TW490877B - Battery electrode plate and its manufacturing method - Google Patents

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Yoshio Goda
Toru Inagaki
Akihiro Maeda
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Matsushita Electric Ind Co Ltd
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Description

五、發明說明（1) 技術領ig 本發明係關於塗敷活# 成電池用電極板，以刀 貝為主體之混合物於芯材而形 製造該電池用電極板之穿造本、向量產性且高精度地 背景技術 4 法。 電池之正、負極之久當 以正負之活性物質為主_ = Ϊ丄係由填充狀態地塗敷分別 之功能之芯材二;物於作為電池時之集電體 ^ ^ ^, 成者。作為上述之芯材，一船當用之 心L σ’燒結式基板（例如，參照日本專利特開平 4 -1 6 5 0 0 6號公報）、發泡狀今屬夕 ；&，包狀金屬多孔質體基板（例如，參照 日本^特么日J7-3931 7號公報）、開孔波狀加工基板（例 如，參照日本專利特開平7_13〇37〇號公報）、衝孔型金屬 板、以及展延型金屬基板（例如，參照曰本專利特開平 3-2 04 1 26號公報以及特開平7-3352 〇8號公報）等。 怒材除包括高集電效率、活性物質之高保持能力，為了 高能量密度化而具小體積、伴隨著電解液與電池内的反廣、 的離子與氣體可適度流通等的性能上的要件以外，並同日^ 要求廉價且可量產之可能。然而，在上述習知芯材中，^ 法找出可同時兼顧性能與價格、量產性等所必備之要件^ 方法。 換言之，上述習知之各芯材具有性能上之固有特長， 是，皆因其在製造步驟上較為繁雜，而有造成製造成本= 高的同時量產性也低的共通的問題點。接著，針對習知日 芯材分別說明。首先，燒結式基板，雖然作為電極之集電
C:\2D-OODE\90-07\90110111.ptd 490877 五、發明說明（2) 性與活性物質之保持能力優良，但是，由於保持活性 之空孔之比率低，而並不適合於電極之高能量化 、 發泡狀金屬多孔質體基板，係多孔度里且且 面積率者，該發泡狀金屬多孔質體基板與其他之^材= 較，在大電流放電性能方面非常優良。另一方面，卻有因 為金屬突起物而容易引起内部短路的缺點。又， 人 ^塗敷於該發泡狀金屬多孔質體基板並進行壓延， 叙泡狀金屬多孔質體基板作為電極板 ' ^ ?存在有金屬曝露的部☆，而有容易發生短路m 是’發泡狀金屬多孔質體基板之最大缺點則為：匕但 開孔汗雕（波）狀加工基板係對於拉伸與壓延= 伸’具有簡單地進行形狀變化的缺點 n ，有在穿孔時所產生的毛刺等以作為活性 月匕力的提升的目的’而因該毛刺 引起内 部短路。 ]口力谷易引起内 衝孔型金屬板、以及展延型金 狀’塗敷於兩面之活性物質僅係藉由混合 ,兩：相互結合，活性物質之保持能力並不充分以 狀，而必然地會有在作為電厚=二：面之形 題。 才<y子戾方向的集電性的問 針對上述問題點，針對如 乂曰 時的種種的性能與價格或生產：：：：：到作為芯材 屋陸4的必備要件的芯材從很 $ 5頁 C:\2D-CODE\90-07\90110111.ptd 49〇877 五、發明說明（3) 早開始已不斷地作了研究。例如’在展延型金屬基板中， 曰本專利特開平3-2041 26號公報揭示了改良特公昭 60-29573號公報中記載之展延型網孔薄板（藉由配置於鋸 齒形狀之結節部，多數之線狀部結節成格子狀）之製造方 法改良之展延型網孔薄板之製造方法。 ^十對根據該方法所獲得之展延型網孔薄板，有為圖獲高 ΐΠίΙ匕；目的而要求薄型化。在此，提出有在根據往 方法(曰本專利特開平〗"6_號公上 以^在届度為0. lmm以下之長金屬薄板的寬度方向的任咅 部/刀，設置沿長度方向不形成網眼的無紋部的同時，使。 ΐ ΐ ΐ m 線曰連太接直部位後之展延型金屬基板所構成的 ί ^ i ； i ΐ λ ^" …欠元η，而X f (展延型金屬基板）係為 ，：：ΐ:Ρ對於厚度方向集電性差之缺點。 