(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質を有する薄板状の芯材の全体に活物質を充填する活物質充填工程と、前記活物質が充填済みの活物質充填部の辺縁部に沿って超音波振動を付与することにより、活物質を除去した帯状の芯材露出部を前記活物質充填部に沿って形成する活物質除去工程と、前記芯材露出部における辺縁部に沿った所定箇所にリードフープを溶接により接合するリードフープ接合工程と、前記芯材露出部における前記リードフープが接合されていない箇所を前記活物質充填部に向け加圧しながら圧縮して極小幅とする幅寄せ圧縮工程と、前記活物質充填部およびリードフープを規定寸法に裁断して個々の電池用電極板に分割する裁断工程とを有していることを特徴とする電池用電極板の製造方法。
【請求項２】
多孔質を有する薄板状の芯材の全体に活物質を充填する活物質充填工程と、前記活物質が充填済みの活物質充填部の辺縁部に沿って超音波振動を付与することにより、活物質を除去した帯状の芯材露出部を前記活物質充填部に沿って形成する活物質除去工程と、前記芯材露出部における辺縁部に沿った所定箇所にリードフープを溶接により接合するリードフープ接合工程と、前記活物質充填部、芯材露出部およびリードフープを規定寸法に切断して個々の電極板素体に分割する切断工程と、前記各電極板素体における前記芯材露出部の前記リードフープが接合されていない箇所を前記活物質充填部に向け加圧しながら極小幅に圧縮することにより、前記各電極板素体を電極板とする幅寄せ圧縮工程とを有していることを特徴とする電池用電極板の製造方法。
【請求項３】
幅寄せ圧縮工程において、正極側または負極側の電極板素体と負極側または正極側の電極板とをこれらの間にセパレータを介在して重ね合わせた状態で幅寄せ治具の内部または電池ケースの内部に固定したのち、前記電極板素体における芯材露出部のリードフープが接合されていない箇所を前記活物質充填部に向け加圧しながら極小幅に圧縮するようにした請求項２に記載の電池用電極板の製造方法。
【請求項４】
活物質除去工程を経て形成された芯材露出部のうちの辺縁部に沿った所定箇所にリードフープを溶接により接合し、前記芯材露出部のうちの前記リードフープの接合箇所を、接合前または接合時に圧縮して集電部とし、幅寄せ圧縮工程において、残存する芯材露出部に、リードフープに加えた押圧力を前記集電部を介し付与することにより、前記芯材露出部を活物質充填部寄りに加圧して圧縮するようにした請求項１ないし３の何れかに記載の電池用電極板の製造方法。
【請求項５】
幅寄せ圧縮工程において、リードフープのうちの所定長さを外方に突出させた配置で活物質充填部を支持台上に載置し、極板押えにおける２段階に突出した２つの規制面を前記リードフープと前記活物質充填部および芯材露出部とに対し少許の間隙で対向させた状態で、前記リードフープにおける前記支持台からの突出部分を前記支持台寄りに押し込んだのち、前記極板押えを前記間隙分だけ前記支持台側に近接移動させるようにした請求項４に記載の電池用電極板の製造方法
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、ニッケル水素蓄電池、ニッケルカドミウム蓄電池およびリチウムイオン蓄電池などの二次電池において電解液と共に発電要素を構成する電池用電極板であって、特に、三次元発泡メタルなどの多孔質を有する芯材に活物質が充填されてなる非焼結式の電池用電極板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
二次電池の電極板としては、高多孔度を有する連続した三次元的な網目構造を有する発泡メタルを芯材として、この芯材に活物質を充填したものが、充電容量の面で非常に優れていることから、広く採用されている。さらに、近年の電池には高率放電特性の向上が強く求められており、その対応策としては以下のような構成が採用されている。
【０００３】
すなわち、高率放電特性の向上を図った電池用電極板は、芯材に活物質を充填した活物質充填部の一辺に沿った箇所に充填済みの活物質を除去した芯材露出部を形成するとともに、その芯材露出部を、活物質の充填前または除去後に圧縮して空隙率を低下させることにより、集電部を形成し、この集電部に接続リード部を溶接により接合した構成とする。
【０００４】
角形電池用電極群は、上記集電部を有する正負の電極板をその間にセパレータを介在して交互に積み重ねて構成される。一方、円筒形電池用電極群は、上記集電部を有する正負の電極板をその間にセパレータを介在して重ね合わせた状態で渦巻き状に巻回して構成される。したがって、何れの電極群においても、両端部に接続リード部が接合された正負の集電部が複数または全周にわたって形成されるから、この両端の接続リード部に集電板を接合することにより、各電極板から個々にまたは渦巻き状の全周部分から集電することが可能となって全体の集電効率が向上する。しかも、上記集電部は金属の芯材が露出されて接続リード部を溶接するのに適した状態になっているから、その接続リード部に集電板などを溶接により接合するタブレス方式によって集電特性が格段に向上し、上述の高率放電特性を向上させるという要望に対応することができる。
