JP2762517B2 - アルカリ電池用渦巻状電極群の製造方法 - Google Patents
アルカリ電池用渦巻状電極群の製造方法Info
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- JP2762517B2 JP2762517B2 JP1041328A JP4132889A JP2762517B2 JP 2762517 B2 JP2762517 B2 JP 2762517B2 JP 1041328 A JP1041328 A JP 1041328A JP 4132889 A JP4132889 A JP 4132889A JP 2762517 B2 JP2762517 B2 JP 2762517B2
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はニッケル・カドミウム蓄電池などに用いられ
る電池用渦巻状電極群の製造方法に関するものである。
る電池用渦巻状電極群の製造方法に関するものである。
従来の技術とその課題 アルカリ電池用電極は、大別するとペースト式、焼結
式、粉末加圧式およびポケット式などがある。これらの
電池用電極は、それぞれ長所と短所があるが、現在は電
池のコスト低減の要求に応えるために、ペースト式が主
流になりつつある。このペースト式電極は、電池活物質
粉末に必要に応じて導電材や結着剤などを入れてペース
ト状にしたものを、格子状金属、多孔性金属帯鋼、発泡
状金属、繊維状金属などに充填して電極とする。近年ペ
ースト式の電極を用いた電池の中で、前述の発泡状金属
や繊維状金属などの三次元網目状構造を有する金属多孔
体をペースト状活物質を充填するための保持体として使
用する場合が増加してきた。これは保持体に格子状金属
や多孔性金属帯鋼を用いるよりも、三次元網目状構造を
有する金属多孔体を保持体に用いた方が集電性・活物質
保持性が良好であることと、三次元網目状構造を有する
金属多孔体の多孔度が焼結式やポケット式などよりも大
きいことにより活物質充填量が増し、体積エネルギー密
度・重量エネルギー密度を高めることができるからであ
る。しかしながら、この様な三次元網目状構造を有する
金属多孔体を使用した電極は、一般に高多孔度であるこ
とからその強度が弱く、電極から集電を行うためのリー
ド端子を取付けることが困難であった。この問題を解決
するための従来の技術としては、金属多孔体の一部をプ
レスする方式、金属多孔体の一部に溶接、溶射、かしめ
などにより別の金属を付加する方法、などのように電極
の一部に金属の密な部分を得ることにより電極からの集
電を行う方法がなされてきた。
式、粉末加圧式およびポケット式などがある。これらの
電池用電極は、それぞれ長所と短所があるが、現在は電
池のコスト低減の要求に応えるために、ペースト式が主
流になりつつある。このペースト式電極は、電池活物質
粉末に必要に応じて導電材や結着剤などを入れてペース
ト状にしたものを、格子状金属、多孔性金属帯鋼、発泡
状金属、繊維状金属などに充填して電極とする。近年ペ
ースト式の電極を用いた電池の中で、前述の発泡状金属
や繊維状金属などの三次元網目状構造を有する金属多孔
体をペースト状活物質を充填するための保持体として使
用する場合が増加してきた。これは保持体に格子状金属
や多孔性金属帯鋼を用いるよりも、三次元網目状構造を
有する金属多孔体を保持体に用いた方が集電性・活物質
保持性が良好であることと、三次元網目状構造を有する
金属多孔体の多孔度が焼結式やポケット式などよりも大
きいことにより活物質充填量が増し、体積エネルギー密
度・重量エネルギー密度を高めることができるからであ
る。しかしながら、この様な三次元網目状構造を有する
金属多孔体を使用した電極は、一般に高多孔度であるこ
とからその強度が弱く、電極から集電を行うためのリー
ド端子を取付けることが困難であった。この問題を解決
するための従来の技術としては、金属多孔体の一部をプ
レスする方式、金属多孔体の一部に溶接、溶射、かしめ
などにより別の金属を付加する方法、などのように電極
の一部に金属の密な部分を得ることにより電極からの集
電を行う方法がなされてきた。
ところで、上述した電極の一部に金属の密な部分を得
る方法の中で現在最も実用的な方法の一つとして電極の
片面の一部に金属板を溶接することにより電極の一部に
金属の高密度部分を得て集電用端子取付部とする構造を
持つ電極を使用する方法がある。しかし、この方法で製
造された電極を円筒形電池などにより使用される渦巻状
電極群として使用すると短絡不良が多いという問題点が
あった。
る方法の中で現在最も実用的な方法の一つとして電極の