之導電劑於活性物質為主體之混合物的話，；；；；；； 方向之集電也就是說提升為三次元之集電性能 要二次7L集電之電池中之鎳氫蓄電池的正極、、而 了類似碳之導電劑時，碳等 2 4 /添加 離子化，使得電池内部電阻= r 4 伸縮活性物質發生脫落而縮短了電池的壽命之 理由s在習知中，作為鎳氫蓄電池的正極板，二吏用2 狀金屬多孔質體基板’但是，該發泡狀金屬多』泡 C:\2D-CODE\90-07\90110111.ptd 1 ^0877 五、發明說明（4) _ J ^上所述，成本高之原因，較難製作將集電體安裝於 电和板至電極群用的無紋部，當欲圖薄形化時則會使多、 X下降而無法獲得高容量密度。 /=明是鑑於上述問題點’其目的在於提供 :專型也可為三次元之集€，具有壓延時 t 4短路等的優良性能的同時，廉價且量產可能之電池 極板以及該電池用電極板之製造方法。） 電 JLM之福示 坫ί I要達成上述目的本發明之電池用電極板，係將芏 ===之混合物呈填充狀態塗敷於丄;Γ 分别*山+且!· 屬專板表晨兩方向交錯地呈凸妝 ，大出之長方形狀的第！與第2彎 ： 薄板之一方向形成的膨出部列 ^~上述金屬 沿著與上述金屬薄板之上述」方平坦部而 形狀為其特徵者。 方向配設多列之 本發明之電池用電極板之製造 金屬薄板’送入沿相互之相對地將帶狀之 /方向進出：動；述成相互接近之相對位; 吻合之位置形成縫：金1幾#;:=上；與下模之各刀部 部推上形成於鄰接之2個上述°才由上述下模之各凸 並由上述上模之凸部壓下上.永之間的長方形狀部分、 形成第1彎曲膨出部和第2彎曲：形狀部a、分別交錯地 列上述第】、第2彎曲膨出部的同時，在交錯地配 之知出部列之間，藉由在上述
C：\2D-CODE\90-07\90110111,ptd 五、發明說明（5) __ 金屬薄板之上述上模與下模之 形成平坦部，而形成芯材，、 非加工部位之吻合之位置 物呈填充狀態塗敷於上述々二&丨生物貝作為主體之混合 此外，本發明之電池用 地將帶狀之金屬薄板，送入 〃八他製造方法，係連續 間，在與上述金屬薄板之兩方=紅轉之—對的加工滾筒之 切刀的刃部嚙合之部位形成上，加工滾筒之各圓板狀 之上述加工滾筒之各凸部以相】丄料幾乎在同日夺，由兩方 於鄰接之2個上述縫隙之間又錯之不同方向推壓形成 彎曲膨出部和第2彎曲膨出部：狀部分’分別形成第1 第1、第2.彎曲膨出部之膨出部列之寺’，在交錯地配列上述* 板之上述加工滾筒之各非 B错由在上述金屬薄 部，而形成芯材，並=之位置形成平坦 狀態塗敷於上述芯材為其特徵：作為主體之混合物呈填充 此外，本發明之電池用 將在圓周面之軸方向交錯地配^ ^ 一其他製造方法，係 成-列狀之凹凸部，隔著 ；曲：部而形 之金屬製電解析出鼓，浸入電=巧， 旋轉，並同時連續地進行電解“解液中沦-疋方向 出而附著於電解析出鼓的圓 二^離，上述電解液析 材，並將活性物質作為：：金屬箔，以形成芯 述芯材為其特徵者。μ _之此3物呈填充狀態塗敷於上 本發明之電池係將本發明 負極板之至少一方為1特 \ 電極板作為正極板或 …特徵者，在上述正極板與負極板之
4观7/ 五、發明說明（6) 間隔著隔板繞捲或積屑 群’並將上述電極群：μ "f極板，、負極板以形成電極 上述電解液收容於電池盒内° 圖本1=巧明之最佳&實施形態。 圖。該電池用電極板具；：：：：：：用電極板的縱剖面 該^以形成活性:;層主6體的了成合物呈填充狀態塗敷於 形Γ:二圖，圓3為顯示將凹凸部15 具有將沿金屬薄板3之；；=體的斜視圖。該芯材1係 之長方形狀的第^:/:二 垂直之另-方向γ形成多數配列之=在之/述二方一向x 形悲中，另一方向Y係為帶狀之金在忒貫施 方向X係為帶狀之金屬薄板3的寬产方 、長度方向，一 出部4、7之長方形狀的長度方向；:材因此，兩彎曲膨 成吻合的配置。 〜〜材1之長度方向γ形
加工彎曲膨出部4、7作A 用有錄、銅、銘或鐵中的任：；者此前的金屬薄板3 ’使 任-者的金屬箔。或者，作為金屬為體之合金的 或鐵或銅施以電鍵|，或鍍 錦=吏用有對金屬箱 最好以2°-之素材形成為卜心=者又作：該鍍材 观嘈又，上述金屬 第9頁 C:\2D-C0DE\90-07\90110111.ptd ⑺ 發明說明 〆高或艘材所形成之金屬薄板3，係在彎曲膨出部4、7之加 工前或加工後將其表面粗糙化，藉此，其形成芯材1之主 趙之金屬薄板3，獲得對於活性物質2之保持能力之提升者 。對於金屬薄板3之表面粗糙化處理，可使用電解析出法 、、#刻法、噴砂法、滾筒轉寫法、金屬溶射法或粉體燒結 决中之任一方法者。 又，如圖1及圖3所示，芯材1上未形成彎曲膨出部4、7 之無紋部5，係沿著芯材1之長度方向γ之至少一方之邊緣 $而形成與長度方向平行者。又，在圖3中，例示了無紋 部5沿著芯材丨之長度方向γ之兩方之邊緣部而形成與長度 方向平行之情況，該無紋部5上之溝狀的多數凹部丨5= 互平仃之配置形成波狀。又，也可取代該無紋部5上之凹 4 1 5相互平行地配置多數之凸條以形成波狀。 