JPS5937658A - 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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- JPS5937658A JPS5937658A JP57147125A JP14712582A JPS5937658A JP S5937658 A JPS5937658 A JP S5937658A JP 57147125 A JP57147125 A JP 57147125A JP 14712582 A JP14712582 A JP 14712582A JP S5937658 A JPS5937658 A JP S5937658A
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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、ペースト式電極、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
に用いるニッケル電極の製造法に関する。
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
アルカリ電池の正極としては、各種のものがあるか、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、かってはポケット
式、最近は焼結式が主流を占めている。ポケット式はよ
く知られているように、大電流放電での分極が大きく、
利用率も低く、また、急充電などの苛酷な条件では寿命
が短くなる欠点を有する。
式、最近は焼結式が主流を占めている。ポケット式はよ
く知られているように、大電流放電での分極が大きく、
利用率も低く、また、急充電などの苛酷な条件では寿命
が短くなる欠点を有する。
これに対して焼結式では、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
、ポケット式にみられるような問題は少なく、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
がはかれている。
質が強固に付着、内蔵された形で充てんされているので
、ポケット式にみられるような問題は少なく、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
がはかれている。
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。
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。
また、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進まない理由としては、次のよ
うな点が挙げられる。
にもかかわらず実用化が進まない理由としては、次のよ
うな点が挙げられる。
（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。したかって導電材を別に加える必
要かあり、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。
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。したかって導電材を別に加える必
要かあり、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。
Ｇ２） 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。
当然あるが、ニッケル極では膨潤が激しく生じる。
主に上記の要因がペースト式ニッケル極の広範囲な実用
化を阻害しているのである。
化を阻害しているのである。
つまり、まず強度をあげてい）のような膨潤、またこれ
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た。結着剤としては、ポリエチレン
、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、フ
ッ素樹脂などや、ポリビニルアルコール、カルボキシメ
チルセルロース、エチルセルロースなどがある。耐電解
液性、耐酸化性の点では勿論前者がすぐれているが、強
度を向上させるために入社に加えれば、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。
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た。結着剤としては、ポリエチレン
、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、フ
ッ素樹脂などや、ポリビニルアルコール、カルボキシメ
チルセルロース、エチルセルロースなどがある。耐電解
液性、耐酸化性の点では勿論前者がすぐれているが、強
度を向上させるために入社に加えれば、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、ポリエチレン、ポリプロピレン
、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。Ｊた、ディスパージョンの場
合にはこれを水酸化ニッケルに加えて混合するとフッ素
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。
、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。Ｊた、ディスパージョンの場
合にはこれを水酸化ニッケルに加えて混合するとフッ素
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。
以上の結着剤の添加やその他の耐電解液性の繊維は、ペ
ースト式あるいは加圧式のニッケル極、いわゆる非焼結
式ニッケル極の特性や寿命をある程度向上させろくとが
できるが、従来の焼結式電極に比べ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。
ースト式あるいは加圧式のニッケル極、いわゆる非焼結
式ニッケル極の特性や寿命をある程度向上させろくとが
できるが、従来の焼結式電極に比べ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。
そこで、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。
