(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池の芯材を、その表面に水素吸蔵合金粉末または該水素吸蔵合金粉末とバインダーとを混合させた混合材からなる水素吸蔵材を介在させ、一対のローラ間へ通すことにより加圧し、前記芯材の表面に前記水素吸蔵材を付着せた後に、
電圧が印加された一対のローラ間へ通して通電加熱させることにより、前記水素吸蔵合金粉末同士及び前記水素吸蔵合金粉末と芯材とを拡散接合させることを特徴とする二次電池の負極板の製造方法。
【請求項２】
前記水素吸蔵材は、前記一対のローラ間で加圧する前に、該ローラと該ローラの上部側に設けられた粉末供給用ローラとの間にあいた隙間から送り出されることを特徴とする請求項１記載の二次電池の負極板の製造方法。
【請求項３】
二次電池の芯材を、その表面に水素吸蔵合金粉末または該水素吸蔵合金粉末とバインダーとを混合させた混合材からなる水素吸蔵材を介在させ、電圧が印加された一対のローラ間へ通すことにより加圧するとともに通電加熱させ、前記芯材の表面に前記水素吸蔵材を付着させるとともに前記水素吸蔵合金粉末同士及び前記水素吸蔵合金粉末と芯材とを拡散接合させることを特徴とする二次電池の負極板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ニッケル水素電池等の二次電池の負極板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
まず、二次電池の構造を、ニッケル水素電池を例にとって図によって説明する。
図６に示すものは、ニッケル水素電池の一例を示すもので、図中符号１は、水素吸蔵合金（負極活物質）を有する負極板（電極）であり、符号２は、絶縁材からなるセパレータ、符号３は、ニッケル（正極活物質）を有する正極板（電極）を示している。
【０００３】
負極板１と正極板２とは、セパレータ３を介在させることにより絶縁された状態に螺旋状に巻回されて電槽４（負極端子）内に収容されて電解液に浸漬され、電槽４の一端側（図中の上側）の開口部の中央に正極端子５が設けられた封口板６によって封鎖された構造とされており、水素イオンを介して負極側から放出される電子を正極側で受け入れる形で直流回路が形成されている。
【０００４】
上記構成のニッケル水素電池を構成する負極板１は、図７に示すように、鉄箔１１の表面にニッケルメッキ１２を施した芯材１３と、この芯材１３の表面に塗布された水素吸蔵材１４とから構成されている。水素吸蔵材１４は、ニッケルを主成分としたランタンニッケル(ＬaＮi5)系からなる水素吸蔵合金(Metal Hydride)粉末１５を有するもので、この水素吸蔵合金粉末１５に樹脂からなる有機バインダーを混ぜてペースト状として芯材１３の表面に塗布している。
なお、芯材１３には、孔部１６が形成されており、この孔部１６を水酸化カリウム溶液等の電解液が通過するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、水素吸蔵材１４に用いられる有機バインダーは、樹脂からなる絶縁材であるため内部抵抗が高いという問題があった。
このため、電池の内部抵抗を低減させて電流値を高めるために、ニッケル粉末をバインダーとして用いることが考えられているが、水素吸蔵合金粉末１５とニッケル粉末からなるバインダーとを混合させた水素吸蔵材１４にあっては、有機バインダーを用いた場合と比較して、芯材１３との密着性が低いため、負極板１を巻回する際に、芯材１３から剥離・脱落する恐れがあった。
また、芯材１３に用いられている鉄箔１１に換えて、さらに電気抵抗が低い金属を用いて集電性能の向上が望まれているのが現状である。
