JPH09167617A - 電池用芯金式電極 - Google Patents
電池用芯金式電極Info
- Publication number
- JPH09167617A JPH09167617A JP7327004A JP32700495A JPH09167617A JP H09167617 A JPH09167617 A JP H09167617A JP 7327004 A JP7327004 A JP 7327004A JP 32700495 A JP32700495 A JP 32700495A JP H09167617 A JPH09167617 A JP H09167617A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- active material
- electrode
- material layer
- electrode active
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- Prior art date
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- Pending
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】外部に露出する集電体と電極活物質層との境界
部からの電極活物質層の剥落を防止可能な芯金式電極を
提供すること。 【解決手段】活物質粉末脱落防止用の樹脂被覆膜４が電
極活物質層１と集電体２との境界部を被覆するので、こ
の境界部における電極活物質層１の剥落を防止すること
ができる。また、樹脂被覆膜４が通気性及び撥水性を有
するのでこの部位を通じてのガス透過性を増大すること
ができ、電極の電池反応性を向上やガス吸収性を向上す
ることができる。
部からの電極活物質層の剥落を防止可能な芯金式電極を
提供すること。 【解決手段】活物質粉末脱落防止用の樹脂被覆膜４が電
極活物質層１と集電体２との境界部を被覆するので、こ
の境界部における電極活物質層１の剥落を防止すること
ができる。また、樹脂被覆膜４が通気性及び撥水性を有
するのでこの部位を通じてのガス透過性を増大すること
ができ、電極の電池反応性を向上やガス吸収性を向上す
ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電池用芯金式電極
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えばニッケル金属水素化物電池のよう
な従来のアルカリ二次電池において、電極活物質粉末
（活物質粉末）のペースト又はシートをエキスパンドメ
タルのような有穴の板又は網状集電体の両側に固着して
電極（芯金式電極ともいう）を作製することが行われて
いる。
な従来のアルカリ二次電池において、電極活物質粉末
（活物質粉末）のペースト又はシートをエキスパンドメ
タルのような有穴の板又は網状集電体の両側に固着して
電極（芯金式電極ともいう）を作製することが行われて
いる。
【０００３】特開昭６１−１１８９６３号公報は水素吸
蔵合金負極の両主面に撥水性樹脂層を塗布することを開
示し、特開平２−２９１６６５号公報は内部に親水性材
料を含む水素吸蔵合金負極の両主面に撥水性樹脂層を塗
布することを開示し、特開平５−１３０９７号公報は正
極板に対面しない水素吸蔵合金負極の一主面に撥水性樹
脂層を塗布することを開示している。
蔵合金負極の両主面に撥水性樹脂層を塗布することを開
示し、特開平２−２９１６６５号公報は内部に親水性材
料を含む水素吸蔵合金負極の両主面に撥水性樹脂層を塗
布することを開示し、特開平５−１３０９７号公報は正
極板に対面しない水素吸蔵合金負極の一主面に撥水性樹
脂層を塗布することを開示している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】電極活物質層を集電体
の両側に固着して電極を形成する従来の芯金式電極で
は、集電体の全表面が電極活物質層により被覆されるこ
とはなくその一部は電極活物質層から露出している。例
えば、集電体の一部は上部の集電端子まで延設される耳
状延設部を有し、この耳状延設部は当然、電極活物質層
から突出することになる。
の両側に固着して電極を形成する従来の芯金式電極で
は、集電体の全表面が電極活物質層により被覆されるこ
とはなくその一部は電極活物質層から露出している。例
えば、集電体の一部は上部の集電端子まで延設される耳
状延設部を有し、この耳状延設部は当然、電極活物質層
から突出することになる。
【０００５】また、帯状の集電体の両面に電極活物質層
を被着する場合、製造工程によってはその幅方向の両端
部には電極活物質層を設けない場合がある。例えば、集
電体への電極活物質層の塗布厚精度の向上などのために
集電体をその厚さ方向において正確に位置制御する場
合、集電体の幅方向端部をガイドローラなどで位置制御
することが行われる。この場合においても、集電体の幅
方向両端部の表面は電極活物質層から露出することにな
る。
を被着する場合、製造工程によってはその幅方向の両端
部には電極活物質層を設けない場合がある。例えば、集
電体への電極活物質層の塗布厚精度の向上などのために
集電体をその厚さ方向において正確に位置制御する場
合、集電体の幅方向端部をガイドローラなどで位置制御
することが行われる。この場合においても、集電体の幅
方向両端部の表面は電極活物質層から露出することにな
る。
【０００６】更に、例えばドクターブレード法など、電
極活物質層を集電体の両側に連続して被着する場合、後
でそれを所望長に切断するので、芯金式電極にはどうし
てもその少なくとも２辺において切断面が生じ、この切
断面において、集電体が露出することになる。このよう
に、集電体が電極活物質層から露出するということは、
両者の熱膨張率の差や電極活物質層の充放電による体積
変化などによって生じる応力が両者の境界部に集中し、
そのため、この境界部において電極活物質層が電極から
顕著に剥落し易くなるということを意味する。
極活物質層を集電体の両側に連続して被着する場合、後
でそれを所望長に切断するので、芯金式電極にはどうし
てもその少なくとも２辺において切断面が生じ、この切
断面において、集電体が露出することになる。このよう
に、集電体が電極活物質層から露出するということは、
両者の熱膨張率の差や電極活物質層の充放電による体積
変化などによって生じる応力が両者の境界部に集中し、
そのため、この境界部において電極活物質層が電極から
顕著に剥落し易くなるということを意味する。
【０００７】特に、上記切断面においては、電極活物質
層の固化の前後どちらでカットを行ったかにかかわらず
カッターの刃の押圧力がこの切断面近傍の電極活物質層
に加わるので、電極活物質層の剥落が生じ易くなってい
る。また、切断された電極活物質層の切断面は急峻なエ
ッジをもつので剥落が一層生じ易くなっている。本発明
は上記問題点に鑑みなされたものであり、外部に露出す
る集電体と電極活物質層との境界部からの電極活物質層
の剥落を防止可能な芯金式電極を提供することを、その
解決すべき課題としている。
層の固化の前後どちらでカットを行ったかにかかわらず
カッターの刃の押圧力がこの切断面近傍の電極活物質層
に加わるので、電極活物質層の剥落が生じ易くなってい
る。また、切断された電極活物質層の切断面は急峻なエ
ッジをもつので剥落が一層生じ易くなっている。本発明
は上記問題点に鑑みなされたものであり、外部に露出す
る集電体と電極活物質層との境界部からの電極活物質層
の剥落を防止可能な芯金式電極を提供することを、その
解決すべき課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の芯金式電
極によれば、活物質粉末脱落防止用の被覆膜が表面に露
出する電極活物質層と集電体との境界部を被覆するの
で、前述した理由によるこの境界部における電極活物質
層の剥落を防止することができる。請求項２記載の芯金
式電極によれば、上記請求項１記載の手段において特
に、被覆膜が集電体及び電極活物質層の切断面を被覆す
るので、特にこの切断面において著しい電極活物質層の
剥落を防止することができる。
極によれば、活物質粉末脱落防止用の被覆膜が表面に露
出する電極活物質層と集電体との境界部を被覆するの
で、前述した理由によるこの境界部における電極活物質
層の剥落を防止することができる。請求項２記載の芯金
式電極によれば、上記請求項１記載の手段において特
に、被覆膜が集電体及び電極活物質層の切断面を被覆す
るので、特にこの切断面において著しい電極活物質層の
剥落を防止することができる。
【０００９】請求項３記載の芯金式電極によれば、上記
請求項１又は２記載の手段において特に、被覆膜が、通
気性及び撥水性を有する樹脂膜であるので、この部位を
通じてのガス透過性を増大することができ、電極の電池
内圧増大を抑制することができる。請求項４記載の芯金
式電極によれば、上記請求項３記載の手段において特
に、活物質粉末が水素吸蔵合金粉末からなるので、過充
電時において、この水素吸蔵合金負極への酸素ガスＯ2
の透過性が向上し電池内圧の増大を抑止することができ
る。
請求項１又は２記載の手段において特に、被覆膜が、通
気性及び撥水性を有する樹脂膜であるので、この部位を
通じてのガス透過性を増大することができ、電極の電池
内圧増大を抑制することができる。請求項４記載の芯金
式電極によれば、上記請求項３記載の手段において特
に、活物質粉末が水素吸蔵合金粉末からなるので、過充
電時において、この水素吸蔵合金負極への酸素ガスＯ2
の透過性が向上し電池内圧の増大を抑止することができ
る。
【００１０】なお、上記被覆膜としては、結着性を有す
るとともに電解液に腐食されにくい特性を有する材料、
例えばＰＴＦＥ、ＦＥＰ、シリコン樹脂、エポキシ樹脂
などの合成樹脂や、ＳＢＲ、シリコンゴムなどの合成ゴ
ムが望ましい。
るとともに電解液に腐食されにくい特性を有する材料、
例えばＰＴＦＥ、ＦＥＰ、シリコン樹脂、エポキシ樹脂
などの合成樹脂や、ＳＢＲ、シリコンゴムなどの合成ゴ
ムが望ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の好適な態様を以下の実施
例に基づいて説明する。 （実施例１）組成がＭｍＮｉ3.8 Ｃｏ0.75Ａｌ0.3 Ｍｎ
0.35（Ｌａ／Ｍｍ＝０．６）である水素吸蔵合金を機械
粉砕して１００メッシュ以下とした水素吸蔵合金粉末に
増粘材として重合度が約５万のメチルセルロース（Ｍ
Ｃ）の２ｗｔ％混合液を合金重量の２５ｗｔ％加え、結
着材としてＰＴＦＥディスパージョンエマルジョンを合
金重量の３ｗｔ％加えて攪拌し、ペーストを形成し、こ
のペーストを厚さが約０．１ｍｍの長尺状のニッケルエ
キスパンドメタルからなる集電体の両面に圧着し、乾燥
して長尺状の水素吸蔵合金負極シートを作製した。
例に基づいて説明する。 （実施例１）組成がＭｍＮｉ3.8 Ｃｏ0.75Ａｌ0.3 Ｍｎ
0.35（Ｌａ／Ｍｍ＝０．６）である水素吸蔵合金を機械
粉砕して１００メッシュ以下とした水素吸蔵合金粉末に
増粘材として重合度が約５万のメチルセルロース（Ｍ
Ｃ）の２ｗｔ％混合液を合金重量の２５ｗｔ％加え、結
着材としてＰＴＦＥディスパージョンエマルジョンを合
金重量の３ｗｔ％加えて攪拌し、ペーストを形成し、こ
のペーストを厚さが約０．１ｍｍの長尺状のニッケルエ
キスパンドメタルからなる集電体の両面に圧着し、乾燥
して長尺状の水素吸蔵合金負極シートを作製した。
【００１２】図３にこの水素吸蔵合金負極シートの部分
平面を示し、図４にその厚さ方向の断面を示す。この水
素吸蔵合金負極シートにおいて、集電体２の幅方向の一
端はペーストを乾燥させてなる電極活物質層１に被覆さ
れており、集電体２の他端は所定幅だけ電極活物質層１
から突出している。次に、この水素吸蔵合金負極シート
を所定間隔で切断し、更に電極活物質層１と集電体２と
の境界部を被覆して帯状の撥水性樹脂膜（本発明でいう
被覆膜）４を被着して水素吸蔵合金負極３を作製した
（図１、図２参照）。
平面を示し、図４にその厚さ方向の断面を示す。この水
素吸蔵合金負極シートにおいて、集電体２の幅方向の一
端はペーストを乾燥させてなる電極活物質層１に被覆さ
れており、集電体２の他端は所定幅だけ電極活物質層１
から突出している。次に、この水素吸蔵合金負極シート
を所定間隔で切断し、更に電極活物質層１と集電体２と
の境界部を被覆して帯状の撥水性樹脂膜（本発明でいう
被覆膜）４を被着して水素吸蔵合金負極３を作製した
（図１、図２参照）。
【００１３】なお、２１は電極活物質層１から突出して
いる集電端子接続用の耳部であり、電極活物質層１から
突出する集電体２を所定形状に切断して形成されてい
る。したがって、この水素吸蔵合金負極３の切断面であ
る左端側切断面３１及び右端側切断面３２に撥水性樹脂
膜４が塗布され、更に、集電体２の上部両面に水平に延
在する電極活物質層１の上端縁１１にも被覆膜としての
撥水性樹脂膜４が塗布されている。
いる集電端子接続用の耳部であり、電極活物質層１から
突出する集電体２を所定形状に切断して形成されてい
る。したがって、この水素吸蔵合金負極３の切断面であ
る左端側切断面３１及び右端側切断面３２に撥水性樹脂
膜４が塗布され、更に、集電体２の上部両面に水平に延
在する電極活物質層１の上端縁１１にも被覆膜としての
撥水性樹脂膜４が塗布されている。
【００１４】撥水性樹脂膜４は、ＰＴＦＥディスパージ
ョンを塗布し、乾燥することにより形成される。なお、
撥水性樹脂膜４は、塗布の代わりに、テープ状に形成さ
れたものを貼着することもでき、他の面を遮蔽した状態
でスプレーして形成してもよく、被着方法としては公知
の手段を採用できることはもちろんである。
ョンを塗布し、乾燥することにより形成される。なお、
撥水性樹脂膜４は、塗布の代わりに、テープ状に形成さ
れたものを貼着することもでき、他の面を遮蔽した状態
でスプレーして形成してもよく、被着方法としては公知
の手段を採用できることはもちろんである。
【００１５】また、予めペーストをシート状に成形して
おき、それを集電体２に貼りつけてもよい。更に水素吸
蔵合金負極３の下端面にも撥水性樹脂膜４を被着できる
ことはもちろんである。 （実施例２）被覆膜４としてシリコン樹脂を塗布した他
は、乾燥し、実施例１と同じとして水素吸蔵合金負極を
作製した。
おき、それを集電体２に貼りつけてもよい。更に水素吸
蔵合金負極３の下端面にも撥水性樹脂膜４を被着できる
ことはもちろんである。 （実施例２）被覆膜４としてシリコン樹脂を塗布した他
は、乾燥し、実施例１と同じとして水素吸蔵合金負極を
作製した。
【００１６】（実施例３）被覆膜４としてＳＢＲを塗布
し、乾燥した他は、実施例１と同じとして水素吸蔵合金
負極を作製した。 （比較例）撥水性樹脂膜４を被着しない他は、実施例１
と同じ工程で比較例の水素吸蔵合金負極を作製した。
し、乾燥した他は、実施例１と同じとして水素吸蔵合金
負極を作製した。 （比較例）撥水性樹脂膜４を被着しない他は、実施例１
と同じ工程で比較例の水素吸蔵合金負極を作製した。
【００１７】（剥落試験）以上のように作製した各水素
吸蔵合金負極を純水に浸漬した状態で１０分間超音波振
動を与えることにより電極活物質層１の剥落量を調べ
た。なお、剥落試験条件は以下の通りである。水槽の長
さ２４０ｍｍ、幅１４０ｍｍ、水深１００ｍｍ、超音波
振動体は水槽底面の裏側に接着し、その直上に向けて２
８ｋＨｚ、１００Ｗの超音波を放射させた。各水素吸蔵
合金負極は水槽中央、水面近傍に位置して主面が水平と
なる姿勢で保持した。なお、簡単のために、本試験で
は、電極活物質層１及び集電体２の切断面３１、３２、
３３にだけ塗布した。切断面３１、３２の長さは４０ｍ
ｍ、切断面３３の長さは３０ｍｍ、芯金式電極３の厚さ
は０．６ｍｍとした。
吸蔵合金負極を純水に浸漬した状態で１０分間超音波振
動を与えることにより電極活物質層１の剥落量を調べ
た。なお、剥落試験条件は以下の通りである。水槽の長
さ２４０ｍｍ、幅１４０ｍｍ、水深１００ｍｍ、超音波
振動体は水槽底面の裏側に接着し、その直上に向けて２
８ｋＨｚ、１００Ｗの超音波を放射させた。各水素吸蔵
合金負極は水槽中央、水面近傍に位置して主面が水平と
なる姿勢で保持した。なお、簡単のために、本試験で
は、電極活物質層１及び集電体２の切断面３１、３２、
３３にだけ塗布した。切断面３１、３２の長さは４０ｍ
ｍ、切断面３３の長さは３０ｍｍ、芯金式電極３の厚さ
は０．６ｍｍとした。
【００１８】その結果、実施例１品の電極活物質層１の
剥落割合は０．６９ｍｇ／ｃｍ3 すなわち電極活物質層
１の総量の０．０３％であり、実施例２品の電極活物質
層１の剥落割合は０．２７ｍｇ／ｃｍ3 すなわち電極活
物質層１の総量の０．０１％であり、実施例３品の電極
活物質層１の剥落割合は０．５６ｍｇ／ｃｍ3 すなわち
電極活物質層１の総量の０．０３％であり、比較例品の
電極活物質層１の剥落割合は２．７８ｍｇ／ｃｍ3 すな
わち電極活物質層１の総量の０．１５％であった。
剥落割合は０．６９ｍｇ／ｃｍ3 すなわち電極活物質層
１の総量の０．０３％であり、実施例２品の電極活物質
層１の剥落割合は０．２７ｍｇ／ｃｍ3 すなわち電極活
物質層１の総量の０．０１％であり、実施例３品の電極
活物質層１の剥落割合は０．５６ｍｇ／ｃｍ3 すなわち
電極活物質層１の総量の０．０３％であり、比較例品の
電極活物質層１の剥落割合は２．７８ｍｇ／ｃｍ3 すな
わち電極活物質層１の総量の０．１５％であった。
【００１９】この試験結果から、本実施例によって電極
活物質層１の剥落抑止を良好に実現できることがわか
る。 （容量維持率試験）次に上記電極と焼結式Ｎｉ正極とを
プリプロピレン不織布からなるセパレータを挟んで６Ｎ
−ＫＯＨ水溶液に浸漬して理論容量が１０００ｍＡｈの
負極規制の開放型電池を作製し、２０℃、０．２Ｃの電
流で６時間充電し、０．２Ｃの電流で０．９Ｖまで放電
する充放電サイクルを１００回実施した。
活物質層１の剥落抑止を良好に実現できることがわか
る。 （容量維持率試験）次に上記電極と焼結式Ｎｉ正極とを
プリプロピレン不織布からなるセパレータを挟んで６Ｎ
−ＫＯＨ水溶液に浸漬して理論容量が１０００ｍＡｈの
負極規制の開放型電池を作製し、２０℃、０．２Ｃの電
流で６時間充電し、０．２Ｃの電流で０．９Ｖまで放電
する充放電サイクルを１００回実施した。
【００２０】その結果、実施例１品及び実施例２品の容
量維持率（１００回目の放電容量／５回目の放電容量）
はほぼ等しかったが、比較例品の容量維持率は実施例２
品の８５％しかなかった。この試験結果から、本実施例
によって電極活物質層１の剥落抑止を良好に実現できる
ことがわかる。
量維持率（１００回目の放電容量／５回目の放電容量）
はほぼ等しかったが、比較例品の容量維持率は実施例２
品の８５％しかなかった。この試験結果から、本実施例
によって電極活物質層１の剥落抑止を良好に実現できる
ことがわかる。
【００２１】なお、上記実施例として用いたＰＴＦＥや
ＦＥＰなどのフッ素樹脂やシリコン樹脂は、加熱乾燥に
より三次元網様体状の構造となるとともに撥水性を有す
るので、撥水性樹脂膜４内には電解液が浸透しにくく、
ガス通路が確保され、その結果、過充電時に正極で発生
した酸素ガスＯ2 がこの撥水性樹脂膜４を通じて水素吸
蔵合金負極３の内部に浸透し、水素吸蔵合金負極３の内
部で良好に水素と結合して水に変換されることができ、
電池内圧の増大を良好に抑止できるという効果も奏する
ことができる。
ＦＥＰなどのフッ素樹脂やシリコン樹脂は、加熱乾燥に
より三次元網様体状の構造となるとともに撥水性を有す
るので、撥水性樹脂膜４内には電解液が浸透しにくく、
ガス通路が確保され、その結果、過充電時に正極で発生
した酸素ガスＯ2 がこの撥水性樹脂膜４を通じて水素吸
蔵合金負極３の内部に浸透し、水素吸蔵合金負極３の内
部で良好に水素と結合して水に変換されることができ、
電池内圧の増大を良好に抑止できるという効果も奏する
ことができる。
【図１】水素吸蔵合金負極を示す模式正面図である。
【図２】図１の水素吸蔵合金負極の厚さ方向部分断面図
である。
である。
【図３】図１の水素吸蔵合金負極の製造に用いる水素吸
蔵合金負極シートの部分平面図である。
蔵合金負極シートの部分平面図である。
【図４】図３の水素吸蔵合金負極シートのＸ−Ｘ矢視断
面図である。
面図である。
１は電極活物質層、２は集電体、３は水素吸蔵合金負極
（芯金式電極）、４は撥水性樹脂膜（被覆膜）。
（芯金式電極）、４は撥水性樹脂膜（被覆膜）。
Claims (4)
- 【請求項１】板状の集電体と、有機高分子材料からなる
増粘材又は結着材にて前記集電体の両主面に固着された
電極活物質層とを有する電池用芯金式電極において、 表面に露出する前記電極活物質層と前記集電体との境界
部に沿って前記境界部を被覆する活物質粉末脱落防止用
の被覆膜を備えることを特徴とする電池用芯金式電極。 - 【請求項２】前記被覆膜は、前記集電体及び前記電極活
物質層の切断面を被覆する請求項１記載の電池用芯金式
電極。 - 【請求項３】前記被覆膜は、通気性及び撥水性を有する
樹脂からなる請求項１又は２記載の電池用芯金式電極。 - 【請求項４】前記活物質粉末は水素吸蔵合金粉末からな
る請求項３記載の電池用芯金式電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7327004A JPH09167617A (ja) | 1995-12-15 | 1995-12-15 | 電池用芯金式電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7327004A JPH09167617A (ja) | 1995-12-15 | 1995-12-15 | 電池用芯金式電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09167617A true JPH09167617A (ja) | 1997-06-24 |
Family
ID=18194245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7327004A Pending JPH09167617A (ja) | 1995-12-15 | 1995-12-15 | 電池用芯金式電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09167617A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013176161A1 (ja) * | 2012-05-25 | 2013-11-28 | Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 | 非水電解液電池用正極電極および非水電解液二次電池 |
-
1995
- 1995-12-15 JP JP7327004A patent/JPH09167617A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013176161A1 (ja) * | 2012-05-25 | 2013-11-28 | Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 | 非水電解液電池用正極電極および非水電解液二次電池 |
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