【０００５】
上述のような高率放電特性の向上を図ることができる電池用電極板は、例えば、図９に示すような工程を経て製造されている（特開2000-315498 号公報参照）。先ず、同図（ａ１）に示す第１工程では、発泡メタルなどの三次元構造を有する芯材１に、両側辺に沿った凹み部と、この凹み部に平行であって凹み部の２倍の溝幅を有する複数本の溝部とを、プレス成型または圧縮工程を経て形成する。つぎに、凹み部および溝部を含む芯材１全体には、スラリー状またはペースト状の活物質を充填し、続いて、凹み部および溝部にそれぞれ付着している活物質をブラシとエアーブローを用いた手段で除去して芯材１を露出させたのちに、活物質を乾燥させることにより、活物質充填部２と、上記凹み部および溝部に対応する箇所における芯材露出部３とを形成する。つぎに、溝部に対応する芯材露出部３は、その溝幅の中央の破線で示す切断線に沿って切断することにより、帯状の活物質充填部２の長手方向に沿う両端部に芯材露出部３を有する極板フープ４を製作する。
【０００６】
同図（ｂ）に示す第２工程では、一対の圧縮ロール（図示せず）の間を通過して圧縮を施された上記極板フープ４の芯材露出部３に、上下の一対の円板電極７，８を用いたシーム溶接工法によって帯状金属板であるリードフープ９を接合する。
【０００７】
同図（ｃ）に示す第３工程では、トリミングパンチ１０とトリミングダイ１１とを用いてリードフープ９に対し打ち抜き加工を施すことにより、リードフープ９を接続リード部１２に成形する。この接続リード１２を成形した極板フープ４は、製作すべき電極板の極板幅に相当する距離ずつ間欠送りしながら、切断パンチ１３と切断ダイ１４とを用いて電池外装缶内に収納するときの規格寸法に切断する。これにより、図７（ｂ）に示すように、活物質充填部２の一端部に接続リード部１２を有する角形電池用の電極板１７が出来上がる。なお、円筒形電池用の電極板は、上述したとほぼ同様の工程を経て製作され、角形電池用と相違するのは、接続リード部の形状と角形電池用の極板幅よりも長い長さに切断することだけである。
【０００８】
また、従来では、図９（ａ１）の第１の工程に代えて、同図（ａ２）に示す工程が採用されることもある。この（ａ２）の工程では、芯材１の全体に活物質を充填したのちに圧延工程を経ることにより、全体に活物質充填部２を形成し、その活物質充填部２の辺縁部に沿った所定箇所に、活物質を完全に除去することを目的として振幅を大きく設定した超音波振動を超音波ホーンヘッド１８から付与することにより、活物質を剥離しながら除去して芯材露出部３を形成している。（特開2000-77054号公報参照）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の製造方法では、後述する理由により、芯材露出部３の幅Ｄを図７（ｂ）に示すように大きく設定する必要があり、その芯材露出部３の大きな幅Ｄ分だけ活物質充填部２の体積、つまり単位体積当たりの活物質量が減少して、電池を構成したときの高容量化を図ることができないという問題がある。
【００１０】
すなわち、芯材露出部３を、例えば図１０（ａ）に示すようにリードフープ９の接合に必要なだけの可及的に小さな幅ｄに設定した場合には、上下の円板電極７，８によるシーム溶接工法によってリードフープ９を芯材露出部３に接合するときに、活物質充填部２における芯材露出部３に近接箇所の活物質の一部が両円板電極７，８間に入り込むおそれがある。両円板電極７，８の間に活物質充填部２から入り込んだ活物質は大きな電気抵抗となるため、スパークを発生させて円板電極７，８、リードフープ９および芯材露出部３の何れか又はこれらの全てが溶ける不良が生じる。その結果、溶接部分には焼き付きや連続スパークなどが発生して、連続したシーム溶接を行えなくなる不具合が生じる。しかも、円板電極７，８は、発生するスパークによって消耗するので、所要の寿命を確保することができない。
【００１１】
そこで、従来では、同図（ｂ）に示すように、芯材露出部３を十分に大きな幅Ｄに設定して、上述した焼き付きや連続スパークなどの発生を確実に防止するようにしている。これに伴って、従来の電極板１７は、単位体積当たりの活物質量が減少し、電池を構成したときの高容量化を阻害する要因になっている。なお、芯材露出部３は、リードフープ９を接合すべき箇所をリードフープ９の接合に先立って予め圧縮される場合と、図１０（ａ），（ｂ）に２点鎖線で示すように、リードフープ９の接合時に一対の円板電極７，８によってリードフープ９を溶接するのと同時に圧縮される場合とがある。
【００１２】
一方、図９（ａ２）の工程は、活物質を完全に除去しながら幅の小さい芯材露出部３を形成することを目的としたものであるが、この場合にも芯材露出部３の幅を小さく設定すれば、超音波振動の付与が不安定となり、形成された芯材露出部３内に活物質が残存してしまう。そのため、どうしても活物質を多めに剥離する必要があるので、結局、形成された芯材露出部３は、（ａ１）の工程を用いた場合と同様に幅が大きくなってしまい、上述したと同様の問題が生じる。
