JPH09330704A - 電池用極板の製造法 - Google Patents

電池用極板の製造法

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JPH09330704A
JPH09330704A JP8149630A JP14963096A JPH09330704A JP H09330704 A JPH09330704 A JP H09330704A JP 8149630 A JP8149630 A JP 8149630A JP 14963096 A JP14963096 A JP 14963096A JP H09330704 A JPH09330704 A JP H09330704A
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JP
Japan
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electrode plate
roll
battery electrode
concave portion
recess
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Pending
Application number
JP8149630A
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English (en)
Inventor
Yoshinori Honpo
吉則 本保
Masahiro Dojiro
誠宏 堂城
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Resonac Corp
Original Assignee
Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
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Publication date
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    • 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

Abstract

(57)【要約】 【課題】表面に凹凸がある電池用極板圧縮用加圧部材で
極板を加圧する電池用極板の製造法において、凹部の極
板材料による目詰まりを防止する。 【解決手段】主成分が活物質である水酸化ニッケル粉
末、結着剤、水であるスラリを混練し、それを電池用電
極集電体であるスポンジ状ニッケル多孔体に充填、乾燥
した長尺物を、直径が120mmの電池用電極加圧用ロ
ール1で長手方向に加圧、圧延した。ロール1の表面に
は菱形形状の凹部3を細かく、多数設け、凹部3深さh
を20μm〜30μm 、凹部3側面と凸部2頂面で形
成される鈍角αを130°〜150°にした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電池用極板の製造法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】最近の電池の高エネルギー密度化への要
望が高まるに従い、電極の高密度化の技術が進んでい
る。例えばアルカリ蓄電池では正極集電体に多孔度約8
0%のニッケル粉末焼結体を用いたいわゆる焼結式極板
から、正極集電体に多孔度約95%のスポンジ状ニッケ
ルを用いたいわゆるペースト式極板への移行が進んでい
る。前記ペースト式極板は活物質を単位体積当たりに多
く充填できることから電池の高エネルギー密度化を実現
している。上記ペースト式極板の製造法は、活物質等の
粉末と水と結着剤を混練して作製したスラリを上記スポ
ンジ状ニッケルの空隙に充填し、乾燥、加圧の工程を経
るものである。前記加圧の工程では乾燥後のスラリ中の
残留水分や空気が逃げにくく、高充填密度化を妨げる要
因となっていた。特公昭60−43629号公報は、上
記要因を回避するための手段として極板加圧部材の加圧
面に連続した凹凸を設け、加圧時に上記残留水分や空気
を逃がす技術を提案している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら極板を加
圧する際にロール等の加圧部材で圧延する手段を採用す
ると、極板は剪断力を受ける。上記技術のように、表面
に凹凸がある加圧部材で極板を圧延すると前記剪断力は
更に大きくなる。極板が剪断力を受けると活物質粉末な
どの極板材料の脱落が起こる。この現象は前述したいわ
ゆるペースト式極板に限って起こるものではなく、いわ
ゆる焼結式極板、鉛蓄電池用極板、リチウムイオン二次
電池等の電池用極板に共通して起こるものである。上記
技術のように、表面に凹凸がある加圧部材で極板を圧延
すると、上記脱落した極板材料は加圧部材表面の凹部に
目詰まりした状態になってしまう場合がある。一旦目詰
まりを起こした加圧部材表面は凹凸を有さず、前述した
要因を回避することができなくなる。また一旦目詰まり
を起こした加圧部材表面を修復する作業は困難である。
また加圧部材が目詰まりを起こすまで強い剪断力を極板
に与えると、当該極板は強度不足を起こし、例えば二次
電池の充放電反応により膨張、収縮する極板の場合、そ
の寿命が短くなる。本発明が解決しようとする課題は、
表面に凹凸がある極板加圧部材の凹部の極板材料による
目詰まりを防止することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する、本
発明の電池用極板圧縮用加圧部材で極板を加圧する電池
