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JP2001068103A - 水素吸蔵合金電極の製造方法 - Google Patents

水素吸蔵合金電極の製造方法

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JP2001068103A
JP2001068103A JP24391599A JP24391599A JP2001068103A JP 2001068103 A JP2001068103 A JP 2001068103A JP 24391599 A JP24391599 A JP 24391599A JP 24391599 A JP24391599 A JP 24391599A JP 2001068103 A JP2001068103 A JP 2001068103A
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carbon powder
slurry
hydrogen storage
storage alloy
viscosity
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Application number
JP24391599A
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Tadashi Ise
忠司 伊勢
Teruhiko Imoto
輝彦 井本
洋平 ▲廣▼田
Yohei Hirota
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 炭素粉末を均一に拡散することによって、ニ
ッケル−水素アルカリ蓄電池の高率放電特性や内圧特性
を飛躍的に向上させることができる水素吸蔵合金電極の
製造方法を提供することを目的としている。 【解決手段】 少なくとも炭素粉末を含む反応助剤を、
増粘剤を含む溶液中に分散して、炭素粉末分散液を作製
する分散液作製工程と、上記炭素粉末分散液に、結着
剤、増粘剤、及び水のうち少なくとも1以上を添加し、
更に攪拌することにより、所定粘度に調整した表面塗布
液を作製する塗布液作製工程と、上記表面塗布液を、電
極本体の表面に塗布した後、乾燥させる塗布乾燥工程と
を有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ニッケル−水素ア
ルカリ蓄電池に用いられる水素吸蔵合金電極の製造方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、水素を可逆的に吸蔵,放出するこ
とができる水素吸蔵合金の開発が盛んに行われており、
斯かる水素吸蔵合金を負極材料として用いるニッケル−
水素アルカリ蓄電池が、従来汎用されている鉛蓄電池、
ニッケル−カドミウム蓄電池などに比べて、軽量で、且
つ、高容量化が可能であるなどの理由から、次世代のア
ルカリ蓄電池の主流を占めるものとして有望視されてい
る。
【0003】ここで、上記ニッケル−水素アルカリ蓄電
池においては、高率放電特性や内圧特性に劣るという課
題がある。そこで、特開平5−190174号公報、或
いは特開平9−320576号公報等に示されるよう
に、水素吸蔵合金を主体とする電極本体の表面に炭素粉
末を含む反応層を形成する方法、又は、特開平3−10
2776号公報に示されるように、水素吸蔵合金電極内
に炭素粉末を混合するような方法が提案されている。
【0004】しかしながら、上記の方法では、炭素粉末
は嵩密度が非常に小さく、水溶液中に分散させることが
困難である。特に、水素吸蔵合金を主体とする電極本体
の表面に塗布する場合や水素吸蔵合金電極の内部に添加
する際には、結着力を付与するために結着剤等を混合す
る必要があり、その結果粘性が高くなって、水溶液中に
均一に分散させることが尚更困難となる。このことか
ら、高率放電特性や内圧特性を十分に改善することがで
きないという課題がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
課題を考慮してなされたものであって、炭素粉末を均一
