JPH08329936A - 二次電池およびこれに用いる電極製造方法 - Google Patents
二次電池およびこれに用いる電極製造方法Info
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- JPH08329936A JPH08329936A JP8040216A JP4021696A JPH08329936A JP H08329936 A JPH08329936 A JP H08329936A JP 8040216 A JP8040216 A JP 8040216A JP 4021696 A JP4021696 A JP 4021696A JP H08329936 A JPH08329936 A JP H08329936A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 活物質の脱落を防止して電池の寿命を向
上させ、電極の強度を高めて生産を容易にする電極製造
方法、およびこれにより製造された電極を備えた二次電
池を提供する。 【解決手段】 二次電池の電極製造時に、鋼表面にニッ
ケル被覆したものに所定の間隔でホール３を形成して活
物質保持体２を形成し、電池の活物質１を活物質保持体
２にスラリー状態で塗布させた後、二次活物質保持体４
を沈積させる。
上させ、電極の強度を高めて生産を容易にする電極製造
方法、およびこれにより製造された電極を備えた二次電
池を提供する。 【解決手段】 二次電池の電極製造時に、鋼表面にニッ
ケル被覆したものに所定の間隔でホール３を形成して活
物質保持体２を形成し、電池の活物質１を活物質保持体
２にスラリー状態で塗布させた後、二次活物質保持体４
を沈積させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は二次電池およびこれ
に用いる電極製造方法に関し、詳しくは、再充電可能
な、例えばアルカリ二次電池の電極製造時に、１つ以上
の集電体を用いて電極を製造することにより導電性を向
上させる二次電池およびそれに用いる電極製造方法に関
する。
に用いる電極製造方法に関し、詳しくは、再充電可能
な、例えばアルカリ二次電池の電極製造時に、１つ以上
の集電体を用いて電極を製造することにより導電性を向
上させる二次電池およびそれに用いる電極製造方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】最近、すべての電子機器が小型化される
趨勢にある。それに従い動力源として用いられる電池の
小型化および大容量化が必須に求められており、その主
たる部品として再充電の可能な二次電池が用いられてい
る。このような二次電池の１つとして、価格が低廉でメ
モリ効果を有するニッケル−カドミウム電池が主に用い
られている。しかし、このニッケル−カドミウム電池
は、メモリ効果による充電容量の減少および公害物質で
あるカドミウムによる環境汚染をもたらすという問題点
があった。従って、最近はニッケル−カドミウム電池に
比べ、３０〜５０％以上の充電容量を有し、非公害物質
である水素吸蔵合金が用いられるニッケル−水素電池へ
の転換がなされる傾向にある。
趨勢にある。それに従い動力源として用いられる電池の
小型化および大容量化が必須に求められており、その主
たる部品として再充電の可能な二次電池が用いられてい
る。このような二次電池の１つとして、価格が低廉でメ
モリ効果を有するニッケル−カドミウム電池が主に用い
られている。しかし、このニッケル−カドミウム電池
は、メモリ効果による充電容量の減少および公害物質で
あるカドミウムによる環境汚染をもたらすという問題点
があった。従って、最近はニッケル−カドミウム電池に
比べ、３０〜５０％以上の充電容量を有し、非公害物質
である水素吸蔵合金が用いられるニッケル−水素電池へ
の転換がなされる傾向にある。
【０００３】前記アルカリ蓄電池である密閉形ニッケル
−水素電池は、陽極には金属酸化物を用い陰極には水素
吸蔵合金を用いて、充電の際に発生する水素を水素吸蔵
合金が吸収し、放電時に必要な水素を電解液内に放出す
ることにより、充放電して用いられる電池であって、そ
の単位重量当りの出力密度が高いという長所を有してい
る。一般の密閉形ニッケル−水素電池の構成は、一定の
大きさの缶内部に、陽、陰極板の間にセパレータを介
し、これを巻き付けた電極部を挿入して、これに電解液
を注入した後、缶の上端部位にキャップ・アセンブリを
装着させてある。このようなアルカリ二次電池において
は、電極の製造時に電極活物質（Ｎｉ（ＯＨ）2，水素
吸蔵合金）を保持せしめ、かつ集電体の役割を兼ねる活
