JPH10149819A - Manufacture of paste type nickel electrode - Google Patents

Manufacture of paste type nickel electrode

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JPH10149819A
JPH10149819A JP8308399A JP30839996A JPH10149819A JP H10149819 A JPH10149819 A JP H10149819A JP 8308399 A JP8308399 A JP 8308399A JP 30839996 A JP30839996 A JP 30839996A JP H10149819 A JPH10149819 A JP H10149819A
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JP
Japan
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active material
mixture paste
paste
viscosity
current collector
Prior art date
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Application number
JP8308399A
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Japanese (ja)
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Hitoshi Kato
人士 加藤
Akitomo Shirakawa
亮偕 白川
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Furukawa Battery Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Battery Co Ltd
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  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a paste type nickel electrode having a high filling density of an active material and giving an excellent cycle life characteristic to a battery incorporating it. SOLUTION: The manufacturing method for this paste type nickel electrode contains the process that a low-viscosity active material mix paste mainly made of nickel hydroxide powder is filled in a current collector having a three- dimensional meshy structure and the process that a high-viscosity active material mix paste mainly made of nickel hydroxide powder is filled in the processed body then it is dried and rolled in sequence as essential processes. The nickel electrode can be manufactured while the active material mix is surely carried to the core section of the current collector, and the filling density of the active material can be increased.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はペースト式ニッケル
極の製造方法に関し、更に詳しくは、活物質の充填密度
が高く、それを組み込んだ電池の放電容量は長期に亘っ
て高水準を維持することができるペースト式ニッケル極
を製造する方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a paste-type nickel electrode, and more particularly, to a method for maintaining a high discharge density of a battery incorporating the active material with a high packing density. The present invention relates to a method for producing a paste-type nickel electrode that can be used.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、高容量電池として急速に実用化
が進んでいるニッケル・水素二次電池は、水素を負極活
物質として作動する電池であって、正極活物質である水
酸化ニッケルの粉末を集電体に担持させて成るニッケル
極を正極とし、また水素を電気化学的に吸蔵・放出する
水素吸蔵合金の粉末を集電体に担持させて成る水素吸蔵
合金電極を負極とし、これら正極と負極を所定のアルカ
リ電解液と一緒に外装缶に収容し、全体を密閉構造にし
た電池である。
2. Description of the Related Art For example, a nickel-hydrogen secondary battery, which is being rapidly commercialized as a high-capacity battery, is a battery that operates using hydrogen as a negative electrode active material, and a powder of nickel hydroxide as a positive electrode active material. And a positive electrode, and a negative electrode is a hydrogen storage alloy electrode obtained by supporting a hydrogen storage alloy powder for electrochemically storing and releasing hydrogen on a current collector. And the negative electrode are housed in an outer can together with a predetermined alkaline electrolyte, and the battery is entirely sealed.

【0003】前記したニッケル極としては、焼結式ニッ
ケル極と非焼結式ニッケル極が製造されているが、後者
の方が、活物質の充填密度を高めることができ、電極と
しての高容量化が可能であり、しかも製造コストの低減
を実現できるという点で有利とされている。この非焼結
式ニッケル極は別名ペースト式ニッケル極とも呼ばれ、
概ね、次のようにして製造されている。
[0003] As the above-mentioned nickel electrode, a sintered nickel electrode and a non-sintered nickel electrode are manufactured. The latter can increase the packing density of the active material and provide a high capacity electrode. It is advantageous in that it is possible to reduce the manufacturing cost. This non-sintered nickel electrode is also called a paste nickel electrode,
Generally, it is manufactured as follows.

【0004】すなわちまず、所定粒度の水酸化ニッケル
粉末と、増粘剤と、必要に応じては導電材粉末と、結着
剤と、そして電池反応にとっての有害成分を含まない蒸
留水や脱イオン水とを所定の割合で混練して合剤ペース
トを調製する。ここで、増粘剤は水に溶解して合剤ペー
ストにおける粉末成分の表面を被覆することによりその
均一分散を実現するための表面活性剤として機能し、例
えば、カルボキシメチルセルロース,メチルセルロー
ス,ヒドロキシエチルセルロース,エチルセルロースの
ようなセルロース系高分子や、エチレングリコール,ポ
リエチレングリコール,プロピレングリコール,ポリビ
ニルアルコール,ポリアクリル酸ソーダのような合成高
分子が広く使用されている。
That is, first, nickel hydroxide powder having a predetermined particle size, a thickener, and if necessary, a conductive material powder, a binder, and distilled water or deionized water containing no harmful components for the battery reaction. Water is kneaded at a predetermined ratio to prepare a mixture paste. Here, the thickener functions as a surfactant for dissolving in water and coating the surface of the powder component in the mixture paste to achieve uniform dispersion thereof. For example, carboxymethylcellulose, methylcellulose, hydroxyethylcellulose, Cellulose polymers such as ethyl cellulose and synthetic polymers such as ethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, polyvinyl alcohol, and sodium polyacrylate are widely used.

