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JP2000123837A - Paste for alkaline secondary battery, manufacture of paste type electrode and manufacture of alkaline secondary battery - Google Patents

Paste for alkaline secondary battery, manufacture of paste type electrode and manufacture of alkaline secondary battery

Info

Publication number
JP2000123837A
JP2000123837A JP10292003A JP29200398A JP2000123837A JP 2000123837 A JP2000123837 A JP 2000123837A JP 10292003 A JP10292003 A JP 10292003A JP 29200398 A JP29200398 A JP 29200398A JP 2000123837 A JP2000123837 A JP 2000123837A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
paste
organic binder
secondary battery
ammonia
positive electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10292003A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuyuki Hata
勝幸 秦
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.)
FDK Twicell Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Battery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Battery Co Ltd filed Critical Toshiba Battery Co Ltd
Priority to JP10292003A priority Critical patent/JP2000123837A/en
Publication of JP2000123837A publication Critical patent/JP2000123837A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide paste capable of restraining a viscosity change during storage without impairing a charge/discharge characteristic by including an active material, an organic binder and a specific quantity of ammonia. SOLUTION: Ammonia not more than 800 ppm to weight of an organic binder is included. A paste type electrode is desirably manufactured by having a process of adjusting paste containing an active material, an organic binder and ammonia not more than 800 ppm to weight of the organic binder and a process of filling the paste in a conductive core body. A positive electrode 2, a separator 3 and a negative electrode 4 are laminated and wound to be housed in a vessel 1. The negative electrode 4 is arranged on the outermost periphery in contact with the vessel 1. An insulating gasket 8 airtightly fixes a sealing plate 7 by calking for reducing the opening part of the vessel 1. In a positive electrode lead 9, one end is connected to the positive electrode, and the other end is connected to the under surface of the sealing plate 7. A rubber-made safety valve 11 is arranged so as to block up a hole 6, and an enclosing tube 13 covers the side surface of the vessel 1, a presser plate 12 and the bottom part peripheral edge.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、アルカリ二次電池
用ペースト、ペースト式電極の製造方法及びアルカリ二
次電池の製造方法に関する。
The present invention relates to a method for producing a paste for an alkaline secondary battery, a paste-type electrode, and a method for producing an alkaline secondary battery.

【0002】[0002]

【従来の技術】アルカリ二次電池としては、ニッケルカ
ドミウム二次電池や、ニッケル水素二次電池が知られて
いる。近年のPC(パーソナルコンピュータ)や携帯電
話の普及により高容量電池の要求が高まっていること
と、環境問題から、アルカリ二次電池としてはニッケル
水素二次電池が主流になってきている。
2. Description of the Related Art As alkaline secondary batteries, nickel cadmium secondary batteries and nickel hydrogen secondary batteries are known. Due to the increasing demand for high-capacity batteries due to the recent spread of PCs (personal computers) and mobile phones, and environmental issues, nickel-metal hydride secondary batteries have become mainstream as alkaline secondary batteries.

【0003】ところで、アルカリ二次電池の正極には、
従来の焼結式ニッケル正極に替わり、ペースト式ニッケ
ル正極が多用されている。ペースト式ニッケル正極は、
例えば、活物質である水酸化ニッケル粉末、導電補助剤
であるコバルト化合物、バインダー及び水を混練するこ
とによりペーストを調製し、前記ペーストを導電性芯体
に充填し、乾燥し、圧延した後、所望の寸法に裁断する
ことにより作製される。
By the way, the positive electrode of an alkaline secondary battery includes:
Pasted nickel positive electrodes have been widely used in place of conventional sintered nickel positive electrodes. Paste nickel positive electrode
For example, a paste is prepared by kneading nickel hydroxide powder as an active material, a cobalt compound as a conductive auxiliary, a binder and water, filling the conductive core with the paste, drying and rolling, It is produced by cutting to desired dimensions.

【0004】前記ペーストのバインダーとしては、有機
系バインダーを含むものが用いられている。この有機系
バインダーは、前記ペーストにおいて混練剤及び結合剤
となり、また前記ペーストの流動性を高め、さらに前記
ペーストが保管された際に沈降分離が生じるのを抑制す
る役割をなす。かかる有機系バインダーとしては、例え
ば、カルボキシメチルセルロース(CMC)、メチルセ
ルロース(MC)、ポリアクリル酸ソーダ(SPA)、
ヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)が挙
げられる。また、有機系バインダーを数種類組み合わせ
ることでペーストの粘度調整を行うことが可能である。
As the binder of the paste, one containing an organic binder is used. The organic binder serves as a kneading agent and a binder in the paste, enhances the fluidity of the paste, and plays a role in suppressing sedimentation and separation when the paste is stored. Such organic binders include, for example, carboxymethyl cellulose (CMC), methyl cellulose (MC), sodium polyacrylate (SPA),
Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC). The viscosity of the paste can be adjusted by combining several types of organic binders.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記有
機系バインダーを含むペーストは、保管時にバクテリア
が繁殖し、粘度が変動することがある。ペーストの粘度
が適正値から外れると、ペーストを導電性芯体に均一に
充填することが困難になるため、正極においてペースト
充填量に偏りが生じる。このような正極からアルカリ二
次電池を組み立てると、正極において充放電反応が不均
一に生じるため、十分な充放電特性が得られない。従っ
て、前記有機系バインダーを含むペーストを用いてアル
カリ二次電池を製造すると、歩留まりが低いという問題
点がある。
However, in the paste containing the organic binder, bacteria may propagate during storage and the viscosity may fluctuate. If the viscosity of the paste deviates from an appropriate value, it becomes difficult to uniformly fill the conductive core with the paste, so that the amount of paste filling in the positive electrode is biased. When an alkaline secondary battery is assembled from such a positive electrode, charge / discharge reactions occur nonuniformly in the positive electrode, so that sufficient charge / discharge characteristics cannot be obtained. Therefore, when an alkaline secondary battery is manufactured using the paste containing the organic binder, there is a problem that the yield is low.

