JPH0935709A - ペースト式電極の製造方法 - Google Patents

ペースト式電極の製造方法

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JPH0935709A
JPH0935709A JP7187355A JP18735595A JPH0935709A JP H0935709 A JPH0935709 A JP H0935709A JP 7187355 A JP7187355 A JP 7187355A JP 18735595 A JP18735595 A JP 18735595A JP H0935709 A JPH0935709 A JP H0935709A
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JP
Japan
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paste
temperature
mixture
polytetrafluoroethylene
weight
Prior art date
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Pending
Application number
JP7187355A
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English (en)
Inventor
Katsuya Kumagai
勝哉 熊谷
Hiroyuki Takahashi
浩之 高橋
Yukio Suzuki
幸男 鈴木
Eiichi Wakai
栄一 若井
Takeo Ito
武男 伊藤
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FDK Twicell Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Battery Co Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 貯蔵安定性に優れたペーストを調製すること
ができ、かつ前記ペーストを集電体に均一に塗布するこ
とが可能なペースト式電極の製造方法を提供することを
目的とする。 【解決手段】 活物質とポリテトラフルオロエチレンを
含む結着剤と水とを主構成成分とする混合物をその温度
を24℃以上に制御しながら攪拌することによりペース
トを調製する工程と、前記ペーストに貯蔵エージングを
施す工程と、前記ペーストを集電体に充填する工程とを
具備したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は活物質を含むペース
トを集電体に充填した構造を有するペースト式電極の製
造方法に関し、特にペースト調製工程を改良したペース
ト式電極の製造方法に係るものである。
【0002】
【従来の技術】近年の二次電池製造技術の進歩に伴い、
角形や円筒形のニッケル水素二次電池の小形化及び高容
量化が強く要望されている。このことから、前記二次電
池に組込まれる正極や負極の製造方法としてペースト方
式による製造方法が開発されている。小形化及び高容量
化は正極や負極を構成する素材や、この素材の組成配合
に起因するものではあるが、前記素材を組合わせて調製
するプロセスも重要となる。
【0003】前記二次電池に組込まれる負極のペースト
式製造方法としては従来より、次に示す方法が知られて
いる。まず、水素吸蔵合金粉末と、例えばカーボンブラ
ックなどの導電性粉末と、例えばポリテトラフルオロエ
チレンなどの高分子結着剤と、水とを混合し、これらを
混練することによりペーストを調製する。前記ペースト
を例えばパンチドメタルなどの集電体に塗布し、これを
乾燥した後、プレスで成形することによりペースト式負
極が製造される。
【0004】前記ペースト調製工程において負極の組成
によってペーストの流動性が異なるのは当然である。し
かしながら、前述した負極の製造方法によると、同一組
成で、同様な流動性及び粘度を有するペーストに調製し
た後、前記ペーストを一定温度で貯蔵した際に前記ペー
ストの粘度が上昇して流動性が低下するという問題点が
あった。前記ペーストの流動性が低下すると、前記ペー
ストを集電体に均一に塗布することが困難になる。ペー
ストの塗布量がばらつくと、前記負極の容量や性状がば
