KR19990000578A - Manufacturing method of negative electrode for nickel hydride battery using new binder - Google Patents

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한경호
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손욱
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Abstract

니켈수소전지의 음극 제조시에 하기의 화학식 1로 나타내어지는 에틸실리케이트를 결착제로 사용하는데, 상기 에틸실리케이트는 음극 활물질 슬러리의 구성요소로 혼합되어 사용되거나 단독으로 음극판 표면에 코팅함으로써 사용된다.Ethyl silicate represented by the following formula (1) is used as a binder in the preparation of a negative electrode of a nickel-metal hydride battery, and the ethyl silicate is used as a component of the negative electrode active material slurry, or is used by coating the surface alone.

[화학식 1][Formula 1]

상기 식에서 n은 1∼8의 정수이다.N is an integer of 1-8.

Description

새로운 결착제를 사용한 니켈수소전지용 음극의 제조방법Manufacturing method of negative electrode for nickel hydride battery using new binder

[산업상 이용분야][Industrial use]

본 발명은 음극의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 알카리 2차 전지의 한 종류로 각종 기기의 동력원으로 사용되는 니켈수소전지의 음극의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a negative electrode, and more particularly, to a method for manufacturing a negative electrode of a nickel-metal hydride battery which is a kind of alkaline secondary battery used as a power source of various devices.

[종래 기술][Prior art]

카메라, 캠코더, 휴대용 CD 플레이어, 휴대용 라디오/녹음재생기, 노트북, 컴퓨터, 무선 호출기 또는 휴대용 전화기 등의 각종 휴대용 전자 기기의 보급이 활발해지면서 이들의 작동에 사용되는 전지를 고용량화 및 장수명화하는 기술이 필요하게 되었으며, 특히 경제적인 측면에서 전지의 제조원가를 절감하는 기술에 주력하고 있다.As the popularity of various portable electronic devices such as cameras, camcorders, portable CD players, portable radio / recorders, laptops, computers, pagers or portable telephones is increasing, there is a need for high capacity and long life batteries. In particular, in terms of economics, the focus is on technologies for reducing the manufacturing cost of batteries.

일반적으로 전지라고 하는 것은 적당한 물질간의 접촉 전위 차이를 이용하여 화학적 에너지를 전기적 에너지로 변환시키는 것으로서, 그 종류는 매우 다양하다. 전지를 기술적으로 분류하면, 망간 전지, 알칼리 전지, 수은 전지, 산화은 전지 등과 같이 화학에너지를 전기에너지로 변환시키는 방전만이 행하여지며 일회용으로 사용되는 1차 전지, 납축전지, 금속수소화물을 양극 활물질로 하는 저압형의 Ni/MH전지, 밀폐형 니켈카드뮴 전지, 니켈수소 전지, 리튬금속전지, 리튬이온전지, 리튬폴리머 전지와 같은 리튬군 전지 등과 같이 방전과 충전을 반복하여 재충전하여 사용할 수 있는 2차 전지, 탄화 수소류의 연소 열을 그대로 전기에너지로 변환시키는 연료 전지 그리고 빛에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양전지로 분류할 수 있다. 1차 전지는 용량이 적고, 수명이 짧으며 재활용이 안되어 환경오염을 일으키는 문제점이 있는데 반하여, 2차 전지는 재충전하여 사용할 수 있어서 수명이 길며 평균 전압도 1차 전지보다 매우 높아 성능과 효율성 측면에서 우수하며 폐기물의 발생도 적어 환경보호 측면에서도 우수한 장점을 가지고 있다.Generally, a battery converts chemical energy into electrical energy by using a difference of contact potentials between suitable materials. When the batteries are technically classified, only a discharge for converting chemical energy into electrical energy such as a manganese battery, an alkaline battery, a mercury battery, and a silver oxide battery is performed. Secondary battery that can be repeatedly discharged and recharged such as low pressure type Ni / MH battery, sealed nickel cadmium battery, nickel hydrogen battery, lithium metal battery, lithium ion battery, lithium polymer battery such as lithium polymer battery, etc. It can be classified into a battery, a fuel cell that converts combustion heat of hydrocarbons into electrical energy as it is, and a solar cell that converts light energy into electrical energy. Primary batteries have a small capacity, short lifespan, and cannot be recycled to cause environmental pollution. On the other hand, secondary batteries can be recharged and used for a long time, and the average voltage is much higher than that of primary batteries. It has excellent advantages in terms of environmental protection as it generates less waste.

