JPS59167960A - 電池用ペ−スト式電極の製造法 - Google Patents
電池用ペ−スト式電極の製造法Info
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- JPS59167960A JPS59167960A JP58041778A JP4177883A JPS59167960A JP S59167960 A JPS59167960 A JP S59167960A JP 58041778 A JP58041778 A JP 58041778A JP 4177883 A JP4177883 A JP 4177883A JP S59167960 A JPS59167960 A JP S59167960A
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- Japan
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- paste
- pressing
- electrode
- nickel
- rollers
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- Pending
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
- H01M4/26—Processes of manufacture
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、電池用ペースト式電極、特にニッケルーカド
ミウム電池、ニッケルー鉄 電池、ニッケルー水素電池
などのアルカリ電池に用いるペースト式電極の製造法に
関する。
ミウム電池、ニッケルー鉄 電池、ニッケルー水素電池
などのアルカリ電池に用いるペースト式電極の製造法に
関する。
従来例の構成とその問題点
この種のアルカリ電池のニッケル極としては各種のもの
があるが、最近では焼結式電極が主流を占めている。
があるが、最近では焼結式電極が主流を占めている。
この焼結式電極は、微孔を有する焼結体中に活物質が強
固に刺着、内蔵された形で充填されているので、大電流
放電特性、急充電特性、寿命いずれの点でも大きな改良
が図られており、特性のみからみれば理想の段階に達し
ているといえる。ところが、焼結体の製造、活物質の充
填いずれにおいても工程は複雑であって、高価になる問
題があるＱ そこで、簡単な方法としてペースト式電極が提案されて
いる。これは、芯材としてネット、孔あき板、エキスバ
ンドメタルなどの二次元的な導電性多孔体を用い、これ
に活物質と結着剤を混合してペースト状にしたものを塗
着し、これをスリットあるいはローラー間を通すことに
より平滑化して、乾燥後、必要に応じて加圧するもので
ある。
固に刺着、内蔵された形で充填されているので、大電流
放電特性、急充電特性、寿命いずれの点でも大きな改良
が図られており、特性のみからみれば理想の段階に達し
ているといえる。ところが、焼結体の製造、活物質の充
填いずれにおいても工程は複雑であって、高価になる問
題があるＱ そこで、簡単な方法としてペースト式電極が提案されて
いる。これは、芯材としてネット、孔あき板、エキスバ
ンドメタルなどの二次元的な導電性多孔体を用い、これ
に活物質と結着剤を混合してペースト状にしたものを塗
着し、これをスリットあるいはローラー間を通すことに
より平滑化して、乾燥後、必要に応じて加圧するもので
ある。
この方法は、芯材が極めて安価であり、１だ活物質の充
填も容易であるので、製法としては理想的であり、多く
の提案がされている。ペースト式電極の歴史は古く、製
法はやや異なるが、ペースト式鉛極板は極めて広く用い
られている。甘た、カドミウム極についても実用化され
ている。
填も容易であるので、製法としては理想的であり、多く
の提案がされている。ペースト式電極の歴史は古く、製
法はやや異なるが、ペースト式鉛極板は極めて広く用い
られている。甘た、カドミウム極についても実用化され
ている。
