JPS58100361A - 電池用電極の製造法 - Google Patents
電池用電極の製造法Info
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- JPS58100361A JPS58100361A JP56197488A JP19748881A JPS58100361A JP S58100361 A JPS58100361 A JP S58100361A JP 56197488 A JP56197488 A JP 56197488A JP 19748881 A JP19748881 A JP 19748881A JP S58100361 A JPS58100361 A JP S58100361A
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
- H01M4/0402—Methods of deposition of the material
- H01M4/0404—Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01M4/04—Processes of manufacture in general
- H01M4/043—Processes of manufacture in general involving compressing or compaction
- H01M4/0435—Rolling or calendering
-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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
【発明の詳細な説明】
本発明は、三次元的に連続した空隙を有するスポンジ状
金属多孔体を基板として、これに活物質粉末をペースト
状にして充填して構成される電池用電極の製造法に関す
るもので、とくにリード接続部を改良するものである。
金属多孔体を基板として、これに活物質粉末をペースト
状にして充填して構成される電池用電極の製造法に関す
るもので、とくにリード接続部を改良するものである。
現在、電池用電極の製造法は、工業的には、（１）活物
質を主とする粉末を固める方法、＠）穴あき板。
質を主とする粉末を固める方法、＠）穴あき板。
スクリーン、格子などの芯金を支持体として活物質を主
とする粉末を圧潰もしくは塗着する方法、（３）多数の
微孔を有する金属製袋もしくは筒の中に活物質を主とす
る粉末を充填する方法、および（４）焼結基板内に活物
質を充填する方法などが採用されている。これらの方法
のうち、（１）と（２）は−次電池に主として用いられ
、＠）１ （３）、 （４）は主として二次電池に用い
られている。０）に比べて（２）＋ （３）、 （４）
は比較的電極の物理強度が大きいことがその主な原因で
ある。これらのうち（３）？ （４）の方法は、とくに
物理強度が大きく、高信頼性の電池に採用されている。
とする粉末を圧潰もしくは塗着する方法、（３）多数の
微孔を有する金属製袋もしくは筒の中に活物質を主とす
る粉末を充填する方法、および（４）焼結基板内に活物
質を充填する方法などが採用されている。これらの方法
のうち、（１）と（２）は−次電池に主として用いられ
、＠）１ （３）、 （４）は主として二次電池に用い
られている。０）に比べて（２）＋ （３）、 （４）
は比較的電極の物理強度が大きいことがその主な原因で
ある。これらのうち（３）？ （４）の方法は、とくに
物理強度が大きく、高信頼性の電池に採用されている。
そのうち（４）の方法は比較的高価であるが、電気化学
的な特性においても優秀な電極である。
的な特性においても優秀な電極である。
一方、最近になって芯金もしくは焼結基板に相当するも
のとしてスポンジ状金属多孔体が市販された。そこで、
これを基板式りに使用して、その中に活物質粉末を充填
する電極に関して種々の提案がなされてきた。この電極
は、スポンジ状金属多孔体が極めて高多孔度を有してい
ることにより、少なくとも（４）の方法より高密度充填
が可能であるとともに、その多孔体の孔径が自由に選択
でき、活物質を主とする粉末を直接光てんできることか
ら、製造法が（２）＋ （３）の方法に類似しており、
極めて簡単になる可能性を有している。さらに電極特性
としても、三次元的な広がりを有する格子が活物質層を
包む構成を有することから、現在最も優れている（４）
の電極特性に近いものが期待できる。
