专利名称：电极合剂浆料的涂布方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及将电极合剂浆料涂布到由开孔金属薄板构成的芯材上 的方法及装置，更详细地说，涉及芯材彼此之间的焊接方法。
背景技术：
碱性蓄电池和锂离子二次电池等电池可以广泛地用作便携式设备 和电动工具、或者电动汽车用的电源。其中，能量密度较高、且耐久 性优良的镍氢蓄电池以电动汽车用电源为中心，其用途正在不断扩 大。
一般地说，镍氢蓄电池的主要构成要素包含在三维金属多孔体 中填充氢氧化镍等而构成的正极、以及在冲孔金属等开孔金属薄板 (以下简称为"芯材")上涂布由储氢合金等组成的电极合剂浆料而 成的负极。其中，负极在其工艺方法上可以进行连续生产，从而作为 高效率的工序而受到关注。具体地说，提出了如下的方法将芯材浸 渍于电极合剂浆料中，然后调节电极合剂浆料的涂布量，从而形成浆 料涂布片。
作为浆料涂布片的前体的芯材，因为流通的关系而以几百 几千 米长的巻材的形式进行生产。在利用该芯材连续生产长达几万米的浆 料涂布片的情况下，将巻材状的芯材连接几次 几十次。
作为将芯材彼此连接的方法， 一般是将辊子电极及板状电极作为 焊接电极、 一边使辊子电极旋转一边与板状电极之间断续地进行导电 焊接的方法(滚焊)。辊子电极在其中心设有孔，在叉状辊子支架的 前端部上，以横跨叉状前端部的方式配设有直径比辊子电极的孔径稍 小的辊子销，因而其构造是通过插通在辊子电极孔中的辊子销与辊 子支架连结，便能够以辊子销为旋转中心而旋转行进。这里，辊子支架及辊子销与焊接电极同样，由高导电性材料构成。
在对通常的材料进行滚焊的情况下，作为焊接电极的材料而采用 导电性特别高且通用的铜或铜合金，但在电池材料的焊接的情况下， 需要采用即使混入了火星飞沫也不会溶解析出到电解液中、且电化学 性能稳定的材料。具体地说，提出了采用钼等材料、并利用它进行点 焊的技术(例如专利文献1)。一般认为通过将该技术展开而进行滚焊， 能够在不必担心火星飞沫的再析出带来的微小短路等的状态下连续 生产浆料涂布片。
通过将焊接电极的材料由铜(铜合金)替代为钼等，虽然消除了 因火星飞沫的混入带来的微小短路的担心，但焊接时的发热有增高的 倾向。在如专利文献l那样一个一个点地进行点焊的情况下，虽然能 够忽视因热传播所产生的影响，但在滚焊的情况下，由于焊接时间较 长，所以发热变得显著。在达到一定以上的发热量的情况下，上述辊 子销的直径因热膨胀而变大，以致变得与辊子电极的孔径相同而使摩 擦力增大，由此妨碍了辊子电极的旋转，因而存在的问题是，变得不 能进行连续的焊接，从而导致生产效率的下降。
专利文献1:特开2003-031203号公报
发明内容
本发明是鉴于上述的问题而做出的，目的在于提供一种稳定的电 极合剂浆料的涂布方法，其消除了微小短路等的担心，并且能够避免 芯材的焊接工序中的不良状况。
为了达到上述的目的，本发明的电极合剂浆料的涂布方法包含 将巻绕成巻材状的芯材开巻的第1工序；将芯材浸渍于电极合剂浆料
中的第2工序；调节电极合剂浆料的涂布量的第3工序；使在两面上 涂布有电极合剂浆料的浆料涂布片干燥的第4工序；以及将浆料涂布 片巻绕成巻材状的第5工序；其中，在第1工序与第2工序之间设有
将芯材巻材彼此连接的滚焊工序，该滚焊工序使用包含钼和/或鹆的金
