JP4661423B2 - 袋セパレータ入り電極板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、袋セパレータ入り電極板の製造方法に関するものである。

鉛蓄電池では、図６に示すような、正極板や負極板などの耳部2を有する電極板11を、セパレータ4に袋づめ加工をして製造される袋セパレータ入り電極板3が用いられている（例えば、特許文献１参照。）。すなわち、耳部2を有する電極板11の周囲を、微小な無数の細孔を有するセパレータ4を、折り曲げ部6で折り曲げて挟みこむ。そして、セパレータ4を折り曲げた後に、熱溶着による手法で複数個所の溶着部分16を形成して袋状に加工をして、周囲が袋状のセパレータで覆われている袋セパレータ入り電極板3を製造する手法である。

しかしながら、この方法では、別途、ヒータ部を有する熱溶着機を必要とすることや、溶着時にガスが発生すること、連続的な生産に適さないことなどから工業的にはあまり使用されていない状況となっている。

そこで、最近では、図５に示すような、ギア12を用いて加圧し、機械的に張合せ部分5を形成してシールし、袋状のセパレータで覆われている袋セパレータ入り電極板を製造する手法が用いられている（例えば、特許文献２、３参照。）。すなわち、耳部2を有する電極板11を、微小で無数の細孔を有するセパレータ4を折り曲げて挟みこむ。そして、左右一対のギア12の間を通過させ、機械的に張合せ部分5を形成してシールをし、袋状に加工して製造する手法である。なお、この手法は、ギア12を用いてシールをしているために、連続的な生産が可能であり、生産性も高いという特徴がある。

特開平１１−２６０１０号公報 特許２９８２３５０号公報 特開２０００−２１５８７０号公報

しかしながら、上述したギア12を用いてシールする方法では、加工時において、図３に示すように、セパレータ4が左右方向や上下方向に位置ずれを生じ易いという問題点がある。特に、電動車用や非常用電源等に使用される長辺方向が３０ｃｍ程度又はそれを超えるような大型で、縦長の電極板（図３では、ペースト式負極板1の一例が示されている。）では、セパレータ4の折り曲げ時の位置ずれによる不良が発生し易いという問題点があった。なお、セパレータ4の位置ずれが生ずると、ショートなどの原因になるために好ましくない。

また、ギア12を用いてシールをした袋セパレータ入り電極板3を用いると、その周囲が硬く密閉されるために、ガラス繊維等を用いたセパレータに比べて、電解液の拡散性が悪くなり、その結果、大電流での放電特性が悪いという問題点もあった。

本発明の目的は、加工時、特に折り曲げ時において、セパレータ4の位置ずれによる不良が発生しにくく、大電流での放電特性が良好な袋セパレータ入り電極板3の製造方法を提供することである。

上記した課題を解決するために、本発明に係わる袋セパレータ入り電極板の製造方法では、セパレータの折り曲げ部分に、あらかじめ加圧をした加圧部分を形成しておき、該加圧部分を折り曲げ、ギアを用いて機械的なシールをし、折り曲げ部分の一部に切込部分を形成して製造するようにした。

すなわち、請求項１記載の発明は、耳部を有するペースト式電極板の周囲が、袋状のセパレータで覆われている袋セパレータ入り電極板の製造方法において、
前記セパレータは、折り曲げ部分を加圧して加圧部分を形成し、
前記ペースト式電極板を挟み込み、折り曲げた状態でギアによるシールをし、
前記折り曲げ部分の一部に切込みを入れて切込部分を形成して製造する。

このとき、前記セパレータの折り曲げ部分においては、
前記セパレータの中央部分を除いた両側部分のみを加圧して加圧部分を形成し、
前記中央部分に切込みを入れて切込部分を形成することを特徴としている。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記袋セパレータ入り電極板においては、
耳部の存在する上方のセパレータの部分は、熱溶着がされていることを特徴としている。

本発明を用いると、シール加工時において、セパレータの左右方向や上下方向への位置ずれによる不良が発生しにくくできるとともに、大電流での放電特性が良好な袋セパレータ入り電極板3の製造方法を提供することができる。

以下において、本発明に係わる一実施例として、電動車等に用いられる大型で縦長の袋セパレータ入り電極板3を製造するための最良の形態について、図１〜４を用いて詳細に説明をする。なお、本実施例では、電極板としてペースト式負極板1を使用した場合についての説明をするが、電極板としてペースト式正極板を使用した場合についても全く同様である。

図１（ａ）に示すように、通常使用がされている微小で無数の細孔を有するポリエチレン製のセパレータ4を用いた。このセパレータ4を、上下方向の張力をかけた状態とし、その背後に固定板18を設置する。そして、図１（ａ）において、この張力をかけた状態で、中央部に凹部を有する略コの字形をした加圧板17を右方向に動かしてセパレータ4を加圧し、直線状をした加圧部分13を形成するようにした。