【0005】また、導電材粉末は、製造されたニッケル
極の集電能を高めるものであって、例えば、ニッケル粉
末,カーボニルニッケル粉末,コバルト粉末,酸化コバ
ルト粉末,水酸化コバルト粉末などが広く使用されてい
る。結着剤は、前記した水酸化ニッケル粉末や導電材粉
末などの粉末成分を相互に結着することにより、これら
を集電体に担持させるための成分であり、従来からは、
ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)粉末,テトラ
フルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン共重合体
(FEP)粉末.テトラフルオロエチレン/パーフルオ
ロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)粉末,ポ
リクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)粉末,ポ
リフッ化ビニリデン(PVDF)粉末,ポリフッ化ビニ
ル粉末,エチレン/テトラフルオロエチレン共重合体
(ECTFE)粉末などが用いられている。
The conductive material powder enhances the current collecting ability of the manufactured nickel electrode. For example, nickel powder, carbonyl nickel powder, cobalt powder, cobalt oxide powder, cobalt hydroxide powder and the like are widely used. ing. The binder is a component for supporting the powder components such as the above-described nickel hydroxide powder and the conductive material powder on a current collector by binding them to each other.
Polytetrafluoroethylene (PTFE) powder, tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer (FEP) powder. Tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA) powder, polychlorotrifluoroethylene (PCTFE) powder, polyvinylidene fluoride (PVDF) powder, polyvinyl fluoride powder, ethylene / tetrafluoroethylene copolymer (ECTFE) Powder and the like are used.

【0006】調製された合剤ペーストは、次に、導電材
料から成り3次元網状構造をした集電体、例えばニッケ
ル発泡体の空隙部に充填されると同時に表面に層状に付
着せしめられる。ついで、全体に対して所定温度で乾燥
処理が行われたのち、更にロール圧延が行われ、最後に
例えば打ち抜き加工により所定の寸法形状の極板に成形
される。そして、その極板の所定個所に集電用のタブを
例えばスポット溶接して取り付け、目的とするペースト
式ニッケル極が製造される。
[0006] The prepared mixture paste is then filled into the voids of a current collector made of a conductive material and having a three-dimensional network structure, for example, a nickel foam, and is simultaneously adhered in layers to the surface. Then, after a drying process is performed on the whole at a predetermined temperature, roll rolling is further performed, and finally, an electrode plate having a predetermined size and shape is formed by, for example, punching. Then, a current collecting tab is attached to a predetermined portion of the electrode plate by spot welding, for example, to produce a desired paste-type nickel electrode.

【0007】上記した乾燥処理により、集電体に充填・
塗着した合剤ペーストの水成分は除去され、集電体の空
隙部や表面には水酸化ニッケル粉末を主体とする乾燥合
剤が残留する。したがって、乾燥処理後の乾燥合剤にお
いては、水成分の除去した跡がボイドとなって残り、乾
燥合剤は全体として多孔構造になっている。そして、次
のロール圧延処理により、前記したボイドは圧潰して乾
燥合剤が緻密化し、結着剤粉末は延展することにより水
酸化ニッケル粉末や導電材粉末を相互に結着し、乾燥合
剤の全体が集電体の空隙部や表面に担持される。
[0007] By the above-mentioned drying treatment, the current collector is filled and
The water component of the applied mixture paste is removed, and a dry mixture mainly composed of nickel hydroxide powder remains in the voids and the surface of the current collector. Therefore, in the dried mixture after the drying treatment, traces of the removal of the water component remain as voids, and the dried mixture has a porous structure as a whole. Then, by the next roll rolling treatment, the above-mentioned voids are crushed and the dry mixture is densified, and the binder powder is spread to bind the nickel hydroxide powder and the conductive material powder to each other to form a dry mixture. Is carried on the voids and the surface of the current collector.

【0008】そして、必要に応じては、全体を所望温度
に加熱して上記した結着剤を溶融することにより、合剤
が強固に集電体に担持される。
[0008] If necessary, the entire mixture is heated to a desired temperature to melt the binder, whereby the mixture is firmly supported on the current collector.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したニ
ッケル極の容量を高めるためには、できるだけ多量の活
物質(水酸化ニッケル粉末)を集電体に担持させること
が望ましい。そのためには、活物質(水酸化ニッケル粉
末)の配合割合が多い合剤ペーストを調製し、それを集
電体の芯部にまで完全に充填することが必要になる。
However, in order to increase the capacity of the nickel electrode, it is desirable to carry as much active material (nickel hydroxide powder) as possible on the current collector. For that purpose, it is necessary to prepare a mixture paste containing a large proportion of the active material (nickel hydroxide powder), and to completely fill the paste into the core of the current collector.

【0010】しかしながら、水酸化ニッケル粉末の配合
割合を多くするということは、水成分の配合割合を相対
的に少なくするということであり、そのため、得られた
合剤ペーストの粘度は高くなり、その流動性は悪くな
る。したがって、高粘度の合剤ペーストの集電体への充
填は、ニッケル極の高容量化にとっては有効であるが、
他方では次のような問題を引き起こすことがある。
However, increasing the mixing ratio of the nickel hydroxide powder means relatively lowering the mixing ratio of the water component. Therefore, the viscosity of the obtained mixture paste becomes high, Fluidity worsens. Therefore, filling the current collector with the high-viscosity mixture paste is effective for increasing the capacity of the nickel electrode,
On the other hand, it can cause the following problems.

