JP2002319410A - アルカリ二次電池用電極及びそれを用いたアルカリ二次電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】端子と集電材の溶接強度を向上させて放電特性
を向上する。 【解決手段】アルカリ二次電池用電極は、正極又は負極
活物質が充填された帯状の集電材１１と、集電材１１に
溶接された複数本の正極又は負極端子１２ａ，１２ｂと
を備える。集電材１１はニッケルめっきが施された不織
布であり、１又は２以上の正極又は負極端子１２ａ、１
２ｂが金属テープ１３を介して集電材１１に溶接され
る。集電材１１に金属テープ１３が長手方向に溶接さ
れ、１又は２以上の正極又は負極端子１２ａ，１２ｂが
集電材１１の幅方向に延びてその集電材から突出した状
態で金属テープ１３に溶接される。アルカリ二次電池
は、この電極がセパレータを介して巻回又は積層されて
構成された発電体と、その発電体を収容する電池ケース
と、その電池ケースを封止可能に構成された封止板２２
とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、帯状の集電材を用
いたアルカリ二次電池用電極及びそれを用いたアルカリ
二次電池に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、アルカリ二次電池は、高信頼性で
かつ小型軽量化が可能であるため、ポータブル機器から
産業用大型設備までの各種装置の電源として多用されて
いる。このアルカリ二次電池は正極電極及び負極電極が
セパレータを介して巻回又は積層されて構成された発電
体を備え、その発電体を電池ケースに収容して封止板に
よりその電池ケースを封止することにより作られる。そ
して従来、正極電極及び負極電極として、集電機能を分
担する帯状の集電材に電池反応を生起させるための正極
又は負極活物質を担持させ、集電材の幅方向の一方の側
部に長手方向に所定の間隔を開けて複数本の正極又は負
極端子をスポット溶接したものが知られている。その場
合の集電材としては、従来からニッケル粉末を焼結した
焼結ニッケル板やパンチングニッケル板などが広く用い
られてきた。電池の容量はこのようなニッケル板の空隙
中に充填させる活物質の量によって決定され、当該活物
質の充填量はニッケル板の空隙率によって決定されるた
め、ニッケル板の空隙率をできるだけ大きくすることが
望まれる。

【０００３】しかし、焼結ニッケル板やパンチングニッ
ケル板では、空隙率が７５〜８０％と低いため、活物質
を高密度に充填することが困難である。そこで、最近で
は、電池の小型化、高容量化の要請に伴い、集電材の活
物質の充填密度を高めるために、空隙率が大きく、それ
故活物質の充填密度を高めることができる３次元網状構
造体からなる集電材が採用されている。この３次元網状
構造の集電材として、例えばウレタン樹脂の発泡体シー
トや有機繊維の不織布等の多孔質網状構造体に公知のニ
ッケルめっきを施し、更に還元性雰囲気下で焼成してそ
のウレタン樹脂や有機繊維を熱分解除去し、めっきされ
たニッケルを網状骨格として残存させることによって製
造されたものが知られている。この集電材に対しては、
端子を取り付ける箇所を押しつぶした後、全体の空隙部
に活物質合成ペーストを充填し、そして押しつぶした箇
所に例えばニッケル片からなる端子をスポット溶接する
ことにより電極が製造される。この集電材は多孔質であ
り、その孔径が大きく、空隙率が９０〜９８％と非常に
大きい性質を有し、ペースト状の正極又は負極活物質を
直接充填できることからそれらの活物質を高密度に充填
することができ、アルカリ二次電池の更なる高容量化が
期待されている。

