JPS5951714B2 - アルカリ蓄電池用ペ−スト式極板の製造法 - Google Patents
アルカリ蓄電池用ペ−スト式極板の製造法Info
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- JPS5951714B2 JPS5951714B2 JP53017312A JP1731278A JPS5951714B2 JP S5951714 B2 JPS5951714 B2 JP S5951714B2 JP 53017312 A JP53017312 A JP 53017312A JP 1731278 A JP1731278 A JP 1731278A JP S5951714 B2 JPS5951714 B2 JP S5951714B2
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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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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ペースト式極板の製造法に関するものである
。
。
アルカリ蓄電池用極板として従来より製造されているも
のには、ニッケル焼結基板に活物質を充填した焼結式極
板、活物質と導電材との混合成型体をニッケル多孔性容
器内に入れ、被覆したポケット式極板、活物質を合成樹
脂結着剤(糊料)で練合し、金属製の多孔性支持体上に
塗着、乾燥したペースト式極板がある。
のには、ニッケル焼結基板に活物質を充填した焼結式極
板、活物質と導電材との混合成型体をニッケル多孔性容
器内に入れ、被覆したポケット式極板、活物質を合成樹
脂結着剤(糊料)で練合し、金属製の多孔性支持体上に
塗着、乾燥したペースト式極板がある。
このうち焼結式極板は、薄形で厚み特性および、高率放
電特性が優れている反面、極板中に占めるニッケル基板
の重量が大きく、体積効率が低い。またポケット式極板
は、厚みが大きいことと活物質利用率が低いため容積効
率が低い。一方ペースト式極板は、活物質利用率も高く
、容積効率も高いが、結着剤に難点があり、アルカリ電
解液に弱く、充放電の繰返しにより活物質の脱落現象が
著しくなり、短寿命であるなど、それぞれに問題があつ
た。これらのうち、ペースト式極板については、活物質
利用率も高く、容積効率も高いことなどから、焼結式極
板ともども比較的多く製造されている。
電特性が優れている反面、極板中に占めるニッケル基板
の重量が大きく、体積効率が低い。またポケット式極板
は、厚みが大きいことと活物質利用率が低いため容積効
率が低い。一方ペースト式極板は、活物質利用率も高く
、容積効率も高いが、結着剤に難点があり、アルカリ電
解液に弱く、充放電の繰返しにより活物質の脱落現象が
著しくなり、短寿命であるなど、それぞれに問題があつ
た。これらのうち、ペースト式極板については、活物質
利用率も高く、容積効率も高いことなどから、焼結式極
板ともども比較的多く製造されている。
また活物質の脱落防止、長寿命化を図るために、種々の
合成樹脂結着剤を用いることが考案されている。活物質
としてカドミウムを用いる陰極においては、ポリビニル
アルコールを糊料として使用する処方があり、一部には
製造もされている。しかしポリビニルアルコールを使用
する場合、カドミウム陰極の特性上、その添加量は1w
t%程度が限度であり、これ以上添加すると活物質利用
率の低下および密閉形電池では酸素ガス吸収能の低下が
顕著となる。
合成樹脂結着剤を用いることが考案されている。活物質
としてカドミウムを用いる陰極においては、ポリビニル
アルコールを糊料として使用する処方があり、一部には
製造もされている。しかしポリビニルアルコールを使用
する場合、カドミウム陰極の特性上、その添加量は1w
t%程度が限度であり、これ以上添加すると活物質利用
率の低下および密閉形電池では酸素ガス吸収能の低下が
顕著となる。
そして1wt%よりもはるかに少量の添加では、ポリビ
ニルアルコールの結着剤としての効果はほとんどなく、
ペーストを金属支持体の両側に均一に塗着するための湖
料として役目をはたしているにすぎず、塗着、乾燥後の
極板の強度は著しく弱い。これに対して出来上がつた極
板の強度、寿命を高めるためにポリエチレン、ポリテト
ラフロロエチレン等、種々の合成樹脂結着剤を用いるこ
とが試みられているが、ポリビニルアルコール同様所定
の極板強度、寿命を得るためには、5〜10Wt%程度
添加しなければならず、極板の性能も著しく低下するこ
とになる。例えば、ポリビニルアルコールを極板全重量
の0.38wt%添加した場合の活物質利用率が70%
であるのに対して、5〜10wt%添加すると40〜5
0%の利用率しか得られなくなつてしまう。この傾向は
