JP3946944B2 - 巻回型電池用積層体 - Google Patents
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Cell Separators (AREA)
Description
【０００１】
【発明の技術分野】
この発明は、ニッケル・水素電池やリチウムイオン電池等の電極に用いられる積層体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の電池は、テープ状正負電極の間に多孔質セパレータを挾み円筒状に巻回したものや、方形状に積層したものが一般的である。この多孔質セパレータとしては、不織布が多く用いられる。
【０００３】
【発明の課題】
上記のように円筒状に巻回する際、セパレータには一定以上の引張り強度が要求され、また巻回径に応じて引張り強度が変化すると厚みが増減し、性能にむらが生じる問題がある。
【０００４】
そこで、この発明の課題は、セパレータに対する引張り強度の要求を緩和でき、引張り力による厚みの変化が生じず良好なクッション性と保液性を維持できるようにすることである。
【０００５】
【課題の解決手段】
上記の課題を解決するため、この発明においては、０．５ｍｍ×１．０ｍｍ〜４．５ｍｍ×８．０ｍｍ程度の多数の細かい開口を有する活物質を付着した金属箔の両面に不織布セパレータを重ね合せ、これらの不織布セパレータの繊維を前記開口を介して交絡させかつ開口周辺にからみ付かせて活物質を付着した金属箔と不織布セパレータを積層したのである。また、活物質を付着した金属箔の片面に不織布セパレータを重ね合せて、その繊維を前記金属箔の開口周辺にからみ付かせてもよい。この繊維は多数のマイクロポアを含有するか、中空であることが望ましく、また親水基を有するポリマーとの複合繊維から成るものが好ましい。
【０００６】
【実施の形態】
以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１は、この発明の積層体の製造方法を示す。図示のように、多孔性金属箔２を挾むように重ね合せた不織布３と４が透水性のあるネットコンベア１０上に供給される。そしてコンベア１０上の適宜個所でノズル１１によって水を不織布３に向けて噴射する。このノズル１１はコンベア１０の巾方向に多数の小孔、例えば径０．１ｍｍ程度の小孔を０．５〜１．０ｍｍの間隔で設けたものにあって、勿論巾方向に複数列の小孔が配置されている。噴射する水圧は６０〜２００ｋｇ／ｃｍ2 程度である。
【０００７】
前記多孔性金属箔２は、図２に示すように、エキスパンデッドメタルラス（Expanded Metal Lath ）を延伸したものが普通であるが、そのほかパンチング等で細かい開口を設けたものでもよい。開口の大きさは、０．５ｍｍ×１．０ｍｍ〜４．５ｍｍ×８．０ｍｍ程度である。金属箔２の厚みは、０．０３ｍｍ〜０．８ｍｍ程度で、材質は、銅、ニッケル、アルミニウム、チタン、その他の合金等が用いられる。この表面に活物質を付着させておくことができる。なお、金属箔２は、マージン２ｂを残したまま、不織布３、４と積層し、後で、トリミングするのがよい。
【０００８】
前記不織布３、４は、ポリエチレンやポリプロピレンなどの繊維が用いられるが、エチレン・ビニルアルコール共重合体などの親水基を有するポリマーとの複合（コンジュゲート）繊維から成るものが好ましい。また、微細気泡（マイクロポア）を多数含有する繊維や中空繊維を用いると保液性及びクッション性が高められる。この不織布３、４の厚みは８０μｍ〜２００μｍ程度、坪量は３０ｇ／ｍ2 〜７０ｇ／ｍ2 程度、平均繊維径は３〜２０μｍ程度、平均孔径は１０μｍ〜３０μｍ程度である。
【０００９】
上記のような不織布３の上面から水を噴射すると、図３に示すように、不織布３の繊維がほぐれる。さらに金属箔２の開口２ａを介して水圧が下面の不織布４にも作用するため、下面の不織布４の繊維がほぐれ、上下の不織布３、４のほぐれた繊維が開口２ａを介して交絡（互にからまる）する。また、開口２ａの周辺にもからまる。そのため、不織布３、４は電極となる金属箔２に付着した状態となり金属箔２と不織布３、４の積層体１が形成される。
【００１０】
