CN108352495A - 蓄电装置用电极板以及具备其的蓄电装置 - Google Patents

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Abstract

本公开的目的在于,提供一种能够实现高容量化以及因生产性的提高而成本减少的蓄电装置用电极板以及具备其的蓄电装置。在大致矩形的正极集电体(20)的至少一面设置正极活性物质层(30)。正极集电体(20)在长边方向X的一部分区域中的宽度方向Y的一端部具有连接有正极导线(2)的空白部(40)。在设置有正极活性物质层(30)的区域,在宽度方向Y与空白部(40)相邻的第1区域(30a)的弹性系数Eb1比在长边方向X与空白部(40)以及第1区域(30a)所占的区域相邻的第2区域(30b、30c)的弹性系数Ec1大。

Description

蓄电装置用电极板以及具备其的蓄电装置
技术领域
本公开涉及蓄电装置用电极板以及具备其的蓄电装置。
背景技术
近年来,随着电子设备的可携带化、无绳化迅速进展,对使作为电子设备的驱动用电源而使用的二次电池高容量化的要求正在提高。此外,二次电池向汽车用蓄电池、电力储藏用蓄电池的应用也在进行,从该观点出发也要求二次电池的高容量化。
在这样的背景下,在专利文献1的非水电解质二次电池中,在正极集电体上涂敷正极活性物质浆料来形成正极活性物质层之后,俯视下的正极活性物质层的矩形的一部分区域被剥离。然后,形成在正极活性物质层的剥离位置不存在正极活性物质的矩形的空白部,正极导线与空白部焊接。通过使空白部的宽度比正极板宽度短,空白部仅形成于正极板的宽度方向的一部分,因此正极活性物质层区域增大。这样,增大进行充放电反应的区域来实现高容量化。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:JP特开2003-68271号公报
发明内容
-发明要解决的课题-
在制造电池等的蓄电装置用电极板的情况下,使用卷绕为箍状的长条的集电体。在该长条的集电体设置了活性物质层之后,将长条的集电体沿着长边方向来形成狭缝从而制作一列或者多列的极板件。设置有活性物质层的极板件被卷绕为箍状,箍状的极板件被投入到卷绕工序等的蓄电装置的制造工序中。这样,在蓄电装置的制造工序中,使用被卷绕为箍状的长条的极板件,因此为了提高蓄电装置的生产性,优选使长条的极板件以高速移动。在使极板件以高速移动的情况下,为了防止极板件的褶皱、弯曲,必须向极板件施加较高张力。
但是,本发明人发现,在向如专利文献1所述那样仅在宽度方向的一部分形成有空白部的极板件施加较高张力的情况下,会产生如下问题。即,以空白部与在长边方向上与该空白部相邻的正极活性物质层的边界部分为起点,容易产生断裂。若极板件不耐受较高张力而产生断裂,则由于不良位置的废弃、生产性的降低,导致蓄电装置用电极板的制造成本增加。
本公开的课题在于,提供一种能够实现高容量化以及因生产性的提高而成本减少的蓄电装置用电极板以及具备其的蓄电装置。
-解决课题的手段-
本公开的蓄电装置用电极板具备:大致矩形的集电体、和被设置于集电体的至少一面的活性物质层,集电体在长边方向的一部分区域中的宽度方向的一端部具有连接有电极导线的空白部,在设置有活性物质层的区域,在宽度方向上与空白部相邻的第1区域的弹性系数比在长边方向上与空白部以及第1区域所占的区域相邻的第2区域的弹性系数大。
-发明效果-
根据本公开所涉及的蓄电装置用电极板以及蓄电装置,能够实现因活性物质量的填充量的增加而导致的高容量化、以及因生产性的提高而导致的成本减少。
附图说明
图1是表示一实施方式所涉及的非水电解质二次电池的构造的图。
图2(a)是一实施方式所涉及的正极板的俯视图,图2(b)是图2(a)的A-A线剖视图,图2(c)是图2(a)的B-B线剖视图,图2(d)是连接了正极导线的正极板的俯视图。