これらに対してニッケル極についても多くの提案かある
にもかかわらず実用化ができ々い理由としては、次のよ
うな点か挙げられる。
にもかかわらず実用化ができ々い理由としては、次のよ
うな点か挙げられる。
（１）ニッケルつまり活物質としての充電時でのオキシ
水酸化ニッケル、放電時の水酸化ニッケルいずれもすぐ
れた導電体ではない。したがって導電材を別に加える必
要があり、加えても利用率が向上し難い。寸だ、加えす
ぎると絶対容量が小さくなってし甘う。
水酸化ニッケル、放電時の水酸化ニッケルいずれもすぐ
れた導電体ではない。したがって導電材を別に加える必
要があり、加えても利用率が向上し難い。寸だ、加えす
ぎると絶対容量が小さくなってし甘う。
（２）充放電の繰り返しにより活物質の体積変化は当然
あるが、ニッケル極では膨潤が激しく生じる０ 主に上記の要因がペースト式ニッケル極の広範囲々実用
化を阻害しているのである。
あるが、ニッケル極では膨潤が激しく生じる０ 主に上記の要因がペースト式ニッケル極の広範囲々実用
化を阻害しているのである。
つまり、まず強度をあげて（２）のような膨潤、寸だこ
れに伴う活物質の脱落を防ぐ方法として、従来は種々の
結着剤が考えられてきだ。しかし、強度を向上させるた
めに大量に加えれば、電圧特性は劣り、利用率も低下し
てしまう。これを抑制するためにニッケル粉末や黒鉛な
どが加えられたが、多量に加えると活物質の占める割合
が減少するし、少ないと利用率が小さい点で問題があっ
た・一方、結着剤、としては、ポリコこチＩ／ノ、ポ・
ノ；７゜１′１ピ７ン、ポリスチレンなどについては、
溶液状にして水酸化ニッケルに加える方法と、粉末状で
加え、後で加熱溶融する方法のいずれかが採用されてい
る。また、フッ素樹脂については、粉末状で加える方法
とディスパージョンにして加える方法とがある。また、
デイスノく一ジョンの場合にはこれを水酸化ニッケルに
加えて混合するとフン素樹脂が繊維状になり、全体がゴ
ムのような弾性をもって強度が大きくなることを利用す
る方法もある０ 以上の結着剤の添加やその他の耐電解液性の繊維は、ペ
ースト式ニッケル極の特性や寿命をある程度向上させる
ことができるが、従来の焼結式に比へるとはるかに劣る
ため、実用上広く用いられるには至っていない。
れに伴う活物質の脱落を防ぐ方法として、従来は種々の
結着剤が考えられてきだ。しかし、強度を向上させるた
めに大量に加えれば、電圧特性は劣り、利用率も低下し
てしまう。これを抑制するためにニッケル粉末や黒鉛な
どが加えられたが、多量に加えると活物質の占める割合
が減少するし、少ないと利用率が小さい点で問題があっ
た・一方、結着剤、としては、ポリコこチＩ／ノ、ポ・
ノ；７゜１′１ピ７ン、ポリスチレンなどについては、
溶液状にして水酸化ニッケルに加える方法と、粉末状で
加え、後で加熱溶融する方法のいずれかが採用されてい
る。また、フッ素樹脂については、粉末状で加える方法
とディスパージョンにして加える方法とがある。また、
デイスノく一ジョンの場合にはこれを水酸化ニッケルに
加えて混合するとフン素樹脂が繊維状になり、全体がゴ
ムのような弾性をもって強度が大きくなることを利用す
る方法もある０ 以上の結着剤の添加やその他の耐電解液性の繊維は、ペ
ースト式ニッケル極の特性や寿命をある程度向上させる
ことができるが、従来の焼結式に比へるとはるかに劣る
ため、実用上広く用いられるには至っていない。
発明の目的
本発明は、ペースト式における容易に製造ができる長所
をそのまま残して、放電゛特性や寿命を焼結式に近づけ
るすぐれた一つの製造法を提供することを目的とする。
をそのまま残して、放電゛特性や寿命を焼結式に近づけ
るすぐれた一つの製造法を提供することを目的とする。
発明の構成
本発明は、水酸化ニッケルを主としたペースト正極材料
を導電性の多孔体を芯材としてこれに付着し、複数回つ
まり好寸しくは５〜６回以上ローラー間を通すことによ
り加圧することを特徴とするものである。つまり、所望
の厚さに丑で加圧す／、際に、厚さを段階的に薄くなる
ように順次加圧するものである。
を導電性の多孔体を芯材としてこれに付着し、複数回つ