【００１３】
そこで、本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたもので、単位体積当たりの活物質量の大きい電池用電極板を支障なく製造できる製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１の発明に係る電池用電極板の製造方法は、多孔質を有する薄板状の芯材の全体に活物質を充填する活物質充填工程と、前記活物質が充填済みの活物質充填部の辺縁部に沿って超音波振動を付与することにより、活物質を除去した帯状の芯材露出部を前記活物質充填部に沿って形成する活物質除去工程と、前記芯材露出部における辺縁部に沿った所定箇所にリードフープを溶接により接合するリードフープ接合工程と、前記芯材露出部における前記リードフープが接合されていない箇所を前記活物質充填部に向け加圧しながら圧縮して極小幅とする幅寄せ圧縮工程と、前記活物質充填部およびリードフープを規定寸法に裁断して個々の電池用電極板に分割する裁断工程とを有していることを特徴としている。
【００１５】
この電池用電極板の製造方法では、活物質充填部を、後工程で芯材露出部を圧縮して極めて小さい幅とできる分を見込んで予め大きな体積に設定することができから、活物質量が相当に増大する。また、十分に大きな幅とした芯材露出部のうちの所要幅の部分にリードフープを溶接により接合したのちに芯材露出部を小さな幅に圧縮するので、溶接時における焼き付きや連続スパークの発生を確実に防止して、溶接に用いる電極などの長寿命化を図ることができる。さらに、一連の連続した製造工程中に幅寄せ圧縮工程が介在するだけであるから、生産性の低下を招くことがない。また、リードフープを接合した状態でのリードフープの位置ずれなどに起因する寸法ばらつきを、幅寄せ圧縮工程において芯材露出部の幅を縮小するときに修正できるから、高い寸法精度を得ることができる。
【００１６】
第２の発明に係る電池用電極板の製造方法は、多孔質を有する薄板状の芯材の全体に活物質を充填する活物質充填工程と、前記活物質が充填済みの活物質充填部の辺縁部に沿って超音波振動を付与することにより、活物質を除去した帯状の芯材露出部を前記活物質充填部に沿って形成する活物質除去工程と、前記芯材露出部における辺縁部に沿った所定箇所にリードフープを溶接により接合するリードフープ接合工程と、前記活物質充填部、芯材露出部およびリードフープを規定寸法に切断して個々の電極板素体に分割する切断工程と、前記各電極板素体における前記芯材露出部の前記リードフープが接合されていない箇所を前記活物質充填部に向け加圧しながら極小幅に圧縮することにより、前記各電極板素体を電極板とする幅寄せ圧縮工程とを有していることを特徴としている。
【００１７】
この電池用電極板の製造方法では、第１の発明と同様に、活物質充填部を、後工程で芯材露出部を圧縮して極めて小さい幅とできる分を見込んで予め大きな体積に設定することができから、活物質量が相当に増大する。また、十分に大きな幅とした芯材露出部のうちの所要幅の部分を圧縮した集電部にリードフープを溶接により接合したのちに芯材露出部を圧縮するので、溶接時における焼き付きや連続スパークの発生を確実に防止して、溶接に用いる電極などの長寿命化を図ることができる。さらに、一連の連続した製造工程中に幅寄せ圧縮工程が介在するだけであるから、生産性の低下を招くことがない。また、リードフープを接合した状態でのリードフープの位置ずれなどに起因する寸法ばらつきを、幅寄せ圧縮工程において芯材露出部の幅を縮小するときに修正できるから、高い寸法精度を得ることができる。
【００１８】
上記第２の発明における幅寄せ圧縮工程において、正極側または負極側の電極板素体と負極側または正極側の電極板とをこれらの間にセパレータを介在して重ね合わせた状態で幅寄せ治具の内部または電池ケースの内部に固定したのち、前記電極板素体における芯材露出部のリードフープが接合されていない箇所を前記活物質充填部に向け加圧しながら極小幅に圧縮することもできる。
【００１９】
これにより、電極板素体を、これの芯材露出部の幅を圧縮して小さくすることによって所要形状の電極板とすると同時に、角形電池用または円筒形電池用の電極群を構成することができるから、電池の生産性の一層の向上を図ることが可能となる。
【００２０】
上記各発明において、活物質除去工程を経て形成された芯材露出部のうちの辺縁部に沿った所定箇所にリードフープを溶接により接合し、前記芯材露出部のうちの前記リードフープの接合箇所を、接合前または接合時に圧縮して集電部とし、幅寄せ圧縮工程において、残存する芯材露出部に、リードフープに加えた押圧力を前記集電部を介し付与することにより、前記芯材露出部を活物質充填部寄りに加圧して圧縮することが好ましい。
【００２１】
これにより、リードフープが接合されている集電部は、残存する芯材露出部に比較して、圧縮されたことによって機械的な強度や密度が高められているので、芯材露出部を圧縮しながらリードフープと一体的に移動して、残存する芯材露出部を容易、且つ確実に圧縮することができる。
