JPH08190914A - 電池用極板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 平板状集電体上の活物質の保持能力を高める
とともに、集電効率に優れた極板用集電体を提供する。 【構成】 表面に多数の立体加工部があり、この立体加
工部を集電体平面から厚さ方向に立体化しているととも
に、異なる立体加工部の高さは複数の種類からなるもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電池用極板の改良に関
するものであり、とくに活物質の保持性および集電性の
改善に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一次電池、二次電池を問わず、電池用極
板では活物質やその他の構成材料をペースト状やスラリ
ー状にして、導電性集電体に塗布あるいは充填する場合
が多い。

【０００３】これらの集電体には面積あたりの充填量の
確保、および高い集電特性が求められており、さらにこ
れらを長期的に安定して維持できることが重要な要素で
ある。

【０００４】なかでもペースト式極板を用いる鉛蓄電池
では充放電の繰り返しによる活物質同士や活物質と集電
体との結合力の低下に伴う寿命の低下が顕著であって、
長期にわたり安定に活物質を保持でき集電特性に優れる
新しい集電体がのぞまれている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
鉛蓄電池には、エキスパンド格子体やパンチングメタル
基板が集電体として用いられていた。

【０００６】エキスパンド格子体では格子の内側に充填
された活物質はとくに大きい開口部を有する格子体では
格子体によって支持されていないため、充放電時に格子
体から脱落し易かった。

【０００７】また、パンチングメタル基板では基板上に
塗着された活物質層において基板から厚さ方向に遠い位
置にある活物質の放電反応の集電効率が良くなく、また
活物質の保持力の点でも問題があった。

【０００８】さらにパンチング基板の開孔部の周囲にバ
リを設けて集電効率や活物質保持力を高めることが提案
されているが、バリ部分だけでは充分に改善することが
できなかった。

【０００９】本発明は、これらの課題を解決するもので
あり、平板状集電体上の活物質の保持能力を高めるとと
もに集電体平面部から離れた位置に存在する活物質の充
放電反応の集電効率を向上させることができる電池用極
板を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の電池用極板は集電体に、表面に多数の立
体加工部を設けた平板状集電体を用いており、前記立体
加工部が集電体平面から厚さ方向に立体化されていると
ともに異なる立体加工部の高さは複数の種類からなるも
のである。

【００１１】

【作用】本構成では、集電体の平面部分に所定の形状に
切り欠き加工された加工部を形成し、これを集電体平面
から厚さ方向に向かって立体化しているとともに立体加
工部の高さを高低のある複数種類としたものであるの
で、集電体上に配された活物質層を前記立体加工部によ
り滑らないように強固に保持することができる。

【００１２】そして、高段の立体加工部によって極板表
面付近の活物質層の保持性と集電性を高めることができ
る。

【００１３】また、低段の立体加工部は活物質層中にく
い込んだ状態で存在しているので、従来より活物質層の
中間部から下部に存在する活物質と集電体との距離を短
くすることができ、活物質全体の放電反応の集電効率を
向上させて電池の充放電特性を向上させることができ
る。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照にしなが
ら説明する。

【００１５】図１および図２に本発明の電池用集電体の
作製時の様子を示す。図１（Ａ）（Ｂ）において、１は
平板状集電体であり、２はＵ字形に切り欠き加工された
加工部分であり、３は集電体平面部と連続している連続
部である。そして図１（Ｂ）に示したように加工部分２
は集電体平面から厚さ方向に向かってかぎ状に立体化さ
れて立体加工部分２′が構成されている。ここで、異な
る例の立体加工部分２′は高低の差がつけられて、上下
異なる方向に立体化されている。また、立体加工部分に
は小孔４が設けられている。

【００１６】図３、図４には図２で示した集電体の他の
例を示す。図３に示したようにこの集電体では立体加工
部分２′の集合体の周囲にこれの高さとほぼ同等の高さ
を有する凸部からなる枠体部分５が形成されており、図
４に示すように立体加工部分２′と枠体部分５によって
活物質をより強く保持することができる。

