JPH0415582B2 - - Google Patents
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- JPH0415582B2 JPH0415582B2 JP57140174A JP14017482A JPH0415582B2 JP H0415582 B2 JPH0415582 B2 JP H0415582B2 JP 57140174 A JP57140174 A JP 57140174A JP 14017482 A JP14017482 A JP 14017482A JP H0415582 B2 JPH0415582 B2 JP H0415582B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- powder
- filling
- liquid
- substrate
- active material
- Prior art date
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
- H01M4/0402—Methods of deposition of the material
- H01M4/0404—Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
- H01M4/0402—Methods of deposition of the material
- H01M4/0416—Methods of deposition of the material involving impregnation with a solution, dispersion, paste or dry powder
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
〔技術分野〕
本発明は電池用電極板の製造方法に関する。
〔背景技術〕
たとえばアルカリ蓄電池に用いられているニツ
ケル陽極板は主として焼結式法にて作成されてい
る。この方法によれば、機械的強度に優れると共
に高率放電特性あるいはサイクル寿命の面でも優
れた性能を示すことが知られているが、製造工程
が複雑であると共に製造に長時間を要するという
問題がある。 このような製法上の問題を解消する製造方法と
して、パンチング板等の極板芯体に活物質ペース
トを塗着・乾燥させるという方法も知られている
が、性能の面で焼結式極板を比して数段劣つてい
る。 而して、近年に至つて三次元的に連続した空孔
を有する金属多孔体を基板とし、この基板に活物
質を保持させる製造方法が提案され、それによれ
ば、製造工程が簡単であり、製造時間も短く、更
に性能も焼結式極板と同等か一部はそれを上回る
ものであることが確認されている。 この製造方法の具体例をニツケル陽極板の場合
を例にとり説明すると、水酸化ニツケル粉末と導
電剤粉末との混合粉末に糊料液を加えてペースト
状とし、このペーストをニツケル多孔体の孔中に
機械的方法で摺り込んだり、超音波振動又は真空
脱気などにより導入し、乾燥後加圧して完成極板
とするかあるいは加圧後、活物質の脱落を防止す
るために基板表面にポリ四フツ化エチレンの懸濁
液を含浸し乾燥して完成極板とするものである。
このようにこの製造方法は従来の焼結式法に比
べ、簡略化されているが、十分に合理化された製
造方法とは云えず、またペースト状活物質を基板
の細孔内に充填する工程においても均一高密度に
充填することが難しい。 また三次元的に連続した空孔を有する金属多孔
体よりなる基板に予め液体を含有させ、その基板
の空孔内にペースト状活物質を摺り込む充填法
が、特開昭53−10833号公報及び特開昭54−63230
号公報に開示されている。ところがこれらの製造
方法によると、ペーストが空孔内の液体と混合す
るため、活物質密度やペーストの流動性が時間と
ともに変化し、充填量を調整するのが困難であ
り、またペーストの含液率が高まるため、充填量
が少なくなるなどの問題がある。さらに活物質の
ペーストは糊料液を用いて粘性を与えているた
め、活物質粉子間の結着力が強く、基板の空孔に
充填する際の抵抗を大きくしている。 〔発明の開示〕 本発明はかかる点に鑑み発明されたものであ
り、三次元的に連続した空孔を有する金属多孔体
よりなる基板に液体を含有し、次いで前記空孔内
に活物質粉末を充填することを特徴とするもので
ある。 即ち空孔内の活物質は粉末状態で充填されるも
ので、粉末粒子は個々に独立しており自由に動く
ことができるものであり、活物質粉末を、液体を
含む多孔体基板表面に置くと、まず活物質粉末は
基板の空孔内に沈降により充填されていく。充填
された粉末が基板内の液を吸液するため、液量が
