TW477726B

TW477726B - Method of manufacturing battery core body

Info

Publication number: TW477726B
Application number: TW089113423A
Authority: TW
Inventors: Hitoshi Ohmura; Tatsuo Tomomori; Hiroshi Nakashima; Hiroyuki Okano
Original assignee: Toyo Kohan Co Ltd
Priority date: 1999-07-09
Filing date: 2000-07-06
Publication date: 2002-03-01
Also published as: AU5709400A; WO2001004979A1

Description

477726 五、發明說明（1) 1— ----- 發明之詳細說jg 屬板關供形成蓄電池電極之芯体而用的穿孔金習知技術近年，蓄電池電極之電極芯体方面應使用為求正曰ϋ南）張著。此使活性物質附著於其上内。此際，洞孔係對賦錫固（anchor ，固定器活性物質為目的，使形量，必需填充儘可能多作為電極芯体用之穿孔向來以採用沖裁模之方法係較通常的。 ’尤指鎳氫電池、鎳鎘的已穿設多數洞孔之穿畜電極芯体用之穿孔用並予捲取，而經予填充與活性物質能施予接著 )作用，同時於此洞孔名成於金屬板上。為使增量的活性物質至電池容金屬板乃被要求儘量較壓穿孔的方法作為製造 (N i C d )電池孔金屬板的金屬板，係於電池容器至金屬板的 T亦需填充加電池容器内，因此薄者。穿孔金屬板發明欲解決題

然而，上述的電池用芯体之製造方法，係具有以下應解決的課題。亦即，採用沖裁模壓之穿孔方法，係欲予穿孔加工的金屬板形成可予間斷的供給，再模壓加工時不得不停止金屬板，又使與對模麼裝置作用的巨大力量結合，欲使穿孔速度提升且使穿孔金屬板之生產性提高一事係極其困難

477726 五、發明說明（2) 的。本毛月係有鑑於此種現狀完成者，以提供能使穿丨度提升且使電池用芯体之生產二速方法為目的。门幻电池用心体之製造解決為達芯体之製鍍鎳層之方向上設予壓擠以部裂斷使為特徵。與本法，係以板上，將加工突起多數洞孔輥軋輥輪体0 成上述目的造方法，係金屬板上，有多數的加形成多數的設置洞孔而發明之第二於表面上已在外周面上之穿孔輥輪的穿孔金屬幸昆札折疊部的手段、，與本發明之第一形態有關的電池用以於表面上已形成鍍鎳層或石墨分散藉f將在外周面上沿圓周方向及長度工犬起之凹設輥輪旋轉至金屬板上並凹部，以輥軋輥輪輥軋金屬板並使凹形成穿孔金屬板，製造出電池用芯体 1丄.5又，夕私旋轉並壓擠以形成有具備折疊部分板，，用折疊手段折疊毛邊部分，分及穿孔金屬板並製造出電池用芯形態樣有關的電池用芯体之製造方形成鍍鎳層或石墨分散鍍鎳層之金屬 !!圓，，T向及長度方向上設有多數的之

pt m 7- 6 5 d J τγ I 04 1 6 第五、發明說明（3) ^ --!- $ =同孔之穿孔金屬板，以輕輥輪㈣切除部分及穿孔 '屬板，製造出電池用芯体為特徵。與本發明之第四形態有關的電池用芯体之製造方法，將在外周面上沿圓周方向及長度方向上設有多數的加 ^起之凹設輥輪旋轉同時壓擠並形成多數的凹部，以輥 &輪^軋金屬板使凹部裂斷而設置洞孔，形成穿孔金屬於牙孔金屬板之表面上形成鍍鎳層或石墨分散鍍鎳層為特徵。

少與本發明之第五形悲有關的電池用芯体之製造方法，係以將在外周面上沿圓周方向及長度方向上設有多數的加工突起之穿孔輥輪旋轉同時壓擠至金屬板上以形成有具備 ^邊（burr )部分之多數洞孔的穿孔金屬板，採用折疊手 1又1以折疊毛邊部分，以輥軋輥輪同時輥軋折疊部分及前述牙孔金屬板，其後形成鍍鎳層或石墨分散鍍鎳層為特徵。

