电池电极用基板的制造方法及电池电极用基板技术

一种电池电极用基板的制造方法，其特征在于，所述方法系使薄壁的金属薄板通过一对其外表面设有凹凸部的压花加工用转辊之间，在所述金属薄板的整个面上形成凹凸部；藉由对所述凹凸部进行的加工挤压力，在各个凹凸部的顶点处开设孔穴，同时，在所述孔穴的周缘形成向外侧突出的毛口。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种电池电极用基板的制造方法及由该方法所制得的电池电极用基板，特别是，本专利技术的电极用基板及其制造方法适用于电动汽车的电源用电池的电极用基板，根据本专利技术的电池电极用基板及其制造方法，可在增大电极用基板厚度，增加活性物质涂敷量的同时，改善涂敷的活性物质的粘合性，防止活性物质从电极基板上脱落。
技术介绍
以往，作为镍氢电池、镍镉电池等由正极板及负极板组成的电极板基板，通常是使用藉由穿孔加工在铁板(片)上打出通孔，在所述打孔铁板上镀镍的镀镍穿孔钢板(以下，简称为“穿孔金属板”)，再对所述穿孔金属板填充以活性物质，作成电极板。该电极板在圆筒型电池中，是藉由将带状的、其间内夹隔膜的正极板和负极板卷绕成蜗卷状后，内置于圆筒型电池中；在方型电池中，所述电极板通过隔膜，将正极板和负极板层叠后内置电池中。上述穿孔金属板为平板状，在板厚约60μm～100μm的冷轧钢板上作穿孔加工，按所需要的图案，在钢板上打出直径1.0mm～2.5mm的圆孔，形成上述圆孔的开孔率为40％～50％，然后，镀镍，以保持其耐腐蚀性，用作电池电极用基板。又，作为锂一次电池的、由正极板及负极板构成的电极板的基板，主要是使用对由SUS、Ti等金属制得的金属丝网进行加工所得到的基板。对所述金属丝网填充活性物质，作成电极板。在锂二次电池中，在对由铝箔组成的金属衬垫材料的二面按所需厚度涂敷活性物质，作成正极板的同时，对由铜箔组成的金属衬垫材料的二面按所需厚度涂敷活性物质，作成负极板。又，作为空气-锌电池正极的空气极的基板，主要是使用金属筛网(在SUS金属网上电镀镍的金属筛网)。又，在作为汽车用电池而引入注目的铅蓄电池中，是使用由铅合金(Pb·Sb合金、Pb·Ca合金、Pb·Ca·Sn合金等)构成的铸造栅网及多孔金属网，对所述金属筛网及栅网填充以活性物质，作成电极板。再有，近来，也有使用树脂制的发泡体、无纺布、网状物，作化学镀等导电性处理之后，再施以电镀，续之以脱灰、烧结，作成金属多孔体。如上所述的任一种电池电极用基板都是平板状基板。在所述基板二面涂敷活性物质，将活性物质填充于形成电极用基板上的孔中，同时，按所需厚度，在基板二侧表面涂敷活性物质。然而，由于上述的穿孔金属板、金属丝网、金属筛网都不是三维结构，所以，其与活性物质的粘合性差，活性物质的保持力低下。特别是，在穿孔金属板、金属丝网等上的开孔尺寸较大的场合，在电极的制造过程及使用过程中，会发生活性物质易从基板上剥离、脱落的问题。对此，也有人采用了在活性物质中添加大量的粘结剂，以防止活性物质从基板的剥离和脱落。然而，问题是粘结剂的大量添加，又使得活性物质的反应能力低下，导致电池特性劣化。在上述三维结构的发泡状多孔金属板的场合，与穿孔金属板、金属丝网等比较，由于在所述三维结构的空孔中填充活性物质，所以活性物质的保持力较高。然而，该发泡状多孔金属板上的、由于包围填充活性物质的开孔网格很细，其集电能力低下，在快速充放电时，不能适应迅速的充放电。又，以往所提供的电极基板，由于其厚度薄，在基板厚度方向上涂敷的活性物质的厚度就很薄。由此，使得在电极厚度方向上的导电性较差，要提高电池特性很困难。针对上述问题，以往，在特开平7-13070号公报及特开平7-335208号公报上有人提出了这样的电极的制造方法使用上下模，在金属板或金属箔上穿设通孔,穿孔时，在穿孔周缘设置毛口，使包括毛口在内的金属箔的整个表观厚度为金属箔原厚度的2倍。