JPH04368771A - アルカリ蓄電池用非焼結式電極の製造方法 - Google Patents
アルカリ蓄電池用非焼結式電極の製造方法Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
- H01M50/533—Electrode connections inside a battery casing characterised by the shape of the leads or tabs
-
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ニッケルーカドミウム
蓄電池等に使用されるアルカリ蓄電池用非焼結式電極の
製造方法、特に電極の導電タブ板の溶接固定方法に関す
る。
蓄電池等に使用されるアルカリ蓄電池用非焼結式電極の
製造方法、特に電極の導電タブ板の溶接固定方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、アルカリ蓄電池の電極の製造方法
として、スポンジ状金属や、金属繊維焼結体に代表され
る三次元連続気孔を有する金属多孔体を基体として使用
する非焼結式製法が、実用化されつつある。
として、スポンジ状金属や、金属繊維焼結体に代表され
る三次元連続気孔を有する金属多孔体を基体として使用
する非焼結式製法が、実用化されつつある。
【0003】この製法は、従来の焼結式製法に比べて、
工程が簡略化される、高エネルギー密度化が容易である
などの理由から、注目を集めている。この製法において
使用される基体は三次元多孔体であり、焼結式製法で使
用される基体に比べて、その孔径が非常に大きい。また
、多孔度が95〜98%と高く、直接活物質粒子を充填
することができ、また活物質の保持能力も高い。従って
、非焼結式製法による電極は、焼結式製法による電極に
比べて、30〜50%高いエネルギー密度を実現するこ
とができる。
工程が簡略化される、高エネルギー密度化が容易である
などの理由から、注目を集めている。この製法において
使用される基体は三次元多孔体であり、焼結式製法で使
用される基体に比べて、その孔径が非常に大きい。また
、多孔度が95〜98%と高く、直接活物質粒子を充填
することができ、また活物質の保持能力も高い。従って
、非焼結式製法による電極は、焼結式製法による電極に
比べて、30〜50%高いエネルギー密度を実現するこ
とができる。
【0004】ところで、焼結式製法における電極の集電
方法は、芯体となるニッケル薄板の一部をタブ状に切り
出したり、芯体の端部に別途用意したタブ材をスポット
溶接して行う。ここで、量産化されている極板の製法に
おいては、リボン状の極板の長手方向端面を0.5〜1
mm程度の幅で、活物質をコーティングせず、芯体をわ
ずかに露出させておき、この芯体端面が僅かに露出する
よう対極とセパレ−タを介して、長手方向に渦巻き状に
捲回する。しかる後、芯体露出縁に金属からなる円形板
状のタブ板を抵抗溶接する方法が取られている。
方法は、芯体となるニッケル薄板の一部をタブ状に切り
出したり、芯体の端部に別途用意したタブ材をスポット
溶接して行う。ここで、量産化されている極板の製法に
おいては、リボン状の極板の長手方向端面を0.5〜1
mm程度の幅で、活物質をコーティングせず、芯体をわ
ずかに露出させておき、この芯体端面が僅かに露出する
よう対極とセパレ−タを介して、長手方向に渦巻き状に
捲回する。しかる後、芯体露出縁に金属からなる円形板
状のタブ板を抵抗溶接する方法が取られている。
【0005】然し乍ら、このような製造方法は、非焼結
式製法においては基体が高多孔度であるために、採用す
ることはできない。即ち、前者のように芯体の一部を導
電タブ板とすることは、切り出したタブ部の機械的強度
が弱い上に、放電時に大きな端子電圧の低下を引き起こ
す。また、後者のように芯体の一部に、金属板からなる
タブ板を溶接しようとすると、芯体とタブ板との金属密
度が大きく異なるため、両者の溶解熱容量のギャップが
大きく、十分な溶接強度が得られない。
式製法においては基体が高多孔度であるために、採用す
ることはできない。即ち、前者のように芯体の一部を導
電タブ板とすることは、切り出したタブ部の機械的強度
が弱い上に、放電時に大きな端子電圧の低下を引き起こ
す。また、後者のように芯体の一部に、金属板からなる
タブ板を溶接しようとすると、芯体とタブ板との金属密
度が大きく異なるため、両者の溶解熱容量のギャップが
大きく、十分な溶接強度が得られない。
【0006】このような問題点を解決するために、金属
多孔体を使用する非焼結式製法では、活物質の充填前に
タブ板を溶接してしまうか、あらかじめ基体の一部を圧
縮し低多孔部を形成し活物質充填後その圧縮部上の活物
質を除去し導電タブ板を溶接する(例えば、特開平1−
120761号公報、特開平1−265452号公報参
照)などの方法が行われていた。これらのような方法に
おいて、前者は後工程の作業性が著しく低下するため実