與本發明之第六形態有關的電池用芯体之製造方法，係以藉由將在外周面上沿圓周方向及長度方向上設有多數的加工突起之穿孔輥輪旋轉同時壓擠並予切除以形成具有夕數洞孔之穿孔金屬板’以輥軋輥輪同時親軋切除部分及穿孔金屬板，其後於表面上形成鍍鎳層或石墨分散鍍鎳層為特徵。且，於上述的本發明之第一形態〜第六形態的電池用芯体之製造方法，鍍鎳層係不僅由僅鎳層而成的鍍鎳層’鎳合金係作成例如以含有鎳—鈷合金、鎳—鈷—鐵合金、鎳-錳合金、鎳-磷合金、鎳—鉍合金等而成的鍍鎳合

91041-TYJP-1567-TW. ptd 第7頁 477726

金層者。曼明之實施形箜以下參閱附圖所示的若千每明。 0右干只施形態，具体的說明本發 (第一實施形態）麥照第1圖及第2圖，說明與本發明之本關的電池用芯体之製造方法。又貝也形態有

(1)首先，如第1圖所示，準八後，於該軟鋼板10上形成直石墨分ς鍍：列：鋼板10 層或石墨分散鍍鎳合金層亦可）。鍍鎳具体而言，採用以普通鋼之冷氧鋼連續鑄材為基底者作為使用匕私，，鋁脫 00 3重量％以下的極低碳鋼或於苴中已又在0. 非時效鋼，或含有3〜1 8重晉。/夕攸八孟屬之 ’ 。之姜口刀的不銹鋼板等亦可使用0

表面處理鋼板係首先以於鋼板上施加鍍鎳為佳。以下將此種鍍鎳稱作「基底鎳」。鍍基底鎳之目的，係即使於電池之内部亦可確保足夠的耐蝕性所致。 ,至=鍍基底浴，將瓦特浴、磺胺酸浴、氟化硼浴、氯化物/合等通#鍍錄所使用的浴亦可使用於本發明。至於電解法條件，以電流密度3〜8〇A/dm2，為得均勻的鍍層於浴中吹入空氣進行空氣攪拌等為宜。又，浴之pH以3· 5〜5. 5 之酸性領域為宜，浴溫度為4 0〜6 0 °C為宜。

4///26 五、發明說明（5) #至於基底鍍錦處理，以不使用有機添加者’使用有機添加劑之半光澤鍍著的c澤鑛鎳層之鎳附著量以約0.5〜5 _為宜。勺可使用。鍍 n/L著量未滿G·5㈣時在鋼板上之被覆並不^夠，未能足夠確保用作基底鍍錄之目的之耐 2未，之附著量，其效果飽和在經濟成本上並不利所之觀點以欲使形成於鋼板之兩面上為且鍍者層之厚度以0.5〜5#m為宜。数户J底：錦層係已保持鍍著狀態下亦可，惟鍍著後施以，、处&走亦可將鍍鎳層之全部或部分作成擴散層。氧化膜^ Γ以在非氧化性或還原性保護氣体下進行對防止 :膜开/成於擴散層表面上之點為宜。至於非氧化性氣 ^以：謂惰性氣体之氣、I氮等較合適使用，；：方笪^ Γ t原性氣体，以氫氣、氨裂解氣体（氫75%、氮25%) t :: 用。至於熱處理方法，雖有箱型退火法及連續 ^ ^ ，然而不論何者均可。箱型退火之情形，以熱處理，度在4 5 0 t為宜。又處理時間，在連續退火法以短時間 =理即=、’而箱型退火法則需要比較長的時間。一般而 ° 連、、貝退火以甴3 0秒至2分鐘、箱型退火以由β小時至1 5 小時為宜。其―人、’形成石墨分散鍍鎳層或石墨分散鍍鎳合金層。厂此石墨分散鍍鎳浴，係以鍍鎳浴為主（石墨分散鍍鎳層經予形成），或以其他鎳以外的金屬，例如鈷、錳、鐵％鉍等及鎳而成的合金浴為主，於該浴中使用使石