【0006】本発明は、有機系バインダーを含むアルカ
リ二次電池用ペーストにおいて、アルカリ二次電池の充
放電特性を損なうことなく保管時の粘度変化を抑制する
ことが可能なアルカリ二次電池用ペーストを提供しよう
とするものである。
The present invention relates to an alkaline secondary battery paste containing an organic binder, which can suppress a change in viscosity during storage without impairing the charge / discharge characteristics of the alkaline secondary battery. It is intended to provide.

【0007】本発明は、有機系バインダーを含むペース
トを用いるペースト式電極の製造方法において、アルカ
リ二次電池の充放電特性を損なうことなくペースト保管
時の粘度変化を抑制することができ、歩留まりが向上さ
れたペースト式電極の製造方法を提供しようとするもの
である。
According to the present invention, in a method of manufacturing a paste type electrode using a paste containing an organic binder, a change in viscosity during storage of the paste can be suppressed without impairing the charge / discharge characteristics of the alkaline secondary battery, and the yield can be reduced. It is an object of the present invention to provide an improved paste-type electrode manufacturing method.

【0008】本発明は、有機系バインダーを含むペース
トを導電性芯体に充填するペースト式電極を備えるアル
カリ二次電池の製造方法において、充放電特性を損なう
ことなくペースト保管時の粘度変化を抑制することがで
き、歩留まりが向上されたアルカリ二次電池の製造方法
を提供しようとするものである。
The present invention relates to a method of manufacturing an alkaline secondary battery having a paste-type electrode in which a paste containing an organic binder is filled in a conductive core, wherein a change in viscosity during storage of the paste is suppressed without impairing charge / discharge characteristics. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing an alkaline secondary battery that can improve the yield.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明に係わるアルカリ
二次電池用ペーストは、活物質、有機系バインダー及び
前記有機系バインダーの重量に対して800ppm以下
のアンモニアを含むことを特徴とするものである。
The paste for an alkaline secondary battery according to the present invention contains an active material, an organic binder and 800 ppm or less of ammonia based on the weight of the organic binder. is there.

【0010】本発明に係わるペースト式電極の製造方法
は、活物質、有機系バインダー及び前記有機系バインダ
ーの重量に対して800ppm以下のアンモニアを含む
ペーストを調製する工程と、前記ペーストを導電性芯体
に充填する工程とを具備することを特徴とするものであ
る。
The method for producing a paste electrode according to the present invention comprises the steps of preparing a paste containing an active material, an organic binder, and 800 ppm or less of ammonia based on the weight of the organic binder; And filling the body.

【0011】本発明に係るアルカリ二次電池の製造方法
は、正極及び負極のうち少なくともいずれか一方の電極
は、活物質、有機系バインダー及び前記有機系バインダ
ーの重量に対して800ppm以下のアンモニアを含む
ペーストを調製する工程と、前記ペーストを導電性芯体
に充填する工程とを具備する方法により作製されること
を特徴とするである。
In the method for manufacturing an alkaline secondary battery according to the present invention, at least one of the positive electrode and the negative electrode may contain 800 ppm or less of ammonia, based on the weight of the active material, the organic binder, and the organic binder. And a step of filling the conductive core with the paste.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる方法で製造
されるアルカリ二次電池(例えば、円筒形アルカリ二次
電池)を図1を参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An alkaline secondary battery (for example, a cylindrical alkaline secondary battery) manufactured by the method according to the present invention will be described below with reference to FIG.