カドミウム陰極だけに限らず、亜鉛陰極、ニツケル陽極
等、アルカリ蓄電池用ペースト式極板に共通したもので
ある。本発明は、ペースト式極板の高い利用率を維持し
つつ、極板強度・寿命を高めることを目的として、合成
樹脂結着剤としての熱可塑性樹脂の最小限の添加で、所
定の性能を得ようとするものであ5る。
ニルアルコールの結着剤としての効果はほとんどなく、
ペーストを金属支持体の両側に均一に塗着するための湖
料として役目をはたしているにすぎず、塗着、乾燥後の
極板の強度は著しく弱い。これに対して出来上がつた極
板の強度、寿命を高めるためにポリエチレン、ポリテト
ラフロロエチレン等、種々の合成樹脂結着剤を用いるこ
とが試みられているが、ポリビニルアルコール同様所定
の極板強度、寿命を得るためには、5〜10Wt%程度
添加しなければならず、極板の性能も著しく低下するこ
とになる。例えば、ポリビニルアルコールを極板全重量
の0.38wt%添加した場合の活物質利用率が70%
であるのに対して、5〜10wt%添加すると40〜5
0%の利用率しか得られなくなつてしまう。この傾向は
カドミウム陰極だけに限らず、亜鉛陰極、ニツケル陽極
等、アルカリ蓄電池用ペースト式極板に共通したもので
ある。本発明は、ペースト式極板の高い利用率を維持し
つつ、極板強度・寿命を高めることを目的として、合成
樹脂結着剤としての熱可塑性樹脂の最小限の添加で、所
定の性能を得ようとするものであ5る。
すなわち、活物質粉末と湖料と熱可塑性樹脂とを混合し
てペースト状として、練合する際に、練合時のペースト
温度を、添加する熱可塑性樹脂の軟化点以上に保つて練
合することによつて、熱可5塑性樹脂を均一に拡散せし
め、活物質粒子間を強固に結着させるものである。
てペースト状として、練合する際に、練合時のペースト
温度を、添加する熱可塑性樹脂の軟化点以上に保つて練
合することによつて、熱可5塑性樹脂を均一に拡散せし
め、活物質粒子間を強固に結着させるものである。
以下、本発明における実施例を説明する。
(実施例 1)
電極活物質として酸化カドミウムを用ある密閉4形ニツ
ケルーカドミウム蓄電池用陰極板を次のような方法で作
り、従来例との比較を行なつた。
ケルーカドミウム蓄電池用陰極板を次のような方法で作
り、従来例との比較を行なつた。
酸化カドミウム粉末100重量部に対してニツケル粉末
20重量部と、熱可塑性樹脂として粒径20〜50μの
ポリエチレン粉末(軟化点120〜130℃) 0〜5
重量部とを均一に混合し、この混合粉末にポリビニルア
ルコール0.4重量部を120〜130℃に加熱された
エチレングリコール(沸点197℃)30重量部中に溶
解した溶液を投入して、練合温度を120〜130℃に
保ちながら、ペーストの粘度が、孔径10mmの孔より
5〜50g/分の比率で落下するようになるまで高速で
十分に練合する。このペーストを孔径2mmのパンチン
グメタルの両側に塗着し、乾燥後、プレスして陰極板A
を得る。この陰極板Aに対して、比較のためにポリビ\
ルアルコールを結着剤として用いる従来より製造されて
いる陰極板を従来例1とし、さらにポリエチレン粉末0
〜10wwt%を含む電極活物質を金属支持体の両側に
シート状に塗布して加圧成形し、150℃の温度で2時
間熱処理を施して得られる極板を従来例2として用意し
た。
20重量部と、熱可塑性樹脂として粒径20〜50μの
ポリエチレン粉末(軟化点120〜130℃) 0〜5
重量部とを均一に混合し、この混合粉末にポリビニルア
ルコール0.4重量部を120〜130℃に加熱された
エチレングリコール(沸点197℃)30重量部中に溶
解した溶液を投入して、練合温度を120〜130℃に
保ちながら、ペーストの粘度が、孔径10mmの孔より
5〜50g/分の比率で落下するようになるまで高速で
十分に練合する。このペーストを孔径2mmのパンチン
グメタルの両側に塗着し、乾燥後、プレスして陰極板A
を得る。この陰極板Aに対して、比較のためにポリビ\
ルアルコールを結着剤として用いる従来より製造されて
いる陰極板を従来例1とし、さらにポリエチレン粉末0
〜10wwt%を含む電極活物質を金属支持体の両側に
シート状に塗布して加圧成形し、150℃の温度で2時
間熱処理を施して得られる極板を従来例2として用意し
た。
これらの陰極板について、アルカリ溶液中での充放電利
用率、充放電サイクル寿命、および極板の強度を求めた
。
用率、充放電サイクル寿命、および極板の強度を求めた
。
充放電利用率は20℃に保つた濃度7モルのKOH水溶
液中で、陰極板の理論容量の0.1Cで15時間の充電
、放電は0.1Cでニツケル対極に対して−1.0まで
の充放電を行ない求めた。その結果を第1図に示す。充
放電サイクル寿命は、前記の条件を繰返して求めた。そ
の結果を第2図に示す。尚本発明Aはポリエチレンを0
.5wt%添加したもの、従来例2はポリエチレンを0
.5wt%、同2″は7wt加したものである。また極