91041-TYJP-1567-TW. ptd 第9頁 ^+/// ζ,υ 五、發明說明（6) 墨分散的浴進行（經予使優越的導電劑之石少石β 7刀散鍍鎳合金層）。以使用成同時使於鍍著層中散的鍍f浴，使石墨在鍍著層生作用可改善電池二的ζ政共析，藉由凸狀的析出物之錨固本發明使用=墨:物質之保^ 可，惟以使用5〇%累積經在η:人，石乂’:之任-者均又以使用50%累積炉在^ 1之微粉碎石墨為宜。鑛層之厚度相同、，；』7:7Λ超微細石墨為更宜。與著的石墨變成容易脫落致又】田：的石墨之情形、已附 r里士认* 所致。又，亦可使用石墨化碳里。土；、面係疏水性，故即使保 : 拌亦不容易予以分散。因此，以使用界面寺;=在二中授雖子系陰料系、非離子系、兩性系之任劳考慮被鍍著板之鋼板與鍍著層之附著性、@ 之==少的點時，以使用陰離子系界面活性以石墨/刀政層為宜。陰離子系界面活性劑之中，亦以笨❹ 系或硫酸酯系之活性劑，例如烷基硫酸鈉、十二烷美二二酸納、α -婦烴續酸鈉、烧基？續酸納、2〜續號二二2二I 鈉等，用作本實施形態之石墨分散劑為最宜。几土微細石墨在鍍著浴中的分散方法，係將石墨粉末及^ 量之水稀釋的石墨分散劑予以混練，最後使用均質機或= 音波清洗機類乳化混合機使成分散狀態。此情形，事先使以少量醇類濕潤石墨粉的方法在分散上亦係有效的。如此，在石墨充分分散後、在鍍著液中攪拌並同時添加。分 4 / / 五、發明說明（7) 散液之配為佳。在並無錨固動性惡化擾所致。事先添加經予用於循環時由已設法，事先宜。若能之石墨分且，於石提高時，合量最終對鍍著液，未滿lg/L之配合量下作用。另一方面，若，石墨粉附著於鍍著又’於鍍著液中亦因分散劑約2〜i〇mL/L。分散於石墨中的分散槽之唧筒内並使鍍著於電解槽下部之細孔使石墨粉成為經常於良好的保持分散狀態散於鍛著層中。其中墨分散鍍著層之形成以降低電流密度為宜以調整成卜l〇〇g/L之添加量 ’被膜中之含石墨率過少，超過10 0g/L時，鍍著液之流層之周圍並容易生成各種困會抑制石墨粒子之凝集，故鍍著浴中之鍍著液，係以使液循環於電解槽之下部，同吹入空氣並予攪拌之兩種方鑛著浴中呈現分散狀態為時’則可使含有率約0 .丨〜5 % 以使分散約0 · 5〜2 %為宜。方面，若欲使石墨之含有率 (2 )如此，於表面上已形成石墨分散鍍鎳層丨丨、1 2之鋼板1 0上，如第1圖所示，將各自於外周面上沿圓周方向及長度方向上設有多數的加工突起13、14之上、下對之凹设親輪1 5、1 6旋轉並予壓擠而形成多數的凹部1 7、1 8。 (3)如第1圖所示，以形成上，下對之輥軋輥輪19、2〇輥軋使凹部1 7、1 8裂斷並設置洞孔2 1，以形成穿孔金屬板 2 2，用作電池用芯体。因此，於電池用芯体上塗布氫氧化鎳淤漿並使形成正極板、或於電池用芯体上塗布含&二收氫之合金的於漿並使形成負極体。如此，在本實施之形態，藉由採用凹設輥輪丨5、丨6及

