專利名稱：堿性蓄電池及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及堿性蓄電池的極板的端部結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
以前，針對堿性蓄電池用正極板提出了如下的方案，即在具有如圖1所示的3維連通孔隙且孔隙率為95％左右的發(fā)泡鎳基板上，附載著氫氧化鎳粒子(例如參照特開昭50-36935號公報(專利文獻(xiàn)1))。發(fā)泡鎳基板目前被廣泛用作高容量堿性蓄電池用正極板的芯材。但是，含有這種正極板的電池如果反復(fù)充放電，則正極板會在厚度方向和寬度方向膨脹。其原因是正極板中的氫氧化鎳發(fā)生體積膨脹。如果在寬度方向擠出來的正極活性物質(zhì)脫落，則產(chǎn)生的問題是脫落的活性物質(zhì)與對置的負(fù)極板相接觸。另外，在負(fù)極板中，有時也產(chǎn)生活性物質(zhì)發(fā)生脫落、脫落后的活性物質(zhì)與對置的正極板相接觸這樣的問題。
近年來，已經(jīng)提出了使用沖孔金屬薄板和金屬板網(wǎng)(expandedmetal sheet)之類的2維結(jié)構(gòu)芯材的方案。2維結(jié)構(gòu)的芯材通常以機(jī)械性沖孔工序制作，因而是廉價的。如果采用2維結(jié)構(gòu)的芯材，則可以實現(xiàn)正極板的高容量化。另外，如果采用由電解箔構(gòu)成的芯材，則可以實現(xiàn)極板的薄型化。但是，在2維結(jié)構(gòu)的芯材中，所存在的缺點是活性物質(zhì)的保持力弱。于是，有人提出了把2維結(jié)構(gòu)的芯材立體加工成3維結(jié)構(gòu)的方案(例如參照特開平7-130370號公報(專利文獻(xiàn)2)、特開2002-15741號公報(專利文獻(xiàn)3))。
圖2是表示芯材的一個例子的立體圖，其中所述芯材被立體加工成3維結(jié)構(gòu)。另外，圖3是表示圖2的局部放大圖。該芯材1由具有形成為矩陣狀的狹縫的金屬薄板3構(gòu)成，一對狹縫之間的長方形部分，沿著一個方向X在芯材1的正反面交互突出而形成第1及第2彎曲隆起部4、7。第1及第2彎曲隆起部4、7被相互平行地配置，形成+沿方向X的隆起部行8。多個隆起部行8間隔預(yù)定寬度的平坦部9，沿與方向X垂直的另一方向Y進(jìn)行排列。方向Y就是芯材1的長度方向，方向X就是芯材1的寬度方向。在沿芯材1長度方向的邊緣部，殘留著沒有形成彎曲隆起部4、7的素面部(plain part)5。在素面部5，許多溝狀的凹部15以相互平行的配置而形成波紋。
但是，即使當(dāng)圖2、3所示的芯材附載著活性物質(zhì)時，活性物質(zhì)保持力也不充分。為此，如果因反復(fù)充放電而引起正極板中的氫氧化鎳體積膨脹，則正極板在厚度方向和寬度方向膨脹。因此，將會產(chǎn)生與采用發(fā)泡鎳基板的情況同樣的問題。
另一方面，有人提出了如下的方案，即為了防止由于芯材的毛邊刺破隔膜而引起的短路，將極板端部的端面及其周邊兩側(cè)部用樹脂覆蓋(例如參照特開平5-190200號公報(專利文獻(xiàn)4))。該提案的旨意不在防止活性物質(zhì)的脫落。因此，幾乎看不到抑制來自被樹脂覆蓋端面的活性物質(zhì)脫落的效果。

發(fā)明內(nèi)容
在一方的極板的寬度方向擠出來活性物質(zhì)發(fā)生脫落，或者脫落的活性物質(zhì)與對置的另一方的極板發(fā)生短路這樣的問題，僅用樹脂覆蓋極板端部的端面及其周邊兩側(cè)部是不能予以防止的。這是由于活性物質(zhì)伴隨著充放電的反復(fù)進(jìn)行而發(fā)生膨脹，由此樹脂與活性物質(zhì)一起在寬度方向被擠出來。
此外，也考慮在極板的端部設(shè)置沒有活性物質(zhì)的電極芯材的露出部，將多孔性金屬層接合在該露出部上，從而利用該多孔性金屬層，防止活性物質(zhì)的脫落。但是，如果那樣的多孔性金屬層隔著隔膜與對電極對置，則電流就在多孔性金屬層上集中。而且由于充放電循環(huán)的反復(fù)進(jìn)行，促使隔膜與多孔性金屬層相接觸的部分發(fā)生退化。
本發(fā)明涉及堿性電池，其由正極板、負(fù)極板、介于正極板與負(fù)極板之間的隔膜以及堿性電解液構(gòu)成，其中，正極板與負(fù)極板各自的第1端部成為集電部；至少在正極板的與第1端部相對的至少第2端部，用聚乙烯樹脂覆蓋端面及其周邊的兩側(cè)部；設(shè)置在正極板第2端部的聚乙烯樹脂的涂膜與配置在其兩側(cè)的隔膜熔敷在一起。
在這樣的結(jié)構(gòu)中，極板端面及其周邊的兩邊側(cè)部完全用絕緣材料即聚乙烯樹脂所覆蓋，而且由于聚乙烯樹脂與隔膜熔敷在一起，因而能夠防止聚乙烯樹脂與活性物質(zhì)一起在極板的寬度方向擠出來。
在負(fù)極板中，從克服活性物質(zhì)發(fā)生脫落以及脫落的活性物質(zhì)與對置的正極板相接觸這樣的缺陷的角度考慮，也優(yōu)選對于負(fù)極板的第2端部，在其端面及其周邊的兩側(cè)部用聚乙烯樹脂覆蓋。
聚乙烯樹脂的熔點優(yōu)選為120℃或以下，這是因為如果聚乙烯樹脂的熔點在120℃或以下，就不會對活性物質(zhì)造成損傷，而可以用聚乙烯樹脂覆蓋極板的端部。