【０００４】また、近年にあっては、ウレタン樹脂の発
泡体シートやポリオレフィン系繊維の不織布に所定量の
ニッケルめっきを施し、不織布を熱分解除去することな
しに、不織布の表面のみが導電性を発揮できるようにし
た３次元網状構造からなる集電材が提案されている（特
開平８−３２９９５６）。この集電材では、骨格部分を
熱分解除去しないので、製造工程が比較的単純で、熱分
解する従来の３次元網状構造からなる集電材に比較して
柔軟性がありかつ強度が比較的高くなる。この結果、円
筒体又は角筒体に入れるためにこの集電材を用いた電極
をセバレータと一緒に巻回してもクラックや毛羽立ちな
どの突起の発生を防止でき、充放電特性を従来より向上
して近年の軽量化及びコンパクト化の要求に十分対応し
得ることが期待されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したニッ
ケルめっきが施された不織布からなる帯状の集電材で
は、従来から用いられている焼結ニッケル板やパンチン
グニッケル板に比較してその空隙率を向上させ、高容量
化を図ることができるけれども、その隙間率の向上に伴
いその集電材に端子を従来と同様にスポット溶接する
と、そのスポット溶接される部分における不織布が部分
的な溶接により押しつぶされ、その不織布に施されたニ
ッケルめっきが局部的に座屈や折損を起こす不具合があ
る。このスポット溶接箇所周囲におけるニッケルめっき
の座屈や折損は端子の溶接強度を低下させ、端子が外れ
て集電不能になる不具合がある。更に、その部分におけ
る電気的抵抗を上昇させて二次電池の放電特性を悪化さ
せる不具合がある。本発明の目的は、端子と集電材の溶
接強度を向上させ、効率的に集電することにより放電特
性を向上し得るアルカリ二次電池用電極及びそれを用い
たアルカリ二次電池を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
図１（ｃ）に示すように、正極又は負極活物質が充填さ
れた帯状の集電材１１と、集電材１１に溶接された１又
は２以上の正極又は負極端子１２ａ，１２ｂとを備えた
アルカリ二次電池用電極の改良である。その特徴ある構
成は、集電材１１はニッケルめっきが施された不織布で
あり、１又は２以上の正極又は負極端子１２ａ、１２ｂ
が金属テープ１３を介して集電材１１に溶接されたとこ
ろにある。この請求項１に係るアルカリ二次電池用電極
では、１又は２以上の正極又は負極端子１２ａ，１２ｂ
が金属テープ１３に溶接されるが、金属テープ１３はス
ポット溶接を行う電極により押しつぶされたりすること
はなく、１又は２以上の正極又は負極端子１２ａ，１２
ｂは金属テープ１３に確実に溶接接合される。従って、
正極又は負極端子１２ａ，１２ｂがスポット溶接される
集電材１１自体がそのスポット溶接される溶接箇所周囲
の骨格が局部的に座屈や折損を起こすことはなく、端子
１２ａ，１２ｂと集電材１１との溶接強度は端子１２
ａ，１２ｂを集電材１１に直接スポット溶接した場合に
比較して向上する。

【０００７】請求項２に係る発明は、請求項１に係る発
明であって、金属テープ１３が集電材１１に長手方向に
延びて連続的に溶接され、１又は２以上の正極又は負極
端子１２ａ，１２ｂが集電材１１の幅方向に延びてその
集電材から突出した状態で金属テープ１３に溶接された
アルカリ二次電池用電極である。この請求項２に係るア
ルカリ二次電池用電極では、金属テープ１３を形状的に
連続した線状のナゲットにより集電材１１に溶接するこ
とが可能になり、その溶接強度を向上させることができ
る。この場合、金属テープ１３の溶接箇所は図１に示す
ように集電材１１の側部であっても、図５に示すように
中央であっても良い。また、１又は２以上の正極又は負
極端子１２ａ，１２ｂは、図１に示すように金属テープ
１３を集電材１１に接合後、スポット溶接しても良い
し、図４に示すようにこれらの材料を所定の位置に合わ
せて同時に溶接しても良い。

【０００８】請求項３に係る発明は、請求項２に係る発
明であって、金属テープ１３の厚さが０．０１〜２ｍｍ
であって、金属テープ１３の幅が集電材の幅の（１／５
０）〜（１／２）であるアルカリ二次電池用極材料であ
る。この請求項３に係る発明では、端子１２ａ，１２ｂ
と集電材１１との溶接強度を確保しつつ、電極の柔軟性
を確保できる。金属テープ１３の厚さが０．０１ｍｍ未
満であると端子１２ａ，１２ｂと集電材１１との溶接強
度が確保できず、その厚さが２ｍｍを越えると電極の柔
軟性を確保することができない。また、金属テープ１３
の幅が集電材の幅の（１／５０）未満であると金属テー
プ１３と集電材１１の溶接が不十分になり、（１／２）
を越えると活物質の充填量が減少して電池の容量が低下
する不具合がある。

