JPH11329451A - 電池電極基材の製造方法および電池電極 - Google Patents

電池電極基材の製造方法および電池電極

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JPH11329451A
JPH11329451A JP10148340A JP14834098A JPH11329451A JP H11329451 A JPH11329451 A JP H11329451A JP 10148340 A JP10148340 A JP 10148340A JP 14834098 A JP14834098 A JP 14834098A JP H11329451 A JPH11329451 A JP H11329451A
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JP
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battery electrode
knitted body
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dimensional knitted
thin film
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Taisuke Fujiyoshi
玳輔 藤好
Morimichi Fujiyoshi
盛道 藤好
Katsusato Fujiyoshi
克聡 藤好
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TOUYAMA KOSUKE
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は電極活物質を電池電極基材に多量に
かつ密着よく担持差せることができる電池電極基材の製
造方法および電池電極を得るにある。 【解決手段】 カーボン、樹脂合成繊維線、カーボンダ
スト入り強化ナイロンやポリエステル等の樹脂細密線を
用いて開口率の高いハイメッシュの三次元編体を形成す
る三次元編体形成工程と、三次元編体形成工程後に三次
元編体の樹脂細密線の表面部位に金属薄膜を物理的ある
いは化学的気相加工法によって形成する金属薄膜形成工
程と、金属薄膜形成工程後に金属薄膜の表面に金属層を
電鋳加工により形成する金属層形成工程と、金属層形成
工程の前後に電池電極基材形状に加工する形状加工工程
とで電池電極基材の製造方法を構成している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電池に使用される電
池電極基材の製造方法および電池電極に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、リチウムイオン二次電池、リチウ
ム二次電池、Ni−Cd二次電池、Ni−水素二次電池
等の正極や負極は金属箔等の電池電極基材に電極活物質
を塗布して電池電極を製造している。
【0003】従来の金属箔等の電池電極基材では電極活
物質の一定以上の均一性、密着性を得ようとすると、電
極活物質の厚さが50ミクロン程度のものしか得られ
ず、高容量・高密度な電池電極が得られないという欠点
があった。
【0004】本発明は以上のような従来の欠点に鑑み、
電極活物質を電池電極基材に多量にかつ密着よく担持さ
せることができる電池電極基材の製造方法および電池電
極を提供することを目的としている。
【0005】本発明の前記ならびにそのほかの目的と新
規な特徴は次の説明を添付図面と照らし合わせて読む
と、より完全に明らかになるであろう。ただし、図面は
もっぱら解説のためのものであって、本発明の技術的範
囲を限定するものではない。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明はカーボン、樹脂合成繊維線、カーボンダス
ト入り強化ナイロンやポリエステル等の樹脂細密線を用
いて開口率の高いハイメッシュの三次元編体を形成する
三次元編体形成工程と、この三次元編体形成工程後に三
次元編体の樹脂細密線の表面部位に金属薄膜を物理的あ
るいは化学的気相加工法によって形成する金属薄膜形成
工程と、この金属薄膜形成工程後に金属薄膜の表面に金
属層を電鋳加工により形成する金属層形成工程と、この
金属層形成工程の前後に電池電極基材形状に加工する形
状加工工程とで電池電極基材の製造方法を構成してい
る。
【0007】また、本発明はカーボン、樹脂合成繊維
線、カーボンダスト入り強化ナイロンやポリエステル等
の樹脂細密線を用いて開口率の高いハイメッシュの三次
元編体、この三次元編体の樹脂細密線の表面部位を覆う
ように形成された金属薄膜、この金属薄膜の表面部位を
覆うように形成された金属層とからなる電池電極基材
と、この電池電極基材に担持させた電極活物質と、前記
電池電極基材に接続された端子とで電池電極を構成して
いる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施の形態によ
り、本発明を詳細に説明する。
