JPH10223216A - 電池用電極の製造法 - Google Patents
電池用電極の製造法Info
- Publication number
- JPH10223216A JPH10223216A JP9026478A JP2647897A JPH10223216A JP H10223216 A JPH10223216 A JP H10223216A JP 9026478 A JP9026478 A JP 9026478A JP 2647897 A JP2647897 A JP 2647897A JP H10223216 A JPH10223216 A JP H10223216A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- active material
- current collector
- dropped
- metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ３次元的に連続した空間を有する板状の金属
多孔体とその空間内に充填された活物質とからなる電極
の一部分に金属集電板を抵抗溶接した電極において、集
電板溶接部の引張強度を向上させ、金属集電板のはずれ
を防止して内部抵抗も低い電池用電極を提供する。 【解決手段】 ３次元的に連続した空間を有する板状の
金属多孔体とその空間内に充填された活物質とからな
り、その一部分から超音波振動により活物質のみを脱落
させ、その部分に金属集電板を抵抗溶接した電極におい
て、抵抗溶接部の表面に対し、その垂直方向から一定圧
力にて加圧プレスしたものである。
多孔体とその空間内に充填された活物質とからなる電極
の一部分に金属集電板を抵抗溶接した電極において、集
電板溶接部の引張強度を向上させ、金属集電板のはずれ
を防止して内部抵抗も低い電池用電極を提供する。 【解決手段】 ３次元的に連続した空間を有する板状の
金属多孔体とその空間内に充填された活物質とからな
り、その一部分から超音波振動により活物質のみを脱落
させ、その部分に金属集電板を抵抗溶接した電極におい
て、抵抗溶接部の表面に対し、その垂直方向から一定圧
力にて加圧プレスしたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電池用電極、特に金
属集電板を一部に溶接した電極の製造法の改良に関する
ものである。
属集電板を一部に溶接した電極の製造法の改良に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】電池用電極には大別してペースト式電
極、焼結式電極、ポケット式電極などがある。近年アル
カリ蓄電池用電極、特にニッケル電極では、３次元的に
連なった空間を有する帯状の金属多孔体やニッケル繊維
の不織布からなる金属支持体にペースト状の混練物を充
填するペースト式電極が採用されている。これらの金属
支持体は多孔度が９５％程度で、その空間部の孔径は最
大数百μｍであることからペースト状活物質あるいは活
物質粉末を高密度に充填することが可能である。
極、焼結式電極、ポケット式電極などがある。近年アル
カリ蓄電池用電極、特にニッケル電極では、３次元的に
連なった空間を有する帯状の金属多孔体やニッケル繊維
の不織布からなる金属支持体にペースト状の混練物を充
填するペースト式電極が採用されている。これらの金属
支持体は多孔度が９５％程度で、その空間部の孔径は最
大数百μｍであることからペースト状活物質あるいは活
物質粉末を高密度に充填することが可能である。
【０００３】上記の構成で充填された活物質から電気量
を取り出すためには、金属集電板を電極上に抵抗溶接す
る必要がある。その溶接部を設けるため、図３に示すよ
うに金属支持体の一部を予めプレス６した後に活物質を
充填する必要があった。しかし、その後の電極厚さを調
整するための加圧プレス工程において、集電板２と電極
１との溶接部と活物質充填部との境界部に歪みができ、
電極にひび割れが発生した。このひび割れは、電池の放
電容量の低下を引き起こしていた。図４はその断面図を
示す。
を取り出すためには、金属集電板を電極上に抵抗溶接す
る必要がある。その溶接部を設けるため、図３に示すよ
うに金属支持体の一部を予めプレス６した後に活物質を
充填する必要があった。しかし、その後の電極厚さを調
整するための加圧プレス工程において、集電板２と電極
１との溶接部と活物質充填部との境界部に歪みができ、
電極にひび割れが発生した。このひび割れは、電池の放
電容量の低下を引き起こしていた。図４はその断面図を
示す。
【０００４】この問題を解決するために活物質充填前に
溶接するためのプレス部は設けず、充填後に超音波振動
により電極の一部から活物質を脱落させ、溶接部を設け