【０００９】請求項４に係る発明は、請求項１に係る発
明であって、図６及び図７に示すように、金属テープ１
３が１又は２以上の正極又は負極端子１２ａ，１２ｂの
数に相応する数の１又は２以上の短テープ１３ａからな
り、１又は２以上の正極又は負極端子１２ａ，１２ｂが
短テープ１３ａを介して集電材１１にそれぞれ溶接され
たアルカリ二次電池用電極である。この請求項４に係る
アルカリ二次電池用電極では、金属テープ１３が１又は
２以上の短テープ１３ａからなるので、溶接強度を向上
させた状態でその取り扱いを容易にすることができる。
請求項５に係る発明は、請求項１ないし４いずれかに係
る発明であって、金属テープ１３がニッケル線を編んだ
網又はニッケル線からなる不織布であるアルカリ二次電
池用電極である。この請求項５に係るアルカリ二次電池
用電極では、金属テープ１３における導電性と柔軟性を
確保することができる。

【００１０】請求項６に係る発明は、図２及び図３に示
すように、請求項１ないし５いずれか記載の正極電極１
０ａと請求項１ないし５いずれか記載の負極電極１０ｂ
とがセパレータ１４を介して巻回又は積層されて構成さ
れた発電体１６と、発電体１６を収容可能に構成され発
電体１６における１又は２以上の負極端子１２ｂが電気
的に接続された電池ケース２１と、電池ケース２１を封
止可能に構成され発電体１６における１又は２以上の正
極端子１２ａが電気的に接続された封止板２２とを備え
るアルカリ二次電池である。この請求項６に係るアルカ
リ二次電池では、正極電極１０ａ及び負極電極１０ｂと
集電材１１との溶接強度が従来より向上しているので、
これらの電極１０ａ，１０ｂを巻回又は積層しても、端
子１２ａ，１２ｂと集電材１１との溶接部分における電
気的抵抗は上昇することはない。このため、この電極１
０ａ，１０ｂを用いた二次電池では高率放電特性及びサ
イクル特性を従来の電池より向上させることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面に
基づいて説明する。図１に示すように、本発明のアルカ
リ二次電池用電極１０ａ，１０ｂはニッケルめっきが施
された不織布からなる集電材１１を備える。この実施の
形態における集電材１１は、ポリオレフィン系繊維又は
ポリアミド樹脂系繊維のいずれか一方又は双方で構成さ
れた不織布を親水化処理し、その親水化処理された不織
布をニッケルめっき処理して作られる。ポリオレフィン
系繊維又はポリアミド樹脂系繊維のいずれか一方又は双
方で構成された不織布を使用するのは、ポリオレフィン
系繊維及びポリアミド樹脂系繊維自体がすでに電池のセ
パレータとして使用されている実績があり、２０〜３５
重量％ＫＯＨ水溶液と接触してもポリオレフィン系繊維
及びポリアミド樹脂系繊維は溶解しないため物性の変化
がなく、耐アルカリ性が優れており、非常に安価に購入
できて汎用性が高いからである。

【００１２】不織布を製造する方法としては、カード
法やエアレイ法、又は紡糸状態から連続的にシート化
するメルトブロー法やスパンボンド法のような乾式法、
或いは繊維を水に分散し、それを抄きとる湿式法等を
採用することができる。特に、湿式法により得られた不
織布は乾式法により得られた不織布と比較してその目付
及び厚みのばらつきが小さいので、均一な集電材を得る
ことができる。このため、この集電材を使用すると厚み
が均一な電極が形成され、その電極を巻回すると密着性
に優れた極群が形成でき結果として充放電特性に優れた
電池を得ることができる。

【００１３】不織布の表面を親水化処理するのは。一般
にポリプロピレンなどのポリオレフィン系の材料及びポ
リアミド系の材料は非極性材料であるので、めっき液の
浸透性が悪く、密着性に乏しいからである。親水化処理
することにより、めっき液の浸透性が向上し、強固にニ
ッケルイオンと結合するので、導電性の向上と繊維表面
に形成される金属めっきとの密着性の向上が図られる。
親水化処理としては、例えば、スルホン化処理、フッ素
ガス処理、ビニルモノマーのグラフト重合、界面活性化
剤処理、或いは親水性樹脂付与処理などがある。特に、
スルホン化処理、フッ素ガス処理又はビニルモノマーの
グラフト処理は電池に使用される電解液である２０〜３
５重量％ＫＯＨの水溶液中で長期間におけるめっき膜質
の脱落や表面抵抗の上昇がなく好ましい。

