JP3113276B2 - 海綿構造の基板を有する電気化学電池用電極上に金属接合耳を結合するための方法、及び該方法により得られる電極 - Google Patents
海綿構造の基板を有する電気化学電池用電極上に金属接合耳を結合するための方法、及び該方法により得られる電極Info
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は海綿構造の基板を有する電気化学電池用電極
上に金属接合耳を接合するための方法に関する。
上に金属接合耳を接合するための方法に関する。
本発明は、特に、少なくとも一つの電極が活物質で充
填された多孔質の金属基板を備えており、アルカリ電解
質を有する電気化学電池に関する。この多孔質基板は、
３次元の組織網中で細胞が互いに連結しているスポンジ
に匹敵するマトリックス構造を有する。ここでは海綿構
造という言葉で記載される。
填された多孔質の金属基板を備えており、アルカリ電解
質を有する電気化学電池に関する。この多孔質基板は、
３次元の組織網中で細胞が互いに連結しているスポンジ
に匹敵するマトリックス構造を有する。ここでは海綿構
造という言葉で記載される。
活物質の充填前は、海綿構造の多孔度は90％より大き
い。充填後は、電極の厚さが調整されるように圧縮さ
れ、このため組立を容易にし、且つ電池の優れた働きを
保証する。
い。充填後は、電極の厚さが調整されるように圧縮さ
れ、このため組立を容易にし、且つ電池の優れた働きを
保証する。
本発明の電池は平らな電極又は螺旋状に巻かれた電極
を有することができる。
を有することができる。
このような電極の電池の端子への接合は、別付けされ
る金属接合耳の使用を前提とする。
る金属接合耳の使用を前提とする。
このような操作の実現のために、よく知られている技
術を他のタイプの電極に転用することは、次の四つの方
法の一つに導くであろう。
術を他のタイプの電極に転用することは、次の四つの方
法の一つに導くであろう。
−金属片、又は活物質で充填されていない海綿構造の接
合耳を溶接領域内では一般に活物質が充填されていない
海綿構造基板の上に溶接する。
合耳を溶接領域内では一般に活物質が充填されていない
海綿構造基板の上に溶接する。
−接合耳が現れるように、必要とあらば活物質が充填さ
れた海綿構造基板を切断する。
れた海綿構造基板を切断する。
−活物質で充填された海綿構造基板に金属片をリベット
締めするか、又は留め金で締める。
締めするか、又は留め金で締める。
−活物質で充填されていない海綿構造の接合耳を活物質
で充填された海綿構造基板に圧着する。
で充填された海綿構造基板に圧着する。
第１の方法は、薄い部品の溶接が並の信頼度である不
都合を呈する。電極を溶接すべき面の調整はしばしば補
足的操作を必要とする。
都合を呈する。電極を溶接すべき面の調整はしばしば補
足的操作を必要とする。
第２の方法は、部品にとって必要な連続操作中に破壊
が頻繁に生ずる脆弱な部品の製造に導く。更に、海綿構
造内の接合耳の切断はコスト上不利である。即ち、かな
りの量の海綿構造物と、時には活物質とを失う。
が頻繁に生ずる脆弱な部品の製造に導く。更に、海綿構
造内の接合耳の切断はコスト上不利である。即ち、かな
りの量の海綿構造物と、時には活物質とを失う。
リベット締め又は留め金の締め付けによる第３の方法
は、基板を硬化する。その結果、特に電極の螺旋巻きの
ための曲げ能力を減少させる。
は、基板を硬化する。その結果、特に電極の螺旋巻きの
ための曲げ能力を減少させる。
第４の方法により得られた海綿構造の接合耳は高価で
且つ脆い。
且つ脆い。
これらの異なる方法は、更に電極の活性表面を減少さ
せる不都合を呈する。
せる不都合を呈する。
本発明の目的は、補足的な操作段階を含まず、且つ電
極の活性表面を無視し得る減少しかもたらさない結合方
法を提供することである。
極の活性表面を無視し得る減少しかもたらさない結合方
法を提供することである。
本発明の目的は、90％より大きい多孔度を有する基板
から出発し、該基板に活物質を充填し、該基板の厚さを
調整するために該基板を圧縮する、海綿構造の基板を有
する電気化学電池用電極上に金属接合耳を結合する方法
であって、互いに固定されると共に活物質で充填された
該基板の両側に配置される二つのアームを有しており、
エキスパンデッドメタル、又は40％より大きい開孔率で
穿孔された箔でできている接合耳を使用し、該基板中に
該接合耳の該二つのアームを挿入させて該基板に該接合
耳を結合させるために基板の圧縮操作を用いることを特
徴とする、海綿構造の基板を有する電気化学電池用電極
