非烧结式正极以及具备该非烧结式正极的碱性二次电池制造技术

本发明专利技术涉及用于碱性二次电池的非烧结式正极以及具备该非烧结式正极的碱性二次电池。用于碱性二次电池的非烧结式正极(24)具备具有正极芯材(44)和填充于所述正极芯材(44)中的正极合剂(46)的正极主体(40)、以及存在于所述正极主体(40)的表面部(41)上的表层(42)，所述正极合剂(46)含有作为正极活性物质的氢氧化镍，所述表层(42)含有镍。碱性二次电池(2)具备外壳(10)、以及与碱性电解液一同收容于所述外壳(10)内的电极组(22)，所述电极组(22)包含隔着隔膜(28)重叠的正极(24)和负极(26)，所述正极(24)为上述非烧结式正极(24)。

【技术实现步骤摘要】
非烧结式正极以及具备该非烧结式正极的碱性二次电池
本专利技术涉及用于碱性二次电池的非烧结式正极以及具备该非烧结式正极的碱性二次电池。
技术介绍
用于碱性二次电池中的正极已知的有烧结式正极和非烧结式正极。烧结式正极可按照例如以下方式来制造。首先，准备多孔镍烧结基板，其通过将镍粉固定在由进行了镀镍的冲孔金属板形成的正极芯材上并使其烧结来得到。将该多孔镍烧结基板浸渍于硝酸镍水溶液等镍盐溶液中，随后浸渍于碱性水溶液中。经过这样的工序，通过在多孔镍烧结基板中生成作为正极活性物质的氢氧化镍，能够制得烧结式正极。由于多孔镍烧结基板的集电性能高，该烧结式正极的优点在于具有优异的大电流放电特性，另一方面，由于难以增大基板的孔隙率，因而难以增加作为正极活性物质的氢氧化镍的量，在高容量化方面具有极限。此外，由于烧结式正极的制造需要多阶段工序，制造作业变得繁杂。因此，烧结式正极的制造存在制造成本高的问题。另一方面，非烧结式正极可通过以下方式来制造(例如日本专利特开昭60-131765号公报)：将含有作为正极活性物质的氢氧化镍微粒的正极活性物质浆料填充于三维网络结构的发泡镍(正极芯材)中，干燥后加压成形。该非烧结式正极能够增加氢氧化镍的填充量，因此每单位体积的容量增大，能够实现比烧结式正极更高的高容量化。此外，其制造作业相比于烧结式正极更加简便，能够压低制造成本。因此，在碱性二次电池中，非烧结式正极被广泛使用。这里，作为碱性二次电池的一种，已知的是密闭型镍氢二次电池。该密闭型镍氢二次电池通过以下方式来制造：将电极组与碱性电解液一同收容于有底的筒形外壳内，利用封口件对外壳的上端开口进行密封以使其密闭。所述电极组通过使正极与负极以隔着位于它们之间的隔膜的状态重叠而形成。然而，如果镍氢二次电池处于过充电状态，则正极中会产生氧气。如果该氧气的产生量增加，则密闭型电池内的压力上升，安全阀移位而发生碱性电解液渗漏的不良情况。为了避免这样的不良情况，在密闭型镍氢二次电池中，将负极容量设定得比正极容量更大，即采用正极限制方式。通过采用该正极限制方式，过充电时在正极产生的氧气穿过隔膜而到达负极，通过与负极的过剩容量部分相应的氢吸储合金的表面上发生的吸收反应而被吸收。由此，在密闭型镍氢二次电池中，具备即使处于过充电状态也能够发生氧气吸收反应的功能，因此能够抑制电池内压的上升。近年来，碱性二次电池被用于各种用途中，其中一个使用例可例举备用电源。备用电源中通常进行连续充电。如果像这样进行连续充电，则正极一直处于过充电状态，一直是产生氧气的状态。这里，非烧结式正极与烧结式正极相比，正极芯材与正极活性物质之间、以及正极活性物质之间的结合强度弱。如果结合强度较弱的非烧结式正极中像这样一直产生氧气，则正极芯材与正极活性物质之间、以及正极活性物质之间的一些部位会发生剥离，容易在正极内产生大量较大的气泡状空间。如果像这样在正极内产生较大的气泡状空间，则正极膨胀，碱性电解液进入该空间中，发生所谓的正极溶胀。如果发生正极溶胀，则隔膜中的碱性电解液会随之减少，产生所谓的干涸现象。其结果是电池寿命缩短。为了抑制产生这样的干涸现象，可考虑预先在电池内注入大量碱性电解液的对策。然而，由于电池内部的容积是固定的，如果注入电池内的碱性电解液的量增加，则不得不减少相应量的活性物质。如果像这样作为与电池容量直接相关的构成要素的活性物质的量减少，则难以确保所需的电池容量。此外，考虑到电池内压与漏夜的平衡，有时难以将较多量的碱性电解液注入电池内。像这样对用于必须连续充电的备用电源的电池的寿命所进行的改善尚不充分。
技术实现思路
