(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素吸蔵合金粉末をアルカリ処理するアルカリ処理工程と、
前記アルカリ処理した水素吸蔵合金粉末に純水を加え洗浄する加液工程と、
前記純水が加えられた前記水素吸蔵合金粉末を加圧によって濾材に向けて押圧し、前記濾材を通過した水を排出する加圧脱水工程と、
前記濾材の表面上に残留した前記水素吸蔵合金粉末と前記純水とからなる脱水ケーキを取り出した後、洗浄用の純水と気体との供給により前記濾材の表面側に押し込まれた前記水素吸蔵合金粉末を前記濾材の表面外側に押し戻し前記濾材から分離させて前記洗浄用の純水に混合させる洗浄工程とを備え、
前記加液工程では、前記洗浄工程で洗浄に使用した前記水素吸蔵合金粉末が混合されている前記洗浄用の純水を併せて前記アルカリ処理した前記水素吸蔵合金粉末に加える
ことを特徴とする電池用材料の製造方法。
【請求項２】
アルカリ処理された水素吸蔵合金粉末と純水とからなる電池用材料を含んで作成した負極板を用いてニッケル水素蓄電池を製造する方法であって、
前記電池用材料の製造方法として請求項１に記載の電池用材料の製造方法を用いる
ことを特徴とするニッケル水素蓄電池の製造方法。
【請求項３】
アルカリ処理を行った水素吸蔵合金粉末が投入されるとともに前記アルカリ処理した水素吸蔵合金粉末に純水を加え洗浄する第１の槽と、
前記水洗された水素吸蔵合金粉末が投入され、前記純水が加えられた前記水素吸蔵合金粉末を加圧によって濾材に向けて押圧し、前記濾材を通過した水を排出して、前記濾材の表面上に残留した前記水素吸蔵合金粉末と純水とからなる脱水ケーキを取り出した後、洗浄用の純水と気体との供給により前記濾材の表面側に押し込まれた前記水素吸蔵合金粉末を前記濾材の表面外側に押し戻して前記濾材から分離させて前記洗浄用の純水に混合させる第２の槽と、
前記第２の槽から回収した前記水素吸蔵合金粉末の混合した洗浄用の純水を貯留する第３の槽とを備え、
前記第３の槽に貯留されている前記水素吸蔵合金粉末の混合した洗浄用の純水を前記第１の槽のアルカリ処理した水素吸蔵合金粉末に加える
ことを特徴とする電池用材料の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極材料等、電池に用いられる材料を製造する電池用材料の製造方法、及び電池用材料の製造装置、及び前記電池用材料を用いるニッケル水素蓄電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、携帯用の電子機器の電源のひとつとして、また、電気自動車やハイブリッド自動車などの電源のひとつとして、様々なアルカリ蓄電池（二次電池）が用いられている。そして、こうしたアルカリ蓄電池のうち、エネルギー密度が高く、信頼性に優れた蓄電池としてニッケル水素蓄電池がある。このニッケル水素蓄電池は、例えば水酸化ニッケルを主成分とした正極と水素吸蔵合金を主成分とした負極とをセパレータを介して複数枚積層したものが、水酸化カリウムなどからなるアルカリ電解液とともに収納容器に収納されて構成されている蓄電池である。こうしたニッケル水素蓄電池では、負極として、例えば、ニッケルメッキ鋼板（パンチングメタル）に、水素吸蔵合金粉末を含む負極合剤ペーストを塗布し、乾燥及び加圧して製造した負極板が用いられている。そして、このような負極板に用いられる水素吸蔵合金を含む負極合剤ペーストの製造方法の一例が、特許文献１に記載されている。
【０００３】
特許文献１に記載の製造方法は、被加工粉体材料としての水素吸蔵合金を粉砕する粉砕工程と、粉砕された水素吸蔵合金をアルカリ処理する工程と、アルカリ処理された水素吸蔵合金を水洗する工程と、水洗する過程で生成された水素吸蔵合金粉末及び水からなるスラリーを脱水する工程とを備えている。そして、脱水された水素吸蔵合金を他の負極材料と混練させることで負極合剤ペーストが生成される。また、上述したスラリーを脱水する工程では、スラリーが投入された加圧脱水装置の内圧を上昇させることで、濾材から水素吸蔵合金を通過させずに水分のみを通過させる。こうしてスラリーから水分が分離され、負極合剤ペーストの生成に適した、含水率が５．５ｗｔ％以下の脱水ケーキが得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１２３４５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで特許文献１に記載の製造方法では、濾材がスラリーの脱水に使用されるが、この濾材は、スラリーに含まれていた水素吸蔵合金粉末が目詰まりを生じさせているおそれが高いため、脱水する工程の終了後、次の脱水する工程に再利用する前に、目詰まりを解消するための洗浄が行われることが普通である。しかし、このような洗浄は、入手の困難さや価格の上昇などが懸念される水素吸蔵合金の使用量を間接的にも増やすことにもなり、水素吸蔵合金の歩留まりの低下を引き起こす無視のできない一因となっていることが発明者らによって明らかになりつつある。また、水素吸蔵合金の歩留まりを向上させる対策をとるにしても、電池性能に大きく関わる水素吸蔵合金の品質への影響を十分に考慮した対策を取る必要もある。
【０００６】
なお、こうした課題は、ニッケル水素蓄電池の負極板のみならず、製造工程に液体を分離させる工程を含む各種の電池の電池用材料の製造においても概ね共通した課題となっている。
【０００７】
