KR100714001B1 - 전지용 전극판 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

금속시트(3)의 표리양방향으로 교대로 볼록형상으로 각각 돌출하는 단책형상의 제 1 및 제 2 만곡돌출부(4, 7)의 금속시트의 한 방향(X)에 따라서 형성되어 이루어지는 돌출부열(8)이 소정 폭의 평탄부(9)를 개재하여 금속시트의 상기 한방향에 대하여 직교하는 방향(Y)에 따라서 복수열 배치된 형상을 갖는 코어부재(1)에 활물질(2)을 주체로 하는 합제를 충전상태로 도착하여 전지용 전극판을 구성한다. 이 전지용 전극판은 연속 프레스에 의한 레시프로방식(reciprocating method), 로터리방식 또는 전해석출법 중 어느 하나의 성형가공으로 제조한다.
전지용 전극판, 금속시트

Description

전지용 전극판 및 그 제조방법{ELECTRODE PLATE FOR CELL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 코어부재에 활물질을 주체로 하는 합제를 도착하여 이루어지는 전지용 전극판 및 그 전지용 전극판을 저비용으로 양산성이 좋게 고정밀도로 제조하는 제조방법에 관한 것이다.
전지의 양, 음의 각 전극판은 전지로 했을 때의 집전체로서 기능하는 코어부재에 양, 음 각각의 활물질을 주체로 하는 합제를 충전상태로 도착하여 형성된다. 상기 코어부재로서는 소결식기판(예컨대, 일본 특개평 4-165006호 공보참조), 발포형상 금속다공체기판(예컨대, 일본 특공소 57-39317호 공보참조), 개구파형 가공기판(예컨대, 일본 특개평 7-130370호 공보참조), 펀칭메탈 및 익스팬드(expand)메탈기판(일본 특개평 3-204126호 공보 및 일본 특개평 7-335208호 공보참조) 등이 일반적으로 이용되고 있다.
코어부재에는 집전효율이 높은 것, 활물질의 유지능력이 높은 것, 고에너지 밀도화를 위해 체적이 작은 것, 전해액이나 전지 내의 반응에 따른 이온이나 가스가 적절히 유통할 수 있는 것 등의 성능 상의 요건과 함께, 염가에 양산 가능한 것이 요구되고 있다. 그러나, 상술한 종래의 각 코어부재에는 성능이나 가격, 양산성 등 필요로 하는 요건을 균형있게 만족하는 것이 발견되지 않는다.
즉, 상술한 종래의 각 코어부재는 성능적으로 고유한 특징을 갖고 있지만, 어느 것이나 비교적 제조공정이 많기 때문에, 제조비용이 비싸지는 동시에 양산성이 뒤떨어지는 공통된 문제가 있다. 이어서, 종래의 각 코어부재에 대해서 각각 설명한다. 우선, 소결식기판은 전극으로서의 집전성이나 활물질의 유지능력이 우수하지만, 활물질을 유지하는 빈 구멍의 비율이 낮기 때문에, 전극으로서의 고에너지화에 적합하지 않다.
발포형상 금속다공체기판은 다공도가 매우 높고, 고비표면적을 갖고 있고, 다른 코어부재에 비하여 대전류방전 성능면에서 상당히 우수하다. 한편, 금속의 돌기물에 의해 내부 쇼트하기 쉬운 결점이 있다. 흔히 발포형상 금속다공체기판은 이에 합제를 도착하고 압연하여 전극판으로 했을 때에, 그 전극판의 표면에 금속의 노출부분이 존재하여, 단락이 발생하기 쉽다는 결함이 있다. 그러나, 발포형상 금속다공체기판의 가장 큰 결점은 비용이 높아지는 것이다.
개구파 엠보스가공기판은 인장이나 압연에 대하여 늘어나기 쉽기 때문에, 간단히 형상이 변화해 버리는 결점이 있고, 게다가, 천공시에 생기는 버(burr) 등을 활물질의 유지능력의 향상을 목적으로서 의도적으로 잔존시키고 있기 때문에, 이 버 등에 기인하여 내부 쇼트를 야기하기 쉽다.
펀칭메탈이나 익스팬드메탈은 평면적인 형상이기 때문에, 양면에 도착된 활물질이 합제 내의 결착제로 서로 결합되어 있는 만큼, 활물질의 유지능력이 충분하지 않으므로, 특히, 코일형상 전극군을 구성하는 경우에 활물질이 탈락하기 쉽고, 전지의 수명이 단축되는 과제가 있다. 또한, 이들 코어부재는 평면적인 형상이기 때문에, 필연적으로 전극으로서의 두께방향의 집전성에도 과제가 있다.
상기의 과제에 대하여, 종래부터 코어부재로서의 여러가지 성능이나 가격 또는 생산성 등의 필요로 하는 요건을 균형있게 만족할 수 있는 코어부재를 얻기 위한 연구가 계속되어 왔다. 예컨대, 익스팬드메탈기판에서는 일본 특공소 60-29573호 공보에 기재된 전신메시시트(지그재그형상으로 배치된 결절부에 의해 다수의 선형상부가 격자형상으로 결절된 것)의 제조방법을 개량한 전신메시시트의 제조방법이 일본 특개평 3-204126호 공보에 개시되어 있다.
이 방법에 의해 얻어지는 전신메시시트에 대해서는, 고에너지 밀도화를 도모하는 것을 목적으로서 슬림화의 요구가 있었다. 그래서, 레시프로방식(reciprocating method)에 의한 슬릿형성에 의해 미세한 래스(lath)눈 구조로 무지부를 설치한 전신메시시트의 제조방법(일본 특개평 11-260373호 공보참조)이나, 두께 0.1mm 이하인 긴 금속시트의 폭방향의 임의 부분에 긴 방향으로 래스눈이 형성되지 않은 무지부를 설치하는 동시에, 무지부로부터 리드접속 부위를 잘라낸 익스팬드메탈기판을 이용하여 구성한 비수전해질전지(일본 특개평 11-260418호 공보참조)가 제안되었다. 그러나, 이들 전신메시시트(익스팬드메탈기판)는 이차원의 코어부재로서, 두께방향에 대한 집전성이 뒤떨어지는 결점이 있다.
한편, 상기 이차원의 코어부재이더라도 활물질을 주체로 하는 합제에 카본과 같은 도전제를 첨가하면, 두께방향의 집전, 요컨대, 삼차원적인 집전성능의 향상을 도모할 수 있다. 그러나, 삼차원적인 집전을 필요로 하는 전지 내의 니켈수소 축전 지의 양극판 등은 카본과 같은 도전제를 첨가하면, 충전 중에 카본 등이 산화하여 탄산이온화하고, 전지의 내부저항이 상승하는 동시에, 충방전 중의 신축에 따라 활물질이 탈락하여 전지로서의 수명이 줄어든다. 이들 이유에 의해, 종래에는 니켈수소 축전지의 양극판으로서, 발포형상 금속다공체기판이 이용되고 있었지만, 발포형상 금속다공체기판은 상술한 바와 같이, 비용이 비싼데다가 전극판 내지 전극군에 집전체를 설치하기 위한 무지부를 만들기 어렵고, 슬림화를 도모하면 다공도가 저하하여 고용량 밀도를 얻을 수 없다.