또 다른 분류로서 전해액의 구성에 따라 알칼리 전지, 고체 전해질 전지 및 비수용액 전지 등으로 분류할 수 있으며, 전지의 외관에 따라, 원통형 전지, 단추형 전지, 코인형 전지로 구분할 수 있다.As another classification, it may be classified into an alkaline battery, a solid electrolyte battery, a non-aqueous battery, and the like according to the composition of the electrolyte, and may be classified into a cylindrical battery, a button battery, and a coin battery according to the appearance of the battery.

여기에서 원통형(Jelly-Roll type) 전지는 양극 및 음극 그리고 극간의 단락을 방지하기 위한 세퍼레이터, 전해질 그리고 양극 단자 및 음극 단자로 이루어져 전류를 방출하는 전지이다.Here, the cylindrical (Jelly-Roll type) battery is a battery that emits a current consisting of a positive electrode and a negative electrode, and a separator, an electrolyte, and a positive terminal and a negative terminal to prevent a short circuit between the poles.

원통형 전지의 구조를 니켈 수소 전지를 예로 들어 상세하게 설명한다. 원통형 니켈 수소 전지는 Ni(OH)2를 양극 활물질을 도포한 양극판과 LaNi5, MmNi5, Ti-Fe 또는 Ti-Ni 합금 등을 주성분으로 하는 음극 활물질을 도포한 수소 저장 합금인 음극판, 그리고 상기의 양극판과 음극판의 단락을 방지하기 위한 부직포 또는 셀로판테이프로 등으로 이루어진 세퍼레이터와 이들의 단자로서 양극 단자인 캡과 음극 단자이면서 수납 장치 역할을 하는 케이스를 포함하고 있으며, 이외에도 안전변, 봉구판, 절연링 및 절연판으로 구성되어 있다.The structure of a cylindrical battery is demonstrated in detail taking an nickel hydrogen battery as an example. Cylindrical nickel-metal hydride battery is a positive electrode plate coated with a positive electrode active material Ni (OH) 2 and a negative electrode plate is a hydrogen storage alloy coated with a negative electrode active material mainly composed of LaNi 5 , MmNi 5 , Ti-Fe or Ti-Ni alloy, and the The separator consists of a nonwoven fabric or cellophane tape to prevent short circuits between the positive and negative plates of the anode, and the terminals thereof include a cap, a cathode terminal, and a case serving as a storage device, as well as a safety valve, sealing plate, and insulation. It consists of a ring and an insulating plate.

이와 같은 원통형 니켈 수소 전지의 제조방법은 다음과 같다.The manufacturing method of such a cylindrical nickel-metal hydride battery is as follows.

먼저 양극 활물질 슬러리를 금속지지체 상에 도포, 건조 그리고 압연하여 양극판을 제조하고, 음극 활물질 슬러리를 금속지지체 상에 도포, 건조 그리고 압연하여 음극판을 제조한 후, 상기 양극판 및 음극판 사이에 세퍼레이터를 개재하여 권취하고, 상기 권취 상태로 조립된 극판과 세퍼레이터 조립체를 캔 내부에 삽입한 후, 전해액을 주입하고 상측 개구부에 캡 어셈블리를 장착하는 공정을 거쳐 제조한다.First, the positive electrode active material slurry is coated, dried, and rolled on a metal support to prepare a positive electrode plate, and the negative electrode active material slurry is coated, dried, and rolled onto a metal support to prepare a negative electrode plate, and then a separator is interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate. After winding, the electrode plate and the separator assembly assembled in the wound state are inserted into the can, and the electrolyte is injected and manufactured by attaching the cap assembly to the upper opening.

