电池用正极板、碱性蓄电池、及电池用正极板的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电池用正极板、碱性蓄电池、以及电池用正极板的制造方法。
【背景技术】
[0002]以往，作为电子设备的电源、电动汽车或混合动力汽车等的电源等，使用作为二次电池的碱性蓄电池。在该碱性蓄电池中，将发泡金属等三维多孔体作为电池用正极板的基材使用。这种电池用正极板通过在由三维多孔体构成的基材中填充含有活性物质、导电剂等的楽.料(slurry)并对该基材进行干燥以及压延而制造。
[0003]例如，专利文献I中提出了一种使用了发泡金属板的电池用正极板，其厚度方向中央部的骨架部的密度大于位于厚度方向两侧的两侧部的密度。该电池用正极板在制造阶段，对未填充浆料(膏状活性物质)的部分、即未填充部分(空孔部分)残留较多的中央部进行加压压缩，从而使其发生较大变形，由此增大中央部的骨架部的密度。
[0004]在该电池用正极板中，厚度方向的中央部作为加强部发挥作用，所以其强度提高。因此，即使电池用正极板被用于将该极板卷绕成旋涡状的卷绕式电池，骨架部的剥离得到抑制，能够减少电池短路。另外，由于厚度方向的中央部上的发泡金属的细孔部被压缩而变小，所以即使反复进行电池的充放电而使得活性物质膨胀收缩，在该中央部处，极板在厚度方向上的变动小，活性物质保持能力提高，其结果，能够延长电池的循环寿命。
[0005]专利文献1:日本特开平8-329954号公报
[0006]上述的电池用正极板，厚度方向的中央部的骨架部的密度大，从而其强度提高，能够改善循环寿命，但是未考虑到给电池的输出特性带来的影响。因此，对于使用了三维多孔体的碱性蓄电池的输出特性，仍有改善的余地。
【发明内容】
[0007]本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于，提供一种能够提高电池输出特性的电池用正极板、碱性蓄电池、以及电池用正极板的制造方法。
[0008]下面，记载用于解决上述课题的手段及其作用效果。
[0009]解决上述课题的电池用正极板，在由三维多孔体形成的基材中填充含有活性物质的填充材而形成，在将所述电池用正极板在其厚度方向上进行了 5等分的情况下，中央层的所述三维多孔体的骨架密度相对于位于最外侧的2个最表层之中的至少一个最表层的所述三维多孔体的骨架密度为1.5倍以上且3倍以下。
[0010]解决上述课题的碱性蓄电池，在收纳容器中封入极板组和电解液而成，极板组具备在由三维多孔体形成的基材中填充含有活性物质的填充材而形成的正极板、负极板以及介于正极板和负极板之间的隔板，在将所述正极板在厚度方向上进行了 5等分时的中央层的所述三维多孔体的骨架密度相对于位于最外侧的2个最表层之中的至少一个最表层的所述三维多孔体的骨架密度为1.5倍以上且3倍以下。
[0011]解决上述课题的电池用正极板的制造方法，电池用正极板通过在由三维多孔体形成的基材中填充含有活性物质的填充材而形成，在所述电池用正极板的制造方法中，在所述基材中填充所述填充材时，将所述电池用正极板在其厚度方向进行了 5等分时的中央层的所述三维多孔体的骨架密度相对于位于最外侧的2个最表层之中的至少一个最表层的所述三维多孔体的骨架密度为1.5倍以上且3倍以下。
[0012]为了使输出特性等电池性能良好，优选将浆料均匀地填充(骨架密度均匀)，但是本发明人进行研宄的结果发现，浆料不均匀(骨架密度不均匀)反而也会使得电池性能提高，从而完成了本发明。在上述构成或者方法中，将电池用正极板的中央层的三维多孔体的骨架密度相对于最表层的三维多孔体的骨架密度设为上述范围内，从而能够降低电池的内部阻抗。由此，电池的输出特性提高。另外，在现有已知的技术(例如专利文献I)中，通过使用了加压辊的辊填充法来填充浆料，但是在用该辊填充法填充浆料的情况下，大部分的浆料被填充到表面。本发明人根据经验判断，使用了该辊填充法的方法中，骨架密度比率R为3以上，导致内部阻抗增大。
