JPH07120526B2 - シート状水素吸蔵合金電極及びその製造方法 - Google Patents
シート状水素吸蔵合金電極及びその製造方法Info
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- JPH07120526B2 JPH07120526B2 JP2059397A JP5939790A JPH07120526B2 JP H07120526 B2 JPH07120526 B2 JP H07120526B2 JP 2059397 A JP2059397 A JP 2059397A JP 5939790 A JP5939790 A JP 5939790A JP H07120526 B2 JPH07120526 B2 JP H07120526B2
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- storage alloy
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、シート状水素吸蔵合金電極及びその製造方
法に関する。ことに電池の製造に用いられる。
法に関する。ことに電池の製造に用いられる。
（ロ）従来の技術 水素吸蔵合金は、電気化学的に水素を吸蔵・放出する性
質を利用して、アルカリ二次電池負極材料への応用が研
究されてきた。
質を利用して、アルカリ二次電池負極材料への応用が研
究されてきた。
水素吸蔵合金の粉末を電極に成形する技術しては、従
来、結着剤にポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレ
ン等の熱可塑性樹脂粉末を用いて、水素吸蔵合金粉末と
混合し、溶剤を用いてペースト化し、シート状に加熱成
形する方法がある（例えば特開昭63−147801）。
来、結着剤にポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレ
ン等の熱可塑性樹脂粉末を用いて、水素吸蔵合金粉末と
混合し、溶剤を用いてペースト化し、シート状に加熱成
形する方法がある（例えば特開昭63−147801）。
シート状の電極を用いて電池を構成する場合、従来、電
極の上に積層するセパレータは外力により電極面に密着
させて構成されている。
極の上に積層するセパレータは外力により電極面に密着
させて構成されている。
（ハ）発明が解決しようとする課題 水素吸蔵合金は、水素の吸蔵・放出に伴う結晶格子の膨
張・収縮により微粉化を起こす。そのためアルカリ二次
電池負極に水素吸蔵合金を用いた前述した従来のシート
状電極は、充放電の繰り返しにより、集電性の低下や集
電体よりの脱落のため電極容量の減少を起こしたり、微
粉末化した合金が正極側に移動し内部短絡を起こしたり
することがある。
張・収縮により微粉化を起こす。そのためアルカリ二次
電池負極に水素吸蔵合金を用いた前述した従来のシート
状電極は、充放電の繰り返しにより、集電性の低下や集
電体よりの脱落のため電極容量の減少を起こしたり、微
粉末化した合金が正極側に移動し内部短絡を起こしたり
することがある。
また、電池組立の際に電極−セパレータ間の密着不良が
発生することがあり、密着不良の場合には電池の内部抵
抗が増大したり、電極の部分放電等が発生し、容量不足
等の不良の原因となっている。
発生することがあり、密着不良の場合には電池の内部抵
抗が増大したり、電極の部分放電等が発生し、容量不足
等の不良の原因となっている。
この発明は、上記問題を解決するためになされたもので
あって、隣接するセパレータ層との密着性に優れ、内部
抵抗の増大、内部短絡電極の部分放電の故障がなく、容
量の大きい電池を構成することのできるシート状水素吸
蔵合金電極及びその製造方法を提供するものである。
あって、隣接するセパレータ層との密着性に優れ、内部
抵抗の増大、内部短絡電極の部分放電の故障がなく、容
量の大きい電池を構成することのできるシート状水素吸
蔵合金電極及びその製造方法を提供するものである。
（ニ）課題を解決するための手段 この発明によれば、シート状導電性基体上に、水素吸蔵
合金粉末を含有する合成樹脂層とセパレータ用絶縁層と
が順に積層一体化されてなるシート状水素吸蔵合金電極
が提供される。
合金粉末を含有する合成樹脂層とセパレータ用絶縁層と
が順に積層一体化されてなるシート状水素吸蔵合金電極
が提供される。
この発明におけるシート状導電性基体は、電極の集電体
を構成するためのものであって、例えばニッケル、ステ
ンレス等を用い、その形態を、例えばネット、箔、板状
体等として用いることができる。
を構成するためのものであって、例えばニッケル、ステ