此外，如圖1所示，金屬薄板3上之無紋部5之形 之厚度d2，亦可設定為比彎曲膨出部4、7以及/ 各形成部位之厚度dl要大。此外，如圖}所示，一 ° = 極板之芯材1係埋設於活性物質戶6 Φ，品#、电必用電 係將活性物質2、_以及黏接劑形成之 物貝層6 包含該芯材1之彎曲膨出部4、7之令辟主敷於 巧成上述形狀之怒材卜有如後述，以帶狀以者。 連縯地移送金屬薄板3，一邊經過進行往疒狀悲一邊 壓加工或旋轉方式之成形加工之簡單化 +式之連續衝 造，因此，可廉償真高生產性地予 =步驟可容易地製 ^ ^ A衣造。在益丄， 製造方法進行製造情況，在帶狀之厶一 ㈢由上述之 之至屬缚板3上雖形成有
490877 五、發明說明（8) 縫隙，但是，該縫隙相對於例如日本專利特開平 1 1 - 2 6 0 3 7 3號公報所揭示之展延型網孔薄板之製造方法中 沿長度方向斷續地且鋸齒形狀地形成多數條之縫隙，不設 成蘇齒形狀而隔以一定之間隔並列配置地設置長度相同^ 以 疋之間隔平行配列之縫隙列。 又’形成上述形狀之芯材1係也可使用後述之電解析出 ，，造，在使用該電解析出法之情況，係同時且連續地進 了 τ狀的金屬薄板3的形成，以及對於該金屬 、7之成形加工而一舉可製造完成者，因此之；： 更两之生產性製造出更為廉價之產品。 述電極板交錯地突出於上述芯材丨之金屬薄板^之 =4向而7對：活性物質2之接觸面積大之第1與第2彎曲膨、 之:丨，用主於作為活性物質2之集電體發揮功能，活性 =隹\ 增加非常高，尤其是，金屬薄板3之厚度方 °也集電性能極大地提高而使集效率大增，從而古= 電特性> 又，由於活性物質層6係藉由门方 部4、7以從金屬镇柘cj夕本畫；工7， ，、弟」弓曲知出 捭， /#板3之表晨兩面側呈抱住之狀態而被保 持，因此’活性物質2之保持能力成為極高， 述電極板尤其是在構成渦卷也上 <1 活性物質2的脫落，由於gp # μ^况也可確貫防止 此，雷、、也之各时曰 / 11物貝2的利用效率的下降，因 電池之母早位容積之大電流放 芯材比較獲得大幅提升》 行旺，、s $之_次兀 此外i於上述怒材j係藉由將平形地形成於單片之金
490877 五、發明說明（ίο) 更為k南焊接效率的同時’可獲得確實之接人 此外，在上述電池用電極板中，f曲膨出;4°、 其 長方形狀之長度方向與芯材1之長度方向γ係以吻人之配置 而形成，在將混合物塗敷於芯材！之際，由沿著長 度方向塗敷混合物，可防止塗接縫隙與晶片的突^ 於 彎曲膨出部4、7。又，芯材1之上述構造全體 性物質層β内。 白埋汉於乐 尤其是，該電極板與以現階段所見到之性能上優良 的發泡狀金屬多孔質體基板作為芯材之電極板比較]可以 低成本進行生產，又可從最初容易地形成無紋部5，而有 集電體之接合容易、易薄形化等之極大的優點。 (在亡述電池用電極板中，彎曲膨出部之加工前的金屬薄 板，最好係為鎳、銅、鋁或鐵中的任一者或以此等為主體 之合金的任一者的金屬箔，或者，對鐵或銅施以鍍鎳者，
或鍍銅或鍍鎳於鐵者，藉此，可獲得廉價且高強度的金屬 薄板。J 圖4為顯示本發明之第2實施形態之電池用電極板的縱剖 面圖。該電池用電極板係由從芯材丨〇之兩面側將正極或負 極之活性物質2作為主體之混合物塗敷於該芯材1 〇以形成 活，物質層6的而形成，芯材10與實施形態1相同，係由沿¥ 表裏兩方向交錯地呈凸狀突出之長方形狀的第1與第2彎曲 膨出部11、1 2以相互平行地配置並沿一方向形成的膨出部 列1 3，隔著規定寬度之平坦部丨4形成沿著與上述一方向垂 直之另一方向配設之形狀。
\\312\2d-code\90-07\90110111.ptd 第13頁 五、發明說明（11) 上述芯材10與第1實施形態之芯材丨之不同點，係取 屬缚板3 ’僅使料成使金屬箔17a之兩側表面粗念化之贫 j層17b而構成之壓延鍍鎳猪17的結構。因此’該芯材1〇又 獲得與第1實施形態中說明之相同效果外，由於壓 =，表面比金屬薄板3形成為更為粗糙之表面， =鎳落17的表面的活性物質2的保持能力。 最電極板中，未形成彎曲膨出部之無紋部， ，好係石者忍材之長度方向的 i ；,^^^^^^Λ 厘延時等的變形， 1丨Τ攻反 J防止 持能力比·彎曲膨出部的%;…活性物質之保 成之活性物質，可有对要低，合易除去已塗敷完 行焊接。 y 確貫地對集電板與集電導線進 此外’上述無紋部最 有較大之板厚。藉此取：t目：於考曲膨出部以及平坦部具 電體等的情況，由於可^精由電阻焊而將無紋部接合至集 部，可進一步提 =2大壓力至作為被焊接部之無紋 。又，在無紋部上最同時，可獲得確實的μ 在彎曲膨出部之形成日士 =成有波狀之凹部或凸部，藉此， 的同時，也可提高無纟=去發生於無紋部的皺紋與變形 於無紋部之際無紋部石:勺強度，因而，在將集電體接合 質之塗敷後之壓延^二發生折斷彎曲等，又，在活性物 容許無紋部5延伸之办Α ，追蹤彎曲膨出部之延伸可給予 此外，在上诂♦二間。 迷電池用電極板丄… 五、發明說明（12) 方形狀之長度方向與芯材之長度方 此，在將混合物塗敷於芯材之際 、二勿二之配置。措 向塗敷混合物，可防止塗接鏠隙二f:材之長度方 曲膨出部。 與曰曰片的突部等綷掛於彎 又^在上述電池用電極板中，最好在將活 質 劑以及黏接齊i組成之混合物塗敷 不產生金屬之曝露部分，“：在電極板之表面 方=行第1Η!ίΓ態之電池用電極板之芯材1的製造 示往復方式之連續衝遷加工之製 的斜視圖。該製造裝置係由具備 剪切：之多、：=構成’該上模18與下模19皆係將構成 間隔並形成重疊的在各：厚度相當之規定 成有幾乎為半圓狀的凸部ί 規定的間隔形 用以前鼢* β 3 α。 。玄各凸部2 1的兩側緣部形成 用以剪斷金屬薄板3的剪切刀的刃部2 鄰接之各2個的凸部21、21 在板狀切刀20之 加工部23。 21之間，形成有成為平坦面的非 圖5中主要顯示下膜19之結 膜19相同結構者作卜下；再1一疋上膜18係將與下 2 0 # ^ nr ^ 下反轉，且该上膜1 8自身之板狀切刀丨 € ’。因肤1膜19之板狀切刀2〇設成錯開狀之相對向之配 日#，Ji HE 1 S田沿相互接近之相對方向驅動上膜1 8與下膜1 9 切刀20夕、門之各板狀切刀2〇進入下膜1 9之鄰接之2個板狀 以及與最外側之板狀切刀2 〇的側面形成滑接狀 490877 五、發明說明（13) 構成芯材1之素材之金屬薄板3，係以姚 送入上膜18與下膜19之間，上膜18與=狀之狀態斷續地 入金屬薄板3之期間中位置定位後而、、9係當斷續地遠 接近之相對位置之方向而受到進出驅7 \，沿形成相互 板狀切刀20與下膜19之板狀切刀2〇·，此，上膜18之 兩切刀20之對向間的金屬薄板3 I合，並在送入 2 4與彎曲膨出部4、7。此後，上膜} t ^所示之縫隙 開之方向作後退驅動，接著，將金屬薄板3移再：相互離 圖⑽式地顯示上模作。 圖，嶋為模式地顯示藉由上模18與下么俯視 於金屬薄板3之縫隙24與彎曲膨出部4、7俯。而形成 圖所示之，在金屬薄板3上之上述上則：圖同 時，由下握? 丁剪 形成縫隙24，並幾乎在间 才、9之各凸部21推上形成於 问 的長方形狀部分、並由上述上模=
方形狀部分、分別交錯地形成第丨、胃曲 K 第"曲膨出部7,並…之非加工部和 置形成平坦部9，從而完成圖3所示之芯材1。又，上口位 隙2=日本專利特開平n_26〇373號公報所揭示之展= ::數J之製造方法中沿長度方向斷續地且鋸齒 成多數條之缝隙不同，係不設成錄齒形狀而隔以 也: 隔並列配置地設置長度相同且以一定之間隔平行配列之ς 第16頁 C:\2D-C0DE\90-07\90ll0iii.pid 490877 五、發明說明（14) 隙列。 在該芯材1之製造方法中，在重疊之上膜與下膜19之 相對向間以規定間隔進出驅動板狀切刀2 〇，並藉由將金屬 薄板3送入重疊之上膜18與下膜19之相對向間，可幾乎在 同時一起形成多數列之縫隙24與彎曲膨出部4、7。因此 ’在該芯材1之製造方法中，可以極為簡單的步驟製造芯 材1，且可高效率地量產廉價之芯材1。而且，在該製造方 法中，將板狀切刀2 0之最小厚度1 〇 〇 # m作為加工極限而吁 形成微細之縫隙24，而可以微細間隔配設第1與第2彎曲膨 出部4、7，可製造出可獲得小型且高性能的電池的電池用f 電極板。
圖7為顯示第1實施形態之電池用電極板之芯材之其他製 造方法之製造裝置的要部的側視圖。在該製造方法中，係 為以旋轉方式的成形加工連續地製作芯材1者。上述製造 裝置，係以與金屬薄板3之厚度尺寸相同之間隔，將一對 之加工滾筒2 7、2 8形成相對向的結構。上下之加工滾筒 27、28係具備形成規定片數之圓板狀切刀3丨，該圓板狀切 刀3 1係在上述滾筒2 7、2 8之周緣部以規定之間隔配設兩側 緣部开> 成有刃部3 2的凸部2 9、且在鄰接之2個凸部2 9之間 形成非加工部3 0，將此等圓板狀切刀3丨配置成各個之各凸 部2 9呈吻合之配置，且以自身之厚度尺寸之間隔沿圖之前 後方向重疊地構成。然後，上下之加工滾筒27、28係在一 方之鄰接之2片圓板狀切刀3 1、31之間，沿圖之前後方向 錯開之相對位置呈放入另一方之圓板狀切刀3丨狀地對設成
C:\2D-CODE\90-07\90noni.ptd 第17頁 、發明說明（15) 才目對向之配置。 脾Ϊ該製造裝置中，同期旋轉兩加工滾筒27、28的同時， ▼狀之金屬薄板3連績地送入該兩加工滾筒2 7、2 8之 ^ ，此，在上部之加工滾筒2 7之圓板狀切刀3 1的刀部3 2 部之加工滾筒28之圓板狀切刀31的刀部32嚙合之部位 $剪斷而形成縫隙24，並幾乎在同時，由下部之加工滾筒 之各凸部29推壓形成於鄰接之2個上述縫隙24之間的長5 〜形狀部分，並同時由上部之加工滾筒27之凸部29同樣進 2推壓，分別形成第丨彎曲膨出部4和第2彎曲膨出部7的同 時，在交錯地配列上述第丨、第2彎曲膨出部之膨出部列之 門而上下之非加工部3 0、3 0在吻合之位置形成平坦部 9 ’進而形成圖3所示之芯材1。 忒使用上下之加工滾筒2 7、2 8的旋轉方式的製造方法 中，由於可一邊連續地移送金屬基板3 一邊連續地成形加 工芯材1，與斷續地移送金屬基板3之圖5所示之往復方式 的製造方法相比較可提高加工速度，而更進一步地提高了 其生產性。但是’在該旋轉方式之製造方法中，由於圓板 狀切刀3 1的厚度尺寸有最小限制，彎曲膨出部4、7之配設 間隔比上述往復方式的製造方法要略為增大。 。 圖8為顯示第1實施形態之電池用電極板之芯材之又一其 他，造方法之製造裝置的剖開侧視圖。在該製造方法中， 係藉由電解析出法連續地製作金屬基板3的同時，並一舉 地將彎曲膨出部4、7與平坦部9形成於該金屬基板3上者。 第18頁
換g之’該製造方法係為在金屬基板3上一舉地形成具有
C:\2D-CODE\90-07\9011〇111,ptd
490877 五、發明說明（16) 、平坦部9以及無紋部5的帶 狀之芯材1 弯曲膨出部4 者。 上述製造裝置，係為在浸入 電解液（電鍍液）33中之& 1 τ充滿於電解槽（電鍍槽）34之 設於電解槽34的内部，f 4 ，將滾筒狀之電解析出鼓37 規定之旋轉速度一：連口：;3轉7沿箭；， 出，從電解液33電解析出之丁連績地電解析 黏貼於電解析出鼓37的 #、思疋轉以漸漸沉積之狀態 I金屬落38。 的圓周表面’最終形成所需之厚度的 之X I- X J線上:剖開側視圖，圖11為沿著圖9中 中之X Π- X n ‘：1所作之放大剖面圖’圖1 2為沿著圖9 ?所作之剖面圖。該電解析出鼓37,係為 > 口圓周面之軸方向χ彎曲 彳糸為 形成一列之ra曲凸°卩39與芎曲凹部40以交錯配置 歹J之凹凸相’ ^著規定寬度的平坦 ;配列形成的形狀。此外，如圖所示，在電成解？ ^上’沿軸方向之兩端部與中央 上電解析 向”形成有彎曲凸部39、·彎曲凹部4 丁: ®周方 紋部43、44。又，如同1 π 及禾开/成之無 門闲沾入主 圖10及圖11所示，在電解析出鼓3 7之 貝。的王表面，也就是說在彎曲凸部39、 坦部42以及無紋部43的各广凹糊、千 47的同栌,〇各表面汉有鈦形成之金屬黏貼面 的冋π，如圖1 1所不，在彎曲凸部39、 界線的以連接各側邊部之狀態，由電性絕緣體 第19頁 C:\2D-OODE\90-07\90110111.ptd 4观77 發明說明（Π) ___ 徑方向延伸之隔壁部48。利用設置隔壁部 連績地形成具有第丨與第2彎曲膨出部與規二二=度且 的形狀的芯材。 疋見度的平坦部 在電解槽3 4中，係將該電解槽3 4作為 乍為負極而進行連續地電解析：電析 析出之今Μ f也丨上#、 ^ ^ «尾解液3 3電解 |山心孟屬C例如鎳），以均勻之厚度一 电鮮 電解析出鼓37的圓周面的金屬黏貼面47的：J:邊：貼於 :::的旋轉速度連續地旋轉之電解析出鼓广;面二： 疑轉元-周時，如圖8所示，析出之金 3田在將近 m的厚度沉積於電解析出鼓37的外周面，於'=20 〜30以 38。該金屬箱38係在達到上述所需厚度之/形成金屬簿 並作為芯材從電解槽34中取出，i經：中了 ：進灯剝離， 不斷地繞捲於繞捲滾筒5 〇 、 間¥向滾筒4 9而 由與電解析出之=:5屬0亡。在此，由於金屬黏貼面47係 此，極為容易地剝離：f皆不易合金化之欽所形成，因 繞捲於該繞捲屬猪38。 實施形態的芯材！相同的形、：材1 ’具有與圖3所示之第1 凸部39沿著軸方向χ形成與織办換言之’芯材1係藉由彎曲 兩方向交錯地呈凸狀八別^弓曲凹部40在金屬箔38之表裏 膨出部4、7，在該相2 *大出之長方形狀的第1與第2彎曲 間，藉由電性絕緣體$接之第1與第2彎曲膨出部4、7之 圓形狀之空間，又，第，成^的隔壁部4 8形成側視幾乎為橢 地配列形成的膨出部與第2彎曲膨出部4、7交錯且連續 定寬度的平坦邹9沿圓周’係隔著藉由平坦部4 2形成的規 。方向y配設為多列，藉由無紋部4 3
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形成無紋部5，而宾掉痒从r 姑1。屮冰—。知度也形成與第1實施形態同形妝的〇 :形二= 成，而在繞捲於繞二 部=;:r中央部切開：分==紋 在根據4電解析法之製造方 方式以及旋轉方式的各f造方：4中㉟了焱仔與上述往復 時且連續地進行：成法相同的效果外，由於可同 對於該金屬㈣狀金屬1?的形成以及 44的成形加工，，平坦部9以及無紋部 /、上述各製造方法相比較，可更進一 提南了其生產性而可獲得生產成本的下降，而I，與盥上 述往復方式以及旋轉方式的各製造方法相比較，具有^ 易地製作出^為薄形化的芯材丨的優點。此外，在該製造 方法中，在藉由電解析出而形成芯材丨後，若通過鍍浴該 芯材1而在滾筒側面電解析的話，即可簡單地獲得表面被 粗糙化的芯材，可獲得活性物質保持能力更為優良的芯材 1 Λ 在上述各製造方法中，最好在芯材之加工前、或加工 後、或加工時，藉由電解析出法、蝕刻法、喷砂法、滾筒 轉寫法、金屬溶射法或粉體燒結法中之任一方法對芯材施 以表面粗糙化處理。藉此，可獲得金屬薄板之表面被粗糙 化之芯材。換言之’在電解析出法中可形成具有微細凸部 的芯材，在蝕刻法與噴砂法中可於芯材之表面形成微細凹 部，在滾筒轉寫法中可於芯材之表面形成微細凸部，在金
C:\2D-CODE\90-07\90110111.ptd 第21頁 五、發明說明09) 屬溶射法:可於芯材之表面黏接 燒結法中利用變化使用之金屬粉末=二戈金 i f ί ΐ，1谷易地控制表面粗糙化狀態以及 '々材的隼 電性’同時’可將金屬薄板的表面粗縫化。^材的集 圖1 3為顯示使用笫1雇1 # 鎳氫蓄電池的局部剖開\1二之電池用電極板而形成的 為主成份之正極混合物塗敷於圖 ：：匕桌作 51，將氫吸著合金粉作Λ $成正極板 ^ #ι .X ^ ^ ^ ^ ^52'\ AV/ 二隔著隔板53而積層之狀態，渦卷狀的旋卷該正負之極： 5 1、5 2以構成渦卷狀電極群5 4。 、°反 接著，針對上述電池之正、 說明。8材1之彎曲膨出部4、7以及平坦部9 進行 厚度dl(如圖1所示）約為20以m，益C位的 二丄為3°，〜4°心，在該無紋部5平行地 7成有圖3所不之多數凹部1 5，兩彎曲膨出部4、7 卜Μ、7的各頂部間的厚纟，在二 壓延步驟的時點形成為〇. 3〇_。、土敦活/生物負2後的 f極板5 1係藉由將正極混合 形成活性物質層6(如圖^斤示）而構成者。f人的兩面 風氧化鎳粉末、氫氧化鈷、作為 ::：勿係將 纖維素）以及PTFE(聚四銳乙嫌）Λ 二甲基 率為⑺〜㈣的黏膠狀態。、塗敷〇.65_厚度的該點膠各狀
c：\2D-C〇DE\9〇.〇7\9〇110111.ptd 第22頁 490877 五、發明說明（20) 的正極混合物於上述芯材1的兩面以形成活性物質層6，待 乾無了該活性物質層6後，再壓延該活性物質層6成為〇 · 4 5 mm的厚度，並切斷成具有長度為39 〇_、寬度為35mm(包含 具有1 m m之厚度的無紋部5 )的尺寸的長方形狀，可獲得容 量為3 0 0 0mAh的正極板51。 另一方面，負極板5 2係藉由將負極混合物塗敷於衝壓金 屬板的兩面形成活性物質層6而構成者。負極混合物係將 具有公知組成成份的氫吸著合金、作為導電劑之碳（碳黑） 、作為黏接劑之SBR(苯乙烯-丁二浠·橡膠）、pTFE以及 CMC，和水一起共同摻合成黏膠狀。塗敷〇 42_厚度的該 黏膠狀的負極混合物於芯材丨的兩面以形成活性物質層6， 待乾燥了該活性物質層6後’再壓延該活性物質層6成3為〇 的厚度，並切斷成具有長度為44〇随、寬度為”·:包 含具有1mm之厚度的無紋部5)的尺寸的長方形狀，可 容量為4800mAh的負極板52。 又 然後，藉由電 狀電極群54的一 電阻焊將正極側 另一方側的正極 容有接合上述兩 電解液（未圖示） 板60、安全閥61 口體6 4***後， 藉以密閉者。又 阻焊將負 方側的負 集電板5 8 板5 1的無 集電體57 。在此後 、絕緣墊 從内側絞 ’負極側
極板52的無紋部5的端面，藉 接合於突出於渦卷狀電極群^ 紋部5的端面。在電池盒59内 、58的渦卷狀電極群54，再3 _電池盒59之開口部，係將去 =2以及金屬帽63組合形成纪 隹:工電池盒5 9之開口部緣告丨 木電板57係藉由焊接與電池J
