專利名稱：電極合劑漿料的涂布方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及將電極合劑漿料涂布到由開孔金屬薄板構成的芯材上 而得到漿料涂布片的方法及裝置，更詳細地說，涉及漿料涂布精度的 穩(wěn)定化。
背景技術：
堿性蓄電池和鋰離子二次電池等電池可以廣泛地用作便攜式設備 和電動工具、或者電動汽車用的電源。其中，能量密度較高、且耐久 性優(yōu)良的鎳氫蓄電池以電動汽車用電源為中心，其用途正在不斷擴 大。
一般地說，鎳氫蓄電池的主要構成要素包含在三維金屬多孔體 中填充氫氧化鎳等而構成的正極、以及在沖孔金屬等開孔金屬薄板 (以下簡稱為"芯材")上涂布由儲氫合金等組成的電極合劑漿料而 成的負極。其中，負極在其工藝方法上可以進行連續(xù)生產(chǎn)，從而作為 高效率的工序而受到關注。具體地說，提出了如下的方法將芯材浸 漬于電極合劑漿料中，然后調(diào)節(jié)電極合劑漿料的涂布量，從而形成漿 料涂布片。
例如在鎳氫蓄電池用負極的合劑漿料的情況下，由于含有比重約 為8g/ml的較大的儲氫合金，所以其隨著時間而沉降。當沉降發(fā)展時, 則在芯材上只是涂布電極合劑漿料的上清液，所以涂布物的組成變得 不均勻，同時涂布量隨著時間而減少。為了避免這種狀況，提出了將 混煉后的漿料放置規(guī)定時間而使粘度暫時增大后再混煉的方法(例如 專利文獻1)、在一定溫度下攪拌后實施儲藏熟化的方法(例如專利文
獻2)、以及相鄰于涂布的部位而設置具備攪拌功能的漿料槽的方法 (例如專利文獻3)等。再者，雖然是其它電池系統(tǒng)的例子，但一般
認為將在涂布部位自身上設置攪拌機構的方法(例如專利文獻4及5)、 一邊使?jié){料循環(huán)一邊進行超聲波分散的方法(例如專利文獻6)等展 開也是有效的。
例如在鎳氫蓄電池用負極的合劑漿料的情況下，除了比重較大的 儲氫合金以外，還包含有與儲氫合金的比重差較大的粉末(例如稀土 類氧化物或碳黑等)。如果對這樣比重差較大的多種粉末混合存在的 電極合劑漿料以專利文獻4 6所示的形式施加需要以上的外部應力， 則由于上述不同種粉末彼此的親和性的欠缺而發(fā)生分離，漿料的穩(wěn)定 性反而降低，從而涂布精度顯著降低。
如果是專利文獻1 3的方法，則能夠避免上述的擔心，但由于電 極合劑漿料按照混煉批次而涂料物性稍有不同，所以在漿料涂布片長 時間連續(xù)生產(chǎn)的情況下，每當混煉批次變化時漿料的涂布量發(fā)生變 動，所以涂布精度同樣是不穩(wěn)定的。
專利文獻1:特開平9-204917號公報
專利文獻2:特開平9-035709號公報
專利文獻3:特開2000-323138號公報
專利文獻4:特開2000-243384號公報
專利文獻5:特開2001-076708號公報
專利文獻6:特開平10-223217號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而做出的，目的在于提供一種電極合劑漿 料的涂布方法，它即使在利用多個批次的混合存在有比重差較大的多 種粉末的電極合劑漿料而連續(xù)生產(chǎn)漿料涂布片的情況下，也表現(xiàn)出穩(wěn) 定的涂布精度。
為了解決上述問題，本發(fā)明的電極合劑漿料的涂布方法包括將 巻繞成巻材狀的芯材進行開巻的第1工序；在芯材的兩面上涂布電極 合劑漿料的第2工序；調(diào)節(jié)電極合劑漿料的涂布量的第3工序；使在
兩面上涂布有電極合劑漿料的漿料涂布片干燥的第4工序；以及將漿 料涂布片巻繞成巻材狀的第5工序；其中，在第2工序中，電極合劑 漿料被循環(huán)機構循環(huán)供給，該循環(huán)機構具有儲藏功能和攪拌功能。
此外，作為將上述涂布方法具體化的手段，本發(fā)明的電極合劑漿 料的涂布裝置包括將巻繞成巻材狀的芯材開巻的開巻部；將芯材浸
漬于電極合劑漿料中的浸漬部；調(diào)節(jié)電極合劑漿料的涂布量的涂布量 調(diào)節(jié)部；干燥部；以及將涂布干燥后的漿料涂布片巻繞成巻材狀的巻 繞部；其中，在浸漬部中具有循環(huán)供給電極合劑楽料的循環(huán)機構，該 循環(huán)機構具有儲藏功能和攪拌功能。
通過循環(huán)機構使在浸漬部中沉降的電極合劑漿料循環(huán)，并且在循 環(huán)機構中設置能夠儲存多個批次的電極合劑漿料的儲存功能，在通過 攪拌功能避免分離的同時，將該電極合劑漿料均勻化而供給到浸漬部 中，由此能夠大幅提高涂布精度。


圖1是本發(fā)明的電極合劑漿料的涂布裝置的概略圖。 圖2是本發(fā)明的裝置的儲存箱的剖面示意圖。
具體實施例方式
下面利用附圖對用來實施本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式進行詳細的說明。
圖1是本發(fā)明的電極合劑漿料的涂布裝置的概略圖。由開孔金屬 薄板構成的巻材狀的芯材2在被幵巻部1開巻后，被導引到充滿電極 合劑漿料5的浸漬部4中，從而在芯材2上涂布電極合劑漿料5。接 著，芯材2經(jīng)由涂布量調(diào)節(jié)部3而成為槳料涂布片6，被導引到干燥 部7中后，由巻繞部8巻繞成巻材狀。這里，積存在浸漬部4中的電 極合劑漿料5通過循環(huán)機構(儲存箱9及泵10)而進行循環(huán)供給。
圖2是儲存箱(電極合劑漿料的儲存功能)9的剖面示意圖。在 儲存箱9的內(nèi)部中設置有攪拌葉片(電極合劑漿料的攪拌功能)11，
借助于它的旋轉，從浸漬部4返回的電極合劑漿料5、與追加的混煉 批次不同的電極合劑漿料5均勻地混合，由此使?jié){料物性得以恒定化。 通過適當?shù)貛蚤]閥12，該均勻的電極合劑漿料5回到浸漬部4中，由 此，即使連續(xù)生產(chǎn)漿料涂布片6，也能夠維持較高的涂布精度。另外， 這里所謂的混煉批次不同，是指電極合劑槳料5由多個裝置或多個制 造廠家制造。
這里，從使沉降的粉末再次均勻地漿料化的角度考慮，攪拌葉片 11優(yōu)選的是沿著儲存箱9的底形狀的形狀。另外，攪拌葉片11的旋 轉速度在這里優(yōu)選為適當?shù)芈?。具體地說，從防止電極合劑漿料5的 沉降與分離兩者的角度考慮，優(yōu)選地將圓周速度設定為0.2 3.0m/分。 另外，由于攪拌葉片11間歇地重復較快的旋轉和較慢的旋轉，所以 這里所謂的旋轉速度的平均是指攪拌葉片11的間歇旋轉的平均旋轉 速度。
以下，利用鎳氫蓄電池的負極(儲氫合金電極)表示應用本發(fā)明 的實施例和比較例的比較結果。但是，本發(fā)明當然只要芯材是開孔金 屬薄板，就并不僅限于本實施例，也可以展開到例如作為堿性蓄電池 的燒結式鎳正極的前體的燒結基板、或使用板條金屬作為開孔金屬薄 板的鋰聚合物電池的正負極中。 (實施例)
在水中用濕式球磨機將以組成式MmNis^CocnsMnMAlco表示的 儲氫合金粉碎成平均粒徑為30um，便得到儲氫合金粉末。將該儲氫 合金粉末浸漬于堿性水溶液中而進行表面處理后，對于每一批次，相 對于該儲氫合金粉末20 kg，添加固體成分比為1.5%的羧甲基纖維素 水溶液2kg及科琴碳黑0.08kg進行混煉，進而添加固體成分比為40% 的苯乙烯一丁二烯共聚物橡膠粒子的水溶液0.35kg并進行攪拌，由此 便制作出電極合劑漿料5。電極合劑漿料5合計制作5批次。通過B 型粘度計測量的粘度分別為220、 233、 228、 215、 236ps。
將第1批次的電極合劑槳料5供給到內(nèi)容積為20L的浸漬部4中， 剩余的4批次供給到內(nèi)容積為80L的儲存箱9中。在由厚度為60 u m、 寬度為300mm、沖孔直徑為lmm、開口率為42%且實施了鍍鎳的鐵 制沖孔金屬構成的芯材2 (l個巻材的全長為500m)的兩面， 一邊從 兩端刮取各20mm的電極合劑漿料5， 一邊以5m/分的速度涂布干燥 該電極合劑漿料5，使其寬度為260mm、涂布后的總厚度為260 u m， 便制作出漿料涂布片6。設在儲存箱9中的閥12以與設在浸漬部4中 的閥(未圖示)聯(lián)動的形式，每l分鐘重復開閉，當閥打開時，以2L/ 分的處理量將電極合劑漿料5送回到儲存箱9中，同時通過泵10從 儲存箱9供給電極合劑漿料5，以使浸漬部4中的電極合劑漿料5的 量恒定為12L。此外，儲存箱9內(nèi)的攪拌葉片11以lm/分的平均圓周 速度旋轉。
在遍及480m進行涂布后，將衆(zhòng)料涂布片6的漿料涂布部每隔20m 在寬度方向上用30mm直徑的沖頭沖切總計6個部位后，求出干燥后 的電極合劑漿料5的涂布量。在480m涂布時刻求出寬度方向的重量 偏差ol (將標準偏差用重量％表示的量)。 一個長度方向的重量偏差 o 2是每隔20m在寬度方向上將涂布量平均，以重量％求出該平均值 的標準偏差。結果，ol = 0.07%， 。2=0.09%。 (比較例1)
