JP6919253B2

JP6919253B2 - アルカリ蓄電池

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Publication number: JP6919253B2
Application number: JP2017056251A
Authority: JP
Inventors: 岡本　亮太; 亮太岡本; 厚志南形
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2017-03-22
Filing date: 2017-03-22
Publication date: 2021-08-18
Anticipated expiration: 2037-03-22
Also published as: JP2018160345A

Description

本発明は、アルカリ蓄電池に関する。

ニッケル水素蓄電池等のアルカリ蓄電池は、例えばフォークリフト、ハイブリッド自動車、電気自動車等の車両のバッテリーに用いられている。この種のアルカリ蓄電池は、複数の電極がセパレータを介して積層された電極組立体を有している。電極としては、金属箔と、金属箔の片面または両面上に配置された活物質層とを有する箔電極が用いられることがある。また、セパレータとしては不織布が使用されており、不織布を構成する繊維同士の隙間に電解液が保持されている。電極は、セパレータからの電解液の供給を迅速に受けることができるように、セパレータに密着して配置されている（例えば、特許文献１）。

特開２０１３−１９１３８１号公報

アルカリ蓄電池においては、充電中に正極が収縮し、負極が膨張する。このときの正極の収縮量は、負極の膨張量と厳密に同一ではないため、電極組立体の積層方向における電極間の距離は、充電率に応じて変動する。また、放電中には、充電中とは逆に、正極が膨張し、負極が収縮する。このときの正極の膨張量は、負極の収縮量と厳密に同一ではないため、充電時と同様に、電極組立体の積層方向における電極間の距離は、充電率に応じて変動する。

充放電中に電極間距離が狭くなった場合は、電極同士の間に配置されたセパレータが圧縮され、セパレータ内に保持された電解液が電極組立体の外部へ押し出される。一方、電極間距離が広くなった場合は、電極同士の距離の増大に伴ってセパレータの厚みが復元される。そして、セパレータの厚みの復元に伴って電解液がセパレータ内に吸収される。

このとき、セパレータ外に存在する電解液は、セパレータの周縁部からセパレータ内に吸収され、不織布における繊維同士の間の隙間を通ってセパレータの内側へと移動する。そのため、セパレータ内における周縁部からの距離が比較的大きい部位は、当該距離が比較的小さい部位に比べて、電解液が到達するまでに長い時間を要する。

また、アルカリ蓄電池の充放電中には、電極からガスが発生することがある。このガスが電極間に滞留すると、場合によっては、セパレータ内に局所的に電解液の存在しない部分が生じるおそれもある。

そして、上述したセパレータ内への電解液の吸収の遅れやガスの滞留が発生すると、電極への電解液の供給が妨げられ、アルカリ蓄電池の内部抵抗の増大や、寿命の短縮などの問題が生じるおそれがある。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、電極間へのガスの滞留を抑制するとともに、電極やセパレータへの電解液の供給を円滑に行うことができるアルカリ蓄電池を提供しようとするものである。