图3是表示一实施方式所涉及的正极板的制造方法的一个例子的示意图。图3(a)以及图3(b)是表示在被切断为规定尺寸之前的长条的正极集电体涂敷有正极活性物质浆料的样子的示意图,图3(c)是表示通过辊来对使其干燥了的正极活性物质浆料进行压缩的样子的示意图。
图4是按照时间序列来表示被施加较高张力而产生断裂为止的样子的比较例1所涉及的极板件的局部俯视图。图4(a)是被施加张力之前不久的极板件的局部俯视图,图4(b)是产生了变形的极板件的局部俯视图,图4(c)是产生了断裂的极板件的局部俯视图。
图5是被施加较高张力并产生断裂的比较例2所涉及的极板件的局部俯视图。
图6是用于对比较例1和一实施方式进行对比的极板件的局部俯视图。图6(a)是比较例1所涉及的极板件的局部俯视图,图6(b)是一实施方式所涉及的极板件的局部俯视图。
图7是产生了断裂的实验例10所涉及的极板件的局部俯视图。
具体实施方式
以下,参照附图来对本公开所涉及的实施方式(以下,称为实施方式)详细进行说明。在该说明中,具体的形状、材料、数值、方向等是用于使本公开容易理解的示例,能够结合用途、目的、规格等来适当地变更。此外,以下,在包含多个实施方式、变形例等的情况下,从最初就假定将这些的特征部分适当地组合来使用。此外,实施方式的说明中参照的附图是示意性记载的,存在附图中描绘的结构要素的尺寸比率等与现实不同的情况。在本说明书中,关于“大致**”这一记载,若以大致整个区域为例来进行说明,是指不仅整个区域还包含实质被认定为整个区域的情况。
图1是表示作为本公开的一实施方式的非水电解质二次电池的构造的图。非水电解质二次电池是蓄电装置之一。
该非水电解质二次电池(以下,简称为电池)10具备:正极板1、正极导线2、负极板3、负极导线4、隔板5、电池壳体6、垫圈7、正极盖8以及封口板9。正极板1以及负极板3隔着隔板5而被卷绕,与电解液一起被收纳于圆筒形的电池壳体6内。电池壳体6的开口部经由垫圈7而被封口板9封口,电池壳体6内被封闭。正极板1通过正极导线2而与被配设于封口板9上的正极盖8连接,正极盖8为电池的正极端子。此外,负极板3通过负极导线4而与电池壳体6连接,电池壳体6为电池的负极端子。
正极板1如以下那样而被制作。在正极活性物质中混合导电剂、粘着剂等,将其混合物在分散介质中搅拌从而制作膏状的正极活性物质浆料。然后,将正极活性物质浆料涂敷在包含由铝等的金属箔形成的箍材的长条的正极集电体上。接着,通过对涂敷于正极集电体的正极活性物质浆料进行干燥以及压缩从而在正极集电体上设置正极活性物质层。最后,将设置有正极活性物质层的正极集电体切断为规定尺寸从而制作正极板1。
在正极活性物质浆料中,例如,能够将锂镍氧化物用作为正极活性物质,将乙炔黑(以下,AB)用作为导电剂,将聚偏氟乙烯(以下,PVDF)用作为粘着剂,将N-甲基-2-吡咯烷酮用作为分散介质。
负极板3如以下那样而被制作。在负极活性物质中混合导电剂、粘着剂等,将其混合物在分散介质中搅拌从而制作膏状的负极活性物质浆料。然后,将负极活性物质浆料涂敷在包含由铜等的金属箔形成的箍材的长条的负极集电体上。接着,通过对涂敷于负极集电体的负极活性物质浆料进行干燥以及压缩从而在负极集电体上设置负极活性物质层。最后,将设置有负极活性物质层的负极集电体切断为规定尺寸从而制作负极板3。
在负极活性物质浆料中,例如,优选将石墨用作为负极活性物质,将苯乙烯-丁二烯共聚物橡胶粒子分散体(SBR)用作为粘着剂,将羧甲基纤维素(CMC)用作为增粘剂,将水用作为分散介质。
图2(a)是正极板1的俯视图。图2(b)是不将图2(a)的空白部40横截的A-A线剖视图。图2(c)是将图2(a)的空白部40横截的B-B线剖视图。图2(d)是连接了正极导线2的正极板1的俯视图。