る方法がある。
溶接するためのプレス部は設けず、充填後に超音波振動
により電極の一部から活物質を脱落させ、溶接部を設け
る方法がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、その活物質脱
落部分に金属集電板を抵抗溶接しても溶接引張強度が低
く、またこの電極を用いて作製した電池の内部抵抗も増
大する。溶接引張強度が低いと、金属集電板がはずれや
すくなり、電気量が十分に集電できず放電容量も低いま
まであった。また、電池の内部抵抗が増大すると放電効
率が低下し、放電容量の低下を引き起こす問題があっ
た。
落部分に金属集電板を抵抗溶接しても溶接引張強度が低
く、またこの電極を用いて作製した電池の内部抵抗も増
大する。溶接引張強度が低いと、金属集電板がはずれや
すくなり、電気量が十分に集電できず放電容量も低いま
まであった。また、電池の内部抵抗が増大すると放電効
率が低下し、放電容量の低下を引き起こす問題があっ
た。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、３次元的に連続した空間を有する板状の金
属多孔体と、その空間内に充填された活物質とからなる
電極の一部分に超音波振動を加えて活物質のみを脱落さ
せた部分に金属集電板を抵抗溶接し、その溶接された金
属集電板の表面に対し、その垂直方向から一定圧力にて
加圧する電池用電極の製造法である。
に本発明は、３次元的に連続した空間を有する板状の金
属多孔体と、その空間内に充填された活物質とからなる
電極の一部分に超音波振動を加えて活物質のみを脱落さ
せた部分に金属集電板を抵抗溶接し、その溶接された金
属集電板の表面に対し、その垂直方向から一定圧力にて
加圧する電池用電極の製造法である。
【０００７】
【発明の実施の形態】請求項１に記載の本発明は、電極
の一部分に超音波振動を加えて活物質のみを脱落させ、
その部分に金属集電板を抵抗溶接し、その溶接された金
属集電板の表面に対し、垂直方向から一定圧力にて加圧
することを特徴とする電池用電極の製造法である。
の一部分に超音波振動を加えて活物質のみを脱落させ、
その部分に金属集電板を抵抗溶接し、その溶接された金
属集電板の表面に対し、垂直方向から一定圧力にて加圧
することを特徴とする電池用電極の製造法である。
【０００８】この場合、電極は抵抗溶接された金属集電
板の一部分に加圧プレスされた部分を有していて、超音
波振動により露出した金属多孔体と、金属集電板との接
触面積が増大し、抵抗溶接部の集電板の金属多孔体への
食い込み量が増大するので、溶接引張強度が向上し、金
属集電板のはずれ等の不具合を防止できる。また、この
電極を用いて作製した電池の内部抵抗も低減するので、
放電効率を向上させることができる。
板の一部分に加圧プレスされた部分を有していて、超音
波振動により露出した金属多孔体と、金属集電板との接
触面積が増大し、抵抗溶接部の集電板の金属多孔体への
食い込み量が増大するので、溶接引張強度が向上し、金
属集電板のはずれ等の不具合を防止できる。また、この
電極を用いて作製した電池の内部抵抗も低減するので、
放電効率を向上させることができる。
【０００９】請求項２に記載の本発明は、超音波振動子
にて発振する周波数と振幅を規定したものである。
にて発振する周波数と振幅を規定したものである。
【００１０】この場合、発振する超音波の周波数が１５
ｋＨｚから４０ｋＨｚであり、振幅が５０〜１５０μｍ
であるので、金属支持体に充填された活物質のみを脱落
させることができる。超音波の周波数が１５ｋＨｚ未満
あるいは振幅が５０μｍ未満であると、活物質を十分に
脱落させることができずに、活物質が多量残存し、抵抗
溶接時に溶接不良が発生する。また、周波数が４１ｋＨ
ｚ以上、あるいは振幅が１５１μｍ以上であると、超音
波振動が強すぎて金属多孔体を破壊してしまい、抵抗溶
接部を確保することができない。
ｋＨｚから４０ｋＨｚであり、振幅が５０〜１５０μｍ
であるので、金属支持体に充填された活物質のみを脱落
させることができる。超音波の周波数が１５ｋＨｚ未満
あるいは振幅が５０μｍ未満であると、活物質を十分に
脱落させることができずに、活物質が多量残存し、抵抗
溶接時に溶接不良が発生する。また、周波数が４１ｋＨ
ｚ以上、あるいは振幅が１５１μｍ以上であると、超音
波振動が強すぎて金属多孔体を破壊してしまい、抵抗溶
接部を確保することができない。
【００１１】請求項３に記載の本発明は、超音波振動に
より脱落させる部分に残留する活物質重量比率を規定し
たものである。
より脱落させる部分に残留する活物質重量比率を規定し
たものである。
【００１２】この場合、超音波振動により活物質を脱落
させる部分に残留する活物質重量比率が２０重量％以下
