专利名称：制备疏水性极板的方法
技术领域：
本发明涉及一种制备疏水性极板的方法，尤其是涉及一种通过把极板浸入分散溶液里很容易地制备具有良好疏水性的疏水性极板的方法。
一般地，碱性蓄电池的密封镍氢电池使用金属氧化物作阳极、氢化合金作阴极。通过使氢化合金在充电期间存储电解质中的水分解所产生的氢离子以及在放电期间释放氢离子到电解质中来对此电池充电或放电。
镍氢电池使用氢化合金作负极活性材料、Ni(OH)2作正极活性材料、以及碱性水溶液作电解质。当用Ni-MH(镍—金属氢化物)电池的通式表示镍氢电池时，镍氢电池的电化学反应如下。
阳极(1)阴极(2)在上述反应中，M是能吸收或放出氢离子的氢化合金。
按照上述反应进行充放电，在充放电期间在阳极通过电化学作用产生氧气。当连续地进行充放电循环时，产生的氧气使阴极氧化以及电池内压力增加，从而降低电池容量。因此，为了通过把阳极产生的气体转移到阴极来除去气体，疏水性使阴极扩展其阴极界面，在此阴极界面上发生气体分解或吸收。
图2a表示负极板(7)，通过喷涂以箭头(11)方向移动的极板(7)来涂覆作为疏水性材料的氟树脂(fluoro-based resin)粉末。图2b表示负极板(7)，通过当喷嘴(9)以箭头(13)方向移动时喷涂固定极板(7)来涂覆作为疏水性材料的氟树脂粉末。喷涂后易蒸发的酒精被用作喷涂溶剂，水不用作溶剂，这是因为水蒸发花很长时间从而氧化极板。
如上所述，当氟树脂粉末喷涂在极板上时，在极板表面上形成三相(气-液-固)材料，这样气体容易附着在极板上。因此，气体在极板上吸收或分解，内压降低。然而，喷涂方法的缺陷是用氟树脂难以均匀涂覆极板，用作溶剂的酒精蒸发对人有害且易燃。而且，喷涂方法存在喷嘴的孔被喷射溶液树脂堵塞从而降低工作效率的问题。
为解决现有工艺的上述问题，本发明目的是提供一种制备疏水性极板的方法，它对人无害，没有着火的威胁，并且具有高工作效率。
本发明第二目的是为电池提供疏水性极板，通过使用此疏水性极板，电池具有低内压和长寿命。
在为解决上述问题研究电池疏水性极板时，本发明人发现在涂覆由疏水树脂组成的分散溶液的情况下，能容易地制备具有好的疏水性的极板。通常，本领域普通技术人员认为当使用疏水性分散溶液时，难以制备疏水性极板，并且由于为促进分散作用而加入疏水剂(即界面活性剂)时制备出差的疏水性极板。因此，在现有技术中使用了在极板上喷涂疏水性树脂粉末的方法。然而，正如本发明所述，当把极板浸入疏水性分散溶液来制备疏水性极板时极板就能容易地被疏水性树脂涂覆。而且，当与使用喷涂方法制备极板的电池相比较时，使用此极板制备的电池具有好的疏水性。因此，电池内压降低，从而防止电池内的电解质失效。而且，电解质均匀分布，这样就能制备长寿命电池。
为实现此目的，本发明提供制备疏水性极板的方法，包括步骤用含疏水性树脂的分散溶液涂覆极板；及干燥所述已涂覆极板。
在本发明中，优选疏水树脂是含氟树脂，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。当低于3％重量的氟树脂的分散溶液被用作含疏水树脂分散的分散溶液时，就不能产生具有足够疏水性的极板。而且，当高于10％重量的氟树脂的分散溶液用作含疏水树脂的分散溶液时，阴极的疏水性就增加。因此，由于电解质的渗透量降低所以使用具有过度疏水性的极板制造电池不是最好的。
而且，在本发明中，通过把极板浸入疏水性树脂来形成涂覆步骤。为在极板上获得0.2-0.3mg/cm2疏水性树脂，涂覆步骤最好进行1秒至5分钟。
在本发明方法中，因为能制造均匀厚度极板，所以在干燥步骤后最好还包括砑光(calendering)步骤。
而且本发明方法能应用于象电池极板这样的通常的模压产品以得到好的疏水性。
图1(a)是表示根据本发明的一个实施例把极板浸涂在含氟树脂的水溶液中使极板具有好的疏水性的步骤；图1(b)是表示根据本发明另一实施例把极板卷连续地浸涂在含氟树脂的水溶液中使极板具有好的疏水性的步骤；
图2(a)是表示根据传统方法把含氟树脂的水溶液喷涂在移动的极板上以得到疏水性的步骤；图2(b)是表示根据传统方法用移动喷嘴把含氟树脂的水溶液喷涂在极板上的步骤图。
结合本发明范围内的下面例子将更详细地进一步说明本发明。
例子1如图1(a)所示，镍氢电池阴极浸入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秒钟，并在60℃的炉子内干燥。通过使用辊压机砑光来控制已干燥极板的厚度以制备疏水性极板。
