JPS63237356A - 円筒形非水電解液電池用負極集電板の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は円筒形非水電解液電池用負極集電板の製造方法
に関し、更に詳しくは、負極板との圧着強度が大きく、
負極板との剥離を防止できる円筒形非水電解液電池用負
極集電板の製造方法に関する。

（従来の技術及び発明が解決しようとする問題点） 従来、円筒形非水電解液電池においては、長尺状の正極
板とリチウム、ナトリウムのような軟性金属からなる負
極板との間にセパレータを介在せしめた積層シートを、
負極板から外側に位置するように巻回して渦巻状電極と
し、負極板の巻回終端部には長尺状の負極集電板を添着
せしめて電池容器に挿入して負極集電板と電池容器内壁
とを接触させて導通させている。

このような円筒形非水電解液電池において、負極板に添
着される負極集電板としては、エキスバンドメタル（特
開昭５７−８２９６９号公報参照）、エンボス加工を施
して台地状突起を形成した金属薄板（特開昭５７−１２
８４６７号公報参照）、多数の穴を穿設した金属薄板（
実開昭５９−１５４７６７号公報参照）、パンチドメタ
ル（特開昭５９−２５１７７号公報参照）、予備加工し
た導電網（実開昭５９−１５９８６７号公報参照）など
が知られている。

しかしながら、エキスバンドメタルや予備加工した導電
網を用いた場合には、所定形状への切断時にその切断端
部に金属パリを生じ、これを電池に組込んだ時、この金
属パリがセパレータを貫通して正極板に達し、内部短絡
を起こす原因となる。又、エンボス加工を施して、台地
状突起を形成した金属薄板、多数の穴を穿設した金属薄
板、パンチトメタルを用いた場合には、負極板はこれら
負極集電板の平面側に圧着されてるのみで負極集電板と
負極板とが嵌合していないので、電極形成時に両者は剥
離することがある。

本発明は、円筒形非水電解液電池の負極集電板における
上記問題点を解決し、負極板との圧着強度が大きく、負
極板との剥離を防止できる負極集電板を製造する方法の
提供を目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた
結果、負極板と負極集電板との圧着強度を大きくするた
めには、負極集電板にパンチとダイスを用いて突起を形
成させ、この突起が形成されている面に負極板を圧接し
てこの突起を負極板中に埋入させて負極集電板が負極板
から容易に剥離しない構造とすればよいことを着想し、
更に検討を重ねた結果、後述するような形状のパンチを
用いて舌状突起を形成し、しかもこの舌状突起の先端を
丸み帯びた形状にすることにより内部短絡を防止して本
発明を完成するに至った。

すなわち１本発明の円筒形非水電解液電池用負極集電板
の製造方法は、金属薄板にパンチ加工を施して該金属薄
板に負極板との継合突起を形成する円筒形非水電解液電
池用負極集電体の製造方法において、パンチとして、そ
の断面中心軸部が凹陥した加工面又は一方の周縁からそ
の対角線上に位置する他方の周縁にかけて切除された片
流れ加工面とを具備するパンチを用い、該パンチで該金
属薄板に一部打抜き加工を施して、該一部打抜き加工部
に舌状突起を残置せしめることを特徴とする。

本発明の円筒形非水電解液電池用負極集電板の製造方法
は１通常の打抜き加工に用いられているダイス上に金属
薄板を載置し、その金属薄板、にパンチを用いて継合突
起を形成する方法において、このパンチの加工面の形状
を後述するような形状とし、しかも金属薄板に一部打抜
き加工を施して形成された継合突起を舌状にすることに
特徴を有するものである。