次第に減少していく。即ち充填される粉末と液体
の関係が、粉末の充填量の増加につれ、図面に示
すように初期状態からスラリー域及びキヤピ
ラリーを経てフアニキユラー域に達して、粉
末は流動性を失い空孔内に固定される。図面にお
いて、１は粉末粒子、２は液体、３は液膜、４は
空孔である。 スラリー域の途中から充填される粉末を基体上
に供給するだけでは、空孔内に充填されなくな
り、摺り込むなどの方法により圧入する必要があ
る。また充填の途中において、粉末の供給速度が
空孔への充填速度より速くなり、空孔内の深部と
表面部との間に充填度の差が生じ、表面部の液量
が少なくなることがあるが、毛細管現象により深
部から液が供給され、流動性が確保されるため、
充填が表面部と深部とで比較的均一になる。さら
に粉末は湿潤させることにより、見掛け体積が減
少し、見掛け密度が高くなるため、同一空孔率の
基体であつても、液体を含有しない乾燥状態の基
体に乾燥状態の粉末を充填する場合に比し、充填
量を大にすることができる。 このように本発明は、充填される粉末の粒子同
志の相互作用を小さくして充填を容易且均一にで
きる乾式法の利点と、充填量を増加させ、粉末粒
子を空孔内部に固定するのが容易な湿式法の利点
を併せもつのである。 本発明者は、第１表に示すように、実際に種々
の条件下で充填を行い基板の最適含液率などを検
討した。活物質粉末として200メツシユパスの水
酸化ニツケルを用い、基板として多孔度95％、空
孔径100〜300μ、厚さ2.0mmのニツケル多孔体を用
い、液体として水を用いた。また第１表中「条
件」欄における片面充填は、基板の片面から活物
質粉末を充填することを意味し、両面充填は、基
板の両面から充填することを意味する。 第１表から、含水率が高い程充填率が高くな
り、又両面からの充填は、含水率が低いときに
も、充填率が高くなることがわかる。第１表の実
験に用いた粉末の密度は0.85ｇ／cm3であるが、こ
れを上まわる高密度の充填が達成できた（No.１、
No.４、No.５）。また粉末粒径と空孔径との関係に
ついては、粒径が150μ以下であれば、ほぼ支障
なく充填できた実験結果から、粉末粒径が空孔径
の１／２以下が望ましい。さらに充填の均一性に
ついては、第１表のNo.３が空孔内の表面部と深部
とで、又No.６が表面部と中心部とで夫々バラツキ
が認められたが、その他が均一に充填されてい
た。
ケル陽極板は主として焼結式法にて作成されてい
る。この方法によれば、機械的強度に優れると共
に高率放電特性あるいはサイクル寿命の面でも優
れた性能を示すことが知られているが、製造工程
が複雑であると共に製造に長時間を要するという
問題がある。 このような製法上の問題を解消する製造方法と
して、パンチング板等の極板芯体に活物質ペース
トを塗着・乾燥させるという方法も知られている
が、性能の面で焼結式極板を比して数段劣つてい
る。 而して、近年に至つて三次元的に連続した空孔
を有する金属多孔体を基板とし、この基板に活物
質を保持させる製造方法が提案され、それによれ
ば、製造工程が簡単であり、製造時間も短く、更
に性能も焼結式極板と同等か一部はそれを上回る
ものであることが確認されている。 この製造方法の具体例をニツケル陽極板の場合
を例にとり説明すると、水酸化ニツケル粉末と導
電剤粉末との混合粉末に糊料液を加えてペースト
状とし、このペーストをニツケル多孔体の孔中に
機械的方法で摺り込んだり、超音波振動又は真空
脱気などにより導入し、乾燥後加圧して完成極板
とするかあるいは加圧後、活物質の脱落を防止す
るために基板表面にポリ四フツ化エチレンの懸濁
液を含浸し乾燥して完成極板とするものである。
このようにこの製造方法は従来の焼結式法に比
べ、簡略化されているが、十分に合理化された製
造方法とは云えず、またペースト状活物質を基板
の細孔内に充填する工程においても均一高密度に
充填することが難しい。 また三次元的に連続した空孔を有する金属多孔
体よりなる基板に予め液体を含有させ、その基板
の空孔内にペースト状活物質を摺り込む充填法
が、特開昭53−10833号公報及び特開昭54−63230
号公報に開示されている。ところがこれらの製造
方法によると、ペーストが空孔内の液体と混合す
るため、活物質密度やペーストの流動性が時間と
ともに変化し、充填量を調整するのが困難であ
り、またペーストの含液率が高まるため、充填量
が少なくなるなどの問題がある。さらに活物質の
ペーストは糊料液を用いて粘性を与えているた
め、活物質粉子間の結着力が強く、基板の空孔に
充填する際の抵抗を大きくしている。 〔発明の開示〕 本発明はかかる点に鑑み発明されたものであ
り、三次元的に連続した空孔を有する金属多孔体
よりなる基板に液体を含有し、次いで前記空孔内
に活物質粉末を充填することを特徴とするもので
