JPS5887765A - 電池用電極板の製造法 - Google Patents

電池用電極板の製造法

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JPS5887765A
JPS5887765A JP56184444A JP18444481A JPS5887765A JP S5887765 A JPS5887765 A JP S5887765A JP 56184444 A JP56184444 A JP 56184444A JP 18444481 A JP18444481 A JP 18444481A JP S5887765 A JPS5887765 A JP S5887765A
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正一 池山
Isao Matsumoto
功 松本
Mamoru Ishitobi
石飛 守
Takashi Ishikawa
石川 孝志
Tsutomu Iwaki
勉 岩城
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/24Electrodes for alkaline accumulators
    • H01M4/26Processes of manufacture
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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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】 本発明は、三次元に連続した網状構造を有するスポンジ
状金属多孔体に活物質をイースト状で充填する電池用電
極板の製造法に関する。
その目的とするところは、長尺帯状のスポンジ状金属多
孔体(以下多孔体と称す)に活物質をイルスト状で連続
的に充填して成る電極板の製造工程において、上記多孔
体にペーストを充填した後、乾燥工程の前にローラグレ
スによる予備加圧、それにひき続く平板プレスによる本
加圧の工程を設けることによって量産性にすぐれた電極
板の製造法を提供することにある。すなわち、予備ルス
で多孔体中の含液量を本プレスに適した搦にA11り節
することで、加圧工程の連続化を可能とする。また、加
圧工程は結着剤の添加剤として加圧金7311に結着剤
が付着する機会をなくして加圧装償の保守作業を少なく
する。
従来、電池用電極板として、鉛蓄電池においては多孔性
筒体あるいは格子に活物質を主とする粉末を充填するか
、またはペースト状にして塗オ、する方法が採用されて
いる。
一方、アルカリ電池のニッケルーカドミウム蓄電池の場
合は、上記と類似の方法や焼結体に活物質の塩溶液を含
浸し、これを電解、加熱分解、化学処理等により活物質
に転化する方法が採用されてきた。このような方法にお
いて焼結体に活物q」を保持させる場合には、塩溶液の
含浸、転化を数回から10数回くり返す必要があり工程
が煩雑であった。一方、格子に4−ストを塗着する方法
の場合は、焼結体に保持させる場合に比較して製造方法
は簡単であって、支持体としてスクリーン、エキス・!
ンデ、ド)タル、孔あき板などを用いると、連続的な製
造方法も可能であった。
しかし、支持体と活物質との接触点は焼結体の場合よシ
も少なく、結合力も十分でなく放電性能、寿命などの電
池特性の面で焼結体におよばない。
なお、支持体に焼結体を用いて塗着法が採用でき−71
と両者の長所を生かすことができるが、従来の焼結体で
は、その孔径は数μ〜数十μと小さい。
一方、直接充填に用いる活物質は数μ〜数百μの大きさ
であって、焼結体に直接焼結体の内部まで均一に充填す
ることは不可能であった。
ところが、最近製品化されたスポンジ状金属多孔体は球
状の空孔部が三次元に連なった多孔体であって、孔径ヒ
数十μから数調の範囲において任意のものが選択できる
したがって、充填する活物質の粒子径の分布に適合する
孔径のスポンジ状金属多孔体を支持体とすれば塗着法の
採用は可能である。
すなわち、スポンジ状金属多孔体の内部に活物質、導電
材、添加物の混合物をに一スト状にして充填すれば、活
物質のかたちで直接充填しているので塩の形で添加した
場合とは異なり転化処理を必要とせず製造工程の簡易化
ができる。
この方法の一適用例としてアルカリ蓄電池用のニッケル
正極を提案してきた。ニッケル正極の場合、活物質の水
酸化ニッケルは数μ〜20 Ott kζ分布した粉末
を用い、ニッケル粉末、コ・Z)レト粉末と混合し、啄
−スト状にして孔径が数十71〜数百μに分布したスポ
ンジ状金属多孔体の内部に充填した後、乾燥、結着剤の
