CN1179429C - 电池的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电池的制造方法，它采用能够增大电池体积效率的极板群与集电板的接合构造且能够适当并可靠地进行接合。采用由正极板1a、负极板2a与隔膜3构成的极板群，正极板1a与负极板2a在各自的端面上与集电板4接合，即至少集电板4的表面由镍形成，在接合部分设置由镍系合金形成的焊料5，使用电子束6将焊料5熔融且将正极板1a或者负极板2a的端面与集电板4接合。
Description
技术领域
本发明涉及电池的制造方法，特别是涉及极板的端面与集电板相接合的方法。
背景技术
作为蓄电池的构造，将正极板、负极板以及隔离板叠层后的方形构造主要地作为水溶液类蓄电池的中心。此构造是为了在局限的空间中尽量地增大电极面积，利用增大电极面积而提高极板的反应效率、还能够获得大电流等，与电池特性有很大关系。
在叠层了数枚极板的构造中，对于引出各极板中电流的构造，提出了各种方案。已知其中之一的构造是，每枚极板上装置簧片状的导体或者将导体抽出并捆成束后，与将电流引出到电槽外部的极柱相接合。
但是，使用上述构造来从各极板中引出电流的情况，由于簧片状的导体部分占有了较大的体积，大大约束了电池整体的小型化。
这里，如图8所示，考虑在叠层各极板1a、2a的同时将它们的端面直接与集电体4焊接的方法。即，将由数枚正极板1a与负极板2a形成的极板群1以及2分别与集电板4的表面以相垂直的状态极紧贴接合的方法，此时集电体4与极板群1以及2构成了T型接头。
可知在此接合方法中适用特公昭61-8539号公报所揭示的电弧焊接法以及专利第2616197号公报所揭示的电子束焊接法等，然而，对于适用于图8所示那样电池极板群与集电体的接合的情况下，为了电池的小型化因而它们之间的距离则为十分的小，因此装在各极板1a、2a将的隔离板3会由于此热量而熔化，容易引起正极板1a、2a之间的短路，存在妥当接合成为困难如此的问题。
发明内容
本发明鉴于上述以往的问题，以提供一种电池的制造方法为目的，所述方法是采用能增大电池体积效率的极板群与集电板的接合构造，同时能够妥当准确地进行接合。
本发明的电池的制造方法是使用由正极板、负极板与隔离板构成的极板群，包括下述步骤：形成由正极板、负极板及隔离板构成的极板群的步骤；将一面配置着镍类合金形成的焊料的集电板的、配有焊料的一面与任意一极板的端面紧贴的步骤；以及从所述集电板的上方照射电子束以使焊料熔融并且由此将所述正极板或者所述负极板的端面与所述集电板接合的步骤。
根据这样的方法，在极板与集电板的接合部分使用比构成它们的材料更低融点的材料，利用电子束使此焊料熔融而能够接合极板与集电板，能够抑制分配给接合部分的能量，能够抑制对隔离板为首而到其它部分的热影响而且能够准确地接合极板与集电体。
上述焊料的镍类合金最好为镍与磷的2元合金。
又，在同一集电板的数个位置上用电子束进行照射，则能够更加准确地进行接合，同时能够确保高的集电效率，且对于一部分或者全部的照射位置，由于将不相邻的照射位置进行连续地照射，则在电子束的照射部分完全冷却之后在对相邻的部分用电子束进行照射，因此能够正真地减小热影响。
又，利用将电子束的照射量在集电板的宽方向进行变化，特别是由于在两端上热的发散较大，例如在集电板的宽度方向连续地照射电子束，在此两端部反复照射电子束等，由于使两端上的照射为多，能够得到整体上均匀地接合状态。
又，将电子束预先照射到光束集电极，在输出稳定之后再照射极板与集电板之间的接合部分，此后经过光束集电极，照射下一极板与集电板之间的接合部分，这样能够得到稳定的、可靠性高的接合状态。