【００２２】
同上の幅寄せ圧縮工程において、リードフープのうちの所定長さを外方に突出させた配置で活物質充填部を支持台上に載置し、極板押えにおける２段階に突出した２つの規制面を前記リードフープと前記活物質充填部および芯材露出部とに対し少許の間隙で対向させた状態で、前記リードフープにおける前記支持台からの突出部分を前記支持台寄りに押し込んだのち、前記極板押えを前記間隙分だけ前記支持台側に近接移動させることが好ましい。
【００２３】
これにより、リードフープは、極板押えの規制面に対し少許の間隙を有しているから、規制面に曲がり変形するのが防止されながら摺動して円滑に移動する。一方、芯材露出部は、極板押えの規制面に対し少許の間隙を有しているから、僅かに膨れ上がりながらスムーズに圧縮される。そののち、極板押えが間隙分だけ支持台側に近接移動したときに、芯材露出部における圧縮時の膨出部分を加圧して、芯材露出部を活物質充填部と面一となるよう修正できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る電池用電極板の製造方法を具現化した製造工程を順に示した斜視図である。この実施の形態では、積層型電極群を構成して角形電池に用いる電池用電極板を製造する場合を例示してある。
【００２６】
先ず、（ａ）に示す所定サイズの矩形状若しくは帯状の三次元発泡メタルからなる芯材２１の全体に、（ｂ）に示すように活物質を充填して活物質充填部２２とする。この活物質充填部２２の形成に際しては、プレス加工前であって全く凹凸のない芯材２１に対し活物質を充填するので、全体にわたり均一な充填密度に充填できるとともに、凹凸つまり高低差がないことから、充填した活物質が流動することなく内部に保持されて、均一な充填密度を保持したまま乾燥される。これに対し従来の製造方法による図９（ａ１）の工程では、プレス成型または圧延工程を経て凹み部および溝部を予め形成した芯材１に活物質を充填するので、凹凸面の存在に起因して活物質の充填密度にばらつきが生じる。
【００２７】
つぎに、上述のように均一な充填密度の活物質充填部２２が形成された芯材２１は、（ｃ）に示すように、後工程において芯材露出部となる部分を除く全ての部分にプレス加工が施されることにより、ほぼ１／２に圧縮され、後工程で芯材露出部となる部分が２本の平行なレール状の残存凸条部２３として残存する。このプレス加工には、図示していないが、本件出願人による出願に係る特願2000-261471 号における図２に示したストライプロールプレス機と基本構造が同じであって、加工プレスロールが所定の配置で設けられたストライプロールプレス機が用いられる。
【００２８】
続いて、２つの残存凸条部２３は、（ｄ）に示す活物質除去工程において、自体の内部に充填されている活物質充填部２２が除去されることにより、２つの芯材露出部２４とされる。この活物質除去工程では、上述した特願2000-261471 号における図４に示した超音波振動器を備えた活物質除去装置とほぼ同様の構成を有する活物質除去装置（図示せず）を用いて処理される。ここでの芯材露出部２４の幅Ｄは、後工程でリードフープを接合するのに必要な所定幅よりも大きく設定されている。それにより、超音波振動器からは、十分に大きな振幅に設定した超音波振動を付与することができ、活物質の結合度の如何に関わらず、活物質を残存することなく完全に除去した芯材露出部２４を形成することができる。
【００２９】
つぎに、（ｅ）に示すように、各芯材露出部２４のうちのリードフープを接合するのに必要な所定幅ｄの部分は、プレスロール（図示せず）で圧縮されて、残存する元の芯材露出部２４よりも一段低い集電部２７とされる。続いて、（ｆ）に示すように、集電部２７には、図１０に示したと同様の一対の円板電極７，８を用いたシーム溶接工法によってリードフープ９が接合される。このリードフープ９は、十分に大きな幅Ｄに設定して活物質を完全に除去した芯材露出部２４の一部を圧縮してなる集電部２７にシーム溶接するのとともに、一対の円板電極７，８の内方側に活物質が残存しない芯材露出部２４が存在しているから、一対の円板電極７，８間に活物質が介在するおそれが全くなく、焼き付きや連続スパークなどが生じることがない。
【００３０】
そのため、円板電極７，８は所要の長寿命を確実に確保することができる。実測結果によると、図１０（ａ）に示すように、芯材露出部３をリードフープ９の接合に必要とする可及的に小さな幅に設定した場合には、円板電極７，８の寿命が72時間であったのに対し、この実施の形態の工程を採用した場合には、円板電極７，８の寿命が1200時間に大幅に延びた。
【００３１】
上述のリードフープ９を接合したのち、圧縮されなかった芯材露出部２４は、（ｇ）に示す幅寄せ圧縮工程において、活物質充填部２２寄りに加圧されて圧縮されることにより、極めて小さな幅とされる。この幅寄せ圧縮工程の詳細については後述する。最後に、（ｈ）に１点鎖線で示す各切断線に沿って打ち抜きおよび裁断されることにより、（ｉ）および図７（ａ）に示すような角形電池用の電極板２８が得られる。この電池用電極板２８は、活物質充填部２８ａと、活物質が除去されたのちに圧縮された集電部２８ｂと、この集電部２８ｂに接合された接続リード部２８ｃとを有しており、幅方向に圧縮された芯材露出部２８ｄは、殆ど無視できる極めて小さな幅になっている。
