JPH1064533A

JPH1064533A - 二次電池用電極とその製造方法

Info

Publication number: JPH1064533A
Application number: JP8221322A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Kato; 人士加藤; Akitomo Shirakawa; 亮偕白川
Original assignee: Furukawa Battery Co Ltd
Current assignee: Furukawa Battery Co Ltd
Priority date: 1996-08-22
Filing date: 1996-08-22
Publication date: 1998-03-06

Abstract

(57)【要約】【課題】充放電時に、活物質の脱落やリードの剥落が
起こりづらい二次電池用電極とその製造方法を提供す
る。【解決手段】上縁部１ａの一部を厚み方向に圧縮して
成る凹没部２ａ，２ｂが形成されている板状の金属発泡
体１と、凹没部２ａに固着された金属片３と、板状の金
属発泡体１の全体に担持された活物質とを備えた二次電
池用電極において、板状の金属発泡体１の少なくとも周
端面１Ａ，１Ｂ₁，１Ｂ₂，１Ｃと金属片３の固着部はフ
ッ素樹脂５で被覆されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ニッケル・亜鉛二
次電池，ニッケル・カドミウム二次電池，ニッケル・水
素二次電池のような密閉式アルカリ二次電池の電極とし
て組み込まれる二次電池用電極とその製造方法に関し、
更に詳しくは、集電体に担持されている活物質粉末の充
放電時における脱落が起こりづらく、とくに、リードで
ある金属片が固着されている電極の上縁部や電極の周縁
部からの活物質粉末が脱落することを抑制して、内部短
絡を有効に防止することができ、もって充放電サイクル
寿命特性が優れている二次電池を提供することができる
電極とその電極を効率よく製造することができる製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ニッケル・水素二次電池は、無
公害で放電容量も大きいので各種の電気・電子機器の駆
動電源として急速に実用化されはじめている。このニッ
ケル・水素二次電池には、全体の形状が円筒形のものと
角形のものがある。このうち、角形の電池は、概ね、次
のような構造になっている。

【０００３】すなわち、正極であるニッケル極の複数枚
と負極である水素吸蔵合金電極の複数枚とを、電気絶縁
性でかつ保液性を有するセパレータを介して最外側に前
記水素吸蔵合金電極が位置するように重ね合わせて直方
体形状の極板群を形成し、この極板群を、負極端子も兼
ねる導電性の有底缶の中にその上部の開口からアルカリ
電解液とともに収容し、有底缶の上部開口を密封した構
造である。

【０００４】ここで、正極として組み込まれるニッケル
極は、従来、焼結式ニッケル極が主流であったが、最近
では、活物質の充填密度を高めることができ、そのこと
によって、形状が小型であっても放電容量を大きくする
ことができるという点でペースト式ニッケル極が広く採
用されはじめている。このペースト式ニッケル極Ａで
は、図３で示したように、通常、３次元網状構造体であ
り、Ｘ方向（幅方向）、Ｙ方向（厚み方向）、Ｚ方向
（縦方向）にそれぞれ所定長を有し、集電体として機能
する例えばニッケル発泡体のような板状の金属発泡体１
の上縁部１ａの一部を所望の厚みだけ圧縮することによ
り、平面視形状が矩形になっている凹没部２ａ，２ｂを
形成し、その金属発泡体１の空隙部と表面部に例えば水
酸化ニッケル粉末を主成分とする活物質粉末の所定量が
担持されている。この凹没部２ａ，２ｂの形成箇所は、
通常、電極ＡのＸ方向における中心位置よりも所定の距
離だけＸ方向に偏倚した位置になっている。そして、こ
の凹没部には、ニッケル片のような金属片３がリードと
して例えばスポット溶接によって固着されている。

【０００５】このニッケル極Ａを用いて前記した極板群
を構成する場合には、図４で示したように、上部のみが
開口する袋状のセパレータ４を用意し、このセパレータ
４の中に、図３で示したニッケル極Ａをその上縁部１
ａ、すなわち、金属片３の固着部を上にした状態で収納
して袋状物を形成し、この袋状物と水素吸蔵合金電極と
を図５で示したように交互に配置する。