属作为焊接电极，并且具有通过气体进行空冷的机构。
此外，作为将上述涂布方法具体化的手段，本发明的电极合剂浆 料的涂布装置包括将巻绕成巻材状的芯材开巻的开巻部；将芯材浸 渍于电极合剂浆料中的浸渍部；调节电极合剂桨料的涂布量的涂布量 调节部；干燥部；以及将涂布干燥后的浆料涂布片巻绕成巻材状的巻 绕部；其中，在开巻部与浸渍部之间设有将芯材巻材彼此连接的滚焊 部，该滚焊工序使用包含钼和/或钨的金属作为焊接电极，并且具有通 过气体进行空冷的机构。
如果使用这样的装置，则即使将没有微小短路等的担心但容易发 热的材料用于焊接电极以进行滚焊，通过对发热焊接电极的周边进行 空冷，也能够避免辊子销因热膨胀而附着在焊接电极(辊子电极)上 的不良状况，故而能够连续供给巻材状的芯材。
图1是本发明的电极合剂浆料的涂布装置的概略图。 图2A 图2B表示本发明的装置中的滚焊部，图2A是概略立体 图，图2B是概略主视图。
具体实施例方式
下面利用附图对用来实施本发明的优选的实施方式进行详细的说明。
图1是本发明的电极合剂浆料的涂布装置的概略图。由开孔金属 薄板构成的巻材状的芯材2在被开巻部1开巻后，被导引到充满电极 合剂浆料5的浆料涂布部4中，从而在芯材2上涂布电极合剂浆料5。 接着，芯材2经由涂布量调节部3而成为浆料涂布片6，被导引到干 燥部7中后，由巻绕部8巻绕成巻材状。这里，在开巻部1与浸渍部 4之间，设有用来将巻材状的芯材2彼此连接的滚焊部9。
图2A及图2B是表示该装置的滚焊部的一个实例的概略立体图及 概略主视图。滚焊部9作为焊接电极而具有辊子电极91和板状电极
97。通过断续地使焊接电流流到辊子电极91与板状电极97之间来进 行滚焊。辊子电极91在其中心设有孔98，在叉状的辊子支架94的前 端部上，以跨越叉状前端部的方式配设有直径比辊子电极91的孔98 的直径稍小的辊子销92，因而其构造是通过插通在辊子电极91的 孔98中的辊子销92与辊子支架94连结，便能够以辊子销92为旋转 中心而旋转行进。另外，在辊子支架94上，在任意的位置上配置有 开关96，通过将其按下，辊子电极91与板状电极97经由电线95而 成为闭回路状态，从而成为断续地流过焊接电流的结构。
作为本发明的要点，为了对焊接电极(具体地说是辊子电极91)
的周边进行空冷而接近地设有气体喷吹口 93。通过从这里喷吹气体， 能够抑制辊子电极91过度的升温，所以能够避免如下不良状况的发 生，即辊子销92的直径因热膨胀而变为与辊子电极91的孔98相同 的直径，以致摩擦力增大而使辊子电极91不能旋转。
另外，这里如果使焊接电流与气体喷吹的动作联动，则能够避免 因连续对滚焊部9喷吹气体所带来的芯材2的位置偏移，所以能够使 焊接位置精度得以提高。作为具体的一个实例，可以列举出如下的喷 吹气体的机构其通过按压配置于辊子支架94上的开关96而使焊接 电流断续地流过，并且通过定序器使接近于气体喷吹口 93而设置的 阀(未图示)打开。
在图2A 图2B中，表示了将气体喷吹口 93与辊子支架94一体
化的一个实例，但本发明并不局限于此，也可以例如在涂布装置主体 侧设置气体喷吹口93。同样，在图2中表示了将开关96配置在辊子 支架94的任意位置上的一个实例，但本发明并不局限于此，也可以 例如将幵关96设置在涂布装置主体侧的最下部而做成脚踏式。