相對于實施例，不使用循環(huán)機構(儲存箱9及泵10)而重復進行 以下的作業(yè)，即當?shù)趌批次的電極合劑漿料5減少時，就將第2批次 的電極合劑漿料5補足以使電極合劑漿料5的量恒定為12L，除此以 外，其余與實施例同樣地制作漿料涂布片6。
在遍及480m進行涂布后，與實施例1同樣地求出寬度方向及長 度方向的重量偏差ol、 。2，結果，ol=0.06%， 。2=0.78%。 (比較例2)
相對于實施例，不使儲存箱9內(nèi)的攪拌葉片11旋轉，在浸漬部4 中設置不與漿料涂布片6和浸漬部4的內(nèi)壁兩者接觸這樣大小的螺旋 槳，使其以平均圓周速度15m/分旋轉，除此以外，其余與實施例同樣
頁
地制作漿料涂布片6。
在遍及480m進行涂布后，與實施例一 1同樣地求出寬度方向及長 度方向的重量偏差ol、 o2，結果，ol=0.36%， o2=1.12%。
如果如比較例1那樣將電極合劑漿料5按混煉批次追加，貝幅因 于批次間的漿料物性的偏差，長度方向的涂布精度降低。此外，在如 比較例2那樣于浸漬部4中設置電極合劑漿料5的攪拌機構，貝贓進 行了過度的攪拌的情況下，其結果是發(fā)生比重差較大的粉末彼此的 分離，不僅在長度方向，甚至在寬度方向的涂布精度也降低。另外， 在比較例2中，如果使圓周速度降低到與實施例同樣，則從肉眼上看， 電極合劑漿料5也只是在浸漬部4內(nèi)的一部分受到攪拌，任何效果都 不能發(fā)揮。
根據(jù)以上的結果可知，在利用多批次的混合存在有比重差較大的 多種粉末的電極合劑漿料連續(xù)生產(chǎn)漿料涂布片的情況下，僅在采用本 發(fā)明的實施例的方法的情況下表現(xiàn)出穩(wěn)定的涂布精度。
正如以上所說明的那樣，根據(jù)本發(fā)明，由于能夠以較高的涂布精 度穩(wěn)定地連續(xù)生產(chǎn)電極合劑漿料，所以作為能夠以高生產(chǎn)效率制造以 鎳氫蓄電池為代表的各種電池的電極的技術，其可利用性較高并且實 用性也較高。
權利要求
1、一種電極合劑漿料的涂布方法，其使由開孔金屬薄板構成的芯材(2)行進，將電極合劑漿料(5)涂布在該芯材上，該涂布方法包括將卷繞成卷材狀的所述芯材進行開卷的第1工序；在所述芯材的兩面涂布所述電極合劑漿料的第2工序；調(diào)節(jié)所述電極合劑漿料的涂布量的第3工序；使在兩面上涂布有所述電極合劑漿料的漿料涂布片干燥的第4工序；以及將所述漿料涂布片卷繞成卷材狀的第5工序；其中，在所述第2工序中，所述電極合劑漿料通過循環(huán)機構(9、10)而循環(huán)供給；所述循環(huán)機構具有儲藏功能(9)和攪拌功能(11)。
2、 一種電極合劑漿料的涂布裝置，其使由開孔金屬薄板構成的芯 材(2)行進，將電極合劑漿料(5)涂布在該芯材上，該涂布裝置包 括將巻繞成巻材狀的所述芯材進行開巻的開巻部(1); 將所述芯材浸漬于所述電極合劑漿料中的浸漬部(4); 調(diào)節(jié)所述電極合劑漿料的涂布量的涂布量調(diào)節(jié)部(3); 干燥部(7);以及將涂布干燥后的漿料涂布片(6)巻繞成巻材狀的巻繞部(8);其中，具有對所述浸漬部循環(huán)供給所述電極合劑漿料的循環(huán)機構(9、10);所述循環(huán)機構具有儲藏功能(9)和攪拌功能(11)。
全文摘要
一種電極合劑漿料的涂布方法，其包括將卷繞為卷狀的芯材(2)進行開卷的第1工序；在芯材的兩面上涂布電極合劑漿料(5)的第2工序；調(diào)節(jié)電極合劑漿料的涂布量的第3工序；使在兩面上涂布有電極合劑漿料的漿料涂布片(6)干燥的第4工序；以及將漿料涂布片卷繞為卷材狀的第5工序；其中，在第2工序中，電極合劑漿料通過循環(huán)機構(9、10)而循環(huán)供給，該循環(huán)機構具有儲藏功能(9)和攪拌功能(11)，由此，即使在利用多個批次的混合存在有比重差較大的多種粉末的電極合劑漿料連續(xù)生產(chǎn)漿料涂布片的情況下，也能夠實現(xiàn)穩(wěn)定的涂布精度。
文檔編號H01M4/04GK101171707SQ20068001584
公開日2008年4月30日 申請日期2006年4月26日 優(yōu)先權日2005年5月9日
發(fā)明者岡本徹, 臼井廣幸, 西田真一 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社