JPS635176Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、電池用極板のリード取付構造を改善
し、リード取付強度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。
これらのうち焼結式極板は、穴あき多孔金属板を
集電体とし、これにニツケル粉末を焼結して多孔
体を作り、この多孔体内にニツケル塩を含浸させ
て電気的あるいは化学的に活物質化していた。そ
して、この工程を所望の電極容量になるまで繰り
返して行なうことにより、高率放電にすぐれ、長
寿命の極板を得ていた。しかし、この極板は活物
質の充填工程が煩雑で、しかも繰り返し充填を行
なう必要があるために製造コストが高く、製造工
程の合理化，簡略化が強く望まれている。

最近、焼結式に用いられる焼結式多孔体とよく
似ているが、多孔度が95％以上にできるととも
に、その孔径も焼結式の数μmに比べて数十μmか
ら５mm程度まで任意に製作でき、しかも粒界を持
たない連続して連なる孔を有した三次元的網目構
造の発泡状金属多孔体（以下発泡メタルという）
が注目されている。この発泡メタルは、焼結式多
孔体に比べて高多孔度であり、孔径が大きいこと
から活物質粉末を直接充填でき、高容量極板が期
待できる。またその上、製造工程の合理化、簡略
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、一部実用化され
つつある。

しかしながら、この発泡メタルを用いた極板は
活物質が充填された発泡メタル極板に、リードを
スポツト溶接により取付けようとすると、発泡メ
タル内に充填された電気的抵抗の大きい活物質に
妨げられ、スポツト溶接電流が流れなかつたり、
または流れる際にスパークが生じたりして、リー
ドと前記発泡メタルとを確実に溶接することがで
きなかつた。

これを解決するために発泡メタルを用いた極板
は、第１〜４図に示すように、リード取付部２を
あらかじめ加圧圧縮によつてくぼみ３として形成
し、この部分の多孔度を小さくしてリード取付部
分への活物質の充填を低減するとともに、このリ
ード取付部２の単位体積当りの金属材料の量を増
すことにより、第３図に示すようにリード取付部
２とリード４とを溶接点５Ａ，５Ｂにおいてスポ
ツト溶接させている。

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、本質的に三
次元的網目構造状の発泡メタル１は数十μm程度
の小さい格子で形成されており、リード取付部２
を加圧圧縮することにより、単位体積当りの金属
材料の密度を高くしても、焼結式多孔体のよう
に、金属網あるいは穴あき多孔金属板の如き強度
を有する芯体を具備していないため、リード４の
取付強度を大幅に向上させることは困難であつ
た。

例えば、第１図の多孔度95％のニツケルからな
る発泡メタル１にリード取付部２を加圧圧縮して
設けたのち、水酸化ニツケルを主成分とする活物
質ペーストを充填し加圧成型して第２図に示すよ
うな発泡メタル極板１を形成し、さらにリード取
付部２にニツケル板からなるリード４を第３図に
示すように２個所の溶接点５Ａ，５Ｂで溶接固定
する。そしてこのように構成した発泡メタル極板
１′のリード４を第４図の斜視図に示した矢印Ａ
方向、即ちこの発泡メタル極板１′面に対し90度
（垂直）方向に引張ると、上部に位置する溶接点
５Ａのリード４とリード取付部２との接合部が上
部端から剥離し、リード取付部２の一部分の発泡
メチルがちぎれて穴があくことがあつた。この時
の引張り荷重は数十〜数百ｇと非常に小さく、電
気的接続抵抗は問題にはならなかつたが、機械的
強度が問題となり、取扱い上、あるいは電池組立
工程などにおいて障害を生じる要因となつてい
た。

この問題点を解消するために、従来からいろい
ろな方法が提案されている。例えば、発泡メタル
と同種の金属材料であつても、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、加圧してこの部分の発泡メタルと前記多孔体
とを圧縮によつて相互にからみ合つた状態にした
のち、この部分にリードを溶接固定する方法が提
案されている。この方法によれば、このリード取
付部の金属材料の密度は1.5〜３倍程度増加する
ために前述した従来法に比べて取付強度は向上
し、多孔度95％の発泡メタルを用いた場合、750
〜800ｇ程度の引張り荷重まで耐えることができ
る。しかし、焼結式のアルカリ電池用極板の取付
強度としてほぼ満足すべき値である２Kgには及ば
ず、第１０図のロで示す従来例の取付強度のバラ
ツキ範囲内であり、強度的にはいま一歩であつ
た。