下面利用镍氢蓄电池的负极(储氢合金电极)表示本发明的实施 例。但是，本发明当然只要芯材是开孔金属板，就并不仅限于本实施 例，也可以扩展到例如作为碱性蓄电池的烧结式镍正极前体的烧结基 板、或使用板条金属作为开孔金属薄板的锂聚合物电池的正负极中。
(实施例1)
在水中用湿式球磨机将以组成式MmNi3.55Coo.75Mno.4Ala3表示的储 氢合金粉碎成平均粒径为30um，便得到储氢合金粉末。将该储氢合金
粉末浸渍于碱性水溶液中而进行表面处理后，相对于该储氢合金粉末 100kg，添加固体成分比为1.5M的羧甲基纤维素水溶液10kg及科琴碳黑 0.4kg进行混炼，进而添加固体成分比为40%的苯乙烯一丁二烯共聚物 橡胶粒子的水溶液1.75kg并进行搅拌，由此便制作出电极合剂浆料5。
在由厚度为60um、宽度为300mm、冲孔直径为lmm、开口率 为42%且实施了镀镍的铁制冲孔金属构成的芯材2 (1个巻材的全长 为200m)的两面， 一边从两端刮取各20mm的电极合剂浆料5， 一边 以5m/分的速度涂布该电极合剂浆料5，使其宽度为260mm、涂布后 的总厚度为260P m。具体地说，使用具有图2A 图2B所示的滚焊 部9的涂布设备，遍及1000m (滚焊4次)连续地涂布电极合剂浆料 5，便制作出浆料涂布片6。
辊子电极91、辊子销92、辊子支架94及板状电极97为钼制。此 外，在滚焊作业中，不论开关96的开启/关闭，都朝向辊子电极91从 气体喷吹口 93连续地喷吹空气(压缩空气)。
在4次的滚焊中，没有发生辊子电极91不旋转的不良状况。另外， 在进行了遍及1000m的涂布后，在浆料涂布片6的最后部(涂布结束 的部位)上，测量了从芯材2的一端到电极合剂浆料5的涂布部的尺 寸，结果相对于初始设定值20mm，其偏移为0.5mm。 (实施例2)
相对于实施例1,除了使辊子电极91、辊子销92、辊子支架94 及板状电极97为钨制以外，与实施例l同样，制作出浆料涂布片6。
在4次的滚焊中，没有发生辊子电极91不旋转的不良状况。另外， 在进行了遍及1000m的涂布后，在浆料涂布片6的最后部(涂布结束 的部位)上，测量了从芯材2的一端到电极合剂浆料5的涂布部的尺 寸，结果相对于初始设定值20mm，其偏移为0.6mm。(实施例3)
相对于实施例1，除了通过定序器使焊接电流与气体喷吹的动作 联动、仅在按压开关96时从气体喷吹口93喷吹空气(压縮空气)以 外，与实施例l同样，制作出浆料涂布片6。
在4次的滚焊中，没有发生辊子电极91不旋转的不良状况。另外， 在进行了遍及1000m的涂布后，在浆料涂布片6的最后部(涂布结束 的部位)上，测量了从芯材2的一端到电极合剂浆料5的涂布部的尺 寸，结果相对于初始设定值20mm，其偏移为0.05mm。 (比较例)
相对于实施例l，除了不设置气体喷吹口 93、不进行对辊子电极 91的空冷以外，与实施例l同样，制作出浆料涂布片6。
在第1次的滚焊中，从中途发生了辊子电极91不旋转的不良状况, 所以中断了浆料涂布片6的制作。对滚焊部9进行了检查，结果可知 辊子销92与辊子电极91之间的摩擦力增大，辊子电极91不能正常 地旋转。 一般认为这是因为由于焊接电极的材质是相对于铜、其导 电性较低的钼，所以在连续地进行的滚焊的作用下，辊子电极91过 度地升温，辊子销92的直径因热膨胀而变为与辊子电极91的孔98 的直径相同的大小。这样的不良状况当在实施例2 (材质是钨)中不 进行空冷时也会发生。