【0011】例えば、用いる合剤ペーストの流動性は悪
いため、集電体に充填するときに、当該合剤ペーストは
集電体芯部の空隙部にまで完全に充填するとは限らず、
集電体芯部は未充填状態の空気孔として残存することが
ある。そのため、ロール圧延処理後にあっても、集電体
の芯部には空気孔が残留することもあり、結果として活
物質の充填密度の低下を引き起こすことがある。
For example, since the mixture paste used has poor fluidity, when filling the current collector, the mixture paste does not always completely fill the voids of the current collector core.
The current collector core may remain as an unfilled air hole. Therefore, even after the roll rolling process, air holes may remain in the core of the current collector, and as a result, the packing density of the active material may be reduced.

【0012】また、最後の打ち抜き加工を行ったとき
に、その裁断面から上記した空気孔が露出することもあ
りうる。その場合、その露出個所において、活物質は、
他の個所に比べて粗な状態で担持されているので脱落し
やすくなっている。したがって、充放電サイクルが進行
する過程で、活物質である水酸化ニッケルが脱落した
り、また合剤の全体または一部が集電体から剥落すると
いう事態が起こる場合がある。
Further, when the last punching is performed, the above-mentioned air holes may be exposed from the cut surface. In that case, at the exposed location, the active material:
Since it is carried in a coarse state compared to other places, it is easy to fall off. Therefore, in the course of the progress of the charge / discharge cycle, a situation may occur in which nickel hydroxide as an active material falls off, or the whole or a part of the mixture falls off from the current collector.

【0013】このような事態が起こると、ニッケル極そ
れ自体の容量低下を招くのみならず、脱落量が多くなる
とその水酸化ニッケル粉末によって正極と負極との間で
短絡現象が起こり、電池のサイクル寿命は短くなってし
まう。本発明は、活物質の充填密度を高めるために高粘
度の合剤ペーストを3次元網状構造の集電体に充填する
ときに発生していた上記問題を解決し、集電体の芯部に
まで完全に合剤ペーストが充填され、しかも高い充填密
度で活物質が充填されていて、その容量は大きくなり、
もって組み込まれた電池のサイクル寿命特性を向上させ
ることができるペースト式ニッケル極の製造方法の提供
を目的とする。
When such a situation occurs, not only does the capacity of the nickel electrode itself decrease, but if the amount of the nickel electrode drops, the nickel hydroxide powder causes a short-circuit phenomenon between the positive electrode and the negative electrode, and the cycle of the battery decreases. The service life is shortened. The present invention solves the above-described problem that has occurred when filling a high-viscosity mixture paste into a current collector having a three-dimensional network structure in order to increase the packing density of the active material. Until the mixture paste is completely filled, and the active material is filled with a high packing density, the capacity increases,
An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a paste-type nickel electrode capable of improving cycle life characteristics of a battery incorporated therein.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、3次元網状構造の集電体
に、水酸化ニッケル粉末を主体とする低粘度の活物質合
剤ペーストを充填する工程;ならびに、得られた処理体
に、水酸化ニッケル粉末を主体とする高粘度の活物質合
剤ペーストを充填したのち乾燥処理および圧延処理を順
次行う工程;を必須工程として備えていることを特徴と
するペースト式ニッケル極の製造方法が提供される。
According to the present invention, a low-viscosity active material mixture paste mainly composed of nickel hydroxide powder is provided on a current collector having a three-dimensional network structure. Filling step; and filling the obtained treated body with a high-viscosity active material mixture paste mainly composed of nickel hydroxide powder, and then sequentially performing a drying treatment and a rolling treatment. A method for producing a paste-type nickel electrode is provided.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明は、3次元網状構造の集電
体に活物質合剤ペーストを充填する操作を2段階に分け
て行い、最初の充填操作では低粘度の合剤ペーストを用
い、得られた処理体に対し更に高粘度の合剤ペーストを
用いて次の充填操作を行うところに特徴がある。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the present invention, an operation of filling an active material mixture paste into a current collector having a three-dimensional network structure is performed in two steps, and a low viscosity mixture paste is used in the first filling operation. The present invention is characterized in that the following processing is performed on the obtained treated body using a mixture paste having a higher viscosity.

【0016】本発明においては、まず、集電体に低粘度
の活物質合剤ペーストが充填される。用いる集電体とし
ては、従来からペースト式ニッケル極の集電体として用
いられている3次元網状構造のものであれば何であって
もよく、具体的にはニッケル発泡体をあげることができ
る。
In the present invention, a current collector is first filled with a low-viscosity active material mixture paste. As the current collector to be used, any current collector having a three-dimensional network structure conventionally used as a current collector for a paste-type nickel electrode may be used, and specific examples thereof include a nickel foam.

