JPH09306483A - 電池用電極の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】基材への活物質含有剤の含侵性を高めた電池用
電極の製造方法を提供すること。 【解決手段】多孔質体からなる基材１を被覆部材４で被
覆して基材１の内部を負圧に保持する。その後、基材１
の周りを活物質含有剤３で包囲する。包囲した状態で被
覆部材４を基材１から除去する。これにより基材１に活
物質含有剤３が接触する。基材１の内部の負圧と活物質
含有剤３に作用する圧力との差に基づいて、活物質含有
剤３を基材１の気孔に含侵させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電池用電極の製造方
法に関し、特に活物質含有剤を基材の気孔に含侵させる
含侵工程を含む電池用電極の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的には、電池用電極は、集電機能を
もつ基材の気孔に活物質を保持して構成されている。こ
の電池用電極の製造にあたり、活物質含有ペーストを基
材の気孔に擦り込む技術、ノズルにより活物質含有剤を
基材の気孔に吹き付ける技術が知られている。しかしな
がらこの技術では、活物質含有剤の基材の気孔への含侵
性は、必ずしも充分ではない。

【０００３】また特開平４−１０３５５号公報には、粘
度を調整した活物質含有剤を用い、真空減圧雰囲気にお
いて基材を活物質含有剤に浸漬する方法が開示されてい
る。この方法によれば、真空減圧雰囲気が利用されてい
るため、基材の気孔の空気が効果的に排出され、活物質
含有剤の含侵密度の向上が期待されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記公報の従来技術で
は、基材と活物質含有剤とを真空減圧雰囲気に置くこと
により、基材の気孔の空気が効果的に排出され、活物質
含有剤の含侵密度の向上が期待されているものである
が、活物質含有剤も真空減圧雰囲気に配置されているた
め、活物質含有剤に大気圧が作用しない。つまり前記公
報の従来技術では、活物質含有剤に作用する含侵圧力は
小さく、基材の空孔への活物質含有剤の含侵性は、必ず
しも充分ではない。

【０００５】本発明は上記公報技術とは異なる技術を提
供するものであり、基材を被覆部材で被覆して基材の内
部を負圧に保持した状態で、基材の周りを活物質含有剤
で包囲し、包囲後に被覆剤を基材から除去することによ
り、基材への活物質含有剤の含侵性を高めた電池用電極
の製造方法を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る電池用電
極の製造方法は、電池用電極となり得る共に気孔を備え
た基材と、電極活物質を含む流動性を備えた活物質含有
剤とを用い、活物質含有剤を基材の気孔に含侵させる含
侵工程を含む電池用電極の製造方法において、含侵工程
は、基材を被覆部材で被覆して基材の内部を負圧に保持
しつつ、基材の周りを活物質含有剤で包囲し、包囲した
状態で被覆部材を基材の表面から除去することにより、
基材の内部の負圧と活物質含有剤に作用する圧力との差
に基づいて、活物質含有剤を基材の気孔に含侵させるこ
とを特徴とするものである。

【０００７】請求項２に係る電池用電極の製造方法は、
請求項１において、活物質含有剤を加圧可能な加圧手段
を用い、含侵工程では、活物質含有剤を加圧手段で加圧
しつつ、活物質含有剤を基材の気孔に含侵させることを
特徴とするものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明方法に係る含侵工程によれ
ば、基材を被覆部材で被覆して基材の内部を負圧に保持
しつつ、基材の周りを活物質含有剤で包囲する。負圧と
は、大気圧よりも低い圧力を意味する。包囲した状態で
被覆部材を基材から除去する。これにより、基材の内部
の負圧と活物質含有剤に作用する圧力との差に基づい
て、活物質含有剤を基材の気孔に含侵させる。

【０００９】基材の周りを活物質含有剤で包囲する代表
的な形態としては、被覆部材を被覆した基材を活物質含
有剤に浸漬させる形態を採用できる。請求項２の方法に
係る含侵工程によれば、活物質含有剤を加圧可能な加圧
手段を用い、活物質含有剤を加圧手段で加圧しつつ、活
物質含有剤を基材の気孔に含侵させる。そのため基材の
内部の負圧と活物質含有剤に作用する圧力との差と、加
圧手段による加圧との双方が作用するため、基材の気孔
への活物質含有剤の含侵性は一層向上する。

【００１０】本発明方法で用いる基材は、気孔を備え電
池用電極となり得るものであり、例えば集電機能をもつ
多孔質体を採用できる。多孔質体としては発泡体、特に
金属発泡体を採用できる。本発明方法で用いる活物質含
有剤は、電極活物質を含む流動性を備えたものであり、
電極活物質を液状媒体に分散または溶解させたものを採
用できる。電極活物質としては正極で機能する電極活物
質でも、負極で機能する電極活物質でも良い。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。この例はニッケル−カドミウム電池、ニッケル−
水素電池の電極に適用したものである。本実施例方法で
用いる基材１は、集電機能を奏するように、金属ニッケ
ルの発泡体で構成されており、従って連続気孔を備えた
多孔質体である。多孔質体の気孔率は適宜選択できるも
のの、例えば５０〜９５％程度にできるが、これに限定
されるものではない。