に拡散することによって、ニッケル−水素アルカリ蓄電
池の高率放電特性や内圧特性を飛躍的に向上させること
ができる水素吸蔵合金電極の製造方法を提供することを
目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の水素吸蔵合金電極の製造方法は、少なくと
も炭素粉末を含む反応助剤を、増粘剤を含む溶液中に分
散して、炭素粉末分散液を作製する分散液作製工程と、
上記炭素粉末分散液に、結着剤、増粘剤、及び水のうち
少なくとも1以上を添加し、更に攪拌することにより、
所定粘度に調整した表面塗布液を作製する塗布液作製工
程と、上記表面塗布液を、水素吸蔵合金を主体とする電
極本体の表面に塗布した後、乾燥させる塗布乾燥工程と
を有することを特徴とする。上記の方法であれば、水素
吸蔵合金を主体とする電極本体の表面に塗布する表面塗
布液作製前に、炭素粉末を予備的に粘度調整する分散液
作製工程を有するので、炭素粉末の分散性が高まる。し
たがって、電池内圧特性が向上する。
【0007】また、請求項2記載の発明は、請求項1記
載の発明において、前記炭素粉末分散液の粘度が10〜
200mPa・sであり、前記表面塗布液の粘度が50
〜500mPa・sであることを特徴とする。上記のよ
うに規制すれば、炭素粉末の分散性をより高めることが
できる。
【0008】また、上記目的を達成するために、本発明
の水素吸蔵合金電極の製造方法は、少なくとも炭素粉末
を含む反応助剤を、増粘剤を含む溶液中に分散して、炭
素粉末分散液を作製する分散液作製工程と、上記炭素粉
末分散液と水素吸蔵合金との混合物に、結着剤、増粘
剤、及び水のうち少なくとも1以上を添加し、更に攪拌
することにより、所定粘度に調整したスラリーを作製す
るスラリー作製工程と、上記スラリーを2次元多孔集電
体に塗布又は3次元多孔集電体に充填した後、スラリー
を乾燥させる電極作製工程とを有することを特徴とす
る。上記方法であれば、スラリー作製工程前に、炭素粉
末を予備的に粘度調整する分散液作製工程を有するの
で、スラリー内における炭素粉末の分散性が高まる。し
たがって、高率放電特性と電池内圧特性とが向上する。
【0009】また、上記目的を達成するために、本発明
の水素吸蔵合金電極の製造方法は、少なくとも炭素粉末
を含む反応助剤を、増粘剤を含む溶液中に分散して、炭
素粉末分散液を作製する分散液作製工程と、上記炭素粉
末分散液と水素吸蔵合金との混合物に、結着剤、増粘
剤、及び水のうち少なくとも1以上を添加し、更に攪拌
することにより、所定粘度に調整したスラリーを作製す
るスラリー作製工程と、上記スラリーを2次元多孔集電
体に塗布又は3次元多孔集電体に充填した後、スラリー
を乾燥させて電極本体を作製する電極本体作製工程と、
上記分散液作製工程で作製した炭素粉末分散液を上記電
極本体の表面に塗布した後、乾燥させる塗布乾燥工程と
を有することを特徴とする。上記方法であれば、、スラ
リー作製工程前に炭素粉末を予備的に粘度調整する分散
液作製工程を有し、且つ水素吸蔵合金を主体とする電極
本体の表面に塗布する炭素粉末分散液の粘度調整を行っ
ているので、炭素粉末分散液及びスラリー内における炭
素粉末の分散性が高まる。したがって、高率放電特性と
電池内圧特性とが向上する。
【0010】また、請求項5記載の発明は、請求項3又
は4記載の発明において、前記炭素粉末分散液の粘度が
10〜200mPa・sであり、前記スラリーの粘度が
5000〜200000mPa・sであることを特徴と
する。上記のように規制すれば、炭素粉末の分散性をよ
り高めることができる。
【0011】また、上記目的を達成するために、本発明
の水素吸蔵合金電極の製造方法は、少なくとも炭素粉末
を含む反応助剤を、増粘剤を含む溶液中に分散して、炭
素粉末分散液を作製する分散液作製工程と、上記炭素粉
末分散液と水素吸蔵合金との混合物に、結着剤、増粘
剤、及び水のうち少なくとも1以上を添加し、更に攪拌
することにより、所定粘度に調整したスラリーを作製す
るスラリー作製工程と、上記スラリーを2次元多孔集電
体に塗布又は3次元多孔集電体に充填した後、スラリー
を乾燥させて電極本体を作製する電極本体作製工程と、
上記分散液作製工程で作製した炭素粉末分散液に、結着
剤、増粘剤、及び水のうち少なくとも1以上を添加し、
