JPH0773865A - 繊維状または海綿状構造の芯を有する、電気化学式発電装置用の電極上に金属コネクションを接続する方法及びそれによって得られる電極 - Google Patents

繊維状または海綿状構造の芯を有する、電気化学式発電装置用の電極上に金属コネクションを接続する方法及びそれによって得られる電極

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JPH0773865A
JPH0773865A JP6113099A JP11309994A JPH0773865A JP H0773865 A JPH0773865 A JP H0773865A JP 6113099 A JP6113099 A JP 6113099A JP 11309994 A JP11309994 A JP 11309994A JP H0773865 A JPH0773865 A JP H0773865A
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Roelof Verhoog
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Claude Precigout
クロード・プレスイグ
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電極の電気的・機械的性能を向上させる。 【構成】 金属帯(24)と主芯(22)の間の溶接区
域の少くとも右側に、前記主芯と類似の性質の支持芯
(27)を溶接の前に配設することを特徴とする、芯の
一縁部に少くとも1本の金属帯を当て、圧縮溶接するこ
とにより、繊維状または海綿状構造の芯を有する電気化
学式発電装置用の電極上に金属コネクションを接続する
方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電気化学式発電装置
用、特に産業用及び駆動用に向けられた蓄電池バッテリ
用の、繊維状または海綿状構造の芯を有する電極上に金
属コネクションを接続する方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】こうし
た応用例に繊維状または海綿状構造の芯を使用するの
は、バッテリの重量を大幅に減少させるので極めて興味
深いものである。しかし、電極の芯は、軽量に加えて、
大きな多孔度と、導電性と、たとえば帯鋼の剛性金属導
体である電気コネクションとの接続のレベルで十分な機
械抵抗を示さなければならない。
【0003】この接続は一般に溶接によって行われる。
芯の縁部をコネクションに当て、加圧して溶接する。フ
ランス特許出願第2604302号及び米国特許第50
85956号にこうした方法が記載されている。
【0004】別の変形例によれば、電極の芯の両側に2
つの金属帯を使用し、それを電気溶接する。
【0005】こうした方法は、電極の電気的・機械的性
能の点で満足できるものでないことが確認されている。
【0006】本発明の目的は、これらの性能をはっきり
と向上させることができる改善された方法を提案するこ
とである。
【0007】
【課題を解決するめための手段】本発明の目的は、金属
帯と主芯の間の溶接区域の少くとも右側に、前記主芯と
類似の性質の支持芯を溶接の前に配設することを特徴と
する、芯の一縁部に少くとも1つの金属帯を当て、圧縮
溶接することにより、繊維状または海綿状構造の芯を有
する電極上に金属コネクションを接続する方法を提供す
ることである。
【0008】第1の変形例によれば、前記主芯と前記支
持芯の間に前記金属帯を挿入する。
【0009】第2の変形例によれば、前記主芯と前記支
持芯とによって形成されるアセンブリの両側に2つの金
属帯を使用する。
【0010】前記両方の芯に合体された金属帯の高さ
は、前記支持芯の高さの半分より低いことが好ましい。
【0011】これらのどちらかの変形例と共に、本発明
による電極の第1の実施例によれば、コネクションの前
記接続は、前記電極を所定の厚さに全体的に圧縮した後
の操作である、前記主芯内及び前記支持芯内への電気化
学的活性物質の導入の前に行う。
【0012】本発明による電極の第2の実施例によれ
ば、前記主芯と前記支持芯をまず圧縮により互いに結合
し、次いでこのアセンブリ内に電気化学的に活性で導電
性の物質を導入し、前記電極の所定の厚さにするために
全体的に圧縮を行い、コネクションの前記溶接を実施す
る。
【0013】電気化学的に活性な物質が導電性でない場
合、これを前記コネクションの溶接レベルで主芯及び支
持芯内に導入しない。
【0014】主芯と支持芯の固定をさらに増強するた
め、前記どちらかの芯内に、直径2〜8mmの多数の孔を
5〜50mmのピッチで設ける。圧縮後、両方の芯を瓦状
に重ね合わせたものが得られる。
【0015】また、主芯と支持芯を点溶接、電気溶接、
または超音波溶接によって予め合体させることにより、
この固定を改善することができる。
【0016】電気化学的活性物質は、たとえば水酸化ニ
ッケル、水素化可能合金、炭素、酸化カドミウム、酸化
亜鉛、水酸化亜鉛、酸化銀のうちから選ぶことができ
る。
【0017】前記主芯と前記支持芯の材料は、海綿状ニ
ッケル、海綿状ニッケル鋼、及びニッケルまたは銀を添
加したポリウレタン・フェルトのうちから選ぶことがで
きる。
【0018】前記帯は、厚さ0.05〜1mmのニッケル
鋼製とするのが好都合であり、前記主芯と前記支持芯
は、密度200〜2000 g/m2 、主芯の初期厚さ0.