본 발명은 상기 종래의 과제를 감안하여 슬림하면서도 삼차원적 집전이 가능하고, 압연시의 신장이나 내부 쇼트가 생기지 않는 등의 우수한 성능을 가지면서도 염가로 양산 가능한 전지용 전극판 및 그 전지용 전극판의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 전지용 전극판은 활물질을 주체로 하는 합제가 코어부재에 충전상태로 도착되고, 상기 코어부재는 금속시트의 표리양방향으로 교대로 볼록형상으로 각각 돌출하는 단책(短冊)형상의 제 1 및 제 2 만곡돌출부가 상기 금속시트의 한 방향을 따라 형성되어 이루어지는 돌출부열이 소정폭의 평탄부를 개재하여 상기 금속시트의 상기 한 방향에 대하여 직교하는 방향을 따라서 복수열 배치된 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전지용 전극판의 제조방법은 띠형상의 금속시트를 서로의 상대위치가 접속분리하는 방향으로 구동되는 상형(上型)과 하형(下型) 사이에 간헐적으로 송급하여, 상기 상형과 하형이 서로 근접하는 상대위치가 되는 방향으로 진출구동된 때에, 금속시트에서의 상기 상형과 상기 하형의 각각의 절삭날부가 합치하는 위치에 슬릿을 형성하는 것과 거의 동시에, 인접하는 두개의 상기 슬릿 사이에 형성된 단책형상부분을 상기 하형의 각 볼록부에서 밀어 올려 제 1 만곡돌출부를, 또한 상기 상형의 볼록부에서 밀어 내어 제 2 만곡돌출부를 교대로 형성하는 동시에, 상기 제 1 및 제 2 만곡부가 교대로 배열된 돌출부열의 사이에서, 상기 금속시트에서의 상기 상형과 상기 하형의 각각의 비가공부가 합치하는 위치에 평탄부를 형성함으로써, 코어부재를 형성하여 상기 코어부재에 활물질을 주체로 하는 합제를 충전상태로 도착시키도록 한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 전지용 전극판의 다른 제조방법은 띠형상의 금속시트를 동기회전되는 한쌍의 가공롤의 사이에 연속적으로 송급하여, 상기 금속시트에서의 양쪽의 상기 가공롤의 각각의 원판형상 커터의 절삭날부가 맞물리는 개소에 슬릿을 형성하는 것과 거의 동시에, 인접하는 두개의 슬릿 사이에 형성된 단책형상부분을 양쪽의 상기 가공롤의 각 볼록부에서 서로 교대로 다른 방향으로 눌러 제 1 및 제 2 만곡돌출부를 각각 형성하는 동시에, 상기 제 1 및 제 2 만곡돌출부가 교대로 배열된 돌출부열의 사이에서, 상기 금속시트에서의 양쪽의 상기 가공롤의 각각의 비가공부가 합치하는 위치에 평탄부를 형성함으로써, 코어부재를 형성하여 상기 코어부재에 활물질을 주체로 하는 합제를 충전상태로 도착하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 전지용 전극판의 또 다른 제조방법은 원주면의 축방향으로 만곡볼록부와 만곡오목부가 교대로 배치되어 일렬로 형성된 요철부가 평탄부를 개 재하여 원주방향으로 복수배열 형성된 금속제의 전해석출드럼을 전해조의 전해액 속에 침지하여 일정방향으로 회전하면서 연속적으로 전해석출을 행하여, 상기 전해액으로부터 석출되어 상기 전해석출드럼의 원주표면에 부착한 금속박을 박리하여 코어부재를 형성하고, 상기 코어부재에 활물질을 주체로 하는 합제를 충전상태로 도착하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전지는 양극판 또는 음극판의 적어도 한쪽이 본 발명의 전지용 전극판인 것을 특징으로 하며, 상기 양극판 및 음극판을 이들 사이에 격리판을 개재하여 감거나 또는 적층하여 전극군이 구성되고, 상기 전극군 및 전해액이 전지케이스 내에 수납되어 이루어진다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 관한 전지용 전극판을 나타내는 종단면도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 관한 전지용 전극판에서의 코어부재를 나타내는 사시도.
도 3은 무지부에 요철부를 형성한 경우에 코어부재의 전체를 나타내는 사시도.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 관한 전지용 전극판을 나타내는 종단면도.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 관한 코어부재를 레시프로방식으로 제조하는 제조방법에 관한 제조장치의 주요부를 나타내는 사시도.
도 6의 (a)는 본 발명의 제 2 실시예에 관한 제조장치에서의 상형과 하형의 맞물림 상태를 모식적으로 나타낸 평면도.
도 6의 (b)는 상형과 하형의 맞물림에 의해서 금속시트에 형성된 슬릿과 만곡돌출부를 모식적으로 나타내는 평면도.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 관한 코어부재를 로터리방식으로 제조하는 제조방법에 관한 제조장치를 나타내는 주요부의 측면도.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 관한 코어부재를 전해석출법으로 제조하는 제조방법에 관한 제조장치를 나타내는 일부 파단 측면도.
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 관한 제조장치에서의 전해석출드럼을 나타내는 확대측면도.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 관한 전해석출드럼을 확대하여 나타낸 일부의 절단측면도.
도 11은 도 9의 XI-XI선으로 절단한 확대단면도.
도 12는 도 9의 XⅡ-XⅡ선 단면도.
도 13은 본 발명의 제 2 실시예에 관한 전지용 전극판을 이용하여 구성한 전지를 나타내는 일부 파단 정면도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 관한 전지용 전극판을 나타내는 종단면도이다. 이 전지용 전극판은 띠형상의 코어부재(1)에 이것의 양면측으로부터 양극 또는 음극의 활물질(2)을 주체로 하는 합제가 충전상태로 도착되어 활물질층(6)이 형성된 구성을 갖고 있다.
도 2는 상기 코어부재(1)를 나타내는 사시도, 도 3은 무지부(5)에 요철부(15)를 형성한 경우의 코어부재(1) 전체를 나타내는 사시도이다. 이 코어부재(1)는 금속시트(3)의 표리양방향에 교대로 볼록형상으로 각각 돌출하는 단책형상의 제 1 및 제 2 만곡돌출부(4, 7)가 서로 평행한 배치로 금속시트(3)의 한방향(X)에 따라 형성되어 이루어지는 돌출부열(8)이 소정폭의 평탄부(9)를 개재하여 금속시트(3)의 한방향(X)에 대하여 직교하는 다른 방향(Y)에 따라 다수 배열된 형상으로 되어 있다. 여기서, 이 실시예에서 다른 방향(Y)는 띠형상의 금속시트(3)의 길이방향이고, 한방향(X)는 띠형상의 금속시트(3)의 폭방향이다. 따라서, 양 만곡돌출부(4, 7)는 그 단책형상의 길이방향이 코어부재(1)의 길이방향(Y)에 합치하는 배치로 형성되어 있다.
만곡돌출부(4, 7)를 가공하여 코어부재(1)로 되기 전의 금속시트(3)로서는, 니켈, 구리, 알루미늄 또는 철 중 어느 하나, 혹은 그들을 주체로 하는 합금 중 어느 하나의 금속박이 이용되고 있다. 또는, 금속시트(3)로서 금속박 또는 철 또는 구리에 니켈도금을 실시한 것, 혹은 철에 구리도금 또는 니켈도금을 실시한 것이 이용되고 있고, 이 도금재로서는 20㎛의 소재에 1∼5㎛의 도금층을 형성한 것이 바람직하다. 또한, 상기 금속박 또는 도금재로 이루어지는 금속시트(3)는 만곡돌출부(4, 7)의 가공 전 또는 가공 후에 표면이 거칠게 되어 있고, 이로 인해, 코어부재(1)의 주체가 되는 금속시트(3)는 활물질(2)에 대한 유지능력이 향상되어 있다. 금속시트(3)의 표면을 거칠게 하는 처리에는 전해석출법, 에칭법, 샌드블라스트법, 롤전사법, 금속용사법 또는 분말체소결법 중 어느 하나의 수단이 이용된 다.