また、実開昭51−14736号には、発泡金属の端
部に、リードを固定した金属板を固定する方法も
提案されている。この方法は、発泡メタルの端縁
部の一辺もしくは全部の辺の両側に金属板を溶接
固定するものである。しかしこの方法においても
前述したように、リードの引張り荷重は、リード
に最も近い溶接点に集中して加わり、この部分の
発泡メタルがちぎれてしまうことが多かつた。し
たがつてリードは、上記金属板あるいは発泡メタ
ルから比較的小さな荷重で剥離してしまい、この
方法でもまだ問題が残されている。

さらに、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し、リー
ドを固定する方法も提案されている。この方法は
熱硬化性樹脂を均一に塗着することがむずかし
く、他への付着などが生じて障害となる。また硬
化に時間を要し、生産性の点から問題があつた。

本考案は、電池用極板、特に発泡メタルを用い
たアルカリ電池用極板におけるリードの取付強度
を向上させ、安全性，信頼性，耐振性の高い極板
からのリード取出し構造を提供するものである。

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た圧縮部か
らなるリード取付部にリードを溶着させるととも
に、リードが貫通する開口部を有した補強部材を
リード取付部を挾持するように溶着した構成を有
している。

作 用 この構成により、リード取付部に溶着されたリ
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接箇所に分散する
ことができる。

実施例 以下、本考案を実施例をもとに図面を用いて説
明する。第７図において、発泡メタル極板１′は
第１〜４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一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型して発泡メタ
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にリード４を配し、
スポツト溶接によりリード４とリード取付部２と
を固定する。つぎに第５図に示すように、中央部
に前記リード４が貫通可能な開口部６Ａを有する
補強部材、ここではニツケル板によつて構成した
補強部材６を第６図に示すように開口部６Ａを中
心としてコ字状に折曲げ、これを第７図に示すよ
うに、前記開口部６Ａにリード４を貫通させ、か
つリード取付部２をこの補強部材６で挾持するよ
うに配設したのち、複数個の溶接点７Ａ，７Ｂに
おいてスポツト溶接し、この補強部材６とリード
４およびリード取付部２とを一体化する。第８図
は、第７図に示されるリード取付部のX₂−X₂′に
沿つた拡大断面図で示したもので、コ字状に形成
された補強部材６が、リード取付部２とこの取付
部２上に配設固定されたリード４とを挾持するよ
うに両側に配設されて固定されている。

第９図は本考案によるリード取付状態を斜視図
で示したものである。この図に示したように、リ
ード４は補強部材６の中央部に形成された開口部
６Ａを貫通するように構成され、この補強部材６
により、リード４は強固に発泡メタル極板１′と
一体化されたものである。

本考案による実施例では、アルカリ蓄電池用の
基板として多孔度95％、厚さ2.0mm，平均孔径
150μmのニツケルの発泡メタルを用い、この発泡
メタルの適宜な位置、ここでは端部の一部に５×
10mmの大きさのリード取付部２を圧力350Kg／cm²
で加圧圧縮して形成した。ついでこの発泡メタル
に、水酸化ニツケルを主成分とする活物質ペース
トを充填し、500Kg／cm²以上の圧力で加圧成型し
て発泡メタル極板１′とした。この発泡メタル極
板１′のリード取付部２にニツケル板からなる厚
さ0.2mm、幅３mm、長さ25mmのリード４を配し、
複数箇所スポツト溶接により固定した。つぎに厚
さ0.1mmの耐アルカリ性を有する金属材料、例え
ばニツケル板を第５図に示すような形状に構成し
てなる補強部材６を第６図に示されるようにコ字
状に折曲げて形成し、この補強部材６の中央部に
設けた開口部６Ａにリード４を貫通せしめ、かつ
第７図，第９図で示されるようにリード４および
リード取付部２を挾持するように、これらの両側
に配設する。その後、スポツト溶接によりこの補
強部材６とリード４およびリード取付部２とを固
定する。

このようにして発泡メタル極板１′からリード
４を取り出した本考案の実施例品を、第９図の斜
視図に示すように、前記発泡メタル極板１′面の
垂直方向（矢印Ａ方向）にリード４を引張り、発
泡メタル極板１′からリード４が剥離する荷重、
即ち引張り荷重を測定すると3.3Kg〜4.0Kgであつ
た。

第１０図に、第１図〜第４図に示す従来例の引
張り荷重ロと、第５図〜第９図に示す本考案によ
る実施例の引張り荷重イを比較して示す。引張り
荷重は多孔度が小なる程増加する傾向を示すが、
従来例ロでは多孔度を小さくするだけでは引張り
荷重を著しく向上できない。しかし本考案によれ
ば、従来例に比べて、平均値で約９倍の引張り荷
重の向上が得られた（多孔度95％において比較）。