本発明の第１の態様は、複数の電極がセパレータを介して積層された電極組立体を有するアルカリ蓄電池であって、
上記電極は、
金属箔と、
上記金属箔の片面または両面上に配置された活物質層とを備えた電極とを有し、
上記活物質層は、
上記電極組立体の積層方向から視た平面視における上記活物質層の周縁部の少なくとも一部に配置された薄肉領域と、
上記薄肉領域に連なり、上記薄肉領域よりも厚みが厚く、一定の厚みを備えた厚肉領域と、を有しており、
上記薄肉領域は、いずれの位置においても、当該位置における厚みが当該位置よりも上記厚肉領域に近い位置の厚み以下となる形状を有しており、かつ、上記積層方向から視た平面視における、上記活物質層の周縁部の全周に亘って配置されている、アルカリ蓄電池にある。
本発明の第２の態様は、複数の電極がセパレータを介して積層された電極組立体を有するアルカリ蓄電池であって、
上記電極は、
金属箔と、
上記金属箔の片面または両面上に配置された活物質層とを備えた電極とを有し、
上記活物質層は、
上記電極組立体の積層方向から視た平面視における上記活物質層の周縁部の少なくとも一部に配置された薄肉領域と、
上記薄肉領域に連なり、上記薄肉領域よりも厚みが厚く、一定の厚みを備えた厚肉領域と、を有しており、
上記薄肉領域は、いずれの位置においても、当該位置における厚みが当該位置よりも上記厚肉領域に近い位置の厚み以下となる形状を有しており、かつ、一定の厚みを有している、
アルカリ蓄電池にある。
本発明の第３の態様は、複数の電極がセパレータを介して積層された電極組立体を有するアルカリ蓄電池であって、
上記電極は、
金属箔と、
上記金属箔の片面または両面上に配置された活物質層とを備えた電極とを有し、
上記活物質層は、
上記電極組立体の積層方向から視た平面視における上記活物質層の周縁部の少なくとも一部に配置された薄肉領域と、
上記薄肉領域に連なり、上記薄肉領域よりも厚みが厚く、一定の厚みを備えた厚肉領域と、を有しており、
上記薄肉領域は、いずれの位置においても、当該位置における厚みが当該位置よりも上記厚肉領域に近い位置の厚み以下となる形状を有しており、かつ、互いに厚みの異なる複数の平坦部と、上記平坦部同士を接続する段部とを備えた階段状を呈している、
アルカリ蓄電池にある。

上記アルカリ蓄電池における電極組立体は、金属箔と、金属箔の片面または両面上に配置された活物質層とを備えた電極を有している。また、活物質層は、その周縁部に配置された薄肉領域と、薄肉領域に連なり、一定の厚みを備えた厚肉領域とを有している。この電極とセパレータとを交互に積層することにより、セパレータにおける薄肉領域上に配置された部分の空隙率を、厚肉領域上に配置された部分の空隙率よりも高くすることができる。また、場合によっては、セパレータを薄肉領域から離隔して配置し、セパレータと薄肉領域との間に隙間を形成することも期待できる。

そして、上述したセパレータの空隙率が高い部分や、セパレータと薄肉領域との間の隙間は、薄肉領域上、即ち、活物質層の周縁部と対面する位置に形成されている。そのため、これらの部分が電解液やガスの通り道となって、セパレータの外部から内部への電解液の吸収や、電極から発生したガスのセパレータ外への排出を円滑かつ迅速に行うことができる。

以上の結果、上記アルカリ蓄電池によれば、電極間へのガスの滞留を抑制するとともに、電極やセパレータへの電解液の供給を円滑に行うことができる。

実施例１における、アルカリ蓄電池の要部を示す断面図である。図１における、薄肉領域近傍の拡大図である。実施例１における、バイポーラ電極を正極活物質層側から視た平面図である。実施例１における、バイポーラ電極を負極活物質層側から視た平面図である。実施例２における、薄肉領域の厚みが一定であるバイポーラ電極の要部を示す一部断面図である。実施例３における、薄肉領域が階段状を呈しているバイポーラ電極の要部を示す一部断面図である。

上記アルカリ蓄電池における電極組立体は、活物質層としての正極活物質層と負極活物質層とがセパレータを介して対面した単セルを１つ以上備えていれば、どのような態様の電極を採用してもよい。例えば、電極として、金属箔上に正極活物質層が配置された正極と、金属箔上に負極活物質層が配置された負極と有していてもよい。この場合には、正極と負極とを積層方向に交互に配置することにより、セパレータを介して正極活物質層と負極活物質層とを対面させることができる。

また、電極組立体は、電極として、電極組立体の積層方向における両端に配置された終端電極と、終端電極同士の間に配置されたバイポーラ電極とを有しており、バイポーラ電極は、活物質層として、金属箔の表側面上に配置された正極活物質層と、裏側面上に配置された負極活物質層とを有していてもよい。この場合には、セパレータを介して複数枚のバイポーラ電極を積層するという単純な構成により、正極活物質層と負極活物質層とがセパレータを介して対面した単セルを直列に接続することができる。その結果、アルカリ蓄電池の起電力をより高くすることができる。

