JPS5931832B2 - 活物質の充填装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 、、本発一は、埠碑的に連なつた三〆元的構造牽有する
スポンジ状金属多孔体を電極基体とし、これにペースト
状にした活物質を充填して電極を得るための活物質充填
装置に関する。

従来、アルカリ蓄電池用電極の製造法は種々あるが、特
に小形、高容量のニッケル−カドミウム電池に採用され
ている電極は、三ツケル粉末の焼結多孔体に活物質の塩
溶液を含浸し、これを電解、加熱分解、化学処理などに
より活物質に転化する方法が代表的なもので、現在主流
となつている。

しかし、この方法は、含浸、転化の工程を数回から１０
回以上繰り返さないと活物質の充填密度が上がらず、製
造コストにおいて難点があつた。また、スクリーン・孔
あき板などの導電性多孔体を支持体として、これに結着
剤を含むペースト状の活物質を塗着する方法もあるが、
支持体が二次元的な構造であるため、活物質の保持力及
び電気的な接触が劣り、寿命、電圧特性いずれにおいて
も上記の焼結体を用いるものには及ばない。以上のよう
な従来例に代わるものとして、連続的に連なつた三次元
的構造を有するスポンジ状金属多孔体（以下発泡メタル
という）を電極基体とし、これにペースト状の活物質を
充填する方法が提案された。発泡メタルは、多孔度を９
０％以上としてもその孔径を活物質の粒径より大きくす
ることが容易であるので、焼結体のように、活物質の塩
を含浸し、活物質に転化するという煩雑な操作を要する
ことなく、活物質を粉末の状態で直接充填することがで
きる。また、三次元的構造を有するので、寿命、電圧特
性とも焼結体を用いる電極と同等の特性を期待すること
ができ、しかも活物質充填後圧縮する操作を加えれば、
充填密度はより向上することが可能である。しかし、こ
の発泡メタルヘペースト状活物質を充填ｂ驍は、孔あき
板のような二次元的な支持体へ塗着したり、鉛蓄電池に
採用されている電極格子へペーストを練塗する方法をそ
のまま適用することができない。

すなわち、発泡メタルは高多孔度を有するので、機械的
強度が弱く、特に圧縮力に弱いので、従来のペースト充
填法のように発泡メタルを圧縮する方向に力を加える方
法では活物質を発泡メタル内の空間部へ効率的に充填す
るのは困難である。従つて、本発明の目的は、発泡メタ
ルを圧縮することなく、効率的にペースト状活物質を充
填する装置を提供することである。

本発明の他の目的は、長尺帯状の発泡メタルを移動させ
る過程で活物質を充填し、電極を連続的に製造すること
のできる活物質充填装置を提供することである。本発明
の装置は、ペースト状の活物質を収容し、この活物質を
撹拌する攪拌装置を内蔵した活物質充填容器と、この容
器内の活物質の土方部に浸漬されて活物質を通過させる
空間部を有する支持体と、帯状の発泡メタルを前記支持
体土を移動させる搬送装置と、支持体上の発泡メタル上
を発泡メタルと平行に摺動する充填治具とを備えること
を特徴とする。本発明によれば、支持体に支持されて常
に一定位置にある発泡メタルに対して充填治具はこれと
平行に摺動するので、充填治具は発泡メタルを直接圧縮
するような働きをすることはなく、発泡メタルが圧縮さ
れて活物質の充填効率が阻害されることはない。

また、撹拌装置により常に一定の性状に調整されて発泡
メタル上面に供給されるペースト状活物質は、発泡メタ
ル上を摺動する充填治具により発泡メタルの空間内に摺
り込まれ、しかも発泡メタルを支える支持体は活物質を
通過させる空間部を有するので、発泡メタル上面部から
次次と充填される活物質が発泡メタルの下面部まで押し
込まれることになり、活物質を発泡メタルの空間部へ均
一に充填することができる。なお、支持体は発泡メタル
の移動を案内し、そのわん曲を防止し、充填治具が局部
的に発泡メタルを加圧するのを防止する役目をする。

従つて、これがないと、発泡メタルが波状にわん曲し、
亀裂を生じたり破断したりして活物質の充填密度が上が
らない。以下、本発明を実施例により説明する。

第１図はニツケル製発泡メタルに、水酸化ニツケルを主
とするペースト状の活物質混合物を充填する装置を示す
。

１は市販の水酸化ニツケル粉末に導電材料のニツケル粉
末を約２０％加え、さらに適量の水と力）ルボキシメチ
ルセルロースの水溶液を加えて撹拌したペースト状の活
物質である。

