JPS635175Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、粒界を持たない連続した三次元的網
目構造を有するスポンジ状金属多孔体に活物質を
充填して得られるアルカリ電池用極板、特にその
リードの取付構造の改良に関するもので、リード
との取付強度を向上させ、信頼性，耐振性を向上
させるものである。

従来の技術 従来、アルカリ電池用極板としては、ポケツト
式，焼結式，ペースト式が主に採用されている。
これらの極板のうち、ペースト式極板は製法は簡
単であるが、高率放電および寿命の点で他の方式
よりやや劣つている。ポケツト式極板は製法が比
較的簡単で長寿命であるが、高率放電やエネルギ
ー密度の点でやや劣つている。焼結式極板は高率
放電や寿命の点においては非常にすぐれている
が、製造法が複雑で製造コストが高い。このよう
にこれらの方式による極板はそれぞれ一長一短を
有している。

これに対し、近年焼結式極板に用いられる焼結
式多孔基板とよく似ているが、90％以上の高多孔
度にできるとともに、その孔径も焼結式極板の数
μmに比べて数10μmから５mm程度まで任意に製作
でき、しかも粒界を持たない連続した三次元的網
目構造を有するスポンジ状金属多孔体（以下発泡
メタルと称する。）が注目されている。この発泡
メタルは、多孔度約75％の焼結式基板に比べて90
〜98％と高多孔度で、かつ孔径が大きいため、活
物質を直接充填でき、焼結式極板のように活物質
の充填を繰り返し行う製造方式に比べ製造法が簡
単で高容量化が期待できることからこの発泡メタ
ルを用いたアルカリ電池用極板が開発され、一部
実用化が進められている。

前述した従来方式による極板は、穴あき金属多
孔板、金属の格子、金属網などからなる芯体を具
備している。したがつてこの極板の芯体となる集
電体から直接リードを取り出すことができ、この
集電体とリードとの取付方法，取付強度に関して
はあまり大きな問題を生じていなかつた。

しかし、前記発泡メタルは、通常多孔度が95％
前後の多孔体であり、これまでのような方法では
リードの取付け、取出しが非常に困難であつた。
即ち、この発泡メタルは、平均格子径約50μmの
骨格が三次元的網目状に形成された多孔体であ
り、この格子は集電体の働きをするが、前述した
従来方式による極板のように機械的強度を持つて
いる穴あきニツケル板、ニツケル網の如き芯材と
なる集電体を具備していないため、取付強度が十
分に得られなかつた。

この発泡メタルにリードを取付けるには、従来
次のような方法を採つていた。第１〜３図のよう
に、発泡メタル１の端縁部の適宜なる部分に加圧
圧縮によつてリード取付部２を形成した後、発泡
メタル１に活物質ペーストを充填し加圧成形して
極板とし、次にこの極板のリード取付部２に第３
図に示すように、リード片３を配し、溶接点４
Ａ，４Ｂにおいて、リード片３をリード取付部２
にスポツト溶接により接合していた。

考案が解決しようとする問題点 しかしながら上記従来の構成では、リード取付
部２の金属部材が５％程度であるため機械的強度
が弱く、極板とした場合使用に耐えられないこと
が多かつた。すなわち、リード片３を第４図に示
すように極板面に垂直方向（矢印Ａの方向）に引
張ると、上部のスポツト溶接点４Ａの接合部近傍
から剥離し、リード取付部２の一部がちぎれて穴
５があき、その時の引張り荷重は数十〜数百ｇと
非常に弱く問題であつた。

この問題を解消するため、発泡メタルのリード
取付部にリードを溶接固定したのち、熱硬化性樹
脂を充填する方法が提案されているが、この方法
によれば熱硬化性樹脂を溶融するための溶融加熱
装置、樹脂をリード部に注入する装置、あるいは
樹脂充填後の仕上げ工程などを必要とし、工程が
複雑化、大型化する不都合があつた。またリード
取付部２は加圧圧縮されているため、熱硬化性樹
脂がこの取付部２の発泡メタル内に十分に充填さ
れない場合があり、取付強度を均一に向上させる
には若干問題が残されていた。