また、バイポーラ電極を用いる場合には、単極性の電極を用いる場合に比べて、電極の総数に対する単セルの数を増やすことができる。それ故、電極の総数が同じ場合には、単極性の電極を用いる場合に比べて単セルの数を多くすることができる。また、単セルの数が同じ場合には、単極性の電極を用いる場合に比べて電極の総数を少なくし、積層方向におけるアルカリ蓄電池の寸法をより小さくすることができる。

電極の金属箔としては、例えば、ニッケル箔等のアルカリ蓄電池用として公知の金属箔を採用することができる。金属箔の厚みは、例えば５〜１００μｍの範囲から適宜設定することができる。

金属箔の片面または両面上には、活物質層が配置されている。活物質層は、例えば水酸化ニッケルや水素吸蔵合金等の活物質と、活物質同士を結着させるバインダとを含んでいる。また、活物質層は、必要に応じて導電助剤等の添加剤を含んでいてもよい。

活物質層は、比較的厚みの薄い薄肉領域と、薄肉領域よりも厚みの厚い厚肉領域とを有している。薄肉領域は、電極組立体の積層方向から視た平面視における活物質層の周縁部の一部に配置されていてもよく、周縁部の全周に亘って配置されていてもよい。薄肉領域が活物質層の周縁部の少なくとも一部に配置されていれば、薄肉領域上に配置されたセパレータの空隙率を高くすることができる。その結果、電解液の吸収やガスの排出を円滑かつ迅速に行うことができる。これらの作用効果をより効果的に得る観点からは、薄肉領域は、上記積層方向から視た平面視における、活物質層の周縁部の全周に亘って配置されていることが好ましい。

薄肉領域の形成には、例えば、以下の方法を採用することができる。即ち、活物質とバインダとを含むスラリーを金属箔上に塗布した後、スラリーを乾燥させて活物質層を形成する。この活物質層の周縁部に切削加工を施して周縁部の厚みを中央部よりも薄くすることにより、薄肉領域と厚肉領域とを形成することができる。

また、金属箔上にスラリーを塗布する際にスラリーの塗布量や塗布速度を変更することにより、スラリーの周縁部の塗布厚を中央部よりも薄くする。その後、スラリーを乾燥させることにより、薄肉領域と厚肉領域とを形成することができる。

薄肉領域は、いずれの位置においても、当該位置における厚みが当該位置よりも上記厚肉領域に近い位置の厚み以下となる形状を有している。例えば、薄肉領域は、一定の厚みを有していてもよい。このような形状の薄肉領域は、例えば、金属箔上に一定の厚みの活物質層を配置した後、活物質層の周縁部を削り取って厚みを減少させるなどの方法により形成することができる。

また、薄肉領域は、厚肉領域から離れるほど厚みが薄くなっているテーパ状を呈していてもよい。このような形状の薄肉領域は、例えば、金属箔上に厚みを変更しながら活物質層を配置することにより形成することができる。それ故、この場合には、一定の厚みの薄肉領域を形成する場合に比べて、簡素な工程で薄肉領域を形成することができる。

また、薄肉領域は、互いに厚みの異なる複数の平坦部と、平坦部同士を接続する段部とを備えた階段状を呈していてもよい。このような形状の薄肉領域は、厚みが一定の場合と同様に、金属箔上に一定の厚みの活物質層を配置した後、活物質層の周縁部を削り取って厚みを階段状に減少させるなどの方法により形成することができる。

上記平面視における活物質層の全幅を１００％としたときに、薄肉領域の幅、即ち、活物質層の端縁から薄肉領域と厚肉領域との境界までの距離は、活物質層の全幅の２．５〜５％とすることができる。ここで、活物質層の全幅とは、測定の対象となる薄肉領域を備えた活物質層の端縁から、当該端縁の反対側の端縁までの距離をいう。例えば、上記平面視において活物質層が長方形状を呈しており、その短辺に沿って薄肉領域が設けられている場合には、活物質層の長辺の長さが活物質層の全幅となる。

