JPH0325897B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 本発明はニツケルカドミウム電池の極板の製造
方法に係わり、とくに三次元網状構造体を活物質
保持体（基体）とする極板とリード片との溶接に
関するものである。 従来の技術 従来密閉円筒形ニツケルカドミウム電池用極板
の一般的な製造方法としては、ニツケル粉末を焼
結した多孔質基体に活物質を含浸保持させる、い
わゆる焼結式が知られている。この焼結式におい
ては、ニツケル粉末を焼結して得られる多孔質体
（以下「ニツケル焼結体」という）の気孔率によ
つて活物質の保持量が支配される。通常ニツケル
粉末を焼結した多孔質体で確保出来る気孔率は83
〜85％程度が限界であると考えられ、最近の如く
極板の高エネルギー密度化を要求される状況下に
おいては、より高い気孔率を有する基体の使用が
必要となつてくる。 この様な理由から、最近では、三次元網状構造
を有する金属多孔質体を基体として使用する試み
がなされている。この種の基体は例えば、ウレタ
ンから成る三次元網状構造を有する有機多孔質体
表面にニツケルメツキを施し、次にこれを加熱し
て前記有機多孔質体を分解除去しニツケルのみを
残す方法で製造されるが、その気孔率は90〜98％
を得ることも可能であり、密閉円筒形ニツケルカ
ドミウム電池用極板の基体材料としては非常に有
効なものである。 この種の基体を使用する場合でも、従来の焼結
式極板同様、発電された電気を電池外へ取出すた
めに極板にリード片を接続する必要がある。焼結
式極板の場合には、第３図に示す如く、極板１の
一部にニツケル焼結体をプレス(2)してリード片接
続部２を設け、これにリード片３を抵抗溶接して
いる。４は基体を形成する芯材、５はニツケル焼
結体である。 三次元網状構造体から成る基体を用いた極板の
場合のリード片の接続手法も前述した焼結式極板
の場合と同様であり、通常は網状構造体の一部を
プレスしてリード片接続部を形成し、これに同じ
くリボン状のリード片を溶接している。 発明が解決しようとする課題 上述した如く、三次元網状構造を有する基体を
用いた極板の場合にも、リード片を接続するため
には基体の一部をプレスしてリード片接続部を形
成する手法がとられているが、焼結式極板の場合
と異るのは、リード片接続部に芯材を存在しない
ことである。 焼結式極板の場合には、ニツケル焼結体がプレ
スされ芯材４と一体化した形でリード片接続部２
が形成されており、リード片３との溶接において
主な役割を果たしているのは芯材４である。すな
わち、リード片３は厚さが0.2mm程度のニツケル
メツキを有する鉄のリボンであり、これが十分な
強度を有して極板に溶接されるためには、相手と
なる極板側のリード片接続部がリード片２と同程
度の熱容量を有することが必要である。この様な
条件は、リード片接続部２に芯材４が存在するこ
とにより達成されており、もし0.1mm程度の厚さ
を有しリード片と同材質から成る芯材がなく、プ
レスされたニツケル焼結体だけでリード片接続部
が形成されるならば、この部分の厚さは極めて薄
く、従つて熱容量も小さくなる。この様な状況で
は、抵抗溶接に必要な被溶接材料間の熱バランス
がとりにくくなり、満足な溶接結果が期待できな
くなる。 ところで、本発明で対象としている三次元網状
構造体を基体とする極板の場合には、前述した如
く基体の一部をプレスしてリード片接続部を形成
し、これにリード片３を抵抗溶接している。しか
しながら、焼結式極板の様に芯材もなく、かつも
ともと90〜98％といつた著しく気孔率の高い網状
体であるため、プレスにより形成されたリード片
接続部は厚さが0.1mm程度でその面積のうちの50
〜70程度が細孔の残留したものとなつたり、実際
には難しいがほとんど細孔の無い状態にプレスさ
れたとしても、厚さが0.03mmと極端に薄くなると
いつた具合である。この様な状態を呈するリード
片接続部に対して上述した様なリボン状のリード
片３を抵抗溶接することはかなり難しい。特にリ
ード片接続部が多孔質体を呈している点は非常に
大きな問題であり、細孔以外の部分は例えば断面
積が３×10^-3mm²程度の繊維状のニツケルで構成さ
れた形になるので著しく熱容量が小さい。これに
対しこの部分に溶接されるリボン状のリード片３
は断面積が上記値の100倍近くもあるため全く熱
バランスがとれない状態になる。即ち、溶接電流
を通じてリード片３の方を溶接に適した温度に加
熱しようとすると、リード片接続部の方は著しく
過熱状態に至り、爆飛してしまう現象を呈しやす
