DE60133472T2 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von elektrodenplatten für zellen und diese elektrodenplatten verwendende zelle - Google Patents

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Description

  • Technisches Anwendungsgebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Batterie-Elektrodenplatte, die verwendet wird in einer aufladbaren Batterie, so wie in einer Nickel-Metallhydrid-Batterie oder einer Nickel-Cadmium-Batterie, und genauer gesagt auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen einer nicht-gesinterten Batterie-Elektrodenplatte, einschließlich eines geschäumten Metallkern-Substrats, das mit einem aktiven Material imprägniert ist, und einer Batterie, welche solch eine Batterie-Elektrodenplatte verwendet.
  • Stand der Technik
  • Unter den Elektrodenplatten für aufladbare Batterien zeigen jene, die unter Verwendung eines geschäumten Metalls mit einer dreidimensionalen Netzwerkstruktur als ein Kernsubstrat erzeugt werden, durch das Imprägnieren des Kernsubstrats mit einem aktiven Material, eine vergleichsweise ausgezeichnete Entladeleistung und sind weit verbreitet. Zudem bestand in den letzten Jahren eine starke Nachfrage nach Verbesserungen bezüglich der Schnellentladeeigenschaften von Batterien, und infolgedessen wurden neue Batterieelektrodenplatten-Herstellungsverfahren vorgeschlagen, so wie die in den 7A bis 7E gezeigten, die in der japanischen offengelegten Patentveröffentlichung Nr. 2000-77054 gezeigt werden. Zuerst, in einem ersten Pressverfahren, werden zwei Schlitze 2 mit einer vorbestimmten Breite in einem Kernsubstrat 1 gebildet, welches aus einem geschäumten Metall zusammengesetzt ist, wobei die zwei Schlitze parallel mit beiden Kanten des Kernsubstrats eingerichtet sind. Sobald das Kernsubstrat 1 mit einem aktiven Material 3 imprägniert ist, wird das aktive Material 3, das im Inneren der Schlitze 2 angelagert ist, durch die Verwendung einer Bürste oder ähnlichem entfernt. Darauf folgend in einem zweiten Pressverfahren wird das Kernsubstrat 1 drei Press-Arbeitsschritten ausgesetzt und in eine Form verwandelt, die in 7C gezeigt ist, in welcher die gesamte Oberfläche mit dem Boden der Schlitze 2 einen ebenen Zustand aufweist. Die Abschnitte, in denen die Schlitze 2 geformt wurden, werden dann einem Beseitigungsschritt des aktiven Materials ausgesetzt, durch die Verwendung einer Bürste und einem Luft-Gebläse, um ungeschützte Abschnitte des Kern-Substrats 4 zu bilden, wie in 7D gezeigt. Das Kern-Substrat 1 wird dann geschnitten, wobei Batterie-Elektrodenplatten 7 gebildet werden.
  • Ein Stromabnehmer 7b einschließlich dem ungeschützten Abschnitt des Kern-Substrats 4 ist auf einer Kante der Batterie-Elektrodenplatte 7 gebildet, und eine zylindrische Elektrodengruppe, die durch das Wickeln dieser Elektrodenplatte gebildet ist, weist einen Stromabnehmer auf einer Endoberfläche auf. Weil diese Elektrodengruppe einheitlich entlang der gesamten Länge der Batterie-Elektrodenplatte Strom sammelt, verbessert sich die Stromsammelleistung. Zudem, durch das Einsetzen eines Tab-Less-Verfahrens, bei dem eine Strom sammelnde Bleiplatte an den vorstehend genannten Stromabnehmer geschweißt ist, verbessern sich die Stromsammeleigenschaften merklich, welches ermöglicht, die Anforderungen der Verbesserungen bezüglich der Schnellentladeeigenschaften zu erfüllen.
  • Jedoch leidet die Batterie-Elektrodenplatte 7, die durch die vorstehend genannten Verfahren präpariert ist, unter den im Folgenden beschriebenen Problemen. Ein erstes Problem besteht darin, dass sich, weil sich Unterschiede in der Imprägnierungsdichte des aktiven Materials 3 innerhalb der mit aktivem Material imprägnierten Abschnitte 7a ergeben, Schwankungen in der Kapazität von Batterien ergeben, die durch Nutzung dieser Batterie-Elektrodenplatten 7 hergestellt werden, und so – wenn sie für eine Batterie verwendet werden – eine erhöhte Wahrscheinlichkeit hinsichtlich einer übermäßigen Ladung oder übermäßigen Entladung besteht.
  • Ein zweites Problem ist, dass – weil eine Grenzlinie 7c zwischen dem mit aktiven Material imprägnierten Abschnitt 7a und dem Stromabnehmer 7b nicht ein richtige gerade Linie darstellt – die Genauigkeit der Abmessungen und die Form der Batterie-Elektrodenplatte 7 gering ist, was zu einer Reduzierung bezüglich der Stromsammelfunktion einer Batterie führt, die durch die Nutzung dieser Batterie- Elektrodenplatte 7 produziert wird, und zu einem Versagen führt, Schnellentladeeigenschaften zu erzielen.
  • Ein drittes Problem besteht, weil das Entfernen des aktiven Materials 3 von dem Stromabnehmer 7b nicht perfekt ist, indem eine erhöhte Wahrscheinlichkeit des Auftretens von unzufriedenstellenden Schweißergebnissen besteht, während der Befestigung der Stromsammel-Bleiplatte an dem Stromabnehmer 7b, was zu einer reduzierten Ausbeute führt. Das Entfernen des aktiven Materials durch die Verwendung einer Bürste und eines Luft-Gebläses ist ebenso ineffizient und führt zu einer Reduzierung der Produktivität.
  • Ein viertes Problem besteht darin, dass sich die Breite der ungeschützten Abschnitte des Kern-Substrats 4, die in 7D gezeigt sind, vor dem Schneiden von dem voreingestellten Wert unterscheidet. Infolgedessen kann kein Verfahren angewendet werden, bei dem der ungeschützte Abschnitt des Kernsubstrats im rechten Winkel gefaltet und dann komprimiert wird, um den Stromabnehmer zu bilden, und so wird es unmöglich, die mechanische Stärke des Stromabnehmers oder eine gute Hochstromabnehmer-Fähigkeit sicherzustellen.
  • Ein fünftes Problem besteht darin, dass die Batterie-Elektrodenplatten 7, die durch das Schneiden des Kernsubstrats 1 erzielt werden, beeinflussbar sind, um sich in einer Bogenform zu krümmen. Wenn die Batterie-Elektrodenplatte 7 in einer Spiralform gewunden ist, um eine Elektrodengruppe zu bilden, kann diese Krümmung die Ursache sein für ein Webmuster, welches zu einer Elektrodengruppe in einer nicht zufriedenstellenden Form führen kann. Ferner geschieht nicht nur dieses Krümmen, sondern – gesehen als Vergrößerung unter einem Mikroskop – es ist offensichtlich, dass sich auch feine Risse entwickeln können an dem Grenzbereich zwischen dem mit aktiven Material imprägnierten Abschnitt 7a und dem Stromabnehmer 7b, und Abschnitte des metallischen Gerüsts des Kernsubstrates 1 zerreißen, was zu einer Verschlechterung bezüglich der Stärke führt. Infolgedessen ist diese Art von Batterie-Elektrodenplatten 7 anfällig für Probleme, so wie Aussetzer des aktiven Materials 3, Kurzschlüsse und eine Verschlechterung in der elektrischen Leitfähigkeit.