本発明は、このような実情に鑑みなされたものであって、その目的は、被加工粉体材料から液体を分離させる工程を含む電池用材料の製造工程において、電池用材料の品質を維持しつつ歩留まりを向上させることのできる電池用材料の製造方法、電池用材料の製造装置、及び前記電池用材料を用いるニッケル水素蓄電池の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、電池用材料の製造方法において、水素吸蔵合金粉末をアルカリ処理するアルカリ処理工程と、前記アルカリ処理した水素吸蔵合金粉末に純水を加え洗浄する加液工程と、前記純水が加えられた前記水素吸蔵合金粉末を加圧によって濾材に向けて押圧し、前記濾材を通過した水を排出する加圧脱水工程と、前記濾材の表面上に残留した前記水素吸蔵合金粉末と前記純水とからなる脱水ケーキを取り出した後、洗浄用の純水と気体との供給により前記濾材の表面側に押し込まれた前記水素吸蔵合金粉末を前記濾材の表面外側に押し戻し前記濾材から分離させて前記洗浄用の純水に混合させる洗浄工程とを備え、前記加液工程では、前記洗浄工程で洗浄に使用した前記水素吸蔵合金粉末が混合されている前記洗浄用の純水を併せて前記アルカリ処理した前記水素吸蔵合金粉末に加えることを要旨とする。
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項３に記載の発明は、電池用材料の製造装置において、アルカリ処理を行った水素吸蔵合金粉末が投入されるとともに前記アルカリ処理した水素吸蔵合金粉末に純水を加え洗浄する第１の槽と、前記水洗された水素吸蔵合金粉末が投入され、前記純水が加えられた前記水素吸蔵合金粉末を加圧によって濾材に向けて押圧し、前記濾材を通過した水を排出して、前記濾材の表面上に残留した前記水素吸蔵合金粉末と純水とからなる脱水ケーキを取り出した後、洗浄用の純水と気体との供給により前記濾材の表面側に押し込まれた前記水素吸蔵合金粉末を前記濾材の表面外側に押し戻して前記濾材から分離させて前記洗浄用の純水に混合させる第２の槽と、前記第２の槽から回収した前記水素吸蔵合金粉末の混合した洗浄用の純水を貯留する第３の槽とを備え、前記第３の槽に貯留されている前記水素吸蔵合金粉末の混合した洗浄用の純水を前記第１の槽のアルカリ処理した水素吸蔵合金粉末に加えることを要旨とする。
【００１０】
このような方法もしくは構成によれば、水素吸蔵合金粉末（被加工粉体材料）から純水（液体）を濾過により分離させる濾材（濾過部）を洗浄した水素吸蔵合金粉末の混合した洗浄用の純水（洗浄液）が、加液工程または第１の槽で被加工粉体材料に加えられる。このため、濾過部もしくは第２の槽を洗浄した洗浄液に含まれている被加工粉体材料が廃棄されることなく、再び製造工程に戻される。これにより、従来洗浄液とともに廃棄されていた被加工粉体材料が回収されるため、被加工粉体材料の歩留まりが向上するようになる。
【００１１】
また、従来、洗浄液に含まれている被加工粉体材料を再処理によって取り出し、製造工程に戻す方法もあったものの、洗浄液に含まれる僅かな被加工粉体材料の回収に要する手間が無視できなかった。また、洗浄液から回収された被加工粉体材料のなかには、洗浄液に分散された状態に対して高密度化された状態では安定した状態で保管することが容易ではないものもあった。上記の方法もしくは構成によれば、洗浄液を再処理する手間が省かれるとともに、洗浄液に分散され低濃度である被加工粉体材料は安定性が維持されやすいため取り扱いが容易である。このように、この方法もしくは装置は、被加工粉体材料の回収にかかる手間を大幅に削減させることができたり、安全性の確保を容易にさせたりする。
【００１２】
ところで、濾材を洗浄した洗浄液に含まれる被加工粉体材料を、活性化処理工程かそれよりも前の工程に戻してしまうと、洗浄液に含まれている活性化処理の済んでいる被加工粉体材料がさらに活性化処理される。すると、加液工程において表面の活性化の程度の異なる被加工粉体材料が混在することとなり、ひいては電池性能にばらつきを生じさせるおそれもある。これに対して上記の方法によれば、洗浄液に含まれる被加工粉体材料を、加液工程に戻すため、同工程における被加工粉体材料の表面の活性化の程度を揃えることができる。これにより電池性能にばらつきが生じることを防ぐことができる。
【００１３】
また、洗浄液は僅かにアルカリ性になるおそれがあるが、活性化処理工程やそれよりも前の工程に戻すのではなく、加液工程に戻すため、アルカリ性になった純水が製造工程に戻されたとしても水素吸蔵合金粉末の品質に影響が生じることがない。
【００１５】
このような方法によれば、合金が特に詰まりやすい濾材を洗浄することによって濾材から除去された合金が回収されるようになる。このため、アルカリ蓄電池の負極合剤ペーストの生成などに用いられる合金の歩留まりが向上するようになる。合金は複数の金属から構成されているため、合金の歩留まり向上は合金を構成する複数の金属の使用量を減少させ、ひいては製造に要するコストを削減させるようになる。
【００１６】
上記課題を解決するため、請求項２に記載の発明は、アルカリ処理された水素吸蔵合金粉末と純水とからなる電池用材料を含んで作成した負極板を用いてニッケル水素蓄電池を製造する方法であって、前記電池用材料の製造方法として上記記載の電池用材料の製造方法を用いることを要旨とする。
【００１７】
このような方法によれば、水素吸蔵合金粉末から液体を濾過により分離させる濾過部に濾過後に残された水素吸蔵合金粉末を洗浄した洗浄液が、加液工程で水素吸蔵合金粉末に加えられる。このため、濾過部を洗浄した洗浄液に含まれている水素吸蔵合金粉末が廃棄されることなく、再び製造工程に戻される。これにより、従来洗浄液とともに廃棄されていた水素吸蔵合金粉末が回収されるため、水素吸蔵合金粉末の歩留まりが向上するようになる。
【００１８】