又，在同一处利用多次进行电子束的照射，即使使用每次照射能量小的小型的、价格低的电子束，也能够确保足够的输入热量，同时利用多次照射，从一端到另一端数以万遍地照射电子束6且均匀地输入热量，能够得到可靠性高的接合。
附图说明
图1是表示本发明电池制造方法的一实施形态中极板与集电板接合时的状态的立体图。
图2是图1A-A线部分的扩大的剖面图。
图3是表示同实施形态中极板与集电板接合工序的立体图。
图4是同实施形态中电子束照射方法的说明图。
图5是同实施形态中接合的部分与接合顺序的说明图。
图6是表示同实施形态中接合部分状态的说明图。
图7是表示同实施形态中接合部分位置与电子束输出的关系的曲线图。
图8是表示以往的示例中极板群与集电板接合时状态的立体图。
1 正极板群
1a 正极板
2 负极板群
2a 负极板
3 隔离板
4 集电板
5 焊料
6 电子束
8 光束集电极
具体实施方式
以下，参照图1～图7对本发明的电池的制造方法其一个实施形态进行说明。
在图1中，将由数枚正极板1a与负极板2a构成的极板群1及2分别以直立的状态紧贴在集电板4的表面上。在数枚正极板1a以及负极板2a的端面与集电板4之间，夹着由比它们融点更低的材料形成的焊料5而这样构成的。
在此集电板4上，从极板群1、2相对侧起用电子束照射并加热，由此进行接合。电子束的6的照射，就数处来说是在极板的长方向相垂直的方向而摆动，在照射了电子束6的集电板4的表面上形成了熔融珠7。又，图示了将电子束6以直线形式照射的例子，但在每一与极板粘合的位置上，也可以进行光点加热。
在图2中表示了接合部的剖面构造。利用电子束6的照射，在集电体4内部，一部分熔融而形成熔融珠7，利用此热量由熔融的低融点材料形成的焊料5成为角焊而构成了接合部分。这种情况与单纯的T型接头相比不仅接合部分的面积显著地增大，而且由于通过比熔结更小的输入热量形成接合部分，利用电子束6的穿透等不会损伤其它部件，则能够提高接合的稳定性。
就构成本实施形态的焊料5其低融点材料来说，特别地要求它对于作为电解液的强碱性水溶液具有耐久性。对于在电解液中使用了KOH那样的镍·镉蓄电池、镍·氢蓄电池，镍类合金是可的。特别地，在镍中含有数％～数10％的以磷为主2元素类合金与电解液不会反应，能够作为低融点的材料而使用。又，由Ni-Cr-B-Si这样4元素形成的合金具有900℃的融点，而上述Ni-P类合金为950℃，由于至少比集电板4与极板1a、2a的表面上使用的镍的融点更低，利用电子束6输入的热量就可以较少，适合作为本实施形态使用的低融点材料。
其次，参照图3对电池的制造工序进行说明。首先，如图3(a)所示，将正极板1a、负极板1b与隔离板3相互交替叠层形成正极以及负极的极板群1、2。此时，使得一面上一种极性的极板突出、另一面上另一种极性的极板突出而这样配置。其次，如图3(b)所示，将一面配置着低融点材料的焊料5的集电体4，与配置着此焊料5的面在任意一侧的极板的端面紧贴。此后，从上方将集电板4进行加压，确保极板群1或者2的端面与集电板4的焊料5紧贴，从集电板4的上方用电子束6照射。本实施形态中，用电子束6进行照射使得在极板的端面上、从垂直方向起按极板的排列方向形成数条熔融珠7。因此，形成数个各极板1a或者2a与集电板4的接合点。接着，如图3(c)所示，反置极板群的上下面，将另一极性的极板2a或者1a与集电板4如上述同样地接合。通过这些工序，完成了极板群1、2与集电板4的接合。
利用电子束6照射，在集电板4与极板群1或者2接合的时候，如图4所示，首先在光束集电极8上用电子束6进行照射，使电子束6稳定之后，作为焊接对象工作处的集电板4上，由电子束6移动、焊接。从光束集电极8到集电板4的移动为约为0.1msec左右。这样在使电子束稳定之后，通过照射集电板4，通常能够利用稳定了的电子束6将集电板4与极板群1或者2进行接合。
