JPS6089065A - 電池用電極の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）　産業上の利用分野 本発明は結着剤を用いて活物質をイ象持する電池用電極
の製造方法に関する。

（ロ）従来技術 一般に電池用電極には、カーボニルニッケル粉末會含む
スラリーを導電芯体に塗着し、還元雰囲気下で焼結して
多孔性ニッケル焼結板を作成し、その中に活物質を光填
する焼結式電極、及び活物質に結着剤及び水など會加え
て混練してなるペース）ｆ導電芯体に塗着、加圧成形す
るペースト式電極がよく用いられている。これら電極の
うち焼結式電極は製造工程が複雑で高価であり、また電
極内に焼結ニッケルよりなる導電マトリックスを持つた
めエネルギー密度が小さくなるという欠点を有し、これ
に対してペースト式電極は焼結式電極に比し製造工程が
簡単であり安価に製造できる利点がある。しかしながら
、このペースト式電極は焼結式電極に比し砕械的強厩が
劣り極板より活物質の脱落及び剥離が生じるおそれがあ
り、蓄電池に用いた際には％にサイクル寿命に悪影響を
及ぼす。

以下にペースト式ｉ１惨を用いた蓄電池について説明す
る。ペースト式電極のうち特に活物質の保持力の同上が
強く要求されるものとしてアルカリ亜鉛蓄電池に用いら
れる曲鉛極がある。この負極活物質としての亜鉛は、即
位重量あたシのエネルギー密度が大きく且つ安価である
利点を有する反面、放電時に亜鉛かアルカリ電解液に溶
出して亜鉛酸イオンとなり、光電時にその亜鉛酸イオン
が亜鉛極表面に樹板状或いは海１８杖シ４．電析し、光
放電を繰り返すと電析亜鉛がセパレータを貫通して対極
に接して内部短絡を惹起するためサイクル寿命が短かい
欠点がある。

このサイクル寿命全改善するために各種結着剤の検討力
３なざ力でいる。最も良（用いら引るのはフッ累系の樹
脂であり、例乏は結着剤としてポリテトラフルオロエチ
レンを用いた場合［は、活物質と共に混線さねて繊維状
結合網を形成し、その複雑に互いに絡み合った網の中に
活物質を抱束するため、従来から用いらｊてきたカルボ
キシメチルセルロース或いけポリビニルアルコール等の
結着剤と比較して活物質の抱束力力ｉ＠くサイクル特性
も飛躍的に同上する。

しかしながら、結着剤と活物質を混練して作製さね、る
従来からのペースト式の亜鉛極ではフッ素系樹脂金用い
た場合に、その複雑に絡み合つｆＣ，樹脂の網の間に活
物質が挾持さする様な形態をとるため、前記網と活物質
との間に空間が生じ、樹脂の網に活物質の表面と密に接
して抱束することができす、活物質の保持力は１だ光分
とはいえないため、更に光放電サイクルが進行すると前
記繊維状結合網に抱束された活物質が亜鉛酸イオンとな
り繊維状結合網内より抜は出してし甘う。１凱前記繊維
状結合網は必すしも緊＠な結合が行なわれていないため
活物質が脱落することもある。こうして繊維状結合網に
抱束される活物質が減少して容量低下を引き起こし、よ
り停期にわたるサイクル寿命を得ることにできなかった
。

上述のオｉＡ、に、結着剤の含有率を大きくすることに
よって極板強度を増加はせると共［活物質の溶出及び脱
落全防止することも考えられるが、活物質の充填量が減
少すると共に撥水性が増大するため光放電効率が減少し
十分な効果は得られない。

（ハ）発明の目的 本発明はかかる点に鑑み、結着剤を含有する電池用電極
の機械的強度運びに活物質の保持力を同上させることに
よって、活物質の逸散、脱落を防止し、また蓄電池に用
いた際の電池のサイクル寿館ヲ同上せしめんとするもの
である。

に）発明の構成 本発明による電池用重積の製造方法げ、活物質と結着剤
とを混練、結着した後、その結肴物の細孔に単量体ある
いは低級高分子化合物を含侵し、前記細孔内で単量体あ
るいは低級高分子化合物を重合せしめるものである。

（ホ）　実施例 活物質としての酸化亜鉛８５市量チ及び金属亜鉛１０１
量チと、添加剤と１．ての酸化水８２．５重量％とを混
合し、この混合物にポリテトラフルオロエチレン乳化剤
２．５重量％を加えて混練したのちローラによりシート
状に形成する。このシートを銅等の集電体の両面に王者
して極板とし、この極板に重合開始剤としてベンゾイル
ペルオキシドを溶解したベンゼン溶媒中にスチレンを溶
解させたもの奮スチレンが活物質シート内で１重ｔ％に
なるように真空含浸させ、更に加熱してベンゼンを光分
に除去し亜鉛負極を得た。この亜鉛極を用いて公知の焼
結式ニッケル極と組み合わせてニッケルー亜鉛蓄電池（
Ａ）を作成した。第１図にこの蓄電池の断面図を示す。

この内面に於いて、（１）は亜鉛極、１２＋Ｕニツケル
極、（３）はセパレータ、（４；は保液層、（５）は両
槽、（６）は両槽蓋、（７）、（８）は正、負極端子で
ある。

比較のため前記極板にスチレンヲ真空含浸ζせずにその
普１押鉛極として用い、その他は蓄電池（Ａｌと同一の
ニッケルー亜鉛蓄電池（Ｂ）？作成した。

第２図にこねら蓄電池のサイクル特性比較図であり、図
中（Ａ）及び（Ｂｌ　ｒｉ同一符号を付した蓄電池のサ
イクル特性である。サイクル条件は１５０１１１Ａで５
時間光電した後１５０１ｎＡで放電し、電池電圧が１．
２■に達する時点で放電を停止するものである。

第６因は２００サイクル経過後の蓄電池（Ａｌ及び（Ｂ
）の亜鉛極の状態を示す（８）面であり、肉中仏）及び
（Ｂｌは同一符号を付した蓄電池の亜鉛極を示し、また
（９）は活物質残存部、（１０１に集電体であり、活物
質が逸散、脱落した部分には結着剤が膜状に残存してい
る。

第２図及び第６因より蓄電池（Ａｌは蓄電池（Ｂｌに比
しサイクル寿命が優れ、亜鉛活物質の抱束力が同上して
活物質の逸散、脱落が減少していることがわかる。これ
は蓄電池（Ａ）の亜鉛極がホリテトラフルオロエチレン
による結合網と亜鉛活物質とからなる結着物の細孔にス
チレンを含浸重合させて作成さねているため、結合網を
強固にして亜鉛活物質の溶出、逸散を抑制すると共に結
合網と亜鉛活物質との結合をよりｙ密にして亜鉛活物質
の脱落をも抑制したからと考えら：１１、こわによって
サイクル寿命が同上したものと考えられる。

上述の実施例に於いてはスチレンのようなビニル系単量
体を使用したか、重合あるいは共重合が可能なものであ
わば使用できる。例λげスチレンの他にビニル系のもの
として、アクリロニトリル、アクリル酸、アクリル酸塩
類（ナトリウム、カリウム、カルシウム等）、メタクリ
ル酸、メタクリル酸塩類、塩化ビニル、酢酸ビニル、ア
クリルアミド等が挙げられ、又ジエン系ではブタジェン
、イソプレン等が挙げられる。

低級高分子化合物としては平均分子量か１０００程度以
下のものが使用できる。例えばポリエチレン、ポリプロ
ピレン等のポリオレフィン系、ポリスチレン、ポリ塩化
ビニリデン、ポリ酢酸ビニル等のビニル系、ポリテトラ
フルオロエチレン、ポリトリフルオルクロエチレン等の
フッ素系、ポリアクリロニトリル、ポリアクリルアミド
、ポリアクリル酸及びそのエステル類、ポリメタクリル
酸及ヒそのエステル類等のアクリル系が挙げらする。

こねら低級高分子化合物は適当な溶媒を使用することに
エリ亜鉛活物質の細孔に含浸きね、より高級な高分子化
合物へと重合あるいは２種以上のものを共重合させて用
いられる。

尚、前記単量体捷たは低級高分子化合物の亜鉛極に於け
る含有量Ｆ１１０重量％會越えると活物質の充填量が減
少して光分な谷會が得らｔず、捷た電解液の浸透性が悪
くなり極板の利用率が減少し、前記含有量が０．５重ｉ
％以下となると結着剤としての効果を光分に果たすこと
ができない。したがって、前記単量体またに低級高分子
化合物の亜鉛極に於ける官有量は０．５乃至１０重量％
、好ましくは０．５乃至５重量％でより良好な効果が得
られる。

また活物質と共に混練、結着する結着剤として実施例で
はポリテトラフルオロエチレンのようなフッ素系の樹脂
を用いたが、亜鉛活物質を結着でき月つ両地性能に悪影
響を与えないものであればよく、亜鉛極に於ける含有量
は０．５〜１０重量係重量当である。

（へ）　発明の効果 本発明による電池用電接の製造方法は活物質と結着剤と
を混練、結着した後、その結着物の細孔に単量体あるい
は低級高分子化合物を含浸し、前記細孔内で単量体ある
いは低級高分子化合物を重合せしめるものであるから、
結着剤の結合網が強固となり、また結合網と亜鉛活物質
との結合が緊密となるため、活物質の溶出、逸散及び脱
落が抑制されサイクル寿命が同上する。

【図面の簡単な説明】

第１因に本発明の一実施例に於けるニッケルー亜鉛蓄電
池の断面図、第２図はサイクル特性比較図、第３因は２
００サイクル経過後の亜鉛極の状態図である。 （１）・・・ｔｊｌｍ、１２１・・・ニッケル極、１３
＋・・・セパレータ、（４）・・・保液層、（５）・・
・電槽、（６）・・・電槽着、（７）、（８）・・・正
負極端子、１９）・・・活物質残存部、［１０１・・・
集電体。 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）活物質と結着剤とを混練、結着した後、その結青
   物の細孔に単量体あるいは低級高分子化合物を含浸し、
   ｍ紀細孔内で単量体あるいは低級高分子化合物を重合せ
   しめることを特許とする電池用電極の製造方法。