JPH09283131A - 電池用電極の製造法 - Google Patents
電池用電極の製造法Info
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- JPH09283131A JPH09283131A JP8096490A JP9649096A JPH09283131A JP H09283131 A JPH09283131 A JP H09283131A JP 8096490 A JP8096490 A JP 8096490A JP 9649096 A JP9649096 A JP 9649096A JP H09283131 A JPH09283131 A JP H09283131A
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- 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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- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 三次元的に連なった空間を有する帯状の金属
多孔体にペースト状活物質を充填してなる電池用電極の
製造法であって、リード片溶接部の活物質除去が不要な
電池用電極を提供する。 【解決手段】 帯状の金属多孔体をその長さ方向に走行
させながら、この金属多孔体の片面に接近させた多孔体
の幅よりも長さの短いノズルからペースト状活物質を吐
出して金属多孔体の空間内部に充填するとともに、金属
多孔体の長さ方向に沿った少なくとも一辺の端縁は活物
質が充填されていない金属部分とする。
多孔体にペースト状活物質を充填してなる電池用電極の
製造法であって、リード片溶接部の活物質除去が不要な
電池用電極を提供する。 【解決手段】 帯状の金属多孔体をその長さ方向に走行
させながら、この金属多孔体の片面に接近させた多孔体
の幅よりも長さの短いノズルからペースト状活物質を吐
出して金属多孔体の空間内部に充填するとともに、金属
多孔体の長さ方向に沿った少なくとも一辺の端縁は活物
質が充填されていない金属部分とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電池用電極の製造法
に関するものである。
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電池用電極は、大別すると金属製の格子
またはネット等を活物質支持体としこれにペースト状活
物質を充填したペースト式電極と、焼結式金属基板の微
孔に活物質を充填した焼結式電極と、微孔性を有したチ
ューブあるいはポケット内に粉末状活物質を充填したポ
ケット式電極とがある。
またはネット等を活物質支持体としこれにペースト状活
物質を充填したペースト式電極と、焼結式金属基板の微
孔に活物質を充填した焼結式電極と、微孔性を有したチ
ューブあるいはポケット内に粉末状活物質を充填したポ
ケット式電極とがある。
【０００３】ペースト式電極は製造が比較的簡単であり
低コストで電極を製造できるという大きな長所を有して
いる。しかし、この方式の電極の場合、特に二次電池の
充放電の繰り返し使用における耐久性の点に問題があ
り、充放電の繰り返しにより活物質の支持体からの脱落
や電極のふくれ等を生じて性能が劣化する。
低コストで電極を製造できるという大きな長所を有して
いる。しかし、この方式の電極の場合、特に二次電池の
充放電の繰り返し使用における耐久性の点に問題があ
り、充放電の繰り返しにより活物質の支持体からの脱落
や電極のふくれ等を生じて性能が劣化する。
【０００４】焼結式電極は、電極特性および機械的強度
において他の二者より優れている。しかし、焼結式基板
が材料的に高価であるとともに、基板の微孔中に必要量
の活物質を充填するのに、活物質溶液への浸漬および熱
分解を何回か繰り返す必要があったり、活物質溶液に基
板を浸漬して電解析出を施すことが必要であり、他の方
式に比べて複雑な工程をとるため、電極のコストは最も
高いものであった。
において他の二者より優れている。しかし、焼結式基板
が材料的に高価であるとともに、基板の微孔中に必要量
の活物質を充填するのに、活物質溶液への浸漬および熱
分解を何回か繰り返す必要があったり、活物質溶液に基