5〜5mm、支持芯の初期厚さ0.5〜5mmの海綿状ニッ
ケル製とする。密度は500 g/m2 程度、主芯と支持芯
の初期厚さは1.7mmとすることが好ましい。
【0019】コネクションにかかる機械力が特に大きく
なるはずのときは、支持芯の密度を主芯の密度より大き
く選ぶことが好ましい。したがって、前記主芯は密度5
00〜900 g/m2 、初期厚さ1.4〜2.5mmの海綿
状ニッケル製とし、前記支持芯は密度500〜1500
g/m2 、初期厚さ1.4〜2.5mmの海綿状ニッケル製
とする。
【0020】本発明のその他の特徴及び利点は、限定的
なものではなく例示的なものとして示す以下の実施例に
関する説明から明らかになろう。
【0021】
【実施例】例I 図1に本発明に属さない電極1を示す。この電極は、初
期厚さ1.7mm、密度500 g/m2 の海綿状ニッケル製
の芯2を含む。
【0022】この芯には、コネクションとの接続を行う
区域3を除き、水酸化ニッケルを導入してある。ペース
トを充填した芯2を厚さ1mmに圧縮する。次に、芯2の
区域3の両側に、電極の幅全体に厚さ0.1mmのニッケ
ル鋼製金属帯4、5を貼り付ける。これらの帯と区域3
を圧縮して点溶接する(溶接点は6で示す)。電極1は
幅70mm、高さ150mmである。
【0023】例II 図2A及び2Bに示した本発明の実施態様では、芯2に
類似の主芯12と、帯4、5に類似の2つの金属帯1
4、15がある。しかし、帯15と主芯12の間に、接
続用の溶接区域の右側に電極の幅全体に沿って、初期厚
さ1.7mm、密度500 g/m2 の海綿状ニッケル製支持
芯17が配設されている。
【0024】支持芯17の溶接に関係する部分18の高
さは、この支持芯の全高の1/3程度(高さ150mmの
電極ではたとえば20mm)である。
【0025】接続は点溶接によって行う(溶接点を16
で示す)。溶接区域13と18を除き芯12と17中に
電気化学的活性物質(水酸化ニッケル)を導入し、電極
の最終厚さが1mmになるまでアセンブリを圧縮する。
【0026】例III 図3Aと3Bに、本発明による電極の変形実施例を示
す。
【0027】初期厚さ1.7mm、密度500 g/m2 の海
綿状ニッケル製主芯22が、前記の芯17に類似の支持
芯27及び前記の帯14、15に類似するが厚さが0.
