JP2018078041A - アルカリ二次電池の極板及びアルカリ二次電池 - Google Patents

Abstract

【課題】極板に生じるバリを少なくすることができるアルカリ二次電池の極板、及びこの極板を有するアルカリ二次電池を提供する。
【解決手段】アルカリ二次電池の正極板１５は、正極活物質が充填された連続気泡を有する矩形状のニッケル基板４０を備える。ニッケル基板４０は、厚さ方向に圧縮された部分として延設されて集電板２１に接続されるリード部１５ａとリード部１５ａに対して反対側になる先端部４５に前記厚さ方向に圧縮された部分として延設されたプレス部４４とを有するとともに、正極活物質はリード部１５ａとの間、及び、プレス部４４との間の少なくとも一方の間に所定の離間距離を有して設定されている充填部４２ｃに充填されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、アルカリ二次電池の極板、及びこの極板を有するアルカリ二次電池に関する。

一般に、ポータブル機器や携帯機器などの電源として、また電気自動車やハイブリッド自動車用の電源として、エネルギー密度が高く信頼性に優れた二次電池であるニッケル水素二次電池が広く用いられている。ニッケル水素二次電池は、水酸化ニッケルを主成分とした正極と、水素吸蔵合金を主成分とした負極と、アルカリ電解液とから構成されている。例えば、こうした構造のアルカリ二次電池の一例が特許文献１に記載されている。

特許文献１に記載のアルカリ二次電池は、ニッケル水素二次電池であって、正極活物質を保持する正極板、負極活物質を保持する負極板、正極板と負極板とを分離するセパレータを含んでいる。そして、このアルカリ二次電池は、セパレータを介して正極板と負極板とを重ねて渦巻き状に巻いた電極体が有底円筒形状の外装缶に収容された円筒形電池である。このアルカリ二次電池は、負極板の幅が正極板の幅より短い。

特開２０１３−１３４９４０号公報

特許文献１に記載の技術によれば、捲回された正極板の側端のバリに起因する内部短絡の発生が抑制されるようになる。
ところで平板状の極板が積層された極板群は、極板の側端部分にプレスされたプレス部を有する。極板の側端部分のうち、集電板側にあっては、極板を構成する基板の金属密度を高めることによる溶接しやすさが向上するとともに、反対側は、圧縮することで対向する極板との間に距離を確保して極板間に短絡が生じるリスクを軽減させるようにしている。しかしながら、プレスで角部にバリが発生するようなことになると、このバリがセパレータを破損させたり、貫通して短絡を引き起こしたりしかねない。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、極板に生じるバリを少なくすることができるアルカリ二次電池の極板、及びこの極板を有するアルカリ二次電池を提供することにある。

上記課題を解決するアルカリ二次電池の極板は、アルカリ二次電池の極板であって、活物質が充填された連続気泡を有する矩形状の基板を備え、前記基板は、厚さ方向に圧縮された部分として延設されて集電板に接続されるリード部と、前記リード部に対して反対側になる先端部に前記厚さ方向に圧縮された部分として延設されたプレス部とを有するとともに、前記活物質は前記リード部との間、及び、前記プレス部との間の少なくとも一方の間に所定の離間距離を有して設定されている充填位置に充填されていることを特徴とする。

上記課題を解決するアルカリ二次電池は、対向する正極集電板と負極集電板との間に、前記正極集電板に接続された複数の正極板であって正極活物質が基板に充填されてなる複数の正極板と、前記負極集電板に接続された複数の負極板であって負極活物質が基板に保持されてなる複数の負極板とをそれぞれセパレータを介して積層させた極板群を備えるアルカリ二次電池であって、前記正極板は、厚さ方向に圧縮された部分として延設されて正極集電板に接続されるリード部と、前記リード部に対して反対側になる先端部に前記厚さ方向に圧縮された部分として延設されたプレス部とを有するとともに、前記正極活物質は前記リード部との間、及び、前記プレス部との間の少なくとも一方の間に所定の離間距離を有して設定されている充填位置に充填されており、前記負極板は、前記負極活物質が前記正極板の充填位置の広さに対応する広さで充填されており、前記極板群は、前記正極板の充填位置と、前記負極板の充填位置とが前記積層される方向に対して一部が重ならないように積層されていることを特徴とする。

基板をプレスする際、プレスする部分に活物質が充填されていると、プレスに対する基板や活物質の応力で基板の端部にバリが生じて、この生じたバリが対向する極板を短絡させるおそれがある。この点、このような構成によれば、リード部又はプレス部と充填位置との間には、活物質の充填されていない未充填領域が形成される。未充填領域は応力が小さいためバリの発生が軽減されるようになる。