のとしてスポンジ状金属多孔体が市販された。そこで、
これを基板式りに使用して、その中に活物質粉末を充填
する電極に関して種々の提案がなされてきた。この電極
は、スポンジ状金属多孔体が極めて高多孔度を有してい
ることにより、少なくとも（４）の方法より高密度充填
が可能であるとともに、その多孔体の孔径が自由に選択
でき、活物質を主とする粉末を直接光てんできることか
ら、製造法が（２）＋ （３）の方法に類似しており、
極めて簡単になる可能性を有している。さらに電極特性
としても、三次元的な広がりを有する格子が活物質層を
包む構成を有することから、現在最も優れている（４）
の電極特性に近いものが期待できる。
このスポンジ金属多孔体を基板とする電極において、高
密度充填、たとえば水酸化ニッケルの場合では５００
ｍ Ａｈ／ｃｃ以上を達成するためには、基板内部に活
物質粉末、たとえば水酸化ニッケルを充填した後、７０
０１ｇ／ｃｄ程度以上の極めて大きな圧力を加える必要
がある。このためとくに大きな面積を有する電極の場合
は加圧装置が問題となる。この加圧に関しては、活物質
充填後の基板を一対のローラ間に挾んで連続的に加圧す
るロールプレスによると、加圧面は線接触に近いため、
比較的小さな装置で連続的に加圧することが可能である
。この操作による電極の変形を観察すると、ローラ表面
に微小な凹凸を設けた場合、平坦な表面のローラを使用
する場合より、進行方向への電極の伸びが小さいが、電
極の伸びを全く無くすことは不可能である。そしてこの
電極に伸びを生じることが、活物質の充てんに先だって
リード端子の溶接部として形成した基板の加圧圧縮部に
亀裂を生じさせることになるのである。
密度充填、たとえば水酸化ニッケルの場合では５００
ｍ Ａｈ／ｃｃ以上を達成するためには、基板内部に活
物質粉末、たとえば水酸化ニッケルを充填した後、７０
０１ｇ／ｃｄ程度以上の極めて大きな圧力を加える必要
がある。このためとくに大きな面積を有する電極の場合
は加圧装置が問題となる。この加圧に関しては、活物質
充填後の基板を一対のローラ間に挾んで連続的に加圧す
るロールプレスによると、加圧面は線接触に近いため、
比較的小さな装置で連続的に加圧することが可能である
。この操作による電極の変形を観察すると、ローラ表面
に微小な凹凸を設けた場合、平坦な表面のローラを使用
する場合より、進行方向への電極の伸びが小さいが、電
極の伸びを全く無くすことは不可能である。そしてこの
電極に伸びを生じることが、活物質の充てんに先だって
リード端子の溶接部として形成した基板の加圧圧縮部に
亀裂を生じさせることになるのである。
す′なわち：スポンジ状金属多孔体は、金属密度が小さ
いので、リード板をスポット溶接などにより接続するの
は困難であるから、活物質の充填に先立ってリード接続
部として基板を圧縮して金属密度の高い部分を形成する
方法が便利である。ところが、活物質充填後の加圧操作
により、活物質充填部分に伸びが生じるのに対して、前
記のリード接続部は既に高密度に圧縮されているので伸
びる余地がなく、従ってリード接続部に不規則に亀裂が
入り、リード接続部として必要な面積を確保できなかっ
たり、リード接続後に電極から離脱したりする不都合が
生じるのである。
いので、リード板をスポット溶接などにより接続するの
は困難であるから、活物質の充填に先立ってリード接続
部として基板を圧縮して金属密度の高い部分を形成する
方法が便利である。ところが、活物質充填後の加圧操作
により、活物質充填部分に伸びが生じるのに対して、前
記のリード接続部は既に高密度に圧縮されているので伸
びる余地がなく、従ってリード接続部に不規則に亀裂が
入り、リード接続部として必要な面積を確保できなかっ
たり、リード接続後に電極から離脱したりする不都合が
生じるのである。
この模様を第１〜３図により説明する。１は長尺帯状の
スポンジ状金属多孔体からなる基板、２はその中央の長
手方向に帯状に設けた加圧圧縮部である。この状態で活
物質を充填した後、ローラプレスをする。第２図はプレ
ス前、第３図はプレス後の状態を示し、活物質充填部分
３のプレスによる伸びにより圧縮部２にその長手方向の
引張力が働き、圧縮部には４で示すような不規則な亀裂
が生じることになる。
スポンジ状金属多孔体からなる基板、２はその中央の長
手方向に帯状に設けた加圧圧縮部である。この状態で活
物質を充填した後、ローラプレスをする。第２図はプレ
ス前、第３図はプレス後の状態を示し、活物質充填部分
３のプレスによる伸びにより圧縮部２にその長手方向の
引張力が働き、圧縮部には４で示すような不規則な亀裂