【００１２】基材１は薄板状であり、肉厚は例えば０．
３〜２０ｍｍ程度、特に１〜３ｍｍ程度であるが、これ
に限定されるものではない。図１に示す耐圧容器２は大
気開放容器であり、その収容室２ｃには、ペースト状、
スラリー状または液状の活物質含有剤３が収容されてい
る。活物質含有剤３としては、水酸化ニッケル（Ｎｉ
（ＯＨ）₂ ）の粉末等からなる電極活物質、フッ素樹脂
等の結着剤を、水やアルコール等の液状媒体に分散させ
たものを採用できる。活物質含有剤３の配合割合は電池
の種類に応じて適宜選択できる。活物質含有剤３の粘度
は適宜選択でき、高粘度でも低粘度でも良い。例えば、
７０〜２５０Ｐａ・ｓｅｃ程度、特に１２０〜２００Ｐ
ａ・ｓｅｃ程度にできるが、これに限定されるものでは
ない。容器２の収容室２ｃの活物質含有剤３の表出面３
ｆには、大気圧Ｐａが作用している。

【００１３】まず、基材１の内部の気孔に含まれている
空気を吸引しつつ、基材１を被覆部材４で覆う。これに
より基材１の内部は負圧状態に保持される。即ち基材１
は真空パック処理される。本実施例では被覆部材４とし
ては、フィルムやシートや箔等を採用できる。被覆部材
４の材質は例えば樹脂、金属を採用できる。場合によっ
ては、樹脂成分を基材１の外面に塗布し固化することに
より、被覆部材４とし、これにより被覆部材４で基材１
を被覆しても良い。

【００１４】本実施例によれば含侵工程が行われる。含
侵工程では、基材１の内部を負圧状態に維持した状態
で、図２に示すように基材１を耐圧容器２の活物質含有
剤３に浸漬する。これにより被覆部材４が被覆された基
材１の周りは、活物質含有剤３で包囲される。このよう
に活物質含有剤３に基材１が浸漬した状態で、被覆部材
４を基材１から除去し、図３から理解できるように基材
１と活物質含有剤３とが接触する。すると、基材１の内
部の負圧と活物質含有剤３に作用する圧力との差に基づ
いて、流動性をもつ活物質含有剤３は、基材１の気孔に
含侵する。

【００１５】活物質含有剤３に作用する圧力としては、
活物質含有剤３の表出面３ｆに作用する大気圧の他に、
活物質含有剤３に浸漬されている基材１の深さ位置に対
応する活物質含有剤３の液頭圧がある。被覆部材４を基
材１から除去する形態としては、被覆部材４の破断を容
易にする破断容易部分４ｈを被覆部材４に予め形成して
おき、ロボット、アクチュエータ等の自動装置、手作業
等を利用して、破断容易部分４ｈを破断することによ
り、被覆部材４を基材１の表面から除去する形態として
も良い。

【００１６】破断容易部分４ｈとしては、例えば、肉厚
を薄くして破断容易部分４ｈとする形態、切り目を入れ
て破断容易部分４ｈとする形態、微小スリットを断続的
にかつ直列に形成して破断容易部分４ｈとする形態を採
用できる。ところで活物質含有剤３の粘度を低くすれ
ば、基材１の気孔への活物質含有剤３の含侵性を確保で
きるものの、活物質含有剤３には必要以上の液状媒体を
配合する必要がある。従って液状媒体が基材１の気孔に
含侵される割合も多くなり、電極機能に大きな影響を与
える活物質が基材１の気孔に含侵する割合が低下してし
まう。この場合には、電極性能の確保の面で好ましくな
い。更に、活物質含有剤３が基材１の気孔に含侵した後
に、基材１に含侵された不要の液状媒体を除去するため
に、基材１を過剰に乾燥処理する必要があり、この乾燥
処理の際に体積収縮のばらつき等により、基材１におけ
る活物質の密度が低くかつ不均一となり易い。このよう
なことは、電池のエネルギ密度の低下、電池の出力密度
の低下、電池のサイクル寿命の低下を誘発し易い。この
点、本実施例によれば、基材１の内部の負圧を利用し、
負圧と、活物質含有剤３に作用する圧力との差圧を利用
して、活物質含有剤３を含侵するため、活物質含有剤３
が高粘度であっても、基材１の気孔への活物質含有剤３
の含侵性を確保できる。故に電池のエネルギ密度の低
下、電池の出力密度の低下、電池のサイクル寿命の低下
の抑制に有利である。

【００１７】更に本実施例によれば、基材１の内部は負
圧に維持されるので、基材１が空気を含むことを防止す
るのに有利である。故に活物質含有剤３が含侵させた状
態の基材１においても、空気の巻込みは抑制される。更
に本実施例に係る含侵工程では、必要に応じて、図４に
示すように、耐圧容器２内の活物質含有剤３を加圧可能
な加圧手段５を用い、加圧手段５で活物質含有剤３を加
圧しつつ、活物質含有剤３を基材１の気孔に強制的に含
侵させる。