聚乙烯樹脂的涂膜厚度在第2端部的端面上(也就是在垂直于極板端面的方向上)，優(yōu)選為5～50μm。
正極板與負(fù)極板通常由電極芯材及附載在電極芯材上的活性物質(zhì)層所構(gòu)成。于是，在正極板與負(fù)極板的至少一方中，也可以將用聚乙烯樹脂覆蓋的極板的至少第2端部設(shè)定為沒有活性物質(zhì)層的電極芯材的露出部。優(yōu)選在電極芯材露出部接合多孔性金屬層。在這樣的結(jié)構(gòu)中，通過多孔性金屬層也可以獲得防止活性物質(zhì)的脫落等效果。
由電極芯材的露出部及多孔性金屬層構(gòu)成的第2端部的厚度，優(yōu)選為由電極芯材及活性物質(zhì)層構(gòu)成的極板厚度的50～100％。
在正極板與負(fù)極板的至少一方中，集電部優(yōu)選設(shè)定為沒有活性物質(zhì)層的電極芯材的露出部。此時，至少是集電部與活性物質(zhì)層的邊界周圍優(yōu)選用聚乙烯樹脂覆蓋。
在集電部的電極芯材露出部能夠接合多孔性金屬層。多孔性金屬層的一部分優(yōu)選用靠近所述露出部的活性物質(zhì)層的端部來覆蓋。在這樣的結(jié)構(gòu)中，通過作為絕緣材料的聚乙烯樹脂，可以阻斷流入多孔性金屬層的電流。因此，能夠防止電流在多孔性金屬層上的集中，從而抑制與多孔性金屬層接觸的隔膜的部分退化。
在電極芯材中，優(yōu)選采用進(jìn)行過板條加工或沖孔加工的金屬箔或金屬薄板。例如，金屬箔或金屬薄板形成為矩陣狀的狹縫，將一對狹縫之間的長方形部分，沿著一個方向在正反面交互突出而形成為第1及第2彎曲隆起部。
本發(fā)明還涉及一種由正極板、負(fù)極板、介于正極板與負(fù)極板之間的隔膜以及堿性電解液構(gòu)成的堿性蓄電池的制造方法。
所述制造方法具有下述工序(a)制作在第1端部具有集電部的正極板、和在第1端部具有集電部的負(fù)極板的工序，(b)至少在正極板的與第1端部相對的至少第2端部，將端面及其周邊的兩側(cè)部用聚乙烯樹脂覆蓋的工序，(c)層疊或卷繞通過隔膜分隔的正極板與負(fù)極板而制造極板組的工序，以及(d)將附載有聚乙烯樹脂的第2端部加熱，使聚乙烯樹脂的涂膜與配置在其兩側(cè)的隔膜熔敷在一起的工序。
工序(b)例如由如下工序構(gòu)成，即把聚乙烯樹脂的水分散液涂敷在極板第2端部的端面及其周邊的兩側(cè)部上。
在此，將聚乙烯樹脂的水分散液涂敷在所述端面及其周邊的兩側(cè)部的工序優(yōu)選由以下工序構(gòu)成，即把聚乙烯樹脂的水分散液從一個方向連續(xù)提供給旋轉(zhuǎn)著的滾筒表面，且在滾筒表面設(shè)置預(yù)定厚度的涂膜的工序；以及使所述端面及其周邊的兩側(cè)部與所述涂膜接觸，同時使相對于滾筒表面垂直配置的極板向滾筒的切線方向移動的工序。這時，使極板與滾筒的旋轉(zhuǎn)速度同步移動，由此可以在極板的端部形成均勻的涂膜。
在聚乙烯樹脂的水分散液中，優(yōu)選溶解甲基纖維素將其作為增稠劑及聚乙烯樹脂的抗沉降劑。這樣的水分散液長期存儲顯示出優(yōu)良的存儲穩(wěn)定性，而且具有適于油漆工人的粘度。
工序(a)例如具有如下工序，即沿著電極芯材的與第1端部相對的至少第2端部，涂敷含有金屬粉末及增稠劑的漿料，并將所述漿料進(jìn)行干燥和燒結(jié)，從而形成多孔性金屬層的工序；以及留出電極芯材的至少第1端部和第2端部，將活性物質(zhì)層附載在電極芯材上的工序。
工序(a)可以進(jìn)一步包含下述工序，即沿著電極芯材的第1端部涂敷所述漿料，將所述漿料進(jìn)行干燥和燒結(jié)，從而形成多孔性金屬層。
根據(jù)本發(fā)明，通過極其簡單的方法，就能有效防止正極活性物質(zhì)與負(fù)極板之間的短路和活性物質(zhì)的脫落。因此，在反復(fù)進(jìn)行過充放電循環(huán)之后的電池中，能有效抑制容易產(chǎn)生的微小短路。另外，根據(jù)本發(fā)明，還能夠防止電流在集電部的集中，從而能夠抑制隔膜的部分退化。


圖1是發(fā)泡鎳基板的主要部分的放大照片。
圖2是芯材的一個例子的立體圖，其中所述芯材被立體加工成3維結(jié)構(gòu)。
圖3是圖2芯材的局部放大圖。
圖4是表示正極板的一個例子的平面圖。
圖5是圖4的I-I向剖視圖。
圖6是正極板的一個例子的平面圖，其中所述正極板在第2端部設(shè)置有聚乙烯樹脂涂膜。
圖7是圖6的I-I向剖視圖。
圖8是表示一個例子的圖，其中該例子舉出了一種在極板端部涂敷聚乙烯樹脂水分散液的方法。
圖9為一剖視圖，表示在極板組內(nèi)的正極板用聚乙烯樹脂覆蓋的端部附近的一個例子之結(jié)構(gòu)。
圖10是正極板的另外一個例子的縱剖視圖。
圖11是正極板的另外一個例子的縱剖視圖，其中該正極板在第2端部設(shè)置著聚乙烯樹脂的涂膜。
圖12為一剖視圖，表示在極板組內(nèi)的正極板用聚乙烯樹脂覆蓋的端部附近的另外一個例子之結(jié)構(gòu)。
圖13是極板組的一個例子之主要部分的剖視圖，其中所述極板組在集電部與活性物質(zhì)層的邊界周圍設(shè)置著聚乙烯樹脂的涂膜。
圖14是極板組的另外一個例子之主要部分的剖視圖，其中所述極板組在集電部與活性物質(zhì)層的邊界周圍設(shè)置著聚乙烯樹脂的涂膜。