ンレス等を用い、その形態を、例えばネット、箔、板状
体等として用いることができる。
この発明における合成樹脂層は、水素吸蔵合金粉末を把
持し下層のシート状導電性基体及び上層のセパレータ用
絶縁層に密着させるためのものであって、合成樹脂とこ
の合成樹脂中に分散された水素吸蔵合金粉末から構成す
ることができる。
持し下層のシート状導電性基体及び上層のセパレータ用
絶縁層に密着させるためのものであって、合成樹脂とこ
の合成樹脂中に分散された水素吸蔵合金粉末から構成す
ることができる。
この水素吸蔵合金粉末は、負極電気化学反応を起こすた
めのものであって、電池の動作温度域で適当な水素平衡
解離圧を有する合金を用いることができ、例えばLaNi5,
MmNi5或はこの合金に他の元素（Al,Co,Mn等）を添加し
た稀土類系合金、TiNi,Ti2Ni,TiNi2等のチタン系合金、
ZrNi2等のジルコニウム系合金等を挙げることができ
る。上記合成樹脂は、上記水素吸蔵合金粉末を結着しシ
ート状導電性基体及びセパレータ用絶縁層に密着するた
めのものであって、接着力の耐アルカリ性を呈するもの
がよく、例えばシリコーン系樹脂等を用いることができ
る。
めのものであって、電池の動作温度域で適当な水素平衡
解離圧を有する合金を用いることができ、例えばLaNi5,
MmNi5或はこの合金に他の元素（Al,Co,Mn等）を添加し
た稀土類系合金、TiNi,Ti2Ni,TiNi2等のチタン系合金、
ZrNi2等のジルコニウム系合金等を挙げることができ
る。上記合成樹脂は、上記水素吸蔵合金粉末を結着しシ
ート状導電性基体及びセパレータ用絶縁層に密着するた
めのものであって、接着力の耐アルカリ性を呈するもの
がよく、例えばシリコーン系樹脂等を用いることができ
る。
この発明におけるセパレータ用絶縁層は、電解液を保持
し、負極を構成する水素吸蔵合金粉末が正極側に移動す
るのを防ぐためのものであって、例えばナイロン不織
布、プロピレン不織布等を用いることができる。
し、負極を構成する水素吸蔵合金粉末が正極側に移動す
るのを防ぐためのものであって、例えばナイロン不織
布、プロピレン不織布等を用いることができる。
この発明のシート状水素吸蔵合金電極は、具体的には次
のようにして製造することができる。
のようにして製造することができる。
シート状導電性基体上に、水素吸蔵合金粉末と高分子前
駆体物質との混合物を塗布し、この上にセパレータ用絶
縁層を積層し、この後に上記混合物を高分子前駆体物質
の重合条件に付すことによって硬化させてシート状導電
性基体、水素吸蔵合金粉末を含有する合成樹脂層及びセ
パレータ用絶縁層とを積層一体化する。
駆体物質との混合物を塗布し、この上にセパレータ用絶
縁層を積層し、この後に上記混合物を高分子前駆体物質
の重合条件に付すことによって硬化させてシート状導電
性基体、水素吸蔵合金粉末を含有する合成樹脂層及びセ
パレータ用絶縁層とを積層一体化する。
上記高分子前駆体物質は、水素吸蔵合金粉末と混合して
塗布液を作製するためのものであって、液状のプレポリ
マー及び／又はモノマーを用いるのが好ましく、例えば
室温硬化型１液型シリコーン樹脂、室温硬化型２液型シ
リコーン樹脂等を挙げることができる。また、塗布液を
作製する際の高分子前駆体物質の混合割合は、水素吸蔵
合金粉末100重量部に対し、通常23〜30重量部が好まし
い。
塗布液を作製するためのものであって、液状のプレポリ
マー及び／又はモノマーを用いるのが好ましく、例えば
室温硬化型１液型シリコーン樹脂、室温硬化型２液型シ
リコーン樹脂等を挙げることができる。また、塗布液を
作製する際の高分子前駆体物質の混合割合は、水素吸蔵
合金粉末100重量部に対し、通常23〜30重量部が好まし
い。
上記混合物は、例えばブレードコータ法、ナイロンコー
タ法等によってシート状導電性基体上に塗布することが
できる。塗布量は、シート状導電体基体表面積10cm2当
り、通常2.5〜3.0gが好ましい。
タ法等によってシート状導電性基体上に塗布することが
できる。塗布量は、シート状導電体基体表面積10cm2当
り、通常2.5〜3.0gが好ましい。
上記混合物の塗布面上へのセパレータ用絶縁層の積層
は、塗布面が粘着性を有する状態で行われる。この積層
は、セパレータ用絶縁層を塗布面へ密着させるために加
圧して行うのが好ましい。
は、塗布面が粘着性を有する状態で行われる。この積層
は、セパレータ用絶縁層を塗布面へ密着させるために加
圧して行うのが好ましい。
この後上記混合物の塗膜を硬化させる。この硬化は、上
記高分子前駆体物質の重合条件に付すことによって行わ
れ、室温で重合反応を進めてもよいが、用いる高分子前
駆体物質の種類によって適宜加熱して行ってもよい。
