アルカリ蓄電池用電極およびこれを備えるアルカリ蓄電池
【課題】電池の信頼性向上に寄与しかつ安価に製造できるアルカリ蓄電池用の電極、および、この電極を備える、信頼性に優れかつ安価に製造できるアルカリ蓄電池をを提供する。
【解決手段】角形形状のケーシング内に、セパレータを介して対向する複数の電極を積層して形成した電極体を収納してなるアルカリ蓄電池に用いられる電極を、導電性材料で形成された、平滑な主面および端面を有する平板状の基板と、該基板上に塗布された、活物質、バインダーおよび導電助材を含む合材とで構成する。
【解決手段】角形形状のケーシング内に、セパレータを介して対向する複数の電極を積層して形成した電極体を収納してなるアルカリ蓄電池に用いられる電極を、導電性材料で形成された、平滑な主面および端面を有する平板状の基板と、該基板上に塗布された、活物質、バインダーおよび導電助材を含む合材とで構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層タイプの電極体を有する角形のアルカリ蓄電池に用いられる電極およびこれを備えるアルカリ蓄電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、主として携帯機器用の電源として使用する充放電可能な種々の二次電池が提案されてきた。さらに、近年、地球温暖化防止や分散型エネルギーシステムとしてのメリットが期待できる風力発電や太陽光発電のような新エネルギーの導入に伴い、大容量二次電池が開発されている。新エネルギーは、自然の影響を受けやすく出力が不安定な電源であり、大量に導入される際には蓄電技術による出力の平滑化や、夜間のような軽負荷時における新エネルギー発電電力の蓄電などが必要になるからである。
【０００３】
さらには、近年、環境への配慮から、自動車や電車などの車両に充放電可能な二次電池を搭載したものが開発されている。車両に二次電池を搭載した場合には、ブレーキ時に生じる回生電力をこの搭載電池に蓄えておき、車両の動力源として使用することができるので、車両の運行エネルギー効率を高めることができる。このように車両に搭載する二次電池としては、エネルギー密度、負荷変動追従性、耐久性、製造コストなどの諸条件から、例えばニッケル水素二次電池が適しているとされる（特許文献１）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、ニッケル水素二次電池においては、正極の基板として、多孔質の発泡ニッケルやニッケル焼結体を用い、基板に形成された空孔ないし間隙に、活物質、バインダー、導電助材などからなる合材を充填して正極を作製している。このようにして正極を作製することにより、活物質の基板への密着性が高まり、電池の信頼性向上が図られる。
【０００５】
また、ニッケル水素電池の負極基板としては、例えば、ニッケルめっきを施した鋼板に多数の孔を形成したパンチングプレートを使用し、この基板に活物質を塗布することにより、活物質の基板への密着性を確保している（例えば、特許文献１）。
【０００６】
ところで、上記のような車両用の電池には、従来の携帯機器等に用いられるものに比べて、高電圧および高エネルギー容量が要求されるため、大型の電池を使用する必要がある。大型の電池を使用する場合には、電池が設置されるスペースを効率的に利用する必要性が大きいことから、円筒形よりも角形の電池とすることが望ましい（特許文献１）。このような大型の角形電池には、電池性能や生産性の観点から、円筒形電池に用いられる巻取り式の電極体よりも、セパレータを介して正極板と負極板とを交互に積層した電極体の方が適しているとされる。
【０００７】
しかしながら、このような積層型の電極体では、平板状の電極とセパレータとの接触箇所が多いので、発泡ニッケルやパンチングプレートを電極の基板として用いた場合、基板の端面に露出する空孔ないし間隙の縁にできたバリが、セパレータを突き破って内部短絡を起こし易い。また、電池内では充放電に伴って電極体の膨張・収縮が繰り返されるので、大型の角形電池に使用される電極基板には機械的強度が要求されるが、発泡ニッケルやパンチングプレートで形成した基板では、基板厚みを増すことが、加工性の点から困難である。さらには、発泡ニッケルやパンチングプレートのような部材は高価であり、電池のコスト増の要因となっている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１１０３８１号公報
【０００９】
本発明の目的は、上記の課題を解決するために、主面や端面が平滑な電極基板を用いることにより、電池の信頼性向上に寄与し、かつ安価に製造できるアルカリ蓄電池用の電極、および、この電極を備える、信頼性に優れ、かつ安価に製造できるアルカリ蓄電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記した目的を達成するために、本発明に係るアルカリ蓄電池用電極は、角形形状のケーシング内に、セパレータを介して対向する複数の電極を積層して形成した電極体を収納してなるアルカリ蓄電池に用いられる電極であって、導電性材料で形成された、平滑な主面および端面を有する平板状の基板と、該基板上に塗布された、活物質、バインダーおよび導電助材を含む合材とを備える。ここで、「平滑な主面および端面」とは、主面および端面が、多孔質体構造による凹凸や孔加工を有していないことを意味する。また、このような電極構成は、正極および負極のいずれにも適用することができる。
【００１１】
この構成によれば、積層型の電極体を有する角形電池において、平板状の電極基板の主面および端面を平滑にしているので、基板のバリに起因する電池の内部短絡の発生を効果的に防止することができる。また、金属の板材をそのまま電極基板として利用することができるので、基板厚みを増大して電極の機械的強度を確保することが容易となる。したがって、このような電極を備える角形アルカリ蓄電池の信頼性向上に大きく寄与することができる。さらには、このような信頼性に優れる電池を安価に製造することも可能になる。
【００１２】
上記の構造を有する電極において、前記基板を、例えば、ニッケルめっきを施した鋼板で形成することができる。このように構成することにより、接触抵抗が低く、かつ耐腐食性や機械的強度にも優れる素材を、安価に電極の基板として利用して、電池の性能を向上させることが可能になる。
【００１３】
また、上記の構造を有する電極において、前記バインダーとして、例えば、低不飽和ポリマーを、水酸基含有モノマー、カルボキシル基含有モノマー、グリシジル基含有モノマー、アルコキシシラン基含有モノマー、および塩素含有モノマーのうちの１種または２種以上の混合物で変性した変性ポリマーを含む非水溶液系バインダーを使用することができる。このように構成することにより、合材を平滑な基板上に塗布して形成した電極であっても、活物質と基板との密着性を維持することができる。また、非水溶性バインダーは、撥水性を有するので、正極上で発生した酸素を拡散し、負極上で迅速に水に戻すことが可能となり、電解液のドライアウトを防止する点においても効果的である。これにより、内部短絡を効果的に防止して信頼性を向上させながら、この電極が使用される電池の性能を維持することが可能となる。
