电池用正极板、电池以及电池用正极板的制造方法技术

本发明专利技术提供一种确保良好的电池特性的同时制造质量得以提高的电池用正极板、电池以及电池用正极板的制造方法。该电池用正极板具有：包括三维网眼结构的骨架的金属多孔体；以及正极复合材料，该正极复合材料含有正极活性物质且该正极活性物质填充于金属多孔体的空孔，其中，在将位于金属多孔体的一个表面侧的区域设为表面侧部、将位于背面侧的区域设为背面侧部、将夹在表面侧部与背面侧部之间的区域设为中央部的情况下，表面侧部和背面侧部包含以形成有未填充正极复合材料的中空部的中空结构为主要结构的骨架，中央部包含以形成有中空部被压溃而成的压缩部的压缩结构为主要结构的骨架，金属多孔体的骨架密度在表面侧部最小，在中央部最大。在中央部最大。在中央部最大。

【技术实现步骤摘要】
电池用正极板、电池以及电池用正极板的制造方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2021年12月27日提交日本知识产权厅的、申请号为2021
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212225的日本专利申请的优先权和权益，其全部内容通过引用结合在本申请中。


[0003]本专利技术涉及一种电池用正极板、电池以及电池用正极板的制造方法。

技术介绍

[0004]作为用作电子设备的电源、电动汽车(EV)及混合动力汽车(HV)等车辆用驱动电源的电池，可举出碱性蓄电池等二次电池。用于碱性蓄电池等二次电池的电极包括导电性的集电体、以及保持于集电体的含有活性物质等的复合材料(合剂)。例如，作为构成碱性蓄电池的电极，优选使用在作为集电体发挥功能的金属多孔体的空孔中填充有活性物质的正极板。
[0005]在日本专利申请特开2009
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9869号公报中公开了一种二次电池用电极及其制造方法，该二次电池用电极包括三维金属多孔体以及含有活性物质和粘合剂的合剂，在三维金属多孔体中填充有合剂，该二次电池用电极的特征在于，包括第一填充部、与该第一填充部相比粘合剂的含量多且在厚度方向上的粘合剂的分布大致均匀的第二填充部、以及不填充合剂的非填充部，其中，使第二填充部的至少一个与非填充部邻接，使得该非填充部构成端边的至少一个。