圖15是展開本發(fā)明的圓筒形鎳氫蓄電池的一部分之縱剖視圖。
圖16是表示實施例與比較例的各電池在放置后的容量維持率與充放電循環(huán)次數(shù)之間的關(guān)系。
具體實施例方式
堿性蓄電池用極板一般由電極芯材以及附載在該電極芯材上的活性物質(zhì)層構(gòu)成。圖4是表示極板的一個例子的平面圖，圖5是圖4的極板30的I-I向剖視圖。在圖4中，平坦的2維結(jié)構(gòu)的芯材32的正反兩面各自附載著活性物質(zhì)層31。但是，本發(fā)明無論采用哪樣的電極芯材都可以，而特別優(yōu)選將立體加工(變形)為3維結(jié)構(gòu)的金屬薄板用作正極板。
作為立體加工(變形)為3維結(jié)構(gòu)的金屬薄板，如圖2～圖3所示，例如可以使用具有隆起部行的芯材(以下稱為芯材A)，其中所述隆起部行由在薄板的正反面交互突出的第1及第2彎曲隆起部所構(gòu)成。另外，也優(yōu)選采用具有下述毛邊的芯材(以下稱為芯材B)，其中所述毛邊是從芯材的正反兩面交互沖孔而形成的，因而分別從芯材的正反兩面交互地突出出來。在立體加工為3維結(jié)構(gòu)之前，金屬薄板的厚度通常為10～80μm。
另外，作為電極芯材，也可以采用具有3維連通孔隙且孔隙率為95％左右的發(fā)泡鎳基板。發(fā)泡鎳基板一般用作堿性蓄電池用正極的芯材。另外，作為用于正極芯材的金屬薄板，優(yōu)選采用鎳箔或表面鍍覆有鎳的鐵箔。
將電極料漿涂敷在電極芯材上，然后進(jìn)行干燥和壓延，由此便形成活性物質(zhì)層。具體地說，如圖4所示，在留出由芯材的露出部構(gòu)成的集電部33之后，活性物質(zhì)層31設(shè)置在芯材32的正反兩面。集電部33在平行于芯材長度方向的端部的一方(以下稱為第1端部)形成，并使其具有預(yù)定的寬度。這樣得到的由電極芯材與活性物質(zhì)層構(gòu)成的薄板根據(jù)需要被裁切成預(yù)定的尺寸，由此便得到極板。
用于形成正極活性物質(zhì)層的正極料漿含有以氫氧化鎳為主要成分的正極活性物質(zhì)與粘結(jié)劑，也可以含有導(dǎo)電材料和增稠劑。正極的導(dǎo)電材料優(yōu)選使用氫氧化鈷等鈷化合物。
用于形成負(fù)極活性物質(zhì)層的負(fù)極料漿含有預(yù)定的負(fù)極活性物質(zhì)，也可以含有粘結(jié)劑、導(dǎo)電材料、增稠劑等。
正極活性物質(zhì)優(yōu)選使用含有鈷、鋅等的固溶氫氧化鎳粉末。
負(fù)極活性物質(zhì)可以使用儲氫合金、鋅化合物以及鎘化合物等。
粘結(jié)劑優(yōu)選使用聚四氟乙烯(以下稱為PTFE)、聚乙烯衍生物以及氟橡膠等。
增稠劑優(yōu)選使用水溶性纖維素衍生物、水溶性丙烯酸樹脂衍生物以及聚乙烯醇衍生物等。
接著如圖6所示，用聚乙烯樹脂覆蓋所得極板的與第1端部相對的至少第2端部的端面及其周邊的兩側(cè)部。圖6是表示設(shè)置有聚乙烯樹脂涂膜34的極板的一個例子之平面圖。另外，圖7是圖6的極板30的I-I向剖視圖。
例如將聚乙烯樹脂的水分散液涂敷在極板的第2端部的端面及其周邊的兩側(cè)部，之后加熱涂膜加熱，由此便形成聚乙烯樹脂涂膜。另外，也可以考慮在加熱熔融的狀態(tài)下涂敷聚乙烯樹脂。但是，這樣的方法難以形成薄的涂膜。此外，在極板的第2端部以外的端部，與第2端部一樣，也可以涂敷聚乙烯樹脂。
聚乙烯樹脂的水分散液可以采用市售的分散液。在市售的聚乙烯樹脂的水分散液中，當(dāng)固體成分的比例高時(例如樹脂含量為60重量％或以上時)，優(yōu)選用水等進(jìn)行稀釋。如果就那樣使用固體成分比例高的水分散液，則難以形成具有所要厚度的聚乙烯樹脂的涂膜。
進(jìn)行水分散液的稀釋時，如果采用純水，則聚乙烯樹脂往往會產(chǎn)生凝聚和沉淀。為了防止凝聚和沉淀，有效的方法是將具有增稠效果的水溶性樹脂添加到稀釋水中。但是，如果采用羧甲基纖維素等含有堿金屬的水溶性樹脂，則效果恰恰相反，因為它進(jìn)一步促進(jìn)了聚乙烯樹脂的沉淀。因此，優(yōu)選使用不含堿金屬的水溶性樹脂，例如甲基纖維素、聚乙烯醇等，特別優(yōu)選使用甲基纖維素。
聚乙烯樹脂水分散液中聚乙烯樹脂的含量優(yōu)選為10～50重量％。聚乙烯樹脂的含量不足10重量％時，聚乙烯樹脂的涂膜容易產(chǎn)生缺陷，如果超過50重量％，則由于水分散液的表面張力增加，導(dǎo)致均勻涂敷困難。聚乙烯樹脂的含量根據(jù)所需涂膜厚度的不同，可以隨時進(jìn)行調(diào)整。
聚乙烯樹脂水分散液中水溶性樹脂的含量優(yōu)選為2.5～5.0重量％。如果水溶性樹脂的含量過多，則聚乙烯樹脂成為涂膜之后，水溶性樹脂就會從涂膜中瀝濾出來而成為電解液。因此，聚乙烯樹脂被期待產(chǎn)生的絕緣效果就會降低。另一方面，如果水溶性樹脂的含量過少，則難于得到均勻的涂膜。
將極板的至少第2端部覆蓋的聚乙烯樹脂優(yōu)選的是低密度聚乙烯。另外，聚乙烯樹脂的熔點優(yōu)選為120℃或以下，進(jìn)一步優(yōu)選為110℃或以下。這是因為如果聚乙烯樹脂的熔點超過120℃，則在加熱極板的端部使聚乙烯樹脂熔敷在極板上時，活性物質(zhì)將發(fā)生退化，從而降低了活性物質(zhì)的利用率。