である抵抗溶接部を有していて、抵抗溶接時に溶接不良
が発生せず、溶接引張強度を向上できるので、金属集電
板のはずれ等の不具合を防止できる。
させる部分に残留する活物質重量比率が２０重量％以下
である抵抗溶接部を有していて、抵抗溶接時に溶接不良
が発生せず、溶接引張強度を向上できるので、金属集電
板のはずれ等の不具合を防止できる。
【００１３】請求項４に記載の本発明は、垂直方向に加
圧プレスする範囲Ａを規定したものである。即ちＡは電
極上に配置する金属集電板の範囲Ｂ以上であり、電極に
おける活物質を脱落させた範囲Ｃ以下（Ｂ≦Ａ≦Ｃ）と
したものである。
圧プレスする範囲Ａを規定したものである。即ちＡは電
極上に配置する金属集電板の範囲Ｂ以上であり、電極に
おける活物質を脱落させた範囲Ｃ以下（Ｂ≦Ａ≦Ｃ）と
したものである。
【００１４】この場合は、金属集電板と電極との接触面
積が増大し、抵抗溶接部の金属多孔体への食い込み量が
増大し、溶接引張強度が向上するので、金属集電板のは
ずれ等の不具合を防止できる。また、この電極を用いて
作製した電池の内部抵抗についても低減するので、放電
効率が向上できる。
積が増大し、抵抗溶接部の金属多孔体への食い込み量が
増大し、溶接引張強度が向上するので、金属集電板のは
ずれ等の不具合を防止できる。また、この電極を用いて
作製した電池の内部抵抗についても低減するので、放電
効率が向上できる。
【００１５】請求項５に記載の本発明は、活物質を脱落
させた部分のプレス後の電極の厚さが、活物質を脱落さ
せていない電極部分の厚さ１００％に対して１０％〜５
０％としたものである。
させた部分のプレス後の電極の厚さが、活物質を脱落さ
せていない電極部分の厚さ１００％に対して１０％〜５
０％としたものである。
【００１６】この場合も、金属集電板と電極の接触面積
が増大し、抵抗溶接部の金属多孔体への食い込み量が増
大し、溶接引張強度が向上する。
が増大し、抵抗溶接部の金属多孔体への食い込み量が増
大し、溶接引張強度が向上する。
【００１７】
【実施例】次に、本発明の具体例を説明する。
【００１８】図１は、本発明の実施例における電極Ａの
表面形状を示し、以下にこの構成を説明する。
表面形状を示し、以下にこの構成を説明する。
【００１９】水酸化ニッケル粉末８５重量％に対して、
コバルト酸化物粉末１０重量％、ニッケル金属粉末５重
量％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。この活物質を多孔度９５％、平均
孔径２００μｍ、幅２５０ｍｍ、長さ１５５ｍｍ、厚さ
２ｍｍのスポンジ状ニッケル多孔体中に４０〜５０ｇの
一定量で押出充填した。その後、ペーストが充填された
金属多孔体を９０℃で１時間乾燥し、ロールプレスにて
加圧して、厚さ０．８ｍｍに調整した後、長さ４１ｍ
ｍ、幅３８ｍｍに切断した。
コバルト酸化物粉末１０重量％、ニッケル金属粉末５重
量％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。この活物質を多孔度９５％、平均
孔径２００μｍ、幅２５０ｍｍ、長さ１５５ｍｍ、厚さ
２ｍｍのスポンジ状ニッケル多孔体中に４０〜５０ｇの
一定量で押出充填した。その後、ペーストが充填された
金属多孔体を９０℃で１時間乾燥し、ロールプレスにて
加圧して、厚さ０．８ｍｍに調整した後、長さ４１ｍ
ｍ、幅３８ｍｍに切断した。
【００２０】このようにして得られたニッケル極１の上
縁中央部の一部分を図１のように、幅８ｍｍ、長さ４ｍ
ｍの範囲で超音波振動子を当てがい、周波数２８ｋＨ
ｚ、振幅１００μｍの超音波振動を発振させてその部分
の活物質０．０４ｇを脱落させた。従って活物質残存率
は、その部分の活物質１００重量％が０．０５ｇである
ので、０．０１ｇは２０重量％となる。その活物質脱落
部３に残った金属多孔体であるスポンジ状ニッケル多孔
体に長さ１０ｍｍ、幅２ｍｍ、厚さ０．１５ｍｍのニッ
ケル集電板２を抵抗溶接部４において溶接し、その後、
この溶接部４を含み、活物質を脱落させたニッケル多孔
体上の幅７ｍｍ、長さ３ｍｍの範囲を加圧プレス部５と
して一定圧力にてニッケル極表面に対して垂直方向から
加圧プレスし、その厚さを大部分の電極厚さ１００％に
対して２０％である０．１６ｍｍまで調整した。
縁中央部の一部分を図１のように、幅８ｍｍ、長さ４ｍ
ｍの範囲で超音波振動子を当てがい、周波数２８ｋＨ
ｚ、振幅１００μｍの超音波振動を発振させてその部分
の活物質０．０４ｇを脱落させた。従って活物質残存率
は、その部分の活物質１００重量％が０．０５ｇである
ので、０．０１ｇは２０重量％となる。その活物質脱落
部３に残った金属多孔体であるスポンジ状ニッケル多孔
体に長さ１０ｍｍ、幅２ｍｍ、厚さ０．１５ｍｍのニッ
ケル集電板２を抵抗溶接部４において溶接し、その後、
この溶接部４を含み、活物質を脱落させたニッケル多孔
体上の幅７ｍｍ、長さ３ｍｍの範囲を加圧プレス部５と
して一定圧力にてニッケル極表面に対して垂直方向から
加圧プレスし、その厚さを大部分の電極厚さ１００％に
対して２０％である０．１６ｍｍまで調整した。
【００２１】この本発明の電極Ａについて、溶接強度を
測定するためにプッシュプルゲージにて引張強度を測定
した。また、このニッケル極を正極とし、水素吸蔵合金
極を負極とし、ポリプロピレン製セパレータを介して渦
巻状に巻回して電池ケースに挿入しアルカリ性電解液を
注入し、封口板を正極ニッケル集電板に抵抗溶接し、封
口して作製した電池の内部抵抗を測定した。これらの結
果を（表１）に示す。また、従来の電極と、前記の電極
Ａにおけるプレス条件、超音波振動条件を変えて作製し
た電極について評価した結果についても（表１）に示
す。
測定するためにプッシュプルゲージにて引張強度を測定
した。また、このニッケル極を正極とし、水素吸蔵合金
極を負極とし、ポリプロピレン製セパレータを介して渦
巻状に巻回して電池ケースに挿入しアルカリ性電解液を
注入し、封口板を正極ニッケル集電板に抵抗溶接し、封
口して作製した電池の内部抵抗を測定した。これらの結
果を（表１）に示す。また、従来の電極と、前記の電極
Ａにおけるプレス条件、超音波振動条件を変えて作製し
た電極について評価した結果についても（表１）に示
す。
【００２２】
【表１】
【００２３】（表１）における本発明の電極は、溶接引
張強度が従来の電極に比べて強く、また電池の内部抵抗
についても低くでき、抵抗溶接部のはがれ不良を防止し
て電池の放電効率を向上することができた。
張強度が従来の電極に比べて強く、また電池の内部抵抗
についても低くでき、抵抗溶接部のはがれ不良を防止し
て電池の放電効率を向上することができた。
【００２４】
【発明の効果】以上のように、本発明では、抵抗溶接し
た金属集電板に加圧部分を設けたので超音波振動により
露出した３次元的金属多孔体と、金属集電板との接触面
積が増大し、抵抗溶接部の金属多孔体への食い込み量が
増すため、溶接引張強度を向上することができ、金属集
電板のはずれ等の不具合がない良好な電極が得られる。
た金属集電板に加圧部分を設けたので超音波振動により
露出した３次元的金属多孔体と、金属集電板との接触面
積が増大し、抵抗溶接部の金属多孔体への食い込み量が
増すため、溶接引張強度を向上することができ、金属集
電板のはずれ等の不具合がない良好な電極が得られる。
【００２５】また、この電極を用いて作製した電池の内
部抵抗も低減するので、放電効率の良好な電池が得られ
る。
部抵抗も低減するので、放電効率の良好な電池が得られ
る。
【図１】本発明の実施例におけるニッケル極の表面図
【図２】本発明の実施例におけるニッケル極の断面図
【図３】従来のニッケル極の表面図
【図４】従来のニッケル極の断面図
１ ニッケル極 ２ ニッケル集電板 ３ 活物質脱落部 ４ 抵抗溶接部 ５ 加圧プレス部 ６ ニッケル多孔体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡本 克也 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 (5)
- 【請求項１】３次元的に連続した空間を有する板状の金
属多孔体と、その空間内に充填された活物質とからな
り、超音波振動により活物質のみを脱落させた一部分に
金属集電板を抵抗溶接し、ついで溶接された金属集電板
の表面に対し、その垂直方向から一定圧力にて加圧する
ことを特徴とする電池用電極の製造法。 - 【請求項２】超音波振動子にて発振する周波数が１５ｋ
Ｈｚから４０ｋＨｚであり、かつ振幅が５０〜１５０μ
ｍである超音波振動により、金属多孔体の空間から活物
質のみを脱落させる請求項１記載の電池用電極の製造
法。 - 【請求項３】超音波振動により脱落させる部分に残留す
る活物質重量比率が、その脱落させる部分全体に充填さ
れた活物質１００重量％に対して２０重量％以下である
請求項１記載の電池用電極の製造法。 - 【請求項４】集電板をその垂直方向から加圧する範囲Ａ
が、電極上に配置する金属集電板の部分全体の範囲Ｂ以
上であって、電極における活物質を脱落させた範囲Ｃ以
下である請求項１記載の電池用電極の製造法。 - 【請求項５】電極の活物質脱落部分のプレス後の電極厚
さが、活物質を脱落させていない電極部分の厚さ１００
％に対してその１０％〜５０％である請求項１記載の電
