JPH10106580A - 電池電極用基板の製造方法および電池電極用基板 - Google Patents
電池電極用基板の製造方法および電池電極用基板Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 活物質の保持力が高い電極用基板を提供す
る。 【解決手段】 薄肉の金属シートにエンボス加工で押圧
力を付加して凹凸部を全面に設け、該凹凸部加工時に、
押圧力により凹凸部の各頂点に穴をあけると共に、該穴
の周縁より外方へ突出するバリを発生させ、この凹凸部
を設けた金属シートを積層して、隣接する下層の凸部頂
点側のバリを上層の凹部頂点側のバリとを絡み合わせて
一体化し、上下隣接する金属シートの間の空間に凹凸部
の各頂点の開口を通して活物質を充填できる構成として
いる。
る。 【解決手段】 薄肉の金属シートにエンボス加工で押圧
力を付加して凹凸部を全面に設け、該凹凸部加工時に、
押圧力により凹凸部の各頂点に穴をあけると共に、該穴
の周縁より外方へ突出するバリを発生させ、この凹凸部
を設けた金属シートを積層して、隣接する下層の凸部頂
点側のバリを上層の凹部頂点側のバリとを絡み合わせて
一体化し、上下隣接する金属シートの間の空間に凹凸部
の各頂点の開口を通して活物質を充填できる構成として
いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電池電極用基板の製
造方法および該方法により製造した電池電極用基板に関
し、特に、電気自動車の電源用電池の電極用基板として
好適に用いられるもので、電極用基板の厚さを大とし
て、塗着される活物質の量を増大すると共に、塗着した
活物質との密着性を良好として活物質が電極基板から脱
落するのを防止するものである。
造方法および該方法により製造した電池電極用基板に関
し、特に、電気自動車の電源用電池の電極用基板として
好適に用いられるもので、電極用基板の厚さを大とし
て、塗着される活物質の量を増大すると共に、塗着した
活物質との密着性を良好として活物質が電極基板から脱
落するのを防止するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、一般に、ニッケル・水素電池、ニ
ッケル・カドミウム電池等の正極板および負極板からな
る電極板の基板としては、主として、パンチング加工に
よって孔空け加工した鉄板にニッケルメッキを施したニ
ッケルメッキ穿孔鋼板（以下、パンチングメタルと称
す）が用いられ、該パンチングメタルに対して活物質を
充填して電極板を作成している。この電極板は、円筒型
電池の場合、帯状とした正極板と負極板とをセパレータ
を介して渦巻状に巻回して内蔵しており、角電池の場合
は正極板と負極板とをセパレータを介して積層して内蔵
している。
ッケル・カドミウム電池等の正極板および負極板からな
る電極板の基板としては、主として、パンチング加工に
よって孔空け加工した鉄板にニッケルメッキを施したニ
ッケルメッキ穿孔鋼板（以下、パンチングメタルと称
す）が用いられ、該パンチングメタルに対して活物質を
充填して電極板を作成している。この電極板は、円筒型
電池の場合、帯状とした正極板と負極板とをセパレータ
を介して渦巻状に巻回して内蔵しており、角電池の場合
は正極板と負極板とをセパレータを介して積層して内蔵
している。
【０００３】上記パンチングメタルは、平板形状で、板
厚６０μｍ〜１００μｍ程度の冷延鋼板にパンチングメ
タル加工を施して直径１．０ｍｍ〜２．５ｍｍの丸孔を
所要パターンで穿孔し、開孔率４０％〜５０％とした
後、更に、耐食性を保持するためにニッケルメッキを施
して、電池電極用基板としている。
厚６０μｍ〜１００μｍ程度の冷延鋼板にパンチングメ
タル加工を施して直径１．０ｍｍ〜２．５ｍｍの丸孔を
所要パターンで穿孔し、開孔率４０％〜５０％とした
後、更に、耐食性を保持するためにニッケルメッキを施
して、電池電極用基板としている。
【０００４】また、リチウム一次電池の正極板および負
極板からなる電極板の基板としては、主として、ＳＵ
Ｓ、Ｔｉ等の金属からラス網に加工したものが用いられ
ており、該ラス網に活物質を充填して電極板が作成され
ている。リチウム二次電池では、正極板をアルミ箔から
なる金属芯材の両面に活物質を所要厚さで塗着して作成
している一方、負極板を銅箔からなる金属芯材の両面に
活物質を所要厚さで塗着して作成している。
極板からなる電極板の基板としては、主として、ＳＵ
Ｓ、Ｔｉ等の金属からラス網に加工したものが用いられ
ており、該ラス網に活物質を充填して電極板が作成され
ている。リチウム二次電池では、正極板をアルミ箔から
なる金属芯材の両面に活物質を所要厚さで塗着して作成
している一方、負極板を銅箔からなる金属芯材の両面に
活物質を所要厚さで塗着して作成している。
【０００５】また、空気亜鉛電池の正極となる空気極の
基板としては、主として、金属スクリーン（ＳＵＳメッ
シュにニッケルメッキしたもの等）が用いられている。
また、自動車用バッテリとして注目をあびる鉛蓄電池で
は、鉛合金（Ｐｂ・Ｓｂ合金、Ｐｂ・Ｃａ合金、Ｐｂ・
Ｃａ・Ｓｎ合金等）からなる鋳造格子やエキスパンデッ
ド格子が用いられており、該スクリーンや格子に活物質
を充填して電極板を作成している。
基板としては、主として、金属スクリーン（ＳＵＳメッ
シュにニッケルメッキしたもの等）が用いられている。
また、自動車用バッテリとして注目をあびる鉛蓄電池で
は、鉛合金（Ｐｂ・Ｓｂ合金、Ｐｂ・Ｃａ合金、Ｐｂ・
Ｃａ・Ｓｎ合金等）からなる鋳造格子やエキスパンデッ
ド格子が用いられており、該スクリーンや格子に活物質
を充填して電極板を作成している。
【０００６】さらに、近時、上記ニッケル水素電池、ニ
ッケルカドミウム電池およびリチウム一次電池の電極板
用の基板として、樹脂製の発泡体、不織布、メッシュに
対して、化学メッキ等を施して導電処理をした後、電気
メッキを施し、ついで、脱煤、焼結を行って作成した金
属多孔体も用いられている。
ッケルカドミウム電池およびリチウム一次電池の電極板
用の基板として、樹脂製の発泡体、不織布、メッシュに
対して、化学メッキ等を施して導電処理をした後、電気
メッキを施し、ついで、脱煤、焼結を行って作成した金
属多孔体も用いられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記したいずれの電池
電極用基板も平板形状であり、その両面より活物質を塗
着して、電極用基板に形成された孔に活物質を充填する
と共に、基板の両側表面に活物質を所要厚さで塗布した
状態となっている。上記したパンチングメタル、ラス
網、金属スクリーンはいずれも三次元構造ではないた
め、活物質との密着性が弱く、活物質の保持力が低く、
特に、孔が大きい場合には、電極製作時および使用中に
も基板より活物質が剥離し、脱落しやすい問題がある。
この問題に対して、活物質中に大量の結着剤を添加して
基板との剥離、脱落を防ぐ方法もあるが、結着剤を大量
に添加すると、活物質の反応が低下して電池特性が劣る
問題が生じる。
電極用基板も平板形状であり、その両面より活物質を塗
着して、電極用基板に形成された孔に活物質を充填する
と共に、基板の両側表面に活物質を所要厚さで塗布した
状態となっている。上記したパンチングメタル、ラス
網、金属スクリーンはいずれも三次元構造ではないた
め、活物質との密着性が弱く、活物質の保持力が低く、
特に、孔が大きい場合には、電極製作時および使用中に
も基板より活物質が剥離し、脱落しやすい問題がある。
この問題に対して、活物質中に大量の結着剤を添加して
基板との剥離、脱落を防ぐ方法もあるが、結着剤を大量
に添加すると、活物質の反応が低下して電池特性が劣る
問題が生じる。
【０００８】上記三次元構造の発泡状金属多孔体の場合
は、パンチングメタル、金属スクリーン等と比較して、
三次元構造の空孔に活物質が充填されるため、活物質の
保持力は比較的高い。しかしながら、この発泡状金属多
孔体は、活物質を充填する空孔を囲む骨格が細いため、
集電能力が低く、急速な充放電時に、迅速に充放電が行
えない不具合がある。
は、パンチングメタル、金属スクリーン等と比較して、
三次元構造の空孔に活物質が充填されるため、活物質の
保持力は比較的高い。しかしながら、この発泡状金属多
孔体は、活物質を充填する空孔を囲む骨格が細いため、
集電能力が低く、急速な充放電時に、迅速に充放電が行
えない不具合がある。
【０００９】また、従来提供されているいずれの電極基
板も、その厚さが薄いため、基板の厚さ方向に対して塗
着される活物質の厚さが薄い。よって、電極の厚さ方向
に対する電気伝導性が乏しく、電池特性を上げることが
困難であった。
板も、その厚さが薄いため、基板の厚さ方向に対して塗
着される活物質の厚さが薄い。よって、電極の厚さ方向
に対する電気伝導性が乏しく、電池特性を上げることが
困難であった。
【００１０】上記した問題に対して、従来、特開平７−
１３０３７０号および特開平７−３３５２０８号で、金
属板または金属箔に上下型を用いて孔を穿設し、該孔の
穿設時に孔の周縁にバリを設け、バリを含めた見かけ厚
さを金属箔の厚さの２倍とした電極が提案されている。