なお、加圧板17は略コの字形をしているために、セパレータ4の中央部分を除いた部分、すなわち、セパレータ4の両端部分のみを加圧して、加圧部分13が形成されることになる。なお、張力をかけた状態でセパレータ4に加圧をすると、加圧部分13の形成が容易になることや、後工程で折り曲げ易いことも明らかになった。

次に、図１（ｂ）に示すように、セパレータ4にペースト式負極板1を挟み込み、加圧部分13で折り曲げて、折り曲げ部分20（図２）を形成する。ここで、セパレータ4の両端部分には、あらかじめ上述したような加圧部分13が形成されているために、長さ方向が、３０ｃｍを超えるような大型で縦長の電極板に使用をしたような場合でも、図３に示すような左右方向や上下方向への位置ずれが発生することもない。

そして、図１（ｃ）に示すように、左右一対のギア12の間を通過させ、セパレータ4の両端の部分を加圧し、機械的に張合せ部分5を形成してシールし、セパレータ4を袋状に加工をするようにした。ここで、ギア12を用い、張合せ部分5を形成してシールをしており、連続的な生産が可能となるために、生産性が高いという特徴がある。

そして、切断具、例えば、カッタ14などを用いて、セパレータ4の折り曲げ部分のうちの一部分に切り込みを入れるようにした。セパレータ4の折り曲げ部分20のうちで、加圧部分13以外の部分、すなわち、加圧されていない略中央部分に切り込みを入れ、図２に示すような切込部分15（穴部）を形成するようにした（Ａ−Ａ断面参照。）。

ここで、カッタ14を用いて切り込みを入れるセパレータ4の略中央部分には、加圧部分13が形成されていないために、セパレータ4は、ゆるやかな曲線的な状態に折り曲げられている（Ａ−Ａ断面参照。）。したがって、切り込みを入れる際に、カッタ14の刃先がずれたり、すべったりすることもなく、高い位置精度でセパレータ4の略中央部分のみを切込むことができる。

一方、切り込みを入れる部分に加圧部分13が形成されていると、セパレータ4は鋭角的に折り曲げられる（Ｂ−Ｂ断面参照。）。したがって、カッタ14の刃先がずれたり、すべったりして、位置精度良く切り込みを入れることが困難になることも明らかになった。

なお、袋セパレータ入り電極板3の底面部分に切込部分15を形成することによって、この部分からの電解液の拡散性が良好となり、その結果、大電流での放電特性も向上することが明らかになった。

その後、図１（ｄ）に示すように、袋セパレータ入り電極板3の上方部分、すなわち、耳部2の存在する側面部分を熱溶着機19を用いて、熱溶着部分16を形成してシールをして、ペースト式負極板1を袋状のセパレータ4に固定するようにした（図２）。ここで、袋セパレータ入り電極板3の上方に熱溶着部分16を形成することによって、後工程である図４に示すような積層工程や、図示されていない溶接工程において、ペースト式負極板1が動いたり、位置がずれたりすることもない。

なお、袋セパレータ入り電極板3の上方部分には耳部2が存在しており、一対のギアの間を通過させることができない。したがって、この部分には、上述したようなギア12によるシールをする方式を用いることは、製造上の面からも困難であるため、熱溶着による手法を用いている。

本発明は、大型で、大電流での放電特性が要求される袋セパレータ入り電極板の製造方法に使用をすることができる。

本発明に係わる袋セパレータ入り電極板の製造工程の概略図である。 本発明に係わる袋セパレータ入り電極板の概略図である。 左右方向又は上下方向に位置ずれが生じた袋セパレータ入り電極板の概略図である。 クラッド式鉛蓄電池の積層工程を示す概略図である。 従来の袋セパレータ入り電極板の製造工程の概略図である。 従来の袋セパレータ入り電極板の製造工程の概略図である。

符号の説明

１：ペースト式負極板、２：耳部、３：袋セパレータ入り電極板、４：セパレータ、
４ａ：表面セパレータ、４ｂ：裏面セパレータ、５：張合せ部分、６：折り曲げ部、
７：クラッド式正極板、８：正極板耳部、９：上部連座、１０：下部連座、１１：電極板、
１２：ギア、１３：加圧部分、１４：カッタ、１５：切込部分、１６：熱溶着部分、
１７：加圧板、１８：固定板、１９：熱溶着機、２０：折り曲げ部分

Claims (2)

1. 耳部を有するペースト式電極板の周囲が、袋状のセパレータで覆われている袋セパレータ入り電極板の製造方法において、
   前記セパレータの折り曲げ部分において、前記セパレータの中央部分を除いた両側部分のみを加圧して加圧部分を形成し、
   前記ペースト式電極板を挟み込み、折り曲げた状態でギアによるシールをし、
   前記折り曲げ部分の前記中央部分に切込みを入れて切込部分を形成して製造することを特徴とする袋セパレータ入り電極板の製造方法。
2. 前記袋セパレータ入り電極板において、耳部の存在する上方のセパレータの部分は、熱溶着がされていることを特徴とする請求項１記載の袋セパレータ入り電極板の製造方法。

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