JPH08162104A - 電極の製造法 - Google Patents
電極の製造法Info
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- JPH08162104A JPH08162104A JP6304507A JP30450794A JPH08162104A JP H08162104 A JPH08162104 A JP H08162104A JP 6304507 A JP6304507 A JP 6304507A JP 30450794 A JP30450794 A JP 30450794A JP H08162104 A JPH08162104 A JP H08162104A
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- Japan
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- slurry
- perforated plate
- electrode
- plate
- coater
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-
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- 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
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- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】穿孔板にスラリを塗着して作製する電極表面の
凹部を低減し、穿孔板への活性物質の塗着量又は充填量
を増加する 【構成】穿孔板1をスラリ2に浸漬し、コータa3に通
した。このときコータa3の隙間は穿孔板の厚みと同じ
にした。このことにより、穿孔板1の孔にのみスラリ2
が充填された。その後その穿孔板1を第1の乾燥炉4で
乾燥し、再度スラリ5に浸漬し、コータb6に通した。
このときコータb6の隙間は穿孔板の厚みより厚くし
た。その後第2の乾燥炉7で乾燥し、その後プレスし、
電極とした。
凹部を低減し、穿孔板への活性物質の塗着量又は充填量
を増加する 【構成】穿孔板1をスラリ2に浸漬し、コータa3に通
した。このときコータa3の隙間は穿孔板の厚みと同じ
にした。このことにより、穿孔板1の孔にのみスラリ2
が充填された。その後その穿孔板1を第1の乾燥炉4で
乾燥し、再度スラリ5に浸漬し、コータb6に通した。
このときコータb6の隙間は穿孔板の厚みより厚くし
た。その後第2の乾燥炉7で乾燥し、その後プレスし、
電極とした。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、穿孔板を用いた電極の
製造法に関するものである。
製造法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、穿孔板を用いた電極の製造法とし
ては、図5に示すように、ニッケル粉末と混練液と結着
剤からなるスラリ5を、穿孔板1に目的とする厚みにな
るようにコータb6で調整し、1回で塗着した後乾燥す
ることが一般的であった(特公昭48−37177号公
報)。これを焼結処理して得られたニッケル焼結基体に
活性物質を充填している。ここで示した技術は、焼結式
ニッケル基体を作製するときのニッケルスラリを穿孔板
に塗着する方法についてのものであるが、水素吸蔵合金
等の活性物質のスラリを穿孔板に塗着して電極を製造す
る際にも同様の工程を経る。
ては、図5に示すように、ニッケル粉末と混練液と結着
剤からなるスラリ5を、穿孔板1に目的とする厚みにな
るようにコータb6で調整し、1回で塗着した後乾燥す
ることが一般的であった(特公昭48−37177号公
報)。これを焼結処理して得られたニッケル焼結基体に
活性物質を充填している。ここで示した技術は、焼結式