薄肉領域の幅を活物質層の全幅の２．５％以上とすることにより、薄肉領域上に形成される、セパレータの空隙率が高い部分や、セパレータと薄肉領域との間の隙間の幅を十分に広くすることができる。これにより、上述した電解液の吸収やガスの排出をより円滑かつ迅速に行うことができる。

また、薄肉領域の幅を活物質層の全幅の５％以下とすることにより、薄肉領域の幅が過度に広がり、厚肉領域の割合が相対的に小さくなることを回避することができる。それ故、この場合には、上述した電解液の吸収やガスの排出を円滑かつ迅速に行う作用効果を確保しつつ、厚肉領域の減少による電池容量の低下を回避することができる。

厚肉領域は、薄肉領域に連なっており、一定の厚みを有している。ここで、厚肉領域の厚みが一定である状態とは、厚肉領域に周囲よりも突出した突起等が存在していない状態をいい、製造上のバラツキ等に起因して発生する若干の厚みの変動は許容される。厚肉領域の厚みは、例えば、３０〜１５０μｍの範囲から適宜設定することができる。また、製造上のバラツキ等による厚肉領域の厚みの変動は、厚みの平均値を１００％としたときに、９５〜１０５％の範囲内であればよい。

厚肉領域の厚みが上記特定の範囲を超える場合や上記特定の範囲を下回る場合には、電極間距離の変動が大きくなり、電極反応にムラが発生するおそれがある。その結果、アルカリ蓄電池の電池容量の低下を招くおそれがある。

（実施例１）
上記アルカリ蓄電池の実施例について、図を用いて説明する。図１に示すように、アルカリ蓄電池１は、複数の電極２（２１、２２、２３）がセパレータ３を介して積層された電極組立体１１を有している。電極２は、金属箔２４と、金属箔２４の片面または両面上に配置された活物質層２５（２５ｐ、２５ｎ）とを有している。活物質層２５は、電極組立体１１の積層方向から視た平面視における、活物質層２５の周縁部の少なくとも一部に配置された薄肉領域２５１（２５１ｐ、２５１ｎ）と、薄肉領域２５１に連なり、薄肉領域２５１よりも厚みが厚く、一定の厚みを備えた厚肉領域２５２（２５２ｐ、２５２ｎ）とを有している。また、薄肉領域２５１は、いずれの位置においても、当該位置における厚みが当該位置よりも厚肉領域２５２に近い位置の厚み以下となる形状を有している。

本例の電極組立体１１は、電極２として、積層方向の両端に配置された終端電極２１、２３と、終端電極２１と終端電極２３との間に配置された複数のバイポーラ電極２２とを有している。バイポーラ電極２２は、集電体としての金属箔２４と、活物質層２５としての正極活物質層２５ｐと負極活物質層２５ｎとを有している。正極活物質層２５ｐは金属箔２４の表側面上に配置されており、負極活物質層２５ｎは金属箔２４の裏側面上に配置されている。

図３に示すように、バイポーラ電極２２の金属箔２４は、電極組立体１１の積層方向から視た平面視において長方形状を呈している。正極活物質層２５ｐは、金属箔２４の周縁部２４１よりも内側に配置されており、上記平面視において長方形状を呈している。本例の正極活物質層２５ｐは長辺１５０ｍｍ、短辺１００ｍｍの長方形状を呈している。

図１〜図３に示すように、正極活物質層２５ｐは、薄肉領域２５１ｐと、薄肉領域２５１ｐよりも厚みが厚い厚肉領域２５２ｐとを有している。薄肉領域２５１ｐは、電極組立体１１の積層方向から視た平面視における、正極活物質層２５ｐの周縁部の全周に亘って配置されている。また、厚肉領域２５２ｐは、上記平面視における薄肉領域２５１ｐの内側に配置されている。

本例の厚肉領域２５２ｐの厚みは９０μｍである。また、図１及び図２に示すように、本例の薄肉領域２５１ｐは、厚肉領域２５２ｐから離れるほど厚みが薄くなっているテーパ状を呈している。