  • Die japanische offengelegte Patenveröffentlichung Nr. 2000-77054 offenbart ein anderes Verfahren zum Herstellen einer Batterie-Elektrodenplatte. Dieses Ver fahren schließt das Imprägnieren eines Kernsubstrats als ein Ganzes ein, das zusammengesetzt ist aus einem geschäumten Metall mit einem aktiven Material, wobei anschließend eine Press-Arbeit ausgeführt wird, um das Kernsubstrat als Ganzes auf eine vorbestimmte Dicke zu komprimieren, und dann das Bilden von ungeschützten Abschnitten des Kern-Substrats durch das Entfernen des aktiven Materials von bestimmten Bereichen durch die Verwendung einer Ultraschallschwingungs-Vorrichtung.
  • Weil die Grenzlinie zwischen den mit aktivem Material imprägnierten Abschnitten und dem Stromabnehmer der Batterie-Elektrodenplatte keine wirklich gerade Linie ist, besteht bei diesem Verfahren jedoch eine Verschlechterung in der Stromabnehmer-Funktion einer Batterie, die Hergestellt wird durch die Verwendung dieser Batterie-Elektrodenplatte, und es sind Schnellentladeeigenschaften nicht zu erzielen. Grund dafür ist, dass Ultraschallschwingungen mit hoher Amplitude angelegt werden müssen, um das aktive Material nach der Press-Arbeit zu entfernen, und infolgedessen wird selbst das aktive Material in den Bereichen entfernt, welche die ungeschützten Abschnitte des Kern-Substrats umgeben. Zudem besteht die Gefahr, dass das metallische Gerüst des Kern-Substrats einen Schaden oder eine Verschlechterung erleiden kann, wenn es Ultraschallschwingungen mit einer hohen Amplitude ausgesetzt ist.
  • Folglich zieht die vorliegende Erfindung die vorstehend genannten herkömmlichen Probleme in Betracht, mit einem Ziel, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen einer Batterie-Elektrodenplatte vorzustellen, bei der sich keine Unterschiede in der Imprägnierdichte des aktiven Material ereignen, die Grenzlinie zwischen dem mit aktivem Material imprägnierten Abschnitten und dem Stromabnehmer eine wirklich gerade Linie darstellt, der Restanteil des aktiven Materials in dem Stromabnehmer gering ist und der gesamte Stromabnehmer eine vorbestimmte Breite aufweist, so wie auch eine Batterie vorzustellen, welche solch eine Batterie-Elektrodenplatte verwendet.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Um die vorstehende Aufgabe zu erfüllen schließt ein Verfahren zum Herstellen einer Batterie-Elektrodenplatte gemäß der vorliegenden Erfindung einen Imprägnierschritt mit aktivem Material zum vollständigen Imprägnieren eines porösen Kern-Substrats, welches wie ein dünne Platte geformt ist, mit einem aktiven Material; einen Pressschritt zum Ausführen einer Press-Arbeit auf dem mit aktivem Material imprägnierten Kern-Substrat zum Formen einer Vielzahl von schienenförmigen Vorsprüngen; einen Beseitigungsschritt des aktiven Materials zum Beseitigen des aktiven Materials zum Bilden von ungeschützten Abschnitten des Kern-Substrats durch Aufbringen von Ultraschall-Vibrationen auf die schieneförmige Vorsprünge; einen Flachdrückschritt zum Hinabdrücken der Oberseite der ungeschützten Abschnitte des Kern-Substrats und zum Komprimieren der ungeschützten Abschnitte hinunter auf ein mit den anderen Abschnitten identisches Niveau; und ein Schneideschritt zum Schneiden vorbestimmter Abschnitte inklusive der ungeschützten Abschnitte des Kern-Substrats, um einzelne Batterie-Elektrodenplatten zu erzeugen.
  • Eine Elektrodengruppe, die erzeugt wird durch das spiralförmige Wickeln der Batterie-Elektrodenplatten einer positiven und einer negativen Elektrode, produziert durch das vorstehende Verfahren, mit einem dazwischen eingerichteten Separator, kann innerhalb eines zylindrischen Batteriegehäuses platziert werden, um eine zylindrische Batterie zu bilden.
  • Ein anderes Verfahren zum Herstellen einer Batterie-Elektrodenplatte gemäß der Erfindung umfasst einen Imprägnierschritt mit aktivem Material zum vollständigen Imprägnieren eines porösen Kern-Substrats, welches wie eine dünne Platte geformt ist, mit einem aktiven Material; einen Pressschritt zum Ausführen einer Press-Arbeit auf dem mit aktivem Material imprägnierten Kern-Substrat zum Formen einer Vielzahl von schienenförmigen Vorsprüngen; einen Beseitigungsschritt des aktiven Materials zum Beseitigen des aktiven Materials zum Bilden von ungeschützten Abschnitten des Kern-Substrats durch Aufbringen von Ultraschall-Vibrationen auf die schienenförmigen Vorsprünge; einen Schritt zum Komprimieren der ungeschützten Abschnitte des Kernsubstrats zum Komprimieren der ungeschützten Abschnitte des Kern-Substrats; einen Bleischweißab schnitt zum Nahtschweißen eines Bleibandes auf die ungeschützten Abschnitte des Kern-Substrats; und einen Schneideabschnitt zum Schneiden vorbestimmter Abschnitte, inklusive des Bleibandes, um individuelle Batterie-Elektrodenplatten zu erzeugen.
  • Eine Elektrodengruppe, die erzeugt wird durch das abwechselnde Laminieren der Batterie-Elektrodenplatten einer positiven und einer negativen Elektrode, produziert durch das vorstehende Verfahren, mit einem dazwischen eingerichteten Separator, kann innerhalb eines prismatischen Batteriegehäuses platziert werden, um eine prismatische Batterie zu bilden.
  • Eine Vorrichtung zum Herstellen einer Batterie-Elektrodenplatte der vorliegenden Erfindung schließt Folgendes ein: eine Streifenwalzen-Pressvorrichtung zum Ausführen einer Press-Arbeit auf einem mit aktivem Material imprägnierten Kern-Substrat, das auf einem porösen Kern-Substrat gebildet ist, welches wie eine dünne Platte geformt ist, um eine Vielzahl von schienenförmigen Vorsprüngen zu bilden; und eine Vorrichtung zum Beseitigen von aktivem Material, welche Folgendes umfasst: eine Ultraschall-Vibrationsvorrichtung zum Aufbringen von Ultraschallvibrationen auf die schienenförmigen Vorsprünge, durch in Kontakt bringen eines Ultraschall-Erzeugungshorns mit den Vorsprüngen, und eine Vakuum-Saugvorrichtung zum Aufsaugen des durch das Anlegen von Ultraschall-Vibrationen beseitigten aktiven Materials, welche in einer gegenüberliegenden Position unter jeder der Ultraschall-Vibrationsvorrichtungen angeordnet ist.