또한, 코어부재(1)에는 도 1 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 만곡돌출부(4, 7)가 형성되지 않은 무지부(5)가 코어부재(1)의 길이방향(Y)으로의 적어도 한쪽의 주변테두리부에 따라 길이방향으로 평행하게 형성되어 있다. 또, 도 3에서는 무지부(5)가 코어부재(1)의 길이방향(Y)으로의 양쪽 주변테두리부에 따라 길이방향으로 평행하게 형성되어 있는 경우를 예시하고 있고, 그 무지부(5)에는 홈형상의 다수의 오목부(15)가 서로 평행하게 배치하여 파형상으로 형성되어 있다. 또, 무지부(5)에는 오목부(15) 대신에 다수의 볼록부를 서로 평행하게 배치하여 파형상으로 형성해도 된다.
또한, 도 1에 나타내는 바와 같이, 금속시트(3)에서의 무지부(5)의 형성개소의 두께 d2는 만곡돌출부(4, 7) 및 평탄부(9)의 각 형성개소의 두께 d1보다 크게 설정해도 된다. 또한, 도 1에 명시하는 바와 같이, 전지용 전극판에서의 코어부재(1)는 이것의 만곡돌출부(4, 7)를 포함하는 전체가 활물질(2), 도전제와 결착제로 이루어지는 합제를 양면에 도착하여 형성된 활물질층(6) 내에 매설되어 있다.
상기 형상으로 된 코어부재(1)는 후술하지만, 금속시트(3)를 띠형상의 상태로 연속적으로 이송하면서, 레시프로방식의 연속 프레스가공 또는 로터리방식의 성형가공을 행함으로써 간소화된 공정을 거쳐 용이하게 제조할 수 있기 때문에, 염가이면서 높은 양산성으로 제조할 수 있다. 상기의 제조방법에 의해 제조하는 경우에는 띠형상의 금속시트(3)에 슬릿이 형성되지만, 이 슬릿은 예컨대, 일본 특개평 11-260373호 공보에 개시된 전연메시시트의 제조방법에서 긴 방향으로 복수개의 슬릿을 단속적이면서 지그재그형상으로 형성하고 있는데 대하여, 지그재그로 하지 않고 동일 길이의 것이 일정간격으로 평행하게 배열된 슬릿열을 일정한 간격을 두어 병렬로 배치하여 설치된다.
또한, 상기 형상으로 된 코어부재(1)는 후술하는 전해석출법을 이용하여 제조할 수도 있고, 이 전해석출법을 이용하는 경우에는 띠형상의 금속시트(3)의 형성과, 이 금속시트(3)에 대한 만곡돌출부(4, 7)의 성형가공을 동시에 연속적으로 행하여 한번에 제조할 수 있으므로, 염가이면서 한층 더 높은 양산성으로 제조할 수 있다.
상기 전극판은 코어부재(1)에서의 금속시트(3)의 표리양면에 교대로 돌출하여 활물질(2)에 대한 접촉면적이 큰 제 1 및 제 2 만곡돌출부(4, 7)가 활물질(2)의 집전체로서 기능하므로, 활물질(2)의 이용도가 상당히 높아지고, 특히 금속시트(3)의 두께방향의 집전성능이 매우 향상되어 집전효율이 상당히 높아져서, 방전특성이 향상된다. 또한, 활물질층(6)은 제 1 및 제 2 만곡돌출부(4, 7)에 의해서 금속시트(3)의 표리양면측으로부터 감싸지는 상태로 유지되므로, 활물질(2)의 유지능력이 매우 높아진다. 그 때문에, 상기 전극판은 특히 코일형상 전극군을 구성한 경우에도 활물질(2)의 탈락을 확실히 방지할 수 있어, 활물질(2)의 단위체적당 충전량을 크게 해도 활물질(2)의 이용 효율의 저하를 초래하지 않으므로, 전지의 단위용적당 대전류방전 특성이 종래의 이차원코어부재에 비하여 대폭 향상된다.
또한, 상기 코어부재(1)는 낱장식의 금속시트(3)에 평행하게 형성된 슬릿으 로 이루어지는 단책형상의 개소를 표리양면측에 볼록부형상으로 소성변형시킴으로써 만곡돌출부(4, 7)를 형성할 수 있기 때문에, 이로 인해서 버 등이 발생하는 일이 없으므로, 내부 쇼트 등이 발생할 염려가 없다. 또한, 비교적 얇은 금속시트(3)를 소성변형함으로써 형성할 수 있으므로, 활물질(2)에 대한 체적비율이 낮아져 전지로서의 고에너지 밀도화를 도모하는 것이 가능해진다. 더구나, 상기 코어부재(1)는 금속시트(3)의 표리양면측에 교대로 돌출되는 제 1 및 제 2 만곡돌출부(4, 7) 사이에, 측면에서 보아 거의 타원형상의 공간이 형성되므로, 전지를 구성했을 때에 전해액이나 전지 내의 반응에 따르는 이온이나 가스를 양호하게 유통시킬 수 있고, 이차원적인 활물질을 도착한 전극판에 비하여 집전효율이 높아져 대전류가 흐르게 할 수 있다.
또한, 상기 전지용 전극판에서는 코어부재(1)의 길이방향의 주변테두리부에 따라 무지부(5)가 형성되어 있으므로, 코어부재(1)의 길이방향의 인장강도가 향상되고, 압연시 등에서의 변형을 방지할 수 있어, 집전판이나 집전리드에 대한 용접을 효율적이고 확실히 행할 수 있다. 게다가, 무지부(5)에는 도 3에 나타내는 바와 같이, 오목부(15)(또는 볼록부)가 파형상의 배치로 형성되어 있으므로, 만곡돌출부(4, 7) 형성시에 무지부(5)에 발생하는 주름이나 왜곡을 제거할 수 있는 동시에, 무지부(5)의 강도가 향상됨으로써, 무지부(5)에 후술하는 집전체를 접합할 때에 무지부(5)가 구부러지거나 하지 않고, 또한, 활물질(2)의 도착 후의 압연공정에서 만곡돌출부(4, 7)의 신장에 따라 무지부(5)에 신장을 허용하는 여지를 줄 수 있다. 또한, 무지부(5)는 만곡돌출부(4, 7) 및 평탄부(9)의 두께 d1보다도 두꺼운 두께 d2로 형성되어 있으므로, 무지부(5)를 예컨대, 저항용접에 의해서 집전체 등에 접합하는 경우에는 피용접부인 무지부(5)에 큰 압력을 가할 수 있으므로, 용접 효율이 한층 더 향상되는 동시에, 보다 확실한 접합을 얻을 수 있다.
또한, 상기 전지용 전극판에서는 만곡돌출부(4, 7)가 그 단책형상의 길이방향이 코어부재(1)의 길이방향(Y)에 합치하는 배치로 형성되어 있으므로, 코어부재(1)에 합제를 도포할 때는 합제를 코어부재(1)의 길이방향에 따라 도포함으로써, 도착 슬릿이나 다이의 립 등이 만곡돌출부(4, 7)에 걸리거나 하는 것이 방지된다. 또한, 코어부재(1)는 이것의 전체가 활물질층(6) 내에 매설되어 있다.
특히, 이 전극판은 현재 성능면 만을 본 경우에 가장 우수한 발포형상 금속다공체기판을 코어부재로 하는 전극판과 비교하여, 저비용으로 생산할 수 있고, 최초부터 무지부(5)를 용이하게 형성할 수 있기 때문에, 집전체의 접합이 용이하고, 슬림화하기 쉬운 등의 큰 이점이 있다.