【００３２】
なお、（ｈ）における打ち抜き加工では、図９（ｃ）に示したトリミングパンチ１０とトリミングダイ１１とを用いてリードフープ９を打ち抜くことにより、リードフープ９を接続リード部２８ｃに成形する。切断加工では、同じく図９（ｃ）に示した切断パンチ１３と切断ダイ１４とを用いて、電池ケース内に収納するときの規格寸法に切断する。
【００３３】
図２（ａ）〜（ｄ）は図１（ｇ）の幅寄せ圧縮工程における加工行程を順に示した縦断面図である。先ず、（ａ）に示す第１の行程では、極板押え２９が上方へ、且つ一対のプッシャ３１が側方へそれぞれ退避した状態において、一対の集電部２７にリードフープ９が接合された被加工物が、図の手前側に向け所定長さ分だけ間欠送りされて支持台３０上の所定位置にセットされる。このとき、両側の一対のリードフープ９は、極板押え２９と支持台３０とからなる幅寄せ治具２６から共に同じ所定長さだけ外方に突出するように設定されている。すなわち、リードフープ９の突出長は、芯材露出部２４の幅よりも僅かに小さく設定されている。
【００３４】
つぎに、（ｂ）に示す第２の行程では、極板押え２９が所定位置まで下降する。このとき、極板押え２９の下段規制面２９ａとリードフープ９との間隙Ｇ１および極板押え２９の中断規制面２９ｂと芯材露出部２４および活物質充填部２２との間隙Ｇ２は、共に0.05〜0.10ｍｍの少許の範囲に設定されている。
【００３５】
続いて、（ｃ）に示す第３の行程では、一対のプッシャ３１が、幅寄せ治具２６に接触する位置まで移動して、外方に突出していた一対のリードフープ９をそれぞれ幅寄せ治具２６内に押し込む。このとき、リードフープ９が接合されている集電部２７は、図１（ｅ）の工程において圧縮されたことによって芯材露出部２４よりも機械的な強度や密度が高められているので、芯材露出部２４を圧縮しながらリードフープ９と一体的に幅寄せ治具２６の内方側へ押し込められる。これにより、図１（ｅ）の工程で圧縮されずに高い空孔率（90％程度）のままの芯材露出部２４は、極めて小さい幅に圧縮される。
【００３６】
このとき、両側のプッシャ３１は対応するリードフープ９を同時に同一の力で同一の距離だけ押圧するので、両側の芯材露出部２４は、中央の活物質充填部２２によって恰も自動調心され、ほぼ同等に圧縮される。また、リードフープ９は、上述のように極板押え２９の下段規制面２９ａに対し0.05〜0.10ｍｍの間隙を有しているから、下段規制面２９ａに曲がり変形するのが防止されながら摺動して円滑に移動する。一方、芯材露出部２４は、極板押え２９の中段規制面２９ｂに対し0.05〜0.10ｍｍの間隙を有しているから、僅かに膨れ上がりながらスムーズに圧縮される。最後に、（ｄ）に示す第４の行程では、極板押え２９が、上述した間隙（0.05〜0.10ｍｍ）分だけ下降しながら芯材露出部２４における圧縮時の上方への膨出部分を加圧して、芯材露出部２４を活物質充填部２２と面一となるよう修正する。
【００３７】
図１の製造工程を経て得られた図７（ａ）の電池用電極板２８は、同図（ｂ）に示す従来の製造工程による電池用電極板１７と比較した場合、活物質充填部２８ａを、芯材露出部２８ｄを圧縮して極めて小さい幅とできる分を見込んで予め大きな体積に設定することができから、活物質量が相当に増大して、それに伴って電池を構成したときの高容量化を図ることができる。
【００３８】
具体的な実測値を示すと、極板幅（図７の横寸法）が15ｍｍ、極板長さ（図７の縦寸法）が31ｍｍ、厚みが0.8 ｍｍの規格値を有する形状の電極板２８，１７を得る場合、従来の電極板１７では芯材露出部３の幅（図７の縦寸法）が1.5 ｍｍであったのに対し、実施の形態の製造工程を経た電極板２８では芯材露出部２８ｄの幅が0.5 ｍｍとなった。これにより、上記実施の形態の製造工程を経て得られた電極板２８では、活物質充填部２８ａの長さ（縦寸法）が１ｍｍ増大して、活物質量が従来の電極板１７に比較して約３％増大した。しかも、十分に大きな幅とした芯材露出部２４のうちの所要幅の部分を圧縮した集電部２８ｂにリードフープ９をシーム溶接工法で接合したのちに芯材露出部２４を圧縮するので、シーム溶接時における焼き付きや連続スパークの発生を確実に防止できる。
【００３９】
また、図１の製造工程では、一連の連続した工程中に幅寄せ圧縮工程が介在するだけであるから、生産性の低下を招くことがなく、それに加えて、特に極板長さの寸法精度の高い電極板２８を得ることができる。この高い寸法精度が得られるのは、図１（ｃ）の工程でプレス加工する際芯材２１とプレスロール（図示せず）との位置ずれ、および図１（ｆ）の工程でリードフープ９を集電部２７に接合した状態での幅Ｗ１に、リードフープ９の位置ずれ、さらに同（ｆ）工程で芯材２１の供給位置ずれなどが発生し易いことに起因して約±0.3 ｍｍの寸法ばらつきが生じるが、同図（ｇ）の幅寄せ圧縮工程において、一対のリードフープ９の外方側端部がプッシャ３１によって図２の幅寄せ治具２６に外側端面に一致するよう押し込められることから、この幅寄せ圧縮工程後の幅Ｗ２が±0.05ｍｍの寸法ばらつきに抑えられるからである。