  • Eine andere Vorrichtung zum Herstellen einer Batterie-Elektrodenplatte der Erfindung schließt eine Steifenwalzen-Pressvorrichtung ein zum Ausführen einer Press-Arbeit auf einem porösen Kern-Substrat, welches wie eine dünne Platte geformt ist und welches durchgehend mit einem aktiven Material imprägniert wurde, um eine Vielzahl von schienenförmigen Vorsprüngen zu bilden; eine Vorrichtung zum Beseitigen von aktivem Material, welche eine Ultraschall-Vibrationsvorrichtung zum Aufbringen von Ultraschall-Vibrationen auf die schienenförmigen Vorsprünge durch in Kontakt bringen eines Ultraschall-Erzeugungshorns mit den Vorsprüngen und eine Vakuum-Saugvorrichtung zum Aufsaugen des durch das Anlegen von Ultraschall-Vibrationen beseitigten aktiven Materials, welche in einer gegenüberliegenden Position unter jeder der Ult raschall-Vibrationsvorrichtungen angeordnet ist, beinhaltet; eine Schweißvorrichtung zum Nahtschweißen eines Bleibandes auf die ungeschützten Abschnitte des Kern-Substrats, welche durch den Schritt zum Beseitigen des aktiven Materials gebildet wurden; und einen Schneidkörper zum Schneiden vorbestimmter Abschnitte inklusive des Bleibandes zum Formen individueller Batterie-Elektrodenplatten.
  • Kurze Beschreibung der Figuren
  • Es zeigen:
  • 1A, 1B, 1C, 1D, 1E und 1F perspektivische Ansichten, welche die Sequenzen der Herstellungsschritte bei einen Verfahren zum Herstellen einer Batterie-Elektrodenplatte gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;
  • 2A eine Vorderansicht einer Streifenwalzen-Pressvorrichtung, die bei einem Press-Schritt des vorstehenden Verfahrens verwendet wird, und 2B eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts II B von 2A;
  • 3A eine Vorderansicht einer Beseitigungsvorrichtung des aktiven Materials, die in dem Beseitigungsschritt des aktiven Materials verwendet wird, und 3B eine Seitenansicht der Beseitigungsvorrichtung von der rechten Seite aus gesehen;
  • 4 eine teilweise weggeschnittene perspektivische Ansicht, die eine zylindrische Batterie zeigt, welche eine Batterie-Elektrodenplatte enthält, die durch das vorstehende Verfahren hergestellt wurde;
  • 5A, 5B, 5C, 5D, 5E, 5F und 5G perspektivische Ansichten, welche die Sequenz der Herstellungsschritte zeigen, bei einem Verfahren zum Herstellen einer Batterie-Elektrodenplatte gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
  • 6 eine teilweise weggeschnittene perspektivische Ansicht, die eine prismatische Batterie zeigt, welche eine Batterie-Elektrodenplatte enthält, die durch das vorstehende Verfahren hergestellt wurde; und
  • 7A, 7B, 7C, 7D, 7E, 7F und 7G perspektivische Ansichten, welche die Sequenz der Herstellungsschritte bei einem herkömmlichen Verfahren zum Herstellen einer Batterie-Elektrodenplatte zeigen.
  • Bestes Verfahren zum Ausführen der Erfindung
  • Es folgt eine Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren. 1A bis 1F sind perspektivische Ansichten, welche die Sequenz von Herstellungsschritten bei einem Verfahren zum Herstellen einer Batterie-Elektrodenplatte gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt. Zuerst wird ein Kern-Substrat 1 als Ganzes, das aus einer rechteckigen Schicht aus geschäumtem Metall einer vorbestimmten Größe gebildet ist, gezeigt in 1A, mit einem aktiven Material 3 imprägniert, wie in 1B gezeigt. Das aktive Material 3 wird imprägniert in das vollständig flache Kern-Substrat 1, vor dem Schritt der Press-Arbeit, und wird so mit einer einheitlichen Dichte im ganzen Kern-Substrat 1 imprägniert, und außerdem weil die Oberfläche des Kern-Substrats 1 nicht ungleichmäßig ist, da dort nämlich keine Höhenunterschiede bestehen, wird das aktive Material 3 innerhalb des Substrats gebunden ohne zu fließen, und folglich trocknet es, während die einheitliche Imprägnierdichte beibehalten wird. In dieser Ausführungsform ist das Kern-Substrat 1 ein geschäumtes Nickel-Metall mit dreidimensionaler Netzwerkstruktur, und ist zum Beispiel als eine rechteckige dünne Schicht mit einer Dicke von 1,24 mm gebildet. Jedoch sollte das Herstellungsverfahren dieser Ausführungsform vorzugsweise angewendet werden an einem Kern-Substrat des zusammenhängenden Streifen-Typs, nämlich einem Band-Kern-Substrat.
  • Als nächstes, wie in 1C gezeigt, wird die ganze Oberfläche des Kern-Substrats 1 mit der Ausnahme jener Abschnitte, welche ungeschützte Abschnitte des Kernsubstrats 13 in den folgenden Schritten bilden, einer Press-Arbeit ausgesetzt, und die Dicke des Substrats wird auf ungefähr die Hälfte zusammengepresst, zum Beispiel von den vorstehend genannten 1,24 mm hinunter auf 0,6 mm. An diesem Punkt werden zwei parallele schienenförmige Vorsprünge 8, 8 gebildet, mit einer Dicke von in etwa 0,9 mm bis 1,1 mm. Eine Streifenwalzen-Pressvorrichtung 9, so wie die in 2A gezeigt, wird verwendet für diese Press-Arbeit.
  • 2A ist eine Vorderansicht der Streifenwalzen-Pressvorrichtung 9 und 2B ist eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts II B von 2A. Die Streifenwalzen-Pressvorrichtung 9 schließt eine unterstützende Presswalze 10 und eine arbeitende Presswalze 11 ein, wobei die unterstützende Presswalze 10 an einem feststehenden Punkt gehalten wird, aber frei ist um zu rotieren, und die arbeitende Presswalze 11 einem vorbestimmten Druck ausgesetzt ist, in Richtung auf die unterstützende Presswalze 10. Folglich besitzt die arbeitende Presswalze 11 eine Steifigkeit, die in der Lage ist, dem angelegten Druck standzuhalten, und ist ausgestattet mit ringförmigen Schlitzen 12, 12 an zwei vorbestimmten Positionen um den Umfang der Walze, um die Vorsprünge 8, 8 zu bilden. Wie in 2B gezeigt, sind die Öffnungsrandabschnitte der zwei Seitenwände 12a, 12b der ringförmigen Schlitze 12 gekrümmte Oberflächen mit einem Krümmungsradius R von zum Beispiel 0,3 mm bis 0,6 mm.
  • Ferner weisen die zwei Presswalzen 10, 11 vergleichsweise große Walzendurchmesser von beispielsweise 550 mm auf, und bei dem Press-Schritt dieser Ausführungsform wird das mit aktivem Material imprägnierte Kernsubstrat 1, welches zwischen den zwei Presswalzen 10, 11 hindurchtritt, von dem Zustand, der in 1B gezeigt ist, zu dem Zustand, der in 1C gezeigt ist, in einem einzelnen Press-Arbeitsschritt verarbeitet, in dem ein vergleichsweise großer Druck von beispielsweise 300 Tonnen angewendet wird. Die Neigung der zwei schienenförmigen Vorsprünge 8, 8, die auf diese Weise gebildet sind, wird bestimmt durch die Abmessungen der ringförmigen Schlitze 12 und entspricht präzise dem voreingestellten Wert.
