JP2926235B2 - アルカリ電池用電極の製造方法 - Google Patents
アルカリ電池用電極の製造方法Info
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
- H01M4/26—Processes of manufacture
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- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
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- 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
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
る電池用電極に関するものである。
る電池用電極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材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、繊維状金属などを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
レスする方法、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。また、繊維状ニッケルシ
ートの一部を帯状にプレスし、金属の密な部分を得た後
にペースト状活物質を充填し、プレスによって電極の厚
みを揃え、その後、レーザー加工機によって帯状にプレ
スして得た金属の密な部分（活物質を充填しない）を溶
断する方法もある。しかし、これらの方法では充分な強
度の金属の密な部分が得られなかったり、リード取付部
に金属の高密度部分を作る工程や電極の切断の工程など
において、加工物の位置決めや切断の方法に困難が多
く、製造工程上極めて煩雑であるなどの問題点があっ
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材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、繊維状金属などを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
レスする方法、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。また、繊維状ニッケルシ
ートの一部を帯状にプレスし、金属の密な部分を得た後
にペースト状活物質を充填し、プレスによって電極の厚
みを揃え、その後、レーザー加工機によって帯状にプレ
スして得た金属の密な部分（活物質を充填しない）を溶
断する方法もある。しかし、これらの方法では充分な強
度の金属の密な部分が得られなかったり、リード取付部
に金属の高密度部分を作る工程や電極の切断の工程など
において、加工物の位置決めや切断の方法に困難が多
く、製造工程上極めて煩雑であるなどの問題点があっ
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
池用電極において、活物質を充填した部分をレーザーも
しくはプラズマを利用して金属多孔体を局部的に加熱、
溶融させることによって溶断し、溶融した金属を金属多
孔体の一部で固化させることにより金属の高密度部分を
得て、その金属の高密度部分を集電用のリード取付部と
して利用するものである。
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
池用電極において、活物質を充填した部分をレーザーも
しくはプラズマを利用して金属多孔体を局部的に加熱、
溶融させることによって溶断し、溶融した金属を金属多
孔体の一部で固化させることにより金属の高密度部分を
得て、その金属の高密度部分を集電用のリード取付部と
して利用するものである。
作 用 本発明の電池用電極の製造方法によれば、レーザーも
しくはプラズマなどの局部的な加熱によって電極の切断
を容易に精度よく行うことができ、また、加熱によって
溶融された金属は表面張力によって電極の断面に集まり
固化して集電用リード端子取付部として使用可能な金属
の密な部分が得られる。
しくはプラズマなどの局部的な加熱によって電極の切断
を容易に精度よく行うことができ、また、加熱によって
溶融された金属は表面張力によって電極の断面に集まり
固化して集電用リード端子取付部として使用可能な金属
の密な部分が得られる。
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図は従来の製造方法の一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備えた後に乾燥し、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の帯幅方向の中心を帯の長さ方向にプラズマアークを
使用して切断した。これにより電極の一部に金属ニッケ
ルの高密度部分３を持つ電極Ａを得ることができた。
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備えた後に乾燥し、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の帯幅方向の中心を帯の長さ方向にプラズマアークを
使用して切断した。これにより電極の一部に金属ニッケ
ルの高密度部分３を持つ電極Ａを得ることができた。
第２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、繊維状ニッケルシートに帯状のプレスを行わ
ず、それ以外は電極Ａと同じ方法で製造したものであ
り、これを電極Ｂとする。すなわち、多孔度約95％厚さ