板を浸漬して電解析出を施すことが必要であり、他の方
式に比べて複雑な工程をとるため、電極のコストは最も
高いものであった。
【０００５】そこで、三次元的に連なった空間を有する
発泡メタルを基体とし、これにペースト状活物質を充填
する電極が普及してきた。発泡メタルは多孔度が９５％
程度と極めて高いとともにその孔径も大きく、強度も比
較的大きい。さらに製造に当たって孔径を任意に選択す
ることができる。従って、孔径を適当に選択することに
よりペースト状活物質あるいは活物質粉末を直接充填す
ることが可能であり、焼結式電極よりもはるかに簡単な
工程で電極を製造できるという特徴を有している。
発泡メタルを基体とし、これにペースト状活物質を充填
する電極が普及してきた。発泡メタルは多孔度が９５％
程度と極めて高いとともにその孔径も大きく、強度も比
較的大きい。さらに製造に当たって孔径を任意に選択す
ることができる。従って、孔径を適当に選択することに
よりペースト状活物質あるいは活物質粉末を直接充填す
ることが可能であり、焼結式電極よりもはるかに簡単な
工程で電極を製造できるという特徴を有している。
【０００６】一方、電池の用途面からの大電流、高率放
電特性向上のために、電極の少なくとも一辺は活物質を
含まない芯材部を露出させ、これとセパレータおよび対
極を用いて極板群を渦巻状に捲回後、この極板群上部の
活物質を含まない芯材部に円板状リード片を溶着する、
いわゆるタブレス方式が採られている。
電特性向上のために、電極の少なくとも一辺は活物質を
含まない芯材部を露出させ、これとセパレータおよび対
極を用いて極板群を渦巻状に捲回後、この極板群上部の
活物質を含まない芯材部に円板状リード片を溶着する、
いわゆるタブレス方式が採られている。
【０００７】この場合、リード片を溶接する電極端縁に
金属溶射層を設けるか、あるいは金属箔をあらかじめ溶
着しておくなどにより溶接部の補強を行うことが既に提
案されている（特公昭５６−８６４５９号公報）。
金属溶射層を設けるか、あるいは金属箔をあらかじめ溶
着しておくなどにより溶接部の補強を行うことが既に提
案されている（特公昭５６−８６４５９号公報）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記の方法によりタブ
レス方式でのリード片の溶接は可能になるが、電極端縁
ではブラッシング等による活物質の除去が必要であり、
活物質のロスが生じる。しかも、除去できない活物質が
電極端縁に残り易く、このことがリード片の溶接強度の
低下および溶接不良の原因となっていた。
レス方式でのリード片の溶接は可能になるが、電極端縁
ではブラッシング等による活物質の除去が必要であり、
活物質のロスが生じる。しかも、除去できない活物質が
電極端縁に残り易く、このことがリード片の溶接強度の
低下および溶接不良の原因となっていた。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の問題点
を解決するために、三次元的に連なった空間を有する金
属多孔体を活物質支持体とする電気用電極において、こ
の空間内に活物質が充填されていて、しかもこの金属多
孔体の長さ方向に沿った少なくとも一辺の端縁には活物
質が充填されていない金属部分を設け、その部分をリー
ド溶接部とする電極の製造法を提供するものである。
を解決するために、三次元的に連なった空間を有する金
属多孔体を活物質支持体とする電気用電極において、こ
の空間内に活物質が充填されていて、しかもこの金属多
孔体の長さ方向に沿った少なくとも一辺の端縁には活物
質が充填されていない金属部分を設け、その部分をリー
ド溶接部とする電極の製造法を提供するものである。
【００１０】その製造法としては、三次元的に連なった
空間を有する帯状の金属多孔体を長さ方向に走行させな
がら、金属多孔体の片面にノズルを接近させてノズルよ
りペースト状活物質を吐出することによって、ノズルの
幅方向の長さに対応して金属多孔体の空間内部にペース
ト状活物質を充填するとともに金属多孔体の長さ方向に
沿った少なくとも一辺の端縁はノズルと対向しなく、ペ
ースト状活物質が充填されないようにしたものである。
空間を有する帯状の金属多孔体を長さ方向に走行させな
がら、金属多孔体の片面にノズルを接近させてノズルよ
りペースト状活物質を吐出することによって、ノズルの
幅方向の長さに対応して金属多孔体の空間内部にペース
ト状活物質を充填するとともに金属多孔体の長さ方向に