上に金属接合耳を結合する方法を提供することである。
から出発し、該基板に活物質を充填し、該基板の厚さを
調整するために該基板を圧縮する、海綿構造の基板を有
する電気化学電池用電極上に金属接合耳を結合する方法
であって、互いに固定されると共に活物質で充填された
該基板の両側に配置される二つのアームを有しており、
エキスパンデッドメタル、又は40％より大きい開孔率で
穿孔された箔でできている接合耳を使用し、該基板中に
該接合耳の該二つのアームを挿入させて該基板に該接合
耳を結合させるために基板の圧縮操作を用いることを特
徴とする、海綿構造の基板を有する電気化学電池用電極
上に金属接合耳を結合する方法を提供することである。
該基板及び接合耳の３次元の多孔質構造は圧縮中に互
いに入り組合うと共にたがいに結合する。従って、剥離
に対する最適な耐性を得る。
いに入り組合うと共にたがいに結合する。従って、剥離
に対する最適な耐性を得る。
第１の実施例によれば、該接合耳は該基板から突出す
る舌片を規定する。
る舌片を規定する。
第２の実施例によれば、該接合耳は、該基板の縁全体
に沿って形成される。従って、縁上に溶接され得ると共
に、一貫製造工程上で従来技術の電極を代替し得る金属
アームを有する電極を得ることができる。
に沿って形成される。従って、縁上に溶接され得ると共
に、一貫製造工程上で従来技術の電極を代替し得る金属
アームを有する電極を得ることができる。
好ましくは、該エキスパンデッドメタルは、幅１が厚
さｅの0.5から３倍である細線を有するメッシュを含ん
でいる。
さｅの0.5から３倍である細線を有するメッシュを含ん
でいる。
該基板の重さが3g/dm2から7g/dm2の間であって良い。
該接合耳が該基板の表面の0.1％から60％の間の表面
に沿って該基板に結合される。
に沿って該基板に結合される。
該基板の材料が好ましくはニッケルであり、該接合耳
の材料がニッケル、ニッケルメッキ鋼及びステンレス鋼
の中から選択される。
の材料がニッケル、ニッケルメッキ鋼及びステンレス鋼
の中から選択される。
又、本発明の目的は、電極が、エキスパンデッドメタ
ル、又は40％より大きい開孔率で穿孔された箔でできた
電気的接合耳を有しており、該接合耳は基板の両側に配
置される二つのアームを有しており、前記基板及び接合
耳の前記二つのアームの３次元の多孔質構造が圧縮によ
り互いに入り組み且つ結合されることを特徴とする電気
化学電池用電極を提供することにある。
ル、又は40％より大きい開孔率で穿孔された箔でできた
電気的接合耳を有しており、該接合耳は基板の両側に配
置される二つのアームを有しており、前記基板及び接合
耳の前記二つのアームの３次元の多孔質構造が圧縮によ
り互いに入り組み且つ結合されることを特徴とする電気
化学電池用電極を提供することにある。
本発明の効果は、主として以下の通りである。
−電極の活物質は、接合耳の所で機能することができる
ので、電極の活性表面の減少が無視し得る程度である。
ので、電極の活性表面の減少が無視し得る程度である。
−接合耳の幾何学的形態が単純であり、且つ補足的操作
段階なしに、基板の圧縮中に接合耳を取り付けることが
簡単である。
段階なしに、基板の圧縮中に接合耳を取り付けることが
簡単である。
−縁上に溶接可能な電極を製造することが可能である。
このことにより、電力特性が“舌片”の接合耳を有する
電極の電力特性よりも優れており、従来の基板を有する
従来技術の電極と代替し得る電極を得ること可能にす
る。
このことにより、電力特性が“舌片”の接合耳を有する
電極の電力特性よりも優れており、従来の基板を有する
従来技術の電極と代替し得る電極を得ること可能にす
る。
本発明の他の特性及び効果は、決して限定的目的では
なく、説明のために与えられる実施例の以下の記載から
明らかであろう。
なく、説明のために与えられる実施例の以下の記載から
明らかであろう。
添付図面において、 −図１のＡから図１のＤは、いわゆる“舌片”を有する
電極の製造のため、圧縮操作の前の海綿構造の基板に連
結されるべき種々のタイプの接合耳の概略斜視図であ
り、 −図２のＡから図２のＤは、圧縮後の図１のＡから図１
のＤの接合耳及び基板を示し、 −図３のＡから図３のＤは図２のＡから図２のＤの線II
I AからIII Dに沿う断面に相当し、 −図４は、舌片を有する電気化学電池用正極の概略斜視
図を示し、 −図５は、本発明に従い縁上に溶接された接合耳を有す
る電極の概略斜視図であり、 −図６は、本発明に従い接合耳の製造のためのエキスパ
ンデッドメタルの例の拡大サイズの概略図である。
電極の製造のため、圧縮操作の前の海綿構造の基板に連