2mmの金属帯24と組み合わされている。圧縮後、電気
溶接によって線25で概略的に示す溝部分で接続を行
う。前記と同様に、溶接に関連する区域23、28を除
き芯22、27を水酸化ニッケルで充填する。
【0028】次に、厚さ1mmの電極30が得られるまで
全体を圧縮する。
【0029】同寸法の前記3種の電極(例I〜III )に
対して次の3種の試験を行う。
【0030】− 毎分5mmの速度での引張り試験。破壊
応力をデカニュートン単位で測定する。
【0031】− 交互曲げ強さ。電極を水平に保ち、コ
ネクションに垂直な水平軸の周りで回転させる。コネク
ションが破壊するまでの回転数を計算する。
【0032】− インピーダンス、すなわち放電率35
%で測定した電圧と電流の強さの比。これはミリオーム
単位で表した電極の電気抵抗を表す。
【0033】各試験の結果を表1に示す。
【0034】
【表1】
【0035】この表は、本発明による方法の実施によっ
てもたらされる進歩を非常に明瞭に示している。
【0036】さらに、例III の中央金属帯は電極の内部
にあり、蓄電池中のこの電極の両側にあるセパレータに
損傷を与える危険がない。こうして短絡が防止できる。
【0037】この変形では、電気化学的活性物質が導電
性である場合、接続を実施する前に芯22、27の区域
23、28をペーストで充填することが可能である。し
たがって電極の最適容量をこうして得ることができる。
【0038】前記各例では、支持芯と主芯は同じ海綿状
ニッケル製であった。しかし、検討した最適特性に従っ
て、選択した海綿体の厚さと密度を前記の限界内で変え
ることが可能である。
【0039】図4Aと4Bに、あらゆる操作の前に支持
芯42を主芯41内に固定するという、本発明による方
法の改善例を示す。
【0040】そのために、初期厚さ1.7mm、密度50
0 g/m2 の主芯41の海綿状ニッケル中に、直径6mmの
溝43をピッチ15mmで設ける。溝の直径は2〜8mm、
ピッチは5〜50mmの間で変えることができる。支持芯
42は最初主芯41と同じ特性を有する。圧縮後に、図
4Bに概略断面図で示すように、2つの芯を瓦状に重ね
合わせたものが得られる。
【0041】図5には、それぞれ芯41、42と類似す
る芯51、52を固定する別の態様を示す。初期圧縮と
点溶接を行う。溶接点53の直径は2mmであり、1〜4
mmの間で変えることができる。これらの溶接点のピッチ
は15mmであり、5〜50mmの間で変えることができ
る。
【0042】これらの溶接点の線は、コネクション溶接
区域の下にくる。この配置をよりよく示すため、図2B
の金属帯14の縁部に対応する線55を参考に示した。
【0043】図6には、本発明による方法を実施するこ
とによって得られる電極の変形実施例を示す。この変形
例では、電極60は、図3Bの電極の金属帯24に類似
の中央金属帯64を備える。芯61、62は図5の芯5
1、52と類似しており、中央金属帯64がその間に挿
入される。圧縮、2つの芯の点溶接(63)、2つの芯
と金属帯の点溶接(67)を行う。次に電極をその高さ
全体にペーストで充填し、圧縮する。
【0044】もちろん、本発明は上記に示した例だけに
限定されるものではない。本発明の範囲から逸脱せず
に、電極製造の諸操作の順序、芯の構造の諸パラメータ
を修正し、海綿体をフェルトで置き換えることができ
る。さらに、コネクションと支持芯を電極の幅の一部分
のみに付着することもできる。この部分は少くとも電極
の幅の半分であることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に属さない電極の概略透視図である。
【図2A】本発明による電極を形成するための主芯、支
持芯、及び2つの金属帯の概略部分横断面図である。
【図2B】コネクションと接続した後の本発明による図
2Aの電極の概略透視図である。
【図3A】ただ1つの金属帯を有する変形実施例の図2
Aと同様の概略部分横断面図である。
【図3B】コネクションと接続した後の本発明による図
3Aの電極の概略透視図である。
【図4A】本発明による電極用の主芯と支持芯の間の改
善された接続の分解透視図である。
【図4B】本発明による電極用の主芯と支持芯の間の改
善された接続の断面図である。
【図5】本発明による電極用の主芯と支持芯の間の改善
された接続の別の態様を示す概略透視図である。
【図6】本発明による方法を実施することによって得ら
れる電極の別の変形例の概略透視図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クロード・プレスイグ フランス国、33310・ロルモン、リユ・フ オンテンブロー・7

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 芯の一縁部に少なくとも1つの金属帯を
    当て、圧縮溶接することにより、 繊維状または海綿状構造の芯を有する電気化学式発電装
    置用の電極上に金属コネクションを接続する方法であっ