第11頁外///26 五、發明說明（8) 輥軋輥輪19、20，可使穿孔速度提升並使電池用芯体之生產性提南。又對使用石墨分散鍍鎳層或金 ^乍為鍍著層之情形，因有錄及石墨之分散凸狀的表面，可提高活性物質之保持性。 (第二實施形態） J閱第2圖〜第4圖，說明與本發明之第二實施形態有關的電池用芯体之製造方法。方广第2圖所示’以前述第-實施形態所示的 :=備至屬板之一例的鋼板30後，於該鋼板3〇上形成石政鑛錄層31、32(鍍鎳層或石墨分散鑛錄合金層均 ⑺如第2圖所示，將於外周面上 m多數的加工突起33之穿孔輥輪34旋轉上’同日可壓撥以形成具有毛邊金屬板37。 ’毛^刀35之多數洞孔36的穿孔 (3 )如第3圖所示，採用狀晶王体38並折疊毛邊部分35，以:例的錐形狀剛性屬板40。乂形成具有折疊部分39之穿孔金 (4 )如第4圖所示，以形忐μ 、輕軋穿孔金屬板40並製造電池、、=軋輕輪41、42 体上塗布氫氧化鎳淤漿並d。因& ’於電池用芯上塗布含有吸收氯之合金；开;或於電池用芯体如此，即使在本實施使！成負極板。 y心猎由抓用採用穿孔輥輪

91041-TYJP-1567-TW. ptd 第12頁 477726 五、發明說明（9) 34及輥軋輥輪4丨、42，可使穿孔速度提升並使電池用芯体之生產性提高。又對使用石墨分散鍍鎳層或石、墨分散鍍鎳合金層作為鍍著層之情形，因有鎳及石墨之分散層，形成有凹凸狀的表面，可提高活性物質之保持性。 (第三實施形態）池用二明與本發明之第三實施形態有關的電 (1W先，如第5圖所示，以前述第-實施形態所示的方法準備金屬板之-例的鋼板5〇後，於該鋼板5〇上形成石墨分散鍍鎳層51、52(鍍鎳層或石墨分散鍍鎳合金犀

可）〇曰J (2 )如第5圖所向已設有多數的加轉至鋼板5 0上，同洞孔3 6之穿孔金屬 (3 )以形成上，部分5 8、5 9及穿孔電池用芯体上塗布池用芯体上塗布含如此，即使在 5 4及輥軋報輪5 5與使電池用芯体之生石墨分散鍍鎳合金六丨、α网甶上沿圓周方向及長度方 =突起53之穿孔輥輪54及切除輥輪5 5旋日守壓擠並藉由切除方式以形成具有多數板57。下對之輥軋輥輪6 0、6 1同時輥軋切除，，板5 7並製造電池用芯体。因此，於 ^氧化鎳淤漿並使形成正極板，或於電 =收氣之合金的淤漿使形成負極板。 =&之形態’藉由採用採用穿孔輥輪】乾，輪60、61，可使穿孔速度提升並思#1±提高。又對使用石墨分散鍍鎳層或曰作為鍍著層之情形，因有鎳及石墨之