【0013】有底円筒状の容器1内には、正極2とセパ
レータ3と負極4とを積層してスパイラル状に捲回する
ことにより作製された電極群5が収納されている。前記
負極4は、前記電極群5の最外周に配置されて前記容器
1と電気的に接触している。アルカリ電解液は、前記容
器1内に収容されている。中央に孔6を有する円形の第
1の封口板7は、前記容器1の上部開口部に配置されて
いる。リング状の絶縁性ガスケット8は、前記封口板7
の周縁と前記容器1の上部開口部内面の間に配置され、
前記上部開口部を内側に縮径するカシメ加工により前記
容器1に前記封口板7を前記ガスケット8を介して気密
に固定している。正極リード9は、一端が前記正極2に
接続、他端が前記封口板7の下面に接続されている。帽
子形状をなす正極端子10は、前記封口板7上に前記孔
6を覆うように取り付けられている。ゴム製の安全弁1
1は、前記封口板7と前記正極端子10で囲まれた空間
内に前記孔6を塞ぐように配置されている。中央に穴を
有する絶縁材料からなる円形の押え板12は、前記正極
端子10上に前記正極端子10の突起部がその押え板1
2の前記穴から突出されるように配置されている。外装
チューブ13は、前記押え板12の周縁、前記容器1の
側面及び前記容器1の底部周縁を被覆している。
An electrode group 5 produced by laminating a positive electrode 2, a separator 3, and a negative electrode 4 and winding them in a spiral shape is accommodated in a bottomed cylindrical container 1. The negative electrode 4 is arranged at the outermost periphery of the electrode group 5 and is in electrical contact with the container 1. The alkaline electrolyte is contained in the container 1. A circular first sealing plate 7 having a hole 6 in the center is arranged at the upper opening of the container 1. The ring-shaped insulating gasket 8 is
Is arranged between the periphery of the container and the inner surface of the upper opening of the container 1,
The sealing plate 7 is airtightly fixed to the container 1 via the gasket 8 by caulking to reduce the diameter of the upper opening inward. One end of the positive electrode lead 9 is connected to the positive electrode 2, and the other end is connected to the lower surface of the sealing plate 7. The positive electrode terminal 10 having a hat shape is attached on the sealing plate 7 so as to cover the hole 6. Rubber safety valve 1
1 is arranged so as to close the hole 6 in a space surrounded by the sealing plate 7 and the positive electrode terminal 10. A circular holding plate 12 made of an insulating material having a hole in the center is provided on the positive electrode terminal 10 so that the projection of the positive electrode terminal 10 is provided on the holding plate 1.
2 so as to protrude from the holes. The outer tube 13 covers the periphery of the holding plate 12, the side surface of the container 1, and the periphery of the bottom of the container 1.

【0014】次に、前記正極2、負極4、セパレータ3
および電解液について説明する。
Next, the positive electrode 2, the negative electrode 4, the separator 3
And the electrolyte will be described.

【0015】2)正極2 この正極2は、例えば、活物質である水酸化ニッケル粉
末、導電補助剤、有機系バインダー、前記有機系バイン
ダーの重量に対して800ppm以下のアンモニアおよ
び水を含むペーストを調製し、このペーストを導電性基
板に充填し、乾燥した後、加圧成形することにより作製
される。なお、必要に応じて加圧成形後に裁断が行われ
る。また、乾燥後と、加圧成形後に裁断を行っても良
い。
2) Positive Electrode 2 The positive electrode 2 includes, for example, nickel hydroxide powder as an active material, a conductive auxiliary, an organic binder, and a paste containing 800 ppm or less of ammonia and water based on the weight of the organic binder. It is prepared by filling the paste into a conductive substrate, drying it, and pressing it. In addition, cutting is performed after pressure molding as needed. Cutting may be performed after drying and after pressing.

【0016】前記水酸化ニッケル粉末としては、例えば
単一の水酸化ニッケル粉末、または亜鉛、コバルト、ビ
スマス、銅のような金属を金属ニッケルと共に共沈され
た水酸化ニッケル粉末を用いることができる。特に、後
者の水酸化ニッケル粉末を含む正極は、高温状態におけ
る充電効率をより一層向上することが可能になる。
As the nickel hydroxide powder, for example, a single nickel hydroxide powder or a nickel hydroxide powder in which a metal such as zinc, cobalt, bismuth, or copper is coprecipitated with metallic nickel can be used. In particular, the latter positive electrode containing nickel hydroxide powder can further improve the charging efficiency in a high-temperature state.

【0017】前記導電補助剤としては、例えば金属コバ
ルト、コバルト酸化物、コバルト水酸化物等を挙げるこ
とができる。
Examples of the conductive auxiliary include metal cobalt, cobalt oxide, cobalt hydroxide and the like.

【0018】前記有機系バインダーとしては、例えば、
アクリル酸などのカルボキシル基を有するモノマーとビ
ニルアルコールとの共重合体、カルボキシメチルセルロ
ース(CMC)、メチルセルロース(MC)、ヒドロキ
シプロピルメチルセルロース(HPMC)、ポリアクリ
ル酸塩{例えばポリアクリル酸ナトリウム(SPA)、
ポリアクリル酸カリウム}、ポリビニルアルコール(P
VA)、ポリエチレンオキシド、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン等を挙げることができる。前記有機系バインダ
ーとしては、前述した種類の中から選ばれる1種以上を
用いることができる。中でも、アクリル酸などのカルボ
キシル基を有するモノマーとビニルアルコールとの共重
合体、CMC、HPMC、SPAが好ましい。
Examples of the organic binder include:
A copolymer of a monomer having a carboxyl group such as acrylic acid and vinyl alcohol, carboxymethylcellulose (CMC), methylcellulose (MC), hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), polyacrylates, such as sodium polyacrylate (SPA);
Potassium polyacrylate}, polyvinyl alcohol (P
VA), polyethylene oxide, polyethylene, polypropylene and the like. As the organic binder, one or more kinds selected from the above-mentioned kinds can be used. Among them, a copolymer of a monomer having a carboxyl group such as acrylic acid and vinyl alcohol, CMC, HPMC, and SPA are preferred.

