JPH0513064A - アルカリ蓄電池用電極板の製造方法 - Google Patents
アルカリ蓄電池用電極板の製造方法Info
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- JPH0513064A JPH0513064A JP3161778A JP16177891A JPH0513064A JP H0513064 A JPH0513064 A JP H0513064A JP 3161778 A JP3161778 A JP 3161778A JP 16177891 A JP16177891 A JP 16177891A JP H0513064 A JPH0513064 A JP H0513064A
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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
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電極板に取りつける集電端子の溶接強度を向
上させ、短絡不良などを減少させる製造方法を提供す
る。 【構成】 導電芯体面に対し垂直方向の超音波振動によ
って、導電芯体の活物質層を剥離した後、集電端子を溶
接することによって、溶接強度が向上し、また、集電端
子を溶接した電極板の反対面に耐アルカリ性の樹脂製粘
着テープを貼り付けるとさらに、活物質の脱落も押さえ
ることができるため、内部短絡の発生率も低下する。
上させ、短絡不良などを減少させる製造方法を提供す
る。 【構成】 導電芯体面に対し垂直方向の超音波振動によ
って、導電芯体の活物質層を剥離した後、集電端子を溶
接することによって、溶接強度が向上し、また、集電端
子を溶接した電極板の反対面に耐アルカリ性の樹脂製粘
着テープを貼り付けるとさらに、活物質の脱落も押さえ
ることができるため、内部短絡の発生率も低下する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アルカリ蓄電池用電極
板の製造方法に関するものである。
板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ニッケル−カドミウム蓄電池など
のアルカリ蓄電池に用いられる電極には、パンチングメ
タルなどを導電芯体として、ニッケル粉末を焼結して得
られる多孔性焼結基板にニッケル塩、カドミウム塩など
の溶液を含浸し、アルカリ処理することによって活物質
化する焼結式製法がある。また一方、導電芯体や金属繊
維焼結体、発砲ニッケルなどの三次元多孔金属板にペー
スト状の活物質を直接保持させる非焼結式製法がある。
のアルカリ蓄電池に用いられる電極には、パンチングメ
タルなどを導電芯体として、ニッケル粉末を焼結して得
られる多孔性焼結基板にニッケル塩、カドミウム塩など
の溶液を含浸し、アルカリ処理することによって活物質
化する焼結式製法がある。また一方、導電芯体や金属繊
維焼結体、発砲ニッケルなどの三次元多孔金属板にペー
スト状の活物質を直接保持させる非焼結式製法がある。
【０００３】ところで、各電極への集電端子の取付方法
としては、図２に示すように電極の芯体１に予め集電端
子部２を設けて打ち抜く方法がある。しかし、この方法
によると集電端子部２を除いた芯体の一部３が不要とな
るため材料ロスであるとともに、集電端子部２を予め形
成して打ち抜く工程が、機種切り替えなどにより煩雑で
あり、生産性が低下するという欠点を有していた。
としては、図２に示すように電極の芯体１に予め集電端
子部２を設けて打ち抜く方法がある。しかし、この方法
によると集電端子部２を除いた芯体の一部３が不要とな
るため材料ロスであるとともに、集電端子部２を予め形
成して打ち抜く工程が、機種切り替えなどにより煩雑で
あり、生産性が低下するという欠点を有していた。
【０００４】また、材料ロスをなくし、生産性を向上す
るために、電極板を所望の寸法に切断した後に、電極板
の活物質層の一部を剥離し、導電芯体面を露出させ、該
露出面に集電端子を載置し、集電端子の上面と集電端子
を載置した反対面とからなる一対の溶接極により電気溶
接で集電端子を溶接する方法がある。
るために、電極板を所望の寸法に切断した後に、電極板
の活物質層の一部を剥離し、導電芯体面を露出させ、該
露出面に集電端子を載置し、集電端子の上面と集電端子
を載置した反対面とからなる一対の溶接極により電気溶
接で集電端子を溶接する方法がある。
【０００５】しかし、この方法では、活物質層の剥離は
不十分になり、溶接極間に異物が残っている場合、水酸
化ニッケル、水酸化カドミウムなどの活物質及び、結着
剤などは、導電性が極めて乏しいので溶接極間に充分な
導通が得られず、スパークなどを起こし易いため溶接が
困難になる。そのため、生産効率及び溶接の信頼性が低