在聚乙烯樹脂的分子內(nèi)，在制造過程中有雙鍵的殘留。包含在聚乙烯樹脂中的雙鍵的含量優(yōu)選為盡可能地低。例如，如果在正極板上設(shè)置聚乙烯樹脂的涂膜，則聚乙烯處于氧化狀態(tài)，往往以雙鍵為基點進(jìn)行聚乙烯樹脂的分解。為此，如果采用雙鍵含量高的聚乙烯樹脂，則在反復(fù)進(jìn)行電池的充放電循環(huán)時，涂膜具有發(fā)生退化的傾向。
對于在極板的至少第2端部的端面及其周邊的兩側(cè)部涂敷聚乙烯樹脂的水分散液的方法，并沒有特別限定。例如，根據(jù)以下的方法，能夠得到均勻的涂膜。
下面參照圖8進(jìn)行說明。此外，圖8只是概念性的描述，各要素的尺寸等與實際情況是不同的。
首先，把聚乙烯樹脂的水分散液50從一個方向連續(xù)提供給旋轉(zhuǎn)著的滾筒51的表面，且在所述滾筒表面設(shè)置預(yù)定厚度的涂膜52。
例如，將滾筒51設(shè)置在聚乙烯樹脂的水分散液的液面和垂直于旋轉(zhuǎn)軸53的滾筒斷面相交的位置。然后以任意的速度使?jié)L筒51旋轉(zhuǎn)。滾筒的旋轉(zhuǎn)軸53與液面平行或大致平行。
當(dāng)以這樣的配置使?jié)L筒旋轉(zhuǎn)時，滾筒表面在液面下移動，在此期間，水分散液成為涂膜附著在滾筒表面。附著有水分散液涂膜的滾筒表面隨著滾筒的旋轉(zhuǎn)移動到液面上。為了使具有優(yōu)選厚度的水分散液涂膜附著在滾筒表面，滾筒的旋轉(zhuǎn)速度需根據(jù)水分散液的粘性等進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。
配置滾筒51所優(yōu)選的方式是，使垂直于旋轉(zhuǎn)軸53的滾筒斷面的50％或以上位于液面之下。如果位于液面下的滾筒的比例小于50％，則附著在滾筒表面的水分散液的涂膜厚度將會產(chǎn)生較大的波動。此外，如果位于液面下的滾筒的比例達(dá)到100％，則極板的端部直接與水分散液的液面接觸，從而水分散液難以向極板的端部進(jìn)行穩(wěn)定的涂敷。
其次，使極板54的第2端部55與附著在滾筒表面的水分散液涂膜52相接觸，同時使相對于滾筒表面垂直配置的極板54向滾筒的切線方向X移動。通過這樣的工序，在極板54的第2端部55的端面及其周邊的兩側(cè)部，能夠涂敷聚乙烯樹脂的水分散液56。在將聚乙烯樹脂的水分散液涂敷在極板的第1端部的情況下，也可以使用同樣的工序進(jìn)行。
極板的移動速度應(yīng)根據(jù)水分散液的粘性、滾筒的旋轉(zhuǎn)速度等進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。極板的移動方向可以與滾筒表面的移動方向一致，也可以是相反的方向。但是，為了在極板的端面及其周邊的兩側(cè)部設(shè)置均勻的聚乙烯樹脂涂膜，優(yōu)選以與滾筒的旋轉(zhuǎn)速度同步的速度，使極板向著與滾筒表面的移動方向相同的方向移動。
滾筒的直徑優(yōu)選為150mm或以上。滾筒的直徑越大，就越能抑制受表面張力影響而產(chǎn)生的水分散液涂膜的流掛。因此，能夠在極板端部的端面及其周邊的兩側(cè)部設(shè)置厚度均勻的涂膜。
在極板的至少第2端部涂敷聚乙烯樹脂的水分散液之后，升高其端部的溫度，進(jìn)行干燥而使水分揮發(fā)，從而使聚乙烯樹脂熔敷在極板上。聚乙烯樹脂熔敷在極板上的溫度優(yōu)選為105～120℃。
接著層疊或卷繞通過隔膜分隔的正極板和負(fù)極板而制造極板組。圖9以剖面表示在極板組內(nèi)的正極板的第2端部附近的結(jié)構(gòu)。如圖9所示，比正極板61和負(fù)極板62寬度更寬的隔膜63介于兩極板之間。在正極板61的第2端部64的端面及其周邊的兩側(cè)部，形成有聚乙烯樹脂的涂膜65。聚乙烯樹脂的涂膜65與配置在正極板61的兩側(cè)的隔膜63相鄰接。
在極板的第2端部的端面形成的聚乙烯樹脂涂膜的厚度，即圖9中的厚度Δk優(yōu)選為5～50μm，進(jìn)一步優(yōu)選為5～20μm。如果聚乙烯樹脂涂膜的厚度Δk不足5μm，則涂膜的強(qiáng)度變?nèi)?，或者在涂膜中產(chǎn)生缺陷。其結(jié)果是涂膜不能承受極板的膨脹，因而難于防止正極板與負(fù)極板之間的短路。如果涂膜的厚度Δk超過50μm，則在構(gòu)成極板組時，往往產(chǎn)生卷繞位置偏移等問題。
聚乙烯樹脂的涂膜也可以設(shè)置在極板的第2端部的端面周邊的兩側(cè)部。第2端部的端面周邊兩側(cè)部的聚乙烯樹脂涂膜的高度(即圖9中的高度Δh)優(yōu)選為0.3～1mm。在端面周邊的兩側(cè)部沒有用聚乙烯樹脂覆蓋的情況下，通過聚乙烯樹脂的涂膜和隔膜之間的熔敷所形成的隔膜與極板之間的接合是不充分的。
在這樣的極板組中，通過加熱正極板61的第2端部64所在的部位，使聚乙烯樹脂的涂膜65與配置在正極板61的兩側(cè)的隔膜63熔敷在一起。使聚乙烯樹脂的涂膜65與隔膜63熔敷在一起的溫度，優(yōu)選為比聚乙烯樹脂的熔點還高5～10℃的溫度。如果高出熔點的溫度不足5℃，則聚乙烯樹脂的涂膜與隔膜不能充分熔敷在一起。另外，如果高出熔點的溫度超過10℃，則聚乙烯樹脂往下流，使隔膜與聚乙烯樹脂之間的熔敷變得不均勻。
