专利名称：电池电极用基板的制造方法及电池电极用基板的制作方法
技术领域：
本发明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，本发明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，根据本发明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。
背景技术：
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。
本发明系鉴于上述问题而作。本发明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。
发明揭示为解决上述课题，本发明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，本发明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，由于按本发明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，根据本发明的方法，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，本发明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，本发明提供了第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转辊之间。在通过第1组转辊之间时，藉由橡胶辊对所述另一转辊的凸部进行挤压,在对所述金属薄板开设孔穴的同时，使在所述孔穴的周缘形成向一侧突出的毛口。在通过第2组转辊之间时，在所述金属薄板的其它位置处开设孔穴的同时，使在所述孔穴的周缘形成向另一侧突出的毛口。
根据上述第3个方法，如同上述第2个方法，虽然未在所述金属薄板上形成明确的凹凸部，但可以(在整个金属薄板面上)形成更多小孔，提高开孔率；同时，可以形成由所述小孔向二个方向突出的毛口，增大金属薄板的表观厚度。
又，本发明提供了第4种电池电极用基板的制造方法，所述方法系将根据上述第1、2、3的方法开设孔穴、及在所述孔穴的周缘形成向一侧突出的毛口的金属薄板作同一种板材、或不同种板材的相互层叠；使相互邻接的下层金属薄板的毛口和上层金属薄板上的毛口缠合成一体；使上下邻接的金属薄板之间的空隙与所述开孔连通。
即，所谓同一种金属薄板的层叠包括根据上述第1种方法，将所制得的金属薄板互作层叠，或，将根据第2及第3种方法所制得的金属薄板作分别层叠。所谓不同种金属薄板的层叠包括根据上述第1种及第2种方法，将所制得的金属薄板互作层叠，或，将根据第1及第3种方法所制得的金属薄板作分别层叠后，再将根据第2种方法所制得的基板层叠于其二侧表面。
根据上述第1至第3种方法，在小孔周缘设置毛口的金属薄板，因利用压花加工用转辊在其上开设有许多如上所述的小孔，所以，从所述小孔周围突出的毛口几乎存在于金属薄板的整个面上。由此，层叠这些金属薄板，容易使相互邻接的毛口缠合成一体。而且，藉由这些毛口的相互缠合、层叠得到的金属薄板，其自身相互之间并不密接，而是在层叠部分之间产生空隙。所述该空隙通过各个金属薄板的开孔而处于连通的状态。此时，将活性物质填充于层叠体中，即可通过小孔，使活性物质可靠地填充于金属薄板间。
又，本发明提供了一种根据上述任一种方法制得的电池电极用基板。
特别理想的是，将电池电极用基板作成如下所述的结构在根据上述第4种方法制得的电池电极用基板中，按上述第1种方法，在凹凸部的各个顶点上开设孔穴的同时，夹持按该方法从所述孔穴形成毛口的金属薄板，在其二侧表面侧层叠如第2种方法所述的、向一侧突出毛口的金属薄板，使其毛口向内侧突出。
