JPS59196565A - 非焼結式電極の製造法 - Google Patents
非焼結式電極の製造法Info
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- JPS59196565A JPS59196565A JP58071663A JP7166383A JPS59196565A JP S59196565 A JPS59196565 A JP S59196565A JP 58071663 A JP58071663 A JP 58071663A JP 7166383 A JP7166383 A JP 7166383A JP S59196565 A JPS59196565 A JP S59196565A
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- Japan
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- 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
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
- H01M4/0402—Methods of deposition of the material
- H01M4/0404—Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
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- H—ELECTRICITY
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- H01M4/04—Processes of manufacture in general
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- 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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- 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、非焼結式電極、特にニッケルーカドミウム蓄
電池、ニッケルー鉄蓄電池、ニッケルー水素電池などに
用いる非焼結式ニッケル電極の製造法に関する。
電池、ニッケルー鉄蓄電池、ニッケルー水素電池などに
用いる非焼結式ニッケル電極の製造法に関する。
従来例の構成とその問題点
７−
アルカリ電池の正極としては、各種のものがあるが、ニ
ッケル電極は、とくにアルカリ水溶液中で安定であり、
充放電の可逆性にも優れていて長寿命が期待できること
、さらには利用率の点でも優れているなどの理由で最も
よく使われている。
ッケル電極は、とくにアルカリ水溶液中で安定であり、
充放電の可逆性にも優れていて長寿命が期待できること
、さらには利用率の点でも優れているなどの理由で最も
よく使われている。
このニッケル極の電極構造としては、焼結式が主流を占
めている。焼結式電極は、微孔を有する焼結体中に活物
質が強固に付着、内蔵された形で充てんされているので
、大電流放電特性、急充電特性、寿命いずれの点でも大
きな改良がはかられている。ところが、焼結体の製造、
活物質の充てんいずれにおいても工程は複雑であって、
ポケット式に比べればかなり高価になる問題がある。
めている。焼結式電極は、微孔を有する焼結体中に活物
質が強固に付着、内蔵された形で充てんされているので
、大電流放電特性、急充電特性、寿命いずれの点でも大
きな改良がはかられている。ところが、焼結体の製造、
活物質の充てんいずれにおいても工程は複雑であって、
ポケット式に比べればかなり高価になる問題がある。
焼結式に代えて孔径、多孔度とも大きいスポンジ状金属
多孔体を活物質支持体として用い、これに活物質を直接
光てんする方法が開発され、少なくとも活物質の充てん
工程の簡易化がはがれている。
多孔体を活物質支持体として用い、これに活物質を直接
光てんする方法が開発され、少なくとも活物質の充てん
工程の簡易化がはがれている。
さらに簡単な方法がいわゆるペースト式であって、芯材
としてネット、孔あき板、エキスバンド３１７−、Ｂ； メタルなどの二次元的な多孔体を用い、これに結着剤を
混合したペースト状の活物質混合物を塗着し、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ことによって製造され