【0009】図1ないし図7に示す本発明の第1の実施
の形態において、1は直径が、例えば150ミクロンの
カーボン、樹脂合成繊維線、カーボンダスト入り強化ナ
イロンやポリエステル等の樹脂細密線2を用いて開口率
の高い、図2に示すようなハイメッシュ三次元編体3を
形成する三次元編体形成工程で、この三次元編体形成工
程1で形成する三次元編体3は樹脂細密線2を平織り、
綾織り、格子織り等に編みながら樹脂細密線の交差部位
を溶着固定して形成する。なお、編み方によっては樹脂
細密線の交差部位を溶着固定することなく三次元編体3
を形成してもよい。
【0010】4は前記三次元編体形成工程1後に、図3
に示すように三次元編体3の樹脂細密線2の表面部位に
均質な、例えば0.05ミクロンの金属薄膜5を物理的
あるいは化学的気相加工法によって形成する金属薄膜形
成工程で、この金属薄膜形成工程4は、一般に知られて
いる真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティ
ング法、イオンビーム蒸着法、イオン注入法、メッキ法
等によって行なう。
【0011】6は前記金属薄膜形成工程4後に金属薄膜
5の表面に、図4に示すようにニッケル、銅、鉄等の金
属の、例えば20ミクロンの厚さの金属層7を電鋳加工
により形成する金属層形成工程で、この金属層形成工程
6は一般に知られている電鋳加工法あるいは高速電鋳加
工法等によって行なう。
【0012】8は前記金属層形成工程6の前後、本発明
の実施の形態では後に、板状、ボタン電池に用いられる
形状、角筒形電池に用いられる形状等本発明の実施の形
態では図5に示すような電池電極基材形状に加工して電
池電極基材9にする形状加工工程で、この形状加工工程
8は所定の寸法形状に切断加工して行なう。
【0013】10は前記金属層形成工程6前あるいは前
記形状加工工程8後、本発明の実施の形態では形状加工
工程8後に、図6に示すように活物質の人造黒鉛と結着
剤のポリフッ化ビニリデン粉末とをN−メチルピロリド
ン中で混合してペースト化したものや、炭素系活物質
(黒鉛、カーボン、コークス系、ピッチ系等)、界面活
性剤等の電極活物質11を担持させる電極活物質担持工
程で、この電極活物質担持工程10は従来公知の方法で
電池電極基材9に電極活物質11を塗布または充填して
行なう。
【0014】12は前記電極活物質担持工程10あるい
は形状加工工程8後に、図7に示すように電池電極基材
9に端子13を形成する端子形成工程で、この端子形成
工程12はソノシーム、シーム溶接、スポット溶接等に
よって行ない、電池電極14を完成させる。
【0015】
【発明の異なる実施の形態】次に、図8ないし図23に
示す本発明の異なる実施の形態につき説明する。なお、
これらの本発明の異なる実施の形態の説明に当って、前
記本発明の第1の実施の形態と同一構成部分には同一符
号を付して重複する説明を省略する。
【0016】図8ないし図10に示す本発明の第2の実
施の形態において、前記本発明の第1の実施の形態と主
に異なる点は、金属層形成工程6の前後、本発明の実施
の形態では後に図9に示すように水素ガスや混合ガスを
使用した脱脂還元炉を用いて、カーボン、樹脂合成繊維
線、カーボンダスト入り強化ナイロンやポリエステル等
の樹脂細密線2を消失除去させる熱処理加工工程15を
行なった点で、この熱処理加工工程15は樹脂細密線2
を溶かし、燃やし、炭化物は化学還元させるため、所定
温度で所定保持時間で消失除去させる。このような熱処
理加工工程15を用いて樹脂細密線2を除去した金属材
だけの電池電極基材9Aを形成した電池電極14Aを製
造してもよい。
【0017】図11ないし図14に示す本発明の第3の
実施の形態において、前記本発明の第1の実施の形態と
主に異なる点は、カーボン、樹脂合成繊維線、カーボン
ダスト入り強化ナイロンやポリエステル等の樹脂細密線
2を用いて開口率の高いハイメッシュ二次元編体16を
形成する二次元編体形成工程17と、この二次元編体1
6の樹脂細密線2の表面部位に金属薄膜5を物理的ある
いは化学的気相加工法によって形成する金属薄膜形成工
程4と、この金属薄膜形成工程4後に金属薄膜5の表面
に金属層7を形成する金属層形成工程6と、この金属層
形成工程6で形成された二次元金属層形成編体18を複
数枚積層して接触部位をシーム溶接やプラズマ溶接等の
溶接で一体化する溶接一体化工程19を使用した点で、
このようにして電池電極基材9を形成して電池電極14
を製造してもよい。
【0018】図15ないし図17に示す本発明の第4の
実施の形態において、前記本発明の第3の実施の形態と
主に異なる点は、二次元金属層形成編体18を複数枚積
層して、水素ガスや混合ガスを使用した還元炉を用いて
樹脂細密線2を消失除去させるとともに、固相拡散接合
により接触部を接合させる熱処理加工工程15Aを用い
た点で、このようにして電池電極基材9Aを形成して電
池電極14Aを製造してもよい。
【0019】図18ないし図20に示す本発明の第5の
実施の形態において、前記本発明の第3の実施の形態と
主に異なる点は、超耐熱導電ポリマーであるカーボン繊
維線やナイロン、ポリプロピレン、ポリエステルの樹脂