上記平面視における、正極活物質層２５ｐの短辺２５３ｐに沿って配置された薄肉領域２５１ｐの幅ｗ_ps（図３参照）は、正極活物質層２５ｐの長辺２５４ｐの長さの２．５〜５％の範囲から適宜設定することができる。また、上記平面視における正極活物質層２５ｐの長辺２５４ｐに沿って配置された薄肉領域２５１ｐの幅ｗ_plは、正極活物質層２５ｐの短辺２５３ｐの長さの２．５〜５％の範囲から適宜設定することができる。

図４に示すように、負極活物質層２５ｎは、上記平面視において金属箔２４の周縁部２４１よりも内側に配置されている。また、負極活物質層２５ｎは、図３及び図４に示すように、上記平面視において正極活物質層２５ｐよりも大きな長方形状を呈している。具体的には、本例の負極活物質層２５ｎは、長辺１５２ｍｍ、短辺１０２ｍｍの長方形状を呈している。

図１、図２及び図４に示すように、負極活物質層２５ｎは、薄肉領域２５１ｎと、薄肉領域２５１ｎよりも厚みが厚い厚肉領域２５２ｎとを有している。薄肉領域２５１ｎは、電極組立体１１の積層方向から視た平面視における、負極活物質層２５ｎの周縁部の全周に亘って配置されている。また、厚肉領域２５２ｎは、上記平面視における薄肉領域２５１ｎの内側に配置されている。

本例の厚肉領域２５２ｎの厚みは８０μｍである。また、図１及び図２に示すように、薄肉領域２５１ｎの厚みは、厚肉領域２５２ｎから離れるほど薄くなっている。

上記平面視における、負極活物質層２５ｎの短辺２５３ｎに沿って配置された薄肉領域２５１ｎの幅ｗ_ns（図４参照）は、負極活物質層２５ｎの長辺２５４ｎの長さの２．５〜５％の範囲から適宜設定することができる。また、上記平面視における負極活物質層２５ｎの長辺２５４ｎに沿って配置された薄肉領域２５１ｎの幅ｗ_nlは、負極活物質層２５ｎの短辺２５３ｎの長さの２．５〜５％の範囲から適宜設定することができる。

図には示さないが、２つの終端電極２１、２３のうち一方の終端電極２１は、負極活物質層２５ｎを有しない以外は、バイポーラ電極２２と同様の構成を有している。また、他方の終端電極２３は、正極活物質層２５ｐを有しない以外は、バイポーラ電極２２と同様の構成を有している。

図１に示すように、終端電極２１、２３及びバイポーラ電極２２は、正極活物質層２５ｐと負極活物質層２５ｎとが積層方向に交互に並ぶように配置されている。また、正極活物質層２５ｐの厚肉領域２５２ｐは、セパレータ３を介して負極活物質層２５ｎの厚肉領域２５２ｎに対面している。このように、本例の電極組立体１１は、隣り合う金属箔２４の間に、セパレータ３と、当該セパレータ３に面した正極活物質層２５ｐ及び負極活物質層２５ｎとからなる単セルを有している。そして、単セル同士は、集電体としての金属箔２４を介して電気的に直列に接続されている。

本例のセパレータ３は、ポリオレフィン系樹脂の繊維からなる不織布である。セパレータ３は、負極活物質層２５ｎよりも大きな長方形状を呈しており、図１及び図２に示すように、正極活物質層２５ｐの厚肉領域２５２ｐと負極活物質層２５ｎの厚肉領域２５２ｎとの間に挟持されている。図２に示すように、セパレータ３における、各活物質層２５の薄肉領域２５１上に配置された部分３１は、厚肉領域２５２同士の間に挟持された部分３２に比べて空隙率が高くなっている。また、本例においては、セパレータ３における、薄肉領域２５１上に配置された部分３１が薄肉領域２５１から離隔しており、セパレータ３と薄肉領域２５１との間に隙間が形成されている。