【０００６】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、水素吸蔵材等の物質を剥離・脱落させることなく巻回させることができ、しかも、内部抵抗を低減させて集電性能を向上させることが可能な二次電池の負極板の製造方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の二次電池の負極板の製造方法は、二次電池の芯材を、その表面に水素吸蔵合金粉末または該水素吸蔵合金粉末とバインダーとを混合させた混合材からなる水素吸蔵材を介在させ、一対のローラ間へ通すことにより加圧し、前記芯材の表面に前記水素吸蔵材を付着せた後に、電圧が印加された一対のローラ間へ通して通電加熱させることにより、前記水素吸蔵合金粉末同士及び前記水素吸蔵合金粉末と芯材とを拡散接合させることを特徴とする。
【００２１】
このように、二次電池の芯材を、水素吸蔵材を介在させて一対のローラ間に通すことにより、極めて容易に、芯材の表面に水素吸蔵材が高い密着性にて付着されて、巻回時に水素吸蔵材の剥離・脱落が生じる恐れのない負極板を製造することができる。
また、水素吸蔵合金粉末同士及び水素吸蔵合金粉末と芯材とが拡散接合されて、芯材の表面への水素吸蔵材の付着強度がさらに高められて、さらに巻回時に水素吸蔵材の剥離・脱落が生じる恐れのない負極板を製造することができる。
【００２２】
請求項２記載の二次電池の負極板の製造方法は、請求項１記載の二次電池の負極板の製造方法において、前記水素吸蔵材を前記一対のローラ間で加圧する前に、該ローラと該ローラの上部側に設けられた粉末供給用ローラとの間にあいた隙間から送り出されるようにしたことを特徴としている。
これにより、水素吸蔵材を二次電池の芯材の両面側へ所定量ずつ送り出すことができる。
【００２４】
請求項３記載の二次電池の負極板の製造方法は、二次電池の芯材を、その表面に水素吸蔵合金粉末または該水素吸蔵合金粉末とバインダーとを混合させた混合材からなる水素吸蔵材を介在させ、電圧が印加された一対のローラ間へ通すことにより加圧するとともに通電加熱させ、前記芯材の表面に前記水素吸蔵材を付着させるとともに前記水素吸蔵合金粉末同士及び前記水素吸蔵合金粉末と芯材とを拡散接合させることを特徴としている。
【００２５】
すなわち、芯材を、水素吸蔵材を介在させて電圧が印加された一対のローラ間に通すことにより、芯材の表面に水素吸蔵材を高い密着性にて付着させることができ、しかも、芯材への水素吸蔵材の付着と同時に、水素吸蔵合金粉末同士及び水素吸蔵合金粉末と芯材とを拡散接合させることができ、極めて容易にかつ短時間にて巻回時に水素吸蔵材の剥離・脱落が生じる恐れのない負極板を製造することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の二次電池の負極板の製造方法を図によって説明する。
図１において、符号２１は、負極板である。この負極板２１は、ニッケル箔からなる芯材２２と、この芯材２２の表面に塗布された水素吸蔵材２３とから構成されている。芯材２２は、図２に示すように、その表裏の面に、複数の突起部２４が形成されている。これら突起部２４は、表裏に貫通する孔部２５の周縁部を一方の面から盛り上げることにより形成されている。つまり、この芯材２２は、その表面が突起部２４によって非平面形状とされている。
【００２７】
これら孔部２５は、平面視長孔形状に形成されており、この孔部２５は、その長さ方向が、電池を組み立てる際の芯材２２の巻回方向である長手方向に対して直交する幅方向に沿って整列されて複数配列されている。
これにより、芯材２２の長手方向における突起部２４の占有率よりも芯材２２の長手方向に直交する幅方向における突起部２４の占有率が高くされている。
【００２８】
また、これら突起部２４は、略等間隔に整列状態に配列されており、芯材２２の一方の面から突出した突起部２４の列と、芯材２２の他方の面から突出した突起部２４の列とが、芯材２２の長手方向に沿って交互に表裏から突出するように形成されている。