また、プレスによる振動や基板の変形が基板に充填されている活物質の脱落を引き起こすおそれがある。この点、このような構成によれば、プレス部の隣接領域が未充填領域であることからプレスによる活物質の脱落が防止される。そして、活物質の脱落による極板の容量の低下や短絡が防止される。

好ましい構成として、前記極板は、正極板であり、前記基板は、ニッケル金属多孔体であり、前記活物質は、正極活物質である。
このような構成によれば、ニッケル水素二次電池は、極板に横ずれが生じても充放電の際に極板表面に金属析出が生じないため、未充填領域を有していても積層させることが容易である。

好ましい構成として、前記所定の離間距離が０．４ｍｍ以上に設定されている。
このような構成によれば、活物質充填の際、充填位置や広がりに多少の変動が生じたとしても確実に未充填領域が確保されるようになる。

好ましい構成として、前記一部が重ならない長さは、前記積層される方向に対して直交する方向に２ｍｍ以下である。
このような構成によれば、アルカリ二次電池、特にニッケル水素二次電池は、極板に横ずれが生じても充放電の際に極板表面に金属析出が生じないため、セパレータに覆われているとともに、未充填領域が形成されていて充填領域の位置が確認しづらい極板であれ、これを積層させることが容易になる。

本発明のアルカリ二次電池の極板、及びこの極板を有するアルカリ二次電池によれば、極板に生じるバリを少なくすることができる。

正極用基板を有するアルカリ二次電池をニッケル水素二次電池に具体化した一実施形態について、ニッケル水素二次電池の概略を示す斜視図。 同実施形態におけるニッケル水素二次電池の極板群の断面構造を示す断面図。 同実施形態におけるニッケル水素二次電池の正極板及び負極板の積層構造を模式的に示す模式図。 同実施形態における正極板の先端部の拡大断面構造を示す断面図。

以下、アルカリ二次電池の極板、及び、この極板を有するアルカリ二次電池について、その一実施形態を説明する。本実施形態では、アルカリ二次電池を、ニッケル水素二次電池に具体化して説明する。

図１に示すように、本実施形態におけるニッケル水素二次電池１１は、角形の密閉式電池であって、直列接続された複数の電池セル１２を有している。ニッケル水素二次電池１１は、各電池セル１２を収容可能な一体電槽１３と、一体電槽１３の開口部を封止する蓋体１４とを備えている。一体電槽１３及び蓋体１４は、収容容器を構成する。

一体電槽１３の内部空間は、図示しない隔壁によって６つの空間に区画されている。それらの空間の各々には１つの電池セル１２が収容されている。よって、本実施形態では、一体電槽１３内に６個の電池セル１２が収容されている。各電池セル１２は、対向する集電板２１，２２（図２参照）の上部に突設されている接合突部（図示略）同士が接続されることで、直列に接続されている。これらの電池セル１２の電力は、一体電槽１３に設けられた端子１３ａ，１３ｂから取り出される。

図２に示すように、電池セル１２は、上述した対向する集電板２１，２２の間に矩形板状の正極板１５及び矩形板状の負極板１６がセパレータ１７を介して積層配置された極板群２０と、電解液（図示略）とを備えている。正極板１５及び負極板１６の端部には、リード部１５ａ，１６ａがそれぞれ形成されている。正極板１５のリード部１５ａは、溶接等の接合方法によって、正極の集電板２１の接合面に対して垂直に接合されている。負極板１６のリード部１６ａもまた、溶接等によって、負極の集電板２２の接合面に対して垂直に接合されている。

図３に示すように、負極板１６は、芯材となる負極基板３０と、当該負極基板３０に担持された水素吸蔵合金３３を備えている。負極基板３０は、パンチングメタル等からなる。水素吸蔵合金３３の種類は特に限定されないが、例えば、希土類元素の混合物であるミッシュメタルとニッケルとの合金や、当該合金の一部を、アルミニウム、コバルト（Ｃｏ）、マンガン等に置換したものである。この負極板１６は、水素吸蔵合金３３に、カーボンブラック等の増粘剤、スチレン‐ブタジエン共重合体等の結着剤を添加して、ペースト状に加工した負極用ペーストを、負極基板３０に塗布した後、乾燥、圧延、切断することによって製造される。

こうして製造された負極板１６の負極基板３０は、集電板２２に接続端部３１を溶接された上記リード部１６ａと、リード部１６ａに続いて集電板２２に対して反対方向である先端方向に配置される負極中央部３２と、負極中央部３２からさらに先端方向であって負極基板３０の先端部３５を含むプレス部３４とを備える。