【００１４】親水化処理不織布のニッケルめっき処理
は、無電解めっき法であるが、必要に応じて無電解めっ
き法により形成された無電解めっき膜に更に電解めっき
法により電解めっき膜を形成し、不織布の表面をニッケ
ルめっき膜で被覆する。このように作られた集電材１１
は、電池のセパレータとして使用されている実績がある
ポリオレフィン系繊維又はポリアミド樹脂系繊維のいず
れか一方又は双方で構成された不織布を使用するので、
比較的信頼性が高い。また、この不織布を親水化処理
（特にスルホン化処理，フッ素ガス処理又はビニルモノ
マーのグラフト処理）するので、不織布のめっき液の浸
透性を向上させ、繊維表面が均一で微細にマイナスチャ
ージした不織布を得ることができ、親水化処理されたこ
の不織布をニッケルめっき処理するので、不織布は強固
にニッケルイオンと結合する。この結果、導電性の向上
と繊維表面に形成される金属めっきとの密着性が向上し
た集電材が得られる。

【００１５】本発明のアルカリ二次電池用電極１０ａ，
１０ｂは、上述のようにして得られた集電材１１を帯状
に切断し、集電材１１の幅方向の一方の側部に長手方向
に所定の間隔を開けて複数本の正極又は負極端子１２
ａ，１２ｂを溶接することにより得られる。具体的に説
明すると、正極活物質を充填する正極電極１０ａは、図
１（ａ）に示すように、上述した集電材１１を帯状に形
成する。そして図１（ｂ）に示すように、集電材１１の
幅方向の一方の側部の片面に金属テープ１３を全長にわ
たってシーム溶接する。その後図１（ｃ）に示すよう
に、この金属テープ１３を介して複数の正極端子１２ａ
を集電材１１に長手方向に所定の間隔を開けてスポット
溶接する。その後、全体の空隙部に正極活物質を含む正
極ペーストを充填し、その後乾燥及び圧延することによ
り正極電極１０ａが作られる。

【００１６】また、負極活物質を充填する負正極電極１
０ｂは、正極電極１０ａと同様にして作られる。具体的
には上述した集電材１１を帯状に形成する。そして集電
材１１の幅方向の一方の側部の片面に金属テープ１３を
全長にわたってシーム溶接する。その後この金属テープ
１３を介して複数の負極端子１２ｂを集電材１１に長手
方向に所定の間隔を開けてスポット溶接する。その後、
全体の空隙部に負極活物質を含む負極ペーストを充填
し、その後乾燥及び圧延することにより負正極電極１０
ｂが作られる。

【００１７】ここで、金属テープ１３は集電材１１の表
面に表出する金属との関係で適宜選定され、集電材１１
の表面に表出する金属に対して溶接可能な金属が選ばれ
る。不織布にニッケルめっきを施したこの実施の形態に
おける集電材１１に対しては素材が銀、銅又はニッケル
からなり、その形態にあっては網状又は不織布状である
ことが好ましい。特に金属テープ１３がニッケル線を編
んだ網又はニッケル線からなる不織布であれば、金属テ
ープ１３における導電性と柔軟性を十分に確保できるの
で更に好ましい。また、金属テープ１３は、その厚さが
０．０１〜２ｍｍであって、金属テープ１３の幅は集電
材１１の幅の（１／５０）〜（１／２）であることが好
ましい。

【００１８】この実施の形態における正極又は負極端子
１２ａ，１２ｂは複数本設けられる。この複数本の正極
又は負極端子１２ａ，１２ｂを溶接する際の端子間にお
ける所定の間隔ｄは、この電極１０ａ，１０ｂ用いて構
成しようとする発電体の厚み及び長さにより異なるが、
図２に示すように正極電極１０ａ及び負極電極１０ｂを
巻回して得られる発電体１６にあっては、巻回された状
態で正極又は負極端子１２ａ，１２ｂがそれぞれ別々に
重なり合うような間隔で、集電材１１に複数本の正極又
は負極端子１２ａ，１２ｂがそれぞれ溶接される。