或者，理想的是，将所述金属薄板作成如下所述的结构夹持上述第3种方法所述的、从所述孔穴周缘向二侧方向突出毛口的金属薄板，在其二侧表面侧层叠如第2种方法所述的、向一侧突出毛口的金属薄板，使其毛口向内侧突出。
再有，也可层叠二块突出毛口的金属薄板，使其毛口向二侧外向突出。
作为被上述表面侧基板夹持于中央部位的基板，如使用设置有按第1种方法所制造的凹凸部、增大厚度的基板，或者，使用设置有按第3种方法所制造的、其二侧方向有突出的毛口、增大厚度的金属基板，则可增加活性物质的填充量。
又，作为二侧表面的基板，使用设置有按第2种方法所制造的，仅向一侧方向突出毛口的基板，由此，可以使毛口向其内侧方向突出、而不向外侧方向突出。
特别是，根据第一种方法制得的基板具有密集、细小的凹凸部，所以，藉由将活性物质填充于其凹凸部周围的空隙内，可以增加活性物质填充量，同时，增大活性物质的保持力。如此，即使在一块金属薄板上也可增加活性物质的涂敷量，而且，可以将这些金属薄板多块层叠，以增大活性物质的填充量。另外，由于电池电极用基板的厚度可通过金属薄板的层叠数而容易地调节，可以作成填充必要量活性物质的电池电极用基板。
作为上述金属薄板，较好的是使用由金属箔或/及将金属粉末压延成薄膜状而形成的金属薄板。即，作为金属箔，较好的是使用镍箔、铜箔、铝箔等。
作为上述压延金属粉末成薄膜状而形成的金属薄板，较好的是，使用本申请人的在先申请所提及的专利申请号平8-122534号公报上公开的、用压花辊压延金属粉末而形成的金属薄板。上述金属薄板系在将金属粉末供给至一对轧辊中的一侧轧辊的外表面之后，藉由所述轧辊的转动，直接对轧辊外表面上的金属粉末进行压延，形成薄壁的金属薄板。
上述金属薄板较好的是，由Ni、Al、Cu、Fe、Ag、Zn、Sn、Pb、Sb、Ti、In、V、Cr、Co、C、Ca、Mo、Au、P、W、Rh、Mn、B、Si、Ge、Se、La、Ga、Ir或它们的合金组成。
在按上述第一种方法制造的电池电极板上，较好的是，凹部与凸部之间的间距为0.5mm～2.0mm，凹部与凸部的高度为0.1mm～2.0mm。
本发明再提供了一种在上述电池电极用基板的空隙填充了活性物质的电池用电极。上述电极上因开设有密布于整个金属薄板表面形成的细小凹凸部顶点上的小孔，活性物质填充于该小孔中，又因为活性物质为所述周围毛口所包围，所以，活性物质难以剥离、脱落。
上述活性物质中也可含有导电材料。即，为上述层叠配制的金属薄板所包围的活性物质填充空隙增大，则活性物质的填充量也增大。然而，由于活性物质中通常并不含有导电材料，所以，导电性成问题。考虑到这一点，在活性物质的填充空隙增大，导电性低下的场合，活性物质中最好是含有导电材料。再有，本发明提供一种配备有上述电池用电极的电池。所述电极的厚度大，可以增加活性物质的填充量，所以，特别适用于电动汽车用的电源用电池。
附图的简单说明
图1为本发明的第一实施方式的电池电极用基板的剖视图。
图2所示为构成第一实施方式中的基板的各个金属薄板的制造方法，(A)为所述方法的总示意图，(B)为主要部分的放大图。
图3所示为设置于构成第一实施方式中的电池电极用基板的各个金属薄板上的凹凸部形状的说明图，(A)为体视图，(B)为平面图。
图4所示为第一实施方式中的电池电极用基板上填充了活性物质，作成电极状的剖视图。
图5所示为改变第一实施方式和金属薄板的层叠状态时的剖视图。
图6所示为金属粉末制薄板的制造流程示意图。
图7所示为第2实施方式的制造方法的示意图。
图8示为在第2实施方式中制造的基板剖视图。
图9示为层叠第2实施方式中制造的基板的层叠状态的剖视图。
图10示为在第2实施方式其它变化例子的剖视图。
图11所示为第3实施方式制造方法的示意图。
图12示为在第3实施方式中制造的基板的剖视图。
图13示为层叠第3实施方式的基板的状态的剖视图。
