JPH0773049B2 - 電池用電極の製造方法 - Google Patents
電池用電極の製造方法Info
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- JPH0773049B2 JPH0773049B2 JP62322544A JP32254487A JPH0773049B2 JP H0773049 B2 JPH0773049 B2 JP H0773049B2 JP 62322544 A JP62322544 A JP 62322544A JP 32254487 A JP32254487 A JP 32254487A JP H0773049 B2 JPH0773049 B2 JP H0773049B2
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Description
【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明はアルカリ蓄電池等に使用される、三次元的な連
通孔を有する金属多孔体を基体として用いる電池用電極
の製造方法に関するものである。
通孔を有する金属多孔体を基体として用いる電池用電極
の製造方法に関するものである。
(ロ) 従来の技術 密閉式アルカリ蓄電池等に用いられる電極の製法とし
て、近年、焼結式に代って、三次元的な連通孔を有する
金属多孔体に活物質粉末を充填して作られる非焼結式製
法が研究されている。この製法は、製造工程が簡略化さ
れるとともに製造所要時間も短縮でき、更に電極の高エ
ネルギー密度化も容易なことから、コスト低減、性能向
上に有効な製法とみなされている。
て、近年、焼結式に代って、三次元的な連通孔を有する
金属多孔体に活物質粉末を充填して作られる非焼結式製
法が研究されている。この製法は、製造工程が簡略化さ
れるとともに製造所要時間も短縮でき、更に電極の高エ
ネルギー密度化も容易なことから、コスト低減、性能向
上に有効な製法とみなされている。
この代表的な製法は、具体的には次の様な工程によるも
のである。ニツケル繊維のフエルト状焼結体（以下ニツ
ケルマツトと称する、繊維径20μ、平均孔径50μ、多孔
度93％の物性を有するもの）を基体として用い、これに
平均粒径20μの水酸化ニツケル粉末を主体とする活物質
粉末と糊料液とを混合して調製したスラリーを充填し、
乾燥後、加圧圧縮して完成電極とするものである。
のである。ニツケル繊維のフエルト状焼結体（以下ニツ
ケルマツトと称する、繊維径20μ、平均孔径50μ、多孔
度93％の物性を有するもの）を基体として用い、これに
平均粒径20μの水酸化ニツケル粉末を主体とする活物質
粉末と糊料液とを混合して調製したスラリーを充填し、
乾燥後、加圧圧縮して完成電極とするものである。
この製法と従来の焼結式製法との大きな相違点は前者
が、活物質スラリーを別途製造し基体内部へ充填するの
に対し、後者は活物質原料塩溶液を基板内部に含浸さ
せ、次いで化学的、電気化学的、あるいは熱的方法で、
この原料塩を活物質に転化させることにある。後者は、
活物質密度と塩溶液密度との差が大きいため１回の充填
操作で所定量の充填が行えないため、数次にわたって充
填操作を繰り返す必要がある。前者は充填密度の低さを
補うため、後工程でプレスする必要はあるが、１回の操
作で充填を完了できるという利点がある。ところで、こ
の特徴は焼結式製法が充填量を逐次計量し精度良く所定
値に合わせることができるが、一方非焼結式製法は、充
填操作が１回のみであるため所定値に合わせるのが難し
いという問題点がある。三次元金属多孔体への活物質充
填法は、種々提案されているが、（たとえば特開昭53−
10333号公報参照）いずれも、上記問題に対しては何ら
示唆するところがない。
が、活物質スラリーを別途製造し基体内部へ充填するの
に対し、後者は活物質原料塩溶液を基板内部に含浸さ
せ、次いで化学的、電気化学的、あるいは熱的方法で、
この原料塩を活物質に転化させることにある。後者は、
活物質密度と塩溶液密度との差が大きいため１回の充填
操作で所定量の充填が行えないため、数次にわたって充
填操作を繰り返す必要がある。前者は充填密度の低さを
補うため、後工程でプレスする必要はあるが、１回の操
作で充填を完了できるという利点がある。ところで、こ
の特徴は焼結式製法が充填量を逐次計量し精度良く所定
値に合わせることができるが、一方非焼結式製法は、充
填操作が１回のみであるため所定値に合わせるのが難し
いという問題点がある。三次元金属多孔体への活物質充
填法は、種々提案されているが、（たとえば特開昭53−
10333号公報参照）いずれも、上記問題に対しては何ら