る。この方法は、芯材が極めて安価であり、また活物質
の充てんも容易であるので製法としては理想的である。
としてネット、孔あき板、エキスバンド３１７−、Ｂ； メタルなどの二次元的な多孔体を用い、これに結着剤を
混合したペースト状の活物質混合物を塗着し、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ことによって製造され
る。この方法は、芯材が極めて安価であり、また活物質
の充てんも容易であるので製法としては理想的である。
非焼結式電極としては、このペースト式の他に、型内に
導電性芯材と活物質を主とする混合物を充てんし、これ
を加圧入りする加圧式とがある。
導電性芯材と活物質を主とする混合物を充てんし、これ
を加圧入りする加圧式とがある。
しかし、これら非焼結式ニッケル極は、つぎのような理
由で広くは実用化されていない。
由で広くは実用化されていない。
（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。また、加
えすぎると絶対容量が小さくなってしまう。
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。また、加
えすぎると絶対容量が小さくなってしまう。
（２）充放電の繰り返しによシ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。これを抑
制するために多量の結着剤を加えると電圧、容量ともに
低下してしまう。
あるが、ニッケル極では膨潤が激しく生じる。これを抑
制するために多量の結着剤を加えると電圧、容量ともに
低下してしまう。
本発明者らは、先にペースト式における容易に製造がで
きる長所をその一！、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案した。すなわ
ち、水酸化ニッケルを主としたペースト状の活物質混合
物を孔あき板を芯材としてこれに付着し、成形工程およ
び加圧工程をローラー間に通すことにより行い、その際
に芯材が伸延するまで加圧する方法である。
きる長所をその一！、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案した。すなわ
ち、水酸化ニッケルを主としたペースト状の活物質混合
物を孔あき板を芯材としてこれに付着し、成形工程およ
び加圧工程をローラー間に通すことにより行い、その際
に芯材が伸延するまで加圧する方法である。
また、多孔性の芯材が伸延し過ぎることによる強度の低
下と充てん容量密度の減少を抑制するためにローラー面
に小さい凹凸を設けた方式を提案した。つまり、凹凸を
持つローラーで加圧するので、それほど伸延しなくても
加圧が可能であるとともに、結果的にその凹凸が電極の
活物質層と芯材、芯材の両面の活物質問の密着性を向上
させ、寿命の向上に効果がある。しかし、それでも充て
”ん密度を向上させるために加圧を極端に行
なうと、やはりかなり大きな芯材の伸延が認められ、強
度５ページ が低下したり、電極が変形したりするなどの問題点が残
った。
下と充てん容量密度の減少を抑制するためにローラー面
に小さい凹凸を設けた方式を提案した。つまり、凹凸を
持つローラーで加圧するので、それほど伸延しなくても
加圧が可能であるとともに、結果的にその凹凸が電極の
活物質層と芯材、芯材の両面の活物質問の密着性を向上
させ、寿命の向上に効果がある。しかし、それでも充て
”ん密度を向上させるために加圧を極端に行
なうと、やはりかなり大きな芯材の伸延が認められ、強
度５ページ が低下したり、電極が変形したりするなどの問題点が残
った。
発明の目的
本発明は、利用率とともにさらに容量密度が大きく、苛
酷な充放電での寿命の改良された非焼結式、とくにペー
スト式電極を得る方法を提供することを目的とする。
酷な充放電での寿命の改良された非焼結式、とくにペー
スト式電極を得る方法を提供することを目的とする。
発明の構成
本発明は、活物質混合物を導電性芯材に付着させた後、
まず、電極が出来上った際の面と直角方向に加圧し、そ
の後で電極が出来上った際の面の方向にも力が加わるロ
ーラー加圧、とくに表面に小さい凹凸を設けた面をもつ
回転体を用いてローラー加圧する工程を有することを特
徴とする。すなわち、まず、電極の厚さ方向に加圧する
ことによシ、十分な加圧はできないが、幅方向への伸延
はほとんどない加圧を行ない、ついで加圧の効果は十分
であるが、幅方向への伸延が生ずるローラー加圧を行な
うのである。これによって、伸延を少なくしつつ加圧が
効果的に行なえ、高い充てん６７・ − 密度の非焼結式電極を得ることができる。