【0019】前記ペーストは、前記有機系バインダーと
は異なる他の種類のバインダーを含んでいても良い。か
かるバインダーとしては、例えば、フッ素系樹脂{例え
ば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)}、スチ
レンブタジエンゴム(SBR)等のゴム系バインダー等
を挙げることができる。なお、PTFEは、ディスパー
ジョンの形態で用いることができる。
The paste may include another kind of binder different from the organic binder. Examples of such a binder include a rubber-based binder such as a fluorine-based resin {for example, polytetrafluoroethylene (PTFE)} and styrene-butadiene rubber (SBR). PTFE can be used in the form of a dispersion.

【0020】前記ペーストに含まれるアンモニアの量を
有機系バインダーの重量に対して800ppm以下とす
るのは、800ppmより多いとアルカリ二次電池の自
己放電率が高くなる恐れがあるからである。これは以下
に説明するメカニズムによるものと推測される。すなわ
ち、ペースト中のアンモニア量が多くなると、亜硝酸イ
オンや硝酸イオンが発生しやすくなる。亜硝酸イオンは
充電状態の正極に含まれるNiOOHが分解して発生す
る酸素により酸化され、硝酸イオンとなる。一方、硝酸
イオンは負極で還元されて亜硝酸イオンになる。この亜
硝酸イオンは、酸素分圧の低下分で新たに発生した酸素
と反応し、再び硝酸イオンになる。このように正負極間
で硝酸イオンの還元及び亜硝酸イオンの酸化が繰り返さ
れるシャトル効果によって自己放電反応が促進されるた
め、自己放電率が高くなりやすい。ところで、前記ペー
スト中のアンモニア量の下限値は、前記有機系バインダ
ーの重量に対して10ppmとすることが望ましい。ア
ンモニア量を10ppm未満にすると、ペースト保管時
にバクテリアが繁殖するのを十分に抑制することが困難
になる恐れがあるからである。従って、前記ペースト中
のアンモニア量は、前記有機系バインダーの重量に対し
て10〜800ppmの範囲にすることが好ましい。
The reason why the amount of ammonia contained in the paste is set to 800 ppm or less based on the weight of the organic binder is that if it is more than 800 ppm, the self-discharge rate of the alkaline secondary battery may increase. This is presumed to be due to the mechanism described below. That is, when the amount of ammonia in the paste increases, nitrite ions and nitrate ions are easily generated. The nitrite ion is oxidized by oxygen generated by the decomposition of NiOOH contained in the charged positive electrode to become nitrate ion. On the other hand, nitrate ions are reduced at the negative electrode into nitrite ions. This nitrite ion reacts with newly generated oxygen due to the decrease in oxygen partial pressure, and becomes nitrate ion again. Since the self-discharge reaction is promoted by the shuttle effect in which the reduction of nitrate ions and the oxidation of nitrite ions are repeated between the positive and negative electrodes, the self-discharge rate tends to increase. Incidentally, it is desirable that the lower limit of the amount of ammonia in the paste is 10 ppm based on the weight of the organic binder. If the amount of ammonia is less than 10 ppm, it may be difficult to sufficiently suppress the growth of bacteria during paste storage. Therefore, the amount of ammonia in the paste is preferably in the range of 10 to 800 ppm based on the weight of the organic binder.

【0021】前記導電性芯体としては、例えばニッケ
ル、ステンレスまたはニッケルメッキが施された金属か
ら形成された網状、スポンジ状、繊維状、もしくはフェ
ルト状の金属多孔体、パンチドメタルなどの二次元基板
の孔の周縁に凹凸を有するもの等を挙げることができ
る。
The conductive core may be, for example, a two-dimensional material such as a mesh, sponge, fibrous, or felt metal porous body made of nickel, stainless steel, or nickel-plated metal, and punched metal. A material having irregularities on the periphery of the hole of the substrate can be used.

【0022】2)負極4 この負極4は、例えば、活物質である水素のホストマト
リックスである水素吸蔵合金粉末、導電材、有機系バイ
ンダー、前記有機系バインダーの重量に対して800p
pm以下のアンモニアおよび水を含むペーストを調製
し、このペーストを導電性基板に充填し、乾燥した後、
加圧成形することにより作製される。なお、必要に応じ
て加圧成形後に裁断が行われる。また、乾燥後と、加圧
成形後に裁断を行っても良い。
2) Negative Electrode 4 The negative electrode 4 is made of, for example, a hydrogen storage alloy powder as a host matrix of hydrogen as an active material, a conductive material, an organic binder, and 800 p with respect to the weight of the organic binder.
After preparing a paste containing ammonia and water at pm or less, filling the paste into a conductive substrate, and drying,
It is produced by pressure molding. In addition, cutting is performed after pressure molding as needed. Cutting may be performed after drying and after pressing.