また、負極基板３０は、極板群２０の極板積層方向に対する基板の厚さが、リード部１６ａ及びプレス部３４では厚さＤ３４、負極中央部３２では厚さＤ３２である。なお、プレス加工前には負極中央部３２と同じ厚さの負極基板３０が、その接続端部及び先端側をそれぞれプレス加工されることによってリード部１６ａ及びプレス部３４が形成されていることから、リード部１６ａ及びプレス部３４は、その厚さが、負極中央部３２の厚さＤ３２よりも薄い。

また、負極基板３０は、２つの集電板２１，２２を結ぶ方向である基板幅方向における各部の配置について、全体の幅が幅Ｌ１０、リード部１６ａの幅が幅Ｌ１１、負極中央部３２の幅が幅Ｌ１３、プレス部３４の幅が幅Ｌ１２である。リード部１６ａ及びプレス部３４と負極中央部３２との間にはそれぞれ、厚さ方向の段部である段差３２ａ，３２ｂが設けられている。なお、リード部１６ａ及びプレス部３４は、その幅が、負極中央部３２の幅Ｌ１３よりも狭い。また、全体の幅Ｌ１０は、負極基板３０の接続端部３１が負極側の集電板２２に接続されたとき、先端部３５が正極側の集電板２１には接触しない幅である。

さらに、負極基板３０は、規定量の負極用ペーストが負極中央部３２にその幅Ｌ１３と略同じ幅Ｌ１４の範囲に塗布されている。詳述すると、まず、負極基板３０は、リード部１６ａ及びプレス部３４となる部分に隣接して設定されている負極中央部３２に対して、その負極中央部３２の全範囲に負極用ペーストが塗布される。そして、負極用ペーストが塗布された負極基板３０に対して負極用ペーストが塗布されている近傍までプレス加工が行われてリード部１６ａ及びプレス部３４が形成される。従来、電池特性上良いと考えられていたことから、規定量の負極用ペースト（水素吸蔵合金３３）であれば、これをプレス加工されない部分の全体、すなわち負極中央部３２の全体に塗布するようにしていた。

正極板１５は、ニッケル金属からなる立体的な構造体であって、いわゆる連続気泡を有する三次元多孔体である正極用基板としてのニッケル基板４０、ニッケル基板４０に担持された充填剤４３を有している。ニッケル基板４０は、充填剤４３を担持する担体の機能と、集電体の機能とを有する。

ニッケル基板４０は、非焼結式ニッケル基板であって、発泡金属からなることが好ましく、本実施形態では、発泡金属の一つである発泡ニッケルを用いている。発泡ニッケルは、内部に多数の細孔を有し、容易に圧縮することが可能である。発泡ニッケルの製造方法は特に限定されないが、例えば、発泡ウレタンの骨格表面にニッケルメッキを施した後、発泡ウレタンを焼失させることによって製造される。上述したリード部１５ａは、ニッケル基板４０の接続端部側が圧縮され、その圧縮した箇所に鉄材等の金属材が溶接されることによって形成されている。なお、図３や図４では、便宜上、ニッケル基板４０を構成する発泡ニッケルの骨格構造についての図示を割愛している。

充填剤４３は、水酸化ニッケル（Ｎｉ（ＯＨ）_２）を主成分とする正極活物質、コバルト化合物等の導電剤等を有する。ニッケル基板４０には、正極活物質及び導電剤に、カルボキシメチルセルロース等の増粘剤及び結着剤を添加して、ペースト状に加工したペーストである正極用ペーストを充填させる。ニッケル基板４０は、その多孔体の空間に正極用ペーストがダイ塗工によって充填される。ダイ塗工では、ノズルがペーストを吐出する幅である塗工幅が設定されているとともに、ノズルが単位時間当たりに吐出するペーストの量である吐出量が設定されている。よって、ニッケル基板４０に対する単位面積当たりの正極活物質の充填量が、塗工速度、塗工幅及び吐出量によって定まる。正極用ペーストをニッケル基板４０にダイ塗工で適切に押し込むため、ニッケル基板４０はその気孔率が８０［％］〜９８［％］、セル径が５０［μｍ］〜５００［μｍ］に設定されていることが望ましい。