【００１７】次に、図１に示す集電体を以下のようにし
て作製した。まず厚み０．１８ｍｍの鉛−カルシウム−
錫合金からなる平板を用意した。

【００１８】次に連続部３の幅を１．５ｍｍとし長さを
２ｍｍとしたＵ字形の加工部２を縦横左右に３ｍｍ間隔
で形成した。そして、この加工部２を行ごとに上下交互
になるようにロータリー金型でＬ字形のかぎ状に立体加
工した。このときＬ字形の立体加工部分の高さをＡ列の
ものは０．９ｍｍ，Ｂ列のものは０．３ｍｍとした。ま
た、小孔の大きさは直径０．３ｍｍとした。次にこの集
電体に既存の鉛粉、硫酸、水を主成分とするペーストを
充填した後切断して充填量７５ｇ，面積１００ｃｍ²の
極板を得た。この極板を極板Ａとした。

【００１９】また、集電体にエキスパンド格子体を用い
た以外は、上記と同様の極板を作製し、これを極板Ｂと
した。

【００２０】つぎにこれらの極板Ａ，Ｂを用いてＪＩＳ
１３０１の４８Ｂ２６に相当する電池を作製し、電池
Ａ，Ｂとして６０℃の温度下で１時間率の電流でセルあ
たり１．７５Ｖまでの放電と２時間の充電をくりかえし
て寿命試験をおこなった。図５はその寿命試験の結果を
示す。

【００２１】図からわかるように電池Ａは異なる高さの
かぎ状立体加工部により活物質層の上部から下部にかけ
ての活物質保持能力および集電性を向上させることがで
きるとともに立体加工部に小孔部分を設けているので、
集電体の表裏面の電導性がさらに良くなり電池Ｂよりサ
イクル寿命特性が向上した。

【００２２】なお、立体加工部はかぎ状や段状にして立
体化する以外に、台形状，半球形状，山形状，波形状等
の形状を採用しても良い。

【００２３】

【発明の効果】以上のように本発明では、平板状集電体
に立体加工部を設け、この立体加工部は集電体平面から
厚さ方向に立体化されているので、この立体加工部の存
在によって集電体平面部から離れた位置に存在する活物
質に対しての集電効率を向上させることができ、電池の
充放電特性を向上させることができる。また、立体加工
部の高さを複数種類にしているので活物質層の上部から
下部に存在する活物質を強く保持することができ、極板
からの活物質の脱落を防止して長寿命の電池を提供する
ことができる。

【００２４】また、立体加工部に小孔を設けることによ
り、さらに活物質の保持力および極板の集電特性を向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ） 本発明の極板用集電体の作製時の様子
を示す平面図 （Ｂ） 同断面図

【図２】（Ａ） 本発明の極板用集電体の平面図 （Ｂ） 同断面図

【図３】本発明の極板用集電体の他の例を示す平面図

【図４】同集電体の側面断面図

【図５】電池の充放電サイクル寿命特性を示す図

【符号の説明】

１ 平板状集電体 ２ 加工部分 ２′ 立体加工部分 ３ 連続部 ４ 小孔 ５ 枠体部分

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表面に多数の立体加工部を備えた平板状集
   電体とこの集電体の少なくとも一方の面に付与された活
   物質層とからなり、前記平板状集電体の立体加工部は一
   部が集電体平面部と連続しているとともに他の部分が所
   定の形状に切り欠き加工されておりこの加工部分が集電
   体平面から集電体の厚さ方向に立体化されているととも
   に異なる立体加工部の高さは複数の種類からなる電池用
   極板。
2. 【請求項２】立体加工部分の周囲に、この立体加工部の
   高さとほぼ同等の高さを有する凸部からなる枠体部分を
   備えた請求項１記載の電池用極板。
3. 【請求項３】立体加工部分は上方または／および下方に
   向かって立体化されている請求項１記載の電池用極板。