JP2001202968A

JP2001202968A - 電池用集電体

Info

Publication number: JP2001202968A
Application number: JP2000010257A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Hitomi; 陽一人見; Junichi Yamada; 淳一山田; Hideki Sato; 秀樹佐藤; Makoto Tsutsue; 誠筒江; Masanori Sumihara; 正則住原
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-01-17
Filing date: 2000-01-17
Publication date: 2001-07-27

Abstract

(57)【要約】【課題】集電体の製造を容易にさせると共に、集電体
およびそれを用いた電極板の軽量化と薄型化を達成でき
る貫通孔の配列パターンを有する電池用集電体を提供す
る。【解決手段】フープ材１９の長尺方向Ｙ１に貫通孔２
２と無地部からなる連続パターン２１の集電部１７が連
続してエッチング形成された電池用集電体において、集
電部１７の開孔面積率が４５％以上、７０％以下であ
り、且つ貫通孔２２が略長方形であると共に、貫通孔２
２の長辺長さＬ１が１．５５０ｍｍ以上、３．０００ｍ
ｍ以下であり、連続パターン２１は、フープ材１９の長
尺方向Ｙ１と貫通孔２２の長辺方向とが一致するように
貫通孔２２を等ピッチＰ１で一列に並べた列単位を、長
辺方向に並んだ貫通孔２２のピッチＰ１が二分の一ずつ
ずれるように、貫通孔２２の短辺方向に等ピッチＲ１で
順次配列することにより、上記課題を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一次電池または二
次電池として利用されるリチウム系電池に好適に使用さ
れる電池用集電体、すなわちコバルト酸リチウム、マン
ガン酸リチウム等のリチウム含有金属酸化物を正極活物
質とする正極ペースト、又は炭素、カーボンブラック等
を負極活物質とする負極ペーストが塗布されて電極板と
して使用される電池用集電体に関し、更に詳しくは、エ
ッチング加工によって所定形状の貫通孔と無地部が連続
パターンで形成された集電部を有する電池用集電体に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯型の情報通信関連機器等の軽
量化や小型化に伴って、そこに使用される電池の小型化
や薄型化が要請されている。そのため、電池に使用され
る電極板においても、より一層の軽量化や薄型化が要請
されている。

【０００３】電極板の軽量化や薄型化を達成するために
は、電極板の構成や構造の改良による軽量化や小型化、
電極板を構成する活物質や結着剤等の特性向上によるコ
ーティング量または塗布量の増量、さらに、電極板を構
成する集電体の構造変更による軽量化や薄型化の検討等
が種々考えられている。

【０００４】こうしたなか、一次電池または二次電池と
して利用されるリチウム系電池の集電体には、未加工の
金属箔からなる集電体が使用されている他、プレス加工
によって金属箔に菱形形状の貫通孔の連続パターンを形
成した集電体（図５を参照。）や、プレス加工によって
金属箔に切り込みを入れた後に引き伸ばして、略菱形形
状の貫通孔の連続パターンを形成したラス加工タイプの
集電体があり、一般に使用されている。これらの集電体
のうち、後者の二つは、通常５０μｍ以上の厚さのもの
が使用され、その表面および貫通孔内に活物質や結着剤
等をコーティングまたは塗布して、電池用の電極板が製
造されている。そのため、金属箔の厚さが同じ場合に
は、未加工の金属箔からなる集電体よりも、開孔面積率
の分だけ多くの活物質等をコーティング等することがで
きるという利点と、貫通孔を通じて集電体両面の活物質
が一体化されている為に剥がれにくく、活物質の脱落が
少ないなどの利点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようなプレス加工やラス加工によって製造された集電体
は、いわゆる機械加工によって形成されているので、貫
通孔の寸法精度が劣ると共に、バリやクラックが生じ易
く、これにより内部ショートが発生するという欠点があ
る。この欠点を解決する為に、特開平４−１４７５６７
号公報には電解エッチングにより、表面に無数のピット
を形成する方法が提案されており、特開平１１−８６８
７５号公報にはエッチングにより表面を粗面化する方法
が提案されているが、バリやクラックの状態が均一で無
い為、効果的な方法ではなく、貫通孔の寸法精度も向上
しない。こうした問題に対しては、集電体に形成する貫
通孔の連続パターンを長尺のフープ材に連続絵柄でエッ
チング形成し、その後そのフープ材上に活物質等をコー
ティング等し、さらにスリット加工等の切断加工を行っ
て所定形状の集電体を有する電極板を製造していた。こ
うした方法によって、集電体の貫通孔の寸法精度を向上
させると共に、バリやクラックの発生を防いでいた。ま
た、特開平１１−６７２１７号公報にはエッチングによ
り形成した集電体の貫通孔の切片角度を特定することに
より、活物質の脱落を防止する提案がある。

【０００６】しかし、エッチング加工によって製造した
集電体であっても、上述の要請に応じて集電体の厚さを
より薄くすると、フープ材のエッチング加工時や活物質
等の塗布工程時、さらに電極板の製造時に、フープ材や
集電体に加わる引張り応力によって局部的な変形やたわ
みが生じ、十分な品質を有する集電体や電極板の製造が
困難になる為、未加工の金属箔と比較して薄型化に限界
があり、電池の薄型、軽量化がはかれない上、最終的に
得られる電池の性能や信頼性が低下するといった問題が
起こった。

【０００７】さらに、電池用集電体およびその集電体を
製造するフープ材には、エッチング加工によって所定の
貫通孔およびその配列パターンを有する集電部と、必要
に応じて適宜形状で設けられる電極リード部とが形成さ
れている。この集電部と電極リード部は、そこに形成さ
れる貫通孔等によってその強度が異なるので、フープ材
や電極板の製造工程時に集電体に引張り応力等が加わる
と、集電部と電極リード部との間の強度差に基づく変形
やたわみが生じ易くなるという問題があった。

【０００８】本発明は、上記の要請および現状を考慮し
てなされたものであって、一次電池または二次電池とし
て利用されるリチウム系電池に好適に使用される集電体
の製造を容易にさせると共に、その集電体およびそれを
用いた電極板の軽量化と薄型化を達成することを目的と
して、エッチング加工によって所定形状の貫通孔を所定
の連続パターンで形成した集電部を有する電池用集電体
を提供する。

【０００９】

【課題が解決するための手段】請求項１の発明は、フー
プ材の長尺方向に貫通孔と無地部からなる連続パターン
の集電部が連続してエッチング形成された電池用集電体
において、前記集電部の開孔面積率が４５％以上、７０
％以下であり、且つ前記貫通孔が略長方形であると共
に、当該貫通孔の長辺長さが１．５５０ｍｍ以上、３．
０００ｍｍ以下であり、前記連続パターンは、前記フー
プ材の長尺方向と前記貫通孔の長辺方向とが一致するよ
うに該貫通孔を等ピッチで一列に並べた列単位を、長辺
方向に並んだ該貫通孔のピッチが二分の一ずつずれるよ
うに、該貫通孔の短辺方向に等ピッチで順次配列したこ
とに特徴を有する。