更に攪拌することにより、所定粘度に調整した表面塗布
液を作製する塗布液作製工程と、上記表面塗布液を、上
記電極本体の表面に塗布した後、乾燥させる塗布乾燥工
程とを有することを特徴とする。上記方法であれば、炭
素粉末分散液を再度粘度調整して表面塗布液作製し、こ
れを水素吸蔵合金を主体とする電極本体の表面に塗布し
ているので、電極表面の炭素粉末がより有効に作用す
る。したがって、高率放電特性と電池内圧特性とが更に
向上する。
【0012】また、請求項7記載の発明は、請求項6記
載の発明において、前記炭素粉末分散液の粘度が10〜
200mPa・sであり、前記表面塗布液の粘度が50
〜500mPa・sであり、前記スラリーの粘度が50
00〜200000mPa・sであることを特徴とす
る。上記のように規制すれば、炭素粉末の分散性をより
高めることができる。
【0013】また、上記目的を達成するために、本発明
の水素吸蔵合金電極の製造方法は、少なくとも炭素粉末
を含む反応助剤を、増粘剤を含む溶液中に分散して、第
1の炭素粉末分散液を作製する第1分散液作製工程と、
上記第1の炭素粉末分散液と水素吸蔵合金との混合物
に、結着剤、増粘剤、及び水のうち少なくとも1以上を
添加し、更に攪拌することにより、所定粘度に調整した
スラリーを作製するスラリー作製工程と、上記スラリー
を2次元多孔集電体に塗布又は3次元多孔集電体に充填
した後、スラリーを乾燥させて電極本体を作製する電極
本体作製工程と、少なくとも炭素粉末を含む反応助剤
を、増粘剤を含む溶液中に分散して、第2の炭素粉末分
散液を作製する第2分散液作製工程と、上記第2の炭素
粉末分散液に、結着剤、増粘剤、及び水のうち少なくと
も1以上を添加し、更に攪拌することにより、所定粘度
に調整した表面塗布液を作製する塗布液作製工程と、上
記表面塗布液を、上記電極本体の表面に塗布した後、乾
燥させる塗布乾燥工程とを有することを特徴とする。上
記方法であれば、水素吸蔵合金電極の表面と内部とで炭
素粉末の種類を変えることができるので、最適な炭素粉
末を選択することにより、一層高率放電特性と電池内圧
特性とが向上する。
【0014】また、請求項9記載の発明は、請求項8記
載の発明において、前記第1及び第2の炭素粉末分散液
の粘度が10〜200mPa・sであり、前記表面塗布
液の粘度が50〜500mPa・sであり、前記スラリ
ーの粘度が5000〜200000mPa・sであるこ
とを特徴とする。上記のように規制すれば、炭素粉末の
分散性をより高めることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】〔第1の形態〕 (負極の作製)先ず、反応助剤としてのアセチレンブラ
ックに、増粘剤としてのCMC(カルボキシメチルセル
ロース)を添加し〔アセチレンブラック:CMC=5:
1(固形分での重量比)〕、更にイオン交換水を加えて
粘度を30mPa・sに調製して、アセチレンブラック
が分散された炭素粉末分散液を作製した。次に、この炭
素粉末分散液に、増粘剤としてのCMCと、結着剤とし
てのPVA(ポリビニルアルコール)とを添加して〔ア
セチレンブラック:CMC:PVA=5:2:3(固形
分での重量比)〕、粘度を300mPa・sに調製し
て、表面塗布液を作製した。
【0016】これと並行して、市販のミッシュメタル
(Mm;La,Ce,Nd,Pr等の希土類元素の混合
物)、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)、アルミニ
ウム(Al)、マンガン(Mn)を原材料とし、それぞ
れが元素比で1:3.7:0.55:0.3:0.5の
割合となるように混合した後、高周波誘導加熱溶解炉を
用いて1500℃で溶融し、更に溶湯を水冷した銅製ロ
ール上で冷却することにより、組成式MmNi3.7 Co
0.55Al0.3 Mn0.5 で示される水素吸蔵合金を作製し
た。次に、この水素吸蔵合金を粉砕することにより、平
均粒径が60μmの水素吸蔵合金粉末を得た。
【0017】次いで、前記水素吸蔵合金粉末(1kg)
に、pH1の酸性溶液(1kg)を添加して、攪拌する
というという処理を10分間行って、水素吸蔵合金粉末
の表面処理をした。
【0018】この後、水素吸蔵合金粉末に、増粘剤とし