まず、電極が出来上った際の面と直角方向に加圧し、そ
の後で電極が出来上った際の面の方向にも力が加わるロ
ーラー加圧、とくに表面に小さい凹凸を設けた面をもつ
回転体を用いてローラー加圧する工程を有することを特
徴とする。すなわち、まず、電極の厚さ方向に加圧する
ことによシ、十分な加圧はできないが、幅方向への伸延
はほとんどない加圧を行ない、ついで加圧の効果は十分
であるが、幅方向への伸延が生ずるローラー加圧を行な
うのである。これによって、伸延を少なくしつつ加圧が
効果的に行なえ、高い充てん６７・ − 密度の非焼結式電極を得ることができる。
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。また、ニッケル極と
しては、ペースト式を例とした。
ケルーカドミウム蓄電池を用いた。また、ニッケル極と
しては、ペースト式を例とした。
ニッケル正極を形成するペーストとしては２００メツシ
ユのふるいを通過する粒度の水酸化ニッケル１ｋｇと、
カーボニルニッケル１０ｏｙ１黒鉛４０７、直径０．１
咽、長さ３〜５ｍ＋ｎのアクリロニトリル−塩化ビニル
共重合体繊維２０ｙ１金属コバルト６ｏｙ１及びカルボ
キシメチルセルロースの３重量％水溶液１ｋｇの混合物
を練合したものを使用した。芯材には厚さ０．Ｉ ＴＩ
ｒＩｎの鉄板に穴径２ｍ。
ユのふるいを通過する粒度の水酸化ニッケル１ｋｇと、
カーボニルニッケル１０ｏｙ１黒鉛４０７、直径０．１
咽、長さ３〜５ｍ＋ｎのアクリロニトリル−塩化ビニル
共重合体繊維２０ｙ１金属コバルト６ｏｙ１及びカルボ
キシメチルセルロースの３重量％水溶液１ｋｇの混合物
を練合したものを使用した。芯材には厚さ０．Ｉ ＴＩ
ｒＩｎの鉄板に穴径２ｍ。
中心間ピッチ３■で開孔したパンチングメタルにニッケ
ルメッキを施したものを使用した。この芯材の両面に上
記ペーストを塗着し、スリット間を通過させ、乾燥後の
厚さを１．４±０．０５ｍｍにした。
ルメッキを施したものを使用した。この芯材の両面に上
記ペーストを塗着し、スリット間を通過させ、乾燥後の
厚さを１．４±０．０５ｍｍにした。
その後酢酸コバルトの２００ ｙｙ＃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７ど−・− り水酸化コバルトを添加した。
、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７ど−・− り水酸化コバルトを添加した。
これらの極板をまず幅１２０ｆｆ１ｍ、長さ６８０ｍｍ
に裁断した。これを通常の加圧方法によって１．２００
１４ ／ ｃａのようなかなり大きな圧力で加圧し、３
ｏ秒そのままにしてから加圧を停止した。これによって
も厚さは０．９ｍＩｎ±０．０５ｆｒａｎであった。し
かし、電極の伸延はほとんど認められない。ついで−辺
が０．２ｍ、高さが０．０８ ｒｕｎの立方形の凸部を
１朝間隔で有する面を持つ径５００ｍｍのローラー間を
通して加圧し、これを４回くり返して長さ方向へ１２％
まで伸延した。電極の厚さは０．６６爺であった。この
電極をさらに単二の大きさに裁断した。この場合は幅３
８喘で長さを２２０順にした。これをカドミウム極とポ
リアミド不織布を七パレータとして組み合わせて電池を
構成した。
に裁断した。これを通常の加圧方法によって１．２００
１４ ／ ｃａのようなかなり大きな圧力で加圧し、３
ｏ秒そのままにしてから加圧を停止した。これによって
も厚さは０．９ｍＩｎ±０．０５ｆｒａｎであった。し
かし、電極の伸延はほとんど認められない。ついで−辺
が０．２ｍ、高さが０．０８ ｒｕｎの立方形の凸部を
１朝間隔で有する面を持つ径５００ｍｍのローラー間を
通して加圧し、これを４回くり返して長さ方向へ１２％
まで伸延した。電極の厚さは０．６６爺であった。この
電極をさらに単二の大きさに裁断した。この場合は幅３
８喘で長さを２２０順にした。これをカドミウム極とポ
リアミド不織布を七パレータとして組み合わせて電池を
構成した。
この電池をＡとする。
この電池Ａに用いたニッケル極の計算光てん容量は、約
４４０ ｍＡ ｈ／ 、であった。なお、ローラー加圧
する前のこの値は３２２ ｍＡｈ／ｃ、である。
４４０ ｍＡ ｈ／ 、であった。なお、ローラー加圧
する前のこの値は３２２ ｍＡｈ／ｃ、である。
比較のために、電極の厚さ方向へのみの加圧を行なった
ニッケル極を用いた電池をＢ、さらにＡと同じ製法で、
ただちにローラー加圧を行なったニッケル極を用いた電
池をＣとする。なお、とのＣの場合は、Ａと同じ厚さに
まで加圧するためにローラー加圧を６回くり返したので
、伸延が１３％であり、したがって充てん容量は４ ｏ