また、従来、洗浄液に含まれている水素吸蔵合金粉末を再処理によって取り出し、製造工程に戻す方法もあったものの、洗浄液に含まれる僅かな水素吸蔵合金粉末の回収に要する手間が無視できなかった。また、洗浄液から回収された水素吸蔵合金粉末は、洗浄液に分散された状態に対して高密度化された状態では、例えば自然発火しやすいなど、安定した状態で保管することが容易ではなかった。これに対し上記の方法によれば、洗浄液を再処理する手間が省かれるとともに、洗浄液に分散され低濃度である水素吸蔵合金粉末は、例えば自然発火が抑えられるなど、安定性が維持されやすいため取り扱いが容易である。このように、この方法は、水素吸蔵合金粉末の回収にかかる手間を大幅に削減させることができたり、安全性の確保を容易にさせたりする。
【００１９】
ところで、濾材を洗浄した洗浄液に含まれる水素吸蔵合金粉末を、活性化処理工程かそれよりも前の工程に戻してしまうと、洗浄液に含まれている活性化処理の済んでいる水素吸蔵合金粉末がさらに活性化処理される。すると、加液工程において表面の活性化の程度の異なる水素吸蔵合金粉末が混在することとなり、ひいては電池性能にばらつきを生じさせるおそれもある。これに対して上記の方法によれば、洗浄液に含まれる水素吸蔵合金粉末を、加液工程に戻すため、同工程における水素吸蔵合金粉末の表面の活性化の程度を揃えることができる。これにより電池性能にばらつきが生じることを防ぐことができる。
【００２０】
また、濾材を洗浄した洗浄液は、濾材の洗浄によって僅かにアルカリ性になるおそれがあるが、活性化処理工程やそれよりも前の工程に戻すのではなく、加液工程に戻すため、アルカリ性になった純水が製造工程に戻されたとしても水素吸蔵合金粉末の品質に影響が生じることがない。
【発明の効果】
【００２１】
本発明にかかる電池用材料の製造方法、電池用材料の製造装置、及び前記電池用材料を用いるニッケル水素蓄電池の製造方法によれば、被加工粉体材料から液体を分離させる工程を含む電池用材料の製造工程において、電池用材料の品質を維持しつつ歩留まりを向上させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の電池用材料の製造装置を具体化した一実施形態について、その概略構成を示すブロック図。
【図２】同実施形態の加圧脱水槽の使用状態を模式的に示す模式図であって、（ａ）はスラリーを脱水する状態を示す模式図、（ｂ）はスラリーを排出した状態を示す模式図、（ｃ）は加圧脱水槽の濾材を洗浄する状態を示す模式図。
【図３】同実施形態の電池用材料の製造装置における負極合剤ペーストの製造工程を示すフローチャート。
【図４】同実施形態の電池用材料の製造装置における洗浄水に含まれる水素吸蔵合金を再利用する手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明にかかる電池用材料の製造装置を具体化した一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態の電池は、アルカリ蓄電池、具体的には密閉型のニッケル水素蓄電池であり、電気自動車やハイブリッド自動車の電源として用いられる電池である。このニッケル水素蓄電池は、例えば、水素吸蔵合金を含む負極板と、水酸化ニッケル（Ｎｉ（ＯＨ）２）を含む正極板とを耐アルカリ性樹脂の不織布から構成されるセパレータを介して複数枚積層した電極群を、集電板に接続し、電解液とともに樹脂製の電槽内に収容して構成される。なお、本実施形態では、電池用材料として負極板の製造に用いられる負極合剤ペーストを製造する場合について述べる。
【００２４】
図１に示すように、製造装置には、アルカリ処理（活性化処理）された被加工粉体材料としての水素吸蔵合金１１の粉末（水素吸蔵合金粉末１１ａ）が投入される第１の槽及び洗浄槽としての水洗槽１０と、水洗された水素吸蔵合金粉末１１ａが投入される第２の槽及び濾過部としての加圧脱水槽２０とが設けられている。また、本製造装置には、洗浄手段を構成する加圧脱水槽２０を洗浄した洗浄液としての洗浄水１４を回収する洗浄手段を構成する回収槽３０が設けられている。
【００２５】
水洗槽１０は、アルカリ処理された後の水素吸蔵合金粉末１１ａを水洗する装置である。水洗槽１０には、図示しない攪拌装置にてアルカリ処理により表面が活性化された水素吸蔵合金粉末１１ａと、アルカリ水溶液（例えば、水酸化ナトリウム水溶液）との混合物が投入（Ｍ１）される。この水素吸蔵合金粉末１１ａとアルカリ水溶液との混合物の温度は、例えば、４０℃〜７０℃の範囲で一定値に保たれている。なお、アルカリ水溶液は、ＮａＯＨやＫＯＨなどの水溶液であるのが好ましい。ＮａＯＨ及びＫＯＨの電離度は、それぞれ０．８９，０．８４と高いため、効率的なアルカリ処理が可能となるからである。
【００２６】
水洗槽１０は、供給されたアルカリ処理後の水素吸蔵合金粉末１１ａを含む混合物を一定期間静置させた後、上澄み液を外部に排出（Ｗ２）することができる。また、水洗槽１０は、供給されたアルカリ処理後の水素吸蔵合金粉末１１ａを含む混合物に、液体としての合金水洗水１２を追加供給（注水：Ｗ１）することができる。本実施形態では合金水洗水１２は、温度を規定の温度範囲に調整された純水である。その後、水洗槽１０は、合金水洗水１２を含む混合物を一定期間静置させて上澄み液を外部に排出（Ｗ２）することができる。水洗槽１０は、この水洗操作を、排出する上澄み液のｐＨが基準値、例えばｐＨ１０に達するまで繰り返し行う。そして、水洗操作が完了すると、水洗槽１０には、上澄み液の排出された水素吸蔵合金粉末１１ａ及び合金水洗水１２からなるスラリー１３が残される。
【００２７】