【００１８】このようにすれば、基材１の気孔への活物
質含有剤３の含侵性は、一層向上する。故に活物質含有
剤３が高粘度であっても、基材１の気孔への活物質含有
剤３の含侵性は確保される。加圧手段５としては活物質
含有剤３の表出面３ｆを加圧するピストンを採用でき
る。場合によっては、活物質含有剤３の表出面３ｆに作
用する空気圧を加圧する方式でも良い。

【００１９】なお場合によっては、加圧手段５による加
圧を廃止しても良い。また必要に応じて、耐圧容器２の
周囲を減圧して脱気処理を行っても良い。この場合に
は、基材１の内部への空気の巻込みを一層防止するのに
有利である。 （他の例）図５は他の例を示す。フィルムまたはシート
状の第１被覆部材４ａを基材１の表面に貼着して被覆す
ると共に、フィルムまたはシート状の第２被覆部材４ｂ
を基材１の裏面に貼着して被覆しても良い。この場合に
も基材１の内部は負圧とされている。そして第１被覆部
材４ａ、第２被覆部材４ｂを挟持具８０、８１で挟持し
た状態で、活物質含有剤３に浸漬し、浸漬後に挟持具８
１を矢印Ｘ１方向に操作すると共に、第１被覆部材４
ａ、第２被覆部材４ｂを挟持した状態の挟持具８１を矢
印Ｙ１方向に操作すれば、第１被覆部材４ａ及び第２被
覆部材４ｂは持ち上がる。よって第１被覆部材４ａ及び
第２被覆部材４ｂを基材１の表面から除去できる。これ
により前記実施例同様に、基材１の内部に活物質含有剤
３が含侵する。

【００２０】

【発明の効果】請求項１に係る方法によれば、基材を被
覆部材で被覆して基材の内部を負圧に保持しつつ、基材
の周りを活物質含有剤で包囲し、包囲した状態で被覆部
材を基材から除去することにより、基材の内部の負圧と
活物質含有剤に作用する圧力との差に基づいて、活物質
含有剤を基材の気孔に含侵させる。

【００２１】そのため基材の内部への活物質含有剤の含
侵性の確保に有利である。故に、活物質含有剤に添加す
る液状媒体の割合を低減して、活物質含有剤を高粘度と
したとしても、基材の内部への活物質含有剤の含侵性を
確保できる。このように活物質含有剤に添加する液状媒
体の割合を低減できるので、基材における活物質の密度
の均一分布化に有利であり、ひいては、電池のエネルギ
密度、電池の出力密度、電池のサイクル寿命の確保に貢
献できる。

【００２２】請求項２に係る方法によれば、活物質含有
剤を加圧手段で加圧しつつ、活物質含有剤を基材の気孔
に含侵させる。そのため基材の内部への活物質含有剤の
含侵性の確保に一層有利である。故に、活物質の密度の
均一分布化に一層有利であり、ひいては、電池のエネル
ギ密度、電池の出力密度、電池のサイクル寿命の確保に
一層貢献できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】活物質含有剤を収容した耐圧容器と、被覆部材
で被覆された基材とを示す構成図である。

【図２】被覆部材で被覆された基材を耐圧容器の活物質
含有剤に浸漬した状態を示す構成図である。

【図３】耐圧容器の活物質含有剤に浸漬した基材から活
物質含有剤を除去した状態を示す構成図である。

【図４】被覆部材で被覆された基材を耐圧容器の活物質
含有剤に浸漬した状態で、加圧手段により活物質含有剤
を加圧している状態を示す構成図である。

【図５】他の例に係る構成図である。

【符号の説明】

図中、１は基材、３は活物質含有剤、４は被覆部材を示
す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電池用電極となり得る共に気孔を備えた基
   材と、電極活物質を含む流動性を備えた活物質含有剤と
   を用い、前記活物質含有剤を前記基材の気孔に含侵させ
   る含侵工程を含む電池用電極の製造方法において、 前記含侵工程は、前記基材を被覆部材で被覆して前記基
   材の内部を負圧に保持しつつ、前記基材の周りを前記活
   物質含有剤で包囲し、 包囲した状態で前記被覆部材を前記基材の表面から除去
   することにより、前記基材の内部の負圧と前記活物質含
   有剤に作用する圧力との差に基づいて、前記活物質含有
   剤を前記基材の気孔に含侵させることを特徴とする電池
   用電極の製造方法。
2. 【請求項２】請求項１において、前記活物質含有剤を加
   圧可能な加圧手段を用い、含侵工程では、前記活物質含
   有剤を前記加圧手段で加圧しつつ、前記活物質含有剤を
   前記基材の気孔に含侵させることを特徴とする電池用電
   極の製造方法。