【００１０】この発明によれば、フープ材の長尺方向に
貫通孔と無地部からなる連続パターンの集電部が連続し
てエッチング形成されるので、貫通孔の寸法精度に優
れ、キズやバリが少ない電池用集電体とすることがで
き、さらに、その連続パターンを有するようにフープ材
が加工されるので、局部的な変形が発生しにくく、厚み
や重量の精度に優れた集電体を効率的に製造することが
でき、その結果として、集電体の薄型化を実現すること
ができる。また、集電部の開孔面積率が４５％以上、７
０％以下であり、略長方形の貫通孔の長辺長さが１．５
５０ｍｍ以上、３．０００ｍｍ以下であるので、集電部
に十分な量の活物質や結着剤等を厚みや重量の精度良く
塗布することができる。その結果、電池の性能向上に寄
与できると共に、信頼性に優れた電極板の製造を実現す
ることができる。さらに、連続パターンとしては、フー
プ材の長尺方向と貫通孔の長辺方向とが一致するように
貫通孔を等ピッチで一列に並べた列単位を、長辺方向に
並んだ貫通孔のピッチが二分の一ずつずれるように、貫
通孔の短辺方向に等ピッチで順次配列したので、そうし
たパターンによって発揮される十分な耐久応力により、
フープ材の製造工程や活物質の塗布工程等に起因する集
電体の局部的な変形やたわみの発生を防止することがで
き、さらにバリやクラックによる極板間の短絡や活物質
の剥がれによるサイクル寿命の低下も生じない電池を得
ることができる。

【００１１】請求項２の発明は、フープ材の長尺方向に
貫通孔と無地部からなる連続パターンの集電部が連続し
てエッチング形成された電池用集電体において、前記集
電部の開孔面積率が４５％以上、７０％以下であり、且
つ前記貫通孔が略正六角形であると共に、当該貫通孔の
対角線長さが１．５５０ｍｍ以上、３．０００ｍｍ以下
であり、前記連続パターンは、前記略正六角形を最密充
填したハニカム形状に配列したものであって、前記フー
プ材の幅方向に、一の貫通孔の一辺と他の一の貫通孔の
一辺とが隣り合うように各貫通孔を等ピッチで一列に並
べた行単位を、前記フープ材の幅方向に並んだ各貫通孔
のピッチが二分の一ずつずれるように、前記フープ材の
長尺方向に等ピッチで順次配列したことに特徴を有す
る。

【００１２】この発明によれば、フープ材の長尺方向に
貫通孔と無地部からなる連続パターンの集電部が連続し
てエッチング形成されるので、貫通孔の寸法精度に優
れ、キズやバリが少ない電池用集電体とすることがで
き、さらに、その連続パターンを有するようにフープ材
が加工されるので、局部的な変形が発生しにくく、厚み
や重量の精度に優れた集電体を効率的に製造することが
でき、その結果として、集電体の薄型化を実現すること
ができる。また、集電部の開孔面積率が４５％以上、７
０％以下であり、略正六角形の貫通孔の対角線長さが
１．５５０ｍｍ以上、３．０００ｍｍ以下であるので、
集電部に十分な量の活物質や結着剤等を厚みや重量の精
度良く塗布することができる。その結果、電池の性能向
上に寄与できると共に、信頼性に優れた電極板の製造を
実現することができる。さらに、連続パターンとして
は、略正六角形を最密充填したハニカム形状に配列した
ものであって、フープ材の幅方向に一の貫通孔の一辺と
他の一の貫通孔の一辺とが隣り合うように各貫通孔を等
ピッチで一列に並べた行単位を、フープ材の幅方向に並
んだ各貫通孔のピッチが二分の一ずつずれるように、フ
ープ材の長尺方向に等ピッチで順次配列したので、そう
したパターンによって発揮される十分な耐久応力によ
り、フープ材の製造工程や活物質の塗布工程等に起因す
る集電体の局部的な変形やたわみの発生を防止すること
ができ、さらにバリやクラックによる極板間の短絡や活
物質の剥がれによるサイクル寿命の低下も生じない電池
を得ることができる。

【００１３】請求項３の発明は、フープ材の長尺方向に
貫通孔と無地部からなる連続パターンの集電部が連続し
てエッチング形成された電池用集電体において、前記集
電部の開孔面積率が４５％以上、７０％以下であり、且
つ前記貫通孔が略６０度の鋭角部と略１２０度の鈍角部
とを有する略菱形であると共に、当該貫通孔の鋭角部間
の対角線長さが１．５５０ｍｍ以上、３．０００ｍｍ以
下であり、前記連続パターンは、前記略菱形の三回対称
からなる略正六角形を一単位とし、該略正六角形を最密
充填したハニカム形状に配列したものであって、前記フ
ープ材の幅方向に、一の略正六角形の一辺と他の一の略
正六角形の一辺とが隣り合うように各略正六角形を等ピ
ッチで一列に並べた行単位を、前記フープ材の幅方向に
並んだ各略正六角形のピッチが二分の一ずつずれるよう
に、前記フープ材の長尺方向に等ピッチで順次配列した
ことに特徴を有する。

【００１４】この発明によれば、フープ材の長尺方向に
貫通孔と無地部からなる連続パターンの集電部が連続し
てエッチング形成されるので、貫通孔の寸法精度に優
れ、キズやバリが少ない電池用集電体とすることがで
き、さらに、その連続パターンを有するようにフープ材
が加工されるので、局部的な変形が発生しにくく、厚み
や重量の精度に優れた集電体を効率的に製造することが
でき、その結果として、集電体の薄型化を実現すること
ができる。また、集電部の開孔面積率が４５％以上、７
０％以下であり、略６０度の鋭角部と略１２０度の鈍角
部とを有する略菱形の貫通孔の鋭角部間の対角線長さが
１．５５０ｍｍ以上、３．０００ｍｍ以下であるので、
集電部に十分な量の活物質や結着剤等を厚みや重量の精
度良く塗布することができる。その結果、電池の性能向
上に寄与できると共に、信頼性に優れた電極板の製造を
実現することができる。さらに、連続パターンとして
は、略菱形の三回対称からなる略正六角形を一単位と
し、略正六角形を最密充填したハニカム形状に配列した
ものであって、フープ材の幅方向に、一の略正六角形の
一辺と他の一の略正六角形の一辺とが隣り合うように各
略正六角形を等ピッチで一列に並べた行単位を、フープ
材の幅方向に並んだ各略正六角形のピッチが二分の一ず
つずれるように、フープ材の長尺方向に等ピッチで順次
配列したので、そうしたパターンによって発揮される十
分な耐久応力により、フープ材の製造工程や活物質の塗
布工程等に起因する集電体の局部的な変形やたわみの発
生を防止することができ、さらにバリやクラックによる
極板間の短絡や活物質の剥がれによるサイクル寿命の低
下も生じない電池を得ることができる。

【００１５】請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３
の何れかに記載の電池用集電体において、前記集電体の
厚さが、１０μｍ以上、５０μｍ以下であることに特徴
を有するもので、好ましくは１０μｍ以上、３５μｍ以
下であれば、近年の軽量化および薄型化の要請に十分に
応えることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明に
ついて詳細に説明する。