細密線の表面に銅、ニッケルメッキ等の金属層を形成し
た導電性細密線20を用いて開口率の高いハイメッシュ
二次元編体16Aを形成する二次元編体形成工程17A
を用いた点で、このようにして電池電極基材9Bを形成
して電池電極14Bを製造してもよい。
【0020】図21ないし図23に示す本発明の第6の
実施の形態において、前記本発明の第5の実施の形態と
主に異なる点は、金属細密線21を用いて開口率の高い
ハイメッシュ二次元編体16Bを形成する二次元編体形
成工程17Bを用いた点で、このようにして電池電極基
材9Cを形成して電池電極14Cを製造してもよい。な
お、金属細密線21として銅、銅合金、アルミ、アルミ
合金等の純金属、金属合金同志を使用する場合、表面を
ニッケルメッキして使用し、純ニッケル、ニッケル合
金、ステンレス合金等の場合はそのまま使用する。ま
た、二次元編体16Bをニッケルやステンレス合金等を
蒸着したり、湿式メッキを施してもよい。
【0021】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
にあっては次に列挙する効果が得られる。
【0022】(1)カーボン、樹脂合成繊維線、カーボ
ンダスト入り強化ナイロンやポリエステル等の樹脂細密
線を用いて開口率の高いハイメッシュの三次元編体を形
成する三次元編体形成工程と、この三次元編体形成工程
後に三次元編体の樹脂細密線の表面部位に金属薄膜を物
理的あるいは化学的気相加工法によって形成する金属薄
膜形成工程と、この金属薄膜形成工程後に金属薄膜の表
面に金属層を電鋳加工により形成する金属層形成工程
と、この金属層形成工程の前後に電池電極基材形状に加
工する形状加工工程とからなるので、三次元編体の樹脂
細密線の表面に金属薄膜と金属層が形成しているので、
十分な強度が得られるとともに、電極活物質を多量にか
つ密着よく担持させることができる。したがって、耐久
性に優れかつ高容量の電池電極を作ることができる。
【0023】(2)前記(1)によって、編み方の技
術、物理的あるいは化学的気相加工法、電鋳加工法で製
造することができる。したがって、特殊な技術を用いる
ことなく、一般に行なわれている技術の組み合わせで製
造できるため、容易に製造することができる。
【0024】(3)前記(1)によって、比較的安価に
製造することができる。
【0025】(4)請求項2、3〜8も前記(1)〜
(3)と同様な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の工程図。
【図2】本発明の第1の実施の形態の三次元編体の説明
図。
【図3】本発明の第1の実施の形態の金属薄膜形成工程
の説明図。
【図4】本発明の第1の実施の形態の金属層形成工程の
説明図。
【図5】本発明の第1の実施の形態の形状加工工程の説
明図。
【図6】本発明の第1の実施の形態の電極活物質担持工
程の説明図。
【図7】本発明の第1の実施の形態の電池電極の説明
図。
【図8】本発明の第2の実施の形態の工程図。
【図9】本発明の第2の実施の形態の熱処理加工工程の
説明図。
【図10】本発明の第2の実施の形態の電池電極の説明
図。
【図11】本発明の第3の実施の形態の形態の工程図。
【図12】本発明の第3の実施の形態の金属層形成工程
までの説明図。
【図13】本発明の第3の実施の形態の溶接一体化工程
の説明図。
【図14】本発明の第3の実施の形態の電池電極の説明
図。
【図15】本発明の第4の実施の形態の形態の工程図。
【図16】本発明の第4の実施の形態の熱処理加工工程
の説明図。
【図17】本発明の第4の実施の形態の電池電極の説明
図。
【図18】本発明の第5の実施の形態の形態の工程図。
【図19】本発明の第5の実施の形態の三次元編体形成
工程の説明図。
【図20】本発明の第5の実施の形態の電池電極の説明
図。
【図21】本発明の第6の実施の形態の形態の工程図。
【図22】本発明の第6の実施の形態の三次元編体形成
工程の説明図。
【図23】本発明の第6の実施の形態の電池電極の説明
図。
【符号の説明】
1:三次元編体形成工程、2:樹脂細密線、3:三次元
編体、 4:金属薄膜形成工程、5:金属薄膜、
6:金属層形成工程、7:金属層、
8:形状加工工程、9、9A、9B、9C:電池電
極基材、10:電極活物質担持工程、11:電極活物
質、 12:端子形成工程、13:端子、
14、14A、14B、14C:電池電極、15、
15A:熱処理加工工程、16、16A、16B:二次
元編体、17、17A:二次元編体形成工程、18:二
次元金属層形成編体、19:溶接一体化工程、 20:
導電性細密線、21:金属細密線。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カーボン、樹脂合成繊維線、カーボンダ
    スト入り強化ナイロンやポリエステル等の樹脂細密線を
    用いて開口率の高いハイメッシュの三次元編体を形成す
    る三次元編体形成工程と、この三次元編体形成工程後に
    三次元編体の樹脂細密線の表面部位に金属薄膜を物理的
    あるいは化学的気相加工法によって形成する金属薄膜形