記高分子前駆体物質の重合条件に付すことによって行わ
れ、室温で重合反応を進めてもよいが、用いる高分子前
駆体物質の種類によって適宜加熱して行ってもよい。
この硬化によってシート状導電性基体、水素吸蔵合金粉
末を含有する合成樹脂層及びセパレータ用絶縁層が一体
化されシート状水素吸蔵合金電極を製造することができ
る。
末を含有する合成樹脂層及びセパレータ用絶縁層が一体
化されシート状水素吸蔵合金電極を製造することができ
る。
（ホ）作用 この発明のシート状水素吸蔵合金電極は、水素吸蔵合金
粉末を高分子により結着、コーティングしているため、
充放電に伴う微粉末化による合金粉末の電極よりの脱落
を防止でき、更にシート状電極とセパレータとを一体化
して成形することができるため、電極とセパレータとの
密着性が向上して内部抵抗の小さい電池を容易に作製す
ることができる。そのため、スパイラル型の円筒電池に
用いた場合、電池要素の巻取り工程が簡略化される。
粉末を高分子により結着、コーティングしているため、
充放電に伴う微粉末化による合金粉末の電極よりの脱落
を防止でき、更にシート状電極とセパレータとを一体化
して成形することができるため、電極とセパレータとの
密着性が向上して内部抵抗の小さい電池を容易に作製す
ることができる。そのため、スパイラル型の円筒電池に
用いた場合、電池要素の巻取り工程が簡略化される。
（ヘ）実施例 実施例１ この発明の実施例を図面を用いて説明する。水素吸蔵合
金としてLaNi4.5Al0.5で表される粉末（粒径44μｍ以
下）10重量部、高分子結着剤として１液型RTVシリコン
ポリマー（信越シリコーン社製、KE−45）2.8重量部を
混合混練し電極合剤ペーストとする。
金としてLaNi4.5Al0.5で表される粉末（粒径44μｍ以
下）10重量部、高分子結着剤として１液型RTVシリコン
ポリマー（信越シリコーン社製、KE−45）2.8重量部を
混合混練し電極合剤ペーストとする。
次に第１図に示すようにアルミ箔（厚さ15μｍ）１上に
集電体のニッケル金網（50メッシュ）２を載置し、上記
電極合剤ペースト３を10cm2当り2.9g塗布する。その上
にセパレータのナイロン不織布（厚さ 200μｍ）４を
載せ、不織布側から2Kg/cm2の圧力で加圧しながらシリ
コーンポリマーを室温にて硬化させる。ポリマーの硬化
後0.1M KOH水溶液中に浸漬して、アルミ箔を除去し、水
洗し、シート厚1280μｍのセパレータと一体化したシー
ト状水素吸蔵合金電極を得た。次にこの電極を直径15mm
の大きさに打ち抜いて負極とし、正極にニッケル電極
（直径15mm,厚さ1080μｍ）を用い電極液に7.2M KOH水
溶液を用いてこれらを缶に収納してコイン型のニッケル
−水素電池を製作した。ただし、負極容量は正極容量の
２倍とした。得られたニッケル−水素電池を120mA充電
し、ｉ＝2.5mA（1.0V cut）で放電した。充放電は25℃
で行った。放電曲線は、第２図のＡに示すように後述の
比較例に比べ充電容量が向上していた。
集電体のニッケル金網（50メッシュ）２を載置し、上記
電極合剤ペースト３を10cm2当り2.9g塗布する。その上
にセパレータのナイロン不織布（厚さ 200μｍ）４を
載せ、不織布側から2Kg/cm2の圧力で加圧しながらシリ
コーンポリマーを室温にて硬化させる。ポリマーの硬化
後0.1M KOH水溶液中に浸漬して、アルミ箔を除去し、水
洗し、シート厚1280μｍのセパレータと一体化したシー
ト状水素吸蔵合金電極を得た。次にこの電極を直径15mm
の大きさに打ち抜いて負極とし、正極にニッケル電極
（直径15mm,厚さ1080μｍ）を用い電極液に7.2M KOH水
溶液を用いてこれらを缶に収納してコイン型のニッケル
−水素電池を製作した。ただし、負極容量は正極容量の
２倍とした。得られたニッケル−水素電池を120mA充電
し、ｉ＝2.5mA（1.0V cut）で放電した。充放電は25℃
で行った。放電曲線は、第２図のＡに示すように後述の
比較例に比べ充電容量が向上していた。
比較例１ 実施例１と同様の電極合剤、集電体を用いてアルミ箔上
にシート電極を作製し、セパレータを載置せず硬化さ
せ、実施例１と同様にアルミ箔を除去し水素吸蔵合金電
極を得た。この電極の上に実施例１と同様のセパレータ
を載置し更にこの上に正極を載置し、缶に収納して、電
解液に7.2M KOH水溶液を用いてコイン型電池を製作し
た。充放電条件は実施例と同じにした。得られた電池の
放電曲線は、第２図のＢに示す。
にシート電極を作製し、セパレータを載置せず硬化さ
せ、実施例１と同様にアルミ箔を除去し水素吸蔵合金電
極を得た。この電極の上に実施例１と同様のセパレータ