【００１７】本発明の電池用集電体は、その厚さを薄く
することに起因して生じる局部的な伸びや変形の発生の
問題を、主に電池用集電体の集電部に形成された貫通孔
の形状とその配列パターンとを特定することによって解
決したものであり、フープ材や電極板の製造工程時に集
電体に引張り応力等が加わった場合であっても、そこに
形成される集電部と電極リード部との間の強度差に基づ
いて生じる集電部の変形やたわみを防止したものであ
る。

【００１８】こうした電池用集電体は、使用される電池
の構造や電池の構成材料等によって種々の形状で製造さ
れるが、図４に電池用集電体４０の代表例を示すよう
に、集電部４１と電極リード部４２とを少なくとも有す
るものである。この集電体４０を構成する集電部４１
（ハッチング部分。以下の各図において同じ。）は、所
定形状の貫通孔と無地部からなる連続パターンでエッチ
ング形成された部分であり、活物質、結着剤や溶媒など
からなるペーストがコーティングまたは塗布される。ま
た、電極リード部４２は、外部端子接続部材４３に溶接
等される部分である。こうした集電部４１と電極リード
部４２を有する電池用集電体４０は、集電部４１と電極
リード部４２を有するようにエッチング加工されたフー
プ材上に活物質等を塗布等した後、切断加工等された電
極板の一部を構成する。

【００１９】本発明の電池用集電体は、その貫通孔の形
状と配列パターンによって以下の三つの実施形態に大別
される。

【００２０】最初に、第一実施形態の電池用集電体につ
いて説明する。図１は、貫通孔１２の形状とその配列パ
ターン１１の第一実施形態であり、貫通孔１２と無地部
からなる連続パターンの集電部１７が形成されたフープ
材１９の一部平面図（ａ）と、その貫通孔１２の配列パ
ターン１１を示す集電部１７の拡大平面図（ｂ）であ
る。

【００２１】第一実施形態の電池用集電体は、貫通孔１
２の形状が略長方形であり、その貫通孔１２が所定の配
列パターン１１で形成された集電部１７を有している。
この電池用集電体は、フープ材１９上に活物質等を塗布
等した後、切断加工等された電極板の一部を構成する。

【００２２】フープ材１９は、図１（ａ）に示すよう
に、エッチング加工によって貫通孔の連続パターンが形
成された集電部１７と、電極リード部１８とを有してい
る。フープ材１９には、その長尺方向に連続するように
集電部１７が形成されている。この集電部１７の両側に
は、電極リード部１８がフープ材１９の長尺方向Ｙ１に
帯状に形成されている。なお、この電極リード部１８
は、フープ材１９に複数部分設けられていてもよく、そ
の場合には、通常、等間隔で帯状に形成される。

【００２３】貫通孔１２の形状とその配列パターン１１
は、図１（ｂ）に示すように、略長方形の貫通孔１２
が、エッチング加工によって所定の配列で形成されたも
のである。貫通孔１２は、全て同一形状の略長方形であ
り、略長方形の長辺長さＬ１が１．５５０ｍｍ以上、
３．０００ｍｍ以下となるように形成される。集電部１
７には、こうした形状の貫通孔１２が後述する所定の配
列パターン１１で形成され、集電部１７の開孔面積率が
４５％以上、７０％以下となるように設定されて形成さ
れる。なお、開孔面積率とは、集電部１７の所定面積中
に形成された貫通孔１２の面積割合を、百分率で表した
ものである（以下同じ。）。

【００２４】集電部１７の開孔面積率を４５％以上、７
０％以下としたのは、電池性能を確保するに足りる所定
量の活物質や結着剤等を塗布またはコーティングすると
ともに、集電体と活物質等が剥がれないようにする必要
があるからである。このとき、開孔面積率が４５％未満
では、集電部１７の貫通孔内に活物質や結着剤等を充填
できる面積率が低く、貫通孔を通じて集電体両面の活物
質の一体化が不十分な為に活物質等が集電体より剥が
れ、電池性能が低下するおそれがある。また、所定量の
活物質等を塗布等しようとすると、電極板の厚さが厚く
なってしまうので、得られた電池の軽量化や薄型化を達
成することができない。一方、開孔面積率が７０％を超
えると、集電部１７の耐久応力が低下するので、集電部
１７を有するフープ材１９の製造時や、活物質等の塗布
工程時、さらに電極板の製造時に加わる引張り応力によ
って集電体に局部的な変形や伸びが生じたり、最悪の場
合には切断が生じるなど、取り扱いが難しくなる。

【００２５】貫通孔１２をなす略長方形の長辺長さＬ１
を１．５５０ｍｍ以上、３．０００ｍｍ以下としたの
は、上述した開孔面積率と、貫通孔１２の配列パターン
１１を形成する線幅とを考慮し、集電部１７の耐久応力
が低下しないように設定したものである。長辺長さＬ１
が１．５５０ｍｍ未満では、貫通孔１２の長辺長さＬ１
が短くなるので、上記範囲の開孔面積率を確保しようと
した場合に、短辺長さを長辺長さＬ１に近づけたり、貫
通孔１２の配列パターン１１を形成する線幅を細くしな
ければならない。しかしながら、その線幅を細くすると
集電部１７の耐久応力が低下するので、集電部１７に加
わる引っ張り応力が小さい場合であっても、集電部１７
が局部的に伸びたり変形するおそれがある。一方、長辺
長さＬ１が３．０００ｍｍを超えると、貫通孔１２の長
辺長さＬ１がさらに長くなるので、上記範囲の開孔面積
率を確保しようとした場合に、短辺長さを短くしたり、
貫通孔１２の配列パターン１１を形成する線幅を太くし
なければならない。しかしながら、短辺長さを短くした
り線幅を太くすると、集電部１７のＸ１方向に小さな引
っ張り応力が加わった場合であっても、耐久応力の低下
に基づく集電部１７の変形や伸びが容易に起こるおそれ
がある。

【００２６】形成される貫通孔１２の配列パターン１１
は、図１（ｂ）に示すように、列単位として、フープ材
１９の長尺方向Ｙ１と貫通孔１２の長辺方向とが一致す
るように貫通孔１２を等ピッチで一列に並べ、その列単
位を、貫通孔１２の長辺方向に並んだ貫通孔１２のピッ
チＰ１が二分の一ずつずれるように、貫通孔１２の短辺
方向に等ピッチＲ１で順次配列する。すなわち、貫通孔
１２は、各列単位毎に、長手方向の貫通孔ピッチＰ１の
二分の一ずつずれて配置されることにより、一列おきに
同じ位置関係となるように形成される。

【００２７】こうした配列パターン１１で形成された集
電部１７は、フープ材１９の長尺方向Ｙ１と貫通孔１２
の長辺方向とが一致するように配列されているので、耐
久応力が向上し、フープ材１９や電極板の各製造時に、
フープ材１９の長尺方向Ｙ１に加わる引張り応力に起因
して生じる集電体の局部的な変形やたわみを防止するこ
とができる。こうした貫通孔１２の形状およびその配列
パターン１１によって発揮される十分な耐久応力は、図
１に示す形態からも理解できるように、フープ材１９の
幅方向Ｘ１に比べて長尺方向Ｙ１が強くなる。