てのCMCと、結着剤としてのSBR(スチレンブタジ
エン共重合体)とを加えて混合し〔水素吸蔵合金粉末:
CMC:SBR=100:0.5:0.5(固形分での
重量比)〕、更にイオン交換水を加えて粘度を約100
000mPa・sに調製してスラリーを作製した後、こ
のスラリーをパンチングメタルに塗着し、更に乾燥する
ことにより水素吸蔵合金を主体とする電極本体を作製し
た。最後に、上記電極本体の表面に前記表面塗布液を塗
布し、更に乾燥することにより水素吸蔵合金電極を作製
した。
【0019】(正極の作製)水酸化ニッケル100重量
部に、導電剤としての金属コバルト7重量部、水酸化コ
バルト5重量部と、結着剤としてのメチルセルロースが
1重量%含まれた水溶液20重量部とを混練して、スラ
リーを作製した後、このスラリーを発砲メタルから成る
多孔性の基盤に塗布し、更に乾燥、圧延することにより
非焼結式ニッケル正極を作製した。
【0020】(電解液の作製)比重1.30のKOH水
溶液に、LiOH・H2 Oを40gと、NaOHを10
g溶解させて電解液を作製した。
【0021】(電池の作製)上記水素吸蔵合金負極と非
焼結式ニッケル正極とを、ポリプロピレンからなるセパ
レータを介して巻回して発電要素を作成した後、この発
電要素を電池缶内に収納し、更にこの電池缶内に上記電
解液を注入した後、外装缶を密閉することにより、ニッ
ケル−水素アルカリ蓄電池を作製した。
【0022】〔第2の形態〕下記のようにして、水素吸
蔵合金電極を作製する他は、上記第1の形態と同様にし
て、電池を作製した。先ず、反応助剤としてのアセチレ
ンブラックに、増粘剤としてのCMCを添加し〔アセチ
レンブラック:CMC=5:1(固形分での重量
比)〕、更にイオン交換水を加えて粘度を30mPa・
sに調製して、アセチレンブラックが分散された炭素粉
末分散液を作製した。
【0023】次に、上記炭素粉末分散液に第1の形態と
同様の水素吸蔵合金粉末と、増粘剤としてのCMCと、
結着剤としてのSBRとを加え〔水素吸蔵合金粉末:ア
セチレンブラック:CMC:SBR=100:1:0.
5:0.5(固形分での重量比)〕、それにイオン交換
水を加えて粘度を約100000mPa・sに調製して
スラリーを作製した。次いで、このスラリーをパンチン
グメタルに塗着し、更に乾燥することにより水素吸蔵合
金電極を作製した。
【0024】〔第3の形態〕下記のようにして、水素吸
蔵合金電極を作製する他は、上記第1の形態と同様にし
て、電池を作製した。先ず、反応助剤としてのアセチレ
ンブラックに、増粘剤としてのCMCを添加し〔アセチ
レンブラック:CMC=5:1(固形分での重量
比)〕、更にイオン交換水を加えて粘度を30mPa・
sに調製して、アセチレンブラックが分散された炭素粉
末分散液を作製した。
【0025】次に、上記炭素粉末分散液に、第1の形態
と同様の水素吸蔵合金粉末と、増粘剤としてのCMC
と、結着剤としてのSBRとを加えて混合し〔水素吸蔵
合金粉末:アセチレンブラック:CMC:SBR=10
0:1:0.5:0.5(固形分での重量比)〕、それ
にイオン交換水を加えて粘度を約100000mPa・
sに調製してスラリーを作製した。次いで、このスラリ
ーをパンチングメタルに塗着し、更に乾燥することによ
り水素吸蔵合金を主体とする電極本体を作製した。しか
る後、上記電極本体の表面に前記炭素粉末分散液を塗布
し、更に乾燥させることにより水素吸蔵合金電極を作製
した。
【0026】〔第4の形態〕下記のようにして、水素吸
蔵合金電極を作製する他は、上記第1の形態と同様にし
て、電池を作製した。先ず、反応助剤としてのアセチレ
ンブラックに、増粘剤としてのCMCを添加し〔アセチ
レンブラック:CMC=5:1(固形分での重量
比)〕、更にイオン交換水を加えて粘度を30mPa・
sに調製して、アセチレンブラックが分散された炭素粉
末分散液を作製した。
【0027】次に、上記炭素粉末分散液に、第1の形態
と同様の水素吸蔵合金粉末と、増粘剤としてのCMC
と、結着剤としてのSBRとを加えて混合し〔水素吸蔵
合金粉末:アセチレンブラック:CMC:SBR=10
0:1:0.5:0.5(固形分での重量比)〕、それ
にイオン交換水を加えて粘度を約100000mPa・
sに調製してスラリーを作製した。次いで、このスラリ