沿った少なくとも一辺の端縁はノズルと対向しなく、ペ
ースト状活物質が充填されないようにしたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】請求項に記載の発明は、金属多孔
体へのペースト状活物質の充填と同時に、多孔体の長さ
方向に沿った少なくとも一辺の端縁にはリード片溶接の
ための、活物質が充填されていない金属部分を確保する
ものである。
体へのペースト状活物質の充填と同時に、多孔体の長さ
方向に沿った少なくとも一辺の端縁にはリード片溶接の
ための、活物質が充填されていない金属部分を確保する
ものである。
【００１２】すなわち、本発明においては、図１に示す
ように、三次元空間をもった帯状の金属多孔体１をその
長さ方向に走行させながら、この金属多孔体の片面に接
近させたノズル２からペースト状活物質を吐出すること
によって金属多孔体の空間内部に充填する際、ノズル２
の長さを多孔体１の幅よりも小さくすることで金属多孔
体の少なくとも一辺（この図では左右の両辺）の端縁に
活物質が充填されていない金属部分４を設けるものであ
る。ペースト状活物質を金属多孔体へ充填する際、特願
平７−２６１２６７号で提案したように、金属多孔体の
片面にノズルを接近させて一定の圧力でペースト状活物
質を吐出することによりペーストが金属多孔体の表面に
当たってはね返されることが減り、活物質の充填ばらつ
きが大幅に少なくなることを明らかにした。
ように、三次元空間をもった帯状の金属多孔体１をその
長さ方向に走行させながら、この金属多孔体の片面に接
近させたノズル２からペースト状活物質を吐出すること
によって金属多孔体の空間内部に充填する際、ノズル２
の長さを多孔体１の幅よりも小さくすることで金属多孔
体の少なくとも一辺（この図では左右の両辺）の端縁に
活物質が充填されていない金属部分４を設けるものであ
る。ペースト状活物質を金属多孔体へ充填する際、特願
平７−２６１２６７号で提案したように、金属多孔体の
片面にノズルを接近させて一定の圧力でペースト状活物
質を吐出することによりペーストが金属多孔体の表面に
当たってはね返されることが減り、活物質の充填ばらつ
きが大幅に少なくなることを明らかにした。
【００１３】本発明者らは、このペーストのはね返りが
減る現象を利用してノズルの長さを金属多孔体の幅より
小さくすることにより、極板の少なくとも一辺の端縁に
活物質の充填されていない金属部分４を残すことができ
ることを見出した。この金属部分４をリード溶接部とす
ることにより活物質の除去が不要となるとともに、リー
ドを溶接するための十分な溶接強度が確保でき、かつ溶
接不良が低減される。従って、電極の生産性を向上さ
せ、かつ電池の製造コストを低減させることができる。
減る現象を利用してノズルの長さを金属多孔体の幅より
小さくすることにより、極板の少なくとも一辺の端縁に
活物質の充填されていない金属部分４を残すことができ
ることを見出した。この金属部分４をリード溶接部とす
ることにより活物質の除去が不要となるとともに、リー
ドを溶接するための十分な溶接強度が確保でき、かつ溶
接不良が低減される。従って、電極の生産性を向上さ
せ、かつ電池の製造コストを低減させることができる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の一実施例を説明する。
【００１５】水酸化ニッケル１００重量部に対して、ニ
ッケル金属粉末１０重量部、コバルト酸化物粉末５重量
部を加えて粉末混合し、これらに水を全ペーストに占め
る比率が２５重量％となるように加え練合してペースト
状活物質とした。
ッケル金属粉末１０重量部、コバルト酸化物粉末５重量
部を加えて粉末混合し、これらに水を全ペーストに占め
る比率が２５重量％となるように加え練合してペースト
状活物質とした。
【００１６】図１に示すように、幅１２０ｍｍ、厚さ
２．５ｍｍ、多孔度９８％、平均孔径２００μｍの帯状
の金属多孔体１の片面に長さ１１４ｍｍのノズル２を多
孔体の両端にそれぞれ３ｍｍずつの無地部４ができるよ
うに配置した。そしてペースト状活物質をこの金属多孔
体の空間内へ、金属多孔体自体をその長さ方向に走行さ
せながら充填した。このとき、ノズル２と金属多孔体１
との間隔は０．１ｍｍに保ち、金属多孔体の走行速度を
７ｍ／分として、ノズル２より１０ｇ／秒の一定量のペ
ースト状活物質を吐出して充填を行った。その後、ペー