らつくという問題点があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、貯蔵
安定性に優れたペーストを調製することができ、かつ前
記ペーストを集電体に均一に塗布することが可能なペー
スト式電極の製造方法を提供しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のペースト式電極
の製造方法は、活物質とポリテトラフルオロエチレンを
含む結着剤と水とを主構成成分とする混合物をその温度
を24℃以上に制御しながら攪拌することによりペース
トを調製する工程と、前記ペーストに貯蔵エージングを
施す工程と、前記ペーストを集電体に充填する工程とを
具備したことを特徴とするものである。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の製造方法について
説明する。 (1)ペースト調製工程 活物質とポリテトラフルオロエチレンを含む結着剤と水
とを主構成成分とする混合物をその温度を24℃以上に
制御しながら攪拌することによりペーストを調製する。
【0008】前記活物質としては、例えば、正極活物質
であるニッケル酸化物、負極活物質である水素吸蔵合金
やカドミウム化合物を挙げることができる。また、前記
ニッケル酸化物としては、水酸化ニッケル、酸化ニッケ
ルなどを挙げることができる。
【0009】前記結着剤は、ポリテトラフルオロエチレ
ン及び他のポリマーからなる。前記ポリテトラフルオロ
エチレンを含む結着剤は、活物質を集電体に強固に捕捉
することができ、電極の強度を向上することができる。
【0010】前記ポリテトラフルオロエチレンと併用す
るポリマーとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン等の疎水性ポリマー、例えばアクリル酸などのカ
ルボキシル基を有するモノマーとビニルアルコールの共
重合体、カルボキシメチルセルロース(CMC)、メチ
ルセルロース(MC)、ヒドロキシプロピルメチルセル
ロース(HPMC)、例えばポリアクリル酸ナトリウム
(SPA)などのポリアクリル酸塩、ポリビニルアルコ
ール(PVA)、ポリエチレンオキシド等の親水性ポリ
マー、例えばラテックス等のゴム系ポリマーを挙げるこ
とができる。特に、前記親水性ポリマーを用いることが
好ましい。かかる親水性ポリマーの中でも、前記カルボ
キシル基を有するモノマーとビニルアルコールの共重合
体,前記ポリアクリル酸ソーダ,前記カルボキシメチル
セルロースから選ばれる2種以上を用いることが好まし
い。なお、前記ポリテトラフルオロエチレンはディスパ
ージョンの形態で用いることができる。
【0011】前記活物質として水素吸蔵合金を用いる場
合、前記混合物に例えばカーボンブラックや、ケッチェ
ンブラック等の導電性粉末を添加することが好ましい。
また、前記活物質としてニッケル酸化物を用いる場合、
前記混合物に例えば一酸化コバルト,水酸化コバルトな
どのコバルト化合物及び金属コバルトから選ばれる少な
くとも1種からなる導電剤を添加することが好ましい。
【0012】前記混合物の温度を前記範囲に制御しなが
ら攪拌するのは次のような理由によるものである。前記
温度を24℃未満にすると、前記ペーストを貯蔵した際
に前記ペーストの粘度が上昇する。前記温度は25℃以
上に制御することがより好ましく、更に好ましいのは2
6℃以上に制御することである。また、前記混合物中の
温度が上昇するに従って攪拌中にその温度を維持するこ
とが困難になる等のペースト調製の作業性が低下する恐
れがある。このため、前記温度の上限値を50℃にする
ことが好ましく、より好ましい上限値は35℃である。
【0013】前記混合物の温度制御は、例えば、24℃
以上に加温された前記混合物を構成する材料を用い、か
つ攪拌時の雰囲気の温度を24℃以上に保持する方法が
採用される。 (2)貯蔵エージング工程 貯蔵エージングは、10℃以上の雰囲気に前記ペースト
を静置することにより行うことが好ましい。前記温度を
10℃未満にすると、前記ペーストの粘度が上昇する恐
れがある。前記貯蔵エージングをする際の温度の上限
は、30℃にすることが好ましく、より好ましくは20
℃である。 (3)ペースト充填工程 前述したようにして調製され、貯蔵エージングが施され
たペーストは集電体に充填される。
【0014】前記集電体としては、例えばパンチドメタ
ル、エキスパンドメタル、金網等の二次元構造のもの、
発泡メタル、網状焼結金属繊維などの三次元構造のもの
等を挙げることができる。
【0015】前記ペーストが充填された集電体を乾燥し
た後、必要に応じてローラプレスによる成形を施すこと
によりペースト式電極が製造される。本発明者らはペー
ストの調製方法とペーストの貯蔵安定性との関係を鋭意
研究した結果、ペースト調製時の温度を制御することに
よってペーストの貯蔵安定性を向上することができ、性
質の安定した塗工電極を生産できることを見出だした。
すなわち、活物質とポリテトラフルオロエチレンを含む
結着剤と水とを主構成成分とする混合物をその温度を低
く保って攪拌すると、前記混合物はすぐにペースト状に
なるものの、前記ペーストを貯蔵した際にその粘度が上
昇して流動性が低下することがわかった。本発明のよう
に、前記混合物をその温度を24℃以上に制御しながら
攪拌する、つまり攪拌直前から前記混合物の温度を24
℃以上にすることによって、前記混合物は前記ポリテト
ラフルオロエチレンが繊維化して蜘蛛の巣状になるため
に一旦団子状になった後、前記ポリテトラフルオロエチ
レンのゲル化、換言すれば蜘蛛の巣状のポリテトラフル
オロエチレンが寸断される現象が生じてペースト化する
ため、貯蔵した際にペーストが安定に存在することを見
出だした。
【0016】従って、前記混合物をその温度を24℃以
上に制御しながら攪拌してペーストを調製することによ
って、前記ペースト中の材料の馴染みを良くするために
貯蔵する、つまり貯蔵エージングを施すことができる。
その結果、前記貯蔵エージングにより前記ペーストの性
状を安定化することができるため、前記ペーストを集電
体に均一に塗布することができる。このため、容量のば
らつきがなく、品質の安定した電極を製造することがで
きる。
【0017】
【実施例】以下、本発明の実施例について詳細に説明す
る。 実施例1 ケッチェンブラック、カルボキシメチルセルロース(C
MC)、ポリアクリル酸ソーダ(SPA)、ポリテトラ
フルオロエチレンを25℃で保管した。また、水素吸蔵
合金粉末は、酸化劣化を防止するためにペースト調製1
日前に25℃で保管された。温度が24℃〜25℃に制
御された攪拌雰囲気において、このようにして保管され
た水素吸蔵合金粉末100重量部と、ケッチェンブラッ
クとカルボキシメチルセルロースとポリアクリル酸ソー
ダとから構成される混合物1.63重量部と、温度が2
5℃のイオン交換水50重量部をミキサーで混練した。
これにポリテトラフルオロエチレンのディスパージョン
2.5重量部を添加し、この混合物をその温度を24℃
〜25℃(目標値は24℃である)に制御しながら攪拌
することにより25℃の時の粘度が20000cpのペ
ーストを調製した。なお、粘度測定はB型の回転粘度計
を用いて行った。 実施例2 ケッチェンブラック、カルボキシメチルセルロース(C
MC)、ポリアクリル酸ソーダ(SPA)、ポリテトラ
フルオロエチレンを25℃で保管した。また、水素吸蔵
合金粉末は、酸化劣化を防止するためにペースト調製1
日前に25℃で保管された。温度が29℃±1℃に制御
された攪拌雰囲気において、このようにして保管された
水素吸蔵合金粉末100重量部と、ケッチェンブラック
とカルボキシメチルセルロースとポリアクリル酸ソーダ
とから構成される混合物1.63重量部と、温度が25
℃のイオン交換水50重量部をミキサーで混練した。こ
れにポリテトラフルオロエチレンのディスパージョン
2.5重量部を添加し、この混合物の温度を29℃±1
℃に制御しながら攪拌することにより25℃の時の粘度
が19900cpのペーストを調製した。 比較例1 水素吸蔵合金粉末100重量部と、ケッチェンブラック
とカルボキシメチルセルロースとポリアクリル酸ソーダ
とから構成される混合物1.63重量部と、イオン交換
水50重量部をミキサーで混練した。これにポリテトラ
フルオロエチレンのディスパージョン2.5重量部を添
加し、この混合物をその温度を19℃〜20℃(目標値
は20℃)に制御しながら攪拌することにより25℃の
時の粘度が20000cpのペーストを調製した。 比較例2 水素吸蔵合金粉末100重量部と、ケッチェンブラック
とカルボキシメチルセルロースとポリアクリル酸ソーダ
とから構成される混合物1.63重量部と、イオン交換
水50重量部をミキサーで混練した。これにポリテトラ
フルオロエチレンのディスパージョン2.5重量部を添
加し、この混合物をその温度を15℃〜16℃(目標値
は16℃)に制御しながら攪拌することにより25℃の
時の粘度が20200cpのペーストを調製した。 比較例3 水素吸蔵合金粉末100重量部と、ケッチェンブラック
とカルボキシメチルセルロースとポリアクリル酸ソーダ
とから構成される混合物1.63重量部と、イオン交換
水50重量部をミキサーで混練した。これにポリテトラ
フルオロエチレンのディスパージョン2.5重量部を添
加し、この混合物をその温度を10℃±1℃に制御しな
がら攪拌することにより25℃の時の粘度が20500
cpのペーストを調製した。
【0018】調製された実施例1,2及び比較例1〜3
のペーストを濾過した後、20±2℃で4日間貯蔵した
際の粘度変化を測定し、その結果を下記表1に示す。ペ
ーストの貯蔵安定性は、ペースト粘度が20000±1
000cpの範囲から外れたものを不良とすることによ
り評価した。なお、ペーストの粘度はペースト温度が2
5℃にしてB型の回転粘度計により測定した。
【0019】
【表1】
【0020】表1から明らかなように、攪拌時の温度が
24℃以上に制御されて調製された実施例1,2のペー
ストは、貯蔵エージングが施された際の粘度が安定して
おり、貯蔵安定性が高いことがわかる。これに対し、攪
拌時の温度が24℃未満に制御されて調製された比較例
1〜3のペーストは、貯蔵エージングが施された際に粘
度が上昇して目的とする粘度から外れ、貯蔵安定性が劣
ることがわかる。
【0021】また、攪拌時の温度を25℃に制御してペ
ーストを調製したところ、攪拌時の温度が24℃である
場合に比べて貯蔵エージングを施した際のペーストの粘
度の安定性が高く、攪拌時の温度を26℃に制御して調
製されたペーストは貯蔵エージングを施した際の粘度の
安定性が更に高かった。
【0022】
【発明の効果】以上詳述したように本発明のペースト式
電極の製造方法によれば、ペーストの貯蔵安定性を向上
することができ、貯蔵エージングによりペースト性状の
安定化を図ることができ、ペーストを集電体に均一に塗
布することができ、品質の安定したペースト式電極を製
造することができるという顕著な効果を奏する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 若井 栄一 東京都品川区南品川3丁目4番10号 東芝 電池株式会社内 (72)発明者 伊藤 武男 東京都品川区南品川3丁目4番10号 東芝 電池株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 活物質とポリテトラフルオロエチレンを
    含む結着剤と水とを主構成成分とする混合物をその温度
    を24℃以上に制御しながら攪拌することによりペース
    トを調製する工程と、 前記ペーストに貯蔵エージングを施す工程と、 前記ペーストを集電体に充填する工程とを具備したこと
    を特徴とするペースト式電極の製造方法。
JP7187355A 1995-07-18 1995-07-24 ペースト式電極の製造方法 Pending JPH0935709A (ja)

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JP7187355A JPH0935709A (ja) 1995-07-24 1995-07-24 ペースト式電極の製造方法
KR1019960028972A KR100241864B1 (ko) 1995-07-18 1996-07-18 알칼리 2차 전지, 페이스트식 전극, 페이스트식 전극의 제조방법 및 알칼리 2차 전지의 제조방법

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JP7187355A JPH0935709A (ja) 1995-07-24 1995-07-24 ペースト式電極の製造方法

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8163334B2 (en) 2005-05-09 2012-04-24 Panasonic Corporation Method and apparatus for applying electrode mixture paste

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8163334B2 (en) 2005-05-09 2012-04-24 Panasonic Corporation Method and apparatus for applying electrode mixture paste

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