상기의 전지용 전극판에서, 만곡돌출부의 가공 전의 금속시트는 니켈, 구리, 알루미늄 또는 철 중 어느 하나이거나 혹은 그것들을 주체로 하는 합금 중 어느 하나의 금속박, 또는, 철 또는 구리에 니켈도금을 실시한 것, 혹은 철에 구리도금 또는 니켈도금을 실시한 것이 바람직하고, 이로 인해, 염가로 강도가 높은 금속시트를 얻을 수 있다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 관한 전지용 전극판을 나타내는 종단면도이다. 이 전지용 전극판은 코어부재(10)에 이것의 양면측에서 양 또는 음의 활물질(2)을 주체로 하는 합제가 도착되어 활물질층(6)이 형성되고, 코어부재(10) 가 표리양방향에 교대로 볼록부 형상으로 돌출하는 단책형상의 제 1 및 제 2 만곡돌출부(11, 12)가 서로 평행하게 배치하여 한방향을 따라 형성되어 이루어지는 돌출부열(13)이 소정폭의 평탄부(14)를 개재하여 한방향에 대하여 직교하는 다른 방향을 따라서 배치된 형상으로 되어 있는 것은 제 1 실시예와 마찬가지다.
상기 코어부재(10)가 제 1 실시예의 코어부재(1)와 서로 다른 점은 금속시트(3) 대신에 금속박(17a)의 양측표면에 표면이 거칠게 된 니켈도금층(17b)을 형성하여 이루어지는 압연니켈도금박(17)을 이용한 구성뿐이다. 따라서, 이 코어부재(10)는 제 1 실시예에서 설명한 것과 동일한 효과를 얻을 수 있는 것에 덧붙여, 압연니켈도금박(17)의 표면은 금속시트(3)에 비하여 거칠어진 거친면으로 되어 있으므로, 이 압연니켈도금박(17)의 표면에 의한 활물질(2)의 유지능력이 향상하는 이점이 있다.
상기의 전지용 전극판에서 만곡돌출부가 미형성의 무지부가 코어부재의 길이방향의 주변테두리부를 따라 길이방향으로 평행하게 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이로 인해, 코어부재의 길이방향의 인장강도가 향상되어, 압연시 등에서의 변형을 방지할 수 있는 동시에, 무지부는 활물질의 유지능력이 만곡돌출부의 형성개소 보다도 낮기 때문에, 도착이 끝난 활물질을 용이하게 제거하여, 집전판이나 집전리드에 대한 용접을 효율적이고 확실히 할 수 있다.
또한, 상기 무지부는 만곡돌출부 및 평탄부에 대하여 큰 시트두께를 갖고 있는 것이 바람직하다. 이로 인해, 무지부를 예컨대, 저항용접에 의해서 집전체 등에 접합하는 경우에는 피용접부인 무지부에 큰 압력을 가할 수 있으므로, 용접효율이 한층 더 향상되는 동시에, 보다 확실한 접합을 얻을 수 있다. 또한 무지부에 오목부 또는 볼록부가 파형상으로 형성되어 있는 것이 한층 더 바람직하고, 이로 인해, 만곡돌출부의 형성시에 무지부에 발생하는 주름이나 왜곡을 제거할 수 있는 동시에, 강도가 향상되기 때문에, 무지부에 집전체를 접합할 때에 무지부가 구부러지는 경우가 거의 없고, 또한 활물질의 도착 후의 압연공정에서 만곡돌출부의 신장에 따라 무지부에 신장을 허용하는 여지를 줄 수 있다.
또한, 상기의 전지용 전극판에서 만곡돌출부는 그 단책형상의 길이방향이 코어부재의 길이방향에 합치하는 배치로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이로 인해, 코어부재(15)에 합제를 도포할 때는 합제를 코어부재의 길이방향에 따라 도포하므로, 도착 슬릿이나 다이의 립 등이 만곡돌출부에 걸리거나 하는 것이 방지된다.
또한, 상기의 전지용 전극판에서, 활물질, 도전제와 결착제로 이루어지는 합제를 코어부재의 양면에 도착하여 형성된 활물질층 내에 상기 코어부재의 전체가 매설되어 있는 것이 바람직하다. 이로 인해, 전극판에서의 표면에는 금속의 노출부분이 생기지 않으므로 단락이 억제된다.
다음에, 제 1 실시예의 전지용 전극판에서의 코어부재(1)의 제조방법에 대해서 설명한다. 도 5는 레시프로방식의 연속 프레스가공에 의한 제조방법에 관한 제조장치의 주요부를 나타내는 사시도이다. 이 제조장치는 상형(18)과 하형(19)을 구비하여 구성되고, 이 상형(18) 및 하형(19)은 어느 것이라도 전단(shearing)커터를 구성하는 복수의 판형상 커터(20)를 자체의 두께에 상당하는 소정 간격을 설정하여 포갠 구성으로 되어 있다. 각 판형상 커터(20)에는 거의 반원형상으로 된 볼록부(21)가 소정피치로 형성되어 있다. 이 각 볼록부(21)의 양측 테두리부는 금속시트(3)를 전단하기 위해서 전단커터의 절삭날부(22)로서 형성되어 있다. 판형상커터(20)에서의 인접하는 각 두개의 볼록부(21, 21) 사이에는 평탄면으로 된 비가공부(23)가 형성되어 있다.
도 5에서는 주로 하형(19)의 구성을 나타내고 있지만, 상형(18)은 하형(19)과 동일 구성인 것을 상하반전시키고, 또한 자체의 판형상 커터(20)가 하형(19)의 판형상 커터(20)에 대하여 어긋난 형상으로 서로 대향하는 배치로 설치되어 있다. 따라서, 상형(18)과 하형(19)이 서로 근접하는 상대방향으로 구동되었을 때에는, 상형(18)의 각 판형상 커터(20)가 하형(19)의 인접하는 두개의 판형상 커터(20) 사이 및 최외측의 판형상 커터(20)의 측면에 접접상태로 들어간다.
코어부재(1)의 소재가 되는 금속시트(3)는 띠형상의 상태로 상형(18)과 하형(19) 사이에 간헐적으로 송급되어, 상형(18)과 하형(19)은 금속시트(3)가 간헐적으로 이송된 후에 위치결정이 정지되었을 때에, 서로 근접하는 상대위치가 되는 방향으로 진출구동된다. 이로 인해, 상형(18)의 판형상 커터(20)와 하형(19)의 판형상 커터(20)는 서로 맞물려, 서로 마주보는 사이에 송급된 금속시트(3)에 도 6의 (b)에 나타내는 바와 같은 슬릿(24)과 만곡돌출부(4, 7)를 형성한다. 그 후에, 상형(18)과 하형(19)은 서로 간격을 두는 방향으로 후퇴구동되고, 이어서 금속시트(3)가 소정 피치만큼 간헐적으로 이송되고, 이후, 상술한 바와 같은 동작을 반복한다.
도 6의 (a)는 상형(18)과 하형(19)의 맞물림 상태를 모식적으로 나타낸 평면 도, 도 6의 (b)는 상형(18)과 하형(19)의 맞물림에 의해서 금속시트(3)에 형성된 슬릿(24)과 만곡돌출부(4, 7)를 모식적으로 나타낸 평면도이다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 금속시트(3)에는 상형(18)과 하형(19)의 각각의 절삭날부(22, 22)가 합치하는 위치에서 전단되어 슬릿(24)이 형성되는 것과 거의 동시에, 인접하는 두개의 슬릿(24, 24) 사이에 형성된 단책형상 부분이 하형(19)의 각 볼록부(21)로 밀어 올려지고 제 1 만곡돌출부(4), 또한 상형(18)의 볼록부(21)로 밀어 내려져 제 2 만곡돌출부(7)가 각각 형성되고, 상하의 비가공부(23)가 합치하는 위치에 평탄부(9)가 형성되어, 도 3에 나타낸 코어부재(1)가 이루어진다. 또, 상술한 슬릿(24)은 일본 특개평 11-260373호 공보에 개시된 전연메시시트의 제조방법에서의 긴 방향으로 복수개가 단속적이면서 지그재그형상으로 형성된 슬릿과 다르고, 지그재그형상으로 하지 않고, 동일 길이의 것이 일정간격으로 평행하게 배열된 슬릿열을 일정한 간격을 두어 병렬로 배치하여 설치된다.
이 코어부재(1)의 제조방법에서는 판형상 커터(20)를 소정 간격으로 겹친 상형(18)과 하형(19)을 서로 마주보는 사이에서 진퇴구동시키고, 그 상형(18)과 하형(19)의 서로 마주보는 사이에 띠형상의 금속시트(3)을 송급함으로써, 복수열의 슬릿(24)과 만곡돌출부(4, 7)를 거의 동시에 일괄 형성할 수 있다. 따라서, 이 코어부재(1)의 제조방법에서는 매우 간단한 공정으로 코어부재(1)를 제조할 수 있고, 염가인 코어부재(1)를 고능률로 양산할 수 있다. 게다가, 이 제조방법에서는 판형상 커터(20)의 최소 두께는 100㎛를 가공 한계로 하여 미세한 슬릿(24)의 형성이 가능하므로, 제 1 및 제 2 만곡돌출부(4, 7)를 미소한 피치로 배치할 수 있고, 소 형이면서 고성능인 전지를 얻을 수 있는 전지용 전극판을 제조할 수 있다.
도 7은 제 1 실시예의 전지용 전극판에서의 코어부재(1)의 다른 제조방법에 관한 제조장치의 주요부를 나타내는 측면도이다. 이 제조방법에서는 로터리방식의 성형가공에 의해 코어부재(1)를 연속적으로 제작하고자 하는 것이다. 상기 제조장치는 한쌍의 가공롤(27, 28)을 금속시트(3)의 두께치수에 상당하는 간격으로 상하로 서로 대향시킨 구성으로 되어 있다. 상하의 가공롤(27, 28)은 양측 가장자리에 절삭날부(32)가 형성된 볼록부(29)가 주변 테두리부에 소정 피치로 배치되고, 또한 인접하는 두개의 볼록부(29) 사이에 비가공부(30)가 형성된 원판형상 커터(31)를 소정 매수 구비하여 이루어지며, 이들 원판형상 커터(31)를 각각의 각 볼록부(29)가 합치하는 배치이면서 자체의 두께치수의 간격으로 도면의 전후방향으로 겹쳐져 구성되어 있다. 그리고, 상하의 롤(27, 28)은 한쪽의 인접하는 2장의 원판형상 커터(31, 31) 사이에 다른쪽의 원판형상 커터(31)가 들어가도록 도면의 전후방향으로 위치를 겹치지 않게 비켜 놓은 상대위치에서 서로 대향하는 배치로 설치되어 있다.
이 제조장치에서는 양 가공롤(27, 28)을 동기회전시키는 동시에, 이 양 가공롤(27, 28) 사이에 띠형상의 금속시트(3)가 연속적으로 이송하여 보내진다. 이로 인해, 금속시트(3)에는 상부의 가공롤(27)의 원판형상 커터(31)의 절삭날부(32)와 하부의 가공롤(28)의 원판형장 커터(31)의 절삭날부(32)가 맞물리는 개소에서 전단되어 슬릿(24)이 형성되는 것과 거의 동시에, 인접하는 두개의 슬릿(24) 사이에 형성된 단책형상부분이 하부의 가공롤(28)의 각 볼록부(29)로 밀어 올려지고 제 1 만곡돌출부(4), 또한 상부의 가공롤(27)의 볼록부(29)로 밀어 내려져 제 2 만곡돌출 부(7)가 각각 형성되고, 상하의 비가공부(30, 30)가 합치하는 위치에 평탄부(9)가 형성되어, 도 3에 나타낸 코어부재(1)가 형성된다.
이 상하의 가공롤(27, 28)을 이용한 로타리방식의 제조방법에서는, 금속시트(3)를 연속적으로 이송하면서 코어부재(1)를 연속적으로 성형가공할 수 있으므로, 금속시트(3)를 단속적으로 이송하는 도 5의 레시프로방식의 제조방법에 비하여 가공속도를 향상시킬 수 있어, 생산성이 한층 더 향상된다. 단, 이 로타리방식의 제조방법에서는, 원판형상 커터(31)의 두께치수를 작게 하는 데 한도가 있기 때문에, 만곡돌출부(4, 7)의 배치 피치가 상기 레시프로방식의 제조방법에 비하여 약간 크게 된다.
도 8은 제 1 실시예의 전지용 전극판에서의 코어부재(1)의 또 다른 제조방법(15)에 관한 제조장치의 절단측면도이다. 이 제조방법에서는 전해석출법에 의해서 금속시트(3)를 연속적으로 제작하는 동시에, 그 금속시트(3)에 만곡돌출부(4, 7), 평탄부(9) 및 무지부(5)를 한번에 형성하는 것이다. 바꿔 말하면, 이 제조방법은 금속시트(3)에 만곡돌출부(4, 7), 평탄부(9) 및 무지부(5)를 갖는 띠형상의 코어부재(1)를 한번에 형성하는 것이다.
상기 제조장치는 롤형상의 전해석출드럼(37)이 전해층(도금조)(34)에 충만된 전해액(도금욕)(33) 속에 침지한 상태로 전해층(34)의 내부에 설치되어, 전해석출드럼(37)이 화살표로 나타내는 일정방향으로 소정의 회전속도로 연속적으로 회전되면서 전해조(34)를 양극(anode)으로 하고, 또한 전해석출드럼(37)을 음극(cathode)으로 하여 연속적으로 전해석출이 행하여짐으로써, 전해액(33)으로부터 전해석출한 니켈이 전해석출드럼(37)의 원주표면에 회전에 따라 서서히 퇴적하는 상태로 부착되어 가고, 최종적으로 필요한 두께의 금속박(38)이 형성된다.
도 9에서 도 12는 모두 전해석출드럼(37)을 나타내고, 도 9는 확대측면도, 도 10은 확대하여 나타낸 일부의 절단측면도, 도 11은 도 9의 XI-XI선으로 절단한 확대단면도, 도 12는 도 9의 XⅡ-XⅡ선 단면도이다. 이 전해석출드럼(37)은 원주면의 축방향(x)에 만곡볼록부(39)와 만곡오목부(40)가 교대로 배치되어 일렬로 형성된 요철부(41)가 소정 폭의 평탄부(42)를 개재하여 원주방향(y)으로 배열 형성된 형상으로 되어 있다. 또한, 전해석출드럼(37)에는 도 12에 나타내는 바와 같이, 축방향의 양단부와 중앙부에 각각 만곡볼록부(39) 및 만곡오목부(40)와 미형성의 무지부(43, 44)가 원주방향(y)으로 평행하게 형성되어 있다. 또한, 도 10 및 도 11에 나타내는 바와 같이, 전해석출드럼(37)에서의 원주의 전체표면 요컨대, 만곡볼록부(39), 만곡오목부(40), 평탄부(42) 및 무지부(43, 44)의 각 표면에는 티탄에 의해 형성된 금속부착면(47)이 설치되어 있는 동시에, 도 11에 나타내는 바와 같이, 만곡볼록부(39)와 만곡오목부(40)의 경계선에서 각각의 측변부를 접속하는 상태에서 거의 직경방향으로 신장하는 격벽부(48)가 전기절연체로 형성되어 있다. 격벽부(48)를 설치함으로써, 제 1 및 제 2 만곡돌출부와 소정 폭의 평탄부를 갖는 형상의 코어부재를 고정밀도이며 연속적으로 형성할 수 있다.
