JPH0275155A - 電池用極板の製造方法 - Google Patents
電池用極板の製造方法Info
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- JPH0275155A JPH0275155A JP63224905A JP22490588A JPH0275155A JP H0275155 A JPH0275155 A JP H0275155A JP 63224905 A JP63224905 A JP 63224905A JP 22490588 A JP22490588 A JP 22490588A JP H0275155 A JPH0275155 A JP H0275155A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
- H01M4/0483—Processes of manufacture in general by methods including the handling of a melt
-
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- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
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-
- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
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】
童栗上■科朋分犀
本発明は電池用極板の製造方法に関し、特に三次元網状
構造を成す三次元多孔体を有する電池用極板の製造方法
に関する。
構造を成す三次元多孔体を有する電池用極板の製造方法
に関する。
従来勿技土
アルカリ蓄電池に用いられているニッケル電極は、従来
、溶液含浸プロセスを経てニッケル粉末焼結体に活物質
を充填する、所謂焼結式製造方法により作製されている
。この製造方法によって作製された電極は、放電性能及
び長期ザイクル性能等の面で優れている。しかし、その
製造プロセスが複雑であり、電極作製に長時間を要する
等の課題がある。
、溶液含浸プロセスを経てニッケル粉末焼結体に活物質
を充填する、所謂焼結式製造方法により作製されている
。この製造方法によって作製された電極は、放電性能及
び長期ザイクル性能等の面で優れている。しかし、その
製造プロセスが複雑であり、電極作製に長時間を要する
等の課題がある。
そこで、特開昭５６−１４５６６８号公報或いは特開昭
４９−４６１４１号公報に示すように、三次元導電マト
リックス構造を有する金属繊維フェルト状焼結体（以下
、金属フェルトと称する）或いは三次元発泡多孔体（ス
ポンジ状ニッケル）に直接活物質を充填するような電池
用極板の製造方法が提案されている。このような製造方
法であれば、多孔体である金属フェルト或いはスポンジ
状ニッケルの内部に粉末状活物質を直接充填することが
可能であるので、電極の製造工程を簡略化し、短時間で
作製できるという利点がある。
４９−４６１４１号公報に示すように、三次元導電マト
リックス構造を有する金属繊維フェルト状焼結体（以下
、金属フェルトと称する）或いは三次元発泡多孔体（ス
ポンジ状ニッケル）に直接活物質を充填するような電池
用極板の製造方法が提案されている。このような製造方
法であれば、多孔体である金属フェルト或いはスポンジ
状ニッケルの内部に粉末状活物質を直接充填することが
可能であるので、電極の製造工程を簡略化し、短時間で
作製できるという利点がある。
しかし、このような三次元多孔体に粉末状活物質を直接
充填する場合には活物質粒子の保持力が小く、且つこれ
ら多孔体の孔径ば５０〜２５０μｍであり活物質の粒径
に比べて大きい。このため、これら三次元多孔体を切断
する際、若しくは電池組立て後の震動等により、切断向
から活物質が脱落することがある。この結果、電池内部
でショートが生じるという課題を有していた。特に、第
１図に示すような工程で極板を作製する際には、プレス
切断時に切断機械の震動などにより活物質の脱落が多く
なり、更に、−船釣な切断方法であるシャーリングのよ
うな機械的な方法では、金属フェルトなどの毛ばだちや
パリが生じ易くなる。この毛ばだちやパリは極板巻取り
時にセパレータを貫通して電池内部でショートを生じ、
この結果電池の品質が低下するという課題を有していた
。
充填する場合には活物質粒子の保持力が小く、且つこれ
ら多孔体の孔径ば５０〜２５０μｍであり活物質の粒径
に比べて大きい。このため、これら三次元多孔体を切断
する際、若しくは電池組立て後の震動等により、切断向
から活物質が脱落することがある。この結果、電池内部
でショートが生じるという課題を有していた。特に、第