ニッケル基体を作製するときのニッケルスラリを穿孔板
に塗着する方法についてのものであるが、水素吸蔵合金
等の活性物質のスラリを穿孔板に塗着して電極を製造す
る際にも同様の工程を経る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の方法で作製された電極は、図2に示すように穿孔板1
の孔に対応する塗着粉末8の部分が凹状となってしま
う。電池を形成する際にはそのような凹部は実質上デッ
ドスペースとなってしまう。近年、高エネルギー密度化
が要求されている電池、特にニッケル・カドミウム電
池、ニッケル・水素電池等のアルカリ蓄電池に用いられ
る電極は、このようなデッドスペースを電極表面に有す
ることは好ましくない。高エネルギー密度化を実現する
ために穿孔板の孔を大きくして活性物質をより多く充填
しようとすると前記デッドスペースも多くできることに
なる。従ってまだ高エネルギー密度化への可能性を残し
ている。
の方法で作製された電極は、図2に示すように穿孔板1
の孔に対応する塗着粉末8の部分が凹状となってしま
う。電池を形成する際にはそのような凹部は実質上デッ
ドスペースとなってしまう。近年、高エネルギー密度化
が要求されている電池、特にニッケル・カドミウム電
池、ニッケル・水素電池等のアルカリ蓄電池に用いられ
る電極は、このようなデッドスペースを電極表面に有す
ることは好ましくない。高エネルギー密度化を実現する
ために穿孔板の孔を大きくして活性物質をより多く充填
しようとすると前記デッドスペースも多くできることに
なる。従ってまだ高エネルギー密度化への可能性を残し
ている。
【0004】近年、上記アルカリ蓄電池では、粉体と混
練液と結着剤からなるスラリを、高多孔度発泡ニッケル
基体に充填し、乾燥、プレスして作製する、穿孔板を用
いない高エネルギー密度な電極が使用されてきている。
しかし、高多孔度発泡ニッケル基体を用いた電極で円筒
形電池を形成する場合、基体骨格が細いため、捲回工程
において電極に引っ張りや曲げの応力がかかり、破断し
やすい問題点がある。その点穿孔板は、引っ張りや曲げ
の応力に対しては十分な強度を備えているため、捲回工
程においても電極の破断は起きにくい。さらに、上記ス
ラリを高多孔度発泡ニッケル基体に充填する手段では、
基体が三次元多孔質構造であるためスラリが基体中に均
一に拡散しながら充填されにくく、充填ムラを生じやす
い。そのため表面は結果的に凹凸になる。その点、二次
元基体つまり板のようなものにスラリを塗着する手段の
方が塗着のムラは生じにくく、できあがった電極表面は
平滑なものになりやすい。さらにニッケル極に前記高多
孔度発泡ニッケル基体を用いた場合、つまりいわゆるペ
ースト式ニッケル極は、高率放電特性が穿孔板を用いた
焼結基体を用いた電極に比較して劣る。以上のように、
穿孔板のような二次元基体にスラリを塗着した電極を用
いる優位性は数多く残されているため、穿孔板を用いた
電極ることを前提として電池の高エネルギー密度化を図
ることは重要な課題である。本発明の目的は、穿孔板に
スラリを塗着して作製する電極表面の凹部を低減し、穿
孔板への活性物質の塗着量又は充填量を増加することで
ある。
練液と結着剤からなるスラリを、高多孔度発泡ニッケル
基体に充填し、乾燥、プレスして作製する、穿孔板を用
いない高エネルギー密度な電極が使用されてきている。
しかし、高多孔度発泡ニッケル基体を用いた電極で円筒
形電池を形成する場合、基体骨格が細いため、捲回工程
において電極に引っ張りや曲げの応力がかかり、破断し
やすい問題点がある。その点穿孔板は、引っ張りや曲げ
の応力に対しては十分な強度を備えているため、捲回工
程においても電極の破断は起きにくい。さらに、上記ス
ラリを高多孔度発泡ニッケル基体に充填する手段では、
基体が三次元多孔質構造であるためスラリが基体中に均
一に拡散しながら充填されにくく、充填ムラを生じやす
い。そのため表面は結果的に凹凸になる。その点、二次
元基体つまり板のようなものにスラリを塗着する手段の
方が塗着のムラは生じにくく、できあがった電極表面は