종래의 음극을 제조할 때에 사용한 결착제로는 폴리비닐알콜, 카복실메틸셀룰로즈 등의 이온투과성 수지와 폴리에틸렌, 불소수지 등이 있다. 이러한 결착제는 소량으로 사용하였을 때는 전지의 충방전이 반복되면서 수소저장 합금전극의 팽창에 의하여 미분화됨으로써 성능열화가 발생하며 다량으로 사용하였을 때는 장기간의 사용중에는 안정성이 향상되지만 전지반응을 저해하여 성능이 저하된다.As a binder used when manufacturing the conventional negative electrode, ion permeable resins, such as polyvinyl alcohol and carboxymethyl cellulose, polyethylene, a fluororesin, etc. are mentioned. When the binder is used in a small amount, the charge and discharge of the battery is repeated and micronized by expansion of the hydrogen storage alloy electrode, resulting in deterioration of performance. When used in a large amount, the stability is improved during long-term use, but the battery reaction is inhibited. Is lowered.

수소저장합금전극의 열화메카니즘을 자세히 살펴보면, 수소저장합금은 충전에 의해 합금 내에 수소를 흡장하고 방전에 의해 합금중의 수소를 방출한다. 이런 흡장과 방출에 의해 통상적으로 합금의 체적 변화가 발생한다. 즉, 수소를 흡장할 경우에는 본래 체적 대비 10∼20% 정도의 체적팽창이 일어나고 방출시에는 원상태로 돌아가는 현상이 반복된다. 이러한 결과로써 합금에 균열이 일어나고 계속적으로 수소흡장 및 방출이 진행되면 결국 합금이 미세한 분말로 미분화된다.Looking at the deterioration mechanism of the hydrogen storage alloy electrode, the hydrogen storage alloy occludes hydrogen in the alloy by charging and releases hydrogen in the alloy by discharging. Such occlusion and release typically results in a change in volume of the alloy. That is, when occluding hydrogen, volume expansion of about 10 to 20% of the original volume occurs, and upon release, the phenomenon of returning to the original state is repeated. As a result, cracking of the alloy and continuous hydrogen occlusion and release proceed, resulting in the fine grinding of the alloy into fine powder.

이와 같이 지금까지의 결착제는 결착력이 약하여 전극의 열화를 해결할 수 없다.Thus, the binder until now has a weak binding force and cannot solve deterioration of an electrode.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 결착력이 약하여 기본적으로 전극의 열화를 막기 곤란하며 다량투입시 전지성능을 저해하는 종래의 결착제의 결점을 제거하고 소량을 투입하고도 강력한 결착력을 가짐으로써 장수명전지를 제조할 수 있는 새로운 물성을 갖는 결착제를 제공하기 위한 것이다.The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, it is difficult to prevent the deterioration of the electrode basically due to the weak binding force and eliminate the defects of the conventional binder that inhibits the battery performance when a large amount of input and put a small amount It is also to provide a binder having new physical properties capable of producing a long life battery by having a strong binding force.

본 발명은 상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 하기와 같은 구성을 갖는다.The present invention has the following configuration to achieve the above object of the present invention.

본 발명은 하기의 화학식 1로 나타내어지는 에틸실리케이트를 포함하는 니켈수소전지용 결착제를 제공한다.The present invention provides a binder for nickel-metal hydride batteries containing ethyl silicate represented by the following formula (1).

[화학식 1][Formula 1]

상기 식에서 n은 1∼8의 정수이다.N is an integer of 1-8.

또한 본 발명은 수소저장합금과 도전제와 증점제와 에틸실리케이트를 포함하는 니켈수소전지 음극용 활물질 슬러리를 제공한다.The present invention also provides an active material slurry for nickel hydrogen battery negative electrode comprising a hydrogen storage alloy, a conductive agent, a thickener and ethyl silicate.

