电极板、卷绕电极组以及圆筒形电池的制作方法与工艺

本发明涉及一种电极板、使用该电极板的卷绕电极组以及圆筒形电池。

背景技术：
作为现有的负极板，在由穿孔钢板形成的基材上涂敷负极活性物质而构成。该负极板与正极板一起隔着隔板被卷绕而具有位于电极组的最外周的最外周部。并且，在现有技术中，为了增强最外周部的机械强度，如专利文献1所示那样，令从最外周部的卷绕终端起算在规定范围内的基材的开孔率比其他部分的开孔率小。但是，在上述的构成中，最外周部的卷绕终端或者正极板的卷绕终端与在负极板的基材上开孔率大的部分接触。这样的话，例如，在制作电极组时利用卷入辊对电极组加压的情况等中，位于最外周的负极板的卷绕终端或者正极板的卷绕终端在径向内侧被按压，该卷绕终端深入接触的负极板，从而存在负极板的基材断裂的问题。并且，如专利文献2所示那样，存在如下一种技术，其具有：负极板在电极组的内侧被卷绕的主体部；在电极组的最外周被卷绕的最外周部；以及形成于所述主体部和最外周部之间的边界部。并且，在该卷绕电极组中，通过令在构成负极板的边界部的基材上形成的开孔率比其他部分的开孔率更小，防止了该边界部的裂纹等的产生。但是，在该专利文献2中，虽然公开了减小边界部的开孔率的构成，但是，由于该边界部被构成为与正极板的卷绕终端以及负极板的卷绕终端在周向上位于不同的位置，所以，如上述那样，负极板的卷绕终端或者正极板的卷绕终端在负极板的基材上深入开孔率大的部分，从而存在负极板的基材断裂的问题。(现有技术文献)(专利文献)专利文献1：日本特开2004-247221号公报专利文献2：日本特开2005-56674号公报

技术实现要素：
因此，本发明要解决的问题主要为，通过制作电极组时的加压等，抑制由卷绕终端引起的基材的断裂。即，本发明的电极板，是一种在由穿孔钢板形成的基材上涂敷活性物质而构成的电极板，其特征在于，该电极板与极性不同的电极板一起隔着隔板被卷绕，并具有位于电极组的最外周的最外周部，与所述极性不同的电极板的卷绕终端在径向内侧重合的异极重合部上的基材的开孔率至少比所述最外周部上的基材的开孔率小。像这样，由于与极性不同的电极板的卷绕终端在径向内侧重合的异极重合部上的基材的开孔率，至少比最外周部上的基材的开孔率小，所以可以增强与所述卷绕终端重合的部分的基材的机械强度，从而可以防止基材因从极性不同的电极板的卷绕终端受到的压力而断裂。在此，含有卷绕始端的规定范围的卷绕始端侧区域的开孔率比与该卷绕始端侧区域相邻的卷绕终端侧部分上的基材的开孔率小。这样的话，可以有效地抑制因卷绕时含有卷绕始端的卷绕始端侧区域的曲率变大而引起的断裂。希望与所述异极重合部相邻的卷绕始端侧部分以及卷绕终端侧部分上的基材的开孔率彼此大致相同。这样的话，由于可以令与异极重合部相邻的卷绕始端侧部分以及卷绕终端侧部分上的基材的开孔率比异极重合部上的基材的开孔率大，所以可以抑制基材的断裂、同时尽可能地增大活性物质的填充密度。与所述异极重合部相邻的卷绕始端侧部分上的基材的开孔率、所述异极重合部上的基材的开孔率以及与所述异极重合部相邻的卷绕终端侧部分上的基材的开孔率，希望顺次为大、小、中的关系。这样的话，可以抑制基材的断裂，同时可以增大最外周部的基材的机械强度。希望与所述极性相同的电极板的卷绕终端在径向内侧重合的同极重合部上的基材的开孔率，至少比所述最外周部的卷绕终端侧上的基材的开孔率小。这样的话，由于与最外周部的卷绕终端重合的同极重合部上的基材的开孔率至少比最外周部的卷绕终端侧上的基材的开孔率小，所以可以增强与所述卷绕终端重合的部分的基材的机械强度，从而可以防止基材因从卷绕终端受到的压力而断裂。