如图2(a)所示,正极板1具有大致矩形的平面形状。如图2(b)所示,正极板1具有正极集电体20、和被设置于正极集电体20的两面的正极活性物质层30。如图2(a)以及(c)所示,正极板1具有空白部40。空白部40存在于正极集电体20的表侧面21以及背侧面22的长边方向X的中央部的宽度方向Y的一端部。在正极活性物质层30被设置于正极集电体20的两面的情况下,空白部40也能够仅设置于正极板1的单侧的面。正极活性物质层也能够仅设置于正极集电体20的单面。
如图2(d)所示,正极板1的空白部40与正极导线2接合。空白部40构成连接有正极导线2的导线连接部。负极板3也具有未涂敷负极活性物质浆料的空白部。负极板3的空白部与负极导线4接合。负极板3的空白部构成连接有负极导线4的导线连接部。作为正极导线以及负极导线的接合方法,可示例点焊、超声波焊接以及铆接。
如图2(a)所示,空白部40在俯视下具有大致矩形的形状。并且,设置有正极活性物质层30的区域被分割为第1区域30a和第2区域30b、30c。在本公开中,如以下那样定义第1区域30a以及第2区域30b、30c。首先,将在宽度方向Y与空白部40相邻的区域设为第1区域30a。从宽度方向Y观察,第1区域30a与空白部40重叠。接下来,将在长边方向X与空白部40以及第1区域30a所占的区域相邻的区域设为第2区域30b、30c。第2区域30b、30c之间存在空白部40以及第1区域30a。
第1区域30a的弹性系数Eb1比第2区域30b、30c的弹性系数Ec1大。第2区域30b、30c的弹性系数Ec1比空白部40的弹性系数Ea大。
图3是表示正极板1的制造方法的一个例子的示意图。详细地,图3(a)以及图3(b)是表示在切断为规定尺寸之前的长条的正极集电体20涂敷正极活性物质浆料64的样子的示意图。图3(c)是表示通过辊85来对干燥的正极活性物质浆料64进行压缩的样子的示意图。
正极活性物质浆料64向正极集电体20的涂敷是使用具有喷出口80的第1喷嘴和具有喷出口81的第2喷嘴来进行的。如图3(a)所示,第1喷嘴的喷出口80以及第2喷嘴的喷出口81被配置为与正极集电体20对置。此外,从长边方向X观察,喷出口80、81被配置为在其之间不能存在缝隙。在涂敷正极活性物质浆料64时,使喷出口80、81相对于正极集电体20在箭头A的方向相对移动。此时,从第1喷嘴连续地喷出正极活性物质浆料64,从第2喷嘴间歇地喷出正极活性物质浆料64。这样来设置空白部40。此外,第1区域30a中的正极活性物质浆料64的喷出量被控制为第1区域30a中的正极活性物质浆料64的涂敷量比第2区域30b、30c的涂敷量大。
在正极活性物质浆料64的涂敷后,对被涂敷的正极活性物质浆料64进行干燥。接着,如图3(c)所示,是在正极集电体20的宽度方向Y延伸的辊85相对于正极集电体20而在箭头B所示的方向相对移动,形成具有被压缩为规定厚度的正极活性物质层的极板件70。
通过上述的制法,能够将空白部40仅形成于极板件70的宽度方向一端部,使第1区域30a的活性物质填充密度比第2区域30b、30c的活性物质填充密度高。通过提高第1区域30a的活性物质充电密度,能够使第1区域30a的弹性系数Eb1比第2区域的弹性系数Ec1大。
被压缩后的长条的极板件70的宽度方向Y的两端部沿着长边方向X而被形成狭缝,正极集电体露出的部分被去除。形成狭缝的长条的极板件70在长边方向X沿着通过相邻的空白部40间的中点的中心线而被切断。
以下,与本公开的一实施方式不同地,对具有设置有正极活性物质层的整个区域具有均匀的弹性系数的比较例1以及比较例2进行说明,将其与本公开的一实施方式进行对比。
