JPH09161793A - Manufacture of electrode for battery and electrode - Google Patents
Manufacture of electrode for battery and electrodeInfo
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- JPH09161793A JPH09161793A JP7345265A JP34526595A JPH09161793A JP H09161793 A JPH09161793 A JP H09161793A JP 7345265 A JP7345265 A JP 7345265A JP 34526595 A JP34526595 A JP 34526595A JP H09161793 A JPH09161793 A JP H09161793A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電池用電極の製造
方法および電極に関し、詳しくは、導電性の集電体の周
りに、電極活物質と導電性物質とが所定の割合で混在す
る電極動作部を形成する電池用電極の製造方法および電
極に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a battery electrode and an electrode, and more particularly, to an electrode in which an electrode active material and a conductive material are mixed in a predetermined ratio around a conductive current collector. The present invention relates to a method for manufacturing a battery electrode forming an operating part and the electrode.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、このような電池用電極の製造方法
としては、内部に3次元的に連続した微孔を形成する発
泡ニッケルを基板として用い、この発泡ニッケルの微孔
内にペースト状にした電極活物質を充填する方法が知ら
れている。電池用電極においては、電極活物質を効率よ
く反応させるために、電極活物質と導電性物質とが適度
に混在している必要がある。さらに、電池のエネルギー
密度を向上させるためには、できるだけ多くの電極活物
質を電極中に保持させることも重要である。集電体であ
る発泡ニッケルの微孔内に、ペースト状にした電極活物
質を充填する方法を採用することにより、電極活物質の
充填率を上げることができると共に、導電性の集電体内
部に電極活物質が適度に混在する電極を得ることができ
る。2. Description of the Related Art Conventionally, as a method of manufacturing such a battery electrode, foamed nickel having three-dimensionally continuous fine pores formed therein is used as a substrate, and a paste is formed in the fine pores of the foamed nickel. There is known a method of filling the electrode active material. In a battery electrode, in order to react the electrode active material efficiently, it is necessary that the electrode active material and the conductive material are appropriately mixed. Further, in order to improve the energy density of the battery, it is important to retain as much electrode active material as possible in the electrode. By adopting the method of filling the paste-like electrode active material into the fine pores of nickel foam, which is the current collector, it is possible to increase the filling rate of the electrode active material, and at the same time, inside the conductive current collector. It is possible to obtain an electrode in which the electrode active material is mixed appropriately.
【0003】例えば、ニッケル−水素電池やニッケル−
カドミウム電池の正極であるニッケル極は、発泡ニッケ
ルの微孔内に、水酸化ニッケル等の電極活物質を主体と
するペースト材を、擦り込んだりあるいはノズル噴射で
微孔内に吹き込む等の方法により製造されている。For example, nickel-hydrogen batteries and nickel-
The nickel electrode, which is the positive electrode of a cadmium battery, can be prepared by rubbing a paste material mainly composed of an electrode active material such as nickel hydroxide into the fine pores of nickel foam or by blowing it into the fine pores with a nozzle. Being manufactured.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように、集電体の微孔内に電極活物質ペースト材を充填
する場合には、擦り込み、吹き込み等、いずれの方法に
よっても、充填した電極活物質ペースト中に部分的に気
泡が残存してしまうため、集電体の内部にまで充分に電
極活物質ペースト材を充填することは困難であった。従
って、集電体内部に残った気泡を除くために、電極活物
質ペースト材を充填した電極をプレスする工程が必要で
あった。しかしながら、このように電極のプレスを行な
っても、ペースト充填時の気泡の入り方が不均一であれ
ば、プレスした電極における電極活物質の混在状態も不
均一となり、そのためこの電極を電池に組み込んで動作
させるときに起きる反応も、電極内部の部位によって不
均一となってしまう。However, as described above, when the electrode active material paste material is filled in the fine pores of the current collector, the filled electrode may be formed by any method such as rubbing or blowing. Since air bubbles partially remain in the active material paste, it is difficult to sufficiently fill the inside of the current collector with the electrode active material paste material. Therefore, a step of pressing the electrode filled with the electrode active material paste material is necessary to remove the air bubbles remaining inside the current collector. However, even if the electrode is pressed in this way, if the bubbles are not evenly filled when the paste is filled, the mixed state of the electrode active material in the pressed electrode is also non-uniform, so that this electrode is incorporated into a battery. The reaction that occurs when the device is operated at is also non-uniform depending on the site inside the electrode.
【0005】このようなペースト材の充填効率を改善す
るための方法として、ペースト材の充填を真空減圧下で
行なう方法が提案されている(例えば、特開平4−10
355号公報等)が、このような方法は装置の大型化を
招くため採用し難い場合がある。さらに、集電体の微孔
内に電極活物質ペースト材を充填する方法では、いずれ
の製造方法をとっても、導電化剤や結着剤を用いるため
に電極活物質の割合を所定量以上に増やすことができ
ず、電極容量を向上させる際の妨げとなるという問題が
あった。導電化剤は、集電体の微孔内に充填した電極活
物質と集電体との間での電子の移動を助けるものであ
り、結着剤は、電極活物質ペーストを集電体の微孔内に
結着させるものである。従って、導電化剤、結着剤のい
ずれも、従来は電極活物質ペーストに欠くことのできな
い要素であった。As a method for improving the filling efficiency of such a paste material, a method of filling the paste material under reduced pressure in vacuum has been proposed (for example, JP-A-4-10).
No. 355, etc.), but such a method may be difficult to adopt because it causes an increase in the size of the device. Further, in the method of filling the electrode active material paste material in the fine pores of the current collector, whichever manufacturing method is used, the proportion of the electrode active material is increased to a predetermined amount or more because the conductive agent or the binder is used. However, there is a problem in that it hinders the improvement of the electrode capacity. The conductive agent is for assisting the transfer of electrons between the electrode active material filled in the fine pores of the current collector and the current collector, and the binder is the electrode active material paste for the current collector. It is to be bound in the fine holes. Therefore, both the conductive agent and the binder have heretofore been essential elements in the electrode active material paste.
【0006】本発明の電池用電極の製造方法および電極
は、こうした問題を解決し、電極の導電性と耐久性とを
保持した上で、充分な電極容量を確保し、かつ電極活物
質を均一に含んだ電極を容易に製造することを目的とし
てなされ、次の構成を採った。The method of manufacturing an electrode for a battery and the electrode of the present invention solve these problems, maintain the conductivity and durability of the electrode, secure a sufficient electrode capacity, and make the electrode active material uniform. The purpose of the present invention is to easily manufacture the electrode included in, and the following constitution is adopted.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明の電池用電極の製造方法は、導電性の集電体を基部
に配し、該集電体の周囲に、電極活物質を含む微粒子を
所定の液体で練ったペーストを塗布し、該ペーストを乾
燥させて前記所定の液体を蒸発させ、前記電極活物質を
含む微粒子が互いに所定の空隙を空けて前記集電体の周
囲に保持された活物質成形体を作製し、該活物質成形体
に対してめっきを行ない、該活物質成形体において、前
記電極活物質を含む微粒子間に、導電性のめっき金属を
析出させることを要旨とする。Means for Solving the Problem and Its Action / Effect According to the method of manufacturing an electrode for a battery of the present invention, a conductive current collector is arranged at the base, and an electrode active material is contained around the current collector. A paste prepared by kneading fine particles with a predetermined liquid is applied, the paste is dried to evaporate the predetermined liquid, and the fine particles containing the electrode active material are held around the current collector with a predetermined gap therebetween. The present invention is to produce an active material molded body having the above-mentioned structure, perform plating on the active material molded body, and deposit a conductive plating metal between the fine particles containing the electrode active material in the active material molded body. And
【0008】本発明の電池用電極の製造方法は、導電性
の集電体の周囲に、電極活物質を含む微粒子を所定の液
体で練ったペーストを塗布し、これを乾燥させてペース
ト化に用いた液体を蒸発させ、電極活物質を含む微粒子
が互いに所定の空隙を空けて集電体の周囲に保持された
活物質成形体を作製する。この活物質成形体に対してめ
っきを行ない、電極活物質を含む微粒子間に導電性のめ
っき金属を析出させる。つまり本発明の電池用電極の製
造方法は、従来のように導電性の金属内部に空隙を形成
してからこの空隙内に電極活物質を詰め込むのではな
く、逆に、電極活物質間に空隙を設け、この空隙に導電
性の金属を析出させることを特徴としている。In the method for producing a battery electrode of the present invention, a paste obtained by kneading fine particles containing an electrode active material with a predetermined liquid is applied around a conductive current collector and dried to form a paste. The liquid used is evaporated to prepare an active material molded body in which fine particles containing the electrode active material are held around the current collector with a predetermined gap therebetween. The active material molded body is plated to deposit a conductive plated metal between the fine particles containing the electrode active material. That is, according to the method for producing a battery electrode of the present invention, it is not a conventional practice to form a void inside a conductive metal and then pack the electrode active material in the void. Is provided, and a conductive metal is deposited in this void.