【００１４】
また、上記の構造を有する電極において、前記導電助材として、例えば、カーボン粉末を使用することができる。このように構成することにより、合材を平滑な基板上に塗布して形成した電極であっても、十分な導電性を確保することができる。これにより、内部短絡を効果的に防止して信頼性を向上させながら、この電極が使用される電池の性能を維持することが可能となる。
【００１５】
上記の構造を有する電極において、好ましくは、前記基板の厚みが５０μｍから６００μｍの範囲にある。発泡ニッケルやパンチングプレートを使用せずに、平滑な主面および端面を有する板状部材によって電極基板を形成することにより、基板厚みの調整、特には厚みを増して基板強度を向上させることが容易に可能となるので、電池の信頼性に大きく寄与することができる。
【００１６】
本発明に係るアルカリ蓄電池は、角形形状のケーシング内に、セパレータを介して対向する複数の電極を積層して形成した電極体を収納して構成されており、本発明に係る上記構成の電極を少なくとも正極または負極として備えている。このように構成することで、セパレータと電極の端面との接触箇所が多い積層型の電極体を有するアルカリ蓄電池であっても、効果的に内部短絡を防止して、電池の充放電性能および信頼性を向上させることができる。さらには、加工の容易な平板状の基板を使用することにより、電池の製造コストを大幅に削減することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明に係るアルカリ蓄電池用電極およびこれを備えるアルカリ蓄電池によれば、大型の角形電池に適した積層構造の電極体を採用しながらも、電極基板のバリに起因する内部短絡を効果的に防止し、かつ、電極の機械的強度を増大して、電池の性能および信頼性を向上させることができる。さらには、加工の容易な平板状の基板を電極に使用することにより、電池の製造コストを削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る実施形態を図面に従って説明するが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係るアルカリ蓄電池用電極を備える角形のアルカリ蓄電池（以下単に「電池」という）１の構造を示す斜視図である。本実施形態に係る電池１は、水酸化ニッケルを主要な正極活物質とし、水素吸蔵合金を主要な負極活物質とし、アルカリ系水溶液を電解液とするニッケル水素二次電池として構成されており、正極および負極の集電板を兼ねる矩形の第１蓋部材３および第２蓋部材５と、これら第１および第２蓋部材３，５間に介在する絶縁素材からなる枠形部材７によって、電池１の角形のケーシング９が構成されている。
【００２０】
図２の断面図に示すように、ケーシング９の内方には、プリーツ状に折り曲げられたセパレータ１１と、電極すなわち正極１３と負極１５とからなる電極体１７が収容されている。正極１３は、平板状の正極基板２１の主面である両表面２１ａ，２１ａに、正極合材２３を塗布して形成されている。同様に、負極１５は、平板状の負極基板２５の主面である両表面２５ａ，２５ａに、負極合材２７を塗布して形成されている。
【００２１】
図２の要部を拡大して示す図３に示すように、正極１３と負極１５とは、両電極の基板２１，２５の各表面２１ａと２５ａとが対向する方向Ｘに、セパレータ１１を介して交互に積層されている。このとき、正極基板２１および負極基板２５の端面２１ｂ、２５ｂの一部は、プリーツ状のセパレータ１１の折り曲げ部１１ａに対向している。
【００２２】
このように構成されている電極体１７は、その積層方向Ｘと、第１および第２蓋部材３，５の対向方向Ｙとが直交するように、ケーシング９内に配置されている。したがって、正極基板２１の端面２１ｂは、プリーツ状のセパレータ１１の折り曲げ部１１ａを介して、負極集電板である第２蓋部材５に対向しており、負極基板２５の端面２５ｂは、セパレータ１１の折り曲げ部１１ａを介して、正極集電板である第１蓋部材３に対向している。
【００２３】
なお、電極体１７は、プリーツ構造以外の積層構造を有していても良い。例えば、別体に形成された複数の袋状のセパレータにそれぞれ収容された正極１３と負極１５とを交互に積層して対向させてもよく、あるいは、別体の袋状のセパレータにそれぞれ収容された正極１３と負極とを、さらにプリーツ状のセパレータ１１を介して互いに対向するように積層してもよい。
【００２４】
正極基板２１は、導電性材料、具体的には、例えばニッケルめっきを施した鋼板からなる平板状の部材として形成されている。また、図４の部分破断斜視図に示すように、正極基板２１の両表面２１ａ，２１ａおよび各端面２１ｂは、孔や凹凸を有しない平滑な面として形成されている。同様に、図５の部分破断斜視図に示すように、負極基板２５は、ニッケルめっきを施した鋼板からなる平板状の部材として形成されており、負極基板２５の両表面２５ａ，２５ａおよび各端面２５ｂは、孔や凹凸を有しない平滑な面として形成されている。正極基板２１ないし負極基板２５の両表面と各端面の境界は、例えば、面取加工により丸みを持たせてもよい。これにより、加工時のバリを除去することができる。また、正極基板、負極基板の両表面に、ブラスト加工やセレーション加工を施してもよい。これにより、活物質の密着性が向上する。
【００２５】
正極および負極基板２１，２５を形成する素材としては、ニッケルめっき鋼板のほかにも、電気化学的な特性や機械的強度、耐食性などを考慮して、適宜選択することができ、例えば、ニッケル板、ステンレス鋼版、銅めっき鋼板、銀めっき鋼板、コバルトめっき鋼板、クロムめっき鋼板などが好ましく用いられる。
【００２６】
正極および負極用の基板２１，２５は、孔を有しない板状の素材を切り出すことによって作成することができるので、厚さの設定が容易である。本実施形態の電池１では、正極１３、負極１５と、正極側および負極側の各集電板である第１蓋部材３、第２蓋部材５との導通は、金属屑のような異物の混入の防止および工程の簡略化のために溶接は行わず、両蓋部材３，５の対向方向Ｙの接触圧のみによって確保されている。したがって、正極および負極基板２１，２５には面方向（対向方向Ｙ）に付加される圧力に耐え得る機械的強度が要求される。この観点から、正極および負極基板２１，２５の厚みは５０μｍ以上であることが好ましい。一方で、電池１のエネルギー密度を確保する観点からは、正極および負極基板２１，２５の厚みは０．６ｍｍ以下であることが好ましい。より好ましい基板２１，２５の厚みの範囲は、５０〜２００μｍであり、さらに好ましくは８０〜１５０μｍである。また、基板２１，２５のビッカース硬さは、７０〜３００Ｈｖの範囲にあることが好ましい。
【００２７】
正極基板２１の両表面２１ａ，２１ａに塗布される正極合材２３は、正極活物質である水酸化ニッケル、バインダー、および導電助材を主成分とし、これらを混合して作製される。また、負極基板２５の両表面２５ａ，２５ａに塗布される負極合材２７は、負極活物質である水素吸蔵合金、バインダー、および導電助材を主成分とし、これらを混合して作製される。
【００２８】
次に、正極および負極の各合材２３，２７に好ましく用いられるバインダーおよび導電助材について説明する。
【００２９】
（バインダー）
本実施形態におけるバインダーとしては、非水溶性のものを使用することが好ましい。非水溶性のバインダーの溶媒として有機溶剤が使われることがあるが、有機溶剤は有毒物質であり引火性を有しているので、製造過程における取り扱いが難しい。取り扱いの容易さの観点からは、水溶性バインダーが優れるが、活物質と基板との密着性が高く、活物質の脱落を防いで接触抵抗の増大を抑制できる点で、非水溶性バインダーが優れている。さらに、非水溶性バインダーは、撥水性を有するので、正極上で発生した酸素を拡散し、負極上で迅速に水に戻すことが可能となり、電解液のドライアウトを防止する点においても効果的である。
【００３０】
具体的には、バインダーとして、エチレン、プロピレン、ブチレン、スチレン、酢酸ビニル、ビニルアルコール、塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、およびフッ化ビニリデンの中から選ばれたモノマーの重合体からなる低不飽和ポリマーを、水酸基含有モノマー、カルボキシル基含有モノマー、グリシジル基含有モノマー、アルコキシシラン基含有モノマー、および塩素含有モノマーのうちの１種または２種以上の混合物で変性した変性ポリマーを好ましく使用することができる。水酸基含有モノマーとしては、ヒドロキシアルキルアクリレート（またはメタクリレート）を、カルボキシル基含有モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸等を、グリシジル基含有モノマーとしては、グリシジルメタクリレート、アリルグリシジルアクリレート等を、アルコキシシラン含有モノマーとしては、メタクリロイロキシアルコキシシランを、塩素含有モノマーとしては、塩化ビニル、２−クロロアクリル酸メチル、メタクリル酸クロライド等を好適に使用することができる。
【００３１】
また、活物質に対するバインダーの添加量としては、正極においては、正極活物質１００重量部に対して、バインダー１〜１０重量部添加するのが好ましい。バインダーの添加割合がこれより小さい場合には、十分な密着性が得られず、活物質の脱落が発生する。一方、バインダーの添加割合がこれより大きい場合には、活物質の表面がバインダーで覆われることにより利用率が低下するとともに、十分な電池のエネルギー密度が得られない。負極の場合は、活物質密度が高く、体積が比較的小さくなるので、必要とされる添加量は正極における場合よりも少なく、負極活物質１００重量部に対してバインダーを０．５〜５重量部添加するのが望ましい。
【００３２】
正極合材に用いるバインダーの一例として、本実施形態においては、エチレン酢酸ビニル共重合ポリマー（ＥＶＡ；エチレン９０％、酢酸ビニル１０％）と塩化ビニル系ポリマー（ＥＶＡに塩化ビニルをグラフト重合したもの；平均重合度９００、ＥＶＡ含有量５５％）とを重量比８５：１５で混合したものを使用した。
【００３３】
負極合材に用いるバインダーの一例として、本実施形態においては、正極合材に用いた上記ＥＶＡを変性処理した変性ＥＶＡを用いた。変性処理は、ＥＶＡに無水マレイン酸をグラフト重合することにより行った。この場合のマレイン化度は、小さ過ぎると密着性が低下し、大きすぎると溶剤への溶解性が低下するので、ポリマー１００に対して０．１〜２０重量部の範囲であることが好ましい。
【００３４】
（導電助材）
本実施形態における導電助材としては、カーボン、またはニッケルのような耐アルカリ性、耐酸化性を有する金属が好ましく用いられる。このような材料から作製した、微粒状導電助材（粒径２０ｎｍ〜１μｍ）、粗粒状導電助材（粒径１μｍ〜２００μｍ）、繊維状導電助材（繊維径１〜１５μｍ、繊維長５０〜３００μｍ）のうちのいずれか２つ以上を組み合わせて使用することが望ましい。特に、微粒状導電助材は、活物質間の隙間に入り込んで細かい導電ネットワークを形成するのに効果的であるが、微粒状導電助材のみを使用すると、電極にひび割れが発生し易くなる。しかし、微粒状導電助材に粗粒状導電助材または繊維状導電助材を添加すると、電極におけるひび割れの発生が抑制される。微粒状導電助材と粗粒状または繊維状導電助材との混合比は、５：１〜１：５の範囲が好ましく、１：１程度がさらに好ましい。微粒状導電助材の混合比率がこの範囲よりも大きい場合には十分なひび割れ抑制効果が得られず、微粒状導電助材の混合比率がこの範囲よりも小さい場合には、細かい導電ネットワークの形成がなされず、十分な導電補助が得られない。
【００３５】
また、活物質に対する導電助材の添加量としては、正極においては、正極活物質１００重量部に対して、導電助材１〜２０重量部添加するのが好ましい。導電助材の添加割合がこれより小さい場合には、十分な導電補助効果が得られず、活物質の利用率が低くなる。一方、導電助材の添加割合がこれより大きい場合には、十分な電池のエネルギー密度が得られない。負極の場合は、活物質が合金であって導電性を有しているので、必要とされる添加量は正極における場合よりも少なく、負極活物質１００重量部に対して導電助材を０．５〜１０重量部添加するのが望ましい。
【００３６】
正極合材および負極合材に用いる導電助材の一例として、本実施形態においては、カーボンブラック（一次粒径５０ｎｍ、ジブチルフタレート吸収量１７５ｃｍ３／１００ｇ、ラマン分光Ｇ値０．４３、熱処理温度２３００℃）と、ポリアクリロニトリル系炭素繊維（Ｘ線回折００４面半値幅２．５°／Ｃｕ−Ｋα、熱処理温度２４００℃）とを重量比１：１で混合したものを用いた。
【００３７】
なお、上述した本発明に係る各実施形態は、図１に示した電池１のみならず、例えば、図６に示すように構成した電池モジュールＢに使用される角形電池にも適用することができる。この電池モジュールＢは、角形のニッケル水素二次電池として構成された電池１を、直列接続となるように複数積層したものである。電池１は、対向配置した折り曲げ部を有しない平板状の正極集電体５３と負極集電体５５との間に、両集電体よりも若干寸法の小さい絶縁素材からなる枠形部材５７を介在させて角形のケーシング５９を形成し、このケーシング５９の内部に、上記で説明したのと同様の構造を有する電極体（図示せず）を電解液とともに収容して構成されている。電池１の積層体の両端面には、この端面全面を覆う圧縮板６１，６１が配置されている。各電池１の集電体５３，５５および圧縮板６１，６１の両側部に形成された複数のボルト孔に、絶縁素材からなる長尺のボルト６３を挿通し、その先端にナット６５を螺合することにより、電池モジュールＢが組み立てられている。積層体の両端に位置する電池１，１の一方の正極集電体５３と他方の負極集電体５５には、それぞれ、電池モジュールＢの正極端子６７と負極端子６９が突設されている。
【００３８】
本実施形態に係る電極（正極１３，負極１５）およびこれを備える電池１によれば、以下の効果が得られる。
【００３９】
図３の電池１に使用されている正極１３および負極１５は、活物質等を含む合材２３，２７を塗布するための基板として、孔や凹凸が形成されていない平滑な表面２１ａ，２５ａおよび平滑な端面２１ｂ，２５ｂを有する平板状の基板２１，２５を使用している。これにより、基板のバリに起因する電池１の内部短絡の発生を効果的に防止することができるので、電池１の耐久性、信頼性の向上に大きく寄与する。特に、本実施形態に係る電池１では、正極および負極の各基板の端面２１ｂ，２５ｂと、負極集電体および正極集電体である第２および第１蓋部材５，３とがセパレータ１１を介して対向する箇所が多いので、端面２１ｂ，２５ｂを平滑にすることによる電池１の信頼性向上の効果は極めて大きい。
【００４０】
また、金属の板材をそのまま切り出して電極基板２１，２５として利用することができるので、基板厚みを増大して電極の機械的強度を確保することが容易となる。特に、本実施形態に係る電池１では、両蓋部材３，５の対向方向Ｙ、すなわち平板状の基板２１，２５の面方向の接触圧によって両蓋部材３，５と正極および負極基板２１，２５との導通を確保しているので、正極および負極基板２１，２５の厚みを適切な値に設定することにより基板の機械的強度を確保して、基盤２１，２５の変形を防止することにより、電池１の性能および信頼性を大幅に向上させることができる。
【００４１】
さらには、本実施形態において、電極基板２１，２５を、ニッケルめっきを施した鋼板で形成しているので、接触抵抗が低く、かつ耐腐食性や機械的強度にも優れる素材を、安価に電極基板２１，２５として利用して、電池１の性能を向上させることができる。
【００４２】
また、上記の構造を有する電極１３，１５において、バインダーとして、変性ポリマーを含む非水溶液系バインダーを使用しているので、合材２３，２５を平滑な基板２１，２５上に塗布して形成した電極であっても、活物質と基板との密着性を維持することができる。また、上記の構造を有する電極において、導電助材として、カーボン粉末を使用することにより、合材を平滑な基板上に塗布して形成した電極であっても、十分な導電性を確保することができる。これにより、この電極が使用される電池１の性能および耐久性を維持しながら、内部短絡を効果的に防止して信頼性を向上させることが可能となる。
【００４３】
なお、本実施形態では、電池１をニッケル水素二次電池として構成した例について説明したが、本発明は、他の種類のアルカリ蓄電池に使用される電極にも適用することが可能である。例えば、正極としては空気電極や酸化銀電極、負極としてはカドミウム、亜鉛、鉄などを主要な活物質とする電極に適用することができる。
【００４４】
以上のとおり、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施形態に係るアルカリ蓄電池を示す斜視図である。
【図２】図１の電池内部の電極体の構造を模式的に示す断面図である。
【図３】図２の要部を拡大して示す断面図である。
【図４】図１の電池に使用される正極の構造を示す部分破断斜視図である。
【図５】図１の電池に使用される負極の構造を示す部分破断斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るアルカリ蓄電池の他の構成例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４６】
１ 電池
９ ケーシング
１１ セパレータ
１３ 正極（電極）
１５ 負極（電極）
１７ 電極体
２１ 正極基板
２１ａ 正極基板の表面（主面）
２１ｂ 正極基板の端面
２３ 正極合材
２５ 負極基板
２５ａ 負極基板の表面（主面）
２５ｂ 負極基板の端面
２７ 負極合材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層タイプの電極体を有する角形のアルカリ蓄電池に用いられる電極およびこれを備えるアルカリ蓄電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、主として携帯機器用の電源として使用する充放電可能な種々の二次電池が提案されてきた。さらに、近年、地球温暖化防止や分散型エネルギーシステムとしてのメリットが期待できる風力発電や太陽光発電のような新エネルギーの導入に伴い、大容量二次電池が開発されている。新エネルギーは、自然の影響を受けやすく出力が不安定な電源であり、大量に導入される際には蓄電技術による出力の平滑化や、夜間のような軽負荷時における新エネルギー発電電力の蓄電などが必要になるからである。
【０００３】
さらには、近年、環境への配慮から、自動車や電車などの車両に充放電可能な二次電池を搭載したものが開発されている。車両に二次電池を搭載した場合には、ブレーキ時に生じる回生電力をこの搭載電池に蓄えておき、車両の動力源として使用することができるので、車両の運行エネルギー効率を高めることができる。このように車両に搭載する二次電池としては、エネルギー密度、負荷変動追従性、耐久性、製造コストなどの諸条件から、例えばニッケル水素二次電池が適しているとされる（特許文献１）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、ニッケル水素二次電池においては、正極の基板として、多孔質の発泡ニッケルやニッケル焼結体を用い、基板に形成された空孔ないし間隙に、活物質、バインダー、導電助材などからなる合材を充填して正極を作製している。このようにして正極を作製することにより、活物質の基板への密着性が高まり、電池の信頼性向上が図られる。
【０００５】
また、ニッケル水素電池の負極基板としては、例えば、ニッケルめっきを施した鋼板に多数の孔を形成したパンチングプレートを使用し、この基板に活物質を塗布することにより、活物質の基板への密着性を確保している（例えば、特許文献１）。
【０００６】
ところで、上記のような車両用の電池には、従来の携帯機器等に用いられるものに比べて、高電圧および高エネルギー容量が要求されるため、大型の電池を使用する必要がある。大型の電池を使用する場合には、電池が設置されるスペースを効率的に利用する必要性が大きいことから、円筒形よりも角形の電池とすることが望ましい（特許文献１）。このような大型の角形電池には、電池性能や生産性の観点から、円筒形電池に用いられる巻取り式の電極体よりも、セパレータを介して正極板と負極板とを交互に積層した電極体の方が適しているとされる。
【０００７】
しかしながら、このような積層型の電極体では、平板状の電極とセパレータとの接触箇所が多いので、発泡ニッケルやパンチングプレートを電極の基板として用いた場合、基板の端面に露出する空孔ないし間隙の縁にできたバリが、セパレータを突き破って内部短絡を起こし易い。また、電池内では充放電に伴って電極体の膨張・収縮が繰り返されるので、大型の角形電池に使用される電極基板には機械的強度が要求されるが、発泡ニッケルやパンチングプレートで形成した基板では、基板厚みを増すことが、加工性の点から困難である。さらには、発泡ニッケルやパンチングプレートのような部材は高価であり、電池のコスト増の要因となっている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１１０３８１号公報
【０００９】
本発明の目的は、上記の課題を解決するために、主面や端面が平滑な電極基板を用いることにより、電池の信頼性向上に寄与し、かつ安価に製造できるアルカリ蓄電池用の電極、および、この電極を備える、信頼性に優れ、かつ安価に製造できるアルカリ蓄電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記した目的を達成するために、本発明に係るアルカリ蓄電池用電極は、角形形状のケーシング内に、セパレータを介して対向する複数の電極を積層して形成した電極体を収納してなるアルカリ蓄電池に用いられる電極であって、導電性材料で形成された、平滑な主面および端面を有する平板状の基板と、該基板上に塗布された、活物質、バインダーおよび導電助材を含む合材とを備える。ここで、「平滑な主面および端面」とは、主面および端面が、多孔質体構造による凹凸や孔加工を有していないことを意味する。また、このような電極構成は、正極および負極のいずれにも適用することができる。
【００１１】
この構成によれば、積層型の電極体を有する角形電池において、平板状の電極基板の主面および端面を平滑にしているので、基板のバリに起因する電池の内部短絡の発生を効果的に防止することができる。また、金属の板材をそのまま電極基板として利用することができるので、基板厚みを増大して電極の機械的強度を確保することが容易となる。したがって、このような電極を備える角形アルカリ蓄電池の信頼性向上に大きく寄与することができる。さらには、このような信頼性に優れる電池を安価に製造することも可能になる。
【００１２】
上記の構造を有する電極において、前記基板を、例えば、ニッケルめっきを施した鋼板で形成することができる。このように構成することにより、接触抵抗が低く、かつ耐腐食性や機械的強度にも優れる素材を、安価に電極の基板として利用して、電池の性能を向上させることが可能になる。
【００１３】
また、上記の構造を有する電極において、前記バインダーとして、例えば、低不飽和ポリマーを、水酸基含有モノマー、カルボキシル基含有モノマー、グリシジル基含有モノマー、アルコキシシラン基含有モノマー、および塩素含有モノマーのうちの１種または２種以上の混合物で変性した変性ポリマーを含む非水溶液系バインダーを使用することができる。このように構成することにより、合材を平滑な基板上に塗布して形成した電極であっても、活物質と基板との密着性を維持することができる。また、非水溶性バインダーは、撥水性を有するので、正極上で発生した酸素を拡散し、負極上で迅速に水に戻すことが可能となり、電解液のドライアウトを防止する点においても効果的である。これにより、内部短絡を効果的に防止して信頼性を向上させながら、この電極が使用される電池の性能を維持することが可能となる。
【００１４】
また、上記の構造を有する電極において、前記導電助材として、例えば、カーボン粉末を使用することができる。このように構成することにより、合材を平滑な基板上に塗布して形成した電極であっても、十分な導電性を確保することができる。これにより、内部短絡を効果的に防止して信頼性を向上させながら、この電極が使用される電池の性能を維持することが可能となる。
【００１５】
上記の構造を有する電極において、好ましくは、前記基板の厚みが５０μｍから６００μｍの範囲にある。発泡ニッケルやパンチングプレートを使用せずに、平滑な主面および端面を有する板状部材によって電極基板を形成することにより、基板厚みの調整、特には厚みを増して基板強度を向上させることが容易に可能となるので、電池の信頼性に大きく寄与することができる。
【００１６】
本発明に係るアルカリ蓄電池は、角形形状のケーシング内に、セパレータを介して対向する複数の電極を積層して形成した電極体を収納して構成されており、本発明に係る上記構成の電極を少なくとも正極または負極として備えている。このように構成することで、セパレータと電極の端面との接触箇所が多い積層型の電極体を有するアルカリ蓄電池であっても、効果的に内部短絡を防止して、電池の充放電性能および信頼性を向上させることができる。さらには、加工の容易な平板状の基板を使用することにより、電池の製造コストを大幅に削減することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明に係るアルカリ蓄電池用電極およびこれを備えるアルカリ蓄電池によれば、大型の角形電池に適した積層構造の電極体を採用しながらも、電極基板のバリに起因する内部短絡を効果的に防止し、かつ、電極の機械的強度を増大して、電池の性能および信頼性を向上させることができる。さらには、加工の容易な平板状の基板を電極に使用することにより、電池の製造コストを削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る実施形態を図面に従って説明するが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係るアルカリ蓄電池用電極を備える角形のアルカリ蓄電池（以下単に「電池」という）１の構造を示す斜視図である。本実施形態に係る電池１は、水酸化ニッケルを主要な正極活物質とし、水素吸蔵合金を主要な負極活物質とし、アルカリ系水溶液を電解液とするニッケル水素二次電池として構成されており、正極および負極の集電板を兼ねる矩形の第１蓋部材３および第２蓋部材５と、これら第１および第２蓋部材３，５間に介在する絶縁素材からなる枠形部材７によって、電池１の角形のケーシング９が構成されている。
【００２０】
図２の断面図に示すように、ケーシング９の内方には、プリーツ状に折り曲げられたセパレータ１１と、電極すなわち正極１３と負極１５とからなる電極体１７が収容されている。正極１３は、平板状の正極基板２１の主面である両表面２１ａ，２１ａに、正極合材２３を塗布して形成されている。同様に、負極１５は、平板状の負極基板２５の主面である両表面２５ａ，２５ａに、負極合材２７を塗布して形成されている。
【００２１】
図２の要部を拡大して示す図３に示すように、正極１３と負極１５とは、両電極の基板２１，２５の各表面２１ａと２５ａとが対向する方向Ｘに、セパレータ１１を介して交互に積層されている。このとき、正極基板２１および負極基板２５の端面２１ｂ、２５ｂの一部は、プリーツ状のセパレータ１１の折り曲げ部１１ａに対向している。
【００２２】
このように構成されている電極体１７は、その積層方向Ｘと、第１および第２蓋部材３，５の対向方向Ｙとが直交するように、ケーシング９内に配置されている。したがって、正極基板２１の端面２１ｂは、プリーツ状のセパレータ１１の折り曲げ部１１ａを介して、負極集電板である第２蓋部材５に対向しており、負極基板２５の端面２５ｂは、セパレータ１１の折り曲げ部１１ａを介して、正極集電板である第１蓋部材３に対向している。
【００２３】
なお、電極体１７は、プリーツ構造以外の積層構造を有していても良い。例えば、別体に形成された複数の袋状のセパレータにそれぞれ収容された正極１３と負極１５とを交互に積層して対向させてもよく、あるいは、別体の袋状のセパレータにそれぞれ収容された正極１３と負極とを、さらにプリーツ状のセパレータ１１を介して互いに対向するように積層してもよい。
【００２４】
正極基板２１は、導電性材料、具体的には、例えばニッケルめっきを施した鋼板からなる平板状の部材として形成されている。また、図４の部分破断斜視図に示すように、正極基板２１の両表面２１ａ，２１ａおよび各端面２１ｂは、孔や凹凸を有しない平滑な面として形成されている。同様に、図５の部分破断斜視図に示すように、負極基板２５は、ニッケルめっきを施した鋼板からなる平板状の部材として形成されており、負極基板２５の両表面２５ａ，２５ａおよび各端面２５ｂは、孔や凹凸を有しない平滑な面として形成されている。正極基板２１ないし負極基板２５の両表面と各端面の境界は、例えば、面取加工により丸みを持たせてもよい。これにより、加工時のバリを除去することができる。また、正極基板、負極基板の両表面に、ブラスト加工やセレーション加工を施してもよい。これにより、活物質の密着性が向上する。
【００２５】
正極および負極基板２１，２５を形成する素材としては、ニッケルめっき鋼板のほかにも、電気化学的な特性や機械的強度、耐食性などを考慮して、適宜選択することができ、例えば、ニッケル板、ステンレス鋼版、銅めっき鋼板、銀めっき鋼板、コバルトめっき鋼板、クロムめっき鋼板などが好ましく用いられる。
【００２６】
正極および負極用の基板２１，２５は、孔を有しない板状の素材を切り出すことによって作成することができるので、厚さの設定が容易である。本実施形態の電池１では、正極１３、負極１５と、正極側および負極側の各集電板である第１蓋部材３、第２蓋部材５との導通は、金属屑のような異物の混入の防止および工程の簡略化のために溶接は行わず、両蓋部材３，５の対向方向Ｙの接触圧のみによって確保されている。したがって、正極および負極基板２１，２５には面方向（対向方向Ｙ）に付加される圧力に耐え得る機械的強度が要求される。この観点から、正極および負極基板２１，２５の厚みは５０μｍ以上であることが好ましい。一方で、電池１のエネルギー密度を確保する観点からは、正極および負極基板２１，２５の厚みは０．６ｍｍ以下であることが好ましい。より好ましい基板２１，２５の厚みの範囲は、５０〜２００μｍであり、さらに好ましくは８０〜１５０μｍである。また、基板２１，２５のビッカース硬さは、７０〜３００Ｈｖの範囲にあることが好ましい。
【００２７】
正極基板２１の両表面２１ａ，２１ａに塗布される正極合材２３は、正極活物質である水酸化ニッケル、バインダー、および導電助材を主成分とし、これらを混合して作製される。また、負極基板２５の両表面２５ａ，２５ａに塗布される負極合材２７は、負極活物質である水素吸蔵合金、バインダー、および導電助材を主成分とし、これらを混合して作製される。
【００２８】
次に、正極および負極の各合材２３，２７に好ましく用いられるバインダーおよび導電助材について説明する。
【００２９】
（バインダー）
本実施形態におけるバインダーとしては、非水溶性のものを使用することが好ましい。非水溶性のバインダーの溶媒として有機溶剤が使われることがあるが、有機溶剤は有毒物質であり引火性を有しているので、製造過程における取り扱いが難しい。取り扱いの容易さの観点からは、水溶性バインダーが優れるが、活物質と基板との密着性が高く、活物質の脱落を防いで接触抵抗の増大を抑制できる点で、非水溶性バインダーが優れている。さらに、非水溶性バインダーは、撥水性を有するので、正極上で発生した酸素を拡散し、負極上で迅速に水に戻すことが可能となり、電解液のドライアウトを防止する点においても効果的である。
【００３０】
具体的には、バインダーとして、エチレン、プロピレン、ブチレン、スチレン、酢酸ビニル、ビニルアルコール、塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、およびフッ化ビニリデンの中から選ばれたモノマーの重合体からなる低不飽和ポリマーを、水酸基含有モノマー、カルボキシル基含有モノマー、グリシジル基含有モノマー、アルコキシシラン基含有モノマー、および塩素含有モノマーのうちの１種または２種以上の混合物で変性した変性ポリマーを好ましく使用することができる。水酸基含有モノマーとしては、ヒドロキシアルキルアクリレート（またはメタクリレート）を、カルボキシル基含有モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸等を、グリシジル基含有モノマーとしては、グリシジルメタクリレート、アリルグリシジルアクリレート等を、アルコキシシラン含有モノマーとしては、メタクリロイロキシアルコキシシランを、塩素含有モノマーとしては、塩化ビニル、２−クロロアクリル酸メチル、メタクリル酸クロライド等を好適に使用することができる。
【００３１】
また、活物質に対するバインダーの添加量としては、正極においては、正極活物質１００重量部に対して、バインダー１〜１０重量部添加するのが好ましい。バインダーの添加割合がこれより小さい場合には、十分な密着性が得られず、活物質の脱落が発生する。一方、バインダーの添加割合がこれより大きい場合には、活物質の表面がバインダーで覆われることにより利用率が低下するとともに、十分な電池のエネルギー密度が得られない。負極の場合は、活物質密度が高く、体積が比較的小さくなるので、必要とされる添加量は正極における場合よりも少なく、負極活物質１００重量部に対してバインダーを０．５〜５重量部添加するのが望ましい。
【００３２】