下するという欠点を有する。
不十分になり、溶接極間に異物が残っている場合、水酸
化ニッケル、水酸化カドミウムなどの活物質及び、結着
剤などは、導電性が極めて乏しいので溶接極間に充分な
導通が得られず、スパークなどを起こし易いため溶接が
困難になる。そのため、生産効率及び溶接の信頼性が低
下するという欠点を有する。
【０００６】これらの欠点を解消するために、集電端子
の取付方法として特公昭５４−３１５７５号公報では、
陰、陽極板とこれら極板間にセパレーターを介挿してな
る電極体の上下の各端面にそれぞれ各所定極板の端縁を
突出させ、該端縁上に載置した表面に無数の凸部を有す
る有孔金属板からなる集電端子を、集電端子上に当接し
た一対の溶接極で電気溶接により固着する方法が提案さ
れている。
の取付方法として特公昭５４−３１５７５号公報では、
陰、陽極板とこれら極板間にセパレーターを介挿してな
る電極体の上下の各端面にそれぞれ各所定極板の端縁を
突出させ、該端縁上に載置した表面に無数の凸部を有す
る有孔金属板からなる集電端子を、集電端子上に当接し
た一対の溶接極で電気溶接により固着する方法が提案さ
れている。
【０００７】しかしながら、この方法では集電端子の凸
部を極板端縁にくい込ませるので、陰、陽極板の短絡を
防止するために、１ｍｍ程度幅の活物質層を形成してい
ない端縁を設け、陰、陽極板をずらして捲回しなければ
ならない。そのため極板の体積エネルギー密度が低下す
るという欠点を有している。
部を極板端縁にくい込ませるので、陰、陽極板の短絡を
防止するために、１ｍｍ程度幅の活物質層を形成してい
ない端縁を設け、陰、陽極板をずらして捲回しなければ
ならない。そのため極板の体積エネルギー密度が低下す
るという欠点を有している。
【０００８】さらに、陰、陽極板をずらして捲回するこ
とにより、極板の端部に対極板と対向していない部分が
生じ、この部分の活物質が充分に反応しないという欠点
を有している。
とにより、極板の端部に対極板と対向していない部分が
生じ、この部分の活物質が充分に反応しないという欠点
を有している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の如き
問題点を解決し、コーティングした活物質の一部を除去
してその部分のエネルギー密度の低下を最小限にするこ
とによって、信頼性の高い溶接法を提供するものであ
る。
問題点を解決し、コーティングした活物質の一部を除去
してその部分のエネルギー密度の低下を最小限にするこ
とによって、信頼性の高い溶接法を提供するものであ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によるアルカリ蓄
電池用電極板の製造方法は、導電芯体に活物質層を形成
した電極板の活物質層を導電芯体面に対して垂直方向の
超音波振動を加えて剥離し、導電芯体面を露出させ、前
記電極板の活物質層を剥離した部分に集電端子を載置
し、上部から超音波ホーンを押圧し、導電芯体面に対し
て水平方向の超音波振動を加えて集電端子を溶接するこ
とを特徴とするものである。
電池用電極板の製造方法は、導電芯体に活物質層を形成
した電極板の活物質層を導電芯体面に対して垂直方向の
超音波振動を加えて剥離し、導電芯体面を露出させ、前
記電極板の活物質層を剥離した部分に集電端子を載置
し、上部から超音波ホーンを押圧し、導電芯体面に対し
て水平方向の超音波振動を加えて集電端子を溶接するこ
とを特徴とするものである。
【００１１】ここで、前記溶接時の超音波ホーンの押圧
が１．０×１０4Ｐａ以上７．０×１０4Ｐａ以下の加圧
力であることが好ましい。
が１．０×１０4Ｐａ以上７．０×１０4Ｐａ以下の加圧
力であることが好ましい。
【００１２】さらに、前記集電端子を溶接した電極板の
反対面に耐アルカリ性の樹脂性粘着テープを貼り付ける
ことが好ましい。
反対面に耐アルカリ性の樹脂性粘着テープを貼り付ける
ことが好ましい。
【００１３】
【作用】活物質層を剥離した芯体面に集電端子を載置し
て抵抗溶接で集電端子を溶接する時、芯体面と集電端子
の間に異物が残っているとスパークなどを起こして溶接
不良となる場合がある。
て抵抗溶接で集電端子を溶接する時、芯体面と集電端子
の間に異物が残っているとスパークなどを起こして溶接
不良となる場合がある。
【００１４】発明者の種々の実験によれば、水平方向の
超音波振動による溶接法では溶接面に多少の夾雑物が残
っていても信頼性の高い溶接状態が得られることがわか
った。また、芯体裏面の活物質の剥離は不要なこと、そ
して、溶接面は出来るだけ高い活物質除去率とする事
が、良好な溶接状態を得るための要因であることがわか
った。この結果をうけて、溶接部の剥離方法を種々検討
した結果、垂直方向の超音波振動による活物質除去方法
が上述の条件を満足していることを見出した。
超音波振動による溶接法では溶接面に多少の夾雑物が残
っていても信頼性の高い溶接状態が得られることがわか
った。また、芯体裏面の活物質の剥離は不要なこと、そ
して、溶接面は出来るだけ高い活物質除去率とする事
が、良好な溶接状態を得るための要因であることがわか
った。この結果をうけて、溶接部の剥離方法を種々検討
した結果、垂直方向の超音波振動による活物質除去方法
が上述の条件を満足していることを見出した。
【００１５】また、前記集電端子を溶接した電極板の反
対面に耐アルカリ性の樹脂製粘着テープを貼り付ける
と、粗れた活物質面がセパレーターを貫通したり、活物
質が脱落したりする事がないので、捲回の際の内部短絡
を防止する事が出来る。
対面に耐アルカリ性の樹脂製粘着テープを貼り付ける
と、粗れた活物質面がセパレーターを貫通したり、活物
質が脱落したりする事がないので、捲回の際の内部短絡
を防止する事が出来る。
【００１６】さらに、集電端子を押圧する超音波ホーン
の先端の加圧面（以下チップと省略する）の面積を集電
端子の面積よりも大きくすると、集電端子の端部が反り
返り、セパレーターを貫通して内部短絡を起こす恐れが
ない。
の先端の加圧面（以下チップと省略する）の面積を集電
端子の面積よりも大きくすると、集電端子の端部が反り
返り、セパレーターを貫通して内部短絡を起こす恐れが
ない。
【００１７】
〔実験１〕酸化カドミウムを主成分とする活物質ペース
トをニッケルメッキを施した厚さ８０μのパンチングメ
タルに塗着後、乾燥して公知の非焼結式カドミウム電極
板を得た。
トをニッケルメッキを施した厚さ８０μのパンチングメ
タルに塗着後、乾燥して公知の非焼結式カドミウム電極
板を得た。
【００１８】この電極板の片面の活物質層を剥離する方
法として、以下の方法を行った。 １．電極板に対して垂直方向の超音波振動を加える ２．電極板に対して水平方向の超音波振動を加える ３．先端を刃状にしたカギ型の専用治具で削る ４．サンドブラスト これらの方法によって電極板の活物質層を剥離した部分
に集電端子を載置し、上部から超音波ホーンを押圧し、
該導電芯体面に対し水平方向の超音波振動を加える事に
より集電端子を溶接した時の結果を表１に示す。
法として、以下の方法を行った。 １．電極板に対して垂直方向の超音波振動を加える ２．電極板に対して水平方向の超音波振動を加える ３．先端を刃状にしたカギ型の専用治具で削る ４．サンドブラスト これらの方法によって電極板の活物質層を剥離した部分
に集電端子を載置し、上部から超音波ホーンを押圧し、
該導電芯体面に対し水平方向の超音波振動を加える事に
より集電端子を溶接した時の結果を表１に示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】尚、ワークタイムは、上記１〜４の方法で
活物質層を剥離した時の活物質除去率がそれぞれ９９，
７０，９０及び８５％になるまでの時間である。しか
し、サンドブラストによるものでは０．５秒以上行うと
芯体に用いたパンチングメタルが著しく破損されてしま
う。
活物質層を剥離した時の活物質除去率がそれぞれ９９，
７０，９０及び８５％になるまでの時間である。しか
し、サンドブラストによるものでは０．５秒以上行うと
芯体に用いたパンチングメタルが著しく破損されてしま
う。
【００２１】以上の結果より明らかなように、活物質層
や芯体を破損すること無しに効率よく剥離するには、電
極板に対して垂直方向の超音波振動を加えることが効果
的であるとわかる。
や芯体を破損すること無しに効率よく剥離するには、電
極板に対して垂直方向の超音波振動を加えることが効果
的であるとわかる。
【００２２】〔実験２〕前記の非焼結式カドミウム電極
板に導電芯体に対して垂直方向の周波数２０ｋＨｚ、振
幅１００μの超音波振動を０．２秒間加え、活物質層を
片面のみ剥離した。尚、活物質層を剥離した面積は４ｍ
ｍ×８ｍｍであった。
板に導電芯体に対して垂直方向の周波数２０ｋＨｚ、振
幅１００μの超音波振動を０．２秒間加え、活物質層を
片面のみ剥離した。尚、活物質層を剥離した面積は４ｍ
ｍ×８ｍｍであった。
【００２３】次に３ｍｍ×２０ｍｍのニッケルメッキし
た厚さ２００μの平板である集電端子を活物質層を一部
剥離した電極板の上に載置し、３．５ｍｍ×７ｍｍのチ
ップにより０．５×１０4Ｐａ〜９．０×１０4Ｐａの間
で圧力を変化させて、導電芯体に対して水平方向の周波
数２０ｋＨｚ、振幅６０μの超音波振動を０．５秒間加
え、前記の集電端子を溶接した。この時の溶接部の引っ
張り強度を調べた結果を図１に示す。尚、図中の値は１
００個の平均値である。
た厚さ２００μの平板である集電端子を活物質層を一部
剥離した電極板の上に載置し、３．５ｍｍ×７ｍｍのチ
ップにより０．５×１０4Ｐａ〜９．０×１０4Ｐａの間
で圧力を変化させて、導電芯体に対して水平方向の周波
数２０ｋＨｚ、振幅６０μの超音波振動を０．５秒間加
え、前記の集電端子を溶接した。この時の溶接部の引っ
張り強度を調べた結果を図１に示す。尚、図中の値は１