添加、加圧の処理を施こして電極板としている。この正
極とカドミウム負極とで構成したニッケル−カドミウム
蓄電池は焼結体を支持体とした、従来のニッケル極を用
いて構成した電池と一同等あるいは高容量の特性が(F
jられる。
しかし、電極板は次に示す工程を経て製作していたが、
乾燥と加圧の工程が限ずしも量産に適した方法ではなか
った。
すなわち、■多孔体へのイーストの充填 ■乾燥(完全
乾燥) ■結着剤の添加 ■乾燥(半斬燥)(5)平板
プレスによ)加圧の工程を経て製作していた。この加圧
時に乾燥を完全に行なうと力■正時にスポンジの骨格が
破壊するおそれがあり、従って加圧は結着剤を添加し、
ついで乾燥で含水量をカロ圧に適した値すなわち15〜
20係の含水率に調節した後行っていた。しかしこの際
に多孔体の厚み、移動速度を変えるとそれに適した乾燥
条件を設定する必要があり煩雑であった。し75為も、
常に含水量を最適値に調節できるとは限らないので、加
圧時に前処理として調節工程を必要とする場合があった
。それは、吸水性を有する布あるいは紙で多孔体をはさ
み加圧して含水量を最適値とするのである。
したがって、加圧工程に多くの時間を要するとともに、
作業が間けつ的になり、さらにその前工程の乾燥工程が
煩雑であるので量産には適しているとはいえずその改善
が望まれていた。
本発明はペースト状活物質を充填した多重り体に適度の
予備加圧を施すと、その含液量を本カロ圧に適した値に
調節し得ることに着目した。すなわち、ス=スト状の活
物質を充填した多孔体を力Il)」−すると液体は多孔
体よシ排出されるが、その量は力II B二の度合に比
例する。たとえばニッケル極の」易合空孔率95チの多
孔体に含液率約30%の4−ストを充填すると、充填時
の多孔体の厚みの80 % !+1の厚みに加圧すれば
含液率は本加圧に最適な15〜20%に調節し得ること
を見い出した。その″F倫加圧は活物質を充填した長尺
の多孔体を連わ°C的に加圧できること、多孔体より出
る液体のυト除ふ・よびプレス面への付着物の除去の簡
易さなどのr’−Aからローラプレスによる方法が適し
ており、木刀11圧は平板プレスによる方法が適してい
ることをルと出した。
つまり、多孔体に活物質をに一スト状で充填しだ状態の
容量密度は約350mAh/crn3、什上りif電極
板約500 mAh/crn3であるが、活物質を充j
償したスポンジ状金属多孔体をローラグレスで力1j圧
した場合に、450 mAh/cm3付近までは伺らの
jjji題を生じないが、それ以上の容量密度にツノ[
1圧した場合は多孔体の伸びや亀裂の発生75;あって
、本ツノ1圧にローラグレスを採用することは適切でな
い。
したがって、予備加圧はローラグレス、本加圧は平板プ
レスによる方法が最適であることがわかったのである。
つぎに、電極板製造における多孔体を加圧する時期はぜ
一ストを充填した直後と従来製法の結着剤添加後のいず
れかであシ、前者は多孔体に結着剤を含まないので加圧
面への活物質の付着はほとんどなく、たとえ付着しても
除去が容易である。さらに、加圧により多孔体中の液体
の一部を除去するので後者に比べ乾燥効率がよい。
一方、後者の場合は加圧面に活物質と結着剤の混合物が
付着するので除去作業を必要とし、また、多孔体に液体
を多く含んだ、状態で乾燥を行うので前者の場合よりエ
ネルギー消費量は多くなる。したがって、加圧時期はペ
ースト充填の直後の方が良い。
以下、具体的な実施例を一例としてニッケル極について
述べ、る。
実施例 活物質の支持体には材質がニッケルからなる第1図に示
す構造の厚みが10朋、空孔率95係、孔径50〜30
0μのスポンノ状多孔体を用いた。
同図において1は芯材部の二、ケル2は空孔部である。
上記多孔体に水酸化ニイケル85 wt%、ニッケル粉
末10wt%、コバルト粉末5wt%、の混合物を05
%ンクロメチルセルローズ(CMC) 水溶液で含水率
的30 wt %のイースト状にして均一に充填、表面
に付着したイーストを除去して活物質充填多孔体を得た
。この多孔体は活物質の含水率がおよそ30%、空孔率
は約5%の表面がベトベトしたものである。これを20
0X500mmの寸法に切断して、本発明および従来の
方法で電極板とした。
まず、第2図の(A+に示す本発明の方法による電極板
の作製はローラグレスによる予備加圧の加圧条件を段階
的に変化させて行い多孔体の状態を観察した。その結果
を表−1に示す。同表から明、、らかなようにローラグ
レスによる加圧は平板ゾレスとは異なり線加工であるの
で、多孔体に損傷を与え易く、安全な加1度合はニッケ
ル極の場合、容11;密度で450 mAh/ cm3
前後であって、それ以上にすると亀裂、切断が発生する
。したがってローラプレスによる加圧はぜ一スト充填時