ーをパンチングメタルに塗着し、更に乾燥することによ
り水素吸蔵合金を主体とする電極本体を作製した。
【0028】しかる後、上記炭素粉末分散液に増粘剤と
してのCMCを添加し〔アセチレンブラック:CMC=
1:1(固形分での重量比)〕、更にイオン交換水を加
えて粘度を300mPa・sに調製して、表面塗布液を
作製した後、上記電極本体の表面に前記表面塗布液を塗
布し、更に乾燥ることにより水素吸蔵合金電極を作製し
た。
【0029】ここで、上記4つの発明の実施の形態にお
いては、反応助剤の炭素粉末としてアセチレンブラック
を用いたが、これに限定するものではなく、他の炭素粉
末を用いることも可能である。また、反応助剤としては
炭素粉末単独から成るものに限定するものではなく、例
えば、炭素粉末とニッケル粉末との混合物から成るもの
であっても良い。
【0030】更に、上記第4の形態においては、スラリ
ー用の炭素粉末分散液と表面塗布液用の炭素粉末分散液
とについて同一のものを使用したが、異なる炭素粉末分
散液を用いることもできる。この場合、水素吸蔵合金電
極の表面と内部とで炭素粉末の種類を変え、それぞれに
適した炭素粉末を用いることができるという利点があ
る。
【0031】加えて、本発明に用いられる水素吸蔵合金
としては上記希土類系水素吸蔵合金に限定するものでは
なく、ZrNi等のZr−Ni系水素吸蔵合金、TiF
e等のTi−Fe系水素吸蔵合金、ZrMn2 等のZr
−Mn系水素吸蔵合金、TiMn1.5 等のTi−Mn系
水素吸蔵合金、またはMg2 Ni等のMg−Ni系水素
吸蔵合金等を用いることも可能である。
【0032】また、ニッケル−水素アルカリ蓄電池に特
に好ましいCaCu5 型の結晶構造を有する水素吸蔵合
金は、一般式MmNia Cob Alc Mnd で表され
る。ここで、この式中におけるMmはLa,Ce,P
r,Nd,Sm,Eu,Sc,Y,Pm,Gd,Tb,
Gy,Ho,Er,Tm,Yb,Luから選択される希
土類元素の混合物であり、特に、La,Ce,Pr,N
d,Smの混合物を主体とするものが好ましく、また、
a>0、b>0、c>0、d≧0で、4.4≦a+b+
c+d≦5.4である。
【0033】そして、上記の組成からなる水素吸蔵合金
はアルカリ二次電池のサイクル特性や放電特性等の基本
性能を満たすことができる。また、上記の水素吸蔵合金
における水素を吸蔵する特性を変更しない範囲におい
て、Si,C,W,Bの元素を添加させてもよい。また
好ましくは上記の組成式において、ニッケルの量aを
2.8≦a≦5.2、コバルトの量bを0<b≦1.
4、アルミニウムの量cを0<c≦1.2、更にマンガ
ンの量dをd≦1.2にすることが好ましい。さらに、
電池の容量を高くするためには、アルミニウムの量cを
c≦1.0、マンガンの量dをd≦1.0にすることが
好ましい。
【0034】更に、水素吸蔵合金電極に用いられる芯体
としては、上記パンチングメタルに限定するものではな
く、発泡ニッケル等の3次元多孔体であっても良い。
【0035】
【実施例】(実施例1)実施例1としては、上記発明の
実施の形態の第1の形態で示した電池を用いた。このよ
うにして作製した電池を、以下、本発明電池A1と称す
る。
【0036】(実施例2)実施例2としては、上記発明
の実施の形態の第2の形態で示した電池を用いた。この
ようにして作製した電池を、以下、本発明電池A2と称
する。
【0037】(実施例3)実施例3としては、上記発明
の実施の形態の第3の形態で示した電池を用いた。この
ようにして作製した電池を、以下、本発明電池A3と称
する。
【0038】(実施例4)実施例4としては、上記発明
の実施の形態の第4の形態で示した電池を用いた。この
ようにして作製した電池を、以下、本発明電池A4と称
する。
【0039】(比較例1)下記のようにして、水素吸蔵
合金電極を作製する他は、上記実施例1と同様にして、
電池を作製した。先ず、反応助剤としてのアセチレンブ
ラックに、増粘剤としてのCMCと、結着剤としてのP
VAとを添加し〔アセチレンブラック:CMC:PVA
=5:2:3(固形分での重量比)〕、更にイオン交換
水を加えて粘度を300mPa・sに調製して、アセチ
レンブラックが分散された表面塗布液を作製した。