板強度は陰極板の周囲を0.2mm厚さのポリアミド不
織布で覆いこれを外径5mmの丸棒の周囲に巻きつけ、
このときの活物質の脱落量の割合から脱落率として求め
た。その結果を第3図に示す。これらの結果から本発明
における陰極板Aは、ポリエチレン粉末の添加量0.2
〜1Wt%の範囲で、充放電利用率は、命70〜75%
と従来例1の陰極板と同等の性能が得られ、また充放電
サイクル寿命および極板強度については、従来例2″の
陰極板におけるポリエチレン粉末5〜10Wt%添加と
同等の性能が得られ、本発明における効果が大きいこと
が確かめられた。実施例1以外に次の活物質、熱可塑性
樹脂においても同様の効果が得られた。
液中で、陰極板の理論容量の0.1Cで15時間の充電
、放電は0.1Cでニツケル対極に対して−1.0まで
の充放電を行ない求めた。その結果を第1図に示す。充
放電サイクル寿命は、前記の条件を繰返して求めた。そ
の結果を第2図に示す。尚本発明Aはポリエチレンを0
.5wt%添加したもの、従来例2はポリエチレンを0
.5wt%、同2″は7wt加したものである。また極
板強度は陰極板の周囲を0.2mm厚さのポリアミド不
織布で覆いこれを外径5mmの丸棒の周囲に巻きつけ、
このときの活物質の脱落量の割合から脱落率として求め
た。その結果を第3図に示す。これらの結果から本発明
における陰極板Aは、ポリエチレン粉末の添加量0.2
〜1Wt%の範囲で、充放電利用率は、命70〜75%
と従来例1の陰極板と同等の性能が得られ、また充放電
サイクル寿命および極板強度については、従来例2″の
陰極板におけるポリエチレン粉末5〜10Wt%添加と
同等の性能が得られ、本発明における効果が大きいこと
が確かめられた。実施例1以外に次の活物質、熱可塑性
樹脂においても同様の効果が得られた。
その代表例を以下に示す。(実施例 2)
実施例1におけるポリエチレン粉末の代わりに、エチレ
ン一酢酸ビニル共重合物(重合比100:0〜90:1
0)を使用して同様にペーストを調整し、陰極板を作成
した場合にも同様の効果が得られた。
ン一酢酸ビニル共重合物(重合比100:0〜90:1
0)を使用して同様にペーストを調整し、陰極板を作成
した場合にも同様の効果が得られた。
(実施例 3)
活物質としてカドミウムの代わりに亜鉛あるいはニツケ
ルを使用しても同様である。
ルを使用しても同様である。
例えば、密閉形ニツケル一亜鉛蓄電池用陰極板としての
亜鉛陰極については、酸化亜鉛粉末100重量部、金属
亜鉛粉末50重量部と従来例1におけるポリエチレン粉
末0.5〜1重量部とを均一に混合し、この粉末にポリ
ビニルアルコール1重量部を120〜130℃の温度に
加熱されたエチレングリコール35重量部中に溶融溶解
した溶液を投入して、練合温度を120〜130℃に保
ちながら十分に練合して、得られたペーストをパンチン
グメタルの両側に塗着させ、乾燥後プレスして、亜鉛陰
極板を得、これを用いて、陽極に焼結式ニツケル極を使
つた密閉形ニツケル一亜鉛蓄電池を作つた場合、この電
池の;サイクル寿命は、ポリエチレンを含まない従来の
亜鉛陰極を用いた電池の約1.5倍であるし、ポリエチ
レンを含む従来の亜鉛陰極を用いた電池と比較しても寿
命はほぼ同等であり、しかも利用率が向したためエネル
ギー重量効率を向上させること二ができた。一方、電極
活物質にニツケルを使用した場合も同様であり、水酸化
二ツケル粉末を使用して本発明における作り方をした場
合も、利用率を下げることなしに長寿命化を図ることが
できた。
亜鉛陰極については、酸化亜鉛粉末100重量部、金属
亜鉛粉末50重量部と従来例1におけるポリエチレン粉
末0.5〜1重量部とを均一に混合し、この粉末にポリ
ビニルアルコール1重量部を120〜130℃の温度に
加熱されたエチレングリコール35重量部中に溶融溶解
した溶液を投入して、練合温度を120〜130℃に保
ちながら十分に練合して、得られたペーストをパンチン
グメタルの両側に塗着させ、乾燥後プレスして、亜鉛陰
極板を得、これを用いて、陽極に焼結式ニツケル極を使
つた密閉形ニツケル一亜鉛蓄電池を作つた場合、この電
池の;サイクル寿命は、ポリエチレンを含まない従来の
亜鉛陰極を用いた電池の約1.5倍であるし、ポリエチ
レンを含む従来の亜鉛陰極を用いた電池と比較しても寿
命はほぼ同等であり、しかも利用率が向したためエネル
ギー重量効率を向上させること二ができた。一方、電極
活物質にニツケルを使用した場合も同様であり、水酸化
二ツケル粉末を使用して本発明における作り方をした場
合も、利用率を下げることなしに長寿命化を図ることが
できた。
以上の実施例において述べた効果は、熱可塑性樹脂を、
その軟化点以上に沸点をもつ有機溶媒にペーストへ粘着
性を付与する糊料を溶解しブ溶液を加えた状態で軟化点
以上の温度で電極活t電とともに十分練合することによ
つて、熱可塑性樹脂が電極活物質内に均一に拡散するこ
とによる。
その軟化点以上に沸点をもつ有機溶媒にペーストへ粘着