まり好寸しくは５〜６回以上ローラー間を通すことによ
り加圧することを特徴とするものである。つまり、所望
の厚さに丑で加圧す／、際に、厚さを段階的に薄くなる
ように順次加圧するものである。
この方法により、加圧時に生じる部分的な変形や亀裂の
発生を防止することが可能である。また、とくに活物質
合剤中に、耐電解液性の繊維を強度の向上や導電性向上
のために加える場合には、加圧によるこれら繊維の切断
が抑制され強度低下を防ぐことかできる。したがって本
発明は、このような電極に最も適した製造法である。
発生を防止することが可能である。また、とくに活物質
合剤中に、耐電解液性の繊維を強度の向上や導電性向上
のために加える場合には、加圧によるこれら繊維の切断
が抑制され強度低下を防ぐことかできる。したがって本
発明は、このような電極に最も適した製造法である。
なお、本発明者らは、先に充填密度や強度を向−］二さ
ぜるために、さらには第１用率も犬にするために、芯材
が延伸するほど加圧する方法を提案したが、本発明に従
って多段階的に加圧する方法を採ると、延伸が一様に生
じ、より効果が大きくなる。
ぜるために、さらには第１用率も犬にするために、芯材
が延伸するほど加圧する方法を提案したが、本発明に従
って多段階的に加圧する方法を採ると、延伸が一様に生
じ、より効果が大きくなる。
加圧のためのローラーとしては、面が平滑でもよいが、
不必要な延伸を抑制できるいわゆるエンボス加工した表
面に小さな凹凸を設けた面をもつローラー間を複数回通
すことはさらに好捷しい。
不必要な延伸を抑制できるいわゆるエンボス加工した表
面に小さな凹凸を設けた面をもつローラー間を複数回通
すことはさらに好捷しい。
実施例の説明
性能比較のだめの電池として、単２サイズの密閉形ニッ
ケルーカドミウム蓄電池を用いた０ニツケル正極を形成
するペーストとじては、２ＱＱメツシユのふるいを通過
する粒度の水酸化ニッケル１に２と、カーボニルニッケ
ル１００ｆ、黒鉛４０ｆ、直径０ 、１ ｍｍ、長さ３
−５ｍｍのアクリロニトリル−塩化ビニル共重合体繊維
２０７、金属コバル）５０！７’及びカルボキシメチル
セルロースの３重量製水溶液Ｉ Ｋｇを練合したものを
使用した。
ケルーカドミウム蓄電池を用いた０ニツケル正極を形成
するペーストとじては、２ＱＱメツシユのふるいを通過
する粒度の水酸化ニッケル１に２と、カーボニルニッケ
ル１００ｆ、黒鉛４０ｆ、直径０ 、１ ｍｍ、長さ３
−５ｍｍのアクリロニトリル−塩化ビニル共重合体繊維
２０７、金属コバル）５０！７’及びカルボキシメチル
セルロースの３重量製水溶液Ｉ Ｋｇを練合したものを
使用した。
芯材には厚さ０．１ｗｎの鉄板に穴径２胴、中心間ピッ
チ３晒で開孔したパンチングメタルに二・ンケルメッキ
を施したものを使用した０この芯材の両面に上記ペース
トを塗着し、スリ、トを通過させ、乾燥後の厚さを１．
１±０．０５ ｍｍにした。その後酢酸コバルトの２０
ｏｙ／ｅ 水溶液中に浸漬し、乾燥後、苛性カリの水溶
液中に浸漬し、酢酸コバルトを水酸化コバルトに変化さ
せる方法により水酸化コバルトを添加した。これらの極
板を捷ず幅１２０ｍｍ、長さ６８０ ｍｍに裁断した。
チ３晒で開孔したパンチングメタルに二・ンケルメッキ
を施したものを使用した０この芯材の両面に上記ペース
トを塗着し、スリ、トを通過させ、乾燥後の厚さを１．
１±０．０５ ｍｍにした。その後酢酸コバルトの２０
ｏｙ／ｅ 水溶液中に浸漬し、乾燥後、苛性カリの水溶
液中に浸漬し、酢酸コバルトを水酸化コバルトに変化さ
せる方法により水酸化コバルトを添加した。これらの極
板を捷ず幅１２０ｍｍ、長さ６８０ ｍｍに裁断した。
ついで、−辺が０．３ｍｍ、高さが０．０８ ｍｍの立
方形の凸部を０．８ｍｍ間隔で有する面を持つ径６００
ｍｍのエンボス加工したローラー間を間隙０ 、５
ｍｍにしておいてから、上記の電極を通した。この操作
をもう１度繰９返した。これにより厚さは０ 、８ ｗ
ｎ程度になった。つぎに間隙０．３ｔｎｍのローラー間
を２回通し、厚さは０ 、７ ｍｍ程度になった。さら
にローラ間の間隙を０．１ ｍｍにし、これも２回通し
、最終的に厚さ０．６２±０．０２ ｍｍにした。つま
