DE112018006257T5 - Elektrizitätsspeichervorrichtung, Herstellungsverfahren für Elektrizitätsspeichervorrichtung und Galvanisierverfahren - Google Patents

Elektrizitätsspeichervorrichtung, Herstellungsverfahren für Elektrizitätsspeichervorrichtung und Galvanisierverfahren Download PDF

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Tatsuya Kinugawa
Shota Saga
Junji Takeuchi
Manabu Osamura
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Abstract

Eine Elektrizitätsspeichervorrichtung (1) weist einen Stapel bipolarer Elektroden auf, die jeweils ein Stahlblech (S) und eine auf einer Oberfläche des Stahlblechs (S) vorgesehene Beschichtungsschicht (30) umfassen. Die Beschichtungsschicht (30) umfasst eine Grundvernickelungsschicht (31), die auf der Oberfläche des Stahlblechs (S) vorgesehen ist, und eine Oberflächenvernickelungsschicht (32), die auf der Grundvernickelungsschicht (31) vorgesehen ist und eine Oberflächenrauheit hat, die größer als die der Grundvernickelungsschicht (31) ist.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine Elektrizitätsspeichervorrichtung, ein Herstellungsverfahren für eine Elektrizitätsspeichervorrichtung und ein Galvanisierverfahren.
  • STAND DER TECHNIK
  • Das Patentdokument 1 offenbart eine bipolare Sekundärbatterie. Diese bipolare Sekundärbatterie weist Folgendes auf: bipolare Elektroden, die jeweils eine positive Elektrode, die auf einer Seite eines aus Metall bestehenden Stromkollektors vorgesehen ist, und eine negative Elektrode haben, die auf der anderen Seite vorgesehen ist; einen Separator, der zwischen der positiven Elektrode und der negativen Elektrode eingefügt ist; und ein rahmenartiges Dichtungsmaterial, das eine Einzelzelle umgibt, die die positive Elektrode, die negative Elektrode und den Separator umfasst, wobei das rahmenartige Dichtungsmaterial zwischen den Stromkollektoren druckverbunden ist. In dieser bipolaren Sekundärbatterie besteht das Dichtungsmaterial aus einem Harz und hat einen hochdruckverbundenen Teil, der die Einzelzelle umgibt.
  • ENTGEGENHALTUNGSLISTE
  • PATENTLITERATUR
  • Patentdokument 1: JP 2014 - 56 799 A
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • TECHNISCHES PROBLEM
  • Um bei der Herstellung einer Elektrizitätsspeichervorrichtung eine Kostensenkung zu erreichen, wird nun eine Alternative zur Verwendung eines vernickelten Stahlblechs als Stromkollektor in Betracht gezogen. Gewöhnlich folgt das Oberflächenprofil einer Beschichtungsschicht, die durch die Vernickelung auf der Oberfläche des Stahlblechs ausgebildet wird, dem Oberflächenprofil des Stahlblechs. In einem solchen Fall kann auf der Beschichtungsschicht, die eine Oberfläche des Stromkollektors ist, abhängig vom Oberflächenprofil des Stahlblechs ein Fehler wie ein Nadelloch ausgebildet werden. Um das Auftreten solcher Fehler zu unterdrücken, besteht eine Forderung darin, die Auswirkungen des Oberflächenprofils des Stahlblechs auf die Elektrodenleistung zu reduzieren.
  • Eine Aufgabe eines Aspekts der Erfindung ist, eine Elektrizitätsspeichervorrichtung, ein Herstellungsverfahren für eine Elektrizitätsspeichervorrichtung und ein Galvanisierverfahren zur Verfügung zu stellen, die dazu im Stande sind, die Auswirkungen des Oberflächenprofils des Stahlblechs auf die Elektrodenleistung zu reduzieren.
  • LÖSUNG DES PROBLEMS
  • Eine Elektrizitätsspeichervorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung weist einen Stapel Elektroden auf, die jeweils ein Stahlblech und eine auf einer Oberfläche des Stahlblechs vorgesehene Beschichtungsschicht umfassen. Die Beschichtungsschicht umfasst eine Grundvernickelungsschicht, die auf der Oberfläche des Stahlblechs vorgesehen ist, und eine Oberflächenvernickelungsschicht, die auf der Grundvernickelungsschicht vorgesehen ist und eine Oberflächenrauheit hat, die größer als die der Grundvernickelungsschicht ist.
  • In dieser Elektrizitätsspeichervorrichtung ist die Grundvernickelungsschicht auf der Oberfläche des Stahlblechs und die Oberflächenvernickelungsschicht auf der Grundvernickelungsschicht vorgesehen. Daher wird das Profil der Oberflächenvernickelungsschicht, die in der Beschichtungsschicht auf der Oberflächenseite angeordnet ist, durch das Oberflächenprofil des Stahlblechs weniger beeinträchtigt. Folglich ist es mit der Elektrizitätsspeichervorrichtung möglich, die Auswirkungen des Oberflächenprofils des Stahlblechs auf die Elektrodenleistung zu reduzieren. Außerdem hat die Oberfläche der Oberflächenvernickelungsschicht eine Oberflächenrauheit, die größer als die der Grundvernickelungsschicht ist. Da durch diese Konfiguration die Oberfläche der Beschichtungsschicht erhöht wird, ist es möglich, Eigenschaften wie die Wärmeableitungsleistung der Elektrode zu verbessern.
  • Die Elektrizitätsspeichervorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung kann auch einen Harzabstandhalter aufweisen, der entlang eines Umfangsabschnitts der Elektrode angeordnet ist und mit der Beschichtungsschicht in Kontakt steht. Die Beschichtungsschicht kann eine Vielzahl von Vorsprüngen haben, die in einer Richtung vorspringen, die sich mit einer Richtung schneidet, in der sich die Oberfläche des Stahlblechs erstreckt. Zumindest einige der Vorsprünge können so geformt sein, dass sie von Fußenden zu Spitzenenden von ihnen dicker werden. Ein Teil des Harzabstandhalters kann zwischen zwei benachbarten der Vorsprünge, von denen mindestens einer so geformt ist, dass er dicker wird, über einen Bereich von den Spitzenenden zu den Fußenden von ihnen eingefügt sein. In einem solchen Fall ist es möglich, die Bewegung des Teils des Harzabstandhalters, der zwischen den zwei benachbarten Vorsprüngen eingefügt ist, in einer Richtung weg von den Fußenden der Vorsprünge einzuschränken. Es ist daher möglich, die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass sich der Harzabstandhalter von der Beschichtungsschicht ablöst.
  • In der Elektrizitätsspeichervorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung kann die Oberflächenvernickelungsschicht eine Vielzahl von Vorsprüngen haben, die in einer Richtung vorspringen, die sich mit einer Richtung schneidet, in der sich die Oberfläche des Stahlblechs erstreckt, und zumindest einige der Vorsprünge können so geformt sein, dass sie von Fußenden zu Spitzenenden von ihnen dicker werden.
  • Eine Elektrizitätsspeichervorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung weist einen Stapel Elektroden auf, die jeweils ein Stahlblech und eine auf einer Oberfläche des Stahlblechs vorgesehene Beschichtungsschicht umfassen. Die Beschichtungsschicht umfasst eine Grundvernickelungsschicht, die auf der Oberfläche des Stahlblechs vorgesehen ist, und eine Oberflächenvernickelungsschicht, die auf der Grundvernickelungsschicht vorgesehen ist und eine Vielzahl von Vorsprüngen hat, die in einer Richtung vorspringen, die sich mit einer Richtung schneidet, in der sich die Oberfläche des Stahlblechs erstreckt. Zumindest einige der Vorsprünge sind so geformt, dass sie von Fußenden zu Spitzenenden von ihnen dicker werden.
  • Um bei der Herstellung einer Elektrizitätsspeichervorrichtung eine Kostensenkung zu erreichen, wird nun eine Alternative zur Verwendung eines vernickelten Stahlblechs als Stromkollektor in Betracht gezogen. Gewöhnlich folgt das Oberflächenprofil einer Beschichtungsschicht, die durch die Vernickelung auf der Oberfläche des Stahlblechs ausgebildet wird, dem Oberflächenprofil des Stahlblechs. In einem solchen Fall kann die Oberfläche der Beschichtungsschicht unter dem Gesichtspunkt von Eigenschaften wie der Wärmeableitungsleistung der Elektrode unzureichend werden. Folglich ist eine Aufgabe eines Aspekts der Erfindung, eine Elektrizitätsspeichervorrichtung und ein Herstellungsverfahren für eine Elektrizitätsspeichervorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche mit einer Elektrode versehen ist, die ein Stahlblech umfasst und eine ausreichende Oberfläche hat.
  • In dieser Elektrizitätsspeichervorrichtung umfasst die Beschichtungsschicht die Oberflächenvernickelungsschicht, die eine Vielzahl von Vorsprüngen hat, die in einer Richtung vorspringen, die sich mit einer Richtung schneidet, in der sich die Oberfläche des Stahlblechs erstreckt. Daher ist die Oberfläche der Oberflächenvernickelungsschicht, die auf der Oberflächenseite vorgesehen ist, verglichen mit der der Beschichtungsschicht, die einfach dem Oberflächenprofil des Stahlblechprofils folgt, erhöht. Außerdem sind zumindest einige der Vorsprünge so geformt, dass sie von Fußenden zu Spitzenenden von ihnen dicker werden. Das Spitzenende eines Vorsprungs, der so geformt ist, dass es dicker wird, hat eine größere Fläche als das Spitzenende eines gewöhnlichen Vorsprungs, der so geformt ist, dass er dünner wird. Daher kann die Elektrizitätsspeichervorrichtung mit einer Elektrode versehen werden, die ein Stahlblech umfasst und eine ausreichende Oberfläche hat.
  • Die Elektrizitätsspeichervorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung kann auch einen Harzabstandhalter aufweisen, der entlang eines Umfangsabschnitts der Elektrode angeordnet ist und mit der Beschichtungsschicht in Kontakt steht. Ein Teil des Harzabstandhalters kann zwischen zwei benachbarten der Vorsprünge, von denen mindestens einer so geformt ist, dass er dicker wird, über einen Bereich von den Spitzenenden zu den Fußenden von ihnen eingefügt sein.
  • In der Elektrizitätsspeichervorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung kann eine durchschnittliche Höhe der Vorsprünge größer oder gleich 15 µm und kleiner oder gleich 30 µm sein. In einem solchen Fall lässt sich vorteilhaft die Möglichkeit verringern, dass sich der Harzabstandhalter von der Beschichtungsschicht ablöst, während ein Bruch der Vorsprünge unterdrückt wird.
  • In der Elektrizitätsspeichervorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung kann mindestens einer der Vielzahl von Vorsprüngen eine Vielzahl von aufgebauten Metallabscheidungen haben. In einem solchen Fall sind auf den Oberflächen der Vorsprünge, wo die Metallabscheidungen aufgebaut sind, Unregelmäßigkeiten ausgebildet. Bei Eingriff eines Teils des Harzabstandhalters in die unregelmäßige Vorsprungsoberfläche kann daher vorteilhaft die Wahrscheinlichkeit verringert werden, dass sich der Harzabstandhalter von der Beschichtungsschicht ablöst.
  • In der Elektrizitätsspeichervorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung kann jede der Metallabscheidungen eine Kugelform haben.
  • Die Elektrizitätsspeichervorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung kann eine Nickel-Wasserstoff-Sekundärbatterie sein, das Stahlblech kann aus Nickel bestehen, und die Nickelabscheidungen können Nickel sein.
  • In der Elektrizitätsspeichervorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung kann mindestens einer der Vielzahl von Vorsprüngen eine Vielzahl von aufgebauten Nickelkristallen haben. In einem solchen Fall werden auf der Oberfläche des Vorsprungs, wo die Nickelkristalle aufgebaut sind, Unregelmäßigkeiten ausgebildet. Bei Eingriff eines Teils des Harzabstandhalters in die unregelmäßige Vorsprungsoberfläche kann daher vorteilhaft die Wahrscheinlichkeit verringert werden, dass sich der Harzabstandhalter von der Beschichtungsschicht ablöst.
  • In der Elektrizitätsspeichervorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung kann in einer Draufsicht die Anzahl an Vorsprüngen pro Flächeneinheit der Oberflächenvernickelungsschicht größer oder gleich 2500 und kleiner oder gleich 7000 sein. In einem solchen Fall kann eine ausreichende Oberfläche der Beschichtungsschicht sichergestellt werden, während die Möglichkeit unterdrückt wird, dass benachbarte Vorsprünge miteinander in Kontakt gelangen.
  • Ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrizitätsspeichervorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung beinhaltet Folgendes: einen Schritt, in dem ein Stahlblech vorbereitet wird; einen Schritt, in dem auf einer Oberfläche des Stahlblechs eine Grundvernickelungsschicht ausgebildet wird; und einen Schritt, in dem auf der Grundvernickelungsschicht eine Oberflächenvernickelungsschicht ausgebildet wird, die eine Oberflächenrauheit hat, die größer als die der Grundvernickelungsschicht ist.
  • In diesem Verfahren zur Herstellung einer Elektrizitätsspeichervorrichtung wird die Grundvernickelungsschicht auf der Oberfläche des Stahlblechs und die Oberflächenvernickelungsschicht auf der Grundvernickelungsschicht vorgesehen. Folglich wird das Profil der Oberflächenvernickelungsschicht durch das Oberflächenprofil des Stahlblechs weniger beeinträchtigt. Mit der Elektrizitätsspeichervorrichtung können daher die Auswirkungen des Oberflächenprofils des Stahlblechs auf die Elektrodenleistung verringert werden. Außerdem hat die Oberfläche der Oberflächenvernickelungsschicht eine Oberflächenrauheit, die größer als die der Grundvernickelungsschicht ist. Da durch diese Konfiguration die Oberfläche der Beschichtungsschicht erhöht wird, können Eigenschaften wie die Wärmeableitungsleistung der Elektrode verbessert werden.
  • In dem Verfahren zur Herstellung einer Elektrizitätsspeichervorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung kann auf der Oberfläche des Stahlblechs eine Grundvernickelungsschicht mit einer Vielzahl von konvexen Abschnitten ausgebildet werden, indem das Stahlblech in ein Nickelbad, in dem eine Nickelkonzentration auf größer oder gleich 0,5 Mol/l und kleiner oder gleich 2,0 Mol/l eingestellt ist, unter einer Bedingung, bei der eine Stromdichte größer oder gleich 0,5 A/dm2 und kleiner oder gleich 5,0 A/dm2 ist, eingetaucht wird. In einem solchen Fall können die durchschnittliche Höhe und die Formen der auf der Grundvernickelungsschicht vorgesehenen konvexen Formen vorteilhaft gesteuert werden. Daher kann das Wachstum des Nickels von den konvexen Abschnitten aus gefördert werden, und deswegen wird das Oberflächenprofil des Stahlblechs noch weniger durch das Profil der Oberflächenvernickelungsschicht beeinträchtigt.
  • In dem Verfahren zur Herstellung einer Elektrizitätsspeichervorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung kann das Stahlblech in das Nickelbad für eine Dauer, die größer oder gleich 150 Sekunden und kleiner oder gleich 2400 Sekunden ist, unter einer Bedingung, bei der eine Nickelbadtemperatur auf größer oder gleich 40°C und kleiner oder gleich 65°C eingestellt ist, eingetaucht werden. In einem solchen Fall können die durchschnittliche Höhe und die Formen der konvexen Abschnitte noch vorteilhafter gesteuert werden.
  • In dem Verfahren zur Herstellung einer Elektrizitätsspeichervorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung kann die Oberflächenvernickelungsschicht eine Vielzahl von Vorsprüngen aufweisen, die in einer Richtung vorspringen, die sich mit einer Richtung schneidet, in der sich die Oberfläche des Stahlblechs erstreckt, und es können in einem Schritt, in dem die Oberflächenvernickelungsschicht ausgebildet wird, zumindest einige der Vorsprünge so geformt werden, dass sie von Fußenden zu Spitzenenden von ihnen dicker werden.
  • Ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrizitätsspeichervorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung beinhaltet Folgendes: einen Schritt, in dem ein Stahlblech vorbereitet wird; einen Schritt, in dem auf einer Oberfläche des Stahlblechs eine Grundvernickelungsschicht ausgebildet wird; und einen Schritt, in dem auf der Grundvernickelungsschicht eine Oberflächenvernickelungsschicht ausgebildet wird, die eine Vielzahl von Vorsprüngen hat, die in einer Richtung vorspringen, die sich mit einer Richtung schneidet, in der sich die Oberfläche des Stahlblechs erstreckt. In dem Schritt, in dem die Oberflächenvernickelungsschicht ausgebildet wird, werden zumindest einige der Vorsprünge so geformt, dass sie von Fußenden zu Spitzenenden von ihnen dicker werden.
  • In diesen Verfahren zur Herstellung einer Elektrizitätsspeichervorrichtung wird auf der Grundvernickelungsschicht die Oberflächenvernickelungsschicht ausgebildet, die eine Vielzahl von Vorsprüngen hat. Daher wird die Oberfläche der Oberflächenvernickelungsschicht, die auf der Oberflächenseite vorgesehen ist, verglichen mit der der Beschichtungsschicht, die einfach nur dem Oberflächenprofil des Stahlblechs folgt, erhöht. Außerdem werden zumindest einige der Vorsprünge so geformt, dass sie von den Fußenden zu den Spitzenenden von ihnen dicker werden. Das Spitzenende eines Vorsprungs, der so geformt ist, dass er dicker wird, hat eine größere Fläche als das Spitzenende eines gewöhnlichen Vorsprungs, der so geformt ist, dass er dünner wird. Mit den oben beschriebenen Herstellungsverfahren kann folglich eine Elektrizitätsspeichervorrichtung hergestellt werden, die mit einer Elektrode versehen ist, die ein Stahlblech umfasst und eine ausreichende Oberfläche hat.