图14(A)、(B)、(C)所示为层叠状态的变化例子的示意剖视图。
图15示为作压花加工的金属薄板的变化例子的附图。
实施发明的最佳方式以下，参照附图，就本发明的实施方式作一说明。
图1至图5显示了本发明的第一实施方式。第一实施方式的电池电极用基板S系由对厚为10μm～100μm(本实施方式中为15μm)的镍箔作压花加工，在其整面设有凹凸部，然后，将所述设有凹凸部的金属薄板1作多块层叠而成。
上述各个金属薄板1的制造方法如图2所示，系使薄壁的平板状金属薄板1’通过压花轧辊20A、20B、20C之间而形成。上述压花轧辊20A～20C分别在其整个外表面上设置有0密集的角锥状的细小凸部21，在这些凸部21之间，形成角锥形状的凹部22。上述金属薄板1’首先通过相互反方向旋转的压花轧辊20A～20B之间，夹持金属薄板1’，压花轧辊20B侧的凸部21嵌入压花轧辊20A侧的凹部22内，位于其间的金属薄板1’上即形成作角锥状突出的凸部2和作角锥状凹入的凹部3。接着，使金属薄板1’通过压花轧辊20B与20C之间，则压花轧辊20B和20C的凹凸部相互嵌合，使在所述凸部2的位置处形成凸部。同样，压花轧辊20B和20C的凹凸部互作嵌合，使在所述外部3的位置处形成凹部。如此，藉由二次形成凹凸部，可以如图3所示，制得形成有明显角锥状的凸部2和凹部3的金属薄板1’。
再有，使金属薄板通过压花轧辊20A和20B及20B和20C之间时，在顶点处加压，可形成孔穴2a、3a。且，藉由这些孔穴的开孔，在孔穴2a、3a的周围生成毛口8，这些毛口8从孔穴2a、3a的周围向外突出。由于这些孔穴2a、3a系由压花轧辊20A和20B、20B和20C二次，在同一部位加压，所以，可在负荷压力的各个凹凸部的顶点切实地形成孔穴，并在开孔周围处产生毛口。如上所述，金属薄板1’上，如图3(A)、(B)所示，纵横交错地形成有向上方突出的棱锥状的向上凸部2及向下方突出的棱锥状凹部(下凸部)3。在图3(B)中，凹部3的部分以斜线表示。即，形成这样的连续结构凸部2的周围被凹部3所包围，同时，凹部3为凸部2所包围，整个金属薄板1全部由凹部2及凸部3构成。
又，在进行如图2所示的压花加工时，凸部2及凹部3的顶点处被破裂，在各个凸部2、凹部3顶点上分别形成孔穴2a、3a，同时，这些孔穴2a、3a的周围成为毛口8作外向扩展的状态。
即，藉由压花加工，可以将凹凸部的形成、这些凹凸部顶点的开孔加工及在孔穴周缘生成毛口8的工序通过一次加工完成。
在本实施方式中，凸部2的间距(凹部3的间距也同样)为0.7mm，凸部2的高度及凹部3的深度也作成0.7mm。凹凸部并合后的整个厚度为1.4mm。
如图1所示，将所述金属薄板1作上下层叠，则毛口8上下缠合，将这些毛口作熔焊(或熔接)而切实固定，使上下层叠的金属薄板1成一体。特别是，所述凸部2及凹部3的间距设为0.7mm，该间距很小；且，凸部2及凹部3的高度也设为0.7mm，该高度也很小。所以，在作上下层叠的状态下，凸部之间、或凹部之间很难一致，而且，凹凸部的顶点上突出有毛口8，因此，上下层叠的金属薄板1无法作致密的层叠，而是如图1所示的状态，形成许多空隙4。
层叠上述金属薄板1的电池电极用基板S，在形成被各个金属薄板1的角锥形状的凸部2及凹部3所包围的状态的同时，形成其上下开口面被相邻接设置的金属薄板1所包围的上述空隙4，且，这些空隙4藉由凸部2及凹部3的顶点处的孔穴2a、3a处于相互连通的状态。如此，可以形成其内部大多具有为金属薄板1组成的板壁所包围的大容积空隙4结构的电池电极用基板S。
在将活性物质5填充于上述结构的电池电极用基板S时，凸部2、凹部3的顶点处开设有孔穴2a、3a，所以，通过这些孔穴2a、3a，可以将活性物质顺利地填充于层叠的内部空隙4。即，可以形成如图4所示结构的电池用电极板。
