JP2568232B2 - 誘導焼結方法及び焼結用誘導子 - Google Patents

誘導焼結方法及び焼結用誘導子

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特に電気化学電池用電極に使用される誘導焼
結方法及び焼結用誘導子に係る。
該電極は、粉末混合物、即ち金属粉末と電気化学的活
物質粉末との混合物が表面に圧縮付着された金属ホイル
から成るストリップ状電極である。米国特許第4514473
号に記載の方法ではこのようなストリップを誘導子内に
連続的に通過させる。誘導子内を流れる高周波電流が電
磁場を生成し、該電磁場がストリップ内に誘導電流即ち
「渦」電流を生成する。ストリップは該電流によって加
熱され、金属粉末が活物質粉末の粒子を閉じ込めて焼結
する。
この種の用途における重要な課題は、活物質粒子の熱
分解を生じることなく金属粒子を焼結させることであ
る。
米国特許第3444346号に記載のタイプの誘導子を使用
すると、所要焼結時間が、活物質の長時間加熱及びその
損傷を生じさせる長さなので、満足な結果を得ることが
できない。
西ドイツ特許出願第DE3015981号に記載のごとく、ス
トリップ進行方向に垂直にストリップの両側に伸びる脚
をもつヘヤピン形誘導子を使用すると、ストリップの中
央部で得られる温度は良質な焼結を実現するに十分では
あるが、ストリップの縁端は縁端効果によって過熱され
る。これはいくつかの欠点を生じる。第一に、該縁端の
近傍に存在する活物質粒子が損傷され電極の歩留まり又
は効率を低下させる。第二に、カドミウムのごときある
種の添加剤は到達した温度レベルで昇華するので全く使
用できない。また環境汚染の原因にもなる。
上記の欠点を是正するために、ストリップの縁端をガ
スで冷却することが提案されたが、この方法は制御が難
しく正確でない。
また、ストリップのかなり広い表面を同時処理するこ
と及びより均質な温度分布を得ることが可能な例えば金
属ホイルの形状の誘導子の使用も提案された。しかしな
がらこの方法では、活物質粒子が同じ量の総エネルギを
受容する場合へ、ヘヤピン形誘導子を使用するときに比
較して処理時間がはるかに長いので活物質が電気化学的
に不活性になるのでやはり適当な解決にはならない。
従って本発明の目的は、ヘヤピン形誘導子を使用し、
ストリップの中央部で得られる温度曲線を変更すること
なくストリップの縁端の温度を制御し得る方法およびそ
のための誘導子を提供することである。
本発明の目的は、金属ストリップの表面に金属粉末と
活物質粉末との混合物が予め圧縮付着されて成る電気化
学電池用ストリップ形電極の誘導焼結方法を提供するこ
とである。本発明方法は、ヘヤピン形の全体形状をもち
内部に高周波電流が流れる誘導子の内部で、前記ヘヤピ
ンの２つの脚が前記ストリップの進行方向に垂直になる
ように前記ストリップの両面に配置してストリップを移
動させる方法において、ストリップの加熱温度を低下さ
せるべきゾーンに対応させて前記ヘヤピンの脚の各々に
拡大部を設け、該拡大部がストリップに平行で誘導電流
の通過断面を局部的に拡大し得ることを特徴とする。
電極のどの部分をもこのように処理することが可能で
あるが、縁端ではこのような処理が必須である。この処
理の結果、縁端では一方で誘導電流及び磁場の減少が生
じ他方でかなりの熱損失が生じる。このため全体とし
て、従来観察された過度の加熱が阻止される。
本発明はまた、前記方法を実施するための誘導子を提
供する。本発明誘導子の特徴は、２つの脚をもつヘヤピ
ンの形状をもち、脚の各々が、脚末端の近傍に脚によっ
て形成される平面と直交する少なくとも１つの拡大部を
有することである。
第１の実施態様によれば、前記拡大部は前記脚に付加
された金属プレートから成る。
第２の実施態様によれば、前記拡大部は前記脚の機械
加工によって一体部として設けられている。
本発明の別の特徴及び利点は添付図面に示す非限定具
体例に基づく以下の記載より明らかにされるであろう。
第１図は、誘導子３の内部を矢印２の方向に移動する
ストリップ１の形の電極を概略的に示す。ストリップ１
は幅35mm及び厚さ0.1mmの穿孔されたスチールホイルか
ら成り、両側の縁端の幅約1mmの部分を除いて金属粉末
と活物質粉末との混合物で被覆されている。圧縮付着さ
れた粉末層の厚さは約0.6mmである。
誘導子３はストリップ１の両面に配置される２つの脚
4,5をもつヘヤピン形である。ストリップ１が誘導子３
内部を通過するときに、誘導電流10が両方の脚の間の実
質的に矩形のゾーン６に誘導電流11を誘導する。この時
点でストリップの幅Ｌに沿って均等に離間した点A,B,C,
D,及びＥの温度を測定すると、第４図のグラフＭ′で示
される温度分布が観察される。（判り易いように第１図
では誘導子３、ゾーン６及び点A,B,C,D及びＥのゾーン
は互いに離間して示す）。例えばθ′１の値は345℃で
ありθ′２の値は355℃〜470℃である。
第２図においてもストリップ１は本発明の誘導子30内
を矢印２の方向に進行する。この誘導子はストリップ１
に平行な拡大部31,32,33,34を端部に備えた２つの脚35,
36をもつ。脚は一体部として機械加工されたものである
が、第１図の誘導子３に金属部材を付加することによっ
て等価の形状にしてもよい。矢印37は誘導電流を示す。
電極の移動速度は1m/分から10m/分である。
（約35℃までの）温度上昇時間は移動速度次第で0.1
秒から1.5秒である。
例えば、移動速度が3m/分のとき、所望の温度上昇が
0.5秒以内に得られる。このため、電極の中央で幅約25m
mのオーダの狭い磁場を生成する構成の誘導子を形成す
ることが可能である。
第３図は、ストリップ１が誘導子30の内部を通過する
ときのストリップ１のゾーン40を示す。矢印43はゾーン
40の誘導電流を示す。ゾーン40は、抵抗Ｒをもつゾーン
41と抵抗ｒをもつ拡大ゾーン42とに分割される。電流通
過断面の小さいゾーン41では渦電流効果によって放出さ
れる局部加熱パワーは電流43の通過断面の大きいゾーン
42で放出される局部加熱パワーより大きい。
また、ゾーン42の処の熱交換表面はゾーン41の処の熱
交換表面より大きい。その結果、伝導、対流及び輻射に
よる熱損失も大きい。
第４図のグラフＭはストリップ１の幅に沿った前記と
同じ点A,B,C,D及びＥの温度分布を示す。（グラフＭ′
では）ストリップの中央と縁端との間の温度勾配は36％
であったが、（グラフＭでは）７％に減少している。
所謂ヘヤピンは例えば直径4mmの鋼管から構成されて
もよい。
拡大部は数10mm、例えば20mm、30mm又は40mmの値でよ
い。
誘導子の拡大部によって処理される電極の縁端の幅は
約5mmでよい。
勿論拡大部に与えられる形状は図示の形状に限定され
ない。
従って、第２図から第５図に示す正方形又は長方形の
拡大部の代わりに第６図から第８図に示す拡大部を設け
てもよい。
第６図のヘヤピン80はヘヤピンの脚に関して対称な円
の一部81の形状の拡大部をもつ。
第７図のヘヤピン90はヘヤピン脚に関して対称で凹状
曲線部分91によって規定された拡大部をもつ。
第８図のヘヤピン100は２つの直線101によって規定さ
れた台形状の拡大部をもつ。
これらの変形例はいずれも非限定例である。
更に、ある種の用途では、ストリップ１の縁端以外の
ゾーンを処理するように構成してもよい。第５図の誘導
子50は第２図と同じタイプであるが低温中央ゾーンを生
成するように３つの拡大部51,52,53をもつ。誘導電流は
符号70で示される。誘導子によって処理されるゾーン60
は図の右側部分に誘導電流71と共にゾーン61（rl,T1）,
62（R2,T2）,63（r3,T3）,64（R4,T4）,65（r5,T5）と
して示されている。但しｒ及びＲは抵抗を示しＴは温度
を示す。かかる構造はストリップが活物質を含まない側
縁部を含み、また、同時に２つの電極を製造するように
後で切断できる非穿孔中央ストリップを含むときに適用
される。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来技術によるストリップの誘導加熱方法の概
略説明図、第２図は本発明方法の実施に使用される誘導
子の具体例の概略説明図、第３図は第２図の誘導子を通
過するときのストリップ内の誘導電流の分布を示す概略
説明図、第４図は従来技術の方法によって処理されるス
トリップの幅Ｌ及び本発明方法によって処理されるスト
リップの幅Ｌに沿った温度分布のグラフ、第５図は本発
明方法の変形具体例の概略平面図、第６図、第７図及び
第８図は、本発明の誘導子の３つの変形具体例の概略部
分図である。 １……ストリップ、3,30……誘導子、4,5,35,36……
脚、31,32,33,34……拡大部、80,90,100……ヘヤピン。