為了使聚乙烯樹脂的涂膜與隔膜熔敷在一起，也可以加熱整個極板組。但是，當(dāng)極板組升溫到太高的溫度時，則帶來因活性物質(zhì)退化所引起的利用率的低下。另外，極板組的溫度優(yōu)選在聚乙烯樹脂開始熔融時立刻進(jìn)行降溫。一旦長時間保持聚乙烯樹脂的熔融狀態(tài)，則聚乙烯樹脂就會往下流，使隔膜與聚乙烯樹脂之間的熔敷變得不均勻。
隔膜可以使用堿性蓄電池中使用的公知的隔膜，并沒有什么特別的限制。例如可以將聚丙烯制無紡布、聚乙烯制無紡布、由聚丙烯和聚乙烯的復(fù)合物構(gòu)成的無紡布等用作隔膜。這些隔膜優(yōu)選實施磺化等親水化處理。
成為正極板集電部的第1端部以螺旋形結(jié)構(gòu)在極板組端面的一方露出來。在該集電部上，焊接著正極集電板。同樣地，使負(fù)極板的集電部以螺旋形結(jié)構(gòu)在極板組另一方的端面露出來，能夠?qū)⑵渑c負(fù)極板的集電板焊接在一起。將這樣得到的極板組與電解液一起收容在殼體中，如果將殼體的開口部以裝有安全閥的封口板封口，就能得到堿性蓄電池。
電解液可以使用以氫氧化鉀為主溶質(zhì)溶解的堿水溶液。
在正極板與負(fù)極板的至少一方中，將用聚乙烯樹脂覆蓋的極板的第2端部設(shè)定為沒有活性物質(zhì)層的電極芯材的露出部，下面就這樣的情況進(jìn)行說明。
圖10是由第2端部沒有活性物質(zhì)層的電極芯材的露出部構(gòu)成的極板90的縱剖視圖。在圖10中，于平坦的2維結(jié)構(gòu)的芯材92的正反兩面，分別附載著活性物質(zhì)91。但實際上，芯材優(yōu)選采用被立體加工為3維結(jié)構(gòu)的金屬薄板。
在極板90的第1端部93上，設(shè)置著由芯材的露出部構(gòu)成的集電部，在與第1端部相對的第2端部94上，也設(shè)置著芯材的露出部。然后，將多孔性金屬層95與第2端部94的露出部接合在一起。由電極芯材的露出部及多孔性金屬層構(gòu)成的第2端部的厚度，一般為由電極芯材和活性物質(zhì)層構(gòu)成的極板厚度的50～100％。
沿第2端部94，涂敷含有金屬粉末及增稠劑的漿料，多孔性金屬層95可以通過干燥并燒結(jié)所述漿料來形成。另外，當(dāng)集電部由芯材的露出部構(gòu)成時，也可在其露出部接合同樣的多孔性金屬層。
金屬粉末的平均一次粒徑優(yōu)選為0.5～4μm，一次粒子優(yōu)選以鏈狀的形式連接形成3維結(jié)構(gòu)?？梢詫㈡嚪?、不銹鋼粉、鉻粉、銅粉等用作金屬粉末。
其次，在電極芯材的第1端部及第2端部以外的區(qū)域附載著活性物質(zhì)層。而且如圖11所示，在第2端部94的端面及其周邊的兩側(cè)部，設(shè)置有聚乙烯樹脂的涂膜96。在這樣得到的極板100中，多孔性金屬層具有防止活性物質(zhì)脫落之類的效果。
圖12以剖面表示極板組內(nèi)正極板的第2端部附近的結(jié)構(gòu)，其中所述極板組采用圖11的正極板組裝成而成。如圖12所示，正極板43由正極芯材41及設(shè)置在其兩面的正極活性物質(zhì)層42構(gòu)成，比正極板43與負(fù)極板44的寬度更寬的隔膜45介于兩極板之間。在正極芯材41的第2端部設(shè)置著芯材的露出部，多孔性金屬層46與該露出部接合在一起。然后，由芯材的露出部與多孔性金屬層構(gòu)成的正極板的第2端部用聚乙烯樹脂的涂膜47進(jìn)行覆蓋。由于聚乙烯樹脂是絕緣材料，所以聚乙烯樹脂的涂膜47具有防止電流在多孔性金屬層進(jìn)行集中的效果。其結(jié)果，能夠抑制與多孔性金屬層接觸的隔膜的部分退化。
此外，在芯材的露出部當(dāng)中，因為電流特別集中在集電部，因此在由芯材的露出部構(gòu)成的集電部與活性物質(zhì)層之間的邊界周圍，設(shè)置聚乙烯樹脂的涂膜也是有效的。
圖13～14表示極板組的主要部分的剖視圖，其中所述極板組在集電部與活性物質(zhì)層的邊界周圍設(shè)置著聚乙烯樹脂的涂膜。在圖13～14中，對共同的要素標(biāo)注同樣的符號。之所以只在極板組一方的端面?zhèn)仍O(shè)置聚乙烯樹脂的涂膜，是為了確保電解液的通道。但是，對于設(shè)置聚乙烯樹脂涂膜的位置，并不局限于圖13～14所示的情況。
在極板組的上端面及下端面，分別配置著正極集電板109及負(fù)極集電板110。在正極集電板109上，連接著由正極芯材119和設(shè)置在其兩面的正極活性物質(zhì)層120構(gòu)成的正極板103的集電部。正極板的集電部由正極芯材的露出部121與接合在其兩面的多孔性金屬層122構(gòu)成。另一方面，在負(fù)極集電板110上，連接著由負(fù)極芯材123與設(shè)置在其兩面的負(fù)極活性物質(zhì)層124構(gòu)成的負(fù)極板104的集電部。負(fù)極板的集電部由負(fù)極芯材的露出部127與接合在其兩面的多孔性金屬層128構(gòu)成。比正極板與負(fù)極板的寬度更寬的隔膜107介于兩極板之間。
在圖13中，正極板的第2端部沒有設(shè)置多孔性金屬層。因此，在第2端部的端面，活性物質(zhì)層露了出來。為此，該端面及其周邊的兩側(cè)部用由聚乙烯樹脂構(gòu)成的涂膜130覆蓋。而且在與正極板的第2端部相鄰接的負(fù)極板的第1端部，于多孔性金屬層128與負(fù)極活性物質(zhì)層124的邊界周圍設(shè)置著聚乙烯樹脂的涂膜140。