【0023】前記水素吸蔵合金としては、例えば、La
Ni5 、MmNi5 (Mmはミッシュメタル)、LmN
5 (LmはLa富化したミッシュメタル)、これら合
金のNiの一部を少なくともAl及びMnで置換した多
元素系のものを挙げることができる。前述した多元素系
の水素吸蔵合金は、Niの置換元素としてAl及びMn
の他に、Co、Ti、Cu、Zn、Zr、Cr及びBか
ら選ばれる少なくとも1種の元素を含んでいても良い。
中でも、一般式LnNiw Cox Aly Mnz(ただ
し、Lnは希土類元素、原子比w、x,y,zはそれぞ
れ3.30≦w≦4.50、0.50≦x≦1.10、
0.20≦y≦0.50、0.05≦z≦0.20で、
かつその合計値が4.90≦w+x+y+z≦5.50
を示す)で表されるものを用いることが好ましい。前記
原子比w、x,y,zのより好ましい値は、それぞれ
3.80≦w≦4.20、0.70≦x≦0.90、
0.30≦y≦0.40、0.08≦z≦0.13で、
かつその合計値が5.00≦w+x+y+z≦5.20
である。
As the hydrogen storage alloy, for example, La
Ni 5, MmNi 5 (Mm is misch metal), LmN
i 5 (Lm is a La-enriched misch metal), and a multi-element alloy in which a part of Ni of these alloys is substituted by at least Al and Mn. The above-described multi-element hydrogen storage alloy has Al and Mn as substitution elements for Ni.
In addition, at least one element selected from Co, Ti, Cu, Zn, Zr, Cr and B may be included.
Above all, the general formula LnNi w Co x Al y Mn z ( However, Ln is a rare earth element, the atomic ratio w, x, y, z respectively 3.30 ≦ w ≦ 4.50,0.50 ≦ x ≦ 1.10 ,
0.20 ≦ y ≦ 0.50, 0.05 ≦ z ≦ 0.20,
And the total value is 4.90 ≦ w + x + y + z ≦ 5.50
Is preferably used. More preferable values of the atomic ratio w, x, y, z are 3.80 ≦ w ≦ 4.20, 0.70 ≦ x ≦ 0.90, respectively.
0.30 ≦ y ≦ 0.40, 0.08 ≦ z ≦ 0.13,
And the total value is 5.00 ≦ w + x + y + z ≦ 5.20
It is.

【0024】前記導電材としては、例えばカーボンブラ
ック、黒鉛等を用いることができる。
As the conductive material, for example, carbon black, graphite or the like can be used.

【0025】前記有機系バインダーとしては、前述した
正極で説明したのと同様な種類のものの中から選ばれる
1種以上を用いることができる。中でも、アクリル酸な
どのカルボキシル基を有するモノマーとビニルアルコー
ルとの共重合体、CMC、HPMC、SPAが好まし
い。
As the organic binder, at least one selected from the same types as those described for the positive electrode can be used. Among them, a copolymer of a monomer having a carboxyl group such as acrylic acid and vinyl alcohol, CMC, HPMC, and SPA are preferred.

【0026】前記ペーストは、前記有機系バインダーと
は異なる他の種類のバインダーを含んでいても良い。か
かるバインダーとしては、前述した正極で説明したのと
同様な種類のものを挙げることができる。
The paste may contain another type of binder different from the organic binder. Examples of such a binder include those similar to those described above for the positive electrode.

【0027】前記ペーストに含まれるアンモニアの量を
有機系バインダーの重量に対して800ppm以下とす
るのは、800ppmより多いとアルカリ二次電池の自
己放電率が高くなる恐れがあるからである。また、前記
ペースト中のアンモニア量の下限値は、前記有機系バイ
ンダーの重量に対して10ppmとすることが望まし
い。アンモニア量を10ppm未満にすると、ペースト
保管時にバクテリアが繁殖するのを十分に抑制すること
が困難になる恐れがあるからである。従って、前記ペー
スト中のアンモニア量は、前記有機系バインダーの重量
に対して10〜800ppmの範囲にすることが好まし
い。
The reason why the amount of ammonia contained in the paste is set to 800 ppm or less based on the weight of the organic binder is that if it exceeds 800 ppm, the self-discharge rate of the alkaline secondary battery may increase. The lower limit of the amount of ammonia in the paste is desirably 10 ppm based on the weight of the organic binder. If the amount of ammonia is less than 10 ppm, it may be difficult to sufficiently suppress the growth of bacteria during paste storage. Therefore, the amount of ammonia in the paste is preferably in the range of 10 to 800 ppm based on the weight of the organic binder.

【0028】前記導電性芯体としては、パンチドメタ
ル、エキスパンデッドメタル、金網などの二次元基板
や、フェルト状金属多孔体や、スポンジ状金属基板など
の三次元基板を挙げることができる。
Examples of the conductive core include a two-dimensional substrate such as punched metal, expanded metal, and wire mesh, and a three-dimensional substrate such as a felt-like metal porous body and a sponge-like metal substrate.

【0029】前記負極4としては、前述したペースト式
水素吸蔵合金負極の代わりに、以下に説明するドライ式
水素吸蔵合金負極か、あるいは焼結式水素吸蔵合金負極
を用いることができる。
As the negative electrode 4, a dry-type hydrogen storage alloy negative electrode or a sintered-type hydrogen storage alloy negative electrode described below can be used instead of the paste-type hydrogen storage alloy negative electrode described above.