首先,参照图4(a)来对比较例1进行说明。比较例1所涉及的极板件170的第1区域130a的弹性系数Eb2〔N/m2〕与第2区域130b、130c的弹性系数Ec2〔N/m2〕相等。除这方面以外,比较例1所涉及的极板件170具有与一实施方式所涉及的极板件70相同的结构。
如图4所示,力Fa2〔N〕作用于被施加了力F〔N〕的张力的极板件170的空白部140与第2区域130b、130c的边界部分。由于空白部140以及第1区域130a具有弹性,相对于长边方向X并联连接,因此可导出以下的式(1)。
Fa2=F×〔(Aa×Ea)/(Ab×Eb2+Aa×Ea)〕...(式1)
在式(1)中,Ea〔N/m2〕是空白部140的弹性系数,与正极集电体20的弹性系数相等。Ea小于Eb2。在将垂直于极板件170的长边方向X的切断面的面积设为极板件170的剖面面积时,Aa〔m2〕表示空白部140的极板件170剖面面积,Ab〔m2〕表示第1区域130a的极板件170的剖面面积。
若在长边方向X施加力F的张力,则极板件170在长边方向X被拉伸并从图4(a)所示的状态移至图4(b)所示的状态。若被施加的张力超过极板件170的断裂强度,则如图4(c)所示,以空白部140与第2区域130b、130c的边界部分为起点而产生断裂。在极板件170的压缩时,空白部的内部不受到压力,但边界部分受到压力。因此,空白部140与第2区域130b、130c的边界部分的断裂强度可能相比于空白部140的内部而降低。
接下来,参照图5来对比较例2进行说明。比较例2所涉及的极板件270除了正极活性物质层230的活性物质密度比比较例1的正极活性物质层130的活性物质密度高以外,具有与比较例1相同的结构。换句话说,在比较例2所涉及的极板件270中,第1区域230a的弹性系数Eb3与第2区域230b、230c的弹性系数Ec3相等,其大于比较例1的弹性系数Eb2以及Ec2。图5是表示产生了断裂的比较例2所涉及的极板件270的示意图。与比较例1同样地,在一边对极板件270施加较高张力一边移动的情况下产生图5所示的断裂。
如图4以及图5所示,比较例1以及比较例2的第1区域130a、230a的弹性系数分别是Eb2、Eb3。在式(1)中,若将右边的Eb2置换为Eb3,则左边的Fa2被置换为作用于比较例2的空白部240与第2区域230b、230c的边界部分的力Fa3。如上所述,由于Eb2和Eb3满足Eb2<Eb3的关系式,因此Fa2>Fa3的关系式成立。因此,认为通过增大正极活性物质层整体的活性物质密度可防止极板件的断裂。但是,增大正极活性物质层整体的活性物质密度并不一定对断裂的防止有效。在比较例2中,由于正极活性物质层230以大于比较例1的压力而被压缩,因此空白部240与第2区域230b、230c的边界部分的断裂强度可能相比于比较例1而降低。
图6是用于表示比较例1所涉及的极板件与一实施方式所涉及的极板件之间的弹性系数的对应关系的极板件的局部俯视图。在图6(b)所示的一实施方式中,在与图6(a)所示的比较例1的对比中,使在宽度方向Y与空白部40相邻的第1区域30a的活性物质填充密度比第2区域30b、30c的活性物质填充密度高。这样,使第1区域30a的弹性系数Eb1比第2区域30b、30c的弹性系数Ec1大。在式(1)中,若将右边的Eb2置换为一实施方式的Eb1,则左边的Fa2被置换为一实施方式的Fal。由于Eb2和Eb1满足Eb2<Eb1的关系式,因此Fa2>Fa1的关系式成立。即,如一实施方式那样,通过使第1区域30a的弹性系数Eb1大于构成设置有正极活性物质层的其他区域的第2区域30b、30c的弹性系数Ec1,从而能够减少作用于空白部40与第2区域30b、30c的边界部分的力Fa1。此外,与比较例2不同地,由于只要提高第1区域30a的活性物质密度即可,因此空白部40与第2区域30b、30c的边界部的机械性强度不会降低。