【0009】このような電極の製造方法では、活物質成
形体に対してめっきを行ない、活物質成形体において、
電極活物質を含む微粒子間に導電性のめっき金属を析出
させるため、充分かつ均一な導電性を電極内部に確保す
ることができる。このとき電極活物質は、析出しためっ
き金属によって保持されるため、耐久性に優れた電極と
することもできる。ここで活物質成形体は、電極活物質
がペースト中に分散した状態のまま乾燥されたものであ
るため、出来上がった電極における電極活物質の分散状
態も均一である。さらに、この製造方法は、ペーストの
塗布やめっきなどの簡単な操作を伴うだけであるため、
特殊な工程や装置を用意する必要がない。In such an electrode manufacturing method, the active material molded body is plated, and
Since the conductive plating metal is deposited between the fine particles containing the electrode active material, sufficient and uniform conductivity can be ensured inside the electrode. At this time, since the electrode active material is held by the deposited plating metal, it is possible to make the electrode excellent in durability. Here, since the active material molded body is dried while the electrode active material is dispersed in the paste, the dispersion state of the electrode active material in the finished electrode is also uniform. Furthermore, since this manufacturing method only involves simple operations such as applying paste and plating,
There is no need to prepare special processes or equipment.
【0010】ここで、前記ペーストを形成する微粒子
は、電極活物質だけから成ることとしてもよい。本発明
の電池用電極の製造方法では、電極活物質が、この電極
活物質間に析出しためっき金属によって保持されるた
め、導電性および耐久性が充分に達成される。従って、
電極の導電性を高めるための導電化剤、およびペースト
が電極に結着するのを助ける結着剤を、ペーストを作製
する際に予め加えておく必要がない。そのため、電極活
物質の割合が低下することがなく、電極容量も低下しな
い。もとより、電極容量が許容できる範囲において、所
定量の結着剤を加えても差し支えない。この場合には、
結着剤を加えることによって、めっきを行なう前の活物
質成形体の耐久性を向上させることができる。Here, the fine particles forming the paste may be composed only of the electrode active material. In the battery electrode manufacturing method of the present invention, since the electrode active material is held by the plating metal deposited between the electrode active materials, sufficient conductivity and durability are achieved. Therefore,
It is not necessary to add a conductive agent for increasing the conductivity of the electrode and a binder that helps the paste to bind to the electrode when the paste is prepared. Therefore, the ratio of the electrode active material does not decrease, and the electrode capacity does not decrease. Of course, a predetermined amount of binder may be added within a range where the electrode capacity is acceptable. In this case,
By adding the binder, the durability of the active material molded body before plating can be improved.
【0011】また、電極活物質を含む微粒子のペースト
化に用いる所定の液体は、ペーストを構成する微粒子お
よび集電体との間で化学反応を起こすことがなく、この
微粒子と混ぜ合わせて練ることでペーストを作製するこ
とができ、さらに、作製したペーストから蒸発させるこ
とができるものであればよい。The predetermined liquid used for forming fine particles containing the electrode active material into a paste does not cause a chemical reaction between the fine particles constituting the paste and the current collector, and is kneaded by mixing with the fine particles. Any material can be used as long as it can produce a paste and can be evaporated from the produced paste.
【0012】さらに、本発明の電池用電極の製造方法に
おいて、上記活物質成形体に対して行なうめっきが、自
己触媒的な無電解めっきである構成も好ましい。このと
きには、作製した活物質成形体に対して、自己触媒的な
無電解めっきを施すことにより、活物質成形体の電極活
物質間に、導電性の金属を析出させる。従って、活物質
成形体に対してめっきを施すときには、外部電源を用意
して電流を印加する必要がなく、所定のめっき液に活物
質成形体を浸漬するだけでよい。また、自己触媒的な無
電解めっきは任意の厚さの緻密な被膜が形成できるた
め、ペーストを構成する電極活物質の間を導電性の金属
で隙間なく埋めることができる。さらに、自己触媒的な
無電解めっきはめっき液中に電流が流れないため、被め
っき物の形状に起因する電流分布の影響を受けることが
なく、活物質成形体における電極活物質間のように複雑
な形状であっても均一なめっきができる。Further, in the method for producing a battery electrode of the present invention, it is also preferable that the plating applied to the active material molded body is electrocatalytic electroless plating. At this time, the produced active material molded body is subjected to autocatalytic electroless plating to deposit a conductive metal between the electrode active materials of the active material molded body. Therefore, when plating the active material molded body, it is not necessary to prepare an external power source to apply a current, and it is sufficient to immerse the active material molded body in a predetermined plating solution. In addition, since self-catalytic electroless plating can form a dense film having an arbitrary thickness, it is possible to fill the space between the electrode active materials forming the paste with a conductive metal without any gap. Furthermore, in electrocatalytic electroless plating, since no current flows in the plating solution, there is no effect of current distribution due to the shape of the object to be plated, and there is no difference between the electrode active materials in the active material molded body. Uniform plating is possible even with complicated shapes.
【0013】このように自己触媒的な無電解めっきを行
なう場合に、前記集電体が、無電解めっきにおいて触媒
活性を有する金属からなる構成も好ましい。導電性と触
媒活性とを有する金属を集電体とすれば、集電体にペー
ストを塗布する前に、集電体に対してめっきの前処理と
しての触媒化処理をする必要がない。In the case of performing self-catalytic electroless plating as described above, it is also preferable that the current collector is made of a metal having catalytic activity in electroless plating. When a metal having electrical conductivity and catalytic activity is used as the current collector, it is not necessary to subject the current collector to catalysis as a pretreatment for plating before applying the paste to the current collector.
【0014】また、本発明の電池用電極の製造方法にお
いて、前記電極活物質を含む微粒子のペースト化に用い
る所定の液体が水であることとしてもよい。このような
場合には、電極活物質を含む微粒子のペースト化を、安
価かつ安全な液体を用いて行なうことができ、ペースト
の乾燥も容易となる。In the method for producing a battery electrode of the present invention, the predetermined liquid used for forming the paste containing the electrode active material may be water. In such a case, the paste containing fine particles containing the electrode active material can be formed using an inexpensive and safe liquid, and the paste can be easily dried.
【0015】さらに、本発明の電池用電極の製造方法に
おいて、前記集電体がニッケルより成り、前記電極活物
質がオキシ水酸化ニッケルおよび/または水酸化ニッケ
ルであり、前記活物質成形体に対して行なうめっきがニ
ッケルめっきであることとしてもよい。このような場合
には、ニッケル−水素蓄電池やニッケル−カドミウム蓄
電池などの正極であって、導電性と耐久性を保持し、充
分な電極容量を確保し、電極活物質を均一に含んだニッ
ケル極を、容易に製造することができる。Further, in the method for producing a battery electrode according to the present invention, the current collector is made of nickel, the electrode active material is nickel oxyhydroxide and / or nickel hydroxide, and The plating performed as described above may be nickel plating. In such a case, it is a positive electrode such as a nickel-hydrogen storage battery or a nickel-cadmium storage battery, and the conductivity and durability are maintained, a sufficient electrode capacity is ensured, and a nickel electrode containing an electrode active material uniformly. Can be easily manufactured.