加圧脱水槽２０は、水洗完了後に水洗槽１０に残されているスラリー１３を、加圧して脱水する装置である。図２に示すように、加圧脱水槽２０には、スラリー１３が供給される（Ｍ２）とともに、加圧用の窒素ガス（不活性ガス）が供給される濾過室２２と、濾過室２２の底部２４に接続された排水部２３とが設けられている。また、濾過室２２の底部２４には、濾材２５が配置されている。濾材２５は、水素吸蔵合金粉末１１ａと合金水洗水１２とを分離させる部材であって、材料として、例えば、ポリプロピレン製のモノフィラメントからなる織布が用いられている。濾材２５の目の大きさは、スラリー１３に含まれている水素吸蔵合金粉末１１ａを通過させることができない大きさである一方、主に合金水洗水１２からなる水を通過させることのできる大きさである。濾材２５を通過した水は、排水部２３を通じて、濾過室２２の外部に排出される（排水：Ｗ３）。すなわち、濾材２５は、スラリー１３を濾過することにより、スラリー１３から水を分離させ、濾材２５の表面上に水素吸蔵合金粉末１１ａを残留させることができる。
【００２８】
本実施形態では、加圧脱水槽２０を用いて、次のようにして、水素吸蔵合金粉末１１ａ及び水からなるスラリー１３の加圧脱水処理を行う。まず、水洗完了後に水洗槽１０に収容されているスラリー１３が、加圧脱水槽２０の濾過室２２内に供給される（Ｍ２）。このとき、スラリー１３は、図２（ａ）に示すように、濾材２５の表面上に配置される。この状態で、濾過室２２内に排水部２３から窒素ガスを供給し、濾過室２２内の気圧を大気圧よりも高い圧力、例えば、２９０ｋＰａまで上昇させる。これにより、濾過室２２内のスラリー１３を、窒素ガスの加圧によって濾材２５に向けて押圧することができる。このとき、スラリー１３に含まれる水が、濾材２５を通過し、その後、排水部２３を通じて濾過室２２の外部に排出される（Ｗ３）。またこのとき、スラリー１３に含まれる水素吸蔵合金粉末１１ａの一部が濾材２５の目に押し込まれる。なお、濾過室２２内の圧力の高さに応じてスラリー１３から分離される水が多くなるとともに、濾過室２２内の圧力の高さに応じて濾材２５の目に押し込まれる水素吸蔵合金粉末１１ａの量も多くなる。
【００２９】
このような加圧脱水処理を規定の期間行った後、濾材２５の表面上に残留した、水素吸蔵合金粉末１１ａ及び水からなる軟弱な固形物である脱水ケーキ１１ｂが、図２（ｂ）に示すように、濾過室２２から取り出される（Ｍ３）。取り出された脱水ケーキ１１ｂは、練合処理に用いられる図示しない練合装置に投入される。
【００３０】
混合装置では、加圧脱水処理で生成された脱水ケーキと、他の負極材料（導電剤、増粘剤、結着剤など）とが混練されて負極合剤ペーストが作製される。なお、導電剤は、電子伝導性を有する材料であれば特に限定されない。例えば、人造黒鉛、ケッチェンブラック、炭素繊維などを用いることができるとともに、これらの材料を混合して用いても良い。また、増粘剤としては、負極合剤ペーストに粘性を付与できるものを用いることができる。一例として、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）及びその変性体、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、ポリエチレンオキシドなどが挙げられる。さらに、結着剤としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれを用いてもよい。例えば、スチレン−ブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデンなどを、単独あるいは混合して用いることができる。
【００３１】
ところで、図２（ｂ）に示すように、脱水ケーキ１１ｂが除去された後、濾材２５の目には、加圧脱水処理によって押し込まれた水素吸蔵合金粉末１１ａが残留している。そして、こうして残留している水素吸蔵合金粉末１１ａは、濾材２５の目詰まりを生じさせるおそれがある。そのため、濾材２５は、次の加圧脱水処理で目詰まりを生じないように、目に詰まった水素吸蔵合金粉末１１ａを取り除く洗浄処理が行なわれる。本実施形態では、図２（ｃ）に示すように、濾材２５の目詰まりはバブリング洗浄により洗浄される。つまり、濾過室２２には、加圧脱水槽２０の側面や上部などから洗浄水１４が供給される（注水：Ｗ１１）とともに、排水部２３から洗浄用の気体が供給される。これにより、濾材２５の排水部側から表面側に向けて、洗浄水１４の流れや、洗浄用の気体の流れが形成される。洗浄水１４や洗浄用の気体の流れは、濾材２５の表面側に押し込まれた水素吸蔵合金粉末１１ａを濾材２５の表面外側に押し戻すとともに濾材２５から分離させ、濾材２５の目詰まりを解消させる。これにより、濾材２５が洗浄される。このとき濾材２５の表面側に生じる、濾材２５から分離された水素吸蔵合金粉末１１ａの混合された洗浄水１４は、回収槽３０に回収される（Ｗ１２）。なお、本実施形態では、洗浄水１４は、温度を合金水洗水１２と同じ規定の温度範囲に調整された純水である。
【００３２】
ここで、濾材２５の通気度は、３〜８ｍ３／ｍ２・ｓｅｃであることが好ましい。３ｍ３／ｍ２・ｓｅｃ未満の場合、水素吸蔵合金粉末１１ａを十分に脱水することができず、また、８ｍ３／ｍ２・ｓｅｃを超えた場合、濾過室２２内に十分な圧力がかからず水素吸蔵合金粉末１１ａを十分に脱水することができない。なお、濾材２５の通気度は、ＪＩＳＬ１０９６に準じ、ブラジール形法にて測定した。また、上記３〜８ｍ３／ｍ２・ｓｅｃの範囲は、水素吸蔵合金粉末１１ａの平均粒径１５〜５０μｍ、濾過室２２内の気圧１８０〜２９０ｋＰａの場合に好適な値である。
【００３３】