さらに、芯材２２の一方の面に形成された突起部２４と、他方の面に形成された突起部２４とは、芯材２２の幅方向に向かって千鳥状に配設されている。
【００２９】
上記のように形成されたニッケル箔からなる芯材２２の表裏に設けられた水素吸蔵材２３は、水素吸蔵合金粉末２６とニッケル粉末からなるバインダーとを混合させたもので、この水素吸蔵材２３が、芯材２２に圧延されて付着され、その後、通電することにより、水素吸蔵合金粉末２６同士及び芯材２２と水素吸蔵合金粉末２６とが拡散接合されている。
【００３０】
ここで、上記構成の負極板２１を構成する芯材２２を製造する場合について説明する。
図３において、符号３１は、圧延ローラであり、この圧延ローラ３１の一方には、ドクターブレード３２が表面に近接させて所定の隙間をあけて配設されており、このドクターブレード３２と一方の圧延ローラ３１とから形成された溝部に、ニッケル粉末３３が投入されている。
【００３１】
そして、このドクターブレード３２と一方の圧延ローラ３１との隙間から、圧延ローラ３１同士の間へニッケル粉末３３が所定量ずつ送り出され、これにより、このニッケル粉末３３が圧延ローラ３１によって圧延されて所定厚さの板状に成形されて焼結炉３４に送り込まれ、この焼結炉３４にて焼結され、多孔質のニッケル箔として送り出されるようになっている。
また、この焼結炉３４の下流側には、突起部成形機構３５が設けられており、この突起部成形機構３５にて、ニッケル箔に突起部２４及び孔部２５が形成されて芯材２２とされるようになっている。
【００３２】
つまり、芯材２２は、ニッケル粉末３３を圧延して板状に成形する成形工程と、この成形工程によって圧延されて板状に成形された芯材材料を焼結する焼結工程とによりニッケル箔とし、さらに、このニッケル箔に突起部２４及び孔部２５を形成して非平面形状とする形成工程を行うことにより製造される。
なお、この例では、焼結後のニッケル箔に突起部２４及び孔部２５を形成したが、焼結前に、突起部２４及び孔部２５を形成しても良い。
【００３３】
次に、二次電池を構成する負極板２１を製造する場合について説明する。
図４において、符号４１及び符号４２は、それぞれ一対一組の圧延ローラ（ローラ）であり、それぞれ互いに所定間隔をあけて配設され、その間に芯材２２が通されるようになっている。
【００３４】
圧延ローラ４１には、それぞれその上部側に、圧延ローラ４１の周面との間に隙間をあけて粉末供給用ローラ４３が設けられており、これら圧延ローラ４１と粉末供給用ローラ４３とから形成された溝部には、それぞれホッパ４４が設けられている。
そして、これらホッパ４４には、水素吸蔵材２３が投入されて、この水素吸蔵材２３が圧延ローラ４１と粉末供給用ローラ４３との隙間から芯材２２の両面側へ所定量ずつ送り出されるようになっている。
【００３５】
また、下流側に設けられた圧延ローラ４２には、電源装置４５が接続されており、圧延ローラ４２間にて所定の電圧が印加されるようになっている。
なお、粉末供給用ローラ４３の圧延ローラ４１との隙間や粉末供給用ローラ４３の回転を調整することにより、芯材２２の両面側へ送り出される水素吸蔵材２３の供給量を調整することができるようになっている。
【００３６】
そして、上記装置によれば、圧延ローラ４１と粉末供給用ローラ４３との隙間から送り出される水素吸蔵材２３が、圧延ローラ４１によって芯材２２へ加圧されて、芯材２２の両面に水素吸蔵材２３が一体的に付着した負極板２１とされる。
その後、この負極板２１が、電源装置４５によって電圧が印加されている圧延ローラ４２間へ送り込まれると、これら圧延ローラ４２によってさらに加圧され、そのとき、負極板２１に電流が流されて通電加熱されることにより、水素吸蔵材２３を構成する水素吸蔵合金粉末２６同士及び芯材２２と水素吸蔵合金粉末２６とが拡散接合される。