が生じることになる。
本発明は、以上のような欠点を解消し、リード接続部と
して必要な面積を有し、しかも亀裂のないリード接続部
を与える方法を提供するものである。すなわち、スポン
ジ状金属多孔体よシなる長尺の基板に、その長手方向に
泊って帯状の加圧圧縮部を設け、この圧縮部のｔｌぼ中
央にあらかじめ強制的に亀裂ないし切シ欠きを設けるか
、または伸びを許容するが容易に切断されるような未圧
縮部を設けるものである。この未圧縮部は圧縮部形成時
に作ることになるが、亀裂や切り欠きは圧縮と同時でも
よく、またローラプレス前であればよい０ 以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明する０ 第４〜５図は圧縮部２を前後に部分するように亀裂６を
設けた例である。このようにすれば、基板１の長手方向
と直角方向に配した一対のロールにより活物質充填後の
基板を加圧した際、活物質充填部分３が基板の長手方向
に伸び、それに伴って圧縮部２に引張力が働いても、亀
裂６の部分が前後に広がるのみで、その前後の圧縮部２
１Ｌ、２ｂには亀裂を生じることはない。
して必要な面積を有し、しかも亀裂のないリード接続部
を与える方法を提供するものである。すなわち、スポン
ジ状金属多孔体よシなる長尺の基板に、その長手方向に
泊って帯状の加圧圧縮部を設け、この圧縮部のｔｌぼ中
央にあらかじめ強制的に亀裂ないし切シ欠きを設けるか
、または伸びを許容するが容易に切断されるような未圧
縮部を設けるものである。この未圧縮部は圧縮部形成時
に作ることになるが、亀裂や切り欠きは圧縮と同時でも
よく、またローラプレス前であればよい０ 以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明する０ 第４〜５図は圧縮部２を前後に部分するように亀裂６を
設けた例である。このようにすれば、基板１の長手方向
と直角方向に配した一対のロールにより活物質充填後の
基板を加圧した際、活物質充填部分３が基板の長手方向
に伸び、それに伴って圧縮部２に引張力が働いても、亀
裂６の部分が前後に広がるのみで、その前後の圧縮部２
１Ｌ、２ｂには亀裂を生じることはない。
このローラプレスの後、第４図の一点鎖線の位置で切断
して個々の極板とする。こうして得られにおける長手方
向と直角方向に捲回して極板群を構成する。
して個々の極板とする。こうして得られにおける長手方
向と直角方向に捲回して極板群を構成する。
なお、スポンジ状金属多孔体はその空間部が球状のもの
と略紡錘形のものとがあり、渦巻状に捲回する極板にお
いては、その捲回方向を紡錘の短径方向と一致させるの
が、極板の亀裂発生を防止する上で有利である。一方、
長尺のスポンジ状多孔体を形成する場合、長手方向に引
張力を与えることによジ、前記紡錘の長径を多孔体の長
手方向と一致させるのが有利である。従って、このよう
な構成を採った場合は、リード接続のための圧縮部２は
基板１の長手方向に設けるのが好ましく、前記のような
不都合が顕著になるのであるが、本発明によれば、この
ような不都合を解消することができる。
と略紡錘形のものとがあり、渦巻状に捲回する極板にお
いては、その捲回方向を紡錘の短径方向と一致させるの
が、極板の亀裂発生を防止する上で有利である。一方、
長尺のスポンジ状多孔体を形成する場合、長手方向に引
張力を与えることによジ、前記紡錘の長径を多孔体の長
手方向と一致させるのが有利である。従って、このよう
な構成を採った場合は、リード接続のための圧縮部２は
基板１の長手方向に設けるのが好ましく、前記のような
不都合が顕著になるのであるが、本発明によれば、この
ような不都合を解消することができる。
第６図は亀裂の代わりに、圧縮部２の中央に穴６を打ち
抜いた例を示し、前記の例と同様の効果が得られる。
抜いた例を示し、前記の例と同様の効果が得られる。
第７〜８図は、圧縮部２の中央に未圧縮部７を残した例
を示す。未圧縮部７は圧縮部２に比べて低密度であるか
ら、ローラプレスの際伸長して切断するに至るが、その
前後には亀裂の生じない圧縮部２１Ｌ、２ｂが残るので
、前記の例と同様にリード接続部として機能する。
を示す。未圧縮部７は圧縮部２に比べて低密度であるか
ら、ローラプレスの際伸長して切断するに至るが、その
前後には亀裂の生じない圧縮部２１Ｌ、２ｂが残るので
、前記の例と同様にリード接続部として機能する。
上記の例では、圧縮部の中央に１個の亀裂や未圧縮部を
形成したが、その前後にリード接続部として必要な面積