  • In dem Verfahren zur Herstellung einer Elektrizitätsspeichervorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung kann die Oberflächenvernickelungsschicht auf der Grundvernickelungsschicht ausgebildet werden, indem das mit der Grundvernickelungsschicht versehene Stahlblech in ein Watts-Bad, in dem die Nickelkonzentration auf größer oder gleich 0,15 Mol/l und kleiner als 0,30 Mol/l eingestellt ist, unter einer Bedingung, bei der die Stromdichte größer oder gleich 30 A/dm2 und kleiner oder gleich 50 A/dm2 ist, eingetaucht wird. Da in einem solchen Fall gefördert wird, dass die Vorsprünge so geformt werden, dass sie dicker werden, kann die Oberfläche der Oberflächenvernickelungsschicht noch mehr erhöht werden.
  • In dem Verfahren zur Herstellung einer Elektrizitätsspeichervorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung kann die Oberflächenvernickelungsschicht auf der Grundvernickelungsschicht ausgebildet werden, indem das mit der Grundvernickelungsschicht versehene Stahlblech in ein Watts-Bad, in dem eine Temperatur auf größer oder gleich 30°C und kleiner oder gleich 60°C eingestellt ist, für eine Dauer, die größer oder gleich 30 Sekunden und kleiner oder gleich 60 Sekunden ist, eingetaucht wird. Da die Ausbildung der Vorsprünge, die so geformt sind, dass sie dicker werden, in einem solchen Fall noch mehr gefördert wird, kann die Oberfläche der Oberflächenvernickelungsschicht noch mehr erhöht werden.
  • In dem Verfahren zur Herstellung einer Elektrizitätsspeichervorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung kann in dem Schritt, in dem die Oberflächenvernickelungsschicht ausgebildet wird, eine Relativgeschwindigkeit der Grundvernickelungsschicht bezüglich des Watts-Bads kleiner oder gleich 1,0 m/s sein. In einem solchen Fall kann die Anzahl an Vorsprüngen pro Flächeneinheit der Oberfläche der Oberflächenvernickelungsschicht vorteilhaft gesteuert werden.
  • In dem Verfahren zur Herstellung einer Elektrizitätsspeichervorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung kann in dem Schritt, in dem die Oberflächenvernickelungsschicht ausgebildet wird, mindestens einer der Vielzahl von Vorsprüngen eine Vielzahl von aufgebauten Nickelkristallen haben. Da in einem solchen Fall auf der Oberfläche des Vorsprungs, wo die Nickelkristalle aufgebaut sind, Unregelmäßigkeiten ausgebildet sind, wird die Oberfläche der Vorsprünge erhöht.
  • In dem Verfahren zur Herstellung einer Elektrizitätsspeichervorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung kann mindestens einer von dem Schritt, in dem die Oberflächenvernickelungsschicht ausgebildet wird, und dem Schritt, in dem die Oberflächenvernickelungsschicht ausgebildet wird, Folgendes beinhalten: einen ersten Vorbereitungsschritt, in dem ein erstes Klemmelement, das ein leitendes Element ist, dessen gesamte Oberfläche mit einer Isolationsbeschichtung versehen ist, und das eine Öffnung hat, und ein zweites Klemmelement, das ein leitendes Element ist, dessen gesamte Oberfläche mit einer Isolationsbeschichtung versehen ist, vorbereitet werden; einen zweiten Vorbereitungsschritt, in dem ein freiliegender Abschnitt ausgebildet wird, wo das leitende Element freiliegt, indem die Isolationsbeschichtung von einem Teil entweder des ersten Klemmelements oder des zweiten Klemmelements entfernt wird; und einen Beschichtungsschritt, in dem dem leitenden Element in entweder dem ersten Klemmelement oder dem zweiten Klemmelement, das das Klemmelement mit dem freilegenden Abschnitt ist, Strom zugeführt wird, indem das Grundmaterial mit dem ersten Klemmelement und dem zweiten Klemmelement auf eine solche Weise eingeklemmt wird, dass die Öffnung an einer Stelle platziert ist, die einem Bereich entspricht, der auf dem Grundmaterial zu beschichten ist, und dass der freilegende Abschnitt an einer Stelle platziert ist, die einem Teil entspricht, dem in dem Grundmaterial der Strom zuzuführen ist, und indem das Grundmaterial als eine Kathode in eine Beschichtungslösung eingetaucht wird.
  • In diesem Verfahren zur Herstellung einer Elektrizitätsspeichervorrichtung kann ein Abschnitt, über den dem Grundmaterial der Strom zuzuführen ist, ausgebildet werden, indem die einfache Aufgabe durchgeführt wird, einen Teil der Isolationsbeschichtung von entweder dem ersten Klemmelement oder dem zweiten Klemmelement abzulösen, bevor das Grundmaterial mit dem ersten Klemmelement und dem zweiten Klemmelement eingeklemmt wird. Das Klemmelement, das mit dem freilegenden Abschnitt versehen ist, kann Strom zu dem Grundmaterial leiten, mit dem die Klemmelemente über die freiliegenden Abschnitte in Kontakt stehen. Indem die Klemmelemente auf eine solche Weise angeordnet werden, dass der freilegende Abschnitt an einer Stelle platziert ist, die einem Teil entspricht, dem in dem Grundmaterial der Strom zuzuführen ist, bevor das Grundmaterial mit dem ersten Klemmelement und dem zweiten Klemmelement eingeklemmt wird, kann das Grundmaterial daher über den freiliegenden Abschnitt die Zufuhr an Strom aufnehmen. Um den Abschnitt auszubilden, über den der Strom zuzuführen ist, ist es, wie zuvor erwähnt wurde, nur notwendig, von dem Klemmelement einen Teil der Isolationsbeschichtung zu entfernen. Daher kann der Abschnitt, über den der Strom zuzuführen ist, auf beliebige Weise geändert werden. Dadurch kann in dem Grundmaterial, das beim Galvanisieren als Kathode dient, der Abschnitt geändert werden, über den der Strom zugeführt wird.
  • In dem Verfahren zur Herstellung einer Elektrizitätsspeichervorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung kann in dem zweiten Vorbereitungsschritt auf dem ersten Klemmelement ein freiliegender Abschnitt ausgebildet werden und kann in dem Beschichtungsschritt dem ersten Klemmelement, das mit dem freiliegenden Abschnitt versehen ist, Strom zugeführt werden. Auf diese Weise ist es möglich, über einen Bereich um den zu beschichtenden Bereich herum Strom zuzuführen.
  • In dem Verfahren zur Herstellung einer Elektrizitätsspeichervorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung kann in dem zweiten Vorbereitungsschritt auf dem ersten Klemmelement eine Vielzahl von freiliegenden Abschnitten ausgebildet werden. Da es auf diese Weise möglich ist, die Abschnitte zu verteilen, über die Strom über das Grundmaterial zugeführt wird, kann das Grundmaterial gleichmäßiger beschichtet werden.
  • In dem Verfahren zur Herstellung einer Elektrizitätsspeichervorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung kann in dem zweiten Vorbereitungsschritt auf dem zweiten Klemmelement ein freiliegender Abschnitt ausgebildet werden und kann in dem Beschichtungsschritt dem zweiten Klemmelement, das mit dem freiliegenden Abschnitt versehen ist, Strom zugeführt werden. Auf diese Weise kann dem Grundmaterial von der Rückseite des zu beschichtenden Bereichs Strom zugeführt werden.
  • Ein Galvanisierverfahren gemäß einem Aspekt der Erfindung beinhaltet Folgendes: einen ersten Vorbereitungsschritt, in dem ein erstes Klemmelement, das ein leitendes Element ist, dessen gesamte Oberfläche mit einer Isolationsbeschichtung versehen ist, und das eine Öffnung hat, und ein zweites Klemmelement, das ein leitendes Element ist, dessen gesamte Oberfläche mit einer Isolationsbeschichtung versehen ist, vorbereitet werden; einen zweiten Vorbereitungsschritt, in dem ein freiliegender Abschnitt ausgebildet wird, wo das leitende Element freiliegt, indem die Isolationsbeschichtung von einem Teil entweder des ersten Klemmelements oder des zweiten Klemmelements entfernt wird; und einen Beschichtungsschritt, in dem dem leitenden Element in entweder dem ersten Klemmelement oder dem zweiten Klemmelement, das das Klemmelement mit dem freilegenden Abschnitt ist, Strom zugeführt wird, indem das Grundmaterial mit dem ersten Klemmelement und dem zweiten Klemmelement auf eine solche Weise eingeklemmt wird, dass die Öffnung an einer Stelle platziert ist, die einem Bereich entspricht, der auf dem Grundmaterial zu beschichten ist, und dass der freiliegende Abschnitt an einer Stelle platziert ist, die einem Teil entspricht, dem in dem Grundmaterial der Strom zuzuführen ist, und indem das Grundmaterial als eine Kathode in einer Beschichtungslösung eingetaucht wird.
  • Um bei der Herstellung einer Elektrizitätsspeichervorrichtung eine Kostensenkung zu erreichen, wird nun eine Alternative zur Verwendung von vernickelten Stahlblechen als zumindest einige der Elektrodenplatten in Betracht gezogen. Wenn das Grundmaterial vernickelt werden soll, wird zum Beispiel ein Galvanisierverfahren verwendet. In dem Galvanisierverfahren werden das zu beschichtende Grundmaterial und metallisches Nickel in eine Beschichtungslösung gegeben, die in einem Beschichtungsbehälter gespeichert wird, und es wird Gleichstrom aufgebracht, sodass das Grundmaterial als eine Kathode und das metallische Nickel als eine Anode dient. Da das in der Beschichtungslösung eingetauchte Grundmaterial bei einem solchen Galvanisierverfahren mit einer Stromversorgung oberhalb der Beschichtungslösung verbunden wird, ist der Abschnitt, an dem dem Grundmaterial der Strom zugeführt wird (der Abschnitt, an dem die Spannung angelegt wird), auf den oberen Teil des Grundmaterials beschränkt. In einem solchen Fall wird die Stromdichte über das Grundmaterial ungleichmäßig und deswegen wird die Beschichtungsdicke ungleichmäßig. Da sich der optimale Abschnitt, dem der Strom zugeführt wird, um eine gleichmäßige Beschichtungsdicke zu erreichen, abhängig von den Beschichtungsbedingungen ändert, besteht ein Bedarf, es leichter zu machen, den Abschnitt zu ändern, an dem dem Grundmaterial der Strom zugeführt wird. Daher ist eine Aufgabe eines Aspekts der Erfindung, ein Galvanisieren zur Verfügung zu stellen, bei dem es leicht möglich ist, den Abschnitt zu ändern, an dem dem Grundmaterial der Strom zuzuführen ist, wenn das Grundmaterial beim Galvanisieren als eine Kathode verwendet wird.
  • In diesem Galvanisierverfahren kann ein Abschnitt ausgebildet werden, über dem dem Grundmaterial der Strom zuzuführen ist, indem die einfache Aufgabe durchgeführt wird, einen Teil der Isolationsbeschichtung von entweder dem ersten Klemmelement oder dem zweiten Klemmelement abzulösen, bevor das Grundmaterial mit dem ersten Klemmelement und dem zweiten Klemmelement eingeklemmt wird. Das Klemmelement, das mit dem freiliegenden Abschnitt versehen ist, kann dem Grundmaterial, mit dem das Klemmelement über den freiliegenden Abschnitt in Kontakt steht, Strom zuführen. Indem die Klemmelemente auf eine solche Weise angeordnet werden, dass der freilegende Abschnitt an einer Stelle platziert ist, die einem Teil entspricht, dem in dem Grundmaterial der Strom zuzuführen ist, bevor das Grundmaterial mit dem ersten Klemmelement und dem zweiten Klemmelement eingeklemmt wird, kann daher das Grundmaterial über den freiliegenden Abschnitt die Zufuhr an Strom aufnehmen. Um den Abschnitt auszubilden, über den der Strom zuzuführen ist, ist es, wie zuvor erwähnt wurde, nur notwendig, von dem Klemmelement einen Teil der Isolationsbeschichtung zu entfernen. Daher kann der Abschnitt, über den der Strom zuzuführen ist, auf beliebige Weise geändert werden. Dadurch kann der Abschnitt, über den der Strom dem Grundmaterial zuzuführen ist, das beim Galvanisieren als Kathode verwendet wird, geändert werden.
  • VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist es möglich, die Auswirkungen des Oberflächenprofils des Stahlblechs auf die Elektrodenleistung zu reduzieren.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Schnittansicht, die schematisch eine Elektrizitätsspeichervorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel darstellt.
    • 2(a) ist eine vergrößerte Ansicht eines Umfangsabschnitts und eines Abschnitts um den Umfangsabschnitt in dem in 1 dargestellten Stromkollektor. 2(b) ist eine vergrößerte Ansicht relevanter Abschnitte von 2(a).
    • Die 3(a) bis 3(c) sind verallgemeinernde Schaubilder zur Erklärung eines Beispiels eines Verfahrens zum Ausbilden einer Beschichtungsschicht auf einer Oberfläche des Stromkollektors.
    • 4 ist ein Kurvenbild, das bezogen auf eine Nickelbadtemperatur eine Änderung der durchschnittlichen Höhe konvexer Abschnitte einer Grundvernickelungsschicht darstellt.
    • 5(a) ist eine Fotografie, die einen Teil der Oberfläche der Grundvernickelungsschicht zeigt. 5(b) ist eine Fotografie, die einen Teilquerschnitt der Grundvernickelungsschicht zeigt.
    • 6 ist eine Fotografie, die einen Teil der Oberfläche einer Oberflächenvernickelungsschicht zeigt.
    • 7(a) ist eine Fotografie, die eine Oberfläche eines Stahlblechs zeigt. 7(b) ist eine Fotografie, die eine Oberfläche des Stromkollektors zeigt, der einen Aufbau hat, bei dem auf dem Stahlblech nur eine Oberflächenvernickelungsschicht ausgebildet ist. 7(c) ist eine Fotografie, die eine Oberfläche des Stromkollektors zeigt, der einen Aufbau hat, bei dem eine glatte Beschichtungsschicht als die Grundvernickelungsschicht ausgebildet ist.
    • 8 ist eine Fotografie, die eine Oberfläche eines Stromkollektors zeigt, der einen Aufbau hat, bei dem die Grundvernickelungsschicht ein Oberflächenprofil hat, das von dem des Stahlblechs verschieden ist.
    • 9 ist ein Schaubild, das einen Schritt darstellt, in dem auf der Oberfläche des Stahlblechs die Grundvernickelungsschicht ausgebildet wird.
    • 10 ist ein Kurvenbild, das bezogen auf eine zum Galvanisieren eingestellte Stromdichte eine Änderung der durchschnittlichen Höhe der Vorsprünge darstellt. Die 11(a) und 11(b) sind Fotografien, die jeweils einen Teil einer Oberfläche einer Oberflächenvernickelungsschicht zeigen.
    • 12 ist eine Fotografie, die einen Teil der Oberfläche der Oberflächenvernickelungsschicht zeigt.
    • 13(a) ist eine Fotografie, die einen Teil der Oberfläche der Oberflächenvernickelungsschicht zeigt, als die Drehfrequenz eines Rührstabs auf 0 min-1 eingestellt wurde. 13(b) ist eine Fotografie, die einen Teil der Oberfläche der Oberflächenvernickelungsschicht zeigt, als die Drehfrequenz des Rührstabs auf 800 min-1 eingestellt wurde.
    • 14 ist eine Fotografie, die einen Teil der Oberfläche der Oberflächenvernickelungsschicht nach dem Galvanisieren zeigt, als die Drehfrequenz des Rührstabs auf 200 min-1 eingestellt wurde.
    • 15 ist ein Schaubild, das einen Schritt darstellt, in dem auf der Oberfläche des Stahlblechs die Grundvernickelungsschicht ausgebildet wird.
    • 16 ist ein Schaubild, das einen Schritt darstellt, in dem auf der Grundvernickelungsschicht die Oberflächenvernickelungsschicht ausgebildet wird.
    • 17 ist eine Schnittansicht, die schematisch ein Beschichtungsverfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel darstellt.
    • 18 ist eine Seitenansicht des in 17 dargestellten ersten Klemmelements und zweiten Klemmelements und eine Vorderansicht des in 17 dargestellten ersten Klemmelements und zweiten Klemmelements von einem metallischen Material gesehen.
    • 19 ist ein Ablaufdiagramm des Galvanisierverfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel.
    • 20 ist eine Schnittansicht, die schematisch ein Beschichtungsverfahren gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel darstellt.
    • 21 ist eine Seitenansicht des in 20 dargestellten ersten Klemmelements und zweiten Klemmelements und eine Vorderansicht des in 20 gezeigten ersten Klemmelements und zweiten Klemmelements vom metallischen Material gesehen.
    • Die 22(a) bis 22(c) sind vergrößerte Schnittansichten der Umfangsabschnitte von Elektroden gemäß einigen Abwandlungen.
  • BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
  • Unter Bezugnahme auf einige Zeichnungen werden nun ausführlich einige bevorzugte Ausführungsbeispiele einer Elektrizitätsspeichervorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung erklärt. In der Erklärung unten sind Elemente, die die gleichen sind oder die gleichen Funktionen haben, mit den gleichen Bezugszeichen versehen und überflüssige Erklärungen werden weggelassen. In den 1, 2 und 22 ist zur Erleichterung der Erklärung ein kartesisches XYZ-Koordinatensystem dargestellt.
  • 1 ist eine Schnittansicht, die schematisch eine Elektrizitätsspeichervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel darstellt. Diese Elektrizitätsspeichervorrichtung 1 ist zum Beispiel eine Sekundärbatterie wie eine Nickel-Wasserstoff-Sekundärbatterie oder eine Lithium-Ionen-Sekundärbatterie oder ein elektrischer Doppelschichtkondensator. Die elektrische Speichervorrichtung 1 wird als eine Batterie für verschiedene Arten von Fahrzeugen wie einen Gabelstapler, ein Hybridfahrzeug oder ein Elektrofahrzeug verwendet. Unten wird ein Beispiel erläutert, in dem die Elektrizitätsspeichervorrichtung 1 eine Nickel-Wasserstoff-Sekundärbatterie ist.
  • Die Elektrizitätsspeichervorrichtung 1 ist eine bipolare Batterie, die einen Stapel 2 bipolarer Elektroden (Elektroden) 3 aufweist. Die Elektrizitätsspeichervorrichtung 1 weist den Stapel 2 der bipolaren Elektroden 3, ein Gehäuse 5 zum Halten des Stapels 2 und einen Einfassungskörper 6 zum Einfassen des Stapels 2 auf.