２はこの活物質１を収容した活物質充填容器２で、活物
質を攪拌する撹拌機３とこれを駆動するモータ４を有す
る。

５は帯状の発泡メタル５で、駆動ロール６の動作により
、容器２内へ導入される。

７は柔軟性のゴム板よりなる充填治具で、駆動装置８に
より往復運動して発泡メタル５上を摺動する。

９は活物質の通過する空間部９′を有する支持体で、第
２図ａのようにその幅は発泡メタルの幅より大きくして
あり、発泡メタルの移動を案内し、わん曲を防止するも
のである。

容器２内の活物質１は攪拌機３により撹拌されて一定性
状のペーストに調整されるとともに、支持体９の空間部
９′を通して発泡メタル５の側面から上面へ供給され、
充填治具７により発泡メタルの空間部へすり込まれる。

また発泡メタル５の上面部より充填された活物質の一部
は発泡メタル５の下面部から支持体９の空間部９′を通
して容器内の活物質と混合される。第２〜３図は空間部
９′を有する支持体９の例を示したもので、上例では第
２図ａに示す構造のものを採用したが、第２図ｂ−ｄに
示すような格子状支持体９ａや多孔状支持体９ｂを採用
してもよい。

第３図に示す支持体９ｃは凹凸を有するもので、凹部に
空間部９″を有し、活物質の移動を容易に行わせる構造
としている。そしてこの空間部９″の一方または両方か
ら矢印Ａ，Ｂで示すようにペースト状活物質の移動が起
きる。この場合、当然レール状の構造も容易に考えられ
るが、要するに、支持体は発泡メタル５の下方に活物質
を通過させる空間部を有する支持体であればいかなる構
造のものでも良い。ただし第２図ａに示すように、支持
体９の幅ａは発泡メタル５の幅ｂと等しいか、それより
大きいことが好ましい。支持体９の幅が小さいと、支持
体のない部分の発泡メタルが充填治具により加圧されて
、わん曲や亀裂を生じるおそれがある。また支持体９の
空間部がペースト状活物質によつてすべて塞がつてしま
うと、発泡メタルの上面部の活物質が発泡メタルを通つ
て下方に移動できなくなり、その結果活物質の循環移動
が行われないため充填密度は低下する。したがつてペー
スト状活物質の循環、供給をよくするためには支持体の
孔径と、多孔度は重要であり、孔径は数Ｍｕ以上、多孔
度は３０％以上が好ましい。第１図に示す実施例での製
造条件として、発泡メタル５に幅１０ｃ１ｒＬ１長さ２
０ｍ１厚さ２．５ｍ１１．、多孔度９８％のものを用い
、その移動速度を０．５ｍ１Ｌ／秒とし、容器２の内容
積を約３０１１ペースト状活物質は含水率が約３５重量
％のもの約５０ｋｇを使用した。この条件での活物質充
填量は発泡メタルの単位表面積当り０．３９／Ｃ７ｌで
あつた。なお、支持体９を用いないで、直接ペースト状
活物質の中に発泡メタルを移動させ、充填治具で同様に
往復運動させながら、活物質を充填させるようにした場
合は、支持体がないために帯状の発泡メタルが波状にわ
ん曲し、亀裂が生じて破断し、必要な活物質量を充填す
ることができなかつた。また活物質が充填された部分を
見ても、充填量は０．１〜０．１５９／ｃ！１１しかな
く、非常に少ないものであつた。以上のように、本発明
によれば、発泡メタルを局部的に圧縮したり破断を生じ
させることなく、高密度に活物質を充填することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すニツケル極の活物質充
填装置の概略図、第２図Ａ，ｂ，ｃ，ｄは支持体の例を
示す平面図、第３図Ａ，ｂは支持体の別の例を示したも
ので、ａは縦断面図、ｂは横断面図である。 １・・・・・・ペースト状活物質、２・・・・・・活物
質充填容器、３・・・・・・撹拌機、５・・・・・・発
泡メタル、６・・・・・・駆動ロール、７・Ｓ・・・・
充填治具、９・・・・・・支持体、９′９″・・・・・
・空間部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ペースト状の活物質を収容するとともに前記活物質
   を攪拌する攪拌装置を内蔵した活物質充填容器と、前記
   容器内の活物質の上方部に浸漬されて活物質を通過させ
   る空間部を有する支持体と、連続的に連なつた三次元的
   構造を有する帯状のスポンジ状金属多孔体を前記支持体
   上を移動させる搬送装置と、前記支持体上の多孔体上面
   を摺動しペースト状活物質を多孔体の空間部へ加圧充填
   する充填治具とを備えた活物質の充填装置。