优选基材的厚度为20μm以上100μm以下。只要在该范围内，通过减小开孔率，就可以降低基材的断裂。尤其，优选基材的厚度为35μm以上45μm以下。只要是该范围的厚度，就可以更加显著地降低基材的断裂的情况。希望所述最外周部上的活性物质的填充密度小于比所述最外周部更靠卷绕始端一侧的活性物质的填充密度。这样的话，由于令最外周部上的活性物质的填充密度小，所以可以容易令最外周部变形，并且可以降低施加到基材上的应力，从而可以抑制基材的断裂。提供一种电极板的制造方法，其中在该电极板中，与极性不同的电极板的卷绕终端在径向内侧重合的异极重合部上的基材的开孔率至少比最外周部分的基材的开孔率小，所述最外周部上的活性物质的填充密度比所述最外周部以外的部分的活性物质的填充密度小，关于所述电极板的制造方法，其包括：涂敷工序，对在卷绕轴方向上相连的基材的两面侧涂敷活性物质，并且除去在所述最外周部上涂敷的活性物质的一部分；冲压工序，对在所述基材上涂敷的活性物质与所述基材一起进行冲压；以及切断工序，切断在卷绕轴方向上相连的所述基材。目前，由于基材在卷绕方向上相连，所以为了在最外周部减小活性物质填充密度，需要在切断基材后对每块电极板进行活性物质的除去。在本发明的制造方法中，由于使用的是不在卷绕方向上相连的基材，而是在卷绕轴方向上相连的基材，所以可以连续进行活性物质的涂敷工序和活性物质的除去工序，可以提高生产率。此外，当使用在卷绕轴方向上相连的基材时，很难在电极板的卷绕轴方向上形成无花纹部。在卷绕轴方向上不具有无花纹部的情况下，卷绕轴方向的强度弱，电极板卷取时的加压辊引起的基材的断裂成为问题。本发明的基材，通过减小重合部分的开口率来解决电极板卷取时的基材断裂的问题。在最外周部和其他部分活性物质填充密度不同的情况下，在冲压工序对基材施加的压力在最外周部和其他部分不同，由于对基材施加不均等的压力，所以产生了基材的断裂。因此，本发明的基材，在活性物质的填充密度大的区域上，由于令基材的开口率比最外周部小而提高强度，所以可以抑制冲压时的基材断裂。此外，优选具有在冲压前将连续的基材的片切断为各电极板的切断工序，以及令电极板的方向旋转90度的旋转工序。通过在冲压前进行这样的切断以及旋转工序，即使是在卷绕轴方向上相连的基材，也可以在卷绕方向上施加均等的定压冲压，可以抑制在最外周部的活性物质的脱落。(发明效果)根据这样构成的本发明，可以抑制制作卷绕电极组时的加压等产生的基材的断裂。附图说明图1是表示第一实施方式的负极板的俯视图；图2是表示该实施方式的基材的俯视图；图3是模式地表示卷绕该实施方式的负极板的状态的剖面图；图4是表示该实施方式的负极板的母材的俯视图；图5是表示第二实施方式的负极板的俯视图；图6是表示该实施方式的基材的俯视图；图7是模式地表示卷绕该实施方式的负极板的状态的剖面图；图8是表示该实施方式的负极板的基材(母材)的俯视图；图9是表示基材的比较例的俯视图；图10是表示变形实施方式的基材的俯视图；图11是表示变形实施方式的基材的俯视图；图12是表示变形实施方式的基材的俯视图；图13是模式地表示卷绕变形实施方式的基材的状态的剖面图。图中100-负极板；2-基材；3-负极活性物质；4-最外周部；100a-卷绕始端；100b-卷绕终端；5-异极重合部；7-同极重合部。具体实施方式(第一实施方式)以下参照附图说明本发明的第一实施方式。本实施方式的负极板100形成带状，其在由具有口径1mm的孔图案的穿孔钢板形成的基材2上涂敷含有储氢合金的负极活性物质3而被构成。基材2的厚度为35μm，在基材2上实施厚度1μm的镀镍。该负极板100与正极板300一起隔着隔板卷绕为螺旋状从而构成卷绕电极组。