二次电池制造技术

本发明专利技术提供一种二次电池，以防止旋回型电池组（７）中的活性物质从正极板（２）脱落的装置为例，该隔膜（３）的负极侧向该电池组（７）的中心方向弯折，而且在具有可挠性基体的负极板（２）的负极侧端面的一部分上，具有活性物质几乎不存在的电极端部（４’），该电极端部（４’）的至少一部分从弯折的该活性物质（３）露出，该电极端部（４’）的露出部分，通过负极侧集电板（６）、或直接与电池端子或电槽（８）电连接，构成电池组（７）。由此能够防止由活性物质从电极板的脱落而引起的短路，且能够确保电极板与电极端子的电连接。

【技术实现步骤摘要】
二次电池
本专利技术涉及用于放电率优异的高功率用途的二次电池，尤其涉及碱性蓄电池中有用的二次电池。
技术介绍
最近，市场对小型二次电池的要求，首先是低成本，其次是高能量密度，且对高功率等的强烈要求在增多。在这些二次电池的电极中，大体分为烧结式和涂浆式的电极。现在主流的Ni/Cd电池、Ni/MH电池及Li二次电池中，大多是在正、负两电极分别采用低成本、轻量及高能量密度为特征的涂浆式电极。涂浆式电极是使用以典型的活性物质和准活性物质的粉末为主要材料的浆料、填充到电极基体内或在基体上涂敷干燥而制作。而且，作为电池中所使用的结构来说，通常是如图1所示那样使用正极板1和负极板2隔着隔膜3而卷绕成涡卷状的涡卷状电池组7、或者如图2所示那样使用由多枚的正、负极隔着隔膜3而层叠的电池组7。在这种电池，特别是在采用涡卷状电池组的圆筒密闭形电池中，大多是在正极上设置一条电极导线、而负极在电极组的周围露出、与金属电槽直接接触的结构。而且，此时即使两电极都是采用涂浆式的电极，在将电极组插入电槽时，使下端的隔膜有大的弯折，将电极组的整个下面覆盖，就能够防止正极与电槽(负极端子)之间的短路。但是，在需要高功率的情况下，一般是在两电极的端面都露出基体等，需要采用从电极组的两侧贴上集电板的结构。在这种情况下，至少防止电极组的下面短路是困难的，所以采用活性物质不易脱落的烧结正极。[非专利文献1]Foamed Nickel Positive Electrode for A HighPerformance Cylindrical Ni-Cd Battery Power Sources 12，203(1988)[非专利文献2]Metal Hydride Electrode for High Energy Density-->Sealed Nickel-Metal Hydride Buttery Power Sources 12，393(1988)为了说明的方便，以下对作为二次电池主流的采用涡卷状电池组的圆筒密闭电池加以说明。如上所述，在正极及负极中使用涂浆式电极的情况下，由充放电使电极的活性物质或作为吸收/放出活性物质的准活性物质(以下将它们通称为“活性物质”)的粉末反复地膨胀和收缩，其结果是，随着整个电极膨胀，填充的活性物质的粉末脱落。活性物质的脱落，会成为与对极接触的导电物质，存在着引起电气短路的问题。对于这一点，考虑了覆盖涡卷状电极组的上底和/或下底，防止脱落的活性物质与电极的接触的方案，但是单纯覆盖电极组的两底边部分，使电极与电极端子可接触部位受到限制，不适合于高能量密度且高功率用途的二次电池。进而，还考虑了弯折电极组的端部，防止脱落的活性物质与电极的接触的方案，但是由于通常在电极基板中是使用平均厚度为60μm以上的冲孔金属板，所以难以弯曲，在强制将其弯成接近直角的情况下，由于邻接的对极的角部受到很大的压力，所以在该按压部位有穿通隔膜而形成微小短路的危险性。
技术实现思路