【０００６】ところで、このニッケル極Ａは、概ね、次
のようにして製造されている。まず、活物質である水酸
化ニッケルの粉末と、カルボキシメチルセルロースのよ
うな増粘剤が所定量溶解している増粘剤水溶液と、必要
に応じてはカーボニルニッケル粉末や一酸化コバルト粉
末のような導電材粉末との所定量を混合して活物質ペー
ストを調製する。

【０００７】一方、３次元網状構造体である金属発泡体
のシートが用意される。このシートＡ₁は、図６で示し
たように、図３で示したような寸法形状をした板状のニ
ッケル極Ａを整数枚（図では２枚）取得できるような面
積を有するものであり、その所定箇所には、図３で示し
たニッケル極Ａの凹没部２ａ，２ｂが２個連なった形状
をしている凹部２₁が形成されている。この凹部２₁は、
通常、シートＡ₁の所定箇所を所定形状のパンチで厚み
方向に圧縮して形成されるので、この時点では、他の部
分に比べて高密度化している。

【０００８】このシートＡ₁に対し、前記した活物質ペ
ーストの充填処理が施され、ついで乾燥処理が施され
る。その結果、シートＡ₁の内部の空隙部には活物質粉
末が確保され、また表面部には活物質粉末が層状に確保
される。シートＡの凹部２₁には、他の個所ほどではな
いにせよ、その空隙部や表面部に活物質粉末が存在して
いるので、この活物質粉末を除去して金属面を露出させ
たのち、シートＡ₁の全体表面に例えばロール圧延を行
って、全体の厚みを調整すると同時に、シートＡ₁の空
隙部や表面部とそこに確保されている活物質粉末との間
の密着性を高めて、シートＡ₁に活物質粉末を担持させ
る。

【０００９】ついで、このシートＡ₁を図６の仮想線で
示したように、凹部２₁を２分割するように裁断する
（または打ち抜く）ことにより、図３で示した寸法形状
のニッケル極Ａの金属片３を取り付ける前の板体にす
る。したがって、得られた板体の１つの縁部には、図３
で示した凹没部２ａ，２ｂが必ず形成されていることに
なる。そして、この凹没部２ａ，２ｂに金属片３をスポ
ット溶接することにより、図３で示したニッケル極Ａに
する。

【００１０】このようにして製造されたニッケル極Ａ
は、集電体である金属発泡体のシートＡ₁の空隙率が８
２〜９７％と非常に大きいので活物質の充填密度は高く
なり、したがって、この電極を組み込んだ二次電池の放
電容量は大きくなるという利点を備えている。しかしな
がら、金属発泡体に担持されている活物質粉末（水酸化
ニッケル粉末）は、相互間の結着状態や、金属発泡体と
の結着状態が良好であるとはいえないため、次のような
問題が引き起こされる。

【００１１】まず、ニッケル・水素二次電池の場合、そ
の充放電サイクルが反復される過程で、ニッケル発泡体
に担持されている水酸化ニッケルには不可逆的な反応生
成物であるγ−オキシ水酸化ニッケルが蓄積され、その
ことによって、担持されている活物質の全体が膨張・変
形する。この傾向は、とくに、急速充電時に顕著に発現
してくる。

【００１２】そのため、水酸化ニッケルは上記した膨張
・変形時に発生するストレスの影響を受けて金属発泡体
から脱落することがあり、ニッケル極の容量低下が引き
起こされる。また脱落量が多くなった場合には、それが
ニッケル極（正極）と負極との間を短絡して電池のサイ
クル寿命特性を短くしてしまうことがある。この活物質
粉末の脱落は、前記した金属発泡体シートＡ₁を裁断ま
たは打ち抜いて所定の寸法形状の板体にしたときに、当
該板体の切断面、すなわち、図３で示したニッケル極Ａ
における周囲の端面１Ａ，１Ｂ₁，１Ｂ₂，１Ｃを中心に
して起こっている。