り、この実施例では、６回ローラー間を通したことにな
る。寸だ、この加圧で、電極の延伸は、ローラーを通し
た方向に約１２％であった。この電極をさらに単二の大
きさ、すなわち、幅３８ｍｍで長さを２２０ ｍｍにし
た。
方形の凸部を０．８ｍｍ間隔で有する面を持つ径６００
ｍｍのエンボス加工したローラー間を間隙０ 、５
ｍｍにしておいてから、上記の電極を通した。この操作
をもう１度繰９返した。これにより厚さは０ 、８ ｗ
ｎ程度になった。つぎに間隙０．３ｔｎｍのローラー間
を２回通し、厚さは０ 、７ ｍｍ程度になった。さら
にローラ間の間隙を０．１ ｍｍにし、これも２回通し
、最終的に厚さ０．６２±０．０２ ｍｍにした。つま
り、この実施例では、６回ローラー間を通したことにな
る。寸だ、この加圧で、電極の延伸は、ローラーを通し
た方向に約１２％であった。この電極をさらに単二の大
きさ、すなわち、幅３８ｍｍで長さを２２０ ｍｍにし
た。
これを公知のカドミウム極とポリアミド不、肉布をセパ
レータとして組み合わせ、電池を構成した０この電池を
八とする。
レータとして組み合わせ、電池を構成した０この電池を
八とする。
つぎに比較例として、Ａと同じ活物質合剤を芯材に塗着
乾燥し、同じローラーをはじめから間隙を０．１ｍｍに
しておいて１回通したものを用いた０この場合に電極厚
さは０．６８±０．０２ｍｍであり、変形が著しかった
。また、さらに実施例と同じ厚さに近づけるためにロー
ラー間の間隙をＯにして通した。厚さは平均としては０
、６４ ｍｍになつなが変形はさらに著しく、部分的
に亀裂が生じた。これら電極を用いた電池をそれぞれＢ
、Ｃとした。
乾燥し、同じローラーをはじめから間隙を０．１ｍｍに
しておいて１回通したものを用いた０この場合に電極厚
さは０．６８±０．０２ｍｍであり、変形が著しかった
。また、さらに実施例と同じ厚さに近づけるためにロー
ラー間の間隙をＯにして通した。厚さは平均としては０
、６４ ｍｍになつなが変形はさらに著しく、部分的
に亀裂が生じた。これら電極を用いた電池をそれぞれＢ
、Ｃとした。
さらに、実施例に入るが、ローラー間を２回通すことを
行なった。１回目のローラ間隙０ 、４ｍｒｎ 、 ２
回目０にして行なった。Ｂ、Ｃに比べると変形や＼亀裂
は少ないが、Ａにはおよばず、したがって、複数回ロー
ラを通すとしても高容量のニッケル極を得るためには、
つはν充填密度を４００ｍＡ ｈ／ｃｃ以上にするため
には、上記のように、数回以上の多段加圧を行なうこと
が好ましい。なお、この電極を用いた電池をＡとした。
行なった。１回目のローラ間隙０ 、４ｍｒｎ 、 ２
回目０にして行なった。Ｂ、Ｃに比べると変形や＼亀裂
は少ないが、Ａにはおよばず、したがって、複数回ロー
ラを通すとしても高容量のニッケル極を得るためには、
つはν充填密度を４００ｍＡ ｈ／ｃｃ以上にするため
には、上記のように、数回以上の多段加圧を行なうこと
が好ましい。なお、この電極を用いた電池をＡとした。
次表に各電池の充填容量と各放電時での利用率、それに
充電は０．１５Ｃ，放電はｏ、５ｃの条件で充放電し、
初期容量の６０％まで低下した場合をノ５命としたサイ
クル寿命を示す。
充電は０．１５Ｃ，放電はｏ、５ｃの条件で充放電し、
初期容量の６０％まで低下した場合をノ５命としたサイ
クル寿命を示す。
表で明らかなように、まず少ない回数で加圧した場合に
は、亀裂や変形のために電極の損傷が大きいことの他に
、厚さが厚いので充填容量が小さく、シたがって計算容
量も小さい。しかし、電池Ｂ、Ｃであっても従来の電池
であれば、この値で十分であり、これからも本発明はと
くに高容量電池系に適した製法と言える。
は、亀裂や変形のために電極の損傷が大きいことの他に
、厚さが厚いので充填容量が小さく、シたがって計算容
量も小さい。しかし、電池Ｂ、Ｃであっても従来の電池
であれば、この値で十分であり、これからも本発明はと
くに高容量電池系に適した製法と言える。
ついで、利用率についても比較例のＢとＣは少ないが、
これも変形や亀裂が原因と思われる。捷た、ニッケル極
活物質合剤中に繊維を混入しておくことは、とくに電極