本专利技术者进行深刻研究的结果，使用以下的装置解决了上述问题。即，本专利技术的主要特征在于：设置由在具有挠性基体的正极板的正极侧端面去除了活性物质及准活性物质等的电极基体所构成的电极端部，从该隔膜露出，与隔膜一起弯折，用该隔膜覆盖负极的端面，在露出的正极端面的电极基体上直接焊接正极侧集电板，或者是，设置由在具有挠性基体的负极板的负极侧电极端部去除了活性物质及准活性物质等的电极基体所构成的电极端部，从该隔膜露出，与隔膜一起弯折，用该隔膜覆盖正极的端面，使露出的负极端面的电极基体直接与电槽相连接或通过负极侧集电板与电槽相连接，或者，双方都使用所述装置。专利技术效果根据本专利技术的二次电池，向电极组的中心方向弯折的隔膜，能够-->保持从正、负极板上脱落的活性物质，该正极的活性物质不与负极板及负极端子相接触。由此能够防止电气短路。而且，在涡卷状电极组的上面，与隔膜同时弯折的传导性的正极基体的一部分从隔膜露出，与电池的正极侧集电板进行焊接，由此能够具有多处接点地进行接触。而且，在下面也是同样，负极基体的一部分从隔膜露出，与电池的负极侧集电板及电槽进行电气连接，由此，负极板与电槽也能够具有多处接点地进行接触。所以，作为高速放电用的二次电池，能够取得好的效果。而且，通过将成为所述正极和/或负极的电极端部的导电性基体作成挠性的基体，由于容易进行弯折，所以能够容易地使该基体部分从隔膜露出，进而，即使是与隔膜一起弯折，也不需要强力推压对极，因此在该推压部分不会产生微小短路。而且，在所述正、负极板的电极端部分别与正、负极侧集电板的电气连接是由焊接而进行的情况下，该正、负极板与各自的集电板的连接是牢固的，稳定性优异。而且，通过由镍、铁、镀镍钢板、铝或铜为主要成分的金属所构成电极基体，可以成为在电解液中化学稳定性好、经济的电极基体。而且，所述负极板的电极端部是二维形状或进行二维加工了的电极端部、和/或具有可挠性的电极端部，由此，负极板的弯折能够容易进行。而且，所述正、负极板的电极端部从所述隔膜露出的部分的长度为0.2～2.0mm，由此，在电极板卷绕为涡卷状的电极组中，即使是在该电极端部弯折后，也能够容易地与所述正、负极板的电接触。以上，以涡卷状电极组的正、负极的结构为例，对本专利技术的效果进行了说明，但即使是层叠的电极组中的正、负极的结构，也能够得到同样的效果。其中，在本专利技术的二次电池之中，在Ni/MH电池的情况下，正极的活性物质的主要材料，是镍氧化物(Ni(OH)2)的粉末，由于是粉末与粉末之间缺乏粘结性的材料，所以活性物质从负极侧的正极板脱落的问题就大，因此本专利技术的效果就更大。进而，在负极侧、正极侧双方都是上述结构的情况下，由于具有防止活性物质从负极板及正极板双方脱落的效果，所以最能够发挥本专利技术的效果。-->而且，追求功率的电池，一般是正、负极都采用薄型电极，电极基体也必然薄，且机械强度弱。在这种情况下，本专利技术更为奏效。附图说明图1是表示本专利技术的一个实施方式垂直剖面的圆筒密闭形电池的示意图。图2是表示本专利技术的一个实施方式垂直剖面的方型密闭形电池的示意图。图3(a)是表示本专利技术的一个实施方式垂直剖面的电极板的结构。图3(b)是图3(a)中的电极板的A-A’剖面的简易剖面图。图4(a)是表示本专利技术的一个实施方式垂直剖面的图1的正极侧放大示意图。图4(b)是表示本专利技术的一个实施方式垂直剖面的图1的负极侧放大示意图。图5(a)是表示本专利技术的一个实施方式垂直剖面的图2的放大示意图。图5(b)是图5(a)中的电池的上面图。图6是表示初期放电曲线的图。图7是表示循环寿命特性的图。符号说明：1正极板，2负极板，3隔膜，4、4’电极端部，5正极集电板，6负极集电板，7电池组，8电槽，9正极端子帽，10橡胶阀体，11焊接点，12接触点，13集电板的凹凸面，14以活性物质粉末为主的混合物，15导电性的电极基体。具体实施方式下面使用附图，以防止活性物质从正极脱落、与负极电极短路的装置的情况为例对本专利技术进行说明。但是，本专利技术的形式并不是仅限于这些附图的形式。