  • Der Stapel 2 wird angefertigt, indem eine Vielzahl von bipolaren Elektroden 3 mit zwischen den benachbarten bipolaren Elektroden 3 eingefügten Separatoren 7 in einer ersten Richtung D1 gestapelt wird. Die erste Richtung D1 ist hier eine Richtung, die sich entlang der Z-Achsenrichtung erstreckt und sie wird in der folgenden Erklärung manchmal als eine von oben nach unten gehende Richtung oder eine Stapelrichtung bezeichnet. Wenn zum Beispiel eine bipolare Elektrode 3, die von den später beschriebenen Anschlusselementen 25 getrennt ist, als ein Bezugspunkt verwendet wird, werden andere bipolare Elektroden 3 oberhalb und unterhalb der bipolaren Elektrode 3 mit dazwischen eingefügten Separatoren 7 vorgesehen. Jede der bipolaren Elektroden 3 umfasst einen Stromkollektor 11, eine Positivelektrodenschicht 12, die auf einer Oberfläche 11a des Stromkollektors 11 vorgesehen ist, und eine Negativelektrodenschicht 13, die auf einer anderen Oberfläche 11b des Stromkollektors 11 vorgesehen ist. Die Positivelektrodenschicht 12 und die Negativelektrodenschicht 13 sind beide Schichten, die aus Aktivmaterialien bestehen und sie sind zumindest an einem zentralen Abschnitt M des Stromkollektors 11 vorgesehen. In dem Stapel 2 ist die Positivelektrodenschicht 12 einer bipolaren Elektrode 3 der Negativelektrodenschicht 13 von einer von zwei bipolaren Elektroden 3 zugewandt, die in der ersten Richtung D1 benachbart sind, und die Negativelektrodenschicht 13 der einen bipolaren Elektrode 3 ist der Positivelektrodenschicht 12 der anderen bipolaren Elektrode zugewandt, die in der ersten Richtung D1 benachbart ist. Der Stapel 2 umfasst eine Vielzahl von Harzabstandhaltern 4, um einen Zwischenraum zwischen den benachbarten bipolaren Elektroden 3 sicherzustellen. Der Harzabstandhalter 4 ist entlang des Umfangsabschnitts 11c der bipolaren Elektrode 3 angeordnet und befindet sich mit einer Oberfläche der bipolaren Elektrode 3 in Kontakt. Der Harzabstandhalter 4 wird ausgebildet, indem zum Beispiel auf dem Umfangsabschnitt 11c angeordnetes Harz ausgehärtet wird. Das ungehärtete Harz kann eine Flüssigkeit, ein Sheet oder ein Gel sein.
  • Der Stromkollektor 11 ist ein Stahlblech, das eine vernickelte Oberfläche hat. Ein Beispiel des Stahlblechs schließt ein kaltgewalztes Stahlblech (etwa SPCC-Stahlblech) ein, wie es in JIS G 3141:2005 vorgeschrieben ist. Die Dicke des Stromkollektors 11 kann zum Beispiel größer oder gleich 0,1 µm und kleiner oder gleich 1000 µm sein. Ein Beispiel des Positivelektrodenaktivmaterials, das die Positivelektrodenschicht 12 ausmacht, schließt Nickelhydroxid ein. Ein Beispiel des Negativelektrodenaktivmaterials, das die Negativelektrodenschicht 13 ausmacht, schließt eine Wasserstoffspeicherlegierung ein. Der Bereich, in dem die Negativelektrodenschicht 13 auf der anderen Oberfläche 11b des Stromkollektors 11 ausgebildet wird, kann etwas größer als der Bereich sein, in dem die Positivelektrodenschicht 12 auf der einen Oberfläche 11a des Stromkollektors 11 ausgebildet wird. Die Vernickelung wird später ausführlich beschrieben.
  • Der Umfangsabschnitt 11c des Stromkollektors 11 ist ein unbeschichteter Bereich, in dem die Beschichtung des Positivelektrodenaktivmaterials und des Negativelektrodenaktivmaterials nicht aufgebracht ist. Der Umfangsabschnitt 11c wird von dem Gehäuse 5 auf eine Weise gehalten, dass er in einer Innenwand 5a des Gehäuses 5 eingebettet ist. Der Harzabstandhalter 5 ist zwischen der einen Oberfläche 11a des Umfangsabschnitts 11c und der Innenwand 5a eingefügt. Auf diese Weise wird zwischen den Stromkollektoren 11, 11, die in der ersten Richtung D1 nebeneinanderliegen, durch den Stromkollektor 11, 11 und die Innenwand 5a des Gehäuses 5 ein Raum definiert. In diesem Raum ist ein (nicht dargestellter) Elektrolyt enthalten, der eine alkalische Lösung ist, etwa eine Kaliumhydroxidlösung. Die Räume, in denen zwischen den bipolaren Elektroden 3, die in der ersten Richtung D1 nebeneinanderliegen, der Elektrolyt enthalten ist, sind durch die Abstandhalter 4 voneinander flüssigkeitsdicht getrennt (abgedichtet).
  • Auf ein Stapelende des Stapels 2 (in der positiven Richtung in der Z-Achsenrichtung) ist ein Stromkollektor 11A gestapelt, der nur mit der Negativelektrodenschicht 13 auf einer Seite von ihm versehen ist. Der Stromkollektor 11A ist auf eine solche Weise angeordnet, dass seine Negativelektrodenschicht 13 mit dem dazwischen eingefügten Separator 7 der Positivelektrodenschicht 12 der bipolaren Elektrode 3 in der obersten Lage zugewandt ist. Der Stromkollektor 11A kann zum Beispiel auf die gleiche Weise wie der Stromkollektor 11 ein vernickeltes Stahlblech oder eine Metallfolie wie eine Nickelfolie sein. Auf das andere Stapelende des Stapels 2 (in der negativen Richtung in der Z-Achsenrichtung) ist ein Stromkollektor 11B gestapelt, der nur mit der Positivelektrodenschicht 12 versehen ist. Der Stromkollektor 11B ist auf eine solche Weise angeordnet, dass seine Positivelektrodenschicht 12 mit dem dazwischen eingefügten Separator 7 der Negativelektrodenschicht 13 der bipolaren Elektrode 3 in der untersten Schicht zugewandt ist. Der Stromkollektor 11B kann zum Beispiel auf die gleiche Weise wie der Stromkollektor 11 ein vernickeltes Stahlblech oder eine Metallfolie wie eine Nickelfolie sein. Das Ende des Stromkollektors 11A, 11B wird von dem Gehäuse 5 auf die gleiche Weise wie der Stromkollektor 11 der bipolaren Elektrode 3 auf eine Weise gehalten, dass er in der Innenwand 5a des Gehäuses 5 eingebettet ist. Zwischen einer Oberfläche des Endes des Stromkollektors 11A, 11B und der Innenwand 5a ist der Harzabstandhalter 4 eingefügt. Die Stromkollektoren 11A, 11B können dicker als der in der bipolaren Elektrode 3 enthaltene Stromkollektor 11 konfiguriert sein.
  • Der Separator 7 ist ein Isolator, der zum Beispiel eine blattartige Form hat. Beispiele des Materials, aus dem der Separator besteht, schließen einen porösen Film, der aus einem Polyolefinharz wie Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP) besteht, und ein Gewebe oder einen Vliesstoff aus Polypropylen ein. Der Separator 7 kann mit zum Beispiel einer Vinylidenfluoridharzverbindung verstärkt sein. Die Form des Separators 7 ist nicht auf die blattartige Form beschränkt, sondern kann auch eine beutelartige Form sein.
  • Das Gehäuse 5 ist mit zum Beispiel einer rechteckröhrenartigen Form versehen, die durch Spritzgießen eines Isolierharzes ausgebildet ist. Beispiele des Harzmaterials, aus dem das Gehäuse 5 besteht, schließen Polypropylen (PP), Polyphenylensulfid (PPS), modifizierten Polyphenylenether (modifizierten PPE) und modifiziertes Polyphenylensulfid (modifiziertes PPS) ein. Das Gehäuse 5 ist ein Element, das eine Seitenfläche 2a des Stapels 2, der ein Stapel der bipolaren Elektroden 3 ist, umgibt und hält.
  • Der Einfassungskörper 6 umfasst ein Paar Einfassungsplatten 21, 21 und Koppelelemente (Schrauben 22 und Muttern 23), die die Einfassungsplatten 21, 21 aneinanderkoppeln. Die Einfassungsplatte 21 hat eine flache, plattenartige Form, die aus einem Metall wie Eisen besteht. An den Enden der Einfassungsplatte 21 sind an Stellen auf der Außenseite des Gehäuses 5 Einführlöcher 21a zum Einführen der Schrauben 22 vorgesehen. Die Innenumfangsfläche des Einführlochs 21a und die Auflagefläche der Schraube, die in dem Einfassungskörper 6 enthalten sind, sind isoliert. Mit einer Oberfläche der Einfassungsplatte 21 ist mit einem dazwischen eingefügten Isolationselement 24 ein Anschlusselement 25 (ein Negativelektrodenanschlusselement 25A, ein Positivelektrodenanschlusselement 25B) verbunden. Beispiele des Materials des Isolationselements 24, das zwischen der Einfassungsplatte 21 und dem Anschlusselement 25 eingefügt ist, schließen zum Beispiel Fluorharz und Polyethylenharz ein.
  • Eine der Einfassungsplatten 21 ist bezüglich des Gehäuses 5 auf einer Seite der ersten Richtung D1 positioniert. Die eine Einfassungsplatte 21 wird anliegend an eine Endfläche des Gehäuses 5 auf eine solche Weise gehalten, dass das Negativelektrodenanschlusselement 25A und der Stromkollektor 11A einander innerhalb des Gehäuses 5 berühren. Die andere Einfassungsplatte 21 ist bezüglich des Gehäuses 5 auf der anderen Seite der ersten Richtung D1 positioniert. Die andere Einfassungsplatte 21 wird anliegend an die andere Endfläche des Gehäuses 5 auf eine solche Weise gehalten, dass das Positivelektrodenanschlusselement 25B und der Stromkollektor 11B einander innerhalb des Gehäuses 5 berühren. Die Schraube 22 wird zum Bespiel von der Seite der einen Einfassungsplatte 21 aus durch das Einführloch 21a hindurch zur anderen Einfassungsplatte 21 hindurchgesteckt und die Mutter 23 wird auf die aus der anderen Einfassungsplatte 21 herausragende Spitze der Schraube 22 geschraubt.
  • Auf diese Weise werden der Stapel 2, die Stromkollektoren 11A, 11B und das Gehäuse 5 zwischen den Einfassungsplatten 21 gehalten und zu einer Einheit zusammengebaut, und es wird auf den Stapel 2 in der ersten Richtung D1 eine Einfassungslast aufgebracht. Außerdem ist das Negativelektrodenanschlusselement 25A zwischen der einen Einfassungsplatte 21 und dem Stapel 2 und das Positivelektrodenanschlusselement 25B zwischen der anderen Einfassungsplatte 21 und dem Stapel 2 positioniert. Mit dem Negativelektrodenanschlusselement 25A ist eine Leitung 26 verbunden. Mit dem Positivelektrodenanschlusselement 25B ist eine Leitung 27 verbunden. Die Elektrizitätsspeichervorrichtung 1 kann über die Leitung 26 und die Leitung 27 geladen und entladen werden.
  • Unter Bezugnahme auf die 2(a) und 2(b) wird nun der Aufbau des Stromkollektors 11 und ein Teil beschrieben, wo der Stromkollektor 11, 11A, 11B und der Harzabstandhalter 4 in der Elektrizitätsspeichervorrichtung 1 aneinander angrenzen. 2(a) ist eine vergrößerte Ansicht des Umfangsabschnitts und eines Abschnittes um den Umfangsabschnitt herum in dem in 1 gezeigten Stromkollektor. 2(b) ist eine vergrößerte Ansicht relevanter Abschnitte von 2(a). In der Erklärung unten wird der Stromkollektor 11 erklärt. Die Stromkollektoren 11A, 11B müssen nicht den gleichen Aufbau wie der Stromkollektor 11 haben.
  • Wie in 2(a) dargestellt ist, ist der Umfangsabschnitt 11c des Stromkollektors 11 mit einer Beschichtungsschicht 30 versehen, die eine Oberfläche S1 des Stahlblechs S bedeckt. Die Beschichtungsschicht 30 dient dazu, die Festigkeit und Flüssigkeitsdichtheit zwischen dem Stahlblech S und dem Harzabstandhalter 4 sicherzustellen und die Oberfläche des Stromkollektors 11 zu erhöhen. Die Beschichtungsschicht 30 kann auf der Oberfläche des Stahlblechs S ausgebildet werden, indem das Stahlblech S, das den Stromkollektor 11 ausmacht, galvanisch vernickelt wird. Daher entspricht die Beschichtungsschicht 30 einer durch Galvanisieren ausgebildeten Nickelschicht. Die Dicke der Beschichtungsschicht 30 wird zum Beispiel auf größer oder gleich 5 µm und kleiner oder gleich 20 µm eingestellt.
  • Wie in den 2(a) und 2(b) dargestellt ist, umfasst die Beschichtungsschicht 30 eine Grundvernickelungsschicht 31, die auf der einen Oberfläche S1 des Stahlblechs S vorgesehen ist, und eine Oberflächenvernickelungsschicht 32, die auf der Grundvernickelungsschicht 31 vorgesehen ist. Die Grundvernickelungsschicht 31 und die Oberflächenvernickelungsschicht 32 werden ausgebildet, indem eine Galvanisierung durchgeführt wird, die Bedingungen verwendet, die voneinander verschieden sind.
  • Die Grundvernickelungsschicht 31 ist eine galvanische Beschichtungsschicht, die auf der einen Oberfläche S1 des Stahlblechs S entlang einer zweiten Richtung D2 vorgesehen ist, die sich mit der ersten Richtung D1 schneidet. Die zweite Richtung D2 entspricht einer Richtung, die der XY-Ebene folgt, oder einer Richtung, in der sich die eine Oberfläche S1 erstreckt. Daher muss die zweite Richtung D2 nicht unbedingt senkrecht zur ersten Richtung D1 sein. Die Dicke der Grundvernickelungsschicht 31 ist zum Beispiel größer oder gleich 0,5 µm und kleiner oder gleich 2 µm. Es ist vorzuziehen, dass die Grundvernickelungsschicht 31 im Umfangsabschnitt 11c die gesamte eine Oberfläche S1 bedeckt. Da in einem solchen Fall die Wahrscheinlichkeit verringert wird, dass auf der Beschichtungsschicht 30 Nadellöcher oder dergleichen ausgebildet werden, kann die Erzeugung eines Leckstroms unterdrückt werden. Das Oberflächenprofil der Grundvernickelungsschicht 31 ist von dem der einen Oberfläche S1 verschieden. Und zwar hat die Grundvernickelungsschicht 31 eine Vielzahl von konvexen Abschnitten 33, die in der ersten Richtung D1 vorspringen. Daher folgt das Oberflächenprofil der Grundvernickelungsschicht 31 nicht der einen Oberfläche S1 des Stahlblechs S und ist rauer als das Oberflächenprofil der einen Oberfläche S1 des Stahlblechs S. Daher unterscheidet sich die Grundvernickelungsschicht 31 von einer glatten Beschichtungsschicht. Die glatte Beschichtungsschicht ist eine Beschichtungsschicht, die ein Oberflächenprofil hat, das der zu beschichtenden Oberfläche folgt.
  • Die konvexen Abschnitte 33 sind entlang der zweiten Richtung D2 unregelmäßig vorgesehen. Wenn die Dicke der Grundvernickelungsschicht 31 1 µm oder mehr beträgt, kann die durchschnittliche Dicke der konvexen Abschnitte 33 zum Beispiel größer oder gleich 0,4 µm und kleiner oder gleich der Hälfte der Dicke der Grundvernickelungsschicht 31 sein. In einem solchen Fall kann ein günstiges Profil der Oberflächenvernickelungsschicht 32 erreicht werden. Die durchschnittliche Höhe der konvexen Abschnitte 33 wird unter Verwendung eines Mikroskops gemessen, das zum Beispiel ein konfokales optisches Lasersystem verwendet.
  • Die Oberflächenvernickelungsschicht 32 ist eine galvanische Beschichtungsschicht, die auf der Grundvernickelungsschicht 31 als eine filmbildende Oberfläche ausgebildet ist und eine Oberflächenrauheit hat, die größer als die der Grundvernickelungsschicht 31 ist. Die Oberflächenrauheit der Grundvernickelungsschicht 31 und die der Oberflächenvernickelungsschicht 32 werden als arithmetischer Mittenrauwert Ra dargestellt, wie in JIS B 0601:2013 (oder ISO 4287:1997, Änd.1:2009) vorgeschrieben ist. Die Oberflächenrauheit der Oberflächenvernickelungsschicht 32 ist zum Beispiel größer oder gleich 1,5 µm und kleiner oder gleich 6,0 µm und beträgt mindestens das 1,5-fache und höchstens das 60-fache von der der Grundvernickelungsschicht 31. In einem solchen Fall kann die Oberfläche der Oberflächenvernickelungsschicht 32 erhöht werden, während auf der Beschichtungsschicht 30 die Ausbildung von Nadellöchern oder dergleichen unterdrückt wird. Die Dicke der Oberflächenvernickelungsschicht 32 ist zum Beispiel größer oder gleich 5 µm und kleiner oder gleich 20 µm. Im Umfangsabschnitt 11c des Stromkollektors 11 muss die Oberflächenvernickelungsschicht 32 nicht unbedingt auf eine Weise ausgebildet sein, dass sie die gesamte Oberfläche der Grundvernickelungsschicht 31 bedeckt. Die Oberflächenvernickelungsschicht 32 kann zum Beispiel eine Aggregation einer Vielzahl von Vorsprüngen 34 sein, die von der Grundvernickelungsschicht 31 in der ersten Richtung D1 vorspringen. In einem solchen Fall wird die Oberflächenvernickelungsschicht 32 auch als eine aufrauende Beschichtungsschicht bezeichnet. Jeder der Vorsprünge 34 ist auf eine Weise ausgebildet, dass er sich von einem Fußende 34a, das ein Abschnitt ist, der mit einem entsprechenden der konvexen Abschnitte 33 in Kontakt steht, in der ersten Richtung D1 erstreckt und ein Spitzenende 34b erreicht.