91041-TYJP-1567-TW. ptd 第13頁 477726 五、發明說明（ίο) 分散層，形成有凹凸狀的表面，可提高活性物質之保持性。 (第四實施形態）參閱第6圖（a)、（ b)，說明與本發明之第四實施形態有關的電池用芯体之製造方法。如圖所示，本實施之形態係以將於第一實施形態所用的外周面上沿圓周方向及長度方向已設有多數的加工突起 1 3、1 4之凹設輥輪1 5、1 6旋轉至金屬板上，同時壓擠以形成多數的凹部，以輥軋輥輪1 9、2 0輥輪金屬板並使凹部裂斷，設置洞孔70並形成穿孔金屬板71，於穿孔金屬板71之表面上形成石墨分散鍍鎳層7 2、7 3為特徵。於本實施形態，亦藉由採用凹設輥輪1 5、1 6及輥軋輥輪1 9、20，可使穿孔速度提升並使電池用芯体之生產性提高。又，對已採用石墨分散鍍鎳層或石墨分散鍍鎳合金層作為鍍著層時，因有鎳及石墨之分散層，形成有凹凸狀的表面，可提高活性物質之保持性。再者，於洞孔70内亦形成有石墨分散鍍鎳層7 4，故可更提高電池用芯体之耐蝕性。 (第五實施形態）參閱第7圖（a )、（ b)說明與本發明之第五實施形態有關的外周面上沿圓周方向及長度方向已設有多數的加工突起33之穿孔輥輪34旋轉並同時壓擠金屬板以形成有具備毛

91041-TYJP-1567-TW. ptd 第14頁 477726 五、發明說明（11) 孔金屬板81，疊毛邊部分，板8 1，其後於由採用穿孔幸昆可使穿孔速度用石墨分散錢分散層，形成。再者，於洞高電池用芯体採用折疊手段之/ 以輥軋輥輪41、42 表面上形成石墨分輪3 4、及錐形剛性提升並使電池用芯鎳層8 2、8 3作為鍍有凹凸狀之表面，孔8 0内亦形成有石之耐飯性。邊部分之多數洞孔80的穿例的濰形狀剛性体3 8並折輥軋折疊部分及穿孔金屬散鍍鎳層8 2、8 3為特徵。於本實施形態，亦藉体38與輥軋輥輪41、42，体之生產性提高。又已採著層時，因有鎳及石墨之可提咼活性物質之保持性墨分散鑛錄層7 4，故可提 (第六實施形態）參閱第8圖（a)、（b)，說明與本發明之第六實施形態有關的電池用芯体之製造方法。如圖所示，本實施之形態係以將於第三實施形態所用的外=面上沿圓周方向及長度方向已設有多數的加工突起 53之穿孔輥輪54旋轉並同時壓擠金屬板以形成有多數洞孔 9 0之穿孔金屬板’用輥軋輥輪同時輥軋切除部分及穿孔金屬板91，其後於表面上形成石墨分散鍍鎳層92、93為徵。於本實施形態，亦藉由採用穿孔輥輪54，及切除輥輪 5 5與輥軋輥輪6 〇、6 1，可使穿孔速度提升並使電池用芯体 ^生^性提高，又對已採用石墨分散鍍鎳層9 2、9 3作為鍍著層日守’因有鎳及石墨之分散層，形成有凹凸狀的表面，

477726 五、發明說明（12) 可提高活性物質之保持性。再者，於洞孔9 0内亦形成有石墨分散鍍鎳層9 4 p故可更提高電池用芯体之耐蝕性。發明之功效如上述般、在本發明係可使穿孔速度提升並使電池用芯体之生產性提高。又已採用石墨分散鍍鎳層或石墨分散鍍鎳合金層作為鍍著層時，因有鎳及石墨之分散層，形成有凹凸狀之表面，可提高活性物質之保持性。再者，已形成穿孔金屬板後形成鍍著層的情形，亦於孔内形成有鍍著層，故可更提高電池用芯体之财钱性。圖式之簡單說明第1圖為與本發明之第一實施形態有關的電池用芯体之製造方法之模式的步驟說明圖。第2圖為與本發明之第二實施形態有關的電池用芯体之製造方法之模式的步驟說明圖。第3圖為與本發明之第二實施形態有關的電池用芯体之製造方法之模式的步驟說明圖。第4圖為與本發明之第二實施形態有關的電池用芯体之製造方法之模式的步驟說明圖。第5圖為與本發明之第三實施形態有關的電池用芯体之製造方法之模式的步驟說明圖。第6圖為與本發明之第四實施形態有關的電池用芯体之製造方法之模式的步驟說明圖。