６ ｍＡ ｈ４であった。
ニッケル極を用いた電池をＢ、さらにＡと同じ製法で、
ただちにローラー加圧を行なったニッケル極を用いた電
池をＣとする。なお、とのＣの場合は、Ａと同じ厚さに
まで加圧するためにローラー加圧を６回くり返したので
、伸延が１３％であり、したがって充てん容量は４ ｏ
６ ｍＡ ｈ４であった。
次表に各電池の充てん容量と各放電時での利用率、それ
に０．２０充電、０．５０放電の条件で充放電し、初期
容量の６５％までに低下した場合を寿命としたサイクル
寿命を示す。なお、周囲温度は３０±２°Ｃとしだ。
に０．２０充電、０．５０放電の条件で充放電し、初期
容量の６５％までに低下した場合を寿命としたサイクル
寿命を示す。なお、周囲温度は３０±２°Ｃとしだ。
この表より明らかなように、本発明の通常加圧の後にロ
ーラー加圧、とくに凹凸を設けた回転体９ノ・、−二・ によるローラーを用いた加圧を行なって得られた正極は
、伸延の度合が少なくても充てん容量が増すので、伸延
による芯材の強度低下が少なく、加圧の効果も大きいの
で寿命もすぐれていることがわかる。
ーラー加圧、とくに凹凸を設けた回転体９ノ・、−二・ によるローラーを用いた加圧を行なって得られた正極は
、伸延の度合が少なくても充てん容量が増すので、伸延
による芯材の強度低下が少なく、加圧の効果も大きいの
で寿命もすぐれていることがわかる。
なお、芯材としてエキスバンドメタルやネットも用いら
れる。この場合は、とくにローラー加圧により伸延が顕
著になるので、凹凸を有するロー１ ラーで加圧するの
は有効である。ただ強度の点では、パンチングメタルが
最も大きい。
れる。この場合は、とくにローラー加圧により伸延が顕
著になるので、凹凸を有するロー１ ラーで加圧するの
は有効である。ただ強度の点では、パンチングメタルが
最も大きい。
実施例ではニッケル電極について述べたが、本発明は他
の非焼結式電極にも適用することができる。
の非焼結式電極にも適用することができる。
発明の効果
本発明によれば、容量密度が大きく、活物質利用率、寿
命のすぐれた非焼結式電極が得られる。
命のすぐれた非焼結式電極が得られる。
代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 砥か１名３５
１−
１−
Claims (3)
- （１）活物質を主とする混合物を導電性多孔体に付着さ
せた後、電極の面方向と直角の方向に加圧し、ついで面
方向にも加圧されるローラーによる加圧を行なう工程を
有する非焼結式電極の製造法。 - （２）前記ローラーがその加圧面に凹凸を有する特許請
求の範囲第１項記載の非焼結式電極の製造法。 - （３）導電性多孔体の前記ローラーによる伸延割合が２
〜２０％である特許請求の範囲第１項記載の非焼結式電
極の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58071663A JPS59196565A (ja) | 1983-04-22 | 1983-04-22 | 非焼結式電極の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58071663A JPS59196565A (ja) | 1983-04-22 | 1983-04-22 | 非焼結式電極の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59196565A true JPS59196565A (ja) | 1984-11-07 |
Family
ID=13467064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58071663A Pending JPS59196565A (ja) | 1983-04-22 | 1983-04-22 | 非焼結式電極の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59196565A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02123066U (ja) * | 1989-03-20 | 1990-10-09 |
-
1983
- 1983-04-22 JP JP58071663A patent/JPS59196565A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02123066U (ja) * | 1989-03-20 | 1990-10-09 |
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