  • Mindestens einer der Vielzahl von Vorsprüngen 34 hat eine Vielzahl von aufgebauten Nickelkristallen, die zum Beispiel jeweils eine im Wesentlichen kugelige Form ausbilden, und bildet eine Vielzahl von Vorsprüngen aus. Diese Nickelkristalle sind Metallabscheidungen (aufgebrachtes Material), die durch Galvanisieren ausgebildet werden. Solche sich einander überlappenden Metallabscheidungen bilden einen vergrößerten Abschnitt 34c aus, und zwar dort, wo eine Längengröße des Vorsprungs 34 in der zweiten Richtung D2 größer als die des Fußendes 34a in der zweiten Richtung D2 ist. Mit anderen Worten sind zumindest einige der Vorsprünge 34 so geformt, dass sie von den Fußenden 34a zu den Spitzenenden 34b von ihnen dicker werden. Die Stelle, wo in dem Vorsprung 34 der vergrößerte Abschnitt 34c vorgesehen ist, muss nicht unbedingt das Spitzenende 34b sein, sie ist aber zumindest auf der Seite näher am Spitzenende 34b als am Fußende 34a positioniert. Mit anderen Worten muss in dem Vorsprung 34, der so geformt ist, dass er dicker wird, der Abschnitt, der in der zweiten Richtung D2 die größte Längengröße hat, nicht das Spitzenende 34b sein, sondern er kann an anderen Stellen als dem Fußende 34a vorgesehen sein. Die Stelle, wo am Vorsprung 34 der vergrößerte Abschnitt 34c vorgesehen ist, kann unter den Vorsprüngen 34 abhängig davon, wie sich die Metallabscheidungen einander überlappen, verschieden sein.
  • Ein Teil 4a des Harzabstandhalters 4 ist zwischen zwei benachbarten der Vorsprünge 34 eingefügt, wobei mindestens einer der beiden so geformt ist, dass er dicker wird. Zum Beispiel wird ein Teil des Harzes zwischen den Vorsprüngen 34 platziert, bevor das Harz, das den Abstandhalter 4 ausmacht, aushärtet. Wenn dann das ganze Harz ausgehärtet wird, wird ein Teil 4a des Harzabstandhalters 4 zwischen den Vorsprüngen 34 eingefügt. Auf diese Weise schränken die zwei benachbarten Vorsprünge 34 die Bewegung des dazwischen eingefügten Teils 4a des Harzabstandhalters 4 in einer Richtung weg vom Fußende 34a ein. Mit anderen Worten hat die Querschnittsform zwischen den benachbarten Vorsprüngen 34 eine hinterschnittene Form, die eine Verankerungswirkung erreicht.
  • Die durchschnittliche Höhe der Vorsprünge 34 ist zum Beispiel größer oder gleich 15 µm und kleiner oder gleich 30 µm. Wenn die durchschnittliche Höhe der Vorsprünge 34 auf größer oder gleich 15 µm eingestellt ist, wird vorteilhaft die Verankerungswirkung ausgeübt, die dem zwischen den zwei benachbarten Vorsprüngen 34 eingefügten Teil 4a des Abstandhalters 4 verliehen wird. Wenn die durchschnittliche Höhe der Vorsprünge 34 auf kleiner oder gleich 30 µm eingestellt ist, kann vorteilhaft ein Bruch der Vorsprünge 34 unterdrückt werden. Die durchschnittliche Höhe der Vorsprünge 34 wird unter Verwendung eines Mikroskops gemessen, das zum Beispiel ein konfokales optisches Lasersystem verwendet.
  • In einer Draufsicht (d. h. in einer Ansicht entlang der ersten Richtung D1) ist die Anzahl an Vorsprüngen 34 pro Flächeneinheit der Oberflächenvernickelungsschicht 32 zum Beispiel größer oder gleich 2500 und kleiner oder gleich 7000. Wenn die Anzahl an Vorsprüngen 34 auf größer oder gleich 2500 eingestellt ist, kann eine ausreichende Oberfläche der Oberflächenvernickelungsschicht 32 sichergestellt werden. Wenn die Anzahl an Vorsprüngen 34 auf kleiner oder gleich 7000 eingestellt ist, kann die Wahrscheinlichkeit verringert werden, dass benachbarte Vorsprünge 34 miteinander in Kontakt gelangen. In einem Ausführungsbeispiel beträgt die Flächeneinheit 1 mm2. Die Anzahl an Vorsprüngen 34 pro Flächeneinheit der Oberflächenvernickelungsschicht 32 wird zum Beispiel als eine mittlere Breite des Rauheitsprofilelements RSm berechnet, wie in JIS B 0601:2013 (oder ISO 4287:1997, Änd.1:2009) vorgeschrieben ist.
  • Die Beschichtungsschicht 30, die die eine Oberfläche S1 des Stahlblechs S bedeckt, ist im zentralen Abschnitt M der bipolaren Elektrode 3 ausgebildet (siehe 1). Der zentrale Abschnitt M ist über die Beschichtungsschicht 30 mit dem Positivelektrodenaktivmaterial der Positivelektrodenschicht 12 verbunden. Mit anderen Worten ist die Beschichtungsschicht 30 in einem Ausführungsbeispiel auf der einen Oberfläche S1 des Stahlblechs S kontinuierlich vom Umfangsabschnitt 11c zum zentralen Abschnitt M ausgebildet. Genauer gesagt bedeckt die Grundvernickelungsschicht 31 die gesamte eine Oberfläche S1 des Stahlblechs S. Die Oberflächenvernickelungsschicht 32 muss jedoch nicht die gesamte Oberfläche der Grundvernickelungsschicht 31 bedecken.
  • Die Beschichtungsschicht 30 bedeckt in jedem Stahlblech S eine der Oberflächen in der ersten Richtung D1 (die Oberfläche in der positiven Richtung in der Z-Achsenrichtung). ist Der Harzabstandhalter 4 ist in allen Stromkollektoren 11 über die Beschichtungsschicht 30 angeordnet. Bei den bipolaren Elektroden 3, die in der ersten Richtung D1 nebeneinanderliegen, ist der Harzabstandhalter 4, der auf der einen Oberfläche 11a des Stromkollektors 11 positioniert ist, auf diese Weise in der ersten Richtung D1 der anderen Oberfläche 11b des Stromkollektors 11 zugewandt. Mit anderen Worten sind bei den benachbarten bipolaren Elektroden 3 die eine Oberfläche 11a des Stromkollektors 11 und die andere Oberfläche 11b des Stromkollektors 11 durch den Harzabstandhalter 4, der ein Harzelement ist, voneinander getrennt. Der Harzabstandhalter 4 stellt daher bei den benachbarten bipolaren Elektroden 3 die Isolation zwischen der einen Oberfläche 11a des Stromkollektors 11 und der anderen Oberfläche 11b des Stromkollektors 11 sicher.
  • Unter Bezugnahme auf die 3(a) bis 3(c) wird ein Beispiel eines Verfahrens zum Ausbilden der Beschichtungsschicht 30 erklärt. Die 3(a) bis 3(c) sind verallgemeinerte Schaubilder, um ein Beispiel eines Verfahrens zum Ausbilden einer Beschichtungsschicht auf einer Oberfläche des Stromkollektors zu erklären. Die spezifischen Oberflächenprofile der Grundvernickelungsschicht 31 und der Oberflächenvernickelungsschicht 32 sind in jeder der 3(b) und 3(c) weggelassen.
  • Wie in 3(a) dargestellt ist, wird zunächst ein Stahlblech S vorbereitet, das den Stromkollektor 11 ausmacht. Dann wird, wie in 3(b) dargestellt ist, auf der Oberfläche S1 des Stahlblechs S, der der Stromkollektor 11 ist, die Grundvernickelungsschicht 31 ausgebildet, die ein Oberflächenprofil hat, das von dem Oberflächenprofil des Stahlblechs S verschieden ist. Die Grundvernickelungsschicht 31 wird durch Galvanisieren des Stahlblechs S ausgebildet. Beim Galvanisieren wird ein Nickelbad verwendet, in dem zum Beispiel die Nickelkonzentration auf größer oder gleich 0,5 Mol/l und kleiner oder gleich 2,0 Mol/l und die Temperatur auf größer oder gleich 40°C und kleiner oder gleich 65°C eingestellt ist. Das Nickelbad ist ein Elektrolyt, der Nickelkationen umfasst, und Beispiele des Nickelbads schließen eine Nickelchloridlösung und eine Nickelsulfatlösung ein. Wenn die Nickelkonzentration des Nickelbads auf größer oder gleich 0,5 Mol/l und kleiner oder gleich 2,0 Mol/l eingestellt ist, kann die Beschichtungsschicht effizient ausgebildet werden. Wenn die Temperatur des Nickelbads auf größer oder gleich 40°C und kleiner oder gleich 65°C eingestellt ist, kann die durchschnittliche Höhe der konvexen Abschnitte 33, die auf der Grundvernickelungsschicht 31 vorgesehen werden, vorteilhaft gesteuert werden.
  • Wenn das Galvanisieren zum Ausbilden der Grundvernickelungsschicht 31 durchgeführt werden soll, wird das Stahlblech S zum Beispiel für eine Dauer, die größer oder gleich 150 Sekunden und kleiner oder gleich 2400 Sekunden ist, unter einer Bedingung, bei der die Stromdichte auf größer oder gleich 0,5 A/dm2 und kleiner oder gleich 5,0 A/dm2 eingestellt ist, in das Nickelbad eingetaucht. Wenn die Stromdichte während des Galvanisierens auf größer oder gleich 0,5 A/dm2 und kleiner oder gleich 5,0 A/dm2 eingestellt ist, kann verhindert werden, dass die Grundvernickelungsschicht 31 eine glatte Beschichtungsschicht wird. Außerdem kann die Wahrscheinlichkeit verringert werden, dass die auf der Grundvernickelungsschicht 31 ausgebildeten konvexen Abschnitte 33 eine nadelartige Form (whiskerartige Form) haben. Wenn das Stahlblech S für eine Dauer, die größer oder gleich 150 Sekunden und kleiner oder gleich 2400 Sekunden ist, in das Nickelbad eingetaucht wird, kann außerdem die Dicke der Grundvernickelungsschicht 31 vorteilhaft eingestellt werden.
  • Die Bedingungen von besonderer Bedeutung, wenn die Grundvernickelungsschicht 31 ausgebildet wird, sind die Temperatur und die Stromdichte des Nickelbads. Wenn die Temperatur und die Stromdichte des Nickelbads beide innerhalb der oben erwähnten Bereiche liegen, müssen die Nickelkonzentration des Nickelbads und die Zeit, während der das Stahlblech S eingetaucht wird, nicht unbedingt innerhalb der oben erwähnten Bereiche liegen.
  • 4 ist eine Kurvendarstellung, die bezogen auf eine Nickelbadtemperatur eine Änderung der durchschnittlichen Höhe der konvexen Abschnitte einer Grundvernickelungsschicht darstellt. In 4 stellt die vertikale Achse die durchschnittliche Höhe der konvexen Abschnitte und die horizontale Achse die Temperatur des Nickelbads dar. Die durchgezogene Linie 51 stellt bezogen auf die Temperatur des Nickelbads eine Änderung der durchschnittlichen Höhe der konvexen Abschnitte dar, wenn die Stromdichte auf 1,0 A/dm2 eingestellt wird. Die gepunktete Linie 52 stellt bezogen auf die Temperatur des Nickelbads eine Änderung der durchschnittlichen Höhe der konvexen Abschnitte dar, wenn die Stromdichte auf 0,5 A/dm2 eingestellt wird. Die Strich-Punkt-Linie 53 stellt bezogen auf die Temperatur des Nickelbads eine Änderung der durchschnittlichen Höhe der konvexen Abschnitte dar, wenn die Stromdichte auf 5 A/dm2 eingestellt wird. Falls die Temperatur des Nickelbads größer oder gleich 40°C und kleiner oder gleich 65°C ist, wenn die Stromdichte auf zum Beispiel 1,0 A/dm2 eingestellt ist, wird die durchschnittliche Höhe der konvexen Abschnitte größer oder gleich 0,4 µm sein. Wenn die Temperatur des Nickelbads 50°C beträgt, ist die durchschnittliche Höhe der konvexen Abschnitte die größte. Wenn die Stromdichte zu gering ist und wenn die Stromdichte zu hoch ist, ist die durchschnittliche Höhe der konvexen Abschnitte dagegen tendenziell kleiner als 0,4 µm, ungeachtet der Temperatur des Nickelbads.
  • Das Oberflächenprofil einer tatsächlich ausgebildeten Grundvernickelungsschicht auf einem Stahlblech ist in den 5(a) und 5(b) dargestellt. 5(a) ist eine Fotografie, die einen Teil der Oberfläche der Grundvernickelungsschicht zeigt, und 5(b) ist eine Fotografie, die einen Teilschnitt der Grundvernickelungsschicht zeigt. Die in den 5(a) und 5(b) dargestellte Grundvernickelungsschicht 31 wurde ausgebildet, indem das Stahlblech S 300 Sekunden lang unter einer Bedingung, in der die Stromdichte auf 1 A/dm2 eingestellt war, in ein Nickelchloridbad eingetaucht wurde, das eine Temperatur von 50°C und eine Nickelkonzentration von 1 Mol/l hatte. Wie in 5(a) dargestellt ist, ist eine große Anzahl von konvexen Abschnitten 33 auf der Oberfläche der Grundvernickelungsschicht 31 vorhanden. Wie in 5(b) dargestellt ist, unterscheidet sich das Oberflächenprofil der Grundvernickelungsschicht 31 darüber hinaus deutlich von dem des Stahlblechs S. Eine solche Grundvernickelungsschicht 31 ist mit einer großen Anzahl der konvexen Abschnitte 33 versehen und hat ein Oberflächenprofil, das sich deutlich von dem des Stahlblechs S unterscheidet. Außerdem war der Rauwert Ra der Oberfläche der Grundvernickelungsschicht 31 zum Beispiel größer oder gleich 0,1 µm und kleiner oder gleich 1,0 µm.
  • Auf der Grundvernickelungsschicht 31 wird dann, wie in 3(c) dargestellt ist, die Oberflächenvernickelungsschicht 32 ausgebildet (siehe 2(b)), die die Vorsprünge 34 aufweist und eine größere Oberflächenrauheit als die Grundvernickelungsschicht 31 hat. Auf diese Weise wird ein Stromkollektor 11 mit dem Stahlblech S und der Beschichtungsschicht 30, die die Grundvernickelungsschicht 31 und die Oberflächenvernickelungsschicht 32 umfasst, erzielt. Die Oberflächenvernickelungsschicht 32 wird durch Galvanisieren des Stahlblechs S mit der darauf ausgebildeten Grundvernickelungsschicht 31 ausgebildet. Bei diesem Galvanisieren wird ein Watts-Bad verwendet, in dem die Nickelkonzentration auf größer oder gleich 0,15 Mol/l und kleiner als 0,30 Mol/l und die Temperatur auf zum Beispiel größer oder gleich 30°C und kleiner oder gleich 60°C eingestellt ist. Das Watts-Bad ist ein Elektrolyt, dessen Hauptbestandteile Nickelsulfat, Nickelchlorid und Borsäure sind. Wenn die Nickelkonzentration des Watts-Bads auf größer oder gleich 0,15 Mol/l und kleiner als 0,30 Mol/l eingestellt ist, können die Vorsprünge 34 vorteilhaft so ausgebildet werden, dass sie dicker werden. Wenn die Temperatur des Watts-Bads auf größer oder gleich 30°C und kleiner oder gleich 60°C eingestellt ist, kann außerdem die durchschnittliche Höhe der Vorsprünge 34 vorteilhaft so gesteuert werden, dass sie so geformt sind, dass sie dicker werden.
  • Wenn das Galvanisieren zum Ausbilden der Oberflächenvernickelungsschicht 32 durchgeführt werden soll, wird das Stahlblech S zum Beispiel für eine Dauer, die größer oder gleich 30 Sekunden und kleiner oder gleich 60 Sekunden ist, unter einer Bedingung, bei der die Stromdichte auf größer oder gleich 30 A/dm2 und kleiner oder gleich 50 A/dm2 eingestellt ist, in das Nickelbad eingetaucht. Wenn die Stromdichte während des Galvanisierens auf größer oder gleich 30 A/dm2 und 50 A/dm2 eingestellt ist, können die Vorsprünge 34 vorteilhaft so ausgebildet werden, dass sie so geformt sind, dass sie dicker werden. Wenn das Stahlblech S für eine Dauer, die größer oder gleich 30 Sekunden und kleiner oder gleich 60 Sekunden ist, in das Watts-Bad eingetaucht wird, kann die Dicke der Oberflächenvernickelungsschicht 32 vorteilhaft eingestellt werden.
  • Die Bedingungen von besonderer Bedeutung, wenn die Oberflächenvernickelungsschicht 32 ausgebildet wird, sind die Nickelkonzentration und die Stromdichte des Watts-Bads. Wenn die Nickelkonzentration und die Stromdichte des Watts-Bads beide innerhalb der oben erwähnten Bereiche liegen, müssen daher die Temperatur des Watts-Bads und die Zeit, während der das Stahlblech S eingetaucht wird, nicht unbedingt innerhalb der oben erwähnten Bereiche liegen.