結されるべき種々のタイプの接合耳の概略斜視図であ
り、 −図２のＡから図２のＤは、圧縮後の図１のＡから図１
のＤの接合耳及び基板を示し、 −図３のＡから図３のＤは図２のＡから図２のＤの線II
I AからIII Dに沿う断面に相当し、 −図４は、舌片を有する電気化学電池用正極の概略斜視
図を示し、 −図５は、本発明に従い縁上に溶接された接合耳を有す
る電極の概略斜視図であり、 −図６は、本発明に従い接合耳の製造のためのエキスパ
ンデッドメタルの例の拡大サイズの概略図である。
図１は、重さ3.5g/dm2、厚さ1.6mm、であり且つ水酸
化ニッケルベースの活物質が充填されたニッケルの海綿
構造基板１を示す。
化ニッケルベースの活物質が充填されたニッケルの海綿
構造基板１を示す。
接合耳には、純粋ニッケル又はニッケルメッキ鋼でで
きており、図６中に示されるエキスパンデッドメタル10
0が用いられる。対角線1.45mmの正方形のメッシュは、
0.1mmの程度の厚さｅ及び0.17mmの程度の幅１の細線に
より規定される。このエキスパンデッドメタルを切断
し、そして図１中の接合耳３、７、12、15の形に形成さ
れる。
きており、図６中に示されるエキスパンデッドメタル10
0が用いられる。対角線1.45mmの正方形のメッシュは、
0.1mmの程度の厚さｅ及び0.17mmの程度の幅１の細線に
より規定される。このエキスパンデッドメタルを切断
し、そして図１中の接合耳３、７、12、15の形に形成さ
れる。
接合耳３は、基板１の面20、21上にそれぞれが当接す
るためのアーム５、６が続く平面部分４を有する。
るためのアーム５、６が続く平面部分４を有する。
接合耳７は、面20に当接する二つのアーム９、10と、
面21に当接する一つのアーム11が続く平面部分８を有す
る。
面21に当接する一つのアーム11が続く平面部分８を有す
る。
接合耳12は、幅よりも長さの方が大きい二つのアーム
13、14を有するＵ字形でり、接合耳15は、基板１の縁18
の所で当接するために長さよりも幅の方が広い二つのア
ーム16、17を有するＵ字形の形状を有する。
13、14を有するＵ字形でり、接合耳15は、基板１の縁18
の所で当接するために長さよりも幅の方が広い二つのア
ーム16、17を有するＵ字形の形状を有する。
基板１及び接合耳３、７、12、15を取付けて、同時に
圧縮した後に、基板１及び接合された接合耳３、７、1
2、15が図２、及び図３において参照番号１′、３′、
７′、12′、15′で夫々示される。
圧縮した後に、基板１及び接合された接合耳３、７、1
2、15が図２、及び図３において参照番号１′、３′、
７′、12′、15′で夫々示される。
図４において、図１のＤ、図２のD,図３のD,の変形例
に対応する基板30及びその接合耳31を有する舌片タイプ
の電極が示されている。基板１の幅は14mmであり、高さ
は、38mmである。基板１は、15g/dm2の水酸化ニッケル
ベースの活物質で充填されている。圧縮後、当初1.6mm
の基板30の厚さは0.5mmになる。
に対応する基板30及びその接合耳31を有する舌片タイプ
の電極が示されている。基板１の幅は14mmであり、高さ
は、38mmである。基板１は、15g/dm2の水酸化ニッケル
ベースの活物質で充填されている。圧縮後、当初1.6mm
の基板30の厚さは0.5mmになる。
このように製造された電極は、角柱形電気化学電池に
関する従来技術により組立られ得る。
関する従来技術により組立られ得る。
別の実施態様では、基板30は、水酸化ニッケルではな
く、17g/dm2の率で水素化可能な金属合金で充填され
る。
く、17g/dm2の率で水素化可能な金属合金で充填され
る。
図５の変形例においては、基板40の全ての縁41上へ接
合耳42を設けるために、図１のD,図２のD,図３のＤの変
形例に類似の方法により本発明が適用される。使用され
る基板40、その活物質及びエキスパンデッドメタルは図
１のものと同様である。その長さは、130mmであり、そ
の幅は、30mmである。基板は、17g/dm2の率で活物質が
充填される。このように接合耳を備えた電極は、セパレ
ータを間に置いてカドミウムベースの負極と向かい合わ
せて螺旋状に巻かれ得る。電極は、従来の方法で電気化
学電池のカバーに接続されている従来の接合耳に電気溶
接により接続され得る。
合耳42を設けるために、図１のD,図２のD,図３のＤの変
形例に類似の方法により本発明が適用される。使用され
る基板40、その活物質及びエキスパンデッドメタルは図
１のものと同様である。その長さは、130mmであり、そ