【0030】ドライ式水素吸蔵合金負極は、水素吸蔵合
金粉末、導電材及びバインダーとしてのフッ素系樹脂を
混練してシート化し、得られたシートを導電性芯体に圧
着することにより作製される。なお、水素吸蔵合金、導
電材、フッ素系樹脂及び導電性芯体としては、前述した
のと同様なものを用いることができる。
The dry hydrogen storage alloy negative electrode is manufactured by kneading a hydrogen storage alloy powder, a conductive material and a fluorine-based resin as a binder to form a sheet, and pressing the obtained sheet to a conductive core. As the hydrogen storage alloy, the conductive material, the fluororesin, and the conductive core, the same materials as described above can be used.

【0031】3)セパレータ3 このセパレータ3としては、例えばポリアミド繊維製不
織布、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフ
ィン繊維製不織布、またはこれらの不織布に親水性官能
基を付与したものを挙げることができる。
3) Separator 3 Examples of the separator 3 include a nonwoven fabric made of polyamide fiber, a nonwoven fabric made of polyolefin fiber such as polyethylene and polypropylene, or a nonwoven fabric provided with a hydrophilic functional group.

【0032】4)アルカリ電解液 このアルカリ電解液としては、例えば水酸化ナトリウム
(NaOH)と水酸化リチウム(LiOH)の混合液、
水酸化カリウム(KOH)とLiOHの混合液、KOH
とLiOHとNaOHの混合液等を用いることができ
る。
4) Alkaline Electrolyte As the alkaline electrolyte, for example, a mixed solution of sodium hydroxide (NaOH) and lithium hydroxide (LiOH),
A mixture of potassium hydroxide (KOH) and LiOH, KOH
And a mixed solution of LiOH and NaOH.

【0033】以上説明した本発明に係るアルカリ二次電
池用ペーストは、活物質、有機系バインダー及び前記有
機系バインダーの重量に対して800ppm以下のアン
モニアを含む。このようなペーストは、アンモニアの防
腐剤の効果によりバクテリアの繁殖を抑制することがで
きるため、保管時に粘度をほぼ一定に維持することがで
きる。このため、前記ペーストを導電性芯体に充填する
ことによって、ペースト充填量が均一なペースト式電極
を高歩留まりで作製することができる。また、アルカリ
二次電池の正極及び負極のうち少なくとも一方の電極と
して有機系バインダーを含むペースト式電極を用いる場
合に、この電極を前述した特定濃度のアンモニアを含む
ペーストを用いて作製することによって、優れた自己放
電特性を維持しつつ、その歩留まりを向上することがで
きる。
The above-described paste for an alkaline secondary battery according to the present invention contains an active material, an organic binder, and 800 ppm or less of ammonia based on the weight of the organic binder. In such a paste, the propagation of bacteria can be suppressed by the effect of the preservative of ammonia, so that the viscosity can be maintained substantially constant during storage. For this reason, by filling the conductive core with the paste, it is possible to produce a paste electrode having a uniform paste filling amount with a high yield. Further, when a paste-type electrode containing an organic binder is used as at least one of the positive electrode and the negative electrode of the alkaline secondary battery, by manufacturing this electrode using the paste containing the specific concentration of ammonia described above, The yield can be improved while maintaining excellent self-discharge characteristics.

【0034】[0034]

【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照
して詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0035】(実施例1〜3及び比較例1) <正極用ペーストの作製>水酸化ニッケル粉末90部お
よび一酸化コバルト10部からなる混合物をミキサーに
より攪拌後、CMC0.2部とSPA0.2部からなる
有機系バインダー及び水40部を添加し、混練した後、
前記有機系バインダーの重量に対して以下の表1に示す
量のアンモニアを添加し、さらにウエット攪拌を行うこ
とにより粘度が20000cpのペーストを調製した。
(Examples 1 to 3 and Comparative Example 1) <Preparation of Paste for Positive Electrode> A mixture composed of 90 parts of nickel hydroxide powder and 10 parts of cobalt monoxide was stirred with a mixer, and then 0.2 parts of CMC and 0.2 parts of SPA were mixed. Parts of an organic binder and 40 parts of water were added and kneaded,
The amount of ammonia shown in Table 1 below was added to the weight of the organic binder, and the mixture was further wet-stirred to prepare a paste having a viscosity of 20,000 cp.

【0036】表1 有機系バインダー重量に対するアンモニア量 実施例1 10ppm 実施例2 100ppm 実施例3 800ppm 比較例1 1000ppm (比較例2) <正極用ペーストの作製>水酸化ニッケル粉末90部お
よび一酸化コバルト10部からなる混合物をミキサーに
より攪拌後、CMC0.2部とSPA0.2部からなる
有機系バインダー及び水40部を添加し、混練した後、
前記有機系バインダーの重量に対して以下の表1に示す
量のアンモニアを添加し、さらにウエット攪拌を行うこ
とにより粘度が20000cpのペーストを調製した。
Table 1 Amount of ammonia based on the weight of organic binder Example 1 10 ppm Example 2 100 ppm Example 3 800 ppm Comparative example 1 1000 ppm (Comparative example 2) <Preparation of positive electrode paste> 90 parts of nickel hydroxide powder and cobalt monoxide After stirring the mixture consisting of 10 parts with a mixer, an organic binder consisting of 0.2 parts of CMC and 0.2 parts of SPA and 40 parts of water were added and kneaded.
The amount of ammonia shown in Table 1 below was added to the weight of the organic binder, and the mixture was further wet-stirred to prepare a paste having a viscosity of 20,000 cp.