図１に示すように、電極組立体１１の側周面は、シール部１２により覆われている。また、シール部１２には、バイポーラ電極２２における金属箔２４の周縁部２４１、及び、終端電極２１における金属箔２４の周縁部２４１が保持されている。

電極組立体１１の積層方向における両端には、金属製の拘束部材１３が配置されている。拘束部材１３は、保持板（図示略）により、終端電極２１、２３の金属箔２４に当接した状態で保持されている。本例のアルカリ蓄電池１においては、拘束部材１３を介して電極組立体１１と外部回路とを電気的に接続することができる。

本例のアルカリ蓄電池１の作用効果を説明する。図１に示すように、アルカリ蓄電池１における電極組立体１１は、金属箔２４と、金属箔２４の片面または両面上に配置された活物質層２５とを備えた電極２を有している。また、活物質層２５は、その周縁部に配置された薄肉領域２５１と、薄肉領域２５１に連なり、一定の厚みを備えた厚肉領域２５２とを有している。そのため、電極２とセパレータ３とを交互に積層することにより、図２に示すように、セパレータ３における薄肉領域２５１上に配置された部分３１の空隙率を、厚肉領域２５２上に配置された部分３２の空隙率よりも高くすることができる。さらに、本例のように、セパレータ３を薄肉領域２５１から離隔して配置し、セパレータ３と薄肉領域２５１との間に隙間を形成することができる。

上述したセパレータ３の空隙率が高い部分３１や、セパレータ３と薄肉領域２５１との間の隙間は、薄肉領域２５１上、即ち、活物質層２５の周縁部と対面する位置に形成されている。そのため、これらの部分が電解液やガスの通り道となって、セパレータ３の外部から内部への電解液の吸収や、電極２から発生したガスのセパレータ３外への排出を円滑かつ迅速に行うことができる。

以上の結果、アルカリ蓄電池１によれば、電極２間へのガスの滞留を抑制するとともに、電極２やセパレータ３への電解液の供給を円滑に行うことができる。

また、本例の電極組立体１１は、電極２として、電極組立体１１の積層方向における両端に配置された終端電極２１、２３と、終端電極２１と終端電極２３との間に配置されたバイポーラ電極２２とを有しており、バイポーラ電極２２は、金属箔２４の表側面上に配置された正極活物質層２５ｐと、裏側面上に配置された負極活物質層２５ｎとを有している。そのため、セパレータ３を介して複数枚のバイポーラ電極２２を積層するという単純な構成により、正極活物質層２５ｐと負極活物質層２５ｎとがセパレータ３を介して対面した単セルを直列に接続することができる。その結果、アルカリ蓄電池１の起電力をより高くすることができる。

また、バイポーラ電極２２を用いることにより、単極性の電極を用いる場合に比べて、電極の総数に対する単セルの数を増やすことができる。それ故、電極の総数が同じ場合には、単極性の電極を用いる場合に比べて単セルの数を多くすることができる。また、単セルの数が同じ場合には、単極性の電極を用いる場合に比べて電極の総数を少なくし、積層方向におけるアルカリ蓄電池１の寸法をより小さくすることができる。

また、各活物質層２５における短辺２５３（２５３ｐ、２５３ｎ）に沿って配置された薄肉領域２５１の幅は、平面視における活物質層２５の全幅、即ち活物質層２５の長辺２５４（２５４ｐ、２５４ｎ）の２．５〜５％である。同様に、各活物質層２５における長辺２５４に沿って配置された薄肉領域２５１の幅は、活物質層２５の短辺２５３の２．５〜５％である。そのため、電解液の吸収やガスの排出を円滑かつ迅速に行う作用効果を確保しつつ、厚肉領域２５２の減少による電池容量の低下を回避することができる。

また、本例の薄肉領域２５１の厚みは、厚肉領域２５２から離れるほど薄くなっている。そのため、一定の厚みの薄肉領域２５１を形成する場合に比べて、簡素な工程で薄肉領域２５１を形成することができる。

（実施例２）
本例は、厚みが一定である薄肉領域２５５を備えた電極２の例である。なお、本実施例以降において使用する符号のうち、既出の実施例において使用した符号と同一のものは、特に説明のない限り、既出の実施例における構成要素等と同一の構成要素等を示す。

本例の電極２は、金属箔２４と、金属箔２４の表側面上に配置された正極活物質層２５ｐと、金属箔２４の裏側面上に配置された負極活物質層２５ｎとを備えたバイポーラ電極２６として構成されている。正極活物質層２５ｐは、電極組立体１１の積層方向から視た平面視における全周に亘って設けられた薄肉領域２５５ｐと、薄肉領域２５５ｐの内側に配置された厚肉領域２５２ｐとを有している。負極活物質層２５ｎも、正極活物質層２５ｐと同様に、上記平面視における全周に亘って設けられた薄肉領域２５５ｎと、薄肉領域２５５ｎの内側に配置された厚肉領域２５２ｎとを有している。

図５に示すように、本例の薄肉領域２５５（２５５ｐ、２５５ｎ）は、厚肉領域２５２よりも厚みが薄くなっており、一定の厚みを有している。その他は実施例１と同様である。

（実施例３）
本例は、階段状に厚みが薄くなっている薄肉領域２５６を備えた電極２の例である。

本例の電極２は、金属箔２４と、金属箔２４の表側面上に配置された正極活物質層２５ｐと、金属箔２４の裏側面上に配置された負極活物質層２５ｎとを備えたバイポーラ電極２７として構成されている。正極活物質層２５ｐは、電極組立体１１の積層方向から視た平面視における全周に亘って設けられた薄肉領域２５６ｐと、薄肉領域２５６ｐの内側に配置された厚肉領域２５２ｐとを有している。負極活物質層２５ｎも、正極活物質層２５ｐと同様に、上記平面視における全周に亘って設けられた薄肉領域２５６ｎと、薄肉領域２５６ｎの内側に配置された厚肉領域２５２ｎとを有している。

図６に示すように、本例の薄肉領域２５６（２５６ｐ、２５６ｎ）は、互いに厚みの異なる複数の平坦部２５７（２５７ａ、２５７ｂ）と、平坦部２５７同士を接続する段部２５８とを備えた階段状を呈している。より具体的には、本例の薄肉領域は、活物質層２５の周縁部に配置された第１の平坦部２５７ａと、第１の平坦部２５７ａと厚肉領域２５２（２５２ｐ、２５２ｎ）との間に配置された第２の平坦部２５７ｂとの２つの平坦部２５７を有している。

第１の平坦部２５７ａの厚みは、当該平坦部２５７ａよりも厚肉領域２５２に近い第２の平坦部２５７ｂの厚みよりも薄くなっている。また、第１の平坦部２５７ａと第２の平坦部２５７ｂとの間には段部２５８が配置されており、段部２５８を介して平坦部２５７同士が接続されている。その他は実施例１と同様である。

実施例１〜３に示したように、薄肉領域の形状は、種々の態様を採り得る。例えば、実施例１の薄肉領域２５１（図２参照）のようにテーパ状を呈していてもよいし、実施例２の薄肉領域２５５（図５参照）のように厚みが一定になっていてもよい。また、本例の薄肉領域２５６（図６参照）のように階段状を呈していてもよい。これらの薄肉領域２５１、２５５、２５６は、いずれの位置においても、当該位置における厚みが当該位置よりも厚肉領域に近い位置の厚み以下とある形状を有しているため、薄肉領域２５１上のセパレータ３の空隙率を高くし、電解液の吸収やガスの排出を円滑かつ迅速に行うことができる。

本発明に係るアルカリ蓄電池１の具体的な態様は、上述した実施例に示した態様に限定されるものではなく、その趣旨を損なわない範囲で適宜変更することができる。例えば、実施例１においては、終端電極２１とバイポーラ電極２２とを備えたアルカリ蓄電池１の例を示したが、バイポーラ電極２２に代えて単極性の電極２を使用することもできる。この場合、例えば、金属箔２４の両面に正極活物質層２５ｐを備えた正極と、金属箔２４の両面に負極活物質層２５ｎを備えた負極とを、セパレータ３を介して交互に積層すればよい。

また、実施例２〜３には、活物質層２５の周縁部の全周に亘って薄肉領域２５５、２５６を形成した例を示したが、薄肉領域２５５、２５６は、活物質層２５の周縁部の少なくとも一部に形成されていればよい。例えば、長方形状を呈する活物質層２５の場合には、いずれか１つの辺に沿って薄肉領域２５５、２５６を形成してもよいし、２つあるいは３つの辺に沿って薄肉領域２５５、２５６を形成してもよい。

１アルカリ蓄電池
１１電極組立体
２、２１、２２、２３、２６、２７電極
２４金属箔
２５活物質層
２５１、２５５、２５６薄肉領域
２５２厚肉領域
３セパレータ

Claims

複数の電極がセパレータを介して積層された電極組立体を有するアルカリ蓄電池であって、
上記電極は、
金属箔と、
上記金属箔の片面または両面上に配置された活物質層とを備えた電極とを有し、
上記活物質層は、
上記電極組立体の積層方向から視た平面視における上記活物質層の周縁部の少なくとも一部に配置された薄肉領域と、
上記薄肉領域に連なり、上記薄肉領域よりも厚みが厚く、一定の厚みを備えた厚肉領域と、を有しており、
上記薄肉領域は、いずれの位置においても、当該位置における厚みが当該位置よりも上記厚肉領域に近い位置の厚み以下となる形状を有しており、かつ、上記積層方向から視た平面視における、上記活物質層の周縁部の全周に亘って配置されている、
アルカリ蓄電池。
上記薄肉領域の厚みは一定である、請求項１に記載のアルカリ蓄電池。
上記薄肉領域は、上記厚肉領域から離れるほど厚みが薄くなっているテーパ状を呈している、請求項１に記載のアルカリ蓄電池。
上記薄肉領域は、互いに厚みの異なる複数の平坦部と、上記平坦部同士を接続する段部とを備えた階段状を呈している、請求項１に記載のアルカリ蓄電池。
複数の電極がセパレータを介して積層された電極組立体を有するアルカリ蓄電池であって、
上記電極は、
金属箔と、
上記金属箔の片面または両面上に配置された活物質層とを備えた電極とを有し、
上記活物質層は、
上記電極組立体の積層方向から視た平面視における上記活物質層の周縁部の少なくとも一部に配置された薄肉領域と、
上記薄肉領域に連なり、上記薄肉領域よりも厚みが厚く、一定の厚みを備えた厚肉領域と、を有しており、
上記薄肉領域は、いずれの位置においても、当該位置における厚みが当該位置よりも上記厚肉領域に近い位置の厚み以下となる形状を有しており、かつ、一定の厚みを有している、
アルカリ蓄電池。
複数の電極がセパレータを介して積層された電極組立体を有するアルカリ蓄電池であって、
上記電極は、
金属箔と、
上記金属箔の片面または両面上に配置された活物質層とを備えた電極とを有し、
上記活物質層は、
上記電極組立体の積層方向から視た平面視における上記活物質層の周縁部の少なくとも一部に配置された薄肉領域と、
上記薄肉領域に連なり、上記薄肉領域よりも厚みが厚く、一定の厚みを備えた厚肉領域と、を有しており、
上記薄肉領域は、いずれの位置においても、当該位置における厚みが当該位置よりも上記厚肉領域に近い位置の厚み以下となる形状を有しており、かつ、互いに厚みの異なる複数の平坦部と、上記平坦部同士を接続する段部とを備えた階段状を呈している、
アルカリ蓄電池。
上記電極組立体は、上記電極として、上記電極組立体の積層方向における両端に配置された終端電極と、上記終端電極同士の間に配置されたバイポーラ電極とを有しており、上記バイポーラ電極は、上記活物質層として、上記金属箔の表側面上に配置された正極活物質層と、裏側面上に配置された負極活物質層とを有している、請求項１〜６のいずれか１項に記載のアルカリ蓄電池。