以下,使用具体的实验例来对本公开的实施方式更加详细地进行说明。另外,本发明并不由下述的实验例来限定,在不改变其主旨的范围内能够适当地变更并实施。
(实验例)
(正极活性物质浆料的制作)
将作为正极活性物质的锂镍复合氧化物、作为导电剂的乙炔黑(AB)、作为粘着剂的聚偏氟乙烯(PVDF)以规定的比例进行混合。通过将其混合物在作为分散介质的N-甲基-吡咯烷酮(NMP)中进行搅拌来制作正极活性物质浆料。
(正极极板件的制作)
将如上述那样制作的正极活性物质浆料按照作为本公开的一实施方式而说明的方法来涂敷于包含铝箔的正极集电体的两面并进行干燥。将干燥了的正极活性物质浆料压缩为规定厚度来形成正极活性物质层,将正极集电体的宽度方向的两端部形成狭缝来制作长条的正极极板件。在涂敷正极活性物质浆料时,对在正极集电体的宽度方向上与正极极板件的空白部相邻的第1区域的涂敷量进行调整,来制作第1区域的活性物质密度相互不同的实验例1~10所涉及的正极极板件。得到的长条的正极极板件卷绕为箍状。将在正极集电体的宽度方向与正极极板件的空白部相邻的第1区域的弹性系数设为Eb,将除去第1区域的构成设置有正极活性物质层的区域的第2区域的弹性系数设为Ec。表1中通过使用了第2区域的弹性系数Ec的式子来表示实验例1~10的第1区域的弹性系数Eb。弹性系数Ec的具体值为30kN/mm2
(负极活性物质浆料的制作)
将作为负极活性物质的人造石墨、作为粘着剂的苯乙烯-丁二烯共聚物橡胶(SBR)、作为增粘剂的羧甲基纤维素(CMC)以规定的比例进行混合。将其混合物在作为分散介质的水中进行搅拌从而制作负极活性物质浆料。
(负极极板件的制作)
将如上述那样制作的负极活性物质浆料涂敷于包含铜箔的负极集电体的两面并进行干燥。作为涂敷方法,采用现有技术的间歇涂敷以使得在完成的负极板的长边方向上在一端部设置有空白部。将干燥了的负极活性物质浆料压缩为规定厚度来形成负极活性物质层,将负极集电体的宽度方向的两端部形成狭缝来制作长条的负极极板件。得到的长条的负极极板件卷绕为箍状。
(电极群的制作)
将实验例1~10所涉及的各正极极板件与上述的负极极板件组合,来如以下那样制作实验例1~10所涉及的电极群。首先,将正极极板件、负极极板件以及包含聚乙烯制微多孔膜的隔板安装于卷取装置。在卷取装置中,将正极极板件和负极极板件的端部拉至卷芯的位置,对正极极板件和负极极板件进行卷绕以使得在其间存在隔板。在卷绕后将正极极板件和负极极板件切断,通过胶带来固定电极群的最外周的端部从而制作这样的电极群。这样,通过卷取装置来切断正极极板件和负极极板件从而分别形成正极板和负极板。此外,在卷取装置内正极极板件和负极极板件的移动停止的定时,在正极极板件和负极极板件的空白部接合导线。将正极板的宽度方向的长度设为60mm,将长边方向的长度设为1000mm。将正极板的空白部的宽度方向的长度设为5mm,将长边方向的长度设为6mm。并且,将负极板的宽度方向的长度设为61mm,将长边方向的长度设为1050mm。
将如上述那样制作的电极群与非水电解质一起插入到金属制的有底筒状的外装罐从而能够制作说明为本公开的一实施方式的非水电解质二次电池。
(有无断裂的确认)
作为电极群的制作时的正极极板件的移动条件,如以下那样采用向正极极板件施加的张力以及正极极板件的移动速度这两个条件,基于各个条件来制作电极群。
条件1:张力13N,移动速度50m/分钟
条件2:张力18N,移动速度60m/分钟
基于上述的条件1来使正极极板件移动从而分别制作2000个实验例1~10所涉及的电极群。进一步地,基于上述的条件2来使正极极板件移动从而将实验例1~10所涉及的电极群分别制作2000个。将得到的电极群解体,通过目视观察来确认有无正极板的断裂。将条件1以及2的任意条件中都未确认到断裂的情况设为“○”,都确认到断裂的情况设为“×”。此外,将仅在条件2中确认到断裂的情况设为“△”。表1中表示其结果。