在圖14中，在正極板與負(fù)極板的第2端部，分別設(shè)置著多孔性金屬層133及134。因此，在正極板的第2端部的端面，多孔性金屬層133露了出來。為此，該端面及其周邊兩側(cè)部用由聚乙烯樹脂構(gòu)成的涂膜130覆蓋。而且在與正極板的第2端部相鄰接的負(fù)極板的第1端部，于負(fù)極集電部的多孔性金屬層128與負(fù)極活性物質(zhì)層124的邊界周圍設(shè)置著聚乙烯樹脂的涂膜140。
作為本發(fā)明的堿性蓄電池的一個例子，圖15表示展開圓筒形鎳氫蓄電池的一部分的縱剖視圖。在圖15的殼體74的內(nèi)部，與電解液(圖中未示出)一起收容著由通過隔膜73分隔的正極板71與負(fù)極板72卷回而成的極板組。封口板75具有正極端子76與安全閥77。安全閥77由塞住孔78的橡膠體構(gòu)成，孔78使殼體74的內(nèi)部與外部連通。當(dāng)電池內(nèi)部產(chǎn)生氣體、導(dǎo)致內(nèi)部壓力上升時，橡膠體發(fā)生變形，氣體便從殼體內(nèi)部與外部的連通孔排出。由于封口板75的周邊部配設(shè)有絕緣墊圈79，所以正極端子76與兼有負(fù)極端子的殼體74相絕緣。
在圖15中，正極集電板80焊接在極板組的上部端面。一方面，負(fù)極板的集電部以螺旋形結(jié)構(gòu)在極板組的下部端面露出來，其與負(fù)極集電板81焊接在一起。正極集電板80通過導(dǎo)線82連接在與正極端子導(dǎo)通的封口板的內(nèi)側(cè)。另一方面，負(fù)極集電板81與金屬殼體的內(nèi)底面接觸，位于極板組最外圍的負(fù)極板也與金屬制殼體的內(nèi)面相接觸。通過這些接觸，使向負(fù)極端子的集電得以進(jìn)行。
在上述的堿性電池中，至少正極板的第2端部被聚乙烯樹脂涂膜所覆蓋，該涂膜與配置在正極板兩側(cè)的隔膜熔敷在一起。因此，即使進(jìn)行反復(fù)的充放電，也能防止聚乙烯樹脂與正極活性物質(zhì)一起在正極板的寬度方向被擠出來。因此，即使在充放電反復(fù)進(jìn)行之后，也難于引起微小短路，即使保持在充電狀態(tài)，也不易引起容量降低。而且在極板的第2端部由電極芯材的露出部與多孔性金屬層構(gòu)成的情況下，利用多孔性金屬層可以防止活性物質(zhì)的脫落等問題的產(chǎn)生，同時利用聚乙烯樹脂，可以防止電流在多孔性金屬層上的集中。另外，在負(fù)極板的第2端部用聚乙烯樹脂覆蓋的情況下，也能防止來自負(fù)極板的活性物質(zhì)的脫落等問題的發(fā)生。再者，在極板的第1端部，當(dāng)用聚乙烯樹脂覆蓋集電部與活性物質(zhì)的邊界周圍時，也可以防止電流在集電部上的集中。
此外，圖2～15只不過是本發(fā)明的實施方案的例示，本發(fā)明無論在哪種方案的堿性蓄電池中都可以應(yīng)用。
實施例1(1)芯材的制作制作如圖2、3所示的具有長方形形狀的第1及第2彎曲隆起部的芯材，其中彎曲隆起部分別在芯材的正反面交互突出為凸?fàn)睢Ｔ谟呻婂兎椒ǖ玫降募冩嚥?厚度20μm、170g/m2)上，以0.5mm的間距形成垂直于其長度方向的狹縫，使由狹縫夾持的長方形部分在正反兩面交互隆起，由此該芯材的制作即告完成。在沿芯材長度方向的邊緣部，將沒有形成彎曲隆起部的素面部留作集電部。在素面部，許多溝狀的凹部15以相互平行的配置而形成波紋。實施這種加工后的芯材的表觀厚度設(shè)定為500μm。接著在加工后的芯材兩面，涂敷羰基鎳粉(INCO公司制#255)與甲基纖維素水溶液(信越化學(xué)(株)制SM400)的混合漿料，干燥后進(jìn)行燒結(jié)，以便使羰基鎳粉的涂敷量為50g/m2。之后，在由含有水蒸氣的氫與氮的混合氣體構(gòu)成的還原氣氛中，將附載有羰基鎳粉的芯材在950℃下燒結(jié)15分鐘。
(2)正極板的制作將100重量份的固溶氫氧化鎳粉末、7重量份的氫氧化鈷微粉末、21重量份的羧基甲基纖維素(CMC)水溶液(CMC濃度為1％)以及4重量份(固體成分)的橡膠膠乳(旭硝子(株)制的Aflas 150)混合，配制正極料漿。
利用模壓涂布機(jī)將所述正極料漿涂敷在所述芯材上，接著用100℃的熱風(fēng)將其干燥2分鐘，由此便形成活性物質(zhì)層。然后，采用輥式擠壓機(jī)，對附載有活性物質(zhì)層的芯材進(jìn)行壓延，使其厚度為400μm，裁切為長度375mm×寬度35mm的尺寸后，便得到正極板。此外，在成為正極集電部的芯材的素面部，殘留有1mm寬的未附載活性物質(zhì)層的部分。
(3)聚乙烯樹脂的涂敷將熔點為100℃的聚乙烯樹脂的水分散液(三井化學(xué)(株)制，固體成分為60重量％)、與甲基纖維素水溶液(信越化學(xué)(株)制SM400，甲基纖維素濃度為4重量％)以重量比為1∶4的比例進(jìn)行混合，便配制出聚乙烯樹脂的稀釋分散液。
在容器中裝滿聚乙烯樹脂的稀釋分散液，在其液面附近設(shè)置可以旋轉(zhuǎn)的直徑為300mm的滾筒。此時對滾筒進(jìn)行配置，使垂直于旋轉(zhuǎn)軸的滾筒斷面的75％位于液面之下。然后，使?jié)L筒旋轉(zhuǎn)，便在滾筒表面附著有聚乙烯樹脂的稀釋分散液的涂膜。