用極板の製造法は、前記加圧部材表面が細かい凹凸を有
し、凹部3の断面形状が加圧方向への末広がり状であ
り、凹部3深さが20μm〜30μm、凹部3側面と凹
部3底面で形成される鈍角が130°〜150°である
ことを特徴とする。
【0005】本発明者らは上記のように、表面に凹凸が
ある極板加圧部材の凹部形状に着目して本発明に至っ
た。前記加圧部材とは例えば図1におけるロール1等で
ある。前記加圧部材がロール1である場合、上記加圧方
向とは、ロール1の軸心から表面への方向のことであ
る。また上記凹部3側面と凹部3基底面で形成される鈍
角とは、図1(c)における角度αのことである。この
時、凹部3側面と凹部3底面は必ずしも完全な直線でな
くてもよく、それらが交差する部分がRを有していても
よい。また、凹部3側面と凸部2頂面が交差する部分が
Rを有していてもよい。また、凹部3深さhは、凸部2
頂面から凹部3底面で形成される最大高さを言う。ま
た、表面に凹凸がある加圧部材とは、 (1)表面が平坦な加圧部材に凹部を形成したもの。 (2)表面が平坦な加圧部材に凸部を配したもの。 の両者を含む。上記(1)では、凹部形成前の加圧部材
表面平坦部分が凸部となる。また、上記(2)では、凸
部を配する前の加圧部材表面平坦部分が凹部となる。つ
まり、凹部、凸部はそれぞれが相対的な関係にあり、凹
部あるいは凸部一方が存在すれば必ずそれに相対する凸
部あるいは凹部が存在するということである。
【0006】上記加圧部材を用いて極板を加圧すること
により加圧部材表面の凹部の極板材料による目詰まりを
防止することができる。その理由は、加圧部材表面凹部
3の断面形状を加圧方向への末広がり状とすることによ
り、極板が加圧された状態で前記凹部3に電極材料が入
り込んでもそのまま凹部3内に保持されにくいためであ
る。図1における凸部2側面と凹部3底面で形成される
鈍角を130°〜150°とした理由、及び凸部2高さ
を20μm〜30μmとした理由は後述する。
【0007】上記構成を備えた加圧部材で電池用極板を
加圧することにより加圧部材表面の形状が電池用極板表
面にほぼ正確に転写され、表面に細かい凹凸を有する電
池用極板であって、当該凹部の断面形状が極板表面側へ
の末広がり状であり、凹部深さが20μm〜30μm、
凹部側面と凸部頂面で形成される鈍角が130°〜15
0°である電池用極板が得られる。このようにして得ら
れた極板は高充填密度を実現したものとなり、且つ加圧
工程において強すぎる剪断力を受ける必要はないので極
板の強度不足が生じることはない。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の一例を以下
に述べる。まず、主成分が活物質である水酸化ニッケル
粉末、結着剤、水であるスラリを混練し、それを電池用
電極集電体である多孔度95%のスポンジ状ニッケル多
孔体に充填、乾燥した長尺物を用意した。次に、直径が
120mmの電池用電極加圧用ロール1を用意し、前記
長尺物を長手方向に加圧、圧延した。このとき、ロール
1の回転速度は、前記長尺物が2m/minの速度で加
圧されていくよう調節した。圧縮率(加圧率)は前記長
尺物の元厚みの38%になるまでとした。
【0009】ロール1の表面には図1(b)に示すよう
に菱形形状の凹部3を細かく、多数設けた。凹部3以外
のロール1の表面が凸部2となる。図1(b)における
a−a’断面図である図1(c)を用いて突部2、凹部
3の形状を詳細に説明する。凹部3深さhを20μm、
凹部3側面と凸部2頂面で形成される鈍角αを130°
にした。上記構成は加圧部材であるロール1表面の凹部
3がロール全域に亘って連続的に存在するようにしたも
のであるが、加圧部材としてロールを用いることにより
ロール表面全域の凹部を連続的に存在させる必要はな
い。例えば凹部が非連続的、つまり点在するような構成
にしてもロールの回転運動の際に前述した残留水分や空
気が逃がすため、高充填密度化を妨げる要因はなくな
る。
【0010】また、上述した製造法では主成分が活物質
である水酸化ニッケル粉末、結着剤、水であるスラリを
混練し、それを電池用電極集電体である多孔体に充填、
乾燥した後でロール1による加圧操作を行ったが、一度
表面が平滑な加圧部材で加圧し、その後ロール1による
加圧操作を行ってもよい。このことにより前述した電池
用極板中の残留水分や空気が衝撃により逃げ、電池用極
板の高充填密度化を妨げる要因はなくなる。いずれの場
合も加圧部材表面凹部の断面形状が加圧方向への末広が
り状であり、凹部深さが20μm〜30μm、凹部側面
と凹部底面で形成される鈍角が130°〜150°であ
る構成にすることで加圧部材凹部中に電極材料が目詰ま
りすることはなくなる。
【0011】
【実施例】以下、図1におけるロール1の凹部3の高さ
h、凸部2側面と凹部3底面で形成される鈍角αを調節
して本発明の効果を実証する。表1にロール1の凹部3
の高さhを10μm、20μm、30μm、40μm、
凸部側面と凹部底面で形成される鈍角αの値を20°、
30°、40°、50°とした場合の、主成分が活物質
である水酸化ニッケル粉末、結着剤、水であるスラリを
混練し、それを電池用電極集電体である多孔体に充填、
乾燥した後でロール1による加圧操作を行った際の極板
の活物質充填密度、ロール1表面の凹部3への極板材料
の目詰まりの状態を評価した結果を示す。上記極板の活
物質充填密度は理論的に活物質粉末が2.249g/c
c以上の極板が作製できたかどうかについて評価した。
ロール1表面の凹部3への極板材料の目詰まりの状態
は、前述した長尺物を直径が120mmのロール1で長
手方向に2m/minの速度で加圧されるよう、且つ長
尺物の元厚みの38%になるまで加圧、圧延されるよう
な条件で10分間操業し、その後ロール表面を目視する
ことで評価した。表1中の記号○は上記した2つの評価
項目を満足できたもの。記号△は2つの評価項目のうち
ロール1表面の凹部3への極板材料の目詰まりの状態の
評価項目のみを満足できたもの、記号▲は2つの評価項
目のうち極板の活物質充填密度評価項目のみを満足でき
たもの、記号×は2つの評価項目の両方を満足できなか
ったものである。記号−はデータなしである。
【0012】
【表1】
【0013】表1より、本実施例に用いたロール表面凹
部の断面形状が加圧方向と逆方向への末広がり状であ
り、凹部深さhが20μm〜30μm、凹部側面と凹部
底面で形成される鈍角αが130°〜150°とするこ
とで極板への活物質充填密度を向上させ、且つ極板加圧
部材であるロール1表面凹部3の電極材料による目詰ま
りを回避することができた。凹部側面と凹部底面で形成
される鈍角αが150°を越えたり、凸部高さhが20
μmより小さい場合には電極を高密度化させる効果が十
分ではなかった。また、凹部側面と凹部底面で形成され
る鈍角αが130°より小さかったり、凹部深さhが3
0μmより大きい場合にはロール1表面凹部3の電極材
料による目詰まりが起きやすかった。また、凹部側面と
凹部底面で形成される鈍角αが130°より小さかった
り、凹部深さhが30μmより大きい場合には、できあ
がった極板の機械的強度が弱く二次電池の場合、充放電
を繰り返すことによるサイクル寿命特性が劣るものとな
った。
【0014】本実施例ではロール表面の凹凸形状を図1
(b)に示したように菱形としたが、この形状に限定さ
れる効果ではない。但し、凹部3を菱形のような凸部2
で囲われた形状の凹凸とすることにより、ロール1で加
圧した際の極板の伸びを抑制できる。極板の伸びを抑制
できるということは集電体の破損を抑制することであ
り、特に機械的強度の弱い集電体を用いた極板に適用す
る際には好ましい形状と言える。
【0015】本実施例では加圧部材であるロール1表面
に3凹部を形成したが、ロール1表面に凸部を形成し、
当該凸部の断面形状が加圧方向と逆方向への末広がり状
であり、凸部高さが20μm〜30μm、凸部側面と凸
部基底面で形成される鈍角が130°〜150°とする
ことでも本実施例と同様の結果が得られる。
【0016】
【発明の効果】本発明により表面に凹凸がある電池用極
板圧縮用加圧部材で極板を加圧する電池用極板の製造法
において、凹部の極板材料による目詰まりを防止するこ
と、及び極板を高充填密度化することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に用いる加圧部材の一例としてのロール
の概要図及び詳細図を示した図である。
【符号の説明】
1.ロール 2.凸部 3.凹部 α.ロール表面凹部側面と凹部底面で形成される鈍角 h.ロール表面凹部3深さ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電池用極板圧縮用加圧部材で極板を加圧す
    る電池用極板の製造法であって、当該加圧部材表面が細
    かい凹凸を有し、凹部の断面形状が加圧方向への末広が
    り状であり、凹部深さが20μm〜30μm、凹部側面
    と凹部底面で形成される鈍角が130°〜150°であ
    ることを特徴とする電池用極板の製造法。
JP8149630A 1996-06-12 1996-06-12 電池用極板の製造法 Pending JPH09330704A (ja)

Priority Applications (1)

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JP8149630A JPH09330704A (ja) 1996-06-12 1996-06-12 電池用極板の製造法

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JP8149630A JPH09330704A (ja) 1996-06-12 1996-06-12 電池用極板の製造法

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JPH09330704A true JPH09330704A (ja) 1997-12-22

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ID=15479433

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JP8149630A Pending JPH09330704A (ja) 1996-06-12 1996-06-12 電池用極板の製造法

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JP (1) JPH09330704A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998048466A1 (en) * 1997-04-23 1998-10-29 Japan Storage Battery Co., Ltd. Electrode and battery

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998048466A1 (en) * 1997-04-23 1998-10-29 Japan Storage Battery Co., Ltd. Electrode and battery

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