その後、正極板１５は、ニッケル基板４０を乾燥、圧延、切断することによって製造される。
こうして製造された正極板１５のニッケル基板４０は、集電板２１に接続端部４１を溶接された上記リード部１５ａと、リード部１５ａにおいて集電板２１に対して反対側の方向である先端方向に配置されるニッケル基板４０の正極中央部４２と、正極中央部４２からさらに先端方向であってニッケル基板４０の先端部４５を含むプレス部４４とを備える。

また、ニッケル基板４０は、極板群２０の極板積層方向に対する基板の厚さが、リード部１５ａ及びプレス部４４では厚さＤ４４、正極中央部４２では厚さＤ４２である。なお、プレス加工前には正極中央部４２と同じ厚さのニッケル基板４０が、その接続端部及び先端部をそれぞれプレス加工されることによってリード部１５ａ及びプレス部４４が形成されていることから、リード部１５ａ及びプレス部４４は、その厚さが、正極中央部４２の厚さＤ４２よりも薄い。

また、ニッケル基板４０は、２つの集電板２１，２２を結ぶ方向である基板幅方向における各部の配置について、全体の幅が幅Ｌ２０、リード部１５ａの幅が幅Ｌ２１、正極中央部４２の幅が幅Ｌ２３、プレス部４４の幅が幅Ｌ２２である。なお、リード部１５ａ及びプレス部４４は、その幅が、正極中央部４２の幅Ｌ２３よりも短い。また、全体の幅Ｌ２０は、ニッケル基板４０の接続端部４１が正極側の集電板２１に接続されたとき、先端部４５が負極側の集電板２２には接触しないとともに、セパレータ１７の端部であって、リード部１５ａに配置される開放端部とは反対側の端部を負極側の集電板２２との間に配置させることが可能な長さである。つまり、先端部４５と負極側の集電板２２との間には、セパレータ１７の端部を負極側の集電板２２に接触しないように配置させるために必要な距離が確保される必要がある。

さらに、ニッケル基板４０は、規定量の正極用ペーストが正極中央部４２にその幅Ｌ２３よりも狭い幅Ｌ２６の範囲に充填されている。詳述すると、まずニッケル基板４０は、リード部１５ａ及びプレス部４４となる部分に隣接して設定されている正極中央部４２に対して、その正極中央部４２のうち、接続端部４１側の未充填領域としての未充填部４２ｄ及び先端部４５側に未充填領域としての未充填部４２ｅに挟まれた充填位置としての充填部４２ｃに正極用ペーストが充填される。そして、正極用ペーストが塗布されたニッケル基板４０に対して正極用ペーストが充填されている充填部４２ｃとの間に未充填部４２ｄ又は未充填部４２ｅが形成される位置にプレス加工が行われてリード部１５ａ及びプレス部４４が形成される。従来、電池特性上良いと考えられていたことから、規定量の充填剤４３であれば、これを正極中央部４２の一部に偏在させるのではなく、全体に均等に分散充填させるようにしていた。しかしながら、発明者らは、所定の条件の下では、充填剤４３を正極中央部４２の一部に偏在させたとしても電池特性に大きな影響が生じないことを見出した。本実施形態では、正極中央部４２は、基板幅方向に対して、接続端部４１側に未充填部４２ｄ、先端部４５側に未充填部４２ｅ、２つの未充填部４２ｄ，４２ｅに挟まれる間に充填部４２ｃが形成されている。

図４に示すように、ニッケル基板４０は、その先端側において、正極中央部４２にあって充填剤４３が充填されている充填部４２ｃと先端側の未充填部４２ｅとを備え、未充填部４２ｅに隣接して先端部４５を含むプレス部４４を備えている。プレス部４４は、正極中央部４２と同じ厚さＤ４２であったニッケル基板４０がプレス加工で薄く形成された部分であることから、正極中央部４２とプレス部４４との間には厚さ方向（極板積層方向）への段差４２ｂが形成されている。段差４２ｂは、ニッケル基板４０がプレス加工によってせん断や塑性変形されることによって形成されており、特に変形の量の大きい表面に近い端部としての角部分Ｅ１，Ｅ２はせん断されている。よって表面に近い角部分Ｅ１，Ｅ２は、プレス加工に対するニッケル基板４０の応力が高いとせん断後に跳ね上がって基板突起としてのバリを生じることが少なくない。また、ニッケル基板４０は、その接続端部側においても、正極中央部４２にあって充填剤４３が充填されている充填部４２ｃと接続端部側の未充填部４２ｄとを備え、未充填部４２ｄに隣接して接続端部４１を含むリード部１５ａを備えている。リード部１５ａは、正極中央部４２と同じ厚さＤ４２であったニッケル基板４０がプレス加工で薄く形成された部分であることから、正極中央部４２とリード部１５ａとの間には厚さ方向（極板積層方向）への段差４２ａが形成されているとともに、上記表面に近い角部分Ｅ１，Ｅ２と同様にバリを生じることが少なくない。