しかしながら、上下金型で孔をあける場合には、開孔率
は５０％程度が限界であり、かつ、各孔径および孔ピッ
チを小さくして金属板あるいは金属箔の全面にわたって
細かい孔を多数あけることは困難である。よって、各孔
の周縁にバリを設けても、バリの占有率は低く、バリに
よる活物質の保持力は十分ではなく、しかも、各孔径が
大きいため孔に充填した活物質の脱落が発生しやすいと
共に、孔ピッチが大きいため金属箔部分の面積が大とな
って、活物質中のイオンの移動の妨げとなり、電池性能
が劣る問題がある。これらの問題を解決するために孔径
および孔ピッチを小さくしようとしても、上下型で孔を
あける場合には前述したように技術的に非常に困難であ
り、また、コストが非常にかかる問題もある。さらにま
た、バリを設けた１枚の金属板のみでは、活物質の塗布
量をさほど多くすることはできない問題もある。
１３０３７０号および特開平７−３３５２０８号で、金
属板または金属箔に上下型を用いて孔を穿設し、該孔の
穿設時に孔の周縁にバリを設け、バリを含めた見かけ厚
さを金属箔の厚さの２倍とした電極が提案されている。
しかしながら、上下金型で孔をあける場合には、開孔率
は５０％程度が限界であり、かつ、各孔径および孔ピッ
チを小さくして金属板あるいは金属箔の全面にわたって
細かい孔を多数あけることは困難である。よって、各孔
の周縁にバリを設けても、バリの占有率は低く、バリに
よる活物質の保持力は十分ではなく、しかも、各孔径が
大きいため孔に充填した活物質の脱落が発生しやすいと
共に、孔ピッチが大きいため金属箔部分の面積が大とな
って、活物質中のイオンの移動の妨げとなり、電池性能
が劣る問題がある。これらの問題を解決するために孔径
および孔ピッチを小さくしようとしても、上下型で孔を
あける場合には前述したように技術的に非常に困難であ
り、また、コストが非常にかかる問題もある。さらにま
た、バリを設けた１枚の金属板のみでは、活物質の塗布
量をさほど多くすることはできない問題もある。
【００１１】本発明は、上記した問題に鑑みてなされた
もので、活物質に対する保持力が大きく、かつ、活物質
の塗着量を厚さ方向に増加できる電池電極用基板の製造
方法および該方法により製造された電池電極基板を提供
することを課題としている。
もので、活物質に対する保持力が大きく、かつ、活物質
の塗着量を厚さ方向に増加できる電池電極用基板の製造
方法および該方法により製造された電池電極基板を提供
することを課題としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、請求項１で、外周面に凹凸部を設けた一
対のエンボス加工用の回転ローラの間に、薄肉の金属シ
ートを通して、金属シートの全面に凹凸部を設け、該凹
凸部加工時の押圧力により凹凸部の各頂点に穴をあける
と共に、該穴の周縁より外方へ突出するバリを発生させ
ている電池電極用基板の製造方法を提供している。
め、本発明は、請求項１で、外周面に凹凸部を設けた一
対のエンボス加工用の回転ローラの間に、薄肉の金属シ
ートを通して、金属シートの全面に凹凸部を設け、該凹
凸部加工時の押圧力により凹凸部の各頂点に穴をあける
と共に、該穴の周縁より外方へ突出するバリを発生させ
ている電池電極用基板の製造方法を提供している。
【００１３】上記請求項１の方法によると、一対のエン
ボス加工用の回転ローラの間に金属シートを通すだけ
で、その全面にわたって比較的微細な凹凸部が形成でき
ると同時に、凹凸部の頂点に夫々孔があけられ、かつ、
孔の周縁よりバリを発生させることができる。よって、
このエンボス加工方法を利用した方法によれば、従来の
上下型で孔をあける場合と比較して、まず、各凹凸部の
頂点に形成する各孔の径を小さくできると共に、凹凸の
ピッチを非常に小さくできるため、これら凹凸部の頂点
に形成する孔のピッチも非常に小さくなり、かつ、上記
孔が金属シートに占める開孔率も従来の型孔と比較して
非常に大きくできる。このように、金属シートの全面に
わたって細かく密に形成する凹凸部の各頂点部にバリを
発生させるため、金属シートに占めるバリの割合も従来
と比較にならない程大きくできる。このように、金属シ
ートの全面にわたって、細かい凹凸部が密に設けられ、
これら各凹凸部の頂点に孔があけられて、孔の周囲にバ
リが発生しているため、該金属シートに塗着できる活物
質は、凹凸内に充填できると共に、凹凸部の頂点の孔の
周囲に設けられるバリによっても保持できるため、活物
質の充填量は従来と比較にならない程度に増大できる。
しかも、充填された活物質は凹凸部が細かいために確実
に凹凸部内で保持出来ると共に、表面側においてはバリ
が密に存在しているため、バリにより確実に保持され、
従来の型抜きによる大きな孔を大きなピッチであけてい
る場合と比較にならない程度に保持力が増強出来る。そ
のうえ、開孔率が大きいため、活物質中のイオンの移動
も活発に行われ、電池性能を高めることができる。
ボス加工用の回転ローラの間に金属シートを通すだけ
で、その全面にわたって比較的微細な凹凸部が形成でき
ると同時に、凹凸部の頂点に夫々孔があけられ、かつ、
孔の周縁よりバリを発生させることができる。よって、
このエンボス加工方法を利用した方法によれば、従来の
上下型で孔をあける場合と比較して、まず、各凹凸部の
頂点に形成する各孔の径を小さくできると共に、凹凸の
ピッチを非常に小さくできるため、これら凹凸部の頂点
に形成する孔のピッチも非常に小さくなり、かつ、上記
孔が金属シートに占める開孔率も従来の型孔と比較して
非常に大きくできる。このように、金属シートの全面に
わたって細かく密に形成する凹凸部の各頂点部にバリを
発生させるため、金属シートに占めるバリの割合も従来
と比較にならない程大きくできる。このように、金属シ
ートの全面にわたって、細かい凹凸部が密に設けられ、
これら各凹凸部の頂点に孔があけられて、孔の周囲にバ
リが発生しているため、該金属シートに塗着できる活物
質は、凹凸内に充填できると共に、凹凸部の頂点の孔の
周囲に設けられるバリによっても保持できるため、活物
質の充填量は従来と比較にならない程度に増大できる。
しかも、充填された活物質は凹凸部が細かいために確実
に凹凸部内で保持出来ると共に、表面側においてはバリ
が密に存在しているため、バリにより確実に保持され、
従来の型抜きによる大きな孔を大きなピッチであけてい
る場合と比較にならない程度に保持力が増強出来る。そ
のうえ、開孔率が大きいため、活物質中のイオンの移動
も活発に行われ、電池性能を高めることができる。
【００１４】具体的には、金属シート自体に凹凸部を形
成すると、見かけ上の厚さを金属シートの厚さの３倍か
ら５００倍までの、所望の厚さに任意に大きくすること
ができる。例えば、１０μｍの金属箔に上下に突出部を
設けて４ｍｍとすると、見かけ厚さは４００倍となる。
成すると、見かけ上の厚さを金属シートの厚さの３倍か
ら５００倍までの、所望の厚さに任意に大きくすること
ができる。例えば、１０μｍの金属箔に上下に突出部を
設けて４ｍｍとすると、見かけ厚さは４００倍となる。
【００１５】また、請求項２で、外周面に凹凸部を設け
たエンボス加工用のローラと外周面が平滑なゴムローラ
とからなる一対の回転ローラの間に、薄肉の金属シート
を通し、上記一方のローラの凸部にゴムローラが押し付
けられることにより、上記金属シートに穴をあけると共
に該穴の周縁の一方側に突出するバリを発生させている
電池電極用基板の製造方法を提供している。
たエンボス加工用のローラと外周面が平滑なゴムローラ
とからなる一対の回転ローラの間に、薄肉の金属シート
を通し、上記一方のローラの凸部にゴムローラが押し付
けられることにより、上記金属シートに穴をあけると共
に該穴の周縁の一方側に突出するバリを発生させている
電池電極用基板の製造方法を提供している。
【００１６】上記請求項２の方法によると、金属シート
自体には明確な凹凸は形成されないが、多数の孔が全面
にわたって形成され、かつ、該孔から一方向（ゴムロー
ラ側）に突出させたバリを設けることができる。よっ
て、バリを一方側へのみ突出させたい場合には、好適に
用いられる。
自体には明確な凹凸は形成されないが、多数の孔が全面
にわたって形成され、かつ、該孔から一方向（ゴムロー
ラ側）に突出させたバリを設けることができる。よっ
て、バリを一方側へのみ突出させたい場合には、好適に
用いられる。
【００１７】また、請求項３で、外周面に凹凸部を設け
たエンボス加工用のローラと外周面が平滑なゴムローラ
とからなる一対の回転ローラを２組設け、この２組の回
転ローラの間に、薄肉の金属シートを順次通し、第１組
の回転ローラの通過時に、上記一方のローラの凸部にゴ
ムローラが押し付けられることにより、上記金属シート
に穴をあけると共に該穴の周縁の一方側に突出するバリ
を発生させ、ついで、第２組の回転ローラの通過時に金
属シートの他の位置に穴をあけると共に該穴の周縁より
他方側に突出するバリを発生させている電池電極用基板
の製造方法を提供している。
たエンボス加工用のローラと外周面が平滑なゴムローラ
とからなる一対の回転ローラを２組設け、この２組の回
転ローラの間に、薄肉の金属シートを順次通し、第１組