片面の一部に金属板を溶接することにより電極の一部に
金属の高密度部分を得て集電用端子取付部とする構造を
持つ電極を使用する方法がある。しかし、この方法で製
造された電極を円筒形電池などにより使用される渦巻状
電極群として使用すると短絡不良が多いという問題点が
あった。
課題を解決するための手段 本発明は発泡状金属や繊維状金属などの三次元網目状
構造を有する金属多孔体を活物質保持体として用いる電
池用電極の製法において、電極の片面の一部に金属板を
溶接することにより、電極の一部に金属の高密度部分を
得て集電用端子取付部とする構造を持つ電極を渦巻状電
極群として使用する場合、溶接した金属板を内側、金属
多孔体を外側となるように巻回して渦巻状電極群を製造
することを特徴とするものである。
構造を有する金属多孔体を活物質保持体として用いる電
池用電極の製法において、電極の片面の一部に金属板を
溶接することにより、電極の一部に金属の高密度部分を
得て集電用端子取付部とする構造を持つ電極を渦巻状電
極群として使用する場合、溶接した金属板を内側、金属
多孔体を外側となるように巻回して渦巻状電極群を製造
することを特徴とするものである。
作 用 本発明の電池用渦巻状電極群の製造方法によれば、金
属板を溶接した金属多孔体が渦巻状電極群を形成するた
めに巻回される場合に、縮み方向の力を受けないために
金属多孔体が電極群内側へ凸形に変形しないこと、およ
び金属の弾性により金属板の端縁部が対極側へ凸となる
状態が起こりにくいことから短絡不良防止が容易にでき
る。
属板を溶接した金属多孔体が渦巻状電極群を形成するた
めに巻回される場合に、縮み方向の力を受けないために
金属多孔体が電極群内側へ凸形に変形しないこと、およ
び金属の弾性により金属板の端縁部が対極側へ凸となる
状態が起こりにくいことから短絡不良防止が容易にでき
る。
実施例 以下、本発明製造方法の一実施例につき説明する。
第１図は本発明製造方法の一実施例を説明するための
図であり、多孔度約95％厚さ約1mmの三次元網目状構造
を有する繊維状ニッケルシート１の一部を２で示すよう
に帯状にプレスした後にペースト状活物質を充填し、半
乾燥状態で電極の表面と帯状のプレス部分をブラッシン
グし、プレスによって電極の厚みを揃えた後に乾燥し、
電極の表面処理を行った。次に、帯状にプレスされた部
分２に金属板３を重ね、シーム溶接によって金属多孔体
と金属板を溶接した後に溶接部分を台切りで切断し電極
Ｉを得た。次に、この電極Ｉを用いて第３図にその概略
を示した円筒密閉形アルカリ電池などに用いられる渦巻
状電極群を作製した。
図であり、多孔度約95％厚さ約1mmの三次元網目状構造
を有する繊維状ニッケルシート１の一部を２で示すよう
に帯状にプレスした後にペースト状活物質を充填し、半
乾燥状態で電極の表面と帯状のプレス部分をブラッシン
グし、プレスによって電極の厚みを揃えた後に乾燥し、
電極の表面処理を行った。次に、帯状にプレスされた部
分２に金属板３を重ね、シーム溶接によって金属多孔体
と金属板を溶接した後に溶接部分を台切りで切断し電極
Ｉを得た。次に、この電極Ｉを用いて第３図にその概略
を示した円筒密閉形アルカリ電池などに用いられる渦巻
状電極群を作製した。
この時、本発明製造方法である金属板を渦巻の内側と
し金属多孔体を渦巻の外側として作製した渦巻状電極群
をＡとした。また、比較のために上述の電極Ｉを用いて
金属板を外側、金属多孔体を内側として作製した渦巻状
電極群をＢとした。
し金属多孔体を渦巻の外側として作製した渦巻状電極群
をＡとした。また、比較のために上述の電極Ｉを用いて
金属板を外側、金属多孔体を内側として作製した渦巻状
電極群をＢとした。
第２図は本発明製造方法の他の一実施例を説明するた
めの図であり、繊維状ニッケルシート１の一部に図に示
すようにプレス２を行い、このプレス部分に金属板３を
図に示すようにスポット溶接によって溶接し、それ以外
は電極Ｉと同じ方法で製造したものであり、これを電極
IIとする。次に、この電極IIを用いて第４図にその概略
を示した円筒密閉形アルカリ電池などに用いられる渦巻
状電極群を作製した。この時、本発明の製造方法である
金属板を渦巻の内側として金属多孔体を渦巻の外側とし
て作製した渦巻状電極群をＣとした。また、比較のため
に上述の電極IIを用いて金属板を外側、金属多孔体を内
側として作製した渦巻状電極群をＤとした。
めの図であり、繊維状ニッケルシート１の一部に図に示
すようにプレス２を行い、このプレス部分に金属板３を
図に示すようにスポット溶接によって溶接し、それ以外
は電極Ｉと同じ方法で製造したものであり、これを電極
IIとする。次に、この電極IIを用いて第４図にその概略