【0016】また、本発明の電極は、導電性の集電体を
基部に配し、該集電体の周りに、電極活物質と導電性物
質とが所定の割合で混在する電極動作部を形成する電極
であって、該電極動作部は、所定の間隔で分散した前記
電極活物質を、該電極活物質間に析出した導電性のめっ
き金属で保持してなることを要旨とする。In the electrode of the present invention, a conductive current collector is arranged at the base, and an electrode operating portion in which an electrode active material and a conductive material are mixed at a predetermined ratio is provided around the current collector. The gist of the electrode to be formed is that the electrode operating portion holds the electrode active material dispersed at a predetermined interval by a conductive plating metal deposited between the electrode active materials.
【0017】このような電極では、導電性の集電体の周
りに配された電極活物質において反応が起こる。このと
き、導電性のめっき金属を介して、電極活物質と集電体
との間で電子が移動する。電極活物質は、導電性のめっ
き金属によって保持されているため、電極全体では、均
一かつ充分な導電性と耐久性が実現される。また、電極
活物質が所定の間隔で分散しているため、電極の有する
電極活物質量を充分なものとすることができ、充分な電
極容量を実現することができる。In such an electrode, a reaction occurs in the electrode active material arranged around the conductive current collector. At this time, electrons move between the electrode active material and the current collector through the conductive plated metal. Since the electrode active material is held by the conductive plating metal, uniform and sufficient conductivity and durability are realized in the entire electrode. Further, since the electrode active material is dispersed at a predetermined interval, it is possible to make the amount of the electrode active material of the electrode sufficient and to realize a sufficient electrode capacity.
【0018】ここで、電極が分散する所定の間隔が小さ
ければ、電極において電極活物質が占める割合が大きく
なり、電極容量が大きくなる。逆に、電極が分散する所
定の間隔が大きくなれば、電極動作部での導電性物質の
割合が高くなるため電極の導電性が向上し、また、電極
活物質がめっき金属によって強固に保持されるため電極
の耐久性が向上する。製造する電池の大きさや形状、構
造に応じて、電極容量や耐久性が適度に実現される割合
を選択すればよい。Here, if the predetermined interval in which the electrodes are dispersed is small, the proportion of the electrode active material in the electrodes is large, and the electrode capacitance is large. On the other hand, if the predetermined distance in which the electrodes are dispersed is increased, the ratio of the conductive material in the electrode operating part is increased, so that the conductivity of the electrode is improved, and the electrode active material is firmly held by the plating metal. Therefore, the durability of the electrode is improved. The proportion at which the electrode capacity and durability are appropriately achieved may be selected according to the size, shape, and structure of the battery to be manufactured.
【0019】また、本発明の電極において、前記集電体
がニッケルより成り、前記電極活物質がオキシ水酸化ニ
ッケルおよび/または水酸化ニッケルであり、前記電極
活物質間に析出した導電性のめっき金属がニッケルであ
ることとしてもよい。このような場合には、導電性と耐
久性とを保持し、充分な電極容量を確保し、電極活物質
を均一に含んだニッケル極として、ニッケル−水素蓄電
池やニッケル−カドミウム蓄電池において使用すること
ができる。In the electrode of the present invention, the current collector is made of nickel, the electrode active material is nickel oxyhydroxide and / or nickel hydroxide, and conductive plating deposited between the electrode active materials. The metal may be nickel. In such a case, it should be used in a nickel-hydrogen storage battery or a nickel-cadmium storage battery as a nickel electrode that maintains conductivity and durability, secures sufficient electrode capacity, and uniformly contains an electrode active material. You can
【0020】[0020]
【発明の他の態様】本発明は以下のような他の態様をと
ることも可能である。第1の態様は、本発明の電池用電
極の製造方法によるニッケル−水素蓄電池の負極の製造
方法であって、前記電極活物質を水素吸蔵合金あるいは
酸化型の水素吸蔵合金とする。このような第1の態様に
よれば、水素吸蔵合金あるいは酸化型の水素吸蔵合金を
導電性のめっき金属で堅持した電極が製造される。従っ
て、ニッケル−水素蓄電池において、導電性および耐久
性に優れ、充分な電極容量を備えた負極を用いることが
できる。Other Embodiments of the Invention The present invention can also take the following other embodiments. A first aspect is a method for producing a negative electrode of a nickel-hydrogen storage battery by the method for producing a battery electrode of the present invention, wherein the electrode active material is a hydrogen storage alloy or an oxidation type hydrogen storage alloy. According to such a first aspect, an electrode in which a hydrogen storage alloy or an oxidized hydrogen storage alloy is firmly held by a conductive plating metal is manufactured. Therefore, in a nickel-hydrogen storage battery, it is possible to use a negative electrode having excellent conductivity and durability and having a sufficient electrode capacity.
【0021】第2の態様は、本発明の電池用電極の製造
方法によるニッケル−カドミウム蓄電池の負極の製造方
法であって、前記電極活物質をカドミウムとする。この
ような第2の態様によれば、カドミウムを導電性のめっ
き金属で堅持した電極が製造される。従って、ニッケル
−カドミウム蓄電池において、導電性および耐久性に優
れ、充分な電極容量を備えた負極を用いることができ
る。A second aspect is a method for producing a negative electrode of a nickel-cadmium storage battery according to the method for producing a battery electrode of the present invention, wherein the electrode active material is cadmium. According to such a second aspect, an electrode in which cadmium is firmly held by a conductive plating metal is manufactured. Therefore, in a nickel-cadmium storage battery, it is possible to use a negative electrode having excellent conductivity and durability and having a sufficient electrode capacity.
【0022】第3の態様は、本発明の電池用電極の製造
方法によるリチウム電池の正極の製造方法とする。ここ
で、正極活物質としてLiCoO2、 LiNiO2、 L
iMn2O4等を用いれば、リチウム2次電池の正極を製
造することができ、正極活物質として二酸化マンガンま
たはフッ化黒鉛を用いれば、リチウム1次電池の正極を
製造することができる。いずれの場合にも正極活物質を
導電性のめっき金属で堅持した電極が製造され、リチウ
ム電池において、導電性および耐久性に優れ、充分な電
極容量を備えた正極を用いることができる。A third aspect is a method for producing a positive electrode of a lithium battery by the method for producing a battery electrode according to the present invention. Here, as the positive electrode active material, LiCoO 2 , LiNiO 2 , L
If iMn 2 O 4 or the like is used, a positive electrode of a lithium secondary battery can be manufactured, and if manganese dioxide or fluorinated graphite is used as a positive electrode active material, a positive electrode of a lithium primary battery can be manufactured. In any case, an electrode in which a positive electrode active material is firmly held by a conductive plated metal is manufactured, and in a lithium battery, a positive electrode having excellent conductivity and durability and having sufficient electrode capacity can be used.
【0023】第4の態様は、本発明の電池用電極の製造
方法において、前記電極活物質を含む微粒子が略球状形
態を有し、その直径が10〜30μmであるものとす
る。このような第4の態様によれば、前記電極活物質を
含む微粒子により均一なペーストを作ることが容易とな
り、また、このペーストを乾燥させた活物質成形体にお
いては、めっき金属を析出させるために充分な空隙が電
極活物質間に形成され、製造される電極においては充分
な導電性が実現される。A fourth aspect is that in the method for producing a battery electrode according to the present invention, the fine particles containing the electrode active material have a substantially spherical shape, and the diameter thereof is 10 to 30 μm. According to such a fourth aspect, it becomes easy to form a uniform paste from the fine particles containing the electrode active material, and in the active material molded body obtained by drying this paste, the plating metal is deposited. Sufficient voids are formed between the electrode active materials, and sufficient conductivity is realized in the manufactured electrode.