【００１９】このように金属テープ１３を介して複数の
正極又は負極端子１２ａ，１２ｂが集電材１１に溶接さ
れた電極１０ａ，１０ｂでは、それらの端子１２ａ，１
２ｂと集電材１１との溶接強度を向上させることができ
る。即ち、溶接される金属テープ１３と集電材１１とは
連続的に溶接され、局部的に正極又は負極端子１２ａ，
１２ｂを接合するスポット溶接に比較してその接合強度
は高い。そして、複数の正極又は負極端子１２ａ，１２
ｂはこの金属テープ１３に溶接されるが、金属テープ１
３は溶接により押しつぶされたりすることはなく、複数
の正極又は負極端子１２ａ，１２ｂは金属テープ１３に
確実に接合される。従って、正極又は負極端子１２ａ，
１２ｂがスポット溶接される集電材１１自体が局部的に
座屈や折損を起こすことはなく、それらの端子１２ａ，
１２ｂと集電材１１との溶接強度はそれらの端子１２
ａ，１２ｂを集電材１１に直接溶接した場合に比較して
向上する。

【００２０】なお、上述した実施の形態では、集電材１
１に金属テープ１３を溶接し、その金属テープ１３を介
して正極又は負極端子１２ａ，１２ｂを集電材１１にス
ポット溶接する例を示したが、図４に示すように、金属
テープ１３に予め正極又は負極端子１２ａ，１２ｂを溶
接しておき、正極又は負極端子１２ａ，１２ｂが溶接さ
れた金属テープ１３を集電材１１に溶接しても良い。ま
た、上述した実施の形態では、集電材１１の幅方向の一
方の側部に金属テープ１３を長手方向に連続して溶接し
た例を示したが、図５に示すように、金属テープ１３は
集電材１１の幅方向における中央に連続して溶接しても
良く、図６及び図７に示すように、１又は２以上の短テ
ープ１３ａからな金属テープ１３を用いてその短テープ
１３ａを連続的に集電材１１に溶接しても良い。

【００２１】ここで、図６は短テープ１３ａが正極又は
負極端子１２ａ，１２ｂの数に相応する数だけ準備さ
れ、その１又は２以上の短テープ１３ａが集電材１１の
幅方向の一方の側部に非連続的に溶接され、１又は２以
上の正極又は負極端子１２ａ，１２ｂが短テープ１３ａ
を介して集電材１１にそれぞれ溶接されたアルカリ二次
電池用電極を示す。図７は正極又は負極端子１２ａ，１
２ｂの数に相応する数だけ準備された短テープ１３ａが
集電材１１の長手方向に所定の間隔を開けて集電材１１
の幅方向に延びて非連続的に溶接され、１又は２以上の
正極又は負極端子１２ａ，１２ｂがこれらの短テープ１
３ａを介して集電材１１にそれぞれ溶接されたアルカリ
二次電池用電極を示す。

【００２２】次に本発明のアルカリ二次電池２０（図
３）の説明を行う。図２に示すように、このアルカリ二
次電池は上述した正極電極１０ａ及び負極電極１０ｂが
セパレータ１４を介して巻回又は積層されて構成された
発電体１６を備える。図２に示すように、この実施の形
態では、ロール状に巻回することにより発電体１６が形
成される例を示す。セパレータ１４は、ポリオレフィン
系繊維又はポリアミド樹脂系繊維のいずれか一方又は双
方で構成された不織布を親水化処理したものにより帯状
に形成され、上記正極電極１０ａ及び負極１０ｂ間に介
装された第１セパレータ１４ａと、負極１０ｂの外面に
積層された第２セパレータ１４ｂとを有する。第１及び
第２セパレータ１４ａ，１４ｂは正極電極１０ａ及び負
極電極１０ｂの短絡を防止し、かつ電解液を保持するよ
うに構成される。

【００２３】また、本発明のアルカリ二次電池は、図３
に示すように、発電体１６を収容し負極を兼ねる導電性
の電池ケース２１と、このケース２１を封止して正極を
兼ねる封入板２２を備える。電池ケース２１は発電体１
６を収容可能に構成され発電体における複数本の負極端
子１２ｂが電気的に接続されるように構成される。ま
た、封止板２２はその電池ケース２１を封止可能に構成
され発電体１６における複数本の正極端子１２ａが電気
的に接続されるように構成される。具体的に、電池ケー
ス２１は缶底２１ａを有する筒状に形成され、封入板２
２はこの電池ケース２１の上端の開口部を塞ぐように構
成される。電池ケース２１はその内周面に負極電極１０
ｂが接触するように発電体１６が収容される。また、封
入板２２の中央には電池の正極端子を形成する突起２２
ａが形成される。また、缶底２１ａと発電体１６との間
にはロア絶縁体２３ａが介装される。発電体１６はロア
絶縁体２３ａが挿入された電池ケース２１に挿入され、
発電体１６の上端にはアッパ絶縁体２３ｂが配置され
る。

【００２４】ロア絶縁体２３ａには負極電極１０ｂにお
ける複数の重なり合う負極端子１２ｂが挿通可能な図示
しないスリットが形成され、アッパ絶縁体２３ｂには正
極電極１０ａにおける複数の重なり合う正極端子１２ａ
が挿通可能なスリットが形成される。負極電極１０ｂに
おける図示しない負極端子はロア絶縁体２３ａに形成さ
れたスリットを挿通して缶底２１ａ側に突出し、正極電
極１０ａにおける正極端子１２ａはアッパ絶縁体２３ｂ
に形成されたスリットを挿通して封止板２２側に突出す
るように構成される。ロア絶縁体２３ａのスリットから
突出した負極端子は缶底２１ａに接続され、アッパ絶縁
体２３ｂのスリットから突出した正極端子１２ａは封止
板２２に接続される。

【００２５】アッパ絶縁体２３ｂが電池ケース２１に挿
入された状態で、電池ケース２１の開口部近傍の上部に
リング状のくびれ部２１ｂが形成され、その後正極電極
１０ａの正極端子１２ａが接続された封止板２２がその
くびれ部２１ｂにリング状の絶縁用パッキン２４を介し
て配置される。その後電池ケース２１の上端縁を折返し
て封入板２２の外周縁に絶縁用パッキン２４とともに被
せることにより封入板２２が電池ケース２１と電気的に
絶縁され、電池ケースはその封入板２２により封止され
る。

【００２６】このように構成された電池２０では、第１
セパレータ１４ａを正極電極１０ａの外面に積層し、次
に負極電極１０ｂ及び第２セパレータ１４ｂを第１セパ
レータ１４ａの外面に積層する。このように積層された
状態でロール状に巻回することにより発電体１６は製造
されるが、これらの電極１０ａ，１０ｂにおける端子１
２ａ，１２ｂと集電材１１との溶接強度は従来より向上
しているので、これらの電極１０ａ，１０ｂをロール状
に巻回しても、端子１２ａ，１２ｂと集電材１１との溶
接部分における電気的抵抗は上昇することはない。この
ため、この電極１０ａ，１０ｂを用いた電池では高率放
電特性及びサイクル特性を従来の電池より向上させるこ
とができる。なお、上述した実施の形態では円筒状の電
池ケース２１にロール状に巻かれた発電体１６が挿入さ
れた電池を説明したが、電池ケースは角筒状のものであ
っても良く、発電体は正極電極１０ａ及び負極電極１０
ｂを渦巻き角状に巻回したもの、又は蛇腹状に屈曲積層
したものであっても良い。

【００２７】

【実施例】次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく
説明する。 ＜実施例１＞集電材１１の幅方向の一方の側部の片面に
金属テープ１３をシーム溶接し、その金属テープ１３を
介して端子１２をスポット溶接した電極を得た。集電材
は不織布を親水化処理し、その親水化処理された不織布
をニッケルめっき処理して作った。具体的に、芯成分が
ポリプロピレンからなり、鞘成分がポリエチレンからな
る繊度１．２ｄｔｅｘ、繊維長５ｍｍの芯鞘型複合繊維
１１０重量％を分散させたスラリーを、常法の湿式抄造
法により繊維ウエブを形成した。この繊維ウエブを１３
５℃に設定されたドライヤにより熱処理し、芯鞘型複合
繊維の鞘成分を融着させて面密度６５ｇ／ｍ²、厚さ
０．５ｍｍの不織布を作った。この不織布の空隙率は８
６％であった。