図１に示すように、回収槽３０は、加圧脱水槽２０から、濾材２５を洗浄した後の洗浄水１４を回収する（Ｗ１２）とともに、回収した洗浄水１４を貯留する装置である。回収槽３０には、洗浄水１４の温度低下を抑制するための、温度を維持する手段としての保温部３１が設けられている。保温部３１は、断熱材から構成されている。保温部３１は、回収槽３０に貯留されている洗浄水１４の温度低下を規定時間において所定の温度以下になるようにすることで、洗浄水の温度を所定の温度範囲、例えば４０℃〜７０℃に維持することができるようにしている。回収槽３０では、洗浄水１４を加温することで、洗浄水１４を加えた後でも水洗槽１０の温度を所定の温度範囲に維持するよう、加温し温度調節することが好ましい。本実施形態では、洗浄水１４を水洗槽１０に供給するが、洗浄工程で洗浄水１４の温度が低下するおそれがある。温度が低下した洗浄水１４を水洗槽１０に供給した場合、水素吸蔵合金１１の品質への影響があるが、予め加温することにより、洗浄工程での洗浄水１４の温度の低下による水素吸蔵合金１１への品質への影響を抑えることができる。回収槽３０の排水管には、回収槽３０に貯留されている洗浄水１４を製造装置の外部に排水する排水弁３２と、回収槽３０に貯留されている洗浄水１４を水洗槽１０に供給する供給弁３３とが設けられている。
【００３４】
排水弁３２は、公知の開閉バルブであり、開弁することで回収槽３０内の洗浄水１４を製造装置外に排水する（Ｗ１３）。このため、排水弁３２が開弁すると、洗浄水１４に含まれている水素吸蔵合金粉末１１ａも製造装置外へ排出される。こうして排出された水素吸蔵合金粉末１１ａは、製造装置における水素吸蔵合金１１の歩留まりを低下させる。
【００３５】
供給弁３３は、公知の開閉バルブであり、開弁することで回収槽３０の洗浄水１４を、図示しない供給ポンプを介して水洗槽１０に供給する（加水：Ｗ１４）。このため、供給弁３３が開弁すると、洗浄水１４に含まれている水素吸蔵合金粉末１１ａも水洗槽１０に加えられる。こうして水洗槽１０に加えられた水素吸蔵合金粉末１１ａは、アルカリ処理後の水素吸蔵合金粉末１１ａとアルカリ水溶液との混合物に加えられて混合されることによって、再び負極合材ペーストの製造工程に戻される。つまり、洗浄水１４に含まれている水素吸蔵合金粉末１１ａが洗浄水１４に分散された安定な状態で、廃棄されず、回収されるようになる。こうして洗浄水１４に含まれている水素吸蔵合金粉末１１ａが製造工程に戻されるため、水素吸蔵合金１１の歩留まりの低下が抑制される。
【００３６】
このとき、洗浄水１４は、合金水洗水１２と同じ種類の液体としての純水であるため、水洗槽１０に加えられた洗浄水１４は、合金水洗水１２と同様に、アルカリ処理された水素吸蔵合金粉末１１ａの水洗に使用することができる。なお、洗浄水１４は、濾材２５の洗浄などによって僅かにアルカリ性になるおそれはあるものの、アルカリ処理された水素吸蔵合金粉末１１ａの水洗に使用には影響のないことが発明者らによって確かめられている。また、洗浄水１４に含まれた水素吸蔵合金粉末１１ａについても回収槽３０での貯留中にアルカリ処理が僅かに進行するおそれなどはあるものの、洗浄水１４に含まれた水素吸蔵合金粉末１１ａの混合された負極合剤ペーストの性質や性能には変化や劣化が生じないことが発明者らによって確かめられている。また、水素吸蔵合金粉末１１ａは自然発火するおそれがあるが、純水を使用することにより、当該発火を抑えることができる。
【００３７】
次に、電池用材料の製造装置による製造工程について、図３を参照して説明する。
まず、負極合剤ペーストの製造が開始されると、電池用材料の製造装置は、水素吸蔵合金１１の塊を粉砕して、平均粒径３０μｍの水素吸蔵合金粉末１１ａを生成する（図３のステップＳ１：粉砕工程）。具体的には、湿式ボールミルを用いて、水素吸蔵合金１１の塊を水中で粉砕した。なお、本実施形態では、水素吸蔵合金１１としては、Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍなどの希土類元素、詳しくはランタン系元素の混合物であるミッシュメタル（以下、Ｍｍという）とＮｉとの合金に種々の置換を行ったＡＢ５系水素吸蔵合金を用いている。つまり、水素吸蔵合金１１の歩留まりが向上することにより、Ｍｍに含まれている希土類元素などの材料の使用量が減少するようになる。
【００３８】
次いで、電池用材料の製造装置は、上述したステップＳ１で得られた水素吸蔵合金粉末１１ａのアルカリ処理を行う（図３のステップＳ２：アルカリ処理工程）（活性化処理工程）。具体的には、まず、上述したステップＳ１で得られた水素吸蔵合金粉末１１ａを、攪拌装置内に投入する。次いで、水酸化ナトリウム水溶液を、攪拌装置内に供給する。その後、図示しない加熱手段により攪拌装置内に収容された混合物の温度を９０℃に保ちつつ、この混合物を規定時間攪拌する。これにより、水素吸蔵合金粉末１１ａのアルカリ処理を行い、水素吸蔵合金粉末１１ａの表面を活性化させる。
【００３９】
