JPH0679065U - 電 極 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 活物質の脱落や剥離、利用率の低下を防止
し、リード端子の取り付等が容易であり、かつ安価な製
法の電極基板を提供することを目的にする。 【構成】 電極基板に電池の活物質をスラリー状として
塗布するか、あるいはシート化して結着する構造を有す
る電極であって、該電極基板が交互に反対方向に角錐状
突起の方形貫通孔を持つ構造の芯体である電極とするこ
とにより、上記目的を達成できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素化物電池、ニッケル亜鉛電 池、鉛電池およびリチウム電池に用いられる電極に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来の前記電池の電極の製造法として、金属繊維多孔体や発泡金属多孔体など の３次元構造の基板芯体や、パンチングシート、エキスパンドメタル、網目状ネ ットなどの２次元基板芯体に、正極活物質あるいは負極活物質をスラリー状とし て充填・塗布するか、シート化して結着して各種電極が作成する方法が採用され ている。

【０００３】 例えば、発泡金属多孔体などの３次元構造の基板は、ニッケル電極、カドミウ ム電極や水素化物電極などに用いられている。しかしながら、その製法はウレタ ンフォームにニッケルめっきした後、芯材であるウレタンを焼成して除去するこ とによってニッケル発泡多孔体を作製するものであり、相当に高価となる。また 、これら基板は９０％以上の高多孔度であるために、強度が弱くリード端子の取 り付けが非常に困難である。

【０００４】 また、パンチングシートやエキスパンドメタルなどの２次元構造の基板は、カ ドミウム電極、亜鉛電極、鉛電極やリチウム電極などに用いられている。パンチ ングシートは通常機械的な穿孔法で作成されるために安価であるが、穿孔径は１ mm、開孔率は４０％が限界であり、それ以上の開孔率や微小穿孔を得るにはエッ チング法などの非常に高価なものとなる。更に、それらを用いた電極は、３次元 構造でないために、活物質の脱落や剥離、利用率の低下などの問題がある。この 点は、エキスパンドメタルについても同様である。一方、リチウム電池の正極で は基板芯体にステンレスを用いるが、ステンレスは機械的な穿孔法が非常に困難 であるために、マイクロラスや微細ネットなどの高価な基板を用いている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は上記問題点に鑑みてなされたものであり、活物質の脱落や剥離、利用 率の低下を防止し、リード端子の取り付等が容易であり、かつ安価な製法の電極 基板を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案の電極は、電極基板に電池の活物質をスラリー状として塗布するか、あ るいはシート化して結着する構造を有する電極であって、該電極基板が交互に反 対方向に角錐状突起を持つ方形貫通孔を有する３次元的構造の芯体であることを 特徴とするものである。また、その製法は角錐状突起を設けたロール間に金属シ ートを通して、前記の穿孔加工するものであり、工程は極めて簡単であり、かつ 安価なものである。

【０００７】

【作 用】

本考案の作用を図面に基ずき説明する。 本考案電極３は、図１と図２にあるように方形貫通孔４が基板芯体１に規則正 しく配列し、かつその両面に交互に角錐状突起５を密に有し、しかも貫通孔４が 存在するため、芯体両面の活物質２の結着が強固となり、パンチングシートなど の従来基板のような活物質の脱落や剥離を有効に防止することが可能となる。ま た、３次元的構造を持つために、活物質２と集電体（基板芯体１）間の距離が短 くなり集電性が向上して、活物質利用率を高める作用も併せて持つ。

【０００８】 リード端子の取り付けに関しては、従来の高多孔度の金属多孔体基板と異なり 、基板自体に強度があるために、機械的に活物質を除去し容易に芯体の金属面を 露出させることができ、その面へのリード端子のスポット溶接が非常に容易とな る。