【００２８】次に、第二の実施形態の電池用集電体につ
いて説明する。図２は、貫通孔２２の形状とその配列パ
ターン２１の第二実施形態であり、貫通孔２２が連続パ
ターンで形成されたフープ材２９の一部平面図（ａ）
と、その貫通孔２２の配列パターン２１を示す集電部２
７の拡大平面図（ｂ）である。

【００２９】第二実施形態の電池用集電体は、貫通孔２
２の形状が略正六角形であり、その貫通孔２２が所定の
配列パターン２１で形成された集電部２７を有してい
る。この電池用集電体は、フープ材２９上に活物質等を
塗布等した後、切断加工等された電極板の一部を構成す
る。

【００３０】フープ材２９は、図２（ａ）に示すよう
に、エッチング加工によって貫通孔の連続パターンが形
成された集電部２７と、電極リード部２８とを有し、そ
の他の点については上述した第一実施形態と同じであ
る。

【００３１】貫通孔２２の形状とその配列パターン２１
は、図２（ｂ）に示すように、略正六角形の貫通孔２２
が、エッチング加工によって所定の配列で形成されたも
のである。貫通孔２２は、全て同一形状の略正六角形で
あり、略正六角形の対角線長さＬ２が１．５５０ｍｍ以
上、３．０００ｍｍ以下となるように形成される。集電
部２７には、こうした形状の貫通孔２２が後述する所定
の配列パターン２１で形成され、集電部２７の開孔面積
率が４５％以上、７０％以下となるように設定されて形
成される。

【００３２】集電部２７の開孔面積率を４５％以上、７
０％以下とした理由は、上述した第一実施形態の場合と
同じである。

【００３３】貫通孔２２をなす略正六角形の対角線長さ
Ｌ２を１．５５０ｍｍ以上、３．０００ｍｍ以下とした
のは、上述した開孔面積率と、貫通孔２２の配列パター
ン２１を形成する線幅とを考慮し、集電部２７の耐久応
力が低下しないように設定したものである。対角線長さ
Ｌ２が１．５５０ｍｍ未満では、貫通孔２２である略正
六角形の対角線長さＬ２が短くなるので、上記範囲の開
孔面積率を確保しようとした場合に、貫通孔２２の配列
パターン２１を形成する線幅をより細くしなければなら
ない。しかしながら、その線幅を細くすると集電部２７
の耐久応力が低下するので、集電部２７に加わる引っ張
り応力が小さい場合であっても、集電部２７が局部的に
伸びたり変形するおそれがある。一方、対角線長さＬ２
が３．０００ｍｍを超えると、貫通孔２２の対角線長さ
Ｌ２が長くなるので、上記範囲の開孔面積率を確保しよ
うとした場合に、貫通孔２２の配列パターン２１を形成
する線幅を太くしなければならない。しかしながら、線
幅を太くした場合であっても、集電部２７のＹ２方向や
Ｘ２方向に加わる引張り応力によって、耐久応力の低下
に基づく変形や伸びが起こるおそれがある。

【００３４】形成される貫通孔２２の配列パターン２１
は、図２（ｂ）に示すように、略正六角形を最密充填し
たハニカム形状に配列したものである。その配列パター
ン２１は、行単位として、フープ材２９の幅方向Ｘ２
に、一の貫通孔２２の一辺と他の一の貫通孔２２の一辺
とが隣り合うように各貫通孔２２を等ピッチＰ２で一列
に並べ、その行単位を、フープ材２９の幅方向Ｘ２に並
んだ各貫通孔２２のピッチＰ２が二分の一ずつずれるよ
うに、フープ材２９の長尺方向Ｙ２に等ピッチＲ２で順
次配列する。すなわち、貫通孔２２は、各行単位毎に、
フープ材２９の幅方向Ｘ２に貫通孔２２のピッチＰ２の
二分の一ずつずれて配置されることにより、一行置きに
同じ位置関係となるように形成される。

【００３５】こうした配列パターン２１で形成された集
電部２７は、略正六角形を最密充填したハニカム形状で
配列されているので、フープ材２９や電極板の各製造時
に、フープ材２９の長尺方向Ｙ２に加わる引張り応力に
対して十分な変形抵抗、すなわち耐久応力を有し、集電
体に局部的な変形やたわみが生じるのを防止することが
できる。

【００３６】なお、図２（ｂ）に示す貫通孔２２の配列
パターン２１を９０度回転させたパターンで形成するこ
ともでき同様の効果が発揮できる。

【００３７】次に、第三の実施形態の電池用集電体につ
いて説明する。図３は、貫通孔３２の形状とその配列パ
ターン３１の第三実施形態であり、貫通孔３２が連続パ
ターンで形成されたフープ材３９の一部平面図（ａ）
と、その貫通孔３２の配列パターン３１を示す集電部３
７の拡大平面図（ｂ）である。

【００３８】第三実施形態の電池用集電体は、貫通孔３
２の形状が、略６０度の鋭角部３４と略１２０度の鈍角
部３５とを有する略菱形であり、その貫通孔３２が所定
の配列パターン３１で形成された集電部３７を有してい
る。この電池用集電体は、フープ材３９上に活物質等を
塗布等した後、切断加工等された電極板の一部を構成す
る。

【００３９】フープ材３９は、図３（ａ）に示すよう
に、エッチング加工によって貫通孔の連続パターンが形
成された集電部３７と、電極リード部３８とを有し、そ
の他の点については上述した第一実施形態と同じであ
る。

【００４０】貫通孔３２の形状とその配列パターン３１
は、図３（ｂ）に示すように、略菱形の貫通孔３２が、
エッチング加工によって所定の配列で形成されたもので
ある。貫通孔３２は、全て同一形状の略菱形であり、略
菱形の鋭角部間の対角線長さＬ３が１．５５０ｍｍ以
上、３．０００ｍｍ以下となるように形成される。集電
部３７には、こうした形状の貫通孔３２が後述する所定
の配列パターン３１で形成され、集電部３７の開孔面積
率が４５％以上、７０％以下となるように設定されて形
成される。

【００４１】集電部３７の開孔面積率を４５％以上、７
０％以下とした理由は、上述した第一実施形態の場合と
同じである。

【００４２】貫通孔３２をなす略菱形の鋭角部間の対角
線長さＬ３を１．５５０ｍｍ以上、３．０００ｍｍ以下
としたのは、上述した開孔面積率と、貫通孔３２の配列
パターン３１およびそれを形成する線幅とを考慮し、集
電部３７の耐久応力が低下しないように設定したもので
ある。対角線長さＬ３が１．５５０ｍｍ未満では、貫通
孔３２である略菱形の対角線長さＬ３が短くなるので、
上記範囲の開孔面積率を確保しようとした場合に、貫通
孔３２の配列パターン３１を形成する線幅をより細くし
なければならない。しかしながら、その線幅を細くする
と集電部３７の耐久応力が低下するので、集電部３７に
加わる引っ張り応力が小さい場合であっても、集電部３
７が局部的に伸びたり変形するおそれがある。一方、対
角線長さＬ３が３．０００ｍｍを超えると、貫通孔３２
の対角線長さＬ３が長くなるので、上記範囲の開孔面積
率を確保しようとした場合に、貫通孔３２の配列パター
ン３１を形成する線幅を太くしなければならない。しか
しながら、線幅を太くした場合であっても、集電部３７
のＹ３方向やＸ３方向に加わる引張り応力によって、耐
久応力の低下に基づく変形や伸びが起こるおそれがあ
る。

【００４３】形成される貫通孔３２の配列パターン３１
は、図３（ｂ）に示すように、菱形の三回対称、すなわ
ち任意のＱ点を略菱形の鈍角部３５で囲むように均等
（０度、１２０度、２４０度の角度）に回転配置した略
正六角形３３を一単位として、その略正六角形３３を最
密充填したハニカム形状に配列したものである。その配
列パターン３１は、行単位として、フープ材３９の幅方
向Ｘ３に、一の略正六角形３３の一辺と他の一の略正六
角形３３の一辺とが隣り合うように各略正六角形３３を
等ピッチＰ３で一列に並べ、その行単位を、フープ材３
９の幅方向Ｘ３に並んだ各略正六角形３３のピッチＰ３
が二分の一ずつずれるように、フープ材３９の長尺方向
Ｙ３に等ピッチＲ３で順次配列する。すなわち、一単位
となる略正六角形３３は、各行単位毎に、フープ材３９
の幅方向Ｘ３に、各略正六角形３３のピッチＰ３の二分
の一ずつずれて配置されることにより、一行置きに同じ
位置関係となるように形成される。

【００４４】こうした配列パターン３１で形成された集
電部３７は、略正六角形３３を最密充填したハニカム形
状で配列されているので、フープ材３９や電極板の各製
造時に、フープ材３９の長尺方向Ｙ３に加わる引張り応
力に対して十分な変形抵抗、すなわち耐久応力を有し、
集電体に局部的な変形やたわみが生じるのを防止するこ
とができる。

【００４５】なお、図３（ｂ）に示す貫通孔３２の配列
パターン３１を９０度回転させたパターンで形成するこ
ともでき同様の効果が発揮できる。

【００４６】以上説明した第一実施形態から第三実施形
態を有する集電体において、フープ材を構成する金属箔
の厚さを、１０μｍ以上、５０μｍ以下、好ましくは１
０μｍ以上、３５μｍ以下とすることによって、本発明
の目的である集電体の軽量化と薄型化を達成することが
できる。このとき、ロール状に巻き上げられた長尺のフ
ープ材が好ましく用いられる。正極用の集電体素材とし
ては、アルミニウム合金箔、ステンレス合金箔、ニッケ
ル合金箔等が好ましく使用される。また、負極用の集電
体素材としては、銅箔、銅合金箔、その他の高電気伝導
率を有する金属箔が好ましく用いられる。本発明におい
ては、所定の貫通孔およびその配列パターンが、加工精
度に優れるエッチング加工法によって形成されるので、
１０μｍ以上、５０μｍ以下という薄い金属箔、例えば
３５μｍ、２５μｍ、１８μｍ、１６μｍ等の長尺の金
属箔を精度よく加工できる。しかも、エッチング加工
は、従来のようなバリやキズ等を集電部に形成しないの
で、フープ材や電極板の各製造時に加わる引張り応力に
よっても、集電体に局部的な変形やたわみが生じにくい
という利点がある。また、長尺の金属箔を用いることに
より、エッチング加工をリール・ツー・リールで行うこ
とができるので、集電部を有するフープ材およびその集
電体を一部に含む電極板の製造をより効率的に行うこと
ができる。

【００４７】さらに、フープ材を構成する金属箔の厚さ
を１０μｍ以上、５０μｍ以下とし、且つ開孔面積率を
上述の範囲にすることによって、フープ材上の集電部
に、活物質や結着剤等を厚みや重量の精度良く、コーテ
ィングまたは塗布することができ、容量ばらつきが少な
く、電池特性が安定した電池を得ることができる。すな
わち、本発明の集電体を用いることにより、電極板およ
びその電極板を用いた電池の性能を著しく向上させるこ
とができると共に、電池の軽量化や薄型化を達成するこ
とができる。

【００４８】次に、集電部を有するフープ材およびそれ
を加工した電極板の一部を構成する電池用集電体の製造
方法および使用材料等について説明する。

【００４９】集電体は、エッチング加工によって製造さ
れたフープ材上に、活物質等を塗布し、その後、切断加
工または打ち抜き加工等の方法によって切断された電極
板の一部を構成し、図４に示す所定の形状に製造され
る。

【００５０】上述の第一実施形態から第三実施形態の貫
通孔およびその配列パターンをフープ材にエッチング加
工する方法は、通常行われているエッチング加工法をそ
のまま適用することができる。より具体的には、（イ）
フープ状の金属箔原反上に、印刷等の種々の技術によっ
て所定のパターンでレジスト材料を形成する工程と、
（ロ）エッチング処理面の裏面全体にエッチングマスク
を設ける工程と、（ハ）エッチング部を片面エッチング
する工程と、（ニ）エッチングマスクを除去する工程
と、（ホ）レジスト材料を除去する工程とを有してい
る。なお、裏面全体にエッチングマスクを設ける工程
（ロ）とエッチングマスクを除去する工程（ニ）は、片
面エッチングの場合に加えられる工程であり、それぞれ
エッチング加工工程の前後で行われる。なお、こうした
工程およびその手順は、用いられる材料特性等によって
異なる場合があり、上記の各工程に特に限定されるもの
ではない。

【００５１】レジスト材料は、液体レジスト材料、ドラ
イフィルムレジスト材料、溶剤系レジスト材料等を用い
ることができる。特に、溶剤系レジスト材料は、輪転印
刷等の印刷技術によって所定の連続絵柄にパターン印刷
できるので、通常のエッチング加工法で行われているよ
うなエッチングマスクを設ける工程や露光工程を省略で
きる。この場合の印刷方法としては、グラビア印刷（凹
版印刷）、オフセット印刷（平版印刷）、凸版印刷等の
いずれの印刷方法も使用できる。特にグラビア印刷が好
ましく用いられる。印刷によって形成されるレジストパ
ターンは、エッチング加工後の貫通孔の形状が図１〜図
３に示す本発明の所定の配列パターンとなるように予め
設定される。

【００５２】エッチング液は、金属箔の材質に応じたも
のが用いられるが、上述した銅やアルミニウム等の材質
に対しては、通常、塩化第二鉄水溶液が好ましく用いら
れる。また、塩化第二銅、硝酸系エッチング液、塩酸系
エッチング液、水酸化ナトリウム等のアルカリ系エッチ
ング液等も適宜使用できる。本発明では、１０μｍ以
上、５０μｍ以下の薄い金属箔が好ましく使用されるの
で、上述のように片面エッチング加工によって貫通孔を
形成することができる。

【００５３】こうしてエッチング加工して得られたフー
プ材には、活物質等が塗布等され、電極板の原反が製造
される。得られた電極板は、切断加工や打ち抜き加工等
の方法によって切断され、図４に例示すような所定の形
状の集電体４０をその一部に含むように電極板が製造さ
れる。なお、その集電体４０は、集電部４１と電極リー
ド部４２とを有しているが、この電極リード部４２は、
エッチング加工されていない未加工部分であっても、所
定の開孔パターンをエッチング加工して設けたものであ
ってもよく、主に製造工程上の理由によって適宜設けら
れる。従って、必ずしもフープ材の幅方向の両端側であ
る必要はなく、幅方向の片端側だけでもよく、中央位置
にあってもよく、複数列あってもよい。