技术实现思路

[0006]根据日本专利申请特开2009
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9869号中记载的技术，记载了能够维持电池特性，同时能够排除因活性物质的脱落而引起的短路的可能性。但是，在日本专利申请特开2009
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9869号所记载的技术中，金属多孔体的骨架密度的分布在厚度方向上大致均匀。因此，为了在整个厚度方向上确保复合材料的填充性，在将作为复合材料的前体的糊料填充到三维多孔体时的涂布工序中，需要复杂地控制涂布条件(例如糊料的粘度、涂布量、涂布方法等)，而且还要求条件匹配的精度，因此存在有可能导致制造质量降低的问题。
[0007]本专利技术是为了解决这样的问题而完成的，其目的在于提供一种确保良好的电池特性，同时提高了制造质量的电池用正极板、电池以及电池用正极板的制造方法。
[0008]一个实施方式所涉及的电池用正极板具有：包括三维网眼结构的骨架的金属多孔体、以及正极复合材料，该正极复合材料含有正极活性物质且该正极活性物质填充于金属多孔体的空孔，其中，在将位于金属多孔体的一个表面侧的区域设为表面侧部、将位于作为另一个表面的背面侧的区域设为背面侧部、将夹在表面侧部与背面侧部之间的区域设为中央部的情况下，表面侧部和背面侧部包含以中空结构为主要结构的骨架，该中空结构形成有未填充正极复合材料的中空部，中央部包含以压缩结构为主要结构的骨架，该压缩结构形成有中空部被压溃而成的压缩部，金属多孔体的骨架密度在表面侧部最小，在中央部最
大。
[0009]此外，一个实施方式所涉及的电池将介于正极板与负极板之间存在隔板的电极体与电解液一起容纳于电池槽内，在该电池中，该正极板具有：包括三维网眼结构的骨架的金属多孔体、以及正极复合材料，该正极复合材料含有正极活性物质且该正极活性物质填充于金属多孔体，其中，在将位于金属多孔体的一个表面侧的区域设为表面侧部、将位于作为另一个表面的背面侧的区域设为背面侧部、将夹在表面侧部与背面侧部之间的区域设为中央部的情况下，表面侧部和背面侧部包含以中空结构为主要结构的骨架，该中空结构形成有未填充正极复合材料的中空部，中央部包含以压缩结构为主要结构的骨架，该压缩结构形成有中空部被压溃而成的压缩部，金属多孔体的骨架密度在表面侧部最小，在中央部最大。
[0010]此外，一个实施方式所涉及的电池用正极板的制造方法具有：金属多孔体形成工序、涂布工序以及复合材料形成工序，在该金属多孔体形成工序中，形成包括三维网眼结构的骨架的金属多孔体；在该涂布工序中，在厚度方向上从一个表面向作为另一个表面的背面，用含有正极活性物质的正极糊料填充金属多孔体的空孔；在该复合材料形成工序中，使所填充的正极糊料干燥从而形成正极复合材料，其中，在将位于表面侧的区域设为表面侧部、将位于背面侧的区域设为背面侧部、将夹在表面侧部与背面侧部之间的区域设为中央部的情况下，表面侧部和背面侧部包含以中空结构为主要结构的骨架，该中空结构形成有未填充正极复合材料的中空部，中央部包含以压缩结构为主要结构的骨架，该压缩结构形成有中空部被压溃而成的压缩部，金属多孔体的骨架密度在表面侧部最小，在中央部最大。
[0011]根据本专利技术，能够提供一种确保良好的电池特性的同时制造质量得以提高的电池用正极板、电池以及电池用正极板的制造方法。
[0012]通过下文给出的详细描述和仅以举例说明的方式给出的附图，将更加充分地理解本公开的上述和其他目的、特征和优点，因此不应视为限制本公开内容。
附图说明
[0013]图1是示出了实施方式1所涉及的电池的截面的示意图。
[0014]图2是示出了实施方式1所涉及的正极板的截面的示意图。
[0015]图3是用于对在图2所示的正极板内流动的电流进行说明的示意图。
[0016]图4是说明图2所示的正极板的性质的表。
[0017]图5是示出了实施方式1所涉及的正极板的制造方法的流程图。
[0018]图6是说明金属多孔体形成工序的剖面图。
[0019]图7是比较例的评价用电池中所含的正极板的剖面图。
[0020]图8是说明图7所示的正极板的性质的表。
具体实施方式
[0021]实施方式1
[0022]下面将参考附图，对本专利技术的实施方式进行说明。此外，为了使说明更清楚，适当地简化了以下的记载和附图。在以下的说明中，对相同或同等的元件标记相同的附图标记，省略重复的说明。
[0023]作为根据本实施方式所涉及的电池1的一个优选实施方式，将具体地说明碱性蓄电池。另外，在以下的说明中，当总括性地示出电池1的正极侧及负极侧的结构、构件时，有时统一表达为“正负极”。此外，在图中，为了方便，示意性地示出骨架32等的截面，其大小、密度并未按照实际情况进行图示。并且，在以下的说明中，“截面”是指沿着正极板15的厚度方向的截面。正极板15的厚度方向与金属多孔体30的厚度方向大致一致。
[0024]首先，参见图1，对本实施方式所涉及的电池1的概要进行说明。图1是示出了实施方式1所涉及的电池的截面的示意图。图1所示的电池1是将介于含有正极活性物质的正极板15与含有负极活性物质的负极板16之间存在有隔板17的电极体20连接到正负极的集电板21、22，并与电解液一起容纳于电池壳体等的电池槽2内的镍氢蓄电池。
[0025]作为隔板17，可以使用微多孔膜、无纺布等。微多孔膜或无纺布的材质例如可列举出聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等聚烯烃树脂、氟树脂、聚酰胺树脂等。
[0026]作为电解液，可以使用碱性水溶液。电解液的比重例如为1.03～1.55。作为碱，可列举出氢氧化锂、氢氧化钾、氢氧化钠等碱金本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池用正极板，所述正极板具有：金属多孔体，所述金属多孔体包括三维网眼结构的骨架；以及正极复合材料，所述正极复合材料含有正极活性物质且所述正极活性物质填充于所述金属多孔体的空孔，其中，在将位于所述金属多孔体的一个表面侧的区域设为表面侧部、将位于作为另一个表面的背面侧的区域设为背面侧部、将夹在所述表面侧部与所述背面侧部之间的区域设为中央部的情况下，所述表面侧部和所述背面侧部包含以中空结构为主要结构的所述骨架，所述中空结构形成有未填充所述正极复合材料的中空部，所述中央部包含以压缩结构为主要结构的所述骨架，所述压缩结构形成有所述中空部被压溃而成的压缩部，所述金属多孔体的骨架密度在所述表面侧部最小，在所述中央部最大。2.根据权利要求1所述的电池用正极板，其中，对于所述金属多孔体的骨架密度的比例，在将所述表面侧部、所述中央部以及所述背面侧部的合计设为100％的情况下，所述表面侧部为20％～30％，所述中央部为40％～50％，所述背面侧部为25％～35％。3.根据权利要求1或2所述的电池用正极板，其中，所述中空部与所述压缩部的存在比例为7:3～3:7。4.根据权利要求1至3中任一项所述的电池用正极板，其中，所述金属多孔体为由镍或镍合金制成的泡沫金属。5.一种电池，所述电池将介于正极板与负极板之间存在隔板的电极体与电解液一起容纳于电池槽内，在所述电池中，所述正极板具有：金属多孔体，所述金属多孔体包括三维网眼结构的骨架；以及正极复合材料，所述正极复合材料含有正极活性...

【专利技术属性】
技术研发人员：森田佳典，冈田秀辉，
申请(专利权)人：朴力美电动车辆活力株式会社，
类型：发明
国别省市：