【００３７】
なお、上記の例では、芯材２２に水素吸蔵材２３を加圧して付着させる圧延ロール４１と、水素吸蔵合金粉末２６同士及び芯材２２と水素吸蔵合金粉末２６とを拡散接合させる圧延ロール４２とを別個に設けたが、図５に示すように、水素吸蔵材２３を芯材２２に付着させる圧延ロール４１に電源装置４５を接続し、この圧延ロール４１によって芯材２２に水素吸蔵材２３を加圧して付着させると同時に、水素吸蔵合金粉末２６同士及び芯材２２と水素吸蔵合金粉末２６とを通電加熱により拡散接合させても良い。
【００３８】
以上説明したように、上記二次電池の芯材２２によれば、ニッケルからなる金属板の表面が突起部２４によって非平面形状とされたものであるので、周囲の物質との密着性が高められ、これにより、例えば、この芯材２２を負極板２１の芯材２２として用いた上記の場合は、巻回時に、例えクラックが生じてもその表裏の水素吸蔵材２３の剥離・脱落を防止することができる。
【００３９】
また、突起部２４が直接形成されているので、別体の突起部を表面に設ける場合と比較して、容易に成形することができる。
しかも、突起部２４の占有率が長手方向よりも幅方向が高くされているので、芯材２２の水素吸蔵材２３との幅方向への密着性が高められ、これにより、長手方向への巻回時にて周囲の水素吸蔵材２３に幅方向に沿ってクラックが生じても、幅方向への密着性が高いので、長手方向にはクラックが生じず、水素吸蔵材２３の剥離・脱落を確実に防止することができる。
【００４０】
また、突起部２４が等間隔に整列状態に配列されているので、周囲の物質との密着性のばらつきをなくし、均等に密着させることができ、さらには、突起部２４が表裏に形成されているので、水素吸蔵材２３との密着性を表裏にて確実に高めることができる。
また、突起部２４が巻回方向である長手方向に沿って交互に表裏へ突出されているので、水素吸蔵材２３との密着性を表裏にて確実にかつ均等に高めることができる。
【００４１】
さらに、金属板に形成された孔部２５の盛り上がった縁部が突起部２４とされているので、水素吸蔵材２３を孔部２５に入り込ませることができ、さらに密着性を高めることができる。また、孔部２５が電解液の通過用孔部とされるので、この電解液の通過用孔部を別個に形成する手間を省くことができる。
【００４２】
また、この芯材２２を有する負極板２１によれば、芯材２２の表面が、複数の突起部２４によって非平面形状とされているので、芯材２２の表面に設けられる水素吸蔵合金粉末２６とニッケル粉末からなるバインダーとを混合させた混合材からなる水素吸蔵材２３を確実に密着させることができ、巻回時における水素吸蔵材２３の剥離・脱落を防止させることができる。
【００４３】
また、芯材２２がニッケルから形成されているので、水素吸蔵材２３との密着性をさらに高めることができる。そして、従来のように鉄の表面に水素吸蔵材２３との密着性を高めるためにニッケルメッキを施す場合と比較して、芯材２２の厚さを薄くすることができ、電池内のスペースを有効に用いて、集電性能を向上させることができる。
【００４４】
しかも、水素吸蔵合金粉末２６に混合されるバインダーとして、ニッケル粉末が用いられているので、例えば、バインダーとして樹脂の粉末を用いた場合と比較して、内部抵抗を低くすることができ、これにより、集電性能をさらに向上させることができる。
【００４５】
また、上記の芯材２２の製造方法によれば、圧延ローラ３１によって板状に圧延された芯材材料を焼結炉３４によって焼結する前もしくは焼結した後に、突起成形機構３５によって突起部２４及び孔部２５を形成することにより、突起部２４及び孔部２５が形成されて表面が非平面形状とされた芯材２２を容易に製造することができる。
【００４６】