전해조(34)에서는 이 전해조(34)를 양극으로 하고, 또한 전해석출드럼(37)을 음극으로 하여 연속적으로 전해석출이 행하여지고 있고, 전해액(33)으로부터 전해석출한 금속(예컨대, 니켈)은 전해석출드럼(37)의 둘레면에서의 금속부착면(47)의 전체 표면에 균등한 두께로 퇴적하면서 부착하여 간다. 그리고, 일정한 회전속도로 연속적으로 회전하는 전해석출드럼(37)이 1회전 가까이 회전하였을 때는 도 8에 나타내는 바와 같이, 석출한 금속이 전해석출드럼(37)의 외주면에 20㎛∼30㎛ 정도의 두께로 퇴적하여 금속박(38)이 형성된다. 이 금속박(38)은 상기의 필요한 두께가 된 시점에서 박리하여 코어부재(1)로서 전해조(34)로부터 추출되어, 중간 가이드 롤(49)을 통해 감기드럼(50)에 감겨진다. 여기서, 금속부착면(47)은 전해석출한 어느 금속과도 합금화하기 어려운 티탄으로 형성되어 있으므로, 퇴적부착한 금속박(38)이 용이하게 박리된다.
이 감기드럼(50)에 감겨진 코어부재(1)는 도 3에 나타내는 제 1 실시예의 코어부재(1)와 같은 형상을 갖고 있다. 즉, 코어부재(1)는 만곡볼록부(39) 및 만곡오목부(40)에 의해서 금속박(38)의 표리양방향에 교대로 볼록형상으로 각각 돌출하는 단책형상의 제 1 및 제 2 만곡돌출부(4, 7)가 축방향(x)에 따라 형성되어, 이 서로 인접하는 제 1 및 제 2 만곡돌출부(4, 7) 사이에, 전기절연체로 이루어지는 격벽부(48)에 의해서 측면에서 보아 거의 타원형상의 공간이 형성되고, 또한, 제 1 및 제 2 만곡돌출부(4, 7)가 교대로 연속하여 배열되어 이루어지는 돌출부열(8)이, 평탄부(42)에 의해서 형성되는 소정 폭의 평탄부(9)를 개재하여 원주방향(y)에 따라 복수열 배치되고, 무지부(43)에 의해서 무지부(5)가 형성되어, 제 1 실시예의 코어부재(1)가 같은 형상으로 고정밀도로 형성된다. 또한, 이 제조장치에서는, 도 8에 나타내는 전해석출드럼(37)의 형상으로부터 명백한 바와 같이, 두개의 코어부재(1)가 병설상태로 동시에 형성되어 있고, 감기드럼(50)에 일단 감겨진 후에 중앙 부의 무지부(44)에 의해서 형성된 부분을 이것의 중앙부에서 절단하여 각각의 코어부재(1)로 분리된다.
이 전해석출법에 의한 제조방법에서는, 상술한 레시프로방식 및 로터리방식의 각 제조방법과 동일한 효과를 얻을 수 있는 것에 덧붙여, 금속시트가 되는 띠형상의 금속박(38)의 형성과, 이 금속박(38)에 대한 만곡돌출부(4, 7), 평탄부(9) 및 무지부(44)의 성형가공을 동시에 연속적으로 행할 수 있으므로, 상기 각 제조방법에 비하여 생산성이 한층 더 향상되어 더욱 더 비용절감을 도모할 수 있고, 게다가, 레시프로방식 및 로터리방식의 각 제조방법에 비하여 한층 더 슬림화된 코어부재(1)를 용이하게 제조할 수 있는 이점이 있다. 또한, 이 제조방법에서는 전해석출에 의해 코어부재(1)를 형성한 후에, 이 코어부재(1)를 도금욕을 통해서 롤측의 면에 전해석출하면, 표면이 거칠어진 코어부재를 간단히 얻을 수 있어, 활물질의 유지능력이 한층 더 우수한 코어부재(1)를 얻을 수 있다.
상기의 각 제조방법에서 코어부재에 이것의 가공 전 또는 가공 후 혹은 가공시에 전해석출법, 에칭법, 샌드블라스트법, 롤전사법, 금속용사법 또는 분말체소결법 중 어느 하나의 수단에 의해서 표면을 거칠게 하는 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 이로 인해, 금속시트의 표면이 거칠어진 코어부재를 얻을 수 있다. 즉, 전해석출법에서는 미세한 볼록부를 갖는 코어부재를 형성할 수 있고, 에칭법 및 샌드블라스트법에서는 코어부재의 표면에 미세한 오목부를 형성할 수 있으며, 롤전사법에서는 코어부재의 표면에 미세한 볼록부를 형성할 수 있고, 금속용사법에서는 코어부재의 표면에 금속입자를 접착하여 볼록부를 형성할 수 있으며, 또한, 분말체소 결법에서는 사용하는 금속분말의 형상 혹은 금속원소 그 자체를 변화시킴으로써, 표면 거칠기 상태 및 코어부재의 집전성을 용이하게 컨트롤하면서 금속시트의 표면을 거칠게 할 수 있다.
도 13은 제 1 실시예의 전극용 전극판을 이용하여 구성한 니켈수소 축전지를 나타내는 일부 파단된 정면도이다. 이 전지는 도 3의 코어부재(1)에 수산화 니켈분말을 주성분으로 하는 양극합제를 도착하여 양극판(51)을 형성하고, 도 2의 코어부재(1)에 수소흡장합금분말을 주성분으로 하는 음극합제를 도착하여 음극판(52)을 형성하고, 이 양, 음의 전극판(51, 52)을 이들 사이에 격리판(53)을 개재하여 적층한 상태로 코일형상으로 감음으로써, 코일형상 전극군(54)이 구성되어 있다.
이어서, 상기 전극에서 양, 음의 전극판(51, 52)의 구체예에 대해서 설명한다. 코어부재(1)는 만곡돌출부(4, 7) 및 평탄부(9)의 형성개소의 두께 d1(도 1에 명시)이 20㎛ 정도이고, 무지부(5)의 형성개소의 두께 d2(도 1에 명시)가 30~40㎛ 정도이며, 이 무지부(5)에 도 3에 나타낸 다수의 오목부(15)가 평행하게 형성되어 있고, 양 만곡돌출부(4, 7)의 각각의 정상부 사이의 두께 d3(도 1에 명시)이 0.35㎛ 정도가 되는 형상으로 하였다. 또, 양 만곡돌출부(4, 7)의 각각의 정상부 사이의 두께는 활물질(2)을 도착 후의 압연공정을 거친 시점에서 0.30㎜ 정도가 된다.
양극판(51)은 상기 코어부재(1)의 양면에 양극합제를 도착하여 활물질층(6)(도 1에 명시)을 형성함으로써 구성하였다. 양극합제는 수산화 니켈분말체와 수산화 코발트와 결착제로서의 CMC(카르복시메틸셀룰로오스) 및 PTFE(폴리테트라플루오르에틸렌)를 물과 함께 혼합하여, 함수율이 17~19%인 페이스트형상으로 하였다. 이 페이스트형상의 양극합제를 코어부재(1)의 양면에 0.65㎜의 두께로 도착하여 활물질층(6)을 형성하고, 이 활물질층(6)을 건조시킨 후, 압연하여 0.45㎜의 두께로 하며, 길이가 390㎜이고 폭이 35㎜(1mm의 폭을 갖는 무지부(5)를 포함한다)인 치수를 갖는 직사각형 형상으로 절단하여, 용량이 3000mAh인 양극판(51)을 얻었다.