【0024】[0024]
【発明の実施の形態】以上説明した本発明の構成・作用
を一層明らかにするために、以下本発明の実施の形態を
実施例に基づき説明する。まず初めに、本発明の好適な
一実施例であるニッケル極の製造方法によって製造した
電極を利用したニッケル−水素蓄電池について説明す
る。ここでは、正極活物質としてオキシ水酸化ニッケル
あるいは水酸化ニッケル、負極活物質として金属水素化
物あるいは酸化型の水素吸蔵合金、電解液として水酸化
リチウムを添加した6M水酸化カリウムを用いた。この
ようなニッケル−水素蓄電池の各電極における放電時の
反応は以下の通りである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In order to further clarify the structure and operation of the present invention described above, the embodiments of the present invention will be described below based on Examples. First, a nickel-hydrogen storage battery using an electrode manufactured by the method for manufacturing a nickel electrode according to a preferred embodiment of the present invention will be described. Here, nickel oxyhydroxide or nickel hydroxide was used as the positive electrode active material, metal hydride or oxidized hydrogen storage alloy was used as the negative electrode active material, and 6M potassium hydroxide to which lithium hydroxide was added was used as the electrolytic solution. The reaction at the time of discharging in each electrode of such a nickel-hydrogen storage battery is as follows.
【0025】 NiOOH+H2O+e- → Ni(OH)2+OH- …(1) MH+OH- → M+H2O+e- …(2) NiOOH+MH → Ni(OH)2+M …(3)NiOOH + H 2 O + e − → Ni (OH) 2 + OH − (1) MH + OH − → M + H 2 O + e − (2) NiOOH + MH → Ni (OH) 2 + M (3)
【0026】(1)式は正極での反応、(2)式は負極
での反応、(3)式は(1)式と(2)式を合わせた電
池全体での反応を表わす。このように電池の放電時に
は、正極では正極活物質であるオキシ水酸化ニッケルが
水酸化ニッケルに変わり、負極では金属水素化物が酸化
される。電池が充電されるときには、上記の式と逆の反
応が起きる。The equation (1) represents the reaction on the positive electrode, the equation (2) the reaction on the negative electrode, and the equation (3) the reaction on the whole battery including the equations (1) and (2). Thus, when the battery is discharged, nickel oxyhydroxide, which is a positive electrode active material, changes to nickel hydroxide in the positive electrode, and the metal hydride is oxidized in the negative electrode. When the battery is charged, the opposite reaction to the above equation occurs.
【0027】ここでニッケル−水素蓄電池の構成につい
て説明する。図2は、上記の反応を行なうニッケル−水
素蓄電池の構成を例示する断面図である。ここでは、正
極12と負極16との間にセパレータ14を配した単電
池の構成を示すが、実際にはこれらの単電池を10数枚
直列に重ねて、図3(A)に示すような角型電池に組み
立てて使用する。正極12では、集電体であるニッケル
箔18の周りに、正極活物質であるオキシ水酸化ニッケ
ルあるいは水酸化ニッケルと導電性物質であるニッケル
とが所定の割合で混在する正極動作部20が配されてい
る。負極16では、同じく集電体であるニッケル箔18
の周りに、負極活物質である水素吸蔵合金と導電性物質
であるニッケルとが所定の割合で混在する負極動作部2
2が配されている。このように、各電極の動作部で電極
活物質と導電性物質とが適度に混在することによって、
電池の動作時には電極活物質で起こる上記の反応に関わ
る電子が効率的に伝えられ、放電時においては、これに
よって生じる電気エネルギーが電流として外部に取り出
される。これらの電極の製造方法は、本発明の要部に対
応するものであり、後で詳述する。セパレータ14は、
ポリプロピレンやポリエチレン等電解液に安定な材質で
形成した不織布に、上述した電解液を染み込ませたもの
であり、電解液を保持すると共に、正極12と負極16
との間に配されることで両極を隔てる役割も果たしてい
る。Here, the structure of the nickel-hydrogen storage battery will be described. FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the configuration of a nickel-hydrogen storage battery that performs the above reaction. Here, the structure of the unit cell in which the separator 14 is arranged between the positive electrode 12 and the negative electrode 16 is shown. However, in actuality, a few dozen of these unit cells are stacked in series to form a unit as shown in FIG. It is assembled into a prismatic battery for use. In the positive electrode 12, a positive electrode operating portion 20 in which nickel oxyhydroxide as a positive electrode active material or nickel hydroxide and nickel as a conductive material are mixed at a predetermined ratio is arranged around a nickel foil 18 as a current collector. Has been done. In the negative electrode 16, a nickel foil 18 which is also a current collector
A negative electrode operating part 2 in which a hydrogen storage alloy as a negative electrode active material and nickel as a conductive material are mixed in a predetermined ratio around the
2 are arranged. Thus, by appropriately mixing the electrode active material and the conductive material in the operating part of each electrode,
Electrons involved in the above reaction occurring in the electrode active material are efficiently transmitted when the battery is operating, and electric energy generated by the electrons is taken out as a current during discharging. The manufacturing method of these electrodes corresponds to the main part of the present invention, and will be described in detail later. The separator 14 is
A non-woven fabric formed of a material stable to an electrolytic solution such as polypropylene or polyethylene is impregnated with the above-mentioned electrolytic solution to retain the electrolytic solution and to form the positive electrode 12 and the negative electrode 16
It also serves to separate the two poles by being placed between.
【0028】つぎに、上述したニッケル−水素蓄電池の
正極の製造方法について説明する。図1は、この正極を
製造するための製造工程を例示する図である。まず、集
電体としてのニッケル箔(厚さ60〜80μm)を用意
する(工程S100)。ここでニッケル箔は、厚さが6
0μmで、100mm×100mmのものを使用した。
また、これとは別に正極活物質ペーストを作製する(工
程S102)。これは、10〜50μmの直径の略球状
形態を持つ水酸化ニッケルに、50〜150重量パーセ
ントの水を添加してペースト状にする工程である。次い
で、この正極活物質ペーストをニッケル箔の両面にドク
ターナイフで塗布する(工程S104)。塗布する正極
活物質層は、100〜500μmの厚さである。正極活
物質ペーストを塗布した後、このペーストを塗布したニ
ッケル箔の乾燥を行なう(工程S106)。この乾燥の
工程は、80〜200℃で5〜120分間行なった。こ
れによって、正極活物質ペースト中の水分が蒸発し、正
極活物質の粒子がペースト中で分散していた状態のまま
ニッケル箔に軽く接着している活物質成形体ができる。
この時の活物質成形体の多孔度は、20〜100%とす
る。正極活物質ペーストが乾燥すると、この活物質成形
体に対して、自己触媒的な無電解メッキを施し(工程S
108)、正極活物質の粒子間に、ニッケルを主とする
めっき金属を析出させると(工程S110)、正極が完
成する。Next, a method of manufacturing the positive electrode of the above nickel-hydrogen storage battery will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating a manufacturing process for manufacturing this positive electrode. First, a nickel foil (thickness 60 to 80 μm) as a current collector is prepared (step S100). Here, the nickel foil has a thickness of 6
0 μm and 100 mm × 100 mm were used.
Separately from this, a positive electrode active material paste is prepared (step S102). This is a process of adding 50 to 150 weight% of water to nickel hydroxide having a substantially spherical shape with a diameter of 10 to 50 μm to form a paste. Next, this positive electrode active material paste is applied to both surfaces of the nickel foil with a doctor knife (step S104). The positive electrode active material layer to be applied has a thickness of 100 to 500 μm. After applying the positive electrode active material paste, the nickel foil coated with this paste is dried (step S106). This drying step was performed at 80 to 200 ° C. for 5 to 120 minutes. As a result, water in the positive electrode active material paste evaporates, and an active material molded body in which particles of the positive electrode active material are lightly adhered to the nickel foil while being dispersed in the paste can be obtained.
The porosity of the active material molded body at this time is 20 to 100%. When the positive electrode active material paste is dried, the active material molded body is subjected to autocatalytic electroless plating (step S
108), a plating metal mainly containing nickel is deposited between the particles of the positive electrode active material (step S110) to complete the positive electrode.
【0029】図4は、上記の工程により製造した正極1
2の一部を拡大して模式的に示したものである。正極活
物質ペーストを塗布して乾燥することにより、正極活物
質粒子24がペースト濃度に応じた間隔を空けた状態で
ニッケル箔18の周りに保持された活物質形成体が作製
される。この活物質形成体に対してめっき処理を施すこ
とにより、ニッケル箔18の表面から正極活物質粒子2
4の間隙を埋めながらめっき金属層26が成長して正極
12が完成する。正極12では、めっき金属層26によ
って、各正極活物質粒子24が堅持されている。FIG. 4 shows the positive electrode 1 manufactured by the above process.