상기 수소저장합금은 90∼100중량%, 도전제는 0.1∼10중량%, 상기 증점제는 0.1∼4중량% 그리고 상기 에틸실리케이트는 0.1∼10중량%인 것이 바람직하다.The hydrogen storage alloy is 90 to 100% by weight, the conductive agent is 0.1 to 10% by weight, the thickener is 0.1 to 4% by weight and the ethyl silicate is preferably 0.1 to 10% by weight.

그리고 본 발명은 수소저장합금, 도전제, 증점제 및 에틸실리케이트를 포함하는 니켈수소전지 음극용 활물질 슬러리를 제조하고 상기 활물질 슬러리를 지지체에 도포하고 120℃에서 20분 동안 열풍으로 건조하는 공정을 포함하는 니켈수소전지용 음극판 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention includes a process for preparing an active material slurry for the nickel-metal hydride battery negative electrode comprising a hydrogen storage alloy, a conductive agent, a thickener and ethyl silicate, applying the active material slurry to a support and drying by hot air at 120 ℃ 20 minutes Provided is a method for manufacturing a negative electrode plate for a nickel hydrogen battery.

상기 수소저장합금은 90∼100중량%, 도전제는 0.1∼10중량%, 상기 증점제는 0.1∼4중량% 그리고 상기 에틸실리케이트는 0.1∼10중량%인 것이 바람직하다.The hydrogen storage alloy is 90 to 100% by weight, the conductive agent is 0.1 to 10% by weight, the thickener is 0.1 to 4% by weight and the ethyl silicate is preferably 0.1 to 10% by weight.

그리고 수소저장합금과 도전제를 혼합하고 증점제를 투입 교반하여 슬러리를 제조하고 상기 슬러리를 활물질 지지체에 도포하고 120℃에서 20분 동안 열풍으로 건조하고 상기 건조한 활물질 지지체에 코팅막의 두께가 0.1∼10㎛가 되도록 에틸실리케이트를 코팅하는 공정을 포함하는 니켈수소전지용 음극판 제조방법을 제공한다.Then, a hydrogen storage alloy and a conductive agent are mixed and a thickener is added and stirred to prepare a slurry. The slurry is applied to an active material support, dried by hot air at 120 ° C. for 20 minutes, and the thickness of the coating film is 0.1 to 10 μm on the dried active material support. It provides a negative electrode plate manufacturing method for a nickel-hydrogen battery comprising the step of coating the ethyl silicate to be.

종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 결착제로서 에틸실리케이트를 사용하여 수소저장합금전극을 제조함으로써 하기와 같은 우수한 성능을 갖게 된다.In order to solve the problems of the prior art, by producing a hydrogen storage alloy electrode using ethyl silicate as a binder has excellent performance as follows.

에틸실리케이트는 극판의 표면에 코팅했을 때에는 투명한 실리카막을 형성하는 무색투명한 전지의 액체 결착제로서 탁월한 성능을 발휘한다. 특히, 침투성이 강하여 극판을 이루고 있는 입자들 사이에 잘 침투하여 입자들을 개별적으로 코팅하여 입자들의 탈락 및 팽창을 억제하는 효과가 커서 장수명의 전지를 제조하는데 좋은 조건을 가지고 있다.Ethyl silicate exhibits excellent performance as a liquid binder of a colorless and transparent battery that forms a transparent silica film when coated on the surface of the electrode plate. In particular, it has a good condition for producing a long-life battery because it has a high permeability and penetrates well between particles forming the electrode plate to coat the particles individually to suppress the dropping and expansion of the particles.

알카리 2차 전지의 한 종류인 니켈수소전지(Ni-MH)는 휴대용 기기의 발달로 근자에 각광을 받고 있으며 각종 기기의 동력원으로 사용되어진다.Ni-MH, which is a type of alkaline secondary battery, is in the spotlight due to the development of portable devices and is used as a power source for various devices.

상기와 같이 제조된 니켈 수소 전지의 충전 및 방전 반응을 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the charging and discharging reaction of the nickel hydride battery prepared as described above in detail as follows.