[0013]根据本发明，提供能够提高输出特性的电池用正极板、碱性蓄电池、以及电池用正极板的制造方法。
【附图说明】
[0014]图1是针对将碱性蓄电池具体化为镍氢蓄电池的一实施方式，表示出镍氢蓄电池的概要构成的立体图。
[0015]图2是构成上述实施方式的镍氢蓄电池的电池单元的剖视图。
[0016]图3是构成上述实施方式的电池单元的正极板的截面的示意图。
[0017]图4是表示将上述实施方式的正极板的截面在厚度方向上进行5等分的状态的示意图。
[0018]图5是表示制造上述实施方式的正极板的制造装置的示意图。
[0019]图6是表示基于实施例以及比较例的中央层的骨架密度与最表层的骨架密度之比、与镍氢蓄电池的内部电阻之间的关系的曲线图。
[0020]附图标记说曰月
[0021]11...镇氢蓄电池、12…电池单兀、13----体电槽、13a…端子、13b…端子、14…盖体、15…正极板、15a...引线部、16...负极板、16a...引线部、17...隔板、20...极板组、21、22…集电板、25...基材、26…填充材、30…制造装置、31...基材搬送部、32...搬送辊、33...模具、34…干燥装置、35…压延装置、35a…压延辊、36…管道、37…泵、38…箱。
【具体实施方式】
[0022]下面说明本发明的电池用正极板、碱性蓄电池、以及电池用正极板的制造方法的一实施方式。在本实施方式中，将碱性蓄电池具体化为镍氢蓄电池进行说明。
[0023]如图1所示，本实施方式中的镍氢蓄电池11是方形的密闭式电池，具有串联连接的多个电池单元12。镍氢蓄电池11具备:可将各电池单元12收纳的一体电槽13 ;以及将一体电槽13的开口部封闭的盖体14。一体电槽13以及盖体14构成收纳容器。
[0024]一体电槽13的内部空间被未予图示的隔壁分隔成6个空间。在各个空间中分别收纳有电池单元12。在本实施方式中，在一体电槽13内收纳有6个电池单元12。在集电板21、22的上部突出设置有接合突部(省略图示)，各个电池单元12通过接合突部彼此连接而串联连接。这些电池单元12的电力从设置于一体电槽13的端子13a、13b输出。
[0025]如图2所示，电池单元12具备:由板状的正极板15以及板状的负极板16隔着隔板17进行层积而成的极板组20;电解液(图示略)；以及集电板21、22。在正极板15以及负极板16的端部分别形成有引线部15a、16a。正极板15的引线部15a通过焊接等接合方法而垂直地接合到正极的集电板21的接合面。负极板16的引线部16a也通过焊接等垂直地接合到负极的集电板22的接合面。
[0026]负极板16具备芯材和被担载到该芯材上的储氢合金。储氢合金的种类没有特别限定，可以采用例如、稀土类元素的混合物即混合稀土金属与镍的合金、将该合金的一部分用铝、钴、锰等取代的合金。在储氢合金中添加炭黑等增粘剂、苯乙烯-丁二烯共聚物等粘合剂，加工成膏状，填充到冲孔金属(punching metal)等芯材之后，进行干燥、压延、切断，由此制造负极板16。
[0027]如图3所示，正极板15具有由三维多孔体构成的基材25、担载到基材25中的填充材26。基材25具有担载填充材26的载体的功能和集电体的功能。填充材26具有以氢氧化镍为主要成分的正极活性物质、导电剂等。在图3中，为了方便起见，示意性地示出发泡镍的骨架的截面，并不是按照实际物品来示出其大小、密度。
[0028]基材25优选由发泡金属构成，在本实施方式中，使用作为发泡金属之一的发泡镍。发泡镍内部具有多个细孔，能够容易地被压缩。发泡镍的制造方法没有特别限制，例如、在发泡聚氨酯的骨架表面实施了镀镍之后，将发泡聚氨酯烧失，由此方法制造发泡镍。将基材25的端部压缩，在该压缩位置焊接铁材等金属材，由此形成上述引线部15a。该引线部15a被设置在沿着基材25的厚度D的方向、即厚度方向的中央部。
[0029]在正极板15的基材25中，发泡镍的骨架的密度偏布在厚度方向的中央。
[0030]参照图4，说明发泡镍的骨架密度偏布在中央的状态。将正极板15沿其厚度方向进行5等分