JP5159007B2 - Manufacturing method of battery electrode plate - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は帯板状又は大形の電極板を打ち抜き加工して得られる電池用極板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、各種機器の電源として使われるニッケル・カドミウム電池、ニッケル・水素電池などのアルカリ蓄電池においては、方形の極板を積層又は渦巻き状(スパイラル)に構成することにより高出力化と高信頼性を達成している。小型軽量化が進んで小型のものは各種ポータブル機器用に好適に適用され、また大型のものは産業用、各種移動用機器などに広く利用され始めている。
【0003】
従来、これら電池の極板の製造方法としては、正極または負極の活物質を主成分としたペーストを集電体となるフープ状や帯状の基板上に塗着、または充填してフープ状や帯状の電極板を形成し、この電極板を所定寸法に打ち抜き加工して極板を得る方法が知られている。
【0004】
具体例を図6を参照して説明すると、電極板21にはハッチング表示した活物質の塗工部22が、各極板24のリード部25となる非塗工部23を間に介在させて複数列形成されており、その非塗工部23にパンチ26とダイにて打ち抜き部27を加工するとともに塗工部22を剪断刃にて切断線28で切断することによって複数の極板24を得ている。また、極板24の形状としてはコーナー部の折れによる短絡を防止するために、塗工部22のコーナー部29を円弧形状に形成していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、極板24のコーナー部29を円弧状にした複数の極板24を歩留り良く打ち抜き形成するために極板24を互いに隣接させて打ち抜く場合、図6に示すように、円弧状のコーナー部29、29間に適当な間隔cを設けないと必要なパンチ強度が得られず強度不足のために欠け(チッピング)を生じ易く、また間隔cを形成する場合各極板24の活物質量を確保するため、その間隔cは極板24の側縁からコーナー部29の端までの距離dに比して小さくせざるを得ず、そのため狭幅で長く延びる部分ができるためにパンチ強度を得るのが困難であるという問題がある。
【0006】
このようにフープ状や帯板状の電極板21から所要の形状・寸法の極板24を打ち抜き加工する際には、切断カスとなる部分をできるだけ少なくして歩留りを良くすることが要求されるが、パンチの形状の観点からは強度不足による損傷を考慮して切断カスとなる部分を大きくしなければならないという問題がある。
【0007】
また、ダイ30側では、図7(a)に示すように、切断カスの詰まりを考慮して、打ち抜き穴31をパンチ嵌入穴31aの下部に2〜3倍の幅の空洞部31bを形成した構成としているが、ダイ30の強度が不足するという問題がある。また、ダイ30の強度を考慮して、図7(b)に示すように、パンチ嵌入穴31aの下部にテーパ状の空洞部31cを設けた構成としたものもあるが、切断カスが詰まり易く、ダイ30への負荷が大きくなり、ダイ30の寿命が短いという問題がある。
【0008】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、高い歩留りを確保できるとともに金型の長寿命化を図れ、安定的な製造が可能となる電池用極板及びその製造方法を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の電池用極板の製造方法は、上下動可能な上型と下型にて構成される打ち抜きプレス金型を用いて、帯板状又はフープ状の電極板から複数の極板を連続的に打ち抜き加工する電池用極板の製造方法であって、前記上型はパンチと切断進行方向の前方側に剪断刃を内蔵し、前記下型は前記パンチが嵌入する打ち抜き孔を有するダイと切断進行方向の前方側に剪断刃を内蔵し、極板の長手方向に極板同士の対辺を互いに共通辺として隣接させて打ち抜き加工する際に、極板の隣接方向に沿う一方の対辺を辺A、共通辺を辺Bとして、辺A、Bがつくるコーナー部を面取り形状とし、かつ、前記打ち抜き孔の下部に打ち抜き方向に段階的に孔寸法が大きくなる2段以上の階段状部を形成した下型を用いたものであり、コーナー部を面取り形状としたので極板の角折れによる短絡を防止することができるとともに、極板を隣接させかつコーナー部間に間隔を設けずに打ち抜き加工できて歩留り良く製造でき、かつパンチに狭幅で長く延びる部分を設ける必要がなく、金型の長寿命化を図れ、安定的な製造が可能となり、さらに金型寿命の向上により極板1枚当たりの金型費が削減され、結果として低コストの電池用極板を得ることができる。加えて、ダイに段階的に孔寸法が大きくなる打ち抜き穴を形成したので、切断カスの詰まりを防止しながら打ち抜き穴の強度を確保することができ、高い歩留りを確保できるとともに金型の長寿命化を図れることができる。
【0010】
また、A辺に対する面取り辺の傾斜角度を5〜45°とすると、パンチの強度をより安定的に確保できる。
【0011】
また、面取り辺とこの面取り辺の端と辺Bとの間の辺Aと平行な辺とによって台形状の切除部を形成し、この切除部の辺Aに沿う長さをa、辺Bに沿う長さをbとして、a>bとし、かつ辺Aに対する面取り辺の傾斜角度を5〜85°としても、同様にパンチの強度をより安定的に確保できる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電池用極板とその製造方法の一実施形態について、図1〜図5を参照して説明する。
【0014】
極板製造ラインの概略構成を示す図1において、1はフープ状の電極板であり、この電極板1を順次送り出しながら、打ち抜きプレス2にて極板3を連続的に打ち抜き形成し、その極板3を順次移載するように構成されている。
【0015】
打ち抜きプレス2は、図2に示すように、上下動可能な上型4と下型5にて構成され、上型4には切断カス6(図3参照)の打ち抜き形状に対応するパンチ20(図5参照)と剪断刃7を内蔵し、下型5は打ち抜き形状のパンチが嵌入する打ち抜き穴9を有するダイ8と剪断刃10を内蔵している。
【0016】
電極板1から打ち抜き形成する極板3と切断カス6の形状を図3に示す。本実施形態では、幅100mmの電極板1から、長さ100mm×幅46mmの極板3を、極板3、3間と両側にそれぞれ幅2mmと3mmの切断カス6を形成する状態で打ち抜き形成するもので、電極板1の長手方向には、極板3、3同士がその辺を共通にして互いに隣接し、切断カス6を形成せず、歩留り良く極板3を製造するようにしている。
【0017】
さらに、互いに辺を共通にして隣接する極板3、3の隣接方向に沿う一方の対辺を辺A、共通辺を辺Bとして、辺A、Bがつくるコーナー部を面取り形状の面取りコーナー部11としている。この面取りコーナー部11の面取り辺Cの辺Aに対する傾斜角θは、5〜45°に設定している。
【0018】
なお、図2、図3では極板3とパンチ及び切断カス6の形状が単純な例を示したが、図4に示すように、活物質の塗工部14の一側部に設けた非塗工部をリード部15として成る極板13の場合には、塗工部14側の一対のコーナー部は面取りコーナー部16とし、リード部15側の一対のコーナー部については必要に応じた所要の形状の切欠部17をリード部15の両端部に形成している。18はリード部15に形成した位置決め穴である。
【0019】
面取りコーナー部16においては、辺Aに対して傾斜した面取り辺Cとこの面取り辺Cの端と辺Bとの間の辺Aと平行な辺Dとによって台形状の切除部を形成し、その切除部の辺Aに沿う長さをa、辺Bに沿う長さをbとして、a>bとなるようにしている。この場合、面取り辺Cの辺Aに対する傾斜角度θは5〜85°に設定している。このような面取りコーナー部16の構成においても、同様にパンチの強度をより安定的に確保できる。
【0020】
また、下型5のダイ8の打ち抜き穴9には、図5に示すように、パンチ嵌入穴9aの下部に打ち抜き方向に段階的に孔寸法が大きくなる2段以上の階段状部19を形成し、切断カス6の詰まりを防止しつつ、打ち抜き穴9の強度を確保するようにしている。なお、図5中、20は上型4のパンチである。
【0021】
以上の構成によれば、極板3、13のコーナー部に面取りコーナー部11、16を設けているので、極板3、13の角折れによる短絡を防止することができる。また、極板3、13を隣接させて打ち抜き加工しているので、極板3、13を電極板1から歩留り良く製造できる。
【0022】
また、面取りコーナー部11、16としたことにより、極板3、13のコーナー部間に間隔を設けずに打ち抜き加工でき、極板3、13の活物質量の低減を抑制しつつ、パンチに狭幅で長く延びる部分を設ける必要がないために、上型4のパンチの長寿命化を図れる。特に、辺Aに対する面取りコーナー部11の面取り辺Cの傾斜角度θを5〜45°とし、または図4の面取りコーナー部16で、a>bとし、辺Aに対する面取り辺Cの傾斜角度θを5〜85°とすることにより、パンチの強度をより安定的に確保できる。
【0023】
また、ダイ8の打ち抜き孔9に打ち抜き方向に段階的に孔寸法が大きくなる2段以上の階段状部19を形成しているので、ダイ8に切断カス6の詰まりを防止しながら打ち抜き穴9の強度を確保することができる。
【0024】
実験例として、上述の図3の如く極板3を連続で打ち抜く、送り打ち抜き型の金型で極板3を作製する具体例において、従来例のように円弧状コーナー部(R形状)にしたものと、辺Aに対する面取り辺Cの傾斜角を4°、5°、45°、85°、86°にしたものについて、それぞれに対応する金型を用いて極板3を作製し、それぞれについて金型が損傷するまでの打ち抜き可能回数を目視により判定した。その結果を表1に示す。
【0025】
【表1】
表1より、極板3のコーナー部を面取りコーナー部とすることにより、従来の円弧状コーナー部に対して傾斜角度が5〜45°で飛躍的に向上したことが分かる。
【0026】
以上のように、本実施形態の極板3、13によれば、高い歩留りを確保しながら金型の長寿命化を図れて安定的な製造が可能となり、金型寿命の向上により極板1枚当たりの金型費が削減され、結果として低コストの電池用極板を得ることができる。
【0027】
なお、以上の説明では、ニッケル水素蓄電池用の極板を例に説明したが、本発明の適用対象はこれに限定されず、打ち抜き加工される極板であれば、同様に適用することができる。
【0029】
【発明の効果】
本発明の電池用極板の製造方法によれば、極板の長手方向に極板同士の対辺を互いに共通辺として隣接させて打ち抜き加工する際に、極板の隣接方向に沿う一方の対辺を辺A、共通辺を辺Bとして、辺A、Bがつくるコーナー部を面取り形状とし、かつ打ち抜き方向に段階的に孔寸法が大きくなる2段以上の階段状部を形成した打ち抜き孔を有するダイを用いるので、上記作用効果を奏するとともに、切断カスの詰まりを防止しながら打ち抜き穴の強度を確保することができ、金型の長寿命化を図れることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電池用極板の一実施形態における極板の製造ラインの概略構成図である。
【図2】同製造ラインの打ち抜きプレスの概略構成を示す斜視図である。
【図3】同実施形態における電極板からの極板と切断カスの打ち抜き状態の説明図である。
【図4】同実施形態における他の構成例の極板を示す平面図及び一部拡大図である。
【図5】同実施形態における打ち抜きプレスのパンチとダイの部分縦断面図である。
【図6】従来例の電極板から極板と切断カスを打ち抜く状態の説明図である。
【図7】従来例における打ち抜きプレスのパンチとダイの部分縦断面図である。
【符号の説明】
1 電極板
2 打ち抜きプレス
3、13 極板
6 切断カス
8 ダイ
9 打ち抜き穴
11、16 面取りコーナー部
19 階段状部
20 パンチ
A 極板の隣接方向に沿う辺
B 共通辺
C 面取り辺[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a battery electrode plate obtained by stamping a strip-like or large electrode plate.
[0002]
[Prior art]
In recent years, alkaline storage batteries such as nickel / cadmium batteries and nickel / hydrogen batteries, which are used as power sources for various devices, have high output and high reliability by forming rectangular plates in a stacked or spiral shape. Have achieved. As the size and weight have been reduced, the small size is suitably applied to various portable devices, and the large size has begun to be widely used for industrial and various mobile devices.
[0003]
Conventionally, as a method of manufacturing an electrode plate of these batteries, a paste mainly composed of a positive electrode or negative electrode active material is applied or filled on a hoop-like or belt-like substrate as a current collector to form a hoop-like or belt-like material. There is known a method of forming an electrode plate and punching the electrode plate to a predetermined size to obtain an electrode plate.
[0004]
A specific example will be described with reference to FIG. 6. An active
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, when punching the
[0006]
Thus, when the
[0007]
On the
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-described conventional problems, the present invention has an object to provide a battery electrode plate and a method for manufacturing the same that can ensure a high yield, extend the life of a mold, and enable stable manufacturing. Yes.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The method for producing a battery electrode plate according to the present invention uses a stamping press die composed of an upper die and a lower die that can move up and down, and a plurality of electrode plates are continuously formed from a strip-like or hoop- like electrode plate. A method of manufacturing a battery electrode plate for punching, wherein the upper die incorporates a punch and a shearing blade on the front side in the cutting progress direction, and the lower die has a die having a punching hole into which the punch fits. A shearing blade is built in the front side of the cutting progress direction, and when punching with the opposite sides of the plates adjacent to each other as a common side in the longitudinal direction of the plates , one side along the adjacent direction of the plates is A, the common side is side B, the corner formed by sides A and B is chamfered, and a stepped portion having two or more steps in which the hole size gradually increases in the punching direction is formed below the punching hole. The lower mold is used and the corner is chamfered As a result, it is possible to prevent short-circuiting due to corner bending of the electrode plate, and to punch the electrode plate without making any gap between the corner portions and to produce it with a high yield, and to extend the punch with a narrow and long width It is possible to extend the life of the mold, enable stable production, and further reduce the mold cost per electrode plate by improving the mold life, resulting in low cost battery use. An electrode plate can be obtained. In addition, because the punched hole that increases the hole size stepwise is formed in the die, it is possible to ensure the strength of the punched hole while preventing clogging of the cutting residue, ensuring high yield and long life of the mold Can be achieved.
[0010]
Further, when the inclination angle of the chamfered side with respect to the A side is set to 5 to 45 °, the strength of the punch can be secured more stably.
[0011]
Further, a trapezoidal cut portion is formed by the chamfered side and a side parallel to the side A between the end of the chamfered side and the side B, and the length along the side A of the cut portion is defined as a and side B. Even if the length along the line is b, a> b, and the inclination angle of the chamfered side with respect to the side A is 5 to 85 °, the strength of the punch can be secured more stably.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a battery electrode plate and a method for producing the same according to the present invention will be described with reference to FIGS.
[0014]
In FIG. 1 showing a schematic configuration of an electrode plate production line,
[0015]
As shown in FIG. 2, the
[0016]
FIG. 3 shows the shapes of the
[0017]
Further, a corner portion formed by the sides A and B is a
[0018]
2 and 3 show examples in which the shape of the
[0019]
In the chamfered
[0020]
Further, as shown in FIG. 5, the punched
[0021]
According to the above configuration, since the chamfered
[0022]
In addition, since the chamfered
[0023]
Further, since the stepped
[0024]
As an experimental example, in the specific example in which the
[0025]
[Table 1]
From Table 1, it can be seen that by making the corner portion of the electrode plate 3 a chamfered corner portion, the inclination angle is dramatically improved by 5 to 45 ° with respect to the conventional arc-shaped corner portion.
[0026]
As described above, according to the
[0027]
In the above description, the electrode plate for the nickel-metal hydride storage battery has been described as an example. However, the application target of the present invention is not limited to this, and any electrode plate that is stamped can be similarly applied. .
[0029]
【Effect of the invention】
According to the method for manufacturing a battery electrode plate of the present invention, when punching by making the opposite sides of the electrode plates adjacent to each other as a common side in the longitudinal direction of the electrode plates, one opposite side along the adjacent direction of the electrode plates is Die having punched holes with side A, common side being side B, corners formed by sides A and B are chamfered, and two or more stepped portions whose hole size is increased stepwise in the punching direction Therefore, it is possible to ensure the strength of the punched hole while preventing the clogging of the cutting residue, and to extend the life of the mold.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an electrode plate production line in an embodiment of a battery electrode plate of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of a punching press of the same production line.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a punched state of an electrode plate and a cutting residue from an electrode plate in the same embodiment.
4A and 4B are a plan view and a partially enlarged view showing an electrode plate of another configuration example according to the embodiment.
FIG. 5 is a partial longitudinal sectional view of the punch and die of the punching press in the same embodiment.
FIG. 6 is an explanatory view showing a state in which an electrode plate and a cutting residue are punched from an electrode plate of a conventional example.
FIG. 7 is a partial longitudinal sectional view of a punch and die of a punching press in a conventional example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
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