【0037】得られた実施例1〜3及び比較例1〜2の
ペーストを室温にて保管し、保管日数が1日、3日、5
日、10日の時点でペースト粘度をB型粘度計で測定
し、その結果を図2に示す。
The obtained pastes of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 were stored at room temperature and stored for 1 day, 3 days, 5 days.
On days 10 and 10, the paste viscosity was measured with a B-type viscometer, and the results are shown in FIG.

【0038】図2から明らかなように、アンモニアを含
む実施例1〜3及び比較例1のペーストは、保管時に粘
度を一定に保てることがわかる。これに対し、アンモニ
アが無添加の比較例2のペーストは、保管時に粘度が上
昇することがわかる。
As is clear from FIG. 2, the pastes of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 containing ammonia can maintain a constant viscosity during storage. In contrast, it can be seen that the viscosity of Comparative Example 2 containing no ammonia increases during storage.

【0039】次いで、実施例1〜3及び比較例1〜2の
ペーストを新たに用意し、各ペーストを用いてアルカリ
二次電池を組み立てた。
Then, pastes of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 were newly prepared, and an alkaline secondary battery was assembled using each paste.

【0040】まず、各ペーストを3次元繊維基板内に充
填し、乾燥した後、圧延することにより5種類の正極を
作製した。
First, each paste was filled in a three-dimensional fiber substrate, dried, and then rolled to produce five types of positive electrodes.

【0041】<負極の作製>組成がLmNi4.0 Co
0.4 Mn0.3 Al0.3 で表される水素吸蔵合金粉末10
0重量%にポリアクリル酸ナトリウム0.5重量%、カ
ルボキシメチルセルロース(CMC)0.12重量%、
および導電性材料としてのカーボンブラック1.0重量
%を添加し、水50重量%と共に混合することによりペ
ーストを調製した。得られたペーストを導電性基板とし
てのパンチドメタルに塗布、乾燥し、さらにプレスして
負極を作製した。
<Preparation of Negative Electrode> The composition was LmNi 4.0 Co
Hydrogen storage alloy powder 10 represented by 0.4 Mn 0.3 Al 0.3
0% by weight of sodium polyacrylate 0.5% by weight, carboxymethyl cellulose (CMC) 0.12% by weight,
A paste was prepared by adding 1.0% by weight of carbon black as a conductive material and mixing with 50% by weight of water. The obtained paste was applied to a punched metal as a conductive substrate, dried, and further pressed to produce a negative electrode.

【0042】次いで、前記各負極と前記正極との間にポ
リオレフィン製不織布に親水処理を施したものからなる
セパレータを介装し、渦巻状に捲回して電極群を作製し
た。このような電極群を有底円筒状容器に収納した後、
水酸化カリウムを主体とするアルカリ電解液を収容し、
封口等を行うことにより前述した図1に示す構造を有
し、理論容量が1200mAhであるAAサイズの円筒
形ニッケル水素二次電池を組み立てた。
Next, a separator made of a non-woven fabric made of polyolefin subjected to a hydrophilic treatment was interposed between each of the negative electrode and the positive electrode, and spirally wound to form an electrode group. After storing such an electrode group in a bottomed cylindrical container,
Containing an alkaline electrolyte mainly composed of potassium hydroxide,
An AA-size cylindrical nickel-metal hydride secondary battery having the above-described structure shown in FIG. 1 and having a theoretical capacity of 1200 mAh was assembled by performing sealing and the like.

【0043】得られた実施例1〜3および比較例1〜2
の二次電池について、充放電を3サイクル施し、基準容
量を測定した。次いで、0.2Cで150%充電した
後、45℃で14日間保管し、放電容量を測定した。基
準容量と保管後の放電容量の差を算出し、この容量差の
基準容量に対する比率から自己放電率を求め、その結果
を図3に示す。
The obtained Examples 1-3 and Comparative Examples 1-2
Was subjected to three cycles of charge and discharge, and the reference capacity was measured. Next, the battery was charged at 0.2 C at 150%, stored at 45 ° C. for 14 days, and the discharge capacity was measured. The difference between the reference capacity and the discharge capacity after storage was calculated, and the self-discharge rate was determined from the ratio of this capacity difference to the reference capacity. The result is shown in FIG.

【0044】図3から明らかなように、有機系バインダ
ー重量に対するアンモニア量が800ppm以下である
ペーストを用いて作製された正極を備える実施例1〜3
の二次電池は、アンモニア量が800ppmを越えるペ
ーストを用いて作製された正極を備える比較例1の二次
電池に比べて自己放電率が低いことがわかる。
As is apparent from FIG. 3, Examples 1 to 3 each having a positive electrode produced using a paste in which the amount of ammonia relative to the weight of the organic binder is 800 ppm or less.
It can be seen that the secondary battery of Comparative Example 1 has a lower self-discharge rate than the secondary battery of Comparative Example 1 including the positive electrode manufactured using the paste having an ammonia amount exceeding 800 ppm.

