JP3387152B2 - アルカリ蓄電池用電極及びこれを用いたアルカリ蓄電池 - Google Patents

アルカリ蓄電池用電極及びこれを用いたアルカリ蓄電池

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    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ニッケル・カドミウム
電池やニッケル金属水素化物電池などのアルカリ蓄電池
用電極に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ポータブルエレクトロニクス機器
等の小型軽量化が急速に進行するに伴い、その電源であ
る電池についても高エネルギー密度化が必要不可欠事項
となっている。電池単体の高エネルギー密度化はもちろ
んであるが、これら機器では複数個の単電池が直列に使
用されるために、組電池総体としての軽量化や小型化
（コンパクト化）が特に要求されている。
【０００３】これら要求に応えるために、円筒型電池に
替わり空間収納効率の高い形状の角型電池が開発され、
高エネルギー密度化およびコンパクト化が必需のエレク
トロニクス機器に広く普及している。更に、電池の外観
形状以外に、電池の電極構造自体を二極型電極として、
必要数の二極型電極を積層して一体化し、組電池の軽量
化とコンパクト化を計ろうとする開発も進められてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
アルカリ蓄電池に用いられている電極基板は、ニッケル
粉末の焼結体、高多孔度の金属多孔体、パンチングメタ
ルやラス等の多孔体であり、いずれも集電体および活物
質保持の機能しかなく、隔壁としての機能は持たない。
従って、従来基板は二極型電極として不適正であり、こ
れら機能を併せ持った電極基板と電極製法が必要とされ
ていた。
【０００５】本発明は、上記の課題に鑑みてなされたも
のであり、活物質の保持、集電体および隔壁の機能を併
せ持った基板を用いた二極型電極を提供するものであ
る。
【０００６】
【問題を解決するための手段】本発明は、電極基板の両
側に導電剤および結着剤を活物質に混合してシート化し
て電極基板に結着する電極であって、該電極基板の芯体
表面に大きさが１〜１０μｍ、高さが５〜１５μｍの範
囲のこぶ状突起を密に形成した芯体であり、片面に正極
活物質である水酸化ニッケルを、反面に負極活物質であ
る酸化カドミウムあるいは金属水素化物を結着し、周辺
縁部に基板を露出させ、該露出部分に絶縁樹脂の枠を設
け、該枠の樹脂によって電極基板表面の凹凸を埋めた二
極電極であり、該電極を複数個積層して構成されたこと
を特徴とするアルカリ蓄電池である。なお、ここでいう
こぶ状突起の大きさとは、その付け根部分（基板の芯体
表面に位置する部分）におけるこぶ状突起の径を指し、
こぶ状突起を密に形成するとは、隣合う突起と突起の付
け根部分の周縁が互いに接しているか、あるいは重なっ
ている状態をいう。
【０００７】
【作 用】本発明によれば、基板芯体の表面にミクロン
・オーダーのこぶ状（大きさが１〜１０μｍ、高さが５
〜１５μｍ）が密に林立した状態で形成されているため
に、活物質シート層と芯体の接触表面積が著しく増大
し、且つ、その接触部分がミクロン・オーダーの凸凹面
であるのでバインダーとの結着が非常に強固となり、高
い集電性と強固な活物質保持性を兼ね備えた機能を有す
る。また、芯体は一体ものであり従来の基板のように多
孔体でないために隔壁の機能も有する。
【０００８】また、該基板の表面は前述のようにミクロ
ン・オーダーの凸凹面であるために、エポキシ樹脂等の
電気絶縁性プラスチック樹脂との接合性が良く、クリー
プ性の高いアルカリ電解液に対してその接合界面を通し
ての液絡をも防止する作用に優れている。
【０００９】
【実施例】本発明の実施例を以下に説明する。材厚５０
μｍのニッケル金属シートを芯体１とし、電解法によっ
て芯体表面にニッケル金属のこぶ状突起２を形成させ本
発明電極の基板３を作製した。即ち、まずニッケル金属
シートを陰極側として、硫酸ニッケルの酸性電解浴槽中
で電流密度１０Ａ／ｄｍ2 にて約１５秒間電解して、そ