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。
これまでは加圧の方法としてローラー間を通すことは最
も普通の手段であったが、単にローラー間を通して加圧
する程度では焼結式電極に近い特性や寿命は得られなか
った。そこで先の提案ではこの加圧を極端にして芯材で
ある孔あき板か伸延するほど加圧する方法を採っている
。
も普通の手段であったが、単にローラー間を通して加圧
する程度では焼結式電極に近い特性や寿命は得られなか
った。そこで先の提案ではこの加圧を極端にして芯材で
ある孔あき板か伸延するほど加圧する方法を採っている
。
この方法により、従来のペースト式ニッケル極の利用率
が、７０〜８ｏ％であったものか、８０〜９０％と同一
充放電条件では約１０％も向上することかわかった。ま
た、寿命についても、比較的緩充電、緩放電のもとでは
、約２倍も向上した。
が、７０〜８ｏ％であったものか、８０〜９０％と同一
充放電条件では約１０％も向上することかわかった。ま
た、寿命についても、比較的緩充電、緩放電のもとでは
、約２倍も向上した。
しかし、容量密度、寿命いずれも不十分である。
すなわち、ローラー間を通して芯材が伸延するほど加圧
することにより利用率や寿命は向上するが、容量密度を
大にしようとすると、伸延がさらに著しくなって芯材の
強度か低下してしまう。また、寿命は向上したが、やは
り充放電後に芯材と活物質の層の剥離が生じる。したが
って苛酷な充放電での寿命には改良の余地を残している
。
することにより利用率や寿命は向上するが、容量密度を
大にしようとすると、伸延がさらに著しくなって芯材の
強度か低下してしまう。また、寿命は向上したが、やは
り充放電後に芯材と活物質の層の剥離が生じる。したが
って苛酷な充放電での寿命には改良の余地を残している
。
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、活物質混合物のペーストを導電性多孔体に塗
着し、スリット間を通してペースト塗着層を平滑化し、
乾燥した後、表面に小さい凹凸を設けたローラー間を通
して導電性多孔体が伸延するまで加圧することを特徴と
する。
着し、スリット間を通してペースト塗着層を平滑化し、
乾燥した後、表面に小さい凹凸を設けたローラー間を通
して導電性多孔体が伸延するまで加圧することを特徴と
する。
ここで導電性多孔体としては、ネットやエクスパンドメ
タルも用いられるか、パンチングメタルが好ましく、そ
の厚さは０．０９〜０．１２ｍｍ程度が好ましく、気孔
率は６０〜６０％程度かよい、また加圧による伸延の割
合は、３〜２０％程度がよい。
タルも用いられるか、パンチングメタルが好ましく、そ
の厚さは０．０９〜０．１２ｍｍ程度が好ましく、気孔
率は６０〜６０％程度かよい、また加圧による伸延の割
合は、３〜２０％程度がよい。
本発明では、凹凸を持つローラーで加圧するのの向上に
効果がある。
効果がある。
実施例の説明
性能比較のための電池として、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。カドミウム負極は以
下のようにして製造したものを用いた。まず、酸化カド
ミウムを主体とするペーストをニッケルメッキした鉄製
のパンチングメタルの両面に塗着し、所定の厚さに設定
されたスリット間を通過させ、乾燥工程を経て、厚さｏ
、”ｒｍｍの極板を得た。その後、苛性カリの１ｏ重量
％水溶液中で部分充電して酸化カドミウムの一部を金属
カドミウムに変化させ、さらに、水洗、乾燥後、加圧し
て厚さ０．６８調にした。
ケルーカドミウム蓄電池を用いた。カドミウム負極は以
下のようにして製造したものを用いた。まず、酸化カド
ミウムを主体とするペーストをニッケルメッキした鉄製
のパンチングメタルの両面に塗着し、所定の厚さに設定
されたスリット間を通過させ、乾燥工程を経て、厚さｏ
、”ｒｍｍの極板を得た。その後、苛性カリの１ｏ重量
％水溶液中で部分充電して酸化カドミウムの一部を金属
カドミウムに変化させ、さらに、水洗、乾燥後、加圧し
て厚さ０．６８調にした。
セパレータにはポリアミドの不織布を用い、電解液には
苛性カリの２５重量％水溶液に少量の水酸化リチウムを
溶解したものを１セル当たり６．５ ＣＣ用いた。
苛性カリの２５重量％水溶液に少量の水酸化リチウムを
溶解したものを１セル当たり６．５ ＣＣ用いた。
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１００ｆｉ’、黒鉛４０ｆ１直径０
．１ｍｍ１長さ３〜５朔のアクリロニトリル−塩化ビニ
ル共重合体繊維２０２、金属コバルト５ｏ７、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０．１咽の
鉄板に穴径２叫、中心間ピッチ３咽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０．１±０．０５ ｍｍにした
。
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１００ｆｉ’、黒鉛４０ｆ１直径０
．１ｍｍ１長さ３〜５朔のアクリロニトリル−塩化ビニ
ル共重合体繊維２０２、金属コバルト５ｏ７、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０．１咽の
鉄板に穴径２叫、中心間ピッチ３咽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０．１±０．０５ ｍｍにした
。
その後酢酸コバルトの２００９／を水溶液中に浸漬し、
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。
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。
これらの極板をまず幅１２０■、長さ６８０咽に裁断し
た。ついで−辺が０．２ｍｍ、高さか０．０８ｍｍの立
方形の凸部を１咽間隔で有する面を持つ径６００陥のロ
ーラー間を通して加圧し、長さ方向へ５％まで伸延した
。電極の厚さは０ 、７ｍ＋ｎであった。この電極をさ
らに重工の大きさに裁断した。
た。ついで−辺が０．２ｍｍ、高さか０．０８ｍｍの立
方形の凸部を１咽間隔で有する面を持つ径６００陥のロ
ーラー間を通して加圧し、長さ方向へ５％まで伸延した
。電極の厚さは０ 、７ｍ＋ｎであった。この電極をさ
らに重工の大きさに裁断した。
この場合は幅３８ｍｍで長さを２２０朝にした。これを
前記のカドミウム極とポリアミド不織布をセパレータと