    て、 前記金属帯と前記主芯の間の溶接区域の少くとも右側
    に、前記主芯と類似の性質の支持芯を溶接の前に配設す
    ることを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】 前記主芯と前記支持芯の間に前記金属帯
    を挿入することを特徴とする、請求項1に記載の、電極
    上に金属コネクションを接続する方法。
  3. 【請求項3】 前記主芯と前記支持芯とによって形成さ
    れるアセンブリの両側に2つの金属帯を使用することを
    特徴とする、請求項1に記載の、電極上に金属コネクシ
    ョンを接続する方法。
  4. 【請求項4】 前記接続を、前記電極を所定の厚さに全
    体的に圧縮した後の操作である、前記主芯内及び前記支
    持芯内への電気化学的活性物質の導入の前に行うことを
    特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の、
    電極上に金属コネクションを接続する方法。
  5. 【請求項5】 前記主芯と前記支持芯をまず圧縮により
    互いに結合し、次いでこのアセンブリ内に電気化学的に
    活性で導電性の物質を導入し、前記電極の所定の厚さに
    するために全体的に圧縮を行い、コネクションの前記溶
    接を実施することを特徴とする、請求項1から3のいず
    れか一項に記載の、電極上に金属コネクションを接続す
    る方法。
  6. 【請求項6】 前記主芯と前記支持芯をまず圧縮により
    互いに結合し、次いでこのアセンブリ内に前記コネクシ
    ョンの溶接区域のレベルを除き、電気化学的に活性で非
    導電性の物質を導入し、前記電極の所定の厚さにするた
    めに全体的に圧縮を行い、コネクションの前記溶接を実
    施することを特徴とする、請求項1から3のいずれか一
    項に記載の、電極上に金属コネクションを接続する方
    法。
  7. 【請求項7】 前記主芯と前記支持芯の固定をさらに増
    強するため、前記どちらかの芯内に、直径2〜8mmの多
    数の孔を5〜50mmのピッチで設けることを特徴とす
    る、請求項4から6のいずれか一項に記載の実施方法。
  8. 【請求項8】 点溶接、電気溶接、または超音波溶接に
    よって、前記主芯と前記支持芯の固定を増強することを
    特徴とする、請求項4から6のいずれか一項に記載の実
    施方法。
  9. 【請求項9】 前記電気化学的活性物質を、水酸化ニッ
    ケル、水素化可能合金、炭素、酸化カドミウム、酸化亜
    鉛、水酸化亜鉛、酸化銀のうちから選ぶことを特徴とす
    る、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
  10. 【請求項10】 前記主芯と前記支持芯の材料を、海綿
    状ニッケル、海綿状ニッケル鋼、及びニッケルまたは銀
    を添加したポリウレタン・フェルトのうちから選ぶこと
    を特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載の
    方法。
  11. 【請求項11】 前記金属帯が、厚さ0.05〜1mmの
    ニッケル鋼製であり、前記主芯と前記支持芯が、密度2
    00〜2000 g/m2 、主芯の初期厚さ0.5〜5mm、
    支持芯の初期厚さ0.5〜5mmの海綿状ニッケル製であ
    ることを特徴とする、請求項1から10のいずれか一項
    に記載の方法。
  12. 【請求項12】 密度が500 g/m2 程度、主芯と支持
    芯の初期厚さが1.7mmであることを特徴とする、請求
    項11に記載の方法。
  13. 【請求項13】 前記金属帯が厚さ0.05〜1mmのニ
    ッケル鋼製であり、前記主芯が密度500〜900 g/m
    2 、初期厚さ1.4〜2.5mmの海綿状ニッケル製であ
    り、前記支持芯が密度500〜1500 g/m2 、初期厚
    さ1.4〜2.5mmの海綿状ニッケル製であることを特
    徴とする、請求項1から10のいずれか一項に記載の方
    法。
  14. 【請求項14】 前記両方の芯に合体させた金属帯の高
    さが、前記支持芯の高さの半分より低いことを特徴とす
    る、請求項1から13のいずれか一項に記載の方法。
  15. 【請求項15】 請求項1から14いずれか一項に記載
    の方法によって得られる電極。
JP6113099A 1993-05-26 1994-05-26 繊維状または海綿状構造の芯を有する、電気化学式発電装置用の電極上に金属コネクションを接続する方法及びそれによって得られる電極 Pending JPH0773865A (ja)

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