用的ではない。また後者は活物質の除去が完全に行われ
にくく不良発生率が高い、或るいは溶接強度が十分でな
いなどの問題があった。
多孔体を使用する非焼結式製法では、活物質の充填前に
タブ板を溶接してしまうか、あらかじめ基体の一部を圧
縮し低多孔部を形成し活物質充填後その圧縮部上の活物
質を除去し導電タブ板を溶接する(例えば、特開平1−
120761号公報、特開平1−265452号公報参
照)などの方法が行われていた。これらのような方法に
おいて、前者は後工程の作業性が著しく低下するため実
用的ではない。また後者は活物質の除去が完全に行われ
にくく不良発生率が高い、或るいは溶接強度が十分でな
いなどの問題があった。
【0007】一方、本発明者等が特開昭64−7246
0号公報で提案した、集電補助板を使用する方法は、作
業性が十分とは言えず、また導電タブ板と集電補助板と
の間に活物質粉末等の夾雑物が入り込んだ場合、溶接不
良を起こす可能性があった。
0号公報で提案した、集電補助板を使用する方法は、作
業性が十分とは言えず、また導電タブ板と集電補助板と
の間に活物質粉末等の夾雑物が入り込んだ場合、溶接不
良を起こす可能性があった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記問題点に
鑑みて成されたものであって、三次元連続気孔を有する
金属多孔体を基体とする電極の製造方法において、工程
が簡略であって、信頼性の高い、導電タブ板の基体への
固定方法を提案するものである。
鑑みて成されたものであって、三次元連続気孔を有する
金属多孔体を基体とする電極の製造方法において、工程
が簡略であって、信頼性の高い、導電タブ板の基体への
固定方法を提案するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明のアルカリ蓄電池
用非焼結式電極の製造方法は、三次元連続気孔を有する
金属多孔体を基体として用いる電極の製造方法であって
、活物質が充填されていない前記基体部分に、導電タブ
板に形成されたバリ状突起を食い込ませ、カシメ固定し
た後、前記基体に食い込んだ前記バリ状突起の周囲を溶
接して、前記導電タブ板を前記基体に固定することを特
徴とするものである。
用非焼結式電極の製造方法は、三次元連続気孔を有する
金属多孔体を基体として用いる電極の製造方法であって
、活物質が充填されていない前記基体部分に、導電タブ
板に形成されたバリ状突起を食い込ませ、カシメ固定し
た後、前記基体に食い込んだ前記バリ状突起の周囲を溶
接して、前記導電タブ板を前記基体に固定することを特
徴とするものである。
【0010】ここで、導電タブ板を固定する活物質が充
填されていない基体部分は、一旦充填した活物質を除去
して形成してもよい。
填されていない基体部分は、一旦充填した活物質を除去
して形成してもよい。
【0011】
【作用】導電タブ板に設けたバリ状突起が基体に食い込
み、更にカシメ治具でカシメられることで、導電タブ板
が固定される。次いで、バリ状突起の周囲を抵抗溶接す
ることにより、導電タブ板と基体とが一体化し、強度的
にも、長期信頼性においても優れたものとなる。
み、更にカシメ治具でカシメられることで、導電タブ板
が固定される。次いで、バリ状突起の周囲を抵抗溶接す
ることにより、導電タブ板と基体とが一体化し、強度的
にも、長期信頼性においても優れたものとなる。
【0012】従来、単に平板状タブ板を溶接する場合は
、基体表面とタブ板表面の溶接になるが、基体が高多孔
度であるので溶接部への溶け込みが大きく、溶接状態を
均一に制御するのが極めて難しい。また、基体内の活物
質の除去が不十分であると、抵抗溶接時、爆飛し基体が
破損するなどの問題が生じやすい。更に、導電タブ板と
基体の表面間溶接では、十分な強度を得るためにも、ま
た長期信頼性を得るためにも、溶接点数を多数とらなけ
ればならない。
、基体表面とタブ板表面の溶接になるが、基体が高多孔
度であるので溶接部への溶け込みが大きく、溶接状態を
均一に制御するのが極めて難しい。また、基体内の活物
質の除去が不十分であると、抵抗溶接時、爆飛し基体が
破損するなどの問題が生じやすい。更に、導電タブ板と
基体の表面間溶接では、十分な強度を得るためにも、ま
た長期信頼性を得るためにも、溶接点数を多数とらなけ
ればならない。
【0013】これに対し本発明では、導電タブ板が基体
内に三次元的に入り込んでカシメられることで、大きな
強度が得られるとともに、溶接電流もバリ状突起に沿っ
て流れその周囲の基体金属と溶接されるため、表面どう
しの溶接に比べ、強度が大きく、溶接状態のバラツキも
小さくなる。更に、溶接部近傍に活物質粉末が夾雑物と
して存在しても、バリ状突起が基体の上下面を貫通して
おり、不連続点を生じないため、爆飛などの問題は解消
されることになる。
内に三次元的に入り込んでカシメられることで、大きな
強度が得られるとともに、溶接電流もバリ状突起に沿っ
て流れその周囲の基体金属と溶接されるため、表面どう