  • Während ein herkömmliches Verfahren zum Herstellen einer Batterie-Elektrodenplatte zwei Press-Schritte einschließt, wird bei dem Herstellungsverfahren dieser Ausführungsform nur ein Press-Schritt zum Bilden der zwei Vorsprünge 8, 8 benötigt, und so wird eine Verlängerung und Verformung des Kern-Substrats unterdrückt, auch wenn der einzelne Press-Schritt in der Lage sein muss, die vorbestimmte Dicke und die vorbestimmte Imprägnierungsdichte des aktiven Materials 3 – wie vorstehend beschrieben – sicherzustellen. Infolgedessen zeigen Versuchsergebnisse, dass 3 Tonnen Belastung pro 1 cm Breite von Elektrodenplatten notwendig waren. In der Praxis sollte – um eine einheitliche Breite für die Vorsprünge 8 entlang des gesamten Substrats sicherzustellen – der Spalt zwischen den zwei Presswalzen 10, 11 vorzugsweise geweitet sein und bei einem Wert von beispielsweise 0,3 mm festgelegt werden, und in einem solchen Fall ist ein angewendeter Druck von 10 Tonnen pro cm erforderlich.
  • Weil ein geschäumtes Metall, das aus reinem Nickel gebildet ist – welches eine exzellente Dehnungsfähigkeit aufweist – für das Kern-Substrat 1 verwendet wird, während des Press-Schrittes, zeigen jene Anschnitte mit einer hohen Imprägnierungsdichte des aktiven Materials 3 einen höheren Grad an Verlängerung. Diese Veränderung wird unterdrückt durch das Erhöhen des Walzendurchmessers der Presswalzen 10, 11. Zum Beispiel, während eine Presswalze mit einem Durchmesser von 400 mm, verwendet in dem zweiten Press-Schritt des herkömmlichen Herstellungsverfahrens, das in 7C gezeigt ist, eine Verlängerung in der Längsrichtung von zwischen 3,3% und 3,5% erzeugt, erzeugen die Presswalzen 10, 11 mit einem Durchmesser von 550 mm, verwendet in der Ausführungsform, eine Verlängerung zwischen 1,7% und 1,9% mit demselben Kompressionsverhältnis. Mit anderen Worten: je größer der Walzen-Durchmesser, desto geringer wird die Verlängerung des Kern-Substrats 1 sein. Grund für diese Beobachtung ist, dass je größer der Durchmesser der Presswalzen wird, desto näher kommt der Vorgang der Flach-Press-Arbeit. Folglich, wenn die Presswalzen 10, 11 mit großem Walzendurchmesser verwendet werden, dann werden Unterschiede in dem Dehnungsgrad, die aus den Unterschieden in der Imprägnierungsdichte des aktiven Materials 3 resultieren, unterdrückt.
  • Ferner, bei dem zweiten Press-Schritt des herkömmlichen Herstellungsverfahrens, wird ein Pressen dreimal ausgeführt, während eine verhältnismäßig kleine Presswalze mit einem Durchmesser von 400 mm verwendet wird, und erzeugt eine Ausdehnung in der Längsrichtung von 6%. Diese Ausdehnung ist der Grund für die bogenförmige Verbiegung, die eintritt, wenn das Kern-Substrat 1 in die individuellen Batterie-Elektrodenplatten 7 geteilt wird. Im Gegensatz dazu bei dem Press-Schritt des Herstellungsverfahrens dieser Ausführungsform – weil nur ein einzelnes Press-Arbeitsverfahren ausgeführt wird, durch die Verwendung der Presswalzen 10, 11 mit vergleichsweise großen Durchmessern –, wird die Verlängerung in der Längsrichtung auf einen Wert zwischen 1,7% und 1,9% beschränkt, wie vorstehend beschrieben, und wenn das Kern-Substrat 1 geteilt wird in individuelle Batterie-Elektrodenplatten 9 in einem folgenden Schritt, ereignet sich fast kein Verbiegen oder Zerspringen.
  • Ferner, in dem Press-Schritt – weil die Öffnungsrand-Abschnitte der zwei Seitenwände 12a, 12b der ringförmigen Schlitze 12, gebildet in der arbeitenden Presswalze 11, gebogene Oberflächen mit einem Krümmungsradius R von 0,3 mm bis 0,6 mm sind, – sind die Grenzen zwischen den Vorsprüngen 8, 8 und den umgebenden Bereichen deutlich definiert, und ferner ereignet sich nicht ein Brechen oder eine Verschlechterung des Metallgerüsts des Kern-Substrats 1 während der Press-Arbeit. Wenn der Radius der Krümmung R der gebogenen Oberflächen festgelegt wird auf einen größeren Wert als den Bereich von 0,3 mm bis 0,6 mm, kann das aktive Material 3 der Kante der Vorsprünge 8, 8 abfallen und die Grenzen zwischen den Vorsprüngen 8, 8 und die umgebenden Bereiche werden unklar, während, wenn der Radius der Krümmung R kleiner ist als der vorstehend genannte Bereich, eine Gefahr des Brechens oder der Verschlechterung des Metallgerüsts des Kern-Substrats 1 besteht, und eine Batterie, die hergestellt wird durch die Verwendung solch einer Batterie-Elektrodenplatte, würde eine reduzierte Stromsammelleistung anzeigen.
  • Darauf folgend wird in einem Beseitigungsschritt des aktiven Materials, der in 1D gezeigt wird, das aktive Material 3, das innerhalb der zwei Vorsprünge 8, 8 imprägniert ist, entfernt, wobei zwei schienenförmige ungeschützte Abschnitte des Kern-Substrats 13, 13 gebildet werden. Die 3A und 3B zeigen eine Beseitigungsvorrichtung für aktives Material 14, die in diesem Schritt verwendet wird, wobei 3A eine Vorderansicht und 3B eine Seitenansicht von der rechten Seite aus gesehen ist. Die Beseitigungsvorrichtung für aktives Material 14 schließt ein Paar Ultraschall-Vibrationsvorrichtungen 17, 17 ein – um das aktive Material abzustreifen und zu entfernen, indem Ultraschall-Erzeugungshörner 17a, 17a in Kontakt mit den Oberseiten der Vorsprünge 8, 8 gebracht werden, und das Anlegen von Ultraschallvibrationen – und ein Paar Vakuum-Ansaugvorrichtungen 18, 18, das in einer gegenüberliegenden Position unter jeder der Ultraschall-Vibrationsvorrichtungen 17, 17 zum Ansaugen des aktiven Materials 3, welches abgestreift und entfernt wurde, positioniert ist.
  • Die Ultraschall-Erzeugungshörner 17a weisen eine geneigte Oberfläche 17b auf, mit einer abwärts gerichteten Neigung in der Richtung der Bewegung des Kern-Substrats 1, an der Kontaktoberfläche mit dem Kern-Substrat 1, und diese geneigte Oberfläche 17b verhindert einen Schaden am dem Kernsubstrat 1. Ferner, um einen Abrieb zu reduzieren, sind die geneigte Oberfläche 17b und eine flache Kontaktoberfläche 17c, welche eine Verlängerung der geneigten Oberfläche 17b darstellt, gebildet durch die Verwendung von gesinterten Carbiden, und der Hauptkörper des Ultraschall-Erzeugungshorns 17a ist aus Titan gebildet.