物質保持体が必要である。活物質保持体の種類にはＮｉ
−フォーム（ｆｏａｍ）、Ｎｉ−ファイバー、パンチメ
タル（ｐｕｎｃｈｅｄ ｍｅｔａｌ）などがある。
−水素電池は、陽極には金属酸化物を用い陰極には水素
吸蔵合金を用いて、充電の際に発生する水素を水素吸蔵
合金が吸収し、放電時に必要な水素を電解液内に放出す
ることにより、充放電して用いられる電池であって、そ
の単位重量当りの出力密度が高いという長所を有してい
る。一般の密閉形ニッケル−水素電池の構成は、一定の
大きさの缶内部に、陽、陰極板の間にセパレータを介
し、これを巻き付けた電極部を挿入して、これに電解液
を注入した後、缶の上端部位にキャップ・アセンブリを
装着させてある。このようなアルカリ二次電池において
は、電極の製造時に電極活物質（Ｎｉ（ＯＨ）2，水素
吸蔵合金）を保持せしめ、かつ集電体の役割を兼ねる活
物質保持体が必要である。活物質保持体の種類にはＮｉ
−フォーム（ｆｏａｍ）、Ｎｉ−ファイバー、パンチメ
タル（ｐｕｎｃｈｅｄ ｍｅｔａｌ）などがある。
【０００４】従来のアルカリ二次電池において、パンチ
メタルを用いて電極を製造する方法を説明すると次のよ
うである。図５および図６は従来の二次電池の電極断面
を示す。同図に示すように、従来のアルカリ二次電池の
活物質保持体は表面が滑らかな鋼にニッケルをメッキし
て、所定の間隔でホール３を形成し、電池の反応物質を
スラリー状態で塗布した後、乾燥切断して極板に用い
る。
メタルを用いて電極を製造する方法を説明すると次のよ
うである。図５および図６は従来の二次電池の電極断面
を示す。同図に示すように、従来のアルカリ二次電池の
活物質保持体は表面が滑らかな鋼にニッケルをメッキし
て、所定の間隔でホール３を形成し、電池の反応物質を
スラリー状態で塗布した後、乾燥切断して極板に用い
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
Ｎｉ−フォームおよびＮｉ−ファイバを用いて保持体を
形成する場合、活物質保持体の３次元構造によって導電
性が低下するという問題は生じないが、図６に示すよう
に、パンチメタルを用いる場合には、中央の活物質保持
体２と外郭部の活物質１は導電性が低下するという問題
点がある。さらに、外郭部に塗布された活物質１は電池
の充放電中に脱落され易く、タブを用いて電池の缶と溶
接しないで缶内部と接触式で連結するとき、活物質の酸
化と電極の製造時に入るバインダーと添加剤などの物質
によって表面の導電性が低下して電池効率が低下し、電
極の製造工程時に活物質が脱落する可能性が高いという
短所がある。
Ｎｉ−フォームおよびＮｉ−ファイバを用いて保持体を
形成する場合、活物質保持体の３次元構造によって導電
性が低下するという問題は生じないが、図６に示すよう
に、パンチメタルを用いる場合には、中央の活物質保持
体２と外郭部の活物質１は導電性が低下するという問題
点がある。さらに、外郭部に塗布された活物質１は電池
の充放電中に脱落され易く、タブを用いて電池の缶と溶
接しないで缶内部と接触式で連結するとき、活物質の酸
化と電極の製造時に入るバインダーと添加剤などの物質
によって表面の導電性が低下して電池効率が低下し、電
極の製造工程時に活物質が脱落する可能性が高いという
短所がある。
【０００６】そこで、本発明は前記した従来技術の有す
る短所を解決するためのものであって、その目的は、ア
ルカリ二次電池の電極製造時に電極の片面あるいは両面
に導電性がすぐれた材質からなる集電体を、１つ以上さ
らに含んで構成することにより、活物質の脱落を防止し
て電池の寿命を向上させ、電極の強度を高めて生産を容
易にする電極製造方法、およびこれにより製造された電
極を備えた二次電池を提供することにある。
る短所を解決するためのものであって、その目的は、ア
ルカリ二次電池の電極製造時に電極の片面あるいは両面
に導電性がすぐれた材質からなる集電体を、１つ以上さ
らに含んで構成することにより、活物質の脱落を防止し
て電池の寿命を向上させ、電極の強度を高めて生産を容
易にする電極製造方法、およびこれにより製造された電
極を備えた二次電池を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的は請求項記載の
各発明により達成される。まず、本発明の電極製造方法
の特徴構成は、二次電池の電極製造時に、集電体表面に
所定の間隔でホールを形成して活物質保持体を形成し、
活物質を前記活物質保持体にスラリー状態で塗布させた
後、この二次活物質保持体を沈積させて電極を製造する
方法である点にある。前記集電体は、ニッケル系電池を
製造する場合、滑らか鋼表面にニッケルを被覆したもの
であることが好ましい。
各発明により達成される。まず、本発明の電極製造方法
の特徴構成は、二次電池の電極製造時に、集電体表面に
所定の間隔でホールを形成して活物質保持体を形成し、
活物質を前記活物質保持体にスラリー状態で塗布させた
後、この二次活物質保持体を沈積させて電極を製造する
方法である点にある。前記集電体は、ニッケル系電池を
製造する場合、滑らか鋼表面にニッケルを被覆したもの
であることが好ましい。
【０００８】さらに、本発明の二次電池の特徴構成は、
所定の大きさの缶内部に陽極板と陰極板との間にセパレ
ータを介してこれを巻き取った電極部を挿入し、これに
電解液を注入した後、前記缶の上端部にキャップ・アセ
ンブリを装着させて形成される構造を有していて、前記
電極部が、活物質保持体と、電池の活物質と、前記活物
質保持体上に添加されて沈積される二次活物質保持体と
を備えた点にある。
所定の大きさの缶内部に陽極板と陰極板との間にセパレ
ータを介してこれを巻き取った電極部を挿入し、これに
電解液を注入した後、前記缶の上端部にキャップ・アセ
ンブリを装着させて形成される構造を有していて、前記
電極部が、活物質保持体と、電池の活物質と、前記活物
質保持体上に添加されて沈積される二次活物質保持体と
を備えた点にある。
【０００９】このような二次活物質保持体により、充放
電時の形状変化に起因した損傷による活物質脱落を確実
に防止して、結果的に電池の寿命を向上させることがで
きる。しかも、本発明は電極製造の際に、タブを使用せ
ずに缶接触式で連結しても高い導電率を有する電極の製
造が可能となるので、高率の充放電に有利である。さら
に、二次活物質保持体を沈積させることにより、電極の
強度を高めることができるので、歩留向上を図ることが
できるのみならず、生産が容易となる。
電時の形状変化に起因した損傷による活物質脱落を確実
に防止して、結果的に電池の寿命を向上させることがで
きる。しかも、本発明は電極製造の際に、タブを使用せ
ずに缶接触式で連結しても高い導電率を有する電極の製
造が可能となるので、高率の充放電に有利である。さら
に、二次活物質保持体を沈積させることにより、電極の
強度を高めることができるので、歩留向上を図ることが
できるのみならず、生産が容易となる。
【００１０】この二次活物質保持体が、導電性に優れた
金属（銅、ニッケル、鉄、銀その他）などの物質から構
成されていると、電極の強度を高めるのみならず、電池
としての機能を高め、電池寿命を延ばすことができて好
ましい。さらに、二次活物質保持体は網状構造に構成さ
れていると、上記作用効果は電極表面に均一に作用し
て、一層顕著に発揮される。もとより、この二次活物質
保持体は電極全面に存在する必要はなく、一部に存在し
ていてもよく、電極の両面あるいは片面のいずれに存在
していてもよい。
金属（銅、ニッケル、鉄、銀その他）などの物質から構
成されていると、電極の強度を高めるのみならず、電池
としての機能を高め、電池寿命を延ばすことができて好
ましい。さらに、二次活物質保持体は網状構造に構成さ
れていると、上記作用効果は電極表面に均一に作用し
て、一層顕著に発揮される。もとより、この二次活物質
保持体は電極全面に存在する必要はなく、一部に存在し
ていてもよく、電極の両面あるいは片面のいずれに存在
していてもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づいて詳細に説明する。図１は二次電池の電極の
概略断面を示し、図２は電極の二次集電体の形状であ
り、図３は電極使用時の電池の放電曲線特性を示し、図
４は二次電池の断面を示す。図４に示すように、この二
次電池は所定の大きさの缶１０の内部に、陽極板１２と
陰極板１４とをセパレータ１６を介してこれを巻き取っ
た電極部１８が挿入されていて、これに電解液が注入さ
れた後、前記缶１０の上端部にキャップ・アセンブリ２
０が装着された構造を有する。
面に基づいて詳細に説明する。図１は二次電池の電極の
概略断面を示し、図２は電極の二次集電体の形状であ
り、図３は電極使用時の電池の放電曲線特性を示し、図
４は二次電池の断面を示す。図４に示すように、この二
次電池は所定の大きさの缶１０の内部に、陽極板１２と
陰極板１４とをセパレータ１６を介してこれを巻き取っ
た電極部１８が挿入されていて、これに電解液が注入さ
れた後、前記缶１０の上端部にキャップ・アセンブリ２
０が装着された構造を有する。
【００１２】次に、二次電池の電極製造方法を説明す
る。図１に示すように、アルカリ二次電池の活物質保持
体２は、表面が滑らかな鋼表面にニッケル・メッキを
し、これに所定の間隔でホール３を形成して、電池の活
