專利名稱：制備疏水性極板的方法
技術領域：
本發明涉及一種制備疏水性極板的方法，尤其是涉及一種通過把極板浸入分散溶液里很容易地制備具有良好疏水性的疏水性極板的方法。
一般地，堿性蓄電池的密封鎳氫電池使用金屬氧化物作陽極、氫化合金作陰極。通過使氫化合金在充電期間存儲電解質中的水分解所產生的氫離子以及在放電期間釋放氫離子到電解質中來對此電池充電或放電。
鎳氫電池使用氫化合金作負極活性材料、Ni(OH)2作正極活性材料、以及堿性水溶液作電解質。當用Ni-MH(鎳—金屬氫化物)電池的通式表示鎳氫電池時，鎳氫電池的電化學反應如下。
陽極(1)陰極(2)在上述反應中，M是能吸收或放出氫離子的氫化合金。
按照上述反應進行充放電，在充放電期間在陽極通過電化學作用產生氧氣。當連續地進行充放電循環時，產生的氧氣使陰極氧化以及電池內壓力增加，從而降低電池容量。因此，為了通過把陽極產生的氣體轉移到陰極來除去氣體，疏水性使陰極擴展其陰極界面，在此陰極界面上發生氣體分解或吸收。
圖2a表示負極板(7)，通過噴涂以箭頭(11)方向移動的極板(7)來涂覆作為疏水性材料的氟樹脂(fluoro-based resin)粉末。圖2b表示負極板(7)，通過當噴嘴(9)以箭頭(13)方向移動時噴涂固定極板(7)來涂覆作為疏水性材料的氟樹脂粉末。噴涂后易蒸發的酒精被用作噴涂溶劑，水不用作溶劑，這是因為水蒸發花很長時間從而氧化極板。
如上所述，當氟樹脂粉末噴涂在極板上時，在極板表面上形成三相(氣-液-固)材料，這樣氣體容易附著在極板上。因此，氣體在極板上吸收或分解，內壓降低。然而，噴涂方法的缺陷是用氟樹脂難以均勻涂覆極板，用作溶劑的酒精蒸發對人有害且易燃。而且，噴涂方法存在噴嘴的孔被噴射溶液樹脂堵塞從而降低工作效率的問題。
為解決現有工藝的上述問題，本發明目的是提供一種制備疏水性極板的方法，它對人無害，沒有著火的威脅，并且具有高工作效率。
本發明第二目的是為電池提供疏水性極板，通過使用此疏水性極板，電池具有低內壓和長壽命。
在為解決上述問題研究電池疏水性極板時，本發明人發現在涂覆由疏水樹脂組成的分散溶液的情況下，能容易地制備具有好的疏水性的極板。通常，本領域普通技術人員認為當使用疏水性分散溶液時，難以制備疏水性極板，并且由于為促進分散作用而加入疏水劑(即界面活性劑)時制備出差的疏水性極板。因此，在現有技術中使用了在極板上噴涂疏水性樹脂粉末的方法。然而，正如本發明所述，當把極板浸入疏水性分散溶液來制備疏水性極板時極板就能容易地被疏水性樹脂涂覆。而且，當與使用噴涂方法制備極板的電池相比較時，使用此極板制備的電池具有好的疏水性。因此，電池內壓降低，從而防止電池內的電解質失效。而且，電解質均勻分布，這樣就能制備長壽命電池。
為實現此目的，本發明提供制備疏水性極板的方法，包括步驟用含疏水性樹脂的分散溶液涂覆極板；及干燥所述已涂覆極板。
在本發明中，優選疏水樹脂是含氟樹脂，即3-10％重量的四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物和/或聚四氟乙烯的水溶液。當低于3％重量的氟樹脂的分散溶液被用作含疏水樹脂分散的分散溶液時，就不能產生具有足夠疏水性的極板。而且，當高于10％重量的氟樹脂的分散溶液用作含疏水樹脂的分散溶液時，陰極的疏水性就增加。因此，由于電解質的滲透量降低所以使用具有過度疏水性的極板制造電池不是最好的。
而且，在本發明中，通過把極板浸入疏水性樹脂來形成涂覆步驟。為在極板上獲得0.2-0.3mg/cm2疏水性樹脂，涂覆步驟最好進行1秒至5分鐘。
在本發明方法中，因為能制造均勻厚度極板，所以在干燥步驟后最好還包括砑光(calendering)步驟。
而且本發明方法能應用于象電池極板這樣的通常的模壓產品以得到好的疏水性。
圖1(a)是表示根據本發明的一個實施例把極板浸涂在含氟樹脂的水溶液中使極板具有好的疏水性的步驟；圖1(b)是表示根據本發明另一實施例把極板卷連續地浸涂在含氟樹脂的水溶液中使極板具有好的疏水性的步驟；
圖2(a)是表示根據傳統方法把含氟樹脂的水溶液噴涂在移動的極板上以得到疏水性的步驟；圖2(b)是表示根據傳統方法用移動噴嘴把含氟樹脂的水溶液噴涂在極板上的步驟圖。
結合本發明范圍內的下面例子將更詳細地進一步說明本發明。
例子1如圖1(a)所示，鎳氫電池陰極浸入5wt％的四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物ND-1(1，日本Dikyn Co.Ltd.)中5秒鐘，并在60℃的爐子內干燥。通過使用輥壓機砑光來控制已干燥極板的厚度以制備疏水性極板。
