專利名稱：電極合劑漿料的涂布方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將電極合劑漿料涂布到由開孔金屬薄板構(gòu)成的芯材上 的方法及裝置，更詳細(xì)地說，涉及芯材彼此之間的焊接方法。
背景技術(shù)：
堿性蓄電池和鋰離子二次電池等電池可以廣泛地用作便攜式設(shè)備 和電動工具、或者電動汽車用的電源。其中，能量密度較高、且耐久 性優(yōu)良的鎳氫蓄電池以電動汽車用電源為中心，其用途正在不斷擴 大。
一般地說，鎳氫蓄電池的主要構(gòu)成要素包含在三維金屬多孔體 中填充氫氧化鎳等而構(gòu)成的正極、以及在沖孔金屬等開孔金屬薄板 (以下簡稱為"芯材")上涂布由儲氫合金等組成的電極合劑漿料而 成的負(fù)極。其中，負(fù)極在其工藝方法上可以進行連續(xù)生產(chǎn)，從而作為 高效率的工序而受到關(guān)注。具體地說，提出了如下的方法將芯材浸 漬于電極合劑漿料中，然后調(diào)節(jié)電極合劑漿料的涂布量，從而形成漿 料涂布片。
作為漿料涂布片的前體的芯材，因為流通的關(guān)系而以幾百 幾千 米長的巻材的形式進行生產(chǎn)。在利用該芯材連續(xù)生產(chǎn)長達幾萬米的漿 料涂布片的情況下，將巻材狀的芯材連接幾次 幾十次。
作為將芯材彼此連接的方法， 一般是將輥子電極及板狀電極作為 焊接電極、 一邊使輥子電極旋轉(zhuǎn)一邊與板狀電極之間斷續(xù)地進行導(dǎo)電 焊接的方法(滾焊)。輥子電極在其中心設(shè)有孔，在叉狀輥子支架的 前端部上，以橫跨叉狀前端部的方式配設(shè)有直徑比輥子電極的孔徑稍 小的輥子銷，因而其構(gòu)造是通過插通在輥子電極孔中的輥子銷與輥 子支架連結(jié)，便能夠以輥子銷為旋轉(zhuǎn)中心而旋轉(zhuǎn)行進。這里，輥子支架及輥子銷與焊接電極同樣，由高導(dǎo)電性材料構(gòu)成。
在對通常的材料進行滾焊的情況下，作為焊接電極的材料而采用 導(dǎo)電性特別高且通用的銅或銅合金，但在電池材料的焊接的情況下， 需要采用即使混入了火星飛沫也不會溶解析出到電解液中、且電化學(xué) 性能穩(wěn)定的材料。具體地說，提出了采用鉬等材料、并利用它進行點 焊的技術(shù)(例如專利文獻1)。一般認(rèn)為通過將該技術(shù)展開而進行滾焊， 能夠在不必?fù)?dān)心火星飛沫的再析出帶來的微小短路等的狀態(tài)下連續(xù) 生產(chǎn)漿料涂布片。
通過將焊接電極的材料由銅(銅合金)替代為鉬等，雖然消除了 因火星飛沫的混入帶來的微小短路的擔(dān)心，但焊接時的發(fā)熱有增高的 傾向。在如專利文獻l那樣一個一個點地進行點焊的情況下，雖然能 夠忽視因熱傳播所產(chǎn)生的影響，但在滾焊的情況下，由于焊接時間較 長，所以發(fā)熱變得顯著。在達到一定以上的發(fā)熱量的情況下，上述輥 子銷的直徑因熱膨脹而變大，以致變得與輥子電極的孔徑相同而使摩 擦力增大，由此妨礙了輥子電極的旋轉(zhuǎn)，因而存在的問題是，變得不 能進行連續(xù)的焊接，從而導(dǎo)致生產(chǎn)效率的下降。
專利文獻1:特開2003-031203號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述的問題而做出的，目的在于提供一種穩(wěn)定的電 極合劑漿料的涂布方法，其消除了微小短路等的擔(dān)心，并且能夠避免 芯材的焊接工序中的不良狀況。
為了達到上述的目的，本發(fā)明的電極合劑漿料的涂布方法包含 將巻繞成巻材狀的芯材開巻的第1工序；將芯材浸漬于電極合劑漿料
中的第2工序；調(diào)節(jié)電極合劑漿料的涂布量的第3工序；使在兩面上 涂布有電極合劑漿料的漿料涂布片干燥的第4工序；以及將漿料涂布 片巻繞成巻材狀的第5工序；其中，在第1工序與第2工序之間設(shè)有
將芯材巻材彼此連接的滾焊工序，該滾焊工序使用包含鉬和/或鵒的金
屬作為焊接電極，并且具有通過氣體進行空冷的機構(gòu)。
此外，作為將上述涂布方法具體化的手段，本發(fā)明的電極合劑漿 料的涂布裝置包括將巻繞成巻材狀的芯材開巻的開巻部；將芯材浸 漬于電極合劑漿料中的浸漬部；調(diào)節(jié)電極合劑槳料的涂布量的涂布量 調(diào)節(jié)部；干燥部；以及將涂布干燥后的漿料涂布片巻繞成巻材狀的巻 繞部；其中，在開巻部與浸漬部之間設(shè)有將芯材巻材彼此連接的滾焊 部，該滾焊工序使用包含鉬和/或鎢的金屬作為焊接電極，并且具有通 過氣體進行空冷的機構(gòu)。
如果使用這樣的裝置，則即使將沒有微小短路等的擔(dān)心但容易發(fā) 熱的材料用于焊接電極以進行滾焊，通過對發(fā)熱焊接電極的周邊進行 空冷，也能夠避免輥子銷因熱膨脹而附著在焊接電極(輥子電極)上 的不良狀況，故而能夠連續(xù)供給巻材狀的芯材。


圖1是本發(fā)明的電極合劑漿料的涂布裝置的概略圖。 圖2A 圖2B表示本發(fā)明的裝置中的滾焊部，圖2A是概略立體 圖，圖2B是概略主視圖。
具體實施例方式
下面利用附圖對用來實施本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式進行詳細(xì)的說明。
圖1是本發(fā)明的電極合劑漿料的涂布裝置的概略圖。由開孔金屬 薄板構(gòu)成的巻材狀的芯材2在被開巻部1開巻后，被導(dǎo)引到充滿電極 合劑漿料5的漿料涂布部4中，從而在芯材2上涂布電極合劑漿料5。 接著，芯材2經(jīng)由涂布量調(diào)節(jié)部3而成為漿料涂布片6，被導(dǎo)引到干 燥部7中后，由巻繞部8巻繞成巻材狀。這里，在開巻部1與浸漬部 4之間，設(shè)有用來將巻材狀的芯材2彼此連接的滾焊部9。
圖2A及圖2B是表示該裝置的滾焊部的一個實例的概略立體圖及 概略主視圖。滾焊部9作為焊接電極而具有輥子電極91和板狀電極
97。通過斷續(xù)地使焊接電流流到輥子電極91與板狀電極97之間來進 行滾焊。輥子電極91在其中心設(shè)有孔98，在叉狀的輥子支架94的前 端部上，以跨越叉狀前端部的方式配設(shè)有直徑比輥子電極91的孔98 的直徑稍小的輥子銷92，因而其構(gòu)造是通過插通在輥子電極91的 孔98中的輥子銷92與輥子支架94連結(jié)，便能夠以輥子銷92為旋轉(zhuǎn) 中心而旋轉(zhuǎn)行進。另外，在輥子支架94上，在任意的位置上配置有 開關(guān)96，通過將其按下，輥子電極91與板狀電極97經(jīng)由電線95而 成為閉回路狀態(tài)，從而成為斷續(xù)地流過焊接電流的結(jié)構(gòu)。
作為本發(fā)明的要點，為了對焊接電極(具體地說是輥子電極91)
的周邊進行空冷而接近地設(shè)有氣體噴吹口 93。通過從這里噴吹氣體， 能夠抑制輥子電極91過度的升溫，所以能夠避免如下不良狀況的發(fā) 生，即輥子銷92的直徑因熱膨脹而變?yōu)榕c輥子電極91的孔98相同 的直徑，以致摩擦力增大而使輥子電極91不能旋轉(zhuǎn)。
另外，這里如果使焊接電流與氣體噴吹的動作聯(lián)動，則能夠避免 因連續(xù)對滾焊部9噴吹氣體所帶來的芯材2的位置偏移，所以能夠使 焊接位置精度得以提高。作為具體的一個實例，可以列舉出如下的噴 吹氣體的機構(gòu)其通過按壓配置于輥子支架94上的開關(guān)96而使焊接 電流斷續(xù)地流過，并且通過定序器使接近于氣體噴吹口 93而設(shè)置的 閥(未圖示)打開。
在圖2A 圖2B中，表示了將氣體噴吹口 93與輥子支架94一體
化的一個實例，但本發(fā)明并不局限于此，也可以例如在涂布裝置主體 側(cè)設(shè)置氣體噴吹口93。同樣，在圖2中表示了將開關(guān)96配置在輥子 支架94的任意位置上的一個實例，但本發(fā)明并不局限于此，也可以 例如將幵關(guān)96設(shè)置在涂布裝置主體側(cè)的最下部而做成腳踏式。
下面利用鎳氫蓄電池的負(fù)極(儲氫合金電極)表示本發(fā)明的實施 例。但是，本發(fā)明當(dāng)然只要芯材是開孔金屬板，就并不僅限于本實施 例，也可以擴展到例如作為堿性蓄電池的燒結(jié)式鎳正極前體的燒結(jié)基 板、或使用板條金屬作為開孔金屬薄板的鋰聚合物電池的正負(fù)極中。
(實施例1)
在水中用濕式球磨機將以組成式MmNi3.55Coo.75Mno.4Ala3表示的儲 氫合金粉碎成平均粒徑為30um，便得到儲氫合金粉末。將該儲氫合金
粉末浸漬于堿性水溶液中而進行表面處理后，相對于該儲氫合金粉末 100kg，添加固體成分比為1.5M的羧甲基纖維素水溶液10kg及科琴碳黑 0.4kg進行混煉，進而添加固體成分比為40%的苯乙烯一丁二烯共聚物 橡膠粒子的水溶液1.75kg并進行攪拌，由此便制作出電極合劑漿料5。
在由厚度為60um、寬度為300mm、沖孔直徑為lmm、開口率 為42%且實施了鍍鎳的鐵制沖孔金屬構(gòu)成的芯材2 (1個巻材的全長 為200m)的兩面， 一邊從兩端刮取各20mm的電極合劑漿料5， 一邊 以5m/分的速度涂布該電極合劑漿料5，使其寬度為260mm、涂布后 的總厚度為260P m。具體地說，使用具有圖2A 圖2B所示的滾焊 部9的涂布設(shè)備，遍及1000m (滾焊4次)連續(xù)地涂布電極合劑漿料 5，便制作出漿料涂布片6。
輥子電極91、輥子銷92、輥子支架94及板狀電極97為鉬制。此 外，在滾焊作業(yè)中，不論開關(guān)96的開啟/關(guān)閉，都朝向輥子電極91從 氣體噴吹口 93連續(xù)地噴吹空氣(壓縮空氣)。
在4次的滾焊中，沒有發(fā)生輥子電極91不旋轉(zhuǎn)的不良狀況。另外， 在進行了遍及1000m的涂布后，在漿料涂布片6的最后部(涂布結(jié)束 的部位)上，測量了從芯材2的一端到電極合劑漿料5的涂布部的尺 寸，結(jié)果相對于初始設(shè)定值20mm，其偏移為0.5mm。 (實施例2)
相對于實施例1,除了使輥子電極91、輥子銷92、輥子支架94 及板狀電極97為鎢制以外，與實施例l同樣，制作出漿料涂布片6。
在4次的滾焊中，沒有發(fā)生輥子電極91不旋轉(zhuǎn)的不良狀況。另外， 在進行了遍及1000m的涂布后，在漿料涂布片6的最后部(涂布結(jié)束 的部位)上，測量了從芯材2的一端到電極合劑漿料5的涂布部的尺 寸，結(jié)果相對于初始設(shè)定值20mm，其偏移為0.6mm。(實施例3)
相對于實施例1，除了通過定序器使焊接電流與氣體噴吹的動作 聯(lián)動、僅在按壓開關(guān)96時從氣體噴吹口93噴吹空氣(壓縮空氣)以 外，與實施例l同樣，制作出漿料涂布片6。
在4次的滾焊中，沒有發(fā)生輥子電極91不旋轉(zhuǎn)的不良狀況。另外， 在進行了遍及1000m的涂布后，在漿料涂布片6的最后部(涂布結(jié)束 的部位)上，測量了從芯材2的一端到電極合劑漿料5的涂布部的尺 寸，結(jié)果相對于初始設(shè)定值20mm，其偏移為0.05mm。 (比較例)
相對于實施例l，除了不設(shè)置氣體噴吹口 93、不進行對輥子電極 91的空冷以外，與實施例l同樣，制作出漿料涂布片6。
在第1次的滾焊中，從中途發(fā)生了輥子電極91不旋轉(zhuǎn)的不良狀況, 所以中斷了漿料涂布片6的制作。對滾焊部9進行了檢查，結(jié)果可知 輥子銷92與輥子電極91之間的摩擦力增大，輥子電極91不能正常 地旋轉(zhuǎn)。 一般認(rèn)為這是因為由于焊接電極的材質(zhì)是相對于銅、其導(dǎo) 電性較低的鉬，所以在連續(xù)地進行的滾焊的作用下，輥子電極91過 度地升溫，輥子銷92的直徑因熱膨脹而變?yōu)榕c輥子電極91的孔98 的直徑相同的大小。這樣的不良狀況當(dāng)在實施例2 (材質(zhì)是鎢)中不 進行空冷時也會發(fā)生。