【0040】これと並行して、上記実施例1と同様の水
素吸蔵合金粉末に、増粘剤としてのCMCと、結着剤と
してのSBRとを加えて混合し〔水素吸蔵合金粉末:C
MC:SBR=100:0.5:0.5(固形分での重
量比)〕、それにイオン交換水を加えて粘度を約100
000mPa・sに調製してスラリーを作製した。次い
で、このスラリーをパンチングメタルに塗着し、更に乾
燥することにより水素吸蔵合金を主体とする電極本体を
作製した。しかる後、上記電極本体の表面に、上記表面
塗布液を塗布し、更に乾燥した。このようにして作製し
た電池を、以下、比較電池X1と称する。
【0041】(比較例2)下記のようにして、水素吸蔵
合金電極を作製する他は、上記実施例1と同様にして、
電池を作製した。先ず、上記実施例1と同様の水素吸蔵
合金粉末に、反応助剤としてのアセチレンブラックと、
増粘剤としてのCMCと、結着剤としてのSBRとを添
加し〔水素吸蔵合金粉末:アセチレンブラック:CM
C:SBR=100:1:0.5:0.5(固形分での
重量比)〕、更にイオン交換水を加えて粘度を約100
000mPa・sに調製してスラリーを作製した。次い
で、このスラリーをパンチングメタルに塗着し、更に乾
燥することにより水素吸蔵合金電極を作製した。このよ
うにして作製した電池を、以下、比較電池X2と称す
る。
【0042】(比較例3)下記のようにして、水素吸蔵
合金電極を作製する他は、上記実施例1と同様にして、
電池を作製した。先ず、反応助剤としてのアセチレンブ
ラックに、増粘剤としてのCMCと、結着剤としてのP
VAとを添加し〔アセチレンブラック:CMC:PVA
=5:2:3(固形分での重量比)〕、更にイオン交換
水を加えて粘度を300mPa・sに調製して、アセチ
レンブラックが分散された表面塗布液を作製した。
【0043】これと並行して、上記実施例1と同様の水
素吸蔵合金粉末に、反応助剤としてのアセチレンブラッ
クと、増粘剤としてのCMCと、結着剤としてのSBR
とを加えて混合し〔水素吸蔵合金粉末:アセチレンブラ
ック:CMC:SBR=100:1:0.5:0.5
(固形分での重量比)〕、それにイオン交換水を加えて
粘度を約100000mPa・sに調製してスラリーを
作製した。次いで、このスラリーをパンチングメタルに
塗着し、更に乾燥することにより水素吸蔵合金を主体と
する電極本体を作製した。しかる後、上記電極本体の表
面に、上記表面塗布液を塗布し、更に乾燥することによ
り水素吸蔵合金電極を作製した。このようにして作製し
た電池を、以下、比較電池X3と称する。
【0044】(実験)上記本発明電池A1〜A4と比較
電池X1〜X3とにおいて、下記(1)の条件(温度:
室温)で3サイクル充放電を行って各電池を活性化した
後、下記(2)の条件で充放電を行って高率放電特性を
調べると共に、下記(3)の条件で充電を行って内圧特
性を調べたので、その結果を表1に示す。
【0045】 充放電条件 (1)充電条件:100mAで16時間充電、1時間休止 放電条件:200mAで放電終止電圧が1Vになるまで放電、1時間休止 (2)充電条件:100mAで16時間充電、1時間休止 放電条件:4000mAで放電終止電圧が1Vになるまで放電 そして、200mAでの放電容量に対する4000での
放電容量の比率を求めた。 (3)充電条件:1000mAで1.2時間充電(室温) そして、充電終了後に、電池の内圧を圧力センサーで測
定した。
【0046】
【表1】
【0047】表1から明らかなように、電極表面にのみ
炭素粉末が存在する本発明電池A1と比較電池X1とを
比較した場合、本発明電池A1は比較電池X1に比べて
電池内圧特性に優れていることが認められる。これは、
本発明電池A1では電極本体の表面に塗布する表面塗布
液作製前に炭素粉末を予備的に粘度調整している(炭素
粉末の分散液作製工程を有する)ので、炭素粉末の分散
性が高まったのに対して、比較電池X1は表面塗布液作
製前に予備的な粘度調整をしていない(炭素粉末の分散
液作製工程を有しない)ので、炭素粉末の分散性が低い
という理由によるものと考えられる。
【0048】また、電極内部にのみ炭素粉末が存在する
本発明電池A2と比較電池X2とを比較した場合、本発
明電池A2は比較電池X2に比べて高率放電特性と電池
内圧特性とに優れていることが認められる。これは、本
発明電池A2ではスラリー作製前に炭素粉末を予備的に
粘度調整している(炭素粉末の分散液作製工程を有す
る)ので、スラリー内における炭素粉末の分散性が高ま
ったのに対して、比較電池X2はスラリー作製前に予備
的な粘度調整をしていない(炭素粉末の分散液作製工程
を有しない)ので、炭素粉末の分散性が低いという理由
によるものと考えられる。
【0049】更に、電極表面及び電極内部に炭素粉末が
存在する本発明電池A3と比較電池X3とを比較した場
合、本発明電池A3は比較電池X3に比べて高率放電特
性と電池内圧特性とに優れていることが認められる。こ
れは、本発明電池A3では電極本体の表面に塗布する炭
素粉末分散液の粘度調整を行っており、且つスラリー作
製前に炭素粉末を予備的に粘度調整している(炭素粉末
の分散液作製工程を有する)ので、炭素粉末分散液及び
スラリー内における炭素粉末の分散性が高まったのに対
して、比較電池X3は表面塗布液作製前及びスラリー作
製前に予備的な粘度調整をしていない(炭素粉末の分散
液作製工程を有しない)ので、炭素粉末の分散性が低い
という理由によるものと考えられる。
【0050】加えて、電極表面及び電極内部に炭素粉末
が存在する本発明電池A3と本発明電池A4とを比較し
た場合、本発明電池A4は本発明電池A3に比べて高率
放電特性と電池内圧特性とに優れていることが認められ
る。これは、本発明電池A3では電極本体の表面に炭素
粉末分散液を塗布するのに対して、本発明電池A4は炭
素粉末分散液を再度粘度調整して表面塗布液作製し、こ
れを電極本体の表面に塗布しているので、電極表面の炭
素粉末が有効に作用するという理由によるものと考えら
れる。
【0051】以上の如く、炭素粉末を電極内部や電極表
面に添加する場合には、炭素粉末は分散し難いというこ
とに起因して、炭素粉末を予備的に粘度調整することが
重要であることが分かる。但し、炭素粉末分散液作製時
の最適粘度と、表面塗布液作製時の最適粘度と、スラリ
ー作製時の最適粘度とは異なるので、それぞれに応じた
粘度調整をすることが重要である。本発明者が各々の最
適粘度を調査したところ、炭素粉末分散液作製時の最適
粘度は10〜200mPa・sであり、表面塗布液作製
時の最適粘度は50〜500mPa・sであり、スラリ
ー作製時の最適粘度は5000〜200000mPa・
sであることを実験により確認した。
【0052】
【発明の効果】以上で説明したように本発明によれば、
炭素粉末を均一に拡散することによって、ニッケル−水
素アルカリ蓄電池の高率放電特性や内圧特性を飛躍的に
向上させることができるといった優れた効果を奏する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲廣▼田 洋平 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 Fターム(参考) 5H016 AA02 AA05 BB02 BB06 BB09 EE01 HH08

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも炭素粉末を含む反応助剤を、
    増粘剤を含む溶液中に分散して、炭素粉末分散液を作製
    する分散液作製工程と、 上記炭素粉末分散液に、結着剤、増粘剤、及び水のうち
    少なくとも1以上を添加し、更に攪拌することにより、
    所定粘度に調整した表面塗布液を作製する塗布液作製工
    程と、 上記表面塗布液を、水素吸蔵合金を主体とする電極本体
    の表面に塗布した後、乾燥させる塗布乾燥工程と、 を有することを特徴とする水素吸蔵合金電極の製造方
    法。
  2. 【請求項2】 前記炭素粉末分散液の粘度が10〜20
    0mPa・sであり、前記表面塗布液の粘度が50〜5
    00mPa・sである、請求項1記載の水素吸蔵合金電
    極の製造方法。
  3. 【請求項3】 少なくとも炭素粉末を含む反応助剤を、
    増粘剤を含む溶液中に分散して、炭素粉末分散液を作製
    する分散液作製工程と、 上記炭素粉末分散液と水素吸蔵合金との混合物に、結着
    剤、増粘剤、及び水のうち少なくとも1以上を添加し、
    更に攪拌することにより、所定粘度に調整したスラリー