性を付与する糊料を溶解しブ溶液を加えた状態で軟化点
以上の温度で電極活t電とともに十分練合することによ
つて、熱可塑性樹脂が電極活物質内に均一に拡散するこ
とによる。
従つて極く微量の樹脂を添加することによつても、結着
強度が高まり極板としての強度向上、長寿命化を図るこ
とが可能である。又これとともに樹脂添加量が少ないた
めに、活物質利用率の低下もほとんどなく、その効果は
非常に大きい。以上の如く、本発明は従来からのペース
ト式極板の欠点である極板の強度、寿命を利用率を下げ
ることなく向上させるものである。
強度が高まり極板としての強度向上、長寿命化を図るこ
とが可能である。又これとともに樹脂添加量が少ないた
めに、活物質利用率の低下もほとんどなく、その効果は
非常に大きい。以上の如く、本発明は従来からのペース
ト式極板の欠点である極板の強度、寿命を利用率を下げ
ることなく向上させるものである。
第1図は本発明の方法により作られたペースト式カドミ
ウム陰極板の充放電利用率を示し、第2図は同じく充放
電サイタル寿命を、第3図は極板強度を示す。
ウム陰極板の充放電利用率を示し、第2図は同じく充放
電サイタル寿命を、第3図は極板強度を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 電極活物質粉末に熱可塑性樹脂を混入し、かつ前記
熱可塑性樹脂の軟化点以上の沸点を有する有機溶媒に糊
料を溶解した溶液を加えて前記熱可塑性樹脂の軟化点以
上の温度で加熱しながら練合して得られたペーストを、
多孔性支持体の両側に塗着して乾燥することを特徴とす
るアルカリ蓄電池用ペースト式極板の製造法。 2 熱可塑性樹脂が、ポリエチレン又はエチレン−酢酸
ビニル共重合物からなる特許請求の範囲第1項記載のア
ルカリ蓄電池用ペースト式極板の製造法。 3 電極活物質粉末が、酸化カドミウム、水酸化カドミ
ウム、およびそれらの混合物からなる群のうちの一つで
ある特許請求の範囲第1項記載のアルカリ蓄電池用ペー
スト式極板の製造法。 4 電極活物質粉末が酸化亜鉛、または酸化亜鉛と金属
亜鉛との混合物である特許請求の範囲第1項記載のアル
カリ蓄電池用ペースト式極板の製造法。 5 電極活物質粉末が、水酸化ニッケルである特許請求
の範囲第1項記載のアルカリ蓄電池用ペースト式極板の
製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP53017312A JPS5951714B2 (ja) | 1978-02-16 | 1978-02-16 | アルカリ蓄電池用ペ−スト式極板の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP53017312A JPS5951714B2 (ja) | 1978-02-16 | 1978-02-16 | アルカリ蓄電池用ペ−スト式極板の製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS54109142A JPS54109142A (en) | 1979-08-27 |
JPS5951714B2 true JPS5951714B2 (ja) | 1984-12-15 |
Family
ID=11940481
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP53017312A Expired JPS5951714B2 (ja) | 1978-02-16 | 1978-02-16 | アルカリ蓄電池用ペ−スト式極板の製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5951714B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6024718U (ja) * | 1983-07-25 | 1985-02-20 | 株式会社 宮崎一一計画工房 | 飲料用簡易容器 |
JPS6321224U (ja) * | 1986-07-22 | 1988-02-12 |
-
1978
- 1978-02-16 JP JP53017312A patent/JPS5951714B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6024718U (ja) * | 1983-07-25 | 1985-02-20 | 株式会社 宮崎一一計画工房 | 飲料用簡易容器 |
JPS6321224U (ja) * | 1986-07-22 | 1988-02-12 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS54109142A (en) | 1979-08-27 |
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