【0045】従って、前述した図2,3から、有機系バ
インダー重量に対するアンモニア量が800ppm以下
であるペーストを用いてアルカリ二次電池を製造するこ
とによって、自己放電特性を損なうことなく歩留まりを
向上できることがわかる。
Therefore, it can be seen from FIGS. 2 and 3 that the yield can be improved without impairing the self-discharge characteristics by manufacturing an alkaline secondary battery using a paste in which the amount of ammonia relative to the weight of the organic binder is 800 ppm or less. I understand.

【0046】なお、前述した実施例では正極と負極の間
にセパレータを介在して渦巻状に捲回し、有底円筒状の
容器1内に収納したが、本発明のアルカリ二次電池はこ
のような構造に限定されない。例えば、正極と負極との
間にセパレータを介在し、これを複数枚積層した積層物
を有底矩形筒状の容器内に収納して角形アルカリ二次電
池にも同様に適用できる。
In the above-described embodiment, the separator is interposed between the positive electrode and the negative electrode and spirally wound and accommodated in the cylindrical container 1 having a bottom. It is not limited to a simple structure. For example, the present invention can be similarly applied to a prismatic alkaline secondary battery in which a separator is interposed between a positive electrode and a negative electrode, and a laminate of a plurality of such layers is housed in a bottomed rectangular cylindrical container.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ア
ルカリ二次電池の充放電特性を損なうことなく保管時の
粘度変化を抑制することが可能なアルカリ二次電池用ペ
ーストを提供することができる。また、本発明によれ
ば、アルカリ二次電池の充放電特性を損なうことなくペ
ースト保管時の粘度変化を抑制することができ、歩留ま
りが向上されたペースト式電極の製造方法を提供するこ
とができる。さらに、本発明によれば、充放電特性を損
なうことなくペースト保管時の粘度変化を抑制すること
ができ、歩留まりが向上されたアルカリ二次電池の製造
方法を提供することができる。
As described above, according to the present invention, there is provided a paste for an alkaline secondary battery capable of suppressing a change in viscosity during storage without impairing the charge / discharge characteristics of the alkaline secondary battery. Can be. Further, according to the present invention, it is possible to provide a method of manufacturing a paste-type electrode in which the change in viscosity during paste storage can be suppressed without impairing the charge / discharge characteristics of the alkaline secondary battery, and the yield is improved. . Further, according to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing an alkaline secondary battery in which a change in viscosity during paste storage can be suppressed without impairing charge / discharge characteristics, and the yield is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係わる方法で製造されるアルカリ二次
電池を示す斜視図。
FIG. 1 is a perspective view showing an alkaline secondary battery manufactured by a method according to the present invention.

【図2】実施例1〜3及び比較例1〜2のアルカリ二次
電池におけるペースト保管日数とペースト粘度との関係
を示す特性図。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a relationship between paste storage days and paste viscosity in the alkaline secondary batteries of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2.

【図3】実施例1〜3及び比較例1〜2のアルカリ二次
電池におけるペースト中のアンモニア量と自己放電率と
の関係を示す特性図。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the amount of ammonia in a paste and the self-discharge rate in the alkaline secondary batteries of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…容器、 2…正極、 3…セパレータ、 4…負極、 5…電極群、 7…封口板、 8…絶縁ガスケット。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Container, 2 ... Positive electrode, 3 ... Separator, 4 ... Negative electrode, 5 ... Electrode group, 7 ... Sealing plate, 8 ... Insulating gasket.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 活物質、有機系バインダー及び前記有機
系バインダーの重量に対して800ppm以下のアンモ
ニアを含むことを特徴とするアルカリ二次電池用ペース
ト。
1. A paste for an alkaline secondary battery, comprising an active material, an organic binder, and 800 ppm or less of ammonia based on the weight of the organic binder.
【請求項2】 活物質、有機系バインダー及び前記有機
系バインダーの重量に対して800ppm以下のアンモ
ニアを含むペーストを調製する工程と、 前記ペーストを導電性芯体に充填する工程とを具備する
ことを特徴とするペースト式電極の製造方法。
2. A process for preparing a paste containing 800 ppm or less of ammonia based on the weight of the active material, the organic binder, and the organic binder, and filling the conductive core with the paste. A method for producing a paste-type electrode.
【請求項3】 正極及び負極のうち少なくともいずれか
一方の電極は、 活物質、有機系バインダー及び前記有機系バインダーの
重量に対して800ppm以下のアンモニアを含むペー
ストを調製する工程と、 前記ペーストを導電性芯体に充填する工程とを具備する
方法により作製されることを特徴とするアルカリ二次電
池の製造方法。
3. A step of preparing a paste containing at least one of a positive electrode and a negative electrode, the paste containing an active material, an organic binder, and 800 ppm or less of ammonia based on the weight of the organic binder. And a step of filling the conductive core.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020061223A (en) * 2018-10-05 2020-04-16 株式会社豊田自動織機 Method of manufacturing nickel metal hydride storage battery
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