如上所述，金属薄板1的层叠形态并不限于图1所示的一种状态，也可以是如图5所示，将上层金属薄板1的凸部2安放于下层金属薄板1的凸部2上，下层金属薄板1的凸部2的上端孔穴2a的周围毛口8，和上层金属薄板1对应的凸部2邻接的凹部3的下端孔穴3a的周围毛口8相缠合，这些毛口互作熔焊或熔接，由此，使上下层叠的金属薄板1成一体。
在上述图1和图5所示的上下金属薄板的层叠状态之间，即，凸部2和凹部3即使处在偏于半间距的状态，也可以藉由使凹凸部顶点的孔穴周缘的毛口8的相互缠合，使上下层叠的金属薄板1成一体。
在上述第一实施方式中使用了镍箔，但作为金属薄板，最好是使用轧辊压延金属粉末而形成的光滑的金属薄板。从金属粉末制得金属薄板的制造方法如图6所示，藉由使用有一对平滑辊所组成的压延轧辊11、12形成。
即，在所示轧辊11的上方，用振动装置14支承其底面备有网眼部13a的网筛13，用所述振动装置14振动网筛13作左右振动，边振动，边使金属粉末散布于轧辊11的上面。筛网13上由料斗15将金属粉末定量供给至喂料器16。作为直接散布于轧辊11上的金属粉末P，在本实施方式中使用直径2～7μm、形状为钉状的镍粉。散布的金属粉末P以一定的厚度积留在轧辊11的外表面11b上，形成一定的厚度。在该状态下，一对轧辊11与轧辊12边接触边旋转。在接触部位上，压花轧辊11的外表面11b上的金属粉末P受到下压负荷为15吨的平滑轧辊12的压缩，压延成薄壁均匀的金属薄板1’。
接着，上述由轧辊压延的金属薄板1’被连续送入烧结炉25中，在非氧化气氛中、于750℃的温度下，加热、烧结约15分钟。其后，使金属薄板1’通过被加热至300～400℃的平滑轧辊组成的一对轧辊26和27之间，边加热，边再次在5吨的压力下再次压延。然后，再次连续送入烧结炉28中，在非氧化气氛下、于1 150℃的温度烧结约15分钟。再使金属薄板1’通过调质轧辊19A和19B之间，作调平压延，轧成所需厚度之后，卷绕成圈。再从成圈的金属薄板退卷，进行如前所述的压花加工。藉此，作成如图2及图3所示的结构。其次，将经上述压花加工的金属薄板1作上下层叠，使其毛口8互相缠合，由于毛口得到固定，从而制得所需厚度的电池电极用基板S。
不言而喻，凸部2及凹部3即可以是如同实施方式1的角锥状凸出部，也可以是圆锥状凸出部。
图7及图10显示了第2实施方式。在该第2实施方式中，如图7所示，在压花轧辊20上同向设置了其表面光滑的橡胶辊30A、30B。又如图8所示，平板状金属薄板1’上开设有许多孔穴31，在该孔穴周缘31上设有向一个方向突出的毛口8。
如图7(A)、(B)所示，使金属薄板1’通过压花轧辊20和橡胶辊30A之间，在受到橡胶辊挤压、与压花轧辊20凸部21接触的金属薄板1’上打开孔穴31。且，形成孔穴31后，产生断裂毛口8，毛口8形成于向橡胶辊30A突出的方向上。由此，孔穴31的周围的毛口8被限定朝向一个方向(橡胶辊侧)的状态。
接着，随着压花轧辊20的旋转，使金属薄板1’通过压花轧辊20和另一橡胶辊30B之间，所述压花轧辊20的凸部21再次受到橡胶辊30B的挤压，因与所述橡胶辊30A的接触、挤压，而再次切实打开形成孔穴31，且，其毛口被压向橡胶辊30B侧方向。
将如上所述制得的图8所示的金属薄板1作如图9所示的上下层叠，且，在下层金属薄板1上，使其毛口8向上；在上层金属薄板1上，使其毛口8向下；上下毛口缠合，熔焊或熔接缠合的毛口，连成一体。在这些上下金属薄板1、1之间形成空隙。
将活性物质填充于如图9所示的电极用基板S上，通过金属薄板1的孔穴31，在上下金属薄板1之间的空隙4填充活性物质，该填充的活性物质因二侧的金属薄板1而得到切实的保持。
再有，也可作成如图10所示的结构层叠上下金属薄板1，使其毛口突出于二外侧的同时，使孔穴31处于连通的状态。此时，突出于二外侧的毛口8之间填充活性物质，该活性物质藉由毛口而得到确保。