例子2除了把含聚四氟乙烯LDW-40(1，日本Takedayakuhing Co.Ltd.)的分散溶液用作代替含ND-1的氟樹脂分散溶液外，以例子1同樣方法制備疏水性極板，并且如圖1(b)所示極板卷(5)連續地浸入分散溶液。
對比例子1如圖2(a)所示，在極板(7)移動(11)時氟樹脂粉末噴涂在極板上以制備疏水性極板。
對比例子2如圖2(b)所示，在噴嘴(9)移動(13)時氟樹脂粉末噴涂在極板上以制備疏水性極板。
在使用上述例子和對比例子而獲得的疏水性極板而制備電池后，對電池充放電100次，確定這些電池的內壓和壽命(1CY.總容量的90％)，其結果如下表1所示。
表
p><p>通常，本領域技術人員認為當使用疏水性分散溶液時，難以制備疏水性極板，并且由于為促進分散作用而加入疏水劑(即界面活性劑)而制備出差的疏水性極板。因此，在傳統的工藝中采用了將疏水樹脂粉末噴涂在極板上的方法。然而，正如本發明所述，當把極板浸入疏水性分散溶液來制備疏水性極板時，極板就能容易地被疏水性樹脂涂覆。而且，當與使用噴涂方法制備極板的電池相比時，使用此極板制備的電池具有好的疏水性。因此，電池內壓降低，從而防止電池內的電解質失效。而且，電解質均勻分布，這樣就能制備長壽命電池。
正如上面表1所示，當與噴涂粉末的方法相比時能有效地實施本發明涂覆分散溶液的方法。而且，沒有灰塵散布，從而易制備疏水性極板，并且通過控制分散水溶液的濃度就能容易地控制涂覆在極板上的氟樹脂數量。
本發明制備疏水性極板的方法也能應用于各領域制備極板的方法，例如，象電池那樣的電容器中制備以增加空氣接觸面積為目的的極板。
而且，本發明方法對為某種目的而產生疏水性來說是一有用方法。
權利要求
1.一種制備疏水性極板的方法，包括步驟用含疏水性樹脂的分散溶液涂覆極板；以及干燥所述的已涂覆的極板。
2.如權利要求1所述的制備疏水性極板的方法，其中疏水性樹脂是氟樹脂。
3.如權利要求2所述的制備疏水性極板的方法，其中分散溶液是含3-10wt％氟樹脂的水溶液。
4.如權利要求2所述的制備疏水性極板的方法，其中氟樹脂包括四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物和/或聚四氟乙烯。
5.如權利要求1所述的制備疏水性極板的方法，其中涂覆步驟通過把極板浸入分散溶液中來完成。
6.如權利要求5所述的制備疏水性極板的方法，其中保持涂覆步驟真到在極板上涂覆0.2-3.0mg/cm2的疏水性樹脂。
7.如權利要求5所述的制備疏水性極板的方法，其中浸入步驟進行1秒至5分鐘。
8.如權利要求1所述的制備疏水性極板的方法，還包括砑光步驟，以在干燥步驟后使已涂覆的極板厚度均勻。
9.一種制備疏水性模制產品的方法，包括步驟用含疏水性樹脂的分散溶液涂覆模制產品；以及干燥所述的已涂覆的模制產品。
10.如權利要求9所述的制備疏水性模制產品的方法，其中疏水性樹脂是氟樹脂。
11.如權利要求10所述的制備疏水性模制產品的方法，其中分散溶液是含3-10wt％氟樹脂的水溶液。
12.如權利要求10所述的制備疏水性模制產品的方法，其中氟樹脂包括四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物和/或聚四氟乙烯。
13.如權利要求9所述的制備疏水性模制產品的方法，其中涂覆步驟通過把模制產品浸入分散溶液中來完成。
14.如權利要求13所述的制備疏水性模制產品的方法，其中保持涂覆步驟直到在模制產品上涂覆0.2-3.0mg/cm2疏水性樹脂。
15.如權利要求13所述的制備疏水性模制產品的方法，其中浸入步驟進行1秒至5分鐘。
16.如權利要求9所述的制備疏水性模制產品的方法，還包括砑光步驟，以在干燥步驟后使已涂覆的模制產品厚度均勻。
全文摘要
一種制備疏水性極板的方法,包括用疏水性樹脂分散溶液涂覆極板和干燥已涂覆的極板的步驟,該方法能降低電池內壓,增加電池壽命。而且,當與噴涂粉末的方法相比時使用分散溶液浸入的方法能容易地制備疏水性極板。而且,沒有灰塵散落,從而易制備疏水性極板并且通過控制分散水溶液的濃度就能容易地控制涂覆在極板上的氟樹脂數量。
文檔編號H01M4/06GK1170247SQ9711140
公開日1998年1月14日 申請日期1997年5月15日 優先權日1996年5月31日
發明者崔水石, 樸俊炯, 姜秉炫, 李宗郁, 南相奉, 白旻善 申請人:三星電管株式會社