【0017】最初の充填操作で用いる合剤ペーストは低
粘度であるため流動性に富む。したがって、その合剤ペ
ーストは集電体の芯部にまで円滑に充填され、充填操作
後にあっては、集電体の芯部に空気孔が形成されること
はない。このときに用いる合剤ペーストの粘度は、集電
体の網状構造における空隙部の大きさやその分布状態に
よっても変わってくるが、その粘度が1.0〜3.5Pa・sec
の範囲にあることが好ましい。
The mixture paste used in the first filling operation has a low viscosity and thus has a high fluidity. Therefore, the mixture paste is smoothly filled up to the core of the current collector, and no air hole is formed in the core of the current collector after the filling operation. The viscosity of the mixture paste used at this time varies depending on the size of the voids in the network structure of the current collector and the distribution thereof, but the viscosity is 1.0 to 3.5 Pa · sec.
Is preferably within the range.

【0018】粘度が1.0Pa・secより低くなると、流動性
がよすぎて充填操作時に流れ落ちてしまうこともあり、
また、後述する充填後の乾燥処理時に要する時間が長く
なって生産性の低下を引き起こすようになるからであ
る。逆に、その粘度が3.5Pa・secより高くなると、集電
体への充填性が悪くなり、芯部にまで完全に充填されに
くくなって空気孔が残存することもあり、充填操作を強
行した場合に、集電体の骨格の変形が起こるようにな
る。
If the viscosity is lower than 1.0 Pa · sec, the fluidity is so good that it may flow down during the filling operation,
In addition, the time required for the drying process after filling, which will be described later, becomes longer, causing a decrease in productivity. Conversely, if the viscosity is higher than 3.5 Pa · sec, the filling property of the current collector becomes poor, and it is difficult to completely fill the core, and air holes may remain. In this case, the skeleton of the current collector is deformed.

【0019】ついで、得られた処理体に高粘度の合剤ペ
ーストが充填される。なお、処理体とは集電体の芯部に
まで低粘度の合剤ペーストが充填されたもののことであ
る。このときに用いる合剤ペーストは、活物質(水酸化
ニッケル粉末)の配合割合が多い、すなわち、水成分の
配合割合が少なく、最初の充填操作で用いた合剤ペース
トよりも高粘度になっているものが好適である。後述す
る充填後の乾燥処理に水成分の除去に伴うボイド発生が
少なくなって充填密度は高くなるからである。
Next, the resulting processed product is filled with a high-viscosity mixture paste. In addition, the processed body is one in which the low-viscosity mixture paste is filled up to the core of the current collector. The mixture paste used at this time has a large mixture ratio of the active material (nickel hydroxide powder), that is, a small mixture ratio of the water component, and has a higher viscosity than the mixture paste used in the first filling operation. Are preferred. This is because, in the drying process after filling described later, the generation of voids due to the removal of the water component is reduced, and the filling density is increased.

【0020】具体的には、このときの合剤ペーストとし
ては、その粘度が3.5Pa・secより高い状態にあるものを
使用する。この2段階で行う合剤ペーストの充填操作に
おいて、最初に充填する低粘度の合剤ペースト量と次に
充填する高粘度の合剤ペーストの量の合計量が目標とす
る合剤ペーストの充填量として設定されるが、要は、集
電体の芯部に充填されればよく、低粘度の活物質ペース
トの充填量は、続いて充填される高粘度の活物質ペース
トの量より少なくてよい。その場合、前者の充填量と後
者の充填量の割合は、前者1に対し後者を2〜4にする
ことが好ましい。
Specifically, the mixture paste used at this time has a viscosity higher than 3.5 Pa · sec. In the mixture paste filling operation performed in these two stages, the total amount of the low-viscosity mixture paste to be filled first and the amount of the high-viscosity mixture paste to be filled next is the target mixture paste filling amount. In short, it is only necessary to fill the core of the current collector, and the filling amount of the low-viscosity active material paste may be smaller than the amount of the high-viscosity active material paste subsequently filled. . In that case, it is preferable that the ratio of the former filling amount to the latter filling amount is 2 to 4 for the former.

【0021】また、最初の充填操作から次の充填操作に
移行する途中で、低粘度の合剤ペーストが充填されてい
る処理体に対し、その合剤ペーストが多少の流動性を示
す程度の半乾燥状態になるような乾燥処理を行なっても
よい。具体的には、50〜80℃程度の温度で10秒間
程乾燥するとよい。最初の充填操作、および次の充填操
作を行うに際しては、組成は同じであり、かつ低粘度と
高粘度の2種類の合剤ペーストを別々に調製し、それら
を、例えば室温下で、順次集電体に充填すればよい。
In the course of the transition from the first filling operation to the next filling operation, a half of the treated body filled with the low-viscosity mixture paste is such that the mixture paste exhibits some fluidity. You may perform the drying process which becomes a dry state. Specifically, it is preferable to dry at a temperature of about 50 to 80 ° C. for about 10 seconds. In performing the first filling operation and the next filling operation, two kinds of mixture pastes having the same composition and low viscosity and high viscosity are separately prepared, and they are sequentially collected, for example, at room temperature. What is necessary is just to fill an electric body.