图11至图13显示了本发明的第三实施方式。在该第三实施方式中，如图11所示，设置二组由如图7所示的、第2实施方式中的一个压花轧辊20和二个橡胶辊30A、30B组成的轧辊组。在第1组(Ⅰ)中开设孔穴31，在该孔穴31周围设置毛口8，使其向橡胶辊30A侧突出；同时，在第2组(Ⅱ)中在金属薄板1’的另一位置上开设孔穴31’的同时，在该孔穴31’周缘设置毛口8’，使其向橡胶辊30B侧突出、并与前述毛口8的突出方向相反。
将如上所述制造的图12显示的金属薄板1按图13所示作上下层叠。其下层的毛口8和上层的毛口8’缠合，熔焊或熔接该缠合的毛口，使其一体化，并在上下金属薄板1、1之间形成空隙。由此，在该电极用基板S上填充活性物质，通过金属薄板1的孔穴31、31’，将活性物质填充于上下金属薄板1、1之间的空隙4内，并藉由上下二侧的金属薄板1作切实的保持。又，也可作成这样的结构层叠设置上下金属薄板1、1，使这些金属薄板1、1、的各个毛口8向二侧外向突出。此时，向外侧突出的毛口8、8之间可分别填充、保持活性物质。
上述第1至第3实施方式中的电极用基板S都是层叠了同一种金属薄板1，并如图14(A)至(C)所示，系将具有按第1实施方式的方法制得的凹凸及孔穴、毛口的金属薄板1A、具有按第2实施方式的方法制得的孔穴与具有同一方向的毛口的金属薄板1B、具有按第3实施方式的方法制得的孔穴与沿其二方向的毛口的金属薄板1C组合，作成一个厚的电极用基板S。
即，如图14(A)所示的电极用基板S系将第2实施方式中的金属薄板1B设置于第1实施方式中的金属薄板1A的上下二侧，使其夹持金属薄板1A，并使金属薄板1B的毛口8朝向内侧，而不向外侧突出。
如图14(B)所示的电极用基板S系将第2实施方式中的金属薄板1B设置于层叠了二块第3实施方式中的金属薄板1C的上下二侧，使其成夹持该层叠的金属薄板1C，并使这些金属薄板1B的毛口8朝向内侧，而不向外侧突出。
如图14(C)所示的电极用基板S系将第1实施方式中的金属薄板1A设置于中间，在其二侧设置第3实施方式中的金属薄板1C，再在其二边的最外侧设置第2实施方式的金属薄板1B。使这些设置于最外侧的金属薄板1B的毛口8朝向内侧，而不向外侧突出。
又，不言而喻，藉由压花轧辊制得的金属薄板1的形状也可以如图15所示，使设置于孔穴31周围的毛口8沿无序方向改变。
产业上的可利用性如上所说明地，根据本发明的电池电极用基板的制造方法，使用压花加工用轧辊，可以设置密集的微细孔穴，且，在穿设这些孔穴的同时，可以在孔穴周缘产生毛口。由此，可以通过一次加工工序即简单地制得在密集设置微细小孔的形态下，获得开孔率大、且产生细小毛口的占有率高的电池电极用基板。
特别是，按照第1个方法，可以同时在金属薄板上设置凹凸部，在这些凹凸部的顶点处开设孔穴，在该孔穴周缘设置毛口，藉由凹凸和毛口的形成薄板的表观厚度增大，简单地制得可以增大活性物质填充量的电池电极用基板。具体地，可以制得其厚度为扁平状金属薄板板厚的3倍至500倍的、非常厚的电池电极用基板。
层叠用本发明的方法制造的基板，使其上的毛口互相缠合，藉由对这些毛口作熔焊或熔接，可以简单地使其一体化。另外，藉由对层叠块数所作的调节，也可形成任意厚的金属薄板。
根据上述方法制得的电池电极用基板，即使仅由单块金属薄板构成，但因为其上密布有许多微细小孔，且这些小孔中填充有活性物质，所以，难以发生脱落。又，由于孔穴周缘有毛口，且这些毛口的占有率也很大，所以，金属薄板二面涂敷的活性物质藉由毛口的保持而不易脱落。
特别是，在层叠了多块金属薄板的基板上，填充于金属薄板间隙的活性物质为金属薄板所夹持，不会发生活性物质的脱落。而且，增加层叠的金属薄板块数，可以作成所需厚度的基板。且，在大厚度的基板上，片材之间有空隙，所以，可以大幅度地增加活性物质的填充量。本发明的电池电极用基板与以往的平板状金属薄板比较，其活性物质的厚度增大，集电能力提高，可以快速充放电。