正極合材に用いるバインダーの一例として、本実施形態においては、エチレン酢酸ビニル共重合ポリマー（ＥＶＡ；エチレン９０％、酢酸ビニル１０％）と塩化ビニル系ポリマー（ＥＶＡに塩化ビニルをグラフト重合したもの；平均重合度９００、ＥＶＡ含有量５５％）とを重量比８５：１５で混合したものを使用した。
【００３３】
負極合材に用いるバインダーの一例として、本実施形態においては、正極合材に用いた上記ＥＶＡを変性処理した変性ＥＶＡを用いた。変性処理は、ＥＶＡに無水マレイン酸をグラフト重合することにより行った。この場合のマレイン化度は、小さ過ぎると密着性が低下し、大きすぎると溶剤への溶解性が低下するので、ポリマー１００に対して０．１〜２０重量部の範囲であることが好ましい。
【００３４】
（導電助材）
本実施形態における導電助材としては、カーボン、またはニッケルのような耐アルカリ性、耐酸化性を有する金属が好ましく用いられる。このような材料から作製した、微粒状導電助材（粒径２０ｎｍ〜１μｍ）、粗粒状導電助材（粒径１μｍ〜２００μｍ）、繊維状導電助材（繊維径１〜１５μｍ、繊維長５０〜３００μｍ）のうちのいずれか２つ以上を組み合わせて使用することが望ましい。特に、微粒状導電助材は、活物質間の隙間に入り込んで細かい導電ネットワークを形成するのに効果的であるが、微粒状導電助材のみを使用すると、電極にひび割れが発生し易くなる。しかし、微粒状導電助材に粗粒状導電助材または繊維状導電助材を添加すると、電極におけるひび割れの発生が抑制される。微粒状導電助材と粗粒状または繊維状導電助材との混合比は、５：１〜１：５の範囲が好ましく、１：１程度がさらに好ましい。微粒状導電助材の混合比率がこの範囲よりも大きい場合には十分なひび割れ抑制効果が得られず、微粒状導電助材の混合比率がこの範囲よりも小さい場合には、細かい導電ネットワークの形成がなされず、十分な導電補助が得られない。
【００３５】
また、活物質に対する導電助材の添加量としては、正極においては、正極活物質１００重量部に対して、導電助材１〜２０重量部添加するのが好ましい。導電助材の添加割合がこれより小さい場合には、十分な導電補助効果が得られず、活物質の利用率が低くなる。一方、導電助材の添加割合がこれより大きい場合には、十分な電池のエネルギー密度が得られない。負極の場合は、活物質が合金であって導電性を有しているので、必要とされる添加量は正極における場合よりも少なく、負極活物質１００重量部に対して導電助材を０．５〜１０重量部添加するのが望ましい。
【００３６】
正極合材および負極合材に用いる導電助材の一例として、本実施形態においては、カーボンブラック（一次粒径５０ｎｍ、ジブチルフタレート吸収量１７５ｃｍ３／１００ｇ、ラマン分光Ｇ値０．４３、熱処理温度２３００℃）と、ポリアクリロニトリル系炭素繊維（Ｘ線回折００４面半値幅２．５°／Ｃｕ−Ｋα、熱処理温度２４００℃）とを重量比１：１で混合したものを用いた。
【００３７】
なお、上述した本発明に係る各実施形態は、図１に示した電池１のみならず、例えば、図６に示すように構成した電池モジュールＢに使用される角形電池にも適用することができる。この電池モジュールＢは、角形のニッケル水素二次電池として構成された電池１を、直列接続となるように複数積層したものである。電池１は、対向配置した折り曲げ部を有しない平板状の正極集電体５３と負極集電体５５との間に、両集電体よりも若干寸法の小さい絶縁素材からなる枠形部材５７を介在させて角形のケーシング５９を形成し、このケーシング５９の内部に、上記で説明したのと同様の構造を有する電極体（図示せず）を電解液とともに収容して構成されている。電池１の積層体の両端面には、この端面全面を覆う圧縮板６１，６１が配置されている。各電池１の集電体５３，５５および圧縮板６１，６１の両側部に形成された複数のボルト孔に、絶縁素材からなる長尺のボルト６３を挿通し、その先端にナット６５を螺合することにより、電池モジュールＢが組み立てられている。積層体の両端に位置する電池１，１の一方の正極集電体５３と他方の負極集電体５５には、それぞれ、電池モジュールＢの正極端子６７と負極端子６９が突設されている。
【００３８】
本実施形態に係る電極（正極１３，負極１５）およびこれを備える電池１によれば、以下の効果が得られる。
【００３９】
図３の電池１に使用されている正極１３および負極１５は、活物質等を含む合材２３，２７を塗布するための基板として、孔や凹凸が形成されていない平滑な表面２１ａ，２５ａおよび平滑な端面２１ｂ，２５ｂを有する平板状の基板２１，２５を使用している。これにより、基板のバリに起因する電池１の内部短絡の発生を効果的に防止することができるので、電池１の耐久性、信頼性の向上に大きく寄与する。特に、本実施形態に係る電池１では、正極および負極の各基板の端面２１ｂ，２５ｂと、負極集電体および正極集電体である第２および第１蓋部材５，３とがセパレータ１１を介して対向する箇所が多いので、端面２１ｂ，２５ｂを平滑にすることによる電池１の信頼性向上の効果は極めて大きい。
【００４０】
また、金属の板材をそのまま切り出して電極基板２１，２５として利用することができるので、基板厚みを増大して電極の機械的強度を確保することが容易となる。特に、本実施形態に係る電池１では、両蓋部材３，５の対向方向Ｙ、すなわち平板状の基板２１，２５の面方向の接触圧によって両蓋部材３，５と正極および負極基板２１，２５との導通を確保しているので、正極および負極基板２１，２５の厚みを適切な値に設定することにより基板の機械的強度を確保して、基盤２１，２５の変形を防止することにより、電池１の性能および信頼性を大幅に向上させることができる。
【００４１】
さらには、本実施形態において、電極基板２１，２５を、ニッケルめっきを施した鋼板で形成しているので、接触抵抗が低く、かつ耐腐食性や機械的強度にも優れる素材を、安価に電極基板２１，２５として利用して、電池１の性能を向上させることができる。
【００４２】
また、上記の構造を有する電極１３，１５において、バインダーとして、変性ポリマーを含む非水溶液系バインダーを使用しているので、合材２３，２５を平滑な基板２１，２５上に塗布して形成した電極であっても、活物質と基板との密着性を維持することができる。また、上記の構造を有する電極において、導電助材として、カーボン粉末を使用することにより、合材を平滑な基板上に塗布して形成した電極であっても、十分な導電性を確保することができる。これにより、この電極が使用される電池１の性能および耐久性を維持しながら、内部短絡を効果的に防止して信頼性を向上させることが可能となる。
【００４３】
なお、本実施形態では、電池１をニッケル水素二次電池として構成した例について説明したが、本発明は、他の種類のアルカリ蓄電池に使用される電極にも適用することが可能である。例えば、正極としては空気電極や酸化銀電極、負極としてはカドミウム、亜鉛、鉄などを主要な活物質とする電極に適用することができる。