  • Das Nickeloberflächenprofil einer tatsächlich ausgebildeten Oberflächenvernickelungsschicht ist in 6 gezeigt. 6 ist eine Fotografie, die einen Teil der Oberfläche der Oberflächenvernickelungsschicht zeigt. Die in 6 gezeigte Oberflächenvernickelungsschicht 32 wurde ausgebildet, indem das Stahlblech mit der darauf ausgebildeten Grundvernickelungsschicht 40 Sekunden lang unter einer Bedingung, bei der die Stromdichte auf 40 A/dm2 eingestellt war, in ein Watts-Bad eingetaucht wurde, in dem die Temperatur auf 30℃ und die Nickelkonzentration auf 0,2 Mol/l eingestellt war. Wie in 6 gezeigt ist, wurde eine Vielzahl von Vorsprüngen 34 gefunden, die so geformt waren, dass sie von einem Fußende zu einem Spitzenende von ihnen dicker wurden. Darüber hinaus überlappte sich auf der Oberfläche dieser Vorsprünge 34 eine Vielzahl von Nickelkristallen. Daher war die Oberflächenrauheit der Oberflächenvernickelungsschicht 32, die diese Vorsprüngen 34 hatte, deutlich größer als die der Grundvernickelungsschicht 31. Die Oberflächenrauheit der Oberflächenvernickelungsschicht 32 war deutlich größer als die der Grundvernickelungsschicht 31 und die Oberflächenrauigkeit Ra war zum Beispiel größer oder gleich 1,5 µm und kleiner oder gleich 6,0 µm.
  • Die bipolare Elektrode 3 kann ausgebildet werden, indem der Stromkollektor 11, der die Beschichtungsschicht 30 durch das oben beschriebene Ausbildungsverfahren ausgebildet hat, je nach Bedarf mit einer Aktivmaterialschicht versehen wird. Indem dann je nach Bedarf eine Vielzahl der bipolaren Elektroden 3 und Separatoren 7 gestapelt wird, ist es möglich, den Stapel 2 auszubilden. Die in 1 dargestellte Elektrizitätsspeichervorrichtung 1 kann dann unter Verwendung des Stapels 2 hergestellt werden. Als Verfahren zur Herstellung der Elektrizitätsspeichervorrichtung 1, das die bipolaren Elektroden 3 verwendet, kann je nach Bedarf ein öffentlich bekanntes Verfahren verwendet werden.
  • Unter Bezugnahme auf die 7(a) bis 7(c) und 8 werden nun die Arbeitsweise und Wirkungen erklärt, die durch die Elektrizitätsspeichervorrichtung 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel erreicht werden. 7(a) ist eine Fotografie, die eine Oberfläche eines Stahlblechs zeigt. 7(b) ist eine Fotografie, die eine Oberfläche des Stromkollektors zeigt, der einen Aufbau hat, bei dem auf dem Stahlblech nur die Oberflächenvernickelungsschicht ausgebildet ist. 7(c) ist eine Fotografie, die eine Oberfläche des Stromkollektors zeigt, der einen Aufbau hat, bei dem eine glatte Beschichtungsschicht als die Grundvernickelungsschicht ausgebildet ist. 8 ist eine Fotografie, die eine Oberfläche eines Stromkollektors mit einem Aufbau zeigt, bei dem die Grundvernickelungsschicht ein Oberflächenprofil hat, das von dem des Stahlblechs verschieden ist.
  • Wie in 7(a) dargestellt ist, hat die Oberfläche des Stahlblechs einige Kratzer, die bei der Herstellung ausgebildet werden. Daher hat die Oberfläche des Stahlblechs einige Unregelmäßigkeiten. Wie in 7(b) dargestellt ist, besteht die Tendenz, dass die Oberfläche des Stahlblechs, ohne dass darauf irgendeine Grundvernickelungsschicht ausgebildet wird, nicht vollständig beschichtet wird. Mit anderen Worten werden auf der Beschichtungsschicht viele Nadellöcher und dergleichen ausgebildet. In einem solchen Fall erhöht sich der Leckstrom im Stromkollektor und es verschlechtert sich die Leistung der Elektrode, die den Stromkollektor umfasst, deutlich. Wenn außerdem auf der Oberfläche des Stahlblechs eine glatte Beschichtungsschicht als die Grundvernickelungsschicht ausgebildet wird, werden auf der Beschichtungsschicht weniger Nadellöcher oder dergleichen ausgebildet. Die Leistung der Elektrode, die den mit einer solchen Grundvernickelungsschicht versehenen Stromkollektor umfasst, ist tendenziell besser als die der Elektrode, die den Stromkollektor ohne die Grundvernickelungsschicht umfasst. Allerdings beseht die Tendenz, dass die Oberfläche der Oberflächenvernickelungsschicht, wie in 7(c) dargestellt ist, umfangreiche Unregelmäßigkeiten aufweist, die darauf zurückbleiben. In dem Bereich, der solche Unregelmäßigkeiten hat, besteht die Tendenz, dass das mit dem Harzabstandhalter erreichte Abdichtungsvermögen hinter den Erwartungen zurückbleibt, was die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass der Leckstrom auftritt. Selbst wenn auf der Oberfläche des Stahlblechs eine glatte Beschichtungsschicht als die Grundvernickelungsschicht ausgebildet wird, besteht daher noch eine gewisse Möglichkeit, dass sich die Elektrodenleistung verschlechtert. Wenn das Oberflächenprofil der Grundvernickelungsschicht anders als das des Stahlblechs gestaltet wird, wird die Oberfläche des Stromkollektors, wie in 8 dargestellt ist, dagegen vollständig mit der Beschichtungsschicht bedeckt und hat keine auffällige Unregelmäßigkeit. Die Leistung der Elektrode, die einen solchen Stromkollektor umfasst, wird durch das Oberflächenprofil des Stahlblechs weniger beeinträchtigt.
  • Wie oben beschrieben wurde, ist in der Elektrizitätsspeichervorrichtung 1, die mit dem Herstellungsverfahren gemäß dem Ausführungsbeispiel hergestellt wurde, auf der Oberfläche des Stahlblechs S die Grundvernickelungsschicht 31 und auf der Grundvernickelungsschicht 31 die Oberflächenvernickelungsschicht 32 vorgesehen. Das Profil der Oberflächenvernickelungsschicht 32, die in der Beschichtungsschicht 30 auf der Oberflächenseite positioniert ist, wird daher durch das Oberflächenprofil des Stahlblechs S weniger beeinträchtigt. Mit der Elektrizitätsspeichervorrichtung 1 können folglich die Auswirkungen auf die Elektrodenleistung, die durch das Oberflächenprofil des Stahlblechs S gegeben sind, verringert werden. Außerdem ist die Oberflächenrauheit der Oberflächenvernickelungsschicht 32 größer als die der Grundvernickelungsschicht 31. Auf diese Weise wird die Oberfläche der Beschichtungsschicht 30 erhöht, sodass Eigenschaften wie die Wärmeableitungsleistung der Elektrode verbessert werden können.
  • Die Elektrizitätsspeichervorrichtung 1 kann den Harzabstandhalter 4 aufweisen, der entlang des Umfangsabschnitts 11c der bipolaren Elektrode 3 angeordnet ist und mit der Beschichtungsschicht 30 in Kontakt steht; die Beschichtungsschicht 30 kann die Vorsprünge 34 haben, die in einer Richtung vorspringen, die sich mit der Richtung schneidet, in der sich die Oberfläche S1 des Stahlblechs S erstreckt; zumindest einige der Vorsprünge 34 können so geformt sein, dass sie von den Fußenden 34a zu den Spitzenenden 34b von ihnen dicker werden; und ein Teil 4a des Harzabstandhalters 4 kann zwischen zwei benachbarten der Vorsprünge 34, von denen mindestens einer die Form hat, die dicker wird, über einen Bereich von den Spitzenenden 34b bis zu den Fußenden 34a der zwei benachbarten Vorsprünge 34 eingefügt sein. In einem solchen Fall kann die Bewegung des Teils 4a des Harzabstandhalters 4, der zwischen diesen zwei benachbarten Vorsprüngen 34 eingefügt ist, in einer Richtung weg von den Fußenden 34a der Vorsprünge 34 eingeschränkt werden. Es ist daher möglich, die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass sich der Harzabstandhalter 4 von der Beschichtungsschicht 30 ablöst.
  • Die durchschnittliche Höhe der Vorsprünge 34 kann größer oder gleich 15 µm und kleiner oder gleich 30 µm sein. In einem solchen Fall kann vorteilhaft die Wahrscheinlichkeit verringert werden, dass sich der Harzabstandhalter 4 von der Beschichtungsschicht 30 ablöst, während ein Bruch der Vorsprünge 34 unterdrückt wird.
  • Mindestens einer der Vielzahl von Vorsprüngen 34 hat eine Vielzahl von aufgebauten Nickelkristallen. In einem solchen Fall sind auf der Oberfläche der Vorsprünge 34, wo die Nickelkristalle aufgebaut sind, Unregelmäßigkeiten ausgebildet. Beim Eingriff des Teils 4a des Harzabstandhalters 4 in die vertieften Abschnitte, die durch die Vorsprünge 34 auf der Oberfläche ausgebildet werden, kann daher vorteilhaft die Wahrscheinlichkeit verringert werden, dass sich der Harzabstandhalter 4 von der Beschichtungsschicht 30 ablöst.
  • Es ist auch möglich, die Grundvernickelungsschicht 31 mit den konvexen Abschnitten 33 auf der Oberfläche des Stahlblechs S auszubilden, indem das Stahlblech S in das Nickelbad, in dem die Nickelkonzentration auf größer oder gleich 0,5 Mol/l und kleiner oder gleich 2,0 Mol/l eingestellt ist, unter einer Bedingung, bei der die Stromdichte auf größer oder gleich 0,5 A/dm2 und kleiner oder gleich 5,0 A/dm2 eingestellt ist, eingetaucht wird. In einem solchen Fall können die durchschnittliche Höhe und die Formen der auf der Grundvernickelungsschicht 31 vorhandenen konvexen Abschnitte 33 vorteilhaft gesteuert werden. Daher wird das Wachstum des Nickels von den konvexen Abschnitten 33 aus gefördert, und deswegen wird das Profil der Oberflächenvernickelungsschicht 32 durch das Oberflächenprofil des Stahlblechs S noch weniger beeinträchtigt.
  • Es ist auch möglich, das Stahlblech S für eine Dauer, die größer oder gleich 150 Sekunden und kleiner oder gleich 2400 Sekunden ist, unter einer Bedingung, bei der eine Nickelbadtemperatur auf größer oder gleich 40°C und kleiner oder gleich 65°C eingestellt ist, in ein Nickelbad einzutauchen. In einem solchen Fall können die durchschnittliche Höhe und die Formen der konvexen Abschnitte 33 noch vorteilhafter gesteuert werden.
  • Unter Bezugnahme auf 9 wird ein spezifisches Beispiel des Schritts erklärt, in dem die Grundvernickelungsschicht auf der Oberfläche des Stahlblechs ausgebildet wird. 9 ist ein Schaubild, das den Schritt darstellt, in dem die Vernickelungsschicht auf der Oberfläche des Stahlblechs ausgebildet wird. Wie in 9 dargestellt ist, wird das Stahlblech S, das als eine Rolle um eine Trommel DR2 herumgewickelt ist, herausgezogen, entlang der Oberfläche von zumindest der unteren Hälfte einer Trommel DR1 befördert und dann um eine Trommel DR3 herumgewickelt. Dabei werden der untere Teil der Trommel DR1 und eine Anode 60 in einen Elektrolyt L1 eingetaucht, der Nickelkationen umfasst. Daher wird das Stahlblech S, das sich mit der unteren Oberfläche der Trommel DR1 in Kontakt befindet, in den Elektrolyt L1 eingetaucht. Dann wird zwischen der Trommel DR1 und der Anode 60 ein vorbestimmter Strom aufgebracht, während das Stahlblech S befördert wird. Auf diese Weise wird das Nickel dazu gebracht, sich auf der Oberfläche S1 des im Elektrolyt L1 eingetauchten Stahlblechs S (der Oberfläche des Stahlblechs S auf der gegenüberliegenden Seite der Oberfläche, die sich mit der Oberfläche der Trommel DR1 in Kontakt befindet) niederzuschlagen, und auf der Oberfläche S1 des Stahlblechs S wird die Grundvernickelungsschicht 31 ausgebildet, die die konvexen Abschnitte 33 hat.
  • Die Oberflächenvernickelungsschicht 32, die die Vorsprünge 34 hat, kann auf die gleiche Weise, wie in 9 dargestellt ist, ausgebildet werden, indem das Stahlblech S verwendet wird, das mit der Grundvernickelungsschicht 31 versehen ist und um die Trommel DR3 herumgewickelt ist. Da sich in dem Schritt, in dem die Oberflächenvernickelungsschicht 32 ausgebildet wird, der Strom auf den konvexen Abschnitten 33 konzentriert, wird das Nickel dazu gebracht, sich selektiv auf eine Weise niederzuschlagen, bei der sich die Fußenden 34a an den konvexen Abschnitten 33 befinden, sodass die Vorsprünge 34 selektiv ausgebildet werden können. Mit einem solchen Verfahren ist es ebenfalls möglich, einen Stromkollektor 11 auszubilden, der die Beschichtungsschicht 30 hat.
  • Bei dem Aufbau, der der gleiche wie der der oben beschriebenen Elektrizitätsspeichervorrichtung 1 ist, wird nun ein Zusammenhang zwischen der Stromdichte, die zum Galvanisieren eingestellt wird, und einer durchschnittlichen Höhe der Vorsprünge erklärt.
  • 10 ist ein Kurvenbild, das bezogen auf eine Stromdichte, die zum Galvanisieren eingestellt wird, eine Änderung der durchschnittlichen Höhe der Vorsprünge darstellt. In 10 stellt die vertikale Achse die durchschnittliche Höhe der Vorsprünge und die horizontale Achse eine Stromdichte dar. Die durchgezogene Linie 151 stellt bezogen auf die Stromdichte eine Änderung der durchschnittlichen Höhe der Vorsprünge dar, als die Nickelkonzentration des Watts-Bads auf 0,2 Mol/l eingestellt wurde. Die gepunktete Linie 152 stellt bezogen auf die Stromdichte eine Änderung der durchschnittlichen Höhe der Vorsprünge dar, als die Nickelkonzentration des Watts-Bads auf 0,15 Mol/l eingestellt wurde. Die gestrichelte Linie 153 stellt bezogen auf die Stromdichte eine Änderung der durchschnittlichen Höhe der Vorsprünge dar, als die Nickelkonzentration des Watts-Bads auf 0,3 Mol/l eingestellt wurde. Als die Stromdichte zum Beispiel auf größer oder gleich 25 A/dm2 eingestellt wurde und die Nickelkonzentration des Watts-Bads weniger als 0,3 Mol/l betrug, war die durchschnittliche Höhe der Vorsprünge größer oder gleich 15 µm und kleiner oder gleich 30 µm. Als die Stromdichte auf größer oder gleich 20 A/dm2 eingestellt wurde und die Nickelkonzentration des Watts-Bads größer oder gleich 0,15 Mol/l und kleiner als 0,2 Mol/l war, war die durchschnittliche Höhe der Vorsprünge ebenfalls größer oder gleich 15 µm und kleiner oder gleich 30 µm. Die in 10 angegebenen Daten wurden mit einer auf 30℃ eingestellten Temperatur des Watts-Bads erzielt.
  • In den 11(a), 11(b) und 12 sind die Oberflächenprofile von tatsächlich ausgebildeten Oberflächenvernickelungsschichten gezeigt. Die 11(a), 11(b) und 12 sind Fotografien, die jeweils einen Teil der Oberfläche einer Oberflächenvernickelungsschicht zeigen. Die in 11(a) gezeigte Oberflächenvernickelungsschicht wurde ausgebildet, indem das Stahlblech mit der darauf ausgebildeten Grundvernickelungsschicht 40 Sekunden lang in ein Watts-Bad, in dem die Temperatur auf 30℃ und die Nickelkonzentration auf 0,3 Mol/l eingestellt war, unter einer Bedingung eingetaucht wurde, bei der die Stromdichte auf 40 A/dm2 eingestellt war. Die in 11(b) gezeigte Oberflächenvernickelungsschicht wurde ausgebildet, indem das Stahlblech mit der darauf ausgebildeten Grundvernickelungsschicht 80 Sekunden lang in ein Watts-Bad, in dem die Temperatur auf 30℃ und die Nickelkonzentration auf 0,2 Mol/l eingestellt war, unter einer Bedingung eingetaucht wurde, bei der die Stromdichte auf 20 A/dm2 eingestellt war. Die in 12 gezeigte Oberflächenvernickelungsschicht wurde ausgebildet, indem das Stahlblech mit der darauf ausgebildeten Grundvernickelungsschicht 40 Sekunden lang in ein Watts-Bad, in dem die Temperatur auf 30℃ und die Nickelkonzentration auf 0,2 Mol/l eingestellt war, unter einer Bedingung eingetaucht wurde, bei der die Stromdichte auf 40 A/dm2 eingestellt war. Der Hohlraum in der Mitte der 11(a), 11(b) und 12 entspricht einen Abschnitt, der mit einer Ionenfeinstrahlanlage (FIB) bearbeitet worden ist.
  • Die in 11(a) gezeigte Oberflächenvernickelungsschicht weist eine Vielzahl von im Wesentlichen kugelförmigen Nickelkristallen auf. Die Oberflächenvernickelungsschicht hat nicht die Vorsprünge, die so geformt sind, dass sie dicker werden. Daraus lässt sich folgern, dass dies daran liegt, dass die Konzentration des Watts-Bads zu hoch war. Darüber hinaus sind die Nickelkristalle auf eine solche Weise aggregiert, dass durch sie die Lücken ausgefüllt werden. Da die zwischen den benachbarten Nickelkristallen ausgebildete Lücke klein ist, besteht in einem solchen Fall die Tendenz, dass das Harz weniger leicht in die Lücke gelangt. Falls eine bipolare Elektrode unter Verwendung eines Stromkollektors hergestellt wird, der die in 11(a) gezeigte Oberflächenvernickelungsschicht hat, ist das Abdichtungsvermögen des Harzabstandhalters im Umfangsabschnitt daher tendenziell schwach. Außerdem besteht die Möglichkeit, dass die Oberfläche der Oberflächenvernickelungsschicht unzureichend ausfällt.