示唆するところがない。
(ハ) 発明が解決しようとする問題点 本発明は前記問題点に鑑みなされたものであって、金属
多孔体に対し、活物質スラリーの充填量を精度良く設定
量に合わせることを主眼とし、かかる製造方法により得
られた電池用電極の品質の安定性、電極特性の向上を計
るものである。
多孔体に対し、活物質スラリーの充填量を精度良く設定
量に合わせることを主眼とし、かかる製造方法により得
られた電池用電極の品質の安定性、電極特性の向上を計
るものである。
(ニ) 問題点を解決するための手段 本発明の電池用電極の製造方法は、三次元連続空孔を有
する金属多孔体に、活物質スラリーを充填し、次いで前
記活物質スラリー中に一部没するように設置したローラ
ーにより、前記金属多孔体を所定厚み迄圧縮し、さらに
ブレードをかけることを特徴とするものである。
する金属多孔体に、活物質スラリーを充填し、次いで前
記活物質スラリー中に一部没するように設置したローラ
ーにより、前記金属多孔体を所定厚み迄圧縮し、さらに
ブレードをかけることを特徴とするものである。
(ホ) 作用 本発明者らは、三次元連続空孔を有する金属多孔体（基
体）への均一な充填を行うための条件として、基体上で
スラリーの構成体である粉体と分散媒（たとえば糊料）
の分離が起こらないことが必要であり、基体へのスラリ
ー状活物質を充填する場合、充填量の設定値はスラリー
密度、基体の多孔度、厚さとに基づくものであることを
見い出した。即ち、設定値の活物質量に対し、スラリー
組成より所要スラリー量（体積）が決定でき、さらにこ
れと基体の寸法（縦・横）、多孔度とから、基体の必要
厚さが決められる。従って、理論的には、基体単位面積
当りの重量、厚さ、スラリー組成が均一になっていれ
ば、設定値と合致した均一な充填量が得られる。しかし
現実には基体厚さや重量は、或る幅で変動するし、充填
されたスラリー中に気泡が混入することもあるため、充
填量を均等にするのは困難である。このため充填前にロ
ーラーを通し、基体厚さを一定にする方法もあるが、十
分な効果は得られない。
体）への均一な充填を行うための条件として、基体上で
スラリーの構成体である粉体と分散媒（たとえば糊料）
の分離が起こらないことが必要であり、基体へのスラリ
ー状活物質を充填する場合、充填量の設定値はスラリー
密度、基体の多孔度、厚さとに基づくものであることを
見い出した。即ち、設定値の活物質量に対し、スラリー
組成より所要スラリー量（体積）が決定でき、さらにこ
れと基体の寸法（縦・横）、多孔度とから、基体の必要
厚さが決められる。従って、理論的には、基体単位面積
当りの重量、厚さ、スラリー組成が均一になっていれ
ば、設定値と合致した均一な充填量が得られる。しかし
現実には基体厚さや重量は、或る幅で変動するし、充填
されたスラリー中に気泡が混入することもあるため、充
填量を均等にするのは困難である。このため充填前にロ
ーラーを通し、基体厚さを一定にする方法もあるが、十
分な効果は得られない。
これに対し発明者は厚さの調整を充填後行うことを試み
その効果が大きいことを知得し本発明を完成するに至っ
た。この方法は、基体を所定の厚さより幾分厚く作り、
これに活物質スラリーを充填し、しかる後ローラーを通
して所定の厚さまで基体を圧縮するとともに、剰余の活
物質スラリーを排出させさらに基体表面に付着している
スラリーをブレードでかき落とした後、乾燥するもので
ある。
その効果が大きいことを知得し本発明を完成するに至っ
た。この方法は、基体を所定の厚さより幾分厚く作り、
これに活物質スラリーを充填し、しかる後ローラーを通
して所定の厚さまで基体を圧縮するとともに、剰余の活
物質スラリーを排出させさらに基体表面に付着している
スラリーをブレードでかき落とした後、乾燥するもので
ある。
一旦スラリーを過剰に充填し、次いでローラーを通すこ
とが大きな効果をもたらす理由は、充填時混入した空気
がローラーで圧縮する際に排出され、充填率のバラツキ
が縮小するためではないかと推測される。
とが大きな効果をもたらす理由は、充填時混入した空気
がローラーで圧縮する際に排出され、充填率のバラツキ
が縮小するためではないかと推測される。
以下に上述内容に関するテスト結果を示す。
活物質スラリーは、水酸化ニツケルを主成分とし、ヘキ
サメタリン酸ナトリウム0.1wt％、ヒドロキシプロピル
セルロース（HPC）0.1wt％、水30wt％を加え、調製した
粘度3000CPのもの、基体は、平均孔径250μ、厚さ1.0mm
のスポンジ状ニツケル（金属多孔体）、充填法は、内部
に充填ロールを設置し、活物質スラリーを満たした充填
槽中に、フープ状基体を導入するものである。第１表