【0022】また、次のようにしても充填操作を行うこ
とができる。すなわち、まず、後段の充填操作時に用い
るべき高粘度の合剤ペーストを調製し、その合剤ペース
トを例えば2分割する。そして、一方の分割合剤ペース
トに所定濃度の増粘剤水溶液を所定量添加して所望する
低粘度のペーストにし、これを最初の充填操作時におけ
るペーストとして使用し、残りの分割合剤ペーストは、
そのまま、次段の充填操作に用いればよい。
The filling operation can be performed in the following manner. That is, first, a high-viscosity mixture paste to be used in the subsequent filling operation is prepared, and the mixture paste is divided into, for example, two parts. Then, a predetermined amount of a thickener aqueous solution having a predetermined concentration is added to one of the proportioning agent pastes to obtain a desired low-viscosity paste, and this is used as a paste at the time of the first filling operation. ,
It may be used as it is for the next filling operation.

【0023】また、最初の充填操作時に、前記した一方
の分割合剤ペーストを加熱したり、または環境温度を室
温以上に高めたりすることにより、当該分割合剤ペース
トを低粘度にして用い、ついで、後段の充填操作時に
は、他方の分割合剤ペーストを冷却したり、または環境
温度を低めたりすることにより、当該分割合剤ペースト
を高粘度にして用いてもよい。
Further, at the time of the first filling operation, one of the above-mentioned fraction pastes is heated or the environmental temperature is raised to room temperature or higher, so that the fraction paste is used with a low viscosity. In the latter stage of the filling operation, the other dispersant paste may be cooled to the lower temperature or the ambient temperature may be lowered so that the dispersant paste has a high viscosity.

【0024】なお、充填する合剤ペーストは、従来から
ペースト式ニッケル極で用いられているものであれば何
であってもよいが、充填性を高めるということからする
と、主成分の水酸化ニッケル粉末としてはその形状が球
状,鶏卵状,楕円形状をしているものが好ましい。本発
明においては、集電体に合剤ペーストを充填したのち、
例えば、熱風や赤外線ヒータなどを用いた乾燥処理を行
って当該合剤ペーストに含有されている水成分が除去さ
れる。
The mixture paste to be filled may be any paste as long as it has been conventionally used for a paste-type nickel electrode. The shape is preferably spherical, egg-shaped, or elliptical. In the present invention, after filling the mixture paste into the current collector,
For example, a water component contained in the mixture paste is removed by performing a drying process using hot air or an infrared heater.

【0025】このとき、最初から高温で乾燥処理を行う
と、水成分が例えば沸騰したり、また充填操作時に巻き
込まれた空気が急激に膨張したりして、乾燥合剤にボイ
ドが形成されたり、またはクラックが発生したりするこ
とがある。そのため、乾燥処理を行うに際しては、室温
から例えば250℃の高温にまで順次乾燥温度を高めて
いくような処理を行うことが好ましい。具体的には、合
剤ペーストの充填後、室温下に所望時間放置し、つい
で、30℃,80℃,150℃,250℃の各温度下に
おいてそれぞれ所望する時間順次乾燥していくという処
理を行うことが好適である。
At this time, if the drying treatment is carried out at a high temperature from the beginning, for example, the water component will boil or the air entrained during the filling operation will expand rapidly, and voids will be formed in the dry mixture. Or cracks may occur. Therefore, when performing the drying process, it is preferable to perform a process of sequentially increasing the drying temperature from room temperature to a high temperature of, for example, 250 ° C. Specifically, after filling the mixture paste, the mixture paste is left at room temperature for a desired time, and then dried at 30 ° C., 80 ° C., 150 ° C., and 250 ° C. for a desired time. It is preferred to do so.

【0026】このような処理を行うことにより、充填さ
れた合剤ペーストの表面が乾固しないうちに、内部の水
成分や充填操作時に巻き込まれた空気などが徐々に揮散
することができる。このようにして充填した合剤ペース
トを乾燥したのち、次に、全体をロール圧延して厚み調
整すると同時に、乾燥合剤を集電体に強固に担持させ
る。このときのロール圧延の操作条件は格別限定される
ものではなく、従来の場合と同じ条件で行えばよい。
By performing such a treatment, the water component in the inside and air entrained during the filling operation can be volatilized gradually before the surface of the filled mixture paste dries. After drying the mixture paste filled in this way, the whole is then roll-rolled to adjust the thickness, and the dried mixture is firmly supported on the current collector. The operating conditions for roll rolling at this time are not particularly limited, and may be performed under the same conditions as in the conventional case.

【0027】得られた圧延体に対し、例えば打ち抜き加
工を行って所定の寸法形状に裁断することにより、目的
とするペースト式ニッケル極が製造される。
The rolled body thus obtained is subjected to, for example, punching and cutting into a predetermined size and shape to produce the desired paste-type nickel electrode.