本発明方法に用いるパンチにつき図面に基づいて説明す
る。第１図（ａ）、　　（ｂ）及び（ｃ）は、いずれも
パンチの中心軸線部が凹陥した加工面の態様を例示する
断面図である０例えば、第１図（ａ）について説明する
と、パンチが円柱形状であった場合、パンチの一方の側
面から他方の側面にかけてそのパンチ部分をその最頂部
が所定のＲである曲線と、その曲線の両端からはパンチ
側面とＣなる角度を形成するようにして下方に延°長す
る２木の直線とで形成される擬放物線で切除したときの
投影図であるような形状の加工面である。その斜視図を
第１図（ａ）′として示す。第１図（ｂ）は最も凹陥し
ている部分が平坦な場合のパンチ加工面を示し、第１図
（Ｃ）は加工面の先端が若干平坦になっているパンチを
示すものである。

また、第２図（ａ）、（ｂ）及び（Ｃ）は、加工面が片
流れ面である他の態様を例示する断面図である。ここで
片流れ加工面とは、パンチの一方の周縁から対向する他
方の周縁にかけてパンチ部分を切除したときに形成され
る面のことを言う。

第２図（ａ）はパンチ部分を１本の直線で切除したとき
の投影図であるような形状の加工面である。その斜視図
を第２図（ａ）′に示す。第２図（ｂ）は折れ線で切除
したときの投影図であるような形状の加工面、第２図（
Ｃ）は曲線で切除したときの投影図であるような形状の
加工面をそれぞれ示すものである。

本発明方法は次のようにして行なわれる。それを第３図
に基づいて説明する。

まず１はダイスである。ダイスｌには例えば、円形の受
は孔２が設けられている。このダイス１の上に後述する
舌状突起３ａを形成すべき金属薄板３が載置される。

４はパンチで、その断面形状はダイス受は孔２と略同じ
形状であり、その加工面は前述した形状となっている。

パンチ４は、例えばラム（図示しない）によって駆動さ
れ、金属薄板３を押圧する。パンチ４はその加工面の両
側突起でまず金属薄板３を打抜き、その打抜き量が増加
するにつれて、金属薄板３はパンチ４の加工面に沿って
図のように打抜かれてゆく。

打抜き量が図のＢ（食付きりになった時点でパンチ駆動
を停止した後、パンチ４を引き抜く。

本発明方法における一部打抜き加工とは上述した態様の
加工をいう。

かくして、金属薄板３には第４図に斜視図、ＰＩ３図に
断面図として示したような形状の舌状突起が形成される
。すなわち、金属薄板３の連結部Ｗをはさんで、それぞ
れ角度Ｃ高さＨで斜立し、周縁にはＲのついた１対の舌
状突起となる。

舌状突起３ａのＲは、０．５〜５履−であることが好ま
しい、Ｒが０．５ｍｍ未満の場合には舌状突起３ａの先
端が鋭利となってセパレータを貫通して正極板に達し、
内部短絡の原因となり、一方５１１１１を超える場合に
は、結果として金属薄板に形成される舌状突起の個数が
単位面積につき減少し、その結果、負極板と負極集電板
との間の剥離現象が増加するからである。

舌状突起３ａの連結部Ｗは０．１〜５ｍｍとすることが
好ましい。

舌状突起３ａの高さＨは、パンチ４の角度Ｃと、パンチ
４とダイス１との食付きｉＢにより適宜法めることがで
き、高さＨは負極板の厚さの１／４以上、負極板の厚さ
以下であることが好ましい、高さＨが負極板の厚さの１
／４未満の場合には、負極板と負極集電板３との圧着状
態が不充分となって剥離現象を起こすことがあり、−力
負極板の厚さより大きくなる場合には負極板を貫通して
、負極板と負極集電板との取付部分の厚みが増加して電
極を巻回した時に負極板と負極集電板との間に空間がで
きるからである。

舌状突起３ａが斜立する角度Ｃは１０〜７０’であるこ
とが好ましい。１０”未満の場合には食付きが不充分と
なり負極板から負極集電板が剥離する。−方、７０°を
超える場合には負極板へ差込まれた状態となり、舌状突
起の下方への負極板の圧入量が減るからである。