の回転ローラの通過時に、上記一方のローラの凸部にゴ
ムローラが押し付けられることにより、上記金属シート
に穴をあけると共に該穴の周縁の一方側に突出するバリ
を発生させ、ついで、第２組の回転ローラの通過時に金
属シートの他の位置に穴をあけると共に該穴の周縁より
他方側に突出するバリを発生させている電池電極用基板
の製造方法を提供している。
【００１８】上記請求項３の方法によると、請求項２と
同様に金属シート自体には明確な凹凸は形成されない
が、より多数の孔をあけて開孔率を高めることができる
と共に、該金属シートより両方向に突出するバリを設け
ることができ、金属シートの見かけ上の厚さを大きくで
きる。
同様に金属シート自体には明確な凹凸は形成されない
が、より多数の孔をあけて開孔率を高めることができる
と共に、該金属シートより両方向に突出するバリを設け
ることができ、金属シートの見かけ上の厚さを大きくで
きる。
【００１９】上記請求項１、請求項２、請求項３に記載
の穴および該穴の周縁よりバリを発生させた金属シート
を、同種のもの、あるいは異種のものを積層して、隣接
する下層の金属シートのバリと上層の金属シートのバリ
とを絡み合わせて一体化し、上下隣接する金属シートの
間の空間を上記開口を通して連通することが好ましい
（請求項４）
の穴および該穴の周縁よりバリを発生させた金属シート
を、同種のもの、あるいは異種のものを積層して、隣接
する下層の金属シートのバリと上層の金属シートのバリ
とを絡み合わせて一体化し、上下隣接する金属シートの
間の空間を上記開口を通して連通することが好ましい
（請求項４）
【００２０】すなわち、同種のものとは、請求項１に記
載の基板同士、あるいは、請求項２、請求項３の基板同
士をそれぞれ積層している場合を含む。異種のものと
は、請求項１と請求項２の基板同士を積層、あるいは、
請求項１と請求項３の基板を積層して、その両側表面側
に請求項２の基板を積層している場合を含む。
載の基板同士、あるいは、請求項２、請求項３の基板同
士をそれぞれ積層している場合を含む。異種のものと
は、請求項１と請求項２の基板同士を積層、あるいは、
請求項１と請求項３の基板を積層して、その両側表面側
に請求項２の基板を積層している場合を含む。
【００２１】上記請求項１、２、３の方法により孔の周
縁にバリが設けられた金属シートは、エンボス加工用ロ
ーラにより上記孔が多数あけられているため、該孔の周
縁から突出しているバリは金属シートの略全面にわたっ
て存在し、よって、これら金属シートを積層すると、バ
リ同士が絡み合って容易に一体化できる。しかも、バリ
の絡みあいにより積層した金属シート自体は互いに密着
せずに、積層部の間に空間が生じ、この空間が各金属シ
ートの孔を通して連通した状態になる。よって、積層体
に対して活物質を充填すると、孔を通して、金属シート
間に活物質を確実に充填することができる。
縁にバリが設けられた金属シートは、エンボス加工用ロ
ーラにより上記孔が多数あけられているため、該孔の周
縁から突出しているバリは金属シートの略全面にわたっ
て存在し、よって、これら金属シートを積層すると、バ
リ同士が絡み合って容易に一体化できる。しかも、バリ
の絡みあいにより積層した金属シート自体は互いに密着
せずに、積層部の間に空間が生じ、この空間が各金属シ
ートの孔を通して連通した状態になる。よって、積層体
に対して活物質を充填すると、孔を通して、金属シート
間に活物質を確実に充填することができる。
【００２２】本発明は、請求項５で、請求項１乃至請求
項４のいずれか１項に記載の方法により製造された電池
電極用基板を提供している。
項４のいずれか１項に記載の方法により製造された電池
電極用基板を提供している。
【００２３】特に、上記請求項４に記載の方法により製
造された電池電極基板のうち、上記請求項１に記載の凹
凸部の各頂点に穴を有すると共に該穴の周縁よりバリを
発生させた金属シートを挟んで、その両側表面側に、請
求項２に記載の一方側にバリを突出させた金属シートを
積層し、該バリを内面側に突出させる構成とすることが
好ましい（請求項６）。
造された電池電極基板のうち、上記請求項１に記載の凹
凸部の各頂点に穴を有すると共に該穴の周縁よりバリを
発生させた金属シートを挟んで、その両側表面側に、請
求項２に記載の一方側にバリを突出させた金属シートを
積層し、該バリを内面側に突出させる構成とすることが
好ましい（請求項６）。
【００２４】あるいは、上記請求項３に記載の穴の周縁
より両方向にバリを突出させた金属シートを挟んで、そ
の両側表面側に、請求項２に記載の一方側にバリを突出
させた金属シートを積層し、該バリを内面側に突出させ
る構成とすることが好ましい（請求項７）。
より両方向にバリを突出させた金属シートを挟んで、そ
の両側表面側に、請求項２に記載の一方側にバリを突出
させた金属シートを積層し、該バリを内面側に突出させ
る構成とすることが好ましい（請求項７）。
【００２５】上記請求項６および請求項７に記載の電池
電極用基板では、表面側基板に挟まれた中央部の基板と
して、請求項１の方法で製造された凹凸部を設けて厚さ
を大とした基板あるいは請求項３の方法で製造された両
側にバリを突出させて厚さを大とした基板を用いると、
活物質の充填量を大とできる。また、両側表面の基板と
して、請求項２の方法で製造された一方側にのみバリを
突出させた基板を用い、バリを内方に突出させて、外方
にバリを突出させないようにすることができる。
電極用基板では、表面側基板に挟まれた中央部の基板と
して、請求項１の方法で製造された凹凸部を設けて厚さ
を大とした基板あるいは請求項３の方法で製造された両
側にバリを突出させて厚さを大とした基板を用いると、
活物質の充填量を大とできる。また、両側表面の基板と
して、請求項２の方法で製造された一方側にのみバリを
突出させた基板を用い、バリを内方に突出させて、外方
にバリを突出させないようにすることができる。
【００２６】特に、請求項１の方法からなる基板は細か
い凹凸部を密に有するため、この凹凸部に囲まれた空間
に活物質を充填することで、活物質の充填量を多くする
ことができると共に、活物質の保持力を大とできる。こ
のように、１枚の金属シートにおいても活物質の塗着量
を多くできる上、これら金属シートを複数枚積層してい
るため、さらに、活物質の充填量を多くできる。しか
も、電池電極用基板の厚さを金属シートの積層枚数を調
整するだけで、容易に調整でき、必要量の活物質を充填
出来る電池電極用基板とすることができる。
い凹凸部を密に有するため、この凹凸部に囲まれた空間
に活物質を充填することで、活物質の充填量を多くする
ことができると共に、活物質の保持力を大とできる。こ
のように、１枚の金属シートにおいても活物質の塗着量
を多くできる上、これら金属シートを複数枚積層してい
るため、さらに、活物質の充填量を多くできる。しか
も、電池電極用基板の厚さを金属シートの積層枚数を調
整するだけで、容易に調整でき、必要量の活物質を充填
出来る電池電極用基板とすることができる。
【００２７】上記金属シートとして、金属箔あるいは／
および金属粉末をシート状に圧延して形成したものから
なるものを用いることが好ましい（請求項８）。即ち、
金属箔としては、ニッケル箔、銅箔、アルミ箔等が好適
に用いられる。
および金属粉末をシート状に圧延して形成したものから
なるものを用いることが好ましい（請求項８）。即ち、
金属箔としては、ニッケル箔、銅箔、アルミ箔等が好適
に用いられる。
【００２８】上記金属粉末をシート状に圧延して形成す
る金属シートとして、本出願人の先行出願に係わる特願
平８−１２２５３４号に開示している金属粉末をパター
ンローラで圧延して形成した金属シートが好適に用いら
れる。該金属シートは、一対の圧延ローラのうち、一方
のローラの外周面に対して金属粉末を供給したのち、一
対の圧延ローラの回転で、圧延ローラの外周面上の金属
粉末を直接圧延して薄肉の金属シートとしているもので
ある。
る金属シートとして、本出願人の先行出願に係わる特願
平８−１２２５３４号に開示している金属粉末をパター
ンローラで圧延して形成した金属シートが好適に用いら
れる。該金属シートは、一対の圧延ローラのうち、一方
のローラの外周面に対して金属粉末を供給したのち、一
対の圧延ローラの回転で、圧延ローラの外周面上の金属
粉末を直接圧延して薄肉の金属シートとしているもので
ある。
【００２９】上記金属シートは、Ｎｉ，Ａｌ、Ｃｕ、Ｆ
ｅ、Ａｇ、Ｚｎ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｓｂ，Ｔｉ，Ｉｎ，Ｖ，
Ｃｒ，Ｃｏ，Ｃ，Ｃａ，Ｍｏ，Ａｕ，Ｐ，Ｗ，Ｒｈ、Ｍ
ｎ，Ｂ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｓｅ，Ｌｎ，Ｇａ，Ｓｈ，Ｉｒあ
るいはこれらの合金からなるものが好ましい（請求項
９）。
ｅ、Ａｇ、Ｚｎ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｓｂ，Ｔｉ，Ｉｎ，Ｖ，
Ｃｒ，Ｃｏ，Ｃ，Ｃａ，Ｍｏ，Ａｕ，Ｐ，Ｗ，Ｒｈ、Ｍ