００個の平均値である。
【００２４】図１より明らかなように、１．０×１０4
Ｐａ未満の加圧力では溶接面間の結着力が弱く、１Ｎ以
上の引っ張り強度が得られない。また、７．０×１０4
Ｐａより大きな加圧力では、芯体であるパンチングメタ
ルが破壊されるため急激に引っ張り強度が低下する。し
たがって、集電端子を溶接する際の加圧力は、１．０×
１０4Ｐａ以上７．０×１０4Ｐａ以下が望ましい。
Ｐａ未満の加圧力では溶接面間の結着力が弱く、１Ｎ以
上の引っ張り強度が得られない。また、７．０×１０4
Ｐａより大きな加圧力では、芯体であるパンチングメタ
ルが破壊されるため急激に引っ張り強度が低下する。し
たがって、集電端子を溶接する際の加圧力は、１．０×
１０4Ｐａ以上７．０×１０4Ｐａ以下が望ましい。
【００２５】〔実験３〕前記の非焼結式陰極板に垂直方
向の周波数２０ｋＨｚ、振幅１００μの超音波振動を
０．２秒間加え、活物質層を片面のみ剥離した。尚、活
物質層を剥離した面積は４ｍｍ×８ｍｍである。
向の周波数２０ｋＨｚ、振幅１００μの超音波振動を
０．２秒間加え、活物質層を片面のみ剥離した。尚、活
物質層を剥離した面積は４ｍｍ×８ｍｍである。
【００２６】次に３ｍｍ×２０ｍｍのニッケルメッキし
た厚さ２００μの平板である集電端子を活物質層を一部
剥離した電極板の上に載置し、３．５ｍｍ×７ｍｍのチ
ップにより３．５×１０4Ｐａの圧力で加圧しながら、
電極板に対して水平方向の周波数２０ｋＨｚ、振幅６０
μの超音波振動を０．５秒間加え、前記集電端子を溶接
した。
た厚さ２００μの平板である集電端子を活物質層を一部
剥離した電極板の上に載置し、３．５ｍｍ×７ｍｍのチ
ップにより３．５×１０4Ｐａの圧力で加圧しながら、
電極板に対して水平方向の周波数２０ｋＨｚ、振幅６０
μの超音波振動を０．５秒間加え、前記集電端子を溶接
した。
【００２７】このようにして得られた電極板の集電端子
の溶接した反対面に耐アルカリ性の樹脂製粘着テープを
貼り付け、公知のニッケル極板と、ナイロン不織布セパ
レーターと共に捲回し、電池Ａを得た。
の溶接した反対面に耐アルカリ性の樹脂製粘着テープを
貼り付け、公知のニッケル極板と、ナイロン不織布セパ
レーターと共に捲回し、電池Ａを得た。
【００２８】また比較として、樹脂製粘着テープを貼り
付けていない電極板を用いる以外は上記方法と同様にし
て、電池Ｂを得た。
付けていない電極板を用いる以外は上記方法と同様にし
て、電池Ｂを得た。
【００２９】この電池Ａ及びＢの内部短絡発生率の結果
を表２に示す。尚、サンプル数は各５００個行った。
を表２に示す。尚、サンプル数は各５００個行った。
【００３０】
【表２】
【００３１】表２の結果より明らかなように、電極板の
集電端子を溶接した反対面に耐アルカリ性の樹脂製粘着
テープを貼り付けた電極板を用いて作製した電池Ａは、
電池Ｂよりも内部短絡発生率が抑えられ一層の効果があ
ることが判る。
集電端子を溶接した反対面に耐アルカリ性の樹脂製粘着
テープを貼り付けた電極板を用いて作製した電池Ａは、
電池Ｂよりも内部短絡発生率が抑えられ一層の効果があ
ることが判る。
【００３２】
【発明の効果】本発明の製造方法では、垂直方向の超音
波振動による活物質除去により、集電端子の溶接が充分
にでき、また溶接強度にも優れた電極板が得られる。ま
た、生産性が高く、不良発生率の減少したアルカリ蓄電
池用電極板を提供する事ができ、その工業的価値は極め
て大である。
波振動による活物質除去により、集電端子の溶接が充分
にでき、また溶接強度にも優れた電極板が得られる。ま
た、生産性が高く、不良発生率の減少したアルカリ蓄電
池用電極板を提供する事ができ、その工業的価値は極め
て大である。
【図１】集電端子の溶接時の加圧力と引っ張り強度の関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図２】従来方法による電極板の打ち抜き図である。
フロントページの続き
(72)発明者 樋口 正樹
守口市京阪本通２丁目18番地 三洋電機株
式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 導電芯体に活物質層を形成する電極板の
製造方法において、活物質層を導電芯体面に対して垂直
方向の超音波振動を加えて剥離し、導電芯体面を露出さ
せ、前記電極板の活物質層を剥離した部分に集電端子を
載置し、上部から超音波ホーンを押圧し、導電芯体面に
対して水平方向の超音波振動を加えて集電端子を溶接す
ることを特徴とするアルカリ蓄電池用電極板の製造方
法。 - 【請求項２】 前記溶接時の超音波ホーンの押圧が１．
０×１０4Ｐａ以上７．０×１０4Ｐａ以下の加圧力であ
ることを特徴とする請求項１記載のアルカリ蓄電池用電
極板の製造方法。 - 【請求項３】 前記集電端子を溶接した電極板の反対面
に耐アルカリ性の樹脂性粘着テープを貼り付けることを