つまり、ニッケル基板４０において充填剤４３が充填されている部分は硬く、応力も高く、かつ、ニッケル基板４０と充填剤４３との間の応力差もあって、バリが生じやすい傾向にある。この点、本願の発明者らは、充填剤４３が充填されていないニッケル基板４０だけの部分はプレス加工をしたとき、表面に近い角部分Ｅ１，Ｅ２であってもバリが生じづらいことを見出した。よって、従来、充填剤４３を正極中央部４２の全体に広げて充填することが一般的であったが、本実施形態では、正極中央部４２のリード部１５ａに隣接する部分やプレス部４４に隣接する部分に未充填部４２ｄ，４２ｅを設けた。これにより、プレス加工されるリード部１５ａ及びプレス部４４の隣接部分を応力の低い未充填部４２ｄ，４２ｅとすることで表面に近い角部分Ｅ１，Ｅ２にバリが生じることを抑制するようにした。

また、上述のように従来、充填剤４３を正極中央部４２の全体に広げて充填することが一般的であった。そのため、充填部４２ｃに隣接する部分がプレス加工でプレス部４４に形成される際、プレス加工による衝撃やニッケル基板４０の変形や押圧が、ニッケル基板４０に充填されている充填剤４３の形状を崩したり、ニッケル金属との接合を弱めて、充填剤４３のニッケル基板４０からの脱落を生じさせたりしていた。充填剤４３の脱落は、電気容量の低下を生じさせたり、脱落した充填剤４３による短絡させたりする要因となっていた。しかし、本実施形態では、正極中央部４２のリード部１５ａやプレス部４４は未充填部４２ｄ，４２ｅに隣接するようにした。これにより、プレス加工の際のニッケル基板４０の変形や押圧が未充填部４２ｄ，４２ｅで吸収されるようになり、変形や押圧が充填部４２ｃへ影響することが軽減されてニッケル基板４０から充填剤４３が脱落することが抑制されるようになる。これにより、充填剤４３の脱落による電池容量の低下や短絡が抑制されて、電池容量が維持されるようになる。

本実施形態では、例えば、未充填部４２ｄ，４２ｅは、その幅方向の幅Ｌ２４，Ｌ２５が「０．５ｍｍ」に設定されている。基板配置の精度、プレス加工の精度等で、プレス加工される位置の公差が「０．２ｍｍ」〜「０．３ｍｍ」程度生じることから、未充填部４２ｄ，４２ｅの幅を「０．５ｍｍ」だけ確保するように設定するようにしている。これにより、プレス加工の位置が最大公差の分だけずれたとしても、充填部４２ｃとの間に未充填部４２ｄ，４２ｅが確保されて、表面に近い角部分Ｅ１，Ｅ２にバリが生じることや、ニッケル基板４０から充填剤４３が脱落することが確実に抑制されるようになる。なお、公差が「０．２ｍｍ」〜「０．３ｍｍ」なので未充填部４２ｄ，４２ｅの幅は「０．４ｍｍ」以上であれば十分である。

さらに、発明者らは、このような未充填部４２ｄ，４２ｅは、正極板１５と負極板１６とを積層させるとき、積層方向に対向する位置が幅方向に多少ずれを生じるおそれがあるが、ニッケル水素二次電池の場合、多少のずれが生じたとしても、電池性能に影響が生じないことを見出した。

図３を参照して、極板群２０の構成について説明する。
なお、正極板１５と負極板１６との対向面は、充放電で水素イオンが授受されることから、通常、同様の広さの面積同士が相対向するように設けられる。例えば、基板幅方向について、負極基板３０で負極用ペーストが塗布されている負極中央部３２の幅Ｌ１４と、ニッケル基板４０で正極用ペーストが充填されている正極中央部４２の充填部４２ｃの幅Ｌ２６とは略同じ幅である。なお、設計の都合上、負極中央部３２の充填位置としての負極用ペーストが塗布されている幅Ｌ１４と、正極中央部４２の充填部４２ｃの幅Ｌ２６との間には「１ｍｍ」程度の差があってもよい。本実施形態では、この程度の差を含んで、負極中央部３２の充填位置が、正極中央部４２の充填部４２ｃに対応する広さであるものとする。また、図示しないが、負極中央部３２の負極用ペーストが塗布されている集電板延設方向の長さと、正極中央部４２の充填部４２ｃの集電板延設方向の長さは、略同じ長さである。なお、集電板延設方向の長さについても「１ｍｍ」程度の差があってもよい。