ｎ，Ｂ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｓｅ，Ｌｎ，Ｇａ，Ｓｈ，Ｉｒあ
るいはこれらの合金からなるものが好ましい（請求項
９）。
【００３０】上記請求項１に記載の方法により製造され
た電池電極用基板において、凹部間および凸部間のピッ
チは０．５ｍｍ〜２．０ｍｍであり、凸部及び凹部の高
さは０．１ｍｍ〜２ｍｍとすることが好ましい（請求項
１０）。
た電池電極用基板において、凹部間および凸部間のピッ
チは０．５ｍｍ〜２．０ｍｍであり、凸部及び凹部の高
さは０．１ｍｍ〜２ｍｍとすることが好ましい（請求項
１０）。
【００３１】本発明は、さらに、請求項１１で、上記請
求項５乃至請求項１０のいずれか１項に記載の上記電池
電極用基板の空間に活物質を充填している電池用電極を
提供している。該電極では、金属シートの全面に亙って
密に形成された細かい凹凸部の頂点に孔があけられてい
るため、この孔にも活物質が充填され、しかも、周縁の
バリにより囲まれるため、活物質は剥離、脱落しにくく
なる。
求項５乃至請求項１０のいずれか１項に記載の上記電池
電極用基板の空間に活物質を充填している電池用電極を
提供している。該電極では、金属シートの全面に亙って
密に形成された細かい凹凸部の頂点に孔があけられてい
るため、この孔にも活物質が充填され、しかも、周縁の
バリにより囲まれるため、活物質は剥離、脱落しにくく
なる。
【００３２】上記活物質中に導電材を含有させもよい
（請求項１２）。即ち、上記積層配置した金属シートに
囲まれた活物質充填空間が大きくなると、活物質の充填
量が増大するが、活物質には通常導電材が含有されてい
ないため、導電性が問題となる。よって、活物質充填空
間が大きく、導電性が劣る場合には、活物質中に導電材
を含有させることが好ましい。
（請求項１２）。即ち、上記積層配置した金属シートに
囲まれた活物質充填空間が大きくなると、活物質の充填
量が増大するが、活物質には通常導電材が含有されてい
ないため、導電性が問題となる。よって、活物質充填空
間が大きく、導電性が劣る場合には、活物質中に導電材
を含有させることが好ましい。
【００３３】さらにまた、本発明は、上記請求項１１あ
るいは請求項１２に記載の電池用電極を備えた電池を提
供している。該電極は厚みが大で活物質の充填量を多く
できるため、特に、電気自動車用の電源用電池として好
適に用いられる。
るいは請求項１２に記載の電池用電極を備えた電池を提
供している。該電極は厚みが大で活物質の充填量を多く
できるため、特に、電気自動車用の電源用電池として好
適に用いられる。
【００３４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図１乃至図５は第１実施形態を示
し、第１実施形態の電池電極用基板Ｓは、厚さ１０μｍ
〜１００μｍ（本実施形態では１５μｍ）のニッケル箔
をエンボス加工で全面にわたって凹凸部を設けた金属シ
ート１を多数枚積層した構成からなる。
参照して説明する。図１乃至図５は第１実施形態を示
し、第１実施形態の電池電極用基板Ｓは、厚さ１０μｍ
〜１００μｍ（本実施形態では１５μｍ）のニッケル箔
をエンボス加工で全面にわたって凹凸部を設けた金属シ
ート１を多数枚積層した構成からなる。
【００３５】上記各金属シート１の製造方法は図２に示
すように、エンボスロール２０Ａ、２０Ｂ、２０ｃの間
に薄肉な平板形状の金属シート１’を通過させていくこ
とにより形成している。上記エンボスロール２０Ａ〜２
０Ｃは、夫々外周面の全面にわたって角錐形状の細かい
凸部２１を密に設け、これら凸部２１の間を角錐形状に
凹んだ凹部２２としている。上記金属シート１’は、ま
ず、互いに逆方向に回転するエンボスロール２０Ａと２
０Ｂの間に通すと、金属シート１’を挟んで、エンボス
２０Ａ側の凹部２２にエンボスロール２０Ｂ側の凸部２
１が嵌まりこんで、その間の金属シート１’に角錐形状
に突出した凸部２と角錐形状に凹んだ凹部３が形成され
る。ついで、エンボスロール２０Ｂと２０Ｃの間を金属
シート１’が通ると、上記凸部２の箇所には凸部が形成
されるようにエンボスロール２０Ｂと２０Ｃの凹凸部が
嵌合し、同様に、凹部３の箇所には凹部が形成されるよ
うにエンボスロール２０Ｂと２０Ｃとが嵌合する。この
ように、２度にわたって凹凸部を形成することにより、
図３に示す、角錐形状の凸部２と凹部３とが明確に設け
られた金属シート１に製造される。
すように、エンボスロール２０Ａ、２０Ｂ、２０ｃの間
に薄肉な平板形状の金属シート１’を通過させていくこ
とにより形成している。上記エンボスロール２０Ａ〜２
０Ｃは、夫々外周面の全面にわたって角錐形状の細かい
凸部２１を密に設け、これら凸部２１の間を角錐形状に
凹んだ凹部２２としている。上記金属シート１’は、ま
ず、互いに逆方向に回転するエンボスロール２０Ａと２
０Ｂの間に通すと、金属シート１’を挟んで、エンボス
２０Ａ側の凹部２２にエンボスロール２０Ｂ側の凸部２
１が嵌まりこんで、その間の金属シート１’に角錐形状
に突出した凸部２と角錐形状に凹んだ凹部３が形成され
る。ついで、エンボスロール２０Ｂと２０Ｃの間を金属
シート１’が通ると、上記凸部２の箇所には凸部が形成
されるようにエンボスロール２０Ｂと２０Ｃの凹凸部が
嵌合し、同様に、凹部３の箇所には凹部が形成されるよ
うにエンボスロール２０Ｂと２０Ｃとが嵌合する。この
ように、２度にわたって凹凸部を形成することにより、
図３に示す、角錐形状の凸部２と凹部３とが明確に設け
られた金属シート１に製造される。
【００３６】さらに、上記エンボスロール２０Ａと２０
Ｂ、２０Ｂと２０Ｃの間に金属シート１’を通す時に、
頂点部に押圧力が付加されて穴２ａ、３ａが形成され
る。かつ、これら孔があくことにより、バリ８が穴２
ａ、３ａの周縁に生じ、これらバリ８は穴２ａ、３ａの
周縁より外向きに突出する。これら孔２ａ、３ａはエン
ボスロール２０Ａと２０Ｂ、２０Ｂと２０Ｃにより２度
にわたって同一箇所に押圧力を負荷するために、最も押
圧力が負荷される各凹凸部の頂点に確実に孔があけら
れ、孔の周縁よりバリを発生させることができる。
Ｂ、２０Ｂと２０Ｃの間に金属シート１’を通す時に、
頂点部に押圧力が付加されて穴２ａ、３ａが形成され
る。かつ、これら孔があくことにより、バリ８が穴２
ａ、３ａの周縁に生じ、これらバリ８は穴２ａ、３ａの
周縁より外向きに突出する。これら孔２ａ、３ａはエン
ボスロール２０Ａと２０Ｂ、２０Ｂと２０Ｃにより２度
にわたって同一箇所に押圧力を負荷するために、最も押
圧力が負荷される各凹凸部の頂点に確実に孔があけら
れ、孔の周縁よりバリを発生させることができる。
【００３７】上記のように、金属シート１には、図３
（Ａ）（Ｂ）に示すように、上方に突出させた四角錐状
の上向き凸部２と、下向き突出させた四角錐状の凹部
（下向き凸部）３とが、縦横方向に交互に形成されてい
る。図３（Ｂ）中、凹部３の部分は斜線で示している。
即ち、凸部２の周囲を凹部３で囲むと同時に、凹部３を
凸部２で囲む構造として連続させ、金属シート１の全体
が、凹凸部２、３のみで構成された構造となる。
（Ａ）（Ｂ）に示すように、上方に突出させた四角錐状
の上向き凸部２と、下向き突出させた四角錐状の凹部
（下向き凸部）３とが、縦横方向に交互に形成されてい
る。図３（Ｂ）中、凹部３の部分は斜線で示している。
即ち、凸部２の周囲を凹部３で囲むと同時に、凹部３を
凸部２で囲む構造として連続させ、金属シート１の全体
が、凹凸部２、３のみで構成された構造となる。
【００３８】さらに、図２に示すエンボス加工時に、凸
部２、凹部３の頂点部分が破断されて、各凸部２、凹部
３の頂点にそれぞれ穴２ａ、３ａが形成されていると共
に、これらの穴２ａ、３ａの周縁にバリ８が外向きに拡
がった状態となっている。
部２、凹部３の頂点部分が破断されて、各凸部２、凹部
３の頂点にそれぞれ穴２ａ、３ａが形成されていると共
に、これらの穴２ａ、３ａの周縁にバリ８が外向きに拡
がった状態となっている。
【００３９】即ち、エンボス加工により凹凸部の形成、
これら凹凸部の頂点の穴あけ加工と、穴周縁からバリ８
を突設することが１度の加工でなされている。
これら凹凸部の頂点の穴あけ加工と、穴周縁からバリ８
を突設することが１度の加工でなされている。
【００４０】本実施形態では、凸部２の間のピッチ（同
じく凹部３の間のピッチ）は０．７ｍｍ、凸部２の高さ
及び凹部３の深さも０．７ｍｍとし、凸部２と凹部３と
を合わせた全体の厚さを１．４ｍｍとしている。
じく凹部３の間のピッチ）は０．７ｍｍ、凸部２の高さ
及び凹部３の深さも０．７ｍｍとし、凸部２と凹部３と
を合わせた全体の厚さを１．４ｍｍとしている。
【００４１】上記金属シート１を図１に示すように上下
に積層すると、バリ８が上下で絡み合い、これらバリを
融着（あるいは溶接）して確実に固着して、上下に積層
する金属シート１が一体化する。特に、上記凸部２およ
び凹部３は０．７ｍｍピッチで設けてあり、ピッチが非
常に小さいと共に、かつ、凸部２および凹部３の高さも
０．７ｍｍで非常に小さいため、上下積層した状態で
は、凸部同士および凹部同士は一致しにくく、しかも凹
凸部の頂点にバリ８が突出しているため、上下積層する
金属シート１が密着して積層されることはなく、図１に