2 is a partially enlarged schematic view of a part of 2. By applying the positive electrode active material paste and drying it, an active material forming body in which the positive electrode active material particles 24 are held around the nickel foil 18 in a state in which the positive electrode active material particles 24 are spaced apart according to the paste concentration is produced. By subjecting this active material forming body to a plating treatment, the positive electrode active material particles 2 are transferred from the surface of the nickel foil 18.
The plating metal layer 26 grows while filling the gap 4 to complete the positive electrode 12. In the positive electrode 12, the positive electrode active material particles 24 are firmly held by the plated metal layer 26.
【0030】ここで、自己触媒的な無電解めっきについ
て説明する。無電解めっきとは、電気回路を必要とせ
ず、外部から電子の供給を受けずに、被めっき物をめっ
き液中に浸漬するだけで成膜できるめっき方法である。
特に、自己触媒的な無電解めっきでは、めっき液中の金
属イオンが還元されて析出する際に受け取る電子は、同
じくめっき液中に予め用意した還元剤から供給される。
さらに、被めっき物の表面および析出した金属自体が、
この還元剤の酸化反応に対して触媒活性であるため、任
意の厚さの被膜を得ることができる。このように、めっ
き液中には、金属イオンを電離する塩と、金属イオンに
電子を供給する還元剤が共存し、熱力学的に不安定であ
るため、通常はさらに錯化剤、緩衝剤および安定剤が添
加される。錯化剤は、めっき液中で金属イオンと安定な
可溶性錯体を形成し、めっき液中への金属の析出を防
ぐ。緩衝剤は、めっき反応の進行に伴ってめっき液のp
Hが変化するのを抑え、pHの変化が反応速度やめっき
膜の組成に影響を及ぼすのを防止する。安定剤は、被め
っき物の表面以外で金属が析出したときに、これと吸着
して触媒活性を低下させるものであり、被めっき物の表
面だけに選択的に金属被膜が析出するために働く。Here, self-catalytic electroless plating will be described. The electroless plating is a plating method that does not require an electric circuit and does not receive electrons from the outside and can form a film by simply immersing an object to be plated in a plating solution.
Particularly, in self-catalytic electroless plating, the electrons received when the metal ions in the plating solution are reduced and deposited are also supplied from a reducing agent prepared in advance in the plating solution.
Furthermore, the surface of the object to be plated and the deposited metal itself are
Since it is catalytically active for the oxidizing reaction of this reducing agent, it is possible to obtain a film having an arbitrary thickness. As described above, in the plating solution, a salt that ionizes metal ions and a reducing agent that supplies electrons to the metal ions coexist and are thermodynamically unstable. And stabilizers are added. The complexing agent forms a stable soluble complex with metal ions in the plating solution and prevents the metal from depositing in the plating solution. The buffer is added to the p of the plating solution as the plating reaction progresses.
It suppresses the change of H and prevents the change of pH from affecting the reaction rate and the composition of the plated film. When a metal is deposited on a surface other than the surface of the object to be plated, the stabilizer adsorbs the metal to reduce the catalytic activity, and acts to selectively deposit a metal film only on the surface of the object to be plated. .
【0031】本実施例では、活物質成形体に対して、ニ
ッケル−リン合金めっきを施した。使用しためっき液
は、金属塩として硫酸ニッケルを含み、還元剤としてホ
スフィン酸ナトリウムを含む液(奥野製薬製、MACニ
ッケル600)である。このようなめっき液に上述した
活物質成形体を浸漬すると、ニッケル箔よりなる集電体
の表面から、リンを3.5〜4.0%程度含むニッケル
−リン合金が析出を始め、析出した合金は活物質成形体
における正極活物質粒子の隙間を埋めながら、粒子を取
り囲むように活物質成形体の表面へと成長していく。In this example, the active material molded body was plated with nickel-phosphorus alloy. The plating solution used was a solution containing nickel sulfate as a metal salt and sodium phosphinate as a reducing agent (MAC Nickel 600 manufactured by Okuno Chemical Co., Ltd.). When the above-mentioned active material molded body was dipped in such a plating solution, a nickel-phosphorus alloy containing about 3.5 to 4.0% of phosphorus started to precipitate from the surface of the current collector made of nickel foil. The alloy grows on the surface of the active material molded body so as to surround the particles while filling the gaps between the positive electrode active material particles in the active material molded body.
【0032】上述した正極製造方法は、導電体に設けた
微孔内に正極活物質を詰め込む従来法と異なり、以下の
ような優れた効果を奏する。すなわち、正極活物質の粒
子の間を導電性のニッケル合金で埋めることで、特別に
導電化剤を加えることなく電極の導電性を確保すること
ができる。また、正極活物質粒子がめっき金属のネット
ワーク中に保持された状態となるため、耐久性に優れた
電極を得ることができる。さらに、正極活物質ペースト
では正極活物質が均等に分散しているため、この正極活
物質間にニッケル合金を析出させることにより、正極活
物質を均一に含んだ正極を得ることができる。従って、
この正極を用いたニッケル−水素アルカリ蓄電池を動作
させたときの反応も、電極中で均一に行なわれる。この
ようなめっき被膜を形成するための操作も、活物質成形
体をめっき液に浸漬するだけの簡単な操作である。ま
た、集電体としてニッケル箔を用いたため、集電体自身
が還元剤の酸化反応に対して触媒活性であり、めっき操
作に先だって集電体の触媒化処理を行なう必要がない。The above-described positive electrode manufacturing method has the following excellent effects, unlike the conventional method of packing the positive electrode active material in the fine holes provided in the conductor. That is, by filling the space between the particles of the positive electrode active material with a conductive nickel alloy, the conductivity of the electrode can be secured without adding a conductive agent. Moreover, since the positive electrode active material particles are held in the network of the plated metal, an electrode having excellent durability can be obtained. Further, since the positive electrode active material is evenly dispersed in the positive electrode active material paste, a nickel alloy can be deposited between the positive electrode active materials to obtain a positive electrode that uniformly contains the positive electrode active material. Therefore,
The reaction when the nickel-hydrogen alkaline storage battery using this positive electrode is operated is also carried out uniformly in the electrode. The operation for forming such a plating film is also a simple operation of immersing the active material molded body in the plating solution. Further, since the nickel foil is used as the current collector, the current collector itself is catalytically active for the oxidation reaction of the reducing agent, and it is not necessary to perform the catalyzing treatment of the current collector prior to the plating operation.
【0033】上記のような電極製造方法においては、集
電体にペーストを塗布して乾燥させてなる活物質成形体
の多孔度や、この活物質成形体に施しためっきの目付量
が、出来上がった電極の性能に大きく影響する。すなわ
ち、活物質成形体の多孔度が小さいときには、電極中に
電極活物質量の占める割合が多くなるため電極容量が増
大するが、めっき金属の析出する空間が小さくなるため
導電性の低下や耐久性の低下につながる。めっきの目付
け量が多くなれば、電極中に導電性物質の占める割合が
多くなるため導電性の向上や耐久性の向上につながる
が、電極活物質の割合が少なくなるために電極容量が低
下する。従って、両者のバランスを適当に保つことが良
好な電極性能を実現するために必要である。これらの条
件は、製造する電池の形状や動作条件毎に最適値が異な
るため、許容される範囲の中から、製作作業の容易やコ
ストを考慮して適宜設定すればよい。以下に、これらの
条件を検討した結果を示す。In the above electrode manufacturing method, the porosity of the active material molded body obtained by applying the paste to the current collector and drying it, and the basis weight of the plating applied to this active material molded body are completed. It greatly affects the performance of the electrode. That is, when the porosity of the active material molded body is low, the electrode capacity increases because the ratio of the amount of the electrode active material in the electrode increases, but the space where the plating metal precipitates decreases and the conductivity decreases and the durability decreases. It leads to deterioration of sex. If the basis weight of plating is large, the proportion of the conductive substance in the electrode is large, which leads to improved conductivity and durability, but the proportion of the electrode active material is small and the electrode capacity is reduced. . Therefore, it is necessary to maintain a proper balance between the two in order to realize good electrode performance. These conditions have different optimum values depending on the shape of the battery to be manufactured and the operating conditions, and therefore may be set appropriately within the allowable range in consideration of the ease of manufacturing work and cost. The results of examining these conditions are shown below.