１図に示すような工程で極板を作製する際には、プレス
切断時に切断機械の震動などにより活物質の脱落が多く
なり、更に、−船釣な切断方法であるシャーリングのよ
うな機械的な方法では、金属フェルトなどの毛ばだちや
パリが生じ易くなる。この毛ばだちやパリは極板巻取り
時にセパレータを貫通して電池内部でショートを生じ、
この結果電池の品質が低下するという課題を有していた
。
そこで、金属フェルト等に毛ばだちやパリが生したり、
活物質が脱落したりするのを防止すべく、切断後に再度
全切断面をプレスしたり、若しくは結着剤などで固定す
る方法等が提案されている。
活物質が脱落したりするのを防止すべく、切断後に再度
全切断面をプレスしたり、若しくは結着剤などで固定す
る方法等が提案されている。
虜ｔルが奔稔処しＡビＸ者Ｊ）４間−雌点しかしながら
、このような方法で電池用極板を作製した場合には、製
造工程が増加、複雑化するため、電池のコストアップを
招来するという課題を有していた。
、このような方法で電池用極板を作製した場合には、製
造工程が増加、複雑化するため、電池のコストアップを
招来するという課題を有していた。
本発明は上記従来の課題を考慮して、コストアップを招
くことなく、毛ばだちやハリが生じたり、活物質が脱落
するのを防止しうる電池用極板の製造方法の提供を目的
とするものである。
くことなく、毛ばだちやハリが生じたり、活物質が脱落
するのを防止しうる電池用極板の製造方法の提供を目的
とするものである。
則■嘉玉邂迭ｊｋｋ及辺Ｊ且
本発明は上記目的を達成するために、導電性を有する三
次元多孔体に活物質粉末を直接充填して活物質充填極板
を作製する第１ステップと、この活物質充填極板をレー
ザ光にて溶融しつつ切断する第２ステップとを有するこ
とを特徴とする。
次元多孔体に活物質粉末を直接充填して活物質充填極板
を作製する第１ステップと、この活物質充填極板をレー
ザ光にて溶融しつつ切断する第２ステップとを有するこ
とを特徴とする。
作−一□朋
上記構成であれば、三次元多孔体く金属フェルトやスポ
ンジ状ニッケル）に活物質を充填した活物質充填極板を
、レーザ光により極板断面を溶融させながら切断するの
で、切断面で三次元多孔体の骨格が溶融して大きくふく
らんで活物質を覆い、且つ、活物質の一部とニッケル骨
格が溶融して活物質と基体とが結着される。これにより
、切断面において活物質が脱落するのを防止することが
できる。また、切断面で三次元多孔体の骨格が溶融する
ので、切断面で毛ばたちゃハリが生じるのを防止するこ
とができる。これらの結果、製造工程を増加させること
なく、電極が脱落したり電池組立後にショートが生じる
のを防止することが可能となる。
ンジ状ニッケル）に活物質を充填した活物質充填極板を
、レーザ光により極板断面を溶融させながら切断するの
で、切断面で三次元多孔体の骨格が溶融して大きくふく
らんで活物質を覆い、且つ、活物質の一部とニッケル骨
格が溶融して活物質と基体とが結着される。これにより
、切断面において活物質が脱落するのを防止することが
できる。また、切断面で三次元多孔体の骨格が溶融する
ので、切断面で毛ばたちゃハリが生じるのを防止するこ
とができる。これらの結果、製造工程を増加させること
なく、電極が脱落したり電池組立後にショートが生じる
のを防止することが可能となる。
特に、切断面に補助ガスを吹き付けながら溶融切断すれ
ば、溶融した金属が吹き流され切断面を広く覆うので、
上記の効果を一層発揮することができる。
ば、溶融した金属が吹き流され切断面を広く覆うので、
上記の効果を一層発揮することができる。
次−」Ｌ−伝
本発明の一実施例を、第１図乃至第５図に基づいて、以
下に説明する。
下に説明する。
先ず初めに、第１図に示すように、目付６００ｇ／ｃｒ
Ａのニッケル繊維フェルト焼結基体に水酸化ニッケルを
主成分とするペースト状の活物質を充填した後、これに
結着剤を添加した（Ｓｌ）。次に、ペーストを乾燥させ
た（３２）後、プレスを行って活物質充填極板を作製し
た（Ｓ３）、次いで、炭酸ガスレーザ（出力１０ＫＷ連
続発振）を用いて上記極板を所定の形状に切断した（Ｓ
４）。この際、炭酸ガスレーザの溶融切断速度は５ｍ／
ｍｉｎで行ない、また、溶接部に吹きつける補助ガスと
してアルゴンガスを使用した。しかる後、集電用タブを
上記切断極板に溶接して（Ｓ５）、完成極板を作製した
（Ｓ６）。このようにして作製した極板を、以下（Ａ）
極板と称する。
Ａのニッケル繊維フェルト焼結基体に水酸化ニッケルを
主成分とするペースト状の活物質を充填した後、これに
結着剤を添加した（Ｓｌ）。次に、ペーストを乾燥させ
た（３２）後、プレスを行って活物質充填極板を作製し
た（Ｓ３）、次いで、炭酸ガスレーザ（出力１０ＫＷ連
続発振）を用いて上記極板を所定の形状に切断した（Ｓ
４）。この際、炭酸ガスレーザの溶融切断速度は５ｍ／
ｍｉｎで行ない、また、溶接部に吹きつける補助ガスと