【００５４】こうして製造された電極板は、その一部に
集電体を有し、特に一次電池または二次電池に利用され
るリチウム系電池用の集電体として好ましく用いられ
る。

【００５５】なお、図１〜図３に示す貫通孔１２、２
２、３２はエッチングによって形成されるので、その角
部分は、各図では尖っているが、通常は適度な曲線状
（例えば適度なＲ（アール））となっている。

【００５６】

【実施例】本発明を実施例と比較例によって更に詳しく
説明する。

【００５７】（実施例１）集電体用の金属箔として、厚
さ３３μｍ、幅５００ｍｍ、長さ約５００ｍのロール状
に巻き上げられた銅合金箔を用いた。その銅合金箔の片
面上に、グラビア輪転印刷によってレジストインキを連
続絵柄印刷した。連続絵柄は、エッチング後の貫通孔１
２の配列パターン１１が図１に示すような形態となるよ
うに、開孔面積率：５０％で、長辺長さＬ１：１．６０
０ｍｍ、短辺長さ：０．４００ｍｍの略長方形で印刷し
た。このとき、貫通孔１２の長辺方向の貫通孔ピッチＰ
１を１．８５０ｍｍとし、短辺方向の各列単位毎のピッ
チＲ１を０．６５０ｍｍとした。また、フープ材１９の
幅方向Ｘ１の両側には、５ｍｍ程度の未加工の電極リー
ド部１８を設けた。次に、レジストインキを印刷した面
の裏面に、エッチングマスクを形成し、塩化第二鉄水溶
液をエッチング液として用い、スプレーによる片面エッ
チング加工を行った。次いで、水洗工程を経て、エッチ
ングマスクを剥離し、レジストインキを水酸化ナトリウ
ム水溶液で溶解除去した。最後に、水洗工程、乾燥工
程、巻き取り工程を経て、図１に示す第一実施形態の銅
合金製フープ材１９を製造した。

【００５８】次に、このようにして製造された銅合金製
フープ材１９に、負極活物質として球状黒鉛（ＭＣＭ
Ｂ）１００ｇと導電剤として炭素繊維８ｇを混合したも
のにフッ化ビニリデンと６フッ化プロピレンの共重合体
（Ｐ（ＶＤＦ−ＨＦＰ））２０ｇ、ジブチルフタレート
（ＤＢＰ）３２ｇ、さらにアセトン１５０ｇを加え混練
し負極合剤ペーストを作製し、上記銅合金製フープ材に
塗布、乾燥し負極を作製した。なお、ペーストの塗布は
乾燥後の集電体を除いた合剤重量が４００ｇ／ｍ ^２と
なるように行った。

【００５９】（実施例２）連続絵柄としては、エッチン
グ後の貫通孔２２の配列パターン２１が図２に示すよう
な形態となるように、開孔面積率：５０％で、対角線長
さＬ２：１．６００ｍｍの略正六角形で印刷した。この
とき、フープ材２９の幅方向Ｘ２の貫通孔ピッチＰ２を
１．９３２ｍｍとし、フープ材２９の長尺方向Ｙ２の各
行単位毎のピッチＲ２を１．６７４ｍｍとした。

【００６０】これ以外については、実施例１と同じ条件
で図２に示す第二実施形態の銅合金製フープ材２９を製
造した後、実施例１と同様にして負極を作製した。

【００６１】（実施例３）連続絵柄としては、エッチン
グ後の貫通孔３２の配列パターン３１が図３に示すよう
な形態となるように、開孔面積率：５０％で、鋭角部間
の対角線長さＬ３：１．５５０ｍｍの略菱形を三回対称
とした略正六角形３３を一単位として印刷した。このと
き、フープ材３９の幅方向Ｘ３の略正六角形３３のピッ
チＰ３を２．３９０ｍｍとし、フープ材３９の長尺方向
Ｙ３の各行単位毎のピッチＲ３を２．０７０ｍｍとし
た。

【００６２】これ以外については、実施例１と同じ条件
で図３に示す第三実施形態の銅合金製フープ材３９を製
造した後、実施例１と同様にして負極を作製した。

【００６３】（実施例４）実施例３とは開孔面積率を６
０％とした点が異なり、それ以外については、実施例１
と同じ条件で図３に示す第三実施形態のアルミニウム合
金製フープ材３９を製造した後、実施例１と同様にして
負極を作製した。

【００６４】（実施例５）集電体用の金属箔として、厚
さ３５μｍ、幅５００ｍｍ、長さ約５００ｍのロール状
に巻き上げられたアルミニウム合金箔を用いた。なお、
エッチング加工前に、水酸化ナトリウム水溶液をエッチ
ング処理面に吹き付けて前処理したことと、レジストイ
ンキをアルカリ水溶液で溶解除去させた以外は、実施例
１と同じ条件で行い、図１に示す第一実施形態のアルミ
ニウム合金製フープ材１９を製造した。

【００６５】次に、このようにして製造されたアルミニ
ウム合金製フープ材１９に、正極活物質としてコバルト
酸リチウム１００ｇと導電剤としてアセチレンブラック
５ｇを混合したものにＰ（ＶＤＦ−ＨＦＰ）８ｇ、ＤＢ
Ｐ１３ｇ、さらにアセトン１１５ｇを加え混練し正極合
剤ペーストを作製し、上記アルミニウム製フープ材に塗
布、乾燥し正極を作製した。なお、ペーストの塗布は乾
燥後の集電体を除いた合剤重量が３００ｇ／ｍ^２とな
るように行った。

【００６６】（実施例６）連続絵柄としては、エッチン
グ後の貫通孔２２の配列パターン２１が図２に示すよう
な形態となるように、開孔面積率：５０％で、対角線長
さＬ２：１．６００ｍｍの略正六角形で印刷した。この
とき、フープ材２９の幅方向Ｘ２の貫通孔ピッチＰ１を
１．９３２ｍｍとし、フープ材２９の長尺方向Ｙ２の各
行単位毎のピッチＲ２を１．６７４ｍｍとした。

【００６７】これ以外については、実施例４と同じ条件
で図２に示す第二実施形態のアルミニウム合金製フープ
材２９を製造した後、実施例５と同様にして正極を作製
した。

【００６８】（実施例７）連続絵柄としては、エッチン
グ後の貫通孔３２の配列パターン３１が図３に示すよう
な形態となるように、開孔面積率：５０％で、鋭角部間
の対角線長さＬ３：１．５５０ｍｍの略菱形を三回対称
とした略正六角形３３を一単位として印刷した。このと
き、フープ材３９の幅方向Ｘ３の略正六角形３３のピッ
チＰ３を２．３９０ｍｍとし、フープ材３９の長尺方向
Ｙ３の各行単位毎のピッチＲ３を２．０７０ｍｍとし
た。

【００６９】これ以外については、実施例４と同じ条件
で図３に示す第三実施形態のアルミニウム合金製フープ
材３９を製造した後、実施例５と同様にして正極を作製
した。