ある。 即ち空孔内の活物質は粉末状態で充填されるも
ので、粉末粒子は個々に独立しており自由に動く
ことができるものであり、活物質粉末を、液体を
含む多孔体基板表面に置くと、まず活物質粉末は
基板の空孔内に沈降により充填されていく。充填
された粉末が基板内の液を吸液するため、液量が
次第に減少していく。即ち充填される粉末と液体
の関係が、粉末の充填量の増加につれ、図面に示
すように初期状態からスラリー域及びキヤピ
ラリーを経てフアニキユラー域に達して、粉
末は流動性を失い空孔内に固定される。図面にお
いて、１は粉末粒子、２は液体、３は液膜、４は
空孔である。 スラリー域の途中から充填される粉末を基体上
に供給するだけでは、空孔内に充填されなくな
り、摺り込むなどの方法により圧入する必要があ
る。また充填の途中において、粉末の供給速度が
空孔への充填速度より速くなり、空孔内の深部と
表面部との間に充填度の差が生じ、表面部の液量
が少なくなることがあるが、毛細管現象により深
部から液が供給され、流動性が確保されるため、
充填が表面部と深部とで比較的均一になる。さら
に粉末は湿潤させることにより、見掛け体積が減
少し、見掛け密度が高くなるため、同一空孔率の
基体であつても、液体を含有しない乾燥状態の基
体に乾燥状態の粉末を充填する場合に比し、充填
量を大にすることができる。 このように本発明は、充填される粉末の粒子同
志の相互作用を小さくして充填を容易且均一にで
きる乾式法の利点と、充填量を増加させ、粉末粒
子を空孔内部に固定するのが容易な湿式法の利点
を併せもつのである。 本発明者は、第１表に示すように、実際に種々
の条件下で充填を行い基板の最適含液率などを検
討した。活物質粉末として200メツシユパスの水
酸化ニツケルを用い、基板として多孔度95％、空
孔径100〜300μ、厚さ2.0mmのニツケル多孔体を用
い、液体として水を用いた。また第１表中「条
件」欄における片面充填は、基板の片面から活物
質粉末を充填することを意味し、両面充填は、基
板の両面から充填することを意味する。 第１表から、含水率が高い程充填率が高くな
り、又両面からの充填は、含水率が低いときに
も、充填率が高くなることがわかる。第１表の実
験に用いた粉末の密度は0.85ｇ／cm3であるが、こ
れを上まわる高密度の充填が達成できた（No.１、
No.４、No.５）。また粉末粒径と空孔径との関係に
ついては、粒径が150μ以下であれば、ほぼ支障
なく充填できた実験結果から、粉末粒径が空孔径
の１／２以下が望ましい。さらに充填の均一性に
ついては、第１表のNo.３が空孔内の表面部と深部
とで、又No.６が表面部と中心部とで夫々バラツキ
が認められたが、その他が均一に充填されてい
た。
実施例 １
多孔度95％、空孔径100〜300μの三次元的に連
続した空孔を有する厚さ1.3mm、含水率80％の水
を含有したニツケル多孔体よりなる基板を水平に
置く。この基板上に水酸化ニツケル粉末95部、水
酸化コバルト８部からなる200メツシユパスの混
合粉末を徐々に供給する。この混合粉末が空孔内
に自然に入らなくなるとき、ヘラ状摺り具で圧入
した、空孔内の充填物の流動性がなくなり、フア
ニキユラー域に達するとき、混合粉末の供給及び
充填操作を終了した。 乾燥後、結着液を加給し、再度乾燥した後加圧
プレスした。 実施例 ２ 実施例１において、基板に含有させる液体とし
てフツ素樹脂溶液を用い、混合粉末の充填乾燥
後、直ちに加圧プレスした。 実施例 ３ 実施例２において、基板の含液率を65体積％と
し、基板の両面から混合粉末を充填した。 比較例 １ 実施例１と同じ混合粉末に、糊料としてカルボ
キシメチルセルロースの２％水溶液を、混合粉末
と糊料の割合が７対３で混合して活物質ペースト
を作製した。実施例１と同じ基板を用い、液板を
含有しない状態でベーストをヘラ状治具で摺り込
む。乾燥後、結着液を加給し、再乾燥した後加圧
プレスした。 比較例 ２ 比較例１において、含水率30体積％の水を含有
した基板を用いた。 これらの実施例及び比較例における充填率及び
製造所要時間の比較を第２表に示す。この表にお
いて後工程時間は、充填後における結着液の加給
工程、乾燥工程、プレス工程等の時間を示す。 第２表から、各実施例は各比較例に比して、充
填率が高くなると共に所要製造時間が短くなるこ
とがわかる。 また実施例及ぴ比較例で得たニツケル陽極板を
夫々周知のカドミウム陰極板と組合せ苛性カリ水
溶液中で容量を測定して第３表のデータを得た。
この表から各実施例は比較例に比し、利用率及び
体積効率が優れることがわかる。
続した空孔を有する厚さ1.3mm、含水率80％の水
を含有したニツケル多孔体よりなる基板を水平に
置く。この基板上に水酸化ニツケル粉末95部、水
酸化コバルト８部からなる200メツシユパスの混
