試験品のPTFEディスパージョンと水との容積比を第
1表に示す。表中に示すPTFE粒子含有量(wt%)は以下
の式で算出した。式中、yはPTFE粒子含有量(wt%)、
kはPTFEディスパージョンの比重(ここでは1.5とし
た。)、xはPTFEディスパージョンの容積を1とした場
合の水の容積である。
y=(0.6・K/(k+x))・100 (試験) 次に、この水素吸蔵電極の初期充放電を繰り返して完
全に活性化処理したものを電池用の負極として供した。
この水素吸蔵電極の初期容量は9Ahであった。
次に、この水素吸蔵電極よりはるかに大きな容量をも
つ焼結酸化ニッケル板を正極とし、ナイロン不織布をセ
パレータとして両電極を対面させ、5Nか性カリに水酸化
リチウムを1mol/リットルの割合で溶解した電解液中に
浸漬し、負極規制の電池を構成した。
また、ニッケルエキスパンドメタルに分散液を被着せ
ず、他の製造条件を同一とした水素吸蔵電極を負極とし
た比較品No.10も製造した。
作製した各電池を20℃、4Aの電流で3時間充電し、30
分休止の後、4Aの電流で放電終止電圧1.0Vまで放電させ
るサイクルを300回実施して、サイクル寿命を調べた。
この結果を第1図に示す。
この実験結果からわかるように、より濃いPTFE粒子含
有の分散液を被着した試験品No.1〜8は、ニッケルエキ
スパンドメタルに分散液を何等被着しない比較品No.1
0、及び、僅かにしかPTFE粒子を含有しない分散液を被
着した試験品No.9に比較して、優れたサイクル寿命をも
つことが判明した。これはニッケルエキスパンドメタル
と予備成型品との接合力が強化されたためであると考え
られる。
第2実施例 負極として実施例1と同じものを用い、正極として負
極と同サイズで容量が5Ahの焼結酸化ニッケル板を用い
て正極規制の電池を構成した。
この電池を、20℃、0.5cの電流で3時間充電し、0.5
c、1c、2c、3c、4c、5cの各放電電流で放電終止電圧0.8
Vまで放電させ、電池容量と放電容量との関係を調べ
た。
第2図に示すこの実験結果からわかるように、試験品
No.2〜8のもが、優れた高率放電特性を有することがわ
かった。
そして、PTFEディスパージョンを水で希釈しない試験
品No1.の高率放電特性は極度に低下し、一方、ニッケル
エキスパンドメタルに分散液を何等被着しない比較品N
o.10、及び、僅かにしかPTFE粒子を含有しない分散液を
被着した試験品No.9もまた、高率放電特性が著しく劣化
することが判明した。
この理由として、次のことが考えられる。PTFEディス
パージョンを水で希釈した分散液をニッケルエキスパン
ドメタルに被着し乾燥させると、電解液及び水素が流通
可能な多孔性の接着層が形成される。したがって、分散
液中のPTFE粒子含有量が多いと上記接着層の多孔性が損
われ、電解液(イオン)及び水素の流通性が劣化して高
率放電特性が悪化する。一方、分散液中のPTFE粒子含有
量が少ないと、水素吸蔵合金粉末とニッケルエキスパン
ドメタルとの結合力が低下して、水素吸蔵電極の形状安
定性が劣化し、サイクル寿命及び高率放電特性が悪化す
る。すなわち、電極として機能するとともに水素吸蔵合
金粉末の崩壊を抑止するニッケルエキスパンドメタルの
補強材としての効果は、ニッケルエキスパンドメタル表
面に多孔性のPTFE接着膜を形成することにより、格段に
優れたものとなる。
第1、第2実施例の結果を第2表にまとめる。
上記実験結果から、水の容積比xは、PTFEディスパー
ジョン(D−1)の容積を1として、0<x<100、好
ましくは1<x<100、より好ましくは1<x<30とす
るのがよい。これをPTFE粒子含有量(wt%)yで言え
ば、0.9<y<60、好ましくは0.9<y<36、更に好まし
くは2.9<y<36とするのがよい。
なお、分散液に分散する第2の結着材として、上記PT
FEディスパージョンの他に、シリコンゴムプライマーや
ポリビニルアルコール、CMC(カルボキシメルセルロー
スナトリウム)などを用いることができる。この場合に
も、水素吸蔵合金粉末と混練する第1の結着材として第
2の結着材と同一のものを用いると、両結着材の結合性
がよいので効果的である。
また、上記各実施例では成型時に加熱を行なわなかっ
たが、高温度(例えば300〜320℃)でホットプレスすれ
ば、更なる特性向上が期待できる。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明の水素吸蔵電極の製造方
法は、水素吸蔵合金粉末をPTFE(ポリテトラフルオロエ
チレン)樹脂と混練し、予備成型した予備成型品を、PT
FE樹脂が0.5〜5μmの厚さで被着されたエキスパンド
メタルに圧着して加圧成型するので、形状保持性を向上
し、サイクル寿命と高率放電特性に優れた水素吸蔵電極
を得ることができる。
したがって、この発明の水素吸蔵電極は形状安定性に
欠ける大型電極用として特に有効となる。
更に、本発明では、水素吸蔵合金粉末と混練されたPT
FE樹脂とエキスパンドメタルの表面に被着されたPTFE樹
脂が、エキスパンドメタルと予備成型品とを強固に圧着
する加圧成型工程によって一体化されるとともにPTFE樹
脂の三次元ネットワーク構造を構成するので、発泡状ニ
ッケル多孔体などの集電体兼構造体を用いることなく水
素吸蔵合金粉末の電極からの脱落を水素流通性を確保し
つつ阻止できる。また、エキスパンドメタルにはPTFE樹
脂が0.5〜5μmの厚さで被着されるので、電気抵抗の
増大も許容範囲に抑止しつつ接着強度を向上することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の製造方法で製造された各水素吸蔵電
極を用いた電池のサイクル寿命を示す特性図、第2図
は、上記各水素吸蔵電極を用いた電池の放電容量と放電
電流との関係を示す特性図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−281560(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】水素吸蔵合金粉末をPTFE(ポリテトラフル
    オロエチレン)樹脂と混練して混練物を作成する混練工
    程と、 前記混練物を予備成型して予備成型品を作製する予備成
    型工程と、 PTFE樹脂の分散液をエキスパンドメンタルからなる集電
    体表面に被着して乾燥することにより前記PTFE樹脂を0.
    5〜5μmの厚さで前記エキスパンドメタルの表面に被
    着する被着工程と、 被着後の前記集電体に前記予備成型品を圧着して加圧成
    型する成型工程と、 を包含することを特徴とする水素吸蔵電極の製造方法。
  2. 【請求項2】前記分散液に対する固形分総量の比率を0.
    9〜60重量%とした請求項1記載の水素吸蔵電極の製造
    方法。
JP2076523A 1990-03-26 1990-03-26 水素吸蔵電極の製造方法 Expired - Lifetime JPH088101B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2076523A JPH088101B2 (ja) 1990-03-26 1990-03-26 水素吸蔵電極の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2076523A JPH088101B2 (ja) 1990-03-26 1990-03-26 水素吸蔵電極の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03276562A JPH03276562A (ja) 1991-12-06
JPH088101B2 true JPH088101B2 (ja) 1996-01-29