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的氟树脂分散溶液外，以例子1同样方法制备疏水性极板，并且如图1(b)所示极板卷(5)连续地浸入分散溶液。
对比例子1如图2(a)所示，在极板(7)移动(11)时氟树脂粉末喷涂在极板上以制备疏水性极板。
对比例子2如图2(b)所示，在喷嘴(9)移动(13)时氟树脂粉末喷涂在极板上以制备疏水性极板。
在使用上述例子和对比例子而获得的疏水性极板而制备电池后，对电池充放电100次，确定这些电池的内压和寿命(1CY.总容量的90％)，其结果如下表1所示。
表
p><p>通常，本领域技术人员认为当使用疏水性分散溶液时，难以制备疏水性极板，并且由于为促进分散作用而加入疏水剂(即界面活性剂)而制备出差的疏水性极板。因此，在传统的工艺中采用了将疏水树脂粉末喷涂在极板上的方法。然而，正如本发明所述，当把极板浸入疏水性分散溶液来制备疏水性极板时，极板就能容易地被疏水性树脂涂覆。而且，当与使用喷涂方法制备极板的电池相比时，使用此极板制备的电池具有好的疏水性。因此，电池内压降低，从而防止电池内的电解质失效。而且，电解质均匀分布，这样就能制备长寿命电池。
正如上面表1所示，当与喷涂粉末的方法相比时能有效地实施本发明涂覆分散溶液的方法。而且，没有灰尘散布，从而易制备疏水性极板，并且通过控制分散水溶液的浓度就能容易地控制涂覆在极板上的氟树脂数量。
本发明制备疏水性极板的方法也能应用于各领域制备极板的方法，例如，象电池那样的电容器中制备以增加空气接触面积为目的的极板。
而且，本发明方法对为某种目的而产生疏水性来说是一有用方法。
权利要求
1.一种制备疏水性极板的方法，包括步骤用含疏水性树脂的分散溶液涂覆极板；以及干燥所述的已涂覆的极板。
2.如权利要求1所述的制备疏水性极板的方法，其中疏水性树脂是氟树脂。
3.如权利要求2所述的制备疏水性极板的方法，其中分散溶液是含3-10wt％氟树脂的水溶液。
4.如权利要求2所述的制备疏水性极板的方法，其中氟树脂包括四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物和/或聚四氟乙烯。
5.如权利要求1所述的制备疏水性极板的方法，其中涂覆步骤通过把极板浸入分散溶液中来完成。
6.如权利要求5所述的制备疏水性极板的方法，其中保持涂覆步骤真到在极板上涂覆0.2-3.0mg/cm2的疏水性树脂。
7.如权利要求5所述的制备疏水性极板的方法，其中浸入步骤进行1秒至5分钟。
8.如权利要求1所述的制备疏水性极板的方法，还包括砑光步骤，以在干燥步骤后使已涂覆的极板厚度均匀。
9.一种制备疏水性模制产品的方法，包括步骤用含疏水性树脂的分散溶液涂覆模制产品；以及干燥所述的已涂覆的模制产品。
10.如权利要求9所述的制备疏水性模制产品的方法，其中疏水性树脂是氟树脂。
11.如权利要求10所述的制备疏水性模制产品的方法，其中分散溶液是含3-10wt％氟树脂的水溶液。
12.如权利要求10所述的制备疏水性模制产品的方法，其中氟树脂包括四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物和/或聚四氟乙烯。
13.如权利要求9所述的制备疏水性模制产品的方法，其中涂覆步骤通过把模制产品浸入分散溶液中来完成。
14.如权利要求13所述的制备疏水性模制产品的方法，其中保持涂覆步骤直到在模制产品上涂覆0.2-3.0mg/cm2疏水性树脂。
15.如权利要求13所述的制备疏水性模制产品的方法，其中浸入步骤进行1秒至5分钟。
16.如权利要求9所述的制备疏水性模制产品的方法，还包括砑光步骤，以在干燥步骤后使已涂覆的模制产品厚度均匀。
全文摘要
一种制备疏水性极板的方法,包括用疏水性树脂分散溶液涂覆极板和干燥已涂覆的极板的步骤,该方法能降低电池内压,增加电池寿命。而且,当与喷涂粉末的方法相比时使用分散溶液浸入的方法能容易地制备疏水性极板。而且,没有灰尘散落,从而易制备疏水性极板并且通过控制分散水溶液的浓度就能容易地控制涂覆在极板上的氟树脂数量。
文档编号H01M4/06GK1170247SQ9711140
公开日1998年1月14日 申请日期1997年5月15日 优先权日1996年5月31日
发明者崔水石, 朴俊炯, 姜秉炫, 李宗郁, 南相奉, 白旻善 申请人:三星电管株式会社