如上所述，在將沒有微小短路等的擔(dān)心但容易發(fā)熱的材料用于焊 接電極以進行滾焊的情況下，通過對發(fā)熱的輥子電極91的周邊進行 空冷，便能夠避免如下不良狀況的發(fā)生，即輥子銷92的直徑因熱膨 脹而變?yōu)榕c輥子電極91的孔98的直徑相同的大小，從而因摩擦力增 大而使輥子電極91不能正常地旋轉(zhuǎn)，所以能夠連續(xù)供給巻上的芯材2。 另外，實施例3是在長時間地制作漿料涂布片6后涂布尺寸精度也很 高的結(jié)果。 一般認(rèn)為這是因為通過使焊接電流與氣體噴吹的動作聯(lián) 動，能夠避免因氣體連續(xù)地噴吹在滾焊部9上而帶來的芯材2的位置 偏移，從而焊接位置精度得以提高。正如以上所說明的那樣，根據(jù)本發(fā)明，由于能夠在沒有微小短路 等的擔(dān)心的狀態(tài)下連續(xù)涂布電極合劑漿料，所以能夠連續(xù)供給巻材狀 的芯材而涂布電極合劑漿料并干燥，所以作為以鎳氫蓄電池為代表的 各種電池的電池制造技術(shù)，其可利用性較高并且實用性也較高。
權(quán)利要求
1、一種電極合劑漿料的涂布方法，其使由開孔金屬薄板構(gòu)成的芯材(2)行進，將電極合劑漿料(5)涂布在該芯材上，該涂布方法包括將卷繞成卷材狀的所述芯材進行開卷的第1工序；將所述芯材浸漬于所述電極合劑漿料中的第2工序；調(diào)節(jié)所述電極合劑漿料的涂布量的第3工序；使在兩面上涂布有所述電極合劑漿料的漿料涂布片(6)干燥的第4工序；以及將所述漿料涂布片卷繞成卷材狀的第5工序；其中，在所述第1工序與第2工序之間設(shè)有將所述芯材的卷材彼此連接的滾焊工序；所述滾焊工序的焊接電極(91)由包含鉬和/或鎢的金屬構(gòu)成；所述滾焊工序具有通過氣體進行空冷的機構(gòu)。
2、 如權(quán)利要求l所述的電極合劑漿料的涂布方法，其特征在于，在所述滾焊工序中，焊接電流與氣體噴吹的動作聯(lián)動。
3、 一種電極合劑漿料的涂布裝置，其使由開孔金屬薄板構(gòu)成的芯 材(2)行進，將電極合劑漿料(5)涂布在該芯材上，該涂布裝置包 括將巻繞成巻材狀的所述芯材進行開巻的開巻部(1); 將所述芯材浸漬于所述電極合劑漿料中的浸漬部(4); 調(diào)節(jié)所述電極合劑漿料的涂布量的涂布量調(diào)節(jié)部(3); 干燥部(7);以及將涂布干燥后的漿料涂布片(6)巻繞成巻材狀的巻繞部(8);其中，在所述開巻部與所述浸漬部之間設(shè)有將所述芯材的巻材彼此連接 的滾焊部(9);所述滾焊部的焊接電極(91)由包含鉬和/或鉤的金屬構(gòu)成； 所述滾焊部具有通過氣體進行空冷的機構(gòu)。
4、如權(quán)利要求3所述的電極合劑漿料的涂布裝置，其特征在于，在所述滾焊部(9)中，焊接電流與氣體噴吹的動作聯(lián)動。
全文摘要
本發(fā)明提供一種穩(wěn)定的電極合劑漿料的涂布方法，其包括將卷繞成卷材狀的芯材(2)進行開卷的第1工序；將芯材浸漬于電極合劑漿料(5)中的第2工序；調(diào)節(jié)電極合劑漿料的涂布量的第3工序；使在兩面上涂布有電極合劑漿料的漿料涂布片(6)干燥的第4工序；以及將漿料涂布片卷繞成卷材狀的第5工序；其中，在第1工序與第2工序之間設(shè)有將芯材的卷材彼此連接的滾焊工序，該滾焊工序使用包含鉬和/或鎢的金屬作為焊接電極(91)，并且具有通過壓縮氣體進行空冷的機構(gòu)，由此消除了微小短路等的擔(dān)心，并且能夠避免芯材的焊接工序中的不良狀況。
文檔編號H01M4/04GK101171706SQ20068001582
公開日2008年4月30日 申請日期2006年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月9日
發(fā)明者加藤正彥, 南野圭史, 柳沼裕典 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社