合粉末を徐々に供給する。この混合粉末が空孔内
に自然に入らなくなるとき、ヘラ状摺り具で圧入
した、空孔内の充填物の流動性がなくなり、フア
ニキユラー域に達するとき、混合粉末の供給及び
充填操作を終了した。 乾燥後、結着液を加給し、再度乾燥した後加圧
プレスした。 実施例 ２ 実施例１において、基板に含有させる液体とし
てフツ素樹脂溶液を用い、混合粉末の充填乾燥
後、直ちに加圧プレスした。 実施例 ３ 実施例２において、基板の含液率を65体積％と
し、基板の両面から混合粉末を充填した。 比較例 １ 実施例１と同じ混合粉末に、糊料としてカルボ
キシメチルセルロースの２％水溶液を、混合粉末
と糊料の割合が７対３で混合して活物質ペースト
を作製した。実施例１と同じ基板を用い、液板を
含有しない状態でベーストをヘラ状治具で摺り込
む。乾燥後、結着液を加給し、再乾燥した後加圧
プレスした。 比較例 ２ 比較例１において、含水率30体積％の水を含有
した基板を用いた。 これらの実施例及び比較例における充填率及び
製造所要時間の比較を第２表に示す。この表にお
いて後工程時間は、充填後における結着液の加給
工程、乾燥工程、プレス工程等の時間を示す。 第２表から、各実施例は各比較例に比して、充
填率が高くなると共に所要製造時間が短くなるこ
とがわかる。 また実施例及ぴ比較例で得たニツケル陽極板を
夫々周知のカドミウム陰極板と組合せ苛性カリ水
溶液中で容量を測定して第３表のデータを得た。
この表から各実施例は比較例に比し、利用率及び
体積効率が優れることがわかる。
【表】
本発明による製造方法は、実施例で示したニツ
ケル陽極板のみに限定されるものではなく、カド
ミウム陰極板をはじめとして、三次元的に連続し
た空孔を有する金属多孔体よりなる基板を集電体
及び活物質保持体とする他の電池系の電極板の製
造にも適用することができる。
ケル陽極板のみに限定されるものではなく、カド
ミウム陰極板をはじめとして、三次元的に連続し
た空孔を有する金属多孔体よりなる基板を集電体
及び活物質保持体とする他の電池系の電極板の製
造にも適用することができる。
図面は充填される粉末と液体の関係を説明する
模形図であり、は初期状態、はスラリー域、
はキヤピラリー域、はフアニキユラー域の状
態を示す。
模形図であり、は初期状態、はスラリー域、
はキヤピラリー域、はフアニキユラー域の状
態を示す。
Claims (1)
- １ 三次元的に連続した空孔を有する金属多孔対
よりなる基板に液体を含有させ、次いで前記空孔
内に活物質粉末を充填してなる電池用電極板の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57140174A JPS59132564A (ja) | 1982-08-11 | 1982-08-11 | 電池用電極板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57140174A JPS59132564A (ja) | 1982-08-11 | 1982-08-11 | 電池用電極板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59132564A JPS59132564A (ja) | 1984-07-30 |
| JPH0415582B2 true JPH0415582B2 (ja) | 1992-03-18 |
Family
ID=15262603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57140174A Granted JPS59132564A (ja) | 1982-08-11 | 1982-08-11 | 電池用電極板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59132564A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5297129A (en) * | 1976-02-12 | 1977-08-15 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Method of manufacturing electrode for battery |
-
1982
- 1982-08-11 JP JP57140174A patent/JPS59132564A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59132564A (ja) | 1984-07-30 |
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