  • Die in 11(b) gezeigte Beschichtungsschicht hat Vorsprünge, die unregelmäßig vorhanden sind. Man kann sagen, dass einige dieser Vorsprünge so geformt sind, dass sie von den Fußenden zu den Spitzenenden von ihnen dicker werden. Man kann auch sagen, dass auf einigen der Vorsprünge Nickelkristalle einander überlappen. Allerdings sind die meisten Vorsprünge so geformt, dass sie dünner werden. Darüber hinaus ist die durchschnittliche Höhe der Vorsprünge kleiner als 15 µm. Daraus lässt sich folgern, dass dies daran liegt, dass die Stromdichteeinstellung zu niedrig war. Falls eine bipolare Elektrode unter Verwendung eines Stromkollektors hergestellt wird, der die in 11(b) gezeigte Oberflächenvernickelungsschicht hat, ist das Abdichtungsvermögen des Harzabstandhalters auf dem Umfangsabschnitt daher tendenziell besser als das des in 11(a) gezeigten Beispiels. Es gibt aber immer noch die Möglichkeit, dass die Oberfläche der Oberflächenvernickelungsschicht unzureichend ist.
  • Die in 12 gezeigte Oberflächenvernickelungsschicht hat auf die gleiche Weise wie das in 11(b) dargestellte Beispiel Vorsprünge, die unregelmäßig vorhanden sind. Die meisten dieser Vorsprünge sind so geformt, dass sie von den Fußenden zu den Spitzenenden von ihnen dicker werden. Darüber hinaus lässt sich auch bestätigen, dass die Vorsprünge eine Vielzahl von aufgebauten Nickelkristallen haben. Außerdem ist die durchschnittliche Höhe der vorhandenen Vorsprünge größer oder gleich 15 µm und kleiner oder gleich 30 µm. Wenn eine bipolare Elektrode unter Verwendung eines Stromkollektors hergestellt wird, der die in 12 gezeigte Oberflächenvernickelungsschicht hat, besteht daher die Tendenz, dass das Abdichtungsvermögen des Harzabstandhalters auf dem Umfangsabschnitt besonders hoch ist, und es wird auch eine ausreichende Oberfläche der Oberflächenvernickelungsschicht sichergestellt.
  • Sämtliche der in den 11(a), 11(b) und 12 dargestellten Oberflächenvernickelungsschichten mit den Vorsprüngen sind deutlich rauer als die Grundvernickelungsschicht. Daher ist die Oberflächenrauheit der Oberflächenvernickelungsschicht deutlich höher als die der Grundvernickelungsschicht, und die Oberfläche ist deutlich rauer als die der Grundvernickelungsschicht 31. Die Oberflächenrauheit der Oberflächenvernickelungsschicht 32 ist deutlich größer als die der Grundvernickelungsschicht 31, und die Oberflächenrauigkeit Ra ist zum Beispiel größer oder gleich 1,5 µm und kleiner oder gleich 6,0 µm.
  • Wenn die Oberflächenvernickelungsschicht 32 ausgebildet wird, indem das Stahlblech S mit der darauf ausgebildeten Grundvernickelungsschicht 31 in einem Watts-Bad gelassen wird, ist es vorzuziehen, dass das Watts-Bad unter Verwendung eines Rührstabs gerührt wird. Da die Nickelkationen auf diese Weise der Oberfläche der Grundvernickelungsschicht 31 vorteilhaft zugeführt werden, besteht die Tendenz, dass das Profil der Oberflächenvernickelungsschicht 32 (z. B. die Rohdichte der Oberflächenvernickelungsschicht 32) vorteilhaft gesteuert werden kann. Der Rührstab kann eine stangenartige Form, eine plattenartige Form oder eine propellerartige Form haben. Die Drehfrequenz des Rührstabs ist zum Beispiel größer oder gleich 0 min-1 und kleiner oder gleich 600 min-1. Wenn die Drehfrequenz des Rührstabs auf größer oder gleich 0 min-1 und kleiner oder gleich 600 min-1 eingestellt ist, kann vorteilhaft die Anzahl der Vorsprünge 34 pro Flächeneinheit der Oberflächenvernickelungsschicht 32 gesteuert werden. Die Drehfrequenz des Rührstabs kann größer oder gleich 200 min-1 und kleiner oder gleich 600 min-1 sein. Die Untergrenze der Drehfrequenz des Rührstabs kann höher als 0 min-1 eingestellt werden.
  • Unter Bezugnahme auf die 13(a), 13(b) und 14 wird bezogen auf eine Drehfrequenz des Rührstabs eine Änderung der Anzahl an Vorsprüngen erklärt. 13(a) ist eine Fotografie, die einen Teil der Oberfläche einer Oberflächenvernickelungsschicht zeigt, die erzielt wurde, als die Drehfrequenz des Rührstabs auf 0 min-1 eingestellt wurde. 13(b) ist eine Fotografie, die einen Teil der Oberfläche einer Oberflächenvernickelungsschicht zeigt, die erzielt wurde, als die Drehfrequenz des Rührstabs auf 800 min-1 eingestellt wurde. 14 ist eine Fotografie, die einen Teil der Oberfläche der Oberflächenvernickelungsschicht nach dem Galvanisieren zeigt, als die Drehfrequenz des Rührstabs auf 200 min-1 eingestellt wurde.
  • Als die Drehfrequenz des Rührstabs zu gering war, wurde, wie in 13(a) dargestellt ist, die Anzahl der in der Oberflächenvernickelungsschicht enthaltenen Vorsprünge kleiner. Mit anderen Worten kann die Anzahl an Vorsprüngen pro Flächeneinheit zu klein sein. Daraus lässt sich folgern, dass dies daran liegt, dass die der Oberfläche der Grundvernickelungsschicht zugeführten Nickelkationen unzureichend waren. In einem solchen Fall kann die Oberfläche der Beschichtungsschicht unzureichend werden. Als die Drehfrequenz des Rührstabs zu hoch war, wurden außerdem, wie in 13(b) dargestellt ist, zu viele der in der Oberflächenvernickelungsschicht enthaltenen Vorsprünge ausgebildet. Mit anderen Worten wurden zu viele Vorsprünge pro Flächeneinheit ausgebildet. Daraus lässt sich folgern, dass dies daran liegt, dass die der Oberfläche der Grundvernickelungsschicht zugeführten Nickelkationen übertrieben viele waren. Da eine kleinere Menge Harz ins Innere des Raums zwischen zwei nebeneinanderliegenden Vorsprüngen gelangt, besteht dabei die Tendenz, dass das mit dem Harzabstandhalter erreichte Abdichtungsvermögen zu gering ausfällt. Wird dieses Problem durch passendes Einstellen der Drehfrequenz des Rührstabs angegangen, kann, wie in 14 dargestellt ist, die Anzahl an Vorsprüngen pro Flächeneinheit vorteilhaft gesteuert werden.
  • Wenn die Drehfrequenz des Rührstabs größer oder gleich 0 min-1 und kleiner oder gleich 600 min-1 ist, ist die Relativgeschwindigkeit der Grundvernickelungsschicht 31 bezüglich des Watts-Bads zum Beispiel größer oder gleich 0 m/s und kleiner oder gleich 1,0 m/s. Diese Relativgeschwindigkeit ist eine Differenz zwischen der Geschwindigkeit des Spitzenendes des Rührstabs und der stillsitzenden Grundvernickelungsschicht 31, und sie wird berechnet, indem die Drehzahl mit einer Umfangslänge multipliziert wird, die anhand der Bewegungsbahn des Spitzenendes des sich drehenden Rührstabs ermittelt wird (das heißt Umfangslänge x Drehzahl). Die Richtung, in die der Rührstab gedreht wird, ist nicht auf eine bestimmte Richtung beschränkt, und die Drehzahl des Rührstabs kann uneinheitlich sein. Der Drehstab kann auch mit Unterbrechungen gedreht werden.
  • Selbst wenn der Rührstab nicht verwendet wird, ist es möglich, das Watts-Bad strömen zu lassen. Es ist auch möglich, dass das mit der Grundvernickelungsschicht 31 versehene Stahlblech S im Watts-Bad bewegt wird. Da in jedem dieser Beispiele der Grundvernickelungsschicht 31 vorteilhaft Nickelkationen zugeführt werden, besteht die Tendenz, dass das Profil der Oberflächenvernickelungsschicht 32 vorteilhaft gesteuert werden kann. Wenn zumindest das Watts-Bad dazu gebracht wird zu strömen oder das Stahlblech S bewegt wird, ist die Bewegungsgeschwindigkeit des Stahlblechs S bezüglich des Watts-Bads zum Beispiel kleiner oder gleich 1,0 m/s. Die Bewegung des Stahlblechs S wird erreicht, indem zum Beispiel eine Beförderungsmaschine oder dergleichen dazu gebracht wird, das Stahlblech S zu befördern.
  • Die bipolare Elektrode 3 kann ausgebildet werden, indem der Stromkollektor 11, der die Beschichtungsschicht 30 hat, die durch das oben beschriebene Ausbildungsverfahren ausgebildet wurde, je nach Bedarf mit Aktivmaterialschichten versehen wird. Indem dann je nach Bedarf eine Vielzahl der bipolaren Elektroden 3 und Separatoren 7 gestapelt werden, ist es möglich, den Stapel 2 auszubilden. Die in 1 dargestellte Elektrizitätsspeichervorrichtung 1 kann dann unter Verwendung des Stapels 2 hergestellt werden. Als ein Verfahren zur Herstellung der Elektrizitätsspeichervorrichtung 1, das die bipolare Elektrode 3 verwendet, kann je nach Bedarf ein öffentlich bekanntes Verfahren verwendet werden.
  • Wie oben beschrieben wurde, umfasst die Beschichtungsschicht 30 in der Elektrizitätsspeichervorrichtung 1, die mit dem Herstellungsverfahren gemäß diesem Ausführungsbeispiel hergestellt wurde, die Oberflächenvernickelungsschicht 32, die die Vorsprünge 34 hat, die in der zweiten Richtung D2 vorspringen. Daher wird die Oberfläche der auf der Oberfläche S1 vorhandenen Oberflächenvernickelungsschicht 32 verglichen mit der der Beschichtungsschicht, die einfach nur dem Oberflächenprofil des Stahlblechs S folgt, erhöht. Außerdem sind zumindest einige der Vorsprünge 34 so geformt, dass sie von den Fußenden 34a zu den Spitzenenden 34b von ihnen dicker werden. Die Fläche des Spitzenendes des Vorsprungs 34, der so geformt ist, dass er dicker wird, ist größer als die des Spitzenendes eines gewöhnlichen Vorsprungs, der so geformt ist, dass er dünner wird. Folglich kann die Elektrizitätsspeichervorrichtung 1 mit einer bipolaren Elektrode 3 versehen werden, die das Stahlblech S umfasst und eine ausreichende Oberfläche hat.
  • Die Elektrizitätsspeichervorrichtung 1 weist den Harzabstandhalter 4 auf, der entlang des Umfangsabschnitts 11c der bipolaren Elektrode 3 angeordnet ist und der sich mit der Beschichtungsschicht 30 in Kontakt befindet, und ein Teil 4a des Harzabstandhalters 4 kann zwischen zwei der Vorsprünge 34, von denen mindestens einer die Form hat, die dicker wird, über einen Bereich vom Spitzenende 34b zum Fußende 34a von ihm eingefügt sein. In einem solchen Fall wird die Bewegung des Teils 4a des Abstandhalters 4, der zwischen den benachbarten Vorsprüngen 34 eingefügt ist, in einer Richtung weg vom Fußende 34a eingeschränkt. Daher kann die Wahrscheinlichkeit verringert werden, dass sich der Harzabstandhalter 4 von der Beschichtungsschicht 30 ablöst.
  • Die durchschnittliche Höhe der Vorsprünge 34 kann größer oder gleich 15 µm und kleiner oder gleich 30 µm sein. In einem solchen Fall kann eine ausreichende Oberfläche der Beschichtungsschicht 30 sichergestellt werden, während ein Bruch der Vorsprünge 34 unterdrückt wird. Mindestens einer der Vielzahl von Vorsprüngen 34 kann eine Vielzahl von aufgebauten Nickelkristallen haben. In einem solchen Fall sind auf der Oberfläche der Vorsprünge 34, wo sich die Nickelkristalle überlappen, Unregelmäßigkeiten ausgebildet, sodass die Oberflächen der Vorsprünge 34 weiter erhöht werden.
  • Die Anzahl an Vorsprüngen 34 pro Flächeneinheit der Oberflächenvernickelungsschicht 32 kann in einer Draufsicht größer oder gleich 2500 und kleiner oder gleich 7000 sein. In einem solchen Fall kann eine ausreichende Oberfläche der Beschichtungsschicht 30 sichergestellt werden, während die Wahrscheinlichkeit unterdrückt wird, dass benachbarte Vorsprünge 34 miteinander in Kontakt gelangen.
  • Die Oberflächenvernickelungsschicht 32 kann auf der Grundvernickelungsschicht 31 ausgebildet werden, indem das mit der Grundvernickelungsschicht 31 versehene Stahlblech S in ein Watts-Bad, in dem die Nickelkonzentration auf größer oder gleich 0,15 Mol/l und kleiner oder gleich 0,30 Mol/l eingestellt ist, unter einer Bedingung eingetaucht wird, bei der die Stromdichte auf größer oder gleich 30 A/dm2 und kleiner oder gleich 50 A/dm2 eingestellt ist. Da in einem solchen Fall die Ausbildung der Vorsprünge 34 gefördert wird, die so geformt sind, dass sie dicker werden, kann die Oberfläche der Oberflächenvernickelungsschicht 32 noch mehr erhöht werden.
  • Die Oberflächenvernickelungsschicht 32 kann auf der Grundvernickelungsschicht 31 ausgebildet werden, indem das mit der Grundvernickelungsschicht 31 versehene Stahlblech S in ein Watts-Bad, in dem die Temperatur auf größer oder gleich 30℃ und kleiner oder gleich 60°C eingestellt ist, für eine Dauer eingetaucht wird, die größer oder gleich 30 Sekunden und kleiner oder gleich 60 Sekunden ist. Da in einem solchen Fall die Ausbildung der Vorsprünge 34, die so geformt sind, dass sie dicker werden, noch mehr gefördert wird, kann die Oberfläche der Oberflächenvernickelungsschicht 32 noch weiter erhöht werden.
  • In dem Schritt, in dem die Oberflächenvernickelungsschicht 32 ausgebildet wird, kann die Relativgeschwindigkeit der Oberfläche S1 des Stahlblechs S bezüglich des Watts-Bads größer oder gleich 0 m/s und kleiner oder gleich 1,0 m/s sein. In einem solchen Fall ist es möglich, die Anzahl an Vorsprüngen 34 pro Flächeneinheit vorteilhaft zu steuern.
  • In dem Schritt, in dem die Oberflächenvernickelungsschicht 32 ausgebildet wird, kann mindestens einer der Vielzahl von Vorsprüngen 34 eine Vielzahl von aufgebauten Nickelkristallen haben. Da in einem solchen Fall auf der Oberfläche des Vorsprungs 34, wo sich die Nickelkristalle überlappen, Unregelmäßigkeiten ausgebildet sind, können die Oberflächen des Vorsprungs 34 erhöht werden.
  • Unter Bezugnahme auf die 15 und 16 wird ein bestimmtes Beispiel des Schritts erklärt, in dem die Beschichtungsschicht auf der Oberfläche des Stahlblechs ausgebildet wird. 15 ist ein Schaubild, das einen Schritt darstellt, in dem die Grundvernickelungsschicht auf der Oberfläche des Stahlblechs ausgebildet wird. 16 ist ein Schaubild, das einen Schritt darstellt, in dem die Oberflächenvernickelungsschicht auf der Grundvernickelungsschicht ausgebildet wird.
  • Wie in 15 dargestellt ist, wird das Stahlblech S, das als eine Rolle um die Trommel DR2 herum aufgewickelt ist, herausgezogen, entlang der Oberfläche von zumindest der unteren Hälfte der Trommel DR1 befördert und dann um die Trommel DR3 herumgewickelt. Dabei sind der untere Teil der Trommel DR1 und eine Anode 160 im Elektrolyt L1 eingetaucht, der Nickelkationen umfasst. Daher wird das Stahlblech S, das sich mit der unteren Oberfläche der Trommel DR1 in Kontakt befindet, in den Elektrolyt L1 eingetaucht. Dann wird zwischen der Trommel DR1 und der Anode 160 ein vorbestimmter Strom aufgebracht, während das Stahlblech S befördert wird. Auf diese Weise wird Nickel dazu gebracht, sich auf der Oberfläche S1 des im Elektrolyt L1 eingetauchten Stahlblechs S (der Oberfläche des Stahlblechs S auf der gegenüberliegenden Seite der Oberfläche, die sich mit der Oberfläche der Trommel DR1 in Kontakt befindet) niederzuschlagen, und auf der Oberfläche S1 des Stahlblechs S wird die Grundvernickelungsschicht 31 ausgebildet, die die konvexen Abschnitte 33 hat.
  • Das Stahlblech S, das als eine Rolle um die Trommel DR3 herumgewickelt ist, wird dann, wie in 16 dargestellt ist, herausgezogen, entlang der Oberfläche von zumindest der unteren Hälfte der Trommel DR4 befördert und dann um die Trommel DR5 herumgewickelt. Dabei sind der untere Teil der Trommel DR4 und eine Anode 161 in einem Watts-Bad L2 eingetaucht. Daher wird das Stahlblech S, das sich mit der unteren Fläche der Trommel DR4 in Kontakt befindet, in das Watts-Bad L2 eingetaucht. Dann wird zwischen der Trommel DR4 und der Anode 161 ein vorbestimmter Strom angelegt, während das Stahlblech S befördert wird. Auf diese Weise wird Nickel dazu gebracht, sich auf der Grundvernickelungsschicht 31 niederzuschlagen, die auf dem Stahlblech S ausgebildet ist, das in das Watts-Bad L2 eingetaucht wird, und es wird die Oberflächenvernickelungsschicht 32 ausgebildet, die die Vorsprünge 34 aufweist. Es wird angenommen, dass die Geschwindigkeit, mit der das Stahlblech S befördert wird, zum Beispiel kleiner oder gleich 1,0 m/s ist und dass das Watts-Bad aus keinen anderen Gründen als der Drehung der Trommel DR4 und der Beförderung des Stahlblechs S strömt.