像这样构成的卷绕电极组被收容于圆筒状的电池盒中而构成圆筒形电池。具体地说，该负极板100如图1～图3所示那样，具有位于卷绕电极组的最外周的最外周部4和除此之外的部分即主体部6。并且，图1以及图2的符号L是表示最外周部4和主体部6的边界的线。并且，该负极板100被构成为：在与正极板300一起隔着隔板被卷绕的状态下，与该正极板300的卷绕终端300b重合的部分(以下，称为异极重合部5。)上的基材2的开孔率至少比最外周部4上的基材2的开孔率小。异极重合部5形成于主体部6上。并且，与异极重合部5相邻的卷绕始端100a侧部分上的基材2的开孔率以及与异极重合部5相邻的卷绕终端100b侧部分上的基材2的开孔率彼此大致相同，异极重合部5上的基材2的开孔率被构成为比这些开孔率双方小。并且，在本实施方式中，所述卷绕始端100a侧部分是比异极重合部5更靠卷绕始端100a侧设定的规定范围，所述卷绕终端100b侧部分是比异极重合部5更靠卷绕终端100b侧整体，且包括最外周部4。进而，负极板100如图1以及图2所示，含有卷绕始端100a的规定范围的卷绕始端侧区域100x上的基材2的开孔率，比与该卷绕始端侧区域100x相邻的卷绕终端侧部分上的基材2的开孔率小。在本实施方式中，表示卷绕始端侧区域100x上的基材2的开孔率和异极重合部5上的基材2的开孔率彼此大致相同的情况。像这样，由于减小卷绕始端侧区域100x上的基材2的开孔率，所以卷绕时含有卷绕始端100a的卷绕始端侧区域100x的曲率变大，由此，可以有效地抑制负极板100断裂。此外，本实施方式的负极板100被构成为：最外周部4上的负极活性物质3的填充密度比主体部6上的负极活性物质3的填充密度小。具体地说，令涂敷于最外周部4上的负极活性物质3的厚度比涂敷于主体部6上的负极活性物质3的厚度小。涂敷有负极活性物质3的负极板100的厚度例如在主体部6为0.38mm、在最外周部4为0.25mm。像这样，由于减小最外周部4上的负极活性物质3的填充密度，所以可以容易令最外周部4变形，并且降低施加到基材2上的应力，可以抑制伴随于基材2的变形的断裂。下面，说明本实施方式的负极板100的制造方法的例子。如图4所示那样，连续进行以下工序：涂敷工序，在形成有大量穿孔的基材(母材)200的两面侧整面上涂敷负极活性物质3，以使作为异极重合部5的区域R1的开孔率以及作为卷绕始端侧区域100x的区域R3比其他的区域R2的开孔率小，并且除去涂敷于作为最外周部4的区域R2上的活性物质的一部分；干燥工序，使通过该涂敷工序被涂敷在母材200上的负极活性物质3干燥；以及冲压工序，对通过该干燥工序被干燥的负极活性物质3与母材200一起进行冲压。并且，在该冲压工序后，经过将在卷绕轴方向上相连的母材200沿图4的切断线切断母材200的切断工序，从而制造本实施方式的负极板100。像这样制造的负极板100与正极板300一起隔着隔板被卷绕，并从径向外侧通过卷入辊冲压，从而形成卷绕电极组。根据像这样构成的本实施方式的负极板100，由于与正极板300的卷绕终端300b重合的异极重合部5上的基材2的开孔率至少比最外周部4上的基材2的开孔率小，所以可以增强异极重合部5上的基材2的机械强度，可以防止因受到正极板300的卷绕终端300b的压力而基材2断裂。因此，例如，在制作电极组时利用卷入辊对电极组加压的情况等中，即使正极板300的卷绕终端300b在径向内侧被按压而与异极重合部5接触，该卷绕终端300b也很难深入异极重合部5，可以防止负极板100的基材2断裂。由此，抑制负极板100的内部电阻的增大，可以制作所需的容量的电池。