【００２８】この不織布を８０℃の発煙硫酸液に浸漬す
ることによりスルホン化処理を行い、得られた親水化処
理不織布をニッケルめっき処理した。この実施例におけ
るニッケルめっき処理は、親水化処理不織布を染色機の
キャリヤーに巻き付け、精錬剤を循環、水洗いし、次
に、塩化第１スズ１１ｇ／リットル、塩酸２０ｍｌ／リ
ットルを含んだ水溶液を循環し、水洗後塩化パラジウム
１ｇ／リットル、塩酸２０ｍｌ／リットルを含む水溶液
を循環させて触媒化を行った。その後更に水洗を行い、
硫酸ニッケル１８ｇ／リットル、クエン酸ナトリウム１
１ｇ／リットル、水和ヒドラジン５０ｍｌ／リットル、
２５％アンモニア水１１０ｍｌ／リットルに各濃度とな
る無電解ニッケルめっき液を、めっき後の集電材の全重
量に対するニッケルめっき重量が５５重量％となる分の
ニッケルを含有する液量で、８０℃に加熱して循環し
た。１時間加熱循環させてめっき液がほぼ透明となった
後にその循環を止めて不織布を取り出し、水洗し更に乾
燥を行ってめっき処理不織布を得た。このめっき処理不
織布を４０ｍｍ×３０ｍｍの大きさに切断して集電材１
１を得た。

【００２９】得られた集電材１１の幅方向の一方の側部
の片面に、目付５００ｇ／ｍ２のニッケル網からなり幅
が４ｍｍの金属テープ１３をシーム溶接した。シーム溶
接は幅４ｍｍの溶接ロールを用いて行い、溶接電圧１．
６ｖであって、溶接時間が２ｍｓｅｃ、溶接休止時間が
２ｍｓｅｃ、溶接速度が１５ｍｍ／ｓｅｃの条件で行っ
た。次に端子として縦１５ｍｍ、横４ｍｍであって厚さ
が０．２ｍｍのニッケル片を準備した。このニッケル片
の一端を金属テープに重ねて７０ｗ・ｓｅｃの溶接条件
で２カ所スポット溶接し、本発明の電極とした。この電
極を実施例１とした。

【００３０】＜比較例１＞実施例１と同一の手順により
実施例１と同一のめっき処理不織布を得た。このめっき
処理不織布を４０ｍｍ×３０ｍｍの大きさに切断して実
施例１と同一の集電材１１を得た。次に端子として縦１
５ｍｍ、横４ｍｍであって厚さが０．２ｍｍのニッケル
片を準備した。このニッケル片の一端を集電材１１に重
ねて７０ｗ・ｓｅｃの溶接条件で２カ所スポット溶接
し、従来の金属テープを用いずに端子を溶接する電極と
した。この電極を比較例１とした。

【００３１】＜比較試験１＞実施例１及び比較例１にお
けるそれぞれの電極の集電材と端子との間の抵抗値、及
び集電材に対する端子の引っ張り強度を測定した。抵抗
値の測定は、抵抗測定器（日置製作所社製、ミリオーム
ハイテスタ）を使用し、引っ張り強度の測定は引っ張り
試験器（オリエンテック製、テンシロンＵＣＴ−５０
０）を用いて行った。引っ張り強度の測定は一方のチャ
ックに集電材を挟持させ、他方のチャックに端子を挟持
させた状態で他方のチャックを引っ張り速度３００ｍｍ
／分で引っ張って集電材と端子が分離するまでの最大荷
重を測定した。測定したそれぞれの結果を表１に示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】＜評価１＞表１の結果から明らかなよう
に、実施例１は引っ張り強度及び抵抗値において比較例
１に比較して優れていることが判る。これは、比較例１
における電極では、端子が金属テープを介して集電材に
溶接されていないため、集電材のスポット溶接される溶
接箇所周囲の骨格が局部的に座屈や折損を起こし、接合
強度が弱く、集電効率が低いと考えられる。