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】金属ストリップの表面に金属粉末と活物質
    粉末との混合物が予め圧縮付着されて成る電気化学電池
    用ストリップ形電極の誘導焼結方法であって、ヘヤピン
    形の全体形状をもち内部に高周波電流が流れる誘導子の
    内部で、前記ヘヤピンの２つの脚を前記ストリップの進
    行方向に垂直になるように前記ストリップの両面に配置
    してストリップを移動させ、ストリップの加熱温度を低
    下させるべきゾーンに対応させて前記ヘヤピンの脚の各
    々に拡大部を設け、該拡大部がストリップに平行で誘導
    電流の通過断面を局部的に拡大し得ることを特徴とする
    方法。
  2. 【請求項２】前記金属ストリップが、ほぼ中央に直線状
    非穿孔ゾーンをもつ穿孔金属ホイルから成り、前記直線
    状ゾーンに対応する処でも前記ヘヤピンの各脚に拡大部
    が設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第１
    項に記載の方法。
  3. 【請求項３】前記ストリップの移動速度が1m/分から10m
    /分であり、加熱ゾーンの温度上昇時間が0.1秒から1.5
    秒であることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第
    ２項に記載の方法。
  4. 【請求項４】金属ストリップの表面に金属粉末と活物質
    粉末との混合物が予め圧縮付着されて成る電気化学電池
    用ストリップ形電極を誘導焼結するための誘導子であっ
    て、２つの脚をもつヘヤピンの形状をもち、脚の各々
    が、脚末端の近傍に前記２つの脚によって形成される平
    面と直交して延びる少なくとも１つの拡大部を有するこ
    とを特徴とする焼結用誘電子。
  5. 【請求項５】前記拡大部が前記脚に付加された金属プレ
    ートから成ることを特徴とする特許請求の範囲第４項に
    記載の誘導子。
  6. 【請求項６】前記拡大部が、前記脚の機械加工によって
    設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第５項
    に記載の誘導子。
JP62313101A 1986-12-11 1987-12-10 誘導焼結方法及び焼結用誘導子 Expired - Lifetime JP2568232B2 (ja)

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