【００１３】とりわけ、図３で示した上縁部１ａでは、
充放電の過程で活物質の脱落が顕著に進行し、また同時
に、金属片３がその固着部（凹没部２ａ）から剥落する
という事態も起こっている。上記した現象は次のような
ことを原因にして発生するものと考えられる。例えば、
実働過程にある電極Ａを想定すると、電極Ａの上縁部１
ａは図４で示したように袋状のセパレータ４の開口部４
ａから表出しており、他方、側縁部１ｂの下部や下縁部
１ｃ側はその全面がセパレータ４で包摂された状態で実
働していることになる。したがって、電極Ａの側縁部１
ｂの下部や下縁部１ｃ側は全体として高抵抗になってい
る。

【００１４】そのため、電極Ａの実働時には、電極に授
受される電流は、電極Ａの上縁部１ａに選択的に回り込
んで流れることになる。すなわち、電極Ａの上縁部１ａ
における電流密度は高くなる。その結果、電極Ａの上縁
部１ａに担持されている活物質にはγ−オキシ水酸化ニ
ッケルが生成しやすくなり、そのことに伴って、膨張・
変形が激しく進む。そして、上縁部１ａの断面は前記し
たように裁断や打ち抜きによって表出した切断面であっ
て、そこには結着剤がほとんど存在していないというこ
とにも起因して、この個所からは活物質の脱落が激しく
進む。とくに、電流が集中する上縁部１ａの稜の部分で
は上記した現象が顕著に進行し、ひいては内部短絡を引
き起こす。

【００１５】電極Ａの実働時には、また金属片３の固着
部で次のような事態が進行するものと考えられる。すな
わち、金属発泡体とその凹没部に固着された金属片がい
ずれも例えばニッケルで構成されていたとしても、金属
発泡体を構成するニッケルと金属片を構成するニッケル
との自然電位は異なっている。そのため、金属発泡体の
凹没部と金属片とが固着している個所およびその周辺に
アルカリ電解液が浸透すると、そのアルカリ電解液の作
用で、金属発泡体の凹没部と金属片との間に電食が起こ
り、その固着状態は弛緩してきて、最悪の場合には、金
属片が凹没部から剥離することも起こる。

【００１６】このような問題に対しては、水酸化ニッケ
ル粉末にフッ素樹脂を混練して活物質ペーストを調製
し、この活物質ペーストを金属発泡体に充填・乾燥した
のち圧延する方法（特開昭５０−２０２３５号公報，特
開平４−２４８２６５号公報公報などを参照）、金属発
泡体に活物質ペーストを充填し、乾燥後加圧し、更に全
体の表面をフッ素樹脂でコーティングする方法（特開昭
６０−１３１７６５号公報参照）などの方法が提案され
ている。

【００１７】しかしながら、これら先行技術で開示され
ている方法は、いずれも、活物質粉末が前記した板体の
切断面（周端面）から脱落することを抑制するを目的と
するものではない。また、シートＡ₁を切断したときに
表出する切断面の周辺に溶融ポリエチレンを浸透させる
ことにより、活物質粉末を結着する方法（特公平７−９
７４９４号公報参照），切断面近傍の表面にフッ素樹脂
の懸濁液を塗布したのち更に１３０℃程度の温度で熱処
理する方法（特開平７−１４５７６号公報参照）なども
提案されている。

