JPH10223217A - アルカリ蓄電池用電極の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 活物質粉末と粉末状の導電助剤と分散剤とし
ての水とからなるペーストにおいて、ペースト内に生じ
る２次粒子による凝集・付着の問題を解決し、信頼性の
高いアルカリ蓄電池用電極を提供する。 【解決手段】 水酸化ニッケル粉末１００重量部に対し
て、水酸化コバルト粉末１０重量部、コバルト酸化物５
重量部を練合器２で粉末練合し、これらに分散媒として
水を全ペーストに占める比率が２５重量％となるよう加
え、練合器２で練合してペーストを作成する。ポンプ３
にてペーストを循環し、その循環系の間に超音波分散機
４を設置しペーストに超音波振動を加えてペースト中の
粉末を独立分散させた状態とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルカリ蓄電池用
電極の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、アルカリ蓄電池用極板の製造方法
としては、図２に示すような、原料粉末を搬送器１に投
入し、これがつながれた練合器２内で、活物質粉末と粉
末状の導電助剤と分散媒としての水とを練合して、ペー
ストを作成する。これをノズルに供給し、スポンジ状ニ
ッケル等の多孔性の基板にノズルより吹きつけて充填
し、その後この多孔性基板を所定の厚さにプレスするこ
とで得られている。

【０００３】また、ペーストを充填する方法にはペース
トを充填ノズルより直接噴射して多孔性基板へ吹きつけ
る方法がある。この方法は充填に用いる装置の耐久性及
び操作や保守の簡易性等が優れているため実用化され、
多用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな練合方法では練合直後からペースト内に水酸化コバ
ルト粉末を主成分とした１次粒子を核として水酸化ニッ
ケルを主成分とする粒子と凝集し、２次粒子を形成す
る。そして、このようなペーストを基板に吹きつけ充填
する際、ノズルまでのペースト移動充填工程内での２次
粒子の付着により充填ノズルがつまるなどの弊害が生
じ、工程の稼働が著しく低下することが起こった。

【０００５】さらに、このペーストを多孔性基板に充填
すると、凝集した２次粒子により充填のムラが発生し、
２次粒子の吹きつけ部分の充填密度は極力大きくなる。
したがって、ペーストを充填した多孔性基板をロールプ
レスすると、２次粒子吹きつけ部分から亀裂が発生し、
極板そのものが使用できないなどの不具合が生じた。

【０００６】また、このペーストを充填した極板から構
成された電池は、導電剤として添加しているコバルト化
合物の機能が低下するため、電池の利用率および寿命特
性が著しく低下することが起こった。

【０００７】本発明は、上記の課題を解決し、信頼性の
高いアルカリ蓄電池用電極を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、活物質粉末と粉末状の導電助剤と分散媒と
しての水とからペーストを作成し、このペーストに超音
波振動を加えてペースト中の粉末のそれぞれを分散媒中
に独立分散させた状態とし、これを多孔性基板に充填し
たものであり、ここでの超音波振動の条件としては周波
数１５〜３０ｋＨｚ、振幅２０〜４０μｍとしたもので
ある。

【０００９】さらに好ましい製造方法としては、水酸化
コバルト粉末と陰イオン界面活性剤と分散媒としての水
とからペーストを作成し、この水酸化コバルトペースト
に水酸化ニッケル粉末を主体とする活物質粉末と水とを
加えて正極ペーストを作成し、このペーストに上記条件
にて超音波振動を加えてペースト中の粉末のそれぞれを
分散媒中に独立分散させた状態とし、これを多孔性基板
に充填するものである。

【００１０】この場合、周波数１５ｋＨｚ未満及び振幅
２０μｍ未満の超音波振動の条件では、超音波振動によ
る分散力が弱いため、上記目的を達成するための効果が
得られない。また、周波数３０ｋＨｚ及び振幅４０μｍ
を越える超音波振動の条件では、超音波振動による分散
力が強く、１次粒子の粉末をも破壊するため逆効果にな
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、活物質粉末と粉末状の導電助剤と分散媒としての水
とからペーストを作成し、このペーストに超音波振動を
加えてペースト中の粉末のそれぞれを分散媒中に独立分
散させた状態とし、これを多孔性基板に充填するアルカ
リ蓄電池用電極の製造方法である。これによりペースト
の２次粒子による凝集及び付着の抑制化が図れるため、
極板としての亀裂が抑制され、なおかつ導電助剤として
添加しているコバルト化合物の機能が確保できるため、
活物質の利用率および電池としてのサイクル寿命特性が
向上するという作用を有する。

【００１２】請求項２に記載の発明は、活物質粉末と粉
末状の導電助剤と分散媒としての水とからペーストを作
成し、このペーストに周波数１５〜３０ｋＨｚ、振幅２
０〜４０μｍの超音波振動を加えて粉末のそれぞれを分
散媒中に独立分散させた状態としたものである。

【００１３】請求項３に記載の発明は、水酸化コバルト
粉末と陰イオン界面活性剤と分散媒としての水とからペ
ーストを作成し、この水酸化コバルトペーストに水酸化
ニッケル粉末を主体とする活物質粉末と水とを加えて正
極ペーストを作成し、この正極ペーストに周波数１５〜
３０ｋＨｚ、振幅２０〜４０μｍの超音波振動を加えて
粉末のそれぞれを分散媒中に独立分散させた状態とし、
これを多孔性基板に充填するアルカリ蓄電池用電極の製
造方法である。これによりペースト中の粉末の２次粒子
化による凝集及び付着の抑制化が図れるため、極板とし
ての亀裂が抑制され、なおかつ導電助剤として添加して
いるコバルト化合物の機能が確保できるため、活物質の
利用率、サイクル寿命特性が向上する。

【００１４】

【実施例】次に、本発明の具体例を説明する。

【００１５】（実施例１）水酸化ニッケル粉末１００重
量部に対して、水酸化コバルト粉末１０重量部、コバル
ト酸化物５重量部を図１中、１に示す搬送器に投入し、
その後、練合器２で粉末練合し、これらに分散媒として
水を全ペーストに占める比率が２５重量％となるよう加
え、練合器２で練合してペーストを作成した。

【００１６】次に、ポンプ３にてペーストを循環し、そ
の循環系の間に超音波分散機４を設置し、ペーストに超
音波振動を加えてペースト中の粉末を分散させた状態と
した。

【００１７】その後、このペーストを多孔性基板にノズ
ルより吹きつけ充填し、ロールプレスにより全体の厚さ
を１．０ｍｍにまで加圧することにより電池用電極Ａを
形成した。

【００１８】このようにして得られた前記電池用電極Ａ
を正極として、これに公知のセパレータとミッシュメタ
ル・ニッケル系水素吸蔵合金負極とを組合せて、渦巻状
に巻回し、所定量のアルカリ電解液を注入して電池Ａを
構成した。

【００１９】比較のため図２に示す公知の練合器にて前
記ペーストを作成し、その他はＡと同様にした電池用電
極Ｂと電池Ｂを構成した。本発明による電池用電極Ａと
比較例による電池用電極Ｂについて、それぞれ各１００
０枚につき亀裂があるかどうかを目視により判定した。
これらの結果を（表１）に示す。また、本発明による電
池Ａと比較例による電池Ｂについて、０．２Ｃでの放電
容量を測定し、正極理論容量に対する正極利用率とサイ
クル寿命特性について調べた。その結果を（表２）に示
す。

【００２０】

【表１】

【００２１】（表１）から明らかなように、本実施例に
おける電池用電極Ａはペーストに超音波振動を加えて、
分散させた状態で多孔性の基板に充填しているため、凝
集した２次粒子による充填のムラを抑制することによっ
て、比較例における電池用電極Ｂと比較して、極板の亀
裂がなく良好であった。

【００２２】

【表２】

【００２３】（表２）から明らかなように、本実施例に
おける電池Ａはペーストに超音波振動を加えて、分散さ
せた状態で多孔性の基板に充填することにより導電剤と
して添加しているコバルト化合物の機能が確保できるた
め、比較例における電池Ｂと比較して、正極利用率とサ
イクル寿命特性が向上した。

【００２４】（実施例２）前記実施例１と同様に超音波
振動を加えたペーストを作成し、その超音波振動の条件
としては周波数２０ｋＨｚ、振幅３０μｍとし、その他
はＡと同様にした電池用電極Ｃと電池Ｃを構成した。本
発明による電池用電極Ｃと比較例による電池用電極Ｂに
ついて、それぞれ各１０００枚を亀裂があるかどうかを
目視により判定した。これらの結果を（表３）に示す。
また、本発明による電池Ｃと比較例による電池Ｂについ
て、０．２Ｃでの放電容量を測定し、正極理論容量に対
する正極利用率とサイクル寿命特性について調べた。そ
の結果を（表４）に示す。