の厚みの約80%の厚み捷でを限度とした。
表−1 次いで、本加圧を平板ゾレスで行い、乾燥、結着剤(4
フツ化エチレン懸濁液)の添加、乾燥、を行って厚み0
.7 mmの本発明の方法による電極板を寿だ。
一方、第2図の(Blに示す従来の方法にょる電(す板
の作製は活物質を充填した多孔体を完全乾燥、結着剤の
添加、半乾燥した後、平板プレスで加圧、乾燥して、0
.7 wnの電極板を得た。この場合は電極板を得るま
での乾燥全所要時間は温度1oo℃で約18分間であっ
たのに対し本発明の方法では、同じ条件で約10分間と
大幅に短縮できた。甘だ、従来の作製方法では加圧時に
加圧金型に結着剤および活物質が付着し、加圧する毎に
付着物の除去を必要としたが、本発明の場合は、加圧時
には多孔体に結着剤を含まないので、予備加圧のローラ
グレスに付着する活物質は容易に除去でき、本加圧の平
板プレスにはほとんど付着することがなく、付着した場
合も容易に除去できて保守作業をほとんど必要としなか
った。本発明の製造工程に従って電極板を製作すると、
従来の製法に比べて約20%の効率化が可能となった。
つきに、これらの電極板を正極とし負極にカドミウム極
を用い単2形、密閉形ニッケルーカドミラム蓄電池をそ
れぞれ6個を製作した。
本発明の製法の電極板を用いた電池を(a)、従来の製
法のものを(blとする。電池は充電1/10 C。
160%、放電115C,1,OVまで、温度20℃の
条件で充放電試験をくυ返しておシ、初期容量(al2
470〜2580mAh、 (bl2460〜2580
mAh、約500充放電サイクルを経過した現在は(a
l 2400〜2520 mAh (bl 2400〜
2500mAhで、いずれの電池も性能劣化がほとんど
なく、%−極板製造における加圧時期を変えた影響は認
められない。
以上に述べたように本発明の電極板製造方法は加圧二[
程の作業性を向上するとともに、乾燥工程の所要時間を
大幅に短縮して、電極板の量産化を促進し得る効果は非
常に大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に用いたスポンジ状金属多孔
体の拡大図、第2図(A)は本発明の一実施、例を示す
電極板の製造工程の概略図、第2図(Blは従来の製造
法を示す電極板の製造工程の概略図である。 1・・・芯材部の二、ケル、2・・・空孔部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. スポンジ状金属多孔体を活物質の支持体とする電池用電
    極板において、前記多孔体の内部に活物質を4=スト状
    で充填した後、乾燥工程の前にローラグレス、引続き平
    板プレスで加圧する工程を設けたことを特徴とする電池
    用電極板の製造法。
JP56184444A 1981-11-19 1981-11-19 電池用電極板の製造法 Granted JPS5887765A (ja)

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JP56184444A JPS5887765A (ja) 1981-11-19 1981-11-19 電池用電極板の製造法

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JPS5887765A true JPS5887765A (ja) 1983-05-25
JPH0239064B2 JPH0239064B2 (ja) 1990-09-04

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ID=16153249

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6010557A (ja) * 1983-06-28 1985-01-19 ウエスチングハウス エレクトリック コ−ポレ−ション 多孔性繊維質プラ−クに活性物質を充填する方法
JP2007084208A (ja) * 2005-09-21 2007-04-05 Toshiba Elevator Co Ltd 乗客コンベアの踏段ローラ、乗客コンベアの踏段チェーン及び乗客コンベア

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5242216A (en) * 1975-10-01 1977-04-01 Central Res Inst Of Electric Power Ind Pulse phase control system

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