また、正極中央部４２の幅Ｌ２３は、充填部４２ｃの幅Ｌ２６に、未充填部４２ｄの幅Ｌ２４と、未充填部４２ｅの幅Ｌ２５との長さを加えた長さである。よって、正極板１５のリード部１５ａの幅Ｌ２１は、負極板１６の幅Ｌ１１よりも狭い幅になっている。

本実施形態では、正極中央部４２の充填部４２ｃと負極中央部３２の水素吸蔵合金３３との積層方向への重なりが、幅方向に少しずれを有している。例えば、負極中央部３２の水素吸蔵合金３３の塗布された範囲に対して正極中央部４２の充填部４２ｃは、その先端部４５側が正極用の集電板２１の方向に長さＬ３０だけずれているとともに、その接続端部４１側が正極用の集電板２１の方向に長さＬ３１だけずれている。具体的には、長さＬ３０は、「０ｍｍ」〜「２．０ｍｍ」の長さの範囲で変化することができる。つまり、正極中央部４２の充填部４２ｃは、負極中央部３２の水素吸蔵合金３３の塗布された範囲に対して一部が重ならず、その重ならない長さが基板の積層方向に直交する方向である幅方向に「２．０ｍｍ」以下の長さである。

上述のように従来、例えば、長さＬ３０，Ｌ３１は「０」であることが望ましいと考えられていた。実際、リチウムイオン電池はリチウムイオンの移動に直進性があって、最短距離にある極板に向かうため、極板の対向する位置に横ずれが生じていると一方の面に対向する他方の辺にリチウムイオンが集中して析出し、微小短絡を生じさせるおそれがあった。この点、ニッケル水素二次電池は、水素イオンの移動における直線性が低いため、対向する基板が幅方向に多少の横ずれを有していたとしても、金属の析出等が生じるおそれが無く、また、電池特性が大きく低下することもないことを、発明者らは見出した。そこで、充填部４２ｃと水素吸蔵合金３３との幅方向のずれとして、それぞれ長さＬ３０，Ｌ３１のずれを設けてもよいこととした。なお、本実施形態では、２つの長さＬ３０，Ｌ３１は同じ長さである。すなわち、負極板１６は、負極活物質が正極板１５の充填部４２ｃの広さに対応する広さで充填されており、極板群２０が、正極板１５の充填部４２ｃと、負極板１６の負極用ペーストが塗布されている幅Ｌ１４とが積層方向に対して一部が重ならないように積層される。

以上説明したように、本実施形態のニッケル基板を正極に用いるアルカリ二次電池の極板、及び、アルカリ二次電池によれば、以下に記載するような効果が得られるようになる。

（１）ニッケル基板４０をプレスする際、プレスする部分に活物質が充填されていると、プレスに対するニッケル基板４０や活物質を含む充填剤４３の応力でニッケル基板４０の角部分Ｅ１，Ｅ２にバリが生じて、この生じたバリが対向する正極板１５と負極板１６とを短絡させるおそれがある。この点、本実施形態では、リード部１５ａとプレス部４４と充填部４２ｃとの間には、活物質の充填されていない未充填部４２ｄ，４２ｅが形成される。未充填部４２ｄ，４２ｅは応力が小さいためバリの発生が軽減されるようになる。

また、プレスによる振動やニッケル基板４０の変形がニッケル基板４０に充填されている活物質を含む充填剤４３の脱落を引き起こすおそれがある。この点、このような構成によれば、プレス部の隣接領域が未充填部４２ｄ，４２ｅであることからプレスによる活物質を含む充填剤４３の脱落が防止される。そして、活物質の脱落による正極板の容量の低下や短絡が防止される。

（２）ニッケル水素二次電池は、極板に横ずれが生じても充放電の際に極板表面に金属析出が生じないため、未充填部４２ｄ，４２ｅを有していても積層させることが容易である。

（３）未充填部４２ｄ，４２ｅの幅としての所定の離間距離が０．５ｍｍ以上に設定されていることから、活物質充填の際、充填位置や広がりに多少の変動が生じたとしても確実に未充填部４２ｄ，４２ｅが確保されるようになる。

（４）アルカリ二次電池、特にニッケル水素二次電池は、極板にずれが生じても充放電の際に極板表面に金属析出が生じないため、セパレータ１７に覆われているとともに、未充填部４２ｄ，４２ｅが形成されて充填部４２ｃの位置が確認しづらい正極板１５を積層させることが容易になる。