  • Es wird nun ein Galvanisierverfahren erklärt, das in mindestens einem von dem Schritt, in dem die Oberflächenvernickelungsschicht ausgebildet wird, und dem Schritt, in dem die Oberflächenvernickelungsschicht ausgebildet wird, die oben in dem einen Ausführungsbeispiel erklärt wurden, verwendet wird.
  • Es wird nun eine Galvanisierungsanlage 301 gemäß einer ersten Ausführungsform erklärt. Wie in 17 dargestellt ist, weist die Galvanisierungsvorrichtung 301 einen Galvanisierungsbehälter 311, ein als eine Anode dienendes metallisches Element 317, ein als eine Kathode dienendes metallisches Element (Basismaterial) 340, ein erstes Klemmelement 321 und ein zweites Klemmelement 325 zum Einklemmen des Metallelements 340, ein Halteelement 331, das das erste Klemmelement 321 und das zweite Klemmelement 325 als eine Einheit hält, eine Gleichstromquelle 315 und Zuleitungen 315a, 315b auf.
  • Der Galvanisierungsbehälter 311 speichert darin eine Galvanisierungslösung 313. Ein Beispiel der Galvanisierungslösung 313 schließt Elektrolyt ein, der Nickelkationen umfasst, etwa wässrige Nickelchloridlösung und Nickelsulfatlösung. Die Konzentration (Mol/l) und die Temperatur (°C) der Galvanisierungslösung werden je nach Bedarf beruhend auf Faktoren wie dem zu beschichtenden Metall und der Beschichtungsdicke eingestellt.
  • Das metallische Element 317, das die Anode ausbildet, ist zum Beispiel Nickel. Das metallische Element 317 ist über eine Zuleitung 315a mit der Gleichstromquelle 315 verbunden. Das metallische Element 340, das die Kathode ausbildet, ist zum Beispiel ein kaltgewalztes Stahlblech (etwa SPCC), wie es in JIS G 3141:2005 vorgeschrieben ist. Die Dicke des metallischen Elements 340 kann zum Beispiel größer oder gleich 0,1 µm und kleiner oder gleich 1000 µm sein.
  • Wie in den 17 und 18 dargestellt ist, umfasst das erste Klemmelement 321 ein leitendes Element 322, und die gesamte Oberfläche des leitenden Elements 322 ist durch einen Isolator 321a maskiert (bedeckt). Ein Beispiel des Materials des leitenden Elements 322 ist rostfreier Stahl (SUS304), und ein Beispiel des Materials des Isolators (der Isolationsbeschichtung) 321a zum Maskieren der gesamten Oberfläche des leitenden Elements 322 ist Polyester. Das erste Klemmelement 321 hat in einer Vorderansicht im zentralen Teil eine Öffnung 321c. Das erste Klemmelement 321 hat zwei freiliegende Abschnitte 321b, 321b, wobei die Öffnung 321c dazwischen positioniert ist. Die freiliegenden Abschnitte 321b, 321b sind dort, wo der Isolator 321a abgelöst ist und das leitende Element 322 freiliegt. In der ersten Ausführungsform wird ein Beispiel erklärt, das mit zwei freiliegenden Abschnitten 321b, 321b versehen ist, doch kann die Anzahl an freiliegenden Abschnitten 321b eins oder drei oder mehr betragen.
  • Das zweite Klemmelement 325 umfasst ein leitendes Element 326, und die gesamte Oberfläche des leitenden Elements 326 ist mit einem Isolator 325a maskiert. Ein Beispiel des Materials des leitenden Elements 326 ist rostfreier Stahl (SUS304), und ein Beispiel des Materials des Isolators 325a zum Maskieren der gesamten Oberfläche des leitenden Elements 326 ist auf die gleiche Weise wie das zweite Klemmelement 325 Polyester. Anders als das erste Klemmelement 321 ist das zweite Klemmelement 325 in einer Draufsicht im zentralen Teil nicht mit der Öffnung 321c versehen. Außerdem ist das zweite Klemmelement 325 anders als das erste Klemmelement 321 nicht mit dem freiliegenden Abschnitt versehen, wo der Isolator 325a abgelöst ist und das leitende Element 326 freiliegt. Das Halteelement 331 hält das erste Klemmelement 321 und das zweite Klemmelement 325 als eine Einheit.
  • Bei der ersten Ausführungsform ist die auf dem ersten Klemmelement 321 vorgesehene Öffnung 321c an einer Stelle platziert, die dem Bereich entspricht, der auf dem metallischen Element 340 zu beschichten ist. Außerdem sind die auf dem ersten Klemmelement 321 vorgesehenen freiliegenden Abschnitte 321b, 321b an Stellen platziert, die den Teilen entsprechen, denen im metallischen Element 340 der Strom zuzuführen ist. Das metallische Element 340 wird dann mit dem ersten Klemmelement 321 und dem zweiten Klemmelement 325 auf eine solche Weise eingeklemmt, dass dieser Lagezusammenhang beibehalten wird. Das auf diese Weise eingeklemmte metallische Element 340 wird dann als eine Kathode in die Galvanisierungslösung eingetaucht, die im Galvanisierungsbehälter 311 gespeichert wird, und dem mit den freiliegenden Abschnitten 321b, 321b versehenen ersten Klemmelement 321 wird dann Strom zugeführt (Spannung angelegt).
  • Es wird nun ausführlich ein Galvanisierverfahren erklärt, das die oben beschriebene Galvanisierungsanlage 301 verwendet. Das Galvanisierverfahren gemäß der ersten Ausführungsform beinhaltet, wie in 19 dargestellt ist, einen ersten Vorbereitungsschritt S301, einen zweiten Vorbereitungsschritt S302 und einen Galvanisierschritt S303.
  • Im ersten Vorbereitungsschritt S301 wird die gesamte Oberfläche des leitenden Elements 322 mit dem Isolator 321a maskiert, und es werden, wie in 18 dargestellt ist, das erste Klemmelement 321, das mit der Öffnung 321c versehen ist, und das zweite Klemmelement 325, bei dem die gesamte Oberfläche des leitenden Elements 326 mit dem Isolator 325a maskiert ist, vorbereitet.
  • Im zweiten Vorbereitungsschritt S302 werden dann die freiliegenden Abschnitte 321b, wo das leitende Element 322 freiliegt, ausgebildet, indem der Isolator 25a von einem Teil des ersten Klemmelements 321 abgelöst wird. Im zweiten Vorbereitungsschritt S302 werden die freiliegenden Abschnitte 321b, 321b auf dem ersten Klemmelement 321 ausgebildet.
  • Im Galvanisierschritt S303 wird das Klemmelement 321 auf eine solche Weise angeordnet, dass die Öffnung 321c an einer Stelle platziert ist, die dem Bereich entspricht, der in dem metallischen Element 340 zu beschichten ist. Das erste Klemmelement 321 wird dann auf eine solche Weise angeordnet, dass die freiliegenden Abschnitte 321b, 321b an Stellen platziert sind, die den Teilen entsprechen, denen in dem metallischen Element 340 der Strom zuzuführen ist. Das metallische Element 340 wird dann zwischen diesem ersten Klemmelement 321 und dem zweiten Klemmelement 325 eingeklemmt. Das mit dem ersten Klemmelement 321 und dem zweiten Klemmelement 325 eingeklemmte metallische Element 340 wird als eine Kathode in die Galvanisierungslösung 313 eingetaucht, die im Galvanisierungsbehälter 311 gespeichert wird, und dem leitenden Element 322 des ersten Klemmelements 321, das mit den freiliegenden Abschnitten 321b, 321b versehen ist, wird Strom zugeführt. Auf diese Weise wird dem metallischen Element 340 über die freiliegenden Abschnitte 321b, 321b der Strom zugeführt.
  • Es werden nun die Arbeitsweise und Wirkungen erklärt, die durch das Galvanisierverfahren gemäß der ersten Ausführungsform erreicht werden.
  • Indem mit dem oben beschriebenen Galvanisierverfahren die einfache Aufgabe durchgeführt wird, einen Teil der Isolationsbeschichtung von dem ersten Klemmelement 321 abzulösen, bevor das metallische Element 340 mit dem ersten Klemmelement 321 und dem zweiten Klemmelement 325 eingeklemmt wird, kann ein Abschnitt ausgebildet werden, über den der Strom zum metallischen Element 340 zu speisen ist. Bei dem ersten Klemmelement 321, das mit den freiliegenden Abschnitten 321b, 321b versehen ist, kann über die freiliegenden Abschnitte 321b, 321b Strom zum metallischen Element 340 geleitet werden, das mit dem ersten Klemmelement 321 in Kontakt steht. Wenn das metallische Element 340 mit dem ersten Klemmelement 321 und dem zweiten Klemmelement 325 eingeklemmt wird, kann das metallische Element 340, indem das erste Klemmelement 321 auf eine solche Weise angeordnet wird, dass die freiliegenden Abschnitte 321b, 321b an Stellen platziert sind, die den Teilen entsprechen, denen im metallischen Element 340 der Strom zurückzuführen ist, daher über die freiliegenden Abschnitte 321b, 321b die Zufuhr an Strom aufnehmen. Da es lediglich notwendig ist, den Isolator 321a vom ersten Klemmelement 321 abzulösen, um einen Abschnitt auszubilden, über den der Strom zugeführt wird, kann dieser Abschnitt, über den der Strom gespeist werden soll, wie zuvor erwähnt wurde, auf beliebige Weise geändert werden. Dadurch kann in dem metallischen Element 340, das beim Galvanisieren als eine Kathode verwendet wird, der Abschnitt, über den der Strom zugeführt wird, leicht geändert werden.
  • Da die freiliegenden Abschnitte 321b, 321b im zweiten Vorbereitungsschritt S302 des Galvanisierverfahrens auf dem ersten Klemmelement 321 ausgebildet werden, kann von einem Bereich um den zu beschichtenden Bereich herum Strom zum metallischen Element 340 gespeist werden. Da die freiliegenden Abschnitte dann 321b, 321b während des Galvanisierens in der Galvanisierungslösung angeordnet sind, kann der Strom dem metallischen Element 340 außerdem in der Galvanisierungslösung zugeführt werden.
  • Da die freiliegenden Abschnitte 321b, 321b im zweiten Vorbereitungsschritt S302 des Galvanisierverfahrens auf dem ersten Klemmelement 321 ausgebildet werden, können die Abschnitte, über die der Strom über das metallische Element 340 zu speisen ist, verteilt werden, sodass das metallische Element 340 gleichmäßiger beschichtet werden kann.
  • Es wird nun ein Galvanisierverfahren gemäß einer zweiten Ausführungsform erklärt. Da die Galvanisierungsanlage 301 die gleiche wie die ist, die im Galvanisierverfahren gemäß der ersten Ausführungsform verwendet wird, werden ausführliche Erklärungen von ihr weggelassen.
  • Wie in den 20 und 21 dargestellt ist, umfasst ein erstes Klemmelement 421 ein leitendes Element 422, und die gesamte Oberfläche des leitenden Elements 422 ist mit einem Isolator 421a maskiert. Ein Beispiel des Materials des leitenden Elements 422 ist rostfreier Stahl (SUS304), und ein Beispiel des Materials des Isolators 421a zum Maskieren der gesamten Oberfläche des leitenden Elements 422 ist Polyester. Das erste Klemmelement 421 hat in einer Draufsicht im zentralen Teil eine Öffnung 421c. Das erste Klemmelement 421 ist anders als das erste Klemmelement 321 gemäß der ersten Ausführungsform nicht mit dem freiliegenden Abschnitt 321b versehen.
  • Das zweite Klemmelement 425 umfasst ein leitendes Element 426, und die gesamte Oberfläche des leitenden Elements 426 ist mit einem Isolator 425a maskiert. Ein Beispiel des Materials des leitenden Elements 426 ist rostfreier Stahl (SUS304), und ein Beispiel des Materials des Isolators 425a zum Maskieren der gesamten Oberfläche des leitenden Materials 426 ist in der gleichen Weise wie das zweite Klemmelement 425 Polyester. Das zweite Klemmelement 425 hat in einer Draufsicht an einer Stelle, die sich mit der Öffnung 421c des ersten Klemmelements 421 überlappt, einen freiliegenden Abschnitt 425b. Der freiliegende Abschnitt 425b ist ein Teil, wo der Isolator 425a abgelöst ist und das leitende Element 426 freiliegt. Das Halteelement 331 hält das erste Klemmelement 421 und das zweite Klemmelement 425 als eine Einheit.
  • In der zweiten Ausführungsform ist die auf dem ersten Klemmelement 421 vorgesehene Öffnung 421c an einer Position platziert, die dem Bereich entspricht, der auf dem metallischen Element 340 zu beschichten ist. Darüber hinaus ist der freiliegende Abschnitt 425b, der auf dem zweiten Klemmelement 425 vorgesehen ist, an einer Stelle platziert, die dem Teil des metallischen Elements 340 entspricht, dem Strom zuzuführen ist. Mit anderen Worten ist der freiliegende Abschnitt 425b so platziert, dass er mit der Rückseite des Bereichs in Kontakt steht, der auf dem metallischen Element 340 zu beschichten ist. Das metallische Element 340 wird dann mit dem ersten Klemmelement 421 und dem zweiten Klemmelement 425 eingeklemmt, die in der oben beschriebenen Weise platziert sind. Das auf diese Weise eingeklemmte metallische Element 340 wird dann als eine Kathode in die Galvanisierungslösung eingetaucht, die in dem Galvanisierungsbehälter 311 gespeichert wird, und dem zweiten Klemmelement 425, das mit dem freiliegenden Abschnitt 425b versehen ist, wird Strom zugeführt (Spannung angelegt).
  • Das Galvanisierverfahren, das die oben beschriebene Galvanisierungsanlage 301 verwendet, wird nun ausführlich erklärt. Das Galvanisierverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform beinhaltet, wie in 19 dargestellt ist, auf die gleiche Weise wie in der ersten Ausführungsform den ersten Vorbereitungsschritt S301, den zweiten Vorbereitungsschritt S302 und den Galvanisierschritt S303.
  • Im ersten Vorbereitungsschritt S301 wird, wie in 21 dargestellt ist, die gesamte Oberfläche des leitenden Elements 422 mit dem Isolator 421a maskiert, und es werden das erste Klemmelement 421, das die Öffnung 421c hat, und das zweite Klemmelemente 425 vorbereitet, bei dem die gesamte Oberfläche des leitenden Elements 426 mit dem Isolator 425a maskiert ist und das mit dem freiliegenden Abschnitt 425b zu versehen ist. Im zweiten Vorbereitungsschritt S302 wird dann der freiliegende Abschnitt 425b ausgebildet, wo das leitende Element 426 freiliegt, indem der Isolator 425a von einem Teil des zweiten Klemmelements 425 abgelöst wird.
  • Im Galvanisierschritt S303 wird das erste Klemmelement 421 auf eine solche Weise angeordnet, dass die Öffnung 421c an einer Stelle platziert ist, die dem Bereich entspricht, der auf dem metallischen Element 340 zu beschichten ist. Das zweite Klemmelement 425 wird dann auf eine solche Weise angeordnet, dass der freiliegende Abschnitt 425b an einer Stelle platziert ist, die dem Teil entspricht, dem im metallischen Element 340 der Strom zuzuführen ist. Das metallische Element 340 wird dann mit dem ersten Klemmelement 421 und dem zweiten Klemmelement 425 eingeklemmt. Das mit dem ersten Klemmelement 421 und dem zweiten Klemmelement 425 eingeklemmte metallische Element 340 wird dann als eine Kathode in die Galvanisierungslösung 313 eingetaucht, die in dem Galvanisierungsbehälter 311 gespeichert wird. Der Strom wird dann dem leitenden Element 426 zugeführt, das in dem zweiten Klemmelement 425 enthalten ist, das den freiliegenden Abschnitt 425b hat, und der Strom wird dem metallischen Element 340 über den freilegenden Abschnitt 425b zugeführt.
  • Das Galvanisierverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform kann ebenfalls die gleichen Wirkungen erreichen, die durch das Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform erreicht werden. Darüber hinaus wird der Strom in der zweiten Ausführungsform von der Rückseite auf eine Weise zugeführt, die dem Bereich entspricht, der auf dem metallischen Element 340 zu beschichten ist. Auf diese Weise kann dem zu beschichtenden Bereich gleichmäßig Strom zugeführt werden und eine gleichmäßige Beschichtungsdicke erreicht werden.
  • Der eine Aspekt der Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene erste Ausführungsform und zweite Ausführungsform beschränkt. In der ersten Ausführungsform wird zwar ein Beispiel erklärt, in dem die freiliegenden Abschnitte 321b, 321b auf eine solche Weise vorgesehen werden, dass sich der zu beschichtende Bereich zwischen ihnen befindet, doch ist der eine Aspekt der Erfindung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann der freiliegende Abschnitt auf dem ersten Klemmelement 321 auf eine Weise vorgesehen werden, dass er den zu beschichtenden Bereich umgibt. Da der freiliegende Abschnitt bei der ersten Ausführungsform ausgebildet werden kann, indem die einfache Aufgabe durchgeführt wird, den mit dem Isolator 321a maskierten Teil abzulösen, kann leicht ein beliebiger freiliegender Abschnitt mit einer beliebigen Form und Größe ausgebildet werden.
  • Bei der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform wird zwar das Beispiel des Vernickelns erklärt, doch können die erste Ausführungsform und die zweite Ausführungsform zum Beispiel auch beim Verkupfern, Verchromen oder Verzinnen eingesetzt werden. Der eine Aspekt der Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt und es sind noch verschiedene weitere Abwandlungen möglich. Zum Beispiel ist im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel die Grundvernickelungsschicht keine glatte Beschichtungsschicht, doch ist der Aspekt der Erfindung nicht darauf beschränkt.