    成工程と、この金属薄膜形成工程後に金属薄膜の表面に
    金属層を電鋳加工により形成する金属層形成工程と、こ
    の金属層形成工程の前後に電池電極基材形状に加工する
    形状加工工程とを含むことを特徴とする電池電極基材の
    製造方法。
  2. 【請求項2】 カーボン、樹脂合成繊維線、カーボンダ
    スト入り強化ナイロンやポリエステル等の樹脂細密線を
    用いて開口率の高いハイメッシュの三次元編体を形成す
    る三次元編体形成工程と、この三次元編体形成工程後に
    三次元編体の樹脂細密線の表面部位に金属薄膜を物理的
    あるいは化学的気相加工法によって形成する金属薄膜形
    成工程と、この金属薄膜形成工程後に金属薄膜の表面に
    金属層を電鋳加工により形成する金属層形成工程と、こ
    の金属層形成工程の前後に還元炉を用いて前記ナイロン
    やポリエステル等の樹脂細密線を消失除去させる熱処理
    加工工程と、この熱処理加工工程の前後あるいは金属薄
    膜形成工程後に電池電極基材形状に加工する形状加工工
    程とを含むことを特徴とする電池電極基材の製造方法。
  3. 【請求項3】 カーボン、樹脂合成繊維線、カーボンダ
    スト入り強化ナイロンやポリエステル等の樹脂細密線を
    用いて開口率の高いハイメッシュ二次元編体を形成する
    二次元編体形成工程と、この二次元編体形成工程後に二
    次元編体の樹脂細密線の表面部位に金属薄膜を物理的あ
    るいは化学的気相加工法によって形成する金属薄膜形成
    工程と、この金属薄膜形成工程後に金属薄膜の表面に金
    属層を形成する金属層形成工程と、この金属層形成工程
    で形成された二次元金属層形成編体を複数枚積層して接
    触部位を溶接して一体化する溶接一体化工程と、この溶
    接一体化工程後に電池電極基材形状に加工する形状加工
    工程とを含むことを特徴とする電池電極基材の製造方
    法。
  4. 【請求項4】 カーボン、樹脂合成繊維線、カーボンダ
    スト入り強化ナイロンやポリエステル等の樹脂細密線を
    用いて開口率の高いハイメッシュ二次元編体を形成する
    二次元編体形成工程と、この二次元編体形成工程後に二
    次元編体の樹脂細密線の表面部位に金属薄膜を物理的あ
    るいは化学的気相加工法によって形成する金属薄膜形成
    工程と、この金属薄膜形成工程後に金属薄膜の表面に金
    属層を形成する金属層形成工程と、この金属層形成工程
    で形成された二次元金属層形成編体を複数枚積層して還
    元炉を用いてナイロンやポリエステル等の樹脂細密線を
    消失除去させるとともに、固相拡散接合により接触部を
    接合させる熱処理加工工程と、この熱処理加工工程の前
    後に電池電極基材形状に加工する形状加工工程とを含む
    ことを特徴とする電池電極基材の製造方法。
  5. 【請求項5】 導電性細密線を用いて開口率の高いハイ
    メッシュ二次元編体を形成する二次元編体形成工程と、
    この二次元編体形成工程で形成された二次元編体を複数
    枚積層して接触部位を溶接して一体化する溶接一体化工
    程と、この溶接一体化工程後に電池電極基材形状に加工
    する形状加工工程とを含むことを特徴とする電池電極基
    材の製造方法。
  6. 【請求項6】 カーボン、樹脂合成繊維線、カーボンダ
    スト入り強化ナイロンやポリエステル等の樹脂細密線を
    用いて開口率の高いハイメッシュの三次元編体、この三
    次元編体の樹脂細密線の表面部位を覆うように形成され
    た金属薄膜、この金属薄膜の表面部位を覆うように形成
    された金属層とからなる電池電極基材と、この電池電極
    基材に担持させた電極活物質と、前記電池電極基材に接
    続された端子とからなることを特徴とする電池電極。
  7. 【請求項7】 パイプ状の金属薄膜で形成された開口率
    の高いハイメッシュの三次元編体、この三次元編体の表
    面部位を覆うように形成された金属層とからなる電池電
    極基材と、この電池電極基材に担持させた電極活物質
    と、前記電池電極基材に接続された端子とからなること
    を特徴とする電池電極。
  8. 【請求項8】 導電性細密線を用いて開口率の高いハイ
    メッシュ三次元編体で形成された電池電極基材と、この
    電池電極基材に担持させた電極活物質と、前記電池電極
    基材に接続された端子とからなることを特徴とする電池
    電極。
JP10148340A 1998-05-13 1998-05-13 電池電極基材の製造方法および電池電極 Pending JPH11329451A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2016035928A1 (ko) * 2014-09-03 2016-03-10 (주) 루트제이드 섬유형 이차전지의 리드 탭

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