が確保されれば、２個以上設けてもよい。
形成したが、その前後にリード接続部として必要な面積
が確保されれば、２個以上設けてもよい。
次に具体的な実施例を説明する。
実施例１
厚さ１．１ＭＭ、幅２００１１１１．多孔度９５ｑ６の
スポンジ状ニッケル多孔体からなる長尺の基板（長径が
長手方向となった紡錘形の空間を６６個／インチ有する
）に、第４図に示すように、幅３Ｈ１長さ２０Ｈの大き
さの帯状の圧縮部を形成する。この圧縮部の厚さは約０
．２１１１１１である。次いで、この圧縮部を前後に部
分するように亀裂を設ける。一方、平均粒径７ｏμｍの
水酸化ニッケル粉末にニッケル粉末とカーボニルニッケ
ル粉末を加え、さらにカルボキシメチルセルロースの水
溶液を練合してペースト状活物質混合物を調合する。こ
の活物質を前記の基板に充填した後、基板表面の活物質
を除去し、次に直径３００ｆｆのローラ間に挾んで厚さ
０．７ ＭＩＮになるように加圧する。なお、このロー
ラ表面には深さ約０．０１ ｊｌｌｌ＋の凹部を無数に
備えている。次に、前記亀裂部の中心を長尺方向と直角
に切断して、圧縮部を少なくとも１個備えた電極に加工
切断し、乾燥する。こうしてニッケル電極を得る。
スポンジ状ニッケル多孔体からなる長尺の基板（長径が
長手方向となった紡錘形の空間を６６個／インチ有する
）に、第４図に示すように、幅３Ｈ１長さ２０Ｈの大き
さの帯状の圧縮部を形成する。この圧縮部の厚さは約０
．２１１１１１である。次いで、この圧縮部を前後に部
分するように亀裂を設ける。一方、平均粒径７ｏμｍの
水酸化ニッケル粉末にニッケル粉末とカーボニルニッケ
ル粉末を加え、さらにカルボキシメチルセルロースの水
溶液を練合してペースト状活物質混合物を調合する。こ
の活物質を前記の基板に充填した後、基板表面の活物質
を除去し、次に直径３００ｆｆのローラ間に挾んで厚さ
０．７ ＭＩＮになるように加圧する。なお、このロー
ラ表面には深さ約０．０１ ｊｌｌｌ＋の凹部を無数に
備えている。次に、前記亀裂部の中心を長尺方向と直角
に切断して、圧縮部を少なくとも１個備えた電極に加工
切断し、乾燥する。こうしてニッケル電極を得る。
実施例２
実施例１において、基板の圧縮部の中心に直径３８１１
１の円形の打抜き穴を設け、実施例１と同様な操作でニ
ッケル電極を得る。
１の円形の打抜き穴を設け、実施例１と同様な操作でニ
ッケル電極を得る。
実施例３
実施例１において、基板の圧縮部の中心に厚さ０．９１
１Ｍ、幅約１１１ＩＩの未圧縮部を設け、実施例１と同
様な操作でニッケル電極を得る。
１Ｍ、幅約１１１ＩＩの未圧縮部を設け、実施例１と同
様な操作でニッケル電極を得る。
なお、実施例ではニッケル電極の例を述べたが、酸化鉛
、二酸化マンガン、酸化銀などの正極およびカドミウム
、亜鉛、鉄などの負極用の支持体としてスポンジ状金属
多孔体を用いる場合にも同様に適用できる。
、二酸化マンガン、酸化銀などの正極およびカドミウム
、亜鉛、鉄などの負極用の支持体としてスポンジ状金属
多孔体を用いる場合にも同様に適用できる。
次に上記の実施例１〜３と、圧縮部に何らの加工を施さ
ない比較例について、ローラプレスの圧力を変えて活物
質の充填密度を変えて、各々６０個の極板を製造した。
ない比較例について、ローラプレスの圧力を変えて活物
質の充填密度を変えて、各々６０個の極板を製造した。
この場合、極板のリード接続部を構成する圧縮部に亀裂
によシ生じた不良数の比較を次表に示す。
によシ生じた不良数の比較を次表に示す。
また、実施例１の方法により得た充填密度６００〜５２
０ ｍＡｈ／ｃｃ、大きさ３９Ｘ６０１１４の一ニッケ
ル極を汎用のカドミウム極と組み合わせたＫＲ−五人形
電池１０個を試作し、２０℃においてＳＯｘムの電流で
１６時間充電した後、６ｏＯＷ１ムで放電したときの特
性を第９図にムで示す。Ｂは比較例のニッケル権を用い
た電池の放電特性を示す。
０ ｍＡｈ／ｃｃ、大きさ３９Ｘ６０１１４の一ニッケ
ル極を汎用のカドミウム極と組み合わせたＫＲ−五人形
電池１０個を試作し、２０℃においてＳＯｘムの電流で
１６時間充電した後、６ｏＯＷ１ムで放電したときの特
性を第９図にムで示す。Ｂは比較例のニッケル権を用い
た電池の放電特性を示す。
以上のように、本発明によれば、リード接続部の不良を
なくすことができ、放電特性のすぐれた一定品質の電極
を得ることができる。
なくすことができ、放電特性のすぐれた一定品質の電極
を得ることができる。
第１図はスポンジ状多孔体基板に圧縮部を設けた状態を
示す平面図、第２図は第１図１−１’線断面図、第３図