は、基体をスラリー充填前もしくは後に厚み調整を行い
充填率の比較を行った結果である。
サメタリン酸ナトリウム0.1wt％、ヒドロキシプロピル
セルロース（HPC）0.1wt％、水30wt％を加え、調製した
粘度3000CPのもの、基体は、平均孔径250μ、厚さ1.0mm
のスポンジ状ニツケル（金属多孔体）、充填法は、内部
に充填ロールを設置し、活物質スラリーを満たした充填
槽中に、フープ状基体を導入するものである。第１表
は、基体をスラリー充填前もしくは後に厚み調整を行い
充填率の比較を行った結果である。
第１表より、充填後調整を行ったものは、バラツキ
（σ）が小さく、充填率も高いものであることがわか
る。一方、実験の中で厚さ調整用ローラーは一旦充填し
たスラリーを基体から絞り出すが、連続稼動する場合、
この絞り出されたスラリーの固形分がローラー表面に固
着する場合がありこれを防止する必要があること、また
ローラー位置により上記充填量バラツキが変動すること
が判った。これに関し実験を行い、ローラー位置は少く
ともローラーの一部がスラリー液面に接していること、
望ましくはローラーの基体加圧部までスラリー中に没し
ていること（第２表参照）、また圧縮量は0.1mmを越え
ないのが望ましい（第３表参照）ことが判った。
（σ）が小さく、充填率も高いものであることがわか
る。一方、実験の中で厚さ調整用ローラーは一旦充填し
たスラリーを基体から絞り出すが、連続稼動する場合、
この絞り出されたスラリーの固形分がローラー表面に固
着する場合がありこれを防止する必要があること、また
ローラー位置により上記充填量バラツキが変動すること
が判った。これに関し実験を行い、ローラー位置は少く
ともローラーの一部がスラリー液面に接していること、
望ましくはローラーの基体加圧部までスラリー中に没し
ていること（第２表参照）、また圧縮量は0.1mmを越え
ないのが望ましい（第３表参照）ことが判った。
以下この実験結果を第２表第３表に示す。尚、スラリー
組成、基体は、前述のものと同一である。第２表におい
て、◎はローラー表面付着物が全く無い状態であり、○
は僅かに付着物があるがローラーの連続稼動可なもので
あり、△は短時間のみローラーの稼動可能なことを示
す。第３表においてローラー位置はスラリー内に1/2没
している状態としてある。
組成、基体は、前述のものと同一である。第２表におい
て、◎はローラー表面付着物が全く無い状態であり、○
は僅かに付着物があるがローラーの連続稼動可なもので
あり、△は短時間のみローラーの稼動可能なことを示
す。第３表においてローラー位置はスラリー内に1/2没
している状態としてある。
ローラーがスラリー内にある方が、良好な理由は、ロー
ラー表面の濡れ状態が一定になり、基体から絞り出され
たスラリーの固形分量割合（スラリーの含水率）が、槽
中スラリーのそれと同一であり、固−液分離が起こらな
いためである。またローラーがスラリー中に完全に没し
ている場合、多少充填量が大きくなるのは、ローラーで
調厚した後基体がスプリングバツグし、この時基体の周
囲に多量のスラリーがあるとそれが再充填されるためで
ある。したがってローラー位置は、槽中スラリーに少く
とも一部は接していること、さらにでき得れば1/2ま
で、既ち基体を加圧する部分まで没するよう設置するの
が好ましい。
ラー表面の濡れ状態が一定になり、基体から絞り出され
たスラリーの固形分量割合（スラリーの含水率）が、槽
中スラリーのそれと同一であり、固−液分離が起こらな
いためである。またローラーがスラリー中に完全に没し
ている場合、多少充填量が大きくなるのは、ローラーで
調厚した後基体がスプリングバツグし、この時基体の周
囲に多量のスラリーがあるとそれが再充填されるためで
ある。したがってローラー位置は、槽中スラリーに少く
とも一部は接していること、さらにでき得れば1/2ま
で、既ち基体を加圧する部分まで没するよう設置するの
が好ましい。
さらに厚みの調整幅については0.10mmを越える圧縮では
基体厚みの精度が低下するとともに、ローラー表面への
粉末付着が始まるので避ける必要がある。圧縮量1.0mm
以上で充填率が向上するのは（第３表参照）、充填され
たスラリーから水分が優先的に絞り出され含水率が低下
するためである。
基体厚みの精度が低下するとともに、ローラー表面への
粉末付着が始まるので避ける必要がある。圧縮量1.0mm
以上で充填率が向上するのは（第３表参照）、充填され
たスラリーから水分が優先的に絞り出され含水率が低下
するためである。
この様な条件で充填を行っても、基体表面にスラリーの
薄膜ができてしまうがこの膜厚は、均等にならない。従
って、最終段階乾燥前にブレードをかけ、この膜を除去