物質１をスラリー状態で塗布させてなる。もっとも、鋼
表面へのニッケルは、メッキによるものに限られるもの
ではなく、他の方法、例えば圧接のような方法で被覆さ
れてもよい。活物質保持体２の表面に活物質１を塗布さ
せて電極を製造した後、これを乾燥炉に投入し、熱風吹
出しにより乾燥させる。このように活物質保持体２に活
物質を塗布した後、乾燥前や乾燥中に、つまり活物質が
完全に乾燥される前に、導電性がすぐれた材質からなる
二次活物質保持体４を沈積させて電極を製造する。この
二次活物質保持体４は、材質や形状に関係なく、導電性
がすぐれた材質からなる。そして、電極製造工程中に沈
積される二次活物質保持体４は、図２に示すように、網
状構造に形成されている。このように、網状構造からな
る二次活物質保持体４を、図１に示すように、活物質保
持体２に活物質１が塗布された上に沈積させた後、活物
質１を十分に乾燥させる。このような構造で電極を製造
した後、電流を印加すると、二次活物質保持体４が導電
性の低下される活物質１の導電体の役割をして、電流が
流れる通路を形成することになる。従って、図２に示す
二次活物質保持体４の網状構造をなす夫々の網目サイズ
が小さいほど導電性が高くなることになる。さらに、二
次活物質保持体４の夫々の斜面の長さが短いほど、活物
質１が脱落する比率が減少することになる。しかも、前
記に比例して電極の単位体積当り容量が減少するため、
各電極に適合する材質および形状を有する二次活物質保
持体を沈積させることにより、効果が増大する。
る。図１に示すように、アルカリ二次電池の活物質保持
体２は、表面が滑らかな鋼表面にニッケル・メッキを
し、これに所定の間隔でホール３を形成して、電池の活
物質１をスラリー状態で塗布させてなる。もっとも、鋼
表面へのニッケルは、メッキによるものに限られるもの
ではなく、他の方法、例えば圧接のような方法で被覆さ
れてもよい。活物質保持体２の表面に活物質１を塗布さ
せて電極を製造した後、これを乾燥炉に投入し、熱風吹
出しにより乾燥させる。このように活物質保持体２に活
物質を塗布した後、乾燥前や乾燥中に、つまり活物質が
完全に乾燥される前に、導電性がすぐれた材質からなる
二次活物質保持体４を沈積させて電極を製造する。この
二次活物質保持体４は、材質や形状に関係なく、導電性
がすぐれた材質からなる。そして、電極製造工程中に沈
積される二次活物質保持体４は、図２に示すように、網
状構造に形成されている。このように、網状構造からな
る二次活物質保持体４を、図１に示すように、活物質保
持体２に活物質１が塗布された上に沈積させた後、活物
質１を十分に乾燥させる。このような構造で電極を製造
した後、電流を印加すると、二次活物質保持体４が導電
性の低下される活物質１の導電体の役割をして、電流が
流れる通路を形成することになる。従って、図２に示す
二次活物質保持体４の網状構造をなす夫々の網目サイズ
が小さいほど導電性が高くなることになる。さらに、二
次活物質保持体４の夫々の斜面の長さが短いほど、活物
質１が脱落する比率が減少することになる。しかも、前
記に比例して電極の単位体積当り容量が減少するため、
各電極に適合する材質および形状を有する二次活物質保
持体を沈積させることにより、効果が増大する。
【００１３】上記実施形態と異なり、活物質保持体２以
外の導電性の高い二次活物質保持体４を電極の片面のみ
ならず両面のいずれにも添加でき、活物質保持体２の全
部または一部に、二次活物質保持体４を添加することも
できる。尚、本発明の適用はＮｉ−水素電池に限られ
ず、Ｎｉ−ＣｄあるいはＮｉ−Ｆｅ電池のようなものに
も適用でき、又、アルカリ二次電池以外の他の二次電池
にも適用できる。前記のように本発明の実施形態に従い
導電性が高い二次活物質保持体を添加して電極を製造す
ることにより、図３に示すように、放電特性が向上され
て電池の充放電サイクルがほぼ８％向上した。つまり、
同図のロは従来技術の電極を用いた場合の放電特性を示
し、同図のイは本発明の電極を用いた場合の放電特性を
示す。尚、同図の縦軸は電圧であり、横軸は放電時間を
示す。
外の導電性の高い二次活物質保持体４を電極の片面のみ
ならず両面のいずれにも添加でき、活物質保持体２の全
部または一部に、二次活物質保持体４を添加することも
できる。尚、本発明の適用はＮｉ−水素電池に限られ
ず、Ｎｉ−ＣｄあるいはＮｉ−Ｆｅ電池のようなものに
も適用でき、又、アルカリ二次電池以外の他の二次電池
にも適用できる。前記のように本発明の実施形態に従い
導電性が高い二次活物質保持体を添加して電極を製造す
ることにより、図３に示すように、放電特性が向上され
て電池の充放電サイクルがほぼ８％向上した。つまり、