  • Gemäß dieser Entfernungsvorrichtung für aktives Material 14, wird das Kern-Substrat 1 in der Richtung des Pfeils bewegt, welcher in 3B gezeigt wird, wobei die Oberseiten der Vorsprünge 8, 8 in Kontakt mit den Ultraschall-Erzeugungshörnern 17a des Paares von bezüglich ihrer Position feststehenden Ultraschall-Vibrationsvorrichtungen 17, 17 gehalten werden. Durch das Anbringen von Ultraschallvibrationen an jeden Vorsprung 8, wird das metallische Gestell zusammengedrückt und das aktive Material 3, das darin enthalten ist, wird abgestreift und entfernt, während gleichzeitig die Vakuum-Ansaugvorrichtung 18 aktives Material 3 heraussaugt und entfernt, das innerhalb des Vorsprungs 8 und dem Bereich unterhalb des Vorsprungs imprägniert ist. Infolgedessen wird das aktive Material 3, das innerhalb des Vorsprungs 8 und in dem unterhalb angeordneten Bereich enthalten ist, fast vollständig entfernt, wobei ein ungeschützter Abschnitt des aktiven Materials 13 mit einer hohen Qualität erzielt wird.
  • Es folgt eine Beschreibung der Gründe, warum der Restanteil von aktivem Material 3 innerhalb des ungeschützten Abschnitts des aktiven Materials 13 extrem gering ist. Das aktive Material 3, das in dem vorstehenden Entfernungsschritt für aktives Material zu entfernen ist, ist das aktive Material, das innerhalb der Vorsprünge 8 imprägniert ist, und weil der Vorsprung 8 nicht der Press-Arbeit ausgesetzt war, ist das aktive Material 3 extrem einfach zu entfernen. Folglich, selbst in dem Fall, in dem aktives Material 3 – welches einen Binder enthält, der gezeigt hat, dass dieser durch die Verwendung herkömmlicher Verfahren extrem schwierig zu entfernen ist – wird durch die Anbringung von Ultraschallvibrationen auf das Substrat, in dem das Ultraschall-Erzeugungshorn 17a der Ultraschall-Vibrationsvorrichtung 17 in Kontakt mit dem Substrat gebracht wird, während ein Ansaugen von unterhalb mit der Vakuum-Ansaugvorrichtung 18 ausgeführt wird, das aktive Material 3 ohne weiteres und vollständig entfernt.
  • Gemäß tatsächlichen Messungen beträgt der Restanteil von aktivem Material eines ungeschützten Abschnitts des Kern-Substrats 13, welcher durch den vorstehend genannten Entfernungsschritt für aktives Material gebildet wird, von 1 bis 4%. Im Vergleich dazu liegt der Restanteil von aktivem Material eines ungeschützten Abschnitts des Kern-Substrats 4, gebildet durch das herkömmliche Herstellungsverfahren, viel höher, bei 10% oder mehr, und ferner bestehen noch Klumpen von aktivem Material 3, und diese Klumpen sind der Hauptgrund für die Entstehung von Funken während des Schweißens der Strom sammelnden Bleiplatten. Folglich werden diese Klumpen von Hand entfernt, welches zu einer weiteren Reduzierung der Produktivität führt. Eine Evaluierung des vorstehend beschriebenen Restanteils des aktiven Materials wurde ausgeführt durch das Eintauchen in eine wässrige Lösung einer Essigsäure, welche nur das aktive Material 3 auflöst, ohne das Nickel des Kern-Substrats 1 aufzulösen, und die darauf folgende Berechnung des Gewichts des restlichen aktiven Materials 3 innerhalb des ungeschützten Abschnittes des Kern-Substrats 4 oder 13, basierend auf dem Grad der Veränderung in dem Gewicht des gelösten aktiven Materials 3.
  • Um den Restanteil von aktivem Material des ungeschützten Abschnitts des Kern-Substrats 13 zu reduzieren, in dem Fall, in dem die Dicke B der schienenförmigen Vorsprünge 8 in etwa 1,1 mm beträgt und die Dicke D des Kern-Substrats 1 der Press-Arbeit folgend etwa 0,6 mm beträgt, sollte die Entfernungsvorrichtung für aktives Material 14 vorzugsweise betrieben werden mit einem Spalt C zwischen der unteren Oberfläche des Kern-Substrats 1 und der Kontakt-Oberfläche 17c des Ultraschall-Erzeugungshorns 17a, festgelegt auf einen Wert von 0,7 mm bis 0,8 mm. Weil die Dicke D des Kernsubstrats 1, der Press-Arbeit folgend, wie in 1C gezeigt, präzise 0,58 mm beträgt, könnte der vorstehend genannte Spalt C in einer geringeren Größe eingerichtet sein als der Bereich von 0,7 mm bis 0,8 mm, auch wenn das Festlegen eines solchen Spalts auf einen so kleinen Wert keine Auswirkungen auf den Restanteil des aktiven Materials aufweist. Im Gegenteil, wenn der vorstehend genannte Spalt C in einem größeren Wert als die 0,7 mm bis 0,8 mm eingerichtet ist, dann steigt der Restanteil des aktiven Materials.
  • Zudem befindet sich in der Entfernungsvorrichtung für aktives Material 14 das aktive Material 3 innerhalb des Vorsprungs 8 in einem Zustand, in welchem es ohne weiteres entfernt werden kann, wobei das Kern-Substrat 1 in der Lage ist, schnell und kontinuierlich über die positionell feststehende Ultraschallvibrationsvorrichtung 17 bewegt zu werden, während das Entfernen des aktiven Materials 3 stattfindet, und das aktive Material 3 wird durch die Vakuumansaugvorrichtung 18 unterhalb des Vorsprungs 8 fortgesaugt und infolgedessen wird das aktive Material 3 wirkungsvoll entfernt, und die Produktivität erhöht sich merklich. Gemäß der tatsächlichen Messungen, weil sich das aktive Material 3 in einem Zustand befindet, in dem es ohne weiteres entfernt werden kann, kann das Kern-Substrat 1 mit einer hohen Geschwindigkeit von etwa 450 mm/Sek. bewegt werden. Während diesem Entfernungsschritt des aktiven Materials, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit des Kern-Substrats 1 auf einen Wert festgelegt ist, langsamer als 50 mm/Sek. und die Zeit verlängert wird, die gebraucht wird, um das aktive Material 3 zu entfernen, dann verringert sich nicht nur die Produktivität, sondern das Kern-Substrat 1 beginnt zu reißen und Löcher -entsprechend Wurmlöchern – beginnen aufzutreten.
  • Ferner, bei dem Entfernungsschritt für aktives Material, wird die Ultraschallvibrationsvorrichtung 17 eingerichtet und betrieben, um eine Amplitude in einem Bereich von 25 bis 50 μm zu erzeugen. Wenn die Amplitude geringer ist als dieser Bereich, verlängert sich die Zeit, die für das Entfernen des aktiven Materials 3 benötigt wird, während, wenn die Amplitude größer ist als er vorstehend genannte Bereich, reißt – auch wenn sich die Entfernungseffizienz des aktiven Materials 3 verbessert – das metallische Gerüst des Kernsubstrats 1 und die mechanische Stärke verschlechtert sich, und folglich verschlechtert sich die Stromsammelfunktion, und ferner wird das aktive Material 3 aus Bereichen nahe der ungeschützten Abschnitte des Kernsubstrats 14 auch teilweise abgestreift, was bedeutet, dass sich die Linearität der Grenzlinie zwischen dem ungeschützten Abschnitt des Kernsubstrats 13 und den anderen Bereichen ebenfalls verschlechtert.