池用電極の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9026478A JPH10223216A (ja) | 1997-02-10 | 1997-02-10 | 電池用電極の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9026478A JPH10223216A (ja) | 1997-02-10 | 1997-02-10 | 電池用電極の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10223216A true JPH10223216A (ja) | 1998-08-21 |
Family
ID=12194618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9026478A Pending JPH10223216A (ja) | 1997-02-10 | 1997-02-10 | 電池用電極の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10223216A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016208238A1 (ja) * | 2015-06-25 | 2016-12-29 | Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 | 電気化学デバイスの製造方法 |
-
1997
- 1997-02-10 JP JP9026478A patent/JPH10223216A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016208238A1 (ja) * | 2015-06-25 | 2016-12-29 | Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 | 電気化学デバイスの製造方法 |
| JPWO2016208238A1 (ja) * | 2015-06-25 | 2018-04-12 | Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 | 電気化学デバイスの製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3819570B2 (ja) | 非焼結電極を用いた円筒状アルカリ蓄電池 | |
| WO2002019447A1 (en) | Method and device for manufacturing electrode plate for cell, and cell using the electrode plate | |
| JPH0927342A (ja) | 円筒型電池 | |
| JP2001102084A (ja) | アルカリ蓄電池およびその製造方法 | |
| EP2159861A1 (en) | Secondary battery with a spirally-rolled electrode group | |
| JPH10223216A (ja) | 電池用電極の製造法 | |
| JP4016214B2 (ja) | 電池電極の製造方法 | |
| JP3849478B2 (ja) | アルカリ蓄電池およびその製造方法 | |
| JPH04123757A (ja) | ニッケル電極の製造法 | |
| JP2000106169A (ja) | 電極の製造方法および電池 | |
| JP3738125B2 (ja) | 非焼結式電極を用いたアルカリ蓄電池およびその製造方法 | |
| JPH09199137A (ja) | 蓄電池用極板 | |
| JP3953139B2 (ja) | アルカリ蓄電池用非焼結式ニッケル電極 | |
| JP2001250531A (ja) | 電池用電極の製造法 | |
| JP2002175833A (ja) | アルカリ二次電池 | |
| JP2762517B2 (ja) | アルカリ電池用渦巻状電極群の製造方法 | |
| JP2708123B2 (ja) | ペースト式電極の製造方法 | |
| JPH07153468A (ja) | 蓄電池用電極板 | |
| JPH03201367A (ja) | ペースト式電極の製造方法 | |
| JPH11307078A (ja) | 電 池 | |
| JP3081272B2 (ja) | 渦巻電極体を備えた電池の製造方法 | |
| JPH11162447A (ja) | 渦巻状電極体を備えた円筒状電池およびその製造方法 | |
| JP2007234445A (ja) | 電池 | |
| JP2000195511A5 (ja) | ||
| JPH0231721Y2 (ja) |