してアルゴンガスを使用した。しかる後、集電用タブを
上記切断極板に溶接して（Ｓ５）、完成極板を作製した
（Ｓ６）。このようにして作製した極板を、以下（Ａ）
極板と称する。
また、上記（Ａ）極板とカドミウム極板とを、セパレー
タを介して渦巻状に捲回してニッケルカドミウム電池を
作製した。このようにして作製した電池を、以下（ａ）
電池と称する。
タを介して渦巻状に捲回してニッケルカドミウム電池を
作製した。このようにして作製した電池を、以下（ａ）
電池と称する。
活物質充填極板をシャーリングで切断して切断極板を作
製した以外は上記実施例と同一条件で完成極板を作製し
た。このようにして作製した極板を、以下（Ｂ）極板と
称する。
製した以外は上記実施例と同一条件で完成極板を作製し
た。このようにして作製した極板を、以下（Ｂ）極板と
称する。
また、上記（Ｂ）極板とカドミウム極板とを、セパレー
タを介して渦巻状に捲回してニッケルカドミウム電池を
作製した。このようにして作製した電池を、以下（ｂ）
電池と称する。
タを介して渦巻状に捲回してニッケルカドミウム電池を
作製した。このようにして作製した電池を、以下（ｂ）
電池と称する。
上記（Ａ）極板と（Ｂ）極板との断面を走査型電子顕微
鏡で調べたので、その写真をそれぞれ第２図、及び第３
図に示す。
鏡で調べたので、その写真をそれぞれ第２図、及び第３
図に示す。
第２図に示すように、レーザ光で切断した（Ａ）極板で
は、金属フェルトおよび活物質が溶融されて結着してい
るので、活物質の脱落や金属フェルトの毛ばたちが生し
ていないことが認められる。これに対して、シャーリン
グで切断した（Ｂ）極板では、第３図に示すように、金
属フェルトおよび活物質が溶融されておらず、活物質の
脱落や金属フェルトの毛ばたちが生していることが認め
られる。
は、金属フェルトおよび活物質が溶融されて結着してい
るので、活物質の脱落や金属フェルトの毛ばたちが生し
ていないことが認められる。これに対して、シャーリン
グで切断した（Ｂ）極板では、第３図に示すように、金
属フェルトおよび活物質が溶融されておらず、活物質の
脱落や金属フェルトの毛ばたちが生していることが認め
られる。
レーザ光で溶融切断した金属フェルト焼結体〔以下、（
Ａ）焼結体と称する〕と、シャーリングで切断した金属
フェルト焼結体Ｃ以下、（Ｂ）焼結体と称する〕との断
面を走査型電子顕微鏡で調べたので、その写真をそれぞ
れ第４図、及び第５図に示す。
Ａ）焼結体と称する〕と、シャーリングで切断した金属
フェルト焼結体Ｃ以下、（Ｂ）焼結体と称する〕との断
面を走査型電子顕微鏡で調べたので、その写真をそれぞ
れ第４図、及び第５図に示す。
第５図に示すように、（Ｂ）焼結体の金属フェルト切口
は鋭角となっていることが認められる。
は鋭角となっていることが認められる。
このため、シャーリングで金属フェルト焼結体を切断し
た場合には、セパレータ等を突き破ってショートが生じ
ることがある。これに対し、（Ａ）焼結体では各金属フ
ェルト繊維が溶けて丸くなっていることが認められる。
た場合には、セパレータ等を突き破ってショートが生じ
ることがある。これに対し、（Ａ）焼結体では各金属フ
ェルト繊維が溶けて丸くなっていることが認められる。
したがって、レーザ光で金属フェルト焼結体を切断した
場合には、比較例のような原因によるショートが生じ難
いと考えられる。
場合には、比較例のような原因によるショートが生じ難
いと考えられる。
前記（ａ）電池及び（ｂ）電池との振動試験を行い、試
験後のショート発生率を調べたので、その結果を下記第
１表に示す。尚、期間は１週間行い、また、加速度はＩ
Ｇ〜５Ｇで行った。
験後のショート発生率を調べたので、その結果を下記第
１表に示す。尚、期間は１週間行い、また、加速度はＩ
Ｇ〜５Ｇで行った。
第１表
資料数＝１０００セル
上記第１表に示すように、比較例の（Ｂ）極板を用いた
（ｂ）電池ではショート発生率が１．３％であるのに対
して、本発明の（Ａ）極板を用いた（ａ）電池ではショ
ート発生率が０．２％であることが認められる。したが
って、（ａ）電池は（ｂ）電池と比べて、性能が著しく
向上したことが伺える。
（ｂ）電池ではショート発生率が１．３％であるのに対
して、本発明の（Ａ）極板を用いた（ａ）電池ではショ
ート発生率が０．２％であることが認められる。したが
って、（ａ）電池は（ｂ）電池と比べて、性能が著しく
向上したことが伺える。
ここで、（ｂ）電池におけるショートの原因のほとんど
は、活物質脱落による軽ショートであった。
は、活物質脱落による軽ショートであった。
尚、三次元多孔体のスポンジ状ニッケルを基体として用
いた場合であっても、レーザ光で切断すれば、金属フェ
ルトを基体として用いた場合と同様の効果が実験で得ら
れた。
いた場合であっても、レーザ光で切断すれば、金属フェ
ルトを基体として用いた場合と同様の効果が実験で得ら
れた。