음극 활물질은 주위의 수소압의 변화나 온도에 따라서 수소의 흡수 및 방출이 가능한 수소저장합금으로, 양극 활물질은 니켈하이드록사이드로 하고, 전해액으로는 포태슘하이드록사이드(KOH) 수용액을 사용하여 충전시 전해액 속의 물이 분해되어 생긴 수소저장합금이 저장하고 방전시에는 필요한 수소를 전해액 내로 방출하여 방전한다. 양극과 음극의 전기적 단락 및 포태슘하이드록사이드 수용액의 전해액을 흡수하여 이온반응이 일어나는 통로역할을 하는 폴리프로필렌이나 폴리아미드계의 부직포형태로 되어 있는 세퍼레이터를 겹쳐서 젤리롤 형태로 둥글게 말아서 캔에 삽입한 후, 전해액을 주입하고 밀폐하여 제조한다.The negative electrode active material is a hydrogen storage alloy capable of absorbing and releasing hydrogen according to the change of the surrounding hydrogen pressure or the temperature. The positive electrode active material is nickel hydroxide, and an aqueous potassium hydroxide (KOH) solution is used as an electrolyte solution. When charging, the hydrogen storage alloy formed by decomposition of water in the electrolyte is stored, and when discharged, the required hydrogen is discharged into the electrolyte to be discharged. Electrical shorts of positive and negative electrodes and electrolytes of aqueous potassium hydroxide solution are absorbed, and the separators, which are polypropylene or polyamide-based non-woven fabrics, act as a channel through which ionic reactions occur. After that, the electrolyte is injected and sealed.

니켈수소전지의 충전 및 방전 반응식은 다음과 같다.The charge and discharge reaction formula of the nickel metal hydride battery is as follows.

충전charge

양극: Ni(OH)2+ OH-⇔ NiOOH + H2OAnode: Ni (OH) 2 + OH - ⇔ NiOOH + H 2 O

방전Discharge

충전charge

음극: M + H2O ⇔ MH + OH- Negative electrode: M + H 2 O ⇔ MH + OH -

방전Discharge

충전charge

M + Ni(OH)2⇔ MH + NiOOHM + Ni (OH) 2 ⇔ MH + NiOOH

방전Discharge

상기 반응식에 있어서, M은 수소 이온을 흡수 및 방출할 수 있는 수소저장합금을 나타내는 것으로서, 희토류계 원소를 이용한 AB5계와 Ti, Zr, V 등을 이용하는 AB2계가 있다. 상기 식에서 니켈 수소 전지의 양극과 음극은 상기의 반응식에 따라 수백회 이상의 충전 및 방전이 가능하도록 되어 있다.In the above reaction formula, M represents a hydrogen storage alloy capable of absorbing and releasing hydrogen ions, and there are AB 5 system using rare earth elements and AB 2 system using Ti, Zr, V and the like. In the above formula, the positive electrode and the negative electrode of the nickel-metal hydride battery can be charged and discharged hundreds of times or more according to the above reaction formula.

상기 반응중 과충전이 되면 양극에서 산소가 발생하여 수소저장합금을 산화시켜 전지수명을 단축시키는 반응이 일어나므로 양극용량에 비해 음극용량을 여유 있게 설계한다.When overcharging occurs during the reaction, oxygen is generated at the anode to oxidize the hydrogen storage alloy to shorten the battery life.

극판을 구성하는 수소저장합금의 활물질 반응체 및 도전제 등을 결착하여 일정한 형상을 유지하도록 하면서 반응 중의 체적변화 및 강알카리액에서의 안정성을 고려하여 이에 의한 열화를 최소화하는 성능을 발휘하는 결착제의 적용은 전지개발에 있어서 매우 중요하다. 상기에서 언급한 여러 결착제가 있으며 각각 장단점이 있으나 전지의 종류 중에서 각형 전지의 경우에 사용되는 극판의 제조에 본 발명의 내용을 적용하면 우수한 성능을 얻을 수 있다.A binder that exhibits the ability to minimize deterioration by considering the volume change during the reaction and the stability in the strong alkaline liquid while maintaining a constant shape by binding the active material reactant and the conductive agent of the hydrogen storage alloy constituting the electrode plate. The application of is very important in battery development. There are several binders mentioned above, each of which has advantages and disadvantages, but excellent performance can be obtained by applying the contents of the present invention to the manufacture of the electrode plate used in the case of a square battery among the battery types.