【００７０】（実施例８）実施例７とは開孔面積率を６
０％とした点が異なり、それ以外については、実施例４
と同じ条件で図３に示す第三実施形態のアルミニウム合
金製フープ材３９を製造した後、実施例５と同様にして
正極を作製した。

【００７１】（実施例９）実施例２と同じ方法によっ
て、２５μｍ、１８μｍ、１６μｍの各厚さの金属箔を
エッチング加工し、極薄タイプの銅合金製フープ材を製
造した。次いで、得られた各フープ材上に活物質を塗布
し、さらに、それを切断加工して電池用集電体をその一
部に含む電極板を製造した。

【００７２】各厚さの金属箔から得られた集電体であっ
ても、局部的な伸びや変形が生じることなく、フープ材
の製造および電極板の製造を行うことができた。

【００７３】（実施例１０）実施例２と同様に厚さ１６
μｍの銅合金箔を用いて、開孔面積率が３０％、４５
％、５０％、６０％、７０％、８０％になるようにエッ
チング加工して、銅合金製フープ材を製造した後、負極
を作製した。

【００７４】しかし、集電体の厚みが１６μｍと薄く開
孔面積率が８０％の集電体は耐久応力が低く、エッチン
グ加工工程中で集電体の変形を生じ、さらにペーストの
塗工、乾燥工程中で極板が切断して負極を作製すること
ができなかった。

【００７５】（比較例１）集電体用の金属箔として、厚
さ３３μｍ、幅５００ｍｍ、長さ約５００ｍのロール状
に巻き上げられた銅合金箔を用いた。この銅合金箔に何
ら処理を行わずに、未加工の銅合金製フープ材とした
後、実施例１と同様にして負極を作製した。

【００７６】（比較例２）集電体用の金属箔として、厚
さ３３μｍ、幅５００ｍｍ、長さ約５００ｍのロール状
に巻き上げられた銅合金箔を用いた。この銅合金箔に、
図５に示す従来タイプの菱形の貫通孔５２の配列パター
ン５１をプレス加工によって形成した。その配列パター
ン５１は、開孔面積率：５０％で、菱形の鋭角部間の対
角線長さ１．５５０ｍｍで形成した。このとき、フープ
材５９の長尺方向Ｙ５の貫通孔ピッチを１．００ｍｍと
し、フープ材５９の短尺方向の各列単位毎のピッチを
２．００ｍｍとした。また、フープ材５９の幅方向Ｘ５
の両側には、５ｍｍ程度の未加工の電極リード部５８を
設け、図４に示す従来タイプの銅合金製フープ材５９を
製造した後、実施例１と同様にして負極を作製した。

【００７７】（比較例３）集電体用の金属箔として、厚
さ３５μｍ、幅５００ｍｍ、長さ約５００ｍのロール状
に巻き上げられたアルミニウム合金箔を用いた。このア
ルミニウム合金箔に何ら処理を行わずに、未加工のアル
ミニウム合金製フープ材とした後、実施例５と同様にし
て正極を作製した。

【００７８】（比較例４）集電体用の金属箔として、厚
さ３５μｍ、幅５００ｍｍ、長さ約５００ｍのロール状
に巻き上げられたアルミニウム合金箔を用いた。それ以
外については、比較例２と同じ条件で図４に示す従来タ
イプのアルミニウム合金製フープ材５９を製造した後、
実施例５と同様にして正極を作製した。

【００７９】（比較例５）比較例２と同じ方法によっ
て、２５、１８、１６μmの各厚さの金属箔をプレス加
工し、極薄タイプの銅合金製フープ材を製造し、これに
実施例１と同様にして負極を作製した。

【００８０】しかし、集電体が薄いため耐久応力が低
く、プレス加工工程中で集電体の変形や切断を生じた。
また、一部加工ができた集電体でもペーストの塗布、乾
燥工程中で極板が切断し負極を作製することができなか
った。

【００８１】（引張り強度の相対比較およびその結果）
実施例１〜８で得られた各フープ材は、その製造工程時
に、フープ材の長尺方向の引張り応力が加わっても、集
電部に局部的な伸びや変形を起こすことなく製造するこ
とができた。

【００８２】さらに、実施例１〜８および比較例１〜４
で得られた各フープ材を、その幅方向に６０ｍｍ、その
長尺方向に２５．４ｍｍ（１インチ）の短冊状に切断し
て、フープ材の幅方向の引張り強度測定用の試料を作製
した。また、フープ材の長尺方向の引張り強度測定用の
試料としては、得られた各フープ材を、その長尺方向に
６０ｍｍ、その幅方向に２５．４ｍｍ（１インチ）の短
冊状に切断して作製した。これらの各試料を引張り試験
し、その測定結果を表１に示した。フープ材の各方向の
引張り強度は、比較例２および比較例４から得られた試
料のうち、フープ材の長尺方向の引張り強度測定用試料
の測定値を１として、他の全ての引張り強度を相対比較
した。なお、試験方法はＪＩＳＺ２２４１「金属材料
引張り試験方法」に準じて実施した。

【００８３】

【表１】

【００８４】実施例１〜４および実施例５〜８で得られ
たフープ材の長尺方向の引張り強度は、比較例２および
比較例４の従来タイプのものに比べて、約２倍から１０
倍の引張り強度を有し、耐久応力を向上させることがで
きた。さらに、実施例２〜４および実施例６〜８で得ら
れたフープ材の引張り強度は、長尺方向の強度と幅方向
の強度がほぼ均一となり、本発明の集電体の製造に優れ
ていた。（極板の厚みおよび重量の結果）実施例１〜９および比
較例１〜５の極板をプレスした後、１０ｃｍ角に切断し
たサンプル片の重量と厚みをそれぞれ測定し、その結果
を表２に示した。

【００８５】

【表２】

【００８６】実施例１〜４、比較例２の負極および実施
例５〜８、比較例４の正極の厚みおよび重量は、それぞ
れ比較例１の負極および比較例３の正極に比べ薄く軽く
することができた。また、実施例４および実施例８の結
果は開孔面積率を大きくすることで極板の厚みおよび重
量を低減できることを示している。

【００８７】以上の正極はいずれも同一量の活物質含有
合剤が塗布されていることから、同一の電気化学容量を
充電あるいは放電することができる。また負極について
も同じである。このことから、これらの正極と負極を任
意に組み合わせてできる電池の充放電容量はいずれも同
じであるが、比較例１と比較例３の未加工の金属箔から
なる正極と負極を組み合わせて構成した電池に比べ、エ
ッチング等で貫通孔を設けた集電体からなる正極と負極
を組み合わせて構成した電池の方が、より薄型、軽量と
なり高エネルギー密度の電池を実現することかできる。