接著相對于滾筒表面垂直地配置正極板，使與正極板的集電部相對的端部與附著在滾筒表面的水分散液的涂膜相接觸，同時向滾筒表面的切線方向移動。滾筒表面的移動方向與正極板相同，移動速度也一樣設(shè)定為40mm/sec。其結(jié)果，聚乙烯樹脂的稀釋分散液可以均勻涂敷在與正極板的集電部相對的端面及其周邊的兩側(cè)部。
涂敷有聚乙烯樹脂稀釋分散液的正極板在110℃的溫度下加熱1分鐘，使聚乙烯樹脂與正極板熔敷在一起。這樣在正極板的端面形成的聚乙烯樹脂的涂膜厚度為10μm。另外，在從其端面到距端面高度0.5mm的正極板的側(cè)部，也形成有聚乙烯樹脂的涂膜。
(4)負(fù)極板的制作將表面鍍覆有鎳的鐵箔(厚度60μm)用作負(fù)極的芯材。在該芯材的兩面涂敷以儲氫合金為主成分含有的負(fù)極漿料，干燥并壓延后，裁切為預(yù)定的尺寸，便得到了負(fù)極板。在與負(fù)極板的長度方向平行的端部的一方使負(fù)極芯材露出來，將其作為負(fù)極板的集電部。
(5)電池的制作卷繞通過實施了親水處理的聚丙烯制隔膜分隔的正極板與負(fù)極板，便制作出極板組。此時，使正極板的集電部及負(fù)極板的集電部以螺旋形結(jié)構(gòu)分別在極板組的一方的端面及另一方的端面露出來。將這樣得到的極板組升溫到110℃，保持1分鐘，便將覆蓋在與正極板的集電部相對的端部的聚乙烯樹脂與隔膜熔敷在一起。然后，將鍍鎳鋼板制的集電板與在極板組的各端面露出來的各集電部焊接在一起。將焊接有集電板的極板組插入到SC尺寸的殼體內(nèi)，將以31重量％氫氧化鉀為主溶質(zhì)溶解形成的堿水溶液為電解液注入殼體，采用封口板對殼體進(jìn)行封口，便制作出公稱容量為3300mAh的實施例1的圓筒形鎳氫蓄電池。
實施例2(1)芯材的制作制作如圖2、3所示的具有長方形形狀的第1及第2彎曲隆起部的芯材，其中彎曲隆起部分別在芯材的正反面交互突出為凸?fàn)?。在由電鍍方法得到的純鎳?厚度20μm、170g/m2)上，以0.5mm的間距形成垂直于其長度方向的狹縫，使由狹縫夾持的長方形部分在正反兩面交互隆起，由此該芯材的制作即告完成。在沿芯材長度方向的兩邊緣部，將沒有形成彎曲隆起部的素面部留作集電部和第2端部。在素面部，許多溝狀的凹部15以相互平行的配置而形成波紋。實施這種加工后的芯材的表觀厚度設(shè)定為500μm。接著在加工后的芯材兩面，涂敷羰基鎳粉(INCO公司制#255)與甲基纖維素水溶液(信越化學(xué)(株)制SM400)的混合漿料，干燥后使羰基鎳粉的涂敷量為50g/m2。
再者，將羰基鎳粉(INCO公司制#255)與甲基纖維素水溶液(信越化學(xué)(株)制SM400)的混合漿料以1.0mm的寬度，用分配器涂布在應(yīng)該成為正極芯材第2端部的地方，然后進(jìn)行干燥，使燒結(jié)后的厚度(包含鎳箔的厚度)為400μm。之后，在由含有水蒸氣的氫與氮的混合氣體構(gòu)成的還原氣氛中，將附載有羰基鎳粉的芯材在950℃下燒結(jié)15分鐘。
(2)正極板的制作將100重量份的固溶氫氧化鎳粉末、7重量份的氫氧化鈷微粉末、21重量份的羧基甲基纖維素(CMC)水溶液(CMC濃度為1％)以及4重量份(固體成分)的橡膠膠乳(旭硝子(株)制的Aflas 150)混合，配制正極料漿。
利用模壓涂布機(jī)將所述正極料漿涂敷在所述芯材上，接著用100℃的熱風(fēng)將其干燥2分鐘，由此便形成活性物質(zhì)層。然后，采用輥式擠壓機(jī)，對附載有活性物質(zhì)層的芯材進(jìn)行壓延，使其厚度為400μm，裁切為長度375mm×寬度35mm的尺寸后，便得到正極板。此外，在成為正極集電部的芯材的素面部和成為第2端部的素面部，殘留有1mm寬的未附載活性物質(zhì)層的部分。
(3)聚乙烯樹脂的涂敷將熔點為100℃的聚乙烯樹脂的水分散液(三井化學(xué)(株)制，固體成分為60重量％)、與甲基纖維素水溶液(信越化學(xué)(株)制SM400，甲基纖維素濃度為4重量％)以重量比為1∶4的比例進(jìn)行混合，便配制出聚乙烯樹脂的稀釋分散液。
在容器中裝滿聚乙烯樹脂的稀釋分散液，在其液面附近設(shè)置可以旋轉(zhuǎn)的直徑為300mm的滾筒。此時對滾筒進(jìn)行配置，使垂直于旋轉(zhuǎn)軸的滾筒斷面的75％位于液面之下。然后，使?jié)L筒旋轉(zhuǎn)，便在滾筒表面附著有聚乙烯樹脂的稀釋分散液的涂膜。
接著相對于滾筒表面垂直地配置正極板，使與正極板的集電部相對的第2端部與附著在滾筒表面的水分散液的涂膜相接觸，同時向滾筒表面的切線方向移動。滾筒表面的移動方向與正極板相同，移動速度也一樣設(shè)定為60mm/sec。其結(jié)果，聚乙烯樹脂的稀釋分散液可以均勻涂敷在與正極板的集電部相對的、露出多孔性金屬層的端面及其周邊的兩側(cè)部。
涂敷有聚乙烯樹脂稀釋分散液的正極板在110℃的溫度下加熱1分鐘，使聚乙烯樹脂與正極板熔敷在一起。這樣在正極板的端面形成的聚乙烯樹脂的涂膜厚度為10μm。另外，在從其端面到距端面高度1.2mm的正極板的側(cè)部，也形成有聚乙烯樹脂的涂膜。