본 발명에 적용된 에틸실리케이트는 상기 화학식 1의 구조를 가지고 있는 무색 투명 또는 미황색의 액체으로 점도는 3cps이고 비중은 1.05이다.Ethyl silicate applied to the present invention is a colorless transparent or pale yellow liquid having the structure of Formula 1, the viscosity is 3cps and the specific gravity is 1.05.

다음은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예들은 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐 본 발명이 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.The following presents a preferred embodiment to aid the understanding of the present invention. However, the following examples are merely provided to more easily understand the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.

[실시예]EXAMPLE

실시예 1Example 1

캔 내부에 권취 상태로 삽입되는 양극판과 음극판은 종래와 같은 방법에 의하여 제작된다.The positive electrode plate and the negative electrode plate inserted into the can in the wound state are manufactured by the same method as the conventional method.

세슘이 다량 포함된(Ce-rich) 수소저장합금인 CeMmNi3.55Mn0.4Al0.3Co0.75을 도전제로 하여 케첸 블랙(Ketjen Black)과 무게비 200:1로 혼합하고 여기에 카복실메틸셀룰로즈(CMC) 수용액 1중량%를 투입하여 점도 20,000cps가 나오도록 제조후 60분간 교반하여 NPPS(Nickel Perforate Plate Steel)라고 불리는 개공률 49% 활물질 지지체에 도포하고 120℃에서 20분 동안 열풍으로 건조시키고 코팅막의 두께가 1㎛이내가 되도록 에틸실리케이트를 코팅한 후 소정의 크기로 절단하여 음극을 제작하였다. 그리고 난 후에 NiOOH를 활물질로 하고 여기에 도전제 및 첨가제를 투입하여 Ni-foam이란 다공성 지지체에 충진하여 페이스트 타입의 양극을 제작하였다.CeCm-rich hydrogen storage alloy CeMmNi 3.55 Mn 0.4 Al 0.3 Co 0.75 containing a large amount of cesium was mixed with Ketjen Black in a weight ratio of 200: 1 using a conductive agent, and carboxymethyl cellulose (CMC) aqueous solution 1 After adding the weight% to make the viscosity 20,000cps, the mixture was stirred for 60 minutes, applied to a porosity 49% active material support called NPPS (Nickel Perforate Plate Steel), dried by hot air at 120 ° C. for 20 minutes, and the thickness of the coating film was 1 Ethyl silicate was coated to be within μm and then cut into a predetermined size to prepare a negative electrode. Then, NiOOH was used as an active material, and a conductive agent and an additive were added thereto, and a paste-type anode was prepared by filling a porous support called Ni-foam.

상기와 같이 제조한 양·음극판은 절단공정을 거쳐서 소정의 크기로 절단하고 양극을 폴리프로필렌의 재질을 갖는 부직포로 싸서 음극과 접촉되지 않도록 한 후에 그것을 소정의 크기를 이루는 캔 내부에 삽입하였다. 그리고 캔 내부에 31중량%의 포태슘하이드록사이드 전해액 1.25g을 주입하고 그 상측 개구부에는 캡 어셈블리를 장착하여 밀봉함으로써 600mAh의 각형 니켈수소전지를 제조한 후에 성능을 테스트하였다.The positive and negative electrode plates prepared as described above were cut to a predetermined size through a cutting process, and the positive electrode was wrapped in a nonwoven fabric made of polypropylene so as not to come into contact with the negative electrode, and then inserted into the can having a predetermined size. In addition, 1.25 g of 31 wt% potassium hydroxide electrolyte was injected into the can, and a cap assembly was sealed in the upper opening thereof to prepare a 600 mAh square nickel-metal hydride battery and then tested for performance.