次に、電池用材料の製造装置は、上述したステップＳ２の処理（アルカリ処理）を終えた水素吸蔵合金粉末１１ａを水洗する（図３のステップＳ３：水洗工程）（加液工程）。具体的には、まず、攪拌装置内に収容されている水素吸蔵合金粉末１１ａ及び水酸化ナトリウム水溶液の混合物を、水洗槽１０に供給する。その後、この混合物を所定時間静置して、水素吸蔵合金粉末１１ａを沈殿させた後、上澄み液（水酸化ナトリウム水溶液）を水洗槽１０の外部に排出する。次いで、水洗槽１０に、純水からなる合金水洗水１２を供給する。つまり、水素吸蔵合金粉末１１ａに合金水洗水１２を加える。このとき、本実施形態では、水洗槽１０に、回収槽３０に貯留されていた洗浄水１４も供給する。その後、所定時間安置して水素吸蔵合金粉末１１ａを沈殿させた後、上澄み液（水酸化ナトリウム水溶液）を水洗槽１０の外部に排出する。その後も、水洗槽１０内への合金水洗水１２や洗浄水１４の供給と水洗槽１０からの上澄み液の排出とを繰り返し行い、水洗槽１０から排出される上澄み液のｐＨが基準値（本実施形態では、ｐＨ１０）に達したところで、この水洗処理を終了する。これにより、水洗槽１０内には、水素吸蔵合金粉末１１ａ及び水からなるスラリー１３が残留する。なお、洗浄水１４の供給は、回収槽３０に貯留されている洗浄水１４が無くなった場合や、温度が低すぎる場合など、所定の停止条件に応じて停止してもよい。
【００４０】
次いで、電池用材料の製造装置は、水素吸蔵合金粉末１１ａ及び水からなるスラリー１３の加圧脱水処理を行う（図３のステップＳ４：脱水工程）（濾過工程）。具体的には、まず、水洗槽１０に残留しているスラリー１３を、加圧脱水槽２０の濾過室２２に供給する。このとき、スラリー１３は、図２（ａ）に示すように、濾材２５の表面上に配置される。この状態で、濾過室２２内に窒素ガスを供給し、濾過室２２内の気圧を所定圧まで上昇させる。これにより、濾過室２２内のスラリー１３を窒素ガスにより加圧して濾材２５に向けて押圧する。このとき、スラリー１３に含まれる水が濾材２５を通過し、その後、排水部２３を通じて濾過室２２の外部に排出される。なお、本実施形態では、上述の加圧脱水処理を規定時間行う。加圧脱水処理後、濾過室２２の濾材２５の表面上には、脱水ケーキ１１ｂが残留する。
【００４１】
次に、電池用材料の製造装置は、上述したステップＳ４で生成された脱水ケーキ１１ｂと、他の負極材料（導電剤、増粘剤、結着剤など）とを混練して、負極合剤ペーストを作製する（図３のステップＳ５：練合工程）。具体的には、脱水ケーキが投入された練合装置は、ＣＭＣと、ケッチェンブラックと、酸化イットリウムと、水とを混合した混合水溶液が供給されると、脱水ケーキと混合水溶液とを混練する。練合装置は、次いで供給されたＳＢＲ（スチレン−ブタジエン共重合ゴム）水溶液を併せ、さらに混練を行う。このようにして得られた負極合剤ペーストを用いて負極板を作製する。そして、この負極板を用いて電池が作製される。
【００４２】
つまり、負極合剤ペーストを、多数の貫通孔が穿孔されたニッケルメッキ鋼板に塗布する。その後、負極合剤ペーストの乾燥及び加圧によって負極板が作製される。また、水酸化ニッケルを含む正極合材ペーストを、発泡ニッケル基板に充填し、乾燥及び圧縮成形することによって正極板が作製される。こうして作製された複数の正極板と複数の負極板とを１枚ずつセパレータ挟んで交互に積層して電極体が形成される。形成された電極体を、図示しない電槽内に収容し、図示しない正極端子及び負極端子に溶接した後、電解液を注入するとともに、図示しない蓋体で電槽の開口を封止することにより、ニッケル水素蓄電池が作製される。
【００４３】
次に、本実施形態の作用について、図４を参照して説明する。
電池材料の製造装置は、上述した脱水工程（図３のステップＳ４）の後、脱水ケーキ１１ｂの取り除かれた濾材２５を、目詰まり防止などのため洗浄処理する（図４のステップＳ４１：濾材洗浄工程）。洗浄処理が開始されると、濾過室２２には、洗浄水１４が所定量供給されるとともに、排水部２３から洗浄用の気体が供給されることでバブリング洗浄が行われる。濾過室２２は、上部などから洗浄用の気体を排出することにより、内圧を一定、例えば大気圧などに維持するとともに、室内への洗浄用の気体の供給を所定時間可能にする。
【００４４】
次に、電池材料の製造装置は、濾材２５を洗浄した洗浄水１４を回収槽３０に回収する（図４のステップＳ４２：洗浄水回収工程）。次いで、電池材料の製造装置は、洗浄水１４を、水洗工程（図３のステップＳ３）で再利用されるまで、回収槽３０に貯留する（図４のステップＳ４３：洗浄水貯留工程）。このとき、回収槽３０に設けられている保温部３１により、洗浄水１４の温度低下が抑制されて、所定の期間、洗浄水１４の温度を所定の温度範囲に維持するようにしている。そして、電池材料の製造装置は、上述した水洗工程（図３のステップＳ３）を開始すると、回収槽３０に貯留した洗浄水１４を該水洗工程に使用するため、供給弁３３を開弁させて洗浄水１４を水洗槽１０に供給（加水）する（図４のステップＳ４４：加水工程）。これにより、加圧脱水槽２０の濾材２５を洗浄した洗浄水１４に含まれている水素吸蔵合金粉末１１ａが、廃棄されずに、負極合剤ペーストの製造工程に戻される、つまり回収されて再利用される。また、洗浄水１４に含まれている水素吸蔵合金粉末１１ａは既にアルカリ処理されているが、既にアルカリ処理を終えた水洗工程に使用するため、水素吸蔵合金粉末１１ａが再度アルカリ処理され、電池性能に影響が生じるおそれがない。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態の電池用材料の製造方法、及び電池用材料の製造装置によれば、以下に列記するような効果が得られるようになる。
（１）水素吸蔵合金１１の粉末（水素吸蔵合金粉末１１ａ）から合金水洗水１２を濾過により分離させる濾材２５に濾過後に残された水素吸蔵合金粉末１１ａを洗浄した洗浄水１４が、水洗工程で水素吸蔵合金粉末１１ａに加えられる。このため、濾材２５を洗浄した洗浄水１４に含まれている水素吸蔵合金粉末１１ａが廃棄されることなく、再び製造工程に戻される。これにより、従来洗浄水１４とともに廃棄されていた水素吸蔵合金粉末１１ａが回収されるため、水素吸蔵合金１１の歩留まりが向上するようになる。
【００４６】