示す状態となって、多数の空間４が形成される。
に積層すると、バリ８が上下で絡み合い、これらバリを
融着（あるいは溶接）して確実に固着して、上下に積層
する金属シート１が一体化する。特に、上記凸部２およ
び凹部３は０．７ｍｍピッチで設けてあり、ピッチが非
常に小さいと共に、かつ、凸部２および凹部３の高さも
０．７ｍｍで非常に小さいため、上下積層した状態で
は、凸部同士および凹部同士は一致しにくく、しかも凹
凸部の頂点にバリ８が突出しているため、上下積層する
金属シート１が密着して積層されることはなく、図１に
示す状態となって、多数の空間４が形成される。
【００４２】上記金属シート１を積層した電池電極用基
板Ｓは、各金属シート１の角錐形状の凸部２および凹部
３に周囲が囲まれると共に、上下開口面が隣接配置する
金属シート１により囲まれる上記空間４が形成され、か
つ、これら空間４は凸部２および凹部３の頂点の穴２
ａ、３ａにより相互に連通した状態となる。このよう
に、厚さが大きく、かつ、内部に金属シート１からなる
壁に囲まれた大きな容積の空間４を多数有する構造の電
池電極用基板Ｓとすることができる。
板Ｓは、各金属シート１の角錐形状の凸部２および凹部
３に周囲が囲まれると共に、上下開口面が隣接配置する
金属シート１により囲まれる上記空間４が形成され、か
つ、これら空間４は凸部２および凹部３の頂点の穴２
ａ、３ａにより相互に連通した状態となる。このよう
に、厚さが大きく、かつ、内部に金属シート１からなる
壁に囲まれた大きな容積の空間４を多数有する構造の電
池電極用基板Ｓとすることができる。
【００４３】上記構成の電極用基板Ｓに活物質５を充填
する時、凸部２、凹部３の頂点に穴２ａ、３ａがあけら
れているため、これら穴２ａ、３ａを通して活物質を積
層した内部の空間４にスムーズに充填することができ
る。即ち、図４に示す構造の電池電極板を形成すること
ができる。
する時、凸部２、凹部３の頂点に穴２ａ、３ａがあけら
れているため、これら穴２ａ、３ａを通して活物質を積
層した内部の空間４にスムーズに充填することができ
る。即ち、図４に示す構造の電池電極板を形成すること
ができる。
【００４４】上記したように、金属シート１の積層態様
は、図１に限定されず、図５に示すように、下層の金属
シート１の凸部２に上層の金属シート１の凸部２が配置
された状態であっても、下層の金属層１の凸部２の上端
穴２ａの周縁バリ８と、上層の金属層１の対応する凸部
２に隣接する凹部３の下端穴３ａの周縁バリ８とが絡み
合って、これらバリ同士を融着あるいは溶接することに
より、上下に積層する金属シート１を一体化できる。
は、図１に限定されず、図５に示すように、下層の金属
シート１の凸部２に上層の金属シート１の凸部２が配置
された状態であっても、下層の金属層１の凸部２の上端
穴２ａの周縁バリ８と、上層の金属層１の対応する凸部
２に隣接する凹部３の下端穴３ａの周縁バリ８とが絡み
合って、これらバリ同士を融着あるいは溶接することに
より、上下に積層する金属シート１を一体化できる。
【００４５】上記図１と図５に示す上下金属シートの積
層態様の間、すなわち、凸部２と凹部３とが半ピッチず
れた状態であっても、凹凸部の頂点の穴周縁に突出する
バリ８によって絡み合わせて上下積層体を一体化するこ
とができる。
層態様の間、すなわち、凸部２と凹部３とが半ピッチず
れた状態であっても、凹凸部の頂点の穴周縁に突出する
バリ８によって絡み合わせて上下積層体を一体化するこ
とができる。
【００４６】上記第１実施形態ではニッケル箔を用いて
いるが、金属シートとして、圧延ローラを用いて金属粉
末から形成した無垢状の金属シートを用いることも好ま
しい。該金属粉末から金属シートを製造する方法は、図
６に示すように、一対の平ローラからなる圧延ローラ１
１、１２を用いて形成している。
いるが、金属シートとして、圧延ローラを用いて金属粉
末から形成した無垢状の金属シートを用いることも好ま
しい。該金属粉末から金属シートを製造する方法は、図
６に示すように、一対の平ローラからなる圧延ローラ１
１、１２を用いて形成している。
【００４７】即ち、上記ローラ１１の上方には、底面に
メッシュ部１３ａを備えた篩１３を振動装置１４で支持
して、該振動装置１４で篩１３を左右振動させ、ふるい
かけながら金属粉末をローラ１１の上面に散布するよう
にしている。該篩１３には原料ホッパー１５より金属粉
末を定量フィダー１６へ定量供給している。ローラ１１
に直接散布して供給する金属粉末Ｐとしては、本実施形
態では、直径２〜７μｍ、形状がスパイク状のニッケル
パウダーを用いている。散布された金属粉末Ｐは、ロー
ラ１１の外周面１１ｂに所定の厚さまで溜まって、一定
厚さの層を形成する。この状態で、一対のローラ１１が
ローラ１２と当接しながら回転すると、当接部におい
て、パターンローラ１１の外周面１１ｂ上の金属粉末Ｐ
は平ローラ１２により圧下荷重１５トンで圧縮され、薄
肉の無垢状の金属シート材１’として圧延される。
メッシュ部１３ａを備えた篩１３を振動装置１４で支持
して、該振動装置１４で篩１３を左右振動させ、ふるい
かけながら金属粉末をローラ１１の上面に散布するよう
にしている。該篩１３には原料ホッパー１５より金属粉
末を定量フィダー１６へ定量供給している。ローラ１１
に直接散布して供給する金属粉末Ｐとしては、本実施形
態では、直径２〜７μｍ、形状がスパイク状のニッケル
パウダーを用いている。散布された金属粉末Ｐは、ロー
ラ１１の外周面１１ｂに所定の厚さまで溜まって、一定
厚さの層を形成する。この状態で、一対のローラ１１が
ローラ１２と当接しながら回転すると、当接部におい
て、パターンローラ１１の外周面１１ｂ上の金属粉末Ｐ
は平ローラ１２により圧下荷重１５トンで圧縮され、薄
肉の無垢状の金属シート材１’として圧延される。
【００４８】上記圧延ローラにより圧延された金属シー
ト材１’は、その後、焼結炉２５内に連続搬入し、非酸
化雰囲気中で、温度７５０℃で、約１５分間、加熱して
焼結している。その後、３００℃〜４００℃に加熱した
平ローラからなる圧延ローラ２６と２７の間に金属シー
ト１’を通し、加熱しながら、圧下荷重５トンで再度圧
延している。その後、再度、焼結炉２８に連続搬入し、
非酸化雰囲気中で、温度１１５０℃で約１５分間焼結
し、さらに、調質圧延ローラ２９Ａと２９Ｂの間に金属
シート１’を通してレベリングを行い、所要の厚みとし
た後、コイルとして巻き取っている。このコイルより巻
き戻して、上述したエンボス加工を行うことにより、図
２および図３に示す構造とし、ついで、エンボス加工を
行った金属シート１を上下に積層してバリ８を絡み合わ
せ、バリ同士を固着することにより、所要の厚さの電池
電極用基板Ｓを製造できる。
ト材１’は、その後、焼結炉２５内に連続搬入し、非酸
化雰囲気中で、温度７５０℃で、約１５分間、加熱して
焼結している。その後、３００℃〜４００℃に加熱した
平ローラからなる圧延ローラ２６と２７の間に金属シー
ト１’を通し、加熱しながら、圧下荷重５トンで再度圧
延している。その後、再度、焼結炉２８に連続搬入し、
非酸化雰囲気中で、温度１１５０℃で約１５分間焼結
し、さらに、調質圧延ローラ２９Ａと２９Ｂの間に金属
シート１’を通してレベリングを行い、所要の厚みとし
た後、コイルとして巻き取っている。このコイルより巻
き戻して、上述したエンボス加工を行うことにより、図
２および図３に示す構造とし、ついで、エンボス加工を
行った金属シート１を上下に積層してバリ８を絡み合わ
せ、バリ同士を固着することにより、所要の厚さの電池
電極用基板Ｓを製造できる。
【００４９】なお、凸部２および凹部３は、第１実施形
態と同様な角錐状の突出部であっても良いし、円錐状の
突出部でも良いことは言うまでもない。
態と同様な角錐状の突出部であっても良いし、円錐状の
突出部でも良いことは言うまでもない。
【００５０】図７乃至図９は第２実施形態を示す。該第
２実施形態では、図７に示すように、エンボスロール２
０に表面平滑なゴムロール３０Ａ、３０Ｂを対向配置し
て、図８に示すように、平板状の金属シート１’に多数
の穴３１をあけ、この穴の周縁３１に一方向に突出した
バリ８を設けている。
２実施形態では、図７に示すように、エンボスロール２
０に表面平滑なゴムロール３０Ａ、３０Ｂを対向配置し
て、図８に示すように、平板状の金属シート１’に多数
の穴３１をあけ、この穴の周縁３１に一方向に突出した
バリ８を設けている。
【００５１】図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、エンボス
ロール２０とゴムロール３０Ａとの間に金属シート１’
を通すと、ゴムロール３０Ａに押圧され、エンボスロー
ル２０の凸部２１に当る金属シート１’は穴３１があけ
られる。かつ、穴３１があけられて発生する破断片のバ
リ８はゴムロール３０Ａの方向に突出して形成される。
よって、穴３１の周縁のバリ８は一方向（ゴムローラ
側）に向いた状態に規制される。
ロール２０とゴムロール３０Ａとの間に金属シート１’
を通すと、ゴムロール３０Ａに押圧され、エンボスロー
ル２０の凸部２１に当る金属シート１’は穴３１があけ