同図のロは従来技術の電極を用いた場合の放電特性を示
し、同図のイは本発明の電極を用いた場合の放電特性を
示す。尚、同図の縦軸は電圧であり、横軸は放電時間を
示す。
【００１４】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の実施形
態に従い、例えばアルカリ二次電池のような二次電池の
電極製造時に電極の片面あるいは両面に導電性がすぐれ
た材質からなる集電体を１つ以上さらに含ませて構成す
ることにより、充放電時の嵩変化（形状変化）に従う損
傷による活物質脱落を防止して電池の寿命を向上させる
ことができた。しかも、本発明は電極製造の際、タブを
使用せず缶接触式で連結しても高い導電率を有する電極
の製造が可能で、高率の充放電に有利である。さらに、
本発明は二次活物質保持体を添加することにより、電極
の強度を高めて歩留向上および生産が容易という優れた
効果を備えた電極製造方法、およびこれにより製造され
た電極を備えた二次電池を提供することができた。
態に従い、例えばアルカリ二次電池のような二次電池の
電極製造時に電極の片面あるいは両面に導電性がすぐれ
た材質からなる集電体を１つ以上さらに含ませて構成す
ることにより、充放電時の嵩変化（形状変化）に従う損
傷による活物質脱落を防止して電池の寿命を向上させる
ことができた。しかも、本発明は電極製造の際、タブを
使用せず缶接触式で連結しても高い導電率を有する電極
の製造が可能で、高率の充放電に有利である。さらに、
本発明は二次活物質保持体を添加することにより、電極
の強度を高めて歩留向上および生産が容易という優れた
効果を備えた電極製造方法、およびこれにより製造され
た電極を備えた二次電池を提供することができた。
【図１】二次電池の電極の概略断面図
【図２】電極の二次活物質保持体の形状図
【図３】電極使用時の電池の放電曲線特性図
【図４】二次電池の概略断面図
【図５】従来の二次電池の電極の概略断面図
【図６】従来の二次電池の電極の概略断面図
１ 活物質 ２ 活物質保持体 ３ ホール ４ 二次活物質保持体
Claims (9)
- 【請求項１】 二次電池の電極製造時に、集電体表面に
所定の間隔でホールを形成して活物質保持体を形成し、
活物質を前記活物質保持体にスラリー状態で塗布した
後、これに二次活物質保持体を沈積する電極製造方法。 - 【請求項２】 前記活物質保持体に前記活物質を塗布し
た後、この活物質を十分に乾燥する前に、二次活物質保
持体を前記活物質保持体上に沈積させ、その後、前記活
物質を十分に乾燥させる請求項１記載の電極製造方法。 - 【請求項３】 前記二次活物質保持体を導電性に優れた
材質で構成する請求項１又は２記載の電極製造方法。 - 【請求項４】 前記二次活物質保持体を、網状構造の形
状に構成する請求項１〜３のいずれかに記載の電極製造
方法。 - 【請求項５】 前記二次活物質保持体を、前記電極の片
面または両面に沈積する請求項１〜４のいずれかに記載
の電極製造方法。 - 【請求項６】 前記活物質保持体の全部または一部に、
前記二次活物質保持体を沈積する請求項１〜５のいずれ
かに記載の電極製造方法。 - 【請求項７】 陽極板と陰極板との間にセパレータを介
して巻取った電極部を、所定の大きさの缶内部に挿入
し、これに電解液を注入した後、前記缶の上端部にキャ
ップ・アセンブリを装着させて形成する構造を有する二
次電池において、 前記電極部が、活物質保持体と、活物質と、前記活物質
保持体上に添加されて沈積される二次活物質保持体とを
備えたこと特徴とする二次電池。 - 【請求項８】 前記二次活物質保持体は、導電性が優れ
た材質からなる請求項７に記載の二次電池。 - 【請求項９】 前記二次活物質保持体が、網状構造を有
する導電性の優れた材質からなる請求項７又は８に記載
の二次電池。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019950014842A KR100362431B1 (ko) | 1995-06-05 | 1995-06-05 | 2차전지 |
| KR1995-14842 | 1995-06-05 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08329936A true JPH08329936A (ja) | 1996-12-13 |
Family
ID=19416536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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