另外，本发明的电极用基板的金属薄板在进行活性物质填充时，其片材之间的空隙因孔穴而连通，所以，可以顺利地进行活性物质的充填。
权利要求
1．一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。
2．一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由其外表面设有凹凸部的压花加工用转辊和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。
3．一种电池电极用基板的制造方法，其特征在于，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转辊之间；在通过第1组转辊之间时，藉由橡胶辊对所述另一转辊的凸部进行的挤压，在对所述金属薄板开设孔穴的同时，使在所述孔穴的周缘形成向一侧突出的毛口；在通过第2组转辊之间时，在所述金属薄板的其它位置处开设孔穴的同时，使在所述孔穴的周缘形成向另一侧突出的毛口。
4．如权利要求1、2、3之任一项所述的电池电极用基板的制造方法，其特征在于，所述方法系将根据上述权利要求1、2、3所述的方法开设孔穴、及在所述孔穴的周缘形成向一侧突出毛口的金属薄板作同一种板材、或不同种板材的相互层叠；使相互邻接的下层金属薄板的毛口和上层金属薄板的毛口缠合成一体；使上下邻接的金属薄板之间的空隙通过所述开孔连通。
5．一种电池电极用基板，其特征在于，所述电池电极用基板系根据上述权利要求1、2、3、4之任一项所述的方法制造。
6．一种电池电极用基板，其特征在于，所述电池电极用基板系根据上述权利要求4所述的方法制造；夹持有根据权利要求1所述的、凹凸部上具有孔穴的同时、从该孔穴周缘发生毛口的金属薄板；在其二侧表面层叠有根据权利要求2所述的、一侧突出毛口的金属薄板，使其毛口向内侧突出。
7．一种电池电极用基板，其特征在于，所述电池电极用基板系根据上述权利要求4所述的方法制造；夹持有根据权利要求3所述的、从孔穴周缘向二侧方向产生毛口的金属薄板；在其二侧表面层叠有根据权利要求2所述的、向一侧突出毛口的金属薄板，使其毛口向内侧突出。
8．如权利要求5～7之任一项所述的电池电极用基板，其特征在于，所述金属薄板系使用由金属箔或/及将金属粉末压延成薄板状而形成。
9.如权利要求8所述的电池电极用基板，其特征在于，所述金属薄板系由Ni、Al、Cu、Fe、Ag、Zn、Sn、Pb、Sb、Ti、In、V、Cr、Co、C、Ca、Mo、Au、P、W、Rn、Mn、B、Si、Ge、Se、La、Ga、Ir或它们的合金组成。
10．如权利要求5、6、8、9之任一项所述的电池电极用基板，所述电池电极用基板系根据权利要求1所述方法制造的电池电极用基板，其特征在于，在所述电池电极用基板中，凹部及凸部之间的间距为0.5mm～2.0mm，凹部及凸部的高度为0.1mm～2.0mm。
11．一种电池用电极，其特征在于，所述电池电极系将活性物质填充于权利要求5～10之任一项所述的电池电极用基板的空隙。
12．如权利要求11所述的电池电极用基板，其特征在于，所述活性物质中含有导电材料。
13．一种电池，所述电池装置有如权利要求11或12所述的电池电极。
全文摘要
一种电池电极用基板的制造方法,使薄壁金属薄板通过压花加工,施以挤压力,在其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。所述电池电极用基板的结构是:层叠所述设有凹凸部的金属薄板,使邻接的下层凸部顶点处毛口与上层凹部顶点处毛口缠合成一体,通过凹凸部各顶点处的开孔,将活性物质填充于上下邻接的金属薄板之间的空隙中。
文档编号H01M4/82GK1232576SQ97198550
公开日1999年10月20日 申请日期1997年10月3日 优先权日1996年10月3日
发明者杉川裕文 申请人:片山特殊工业株式会社