Family

ID=13607646

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2076523A Expired - Lifetime JPH088101B2 (ja) 1990-03-26 1990-03-26 水素吸蔵電極の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH088101B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5478594A (en) * 1993-08-27 1995-12-26 Eveready Battery Company, Inc. Electrode structure for nickel metal hydride cells

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02281560A (ja) * 1989-04-24 1990-11-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd ニッケル―水素アルカリ蓄電池

Also Published As

Publication number Publication date
JPH03276562A (ja) 1991-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2708452B2 (ja) 水素吸蔵合金電極とその製造方法
US6099991A (en) Electrode for alkaline storage batteries and process for producing the same
JP3104230B2 (ja) 水素吸蔵電極とその製造法及びそれを用いた酸化金属―水素蓄電池
US6150056A (en) Alkaline storage battery and method for producing an electrode used therefor
JPH088101B2 (ja) 水素吸蔵電極の製造方法
JPS61163569A (ja) 金属酸化物・水素二次電池
JP4399662B2 (ja) 電極及びそれを用いた電池
JPS6166366A (ja) 水素吸蔵電極
JP3098940B2 (ja) 電極用水素吸蔵合金粉末の製造方法
JP2000285922A (ja) アルカリ蓄電池およびその電極の製造法
JPH11288710A (ja) 発泡レスニッケル正極及びその製造方法
JP2623409B2 (ja) 水素吸蔵電極並びにその製造法
JPH02236955A (ja) 酸化ニッケル―水素アルカリ蓄電池
JPH06302319A (ja) 水素吸蔵電極の製造法およびその電極を備えた金属酸化物−水素蓄電池
JP3306058B2 (ja) 水素吸蔵合金電極及びニッケル水素二次電池
JPH06168719A (ja) ニッケル・水素電池用負極板、その製造法並びにニッケル・水素電池
JPH10334899A (ja) アルカリ蓄電池とその電極の製造法
JPH0750608B2 (ja) 水素吸蔵電極の製造方法
JPH0636768A (ja) アルカリ蓄電池用電極基体及びその製造方法並びに該基体を用いたアルカリ蓄電池用電極
JPH0992271A (ja) 水素吸蔵合金電極
JPH0398260A (ja) 水素吸蔵電極の製造方法
JPH10162835A (ja) アルカリ蓄電池用電極及びその製造法
JPH0412455A (ja) アルカリ蓄電池用電極
JPS61124054A (ja) 水素吸蔵電極の製造方法
JPH1012227A (ja) 水素吸蔵合金体及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

EXPY Cancellation because of completion of term