此外，由于卷绕始端侧区域100x上的基材2的开孔率比与该卷绕始端侧区域100x相邻的卷绕终端侧部分上的基材2的开孔率小，所以可以有效地抑制在卷绕时含有卷绕始端100a的卷绕始端侧区域100x的曲率变大而引起的断裂。进而，在本实施方式中，由于与异极重合部5相邻的卷绕始端100a侧部分上的基材2的开孔率以及与异极重合部5相邻的卷绕终端100b侧部分上的基材2的开孔率彼此相同，所以可以抑制由卷绕终端100b产生的基材2的断裂，并且可以尽可能地增大收容于电池盒的负极活性物质3的填充量。(第二实施方式)以下参照附图说明本发明的第二实施方式。本实施方式的负极板100如图5～图7所示那样，具有位于卷绕电极组的最外周的最外周部4以及除此之外的部分即主体部6。并且，图1以及图2的符号L是表示最外周部4和主体部6的边界的线。并且，该负极板100与正极板300一起在隔着隔板卷绕的状态下，与该最外周部4的卷绕终端100b重合的部分(以下，称为同极重合部7。)上的基材2的开孔率至少比与该同极重合部7相邻的卷绕始端100a侧部分上的基材2的开孔率小。更具体地说，为如下这样一种构成，与同极重合部7相邻的卷绕始端100a侧部分上的基材2的开孔率以及与同极重合部7相邻的卷绕终端100b侧部分上的基材2的开孔率彼此相同，同极重合部7上的基材2的开孔率比这些开孔率双方都小。并且，在本实施方式中，所述卷绕始端100a侧部分是比同极重合部7更靠卷绕始端100a侧整体，卷绕终端100b侧部分是比同极重合部7更靠卷绕终端100b侧整体。在此，同极重合部7如图5以及图6所示那样，包括最外周部4和主体部6的边界线L在内，被设定为从该边界线L至卷绕始端100a侧以及卷绕终端100b侧的规定范围内。此外，本实施方式的负极板100构成为，最外周部4的负极活性物质3的填充密度比主体部6的负极活性物质3的填充密度小。具体地说，令涂敷于最外周部4的负极活性物质3的厚度比涂敷于主体部6的负极活性物质3的厚度小。像这样，由于减小最外周部4上的负极活性物质3的填充密度，所以容易令最外周部4变形，并且可以降低施加到基材2上的应力，从而可以抑制伴随于基材2的变形的断裂。此外，在本实施方式中，由于以含有最外周部4和主体部6的边界线L的方式形成开孔率小的部分，所以能够防止在负极活性物质3的冲压加工中由于在边界线L附近产生的应变而导致基材2断裂。下面，说明本实施方式的负极板100的制造方法的例子。如图8所示那样，连续进行以下工序：涂敷工序，在形成有大量穿孔的基材(母材)200的两面侧整面涂敷负极活性物质3，以使作为同极重合部5的区域R4的开孔率比其他区域R5的开孔率小，并且除去涂敷在作为最外周部4的区域R5上的活性物质的一部分；干燥工序，对通过该涂敷工序涂敷在母材200上的负极活性物质3进行干燥；以及冲压工序，对通过该干燥工序干燥的负极活性物质3与母材200一起冲压。并且，在该冲压工序后，经过将在卷绕轴方向上相连的母材200沿图8的切断线切断母材200的切断工序，制造本实施方式的负极板100。像这样制造的负极板100与正极板300一起隔着隔板卷绕，并且从径向外侧被卷入辊冲压从而形成卷绕电极组。根据像这样构成的本实施方式的负极板100，由于与最外周部4的卷绕终端100b重合的同极重合部5上的基材2的开孔率至少比与该同极重合部5相邻的卷绕始端100a侧部分上的基材2的开孔率小，所以可以增强同极重合部5上的基材2的机械强度，从而可以防止基材2因从卷绕终端100b受到的压力而断裂。