することにより充填量バラツキはさらに縮少できる。
薄膜ができてしまうがこの膜厚は、均等にならない。従
って、最終段階乾燥前にブレードをかけ、この膜を除去
することにより充填量バラツキはさらに縮少できる。
(ヘ) 実施例 本発明を実施する装置の代表的な構成を模式図として図
に示す。図中１は充填槽、２は活物質スラリー、３は基
体、４、６は案内ローラー、５は充填ローラー、７はブ
レード、８は本発明の特徴である基体厚を調整するた
め、活物質スラリー中に1/2没するよう設置した調厚ロ
ーラーである。
に示す。図中１は充填槽、２は活物質スラリー、３は基
体、４、６は案内ローラー、５は充填ローラー、７はブ
レード、８は本発明の特徴である基体厚を調整するた
め、活物質スラリー中に1/2没するよう設置した調厚ロ
ーラーである。
（実施例１） 水酸化ニツケルを主成分とする粉末100部、HPC0.1部、
ヘキサメタリン酸ナトリウム0.1部、水30部からなる粘
度4000CPのスラリーを、厚さ1.0mmのスポンジ状ニツケ
ルに図に示す装置により充填した。この時の充填後の圧
縮量は0.03mmである。
ヘキサメタリン酸ナトリウム0.1部、水30部からなる粘
度4000CPのスラリーを、厚さ1.0mmのスポンジ状ニツケ
ルに図に示す装置により充填した。この時の充填後の圧
縮量は0.03mmである。
（実施例２） 水酸化ニツケルを主成分とする粉末100部、HPC0.4部、
水55部からなる粘度2000CPのスラリーを、厚さ1.35mmの
スポンジ状ニツケルに、実施例１と同一条件で充填し
た。
水55部からなる粘度2000CPのスラリーを、厚さ1.35mmの
スポンジ状ニツケルに、実施例１と同一条件で充填し
た。
（比較例１） 実施例１で用いたのと同じ基体をあらかじめ0.97mmに圧
縮した後、充填後の圧縮工程を省略した他は実施例１と
同一条件で充填した。
縮した後、充填後の圧縮工程を省略した他は実施例１と
同一条件で充填した。
（比較例２） 実施例１と同じ基体を用い、充填後の圧縮工程を省略し
た他は実施例と同一条件で充填した。これらの極板を、
全て活物質スラリー充填後同一条件でブレードをかけ、
乾燥し、次いでカレンダーローラで圧延した。
た他は実施例と同一条件で充填した。これらの極板を、
全て活物質スラリー充填後同一条件でブレードをかけ、
乾燥し、次いでカレンダーローラで圧延した。
前記実施例の極板の充填率及び、カレンダーローラーで
圧延した後の極板伸び等について、第４表に示す。
圧延した後の極板伸び等について、第４表に示す。
以上のように本発明に係る電極板は充填量バラツキが少
いだけでなく、これが次工程での品質バラツキを抑制す
るという特徴を有する。
いだけでなく、これが次工程での品質バラツキを抑制す
るという特徴を有する。
また、実施例２にも示したように、本発明の効果は流動
性があり、固液分離の起こりにくいスラリーであれば同
様に得られ、幅広く応用可能である。
性があり、固液分離の起こりにくいスラリーであれば同
様に得られ、幅広く応用可能である。
さらに実施例では水酸化ニツケルを活物質とするニツケ
ル陽極についてのみ述べたが、本発明は三次元金属多孔
体にスラリー化した粉末状活物質を直接充填する方式の
製法であればこれに限らず応用できる。そして三次元金
属多孔体としては、実施例で示したスポンジ状ニツケル
以外に、ニツケルマツト等も使用できることは言うまで
もない。
ル陽極についてのみ述べたが、本発明は三次元金属多孔
体にスラリー化した粉末状活物質を直接充填する方式の
製法であればこれに限らず応用できる。そして三次元金
属多孔体としては、実施例で示したスポンジ状ニツケル
以外に、ニツケルマツト等も使用できることは言うまで
もない。
(ト) 発明の効果 本発明の電池用電極の製造方法によれば、金属多孔体へ
の活物質が均一かつ精度良く充填できるので、かかる金
属多孔体を用いた電極の電極特性を安定させることが可
能となり、その工業的価値はきわめて大きい。
の活物質が均一かつ精度良く充填できるので、かかる金
属多孔体を用いた電極の電極特性を安定させることが可
能となり、その工業的価値はきわめて大きい。
図は本発明を模式的に示す充填方法の概念図である。 １……充填槽、２……活物質スラリー、３……基体（金
属多孔体）、4,6……案内ローラー、５……充填ローラ
ー、７……ブレード、８……調厚ローラー。
属多孔体）、4,6……案内ローラー、５……充填ローラ