約1mmの三次元網消状構造を有する繊維状ニッケルシー
ト１の一部を帯状にプレスすることなくペースト状活物
質を充填し、半乾燥状態で電極の表面をブラッシング
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てから、帯状にプレスされていない
ことによって活物質が充填されている部分をプラズマア
ークを使用して切断した。これにより電極の一部に金属
ニッケルの高密度部分３を持つ電極Ｂを得ることができ
た。電極Ｂでは電極Ａよりニッケルの高密度部３が少な
くなったが、これは溶断部分の厚さが厚く溶融した繊維
状ニッケルの量が少なかったからであろうと考えられ
る。
図であり、繊維状ニッケルシートに帯状のプレスを行わ
ず、それ以外は電極Ａと同じ方法で製造したものであ
り、これを電極Ｂとする。すなわち、多孔度約95％厚さ
約1mmの三次元網消状構造を有する繊維状ニッケルシー
ト１の一部を帯状にプレスすることなくペースト状活物
質を充填し、半乾燥状態で電極の表面をブラッシング
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てから、帯状にプレスされていない
ことによって活物質が充填されている部分をプラズマア
ークを使用して切断した。これにより電極の一部に金属
ニッケルの高密度部分３を持つ電極Ｂを得ることができ
た。電極Ｂでは電極Ａよりニッケルの高密度部３が少な
くなったが、これは溶断部分の厚さが厚く溶融した繊維
状ニッケルの量が少なかったからであろうと考えられ
る。
さらに、従来例として電極Ａにおけるプラズマアーク
切断の代わりに台切りによって切断した電極Ｃと、この
電極Ｃのプレス部に金属片をシーム溶接によって溶接し
た電極Ｄを製作した。
切断の代わりに台切りによって切断した電極Ｃと、この
電極Ｃのプレス部に金属片をシーム溶接によって溶接し
た電極Ｄを製作した。
次に、得られた電極Ａ、Ｂ、ＣおよびＤを用いて、第
３図に概略を示した円筒密閉形アルカリ電池に用いられ
る渦巻状電極群を作った。この電極群の上下に露出して
いる正負電極の端縁部4,6に対して集電用の金属板７を
抵抗溶接によって溶接を行い、引張試験によって良・否
の判定をしたところ、第１表に示す結果が得られた。
３図に概略を示した円筒密閉形アルカリ電池に用いられ
る渦巻状電極群を作った。この電極群の上下に露出して
いる正負電極の端縁部4,6に対して集電用の金属板７を
抵抗溶接によって溶接を行い、引張試験によって良・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、本発明による電極Ｂは、単に切断した電極
Ｃよりも溶接の不良率が低い。これは繊維状ニッケルシ
ートをプレスしただけでは充分な強度の金属の高密度部
が得られなかったからであると考えられる。さらに、プ
レス部に金属片を溶接した電極Ｄおよび、帯状にプレス
して金属の密な部分を得た後ペースト状活物質を充填
し、プレスによって電極の厚みを揃えその後、レーザー
加工機によって帯状にプレスして得た金属の密な部分を
溶断して得た電極Ａと比較した場合の不良率はほぼ同等
である。しかし、電極Ｂの電極を作る場合には一度の溶
断で電極の切断と金属の高密度部分を得られたが、電極
Ｄでは切断以外に金属片の加工、金属片の溶接位置への
位置決め、および金属片の溶接の工程が必要であった。
また、電極Ａは、ペースト状活物質を充填する前に、帯
状にプレスする工程が必要であった。
Ｃよりも溶接の不良率が低い。これは繊維状ニッケルシ
ートをプレスしただけでは充分な強度の金属の高密度部
が得られなかったからであると考えられる。さらに、プ
レス部に金属片を溶接した電極Ｄおよび、帯状にプレス
して金属の密な部分を得た後ペースト状活物質を充填
し、プレスによって電極の厚みを揃えその後、レーザー
加工機によって帯状にプレスして得た金属の密な部分を
溶断して得た電極Ａと比較した場合の不良率はほぼ同等
である。しかし、電極Ｂの電極を作る場合には一度の溶
断で電極の切断と金属の高密度部分を得られたが、電極
Ｄでは切断以外に金属片の加工、金属片の溶接位置への
位置決め、および金属片の溶接の工程が必要であった。
また、電極Ａは、ペースト状活物質を充填する前に、帯
状にプレスする工程が必要であった。
以上の結果により、電極Ｂは電極Ｃよりも溶接時の強
度の面で優れており、かつ電極Ｄよりも工程を簡略化で
きることにより製造コストも低減させることができると
いう利点を持っていることが確認された。また、第１図
と第２図の対比から明らかなように、電極Ａではプレス
部分には活物質が担持されずその分活物質担持量が少な
くなるが、本発明電極Ｂではプレス部がないので活物質
担持部を大きく取ることができる。
度の面で優れており、かつ電極Ｄよりも工程を簡略化で
きることにより製造コストも低減させることができると
いう利点を持っていることが確認された。また、第１図
と第２図の対比から明らかなように、電極Ａではプレス
部分には活物質が担持されずその分活物質担持量が少な
くなるが、本発明電極Ｂではプレス部がないので活物質
担持部を大きく取ることができる。
また、電極Ｂを使用して作られた渦巻状電極群の電極
の端縁部への溶接状態を詳細に調査してみると、充分な
溶接強度と導電性を得ることができていることが確認さ
れた。
の端縁部への溶接状態を詳細に調査してみると、充分な
溶接強度と導電性を得ることができていることが確認さ
れた。
以上の実施例ではプラズマアークを使用して溶断した
場合を示したが、レーザーを使用しても同機の結果であ
った。また、実施例では活物質充填後の極板を溶断して
金属の高密度部分を形成したが、活物質充填前に金属多
孔体を溶断して金属の高密度部分を形成しておいてもよ
い。しかしながら、このようにすると、活物質の充填工
程において、前工程の溶断によって生じた多数の金属多
孔体に活物質を充填しなければならなくなるから、活物
質充填工程が著しく煩雑になって、生産性の顕著な低下
を招くという不都合を生じるので、この点でまったく好