【0034】図5は、上記電極製造方法において、活物
質成形体の多孔度およびめっき目付量の条件を変え、出
来上がった電極の性能を比較した結果である。ここで
は、大きさが100×100mm、厚さが60μmのニ
ッケル箔に、添加する水の量を変えたペーストを塗布
し、これを乾燥させて多孔度の異なる活物質成形体を作
製し、さらに目付け量を変えてめっきを施して、出来上
がった各電極の性能を比較した。電極活物質ペーストを
作製するときに加える水の量によって活物質成形体の多
孔度を調節することができ、添加する水の量を増やせば
多孔度は大きくなる。電極性能の評価の方法としては、
電極の両側にポリエチレン製の不織布からなるセパレー
タを介して100×100×0.8mmの寸法の焼結式
カドミウム極板をセットし、6M水酸化カリウム中で、
活物質1g当たり、16mAで20時間充電、50mA
で0.8Vまで放電するサイクルを5サイクル繰り返し
た。ここで、測定した放電容量(mAh)の平均値を各
電極の電極容量とし、各電極の電極質量(g)当たりの
電極容量を各電極の電極容量密度(mAh/g)として
各電極の性能を比較した。図5のNo.18の電極は、
従来技術で製造したニッケル極であり、比較対象として
用意した。この電極は、集電体である発泡ニッケルの微
孔内に導電化剤および結着剤を含む活物質ペーストを擦
り込み、これを乾燥後さらにプレスして、集電体の微孔
内に生じた気泡を除いたものである。FIG. 5 shows the results of comparing the performances of the finished electrodes by changing the conditions of the porosity of the active material molded body and the plating basis weight in the above electrode manufacturing method. Here, a nickel foil having a size of 100 × 100 mm and a thickness of 60 μm was coated with a paste in which the amount of water to be added was changed, and the paste was dried to prepare active material molded bodies having different porosities. The plating amount was changed and the performance of each finished electrode was compared. The porosity of the active material molded body can be adjusted by the amount of water added when preparing the electrode active material paste, and the porosity increases as the amount of water added increases. As a method of evaluating the electrode performance,
Sintered cadmium plates with a size of 100 × 100 × 0.8 mm were set on both sides of the electrode through a separator made of polyethylene non-woven fabric, and the electrode was placed in 6M potassium hydroxide.
Charged at 16mA for 20 hours, 50mA per gram of active material
The cycle of discharging to 0.8 V was repeated 5 times. Here, the average value of the measured discharge capacity (mAh) is used as the electrode capacity of each electrode, and the electrode capacity per electrode mass (g) of each electrode is used as the electrode capacity density (mAh / g) of each electrode. Were compared. No. 1 in FIG. 18 electrodes are
This is a nickel electrode manufactured by a conventional technique and prepared for comparison. In this electrode, an active material paste containing a conductive agent and a binder was rubbed into the fine pores of the nickel foam collector, which was dried and then pressed to form in the fine pores of the current collector. Bubbles are removed.
【0035】図5に示すように、NO.1、2、3、
6、16の電極では、上述した充放電のサイクル中に活
物質の欠落が起こってしまった。これらの条件では、め
っき目付量が0.1〜1%と小さいため、活物質形成体
における正極活物質間の隙間がめっき金属によって充分
に埋められておらず、めっき金属のネットワークによっ
て正極活物質が充分に保持されていないと考えられる。
また、めっき目付量が2%であるNo.8の電極では、
このような活物質の欠落は見られないものの、電極容量
密度が従来技術による電極よりも劣る結果となった。従
って、めっき目付量が2%では、充放電サイクル中に活
物質を保持し続けるだけの耐久性は有するものの、やは
りめっき金属のネットワークが不十分であり、電極の導
電性が充分に達成されないといえる。As shown in FIG. 1, 2, 3,
In the electrodes Nos. 6 and 16, the active material was lost during the above-mentioned charging / discharging cycle. Under these conditions, the coating weight is as small as 0.1 to 1%, so that the gap between the positive electrode active materials in the active material forming body is not sufficiently filled with the plating metal, and the positive electrode active material has a network of the plating metal. Is considered to be insufficiently retained.
In addition, No. 2 having a coating weight of 2%. With 8 electrodes,
Although no such lack of active material was observed, the electrode capacity density was inferior to that of the conventional electrode. Therefore, when the coating weight is 2%, the durability is sufficient to keep the active material during the charging / discharging cycle, but the network of the plating metal is still insufficient and the conductivity of the electrode cannot be sufficiently achieved. I can say.
【0036】また、No.15、17の電極において
も、電極容量密度が従来技術による電極よりも劣ってい
る。これらの条件ではめっき目付量は50%であり、正
極活物質は析出しためっき金属によって強固に保持さ
れ、電極の導電性も充分である。しかしながら、この場
合には、メッキ金属量が増大し過ぎたため電極質量が大
きくなってしまい、結果的に電極容量密度が小さくなっ
たと考えられる。No. The electrodes 15 and 17 also have inferior electrode capacitance densities to the electrodes of the prior art. Under these conditions, the coating weight is 50%, the positive electrode active material is firmly held by the deposited plating metal, and the conductivity of the electrode is sufficient. However, in this case, it is considered that the electrode mass increased due to an excessive increase in the amount of plated metal, resulting in a decrease in the electrode capacitance density.
【0037】以上の結果から、正極活物質が充分に保持
されて電極としての耐久性が確保されると共に充分な導
電性が実現され、また、電極質量の増大による電極容量
密度の低下を招かない範囲としては、めっき目付量は、
5〜20%が良好であるということができる。活物質成
形体の多孔度に関しては、あまり多孔度が小さいと正極
活物質間の隙間が小さくなるため、上記の範囲の目付量
でめっき金属を析出させることが困難となる。また、あ
まり多孔度が大きいと正極活物質間の隙間が大きくなる
ため、上記範囲の目付け量では正極活物質間の隙間を充
分に埋めることができずに導電不良となったり、逆にめ
っきの目付量を増やして導電性を確保すると、電極質量
が増大して電極容量密度の低下を招く。従って、活物質
成形体の多孔度としては、20〜100%が適当と考え
られる。この活物質成形体の多孔度は、正極活物質をペ
ースト化するときに加える水の量によって調節すること
ができるが、上記の範囲の多孔度を持つ活物質成形体を
得るには、50〜150重量パーセントの水を正極活物
質に加えてペースト化すればよい。From the above results, the positive electrode active material is sufficiently retained, the durability as an electrode is secured, sufficient conductivity is realized, and the electrode capacity density is not lowered due to the increase of the electrode mass. As for the range, the coating weight is
It can be said that 5 to 20% is good. Regarding the porosity of the active material molded body, if the porosity is too small, the gap between the positive electrode active materials becomes small, so that it becomes difficult to deposit the plated metal within the above range. Further, if the porosity is too large, the gap between the positive electrode active materials becomes large, so that with the basis weight of the above range, the gap between the positive electrode active materials cannot be sufficiently filled, resulting in poor conductivity, and conversely If the basis weight is increased to secure the conductivity, the electrode mass increases and the electrode capacitance density decreases. Therefore, the porosity of the active material molded body is considered to be 20 to 100%. The porosity of this active material molded body can be adjusted by the amount of water added when the positive electrode active material is made into a paste, but in order to obtain an active material molded body having a porosity within the above range, 150 wt% of water may be added to the positive electrode active material to form a paste.