【０００９】

【実施例】 本考案の実施例を以下に述べる。 材厚２０〜８０μｍの金属シートを基板芯体として、図３にあるように角錐型 針状突起７を表面に切削加工した二つのロール６を上下に配したカッターロール 間にその芯体１を通して、角錐型針状突起７を交互に反対方向に貫通させて開孔 すると同時に角錐状突起５を形成させた。金属シートとしては、ニッケル、鉄、 銅、鉛、ステンレスおよびアルミニウムについて実施した。方形開孔率や突起高 さはカッターロール間のクリアランスを変えることによって調整した。例えば、 ５０μｍのニッケルシートを用いて、方形開孔径５００μｍ、突起高さ２００μ ｍとし、厚さ４００μｍのニッケル基板芯体を作製した。

【００１０】 このように作製した本考案の基板芯体に、例えば金属水素化物粉末と導電助剤 とバインダーを混合してスラリー状とした活物質を塗布して電極（Ａ）を作製し た。 比較例として、材厚８０μｍのニッケルめっき鉄シートに従来法にて１．４mm 径の円形穿孔したパンチングシート、および多孔度９０％の発泡ニッケル多孔体 を基板芯体として、前記と同様の方法にて従来電極（Ｂ）と（Ｃ）を作製した。

【００１１】 これら電極の活物質を一部除去して、リード端子８を図４のようにスポット溶 接して取り付けた。その際、多孔度９０％の金属多孔体を基板芯体とした電極（ Ｃ）では活物質を金属多孔体より完全に除去することが困難であり、スポット溶 接時にスパークを生じて溶接不良が多発し、溶接強度も１〜２kgｆであった。こ れに対して、本考案の電極（Ａ）とパンチングシートを基板芯体とした電極（Ｂ ）ではそのようなことはなく、活物質も金属ブラシ等で機械的に除去でき容易に 金属面（芯体）が露出し、リード端子のスポット溶接が確実にできてその溶接強 度も５kgｆ以上あった。なお、９は活物質除去部分、１０はスポット溶接点、１ １は電極活物質充填部分である。

【００１２】 次に、これら電極の活物質と基板との結着性を見るために、電解液中にて０． ２Ｃ率の電流にて３００％の過充電を繰り返した。電極（Ｂ）では活物質と基板 との剥離が顕著に認められたが、本考案の電極（Ａ）と電極（Ｃ）では活物質の 基板からの脱落や剥離は認められず、十分な結着性を維持した。

【００１３】 また、電極（Ａ）の活物質利用率は電極（Ｂ）よりも高い値を示し、電極（Ｃ ）と同程度であった。これは本考案基板の角錐状突起による３次元的構造が集電 性を高めたためと考えられる。 このように本考案電極（Ａ）は、従来の電極（Ｂ）と（Ｃ）の利点を併せ持つ ことがわかった。

【００１４】

【考案の効果】

上述のように、本考案は安価で簡便な製造法による電極基板芯体を用いること によって、活物質の脱落や剥離を効果的に防止するとともに、リード端子加工が 容易な電極を提供するために、その工業的価値は極めて高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の電極基板の平面図である。

【図２】本考案の電極の断面図であって、図１−Ａ−Ａ
部に相当するものである。

【図３】本考案の加工機の概略図である。

【図４】リード端子取り付け後の電極の平面図である。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 活物質 ３ 電極 ４ 貫通孔 ５ 角錐状突起 ６ ロール ７ 角錐型針状突起 ８ リード端子 ９ 活物質除去部分 １０ スポット溶接点 １１ 電極活物質充填部分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 押谷 政彦 大阪府高槻市城西町６番６号 株式会社ユ アサコーポレーション内

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 電極基板に電池の活物質をスラリー状と
   して塗布するか、あるいはシート化して結着する構造を
   有する電極であって、該電極基板が交互に反対方向に角
   錐状突起の方形貫通孔を持つ構造の芯体であることを特
   徴とする電極。
2. 【請求項２】 前記芯体が、ニッケル金属シート、ニッ
   ケルめっき鉄シート、銅シート、鉛シート、ステンレス
   シートあるいはアルミニウムシートである請求項１記載
   の電極。