本专利技术是基于以上情况而完成的专利技术，其目的在于提供具备能够抑制连续充电时的正极溶胀且比以往的技术更能延长进行连续充电时的电池寿命的非烧结式正极、以及具备该非烧结式正极的碱性二次电池。通过本专利技术，能够提供一种用于碱性二次电池的非烧结式正极，其具备具有正极芯材和填充于所述正极芯材中的正极合剂的正极主体、以及存在于所述正极主体的表面部上的表层，所述正极合剂含有作为正极活性物质的氢氧化镍，所述表层含有镍。所述表层优选是由含镍薄膜所形成的结构。所述薄膜优选为气相沉积膜和镀膜中的任一种结构。所述表层优选含有镍，且为由具有多个通孔的穿孔箔所形成结构。所述穿孔箔优选为板网金属(lathmetal)和冲孔金属中的任一种结构。此外，通过本专利技术，能够提供一种碱性二次电池，其具备外壳、以及与碱性电解液一同收容于所述外壳内的电极组，所述电极组包含隔着隔膜重叠的正极和负极，所述正极为上述任一种非烧结式正极。本专利技术的非烧结式正极具备含镍表层，在对电池进行连续充电时，氧气优先在该表层部分产生，因而在正极内部产生的氧气变少。因此，能够抑制正极内部伴随氧气一同产生较大的气泡状空间，从而能够抑制正极的溶胀。其结果是，不容易发生干涸现象，比以往的技术更能延长连续充电时的电池寿命。因此，具备本专利技术的非烧结式正极的碱性二次电池在用于需要进行连续充电的备用电源的情况下的寿命变得比以往的碱性二次电池更长。附图说明图1是对本专利技术的一种实施方式的镍氢二次电池进行局部剖开来显示的立体图。图2是简要显示正极芯材表面部附近的一部分区域的剖视图。图3是简要显示正极合剂填充于正极芯材中而形成的正极中间产品的表面部附近的一部分区域的剖视图。图4是简要显示使用气相沉积膜作为表层的非烧结式正极的表面部附近的一部分区域的剖视图。图5是简要显示使用板网金属作为表层的非烧结式正极的表面部附近的一部分区域的剖视图。图6是电池横截面的透视图像。具体实施方式下面，参照附图对本专利技术所适用的碱性二次电池进行说明。本专利技术所适用的碱性二次电池不受特别限定，例如，可以在图1所示的AA型圆筒型镍氢二次电池(以下称为“电池”)2中应用本专利技术的情况为例进行说明。如图1所示，电池2具备形成上端开口的有底圆筒形状的外壳10。外壳10具有导电性，其底壁35发挥负极端子的功能。外壳10的开口处固定有封口件11。该封口件11包含盖板14和正极端子20，在对外壳10进行封口的同时提供正极端子20。盖板14是具有导电性的圆板形状的构件。外壳10的开口内配置有盖板14和包围该盖板14的环形绝缘填充物12，绝缘填充物12通过对外壳10的开口边缘37进行铆接加工来固定在外壳10的开口边缘37上。即，盖板14与绝缘填充物12相互协作地使外壳10的开口气密性闭塞。这里，盖板14在中央具有中央通孔16，从而盖板14的外表面上配置有堵塞中央通孔16的橡胶制阀体18。此外，盖板14的外表面上以覆盖阀体18的方式电连接有成形为带凸缘圆筒形状的金属制正极端子20。该正极端子20向盖板14按压阀体18。另外，正极端子20上开口有未图示的排气孔。通常情况下，中央通孔16通过阀体18气密性关闭。另一方面，外壳10内产生气体，其内压升高，阀体18因内压而受到压缩，打开中央通孔16，其结果是，气体从外壳10内经由中央通孔16和正极端子20的排气孔(未图示)向外部排出。即，中央通孔16、阀体18和正极端子20为电池形成了安全阀。外壳10中收容有电极组22。该电极组22包含各自为带状的正极24、负极26和隔膜28，它们以隔膜被夹在正极24与负极26之间的状态卷绕成漩涡状。即，正极24和负极26隔着隔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于碱性二次电池的非烧结式正极(24)，其为包含于碱性二次电池中的用于碱性二次电池的非烧结式正极(24)，其特征在于，具备具有正极芯材(44)和填充于所述正极芯材(44)中的正极合剂(46)的正极主体(40)、以及存在于所述正极主体(40)的表面部(41)上的表层(42)，所述正极合剂(46)含有作为正极活性物质的氢氧化镍，所述表层(42)含有镍。

【技术特征摘要】
2017.06.09 JP 2017-1146141.一种用于碱性二次电池的非烧结式正极(24)，其为包含于碱性二次电池中的用于碱性二次电池的非烧结式正极(24)，其特征在于，具备具有正极芯材(44)和填充于所述正极芯材(44)中的正极合剂(46)的正极主体(40)、以及存在于所述正极主体(40)的表面部(41)上的表层(42)，所述正极合剂(46)含有作为正极活性物质的氢氧化镍，所述表层(42)含有镍。2.如权利要求1所述的用于碱性二次电池的非烧结式正极(24)，其特征在于，所述表层(42)由含镍薄膜(48)形成。3.如权利要求2所述的用于碱性二次电池的非烧结...

【专利技术属性】
技术研发人员：山根哲哉，谷本雄哉，井本雄三，浅沼英之，
申请(专利权)人：FDK株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP