JPS63148558A - 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 本発明は多孔性焼結基板に活物質を保持した電池用電極
の製造方法に係り、更に詳しくは活物質保持体となる多
孔性焼結基板の製造方法に関するものである。

（ロ）従来の技術 電池用電極１例えばアルカリ蓄電池に用いられるニッケ
ル電極やカドミウム電極は、従来から一般に焼結式製法
と呼ばれる製法によって作製されている。この焼結式製
法はニッケル粉末に糊料金加えたスラリーをパンチング
メタルなどの導電芯体に塗着、乾燥した後７００〜１２
００℃の温度で焼結することによυ、導電芯体の表面に
ニッケル粉末焼結体からなる多孔体を形成した多孔性焼
結基板を得、この焼結基板の細孔中に化学含浸法等によ
って活物質を充填するものである。こうして作製された
焼結式電極は芯体表面に活物質を塗着、乾燥させて作製
した所謂ペースト式電極に比べて放電性能及び長期サイ
クル特性など多くの面で優れている。

しかしながら、この種の焼結式製法において改良の余地
がないというわけではない。つマリ、近年、電池の高エ
ネルギー密度化に向けて様々なる要望があり、特に電極
芯体においては■集電性能の向上、■機械的強度の向上
が求められている。

これらの解決策として特公昭６０−４２５８６号公報に
記載されたように、導電芯体にカーボニルニッケル粉末
と有機結着剤水溶液と金属繊維とを混和したスラリーを
塗布充填した後、乾燥、焼結する焼結基板の製法が開示
されている。この製法によれば、電極芯体の機械的強度
並びに集電性能の向上が計れる。しかしながら、この製
法においても問題点が無いというわけではない。

つまシこの製法に用いる金属繊維は、一般的に金属塊に
切削刃を当接して金属短繊維を削り出すというヒビリ切
削方式により得られているが、ニッケル粉末に対して数
倍、コストの高いものであり、完成電極芯体が高価なも
のとなってしまう。

また更に、金属繊維をスラリー中に混入、焼結させた焼
結基板は、添加せる金属繊維が基板表面に突出し、いわ
ゆる毛ばだち状態となり、活物質を充填した後セパレー
タを介して渦巻電極体を構成し九時、この突出した金属
繊維がセパレータを貫通して対極と短絡してしまうとい
つ問題点があり九。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 本発明は前記問題点に鑑みなされたものであって、金属
繊維のいわゆる毛ばだちによる短絡を防止すると共に、
機械的強度及び生産性に優れた電池用電極の製造方法を
提供しようとするものである。

に）問題点を解決するための手段 本発明の電池用電極の製造方法は、酸化ニッケル粉末と
有機結着剤とを混練した後繊維状に形成し乾燥したもの
と、カーボニルニッケル粉末と。

有機結着剤とを混合して得た高粘性混練物を導電芯体に
塗着、乾燥後、還元雰囲気中で焼結するこを とにより得た焼結基板に、活物質を充填すること４要旨
とするものである。また、高粘性混線物中に造孔剤を添
加することにより多孔度を向上させることが可能となる
。

（ホ）作　　用 酸化ニッケル粉末と有機結着剤とを混練した後押し出し
成形により繊偉状とし乾燥したものを還元雰囲気中で焼
結すると、酸化ニッケルが還元され金属ニッケルとなシ
、更にこの金属ニッケルが焼結されることによって繊維
状の金属ニッケルが出現する。したがって、ニッケル繊
維を焼結基板中に含有させた時と同様に、集電性能及び
機械的強贋の向上が計れる。ま逅更に、高粘性混練物を
導電芯体に塗着した時には、まだ金属繊維が出現してお
らず、導電芯体に高粘性混練物を塗着した表面を平滑に
成形することが容易となり、焼結基板を構成した時の金
属繊維のいわゆる毛ばだちを抑制することが可能となる
。

（へ）実施例 〔実施例〕 粒径的５／１ｍの酸化ニッケル粉末を有機結着剤である
カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）と混練し粘度約
８００万ｃｐｓの混練物を得、該混練物を口径１５／ｊ
Ｆｆｆのシリンダーより押し出し繊維状とし、これを乾
燥する。次にカーボニルニッケルパウダー１００重量部
と、有機結着剤であるカルボキシメチルセルロース５重
量部と、造孔剤である有機中空球体１０重量部と、前述
せる繊維状酸化ニッケル乾燥物２０重量部とを加えてＶ
プレンダーで乾式混合する。この混合物に水９０重量部
を添加し、ニーダ−で５分間混線し５０万ｃｐｓ０高粘
性混練物を得る。この高粘性混練物をパンチングメタル
板よりなる導電芯体にオーガ成形機により押し出して塗
着し、乾燥後還元雰囲気中８５０℃で１０分間焼結する
。この焼結基板を硝酸ニッケルに浸漬した後、アルカリ
逃場を行う工程を６回操り返すという化学含浸法により
水酸化ニッケル活物質を充填し１本発明による電極を得
、本発明電極Ａとした。

〔比較例１〕 前記実施例において繊維状酸化ニッケル乾燥物２０重量
部に代えて直径約２０声ｍ長さ５關のニッケル繊維を２
０重量部添加する以外は、実施　　　　−例と同様にし
て得た焼結基板を用いて、前述同様の比較電極Ｂを得た
。

〔比較例２〕 前記実施例において繊維状酸化ニッケル乾燥体を添加し
ない以外は、実施例と同様にして比較電極Ｃを得た。

これらの電極Ａ％Ｂ、Ｃを用いて充電電流０．１８８０
で１６時間充電後、Ｖ３Ｃの電流で放電し放電終止電圧
をニッケル板に対して−０，８ｖとするサイクル条件に
てサイクルテストを行った。

この結果を第１図に示す。第１図より本発明による電極
Ａは、ニッケル繊維を添加した電極Ｂと同程度の強度を
有することが理解される。また電極人に用いた焼結基板
の表面はなめらかで、金属繊維の毛ばだちもみられなか
った。したがって電極Ａを用いて渦巻電極体を構成し１
円筒型密閉式電池を組み立てても何ら問題のないもので
あった。

しかしながら、金属繊維を添加せる電極Ｂに用いた焼結
基板の表面は、金属繊維による毛ばだちが観察され、前
述同様の電池を組み立てた場合、サンプル１００細巾６
個程度金属繊維による垣絡が発生した。

次に、繊維状酸化ニッケル乾燥物の添加量を種々変化さ
せたときの、活物質充填後における電極からの焼結され
たニッケル及び活物質の脱落率を検討した。尚、脱落率
は次式によって算出したものである。

この結果を第２図に示す。第２図よシ、添加量としては
、カーボニルニッケル粉末に対し５重量％以上とするこ
とが極板強度の点から好ましいと言える。

ここで本発明法においてきわめて優れた極板強度が得ら
れる理由の１つとして、用いる酸化ニッケル粉末粒子が
カーボニルニッケル粉末粒子よりもきわめて細かいため
、細かい酸化ニッケルの部分が高密度化されるので、繊
維状として生成し焼結されるのである。尚、酸化ニッケ
ル粒子がカーボニルニッケル粒子よりも大である場合１
本発明による効果は得られなくなる。

（ト）発明の効果 本発明法によれば、金属繊維を添加した時にみられる毛
はたちによる電池円内部短絡を抑制すると共に１機械的
強度の優れた電極を提供しつる。

又、金属繊維を作成するという工程を焼結時に一体化で
きるので、きわめて生産性に優れたものであり、その工
業的価値はきわめて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、電極のサイクル特性比較図であり、第２図は
繊維状酸化ニッケル乾燥物の添加量と脱落率との関係を
示す図である。 Ａ・・・本発明電極、Ｂ、Ｃ・・・比較電極。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）酸化ニッケル粉末と有機結着剤とを混練した後繊
   維状に形成し乾燥したものと、カーボニルニッケル粉末
   と、有機結着剤とを混合して得た高粘性混練物を導電芯
   体に塗着、乾燥後、還元雰囲気中で焼結することにより
   得た焼結基板に、活物質を充填することを特徴とする電
   池用電極の製造方法。
2. （２）前記高粘性混練物中に造孔剤を添加することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の電池用電極の製造
   方法。
3. （３）前記酸化ニッケル粉末の粒子径が、前記カーボニ
   ルニッケル粉末の粒子径よりも小であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の電池用電極の製造方法。