平滑なものになりやすい。さらにニッケル極に前記高多
孔度発泡ニッケル基体を用いた場合、つまりいわゆるペ
ースト式ニッケル極は、高率放電特性が穿孔板を用いた
焼結基体を用いた電極に比較して劣る。以上のように、
穿孔板のような二次元基体にスラリを塗着した電極を用
いる優位性は数多く残されているため、穿孔板を用いた
電極ることを前提として電池の高エネルギー密度化を図
ることは重要な課題である。本発明の目的は、穿孔板に
スラリを塗着して作製する電極表面の凹部を低減し、穿
孔板への活性物質の塗着量又は充填量を増加することで
ある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る電極の製造法は、活性物質粉末と混練
液と結着剤からなるスラリを穿孔板の孔にのみ充填し乾
燥する工程を1回以上行った後、穿孔板の表面に前記ス
ラリを塗着、乾燥する工程を経ることを特徴とする。ま
た、本発明に係る別の電極の製造法は、ニッケル粉末と
混練液と増粘剤からなるスラリを穿孔板の孔にのみ充填
し乾燥する工程を1回以上行った後、穿孔板の表面に前
記スラリを塗着、乾燥する工程を経た後焼結処理し、得
られたニッケル焼結基体に活性物質を充填することを特
徴とするここで、上記活性物質とは電池の充放電反応に
関与する物質である。
に、本発明に係る電極の製造法は、活性物質粉末と混練
液と結着剤からなるスラリを穿孔板の孔にのみ充填し乾
燥する工程を1回以上行った後、穿孔板の表面に前記ス
ラリを塗着、乾燥する工程を経ることを特徴とする。ま
た、本発明に係る別の電極の製造法は、ニッケル粉末と
混練液と増粘剤からなるスラリを穿孔板の孔にのみ充填
し乾燥する工程を1回以上行った後、穿孔板の表面に前
記スラリを塗着、乾燥する工程を経た後焼結処理し、得
られたニッケル焼結基体に活性物質を充填することを特
徴とするここで、上記活性物質とは電池の充放電反応に
関与する物質である。
【0006】
【作用】本発明の作用を図を用いて以下に説明する。図
5に示す従来の穿孔板へのスラリ塗着法では、コータb
6の隙間を穿孔板1の厚みよりも大きくし、1回の塗着
工程でスラリ5を塗着し、その後乾燥している。すると
塗着された塗着粉末8は図2に示す断面図のように、穿
孔板1の孔に対応する部分では表面が凹状になってい
る。この理由は、穿孔板の孔に対応する部分に塗着され
た厚さ方向のスラリ量は穿孔板の他の部分に塗着された
厚さ方向のスラリ量よりも多いことに起因する。つまり
スラリは混練液を含んでいるので乾燥工程時に混練液の
体積分だけ収縮するため、厚さ方向のスラリ量が多い部
分、ここでは穿孔板の孔に対応する部分の厚さ方向の収
縮量が、穿孔板の他の部分よりも大きくなるためであ
る。そこで図1に示すように穿孔板1への1回目のスラ
リの塗着の際にコータa3の隙間を穿孔板1の厚みと同
じ値にし、その後乾燥炉4により乾燥する。するとスラ
リ2は穿孔板1の孔のみに充填された状態で乾燥され、
図3のように穿孔板1の表面がほぼ平滑になる。この工
程を数多く経ることでさらに表面の平滑さが増す。その
後コータb6の隙間を穿孔板1の厚みよりも大きくし
て、再度スラリ5を充填し、乾燥すると図4に示すよう
な表面に凹部が少ない電極または電極のためのニッケル
焼結基体を得ることができる。
5に示す従来の穿孔板へのスラリ塗着法では、コータb
6の隙間を穿孔板1の厚みよりも大きくし、1回の塗着
工程でスラリ5を塗着し、その後乾燥している。すると
塗着された塗着粉末8は図2に示す断面図のように、穿
孔板1の孔に対応する部分では表面が凹状になってい
る。この理由は、穿孔板の孔に対応する部分に塗着され
た厚さ方向のスラリ量は穿孔板の他の部分に塗着された
厚さ方向のスラリ量よりも多いことに起因する。つまり
スラリは混練液を含んでいるので乾燥工程時に混練液の
体積分だけ収縮するため、厚さ方向のスラリ量が多い部
分、ここでは穿孔板の孔に対応する部分の厚さ方向の収
縮量が、穿孔板の他の部分よりも大きくなるためであ
る。そこで図1に示すように穿孔板1への1回目のスラ
リの塗着の際にコータa3の隙間を穿孔板1の厚みと同