【００３４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、集
電材に金属テープを溶接するので、集電材としてニッケ
ルめっきが施された不織布を用いても、その溶接される
金属テープと集電材とは、比較的高い強度で接合され
る。また、その金属テープを介して１又は２以上の正極
又は負極端子を集電材に溶接するので、金属テープは溶
接を行うことにより押しつぶされたりすることはなく、
１又は２以上の正極又は負極端子は金属テープに確実に
接合される。この結果、集電材の溶接箇所周囲の骨格が
局部的に座屈や折損を起こすことはなく、それらの端子
と集電材との溶接強度を直接溶接した場合に比較して向
上させることができる。また、端子と集電材との接合強
度が向上することから、この電極からなる正極電極及び
負極電極を用いた二次電池では高率放電特性及びサイク
ル特性を従来の電池より向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電極の製造工程を示す斜視図。

【図２】その電極を巻回して得られた発電体を示す斜視
図

【図３】本発明のアルカリ二次電池の一部を切り欠いた
斜視図。

【図４】その電極の別の製造工程を示す斜視図。

【図５】金属テープが集電材の中央に溶接された電極を
示す斜視図

【図６】金属テープである短テープが集電材の側部に非
連続的に溶接された電極を示す斜視図。

【図７】金属テープである短テープが集電材に幅方向に
延びて非連続的に溶接された電極を示す斜視図。

【符号の説明】

１０ａ 正極電極 １０ｂ 負極電極 １１ 集電材 １２ａ 正極端子 １２ｂ 負極端子 １３ 金属テープ １３ａ 短テープ １４ セパレータ １６ 発電体 ２０ アルカリ二次電池 ２１ 電池ケース ２２ 封止板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 喜多 晃一 埼玉県大宮市北袋町１丁目297番地 三菱 マテリアル株式会社総合研究所内 Ｆターム(参考） 5H017 AA02 AS08 BB08 BB11 CC25 DD06 EE04 EE07 HH03 5H022 AA04 BB11 BB22 CC17 CC30 EE03 5H028 AA01 BB01 BB05 EE01 HH05

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 正極又は負極活物質が充填された帯状の
   集電材(11)と、前記集電材(11)に溶接された１又は２以
   上の正極又は負極端子(12a,12b)とを備えたアルカリ二
   次電池用電極において、 前記集電材(11)はニッケルめっきが施された不織布であ
   り、 前記１又は２以上の正極又は負極端子(12a,12b)が金属
   テープ(13)を介して前記集電材(11)に溶接されたことを
   特徴とするアルカリ二次電池用電極。
2. 【請求項２】 金属テープ(13)が集電材(11)に長手方向
   に延びて連続的に溶接され、１又は２以上の正極又は負
   極端子(12a,12b)が前記集電材(11)の幅方向に延びて前
   記集電材(11)から突出した状態で前記金属テープ(13)に
   溶接された請求項１記載のアルカリ二次電池用電極。
3. 【請求項３】 金属テープ(13)の厚さが０．０１〜２ｍ
   ｍであって、前記金属テープ(13)の幅が集電材の幅の
   （１／５０）〜（１／２）である請求項２記載のアルカ
   リ二次電池用極材料。
4. 【請求項４】 金属テープ(13)が１又は２以上の正極又
   は負極端子(12a,12b)の数に相応する数の１又は２以上
   の短テープ(13a)からなり、前記１又は２以上の正極又
   は負極端子(12a,12b)が前記短テープ(13a)を介して集電
   材(11)にそれぞれ溶接された請求項１記載のアルカリ二
   次電池用電極。
5. 【請求項５】 金属テープ(13)がニッケル線を編んだ網
   又はニッケル線からなる不織布である請求項１ないし４
   いずれか記載のアルカリ二次電池用電極。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５いずれか記載の正極電
   極(10a)と請求項１ないし５いずれか記載の負極電極(10
   b)とがセパレータ(14)を介して巻回又は積層されて構成
   された発電体(16)と、 前記発電体(16)を収容可能に構成され前記発電体(16)に
   おける１又は２以上の負極端子(12b)が電気的に接続さ
   れた電池ケース(21)と、 前記電池ケース(21)を封止可能に構成され前記発電体(1
   6)における１又は２以上の正極端子(12a)が電気的に接
   続された封止板(22)とを備えるアルカリ二次電池。