を載置し更にこの上に正極を載置し、缶に収納して、電
解液に7.2M KOH水溶液を用いてコイン型電池を製作し
た。充放電条件は実施例と同じにした。得られた電池の
放電曲線は、第２図のＢに示す。
この結果実施例１に示すように水素吸蔵合金電極とセパ
レータを一体化することにより、電池特性の向上が得ら
れた。
レータを一体化することにより、電池特性の向上が得ら
れた。
（ト）発明の効果 以上のように、本発明によれば、水素吸蔵合金電極の充
放電に伴う容量低下を抑制すると共に、水素吸蔵合金電
極とセパレータとを一体化して電極とセパレータの密着
性を向上させることにより、電池特性が向上し、更に電
池製作工程を簡略化することができる。
放電に伴う容量低下を抑制すると共に、水素吸蔵合金電
極とセパレータとを一体化して電極とセパレータの密着
性を向上させることにより、電池特性が向上し、更に電
池製作工程を簡略化することができる。
第１図はこの発明の実施例で作製したシート状水素吸蔵
合金電極の説明図、第２図は同じく実施例及び比較例で
作製した電池の放電曲線である。 １……アルミ箔、２……集電ネット、３……電極合剤、
４……セパレータ。
合金電極の説明図、第２図は同じく実施例及び比較例で
作製した電池の放電曲線である。 １……アルミ箔、２……集電ネット、３……電極合剤、
４……セパレータ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内田 裕久 東京都渋谷区富ケ谷２丁目28番４号 学校 法人東海大学内 (72)発明者 松村 義人 東京都渋谷区富ケ谷２丁目28番４号 学校 法人東海大学内
Claims (2)
- 【請求項１】シート状導電性基体上に、水素吸蔵合金粉
末を含有する合成樹脂層とセパレータ用絶縁層とが順に
積層一体化されてなるシート状水素吸蔵合金電極。 - 【請求項２】シート状導電性基体上に、水素吸蔵合金粉
末と高分子前駆体物質との混合物を塗布し、この上にセ
パレータ用絶縁層を積層し、この後に上記混合物を高分
子前駆体物質の重合条件に付すことにより硬化させ請求
項１のシート状水素吸蔵合金電極を構成することを特徴
とする水素吸蔵合金電極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2059397A JPH07120526B2 (ja) | 1990-03-09 | 1990-03-09 | シート状水素吸蔵合金電極及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2059397A JPH07120526B2 (ja) | 1990-03-09 | 1990-03-09 | シート状水素吸蔵合金電極及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03261070A JPH03261070A (ja) | 1991-11-20 |
| JPH07120526B2 true JPH07120526B2 (ja) | 1995-12-20 |
Family
ID=13112111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2059397A Expired - Fee Related JPH07120526B2 (ja) | 1990-03-09 | 1990-03-09 | シート状水素吸蔵合金電極及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07120526B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2119204A1 (en) * | 1993-03-16 | 1994-09-17 | Shigeru Sakai | Electrode for rechargeable battery with nonaqueous electrolyte and process for producing the same |
| CN110061281B (zh) * | 2019-05-05 | 2021-03-30 | 深圳新源柔性科技有限公司 | 一种薄膜电池及其制备方法 |
-
1990
- 1990-03-09 JP JP2059397A patent/JPH07120526B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03261070A (ja) | 1991-11-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |