JPH02197054A - アルカリ電池用電極の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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
電池用電極の製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。

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
用電極の製法において、金属多孔体上に金属板を重ね、
レーザーもしくはプラズマを利用して、上記金属多孔体
および金属板をその重なった部分において局部的に加熱
、溶断するとともに、金属板と金属多孔体を溶接し、こ
の溶断および溶接の際電極の一部に形成される金属の高
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
活物質の充填の前後にかかわらず容易に精度よく行うこ
とができ、その上、加熱によって溶融された金属により
金属板と金属多孔体の溶接を同時に行うことにより集電
用リード端子取付部として使用可能な金属の密な部分を
電極の一部に得ることができる。

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１１１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ｔ＠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、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。この切断時の
加熱により電極の一部に金属板が溶接され、金属の高密
度部分４を持つ＠極Ａを得ることができな。

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に帯状のプレスを行
わず、それ以外は電ｆ！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。

電極Ｂでは電極Ａより金属板と金属多孔体との溶接強度
がやや弱くなった。これは、電極中の活物質により金属
多孔体と金属板の距離が離れれなことおよび金属多孔体
が極板中に粗な状態で存在していることによるものであ
ると考えられる。

さらに、従来例としてｔｉＡにおけるプラズマアーク溶
断・溶接の代わりにシーム溶接によって金属板を金属多
孔体に溶接し台切りによって切断した電極Ｃを製作した
。また、電極Ｂにおけるプラズマアーク溶断・溶接の代
わりにシーム浴接を行った電極の製作を試みたが、金属
多孔体に金属板を溶接することがほとんど出来なかった
。これは、金属多孔体と金属板の間に絶縁性の高い活物
質が存在したためであろう。

次に、得られた電極Ａ、ＢおよびＣ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
状電極群を製作した。この電極群の上下に露出している
正負電極の端縁部５．７に対して集電用の金属板８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。

第１表 この結果、本発明による電極ＡおよびＢは、電極Ｃと比
較した場合はぼ同等の不良率であった。

ところで、電ｆｆｉ　Ａ　、　ＢおよびＣの製造方法を
比較してみると電極Ｃの’ＪＡＭよりＴｏ　＆　Ａおよ
びＢの製造方法の方が極めて容易である。

以下にｔｉｃの製造における問題点をあげる。

電極Ｃの製造方法の場合、金属板を金属多孔体のプレス
部２にシーム溶接するためには金属板を金属多孔体に強
力に押し付けなくてはならないが、このとき金属板の逃
げが起こり寸法精度をあげることが困麹である。また、
金属多孔体のプレス部２に導電性の低い物質がある場合
にはシーム溶接時にスパークが起こり、金属多孔体およ
び金属板の破壊が起こる。また、第２図に示すプレスを
行わない電極には溶接ができなかった。また、活物質ペ
ーストを充填する前の金属多孔体のプレス部分にシーム
溶接した場合、プレスなどの工程中に金属板と極板との
伸び率の差によるものと考えられる電極の反りなどの変
形が現われた。また、電極Ｃの製造方法においては、金
属多孔体と金属板の溶接と溶接後もしくは溶接前の切断
が別々の工程となるため、少なくとも溶接時と切断時の
２回加工部分の位置決めが必要である。

以上のように電極Ｃを製造するためには工程上極めて煩
雑である。しかし、本発明の製造方法によれば電極Ｃの
製造方法に比べ以下の利点がある。

まず、金属板を金属多孔体上に重ねる場合に強力な力で
押さえる必要がないので、金属板の位置決めが容易であ
る。次に、電極上に活物質などの金属多孔体以外の絶縁
性物質存在下においても溶断・溶接が可能である。この
ことより、金属板の溶接が電極製作工程の最後にできる
ので、プレスなどの工程中に金属板と極板との伸び率の
差によるものと考えられる電極の反りなどの変形の影響
が少ない、また、金属多孔体と金属板の溶接と溶断が同
時にできるために加工時の位置決めの回数が少なくてす
む、また、電［ｉＢの製造方法の場合では金属多孔体に
帯状のプレスを行わないため、さらに位置決めの工程が
容易となる。

また、を極Ａおよび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た結果、充
分な溶接強度と導電性を確認した。

以上の実施例ではプラズマアークを使用した場合を示し
たが、プラズマジェットおよびレーザーを１吏用しても
同様の効果を得た。また、プラズマおよびレーザーの照
射方向を金属板側から行ったものと金属多孔体側から行
ったものを比較した結果はぼ同等の効果を得た。

発明の効果 上述した如く、本発明によれば極めて容易に金属板と電
極中の金属多孔体の溶接ができ、さらにｔ　ｆＩの切断
も同時に行うことができる。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
が大幅に簡略化でき、製造コストを低減させることがで
き、その工業的価ｉａｉめて大である。

【図面の簡単な説明】

第１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図は渦巻状電極群と
集電用金属板との接続例を示した図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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、上記金属多
   孔体上に金属板を重ね、レーザーもしくはプラズマを利
   用して、上記金属多孔体および金属板をその重なった部
   分において局部的に加熱、溶断するとともに、金属板と
   金属多孔体を溶接し、この溶断および溶接の際電極の一
   部に形成される金属の高密度部分を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
   。