じ値にし、その後乾燥炉4により乾燥する。するとスラ
リ2は穿孔板1の孔のみに充填された状態で乾燥され、
図3のように穿孔板1の表面がほぼ平滑になる。この工
程を数多く経ることでさらに表面の平滑さが増す。その
後コータb6の隙間を穿孔板1の厚みよりも大きくし
て、再度スラリ5を充填し、乾燥すると図4に示すよう
な表面に凹部が少ない電極または電極のためのニッケル
焼結基体を得ることができる。
【0007】
【実施例】本発明の実施例を以下に説明する。 (実施例1)穿孔板1には厚さ80μm、孔の形状は円
形でその孔径は1.7mm、開孔率50%の鉄にニッケ
ル鍍金したものを用いた。スラリ2及びスラリ5の成分
は、活性物質として公知の水素吸蔵合金粉末、結着剤と
してヒドロキシプロピルメチルセルロース、混練液とし
てスラリに対し2.4体積%となるよう水を混ぜた。図
1に示すように穿孔板1をスラリ2に浸漬し、コータa
3に通した。このときコータa3の隙間は穿孔板の厚み
と同じく80μmとした。このことにより、穿孔板1の
孔にのみスラリ2が充填された。その後その穿孔板1を
第1の乾燥炉4で100℃で乾燥し、再度スラリ5に浸
漬し、コータb6に通した。このときコータb6の隙間は
1.0mmとした。その後第2の乾燥炉7で100℃で
乾燥し、1ton/cm2でプレスし、電極とした。
形でその孔径は1.7mm、開孔率50%の鉄にニッケ
ル鍍金したものを用いた。スラリ2及びスラリ5の成分
は、活性物質として公知の水素吸蔵合金粉末、結着剤と
してヒドロキシプロピルメチルセルロース、混練液とし
てスラリに対し2.4体積%となるよう水を混ぜた。図
1に示すように穿孔板1をスラリ2に浸漬し、コータa
3に通した。このときコータa3の隙間は穿孔板の厚み
と同じく80μmとした。このことにより、穿孔板1の
孔にのみスラリ2が充填された。その後その穿孔板1を
第1の乾燥炉4で100℃で乾燥し、再度スラリ5に浸
漬し、コータb6に通した。このときコータb6の隙間は
1.0mmとした。その後第2の乾燥炉7で100℃で
乾燥し、1ton/cm2でプレスし、電極とした。
【0008】(比較例1)穿孔板1をスラリ2に浸漬
し、コータa3に通し、乾燥炉4で100℃で乾燥する
工程を経ない以外は実施例1と全く同様の条件で電極を
製造した。その時の電極厚みの最大値は実施例1と同じ
だった。
し、コータa3に通し、乾燥炉4で100℃で乾燥する
工程を経ない以外は実施例1と全く同様の条件で電極を
製造した。その時の電極厚みの最大値は実施例1と同じ
だった。
【0009】上記実施例1、比較例1の電極を40mm
×100mmのサイズに裁断し、重量測定した結果を表
1に示す。
×100mmのサイズに裁断し、重量測定した結果を表
1に示す。
【0010】
【表1】
【0011】表1の数字は実施例1、比較例1の電極を
10枚ずつ重量測定し、その平均値を示したものであ
る。この結果から、本発明により電極の活性物質量を2
%以上増加させることができた。また、図4に示す実施
例1の電極断面からもわかるように電極表面はほぼ平滑
であった。それに対し、比較例1の電極表面は図2に示
すように穿孔板の孔に対応する部分が凹状となってい
た。従って本発明のように予め穿孔板の孔にスラリを充
填することにより電極厚みを変えずに活性物質量を増加
させる効果は明らかである。
10枚ずつ重量測定し、その平均値を示したものであ
る。この結果から、本発明により電極の活性物質量を2
%以上増加させることができた。また、図4に示す実施
例1の電極断面からもわかるように電極表面はほぼ平滑
であった。それに対し、比較例1の電極表面は図2に示
すように穿孔板の孔に対応する部分が凹状となってい
た。従って本発明のように予め穿孔板の孔にスラリを充
填することにより電極厚みを変えずに活性物質量を増加
させる効果は明らかである。
【0012】実施例1では、予め穿孔板の孔にスラリを
充填し、乾燥する工程を1回としたが、2回以上行うこ
とでさらに上記効果が促進された。実施例1では活性物
質に水素吸蔵合金を用いたが、水酸化ニッケル、酸化カ