図４に示すように、金属箔２の片面にのみ不織布３を上記と同様の方法で積層することができる。この場合は、不織布３からほぐれた繊維が金属箔２の開口２ａ周辺にからまり、係合して金属箔２と不織布３の積層体１ａが形成される。なお、積層体１、１ａは、正電極用、負電極用のいずれであってもよい。
【００１１】
【発明の効果】
この発明によれば、以上のように、金属箔から成る電極と不織布から成るセパレータを一体化したので、電池製作の際に巻回する必要枚数を半減することができ、製作が容易になるばかりでなく、不織布が金属箔に支持されているので、巻回の際に不織布に引張り力がかからず、不織布が均一な厚みを維持しながらクッション性の良好な状態でセパレータとして挿入され、電解液の保液性も良好でドライアウト等の生じない性能の優れた電池が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の電極用積層体の製造方法を示す概略側面図
【図２】電極用積層体の金属箔を示す平面図
【図３】電極用積層体の一例を示す断面図
【図４】電極用積層体の他の例を示す断面図
【符号の説明】
１、１ａ 電極用積層体
２ 金属箔
２ａ 開口
２ｂ マージン
３、４ 不織布
【発明の技術分野】
この発明は、ニッケル・水素電池やリチウムイオン電池等の電極に用いられる積層体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の電池は、テープ状正負電極の間に多孔質セパレータを挾み円筒状に巻回したものや、方形状に積層したものが一般的である。この多孔質セパレータとしては、不織布が多く用いられる。
【０００３】
【発明の課題】
上記のように円筒状に巻回する際、セパレータには一定以上の引張り強度が要求され、また巻回径に応じて引張り強度が変化すると厚みが増減し、性能にむらが生じる問題がある。
【０００４】
そこで、この発明の課題は、セパレータに対する引張り強度の要求を緩和でき、引張り力による厚みの変化が生じず良好なクッション性と保液性を維持できるようにすることである。
【０００５】
【課題の解決手段】
上記の課題を解決するため、この発明においては、０．５ｍｍ×１．０ｍｍ〜４．５ｍｍ×８．０ｍｍ程度の多数の細かい開口を有する活物質を付着した金属箔の両面に不織布セパレータを重ね合せ、これらの不織布セパレータの繊維を前記開口を介して交絡させかつ開口周辺にからみ付かせて活物質を付着した金属箔と不織布セパレータを積層したのである。また、活物質を付着した金属箔の片面に不織布セパレータを重ね合せて、その繊維を前記金属箔の開口周辺にからみ付かせてもよい。この繊維は多数のマイクロポアを含有するか、中空であることが望ましく、また親水基を有するポリマーとの複合繊維から成るものが好ましい。
【０００６】
【実施の形態】
以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１は、この発明の積層体の製造方法を示す。図示のように、多孔性金属箔２を挾むように重ね合せた不織布３と４が透水性のあるネットコンベア１０上に供給される。そしてコンベア１０上の適宜個所でノズル１１によって水を不織布３に向けて噴射する。このノズル１１はコンベア１０の巾方向に多数の小孔、例えば径０．１ｍｍ程度の小孔を０．５〜１．０ｍｍの間隔で設けたものにあって、勿論巾方向に複数列の小孔が配置されている。噴射する水圧は６０〜２００ｋｇ／ｃｍ2 程度である。
【０００７】
前記多孔性金属箔２は、図２に示すように、エキスパンデッドメタルラス（Expanded Metal Lath ）を延伸したものが普通であるが、そのほかパンチング等で細かい開口を設けたものでもよい。開口の大きさは、０．５ｍｍ×１．０ｍｍ〜４．５ｍｍ×８．０ｍｍ程度である。金属箔２の厚みは、０．０３ｍｍ〜０．８ｍｍ程度で、材質は、銅、ニッケル、アルミニウム、チタン、その他の合金等が用いられる。この表面に活物質を付着させておくことができる。なお、金属箔２は、マージン２ｂを残したまま、不織布３、４と積層し、後で、トリミングするのがよい。
【０００８】
前記不織布３、４は、ポリエチレンやポリプロピレンなどの繊維が用いられるが、エチレン・ビニルアルコール共重合体などの親水基を有するポリマーとの複合（コンジュゲート）繊維から成るものが好ましい。また、微細気泡（マイクロポア）を多数含有する繊維や中空繊維を用いると保液性及びクッション性が高められる。この不織布３、４の厚みは８０μｍ〜２００μｍ程度、坪量は３０ｇ／ｍ2 〜７０ｇ／ｍ2 程度、平均繊維径は３〜２０μｍ程度、平均孔径は１０μｍ〜３０μｍ程度である。