られる。かつ、穴３１があけられて発生する破断片のバ
リ８はゴムロール３０Ａの方向に突出して形成される。
よって、穴３１の周縁のバリ８は一方向（ゴムローラ
側）に向いた状態に規制される。
【００５２】ついで、エンボスロール２０の回転に応じ
て、エンボスロール２０と他方のゴムロール３０Ｂの間
に金属シート１’が通過すると、上記エンボスロール２
０の凸部２１は再度ゴムロール３０Ｂに押圧され、上記
ゴムロール３０Ａとの接合であけられた穴３１はさらに
確実にあけられ、かつ、バリがゴムロール３０Ｂ側へと
押し広げられる。
て、エンボスロール２０と他方のゴムロール３０Ｂの間
に金属シート１’が通過すると、上記エンボスロール２
０の凸部２１は再度ゴムロール３０Ｂに押圧され、上記
ゴムロール３０Ａとの接合であけられた穴３１はさらに
確実にあけられ、かつ、バリがゴムロール３０Ｂ側へと
押し広げられる。
【００５３】上記のように製造された図８に示す金属シ
ート１を、図９に示すように上下に積層し、かつ、下層
の金属シート１ではバリ８を上向きとし、上層の金属シ
ート１のバリ８を下向きとして、上下のバリ８を絡み合
わせ、これら絡み合わせたバリ８を融着あるいは溶接し
て一体化すると、これら上下の金属シート１、１の間に
は空間を形成できる。
ート１を、図９に示すように上下に積層し、かつ、下層
の金属シート１ではバリ８を上向きとし、上層の金属シ
ート１のバリ８を下向きとして、上下のバリ８を絡み合
わせ、これら絡み合わせたバリ８を融着あるいは溶接し
て一体化すると、これら上下の金属シート１、１の間に
は空間を形成できる。
【００５４】上記図９に示す構成の電極用基板Ｓに活物
質５を充填すると、金属シート１の穴３１を通して、上
下金属シート１の間の空間４に活物質が充填され、この
充填された活物質５は、両側の金属シート１により確実
に保持される。
質５を充填すると、金属シート１の穴３１を通して、上
下金属シート１の間の空間４に活物質が充填され、この
充填された活物質５は、両側の金属シート１により確実
に保持される。
【００５５】図１０乃至図１２は第３実施形態を示す。
該第３実施形態では、図１０に示すように、前記図７に
示す第２実施形態の１つのエンボスロール２０と２つの
ゴムロール３０Ａ、３０Ｂとからなる組を２組設け、第
１組（ｌ）で穴３１をあけると共に、該穴の周縁にゴム
ローラ３０Ａ側の一方側に突出したバリ８を設けた後、
第２組（ｌｌ）で、金属シート１’に別の位置で穴３
１’をあけると共に該穴３１’の周縁にゴムローラ３０
Ｂ側に突出し、上記バリ８とは逆方向に突出させたバリ
８’を設けている。
該第３実施形態では、図１０に示すように、前記図７に
示す第２実施形態の１つのエンボスロール２０と２つの
ゴムロール３０Ａ、３０Ｂとからなる組を２組設け、第
１組（ｌ）で穴３１をあけると共に、該穴の周縁にゴム
ローラ３０Ａ側の一方側に突出したバリ８を設けた後、
第２組（ｌｌ）で、金属シート１’に別の位置で穴３
１’をあけると共に該穴３１’の周縁にゴムローラ３０
Ｂ側に突出し、上記バリ８とは逆方向に突出させたバリ
８’を設けている。
【００５６】上記のように製造された図１１に示す金属
シート１を、図１２に示すように上下に積層すると、下
層のバリ８と上層のバリ８’が絡み合い、この絡み合っ
たバリを融着あるいは溶接を施して一体化し、上下の金
属シート１、１の間に空間が形成する。よって、この電
極用基板Ｓに活物質５が充填されると、金属シート１の
穴３１、３１’を通して、上下金属シート１の間の空間
４に活物質が充填され、この充填された活物質５は上下
両側の金属シート１により確実に保持できる。
シート１を、図１２に示すように上下に積層すると、下
層のバリ８と上層のバリ８’が絡み合い、この絡み合っ
たバリを融着あるいは溶接を施して一体化し、上下の金
属シート１、１の間に空間が形成する。よって、この電
極用基板Ｓに活物質５が充填されると、金属シート１の
穴３１、３１’を通して、上下金属シート１の間の空間
４に活物質が充填され、この充填された活物質５は上下
両側の金属シート１により確実に保持できる。
【００５７】上記第１乃至第３実施形態の電極用基板Ｓ
は、いずれも、同種の金属シート１を積層しているが、
図１３（Ａ）乃至（Ｃ）に示すように、第１実施形態の
方法で製造した凹凸および穴とバリを有する金属シート
１Ａ、第２実施形態の方法で製造した穴と一方向のバリ
を有する金属シート１Ｂ、第３実施形態の方法で製造し
た穴と両方向にバリを有する金属シート１Ｃとを組あわ
せて、１つの厚幅の電極用基板Ｓとしている。
は、いずれも、同種の金属シート１を積層しているが、
図１３（Ａ）乃至（Ｃ）に示すように、第１実施形態の
方法で製造した凹凸および穴とバリを有する金属シート
１Ａ、第２実施形態の方法で製造した穴と一方向のバリ
を有する金属シート１Ｂ、第３実施形態の方法で製造し
た穴と両方向にバリを有する金属シート１Ｃとを組あわ
せて、１つの厚幅の電極用基板Ｓとしている。
【００５８】即ち、図１３（Ａ）に示す電極用基板Ｓ
は、第１実施形態の金属シート１Ａを挟んで、第２実施
形態の金属シート１Ｂを上下両側に配置し、これら金属
シート１Ｂのバリ８を内側に向けて、外側に突出させな
いようにしている。
は、第１実施形態の金属シート１Ａを挟んで、第２実施
形態の金属シート１Ｂを上下両側に配置し、これら金属
シート１Ｂのバリ８を内側に向けて、外側に突出させな
いようにしている。
【００５９】図１３（Ｂ）に示す電極用基板Ｓは、第３
実施形態の金属シート１Ｃを２枚積層し、その上下両側
に第２実施形態の金属シート１Ｂを配置し、これら金属
シート１Ｂのバリ８を内側に向けて、外側に突出させな
いようにしている。
実施形態の金属シート１Ｃを２枚積層し、その上下両側
に第２実施形態の金属シート１Ｂを配置し、これら金属
シート１Ｂのバリ８を内側に向けて、外側に突出させな
いようにしている。
【００６０】図１３（Ｃ）は中央部に第１実施形態の金
属シート１Ａを配置し、その両側に第３実施形態の金属
シート１Ｃを配置し、さらに、その両側の最外側に実施
形態２の金属シート１Ｂを配置している。この最外側の
金属シート１Ｂはバリ８を内側に向けて、外側に突出さ
せないようにしている。
属シート１Ａを配置し、その両側に第３実施形態の金属
シート１Ｃを配置し、さらに、その両側の最外側に実施
形態２の金属シート１Ｂを配置している。この最外側の
金属シート１Ｂはバリ８を内側に向けて、外側に突出さ
せないようにしている。
【００６１】また、エンボスロールによって製造する金
属シート１の形状も、図１４に示すように、穴３１の周
縁に設けるバリ８をアトランダムに方向を変えて設けて
も良いことは言うまでもない。
属シート１の形状も、図１４に示すように、穴３１の周
縁に設けるバリ８をアトランダムに方向を変えて設けて
も良いことは言うまでもない。
【００６２】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
に係わる電池電極用基板の製造方法では、エンボス加工
用のロールを用いることにより、微細な穴を密に多数設
けて、しかも、これら穴の穿設と同時に穴の周縁にバリ
を発生させることができる。よって、細かい孔が密に設
けられた形態で開孔率が大きく、かつ、細かく発生した
バリの占有率が高い電池電極用基板を１回の加工工程で
簡単に製造することができる。
に係わる電池電極用基板の製造方法では、エンボス加工
用のロールを用いることにより、微細な穴を密に多数設
けて、しかも、これら穴の穿設と同時に穴の周縁にバリ
を発生させることができる。よって、細かい孔が密に設
けられた形態で開孔率が大きく、かつ、細かく発生した
バリの占有率が高い電池電極用基板を１回の加工工程で
簡単に製造することができる。
【００６３】特に、請求項１に記載の方法では、凹凸部
を同時に設けて、これら凹凸部の頂点に穴をあけ、該穴
の周縁にバリを設けることができ、見かけ上の厚さを、
凹凸とバリとの両方で大きくして、活物質の充填量を増
大できる電池電極用基板を簡単に製造することができ
る。具体的には、偏平状の金属シートの板厚の３倍から
５００倍と非常に厚いものとすることができる。
を同時に設けて、これら凹凸部の頂点に穴をあけ、該穴
の周縁にバリを設けることができ、見かけ上の厚さを、
凹凸とバリとの両方で大きくして、活物質の充填量を増
大できる電池電極用基板を簡単に製造することができ
る。具体的には、偏平状の金属シートの板厚の３倍から
５００倍と非常に厚いものとすることができる。
【００６４】本発明に係わる方法で製造した基板を積層
すると、バリが絡み合い、これら絡みあったバリ同士を
融着あるいは溶接で簡単に一体化することができ、簡単
に一体化した積層構造の電池電極用基板を製造できる。
また、積層枚数を調整することにより、任意の厚さとす
ることができる。
すると、バリが絡み合い、これら絡みあったバリ同士を
融着あるいは溶接で簡単に一体化することができ、簡単
に一体化した積層構造の電池電極用基板を製造できる。
また、積層枚数を調整することにより、任意の厚さとす
ることができる。
【００６５】上記製造方法により製造された電池電極用
基板は、１枚のシートからなる単体のものであっても、