【００８８】また、実施例９および比較例５の結果が示
すように、貫通孔の形状が従来タイプの集電体に比べ本
発明のタイプの集電体の方が集電体の製造工程中および
電極の製造工程中で変形を生じることがないために、よ
り薄く軽い極板を製造でき電池の更なる薄型軽量化を実
現するに優れている。（開孔面積率と引張り強度の相対比較およびその結果）
実施例１０で得られた負極を、その長尺方向に６０ｍ
ｍ、その幅方向に２５．４ｍｍ（１インチ）の短冊状に
切断して長尺方向の引張り強度測定用の試料を作製し
た。これらの各試料を引張り試験し、その測定結果を図
６に示した。開孔面積率５０％の負極の長尺方向の引張
り試験強度測定用試料の測定値を１として、他の開孔面
積率の試料と相対比較を行った。開孔面積率を低下させ
るに伴って長尺方向の引張り強度は向上するが、開孔面
積率が７０％以下の集電体では、製造工程時にフープ材
の長尺方向の引張り応力が加わっても、集電部に局部的
な伸びや変形を起こすことなく安定して製造することが
できた。

【００８９】なお、開孔面積率８０％の集電体の場合
は，エッチング加工中での集電体の変形およびペースト
の塗布乾燥工程中での切断が生じたのは、上述した通り
である。（開孔面積率と合剤脱落率の比較およびその結果）実施
例１０で得られた開孔面積率の異なる負極の断面積あた
りの合剤重量を、ペーストの塗布乾燥工程直後に測定
し、次いでプレス、切断、打ち抜き等の加工をし、電池
に組立てる直前にさらに測定し、式「合剤脱落率（％）
＝（塗布乾燥後合剤重量−組立前合剤重量）／塗布乾燥
後合剤重量×１００」により合剤脱落率を測定し、その
結果を図７に示した。

【００９０】開孔面積率が３０％では合剤のほぼ半分が
脱落したが、開孔面積率が４５％以上では集電体両面の
合剤が一体化するに十分な貫通孔が存在する為、合剤脱
落はほとんど起こらなかった。

【００９１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の電池用集
電体によれば、寸法精度に優れ、キズやバリが少なく、
且つ局部的な変形が発生しにくい集電体をその一部に有
する電極板を効率的に製造することができるので、集電
体および電極板の薄型化を実現することができる。ま
た、集電部に十分な量の活物質や電池反応促進物質を塗
布等することができるので、電池の性能向上に寄与でき
ると共に、信頼性に優れた電極板の製造を実現すること
ができる。さらに、形成された貫通孔およびその配列パ
ターンによって発揮される十分な耐久応力により、集電
体の製造工程や活物質の塗布工程さらには電極板の製造
工程等に起因する集電体の局部的な変形やたわみの発生
を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】貫通孔の形状とその配列パターンの第一実施形
態であり、貫通孔が連続パターンで形成されたフープ材
の一部平面図（ａ）と、その貫通孔の配列パターンを示
す集電部の拡大平面図（ｂ）である。

【図２】貫通孔の形状とその配列パターンの第二実施形
態であり、貫通孔が連続パターンで形成されたフープ材
の一部平面図（ａ）と、その貫通孔の配列パターンを示
す集電部の拡大平面図（ｂ）である。

【図３】貫通孔の形状とその配列パターンの第三実施形
態であり、貫通孔が連続パターンで形成されたフープ材
の一部平面図（ａ）と、その貫通孔の配列パターンを示
す集電部の拡大平面図（ｂ）である。

【図４】集電部と電極リード部とを少なくとも有する電
池用集電体の代表例を示す平面図である。

【図５】従来タイプの貫通孔の形状とその配列パターン
を示す従来タイプの集電体の形態であり、プレス加工に
よって形成されたフープ材の一部平面図（ａ）と、その
貫通孔の配列パターンを示す集電部の拡大平面図（ｂ）
である。

【図６】集電体の開孔面積率と長尺方向引張り強度の相
対値の関係を示す図である。

【図７】集電体の開孔面積率と合剤脱落率の関係を示す
図である。

【符号の説明】

１１、２１、３１、５１配列パターン１２、２２、３２、５２貫通孔１７、２７、３７、５７集電部１８、２８、３８、５８電極リード部１９、２９、３９、５９フープ材３２ａ、３２ｂ、３２ｃ菱形３３略正六角形３４鋭角部３５鈍角部Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ５長尺方向Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ５幅方向Ｌ１長方形の長辺長さＬ２正六角形の対角線長さＬ３鋭角部間の対角線長さＰ１〜Ｐ３、Ｒ１〜Ｒ３ピッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山田淳一東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号大日本印刷株式会社内 (72)発明者佐藤秀樹東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号大日本印刷株式会社内 (72)発明者筒江誠大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者住原正則大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 5H017 AA03 BB14 BB15 BB16 CC01 CC05 EE01 HH02 HH03 HH05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フープ材の長尺方向に貫通孔と無地部か
らなる連続パターンの集電部が連続してエッチング形成
された電池用集電体において、前記集電部の開孔面積率が４５％以上、７０％以下であ
り、且つ前記貫通孔が略長方形であると共に、当該貫通
孔の長辺長さが１．５５０ｍｍ以上、３．０００ｍｍ以
下であり、前記連続パターンは、前記フープ材の長尺方向と前記貫
通孔の長辺方向とが一致するように該貫通孔を等ピッチ
で一列に並べた列単位を、長辺方向に並んだ該貫通孔の
ピッチが二分の一ずつずれるように、該貫通孔の短辺方
向に等ピッチで順次配列したことを特徴とする電池用集
電体。
【請求項２】フープ材の長尺方向に貫通孔と無地部か
らなる連続パターンの集電部が連続してエッチング形成
された電池用集電体において、前記集電部の開孔面積率が４５％以上、７０％以下であ
り、且つ前記貫通孔が略正六角形であると共に、当該貫
通孔の対角線長さが１．５５０ｍｍ以上、３．０００ｍ
ｍ以下であり、前記連続パターンは、前記略正六角形を最密充填したハ
ニカム形状に配列したものであって、前記フープ材の幅
方向に、一の貫通孔の一辺と他の一の貫通孔の一辺とが
隣り合うように各貫通孔を等ピッチで一列に並べた行単
位を、前記フープ材の幅方向に並んだ各貫通孔のピッチ
が二分の一ずつずれるように、前記フープ材の長尺方向
に等ピッチで順次配列したことを特徴とする電池用集電
体。
【請求項３】フープ材の長尺方向に貫通孔と無地部か
らなる連続パターンの集電部が連続してエッチング形成
された電池用集電体において、前記集電部の開孔面積率が４５％以上、７０％以下であ
り、且つ前記貫通孔が略６０度の鋭角部と略１２０度の
鈍角部とを有する略菱形であると共に、当該貫通孔の鋭
角部間の対角線長さが１．５５０ｍｍ以上、３．０００
ｍｍ以下であり、前記連続パターンは、前記略菱形の三回対称からなる略
正六角形を一単位とし、該略正六角形を最密充填したハ
ニカム形状に配列したものであって、前記フープ材の幅
方向に、一の略正六角形の一辺と他の一の略正六角形の
一辺とが隣り合うように各略正六角形を等ピッチで一列
に並べた行単位を、前記フープ材の幅方向に並んだ各略
正六角形のピッチが二分の一ずつずれるように、前記フ
ープ材の長尺方向に等ピッチで順次配列したことを特徴
とする電池用集電体。
【請求項４】前記集電体の厚さが、１０μｍ以上、５
０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項
３の何れかに記載の電池用集電体。