【００４４】
以上のとおり、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施形態に係るアルカリ蓄電池を示す斜視図である。
【図２】図１の電池内部の電極体の構造を模式的に示す断面図である。
【図３】図２の要部を拡大して示す断面図である。
【図４】図１の電池に使用される正極の構造を示す部分破断斜視図である。
【図５】図１の電池に使用される負極の構造を示す部分破断斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るアルカリ蓄電池の他の構成例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４６】
１ 電池
９ ケーシング
１１ セパレータ
１３ 正極（電極）
１５ 負極（電極）
１７ 電極体
２１ 正極基板
２１ａ 正極基板の表面（主面）
２１ｂ 正極基板の端面
２３ 正極合材
２５ 負極基板
２５ａ 負極基板の表面（主面）
２５ｂ 負極基板の端面
２７ 負極合材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
角形形状のケーシング内に、セパレータを介して対向する複数の電極を積層して形成した電極体を収納してなるアルカリ蓄電池に用いられる電極であって、
導電性材料で形成された、平滑な主面および端面を有する平板状の基板と、
該基板上に塗布された、活物質、バインダーおよび導電助材を含む合材と、
を備えるアルカリ蓄電池用電極。
【請求項２】
請求項１において、前記基板がニッケルめっきを施した鋼板からなるアルカリ蓄電池用電極。
【請求項３】
請求項１または２において、前記バインダーが、低不飽和ポリマーを、水酸基含有モノマー、カルボキシル基含有モノマー、グリシジル基含有モノマー、アルコキシシラン基含有モノマー、および塩素含有モノマーのうちの１種または２種以上の混合物で変性した変性ポリマーを含む非水溶性バインダーであるアルカリ蓄電池用電極。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項において、前記導電助材がカーボンを含むアルカリ蓄電池用電極。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項において、前記基板の厚みが５０μｍから６００μｍの範囲にあるアルカリ蓄電池用電極。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項において、正極として構成されているアルカリ蓄電池用電極。
【請求項７】
請求項１から５のいずれか一項において、負極として構成されているアルカリ蓄電池用電極。
【請求項８】
角形形状のケーシング内に、セパレータを介して対向する複数の電極を積層して形成した電極体を収納してなるアルカリ蓄電池であって、請求項１から７のいずれか一項に記載の電極を少なくとも正極として備えるアルカリ蓄電池。
【請求項９】
角形形状のケーシング内に、セパレータを介して対向する複数の電極を積層して形成した電極体を収納してなるアルカリ蓄電池であって、請求項１から７のいずれか一項に記載の電極を少なくとも負極として備えるアルカリ蓄電池。
【請求項１】
角形形状のケーシング内に、セパレータを介して対向する複数の電極を積層して形成した電極体を収納してなるアルカリ蓄電池に用いられる電極であって、
導電性材料で形成された、平滑な主面および端面を有する平板状の基板と、
該基板上に塗布された、活物質、バインダーおよび導電助材を含む合材と、
を備えるアルカリ蓄電池用電極。
【請求項２】
請求項１において、前記基板がニッケルめっきを施した鋼板からなるアルカリ蓄電池用電極。
【請求項３】
請求項１または２において、前記バインダーが、低不飽和ポリマーを、水酸基含有モノマー、カルボキシル基含有モノマー、グリシジル基含有モノマー、アルコキシシラン基含有モノマー、および塩素含有モノマーのうちの１種または２種以上の混合物で変性した変性ポリマーを含む非水溶性バインダーであるアルカリ蓄電池用電極。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項において、前記導電助材がカーボンを含むアルカリ蓄電池用電極。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項において、前記基板の厚みが５０μｍから６００μｍの範囲にあるアルカリ蓄電池用電極。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項において、正極として構成されているアルカリ蓄電池用電極。
【請求項７】
請求項１から５のいずれか一項において、負極として構成されているアルカリ蓄電池用電極。
【請求項８】
角形形状のケーシング内に、セパレータを介して対向する複数の電極を積層して形成した電極体を収納してなるアルカリ蓄電池であって、請求項１から７のいずれか一項に記載の電極を少なくとも正極として備えるアルカリ蓄電池。
【請求項９】
角形形状のケーシング内に、セパレータを介して対向する複数の電極を積層して形成した電極体を収納してなるアルカリ蓄電池であって、請求項１から７のいずれか一項に記載の電極を少なくとも負極として備えるアルカリ蓄電池。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１０８８２１（Ｐ２０１０−１０８８２１Ａ）
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８１１１５（Ｐ２００８−２８１１１５）
【出願日】平成２０年１０月３１日（２００８．１０．３１）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２０年度新エネルギー・産業技術総合開発機構系統連系円滑化蓄電システム技術開発委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（００００００９７４）川崎重工業株式会社 (1,710)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月３１日（２００８．１０．３１）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２０年度新エネルギー・産業技術総合開発機構系統連系円滑化蓄電システム技術開発委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（００００００９７４）川崎重工業株式会社 (1,710)
【Ｆターム（参考）】
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