の寿命の向上に効果があるが、ＢやＣでは電極の変形、
亀裂時に繊維も切断して寿命も短かくなっている。つま
り本発明のとくにＡのように数回ローラー間で加圧する
ことは、高容量、高利用率、長寿命のいずれにも効果が
大きいことがわかる。
これも変形や亀裂が原因と思われる。捷た、ニッケル極
活物質合剤中に繊維を混入しておくことは、とくに電極
の寿命の向上に効果があるが、ＢやＣでは電極の変形、
亀裂時に繊維も切断して寿命も短かくなっている。つま
り本発明のとくにＡのように数回ローラー間で加圧する
ことは、高容量、高利用率、長寿命のいずれにも効果が
大きいことがわかる。
汎用電池では、たとえば実施例に用いだ単２サイズでは
、その公称容量は１．６５Ａｈであり、この程度の容量
を必要とする用途に対しては、加圧にそれほとの注意を
払う必要がなかったが、さらに高容量を目指す場合には
、本発明のようにｉ−以上、好捷しくけ、数回にわけて
順次ローラーで加圧を行なうことが、特性の向上に効果
が大きいことが明がかである。
、その公称容量は１．６５Ａｈであり、この程度の容量
を必要とする用途に対しては、加圧にそれほとの注意を
払う必要がなかったが、さらに高容量を目指す場合には
、本発明のようにｉ−以上、好捷しくけ、数回にわけて
順次ローラーで加圧を行なうことが、特性の向上に効果
が大きいことが明がかである。
発明の効果
以上のように、本発明によれば、高容量で、利用率、寿
命のすぐれたペースト式電極を得ることができる。
命のすぐれたペースト式電極を得ることができる。
Claims (1)
- 活物質を主とするペーストを導電性多孔体に付着させ、
表面を平滑化した後に、少なくとも２回以上ローラー間
を通して加圧することを特徴とする電池用ペースト式電
極の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58041778A JPS59167960A (ja) | 1983-03-14 | 1983-03-14 | 電池用ペ−スト式電極の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58041778A JPS59167960A (ja) | 1983-03-14 | 1983-03-14 | 電池用ペ−スト式電極の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59167960A true JPS59167960A (ja) | 1984-09-21 |
Family
ID=12617825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58041778A Pending JPS59167960A (ja) | 1983-03-14 | 1983-03-14 | 電池用ペ−スト式電極の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59167960A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6433848A (en) * | 1987-07-29 | 1989-02-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Manufacture of hydrogen absorbing electrode |
-
1983
- 1983-03-14 JP JP58041778A patent/JPS59167960A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6433848A (en) * | 1987-07-29 | 1989-02-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Manufacture of hydrogen absorbing electrode |
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