を示した円筒密閉形アルカリ電池などに用いられる渦巻
状電極群を作製した。この時、本発明の製造方法である
金属板を渦巻の内側として金属多孔体を渦巻の外側とし
て作製した渦巻状電極群をＣとした。また、比較のため
に上述の電極IIを用いて金属板を外側、金属多孔体を内
側として作製した渦巻状電極群をＤとした。
この渦巻状電極群Ａ、Ｂ、ＣおよびＤの短絡を調べる
ために絶縁確認試験によって良・否の判定をしたとこ
ろ、第１表に示す結果が得られた。
ために絶縁確認試験によって良・否の判定をしたとこ
ろ、第１表に示す結果が得られた。
この結果、本発明による渦巻状電極群ＡおよびＣは、
電極群ＢおよびＤと比較した場合極めて低い不良率であ
った。
電極群ＢおよびＤと比較した場合極めて低い不良率であ
った。
ところで、上述した絶縁確認試験において不良となっ
た電極群についてその短絡原因の調査を行った結果、以
下のことが確認された。
た電極群についてその短絡原因の調査を行った結果、以
下のことが確認された。
まず、電極群ＡおよびＣに対する短絡原因は、電極群
巻き始め時に起こる電極の折れによる対極との短絡、脱
落した電極活物質による対極との短絡、および電極群Ａ
においては金属板溶接部分切断時の切断部分の変形によ
る対極との短絡であることが確認された。一方、電極群
ＢおよびＤに対する短絡原因は、電極群ＡおよびＣでの
短絡原因以外に金属多孔板が渦巻の中心方向に向かって
凸形に変形することにより内側の対極と接触し短絡が起
こったもの、および電極群Ｄでは金属板の端縁部が渦巻
状の外側に凸となることから外側の対極と接触し短絡が
起こったものが短絡原因の多くを占めていることが確認
された。
巻き始め時に起こる電極の折れによる対極との短絡、脱
落した電極活物質による対極との短絡、および電極群Ａ
においては金属板溶接部分切断時の切断部分の変形によ
る対極との短絡であることが確認された。一方、電極群
ＢおよびＤに対する短絡原因は、電極群ＡおよびＣでの
短絡原因以外に金属多孔板が渦巻の中心方向に向かって
凸形に変形することにより内側の対極と接触し短絡が起
こったもの、および電極群Ｄでは金属板の端縁部が渦巻
状の外側に凸となることから外側の対極と接触し短絡が
起こったものが短絡原因の多くを占めていることが確認
された。
ところで、この金属多孔体の内側への凸形変形の原因
は次のように考えられる。まず、溶接された金属多孔体
と金属板を渦巻状に巻回する場合、外側に巻かれるもの
は伸び、内側に巻かれるものは縮み方向に力がかかる。
ところが、金属多孔体と金属板の物性を比較してみると
金属板は伸び方向・縮み方向共に金属多孔体より変形し
にくい。
は次のように考えられる。まず、溶接された金属多孔体
と金属板を渦巻状に巻回する場合、外側に巻かれるもの
は伸び、内側に巻かれるものは縮み方向に力がかかる。
ところが、金属多孔体と金属板の物性を比較してみると
金属板は伸び方向・縮み方向共に金属多孔体より変形し
にくい。
一方、金属多孔体は金属板に比べ伸び易く、縮み方向
に対しては折れや曲がりによる変形を受けやすい。この
ことにより、金属板を渦巻の内側に位置させて渦巻状電
極群を作製した第５図Ａの場合では、金属多孔体が伸び
ることによって伸びと縮みの力を吸収し内側対極への凸
形変形が起こらないが、金属板を外側に位置させて渦巻
状電極群を作製した第５図Ｂの場合では金属多孔体の折
れや曲がりによる変形によって伸びと縮みの力を吸収す
るので内側への凸形変形が起こる。
に対しては折れや曲がりによる変形を受けやすい。この
ことにより、金属板を渦巻の内側に位置させて渦巻状電
極群を作製した第５図Ａの場合では、金属多孔体が伸び
ることによって伸びと縮みの力を吸収し内側対極への凸
形変形が起こらないが、金属板を外側に位置させて渦巻
状電極群を作製した第５図Ｂの場合では金属多孔体の折
れや曲がりによる変形によって伸びと縮みの力を吸収す
るので内側への凸形変形が起こる。
次に、電極群Ｄに見られた金属板の端縁部が渦巻状の
外側に凸となる原因については、金属板の弾性力によ
り、金属板の溶接されている部分の電極の曲がり具合よ
りも金属板が平板状になろうとするために金属板端縁部
に渦巻の外側方向への力がおこり、このために金属板が
渦巻の外側に位置している場合には第５図Ｄのように金
属板の端縁部が外側に凸となる。しかし、金属板が渦巻
の内側に位置している第５図Ｃの場合には、金属板の端
縁部の外側には溶接されている自極の金属多孔体が存在
するので対極との短絡とならない。
外側に凸となる原因については、金属板の弾性力によ
り、金属板の溶接されている部分の電極の曲がり具合よ
りも金属板が平板状になろうとするために金属板端縁部