  • Bei dem Entfernungsschritt des aktiven Materials der Ausführungsform – auch wenn die Anwendung von Ultraschallvibrationen für das Entfernen von aktivem Material 3 verwendet wird – tritt keine Verschlechterung in der Stärke des Kern substrats 1 auf. Diese Wirkung wurde durch die Auswertungsergebnisse von einem Zerreißprüfer bestätigt. Im Gegensatz dazu, in Fällen, in denen die Anwendung von Ultraschallvibrationen für das Entfernen des aktiven Materials 3 genutzt wird, das in einem herkömmlichen Kern-Substrat 1 imprägniert ist, fällt typischerweise die Stärke des Kern-Substrats 1 um 50 bis 70%. Der Grund für diese Beobachtung ist, dass bei den herkömmlichen Produktionsverfahren ein Kern-Substrat 1, imprägniert mit einem aktiven Material 3, einer Press-Arbeit ausgesetzt ist, vor der Anbringung von Ultraschallvibrationen auf die Bereiche, die Stromabnehmer werden sollen, und folglich befindet sich das aktive Material 3 in einem Zustand, in dem es extrem schwer zu entfernen ist. Im Gegensatz dazu, in dieser Ausführungsform, wird das aktive Material 3, das in den Vorsprüngen 8, 8 imprägniert ist, welches nahezu keiner Press-Arbeit unterzogen wurde, entfernt, und ferner werden die Ultraschallvibrationen nur auf die Oberseite der hervorstehenden Vorsprünge 8, 8 angebracht und diese weisen eine geringe Auswirkung auf die anderen Bereiche auf, und folglich lässt das Kern-Substrat 1 keine Verschlechterung hinsichtlich der Stärke zu.
  • Als nächstes werden die vorstehend genannten ungeschützten Abschnitte des Kern-Substrats 13 leicht komprimiert, durch die Verwendung einer Press-Walze (nicht in den Figuren dargestellt), die sich von der in der 2A gezeigten unterscheidet, um den Zustand zu ergeben, der in 1E gezeigt ist, bei dem die ungeschützten Abschnitte des Kern-Substrats 13 in einer Höhe mit den anderen Bereichen eingerichtet sind, die imprägniertes aktives Material 3 enthalten. Schließlich, durch das Schneiden entlang der drei Schneidelinien, die durch strichpunktierte Linien in 1E gezeigt werden, werden vier Batterie-Elektrodenplatten 19 erzielt, die in 1F gezeigt werden. Jede dieser Batterie-Elektrodenplatten 19 weist dieselbe Streifenform auf, und habt eine Grenzlinie 19c entlang der Länge der Elektrodenplatte zwischen einem mit aktivem Material imprägnierten Abschnitt 19a und einem Stromabnehmer 19b, von dem das aktive Material 3 entfernt wurde.
  • Gemäß tatsächlichen Messungen, die ein Mikroskop verwenden, weist die Linearität der Grenzlinie 19c zwischen dem mit aktivem Material imprägnierten Abschnitt 19a und dem Stromabnehmer 19b einer Batterie-Elektrodenplatte 19, die durch die vorstehend beschriebenen Schritte gebildet ist, einen geringen Fehler von nicht mehr als 0,2 mm auf, während eine Batterie-Elektrodenplatte 7, die durch ein herkömmliches Verfahren produziert wurde, einen Fehler von bis zu 0,8 mm aufweist. Der Grund für diese Beobachtung ist, dass während ein herkömmliches Herstellungsverfahren einen Press-Schritt aufweist, der dem Imprägnieren des aktiven Materials 3 folgt, in dem drei Press-Operationen ausgeführt werden, um eine vorbestimmte Imprägnier-Dichte zu erzielen, bei dem Herstellungsverfahren dieser Ausführungsform nur ein einzelner Press-Arbeitsschritt zum Bilden der Vorsprünge 8, 8, die in 1C gezeigt sind, auf dem Kern-Substrat 1 ausgeführt wird. Folglich kann bei der Batterie-Elektrodenplatte 19, die in der Ausführungsform erzielt wird, der ungeschützte Abschnitt des Kern-Substrats 13 gefaltet und dann komprimiert werden, um den Stromabnehmer 19b zu erzeugen, und auf diese Weise wird die mechanische Stärke und die Dichte des Stromabnehmers 19b erhöht und ferner wird auch die Stromsammel-Leistung erhöht.
  • Ferner wird bei der Batterie-Elektrodenplatte 19 die Veränderung in der Imprägnierdichte des mit aktivem Material imprägnierten Abschnitts 19a auf nicht mehr als 1,5% unterdrückt. Grund dafür ist, dass das aktive Material 3 in das ebene Kern-Substrat 1 vor dem Press-Arbeiten imprägniert wird. Im Gegensatz dazu wird bei einer Batterie-Elektrodenplatte 7, die erzielt wird durch ein herkömmliches Verfahren, ein Kern-Substrat 1, welches durch Press-Arbeit bearbeitet wurde und Oberflächen-Unregelmäßigkeiten einschließt, mit dem aktiven Material 3 imprägniert, und so ist es unmöglich, einen einheitlichen Grad an Imprägnierung auf dem gesamten Substrat sicherzustellen, und der mit aktivem Material imprägnierten Abschnitt 7a zeigt eine Veränderung in der Imprägnierdichte von zumindest 3,5%.
  • 4 zeigt eine Nickel-Metallhydrid-Batterie, bei der eine Elektrodengruppe 51 – einschließlich Batterie-Elektrodenplatten 19p, 19q einer positiven und einer negativen Elektrode, die durch das vorstehend genannte Verfahren erzeugt wurden, welche spiralförmig mit einem dazwischen angeordneten Separator 55 gewunden sind – im Inneren eines zylindrischen Batteriegehäuses 52 untergebracht ist. In dieser zylindrischen Batterie sind ein positiver Elektrodenanschlusspunkt 56 einer Dichtungsplatte 57 und die positive Elektrodenplatte 19p über eine Leitung elektrisch verbunden, und das Batteriegehäuse 52, welches als eine negati ve Elektrode dient, und die negative Elektrodenplatte 19q sind über eine Leitung elektrisch verbunden. Das Innere des Batteriegehäuses 52 ist mit einem Elektrolyt gefüllt.
  • 5A bis 5G sind perspektivische Ansichten, welche die Sequenz der Produktionsschritte bei einem Verfahren zum Herstellen einer Batterieelektrodenplatte gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen. Die vorstehend genannte erste Ausführungsform beschrieb ein Verfahren zum Herstellen einer Batterie-Elektrodenplatte 19 zum Bilden einer spiralförmig gewundenen Elektrodengruppe zur Verwendung in einer zylindrischen Batterie, während sich diese zweite Ausführungsform auf ein Verfahren zum Herstellen von Batterie-Elektrodenplatten zum Bilden einer laminierten Elektrodengruppe zur Verwendung in einer prismatischen Batterie bezieht. In 5A bis 5G sind diese Komponenten, die identisch oder äquivalent sind zu denen in der 1A bis 1F gezeigten, mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • Zuerst wird ein Kern-Substrat 1 als Ganzes, gebildet aus einem recheckigen oder streifenförmig geformten Stück aus geschäumten Metall einer vorbestimmten Größe, wie in 5A gezeigt, mit einem aktiven Material 3 imprägniert, wie in 5B gezeigt. In diesem Fall wird das aktive Material 3 imprägniert in einem vollständig flachen Kern-Substrat 1 vor der Press-Arbeit, und wird so imprägniert mit einer einheitlichen Dichte des ganzen Kern-Substrats 1, und ferner – weil die Oberfläche des Kern-Substrats 1 nicht unregelmäßig ist, nämlich keine Höhenunterschiede bestehen, wird das aktive Material 3 innerhalb des Substrats gehalten ohne zu fließen und trocknet folglich mit einer beibehaltenen einheitlichen Imprägnierungsdichte.