しの溶接に比べ、強度が大きく、溶接状態のバラツキも
小さくなる。更に、溶接部近傍に活物質粉末が夾雑物と
して存在しても、バリ状突起が基体の上下面を貫通して
おり、不連続点を生じないため、爆飛などの問題は解消
されることになる。
【0014】
【実施例】以下に、本発明の実施例と比較例の対比を、
図面に基づき、詳述する。
図面に基づき、詳述する。
【0015】[実施例]図1に示すように、導電タブ板
1として、幅5mm、厚さ0.1mmのニッケル板に、
バーリング加工により、直径3.5mm、高さ1mmの
バリ状突起2を形成したものを準備した。尚、図1は導
電タブ板1の全体斜視図である。一方、基体(三次元連
続気孔を有する金属多孔体)として、スポンジ状ニッケ
ル多孔体3を用い、ここに活物質を充填し、一部活物質
を除去して、タブ板溶接部4を形成する。このタブ板溶
接部4は、厚さ0.2mmとしてある。そしてこのタブ
板溶接部4に、前記バリ状突起1を当接し、上部カシメ
治具5及び下部カシメ治具6を使用して、導電タブ板1
をカシメ固定する。上部カシメ治具5には、前記タブ板
溶接部4を貫通して開口を形成させ、バリ状突起の内部
側からカシメる突起5aが形成されている。ここで、図
2は導電タブ板のカシメ工程を示すカシメ工程説明図で
ある。
1として、幅5mm、厚さ0.1mmのニッケル板に、
バーリング加工により、直径3.5mm、高さ1mmの
バリ状突起2を形成したものを準備した。尚、図1は導
電タブ板1の全体斜視図である。一方、基体(三次元連
続気孔を有する金属多孔体)として、スポンジ状ニッケ
ル多孔体3を用い、ここに活物質を充填し、一部活物質
を除去して、タブ板溶接部4を形成する。このタブ板溶
接部4は、厚さ0.2mmとしてある。そしてこのタブ
板溶接部4に、前記バリ状突起1を当接し、上部カシメ
治具5及び下部カシメ治具6を使用して、導電タブ板1
をカシメ固定する。上部カシメ治具5には、前記タブ板
溶接部4を貫通して開口を形成させ、バリ状突起の内部
側からカシメる突起5aが形成されている。ここで、図
2は導電タブ板のカシメ工程を示すカシメ工程説明図で
ある。
【0016】次に、図3に示すように、前記カシメ部よ
りも大きな上部の抵抗溶接電極7と下部の抵抗溶接電極
8とを配置して、通電を行い、基体に食い込ませたバリ
状突起2の周囲全体を抵抗溶接して、導電タブ板1を基
体に溶接固定した。尚、図3は導電タブ板の溶接工程を
示す溶接工程説明図である。このようにして、本発明の
製造方法により、本発明電極を作製した。
りも大きな上部の抵抗溶接電極7と下部の抵抗溶接電極
8とを配置して、通電を行い、基体に食い込ませたバリ
状突起2の周囲全体を抵抗溶接して、導電タブ板1を基
体に溶接固定した。尚、図3は導電タブ板の溶接工程を
示す溶接工程説明図である。このようにして、本発明の
製造方法により、本発明電極を作製した。
【0017】[比較例]導電タブ板として、幅5mm、
厚み0.1mmの平板状ニッケル板を、前記タブ板溶接
部4に、単に抵抗溶接した以外は、前記実施例と同様に
して電極を作製した。ここでの溶接点数は、4点として
いる。そして、このようにして比較電極を作製した。
厚み0.1mmの平板状ニッケル板を、前記タブ板溶接
部4に、単に抵抗溶接した以外は、前記実施例と同様に
して電極を作製した。ここでの溶接点数は、4点として
いる。そして、このようにして比較電極を作製した。
【0018】[実験]本発明電極及び比較電極を使用し
て、各電極における引っ張り強度、取り付け不良発生率
、落下テスト不良発生率を調べた。ここで、引っ張り強
度とは、導電タブ板を実際に引っ張り、その時に要した
力をkg単位で示している。また、取り付け不良発生率
は、各電極を1000個作製し、取り付け不良が発生し
た実数を百分率で表している。そして、落下テスト不良
発生率は、各電極を用いて円筒タイプのニッケル−カド
ミウム電池を作製し、電池を1mの高さから100回落
下させて電圧異常が発生する程度を示している。この結
果を、表1に示す。
て、各電極における引っ張り強度、取り付け不良発生率
、落下テスト不良発生率を調べた。ここで、引っ張り強
度とは、導電タブ板を実際に引っ張り、その時に要した
力をkg単位で示している。また、取り付け不良発生率
は、各電極を1000個作製し、取り付け不良が発生し
た実数を百分率で表している。そして、落下テスト不良
発生率は、各電極を用いて円筒タイプのニッケル−カド
ミウム電池を作製し、電池を1mの高さから100回落
下させて電圧異常が発生する程度を示している。この結
果を、表1に示す。
【0019】
【表1】
【0020】これより、本発明電極は、比較電極に比べ
て、導電タブ板の引っ張り強度が高く、取り付け不良発
生率が低く、更に、落下テスト不良発生率も低いもので
あることが理解される。
て、導電タブ板の引っ張り強度が高く、取り付け不良発
生率が低く、更に、落下テスト不良発生率も低いもので
あることが理解される。
【0021】この理由は、本発明電極において導電タブ