に渦巻の外側方向への力がおこり、このために金属板が
渦巻の外側に位置している場合には第５図Ｄのように金
属板の端縁部が外側に凸となる。しかし、金属板が渦巻
の内側に位置している第５図Ｃの場合には、金属板の端
縁部の外側には溶接されている自極の金属多孔体が存在
するので対極との短絡とならない。
発明の効果 上述した如く、本発明によれば極めて容易に渦巻状電
極群の短絡不良率を低減させることができることによ
り、製造コストを低減させることができ、その工業的価
値極めて大である。
極群の短絡不良率を低減させることができることによ
り、製造コストを低減させることができ、その工業的価
値極めて大である。
第１図は本発明アルカリ電池用渦巻状電極群の製造方法
の一実施例を示す図、第２図は本発明アルカリ電池用電
極の製造方法の他の一実施例を示す図、第３図は渦巻状
電極群の一例を示す斜視図、第４図は渦巻状電極群の他
の一例を示す斜視図、第５図は渦巻状電極群で起こる金
属板と金属多孔体の状態を説明するための図である。 １……繊維状ニッケルシート、２……プレス部、 ３……金属板、４……正極端縁部、 ５……負極端縁部、６……セパレータ、 ７……金属多孔体、８……対極
の一実施例を示す図、第２図は本発明アルカリ電池用電
極の製造方法の他の一実施例を示す図、第３図は渦巻状
電極群の一例を示す斜視図、第４図は渦巻状電極群の他
の一例を示す斜視図、第５図は渦巻状電極群で起こる金
属板と金属多孔体の状態を説明するための図である。 １……繊維状ニッケルシート、２……プレス部、 ３……金属板、４……正極端縁部、 ５……負極端縁部、６……セパレータ、 ７……金属多孔体、８……対極
Claims (1)
- 【請求項１】三次元網目状構造を有する金属多孔体を活
物質保持体として用いる電池用電極の製法において、上
記電極の片面の一部に金属板を溶接等により溶着するこ
とにより、電極の一部に金属の高密度部分を得て集電用
端子取付部とする構造を持つ電極を渦巻状電極群として
使用する場合に、溶接した金属板を内側、金属多孔体を
外側となるように巻回することを特徴とするアルカリ電
池用渦巻状電極群の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1041328A JP2762517B2 (ja) | 1989-02-21 | 1989-02-21 | アルカリ電池用渦巻状電極群の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1041328A JP2762517B2 (ja) | 1989-02-21 | 1989-02-21 | アルカリ電池用渦巻状電極群の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02220365A JPH02220365A (ja) | 1990-09-03 |
| JP2762517B2 true JP2762517B2 (ja) | 1998-06-04 |
Family
ID=12605451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1041328A Expired - Lifetime JP2762517B2 (ja) | 1989-02-21 | 1989-02-21 | アルカリ電池用渦巻状電極群の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2762517B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3831525B2 (ja) | 1998-06-30 | 2006-10-11 | 三洋電機株式会社 | 電池 |
| JP5125246B2 (ja) * | 2007-06-20 | 2013-01-23 | パナソニック株式会社 | 二次電池用電極の製造方法 |
| JP5456333B2 (ja) * | 2009-02-17 | 2014-03-26 | 三洋電機株式会社 | 密閉型アルカリ蓄電池 |
-
1989
- 1989-02-21 JP JP1041328A patent/JP2762517B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02220365A (ja) | 1990-09-03 |
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Legal Events
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