한편, 음극판(52)은 펀칭메탈의 양면에 음극합제를 도착하여 활물질층(6)을 형성함으로써 구성하였다. 음극합제는 주지의 조성을 갖는 수소흡장합금과, 도전제로서의 탄소(카본블랙)와, 결착제로서의 SBR(스티렌부타디엔고무), PTFE 및 CMC를 물과 함께 혼합하여 페이스트형상으로 하였다. 이 페이스트형상의 음극합제를 코어부재(1)의 양면에 0.42㎜의 두께로 도착하여 활물질층(6)을 형성하고, 이 활물질층(6)을 건조시킨 후, 압연하여 0.22㎜의 두께로 하며, 길이가 440㎜이고 폭이 35㎜(이 폭에는 1㎜의 폭을 갖는 무지부(5)를 포함한다.)인 치수를 갖는 직사각형형상으로 절단하여, 용량이 4800mAh인 음극판(52)을 얻었다.
그리고, 코일형상 전극군(54)의 한쪽측에 돌출한 음극판(52)의 무지부(5)의 단면에는 저항용접에 의해서 음극측 집전판(57)이 접합되고, 코일형상 전극군(54)의 다른쪽측에 돌출된 양극판(51)의 무지부(5)의 단면에는 저항용접에 의해서 양극측 집전판(58)이 접합되어 있다. 전지케이스(59) 내에는 상기 양 집전체(57, 58)를 접합한 코일형상 전극군(54)이 수용되고, 또한 전해액(도시생략)이 주액된다. 그 후에, 전지케이스(59)의 개구부는 봉입판(60), 안전밸브(61), 절연개스킷(62) 및 금속캡(63)을 조립하여 이루어지는 봉입체(64)가 삽입된 후, 전지케이스(59)의 개구단부 모서리부를 안쪽으로 코킹가공하여 밀폐되어 있다. 또, 음극측 집전판(57) 은 전지케이스(59)의 저면부에 용접에 의해 접합되고, 양극측 집전판(58)은 양극리드(67)를 통해서 봉입판(60)에 전기접속되어 있다. 이로 인해, 용량이 3000mAh인 서브 C타입(단 2타입 보다도 약간 작은 타입)의 니켈수소 축전지가 구성되어 있다.
이 니켈수소 축전지에서는 이것의 양극판(51)의 코어부재로서 종래 이용되고 있던 발포형상 금속다공체기판에 비하여, 저비용이고 무지부(5)의 형성이 용이한 동시에 슬림화하기 쉬운 코어부재(1)를 이용하고 있으므로, 코어부재(1)의 제조비용이 저감하는 만큼 비용절감을 할 수 있고, 무지부(5)를 처음부터 형성할 수 있기 때문에, 용접에 적당한 무지부(5)를 양극측 집전체(58)에 확실히 접합할 수 있으므로, 구성의 간소화와 집전특성의 향상을 용이하게 도모할 수 있고, 코어부재(1)의 집전 효율이 높기 때문에 방전특성이 향상되며, 또한 슬림화에 의해서 전지로서의 고에너지 밀도화를 도모하는 것이 가능해지고, 전지저항의 증대를 극력 억제하고 있음으로써 큰 전류가 흐르게 할 수 있다. 게다가, 이 니켈수소 축전지는 양음의 전극판(51, 52)에서의 코어부재(1)의 활물질(2)에 대한 유지능력이 매우 높기 때문에, 활물질(2)의 탈락이라는 결함이 생기지 않으므로 수명을 확보할 수 있다. 또, 양음의 전극판(51, 52)을 도 3의 제 2 실시예에 구성하면, 활물질(2)의 유지력이 한층 더 향상되어 코일형상 전극군(54)의 구성에 적합하게 된다.
상기 전극판은 그 표면에 버가 형성되는 경우는 거의 없으므로, 격리판의 슬림화가 가능해져 전지로서의 고에너지 밀도화를 도모하는 것이 가능하다. 상기 전극판은 모든 전지계에 적용해도 상술한 바와 동일한 효과를 얻을 수 있는 전지를 구성할 수 있지만, 특히, 알칼리 축전지계의 전지에 적용하면, 이들 전지에 요구되 는 대전류방전의 성능이 효과적으로 얻어진다. 또한, 비수전해액계의 리튬 이차전지 등에 적용해도 방전특성 등이 향상한다.
이상과 같이, 본 발명의 전지용 전극판에 의하면, 활물질의 이용도가 높아져서 활물질의 유지능력도 높아지고, 전지를 구성했을 때에 방전특성이 현저히 향상되는데다가 전지의 단위용적당 대전류방전특성이 대폭 향상된다. 또한, 내부 쇼트 등이 발생할 염려가 없고, 활물질에 대한 체적비율이 낮아져서 전지로서의 고에너지 밀도화를 도모하는 것이 가능해진다. 본 발명의 전지용 전극판의 제조방법에 의하면, 간소화된 공정으로 코어부재를 형성할 수 있으므로, 염가에 양산하는 것이 가능해진다. 따라서, 본 발명의 전지용 전극판 및 그 제조방법은 전지성능의 향상과 저가격 및 양산성을 함께 실현하는 데에 있어서 유용하다.

Claims (18)

  1. 삭제
  2. 활물질(2)을 주체로 하는 합제가 코어부재(1)에 충전상태로 도착되어 이루어지고,
    상기 코어부재는 니켈, 구리, 알루미늄, 철, 혹은 그들을 주체로 하는 합금 중 어느 하나인 금속시트(3)의 표리양방향에 교대로 볼록형상으로 각각 돌출하는 단책형상의 제 1 및 제 2 만곡돌출부(4, 7)가 상기 금속시트의 한방향(X)에 따라서 형성되어 이루어지는 돌출부열(8)이 소정 폭의 평탄부(9)를 개재하여 상기 금속시트의 상기 한방향에 대하여 직교하는 방향(Y)에 따라 복수열 배치된 형상을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 전지용 전극판.
  3. 활물질(2)을 주체로 하는 합제가 코어부재(1)에 충전상태로 도착되어 이루어지고,
    상기 코어부재는 철 또는 구리에 니켈도금을 실시한 것, 혹은 철에 구리도금 또는 니켈도금을 실시한 금속시트(3)의 표리양방향에 교대로 볼록형상으로 각각 돌출하는 단책형상의 제 1 및 제 2 만곡돌출부(4, 7)가 상기 금속 시트의 한방향(X)에 따라 형성되어 이루어지는 돌출부열(8)이 소정 폭의 평탄부(9)를 개재하여 상기 금속시트의 상기 한방향에 대하여 직교하는 방향(Y)에 따라 복수열 배치된 형상을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 전지용 전극판.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    코어부재(1)는 표면이 거칠어진 금속시트(3)로부터 이루어지는 것을 특징으로 하는 전지용 전극판.
  5. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    만곡돌출부가 형성되지 않은 무지부(5)가 코어부재(1)의 길이방향의 주변테두리부에 따라 길이방향으로 평행하게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지용 전극판.
  6. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    코어부재(1)에서의 무지부(5)가 만곡돌출부(4, 7) 및 평탄부(9)에 대하여 두꺼운 시트두께를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 전지용 전극판.
  7. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    코어부재(1)에서의 무지부(5)에 오목부(15) 또는 볼록부가 파형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지용 전극판.
  8. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    만곡돌출부(4, 7)는 그 단책형상의 길이방향이 코어부재(1)의 길이방향에 합치하는 배치로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지용 전극판.
  9. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    활물질(2)과 도전재와 결착재로 이루어지는 합제를 코어부재(1)의 양면에 도착하여 형성된 활물질층(6) 내에 상기 코어부재의 전체가 매설되어 있는 것을 특징으로 하는 전지용 전극판.