ー、７……ブレード、８……調厚ローラー。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 富田 正仁 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三洋 電機株式会社内 (72)発明者 浜松 太計男 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三洋 電機株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】三次元連続空孔を有する金属多孔体に、活
物質スラリーを充填し、次いで前記活物質スラリー中に
一部没するように設置したローラーにより、前記金属多
孔体を所定厚み迄圧縮し、更にブレードをかけることを
特徴とする電池用電極の製造方法。 - 【請求項２】前記スラリー状活物質は、固−液分離を起
こさない流動性を有するものであること特徴とする特許
請求の範囲第項記載の電池用電極の製造方法。 - 【請求項３】前記金属多孔体を圧縮するローラは、前記
金属多孔体圧縮部まで活物質スラリー中に没するように
設置したものであることを特徴とする特許請求の範囲第
項記載の電池用電極の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62322544A JPH0773049B2 (ja) | 1987-12-18 | 1987-12-18 | 電池用電極の製造方法 |
| US07/225,696 US4887349A (en) | 1987-07-30 | 1988-07-29 | Method and apparatus for manufacturing electrode for battery |
| DE3826153A DE3826153A1 (de) | 1987-07-30 | 1988-08-01 | Verfahren und vorrichtung zum herstellen einer elektrode fuer eine batterie |
| FR8810377A FR2618949B1 (fr) | 1987-07-30 | 1988-08-01 | Procede et dispositif pour fabriquer une electrode de batterie |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62322544A JPH0773049B2 (ja) | 1987-12-18 | 1987-12-18 | 電池用電極の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01163965A JPH01163965A (ja) | 1989-06-28 |
| JPH0773049B2 true JPH0773049B2 (ja) | 1995-08-02 |
Family
ID=18144854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62322544A Expired - Lifetime JPH0773049B2 (ja) | 1987-07-30 | 1987-12-18 | 電池用電極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0773049B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05299080A (ja) * | 1992-04-24 | 1993-11-12 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 電池極板基材へのペースト無気泡塗工方法 |
| US7846574B2 (en) | 2004-08-27 | 2010-12-07 | Panosonic Corporation | Positive electrode plate for alkaline storage battery and method for producing the same |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61203560A (ja) * | 1985-03-05 | 1986-09-09 | Yuasa Battery Co Ltd | 電池用活物質の充填方法 |
-
1987
- 1987-12-18 JP JP62322544A patent/JPH0773049B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01163965A (ja) | 1989-06-28 |
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