    を作製するスラリー作製工程と、 上記スラリーを2次元多孔集電体に塗布又は3次元多孔
    集電体に充填した後、スラリーを乾燥させる電極作製工
    程と、 を有することを特徴とする水素吸蔵合金電極の製造方
    法。
  4. 【請求項4】 少なくとも炭素粉末を含む反応助剤を、
    増粘剤を含む溶液中に分散して、炭素粉末分散液を作製
    する分散液作製工程と、 上記炭素粉末分散液と水素吸蔵合金との混合物に、結着
    剤、増粘剤、及び水のうち少なくとも1以上を添加し、
    更に攪拌することにより、所定粘度に調整したスラリー
    を作製するスラリー作製工程と、 上記スラリーを2次元多孔集電体に塗布又は3次元多孔
    集電体に充填した後、スラリーを乾燥させて電極本体を
    作製する電極本体作製工程と、 上記分散液作製工程で作製した炭素粉末分散液を上記電
    極本体の表面に塗布した後、乾燥させる塗布乾燥工程
    と、 を有することを特徴とする水素吸蔵合金電極の製造方
    法。
  5. 【請求項5】 前記炭素粉末分散液の粘度が10〜20
    0mPa・sであり、前記スラリーの粘度が5000〜
    200000mPa・sである、請求項3又は4記載の
    水素吸蔵合金電極の製造方法。
  6. 【請求項6】 少なくとも炭素粉末を含む反応助剤を、
    増粘剤を含む溶液中に分散して、炭素粉末分散液を作製
    する分散液作製工程と、 上記炭素粉末分散液と水素吸蔵合金との混合物に、結着
    剤、増粘剤、及び水のうち少なくとも1以上を添加し、
    更に攪拌することにより、所定粘度に調整したスラリー
    を作製するスラリー作製工程と、 上記スラリーを2次元多孔集電体に塗布又は3次元多孔
    集電体に充填した後、スラリーを乾燥させて電極本体を
    作製する電極本体作製工程と、 上記分散液作製工程で作製した炭素粉末分散液に、結着
    剤、増粘剤、及び水のうち少なくとも1以上を添加し、
    更に攪拌することにより、所定粘度に調整した表面塗布
    液を作製する塗布液作製工程と、 上記表面塗布液を、上記電極本体の表面に塗布した後、
    乾燥させる塗布乾燥工程と、 を有することを特徴とする水素吸蔵合金電極の製造方
    法。
  7. 【請求項7】 前記炭素粉末分散液の粘度が10〜20
    0mPa・sであり、前記表面塗布液の粘度が50〜5
    00mPa・sであり、前記スラリーの粘度が5000
    〜200000mPa・sである、請求項6記載の水素
    吸蔵合金電極の製造方法。
  8. 【請求項8】 少なくとも炭素粉末を含む反応助剤を、
    増粘剤を含む溶液中に分散して、第1の炭素粉末分散液
    を作製する第1分散液作製工程と、 上記第1の炭素粉末分散液と水素吸蔵合金との混合物
    に、結着剤、増粘剤、及び水のうち少なくとも1以上を
    添加し、更に攪拌することにより、所定粘度に調整した
    スラリーを作製するスラリー作製工程と、 上記スラリーを2次元多孔集電体に塗布又は3次元多孔
    集電体に充填した後、スラリーを乾燥させて電極本体を
    作製する電極本体作製工程と、 少なくとも炭素粉末を含む反応助剤を、増粘剤を含む溶
    液中に分散して、第2の炭素粉末分散液を作製する第2
    分散液作製工程と、 上記第2の炭素粉末分散液に、結着剤、増粘剤、及び水
    のうち少なくとも1以上を添加し、更に攪拌することに
    より、所定粘度に調整した表面塗布液を作製する塗布液
    作製工程と、 上記表面塗布液を、上記電極本体の表面に塗布した後、
    乾燥させる塗布乾燥工程と、 を有することを特徴とする水素吸蔵合金電極の製造方
    法。
  9. 【請求項9】 前記第1及び第2の炭素粉末分散液の粘
    度が10〜200mPa・sであり、前記表面塗布液の
    粘度が50〜500mPa・sであり、前記スラリーの
    粘度が5000〜200000mPa・sである、請求
    項8記載の水素吸蔵合金電極の製造方法。
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