【0038】上記の実施例では、正極製造時に用いる集
電体をニッケル箔としたため、無電解めっきを行なうと
きに、集電体自体が、めっき液中の還元剤の酸化反応に
対して触媒活性を有していた。そのため、集電体に対し
てそのままペーストを塗布し、無電解めっきに供するこ
とができた。しかしながら、集電体として用いる材質は
導電性を有していればよく、例えば鉄箔や銅箔など、前
処理を必要とする素材やほとんど触媒活性を持たない素
材であっても、適当な前処理を施し、表面に短時間電気
ニッケルめっきを施すことで集電体として同様に用いる
ことができる。前処理および触媒化処理の後、同様にペ
ーストを塗布し、無電解めっきを行なえばよい。従っ
て、集電体として用いる材質は、導電性を有し、電池が
動作するときの条件(温度や電極電位など)に安定であ
ればよい。集電体の形態としては、ペーストを塗布する
ためには薄い箔で充分であり、電池を薄型化するために
は箔であることが好ましい。しかしながら、製造する電
池の形態に応じて、所定の厚みを有していてもよい。In the above-mentioned examples, since the current collector used in the production of the positive electrode was the nickel foil, the current collector itself was catalytically active for the oxidation reaction of the reducing agent in the plating solution during electroless plating. Had. Therefore, it was possible to apply the paste as it is to the current collector and use it for electroless plating. However, it suffices that the material used as the current collector has conductivity, and even if a material requiring pretreatment or a material having almost no catalytic activity, such as an iron foil or a copper foil, a suitable front It can be similarly used as a current collector by subjecting it to a treatment and subjecting the surface to electro-nickel plating for a short time. After the pretreatment and the catalyzation treatment, a paste may be similarly applied and electroless plating may be performed. Therefore, the material used as the current collector may be electrically conductive and stable under the conditions (temperature, electrode potential, etc.) when the battery operates. As a form of the current collector, a thin foil is sufficient for applying the paste, and a foil is preferable for thinning the battery. However, it may have a predetermined thickness depending on the form of the battery to be manufactured.
【0039】正極活物質は、水を加えた時に均一にペー
スト化され、活物質成形体を形成したときに適度な空隙
を設け得るものである必要があり、従って、10〜30
μmの直径を有する球状形態であることが好ましいが、
上記の条件を満たすならば異なる形状であってもかまわ
ない。また、均一なペースト化のためには、正極活物質
の粒子の形態および大きさが揃っていることが好まし
い。本実施例では、集電体に塗布するペーストを作製す
る際、正極活物質だけから成る微粒子を用いることで電
極に占める正極活物質の割合を大きくし、電極容量の増
大を図ったが、電極容量が許容範囲内であれば、ペース
ト作製時に導電化剤や結着剤の微粒子を加えることとし
てもよい。導電化剤を加えることによって、電極の導電
性を調節することが可能となり、結着剤を加えることに
よって、めっきを行なう前の活物質成形体の耐久性を向
上させることができる。It is necessary that the positive electrode active material is uniformly paste-formed when water is added, and can form appropriate voids when the active material molded body is formed.
It is preferably spherical form having a diameter of μm,
Different shapes may be used as long as the above conditions are satisfied. Further, in order to form a uniform paste, it is preferable that the particles and the size of the positive electrode active material are uniform. In this example, when the paste to be applied to the current collector was prepared, the proportion of the positive electrode active material in the electrode was increased by using the fine particles composed of only the positive electrode active material, and the electrode capacity was increased. If the capacity is within the allowable range, fine particles of a conductive agent or a binder may be added during paste preparation. By adding a conductive agent, the conductivity of the electrode can be adjusted, and by adding a binder, the durability of the active material molded body before plating can be improved.
【0040】また、上記の実施例では、活物質成形体に
対して、ホスフィン酸塩を還元剤とするニッケル−リン
合金めっきを施したが、テトラヒドロホウ酸ナトリウム
やジメチルアミンボラン等のホウ素を含む還元剤を使用
して、ニッケル−ホウ素合金めっきを施してもよい。こ
の場合にも、ニッケル−リン合金メッキの場合と同様
に、所定のめっき液に活物質成形体を浸漬するだけで、
きわめて均一なめっき被膜を任意の厚さで形成すること
ができる。あるいは、活物質成形体を負極に、ニッケル
金属を正極に接続して電気回路を形成し、電気めっきを
行なって正極活物質間にニッケル金属を析出させること
としてもよい。この場合には、めっき液の組成が単純
で、めっき液の浴管理も容易であって、より低いコスト
で容易にめっきを施すことができる。Further, in the above embodiment, the active material molded body was plated with nickel-phosphorus alloy using phosphinate as a reducing agent, but it contains boron such as sodium tetrahydroborate or dimethylamine borane. Nickel-boron alloy plating may be applied using a reducing agent. Also in this case, just as in the case of nickel-phosphorus alloy plating, simply immersing the active material molded body in a predetermined plating solution,
A very uniform plating film can be formed in any thickness. Alternatively, the active material molded body may be connected to the negative electrode and the nickel metal may be connected to the positive electrode to form an electric circuit, and electroplating may be performed to deposit nickel metal between the positive electrode active materials. In this case, the composition of the plating solution is simple, bath management of the plating solution is easy, and plating can be easily performed at a lower cost.
【0041】また、上記実施例では、製造した電極およ
びセパレータからなる単電池を重ねて、図3(A)に示
す角型の電池を組み立てることとしたが、製造した電極
およびセパレータを層状に重ねて丸め、図3(B)に示
す円筒型の電池としてもよい。さらに、小型化して乾電
池型とすることもできる。Further, in the above-mentioned embodiment, the cells formed of the electrodes and the separators are stacked and the prismatic battery shown in FIG. 3A is assembled. However, the manufactured electrodes and the separator are stacked in layers. Alternatively, the battery may be rounded to form a cylindrical battery shown in FIG. Further, the battery can be downsized to a dry battery type.
【0042】上記の実施例では、本発明の電極製造方法
によってニッケル−水素蓄電池の正極を製造したが、本
発明の電極製造方法によってニッケル−水素蓄電池の負
極を製造することもできる。この場合には、上記した正
極製造時と同様の集電体を用い、負極活物質である水素
吸蔵合金に水素のイオン化のための触媒である白金など
を適量混合したペーストを作製し、このペーストを集電
体に塗布後乾燥して活物質形成体とし、めっき液に浸漬
して、上記正極の場合と同様に自己触媒的な無電解めっ
きあるいは電気めっきを施せばよい。Although the positive electrode of the nickel-hydrogen storage battery is manufactured by the electrode manufacturing method of the present invention in the above-mentioned embodiment, the negative electrode of the nickel-hydrogen storage battery can be manufactured by the electrode manufacturing method of the present invention. In this case, using the same current collector as in the production of the positive electrode described above, a paste was prepared by mixing an appropriate amount of platinum, which is a catalyst for hydrogen ionization, with a hydrogen storage alloy, which is the negative electrode active material. Is coated on a current collector and dried to form an active material forming body, which is dipped in a plating solution and subjected to autocatalytic electroless plating or electroplating as in the case of the positive electrode.
【0043】また、上記の実施例では、製造したニッケ
ル極を、ニッケル−水素蓄電池の正極として使用するこ
ととしたが、このニッケル極は、同じくアルカリ蓄電池
であるニッケル−カドミウム蓄電池の正極として使用す
ることもできる。Further, in the above embodiment, the manufactured nickel electrode is used as the positive electrode of the nickel-hydrogen storage battery, but this nickel electrode is also used as the positive electrode of the nickel-cadmium storage battery which is also an alkaline storage battery. You can also
【0044】さらに、本発明の電極製造方法によって、
ニッケル−カドミウム蓄電池の負極を製造することもで
きる。この場合には、上記した正極製造時と同様の集電
体を用い、負極活物質であるカドミウムのペーストを作
製し、このペーストを集電体に塗布後乾燥して活物質形
成体とし、めっき液に浸漬して、上記正極の場合と同様
に自己触媒的な無電解めっきあるいは電気めっきを施せ
ばよい。Further, according to the electrode manufacturing method of the present invention,
It is also possible to manufacture the negative electrode of a nickel-cadmium storage battery. In this case, using the same current collector as in the production of the positive electrode described above, a paste of cadmium, which is the negative electrode active material, was prepared, and the paste was applied to the current collector and dried to form an active material forming body. It may be immersed in a liquid and subjected to autocatalytic electroless plating or electroplating as in the case of the positive electrode.