【００４０】
ところで、図９の製造工程を経て製造された従来の電池用電極板１７では、活物質を正確な幅に管理しながら除去するのが困難であることから、活物質露出部３の幅および活物質露出部３の幅にばらつきが生じ易く、それに応じて活物質充填部２における活物質の重量にばらつきが生じていた。そのため、積層型電極群を構成するに際しては、製造後の電池用電極板１７を重量選別して、ほぼ同じ重量の電池用電極板１７を組み合わせて積層するといった煩雑な工程を必要としていた。
【００４１】
これに対し、上記第１の実施の形態で得られた電池用電極板２８では、図１（ａ）の工程において、凹凸の存在しない芯材２１の全体に活物質を均一に充填でき、（ｇ）の幅寄せ圧縮工程において、両側の芯材露出部２４が中央の活物質充填部２２によって恰も自動調心される状態で圧縮されることにより、リードフープ９の接合位置のばらつきなどが修正されて、上述したように幅寄せ圧縮工程後の幅Ｗ２が±0.05ｍｍの寸法ばらつきに抑えられ、その幅Ｗ２の中央部を切断して２分割したのちに、規定寸法に裁断するので、得られた電極板２８には活物質量のばらつきが極めて少なくなり、従来の重量選別の工程を削減することができるという大きな利点がある。
【００４２】
なお、図１の製造工程では、リードフープ９の接合に先立って、（ｅ）の工程で芯材露出部２４のうちのリードフープを接合するのに必要な所定幅ｄの部分を圧縮して集電部２７を形成するようにしたが、上記（ｅ）の工程は削除してもよい。この場合には、（ｆ）の工程において、リードフープ９を、（ｄ）の工程で形成した芯材露出部２４の所定箇所に直接的に溶接して接合することになるが、図１０で説明したように、リードフープ９の溶接時に、芯材露出部２４におけるリードフープ９が溶接される箇所が、一対の円板電極７，８によって溶接と同時に圧縮されて、集電部２７とされるからである。
【００４３】
また、図１（ｇ）の幅寄せ圧縮工程では、図２（ａ）〜（ｄ）の加工行程を終了したのちに、図３（ｅ）〜（ｆ）に示す加工行程を設けるようにしてもよい。図３において、極板押え２９には、図２に示した箇所に対し後段側箇所、つまり集電部２７にリードフープ９が接合された活物質充填部２２が図２の位置よりも所定長さだけ間欠送りされた位置に対応する後段側箇所に、図２に示した下段規制面２９ａより長い幅の下段規制面２９ｃと、下段規制面２９ｃの幅が長くなった分だけ図２の中段規制面２９ｂよりも幅が短くなった中段規制面２９ｄとが設けられている。上記下段規制面２９ｃは、図２の工程において内方へ押し込められたリードフープ９の内端部に対応する箇所まで延びた大きな幅に設定されている。
【００４４】
図２と図３とに示す支持台３０および極板押え２９は一体物であるから、図３（ｅ）〜（ｈ）の各行程と図２（ａ）〜（ｄ）の各行程とは、それぞれ対応する同一動作状態を示している。この図３（ｅ）〜（ｈ）の各行程を設ければ、（ｅ）に示すように、図２の各行程を終えたのちに、芯材露出部２４の一部にリープフープ９の上方への突出部２４ａが形成されても、この突出部２４ａは、（ｆ）の行程において、極板押え２９が下降した時に下段規制面２９ｃによってリードフープ９の内端面上に押し付けられたのちに、（ｈ）の行程において、極板押え２９がリードフープ９に接触する位置までさらに下降したときに、内部側に押し戻され、僅かな一部がリードフープ９上に薄く押し広げられる。これにより、残存する芯材露出部２４は所要の形状に確実に整形できる。
【００４５】
図４は本発明の第２の実施の形態に係る電池用電極板の製造方法を具現化した製造工程を順に示した斜視図である。この実施の形態においても、積層型電極群を構成して角形電池に用いる電池用電極板を製造する場合を例示してあり、（ａ）〜（ｆ）の各工程は図１と同様であるので、その説明を省略する。（ｇ）の工程では、芯材露出部２４を幅寄せ圧縮しない状態において、１点鎖線で示す各切断線に沿って打ち抜きおよび切断することにより、（ｈ）に示すように、後工程を経て個々の電極板となる電極板素体３２に分割する。
【００４６】
上記電極板素体３２は、第１の実施の形態で得られた電池用電極板２８と同様の活物質充填部２８ａと集電部２８ｂと接続リード部２８ｃとを備えているので、上記電極板２８との関連を明確にして理解を容易にするために、同一の符号を付してあり、芯材露出部２４のみが幅寄せ圧縮されずにそのまま残存している。そこで、各電極板素体３２には、（ｉ）の工程において各々の芯材露出部２４に対し幅寄せ圧縮加工を施すことにより、幅が極めて小さい芯材露出部２８ｄに成形して、第１の実施の形態と同様の電池用電極板２８とされる。なお、図４の工程において、（ｅ）の工程を削除しても支障が生じないのは、図１の工程で説明した通りである。
【００４７】
図５（ａ）〜（ｄ）は図４（ｉ）の幅寄せ圧縮工程における加工行程を順に示した縦断面図である。この幅寄せ圧縮工程に用いられる幅寄せ治具３３は、一端側にストッパ壁面部３７を有する支持台３４と、単一の下段規制面３８ａと一対の中段規制面３８ｂを有する極板押え３８とを備えている。先ず、（ａ）に示す第１の行程では、極板押え３８が上方へ、且つプッシャ３１が側方へそれぞれ退避下状態において、所定個数の電極板素体３２が、図の手前側に送給されて、各々の活物質充填部２８ａの端面をストッパ壁面部３７に当接した状態で支持台３４上の所定位置にセットされる。このとき、リードフープ９は、支持台３４から所定長さだけ外方に突出されている。
【００４８】
つぎに、（ｂ）に示す第２の行程では、極板押え３８が所定位置まで下降する。このとき、第１の実施の形態と同様に、極板押え３８の下段規制面３８ａとリードフープ９との間隙および極板押え３８の中断規制面３８ｂと芯材露出部２４との間隙は、共に0.05〜0.10ｍｍの範囲に設定されている。
【００４９】
続いて、（ｃ）に示す第３の行程では、プッシャ３１が、幅寄せ治具３３に接触する位置まで移動して、外方に突出していたリードフープ９を幅寄せ治具３３内に押し込む。このとき、リードフープ９が接合されている集電部２７は、図４（ｅ）の工程において圧縮されたことによって芯材露出部２４よりも機械的な強度や密度が高められているので、芯材露出部２４を圧縮しながらリードフープ９と一体的に幅寄せ治具３３の内方側へ押し込められる。これにより、図１（ｅ）の工程で圧縮されずに高い空孔率（90％程度）のままの芯材露出部２４は、圧縮されて、極めて小さい幅の芯材露出部２８ｄとなる。このとき、リードフープ９は、上述のように極板押え３８の下段規制面３８ａに対し0.05〜0.10ｍｍの間隙を有しているから、下段規制面３８ａに曲がり変形するのが防止されながら摺動して円滑に移動する。一方、芯材露出部２８ｄは、極板押え３８の中段規制面３８ｂに対し0.05〜0.10ｍｍの間隙を有しているから、僅かに膨れ上がりながらスムーズに圧縮される。
【００５０】
最後に、（ｄ）に示す第４の行程では、極板押え３８が上述した間隙（0.05〜0.10ｍｍ）分だけ下降して、芯材露出部２８ｄにおける圧縮時の上方への膨出部分を加圧して芯材露出部２８ｄを活物質充填部２８ａと面一となるよう修正する。これにより、第１の実施の形態と同様の電池用電極板２８が出来上がる。この電極板２８は、極板押え３８が上方へ、且つプッシャ３１が側方へそれぞれ退避したのちに取り出され、以後、上述と同様の加工動作が繰り返される。したがって、この実施の形態の製造方法は、第１の実施の形態の製造方法に対し一部の工程が入れ替わるだけであり、第１の実施の形態において説明したと同様の効果を確実に得ることができるとともに、第１の実施の形態と同様の電池用電極板２８を得ることができる。
【００５１】
なお、図４（ｉ）の幅寄せ圧縮工程では、図５（ａ）〜（ｄ）の加工行程を終了したのちに、図３（ｅ）〜（ｆ）に示した加工行程に相当する加工工程を行って芯材露出部２８ｄの形状を整形するようにすれば、一層好ましい。
【００５２】
上記第１および第２の実施の形態では、角形電池用の電極板２８の製造について説明したが、本発明の製造方法は、円筒形電池に用いる渦巻状電極群用の電極板の製造にも適用することができる。例えば、図１の（ａ）〜（ｅ）の各工程を経たのち、両側の集電部２７上にこれと同幅のリードフープ９をシーム溶接し、同図（ｆ）に２点鎖線で示す切断線で切断して活物質充填部２２を２分割することにより、図８（ａ）に示すような形状とする。つぎに、図５の幅寄せ治具３３とほぼ同様の幅寄せ治具を用いて芯材露出部２４を極めて小さい幅になるよう圧縮したのちに、所定の長さに切断することにより、図８（ｂ）に示すような円筒形電池用の電極板３９を得ることができる。なお、リードフープ９をシーム溶接したのちに、図２に示した幅寄せ治具２６と同様の幅寄せ治具を用いて芯材露出部２４を予め幅寄せ圧縮し、そののちに裁断するようにしてもよいのは勿論である。
【００５３】
上記円筒形電池の渦巻状電極群用の電極板３９は、芯材露出部２４を圧縮して極めて小さい幅とできる分だけ活物質充填部２２の体積を大きく設定することができるので、活物質量の増大に伴って電池を構成したときの高容量化を図ることができる。また、上記電極板３９は、芯材露出部２４を極めて小さな幅に圧縮することにより、極板幅のばらつきが格段に低減して高い寸法精度を得ることができるとともに、凹凸の存在しない芯材の全体に活物質を均一に充填して所要の工程を経たのちに規定寸法に裁断するので、活物質量のばらつきも極めて少なくなる。
【００５４】
図６は本発明の第３の実施の形態に係る電池用電極板の製造方法を具現化した製造工程の一部を示した縦断面図である。この実施の形態では、積層型電極群を構成して角形電池に用いる電池用電極板を製造する場合を例示してあり、図４（ａ）〜（ｈ）と同様の工程を経て、正極用の電極板素体３２を形成する。つぎに、図６（ａ）に示すように、積層型電極群を構成するのに必要な枚数の電極板素体３２と負極側電極板４１とをそれらの間にセパレータ４０を介在して重ね合わせ、その積層状態で幅寄せ治具４２の支持台４３上に載置し、且つ両側から一対の極板押え４４で挟持して固定する。