また、発泡メタルと同種の金属材料であつて、
加圧により圧縮される多孔体を発泡メタルのリー
ド取付部に配設し、加圧により発泡メタルとこの
多孔体とを相互にからみ合つた状態にしたのち、
リードを溶接する方法が提案されている。第１〜
３図に示す従来例が70〜100ｇの引張り荷重に対
し、例えば補強材にニツケル粉末と発泡ニツケル
多孔体を併用した前記の提案では、引張り荷重が
向上しているが、750〜800ｇ程度であり、焼結式
極板における取付強度の目安である２Kg以上には
及ばず、強度的には今一歩であつた。

本考案は、このような発泡メタルを用いたアル
カリ電池用極板において、発泡メタルとリードと
の取付強度を向上して、リードの取出しを容易に
することを目的とする。

問題点を解決するための手段 上記従来の問題点を解決するために本考案の電
池用極板は、発泡状金属多孔体に設けられた圧縮
部からなるリード取付部に補強部材を溶着し、こ
の補強部材にリードを溶着させた構成をとる。

作 用 この構成により、補強部材に溶着されたリード
を極板に対して垂直方向に引張り荷重を加えて
も、一箇所に集中して引張り荷重が加わることが
なく、引張り荷重を複数の溶着箇所に分散するこ
とができる。

実施例 以下、本考案の実施例を図面に基づき説明す
る。第５図において、発泡メタル極板１′は第１
〜３図に示す従来例と同様に、まず発泡メタルの
端縁部の適宜なる部分を加圧圧縮することにより
リード取付部２を形成し、この発泡メタルにペー
スト状活物質を充填し加圧成形して発泡メタル極
板１′を形成している。ついでこの発泡メタル極
板１′のリード取付部２のくぼみ６に、第５図に
示すように金属板からなる補強部材７を配し、こ
の補強部材７の端縁部近傍に設けた複数箇所の溶
接点８Ａ，８Ｂにおいてスポツト溶接してリード
取付部２に固定する。ついで、第６図に示すよう
に、前記リード取付部２に対して８Ａ，８Ｂの溶
接点でスポツト溶接した補強部材７の中央部にリ
ード片３を配設し、前記スポツト溶接箇所８Ａ，
８Ｂと異なる補強部材７の中央部に位置する９
Ａ，９Ｂの箇所をスポツト溶接し、リード３と補
強部材７とリード取付部２とを一体に固定する。
なお、第７図は第６図の−′断面の要部拡大
断面図を示している。

さらに具体的に説明すると、アルカリ蓄電池用
の基板として多孔度95％、厚さ20mm、平均孔径
150μmの発泡ニツケルを用い、この基板の端部に
幅５mm，長さ10mmの大きさのリード取付部を350
Kg／cm²以上の圧力で加圧圧縮して設け、ついで水
酸化ニツケルを主成分とするペーストを基板内に
充填し、500Kg／cm²以上の圧力で加圧成形してニ
ツケル極板とした。この極板のリード取付部に耐
アルカリ性を有する溶接可能な、例えばニツケル
もしくはニツケルメツキを施した鉄からなる厚さ
0.15mmの薄い板状の補強部材4.5×9.0mmに裁断し
て配し、この補強部材の端縁部近傍を複数箇所、
スポツト溶接により固定した。ついで、この補強
部材の中央部に厚さ0.2mm，幅３mm，長さ25mmの
ニツケル板からなるリードを配設してスポツト溶
接して固定した。

このようにしてリードを溶接固定した本考案に
よる極板ａと、第１〜３図に示す従来例の極板ｂ
のリード取付強度、即ち第４図および第８図に示
されるような極板面に垂直方向（図中矢印Ａの方
向）にリードを引張り、リード取付部よりリード
が剥離したときの引張り荷重を比較した結果を第
９図に示す。従来例ｂに比べて実施例ａは引張り
荷重が４倍以上に向上している。例えば用いた基
板の多孔度95％のもので比較すると、従来例ｂで
は0.05〜0.8Kgの引張り荷重に対し、実施例ａで
は、2.6〜3.6Kgの引張り荷重を有し、平均値で約
６倍と引張り荷重が大きくなつている。

取付強度について、従来例を調べたところ、リ
ード引張り荷重が、最初に上部のスポツト溶接部
４Ａ（第３図）の上方部分に集中して加わるため、
リード３とリード取付部２とは、わずかな力で剥
離してしまうことが判明した。