【0045】また、本発明の電極製造方法は、リチウム
2次電池の正極製造に適用することもできる。この場合
には、上記したニッケル極製造時と同様の集電体を用
い、LiCoO2、 LiNiO2、 LiMn2O4等を正
極活物質として同様に電極を製造する。さらに、本発明
の電極製造方法は、リチウム1次電池の正極製造にも適
用することができる。この場合には、二酸化マンガンま
たはフッ化黒鉛を正極活物質としてペーストを作製す
る。いずれの場合も、上記実施例と同様の集電体に正極
活物質ペーストを塗布して乾燥後、出来上がった活物質
形成体に対してめっき処理を施せばよい。The electrode manufacturing method of the present invention can also be applied to manufacturing the positive electrode of a lithium secondary battery. In this case, the same current collector as that used for producing the nickel electrode is used, and an electrode is similarly produced using LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 2 O 4, etc. as the positive electrode active material. Furthermore, the electrode manufacturing method of the present invention can also be applied to manufacturing a positive electrode of a lithium primary battery. In this case, a paste is prepared using manganese dioxide or fluorinated graphite as the positive electrode active material. In any case, the positive electrode active material paste may be applied to a current collector similar to that in the above-described embodiment, dried, and then the finished active material-formed body may be plated.
【0046】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明はこうした実施例に何等限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々なる
様態で実施し得ることは勿論である。本発明の電極製造
方法は、電極の活物質が固体であり且つ導電性を有しな
いとき、各種の電極に対して適用可能であり、特に二次
電池の場合には、電池の動作にともなって電極活物質の
溶解や析出などの変形が見られない電池においては、耐
久性と長いサイクル寿命を実現可能である。また、自己
触媒的な無電解めっきにおいて電極活物質が触媒毒とな
る場合には、めっき処理として電気めっきを行なえばよ
く、本発明の電極製造方法は広い範囲に適用することが
できる。The embodiment of the present invention has been described above.
It is needless to say that the present invention is not limited to these embodiments and can be implemented in various modes without departing from the scope of the present invention. The electrode manufacturing method of the present invention can be applied to various electrodes when the active material of the electrode is solid and has no conductivity, and particularly in the case of a secondary battery, it is associated with the operation of the battery. In a battery in which no deformation such as dissolution or precipitation of the electrode active material is observed, durability and long cycle life can be realized. When the electrode active material becomes a catalyst poison in electrocatalytic electroless plating, electroplating may be performed as the plating treatment, and the electrode manufacturing method of the present invention can be applied to a wide range.
【図1】本発明の好適な一実施例であるニッケル極の製
造工程を例示する説明図である。FIG. 1 is an explanatory view illustrating a manufacturing process of a nickel electrode which is a preferred embodiment of the present invention.
【図2】実施例のニッケル極の製造方法によって製造し
た電極を利用したニッケル−水素蓄電池の構成を例示す
る断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the configuration of a nickel-hydrogen storage battery using an electrode manufactured by a method for manufacturing a nickel electrode according to an example.
【図3】実施例のニッケル極の製造方法によって製造し
た電極を利用して組み立てた電池の形態を例示する説明
図である。FIG. 3 is an explanatory view illustrating the form of a battery assembled by using the electrode manufactured by the method for manufacturing the nickel electrode of the example.
【図4】実施例のニッケル極の製造方法によって製造し
た電極の構造を模式的に示した説明図である。FIG. 4 is an explanatory view schematically showing the structure of an electrode manufactured by the method for manufacturing a nickel electrode of the example.
【図5】実施例のニッケル極の製造方法において、活物
質形成体の多孔度およびめっき目付け量が電極性能に及
ぼす影響を検討した結果を例示する説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating the results of studying the influence of the porosity of the active material forming body and the plating basis weight on the electrode performance in the method for manufacturing the nickel electrode of the example.
12…正極 14…セパレータ 16…負極 18…ニッケル箔 20…正極動作部 22…負極動作部 24…正極活物質粒子 26…めっき金属層 12 ... Positive electrode 14 ... Separator 16 ... Negative electrode 18 ... Nickel foil 20 ... Positive electrode working part 22 ... Negative working part 24 ... Positive electrode active material particles 26 ... Plating metal layer
Claims (7)
体で練ったペーストを塗布し、 該ペーストを乾燥させて前記所定の液体を蒸発させ、前
記電極活物質を含む微粒子が互いに所定の空隙を空けて
前記集電体の周囲に保持された活物質成形体を作製し、 該活物質成形体に対してめっきを行ない、該活物質成形
体において、前記電極活物質を含む微粒子間に、導電性
のめっき金属を析出させる電池用電極の製造方法。1. A conductive current collector is arranged at the base, and a paste prepared by kneading fine particles containing an electrode active material with a predetermined liquid is applied to the periphery of the current collector, and the paste is dried to obtain the paste. A predetermined liquid is evaporated, fine particles containing the electrode active material are spaced from each other by predetermined gaps to prepare an active material molded body which is held around the current collector, and the active material molded body is plated. A method for producing an electrode for a battery, which comprises carrying out deposition of a conductive plating metal between fine particles containing the electrode active material in the molded active material.
が、自己触媒的な無電解めっきである請求項1記載の電
池用電極の製造方法。2. The method for producing a battery electrode according to claim 1, wherein the plating applied to the active material molded body is electrocatalytic electroless plating.
媒活性を有する金属からなる請求項2記載の電池用電極
の製造方法。3. The method for producing a battery electrode according to claim 2, wherein the current collector is made of a metal having catalytic activity in electroless plating.
化に用いる前記所定の液体が水である請求項1ないし3
記載の電池用電極の製造方法。4. The predetermined liquid used for forming the fine particles containing the electrode active material into a paste is water.
A method for producing the battery electrode described.
造方法であって、前記集電体がニッケルより成り、前記
電極活物質がオキシ水酸化ニッケルおよび/または水酸
化ニッケルであり、前記活物質成形体に対して行なうめ
っきがニッケルめっきである電池用電極の製造方法。5. The method for manufacturing a battery electrode according to claim 1, wherein the current collector is made of nickel, and the electrode active material is nickel oxyhydroxide and / or nickel hydroxide. A method for manufacturing a battery electrode, wherein the plating applied to the active material molded body is nickel plating.
の周りに、電極活物質と導電性物質とが所定の割合で混
在する電極動作部を形成する電極であって、該電極動作
部は、所定の間隔で分散した前記電極活物質を、該電極
活物質間に析出した導電性のめっき金属で保持してなる
電極。6. An electrode comprising a conductive current collector disposed on a base, and forming an electrode operating portion around the current collector in which an electrode active material and a conductive material are mixed in a predetermined ratio. The electrode operating unit is an electrode in which the electrode active material dispersed at a predetermined interval is held by a conductive plating metal deposited between the electrode active materials.
シ水酸化ニッケルおよび/または水酸化ニッケルであ
り、前記電極活物質間に析出した導電性のめっき金属が
ニッケルである電極。7. The electrode according to claim 6, wherein the current collector is made of nickel, the electrode active material is nickel oxyhydroxide and / or nickel hydroxide, and is deposited between the electrode active materials. Electrodes whose conductive plating metal is nickel.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7345265A JPH09161793A (en) | 1995-12-06 | 1995-12-06 | Manufacture of electrode for battery and electrode |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7345265A JPH09161793A (en) | 1995-12-06 | 1995-12-06 | Manufacture of electrode for battery and electrode |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09161793A true JPH09161793A (en) | 1997-06-20 |
Family
ID=18375436
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7345265A Pending JPH09161793A (en) | 1995-12-06 | 1995-12-06 | Manufacture of electrode for battery and electrode |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09161793A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013540340A (en) * | 2010-10-19 | 2013-10-31 | エルジー・ケム・リミテッド | Negative electrode for cable type secondary battery and method for producing the same |
-
1995
- 1995-12-06 JP JP7345265A patent/JPH09161793A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013540340A (en) * | 2010-10-19 | 2013-10-31 | エルジー・ケム・リミテッド | Negative electrode for cable type secondary battery and method for producing the same |
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