くなるわけである。この様な状況下では信頼製の
高い溶接部を得ることは難しく、溶接失敗により
極板が使用出来なくなつたり、一度溶接したリー
ド片３が電池組立後にはずれてしまうといつたト
ラブルが多発していた。 課題を解決するための手段 三次元網状構造体を基体とする極板に伴なう上
述した様な問題を解決するためには、プレスする
ことにより形成されるリード片接続部に残留して
いる細孔をなくし、この部分の熱容量をリード片
のそれに見合つたものにすることにより、溶接電
流通電時の急激な温度上昇を抑制することが必要
である。また十分な強度を有するためには被溶接
材料の一部を溶融させることが必要であるが、こ
こで重要なのは出来るだけ低い温度で溶融させる
様にすることである。三次元網状構造を有する基
体はニツケルで構成されており、相手方のリード
片も鉄にニツケルメツキを施した材料であるた
め、何も手段を講じなければ1500℃以上の温度ま
で過熱してやらねばならない。このことは溶接を
難しくしている一因となつており、もしより低い
温度、例えば数100℃の温度まで加熱すれば溶接
できるということになれば、溶接は著しく容易に
なる。 上述した考え方に基き本発明においてはリード
片を接続するに当り、まず三次元網状構造を有す
る基体の一部を細孔を残して所定の厚さにプレス
する。次にこの部分に残留している細孔にCd−
Ni合金を含浸させる。含浸させる手法として最
も簡単なのは、Cd−Ni合金の溶湯中に前記プレ
スした部分を浸漬する方法であるが、例えばプレ
スした部分にCd−Ni合金の箔（薄板）の小片を
置き、これを適当な熱源を用いて溶融させる方法
を採つてもよい。Cd−Ni合金はNiの含有量が重
量比で0.5〜５％の二元合金であり、この合金の
融点は320〜500℃の範囲にある。 この様にプレス後に残留している細孔をニツケ
ル自体の融点の1/3〜1/5程度の低融点でしかも電
池に悪影響を及ぼさない合金を含浸させた含浸部
を用意することにより、この部分の熱容量はリー
ド片のそれに十分に見合つたものとすることが出
来る。さらに含浸させた合金が低融点であるため
に、あたかもはんだ付の際のはんだの様にろう材
としての働きをするため、溶接は著しく容易にな
るわけである。 実施例 次に本発明の実施例について述べる。 気孔率95％、厚さ1.6mm、ニツケルから成る三
次元網状構造基体６の端部を第１図に示す如く厚
さ0.2mmになる様に細孔を残してプレスし、次に
この部分を600℃に加熱されたCd−3wt％Ni合金
溶湯中に５秒間浸漬し、プレス時に残留していた
細孔に前記合金を含浸７した。この様にして含浸
部７を形成した後プレスしていない網状構造体部
分に所定量の活物質を充填し、さらに所定の厚さ
（0.55mm）にプレスして極板８とした。この後前
述した方法で形成した含浸部７に、幅3.5mm、長
さ25mm、厚さ0.2mmのニツケルめつきを有する鉄
製のリボン状のリード片３を第２図に示す如く抵
抗溶接した。溶接には交流式抵抗溶接機を使用
し、上下とも先端径２mmのCr−Cu製電極を用い、
加圧力10Kg、溶接電流2200A、通電時間２〓で溶
接した。 第１表に本発明による方法で行なつたリード片
と極板との溶接に関し、従来法と比較した結果を
示す。

【表】 上記第１表から明らかな如く本発明による方法
で得られる溶接強度は従来法のそれの３倍以上と
なり、また爆飛等による溶接失敗に起因する不良
極板の発生まつたくなくなつている。 発明の効果 上述のように本発明によればリード片と極板と
の溶接部の信頼性は著しく向上する等工業的価値
きわめて大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明において基体に含浸部が形成さ
れた状態を示す要部斜視図、第２図は本発明にお
いて含浸部にリード片を抵抗溶接した状態を示す
要部斜視図、第３図は焼結式極板とリード片との
溶接状態を示す要部斜視図、第４図は第３図にお
けるＡ−A′線に沿う断面図である。 ３はリード片、６はニツケルからなる三次元網
状構造基体、７は含浸部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 三次元網状構造を有する基体６の一部を細孔
   を残してプレスし、 次いで、該プレス部に残留する細孔に0.5〜5wt
   ％のNiと残部がCdからなるCd−Ni二元合金を含
   浸７し、 次いで、該含浸部７にリード片３を溶接したこ
   とを特徴とする、 ニツケルカドミウム電池用極板の製造方法。