して組み合わせて電池を構成した。この電池をＡとする
。
前記のカドミウム極とポリアミド不織布をセパレータと
して組み合わせて電池を構成した。この電池をＡとする
。
また、長さ方向へ１０％伸延するまで加圧した。
電極の厚さは０．６６咽であった。この場合はＡよりは
長くして２３０ ｉｎとした。この電池をＢとする。さ
らに１６％伸延するまで加圧した厚さ０．６１朔、長さ
２４０ ｍｍの電極を用いた電池をＣとする。
長くして２３０ ｉｎとした。この電池をＢとする。さ
らに１６％伸延するまで加圧した厚さ０．６１朔、長さ
２４０ ｍｍの電極を用いた電池をＣとする。
同様に１８％伸延するまで加圧した厚さ０．５７ｍｍ、
長さ２６５闇の電極を用いた電池をＤとする。
長さ２６５闇の電極を用いた電池をＤとする。
これら電池Ａ−Ｄと比較のために、平滑な面のローラー
間を通して、電極の厚さをそれぞれＡ〜Ｄと同じになる
ように伸延させた電極を用いた電池をそれぞれＡ −Ｄ
’とした。
間を通して、電極の厚さをそれぞれＡ〜Ｄと同じになる
ように伸延させた電極を用いた電池をそれぞれＡ −Ｄ
’とした。
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６０％までに低下した場合を寿命としたサイクル
寿命を示す。
に０．２０充電、０．５０放電の条件で充放電し、初期
容量の６０％までに低下した場合を寿命としたサイクル
寿命を示す。
この表でより明らかなように、本シ発明の凹凸を設けた
ローラーで加圧した電極は、伸延の度合か“やや少なく
ても充てん容量か増すので、伸延による芯材の強度低下
か少なく、利用率、寿命ともすくれていることかわかる
。
ローラーで加圧した電極は、伸延の度合か“やや少なく
ても充てん容量か増すので、伸延による芯材の強度低下
か少なく、利用率、寿命ともすくれていることかわかる
。
なお、芯材として、エキスバンドメタルやネット乎＝；
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、凹凸を有するローラーで加圧す
るのは有効である。ただ強度ノ点テは、パンチングメタ
ルが峡も大きい。
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、凹凸を有するローラーで加圧す
るのは有効である。ただ強度ノ点テは、パンチングメタ
ルが峡も大きい。
実施例てはニッケル電極について述べたが、本発明は他
のペースト式電極にも適用することかできる。
のペースト式電極にも適用することかできる。
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
命のすぐれたペースト式電極が得られる。
命のすぐれたペースト式電極が得られる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 活物質混合物のペーストを導電性多孔体に塗着する
とともにスリットを通してペースト塗着層を平滑化し、
乾燥する工程と、つぎに 表面に凹凸を有するローラー
により前記多孔体が伸延するまで加圧する工程とを有す
る電池用ペースト式電極の製造法。 ２ 導電性多孔体の伸延割合が、３〜２０ｆｏである特
許請求の範囲第１項記載の電池用ペースト式電極の製造
法。 ３ 導電性多孔体がパンチングメタルである特許請求の
範囲第１項または第２項記載の電池用ペースト式電極の
製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57147125A JPH0693359B2 (ja) | 1982-08-24 | 1982-08-24 | 電池用ペ−スト式電極の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57147125A JPH0693359B2 (ja) | 1982-08-24 | 1982-08-24 | 電池用ペ−スト式電極の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5937658A true JPS5937658A (ja) | 1984-03-01 |
| JPH0693359B2 JPH0693359B2 (ja) | 1994-11-16 |
Family
ID=15423104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57147125A Expired - Lifetime JPH0693359B2 (ja) | 1982-08-24 | 1982-08-24 | 電池用ペ−スト式電極の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0693359B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54152133A (en) * | 1978-05-19 | 1979-11-30 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Method of producing electrode for battery |
| JPS5590067A (en) * | 1978-12-27 | 1980-07-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Molding method for battery electrode |
-
1982
- 1982-08-24 JP JP57147125A patent/JPH0693359B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54152133A (en) * | 1978-05-19 | 1979-11-30 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Method of producing electrode for battery |
| JPS5590067A (en) * | 1978-12-27 | 1980-07-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Molding method for battery electrode |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0693359B2 (ja) | 1994-11-16 |
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