因此，例如，在制作电极组时利用卷入辊对电极组加压的情况，或者在将电极组插入电池盒时电极组与电池盒接触的情况等中，即使位于最外周的负极板100的卷绕终端100b在径向内侧被按压而与同极重合部5接触，该卷绕终端100b也很难深入同极重合部5，可以防止负极板100的基材2断裂。由此，可以抑制负极板100的内部电阻的增大，从而可以制作所需的容量的电池。此外，在本实施方式中，由于与同极重合部5相邻的卷绕始端100a侧部分的开孔率以及与同极重合部5相邻的卷绕终端100b侧部分的开孔率彼此相同，所以可以抑制因卷绕终端100b产生的基材2的断裂，并且可以尽可能地增大收容在电池盒内的负极活性物质3的填充量。并且，本发明不仅限于所述实施方式。例如，在所述实施方式中，为负极板位于卷绕电极组的最外周的构成，但是，也可以为正极板位于卷绕电极组的最外周的构成。并且，在此情况下，正极板是在由穿孔钢板形成的基材上涂敷正极活性物质而构成，令与负极板的卷绕终端在径向内侧重合的异极重合部的开孔率至少比所述最外周部的开孔率小。或者，令与正极板的最外周部的卷绕终端重合的同极重合部的开孔率至少比与所述同极重合部相邻的卷绕始端侧部分的开孔率小。此外，在所述第一实施方式中，令与异极重合部5相邻的卷绕始端侧部分的开孔率以及与异极重合部5相邻的卷绕终端侧部分的开孔率相同，并且比异极重合部5的开孔率大，但是，关于与异极重合部5相邻的卷绕始端侧部分的开孔率、与异极重合部5相邻的卷绕终端侧部分以及异极重合部5的开孔率的大小关系，也考虑各种变形方式。例如，如图10所示那样，可以构成为，与异极重合部5相邻的卷绕始端100a侧部分上的基材2的开孔率、异极重合部5上的基材2的开孔率以及与异极重合部5相邻的卷绕终端100b侧部分上的基材2的开孔率，顺次为大、小、中的关系。并且，在具有同极重合部7的负极板中也可以为相同的构成。这样的话，可以增强最外周部4的机械强度并抑制最外周部4上的基材2的断裂，同时令异极重合部5的机械强度比主体部6中的其他部分更强。并且，如图9所示那样，也可考虑：与异极重合部5相邻的卷绕始端100a侧部分上的基材2的开孔率、异极重合部5上的基材2的开孔率以及与异极重合部5相邻的卷绕终端100b侧部分上的基材2的开孔率，顺次为大、中、小的关系，但是，在该构成中，很难充分抑制异极重合部5处的基材2的断裂。进而，也可以通过构成为从负极板100的卷绕始端100a至卷绕终端100b开孔率连续变小，从而使得异极重合部5的开孔率小于比该异极重合部5更靠卷绕始端的一侧(最外周部4)的开孔率。在此，作为令开孔率不同的方式，除了如所述实施方式那样令开口数或者开口径不同之外，可以随着从卷绕始端100a至卷绕终端100b逐渐增大穿孔的问隔。并且，在具有同极重合部7的负极板中也可以为相同的构成。此外，在所述第一实施方式中，在与异极重合部5相邻的卷绕始端100a侧部分具有卷绕始端侧区域100x，但是，也可以不具有卷绕始端侧区域100x。此外，如图11所示那样，也可以将卷绕始端侧区域100x设置到同极重合部5，令卷绕始端侧区域100x以及同极重合部5的开孔率相同。而且，在电极板上，如图12以及图13所示那样，可以具有异极重合部5以及同极重合部7双方。此时，如图13所示那样，除了将异极重合部5以及同极重合部7设置在卷绕方向上彼此不同的位置之外，也可以令它们一体并且将异极重合部5以及同极重合部7设置在相同部分。可以令开孔率不仅在卷绕方向上变化，也在卷绕轴方向上变化。在令开孔率在卷绕轴方向上变化的情况下，相对于卷绕轴方向可以提高机械强度。当不具有孔的无花纹部位于卷绕轴方向上时，可以防止在卷绕轴方向上孔连结而断裂。除此之外，本发明不限于所述实施方式，在不脱离其主旨的范围内当然可以进行各种变形。