これに対して本考案では、引張り荷重がリード
取付部２に対して全体的に分散し、上方部の１箇
所のスポツト溶接箇所に印加しないようにしたも
ので、リード取付部２にあらかじめ補強部材７を
その端縁部でスポツト溶接し、この補強部材７の
中央部にリード３をスポツト溶接して固定する構
成を採つている。従つて、リード引張り荷重をリ
ード３より補強部材７を介してリード取付部２に
伝え、リード取付部２の一部分に集中して加わら
ず、取付強度の向上を図ることができる。

さらに、リード取付強度は、極板面の延長方向
（第４図矢印Ｂ方向）の取付強度が極板面に対し
て垂直方向（同矢印Ａ方向）の取付強度に比べて
大であることが判明した。

そこで、実施例のように、補強部材７に対して
第８図中の矢印Ａ方向の引張り荷重より、矢印Ｂ
方向の引張り荷重が大となるように、補強部材７
の上下端縁部に溶接点８Ａ，８Ｂを選択して形成
するとともに、補強部材７に対するリード３の溶
接点９Ａ，９Ｂを中央に選択すると、リード３に
加わる発泡メタル極板１′面に対し垂直方向（矢
印Ａ方向）の引張り荷重を複数の溶接箇所８Ａ，
８Ｂに分散することができ、発泡メタル極板１′
面に対し平行方向の荷重を大とすることができ
る。

このように実施例によれば、リードの取付工程
を著しく複雑化することなく、安全性，信頼性，
あるいは耐振性の目安である取付強度2.0Kg以上
を得ることができ、かつ、電気的抵抗，極板の放
電，充電性能においても何ら問題を生じることは
なかつた。

実施例では、補強部材７に耐アルカリ性を有す
るニツケルの無孔板、もしくはニツケルメツキを
施した無孔鉄板を使用したが、他に凹凸を有する
ニツケル板，穴あき多孔ニツケル板を用いて構成
しても同等の効果を得ることができた。

さらに、補強部材をリード取付部の両面に配し
て、この補強部材の端縁部近傍に設けた複数箇所
の溶接点において、この補強部材とリード取付部
とをスポツト溶接により固定し、ついで、この補
強部材の中央部にリードを配し、１対のスポツト
溶接棒を前記補強部材の中央部に位置するリード
の溶接点に圧接してスポツト溶接し、リードと補
強部材とを溶接固定する構成においても、前述し
た実施例と同等もしくは同等以上の取付強度を得
ることができた。

なお、上記の実施例では、発泡メタル極板のリ
ード取付部に補強部材を溶接した後、補強部材に
リードを溶着する方法を示したが、補強材にあら
かじめリードを溶接した後、補強材を発泡メタル
極板のリード取付部に溶接する方法を採つてもよ
い。

また、補強材として、第１０図に示すように、
端部に溶接点８Ａ〜８Ｄを有する４個あるいはそ
れ以上の突片を設けた形状のものを用いることも
できる。

考案の効果 以上のように、本考案によれば、発泡メタルを
用いたアルカリ電池用極板のリード取付強度を著
しく向上させ、信頼性，耐振性，安全性を高める
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はリード取付部を形成した発泡メタルの
平面図、第２図は第１図−′線の拡大断面図、
第３図はリードを取付けた従来の極板の平面図、
第４図は同極板面に対し垂直方向に荷重を印加し
た場合の要部の断面図、第５図は、本考案の実施
例において補強部材を固定した発泡メタルの平面
図、第６図はリードを固定した極板の平面図、第
７図は第６図−′線の拡大断面図、第８図は
極板面に対し垂直方向に荷重を印加した場合の要
部の断面図、第９図は発泡メタルの多孔度とリー
ドの引張強度との関係を比較した図、第１０図は
補強部材の他の例を示す平面図である。 １……発泡メタル、１′……発泡メタル極板、
２……リード取付部、３……リード片、７……補
強部材、８Ａ，８Ｂ，９Ａ，９Ｂ……溶接箇所。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 粒界を持たない連続した三次元的網目構造を有
   する発泡状金属多孔体１と、発泡状金属多孔体１
   の端縁部の一部に設けた圧縮部からなるリード取
   付部２と、リード取付部２にその端縁部の近傍が
   複数箇所溶着された補強部材７と、補強部材７の
   中央近傍に溶着されたリード３とを備えたアルカ
   リ電池用極板。