また、従来、洗浄水１４に含まれている水素吸蔵合金粉末１１ａを再処理によって取り出し、製造工程に戻す方法もあったものの、洗浄水に含まれる僅かな水素吸蔵合金粉末１１ａの回収に要する手間が無視できなかった。また、洗浄水１４から回収された水素吸蔵合金粉末１１ａは、洗浄水１４に分散された状態に対して高密度化された状態であるため空気中で保管することが容易ではない。本実施形態によれば、洗浄水１４を再処理する手間が省かれるとともに、洗浄水１４に分散され低濃度である水素吸蔵合金粉末１１ａは安定性が維持されているため取り扱いが容易である。このように、この製造方法は、水素吸蔵合金１１の回収にかかる手間を大幅に削減させることができたり、安全性の確保を容易にさせたりする。
【００４７】
ところで、濾材２５を洗浄した洗浄水１４に含まれる水素吸蔵合金粉末１１ａを、アルカリ処理工程かそれよりも前の工程に戻してしまうと、洗浄水１４に含まれている活性化処理の済んでいる水素吸蔵合金粉末１１ａがさらに活性化処理される。すると、水洗槽１０において表面の活性化の程度の異なる水素吸蔵合金粉末１１ａが混在することとなり、ひいては電池性能にばらつきを生じさせるおそれもある。これに対して上記の実施形態によれば、洗浄水１４に含まれる水素吸蔵合金粉末１１ａを、水洗工程に戻すため、同工程における水素吸蔵合金粉末１１ａの表面の活性化の程度を揃えることができる。これにより電池性能にばらつきが生じることを防ぐことができる。
【００４８】
また、濾材２５を洗浄した洗浄水１４は、濾材２５の洗浄によって僅かにアルカリ性になるおそれがあるが、アルカリ処理工程やそれよりも前の工程に戻すのではなく、水洗工程に戻すため、アルカリ性になった洗浄水１４が製造工程に戻されたとしても水素吸蔵合金粉末１１ａの品質に影響が生じることがない。
【００４９】
（２）水素吸蔵合金粉末１１ａが特に詰まりやすい濾材２５を洗浄することによって、濾材２５から洗浄により除去された水素吸蔵合金粉末１１ａが回収される。このため、ニッケル水素蓄電池の負極合剤ペーストの生成に用いられる水素吸蔵合金１１の歩留まりが向上するようになる。水素吸蔵合金１１は、ランタン系元素の混合物であるミッシュメタルなどを含む複数の金属から構成されているため、水素吸蔵合金１１の歩留まり向上は水素吸蔵合金１１を構成する複数の金属の使用量を減少させ、ひいては製造に要するコストを削減させるようになる。
【００５０】
（３）洗浄水１４を合金水洗水１２と同じ純水にすることにより、水素吸蔵合金粉末１１ａへの洗浄水１４の混合が水素吸蔵合金粉末１１ａに与える影響を抑える。これにより、このような電池用材料の製造方法の適用可能性が高まるようになる。また、純水を使用することにより、水素吸蔵合金１１の品質（特に、アルカリによる活性化処理）への影響を抑えることもできる。
【００５１】
（４）製造工程が、水素吸蔵合金粉末１１ａを洗浄した後、脱水するような場合において、水素吸蔵合金１１の歩留まりを向上させることができる。
（５）濾材２５の洗浄に使用した洗浄水１４が回収槽３０に回収される、つまり貯留されるため、洗浄水１４を水素吸蔵合金粉末１１ａに加えるタイミングや量などの自由度が高められるようになる。これにより、この電池用材料の製造にかかる利便性が高められる。
【００５２】
（６）通常、負極合剤ペーストの製造では、水素吸蔵合金粉末１１ａに加えられる合金水洗水１２については、その温度が規定範囲に維持されるようになっているとともに、濾材２５を洗浄する洗浄水１４も、合金水洗水１２と同様の温度範囲に維持されていることも多い。本実施形態によれば、回収槽３０に回収された洗浄水１４の温度を、例えば、合金水洗水１２への混合に都合のよい温度に維持することもできるようになる。つまり、回収槽３０に回収された洗浄水１４の温度を、水素吸蔵合金粉末１１ａに加えられる合金水洗水１２の温度の規定範囲か、もしくは、それに近い温度に維持する。これにより、その後、洗浄水１４が混合された場合であれ、水洗槽１０の温度低下を抑え洗浄水１４が加えられた水素吸蔵合金粉末１１ａの状態を適切な状態にすることができるようになる。
【００５３】
（その他の実施形態）
なお上記実施形態は、以下の態様で実施することもできる。
・上記実施形態では、ミッシュメタルは、Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍなどの希土類元素、詳しくはランタン系元素の混合物である場合について例示したが、Ｍｍにはその他の添加物等が含まれていてもよい。これにより、電池用材料の製造方法の適用可能性の拡大が図られるようになる。
【００５４】
・水素吸蔵合金の組成は、上記実施形態に限らず、ニッケル水素蓄電池の負極に使用することのできる合金であれば、特に限定されない。また、水素吸蔵合金にはその他の添加物等が含まれていてもよい。これにより、電池用材料の製造方法の適用可能性の拡大が図られるようになる。
【００５５】
・上記実施形態では、濾材２５はポリプロピレン製のモノフィラメントからなる織布である場合について例示した。しかしこれに限らず、水素吸蔵合金粉末１１ａと合金水洗水１２とを分離させることのできる部材であれば、濾材は、どのような材料を用いて形成されているものであってもよい。例えば、濾材は、各種の樹脂、金属、ガラス、カーボン、パルプなどからなる織布又は不織布であっても、多数の貫通孔が形成された各種の樹脂、金属、ガラス、セラミックなどからなる部材であってもよい。これにより、電池用材料の製造方法の適用可能性の拡大が図られるようになる。
【００５６】