【０００９】
上記のような不織布３の上面から水を噴射すると、図３に示すように、不織布３の繊維がほぐれる。さらに金属箔２の開口２ａを介して水圧が下面の不織布４にも作用するため、下面の不織布４の繊維がほぐれ、上下の不織布３、４のほぐれた繊維が開口２ａを介して交絡（互にからまる）する。また、開口２ａの周辺にもからまる。そのため、不織布３、４は電極となる金属箔２に付着した状態となり金属箔２と不織布３、４の積層体１が形成される。
【００１０】
図４に示すように、金属箔２の片面にのみ不織布３を上記と同様の方法で積層することができる。この場合は、不織布３からほぐれた繊維が金属箔２の開口２ａ周辺にからまり、係合して金属箔２と不織布３の積層体１ａが形成される。なお、積層体１、１ａは、正電極用、負電極用のいずれであってもよい。
【００１１】
【発明の効果】
この発明によれば、以上のように、金属箔から成る電極と不織布から成るセパレータを一体化したので、電池製作の際に巻回する必要枚数を半減することができ、製作が容易になるばかりでなく、不織布が金属箔に支持されているので、巻回の際に不織布に引張り力がかからず、不織布が均一な厚みを維持しながらクッション性の良好な状態でセパレータとして挿入され、電解液の保液性も良好でドライアウト等の生じない性能の優れた電池が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の電極用積層体の製造方法を示す概略側面図
【図２】電極用積層体の金属箔を示す平面図
【図３】電極用積層体の一例を示す断面図
【図４】電極用積層体の他の例を示す断面図
【符号の説明】
１、１ａ 電極用積層体
２ 金属箔
２ａ 開口
２ｂ マージン
３、４ 不織布
Claims (4)
- ０．５ｍｍ×１．０ｍｍ〜４．５ｍｍ×８．０ｍｍ程度の多数の細かい開口を有する活物質を付着した金属箔の両面に不織布セパレータを重ね合せ、これらの不織布セパレータの繊維を前記開口を介して交絡させかつ開口周辺にからみ付かせて活物質を付着した金属箔と不織布セパレータを積層した巻回型電池用積層体。
- ０．５ｍｍ×１．０ｍｍ〜４．５ｍｍ×８．０ｍｍ程度の多数の細かい開口を有する活物質を付着した金属箔の片面に不織布セパレータを重ね合せ、この不織布セパレータの繊維を前記開口の周辺にからみ付かせて活物質を付着した金属箔と不織布セパレータを積層した巻回型電池用積層体。
- 前記繊維が多数のマイクロポアを含有するか、又は中空である請求項１又は２に記載の巻回型電池用積層体。
- 前記繊維は親水基を有するポリマーとの複合繊維から成る請求項１〜３のいずれかに記載の巻回型電池用積層体。
Priority Applications (1)
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| JP2000272725A JP3946944B2 (ja) | 2000-09-08 | 2000-09-08 | 巻回型電池用積層体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000272725A JP3946944B2 (ja) | 2000-09-08 | 2000-09-08 | 巻回型電池用積層体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002083581A JP2002083581A (ja) | 2002-03-22 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2000272725A Expired - Fee Related JP3946944B2 (ja) | 2000-09-08 | 2000-09-08 | 巻回型電池用積層体 |
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2000
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|---|---|
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