多数の微小な穴を密に有し、これら穴に活物質が充填さ
れるため、脱落は発生しにくく、しかも、穴の周縁にバ
リがあり、これらバリの占有率も大であるため、シート
両面に塗着した活物質もバリにより保持されて、脱落が
発生しにくい。
基板は、１枚のシートからなる単体のものであっても、
多数の微小な穴を密に有し、これら穴に活物質が充填さ
れるため、脱落は発生しにくく、しかも、穴の周縁にバ
リがあり、これらバリの占有率も大であるため、シート
両面に塗着した活物質もバリにより保持されて、脱落が
発生しにくい。
【００６６】特に、複数のシートを積層した基板では、
シートの間の空間に充填された活物質は、シートで挟持
されるため、活物質の脱落は発生しない。しかも、積層
枚数を増加すると、所要の厚さを有する基板とすること
ができ、かつ、この厚みの大なる基板にはシート間に空
間があるため、活物質の充填量を飛躍的に増大させるこ
とができる。よって、従来の平板状の金属シートと比較
して、活物質の厚さ方向は大となり、集電能力をアップ
して急速充放電が可能となる。
シートの間の空間に充填された活物質は、シートで挟持
されるため、活物質の脱落は発生しない。しかも、積層
枚数を増加すると、所要の厚さを有する基板とすること
ができ、かつ、この厚みの大なる基板にはシート間に空
間があるため、活物質の充填量を飛躍的に増大させるこ
とができる。よって、従来の平板状の金属シートと比較
して、活物質の厚さ方向は大となり、集電能力をアップ
して急速充放電が可能となる。
【００６７】活物質の充填時には、シート間の空間が穴
を通して連通されているため、活物質をスムーズに充填
していくことができる。
を通して連通されているため、活物質をスムーズに充填
していくことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態の電池電極用基板の断
面図である。
面図である。
【図２】 第１実施形態の基板を構成する各金属シート
の製造方法を示し、（Ａ）は概略全体図、（Ｂ）は要部
拡大図である。
の製造方法を示し、（Ａ）は概略全体図、（Ｂ）は要部
拡大図である。
【図３】 第１実施形態の電池電極用基板を構成する金
属シートに設ける凹凸部の形状を説明するための図面で
あって、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は平面図である。
属シートに設ける凹凸部の形状を説明するための図面で
あって、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は平面図である。
【図４】 第１実施形態の電池電極用基板に活物質を充
填して電極とした状態の断面図である。
填して電極とした状態の断面図である。
【図５】 第１実施形態と金属シートの積層態様を変え
た場合を示す断面図である。
た場合を示す断面図である。
【図６】 金属粉末シートの製造工程を示す図面であ
る。
る。
【図７】 第２実施形態の製造方法を示す概略図であ
る。
る。
【図８】 第２実施形態で製造された基板を示す断面図
である。
である。
【図９】 第２実施形態の基板を積層した状態を示す断
面図である。
面図である。
【図１０】 第３実施形態の製造方法を示す概略図であ
る。
る。
【図１１】 第３実施形態で製造された基板を示す断面
図である。
図である。
【図１２】 第３実施形態の基板を積層した状態を示す
断面図である。
断面図である。
【図１３】 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は積層形態の変形例を
示す概略断面図である。
示す概略断面図である。
【図１４】 エンボス加工させる金属シートの変形例を
示す図面である。
示す図面である。
Ｓ 電池電極用基板 １ 金属シート ２ 凸部 ３ 凹部 ２ａ、３ａ 穴 ４ 空間 ５ 活物質 ８ バリ ２０（２０Ａ〜２０Ｃ） エンボスロール ３０Ａ、３０Ｂ ゴムロール
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成９年１０月２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項９
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２９】上記金属シートは、Ｎｉ，Ａｌ、Ｃｕ、Ｆ
ｅ、Ａｇ、Ｚｎ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｓｂ，Ｔｉ，Ｉｎ，Ｖ，
Ｃｒ，Ｃｏ，Ｃ，Ｃａ，Ｍｏ，Ａｕ，Ｐ，Ｗ，Ｒｈ、Ｍ
ｎ，Ｂ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｓｅ，Ｌａ，Ｇａ，Ｉｒあるいは
これらの合金からなるものが好ましい（請求項９）。
ｅ、Ａｇ、Ｚｎ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｓｂ，Ｔｉ，Ｉｎ，Ｖ，
Ｃｒ，Ｃｏ，Ｃ，Ｃａ，Ｍｏ，Ａｕ，Ｐ，Ｗ，Ｒｈ、Ｍ
ｎ，Ｂ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｓｅ，Ｌａ，Ｇａ，Ｉｒあるいは
これらの合金からなるものが好ましい（請求項９）。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２４】あるいは、上記請求項３に記載の穴の周縁
より両方向にバリを突出させた金属シートを挟んで、そ
の両側表面側に、請求項２に記載の一方側にバリを突出
させた金属シートを積層し、該バリを内面側に突出させ
る構成とすることが好ましい（請求項７）。さらに、バ
リを突出させた金属シートを２枚重ね、バリを両側外面
に突出させるように積層してもよい。
より両方向にバリを突出させた金属シートを挟んで、そ
の両側表面側に、請求項２に記載の一方側にバリを突出
させた金属シートを積層し、該バリを内面側に突出させ
る構成とすることが好ましい（請求項７）。さらに、バ
リを突出させた金属シートを２枚重ね、バリを両側外面
に突出させるように積層してもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５６】上記のように製造された図１１に示す金属
シート１を、図１２に示すように上下に積層すると、下
層のバリ８と上層のバリ８’が絡み合い、この絡み合っ
たバリを融着あるいは溶接を施して一体化し、上下の金
属シート１、１の間に空間が形成する。よって、この電
極用基板Ｓに活物質５が充填されると、金属シート１の
穴３１、３１’を通して、上下金属シート１の間の空間
４に活物質が充填され、この充填された活物質５は上下
両側の金属シート１により確実に保持できる。なお、同
一方向にバリを突出させた２枚の金属シートを、バリを
両側外面に突出させるように金属シート同士を重ねる構
成としてもよい。この場合、外側へ突出したバリ８、８
の間に活物質を充填して、保持させることができる。
シート１を、図１２に示すように上下に積層すると、下
層のバリ８と上層のバリ８’が絡み合い、この絡み合っ
たバリを融着あるいは溶接を施して一体化し、上下の金
属シート１、１の間に空間が形成する。よって、この電
極用基板Ｓに活物質５が充填されると、金属シート１の
穴３１、３１’を通して、上下金属シート１の間の空間
４に活物質が充填され、この充填された活物質５は上下
両側の金属シート１により確実に保持できる。なお、同
一方向にバリを突出させた２枚の金属シートを、バリを
両側外面に突出させるように金属シート同士を重ねる構
成としてもよい。この場合、外側へ突出したバリ８、８
の間に活物質を充填して、保持させることができる。
Claims (13)
- 【請求項１】 外周面に凹凸部を設けた一対のエンボス
加工用の回転ローラの間に、薄肉の金属シートを通し
て、金属シートの全面に凹凸部を設け、該凹凸部加工時
の押圧力により凹凸部の各頂点に穴をあけると共に、該
穴の周縁より外方へ突出するバリを発生させている電池
電極用基板の製造方法。 - 【請求項２】 外周面に凹凸部を設けたエンボス加工用
のローラと外周面が平滑なゴムローラとからなる一対の
回転ローラの間に、薄肉の金属シートを通し、上記一方
のローラの凸部にゴムローラが押し付けられることによ
り、上記金属シートに穴をあけると共に該穴の周縁の一
方側に突出するバリを発生させている電池電極用基板の
製造方法。 - 【請求項３】 外周面に凹凸部を設けたエンボス加工用
のローラと外周面が平滑なゴムローラとからなる一対の
回転ローラを２組設け、この２組の回転ローラの間に、
薄肉の金属シートを順次通し、第１組の回転ローラの通
過時に、上記一方のローラの凸部にゴムローラが押し付
けられることにより、上記金属シートに穴をあけると共
に該穴の周縁の一方側に突出するバリを発生させ、つい
で、第２組の回転ローラの通過時に金属シートの他の位
置に穴をあけると共に該穴の周縁より他方側に突出する
バリを発生させている電池電極用基板の製造方法。 - 【請求項４】 上記請求項１、請求項２、請求項３に記
載の穴および該穴の周縁よりバリを発生させた金属シー