【0028】[0028]

【実施例】【Example】

実施例1〜5 (1)ペースト式ニッケル極の製造 粒径が5〜50μmである球状水酸化ニッケル粉末10
0gに、粒径が10〜50μmであるニッケル粉末10
g、および粒径が0.5〜30μmである酸化コバルト粉
末5gを混合した。
Examples 1 to 5 (1) Production of paste-type nickel electrode Spherical nickel hydroxide powder 10 having a particle size of 5 to 50 μm
0 g of nickel powder 10 having a particle size of 10 to 50 μm.
g and 5 g of cobalt oxide powder having a particle size of 0.5 to 30 μm were mixed.

【0029】この混合粉末に、懸濁濃度60重量%のP
TFEディスパージョンを1g添加し、更に、濃度2重
量%のカルボキシメチルセルロース(CMC)水溶液を
30g添加し、全体を混合して、高粘度の合剤ペースト
46gを調製した。この合剤ペーストの室温(20℃)
における粘度は4.0Pa・secであった。この合剤ペースト
をA1とする。
This mixed powder is mixed with P having a suspension concentration of 60% by weight.
1 g of TFE dispersion was added, and 30 g of a 2% by weight aqueous solution of carboxymethylcellulose (CMC) was further added. The whole was mixed to prepare 46 g of a high-viscosity mixture paste. Room temperature (20 ° C) of this mixture paste
Was 4.0 Pa · sec. The mixture paste to A 1.

【0030】この合剤ペーストA1とは別に,濃度2重
量%のCMC水溶液の添加量を表1で示した量にしたこ
とを除いては上記合剤ペーストA1と同様にして、低粘
度の合剤ペーストa1を調製した。各合剤ペーストa1
室温下における粘度を表1に示した。ついで、各合剤ペ
ーストa1のそれぞれを、室温(20℃)下において空
隙率95%のスポンジ状ニッケル板に充填し、更に、引
き続いて表面に前記した合剤ペーストA1を塗布して室
温下に1分間放置したのち恒温槽に入れ、温度50℃で
5分間、150℃で5分間、250℃で1分間の乾燥処
理を順次行った。
[0030] Apart from this mixture paste A 1, except that the amount of concentration of 2 wt% CMC aqueous solution was the amount shown in Table 1 in the same manner as the mixture paste A 1, low viscosity the mixture paste a 1 was prepared. The viscosity at room temperature of the mixture paste a 1 are shown in Table 1. Then, each of the mixture paste a 1, was charged to room temperature (20 ° C.) spongy nickel plate of a porosity of 95% in the lower, further, by applying the mixture paste A 1 described above to the surface and subsequently at room temperature After standing for 1 minute, the sample was placed in a thermostat and dried at 50 ° C. for 5 minutes, 150 ° C. for 5 minutes, and 250 ° C. for 1 minute.

【0031】そして、4ton/cm2の圧力でロール圧延を
行い、その後、更に前記PTFEディスパージョンに浸
漬し、温度120℃で20分間乾燥したのち、再び6to
n/cm 2の圧力でロール圧延し、厚み0.7mmのシートにし
た。ついで、このシートに打ち抜き加工を行って、厚み
0.7mm,縦40mm,横40mmのニッケル極にした。
And 4 ton / cmTwoRolling with pressure
And then immersed in the PTFE dispersion.
Soak and dry at 120 ° C for 20 minutes.
n / cm TwoRolls at a pressure of 0.7mm to form a 0.7mm thick sheet
Was. Then, this sheet is punched and the thickness
The nickel electrode was 0.7 mm, 40 mm long and 40 mm wide.

【0032】比較のために、次のようなニッケル極を製
造した。まず、合剤ペーストA1の塗布を行うことな
く、表1において、実施例1〜5のニッケル極の製造時
に用いた低粘度の合剤ペーストa1のみを充填したこと
を除いては実施例1〜5と同じ様にしてニッケル極を製
造し、これを比較例1とした。
For comparison, the following nickel electrodes were manufactured. First, without a coating of mixture paste A 1, In Table 1, except that the filled only mixture paste a 1 of low viscosity used in the production of nickel electrode of Examples 1 to 5 Example A nickel electrode was manufactured in the same manner as in Examples 1 to 5, and this was used as Comparative Example 1.

【0033】また、合剤ペーストA1をそのまま充填し
たのみであることを除いては実施例1〜5と同様にして
ニッケル極を製造し、これを比較例2とした。 (2)水素吸蔵合金電極の製造 組成式:MmNi3.2Co1.0Al0.2Mn0.4(ただし、
Mmはミッシュメタル)で示される水素吸蔵合金を粉砕
して粒径10〜100μmの合金粉末にした。
Further, except that the mixture paste A 1 is only filled it in the same manner as in Example 1-5 to prepare a nickel electrode, which was used as a comparative example 2. (2) Production of hydrogen storage alloy electrode Composition formula: MmNi 3.2 Co 1.0 Al 0.2 Mn 0.4 (However,
A hydrogen storage alloy represented by Mm (mish metal) was pulverized into an alloy powder having a particle size of 10 to 100 μm.