また、長尺状の負極板の巻回終端部に圧着される長尺状
の負極集電板３の舌状突起３ａが形成される部分は、そ
の端部から長さ方向に３〜１５ｍｍである。３ＩＩＩＩ
１１未満の場合には充分な圧着強度をもたせるに足る個
数の舌状突起を形成することができず、電極を＠回した
時に２１！離現象が生じ、一方、１５ｍｍを超える場合
には負極板と負極集電板との重なり部分が増え、負極板
の利用率が落ちるからである。

舌状突起３ａの数は、単位面積当り５〜２０個が好まし
い、５個未満の場合には充分な圧着強度が得られず、負
極板と負極集電板は剥離する。一方、２０個を超える場
合には、負極集電板の打抜き孔が増え、その強度が落ち
ることと、曲率Ｒが０．５ｍｍ未満の舌状突起を作るこ
ととなり、剥離が起こる。

（作用） 上記方法で製造された負極集電板と負極板とを圧着させ
ると充分な圧着強度が得られる。このことを第６図〜第
８図の負極集電板と負極板との圧着過程を示す工程図に
基づいて説明する。

まず、第６図のように負極集電板３の舌状突起３ａを形
成させた領域と負極板５の巻回終端部とを重ね合わせる
０次に、＠７図のように、負極板５の上方と負極集電板
３の下方から圧力を加えると、負極板５の部分５ａは舌
状突起３ａに削られて部分５ｂが形成される。更に圧力
が加えられると舌状突起３ａの頂部はｚ−ｚ　”を通り
、部分５Ｃが削られ舌状突起３ａの下方へ圧入される。

最後に、第８図のように舌状突起３ａは、負極板５中に
埋入されて負極集電板３と負極板５との圧着状態は強固
になる。

また、放電反応の進行に伴って負極板５が消費されて舌
状突起３ａが露出しても、その先端部は前述したような
所定のＲを有しているためセパレータを貫通して正極板
に達し内部短絡をおこすことはない。

（実施例） 実施例 厚さ３０戸、幅２５ｍｍ＋、長さ６０−履のステンレス
鋼板と、断面形状が円形で直径３０■■、角度Ｃが４５
°である第１図（ａ）に示したようなパンチと、直径３
１の受は孔を有するダイスを用意した。

ダイスの上に金属薄板を載置し、上記パンチを用いてス
テンレス鋼板の端部から長さ方向８■の領域に食付き量
Ｂを０．４■とした舌状突起を１２個形成して負極集電
体を製造した。この舌状突起め高さＨは０．４重組連結
部Ｗは１．８ｇ＋讃、曲率Ｒは１．５！Ｉ１１であった
。

次いで、負極集電板の舌状突起を形成した領域に、厚さ
０．５ｍｍ、幅２５ｍ■、長さ２００■の負極板となる
金属リチウム板の端部を圧着した。

この金属リチウム板の下にセパレータを介して正極板を
積層し、金属リチウム板が電極の最外周になるように巻
回して渦巻状電極とした。

この渦巻状電極を１００個製造して巻回時の負極集電板
と金属リチウム板との圧着個所の剥離現象の有無を観察
したところ、剥離現象が生じたのは１００個中０個であ
った。

更に、この渦巻状電極を用いて電池を５０個組み立てて
使用したところ、内部短絡の生じたのは５０個中θ個で
あった。

比較例１ 舌状突起の代わりにエンボス加工により径２１層、高さ
０．４ｍ■の突起をステンレス鋼板の端部から長さ方向
８ｍ層の領域に１２個形成して負極集電板を製造し、こ
の領域の平面に負極を圧着したことを除いては、実施例
と同様にして渦巻状電極を１００個製造した。このとき
に、負極集電板と金属リチウム板との圧着個所の剥離現
象の有無を観察したところ、剥離現象が生じたのは１０
０個中２３個であった。