トを、同種のもの、あるいは異種のものを積層して、隣
接する下層の金属シートのバリと上層の金属シートのバ
リとを絡み合わせて一体化し、上下隣接する金属シート
の間の空間を上記開口を通して連通している請求項１乃
至請求項３のいずれか１項に記載の電池電極用基板の製
造方法。 - 【請求項５】 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に
記載の方法により製造された電池電極用基板。 - 【請求項６】 上記請求項４に記載の方法により製造さ
れ、上記請求項１に記載の凹凸部の各頂点に穴を有する
と共に該穴の周縁よりバリを発生させた金属シートを挟
んで、その両側表面側に、請求項２に記載の一方側にバ
リを突出させた金属シートを積層し、該バリを内面側に
突出させている電池電極用基板。 - 【請求項７】 上記請求項４に記載の方法により製造さ
れ、上記請求項３に記載の穴の周縁より両方向にバリを
突出させた金属シートを挟んで、その両側表面側に、請
求項２に記載の一方側にバリを突出させた金属シートを
積層し、該バリを内面側に突出させている電池電極用基
板。 - 【請求項８】 上記金属シートは金属箔あるいは／およ
び金属粉末をシート状に圧延して形成したものからなる
請求項５乃至請求項７のいずれか１項に記載の電池電極
用基板。 - 【請求項９】 上記金属シートは、Ｎｉ，Ａｌ、Ｃｕ、
Ｆｅ、Ａｇ、Ｚｎ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｓｂ，Ｔｉ，Ｉｎ，
Ｖ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｃ，Ｃａ，Ｍｏ，Ａｕ，Ｐ，Ｗ，Ｒ
ｈ、Ｍｎ，Ｂ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｓｅ，Ｌｎ，Ｇａ，Ｓｈ，
Ｉｒあるいはこれらの合金からなる請求項８に記載の電
池電極用基板 - 【請求項１０】 上記請求項１に記載の方法により製造
された電池電極板において、凹部間および凸部間のピッ
チは０．５ｍｍ〜２．０ｍｍであり、凸部及び凹部の高
さは０．１ｍｍ〜２ｍｍである請求項５、６、８、９の
いずれか１項に記載の電池電極用基板。 - 【請求項１１】 請求項５乃至請求項１０のいずれか１
項に記載の上記電池電極用基板の空間に活物質を充填し
ている電池用電極。 - 【請求項１２】 上記活物質中に導電材を含有させてい
る請求項１１に記載の電池用電極。 - 【請求項１３】 請求項１１あるいは請求項１２に記載
の電池用電極を備えた電池。
Priority Applications (13)
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|---|---|---|---|
| JP26301196A JP3481797B2 (ja) | 1996-10-03 | 1996-10-03 | 電池電極用基板の製造方法および電池電極用基板 |
| PCT/JP1997/003543 WO1998015021A1 (en) | 1996-10-03 | 1997-10-03 | Method of manufacturing battery electrode substrate and battery electrode substrate |
| US09/269,708 US6455201B1 (en) | 1996-10-03 | 1997-10-03 | Method of manufacturing battery electrode substrate and battery electrode substrate |
| AT97942236T ATE213097T1 (de) | 1996-10-03 | 1997-10-03 | Verfahren zur herstellung eines elektrodensubstrats und batterie elektrodensubstrat |
| EP97942236A EP0964465B1 (en) | 1996-10-03 | 1997-10-03 | Method of manufacturing battery electrode substrate and battery electrode substrate |
| DE69710370T DE69710370T2 (de) | 1996-10-03 | 1997-10-03 | Verfahren zur herstellung eines elektrodensubstrats und batterie elektrodensubstrat |
| KR10-1999-7002868A KR100529805B1 (ko) | 1996-10-03 | 1997-10-03 | 전지전극용 기판의 제조방법 및 전지전극용 기판 |
| CA002267209A CA2267209A1 (en) | 1996-10-03 | 1997-10-03 | Method of manufacturing battery electrode substrate and battery electrode substrate |
| CN97198550A CN1130785C (zh) | 1996-10-03 | 1997-10-03 | 电池电极用基板的制造方法及电池电极用基板 |
| US10/119,747 US6682851B2 (en) | 1996-10-03 | 2002-04-11 | Method of manufacturing battery electrode substrate and battery electrode substrate |
| US10/216,823 US6869728B2 (en) | 1996-10-03 | 2002-08-13 | Method of manufacturing battery electrode substrate and battery electrode substrate |
| US10/216,825 US20040079130A1 (en) | 1996-10-03 | 2002-08-13 | Method of manufacturing battery electrode substrate and battery electrode substrate |
| US10/216,795 US6682852B2 (en) | 1996-10-03 | 2002-08-13 | Method of manufacturing battery electrode substrate and battery electrode substrate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26301196A JP3481797B2 (ja) | 1996-10-03 | 1996-10-03 | 電池電極用基板の製造方法および電池電極用基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10106580A true JPH10106580A (ja) | 1998-04-24 |
| JP3481797B2 JP3481797B2 (ja) | 2003-12-22 |
Family
ID=17383657
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|---|---|---|---|
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Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (5) | US6455201B1 (ja) |
| EP (1) | EP0964465B1 (ja) |
| JP (1) | JP3481797B2 (ja) |
| KR (1) | KR100529805B1 (ja) |
| CN (1) | CN1130785C (ja) |
| AT (1) | ATE213097T1 (ja) |
| CA (1) | CA2267209A1 (ja) |
| DE (1) | DE69710370T2 (ja) |
| WO (1) | WO1998015021A1 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002222653A (ja) * | 2001-01-25 | 2002-08-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | アルカリ二次電池用の正極集電体とその製造方法およびそれを用いた正極 |
| US6994902B2 (en) | 2002-12-17 | 2006-02-07 | Hitachi Maxell, Ltd. | Metallic porous body |
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