また、レーザ光を使用して極板を切断した場合には、上
記効果の他コイン型などの自由な形状の極板を短時間で
容易に作製することができるという利点もある。
記効果の他コイン型などの自由な形状の極板を短時間で
容易に作製することができるという利点もある。
更に、本発明は上記実施例で示すニッケル極のみならず
、カドミウム極等他の電池用極板の製造方法についても
適応しうろことは勿論である。
、カドミウム極等他の電池用極板の製造方法についても
適応しうろことは勿論である。
加えて、上記実施例においては補助ガスとしてアルゴン
ガスを用いたが、これに限定されるものではなく、例え
ば窒素ガスを用いることも可能である。但し、この場合
には酸化窒素ガスが生成するため環境上の問題に対して
注意すべきである。
ガスを用いたが、これに限定されるものではなく、例え
ば窒素ガスを用いることも可能である。但し、この場合
には酸化窒素ガスが生成するため環境上の問題に対して
注意すべきである。
光所Ω盈果
以上のように本発明によれば、三次元多孔体（金属フェ
ルトやスポンジ状ニッケル）に活物質を充填した活物質
充填極板を、レーザ光により極板断面を溶融させながら
切断するので、切断面で活物質が脱落するのを防止する
ことができると共に、切断面で毛ばたちゃハリが生じる
のを防止することができる。これにより、製造工程を増
加させることなく、電極が脱落したり電池組立後にショ
ートするのを防止することが可能となり、この結果、低
コストで電池の性能を飛躍的に向上させることができる
等の効果を奏する。
ルトやスポンジ状ニッケル）に活物質を充填した活物質
充填極板を、レーザ光により極板断面を溶融させながら
切断するので、切断面で活物質が脱落するのを防止する
ことができると共に、切断面で毛ばたちゃハリが生じる
のを防止することができる。これにより、製造工程を増
加させることなく、電極が脱落したり電池組立後にショ
ートするのを防止することが可能となり、この結果、低
コストで電池の性能を飛躍的に向上させることができる
等の効果を奏する。
第１図は本発明の電池用極板の製造方法のフロー図、第
２図は本発明の（Ａ）極板の断面を示す写真、第３図は
比較例の（Ｂ）極板の断面を示す写真、第４図は（Ａ）
焼結体の断面を示す写真、第５図は（Ｂ）焼結体の断面
を示す写真である。 特許出願人：三洋電機 株式会社
２図は本発明の（Ａ）極板の断面を示す写真、第３図は
比較例の（Ｂ）極板の断面を示す写真、第４図は（Ａ）
焼結体の断面を示す写真、第５図は（Ｂ）焼結体の断面
を示す写真である。 特許出願人：三洋電機 株式会社
Claims (2)
- （１）導電性を有する三次元多孔体に活物質粉末を直接
充填して活物質充填極板を作製する第１ステップと、 この活物質充填極板をレーザ光にて溶融しつつ切断する
第２ステップと、 を有することを特徴とする電池用極板の製造方法。 - （２）前記第２ステップにおいて、切断面に補助ガスを
吹きつけながら切断することを特徴とする請求項１記載
の電池用極板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63224905A JPH0275155A (ja) | 1988-09-08 | 1988-09-08 | 電池用極板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63224905A JPH0275155A (ja) | 1988-09-08 | 1988-09-08 | 電池用極板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0275155A true JPH0275155A (ja) | 1990-03-14 |
Family
ID=16820995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63224905A Pending JPH0275155A (ja) | 1988-09-08 | 1988-09-08 | 電池用極板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0275155A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0845500A (ja) * | 1994-07-29 | 1996-02-16 | Sanyo Electric Co Ltd | 電極の製造方法 |
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1988
- 1988-09-08 JP JP63224905A patent/JPH0275155A/ja active Pending
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