の幅は、30mmである。基板は、17g/dm2の率で活物質が
充填される。このように接合耳を備えた電極は、セパレ
ータを間に置いてカドミウムベースの負極と向かい合わ
せて螺旋状に巻かれ得る。電極は、従来の方法で電気化
学電池のカバーに接続されている従来の接合耳に電気溶
接により接続され得る。
もちろん、特に、海綿構造の基板の特徴、基板に充填
される活物質の特徴、寸法及びエキスパンデッドメタル
の材料の特徴関して上述された実施例に制限されない。
される活物質の特徴、寸法及びエキスパンデッドメタル
の材料の特徴関して上述された実施例に制限されない。
又、エキスパンデッドメタルは、開孔率が40％より大
きく穿孔された金属箔と代替し得る。
きく穿孔された金属箔と代替し得る。
フロントページの続き (72)発明者 ブリユナリー，ジヨエル フランス国、33200・ボルドー、リユ・ ジユール・ミシユレ、10 (56)参考文献 特開 平３−119651（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−34668（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−25839（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−219462（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−37739（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−67862（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−176965（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 2/20 - 2/34
Claims (8)
- 【請求項１】90％より大きい多孔度を有する基板から出
発し、前記基板に活物質を充填し、前記基板の厚さを調
整するために前記基板を圧縮する、海綿構造の基板を有
する電気化学電池用電極上に金属接合耳を結合する方法
であって、互いに固定されると共に活物質で充填された
前記基板の両側に配置される二つのアームを有してお
き、エクシパンデッドメタル、又は40％より大きい開孔
率で穿孔された箔でできている接合耳を使用し、前記基
板中に前記接合耳の前記二つのアームを挿入させて前記
基板に前記接合耳を結合させるために基板の圧縮操作を
用いることを特徴とする、海綿構造の基板を有する電気
化学電池用電極上に金属接合耳を結合する方法。 - 【請求項２】前記接合耳が前記電極から突出する舌片を
規定することを特徴とする請求項１に記載の結合方法。 - 【請求項３】前記接合耳が前記基板の縁全体に形成され
ることを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】前記エキスパンデッドメタルは、幅１が厚
さｅの0.5から３倍である細線を有するメッシュを含ん
でいるこを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に
記載の結合方法。 - 【請求項５】前記基板の重さが3g/dm2から7g/dm2の間で
あることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に
記載の結合方法。 - 【請求項６】前記接合耳が前記基板の表面の0.1％から6
0％の間の表面に沿って前記基板に結合されることを特
徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の結合方
法。 - 【請求項７】前記基板の材料がニッケルであり、前記接
合耳の材料がニッケル、ニッケルメッキ鋼及びステンレ
ス鋼の中から選択されることを特徴とする請求項１から
６のいずれか一項に記載の結合方法。 - 【請求項８】電極が、エキスパンデッドメタル、又は40
％より大きい開孔率で穿孔された箔でできた電気的接合
耳を有しており、該接合耳は基板の両側に配置される二
つのアームを有しており、前記基板及び接合耳の前記二
つのアームの３次元の多孔質構造が圧縮により互いに入
り組み且つ結合されていることを特徴とする、請求項１
から７のいずれか一項に記載の方法より得られる電気化
学電池用電極。
Applications Claiming Priority (2)
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