490877 五、發明說明（21) 之底部接合’正極側集電板58係介由正極導線67 (僅比早2型要小型者）的鎳氫蓄電池。 i 在該鎳氫蓄電池中，作為其之正極板51 使用發泡狀金屬多孔質體基板 = :Γ，使用易薄形化之芯材丨，因以= 材 製把成本的減少量的費用，由於可 ' 成無紋部5，可確實將適合焊接文谷易地形 心材1的咼集電效率形成放電特·、耠阿，因 而可獲得作*電池之高能量密度化Ύ ’又’因薄形化 之增大而可流動大電流。而且，由於抑制電阻 負之電極板5!、5 2中之芯材}的活性 '物^ = f池對於正 高’而不會產生活性物質2的脫落的毛病的保持能力極為 J ’將正負之電極板51、52構成為圖3之第可保壽命。 治’活性物質2的保持能力更為 只她形態的 的結構非常有利。 對渴卷狀電極群54 由於幾乎在上述電極板的 薄形化成為可能，可獲得作^ 成毛刺，使隔板的 電極板即使應用於任何池★向能量密度化。上述 效果的電池，尤其是，當應電=以獲得與上述相同 可有效獲得此等電池所要求之大雷、ί畜電池系的電池時， 應用於非水電解液系的鋰二次電池：？電性能。又’即使 等。 ，蛉，可提高放電特性 m 第24頁 C. \2D-C0DE\90-07\90110111.ptd 490877 五、發明說明（22) i業上之利用可 如上所述，根據本發 質之利用#，增高活性電池用電極板，增加了活性物 電性能極大地提高之外，=之保持能力，在形成電池時放 的大電流放電特性。L ^可大幅地提高電池之每單位容積 的大電流放電特性。此 八細地权南相斜於法μ从肪a 不會有發生内部短路的擔憂 獲作為電池夂 極板之製造 ’本發明之電池用電極板：製：：：成廉價之量Ί 生能的提高、低價故，、，„ „ . 方去’在址ΓΞ1、， 错此 相對於活性物質之體積比 曰有毛生内邛短路的擔憂， 高能量密度化。根據太1 、減低而可圖獲作為電哚田+ .........據本發明之電池用m €池用時3 據本發明之雷 可以被簡化的步驟形成芯材，電池用電 吁之 法， = 價格以及量同地實現Ϊ 池 1、10 2 3 4、1 1 5 6 7 M2 8 > 13 9、14 17 18 19 21 ^ 29 芯材 活性物質 金屬薄板 第1彎曲膨出部 無紋部 活性物質層 第2彎曲膨出部 膨出部列 平坦部 壓延鍍鎳箔（鍍鎳f畜） 上膜 下膜 凸部
I
C:\2D-CODE\90-07\90110111.ptd 490877 五、 發明說明 (23) 22 刃 部 24 縫 隙 23 >30 非 加 工 部 27 > 28 加 工 滾 筒 31 圓 板 狀 切 刀 32 圓 板 狀 切 刀 的刃部 33 電 解 液 34 電 解 槽 37 電 解析 出 鼓 38 金 屬 箔 39 彎 曲 凸 部 40 彎 曲 凹 部 41 凹 凸 部 42 平 坦 部 43 ^ 44 無 紋 部 47 金 屬 黏 貼 面 (鈦） 48 隔 壁 部 51 正 極 部 52 負 極 部 53 隔 板 54 電 極 群 57 負 極 側 集 電 板 58 正 極 側 集 電 板 59 電 池 盒 ❶ ΙΙΙΙ
C:\2D-CODE\90-07\90110111.ptd 第26頁 490877
C:\2D-CODE\90-07\90110111.ptd 第27頁 490877 圖式簡單說明 ___ 圖1為顯示本發明之第1實施形熊 面圖。 〜、電池用電極板的縱剖 圖2為顯示本發明之第}實施形能 的斜視圖。 。電池用電極板的芯材 圖3為顯示將凹凸部形成於無 斜視圖。 °之情況之芯材全體的 圖4為顯示本發明之第f實施形態 面圖。 ¥池用電極板的縱剖 圖5為顯示以往復方式製造第丨實施形能 之芯材之製造方法之製造裴置的要部^：、電池用電極板 圖6A為模式地顯示同上之製造裝置、斜^圖。 狀態的俯視圖，圖6B為模式地顯示藉^，與下杈之嚙合 而形成於金屬薄板之縫隙與彎曲膨出 =與下杈之嚙合 圖7為顯示以往復方式製造之第4 =視圖： 板之芯材之製造方法之製造裝置的^二^電池用電極 ^ , Ώ 4的側視圖。 圖8為顯示以電解析出法製造之第1 極板之芯材之製造方法之製造裝置 ;電池用電 圖9為顯不弟1貫施形態之電池用電極 = 解析出鼓的放大側視圖。 之衣w袭置之電 ，10為顯示放大第i實施形態之電池用電極板之 出豉的局部的剖開側視圖。 電解析 圖圖U為沿著圖9中之ΧΙ_ΧΙ線剖開後所作之放大剖面 圖12為沿著圖9中之X Π - X π線所作之剖面圖
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Claims (1)