（その他の実施形態）
なお、上記実施形態は以下の形態にて実施することもできる。
［未充填部］
・上記実施形態では、未充填部４２ｄ，４２ｅは、その幅方向の幅Ｌ２４，Ｌ２５が「０．５ｍｍ」に設定されている場合について例示した。しかしこれに限らず、プレス加工の位置が最大公差の分だけずれたとしても、充填部との間に未充填部が確保されるような長さが確保できれば、「０．５ｍｍ」より短く設定されても、逆に、「０．５ｍｍ」より長く設定されてもよい。また、プレス加工の位置が最大公差の分だけずれたときに、充填部との間に未充填部が確保されないような長さであっても、最大公差よりも小さいずれであっても充填部との間に未充填部が確保できるのであれば、バリの発生や充填剤の脱落を軽減することができるようにもなる。

・上記実施形態では、未充填部４２ｄ，４２ｅには、充填剤４３が充填されていない場合について例示した。しかしこれに限らず、充填されている場合に比較して応力を小さくしたり、脱落を少なくすることができたりするのであれば、未充填部に充填剤が多少充填されていてもよい。すなわち、ダイ塗工や吹き付け充填等の製造工程の都合等で充填剤が充填部から多少はみ出したりしたとしてもよい。

［極板の対向関係］
・上記実施形態では、負極用ペーストが負極中央部３２に塗布されている幅Ｌ１４と、ニッケル基板４０の充填部４２ｃの幅Ｌ２６とが略同じである場合について例示した。しかしこれに限らず、負極中央部に塗布されている長さと、ニッケル基板の充填部の長さとが相違していたとしてもよい。上述したように、ニッケル水素二次電池は、極板の積層方向に対して極板に多少の横ずれが生じたとしても、金属の析出が生じたり、電池性能が低下したりするおそれが少ない。よって、横ずれの大きさが所定の範囲内になるのであればニッケル基板の充填部の幅が、負極用ペーストの負極中央部の塗布されている幅よりも長くてもよいし、逆に短くてもよい。

・このとき、従来、負極用ペーストが負極中央部３２に塗布されている幅Ｌ１４と、ニッケル基板４０の充填部４２ｃの幅Ｌ２６とが略同じであることを前提として、ニッケル基板４０には、充填剤４３が充填されていた。そのため、ニッケル基板４０の充填部４２ｃの幅Ｌ２６が、負極用ペーストの負極中央部３２の塗布されている幅よりも短くなると、充填量が低下するおそれがあった。そこで、狭くなったニッケル基板４０の充填部４２ｃの幅Ｌ２６に、狭くする前と同様の量の充填剤４３を充填して充填密度を高めるようにしてもよい。これにより、正極板１５としての電気容量の低下が抑えられるようになる。なお、上述のように、ニッケル水素二次電池は、水素イオンの移動の直線性が高くないため、表面積が減少したとしても、金属が析出するおそれがなく、電池性能が低下するおそれがない。また、充填密度が高まることで反応性が向上することもある。よって、正極板１５に基板の大きさとしての制約があったとしても、未充填部を設けることができる可能性が高い。これに対して、リチウムイオン電池のようにリチウムイオンの移動の直線性が高い場合、基板に横ずれが生じた場合、一方の面に対向する他方の辺に金属の析出が生じたり、電池性能が低下したりするおそれがある。すなわち、ニッケル水素二次電池であるが故に、既存の正極板に対しても、充填部の範囲を多少狭くするようにして未充填部を設けるようなこともできるようになる。

・上記実施形態では、ニッケル基板４０のリード部１５ａ側と先端部４５側とにそれぞれ未充填部４２ｄ，４２ｅを設けた場合について例示した。しかしこれに限らず、未充填部が、リード部側又は先端部側のどちらか一方だけであってもよい。どちらか一方だけであっても、バリの発生の抑制、充填剤の脱落の抑制が図られるようになる。

・上記実施形態では、ニッケル基板４０に未充填部４２ｄ，４２ｅを設ける場合について例示した。しかしこれに限らず、ニッケル基板の未充填部に加えて、又は、ニッケル基板に未充填部がないとき、負極板を構成する基板の中央部に水素吸蔵合金の未塗布部を設けるようにしてもよい。これにより、負極板の基板をプレス加工する際、水素吸蔵合金等のバリの発生の抑制、及び、水素吸蔵合金等の脱落の抑制の少なくとも一方が図られるようになる。