【００１８】しかしながら、上記先行技術の場合、活物
質粉末の脱落抑制効果は充分であるとはいえず、とりわ
け電極の上縁部に位置する金属片の固着部およびその周
辺における脱落抑制処置が講じられていないので、当該
個所からの脱落を有効に抑制できないという問題があ
る。そして、これら先行技術は、切断後の板体に対し、
個別に上記した処理を施しているので、工業的には生産
性に劣る対策であるということができる。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した先
行技術における問題を解決し、電極全体からの活物質の
脱落を抑制するとともに、とりわけ電極の上縁部からの
活物質の脱落を抑制して、内部短絡を有効に防止するこ
とができ、また、固着部から金属片が剥離するという事
態を起こすこともない二次電池用電極とそれを高い生産
性の下で製造することができる製造方法の提供を目的と
する。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、上縁部の一部を厚み方向に
圧縮して成る凹没部が形成されている板状の金属発泡体
と、前記凹没部に固着された金属片と、前記板状の金属
発泡体の全体に担持された活物質とを備えた二次電池用
電極において、前記板状の金属発泡体の少なくとも周端
面と前記金属片の固着部は、フッ素樹脂で被覆されてい
ることを特徴とする二次電池用電極が提供され、また、
所定個所を厚み方向に圧縮して凹没部を形成した金属発
泡体のシートに活物質ペーストを充填したのち乾燥する
工程；全体の表面にフッ素樹脂を塗布し、ついで乾燥す
る工程；前記凹没部に存在する活物質とフッ素樹脂を除
去し、得られたシートを圧延したのち、縁部に凹没部が
形成されるように裁断または打ち抜いて所定形状の板体
にする工程；得られた前記板体の前記凹没部に金属片を
固着して電極前駆体にする工程；前記電極前駆体の複数
枚を積層し、両側に位置する電極前駆体にその全面を覆
う広さの当て板を配置し、前記当て板を介して前記積層
方向に加圧して前記電極前駆体が相互に密着した群体を
形成する工程；および、前記群体の表面にフッ素樹脂を
塗着したのち前記群体を解体する工程；を備えているこ
とを特徴とする二次電池用電極の製造方法が提供され
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の電極例Ｂを示す
斜視図である。この電極Ｂでは、所定の寸法形状をした
板状の金属発泡体１に活物質粉末が担持され、全体の上
縁部１ａに形成されている凹没部２ａ，２ｂの一方にリ
ードである金属片３が固着されている。

【００２２】そして、この金属発泡体１の周端面１Ａ，
１Ｂ₁，１Ｂ₂，１Ｃとその周辺１mm程度の電極表面の部
分はいずれもフッ素樹脂の薄い塗膜で被覆されており、
また、金属片３の固着部を含む凹没部２ａ，２ｂの全面
とその周辺１mm程度の電極表面の部分もフッ素樹脂の薄
い塗膜５で被覆されている。したがって、金属発泡体１
の各陵と凹没部２ａ，２ｂのエッジ部も前記したフッ素
樹脂の薄い塗膜で被覆されている。

【００２３】このように、周端面１Ａ，１Ｂ₁，１Ｂ₂，
１Ｃおよびその周辺近傍の表面部分が電気絶縁性・撥水
性を有するフッ素樹脂の薄い塗膜で被覆されていること
により、まず、これら周端面が前記した裁断（または打
ち抜き）面であったとしても、裁断（または打ち抜き）
によって表出した活物質粉末は当該フッ素樹脂によって
相互に結着され脱落を起こさないようになる。

【００２４】また、とくに上縁部１ａでは、被覆するフ
ッ素樹脂の塗膜の働きにより電気抵抗が増加すると同時
に、撥水とそこに存在する活物質粉末相互間の結着性が
向上する。その結果、電極の実働時に、電流が回り込ん
で当該上縁部１ａに選択的に流れてそこの電流密度が高
くなるということは起こらなくなる。そのため、γ−オ
キシ水酸化ニッケルの生成は少なくなり、その蓄積に基
づく活物質の膨張・変形、更には脱落という事態が抑制
され、内部短絡は起こらなくなる。

【００２５】また、金属片３の固着部においては、金属
片３それ自体がフッ素樹脂の薄い塗膜で被覆されている
ためアルカリ電解液と接触せず、更には凹没部２ａ，２
ｂそれ自体とそのエッジ部もフッ素樹脂の塗膜で被覆さ
れているので、ここからアルカリ電解液が浸透すること
はなく、そのため、金属片３と凹没部の金属との電食は
起こりづらくなり、金属片３がその固着部（凹没部）か
ら剥落するという事態は抑制される。

【００２６】この電極Ｂは次のようにして製造される。
すなわち、まず、前記したような従来の方法により、図
６で示したような金属発泡体のシートＡ₁に所定組成の
活物質ペーストを充填したのち乾燥し、ついで、全体の
表面にフッ素樹脂を塗布したのち乾燥して、当該フッ素
樹脂で活物質を結着する。

【００２７】具体的には、ポリテトラフルオロエチレ
ン，テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレ
ン共重合体，パーフルオロアルキルビニルエーテル共重
合体，三フッ化塩化エチレン樹脂，ポリフッ化ビニリデ
ン樹脂などの懸濁液に、前記シートを浸漬すればよい。
通常、濃度が0.１〜５重量％のポリテトラフルオロチレ
ンの懸濁液を用いることが好ましい。その後、例えばブ
ラッシングなどの方法で凹部２₁に付着している活物質
とフッ素樹脂を除去する。

【００２８】ついで、得られたシートＡ₁を例えばロー
ル圧延してその厚みを調整すると同時に、活物質の充填
密度を高め、また既に塗布されているフッ素樹脂によっ
て当該活物質をシートＡ₁に担持させる。ついで、この
シートＡ₁を裁断または打ち抜いて、１つの縁部に凹没
部２ａ，２ｂが形成されている板体にし、一方の凹没部
２ａに金属片３を例えばスポット溶接することにより固
着して電極前駆体にする。

【００２９】このようにして得られた電極前駆体を、次
に、図２で示したように、互いの表面を重ね合わせた状
態で複数枚（図では７枚）積層する。なお、電極前駆体
の積層枚数に関しては、図２では７枚としたが、これは
本発明の基本概念を例示するためであって、実際には、
工業的なライン操作を考えれば、例えば数百枚から数千
枚のオーダにすることが好適である。

【００３０】そして、両側に位置する電極前駆体に当て
板６ａ，６ｂを配置し、この当て板６ａ，６ｂを介して
電極前駆体の積層方向に圧力Ｐを印加する。なお、当て
板６ａ，６ｂとしては、その広さが、電極前駆体の表面
の広さと略同じかまたは若干広いものが用いられてい
る。当て板６ａ，６ｂを介して加圧されることにより、
積層されている各電極前駆体は互いに密着し、ここに１
個の群体Ｂ₁が形成される。そして、このようにして形
成された群体Ｂ₁において、各電極前駆体の周端面１
Ａ，１Ｂ₁，１Ｂ₂，１Ｃのそれぞれが集合することによ
り１個の平面が形成され、また、凹没部２ａ，２ｂで
は、上部が開口するある深さの溝が形成され、その各溝
からは金属片３が突出することになる。

【００３１】上記した加圧状態を保持したまま、つい
で、群体Ｂ₁の上面、両側面、底面、および前記した溝
にフッ素樹脂が塗着される。塗着の方法としては、ま
ず、所望するフッ素樹脂の懸濁液を調製し、その懸濁液
を用いて例えば自動車ボデーの塗装ラインで行われてい
るようなスプレー塗装してもよく、また、刷毛塗りで行
ってもよく、更には当て板６ａ，６ｂで加圧したまま群
体Ｂ₁の全体を懸濁液に浸漬してもよい。

【００３２】用いる懸濁液としては、例えば、フッ素樹
脂の濃度が５０重量％以下となるように水を用いて調整
されたディスパージョンが好適である。フッ素樹脂の濃
度が５０重量％より高い懸濁液は活物質粉末の脱落抑制
にとっては有効であるが、他方では活物質粉末を過度に
被覆してその活性を低下させ、電池特性の低下が引き起
こされるからである。

【００３３】いずれの方法によっても、群体Ｂ₁の表面
は前記懸濁液で被覆され、また突出する金属片が位置す
る前記した各溝にも懸濁液が注液されることにより金属
片３もまた当該懸濁液で被覆される。そして、各電極前
駆体は互いに密着しているので、各電極前駆体の接触界
面を通って懸濁液が各電極前駆体の表面中央部にまで浸
透することは起こりづらく、用いる懸濁液の粘性にもよ
るが、浸透しても、高々１mm以内になる。

【００３４】なお、群体Ｂ₁に懸濁液を塗着する際に
は、群体Ｂ₁から突出している金属片３に、着脱自在な
例えば樹脂製やゴム製のキャップを冠着することが好ま
しい。金属片３の上部がフッ素樹脂によって被覆され、
リードとしての機能を喪失させないためである。キャッ
プは金属片３の１個１個に冠着してもよく、一括して冠
着してもよい。

【００３５】そして最後に、当て板６ａ，６ｂからの加
圧を解除し、群体Ｂ₁を解体し、得られたそれぞれの板
体に更に乾燥処理を施す。その結果、図１で示したよう
に、周端面１Ａ，１Ｂ₁，１Ｂ₂，１Ｃおよびその周辺近
傍の表面部分と、凹没部２ａ，２ｂおよびそのエッジ部
分がフッ素樹脂で被覆されている本発明の電極Ｂが得ら
れる。

【００３６】なお、乾燥処理は、上記したように群体Ｂ
₁の解体後に行ってもよく、またその解体前に行っても
よい。

【００３７】

【実施例】

実施例１〜７，比較例１，２ (1)ニッケル極の製造粒径５〜５０μｍの球状水酸化ニッケル粉末１００g、
粒径0.５〜２０μｍのニッケル粉末１０g、粒径0.５〜
３０μｍの一酸化コバルト粉末５g、濃度２重量％のカ
ルボキシメチルセルロース水溶液５０g、および濃度６
０重量％のPTFE懸濁液1gを混練して活物質ペーストを調
製した。

【００３８】一方、縦６mm、横３mm、深さ0.１５mmの長
方形をした部分を厚み方向に圧縮して上記長方形の凹部
が所定の個所に形成されているニッケル発泡体シート
（空隙率９５％）を用意し、これに上記した活物質を充
填したのち温度１２０℃で２０分間乾燥した。ついで、
濃度６０％のPTFE懸濁液に前記シートを浸漬したのち取
り出して温度１００℃で２０分間乾燥し、更に前記凹部
に付着している活物質やPTFEをブラッシング除去した。

【００３９】得られたシートを圧４ton/cm²の圧力でロ
ール圧延して厚み0.７mmに整形したのち打ち抜き加工を
行い、長さ３８mm、幅１３mm、厚み0.７mmの板体を製造
した。この板体には、その両面に縦３mm、幅３mm深さ0.
１５mmの凹没部が２個形成されている。ついで、上記板
体の凹没部の一方にニッケル片をスポット溶接して、電
極前駆体にした。

【００４０】ついで、図２で示したようにして、この電
極前駆体を３００枚積層し、両側の電極前駆体の表面に
縦５mm、横５mmの当て板を配置し、その当て板に0.１to
n/cm ²の圧力を印加して電極前駆体の群体を形成した。
そして、この群体の表面に、表１で示した濃度のPTFE懸
濁液を均質にスプレー塗布したのち、温度８０℃で５分
間乾燥し、更に当て板による圧力印加を解除して群体を
解体して本発明のニッケル極Ｂを得た。

【００４１】(2)電池の組立組成：ＭｍＮｉ_3.2Ｃｏ_1.0Ａｌ_0.2Ｍｎ_0.4（Ｍｍはミッ
シュメタル）の水素吸蔵合金を粉砕して粒径１０〜１０
０μｍの粉末とし、この粉末１００g、PTFE粉末5.２６g
を添加・混合してPTFE粉末を繊維化し、更にここに水１
５gを添加してスラリーを調製した。このスラリーを、
パンチングニッケルシート（開口径1.５mm、開口率３８
％、厚み0.０７mm）の両面に圧着したのち温度８０℃で
６０分間乾燥し、更に３ton/cm²の圧力でロール圧延し
て厚み0.３５mmの水素吸蔵合金電極を製造した。

【００４２】一方、組み込むセパレータを次のようにし
て製造した。まず、FT-310（商品名、日本バイリーン
（株）製のポリオレフィン系の不織布）を水洗して表面
に付着する非イオン界面活性剤を除去したのち乾燥し、
ついで、その不織布を濃度９５％の熱濃硫酸（温度１０
０℃）に３０分間浸漬して表面にスルホン化処理を行っ
た。処理後の不織布を流水で充分に洗浄し、温度８０℃
で１時間乾燥したのち、濃度１％の水酸化ナトリウム水
溶液に５分間浸漬し、更に水洗した。

【００４３】また、FT-773（商品名、日本バイリーン
（株）製のポリオレフィン系樹脂の不織布）を水洗し、
この不織布の両面に、前記FT-310の処理品を重ね合わ
せ、全体に３kg/m²の圧力を加えながら温度８０℃で１
時間の熱圧処理を行って、一体化し、それをセパレータ
とした。得られたセパレータと前記したニッケル極Ｂを
用いて、図４で示したような袋状物を製造し、これと前
記水素吸蔵合金電極を重ね合わせて極板群としたのち、
ニッケルめっきが施されているステンレス鋼製の缶に収
容し、ここに、0.６ＮのＮａＯＨと１ＮのＬｉＯＨと７
ＮのＫＯＨとから成る電解液を注液して封口し、厚み６
mm、幅１７mm、高さ４０mmで、定格容量６００mAhの角
形ニッケル・水素二次電池を組み立てた。

【００４４】(3)電池特性の調査組み立てた電池１０００個につき、温度：２０℃、充電
・放電：１CmA、充電制御：−ΔV制御（−ΔV：１０m
V）の操作条件で５００回のサイクル寿命試験を行っ
た。充電初期の放電容量を測定した。その平均値を表１
に示した。そして５００サイクルの寿命試験後の放電容
量を測定し、その値を前記充電初期の放電容量で除算し
て容量維持率（％）とし、その平均値を表１に示した。

【００４５】また、このサイクル寿命試験の過程で、電
極の電圧測定やＸ線測定により短絡発生の有無を調べて
短絡を起こした電池の個数の割合（％）を算出し、その
結果を平均値として表１に示した。比較のために、周端
面と金属片が固着されている凹没部にフッ素樹脂の懸濁
液を塗布せずに図３で示したニッケル極Ａを製造した。
これを比較例１とする。

【００４６】また、刷毛塗りによって、上記した電極Ａ
の周端面１Ａ，１Ｂ₁，１Ｂ₂，１Ｃにのみフッ素樹脂の
懸濁液を塗布したが、金属片が固着されている凹没部に
はフッ素樹脂の懸濁液を塗布することをせずにニッケル
極を製造した。これを比較例２とする。これらの比較例
１、比較例２のニッケル極を正極として用いたことを除
いては、実施例１〜７と同様にしてニッケル・水素二次
電池を組み立てて、その電池特性を測定した。その結果
も表１に示した。

【００４７】

【表１】

【００４８】表１の結果から以下のことが明らかとな
る。 1)本発明の電極を組み込んだ電池は、比較例１、比較例
２の電極を組み込んだ電池に比べて、いずれも、短絡発
生率は小さく、また５００サイクル試験後の容量維持率
が大きい。このことは、本発明の電極は、充放電の過程
で水酸化ニッケル粉末が脱落していないということを示
している。すなわち、周端面と金属片が固着されている
凹没部とのいずれをもフッ素樹脂の塗膜で被覆したこと
の効果が顕著に発揮されている。