【0034】この合金粉末100gに、粒径が0.5〜3
0μmであるPTFE粉末5gを混合し、ここに脱イオ
ン水15gを添加し、全体を混練して、負極用の合剤ペ
ーストを調製した。この合剤ペーストを、パンチングニ
ッケル板(開口の径1.5mm,開口率38%,厚み0.07
mm)の両面に塗布した。ついで温度80℃で60分間乾
燥したのち更に3ton/cm2の圧力でロール圧延して厚み
0.35mmの水素吸蔵合金電極にした。
A particle size of 0.5 to 3 is added to 100 g of the alloy powder.
5 g of PTFE powder of 0 μm was mixed, 15 g of deionized water was added thereto, and the whole was kneaded to prepare a mixture paste for a negative electrode. This mixture paste was applied to a punched nickel plate (opening diameter 1.5 mm, opening ratio 38%, thickness 0.07
mm) on both sides. Then, after drying at a temperature of 80 ° C. for 60 minutes, it is roll-rolled at a pressure of 3 ton / cm 2 to obtain a thickness.
A 0.35 mm hydrogen storage alloy electrode was used.

【0035】(3)電池の組み立て FT−310(商品名、日本バイリーン(株)製のポリ
オレフィン系の不織布)を水洗して表面に付着する非イ
オン界面活性剤を除去したのち乾燥し、ついで、その不
織布を濃度95%の熱濃硫酸(温度100℃)に30分
間浸漬して表面のスルホン化処理を行った。処理後の不
織布を流水で充分に洗浄し、温度80℃で1時間乾燥し
たのち、濃度1%の水酸化ナトリウム水溶液に5分間浸
漬し、更に水洗した。
(3) Battery assembly FT-310 (trade name, polyolefin-based nonwoven fabric manufactured by Japan Vilene Co., Ltd.) was washed with water to remove the nonionic surfactant adhering to the surface, and then dried. The nonwoven fabric was immersed in hot concentrated sulfuric acid (temperature: 100 ° C.) having a concentration of 95% for 30 minutes to perform a sulfonation treatment on the surface. The treated nonwoven fabric was sufficiently washed with running water, dried at a temperature of 80 ° C. for 1 hour, immersed in a 1% aqueous sodium hydroxide solution for 5 minutes, and further washed with water.

【0036】また、FT−773(商品名、日本バイリ
ーン(株)製のポリアミド系樹脂の不織布)を水洗し、
この不織布の両面に、前記FT−310の処理品を重ね
合わせ、全体に3kg/m2の圧力を加えながら温度80℃
で1時間の熱圧処理を行って一体化し、それをセパレー
タとした。前記した各ニッケル極と水素吸蔵合金電極と
の間に、前記セパレータを介在させて極板群とし、これ
をニッケルめっきが施されているステンレス鋼製の缶に
収容し、ここに、0.6NのNaOHと1NのLiOHと7
NのKOHとから成る電解液を注液して封口し、定格容
量200mAhのAA型ニッケル・水素二次電池を組み立
てた。
Also, FT-773 (trade name, nonwoven fabric of polyamide resin manufactured by Japan Vilene Co., Ltd.) was washed with water,
The treated product of FT-310 is superimposed on both sides of this nonwoven fabric, and the temperature is 80 ° C. while applying a pressure of 3 kg / m 2 to the whole.
Was subjected to a heat and pressure treatment for 1 hour to be integrated to obtain a separator. Between the nickel electrodes and the hydrogen storage alloy electrodes, the separator is interposed to form an electrode group, which is housed in a nickel-plated stainless steel can. NaOH, 1N LiOH and 7
An electrolyte composed of N KOH was injected and sealed, and an AA type nickel-hydrogen secondary battery with a rated capacity of 200 mAh was assembled.

【0037】(4)電池特性の調査 組み立てた電池につき、温度約20℃において、1Cで
1.5時間の充電、1Cで電池電圧が1Vの放電状態にな
るように1.3時間の放電、休止0.5時間を1サイクルと
するサイクル寿命試験を行った。サイクル試験初期およ
び500サイクル試験後の放電容量をそれぞれ測定し、その値
を初期の容量で除算して容量保持率(%)を算出した。
その結果を表1に示した。
(4) Investigation of battery characteristics For the assembled battery, at a temperature of about 20.degree.
A cycle life test was performed in which the battery was charged for 1.5 hours and discharged at 1 C, so that the battery voltage became 1 V. The discharge capacity was measured at the beginning of the cycle test and after the 500 cycle test, and the value was divided by the initial capacity to calculate the capacity retention (%).
The results are shown in Table 1.

【0038】また、上記サイクル寿命試験において、5
00サイクル終了時に電池を分解してニッケル極を取り
出し、その重量を測定して電池に組み込む前の重量から
水酸化ニッケル粉末の脱落量を求めた。ニッケル極の脱
落量につき、比較例2のニッケル極における脱落量を1
としたときの相対値として表1に示した。
In the above cycle life test, 5
At the end of the 00 cycle, the battery was disassembled, the nickel electrode was taken out, its weight was measured, and the amount of nickel hydroxide powder falling off was determined from the weight before being incorporated into the battery. Regarding the amount of nickel electrode falling off, the amount of nickel electrode falling off in Comparative Example 2 was 1
Are shown in Table 1 as relative values.