このように本実施例によれば、リード取付強度
は、安全性，信頼性，耐振性の目安である2.0Kg
以上の約２倍の強度が得ることができ、本実施例
による発泡メタル極板をカドミウム極板とこれら
の極板間にセパレータを介して構成したニツケ
ル・カドミウム蓄電池により充電，放電を行なつ
たところ、その性能において何ら問題を生じるこ
とはなかつた。

本実施例において、補強部材にはニツケル板を
用意し、これをコ字状に形成して用いたが、Ｖ字
状，Ｕ字状に形成しても同様の効果が得られた。

またニツケル板は、無孔の平板で構成したが、
エキスパンドメタル板、穴あき多孔板、エンボス
加工板などの耐アルカリ性金属材料で形成しても
同等の結果が得られた。

以上説明した実施例では、補強部材に溶接可能
な金属材料を使用して構成し、リードおよびリー
ド取付部とこの補強部材とを溶接により固定一体
化した例について説明した。

つぎに熱溶融性樹脂を用いた本考案の他の実施
例について説明する。補強部材にポリプロピレ
ン，ポリエチレン，ポリエステルの如き熱溶融性
樹脂からなるフイルムもしくは板を用い、第５図
に示されるように、中央部に開口部６Ａを形成す
る。

つぎに第７図に示されるように、リード取付部
２にリード４を固定してなる発泡メタル極板１′
のリード４が前記開口部６Ａを貫通させるように
配したのち、この補強部材６を、前記リード４と
リード取付部２とを挾持するように折曲げ、つい
で加熱し加圧することによつてこの補強部材６を
リード４およびリード取付部２に溶着せしめる。

本実施例では、補強部材６にポリプロピレンの
厚さ300μmのフイルム状のものを使用し、幅4.5
mm，長さ20mmに裁断し、その中央部に幅3.0mm，
間隙0.2mmの開口部を形成して用いた。加熱溶着
は165℃で30秒間、適宜な圧力で加圧しながら行
なつた。

この実施例によれば、リード４の溶接時に発生
するバリや、リード４のエツジ部分を樹脂により
被覆することができ、電池構成時に生じる微小短
絡を低減する効果があつた。リード取付強度につ
いては、前述した金属材料を補強部材として用い
た実施例と同等程度かやや劣る程度の強度であつ
たが、安全性の目安である2.0Kg以上は十分に得
られた。

考案の効果 以上説明したように、本考案はアルカリ電池用
極板のリード取付強度を著しく向上させ、信頼
性，耐振性，安全性を向上させるものであり、特
に発泡メタルを基板として用いた発泡メタル極板
のリード取付強度を向上させるのに効果の大なる
ものである。

また、焼結式極板のリード取付強度の向上やリ
ード取付上の信頼性を高める点でも有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例における発泡状金属多孔体を用
いた極板を示す平面図、第２図は第１図のX₁−
X₁′を結ぶ線に沿つた要部拡大断面図、第３図は
同極板のリード取付部にリードを溶接した平面
図、第４図は第３図の極板のリードを引張つた状
態を示す斜視図、第５図は本考案の実施例におけ
る補強部材を示す展開図、第６図はコ字状に折り
曲げた同補強部材の斜視図、第７図は同補強部材
を用いてリードを固定した本考案の実施例におけ
る極板を示す平面図、第８図は第７図のX₂−
X₂′を結ぶ線に沿つた要部拡大断面図、第９図は
同じく要部を示す斜視図、第１０図は極板の多孔
度とリード取付強度との関係を示す図である。 １……発泡状金属多孔体（発泡メタル）、１′…
…発泡メタル極板、２……リード取付部、４……
リード、６……補強部材、６Ａ……リードが貫通
する開口部、７Ａ，７Ｂ……溶接個所。

Claims (1)

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、前記発泡状金属
   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、前記リード取付部２に溶
   着されたリード４と、前記リード４が貫通する
   開口部６Ａを有し前記リード取付部２を挾持す
   るように溶着した補強部材６とを備えた電池用
   極板。 (2) 前記補強部材６が、中央部に開口部６Ａを有
   する板状部材をＵ字状，Ｖ字状もしくはコ字状
   に折り曲げて形成してなることを特徴とする実
   用新案登録請求の範囲第１項記載の電池用極
   板。 (3) 前記補強部材６が、耐アルカリ性を有する金
   属材料からなり、前記リード取付部２に溶接さ
   れていることを特徴とする実用新案登録請求の
   範囲第２項記載の電池用極板。 (4) 前記補強部材６が、熱溶融性樹脂板で形成さ
   れ、前記リード取付部２に熱溶着により固定さ
   れていることを特徴とする実用新案登録請求の
   範囲第２項記載の電池用極板。