【００４９】2)しかし、実施例７の電極の場合のよう
に、塗膜形成時に用いるPTFE懸濁液の濃度を６０重量％
にすると形成された塗膜が厚くなりすぎ、水酸化ニッケ
ル粉末の脱落は防止されるが、他方では電極反応が抑制
され、そもそも放電容量が定格容量を満たさなくなって
しまう。そして、実施例１の電極の場合のように、PTFE
懸濁液の濃度を低くすると、形成された塗膜が薄くなり
すぎて水酸化ニッケル粉末の脱落防止効果は減退し、そ
のことによって、短絡不良率は大きくなり、また容量維
持率も低下してしまう。

【００５０】このようなことから、電極に塗布するPTFE
懸濁液の濃度は、５〜５０重量％に設定することが好適
である。

【００５１】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
電極は、担持している活物質粉末の脱落が抑制され、内
部短絡が有効に防止されている。このことは、集電体の
裁断（または打ち抜き）面である周端面とその周辺近傍
の表面部分と、またリードである金属片が固着されてい
る凹没部とそのエッジ部分とを撥水性および結着性を有
するフッ素樹脂の塗膜で被覆したことがもたらす効果で
ある。したがって、本発明の電極は、充放電のサイクル
寿命特性が優れた二次電池用の電極として有用である。

【００５２】また、本発明の製造方法は、上記した効果
を発揮するフッ素樹脂の塗膜を各電極に一度の塗着操作
で行うことができるので、上記した有用な電極を高い生
産性の下で製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電極例Ｂを示す斜視図である。

【図２】本発明において、電極前駆体の群体を形成した
状態を示す斜視図である。

【図３】従来の電極例Ａを示す斜視図である。

【図４】電極Ａを袋状のセパレータに収容した状態を示
す部分斜視図である。

【図５】袋状セパレータに収容された正極と負極とを重
ね合わせた状態を示す断面図である。

【図６】電極の製造に用いる金属発泡体シート例を示す
斜視図である。

【符号の説明】

１ニッケル発泡体１ａ電極の上縁部１ｂ電極の側縁部１ｃ電極の下縁部１Ａ，１Ｂ₁，１Ｂ₂，１Ｃ周端面２ａ，２ｂ凹没部２₁ 凹部３金属片４セパレータ４ａセパレータ４の開口部５フッ素樹脂の塗膜６ａ，６ｂ当て板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上縁部の一部を厚み方向に圧縮して成る
凹没部が形成されている板状の金属発泡体と、前記凹没
部に固着された金属片と、前記板状の金属発泡体の全体
に担持された活物質とを備えた二次電池用電極におい
て、前記板状の金属発泡体の少なくとも周端面と前記金
属片の固着部はフッ素樹脂で被覆されていることを特徴
とする二次電池用電極。
【請求項２】所定箇所を厚み方向に圧縮して凹没部を
形成した金属発泡体のシートに活物質ペーストを充填し
たのち乾燥する工程；全体の表面にフッ素樹脂を塗布
し、ついで乾燥する工程；前記凹没部に存在する活物質
とフッ素樹脂を除去し、得られたシートを圧延したの
ち、縁部に凹没部が形成されるように裁断または打ち抜
いて所定形状の板体にする工程；得られた前記板体の前
記凹没部に金属片を固着して電極前駆体にする工程；前
記電極前駆体の複数枚を積層し、両側に位置する電極前
駆体に少なくともその全面を覆う広さの当て板を配置
し、前記当て板を介して前記積層方向に加圧して前記電
極前駆体が相互に密着した群体を形成する工程；およ
び、前記群体の表面にフッ素樹脂を塗着したのち前記群
体を解体する工程；を備えていることを特徴とする二次
電池用電極の製造方法。
【請求項３】前記フッ素樹脂の塗着時には、前記金属
片に着脱自在なキャップを冠着する請求項２の二次電池
用電極の製造方法。