  10. 니켈, 구리, 알루미늄, 철, 혹은 그들을 주체로 하는 합금 중 어느 하나인 띠형상의 금속시트(3)를 서로의 상대위치가 접속분리하는 방향으로 구동되는 상형(18)과 하형(19)의 사이에 간헐적으로 송급하며,
    상기 상형과 하형이 서로 근접하는 상대위치가 되는 방향으로 진출구동된 때에, 금속시트에서의 상기 상형과 상기 하형의 각각의 절삭날부(22)가 합치하는 위치에 슬릿(24)을 형성하는 것과 거의 동시에, 인접하는 두개의 상기 슬릿 사이에 형성된 단책형상 부분을 상기 하형의 각 볼록부(21)로 밀어올려 제 1 만곡돌출부(4)를 형성하고, 또한 상기 상형의 볼록부(21)로 밀어내려 제 2 만곡돌출부(7)를 교대로 형성하는 동시에, 상기 제 1 및 제 2 만곡돌출부가 교대로 배열된 돌출부열(8)의 사이에서, 상기 금속시트에서의 상기 상형과 상기 하형의 각각의 비가공부가 합치하는 위치에 평탄부(9)를 형성함으로써 코어부재(1)를 형성하고,
    상기 코어부재에 활물질(2)을 주체로 하는 합제를 충전상태로 도착하는 것을 특징으로 하는 전지용 전극판의 제조방법.
  11. 니켈, 구리, 알루미늄, 철, 혹은 그들을 주체로 하는 합금 중 어느 하나인 띠형상의 금속시트(3)를 동기회전되는 한 쌍의 가공롤(27, 28)의 사이에 연속적으로 송급하며,
    상기 금속시트에서의 양쪽의 상기 가공롤의 각각의 원판형상 커터(31)의 절삭날부(32)가 맞물리는 개소에 슬릿(24)을 형성하는 것과 거의 동시에, 인접하는 두개의 슬릿사이에 형성된 단책형상부분을 양쪽의 상기 가공롤의 각 볼록부(29)에서 서로 교대로 다른 방향으로 눌러서 제 1 및 제 2 만곡돌출부(4, 7)를 형성하는 동시에, 상기 제 1 및 제 2 만곡돌출부가 교대로 배열된 돌출부열(8)의 사이에서, 상기 금속시트에서의 양쪽의 상기 가공롤의 각각의 비가공부가 합치하는 위치에 평탄부(9)를 형성함으로써 코어부재(1)를 형성하고,
    상기 코어부재에 활물질(2)을 주체로 하는 합제를 충전상태로 도착하는 것을 특징으로 하는 전지용 전극판의 제조방법.
  12. 원주면의 축방향으로 만곡볼록부(39)와 만곡오목부(40)가 교대로 배치되어 일렬로 형성된 요철부(41)가 평탄부(42)를 개재하여 원주방향으로 복수배열 형성된 금속제의 전해석출드럼(37)을 전해조(34)의 전해액(33) 속에 침지하여 일정방향으로 회전하면서 연속적으로 전해석출을 행하며,
    상기 전해액으로부터 석출되어 상기 전해석출드럼의 원주 표면에 부착된 금속박(38)을 박리하여 코어부재(1)를 형성하고,
    상기 코어부재에 활물질(2)을 주체로 하는 합제를 충전상태로 도착하는 것을 특징으로 하는 전지용 전극판의 제조방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    원주의 전체표면이 티탄으로 형성되어 있는 동시에, 만곡볼록부(39)와 만곡오목부(40)의 경계선에 따라 위치하는 거의 직경방향의 격벽부(48)가 상기 전기절연체로 형성된 전해석출드럼을 이용하도록 한 것을 특징으로 하는 전지용 전극판의 제조방법.
  14. 제 10, 11, 12, 17, 18항 중 어느 한 항에 있어서,
    코어부재(1)에 이것의 가공 전 또는 가공 후 혹은 가공시에, 전해석출법, 에칭법, 샌드블라스트법, 롤전사법, 금속용사법 또는 분말체소결법 중 어느 하나의 수단에 의해서 표면을 거칠게 하는 처리를 실시하도록 한 것을 특징으로 하는 전지용 전극판의 제조방법.
  15. 양극판(51) 또는 음극판(52)의 적어도 한쪽이 제 2항 또는 제 3항에 기재된 전지용 전극판에 의해서 구성되어, 상기 양극판 및 음극판을 이들의 사이에 격리판(53)을 개재하여 감거나 또는 적층하여 전극군(54)이 구성되고, 상기 전극군 및 전해액이 전지케이스(59) 내에 수납되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 전지.
  16. 양, 음의 각 전극판(51, 52)이 제 6항 또는 제 7항에 기재된 전지용 전극판에 의해서 구성되어, 상기 양극판 및 음극판을 이들의 사이에 격리판(53)을 개재하여 감거나 또는 적층하여 구성된 전극군(54)의 양쪽에 돌출된 양, 음의 상기 각 전 극판의 각각의 무지부(5)의 단면이 각각 양, 음극의 각 집전판(57, 58)에 전기적으로 접합되고, 상기 전해군 및 전해액이 전기케이스(59) 내에 수납되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 전지.
  17. 철 또는 구리에 니켈도금을 실시한 것, 혹은 철에 구리도금 또는 니켈도금을 실시한 띠형상의 금속시트(3)를 서로의 상대위치가 접속분리하는 방향으로 구동되는 상형(18)과 하형(19)의 사이에 간헐적으로 송급하고,
    상기 상형과 하형이 서로 근접하는 상대위치가 되는 방향으로 진출구동된 때에, 금속시트에서의 상기 상형과 상기 하형의 각각의 절삭날부(22)가 합치하는 위치에 슬릿(24)을 형성하는 것과 거의 동시에, 인접하는 두개의 상기 슬릿 사이에 형성된 단책형상부분을 상기 하형의 각 볼록부(21)로 밀어올려 제 1 만곡돌출부(4)를 형성하고, 또한 상기 상형의 볼록부(21)로 밀어내려 제 2 만곡돌출부(7)를 교대로 형성하는 동시에, 상기 제 1 및 제 2 만곡돌출부가 교대로 배열된 돌출부열(8)의 사이에서, 상기 금속시트에서의 상기 상형과 상기 하형의 각각의 비가공부가 합치하는 위치에 평탄부(9)를 형성함으로써 코어부재(1)를 형성하고,
    상기 코어부재에 활물질(2)을 주체로 하는 합제를 충전상태로 도착하는 것을 특징으로 하는 전지용 전극판의 제조방법.
  18. 철 또는 구리에 니켈도금을 실시한 것, 혹은 철에 구리도금 또는 니켈도금을 실시한 띠형상의 금속시트(3)를 동기회전되는 한쌍의 가공롤(27, 28) 사이에 연속적으로 송급하여,
    상기 금속시트에서의 양쪽의 상기 가공롤의 각각의 원판형상 커터(31)의 절삭날부(32)가 맞물리는 개소에 슬릿(24)을 형성하는 것과 거의 동시에, 인접하는 두개의 슬릿 사이에 형성된 단책형상부분을 양쪽의 상기 가공롤의 각 볼록부(29)에서 서로 교대로 다른 방향으로 눌러 제 1 및 제 2 만곡돌출부(4, 7)를 형성하는 동시에, 상기 제 1 및 제 2 만곡돌출부가 교대로 배열된 돌출부열(8)의 사이에서, 상기 금속시트에서의 양쪽의 상기 가공롤의 각각의 비가공부가 합치하는 위치에 평탄부(9)를 형성함으로써 코어부재(1)를 형성하고,
    상기 코어부재에 활물질(2)을 주체로 하는 합제를 충전상태로 도착하는 것을 특징으로 하는 전지용 전극판의 제조방법.
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