[表1]
弹性系数Eb 结果
实验例1 Eb=Ec ×
实验例2 Eb=1.05×Ec
实验例3 Eb=1.1×Ec
实验例4 Eb=1.5×Ec
实验例2 Eb=2×Ec
实验例6 Eb=3×Ec
实验例7 Eb=4×Ec
实验例8 Eb=5×Ec
实验例9 Eb=5.5×Ec
实验例10 Eb=6×Ec
正极活性物质层的第1区域的弹性系数Eb以及第2区域的弹性系数Ec相等的实验例1在条件1以及2的任意条件中都确认到正极板的断裂。实验例1的断裂如图4所示,是以空白部与第2区域的边界部分为起点而产生的。另一方面,表1的结果表示,通过使第1区域的弹性系数Eb比第2区域的弹性系数Ec大,可抑制正极板的断裂。认为这是由于如本公开的一实施方式中所说明那样,通过增大第1区域的弹性系数Eb,可减少作用于空白部与第2区域的边界部分的力Fa。
在实验例2中,仅在基于条件2来使正极极板件移动的情况下在正极板中确认到断裂。实验例2与实验例1相比,抑制了正极板的断裂,但由于第1区域的弹性系数Eb与第2区域的弹性系数Ec的差较小,因此不能充分减小作用于空白部与第2区域的边界部分的力Fa。根据实验例2~9的结果可知,优选将第1区域的弹性系数Eb设为第2区域的弹性系数Ec的1.1倍以上。
与实验例2同样地,在实验例10中,也仅在基于条件2来使正极极板件移动的情况下在正极板中确认到断裂。实验例10的正极板的断裂如图7所示,是以第1区域与第2区域的边界部分为起点而产生的。换句话说,若第1区域的弹性系数Eb与第2区域的弹性系数Ec的差过大,则作用于第1区域与第2区域的边界部分的力Fb变大并容易产生断裂。根据实验例3~10的结果可知,优选将第1区域的弹性系数Eb设为第2区域的弹性系数Ec的5.5倍以下。
将以上的结果总结如下。通过如实验例2~10那样,使第1区域的弹性系数Eb比第2区域的弹性系数大,可抑制正极板的断裂。进一步地,更加优选第1区域的弹性系数Eb与第2区域的弹性系数Ec满足1.1×Ec≤Eb≤5.5×Ec的关系式。实验例2~10均包含于本公开的一实施方式。即,由于根据本公开的一实施方式,可抑制电极板的断裂,因此能够减少不良。此外,根据本公开的一实施方式,能够使切断前的长条的电极板在蓄电装置的制造工序中以高速移动,因此能够提高蓄电装置的生产性。通过这样减少不良并提高生产性,可减少蓄电装置的成本。
在本公开的一实施方式中,作为蓄电装置用电极板的一个例子,详细说明了非水电解质二次电池用正极板。但是,本公开的蓄电装置中,不仅包含非水电解质二次电池,也包含镍钙电池、镍氢电池等其他电池。进一步地,蓄电装置中,除电池以外也包含电容器。因此,本公开的蓄电装置用电极板中,包含电池、电容器的正极板、负极板,被涂敷物以及涂敷物的材料并不限定于上述实施方式中所述的材料。
产业上的可利用性
根据本公开,能够实现高容量且低成本的蓄电装置。本公开的蓄电装置能够适当地应用于笔记本电脑等的民用移动工具的主电源、电动汽车(EV)等的大型设备的主电源。
-符号说明-
1 正极板,2 正极导线,3 负极板,5 隔板,10 非水电解质二次电池,20 正极集电体,21 正极集电体的表侧面,22 正极集电体的背侧面,30 正极活性物质层,30a 第1区域,30b、30c 第2区域,40 空白部,Eb1 第1区域的弹性系数,Ec1 第2区域的弹性系数。

Claims (5)

1.一种蓄电装置用电极板,具备:
大致矩形的集电体;和
活性物质层,被设置于所述集电体的至少一面,
所述集电体在长边方向的一部分区域中的宽度方向的一端部具有连接电极导线的空白部,