板と基体との間に夾雑物がある場合であっても、導電タ
ブ板の溶接時、溶接電流は基体を上下に貫通して、導電
タブ板のバリ状突起を介して上下に溶接電流が流れるた
めに、何ら問題なく強力に溶接されることに起因してい
る。
板と基体との間に夾雑物がある場合であっても、導電タ
ブ板の溶接時、溶接電流は基体を上下に貫通して、導電
タブ板のバリ状突起を介して上下に溶接電流が流れるた
めに、何ら問題なく強力に溶接されることに起因してい
る。
【0022】
【発明の効果】上述した如く、本発明の製造方法によれ
ば、活物質が充填されていない基体部分に、導電タブ板
に形成されたバリ状突起を食い込ませ、カシメ固定した
後、基体に食い込んだバリ状突起の周囲を溶接して、導
電タブ板を基体に固定したものであるから、単にカシメ
、溶接するという工程で実施可能で導電タブ板の取り付
け工程が簡略化され、基体である金属多孔体に導電タブ
板を強固に固定でき、信頼性の高いアルカリ蓄電池用非
焼結式電極が提供できるので、その工業的価値は極めて
大きい。
ば、活物質が充填されていない基体部分に、導電タブ板
に形成されたバリ状突起を食い込ませ、カシメ固定した
後、基体に食い込んだバリ状突起の周囲を溶接して、導
電タブ板を基体に固定したものであるから、単にカシメ
、溶接するという工程で実施可能で導電タブ板の取り付
け工程が簡略化され、基体である金属多孔体に導電タブ
板を強固に固定でき、信頼性の高いアルカリ蓄電池用非
焼結式電極が提供できるので、その工業的価値は極めて
大きい。
【図1】導電タブ板の全体斜視図である。
【図2】導電タブ板のカシメ工程を示す工程説明図であ
る。
る。
【図3】導電タブ板の溶接工程を示す工程説明図である
。
。
1 導電タブ板
2 バリ状突起
3 スポンジ状ニッケル多孔体
4 タブ板溶接部
5 上部カシメ治具
5a 突起
6 下部カシメ治具
7 上部の抵抗溶接電極
8 下部の抵抗溶接電極
Claims (1)
- 【請求項1】 三次元連続気孔を有する金属多孔体を
基体として用いる電極の製造方法であって、活物質が充
填されていない前記基体部分に、導電タブ板に形成され
たバリ状突起を食い込ませ、カシメ固定した後、前記基
体に食い込んだ前記バリ状突起の周囲を溶接して、前記
導電タブ板を前記基体に固定することを特徴とするアル
カリ蓄電池用非焼結式電極の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3144810A JPH04368771A (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | アルカリ蓄電池用非焼結式電極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3144810A JPH04368771A (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | アルカリ蓄電池用非焼結式電極の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04368771A true JPH04368771A (ja) | 1992-12-21 |
Family
ID=15370992
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3144810A Pending JPH04368771A (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | アルカリ蓄電池用非焼結式電極の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04368771A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002298822A (ja) * | 2001-03-29 | 2002-10-11 | Toshiba Battery Co Ltd | 電池間の接続部材とそれを用いた電池間の接続構造 |
JP2019207749A (ja) * | 2018-05-28 | 2019-12-05 | トヨタ自動車株式会社 | 二次電池 |
-
1991
- 1991-06-17 JP JP3144810A patent/JPH04368771A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002298822A (ja) * | 2001-03-29 | 2002-10-11 | Toshiba Battery Co Ltd | 電池間の接続部材とそれを用いた電池間の接続構造 |
JP2019207749A (ja) * | 2018-05-28 | 2019-12-05 | トヨタ自動車株式会社 | 二次電池 |
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