ドミウムなどの他の活性物質を用いても同様の効果が得
られた。実施例1では混練液に水を用いたが、エチレン
グリコール等、他の混練液を用いても、乾燥温度を混練
液が蒸発させるようコントロールすることで同様の効果
が得られた。実施例1では穿孔板の孔の形状に円形のも
のを用いたが、その他の形状でも同様の効果が得られ
た。
充填し、乾燥する工程を1回としたが、2回以上行うこ
とでさらに上記効果が促進された。実施例1では活性物
質に水素吸蔵合金を用いたが、水酸化ニッケル、酸化カ
ドミウムなどの他の活性物質を用いても同様の効果が得
られた。実施例1では混練液に水を用いたが、エチレン
グリコール等、他の混練液を用いても、乾燥温度を混練
液が蒸発させるようコントロールすることで同様の効果
が得られた。実施例1では穿孔板の孔の形状に円形のも
のを用いたが、その他の形状でも同様の効果が得られ
た。
【0013】(実施例2)穿孔板に実施例1と同様のも
のを用いた。実施例1に用いた水素吸蔵合金粉末の代わ
りにニッケル粉末(Inco製#255)を用い、増粘剤にメチ
ルセルロース、混練液として水を2.4体積%となるよ
う混ぜ、スラリ2及びスラリ5を作製した。このスラリ
を穿孔板に実施例1と同条件で充填、塗着、乾燥したも
のを非酸化性雰囲気下で700℃で焼結し、多孔度80
%の焼結式ニッケル基体を作製した。この基体に常法の
化学含浸法により水酸化ニッケルを充填する工程を4回
繰り返し実施例2の電極を作製した。
のを用いた。実施例1に用いた水素吸蔵合金粉末の代わ
りにニッケル粉末(Inco製#255)を用い、増粘剤にメチ
ルセルロース、混練液として水を2.4体積%となるよ
う混ぜ、スラリ2及びスラリ5を作製した。このスラリ
を穿孔板に実施例1と同条件で充填、塗着、乾燥したも
のを非酸化性雰囲気下で700℃で焼結し、多孔度80
%の焼結式ニッケル基体を作製した。この基体に常法の
化学含浸法により水酸化ニッケルを充填する工程を4回
繰り返し実施例2の電極を作製した。
【0014】(比較例2)穿孔板1をスラリ2に浸漬
し、コータa3に通し、乾燥炉4で100℃で乾燥する
工程を経ない以外は実施例2と全く同様の条件で電極を
製造した。その時の電極厚みの最大値は実施例2と同じ
だった。
し、コータa3に通し、乾燥炉4で100℃で乾燥する
工程を経ない以外は実施例2と全く同様の条件で電極を
製造した。その時の電極厚みの最大値は実施例2と同じ
だった。
【0015】上記実施例2、比較例2の電極を40mm
×70mmのサイズに裁断し、重量測定した結果を表1
に示す。
×70mmのサイズに裁断し、重量測定した結果を表1
に示す。
【0016】
【表2】
【0017】表2の数字は実施例2、比較例2の電極を
10枚ずつ重量測定し、その平均値を示したものであ
る。表中に示す重量は焼結基体分を含むため、表2の数
字がそのまま活性物質重量ではないが、この結果から、
本発明により電極中の活性物質量を約2%増加させるこ
とができた。また、実施例2の電極断面も図4に示すも
のと同様で、電極表面はほぼ平滑であった。それに対
し、比較例2の電極表面は図2に示すように穿孔板の孔
に対応する部分が凹状となっていた。従って本発明のよ
うに予め穿孔板の孔にニッケルスラリを充填することに
より電極厚みを変えずに電極の活性物質量を増加させる
効果は明らかである。
10枚ずつ重量測定し、その平均値を示したものであ
る。表中に示す重量は焼結基体分を含むため、表2の数
字がそのまま活性物質重量ではないが、この結果から、
本発明により電極中の活性物質量を約2%増加させるこ
とができた。また、実施例2の電極断面も図4に示すも
のと同様で、電極表面はほぼ平滑であった。それに対
し、比較例2の電極表面は図2に示すように穿孔板の孔
に対応する部分が凹状となっていた。従って本発明のよ
うに予め穿孔板の孔にニッケルスラリを充填することに
より電極厚みを変えずに電極の活性物質量を増加させる
効果は明らかである。
【0018】実施例2では、予め穿孔板の孔にスラリを
充填し、乾燥する工程を1回としたが、2回以上行うこ
とでさらに上記効果が促進された。実施例2では含浸工