更に、この渦巻状電極を用いて、実施例と同様にして電
池を５０個組み立てて使用したところ、内部短絡の生じ
たのは５０個中θ個であった。

比較例２ 舌状突起を形成させた負極集電板の代わりにエキスバン
ドメタルを用いたことを除いては実施例と同様にして渦
巻状電極を１００個製造した。このときに負極板とエキ
スバンドメタルとの剥離現象が生じたのは１００個中１
１個であった。

更に、この渦巻状電極を用いて、実施例と同様にして電
池を５０個組み立てて使用したところ、内部短絡の生じ
たのは５０個中２５個であった。

［発明の効果］ 以上の説明で明らかなように、本発明の方法によると、
負極板との圧着強度が大きく剥離現象を防止することが
できる負極集電板が得られ、この負極集電板を用いた電
極では、内部短絡することがない、したがって、その工
業的価値は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）及び（Ｃ）、第２図（ａ）、（ｂ
）及び（Ｃ）はそれぞれ本発明にかかるパンチの一例を
示す断面図、第１図（ａ）′及び第２図（ａ）′はそれ
ぞれ第１図（ａ）及び第２図（ａ）に示したパンチの斜
視図、第３図は本発明の製造方法により舌状突起を形成
中の工程を示す断面図、第４図は本発明の製造方法によ
り形成された舌状突起の一実施例の斜視図、第５図は第
４図における舌状突起の断面図、第６〜第８図は負極集
電板と負極板との圧着過程を示す工程図である。 ｌ・・・・・・ダイス　　　２・・・・・・受は孔３・
・・・・・金属薄板　　３ａ・・・・・・舌状突起４・
・・・・・パンチ　　　５・・・・・・負極板Ｗ・・・
・・・連結部　　　Ｈ・・・・・・舌状突起の高さＢ・
・・・・・食付きｉｃ・・・・・・角度Ｃａ’）　　　
　　　　（ａ’）　　　　　　（ｂ）　　　　　　　（
Ｃ）第１図 第２図 第６図 第８図 手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示 昭和６２年特許願第　７０２９０号 ２、発明の名称 円筒形非水電解液電池用負極集電板の製造方法住所　〒
１０７東京都港区赤坂２−１０−８　　第−信和一ビル
〜 ５、補正命令の日付　昭和６２年８月３０日■０図面の
簡単な説明の欄 （１）　　明細書第１４頁第６〜７行目に記載の「第１
図（ａ）、（ｂ）及び（Ｃ）、第２図（ａ）、（ｂ）及
び（Ｃ）」を「第１図（＆）、（ｅ）及び（ｄ）、第２
図（ａ）、（ｃ）及び（ｄ）」と補正する。 （２）　　明細書第１４頁第８〜９行目に記載の「第１
図（ａ）°及び第２図（ａ）”」を「第１図（ｂ）及び
第２図（ｂ）」と補正する。 ＩＩ　、図面 別紙のとおり、第１図及び第２図において、（ａ’）、
（ｂ）、（Ｃ）をそれぞれ（ｂ）。 （ｅ）、（ｄ）と補正する。 （ａ）　　　　　（ｂ）　　　　　（ｃ）　　　　　　
（ｄ）第１図 第２図・ 手続補正書 昭和８２年７月２９日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属薄板にパンチ加工を施して該金属薄板に負極板との
   継合突起を形成する円筒形非水電解液電池用負極集電体
   の製造方法において、パンチとして、その断面中心軸部
   が凹陥した加工面又は一方の周縁からその対角線上に位
   置する他方の周縁にかけて切除された片流れ加工面とを
   具備するパンチを用い、該パンチで該金属薄板に一部打
   抜き加工を施して、該一部打抜き加工部に舌状突起を残
   置せしめることを特徴とする円筒形非水電解液電池用負
   極集電板の製造方法。