【００２５】

【表３】

【００２６】（表３）から明らかなように、本実施例に
おける電池用電極Ｃはペーストに超音波振動を加えて、
分散させた状態で多孔性の芯材に充填しているため、凝
集した２次粒子による充填のムラを抑制することによっ
て、比較例における電池用電極Ｂと比較して、極板の亀
裂がなく良好であった。

【００２７】

【表４】

【００２８】（表４）から明らかなように、本実施例に
おける電池Ｃはペーストに超音波振動を加えて、分散さ
せた状態で多孔性の芯材に充填することにより導電剤と
して添加しているコバルト化合物の機能が確保できるた
め、比較例における電池Ｂと比較して、正極利用率とサ
イクル寿命特性が向上した。

【００２９】（実施例３）水酸化ニッケル粉末１００重
量部に対して、コバルト酸化物５重量部を図１中、１に
示す搬送器に投入し、その後練合器２で粉末練合し、こ
れらに水酸化コバルト粉末１０重量部に対し、陰イオン
界面活性剤および分散媒として水を水酸化コバルトペー
ストに占める比率が６０重量％とした水酸化コバルトペ
ーストと分散媒として水を全ペーストに占める比率が２
５重量％となるよう加え、練合器２で練合してペースト
を作成した。

【００３０】次に実施例２と同様にペーストに超音波振
動を加えてペーストを分散させた状態とし、その他はＡ
と同様にした電池用電極Ｄと電池Ｄを構成した。本発明
による電池用電極Ｄと比較例による電池用電極Ｂについ
て、それぞれ各１０００枚を亀裂があるかどうかを目視
により判定した。これらの結果を（表５）に示す。ま
た、本発明による電池Ｄと比較例による電池Ｂについ
て、０．２Ｃでの放電容量を測定し、正極理論容量に対
する正極利用率とサイクル寿命特性について調べた。そ
の結果を（表６）に示す。

【００３１】

【表５】

【００３２】（表５）から明らかなように、本実施例に
おける電池用電極Ｄはペーストに超音波振動を加えて、
分散させた状態で多孔性の基板に充填しているため、凝
集した２次粒子による充填のムラを抑制することによっ
て、比較例における電池用電極Ｂと比較して、極板の亀
裂がなく良好であった。

【００３３】

【表６】

【００３４】（表６）から明らかなように、本実施例に
おける電池Ｄはペーストに超音波振動を加えて、分散さ
せた状態で多孔性の芯材に充填することにより導電剤と
して添加しているコバルト化合物の機能が確保できるた
め、比較例における電池Ｂと比較して、正極利用率とサ
イクル寿命特性が向上した。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、活物質粉
末と粉末状の導電助剤と分散剤としての水とからなるペ
ーストに超音波振動を加えペーストのそれぞれを分散媒
中に独立分散させた状態とすることにより、信頼性の高
いアルカリ蓄電池用電極が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による練合を示す図

【図２】従来例による練合を示す図

【符号の説明】

１ 搬送器 ２ 練合器 ３ ポンプ ４ 超音波分散機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 達也 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】活物質粉末と粉末状の導電助剤と分散媒と
   しての水とからペーストを作成し、このペーストに超音
   波振動を加えて前記粉末のそれぞれを分散媒中に独立分
   散させた状態とし、これを多孔性の基板に充填するアル
   カリ蓄電池用電極の製造方法。
2. 【請求項２】ペーストに加える超音波振動は、周波数１
   ５〜３０ｋＨｚ、振幅２０〜４０μｍである請求項１記
   載のアルカリ蓄電池用電極の製造方法。
3. 【請求項３】水酸化コバルト粉末と陰イオン界面活性剤
   と分散媒としての水とからペーストを作成し、この水酸
   化コバルトペーストに水酸化ニッケル粉末を主体とする
   活物質粉末と水とを加えて正極ペーストを作成し、この
   正極ペーストに周波数１５〜３０ｋＨｚ、振幅２０〜４
   ０μｍの超音波振動を加えて前記粉末のそれぞれを分散
   媒中に独立分散させた状態とし、これを多孔性の基板に
   充填するアルカリ蓄電池用電極の製造方法。