【0039】[0039]

【表1】 [Table 1]

【0040】比較例1と比較例2を対比して明らかなよ
うに、最初に低粘度の合剤ペーストa1を充填すると、
最初から高粘度の合剤ペーストA1を充填した場合より
も、サイクル寿命試験後の水酸化ニッケル粉末の脱落量
は少なくなっている。これは、合剤ペーストa1は低粘
度であるため、スポンジ状ニッケル板の芯部にまで確実
に充填されていることを示している。
As is clear from comparison between Comparative Example 1 and Comparative Example 2, when the low-viscosity mixture paste a1 is first filled,
Than when filled with mixture paste A 1 of high viscosity from the beginning, dropping amount of the nickel hydroxide powder after the cycle life test is reduced. This is because the mixture paste a 1 is a low viscosity, indicating that it is reliably filled up to the core of the sponge nickel plate.

【0041】そして、各実施例のニッケル極は、最初に
低粘度の合剤ペーストa1が充填されたのち、更に高粘
度の合剤ペーストA1が充填されているので、サイクル
寿命試験後の水酸化ニッケル粉末の脱落量は非常に少な
く、そのため、電池の容量保持率も高い値になってい
る。 実施例6 合剤ペーストA1(20℃における粘度4.0Pa・sec)を
約50℃に加熱した。そのときに粘度は2.4Pa・secに低
下した。この合剤ペーストをa2とする。
[0041] Then, the nickel electrode of each embodiment, after the mixture paste a 1 of the first low viscosity is filled, because further is mixture paste A 1 of high viscosity is filled, after the cycle life test The amount of nickel hydroxide powder falling off is very small, and therefore, the capacity retention of the battery is also high. Example 6 Mixture paste A 1 (viscosity at 20 ° C. 4.0 Pa · sec) was heated to about 50 ° C. At that time, the viscosity decreased to 2.4 Pa · sec. The mixture paste to a 2.

【0042】スポンジ状ニッケル極の温度を50℃に保
持し、これに、合剤ペーストa2を充填し、その後、全
体を20℃まで降温し、ここに合剤ペーストA1を塗布
したのち、実施例1〜5と同じ態様で乾燥処理を行って
ニッケル極にした。このニッケル極を用いて、実施例1
〜5と同様な電池を組み立て、同様のサイクル寿命試験
を行った。
The temperature of the sponge-like nickel electrode was maintained at 50 ° C., and the mixture paste a 2 was filled therein. Thereafter, the whole was cooled to 20 ° C., and the mixture paste A 1 was applied thereto. Drying was performed in the same manner as in Examples 1 to 5 to obtain a nickel electrode. Example 1 using this nickel electrode
Batteries similar to those of Nos. 1 to 5 were assembled, and the same cycle life test was performed.

【0043】水酸化ニッケル粉末の脱落量は、比較例2
に対し1/5であった。また電池の容量保持率は98%
であった。
Comparative Example 2
Was 1/5. Battery capacity retention is 98%
Met.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明方
法によれば、集電体の芯部にまで確実に活物質合剤を担
持させた状態でニッケル極を製造することができ、活物
質の充填密度を高めることができる。したがって、この
ニッケル極の容量は高く、それが組み込まれている電池
の容量保持率は高い。
As is apparent from the above description, according to the method of the present invention, a nickel electrode can be manufactured in a state where the active material mixture is securely carried on the core of the current collector. The packing density of the active material can be increased. Therefore, the capacity of this nickel electrode is high, and the capacity retention rate of the battery in which it is incorporated is high.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 3次元網状構造の集電体に、水酸化ニッ
ケル粉末を主体とする低粘度の活物質合剤ペーストを充
填する工程;ならびに、得られた処理体に、水酸化ニッ
ケル粉末を主体とする高粘度の活物質合剤ペーストを充
填したのち乾燥処理および圧延処理を順次行う工程;を
必須工程として備えていることを特徴とするペースト式
ニッケル極の製造方法。
1. A step of filling a low-viscosity active material mixture paste mainly composed of nickel hydroxide powder into a current collector having a three-dimensional network structure; and adding nickel hydroxide powder to the obtained treated body. A process of filling a high-viscosity active material mixture paste, which is a main component, and subsequently performing a drying process and a rolling process sequentially, as an essential process.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019058080A1 (en) * 2017-09-25 2019-03-28 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Method for depositing an electrolytic material in the form of a layer on the surface of a substrate having pores and/or protrusions

Cited By (2)

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WO2019058080A1 (en) * 2017-09-25 2019-03-28 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Method for depositing an electrolytic material in the form of a layer on the surface of a substrate having pores and/or protrusions
FR3071419A1 (en) * 2017-09-25 2019-03-29 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives METHOD FOR DEPOSITING MATERIAL IN THE FORM OF A LAYER ON THE SURFACE OF A SUBSTRATE HAVING PORES AND / OR RELIEF

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