ましくない。
場合を示したが、レーザーを使用しても同機の結果であ
った。また、実施例では活物質充填後の極板を溶断して
金属の高密度部分を形成したが、活物質充填前に金属多
孔体を溶断して金属の高密度部分を形成しておいてもよ
い。しかしながら、このようにすると、活物質の充填工
程において、前工程の溶断によって生じた多数の金属多
孔体に活物質を充填しなければならなくなるから、活物
質充填工程が著しく煩雑になって、生産性の顕著な低下
を招くという不都合を生じるので、この点でまったく好
ましくない。
発明の効果 上述した如く、本発明によれば極めて容易に電極の切
断を行うことができ、さらに電極に充分な強度の金属の
高密度部も容易に得ることができる。これにより、従来
行われていた電極の一部に金属の高密度部分を集電用の
リード取付部として作るための工程と電極の切断のため
の工程が大幅に簡略化され、製造コストを低減させるこ
とができ、とりわけ、溶接不良をほとんど増やすことな
く、活物質を充填する前に金属多孔体を帯状にプレスす
る工程が不要であり、しかも、プレス部分がないので活
物質担持部を大きく取ることができ、しかも、活物質の
充填工程において、溶断前の大面積で少数の金属多孔体
に活物質を充填できる結果、活物質の充填工程における
工程簡略化及び低コスト化も同時に実現できるので、そ
の工業的価値極めて大である。
断を行うことができ、さらに電極に充分な強度の金属の
高密度部も容易に得ることができる。これにより、従来
行われていた電極の一部に金属の高密度部分を集電用の
リード取付部として作るための工程と電極の切断のため
の工程が大幅に簡略化され、製造コストを低減させるこ
とができ、とりわけ、溶接不良をほとんど増やすことな
く、活物質を充填する前に金属多孔体を帯状にプレスす
る工程が不要であり、しかも、プレス部分がないので活
物質担持部を大きく取ることができ、しかも、活物質の
充填工程において、溶断前の大面積で少数の金属多孔体
に活物質を充填できる結果、活物質の充填工程における
工程簡略化及び低コスト化も同時に実現できるので、そ
の工業的価値極めて大である。
第１図は従来のアルカリ電池用電極の製造方法の一例を
示す図、第２図は本発明アルカリ電池用電極の製造方法
の一実施例を示す図、第３図は渦巻状電極群と集電用金
属板との接続例を示した図である。 １……繊維状ニッケルシート、２……プレス部、３……
金属の高密度部、４……負極端縁部、５……セパレー
タ、６……正極端縁部、７……集電用金属板
示す図、第２図は本発明アルカリ電池用電極の製造方法
の一実施例を示す図、第３図は渦巻状電極群と集電用金
属板との接続例を示した図である。 １……繊維状ニッケルシート、２……プレス部、３……
金属の高密度部、４……負極端縁部、５……セパレー
タ、６……正極端縁部、７……集電用金属板
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において、活物質を
充填した部分をレーザーもしくはプラズマを利用して上
記金属多孔体を局部的に加熱、溶融させることによって
溶断し、溶融した金属を金属多孔体の一部で固化させる
ことにより金属の高密度部分を得て集電用リード取付部
とすることを特徴とするアルカリ電池用電極の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63292837A JP2926235B2 (ja) | 1988-11-18 | 1988-11-18 | アルカリ電池用電極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63292837A JP2926235B2 (ja) | 1988-11-18 | 1988-11-18 | アルカリ電池用電極の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02139858A JPH02139858A (ja) | 1990-05-29 |
| JP2926235B2 true JP2926235B2 (ja) | 1999-07-28 |
Family
ID=17787001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63292837A Expired - Fee Related JP2926235B2 (ja) | 1988-11-18 | 1988-11-18 | アルカリ電池用電極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2926235B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4701463B2 (ja) * | 1998-11-05 | 2011-06-15 | パナソニック株式会社 | 電池用電極板の活物質除去方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61214363A (ja) * | 1985-03-19 | 1986-09-24 | Sanyo Electric Co Ltd | 蓄電池用極板 |
-
1988
- 1988-11-18 JP JP63292837A patent/JP2926235B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02139858A (ja) | 1990-05-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
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| R350 | Written notification of registration of transfer |
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