スト状活物質が充填された金属多孔体を２．５ｍｍから
１．０ｍｍに加圧し、幅方向に中心部から６０ｍｍに切
断して、本発明による電極ａを形成した。この電極ａ
は、活物質の充填されていない幅３ｍｍの金属部分４を
有する。
２．５ｍｍ、多孔度９８％、平均孔径２００μｍの帯状
の金属多孔体１の片面に長さ１１４ｍｍのノズル２を多
孔体の両端にそれぞれ３ｍｍずつの無地部４ができるよ
うに配置した。そしてペースト状活物質をこの金属多孔
体の空間内へ、金属多孔体自体をその長さ方向に走行さ
せながら充填した。このとき、ノズル２と金属多孔体１
との間隔は０．１ｍｍに保ち、金属多孔体の走行速度を
７ｍ／分として、ノズル２より１０ｇ／秒の一定量のペ
ースト状活物質を吐出して充填を行った。その後、ペー
スト状活物質が充填された金属多孔体を２．５ｍｍから
１．０ｍｍに加圧し、幅方向に中心部から６０ｍｍに切
断して、本発明による電極ａを形成した。この電極ａ
は、活物質の充填されていない幅３ｍｍの金属部分４を
有する。
【００１７】比較のため、金属多孔体全体にペースト状
活物質を吹き付け充填した後、極板の長さ方向に沿った
一辺の端縁に充填された活物質をブラッシングにより３
ｍｍの幅で除去して電極ｂとした。このａ、ｂの電極を
正極５とし、これと公知の親水性不織布セパレータ６と
ミッシュメタル・ニッケル系水素吸蔵合金負極７とを用
いて極板群を渦巻状に捲回し、図２に示すように円板状
リード辺８を電極の活物質の充填されていない先端部に
タブレス方式で溶接した後ケース９に挿入し、ロングＡ
サイズ（外径１６．５ｍｍ、総高６６．０ｍｍ）のニッ
ケル・水素蓄電池（公称容量３３００ｍＡｈ）の群電池
を各１００００個形成した。上記電極ａ、ｂの製造およ
び円板状リード部９の溶接状況等を比較したところ、
（表１）に示すような結果であった。
活物質を吹き付け充填した後、極板の長さ方向に沿った
一辺の端縁に充填された活物質をブラッシングにより３
ｍｍの幅で除去して電極ｂとした。このａ、ｂの電極を
正極５とし、これと公知の親水性不織布セパレータ６と
ミッシュメタル・ニッケル系水素吸蔵合金負極７とを用
いて極板群を渦巻状に捲回し、図２に示すように円板状
リード辺８を電極の活物質の充填されていない先端部に
タブレス方式で溶接した後ケース９に挿入し、ロングＡ
サイズ（外径１６．５ｍｍ、総高６６．０ｍｍ）のニッ
ケル・水素蓄電池（公称容量３３００ｍＡｈ）の群電池
を各１００００個形成した。上記電極ａ、ｂの製造およ
び円板状リード部９の溶接状況等を比較したところ、
（表１）に示すような結果であった。
【００１８】
【表１】
【００１９】この（表１）から明らかなように比較例の
電極ｂの製造においては、活物質が端縁に残ってしまう
ため溶接強度が低い。一方、本発明における電極ａの製
造においては、ノズルと対向しない極板端縁には活物質
が全く入っておらず溶接強度に優れていた。
電極ｂの製造においては、活物質が端縁に残ってしまう
ため溶接強度が低い。一方、本発明における電極ａの製
造においては、ノズルと対向しない極板端縁には活物質
が全く入っておらず溶接強度に優れていた。
【００２０】また、溶接不良発生率も比較例と比べ非常
に少ない。本発明によれば、極板の長さ方向に沿った少
なくとも一辺の端縁に活物質の充填されていない金属部
分が確保でき、リード片溶接の際にも活物質除去が不要
となる。しかも、この活物質が全く充填されていない金
属部分にリードを溶接するためその溶接強度が向上し、
かつ溶接不良も低減される。従って、電極の生産性を向
上させ、かつ電池の製造コストを低減させることができ
る。
に少ない。本発明によれば、極板の長さ方向に沿った少
なくとも一辺の端縁に活物質の充填されていない金属部
分が確保でき、リード片溶接の際にも活物質除去が不要
となる。しかも、この活物質が全く充填されていない金
属部分にリードを溶接するためその溶接強度が向上し、
かつ溶接不良も低減される。従って、電極の生産性を向
上させ、かつ電池の製造コストを低減させることができ
る。
【００２１】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、電極の長
さ方向に沿った少なくとも一辺の端縁に活物質の充填さ
れていない金属部分を設けた電極を製造することができ
る。さらに、この活物質の充填されていない金属部分に
リード片を溶接することにより、十分な溶接強度を確保