  • Als nächstes, wie in 5C gezeigt, wird die gesamte Oberfläche des Kern-Substrats 1 – die mit dem aktiven Material 3 einheitlich imprägniert ist, mit der Ausnahme von den Abschnitten, welche in den folgenden Schritten ungeschützte Abschnitte des Kern-Substrats bilden – der Press-Arbeit ausgesetzt, und die Dicke des Substrats wird komprimiert auf etwa die Hälfte, und die Abschnitte, welche in den folgenden Schritten ungeschützte Abschnitte des Kern-Substrats bilden, werden als zwei parallele, schienenförmige Vorsprünge 20, 20 belassen. Bei diesem Press-Schritt wird eine Streifenwalzen-Pressvorrichtung (nicht in den Abbildungen gezeigt) derselben Grundkonstruktion wie die Streifenwalzen-Pressvorrichtung 9, die in 2A gezeigt ist, verwendet, und schließt eine Arbeits-Presswalze mit ringförmigen Schlitzen ein, die an Positionen entsprechend den Vorsprüngen 20, 20 vorgesehen sind, die in 5C gezeigt sind.
  • Darauf folgend, in einem Entfernungsschritt des aktiven Materials, wird das aktive Material 3, das innerhalb der zwei Vorsprünge 20, 20 imprägniert ist, entfernt, um zwei ungeschützte Abschnitte des Kern-Substrats 21, 21 zu bilden. In diesem Entfernungsschritt des aktiven Materials wird eine Entfernungsvorrichtung für aktives Material (nicht in den Figuren gezeigt) verwendet, welche eine nahezu identische Konstruktion aufweist, wie die der Entfernungsvorrichtung für aktives Material 14 einschließlich einer Ultraschallvibrationsvorrichtung 17, die in 3A und 3B gezeigt ist, und das ausgeführte Verfahren ist identisch mit dem für die erste Ausführungsform beschriebene.
  • Die ungeschützten Abschnitte des Kern-Substrats 21, 21 werden dann durch die Verwendung einer Presswalze (nicht in den Figuren gezeigt) leicht komprimiert, in einer entsprechenden Weise wie in der ersten Ausführungsform, um einen Zustand zu erzielen, in dem sich die ungeschützten Abschnitte des Kern-Substrats 21, 21 in einer Höhe befinden mit den anderen Bereichen, die aktives Material enthalten. Folglich, wie in 5D gezeigt, werden die vorstehend genannten ungeschützten Abschnitte des Kern-Substrats 21, 21 weiter komprimiert durch die Verwendung der Press-Walze, so dass sich die oberen Oberflächen von diesen in einem tieferen Niveau befinden als die Bereiche, die aktives Material 3 enthalten. Als nächstes wird ein streifenförmig geformtes Blei, nämlich ein Bleigürtel 22, mit einer Liniennaht an jeden der ungeschützten Abschnitte des Kern-Substrats 21, 21 geschweißt. Schließlich, durch Schneiden oder Stanzen entlang jeder der Schneidelinien, gezeigt durch die strichpunktierten Linien in 5F, wird eine Mehrzahl von Batterie-Elektrodenplatten 23 erzielt, wie in 5G gezeigt. Jede dieser Batterie-Elektrodenplatten 23 sind von derselben Form und schließen einen mit aktivem Material imprägnierten Abschnitt 23a ein, einen Stromabnehmer 23b, von dem das aktive Material 3 entfernt wurde, und eine Bleiplatte 23c, die an dem Stromabnehmer 23b befestigt ist.
  • Dieses Verfahren zum Herstellen einer Batterie-Elektrodenplatte 23 schließt im Wesentlichen dieselben Schritte ein wie die erste Ausführungsform, und ist so in der Lage, entsprechende Wirkungen zu den vorstehend für die erste Ausführungsform beschriebenen zu erzielen, und so werden Batterie-Elektrodenplatten 23 mit hoher Qualität zur Verwendung in einer prismatischen Batterie mit hoher Produktivität hergestellt. Ferner, anstelle des Schritts zum Schweißen des Bleigürtels 22, könnte das mit aktivem Material imprägnierte Kern-Substrat 1 ohne einen geschweißten Bleigürtel 22 auch in zwei geteilt werden, durch das Schneiden entlang der Schneidelinie, die in der Mitte von 5F gezeigt ist, der ungeschützte Abschnitt des Kern-Substrats 21 wird dann umgefaltet und komprimiert, um einen Stromabnehmer zu bilden, und das Substrat wird dann in einzelne Batterie-Elektrodenplatten geteilt. Der vorstehend genannte Verfahren erhöht die mechanische Stärke und die Dichte des Stromabnehmers, und erhöht auch die Stromabnehmer-Leistung und ermöglicht folglich die Bildung eines stabilen Blei-Teils mit derselben hohen Qualität wie die Bleiplatte 23c, die durch das Schneiden des Bleigürtels 22 bereitgestellt wird.
  • 6 zeigt eine Nickel-Metallhydrid-Batterie, bei der eine Elektrodengruppe 53 – einschließlich Batterie-Elektrodenplatten 23p, 23q einer positiven Elektrode und einer negativen Elektrode, erzeugt durch das vorstehend genannte Verfahren, abwechselnd laminiert, mit einem dazwischen eingerichteten Separator 58 – im Inneren eines prismatischen Batteriegehäuses 54 untergebracht ist. In dieser prismatischen Batterie sind ein positiver Elektroden-Anschlusspunkt 60 einer Dichtungsplatte 59 und die positive Elektrodenplatte 23p elektrisch verbunden über eine Leitung, und das Batteriegehäuse 54, welches als eine negative Elektrode fungiert, und die negative Elektrodenplatte 23q sind über eine Leitung elektrisch verbunden. Das Innere des Batteriegehäuses 54 ist mit einem Elektrolyt gefüllt.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Batterie-Elektrodenplatte erzielt, bei der es keine Unterschiede in der Imprägnierdichte des aktiven Materials gibt, die Grenzlinie zwischen dem mit aktivem Material imprägnierten Abschnitt und dem Stromabnehmer eine wahre gerade Linie darstellt, der Restanteil des aktiven Materials in dem Stromabnehmer gering ist und der gesamte Stromabnehmer eine vorbestimmte Breite aufweist. Folglich ist die vorliegende Erfindung sehr nützlich für das Produzieren einer Batterie mit einer hohen Effizienz, mit sehr guten Schnellentladeeigenschaften.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Herstellen einer Batterie-Elektrodenplatte, umfassend einen Imprägnierschritt mit aktivem Material zum vollständigen Imprägnieren eines porösen Kern-Substrats, welches wie eine dünne Platte (1) geformt ist, mit einem aktiven Material (3); einen Pressschritt zum Ausführen einer Press-Arbeit auf dem mit aktivem Material imprägnierten Kern-Substrat zum Formen einer Vielzahl von schienenförmigen Vorsprüngen (8); einen Beseitigungsschritt des aktiven Materials zum Beseitigen des aktiven Materials zum Bilden von ungeschützten Abschnitten (13) des Kern-Substrats durch Aufbringen von Ultraschall-Vibrationen auf die schienenförmigen Vorsprünge; einen Flachdrückschritt zum Komprimieren der ungeschützten Abschnitte des Kern-Substrats hinunter auf ein mit anderen Abschnitten identisches Niveau; und einen Schneidschritt zum Schneiden vorbestimmter Abschnitte inklusive der ungeschützten Abschnitte des Kern-Substrats, um eine Batterie-Elektrodenplatte (19) zu erzeugen.