程で基体に充填する活性物質に水酸化ニッケルを用いた
が、水酸化カドミウムなどの他の活性物質を用いても同
様の効果が得られた。実施例2では混練液に水を用いた
が、他の混練液を用いても、乾燥温度を混練液が蒸発さ
せるようコントロールすることで同様の効果が得られ
た。実施例2では穿孔板の孔の形状に円形のものを用い
たが、その他の形状でも同様の効果が得られた。
充填し、乾燥する工程を1回としたが、2回以上行うこ
とでさらに上記効果が促進された。実施例2では含浸工
程で基体に充填する活性物質に水酸化ニッケルを用いた
が、水酸化カドミウムなどの他の活性物質を用いても同
様の効果が得られた。実施例2では混練液に水を用いた
が、他の混練液を用いても、乾燥温度を混練液が蒸発さ
せるようコントロールすることで同様の効果が得られ
た。実施例2では穿孔板の孔の形状に円形のものを用い
たが、その他の形状でも同様の効果が得られた。
【0019】
【発明の効果】上述したように、本発明により、穿孔板
にスラリを塗着して作製する電極表面の凹部を低減し、
穿孔板への活性物質の塗着量又は充填量を増加すること
ができた。
にスラリを塗着して作製する電極表面の凹部を低減し、
穿孔板への活性物質の塗着量又は充填量を増加すること
ができた。
【図1】本発明による穿孔板へのスラリ充填、塗着法の
一例を示したものである。
一例を示したものである。
【図2】従来の穿孔板を用いた電極の断面図を示したも
のである。
のである。
【図3】本発明の電極製造過程における、穿孔板の孔の
みにスラリを充填し、乾燥した後の穿孔板の断面図を示
したものである。
みにスラリを充填し、乾燥した後の穿孔板の断面図を示
したものである。
【図4】本発明の穿孔板を用いた電極の断面図を示した
ものである。
ものである。
【図5】従来の穿孔板へのスラリ充填、塗着法の一例を
示したものである。
示したものである。
1は穿孔板、2、5はスラリ、3はコータa、6はコー
タb、4、7は乾燥炉、8は塗着粉末。
タb、4、7は乾燥炉、8は塗着粉末。
Claims (2)
- 【請求項1】活性物質粉末と混練液と結着剤からなるス
ラリを穿孔板の孔にのみ充填し乾燥する工程を1回以上
行った後、穿孔板の表面に前記スラリを塗着、乾燥する
工程を経ることを特徴とする電極の製造法。 - 【請求項2】ニッケル粉末と混練液と増粘剤からなるス
ラリを穿孔板の孔にのみ充填し乾燥する工程を1回以上
行った後、穿孔板の表面に前記スラリを塗着、乾燥する
工程を経た後焼結処理し、得られたニッケル焼結基体に
活性物質を充填することを特徴とする電極の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6304507A JPH08162104A (ja) | 1994-12-08 | 1994-12-08 | 電極の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6304507A JPH08162104A (ja) | 1994-12-08 | 1994-12-08 | 電極の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08162104A true JPH08162104A (ja) | 1996-06-21 |
Family
ID=17933875
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6304507A Pending JPH08162104A (ja) | 1994-12-08 | 1994-12-08 | 電極の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08162104A (ja) |
-
1994
- 1994-12-08 JP JP6304507A patent/JPH08162104A/ja active Pending
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