また、上記の負極板２１の製造方法によれば、芯材２２を、水素吸蔵材２３を介在させて一対の圧延ローラ４１間に通すことにより、極めて容易に、芯材２２の表面に水素吸蔵材２３が高い密着性にて付着させ、その後、電圧を印加させた一対の圧延ローラ４２間に通すことにより、水素吸蔵合金粉末２６同士及び水素吸蔵合金粉末２６と芯材２２とを拡散接合させ、芯材２２の表面への水素吸蔵材２３の付着強度が極めて高く、巻回時における水素吸蔵材２３の剥離・脱落が生じる恐れのない負極板２１を製造することができる。
【００４７】
なお、水素吸蔵材２３を芯材２２に付着させる圧延ローラ４１に電圧を印加させておくことにより、芯材２２の表面への水素吸蔵材２３の付着及び水素吸蔵合金粉末２６同士及び水素吸蔵合金粉末２６と芯材２２との拡散接合を同時に行うことができる。
【００４８】
なお、上記の例では、負極板２１の芯材２２について説明したが、正極板の芯材も同様にその表面に突起部を形成して非平面形状としても良い。
また、上記の例では、芯材２２をニッケルから形成したが、ニッケル合金でも同様な効果を得ることができるのは勿論である。さらには、水素吸蔵材２３の水素吸蔵合金粉末２６に混合されるバインダーとしては、ニッケル合金粉末が用いられる場合もある。
【００４９】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の二次電池の負極板の製造方法によれば、下記の効果を得ることができる。
請求項１記載の二次電池の負極板の製造方法によれば、二次電池の芯材を、水素吸蔵材を介在させて一対のローラ間に通すことにより、極めて容易に、芯材の表面に水素吸蔵材が高い密着性にて付着されて、巻回時に水素吸蔵材の剥離・脱落が生じる恐れのない負極板を製造することができる。
また、水素吸蔵合金粉末同士及び水素吸蔵合金粉末と芯材とが拡散接合されて、芯材の表面への水素吸蔵材の付着強度がさらに高められて、さらに巻回時に水素吸蔵材の剥離・脱落が生じる恐れのない負極板を製造することができる。
【００６２】
請求項２記載の二次電池の負極板の製造方法によれば、水素吸蔵材を一対のローラ間で加圧する前に、ローラとローラの上部側に設けられた粉末供給用ローラとの間にあいた隙間から送り出されるようにすることにより、水素吸蔵材を二次電池の芯材の両面側へ所定量ずつ送り出すことができる。
【００６３】
請求項３記載の二次電池の負極板の製造方法によれば、二次電池の芯材を、水素吸蔵材を介在させて電圧が印加された一対のローラ間に通すことにより、芯材の表面に水素吸蔵材を高い密着性にて付着させることができ、しかも、芯材への水素吸蔵材の付着と同時に、水素吸蔵合金粉末同士及び水素吸蔵合金粉末と芯材とを拡散接合させることができ、極めて容易にかつ短時間にて巻回時に水素吸蔵材の剥離・脱落が生じる恐れのない負極板を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】二次電池の芯材及び負極板の構成及び構造を説明する負極板の断面図である。
【図２】二次電池の芯材の構造及び形状を説明する芯材の斜視図である。
【図３】二次電池の芯材の製造方法を説明する製造装置の概略構成図である。
【図４】二次電池の負極板の製造方法を説明する製造装置の概略構成図である。
【図５】二次電池の負極板の他の製造方法を説明する製造装置の概略構成図である。
【図６】二次電池の構成及び構造を説明する二次電池の分解斜視図である。
【図７】従来の負極板の構成及び構造を説明する負極板の断面図である。
【符号の説明】
２１…負極板、  ２２…芯材、  ２３…水素吸蔵材、  ２６…水素吸蔵合金粉末、  ４１，４２…圧延ローラ（ローラ）、  ４３…粉末供給用ローラ
【図１】
0003687423.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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