することができ、かつ溶接不良を低減させることができ
るため、タブレス方式の集電を行う電極の製造を従来よ
り容易かつ効率的に行うことができる。
さ方向に沿った少なくとも一辺の端縁に活物質の充填さ
れていない金属部分を設けた電極を製造することができ
る。さらに、この活物質の充填されていない金属部分に
リード片を溶接することにより、十分な溶接強度を確保
することができ、かつ溶接不良を低減させることができ
るため、タブレス方式の集電を行う電極の製造を従来よ
り容易かつ効率的に行うことができる。
【図１】本発明による電極の製造状態を示す図
【図２】本発明による電極を用いたニッケル・水素蓄電
池の概略図
池の概略図
１ 三次元的に連なった空間を有する帯状の金属多孔体 ２ ノズル ３ 活物質が充填された金属部分 ４ 活物質が充填されていない金属部分（無地部） ５ 正極 ６ セパレータ ７ 負極 ８ 円板状リード片 ９ ケース
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横尾 定顕 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 三栗谷 仁 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 三次元的に連なった空間を有する帯状の
金属多孔体を長さ方向に走行させながら、この金属多孔
体の片面に接近させた多孔体の幅よりも短い長さのノズ
ルから活物質を主体としたペースト状混練物を吐出して
多孔体の空間内部に充填するとともに、金属多孔体の長
さ方向に沿った少なくとも一辺の端縁は活物質が充填さ
れていない金属部分とすることを特徴とする電池用電極
の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8096490A JPH09283131A (ja) | 1996-04-18 | 1996-04-18 | 電池用電極の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8096490A JPH09283131A (ja) | 1996-04-18 | 1996-04-18 | 電池用電極の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09283131A true JPH09283131A (ja) | 1997-10-31 |
Family
ID=14166530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8096490A Pending JPH09283131A (ja) | 1996-04-18 | 1996-04-18 | 電池用電極の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09283131A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100717761B1 (ko) * | 2006-08-08 | 2007-05-11 | 삼성에스디아이 주식회사 | 활물질 코팅 장치 |
| WO2008035499A1 (en) * | 2006-09-19 | 2008-03-27 | Panasonic Corporation | Method of producing electrode for secondary battery, and secondary battery |
-
1996
- 1996-04-18 JP JP8096490A patent/JPH09283131A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100717761B1 (ko) * | 2006-08-08 | 2007-05-11 | 삼성에스디아이 주식회사 | 활물질 코팅 장치 |
| WO2008035499A1 (en) * | 2006-09-19 | 2008-03-27 | Panasonic Corporation | Method of producing electrode for secondary battery, and secondary battery |
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