如上所述，在将没有微小短路等的担心但容易发热的材料用于焊 接电极以进行滚焊的情况下，通过对发热的辊子电极91的周边进行 空冷，便能够避免如下不良状况的发生，即辊子销92的直径因热膨 胀而变为与辊子电极91的孔98的直径相同的大小，从而因摩擦力增 大而使辊子电极91不能正常地旋转，所以能够连续供给巻上的芯材2。 另外，实施例3是在长时间地制作浆料涂布片6后涂布尺寸精度也很 高的结果。 一般认为这是因为通过使焊接电流与气体喷吹的动作联 动，能够避免因气体连续地喷吹在滚焊部9上而带来的芯材2的位置 偏移，从而焊接位置精度得以提高。正如以上所说明的那样，根据本发明，由于能够在没有微小短路 等的担心的状态下连续涂布电极合剂浆料，所以能够连续供给巻材状 的芯材而涂布电极合剂浆料并干燥，所以作为以镍氢蓄电池为代表的 各种电池的电池制造技术，其可利用性较高并且实用性也较高。
权利要求
1、一种电极合剂浆料的涂布方法，其使由开孔金属薄板构成的芯材(2)行进，将电极合剂浆料(5)涂布在该芯材上，该涂布方法包括将卷绕成卷材状的所述芯材进行开卷的第1工序；将所述芯材浸渍于所述电极合剂浆料中的第2工序；调节所述电极合剂浆料的涂布量的第3工序；使在两面上涂布有所述电极合剂浆料的浆料涂布片(6)干燥的第4工序；以及将所述浆料涂布片卷绕成卷材状的第5工序；其中，在所述第1工序与第2工序之间设有将所述芯材的卷材彼此连接的滚焊工序；所述滚焊工序的焊接电极(91)由包含钼和/或钨的金属构成；所述滚焊工序具有通过气体进行空冷的机构。
2、 如权利要求l所述的电极合剂浆料的涂布方法，其特征在于，在所述滚焊工序中，焊接电流与气体喷吹的动作联动。
3、 一种电极合剂浆料的涂布装置，其使由开孔金属薄板构成的芯 材(2)行进，将电极合剂浆料(5)涂布在该芯材上，该涂布装置包 括将巻绕成巻材状的所述芯材进行开巻的开巻部(1); 将所述芯材浸渍于所述电极合剂浆料中的浸渍部(4); 调节所述电极合剂浆料的涂布量的涂布量调节部(3); 干燥部(7);以及将涂布干燥后的浆料涂布片(6)巻绕成巻材状的巻绕部(8);其中，在所述开巻部与所述浸渍部之间设有将所述芯材的巻材彼此连接 的滚焊部(9);所述滚焊部的焊接电极(91)由包含钼和/或钩的金属构成； 所述滚焊部具有通过气体进行空冷的机构。
4、如权利要求3所述的电极合剂浆料的涂布装置，其特征在于，在所述滚焊部(9)中，焊接电流与气体喷吹的动作联动。
全文摘要
本发明提供一种稳定的电极合剂浆料的涂布方法，其包括将卷绕成卷材状的芯材(2)进行开卷的第1工序；将芯材浸渍于电极合剂浆料(5)中的第2工序；调节电极合剂浆料的涂布量的第3工序；使在两面上涂布有电极合剂浆料的浆料涂布片(6)干燥的第4工序；以及将浆料涂布片卷绕成卷材状的第5工序；其中，在第1工序与第2工序之间设有将芯材的卷材彼此连接的滚焊工序，该滚焊工序使用包含钼和/或钨的金属作为焊接电极(91)，并且具有通过压缩气体进行空冷的机构，由此消除了微小短路等的担心，并且能够避免芯材的焊接工序中的不良状况。
文档编号H01M4/04GK101171706SQ20068001582
公开日2008年4月30日 申请日期2006年4月26日 优先权日2005年5月9日
发明者加藤正彦, 南野圭史, 柳沼裕典 申请人:松下电器产业株式会社