  • In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird ein Beispiel erklärt, in dem, wie in 2(a) dargestellt ist, der Umfangsabschnitt 11c des Stromkollektors 11 die Beschichtungsschicht 30 hat, die die eine Oberfläche S1 des Stahlblechs S bedeckt, und der Harzabstandhalter 4 über die Beschichtungsschicht 30 auf dem Umfangsabschnitt 11c angeordnet ist, doch ist der eine Aspekt der Erfindung nicht darauf beschränkt. Wie in 22(a) dargestellt ist, kann der Harzabstandhalter 4 zum Beispiel über beiden Oberflächen 11a, 11b des Stromkollektors 11 angeordnet werden. Mit anderen Worten kann eine Elektrizitätsspeichervorrichtung 1A realisiert werden, die einen Aufbau hat, bei dem im Umfangsabschnitt 11c des Stromkollektors 11 die eine Oberfläche S1 des Stahlblechs S über die Beschichtungsschicht 30 mit dem Harzabstandhalter 4 verbunden ist und die andere Oberfläche S2 des Stahlblechs S von dem Harzabstandhalter 4 bedeckt ist.
  • Wie in 22(a) dargestellt ist, kann außerdem ein Verzug oder eine Wölbung des Stromkollektors 11, der Positivelektrodenschicht 12 oder der Negativelektrodenschicht 13 unterdrückt werden, wenn der Harzabstandhalter 4 über beiden Oberflächen 11a, 11b des Stromkollektors 11 angeordnet wird, wobei der Verzug oder die Wölbung das Ergebnis eines Unterschieds beim Ausdehnungs- oder Schrumpfungsgrad des Harzabstandhalters 4 und des Stromkollektors 11 ist, denen sie aufgrund einer Temperaturänderung (aufgrund des Erhitzens und Abkühlens während der Herstellung der Elektrizitätsspeichervorrichtung 1A, einer exothermen Reaktion mit den bipolaren Elektroden 3 oder einer Änderung der Außentemperatur), einer Feuchtigkeitsabsorption oder einer Verschlechterung im Laufe der Zeit unterliegen.
  • In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Beschichtungsschicht 30 zwar, wie in 2(a) dargestellt ist, auf der einen Oberfläche S1 des Stahlblechs S vorgesehen, doch kann die Beschichtungsschicht 30 auch auf beiden Oberflächen, der einen Oberfläche S1 und der anderen Oberfläche S2 vorgesehen werden. Außerdem kann auch in einem solchen Fall der Harzabstandhalter 4, wie in 22(b) dargestellt ist, über beiden Oberflächen 11a, 11b des Stromkollektors 11 angeordnet werden. Mit anderen Worten kann eine Elektrizitätsspeichervorrichtung 1B realisiert werden, die einen Aufbau hat, bei dem die beiden Oberflächen S1, S2 des Stahlblechs S im Umfangsabschnitt 11c des Stromkollektors 11 über die entsprechenden Beschichtungsschichten 30 mit dem Harzabstandhalter 4 verbunden sind.
  • In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Beschichtungsschicht 30 zwar, wie in 2(a) dargestellt ist, auf der einen Oberfläche S1 des Stahlblechs S vorgesehen, doch kann die Beschichtungsschicht 30 auch nur auf der anderen Oberfläche S2 vorgesehen werden, ohne auf der einen Oberfläche S1 vorgesehen zu werden. Außerdem können die Harzabstandhalter 4, wie in 22(c) dargestellt ist, auch in einem solchen Fall über beiden Oberflächen 11a, 11b des Stromkollektors 11 angeordnet werden. Mit anderen Worten ist es möglich, eine Elektrizitätsspeichervorrichtung 1C zu realisieren, die einen Aufbau hat, bei dem im Umfangsabschnitt 11c des Stromkollektors 11 die eine Oberfläche S1 des Stahlblechs S vom Harzabstandhalter 4 bedeckt ist und die andere Oberfläche S2 über die Beschichtungsschicht 30 mit dem Harzabstandhalter 4 verbunden ist.
  • Bezugszeichenliste
    • 1, 1A, 1B, 1C
    Elektrizitätsspeichervorrichtung,
    3
    bipolare Elektrode (Elektrode),
    4
    Harzabstandhalter,
    7
    Separator,
    11
    Stromkollektor,
    11a
    eine Oberfläche,
    11 b
    andere Oberfläche,
    11c
    Umfangsabschnitt,
    12
    Positivelektrodenschicht,
    13
    Negativelektrodenschicht,
    30
    Beschichtungsschicht,
    31
    Grundvernickelungsschicht,
    32
    Oberflächenvernickelungsschicht,
    33
    konvexer Abschnitt,
    34
    Vorsprung,
    34a
    Fußende,
    34b
    Spitzenende,
    34c
    vergrößerter Abschnitt,
    S
    Stahlblech,
    S1, S2
    Oberfläche,
    301
    Galvanisierungsanlage,
    321
    erstes Klemmelement,
    321a
    Isolator,
    321b
    freiliegender Abschnitt,
    321c
    Öffnung,
    322, 326
    leitendes Element,
    325
    zweites Klemmelement,
    325a
    Isolator,
    331
    Halteelement,
    340
    metallisches Element (Basismaterial),
    421
    erstes Klemmelement,
    421a
    Isolator,
    421c
    Öffnung,
    422, 426
    leitendes Element,
    425
    zweites Klemmelement,
    425a
    Isolator,
    425b
    freiliegender Abschnitt,
    S301
    erster Vorbereitungsschritt,
    S302
    zweiter Vorbereitungsschritt,
    S303
    Galvanisierschritt
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2014 [0003]
    • JP 56000799 A [0003]

Claims (25)

  1. Elektrizitätsspeichervorrichtung, die einen Stapel Elektroden umfasst, die jeweils ein Stahlblech und eine auf einer Oberfläche des Stahlblechs vorgesehene Beschichtungsschicht umfassen, wobei die Beschichtungsschicht Folgendes umfasst: eine Grundvernickelungsschicht, die auf der Oberfläche des Metallblechs vorgesehen ist, und eine Oberflächenvernickelungsschicht, die auf der Grundvernickelungsschicht vorgesehen ist und eine Oberflächenrauheit hat, die größer als die der Grundvernickelungsschicht ist.
  2. Elektrizitätsspeichervorrichtung nach Anspruch 1, die außerdem einen Harzabstandhalter umfasst, der entlang eines Umfangsabschnitts der Elektrode angeordnet ist und mit der Beschichtungsschicht in Kontakt steht, wobei die Beschichtungsschicht eine Vielzahl von Vorsprüngen hat, die in einer Richtung vorspringen, die sich mit einer Richtung schneidet, in der sich die Oberfläche des Stahlblechs erstreckt, zumindest einige der Vorsprünge so geformt sind, dass sie von Fußenden zu Spitzenenden von ihnen dicker werden, und ein Teil des Harzabstandhalters zwischen zwei benachbarten der Vorsprünge, von denen mindestens einer so geformt ist, dass er dicker wird, über einen Bereich von den Spitzenenden zu den Fußenden von ihnen eingefügt ist.
  3. Elektrizitätsspeichervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Oberflächenvernickelungsschicht eine Vielzahl von Vorsprüngen hat, die in einer Richtung vorspringen, die sich mit einer Richtung schneidet, in der sich die Oberfläche des Stahlblechs erstreckt, und zumindest einige der Vorsprünge so geformt sind, dass sie von Fußenden zu Spitzenenden von ihnen dicker werden.
  4. Elektrizitätsspeichervorrichtung, die einen Stapel Elektroden umfasst, die jeweils ein Stahlblech und eine auf einer Oberfläche des Stahlblechs vorgesehene Beschichtungsschicht umfassen, wobei die Beschichtungsschicht Folgendes umfasst: eine Grundvernickelungsschicht, die auf der Oberfläche des Stahlblechs vorgesehen ist, und eine Oberflächenvernickelungsschicht, die auf der Grundvernickelungsschicht vorgesehen ist und eine Vielzahl von Vorsprüngen hat, die in einer Richtung vorspringen, die sich mit einer Richtung schneidet, in der sich die Oberfläche des Stahlblechs erstreckt, und zumindest einige der Vorsprünge so geformt sind, dass sie von Fußenden zu Spitzenenden von ihnen dicker werden.
  5. Elektrizitätsspeichervorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, die außerdem einen Harzabstandhalter umfasst, der entlang eines Umfangsabschnitts von jeder der Elektroden angeordnet ist und mit der Beschichtungsschicht in Kontakt steht, wobei ein Teil des Harzabstandhalters zwischen zwei benachbarten der Vorsprünge, von denen mindestens einer so geformt ist, dass er dicker wird, über einen Bereich von den Spitzenenden bis zu den Fußenden von ihnen eingefügt ist.
  6. Elektrizitätsspeichervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei eine durchschnittliche Höhe der Vorsprünge größer oder gleich 15 µm und kleiner oder gleich 30 µm ist.
  7. Elektrizitätsspeichervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei mindestens einer der Vielzahl von Vorsprüngen eine Vielzahl von aufgebauten Metallabscheidungen hat.
  8. Elektrizitätsspeichervorrichtung nach Anspruch 7, wobei jede der Metallabscheidungen eine Kugelform hat.
  9. Elektrizitätsspeichervorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Elektrizitätsspeichervorrichtung eine Nickel-Wasserstoff-Sekundärbatterie ist, das Stahlblech aus Nickel besteht und die Metallabscheidungen Nickel sind.
  10. Elektrizitätsspeichervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, wobei mindestens einer der Vielzahl von Vorsprüngen eine Vielzahl von aufgebauten Nickelkristallen hat.
  11. Elektrizitätsspeichervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, wobei in einer Draufsicht die Anzahl an Vorsprüngen pro Flächeneinheit der Oberflächenvernickelungsschicht größer oder gleich 2500 und kleiner oder gleich 7000 ist.
  12. Verfahren zur Herstellung einer Elektrizitätsspeichervorrichtung, das Folgendes umfasst: einen Schritt, in dem ein Stahlblech vorbereitet wird; einen Schritt, in dem auf einer Oberfläche des Stahlblechs eine Grundvernickelungsschicht ausgebildet wird; und einen Schritt, in dem auf der Grundvernickelungsschicht eine Oberflächenvernickelungsschicht ausgebildet wird, die eine Oberflächenrauheit hat, die größer als die der Grundvernickelungsschicht ist.
  13. Verfahren zur Herstellung einer Elektrizitätsspeichervorrichtung nach Anspruch 12, wobei auf der Oberfläche des Stahlblechs eine Grundvernickelungsschicht mit einer Vielzahl von konvexen Abschnitten ausgebildet wird, indem das Stahlblech in ein Nickelbad, in dem eine Nickelkonzentration auf größer oder gleich 0,5 Mol/l und kleiner oder gleich 2,0 Mol/l eingestellt ist, unter einer Bedingung, bei der eine Stromdichte größer oder gleich 0,5 A/dm2 und kleiner oder gleich 5,0 A/dm2 ist, eingetaucht wird.
  14. Verfahren zur Herstellung einer Elektrizitätsspeichervorrichtung nach Anspruch 13, wobei das Stahlblech in das Nickelbad für eine Dauer, die größer oder gleich 150 Sekunden und kleiner oder gleich 2400 Sekunden ist, unter einer Bedingung, bei der eine Nickelbadtemperatur auf größer oder gleich 40°C und kleiner oder gleich 65°C eingestellt ist, eingetaucht wird.
  15. Verfahren zur Herstellung einer Elektrizitätsspeichervorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Oberflächenvernickelungsschicht eine Vielzahl von Vorsprüngen aufweist, die in einer Richtung vorspringen, die sich mit einer Richtung schneidet, in der sich die Oberfläche des Stahlblechs erstreckt, und in dem Schritt, in dem die Oberflächenvernickelungsschicht ausgebildet wird, zumindest einige der Vorsprünge so geformt werden, dass sie von Fußenden zu Spitzenenden von ihnen dicker werden.
  16. Verfahren zur Herstellung einer Elektrizitätsspeichervorrichtung, die Folgendes umfasst: einen Schritt, in dem ein Stahlblech vorbereitet wird; einen Schritt, in dem auf einer Oberfläche des Stahlblechs eine Grundvernickelungsschicht ausgebildet wird; und einen Schritt, in dem auf der Grundvernickelungsschicht eine Oberflächenvernickelungsschicht ausgebildet wird, die eine Vielzahl von Vorsprüngen hat, die in einer Richtung vorspringen, die sich mit einer Richtung schneidet, in der sich die Oberfläche des Stahlblechs erstreckt, wobei in dem Schritt, in dem die Oberflächenvernickelungsschicht ausgebildet wird, zumindest einige der Vorsprünge so geformt werden, dass sie von Fußenden zu Spitzenenden von ihnen dicker werden.
  17. Verfahren zur Herstellung einer Elektrizitätsspeichervorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, wobei die Oberflächenvernickelungsschicht auf der Grundvernickelungsschicht ausgebildet wird, indem das mit der Grundvernickelungsschicht versehene Stahlblech in ein Watts-Bad, in dem die Nickelkonzentration auf größer oder gleich 0,15 Mol/l und kleiner oder gleich 0,30 Mol/l eingestellt ist, unter einer Bedingung, bei der eine Stromdichte größer oder gleich 30 A/dm2 und kleiner oder gleich 50 A/dm2 ist, eingetaucht wird.
  18. Verfahren zur Herstellung einer Elektrizitätsspeichervorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Oberflächenvernickelungsschicht auf der Grundvernickelungsschicht ausgebildet wird, indem das mit der Grundvernickelungsschicht versehene Stahlblech in ein Watts-Bad, in dem eine Temperatur auf größer oder gleich 30°C und kleiner oder gleich 60°C eingestellt ist, für eine Dauer, die größer oder gleich 30 Sekunden und kleiner oder gleich 60 Sekunden ist, eingetaucht wird.
  19. Verfahren zur Herstellung einer Elektrizitätsspeichervorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, wobei in dem Schritt, in dem die Oberflächenvernickelungsschicht ausgebildet wird, eine Relativgeschwindigkeit der Grundvernickelungsschicht bezüglich des Watts-Bads kleiner oder gleich 1,0 m/s ist.
  20. Verfahren zur Herstellung einer Elektrizitätsspeichervorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, wobei in dem Schritt, in dem die Oberflächenvernickelungsschicht ausgebildet wird, mindestens einer der Vielzahl von Vorsprüngen eine Vielzahl von aufgebauten Nickelkristallen hat.
  21. Verfahren zur Herstellung einer Elektrizitätsspeichervorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 20, wobei mindestens einer von dem Schritt, in dem die Oberflächenvernickelungsschicht ausgebildet wird, und dem Schritt, in dem die Oberflächenvernickelungsschicht ausgebildet wird, Folgendes beinhaltet: einen ersten Vorbereitungsschritt, in dem ein erstes Klemmelement, das ein leitendes Element ist, dessen gesamte Oberfläche mit einer Isolationsbeschichtung versehen ist und das eine Öffnung hat, und ein zweites Klemmelement, das ein leitendes Element ist, dessen gesamte Oberfläche mit einer Isolationsbeschichtung versehen ist, vorbereitet werden; einen zweiten Vorbereitungsschritt, in dem ein freiliegender Abschnitt ausgebildet wird, wo das leitende Element freiliegt, indem die Isolationsbeschichtung von einem Teil entweder des ersten Klemmelements oder des zweiten Klemmelements entfernt wird; und einen Beschichtungsschritt, in dem dem leitenden Element in entweder dem ersten Klemmelement oder dem zweiten Klemmelement, das das Klemmelement mit dem freiliegenden Abschnitt ist, Strom zugeführt wird, indem das Grundmaterial mit dem ersten Klemmelement und dem zweiten Klemmelement auf eine solche Weise eingeklemmt wird, dass die Öffnung an einer Stelle platziert ist, die einem Bereich entspricht, der auf dem Grundmaterial zu beschichten ist, und dass der freiliegende Abschnitt an einer Stelle platziert ist, die einem Teil entspricht, dem in dem Grundmaterial Strom zuzuführen ist, und indem das Grundmaterial als eine Kathode in einer Beschichtungslösung eingetaucht wird.
  22. Verfahren zur Herstellung einer Elektrizitätsspeichervorrichtung nach Anspruch 21, wobei in dem zweiten Vorbereitungsschritt auf dem ersten Klemmelement ein freiliegender Abschnitt ausgebildet wird und in dem Beschichtungsschritt dem ersten Klemmelement, das mit dem freiliegenden Abschnitt versehen ist, Strom zugeführt wird.
  23. Verfahren zur Herstellung einer Elektrizitätsspeichervorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, wobei in dem zweiten Vorbereitungsschritt auf dem ersten Klemmelement eine Vielzahl von freiliegenden Abschnitten ausgebildet wird.
  24. Verfahren zur Herstellung einer Elektrizitätsspeichervorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 23, wobei in dem zweiten Vorbereitungsschritt auf dem zweiten Klemmelement ein freiliegender Abschnitt ausgebildet wird und in dem Beschichtungsschritt dem zweiten Klemmelement, das mit dem freiliegenden Abschnitt versehen ist, Strom zugeführt wird.
  25. Galvanisierverfahren gemäß einem Aspekt der Erfindung, das Folgendes umfasst: einen ersten Vorbereitungsschritt, in dem ein erstes Klemmelement, das ein leitendes Element ist, dessen gesamte Oberfläche mit einer Isolationsbeschichtung versehen ist und das eine Öffnung hat, und ein zweites Klemmelement, das ein leitendes Element ist, dessen gesamte Oberfläche mit einer Isolationsbeschichtung versehen ist, vorbereitet werden; ein zweiter Vorbereitungsschritt, in dem ein freiliegender Abschnitt ausgebildet wird, wo das leitende Element freiliegt, indem die Isolationsbeschichtung von einem Teil von entweder dem ersten Klemmelement oder dem zweiten Klemmelement entfernt wird; und einen Beschichtungsschritt, in dem dem leitenden Element in entweder dem ersten Klemmelement oder dem zweiten Klemmelement, das das Klemmelement mit dem freiliegenden Abschnitt ist, Strom zugeführt wird, indem das Grundmatetrial mit dem ersten Klemmelement und dem zweiten Klemmelement auf eine solche Weise eingeklemmt wird, dass die Öffnung an einer Stelle platziert ist, die einem Bereich entspricht, der auf dem Grundmaterial zu beschichten ist, und dass der freiliegende Abschnitt an einer Stelle platziert ist, die einem Teil entspricht, dem in dem Grundmaterial Strom zuzuführen ist, und indem das Grundmaterial als eine Kathode in eine Beschichtungslösung eingetaucht wird.
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