又，电子束6对于集电板4的每一列相当于100msec左右进行照射。此时，由于电子束6以5KHz的速度进行照射，则每一列被连续照射约500次。因此，利用较小输出小型的、低价格的电子束装置输出的电子束6能够进行接合，同时利用多次照射，从一端到另一端能够数以万遍地照射电子束6且均匀地输入热量，将焊料5均匀地熔化并且能够接合集电板4与极板群1、2的端面。
又，在集电板4上空开一定的间隔，平行地形成数列熔融珠7的情况下，将第1列用约100msec电子束照射之后，以0.1msec移向下一列、喷镀第2列。在再下一列也是同样地以0.1msec移向它，重复以下的动作而进行数条的喷镀。
再者，电子束6的照射顺序是在相邻的照射列间的间隔狭窄情况下，不连续地而是空开一定的间隔、不同顺序地进行喷镀，因此由于使电子束6在局部上长时间地照射，则防止对其它组成部件产生热影响。例如，图5的示例中，照射第1列后，跳过狭窄间隔的第2列而第2回照射第3列，在此后列间具有足够间隔的第4～6列进行第3～5回连续地照射，接着返回到第2列进行第6回照射，最后在与第6列间隔狭窄的第7列进行第7回照射。
又，在电子束6的每一次照射中，如图6、图7所示，将在照射幅度方向上变化它的输出。即，将接合部分的端部与中央部分比较散热性较好且集中了焊料5，如照射输入热量不大，则恐怕不能进行接合。如图7所示，两端部分的照射输入热量与中央部分相比是较大的。具体地，如图6所示，从一端到中央部分、到另一端数回连续照射电子束6，形成覆盖两端之间的熔融珠7之后，仅在两个端部再次数回进行照射，由此形成照射输入热量大的点束痕迹9。
根据本实施形态，如上述那样，在极板群1、2与集电板4的接合部分通过具有比构成这些材料更低融点的焊料5，利用在此照射电子束6而熔融焊料5，由于极板1a、2a与集电板4向接合着，能够控制分配给接合部分的能量同时能够准确地进行接合，从隔离板3为首到接合部分以外的部分不会受到热影响，能够准确地接合极板1a、2a与集电体4。
根据本发明的电池的制造方法，从以上的说明可知，在极板与集电板之间通过比它们使用的材料更低融点的材料，通过用电子束使此低融点的材料熔融而接合极板与集电体，与直接将极板与集电板焊接的情况相比较，能够以较小的输入热量来进行接合，因此能够抑制对以隔离板为首而到其它部分的热影响，同时能够提高接合部分的可靠性。所以，根据本发明能够提供一种可靠性高的蓄电池。
Claims (7)
1.一种电池的制造方法，它是采用正极板、负极板及隔离板形成的极板群，其特征在于，包括下述步骤：
形成由正极板、负极板及隔离板构成的极板群的步骤；
将一面配置着镍类合金形成的焊料的集电板的、配有焊料的一面与任意一极板的端面紧贴的步骤；以及
从所述集电板的上方照射电子束以使焊料熔融并且由此将所述正极板或者所述负极板的端面与所述集电板接合的步骤。
2.如权利要求1所述的电池的制造方法，其特征在于，
所述镍类合金是镍与磷的2元合金。
3.如权利要求1所述的电池的制造方法，其特征在于，
用电子束照射同一集电板上的数个位置且对于一部分或者全部的照射位置来说，连续地照射不相邻的位置。
4.如权利要求1所述的电池的制造方法，其特征在于，
将电子束的照射量在所述集电板的宽方向上进行变化。
5.如权利要求4所述的电池的制造方法，其特征在于，
在所述集电板的宽方向上连续照射电子束且在所述集电板的两端部分上反复照射电子束。
6.如权利要求1所述的电池的制造方法，其特征在于，
预先将电子束照射到光束集电极，在输出稳定之后再照射所述极板与所述集电板的接合部分，此后经过光束集电极而照射下一个极板与集电板的接合部分。
7.如权利要求1所述的电池的制造方法，其特征在于，
在同一处进行多次电子束的照射。
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