然而，在用上下模打孔时，其可开孔比率的最大限度为50％左右；要减小各个开孔孔径及孔距，以便在整个金属板及金属箔上形成更多的细孔是很困难的。由此，即使在各个孔穴的周缘设置毛口，但由于毛口的总比率较低，要藉由毛口部分的形成来保持活性物质，则其保持力是不够的。而且，如果各个小孔孔径较大，则不但容易发生活性物质的脱落，同时，由于孔距也较大，也因而增大了金属箔部分的面积，阻碍了活性物质中离子的移动，导致电池性能劣化。为了解决该问题，须减小孔径及孔距。然而，由于在使用上下模穿孔时存在如上所述技术问题，所以，其成本很高。再有，仅仅靠一块设置有毛口的金属板也无法那样地增加活性物质的涂布量。本专利技术系鉴于上述问题而作。本专利技术的课题是提供一种电池电极用基板的制造方法及由该方法制造的电池电极用基板，所述电池电极用基板保持活性物质的保持力很大，且，可增加厚度方向上活性物质的涂敷量。专利技术揭示为解决上述课题，本专利技术提供了第一种电池电极用基板的制造方法，所述方法是，使薄壁的金属片通过一对其外表面设有凹凸部的压花加工用转辊之间，在所述金属薄板的整个面上形成凹凸部，藉由对所述凹凸部进行的加工挤压力，在各个凹凸部的顶点处开设孔穴，同时，在所述孔穴的周缘形成向外侧突出的毛口。根据上述方法，可以通过仅仅使薄壁的金属片通过一对压花加工用转辊之间，即在所述金属薄板的整个面上形成较微细的凹凸部，同时，在各个凹凸部顶点处分别开设小孔，且，在所述小孔周围形成毛口。由此，根据所述利用了压花加工的穿孔方法，与以往的、使用上下模穿孔的场合比较起来，本专利技术的方法首先是可以减小在各个凹凸部的顶点处形成的孔径，同时，凹凸部的间距可以非常小，从而，又可以使得形成于各个凹凸部顶点处的小孔的孔距也非常小。另外，与以往的模具开孔方法比较，所述小孔在金属薄板上的开孔率也较大。如此，可以在所述金属薄板的整个面上形成密集细小的凹凸部；在各个凹凸部的顶点形成毛口，从而，可以比以往大幅度地提高毛口的形成比率。如此，又因为可以在所述金属薄板的整个面上形成密集设置的、细小的凹凸部，在各个凹凸部的顶点处开设小孔，在小孔周围形成毛口，所以，可以使得涂敷于所述金属薄板上的活性物质填充入凹凸部内；同时，藉由形成于凹凸部的顶点小孔周围的毛口的形成和保持，其活性物质填充量的增大也是以往方法所无法相比的。再有，由于凹凸部很细小，填充其中的活性物质可以可靠地保持于所述凹凸部内。同时，由于(在凹凸部)顶点处表面侧密集存在的毛口，所以，上述填充的活性物质也可因毛口而得到切实的保持，其保持力的增强是以往藉由起模方法而形成较大开孔间距的方法所不能相比的。另外，由于按本专利技术的方法所形成开孔的开孔率较大，这也使活性物质中离子的移动更加活泼，可以进一步提高电池性能。具体地，根据本专利技术的方法，在金属薄板上形成凹凸部时，其表观厚度可以作成约为金属薄板原厚度的3倍～500倍的任意厚度。例如，在10μm金属箔的上下二侧面设以凸出部4mm，则其表观厚度为400倍。又，本专利技术提供了一种电池电极用基板的制造方法，所述方法系使薄壁金属薄板通过一组由一其外表面设有凹凸部的压花加工用转辊和另一其外表面平滑的橡胶辊组成的转辊之间，藉由橡胶辊对另一转辊的凸部进行挤压，藉此，使得在对所述金属薄板开设孔穴的同时，在所述孔穴周缘形成向一侧突出的毛口。根据上述第2个方法，在所述金属薄板上虽未形成明确的凹凸部，但在整个金属薄板面上形成许多小孔，且形成由所述小孔向一个方向(橡胶辊一侧)突出的毛口。如此，使得所述方法特别适用于毛口仅向一侧突出的场合。又，本专利技术提供了第3种电池电极用基板的制造方法，所述方法设置二组由一其外表面设有凹凸部的压花加工用转辊和另一其外表面平滑的橡胶辊组成的转辊组，使薄壁的金属薄板依次通过该二组本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：杉川裕文，
申请(专利权)人：片山特殊工业株式会社，
类型：发明
国别省市：