・上記実施形態では、洗浄水１４の温度を所定の温度範囲が、例えば４０℃〜７０℃である場合について例示した。しかしこれに限らず、水洗工程に加水しても水素吸蔵合金粉末の水洗に影響を及ぼさないのであれば、洗浄水の温度が７０℃よりも高い温度であっても、４０℃よりも低い温度であってもよい。これにより、こうした電池用材料の製造方法の設計自由度の向上が図られるようになる。
【００５７】
・上記実施形態では、保温部３１が断熱材からなる場合について例示した。しかしこれに限らず、保温部が加温装置を有しており、回収層に回収された洗浄水の温度を所定の温度になるように加熱するようにしてもよい。
【００５８】
また、水洗槽には温度計が設けられていてもよい。特に、加温装置が設けられている場合、温度計により測定された結果に基づいて加温装置を制御するようにすることが好適である。
【００５９】
これにより、洗浄水の温度がより好適に維持されるようになるため、洗浄水が水素吸蔵合金に与える影響がより抑制されるようになる。
・上記実施形態では、回収した洗浄水１４を回収槽３０に貯留させる場合について例示した。しかしこれに限らず、回収槽を設けず、回収した洗浄水を水洗槽に投入してもよい。すぐに水洗工程が行われる場合には特段の問題は生じないとともに、すぐに水洗工程が行われない場合であれば水洗槽に貯留させておけばよい。水洗槽に貯留させる場合、水洗槽に保温部が設けられればなお好適である。これにより、こうした電池用材料の製造装置の設計自由度の向上が図られるようになる。
【００６０】
なお、回収槽を設けない場合でも、洗浄水は、水洗槽の温度を所定の温度範囲に維持するよう温度調整して、水洗槽に投入した方が好ましい。洗浄水は洗浄工程において温度低下が起こる可能性があるが、温度調整することにより、洗浄工程後の洗浄水による水洗槽の温度低下に伴う、水素吸蔵合金の品質への影響を抑えることができるからである。
【００６１】
・上記実施形態では、洗浄水１４のｐＨを調整せずに水洗槽１０に供給する場合について例示した。しかしこれに限らず、洗浄水のｐＨを調整してから水洗槽に供給するようにしてもよい。また、必要に応じて、回収された洗浄水を水洗槽への加水に適した状態にするため、水酸化カリウムなどの各種の添加物の添加による調整などを行ってもよい。これにより、洗浄水が水素吸蔵合金に与える影響などをより好適に抑制することができるようにもなり、こうした製造方法の適用可能性の拡大が図られるようになる。
【００６２】
・上記実施形態では、合金水洗水１２と洗浄水１４とがともに純水であって、同じ種類の液体である場合について例示した。しかしこれに限らず、純水以外でも水素吸蔵合金の品質（特に、アルカリによる活性化処理）への影響が少ないものであればよい。また、水洗工程で水素吸蔵合金粉末の洗浄に用いることが可能であるならば洗浄水は、合金水洗水とは異なる種類の液体であってもよい。さらに、水洗工程で水素吸蔵合金粉末の洗浄に役立たない洗浄水であっても、水洗工程に影響を与えない液体からなる洗浄水であれば、その洗浄水を水洗工程に加えることも可能である。これにより、この電池用材料の製造方法の適用可能性の拡大が図られるようになる。
【００６３】
・上記実施形態では、電池用材料が負極合剤ペーストである場合について例示した。しかしこれに限らず、電池用材料は、洗浄後、脱水される材料であればどのような材料でもよく、例えば、負極用の他の部材の製造や、正極用の部材の製造などにも用いることができる。これにより、この電池用材料の製造にかかる自由度の向上を図ることができるようになる。
【００６４】
・また、電池用材料は、洗浄後、脱水される材料に限られず、液体を加えられた後、液体が分離（脱液）される材料、つまり、液体を加える工程と液体を分離させる工程とを有する材料であればよい。例えば、所定の処理を行う液を加える工程と、所定の処理を行う液を分離させる工程とを有するような材料であってもよい。これにより、この電池用材料の製造方法の適用可能性の拡大が図られるようになる。
【００６５】
・上記実施形態では、濾過部が加圧脱水槽２０である場合について例示したが、これに限らず、濾過部は、加圧脱水槽を構成する濾過室や濾材であってもよい。これにより、こうした電池用材料の製造方法の適用可能な洗浄対象の拡大が図られるようになる。
【００６６】
・上記実施形態では、洗浄水１４が加圧脱水槽２０の濾材２５を洗浄した液体である場合について例示した。しかしこれに限らず、洗浄水は、水素吸蔵合金が廃棄されるおそれのある洗浄、例えば、脱水槽の内部や水洗槽の内部を洗浄した洗浄水などであってもよい。これにより、水素吸蔵合金の歩留まりを向上させることができるようになる。
【００６７】
・上記実施形態では、アルカリ蓄電池がニッケル水素蓄電池である場合について例示した。しかし、これに限らず、アルカリ蓄電池としては、水酸化カリウムなどのアルカリ電解液を用いる蓄電池であれば、ニッケルカドミウム電池等の二次電池（蓄電池）であってもよい。これにより、このような電池用材料の製造方法の適用範囲を拡げることができるようになる。
【００６８】
・上記実施形態では、電池が二次電池である場合について例示したが、これに限らず、電池は一次電池でもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１０…水洗槽、１１…水素吸蔵合金、１１ａ…水素吸蔵合金粉末、１１ｂ…脱水ケーキ、１２…合金水洗水、１３…スラリー、１４…洗浄水、２０…加圧脱水槽、２２…濾過室、２３…排水部、２４…底部、２５…濾材、３０…回収槽、３１…保温部、３２…排水弁、３３…供給弁。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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