特徴とする請求項１記載のアルカリ蓄電池用電極板の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3161778A JPH0513064A (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | アルカリ蓄電池用電極板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3161778A JPH0513064A (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | アルカリ蓄電池用電極板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0513064A true JPH0513064A (ja) | 1993-01-22 |
Family
ID=15741731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3161778A Pending JPH0513064A (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | アルカリ蓄電池用電極板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0513064A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6298530B1 (en) | 1997-08-08 | 2001-10-09 | Duracell Inc. | Reinforced coiled electrode assemblies and methods of producing same |
| WO2009133689A1 (ja) * | 2008-04-28 | 2009-11-05 | 株式会社フジクラ | 光電変換素子の製造方法、及び、それにより製造される光電変換素子、及び、光電変換素子モジュールの製造方法、及び、それにより製造される光電変換素子モジュール |
| US8530084B2 (en) | 2008-06-25 | 2013-09-10 | Panasonic Corporation | Electrode structure for non-aqueous electrolyte secondary battery, method for producing the same, and non-aqueous electrolyte secondary battery |
| US11923498B2 (en) | 2014-01-17 | 2024-03-05 | Ningde Amperex Technology Limited | Lithium-ion battery having desirable safety performance |
| US12009483B2 (en) | 2015-08-31 | 2024-06-11 | Ningde Amperex Technology Limited | Secondary battery cell and winding formation system thereof |
-
1991
- 1991-07-02 JP JP3161778A patent/JPH0513064A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2009289736A (ja) * | 2008-04-28 | 2009-12-10 | Fujikura Ltd | 光電変換素子の製造方法、及び、それにより製造される光電変換素子、及び、光電変換素子モジュールの製造方法、及び、それにより製造される光電変換素子モジュール |
| US8530084B2 (en) | 2008-06-25 | 2013-09-10 | Panasonic Corporation | Electrode structure for non-aqueous electrolyte secondary battery, method for producing the same, and non-aqueous electrolyte secondary battery |
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| US12009483B2 (en) | 2015-08-31 | 2024-06-11 | Ningde Amperex Technology Limited | Secondary battery cell and winding formation system thereof |
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