91041-TYJP-1567-TW. ptd 第16頁 477726 五、發明說明（13) 第7圖為與本發明之第五實施形態有關的電池用芯体之製造方法之模式的步驟說明圖。第8圖為與本發明之第六實施形態有關的電池用芯体之製造方法之模式的步驟說明圖。圖號之說明 10、30、50 .......鋼板 11 、21 、31 、32 、51 、52 、72 、73 、74 、82 、83 、84 、 9 2、9 3、9 4 .......石墨分散鍍鎳層 1 3、1 4、3 3、5 3 .…加工突起 1 5、1 6 ...........凹設輥輪 17、18 ...........凹部 1 9、2 0、4 1、4 2、6 0、6 1 …輥軋輥輪 2 1 、3 6 、5 6 、7 0 、8 0 、9 0 ….洞孔 2 2、3 7、4 0、5 7、7 1、9 1….穿孔金屬板 3 4、5 4 ...........穿孔輥輪 35 ...............毛邊部分 38 ...............錐形狀剛性体 5 5 ................切除親輪

91041-TYJP-1567-TW. ptd 第17頁

Claims

477726 六、申請專利範圍用芯体之製造方*，其特徵在於表面上已形成 ^ 墨分散鍍鎳層之金屬板上，藉由沿圓周方向及長度方向上設有多數的加工突：=周心親：全ΐ:並予壓播以形成多數的凹，，以輕軋輕輪製造出ίί = :部裂斷使設置洞孔而形成穿孔金屬板，其特徵在於表面上已形屬板上，將在外周面上沿的加工突起之穿孔輥輪旋之多數洞孔的穿孔金屬，以輥軋輥輪輥軋折疊部芯体。其特徵在於表面上已形屬板上，藉由將在外周面多數的加工突起之穿孔輥具有多數洞孔之穿孔金屬穿孔金屬板，製造出電池 2 · 一種電池用芯体之製造方法成鐘錄層或石墨分散鍍鎳層之金圓周方向及县轉並壓擠以；；：：上設f多數板，採用折疊手科：備折豐部分 /V U Φ ^ m 又折疊毛邊部分刀及牙孔金屬板並 I衣造出電池用 3. 一種電池用#几 .^ ^ ^用心体之製造方法，成鍍鎳層或石墨分卜、、;L圓闺+ 土刀政鍍鎳層之金上/口圓周方向及具 ^ π ^ 長度方向上設有輪方疋轉同時壓擠並板，以輕軋輕：：：刀除以形成用芯体。 Ml切除部分及 4 · 一種電池用芯体沿圓周方向及長度方疋轉同時壓擠並形之製造方法’其特徵在於將在外周面上方向上設有多數的加工突起之凹設輥輪成多數的凹部，以輥軋輥輪輥軋金屬板

91041-TYJP-1567-TW. ptd

第18頁 -—.— 477726 六、申請專利範圍使凹部裂斷而設置洞孔，形成穿孔金屬板，於穿孔金屬板之表面上形成鍍錄層或石墨分散鍍錄層。 5. —種電池用芯体之製造方法，其特徵在於將在外周面上沿圓周方向及長度方向上設有多數的加工突起之穿孔輥輪旋轉同時壓擠至金屬板上以形成有具備毛邊部分之多數洞孔的穿孔金屬板，採用折疊手段予以折疊毛邊部分，以輥軋輥輪同時輥軋折疊部分及前述穿孔金屬板，其後形成鍍鎳層或石墨分散鍍鎳層。 6. —種電池用芯体之製造方法，其特徵在於藉由將在外周面上沿圓周方向及長度方向上設有多數的加工突起之穿孔輥輪旋轉同時壓擠並予切除以形成具有多數洞孔之穿孔金屬板，以輥軋輥輪同時輥軋切除部分及穿孔金屬板，其後於表面上形成鍍鎳層或石墨分散鍍鎳層。

91041-TYJP-1567-TW. ptd 第19頁