  1. 1 · 一種電池用電極板 將活性物質作為主體 (1)而構成， ，其特徵為： 之混合物呈填充狀態塗敷於芯材 呈凸狀 之沿上 規定寬 向垂直 2·如 出部（4 鐵中的 3 ·如 出部（4 以鍍鎳 4 ·如 係由表 5 ·如 彎曲膨 緣部與 有將沿金屬薄板(3)之表裏兩方向交錯地 刀別大出之長方形狀的第j舆第2彎曲 ”反之一方向⑴形成的膨出部列(8;(，4隔】 X之平坦部（9)而沿著與上述金屬薄板之上述一 之方向（Y)配設多列之形狀。 申範圍第!項之電池用電極板，其中彎曲膨 任一者或以此等為主體之合金的任一，或 者’或對於:鎳者係為對於鐵或銅施 申請專利範圍第1項之電池用電極板，发 面被粗糙化之金屬薄板（3 )所構成。、甲心材U) 申請專利範圍第1項之電池用電極板，复 ,、 出部之無紋部（5 )，係沿著芯材（丨）之旦、未形成 長度方向平行地形成者。 ）之長度方向的邊 0·如申請專利範圍第5項之電池用電極板，复 之無紋部（5 )，係相對於彎曲膨出部（4、7 )以爲。材（1) 而具有較大之板厚者。 7)以及平坦部（9) 7·如申請專利範圍第5項之電池用電極板，其中 (1 )之無紋部（5 )，呈波狀地形成有凹部（丨5 )或凸部。心才
    C:\2D-CQDE\90-07\90110111.ptd 第30頁 六、申請專利範圍 8 ·如申請專利範圍第1 、 出部（4、γ)之長方形狀之池用電極板，其中彎曲膨 向形成吻合之配置。 又方向’與芯材（1)之長度方 9 ·如申請專利範圍第 性物質⑴、導電材料以及黏接：：：=1中在將活 芯材⑴之兩面而形成的声成的混合物塗敷於 之全體。 貝續U )中，埋設上述芯材 I 0 · —種電池用電極板之製造 斷續地將帶狀之金屬薄板(3)，送入；：= · 之離合…驅動之上模(丨”與下二相之互間之相對位置 上述上杈與下模在形成相互接^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ :時’在金屬薄板之上述上模與上述下出: 合之位置形成縫隙(24)，並幾乎在同 ： =(:2)吻 凸部(2υ推上形成於鄰接之2個上述縫隙 述下核，各 部分、並由上述上模之凸部（21)壓下上述 # ’ :::交，地形成第1彎曲膨出部⑷和第2彎心出：(7卞的 (8)之間，猎由在上述金屬薄板之上述上模與下模之各 加工部位之吻合之位置形成平坦部（9 )，而形成$材（工^ 並將活性物質（2)作為主體之混合物呈填充: ’ 上述芯材。 •双於 II · 一種電池用電極板之製造方法，其特徵為· 連續地將帶狀之金屬薄板（3)，送入同期旋轉之一 加工滾筒（27、28)之間， 付対的
    490877 六、申請專利範圍 在與上述金屬薄板之兩方之上 刀(31)的刃部(32)嚙合之部位心：工滾靖之各圓板狀切 時’由兩方之上述加工滾筒之‘ ：=4) ’並幾乎在同 rri . 凸口Ρ (29)以相互交供少丁 同方向推壓形成於鄰接之2個上述又錯之不 分，分別形成第1和第2彎曲膨出部，、S長f形狀部 由在上述金屬薄板之兩方之上=間，藉 之^之位置形成平坦部⑻，而形成怒材⑴’ 〇Μ" 上述芯材。 作為肢之處合物呈填充狀態塗敷於 12. —種電池用電極板之製造方法，其 將在圓周面之軸方向交錯地配 ' ^ ;方=,: 凸部(41)，隔著平坦部(42)沿圓 多數配列之金屬製電解析出鼓(37)，浸入電解 曰（34j之電解液（33)中沿一定方向旋轉，並 行電解析出， 電解析出鼓的圓周表面 〇 剝離從上述電解液析出而附著於 之金屬箔（3 8 )，以形成芯材（1 )， 並將活性物質（2 )作為主體之混 於上述芯材。 合物呈填充狀態地塗敷
    、13.如申請專利範圍第12項之電池用電極板之製造方 法其中使用圓周之全表面係由鈦所形成，同時，係由電 性絕緣體形成沿著彎曲凸部（39)與彎曲凹部（4〇)間之境界 線之位置之幾乎為徑方向之隔壁部（48)的電解析出鼓。
    490877 六、申請專利範圍 _ 14·如申請專利範圍第〗0至22 ，之製造方法，其中在芯材之加工前任-項之電池用電極 時，藉由電解析出法、蝕刻法、噴或加工後、或加工 屬溶射法或粉體燒結法中之任一方=二滾筒轉寫法、金 化處理。 射芯材施以表面粗趟 H 一種電池，其包含有·· 正極板（51)或負極板（52)之至少一 範圍第1項之電池用電極板所構成方’係精由申請專利 板之間隔著隔板（53)繞 在上述正極板與負極 成電極群(⑷，並將上述電%=板以形 盒（59)内。 上述電解液收容於電池 16· —種電池，其包含有： 正、負之各電極板（51、52)，在跬丄士上士出 或7項之電池用電極板所構成’上曰:專利範圍第6 間隔著隔板（53)繞捲或積層上 述正極板與負極板之 合，並將上述電極群與上述負電之解各^電=5 )電性接 、上迷電解液收容於電池盒（59)内。 C:\2D-CODE\90-07\90110111.ptd 第33頁
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