而且，防止由负极板的活性物质的脱落而引起的与正极电极的短路的装置也可以由同样的装置达到。图4(b)是为了表示本专利技术中电极的结构而表示了该电极组的负极侧的一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二次电池，其是使用正极板和负极板隔着隔膜卷绕成涡卷状的电池组的二次电池，其特征在于：该电池组具有下述结构：（ａ）该正极板和／或该负极板是在可挠性的电极基体中填充和／或涂敷活性物质或吸收、放出活性物质的物质（以下称“准活性 物质”）的极板，（ｂ）卷绕成同心圆状或椭圆状的涡卷状的该隔膜的至少一端向该电极组的中心方向弯折，（ｃ）在该正极板的正极侧端面上具有由几乎不存在活性物质或准活性物质的电极基体所构成的电极端部，该电极端部的至少一部分从弯折的该隔 膜露出，该电极端部的露出部分，与电连接于电池的正极端子的耐电解液性的正极侧集电板电连接，和／或，在该负极板的负极侧端面上具有由几乎不存在活性物质或准活性物质的电极基体所构成的电极端部，该电极端部的至少一部分从弯折的该隔膜露出，该电极 端部的露出部分，与电连接于电池的负极端子的耐电解液性的负极侧集电板电连接。

【技术特征摘要】
JP 2004-5-28 2004-1589471.一种二次电池，其是使用正极板和负极板隔着隔膜卷绕成涡卷状的电池组的二次电池，其特征在于：该电池组具有下述结构：(a)该正极板和/或该负极板是在可挠性的电极基体中填充和/或涂敷活性物质或吸收、放出活性物质的物质(以下称“准活性物质”)的极板，(b)卷绕成同心圆状或椭圆状的涡卷状的该隔膜的至少一端向该电极组的中心方向弯折，(c)在该正极板的正极侧端面上具有由几乎不存在活性物质或准活性物质的电极基体所构成的电极端部，该电极端部的至少一部分从弯折的该隔膜露出，该电极端部的露出部分，与电连接于电池的正极端子的耐电解液性的正极侧集电板电连接，和/或，在该负极板的负极侧端面上具有由几乎不存在活性物质或准活性物质的电极基体所构成的电极端部，该电极端部的至少一部分从弯折的该隔膜露出，该电极端部的露出部分，与电连接于电池的负极端子的耐电解液性的负极侧集电板电连接。2.一种二次电池，其是使用多个正极板和多个负极板隔着隔膜重合的电池组的二次电池，其特征在于：该电池组具有下述结构：(a)该正极板和/或该负极板是在挠性的电极基体中填充和/或涂敷活性物质或吸收、放出活性物质的物质(以下称“准活性物质”)的极板，(b)该多个正极板和多个负极板在各自的一个端面上去除活性物质或准活性物质，沿该端面有露出了的电极基体，(c)该多个正极板和该多个负极板各自残留由所述露出了的电极基体所构成的电极端部、被隔膜所包覆，(d)聚齐于电极组一个面的该多个正极板的电极端部及聚齐于相反一个面的该多个负极板的电极端部，弯折为覆盖该电极组的一个面，-->(e)该弯折的电极端部与电连接于各自的电池端子的正极侧集电板及负极侧集电板电连接。3.根据权利要求1或2所述的二次电池，其特征在于：去除了所述正极板和/或所述负极板的活性物质或准活性物质的粉末的电极端部，与所述隔膜一起弯折。4.根据权利要求1或2所述的二次电池，其特征在于：所述正极板的电极端部与正极侧集电板的电连接是由焊接来实现，所述负极板的电极端部与负极侧集电板的电连接是由接触或焊接来实现。5.根据权利要求1或2所述的二次电池，其特征在于：所述正极板和/或所述负极板的电极基体是由选自镍、铁、镀镍钢板、铝、和铜中的金属为主要成分的金属所构成。6.根据权利要求1或2所述的二次电池，其特征在于：所述正极板和/或所述负极板的电极端部的该电极的基体是二维形状或加压...

【专利技术属性】
技术研发人员：松本功，桥本祥一，道免雅之，
申请(专利权)人：日本无公害电池研究所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]