在设置有所述活性物质层的区域,在所述宽度方向上与所述空白部相邻的第1区域的弹性系数比在所述长边方向上与所述空白部以及所述第1区域所占的区域相邻的第2区域的弹性系数大。
2.根据权利要求1所述的蓄电装置用电极板,其中,
在将所述第1区域的弹性系数设为Eb〔N/m2〕,将所述第2区域的弹性系数设为Ec〔N/m2〕时,
1.1×Ec≤Eb≤5.5×Ec。
3.根据权利要求1或者2所述的蓄电装置用电极板,其中,
被设置于所述第1区域的所述活性物质层的密度比被设置于所述第2区域的所述活性物质层的密度高。
4.一种蓄电装置,具备权利要求1至3中的任意一个所述的蓄电装置用电极板。
5.根据权利要求4所述的蓄电装置,其中,
所述蓄电装置用电极板是正极板,
所述蓄电装置还具备:
负极板,作为活性物质而包含石墨;和
隔板,被配置于所述正极板与所述负极板之间。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110217577A1 (en) * 2010-03-04 2011-09-08 Sanyo Electric Co., Ltd. Lithium secondary battery
JP2014029852A (ja) * 2012-07-03 2014-02-13 Toyota Industries Corp 電極の製造方法、電極及び蓄電装置
JP5423113B2 (ja) * 2009-04-13 2014-02-19 株式会社Gsユアサ 電池
JP5459139B2 (ja) * 2010-08-05 2014-04-02 トヨタ自動車株式会社 組電池
JP5733244B2 (ja) * 2012-03-15 2015-06-10 株式会社豊田自動織機 蓄電装置及び二次電池並びに車両

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57199956U (zh) * 1981-06-17 1982-12-18
JPH0714570A (ja) * 1993-06-25 1995-01-17 Furukawa Electric Co Ltd:The 電池用電極
JP2002124252A (ja) * 2000-10-12 2002-04-26 Yuasa Corp 蓄電池用極板の製造方法
JP2003068271A (ja) 2001-06-13 2003-03-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd リチウム二次電池及びこの電池に用いる正極板の製造方法
JP4301286B2 (ja) 2006-12-21 2009-07-22 トヨタ自動車株式会社 蓄電装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5423113B2 (ja) * 2009-04-13 2014-02-19 株式会社Gsユアサ 電池
US20110217577A1 (en) * 2010-03-04 2011-09-08 Sanyo Electric Co., Ltd. Lithium secondary battery
JP5459139B2 (ja) * 2010-08-05 2014-04-02 トヨタ自動車株式会社 組電池
JP5733244B2 (ja) * 2012-03-15 2015-06-10 株式会社豊田自動織機 蓄電装置及び二次電池並びに車両
JP2014029852A (ja) * 2012-07-03 2014-02-13 Toyota Industries Corp 電極の製造方法、電極及び蓄電装置

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