［アルカリ二次電池］
・上記実施形態では、ニッケル水素二次電池１１を６個の電池セル１２から構成したが、６個以外の複数個の電池セル１２から構成されていてもよい。また、ニッケル水素二次電池１１は、１つの電池セル１２から構成されていてもよい。

・上記実施形態では、三次元多孔体として、発泡ニッケルを例示したが、発泡金属は、発泡ウレタンを用いる製法以外の製法によって作製されたものであってもよい。
・上記実施形態では、アルカリ二次電池を、板状の正極板１５及び負極板１６がセパレータ１７を介して積層された極板群２０を有する構成にしたが、これ以外の構成を有する電池にしてもよい。例えば、正極板１５及び負極板１６を渦巻状に巻回して電解液とともにケース内に収容する筒型のアルカリ二次電池にしてもよい。

・上記実施形態では、アルカリ二次電池はニッケル水素二次電池１１である場合について例示したが、これに限らず、アルカリ二次電池は、ニッケルカドミウム電池、ニッケル亜鉛二次電池等であってもよい。この場合であっても、基板の端部にプレス部を設ける場合、プレス部と活物質の充填部との間に活物質の未充填部を設けることで上記のようにバリ発生の軽減、活物質脱落の軽減、電気容量の減少抑制の効果を得ることができる。

［二次電池の適用］
・上記実施形態では、ニッケル水素二次電池１１が車両に適用される場合について例示したが、車両は、電気自動車やハイブリッド自動車、ガソリン自動車やディーゼル自動車等であってもよい。またニッケル水素二次電池は、鉄道、船舶、航空機やロボット等の移動体や、情報処理装置等の電気製品等の固定設置の電源として用いられてもよい。

１１…ニッケル水素二次電池、１２…電池セル、１３…一体電槽、１３ａ，１３ｂ…端子、１４…蓋体、１５…正極板、１５ａ…リード部、１６…負極板、１６ａ…リード部、１７…セパレータ、２０…極板群、２１，２２…集電板、３０…負極基板、３１…接続端部、３２…負極中央部、３２ａ，３２ｂ…段差、３３…水素吸蔵合金、３４…プレス部、３５…先端部、４０…ニッケル基板、４１…接続端部、４２…正極中央部、４２…充填部、４２ａ，４２ｂ…段差、４２ｃ…充填部、４２ｄ，４２ｅ…未充填部、４３…充填剤、４４…プレス部、４５…先端部、Ｅ１…角部分、Ｅ２…角部分。

Claims (5)

1. アルカリ二次電池の極板であって、
   活物質が充填された連続気泡を有する矩形状の基板を備え、
   前記基板は、厚さ方向に圧縮された部分として延設されて集電板に接続されるリード部と、前記リード部に対して反対側になる先端部に前記厚さ方向に圧縮された部分として延設されたプレス部とを有するとともに、前記活物質は前記リード部との間、及び、前記プレス部との間の少なくとも一方の間に所定の離間距離を有して設定されている充填位置に充填されている
   ことを特徴とするアルカリ二次電池の極板。
2. 前記極板は、正極板であり、
   前記基板は、ニッケル金属多孔体であり、
   前記活物質は、正極活物質である
   請求項１に記載のアルカリ二次電池の極板。
3. 前記所定の離間距離が０．４ｍｍ以上に設定されている
   請求項１又は２に記載のアルカリ二次電池の極板。
4. 対向する正極集電板と負極集電板との間に、前記正極集電板に接続された複数の正極板であって正極活物質が基板に充填されてなる複数の正極板と、前記負極集電板に接続された複数の負極板であって負極活物質が基板に保持されてなる複数の負極板とをそれぞれセパレータを介して積層させた極板群を備えるアルカリ二次電池であって、
   前記正極板は、厚さ方向に圧縮された部分として延設されて正極集電板に接続されるリード部と、前記リード部に対して反対側になる先端部に前記厚さ方向に圧縮された部分として延設されたプレス部とを有するとともに、前記正極活物質は前記リード部との間、及び、前記プレス部との間の少なくとも一方の間に所定の離間距離を有して設定されている充填位置に充填されており、
   前記負極板は、前記負極活物質が前記正極板の充填位置の広さに対応する広さで充填されており、
   前記極板群は、前記正極板の充填位置と、前記負極板の充填位置とが前記積層される方向に対して一部が重ならないように積層されている
   ことを特徴とするアルカリ二次電池。
5. 前記一部が重ならない長さは、前記積層される方向に対して直交する方向に２ｍｍ以下である
   請求項４に記載のアルカリ二次電池。