【００５５】
続いて、同図（ｂ）に示すように、各電極板素体３２の各々の接続リード部２８ｃは、幅寄せ治具４２側に近接移動するプッシャ３１によって下方に押圧される。これにより、芯材露出部２４は、上記各実施の形態と同様に、接続リード部２８ｃからの押圧力を集電部２８ｂを介し受けて圧縮されて、極めて小さい幅に縮小される。これにより、電極板素体３２は所要形状の正極側電極板２８とされ、それと同時に、正極側電極板２８と負極側電極板４１とがそれらの間にセパレータ４０を介在して積層されてなる角形電池用の電極群４７が出来上がる。したがって、この電極群４７は、そのまま角形電池用の電池ケース内に収納することができるので、角形電池の生産性の向上を図ることができる。
【００５６】
なお、上記幅寄せ治具４２に代えて、図６（ａ）の積層状態とした電極板素体３２、負極側電極板４１およびセパレータ４０を電池ケース内に直接挿入して、その状態で同図（ｂ）に示すようにプッシャ３１で各接続リード部２８ｃを押圧して芯材露出部２４を圧縮することもでき、この場合には角形電池の生産性の一層の向上を図ることができる。
【００５７】
また、図８の円筒形電池用の電極板３９の製造に際しても、図６と同様の製造工程を用いることができる。すなわち、図８（ａ）に示す状態としたものを所定の極板長さ（図の左右方向の長さ）に切断して電極板素体とし、この正極側の電極板素体と負極側電極板とをこれらの間にセパレータを介在して重ね合わせた状態で渦巻き状に巻回して、その巻回状態で幅寄せ治具または円筒形の電池ケース内に挿入する。そののち、プッシャでリードフープおよび集電部を押圧して芯材露出部を圧縮させれば、正極側の電極板３９の形成と同時に円筒形電池用の電極群を構成することができる。
【００５８】
【発明の効果】
以上のように本発明の電池用電極板の製造方法によれば、活物質充填部を、後工程で芯材露出部を圧縮して極めて小さい幅とできる分を見込んで予め大きな体積に設定することができから、活物質量が相当に増大する。また、十分に大きな幅とした芯材露出部のうちの所要幅の部分を圧縮した集電部にリードフープを溶接により接合したのちに芯材露出部を圧縮するので、溶接時における焼き付きや連続スパークの発生を確実に防止して、溶接に用いる電極などの長寿命化を図ることができる。さらに、一連の連続した製造工程中に幅寄せ圧縮工程が介在するだけであるから、生産性の低下を招くことがない。また、リードフープを接合した状態でのリードフープの位置ずれなどに起因する寸法ばらつきを、幅寄せ圧縮工程において芯材露出部の幅を縮小するときに修正できるから、高い寸法精度を得ることができる。
【００５９】
また、本発明の電池用電極板によれば、芯材露出部の幅を圧縮して小さくできる分だけ活物質量を増大できるので、電池を構成したときの高容量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｉ）は本発明の第１の実施の形態に係る電池用電極板の製造方法を具現化した製造工程を順に示した斜視図。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は図１（ｇ）の幅寄せ圧縮工程における前半の加工行程を順に示した縦断面図。
【図３】（ｅ）〜（ｈ）は図１（ｇ）の幅寄せ圧縮工程における後半の加工行程を順に示した縦断面図。
【図４】（ａ）〜（ｉ）は本発明の第２の実施の形態に係る電池用電極板の製造方法を具現化した製造工程を順に示した斜視図。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は図４（ｉ）の幅寄せ圧縮工程における加工行程を順に示した縦断面図。
【図６】（ａ），（ｂ）は本発明の第３の実施の形態に係る電池用電極板の製造方法を具現化した一部の製造工程を示す縦断面図。
【図７】（ａ）は同上の製造方法により製造された電池用電極板を示す斜視図、（ｂ）は比較のために示した従来の製造方法による電池用電極板の斜視図。
【図８】（ａ）は本発明の製造方法を円筒形電池用電極板に適用した場合の製造過程の斜視図、（ｂ）は製造完了した電極板の斜視図。
【図９】（ａ１），（ａ２），（ｂ），（ｃ）は従来の電池用電極板の製造方法による製造工程を工程順に示した斜視図。
【図１０】（ａ），（ｂ）は同上の製造方法による問題点を説明するための一工程の断面図。
【符号の説明】
９  リードフープ
２１  芯材
２２  活物質充填部
２４  芯材露出部
２６，３３，４２  幅寄せ治具
２７  集電部
２８，３９  電池用電極板（正極側電極板）
２９，３８，４４  極板押え
２９ａ〜２９ｄ，３８ａ，３８ｂ  規制面
３０，３４，４３  支持台
３２  電極板素体
４０  セパレータ
４１  負極側電極板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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