の表面にニッケルの小塊状の核を析出させ、引き続いて
より高濃度の硫酸ニッケルの酸性電解液浴槽中で２０Ａ
／ｄｍ2 にて約１５秒間電解してその核を成長させて芯
体表面に大きさが１〜１０μｍ、高さが５〜１５μｍの
こぶ状突起１を密に形成させた（図１）。
【００１０】正極活物質シート４は、水酸化ニッケル粉
末８０重量部に導電性カーボン１０重量部、一酸化コバ
ルト粉末１０重量部、結着剤としてポリエチレン粉末５
重量部、ＰＴＦＥ粉末３重量部を有機溶媒で混練し、厚
さ０．５mmの活物質シートを作製した。また、負極活物
質シート５は、酸化カドミウム粉末あるいは金属水素化
物粉末９０重量部、ニッケル粉末１０重量部、結着剤と
してポリエチエン粉末３重量部、ＰＴＦＥ粉末３重量部
を有機溶媒で混練して、厚さ０．５mmの活物質シートを
作製した。
【００１１】これらの正極および負極の活物質シート
４、５を、前記基板３の片面側にそれぞれ配して、１４
０℃にて２００ｋｇｆ／cm2 で加圧して結着し、厚さ
０．８mmの二極型電極（Ａ）（図２）を作製した。ま
た、該電極（Ａ）の周辺の露出した基板部分にエポキシ
樹脂を流し込み電気絶縁性の電極枠６を設けた二極型電
極（Ｂ）を図３に示す。
【００１２】これら二極型電極をナイロン不織布のセパ
レーター７を介して必要数積層し、上下面に正極と負極
を配して、プラスチック製電極枠６の部分を接着して積
層型電池が得られる。例えば、３セル積層した場合の電
池構成を図４に示す。なお、８は正極端子、９は負極端
子、１０は接合部分である。
【００１３】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、従来の単
一電極に替わり二極型電極が可能となり、複数セルの積
層化による薄型化を計ることが出来て、従来の単電池の
集合組立てに比較してコンパクトで薄型のニッケル・カ
ドミウム電池やニッケル金属水素化物電池の積層型電池
を提供するために、その工業的価値を極めて高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明電極の基板の断面図である。
【図２】本発明電極（Ａ）の断面図である。
【図３】本発明電極（Ｂ）の断面図である。
【図４】本発明の積層型電池の断面図である。
【符号の説明】 １ 芯体 ２ こぶ状突起 ３ 基板 ４ 正極活物質シート ５ 負極活物質シート ６ 電極枠 ７ セパレーター ８ 正極端子 ９ 負極端子 １０ 接合部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−312160（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−177268（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 4/00 - 4/04 H01M 4/24 - 4/34 H01M 4/64 - 4/84 H01M 10/24 - 10/32

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】電極基板の両側に、導電剤および結着剤を
    活物質に混合してシート化して結着する電極であって、
    該電極基板の芯体の表面に大きさが１〜１０μｍ、高さ
    が５〜１５μｍの範囲のこぶ状突起を密に形成した芯体
    であり、片面に正極活物質を反面に負極活物質を結着
    し、周辺縁部に基板を露出させ、該露出部分に絶縁性樹
    脂の枠を設け、該枠の樹脂によって電極基板表面の凹凸
    を埋めたことを特徴とするアルカリ蓄電池用電極。
  2. 【請求項２】 前記基板のこぶ状突起がニッケル金属で
    あり、芯材がニッケルあるいは銅金属シートの電極基板
    であって、正極活物質が水酸化ニッケル、負極活物質が
    酸化カドミウムあるいは金属水素化物である請求項１記
    載の電極。
  3. 【請求項３】 請求項１記載の電極を複数個積層して構
    成されたことを特徴とするアルカリ蓄電池。
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