실시예 2Example 2

세슘이 다량 포함된 수소저장합금인 CeMmNi3.55Mn0.4Al0.3Co0.75을 도전제로 하여 케첸 블랙과 무게비 200:1로 혼합하고 여기에 카복실메틸셀룰로즈 수용액 1중량%과 에틸실리케이트를 투입하여 점도 20,000cps가 나오도록 제조후 60분간 교반하여 NPPS라고 불리는 개공률 49% 활물질 지지체에 도포한 후 120℃에서 20분 동안 열풍으로 건조한 후에 절단하여 음극을 제작하였다. 그리고 난 후에 NiOOH를 활물질로 하고 여기에 도전제 및 첨가제를 투입하여 Ni-foam이란 다공성 지지체에 충진한 페이트스 타입의 양극을 제작하였다.CeMmNi 3.55 Mn 0.4 Al 0.3 Co 0.75 , which is a hydrogen storage alloy containing a large amount of cesium, was mixed with Ketjen Black at a weight ratio of 200: 1, and 1% by weight of an aqueous carboxymethyl cellulose solution and ethyl silicate were added to give a viscosity of 20,000 cps. After the preparation, the mixture was stirred for 60 minutes, applied to a porosity 49% active material support called NPPS, and dried at 120 ° C. for 20 minutes, and then cut to prepare a negative electrode. Then, NiOOH was used as an active material, and a conductive agent and an additive were added thereto to prepare a paste-type anode filled with a porous support called Ni-foam.

상기와 같이 제조한 양·음극판은 절단공정을 거쳐서 소정의 크기로 절단하고 양극을 폴리프로필렌의 재질을 갖는 부직포로 싸서 음극과 접촉되지 않도록 한 후에 그것을 소정의 크기를 이루는 캔 내부에 삽입하였다. 그리고 캔 내부에 31중량%의 포태슘하이드록사이드 전해액 1.25g을 주입하고 그 상측 개구부에는 캡 어셈블리를 장착하여 밀봉함으로써 600mAh의 각형 니켈수소전지를 제조한 후에 성능을 테스트하였다.The positive and negative electrode plates prepared as described above were cut to a predetermined size through a cutting process, and the positive electrode was wrapped in a nonwoven fabric made of polypropylene so as not to come into contact with the negative electrode, and then inserted into the can having a predetermined size. In addition, 1.25 g of 31 wt% potassium hydroxide electrolyte was injected into the can, and a cap assembly was sealed in the upper opening thereof to prepare a 600 mAh square nickel-metal hydride battery and then tested for performance.

비교예Comparative example

상기 실시예와 동일한 방법으로 제조하였으나 결착제를 SBR(Stylene Butadiene Rubber)를 사용하고, 이것의 투입방법은 실시예 2와 같이 투입재료들과 혼합 및 교반하여 사용했으며 조립의 조건은 동일하게 실시하여 각형 니켈수소전지를 제작하였다.It was prepared in the same manner as in the above example, but the binder was used SBR (Stylene Butadiene Rubber), and the method of incorporation thereof was mixed and stirred with the input materials as in Example 2, and the conditions of assembly were carried out in the same manner. A square nickel-metal hydride battery was produced.

상기 실시예 1 및 2 그리고 비교예에서 제작한 니켈수소전지를 600mAh의 전류로 72분 충전하고, 60분 휴지(rest)한 후에 600mAh의 전류로 0.9V까지 방전시키는 테스트를 반복 진행하였다.The nickel-hydrogen batteries prepared in Examples 1 and 2 and Comparative Examples were charged for 72 minutes with a current of 600 mAh, rested for 60 minutes, and then repeatedly discharged to 0.9 V with a current of 600 mAh.

수소저장합금전극의 제조시에 사용한 에틸실리케이트는 극판의 표면에 코팅했을 때에 투명한 실리카막을 형성하여 전지의 결착제로서 우수한 성능을 보이며 침투성이 강하여 극판을 이루고 있는 입자들 사이에 잘 침투하여 입자들을 개별적으로 코팅하여 입자들의 탈락 및 팽창을 억제하는 효과가 커서 장수명의 전지를 제조할 수 있다.Ethyl silicate used in the production of hydrogen storage alloy electrode forms a transparent silica film when coated on the surface of the electrode plate, shows excellent performance as a battery binder, and penetrates well between particles forming the electrode plate due to its high permeability. By coating with a large effect of inhibiting the falling off and expansion of particles can be produced a battery of long life.

Claims (6)

하기의 화학식 1로 나타내어지는 에틸실리케이트를 포함하는 니켈수소전지용 결착제.A binder for nickel hydride batteries containing ethyl silicate represented by the following formula (1). [화학식 1][Formula 1] 상기 식에서 n은 1∼8의 정수이다.N is an integer of 1-8. 수소저장합금과;Hydrogen storage alloys; 도전제와;A conductive agent; 증점제와;Thickeners; 에틸실리케이트를;Ethyl silicate; 포함하는 니켈수소전지 음극용 활물질 슬러리.Active material slurry for the nickel hydrogen battery negative electrode containing. 제 2항에 있어서 상기 수소저장합금은 90∼100중량%, 도전제는 0.1∼10중량%, 상기 증점제는 0.1∼4중량% 그리고 상기 에틸실리케이트는 0.1∼10중량%인 니켈수소전지 음극용 활물질 슬러리.The active material for a nickel hydrogen battery negative electrode of claim 2, wherein the hydrogen storage alloy is 90 to 100% by weight, the conductive agent is 0.1 to 10% by weight, the thickener is 0.1 to 4% by weight, and the ethyl silicate is 0.1 to 10% by weight. Slurry. 수소저장합금, 도전제, 증점제 및 에틸실리케이트를 포함하는 니켈수소전지 음극용 활물질 슬러리를 제조하고;Preparing an active material slurry for nickel-hydrogen battery negative electrode including a hydrogen storage alloy, a conductive agent, a thickener, and ethyl silicate; 상기 활물질 슬러리를 지지체에 도포하고 120℃에서 20분 동안 열풍으로 건조하는;Applying the active material slurry to a support and drying with hot air at 120 ° C. for 20 minutes; 공정을 포함하는 니켈수소전지용 음극판 제조방법.A method for manufacturing a negative electrode plate for a nickel hydride battery comprising a step. 제 4항에 있어서, 상기 수소저장합금은 90∼100중량%, 도전제는 0.1∼10중량%, 상기 증점제는 0.1∼4중량% 그리고 상기 에틸실리케이트는 0.1∼10중량%인 니켈수소전지용 음극판 제조방법.The negative electrode plate of claim 4, wherein the hydrogen storage alloy is 90 to 100% by weight, the conductive agent is 0.1 to 10% by weight, the thickener is 0.1 to 4% by weight, and the ethyl silicate is 0.1 to 10% by weight. Way. 수소저장합금과 도전제를 혼합하고 증점제를 투입 교반하여 슬러리를 제조하고;Preparing a slurry by mixing the hydrogen storage alloy and the conductive agent and adding and stirring the thickener; 상기 슬러리를 활물질 지지체에 도포하고 120℃에서 20분 동안 열풍으로 건조하고;The slurry is applied to an active material support and dried with hot air at 120 ° C. for 20 minutes; 상기 건조한 활물질 지지체에 코팅막의 두께가 0.1∼ 10㎛가 되도록 에틸실리케이트를 코팅하는;Coating ethyl silicate on the dry active material support such that the thickness of the coating film is 0.1 to 10 μm; 공정을 포함하는 니켈수소전지용 음극판 제조방법.A method for manufacturing a negative electrode plate for a nickel hydride battery comprising a step.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020025480A (en) * 2000-09-29 2002-04-04 김순택 A composition for anodic-active materials and lithium secondary battery manufactured using the same

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