はローラプレス後の断面図、第４図は本発明の実施例に
用いた基板の平面図、第６図は第４図ｖ −ｖ’線断面
図、第６図及び第７図は基板の他の例を示す平面図、第
８図は第７図■−■′線断面図、第９図はニッケルーカ
ドミウム電池の一放電特性の比較を示す。 １・・・・・・基板、２・・・・・・圧縮部、６・・・
・・・亀裂、６・・・・・・打抜き穴、７・・・・・・
未圧縮部。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名ｌｌ
ｌ１図 第６図 第 Ｚ 図 瀉８図
示す平面図、第２図は第１図１−１’線断面図、第３図
はローラプレス後の断面図、第４図は本発明の実施例に
用いた基板の平面図、第６図は第４図ｖ −ｖ’線断面
図、第６図及び第７図は基板の他の例を示す平面図、第
８図は第７図■−■′線断面図、第９図はニッケルーカ
ドミウム電池の一放電特性の比較を示す。 １・・・・・・基板、２・・・・・・圧縮部、６・・・
・・・亀裂、６・・・・・・打抜き穴、７・・・・・・
未圧縮部。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名ｌｌ
ｌ１図 第６図 第 Ｚ 図 瀉８図
Claims (1)
- スポンジ状金属多孔体よりなる長尺の基板にその長手方
向に沿ってリード接続部を構成する帯状の圧縮部を形成
する工程と、前記の基板にペースト状の活物質混合物を
充填する工程と、次に基板をローラでプレスする工程と
、前記圧縮部を前後に部分する位置で切断して圧縮部分
を少なくとも１個含む極板を形成する工程を有する電池
用電極の製造法であ−て、前記圧縮部に、圧縮と同時も
しくはローラプレス以前に、圧縮部を前後に部分するよ
うに亀裂、切り欠きもしくは易切断性の未圧縮部を形成
する工程を有することを特徴とする電池用電極の製造法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56197488A JPS58100361A (ja) | 1981-12-07 | 1981-12-07 | 電池用電極の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56197488A JPS58100361A (ja) | 1981-12-07 | 1981-12-07 | 電池用電極の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58100361A true JPS58100361A (ja) | 1983-06-15 |
| JPH0218548B2 JPH0218548B2 (ja) | 1990-04-25 |
Family
ID=16375300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56197488A Granted JPS58100361A (ja) | 1981-12-07 | 1981-12-07 | 電池用電極の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58100361A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0782210A3 (de) * | 1995-11-25 | 2000-05-03 | Christoph Emmerich GmbH & Co. KG | Verfahren zur Herstellung von prismatischen alkalischen Akkumulatorzellen |
-
1981
- 1981-12-07 JP JP56197488A patent/JPS58100361A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0782210A3 (de) * | 1995-11-25 | 2000-05-03 | Christoph Emmerich GmbH & Co. KG | Verfahren zur Herstellung von prismatischen alkalischen Akkumulatorzellen |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0218548B2 (ja) | 1990-04-25 |
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