  2. Verfahren zum Herstellen einer Batterie-Elektrodenplatte, umfassend einen Imprägnierschritt mit aktivem Material zum vollständigen Imprägnieren eines porösen Kern-Substrats, welches wie eine dünne Platte (1) geformt ist, mit einem aktiven Material (3); einen Pressschritt zum Ausführen einer Press-Arbeit auf dem mit aktivem Material imprägnierten Kern-Substrat zum Formen einer Vielzahl von schienenförmigen Vorsprüngen (20); einen Beseitigungsschritt des aktiven Materials zum Beseitigen des aktiven Materials zum Bilden von ungeschützten Abschnitten (21) des Kern-Substrats durch Aufbringen von Ultraschall-Vibrationen auf die schienenförmigen Vorsprünge; einen Schritt zum Komprimieren der ungeschützten Abschnitte des Kern-Substrats zum Komprimieren der ungeschützten Abschnitte des Kern-Substrats; einen Bleischweißschritt zum Nahtschweißen eines Bleibandes (22) auf die ungeschützten Abschnitte des Kern-Substrats; und einen Schneidschritt zum Schneiden vorbestimmter Abschnitte, inklusive des Bleibandes, um eine Batterie-Elektrodenplatte (23) zu erzeugen.
  3. Vorrichtung zum Herstellen einer Batterie-Elektrodenplatte, umfassend eine Streifenwalzen-Pressvorrichtung (9) zum Ausführen einer Press-Arbeit auf einem porösen Kern-Substrat, welches wie eine dünne Platte (1) geformt ist und welches durchgehend mit einem aktiven Material (3) imprägniert wurde, um eine Vielzahl von schienenförmigen Vorsprüngen (8) zu bilden; und eine Vorrichtung zum Beseitigen von aktivem Material (14), welche eine Ultraschall-Vibrationsvorrichtung (17) zum Aufbringen von Ultraschall-Vibrationen auf die schienenförmigen Vorsprünge durch in Kontakt bringen eines Ultraschall-Erzeugungshorns (17a) mit den Vorsprüngen und eine Vakuum-Saugvorrichtung (18) zum Aufsaugen des durch das Anlegen von Ultraschall-Vibrationen beseitigten aktiven Materials, welche in einer gegenüberliegenden Position unter jeder der Ultraschall-Vibrationsvorrichtungen angeordnet ist, beinhaltet.
  4. Vorrichtung zum Herstellen einer Batterie-Elektrodenplatte, umfassend: eine Streifenwalzen-Pressvorrichtung (9) zum Ausführen einer Press-Arbeit auf einem porösen Kern-Substrat, welches wie eine dünne Platte (1) geformt ist und welches durchgehend mit einem aktiven Material (3) imprägniert wurde, um eine Vielzahl von schienenförmigen Vorsprüngen (8) zu bilden; eine Vorrichtung zum Beseitigen von aktivem Material (14), welche eine Ultraschall-Vibrationsvorrichtung (17) zum Aufbringen von Ultraschall-Vibrationen auf die schienenförmigen Vorsprünge durch in Kontakt bringen eines Ultraschall-Erzeugungshorns (17a) mit den Vorsprüngen und eine Vakuum-Saugvorrichtung (18) zum Aufsaugen des durch das Anlegen von Ultraschall-Vibrationen beseitigten aktiven Materials, welche in einer gegenüberliegenden Position unter jeder der Ultraschall-Vibrationsvorrichtungen angeordnet ist, beinhaltet; eine Schweißvorrichtung zum Nahtschweißen eines Bleibandes (22) auf die ungeschützten Abschnitte des Kern-Substrats (21), welche durch den Schritt zum Beseitigen des aktiven Materials gebildet wurden; und einen Schneidkörper zum Schneiden vorbestimmter Abschnitte inklusive des Bleibandes zum Formen einer Batterie-Elektrodenplatte (23).
  5. Vorrichtung zum Herstellen einer Batterie-Elektrodenplatte nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Streifenwalzen-Pressvorrichtung (9) eine unterstützende Presswalze (10), welche in einer fixen Position gehalten wird, und eine arbeitende Presswalze (11) mit ringförmigen Nuten (12) zum Formen der schienenförmigen Vorsprünge (8), welche auf ihrem Umfang angeordnet sind, die einen vorbestimmten Druck in Richtung der unterstützenden Presswalze aufnimmt, und wobei öffnende Randabschnitte beider Seitenwände (12a, 12b) der ringförmigen Nuten vorbestimmte gekrümmte Oberflächen sind, umfasst.
  6. Vorrichtung zum Herstellen einer Batterie-Elektrodenplatte nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, wobei eine Kontakt-Oberfläche des Ultraschall-Erzeugungshorns (17a) der Vorrichtung zum Beseitigen von aktivem Material (14) in Bezug auf eine gegenüberliegende Oberfläche des schienenförmigen Vorsprungs (8) mit einer Lücke angeordnet ist, die größer als die Dicke des Abschnitts, welcher der Press-Arbeit durch die Streifenwalzen-Pressvorrichtung unterzogen wurde, und schmaler als die Dicke der schienenförmigen Vorsprünge (8) ist.
  7. Zylindrische Batterie, umfassend eine Elektrodengruppe (51), welche aus gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1 hergestellten Batterie-Elektrodenplatten (19p, 19q) mit einer positiven Elektrode und einer negativen Elektrode, welche mit einem zwischen ihnen eingeschobenen Separator (55) spiralförmig gewickelt sind, gebildet wird; und ein zylindrisches Batteriegehäuse (52) zum Aufnehmen der Elektrodengruppe.
  8. Zylindrische Batterie, wobei eine Batterie-Elektrodenplatte mit einer der entweder positiven oder negativen Elektrode gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1 hergestellt ist, und in welcher eine Elektrodengruppe durch spiralförmiges Wickeln der Batterie-Elektrodenplatten der beiden Elektroden mit einem zwischen ihnen eingeschobenen Separator (55), in einem zylindrischen Batteriegehäuse (52) aufgenommen ist.
  9. Prismatische Batterie, umfassend: eine Elektrodengruppe (53), die aus Batterie-Elektrodenplatten (23p, 23q) einer positiven Elektrode und einer negativen Elektrode gebildet wird, welche gemäß dem Verfahren nach Anspruch 2 hergestellt sind, alternativ mit einem zwischen ihnen eingeschobenen Separator (58) laminiert; und ein prismatisches Batteriegehäuse (54) zum Aufnehmen der Elektrodengruppe.
  10. Prismatische Batterie, in welcher eine Elektrodenplatte mit einer der entweder positiven oder negativen Elektrode gemäß dem Verfahren nach Anspruch 2 hergestellt ist, und in welcher eine Elektrodengruppe, die alternativ durch Laminieren von Batterie-Elektrodenplatten auf beiden Elektroden mit einem dazwischen eingeschobenen Separator (58) gebildet wird, in einem prismatischen Batteriegehäuse (54) aufgenommen ist.
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