(4)負(fù)極板的制作將表面鍍覆有鎳的鐵箔(厚度60μm)用作負(fù)極的芯材。在該芯材的兩面涂敷以儲氫合金為主成分含有的負(fù)極漿料，干燥并壓延后，裁切為預(yù)定的尺寸，便得到了負(fù)極板。在與負(fù)極板的長度方向平行的端部的一方使負(fù)極芯材露出來，將其作為負(fù)極板的集電部。
(5)電池的制作卷繞通過實施了親水處理的聚丙烯制隔膜分隔的正極板與負(fù)極板，便制作出極板組。此時，使正極板的集電部及負(fù)極板的集電部以螺旋形結(jié)構(gòu)分別在極板組的一方的端面及另一方的端面露出來。將這樣得到的極板組升溫到110℃，保持1分鐘，便將覆蓋在與正極板的集電部相對的端部的聚乙烯樹脂與隔膜熔敷在一起。然后，將鍍鎳鋼板制的集電板與在極板組的各端面露出來的各集電部焊接在一起。將焊接有集電板的極板組插入到SC尺寸的殼體內(nèi)，將以31重量％氫氧化鉀為主溶質(zhì)溶解形成的堿水溶液為電解液注入殼體，采用封口板對殼體進(jìn)行封口，便制作出公稱容量為3300mAh的實施例2的圓筒形鎳氫蓄電池。
比較例1不用聚乙烯樹脂覆蓋與正極板的集電部相對的端部，除此之外，其它與實施例1一樣，制作比較例1的電池。
比較例2制作出極板組之后，不進(jìn)行將覆蓋在與正極板的集電部相對的端部的聚乙烯樹脂與隔膜熔敷在一起的工序，除此之外，其它與實施例1一樣，制作比較例2的電池。
比較例3不用聚乙烯樹脂覆蓋與正極板的集電部相對的端部，除此之外，其它與實施例2一樣，制作比較例3的電池。
電池的評價對于上面制作的實施例的電池與比較例的電池，實施以下2個循環(huán)的初始充放電即以0.1C的充電速度充電15個小時，再以0.2C的放電速度放電4個小時。之后，在45℃進(jìn)行為期3天的老化處理(促進(jìn)負(fù)極合金的活化)。
之后，反復(fù)進(jìn)行通常的充放電循環(huán)。在通常的充放電循環(huán)中，使用dT/dt(dT＝1.5℃、dt＝30秒)的控制方式以1C的充電速度進(jìn)行充電之后，以10A的放電電流放電至電池電壓達(dá)到0.8V為止。
其中，每經(jīng)歷50個循環(huán)，就以1C的充電速度充電到公稱容量的120％(即72分鐘)，放置1小時之后，以1C的放電速度放電至電池電壓達(dá)到1.0V為止。這時得到的容量稱之為C-1h。
接著再次以1C的充電速度進(jìn)行充電到公稱容量的120％，放置72小時之后，以1C的放電速度放電至電池電壓達(dá)到1.0V為止。這時得到的容量稱之為C-72h。
在此，以百分率求出C-72h相對于C-1h的比例(C-72h/C-1h)。以下將該值稱之為放置后的容量維持率。圖16表示放置后的容量維持率與循環(huán)數(shù)之間的關(guān)系。
在圖16中，比較例1的電池放置后的容量維持率(C1)及比較例2的電池放置后的容量維持率(C2)經(jīng)歷80～200個循環(huán)便達(dá)到60％或以下。另一方面，實施例1的電池放置后的容量維持率(A)即使超過450循環(huán)，仍保持在60％或以上。再者，實施例2的電池放置后的容量維持率(B)即使超過650循環(huán)，仍保持在60％或以上。
之所以產(chǎn)生這樣的差別，是因為極板隨著充放電的反復(fù)進(jìn)行而出現(xiàn)膨脹。一般認(rèn)為在比較例1中，正極活性物質(zhì)在極板的寬度方向被擠出來，在比較例2中，樹脂涂膜與正極活性物質(zhì)一起在極板的寬度方向被擠出來。而且在比較例1、2中，一般認(rèn)為正極活性物質(zhì)在正極板及與其對置的負(fù)極板之間引起短路。
比較例3的電池放置后的容量維持率(C3)經(jīng)歷450個循環(huán)便大幅度降低。一般認(rèn)為在比較例3的電池中，由于正極板的第2端部受到堅固的多孔性金屬層的保護(hù)，所以即使極板發(fā)生膨脹，也不會出現(xiàn)正極活性物質(zhì)在寬度方向被擠出來、產(chǎn)生脫落這樣的問題。另一方面，正極板的多孔性金屬層由于通過隔膜與負(fù)極板相對置，所以電流容易在多孔性金屬層上集中。因此，一般認(rèn)為通過反復(fù)進(jìn)行充放電循環(huán)，促進(jìn)了隔膜與多孔性金屬層相接觸的部分發(fā)生退化。
在實施例2的電池的情況下，由于多孔性金屬層的表面用絕緣材料即聚乙烯樹脂涂膜覆蓋著，所以阻斷了流向多孔性金屬層的電流路徑。因此，電流不會在多孔性金屬層上集中，即使反復(fù)進(jìn)行充放電循環(huán)，也能抑制與多孔性金屬層接觸的隔膜部分的退化。一般認(rèn)為由此使放置后的容量維持率得以改善。
根據(jù)本發(fā)明，利用簡單的方法就可以有效地防止正極活性物質(zhì)與負(fù)極板之間的短路和活性物質(zhì)的脫落，所以能夠以低成本提供高性能的堿性蓄電池。
權(quán)利要求
1.一種堿性電池，其由正極板、負(fù)極板、介于所述正極板與負(fù)極板之間的隔膜以及堿性電解液構(gòu)成，其中，所述正極板與負(fù)極板各自的第1端部成為集電部；至少在正極板的與所述第1端部相對的至少第2端部，用聚乙烯樹脂覆蓋端面及其周邊的兩側(cè)部；設(shè)置在所述正極板第2端部的聚乙烯樹脂的涂膜與配置在其兩側(cè)的隔膜熔敷在一起。
2.如權(quán)利要求1所述的堿性蓄電池，其中至少在所述負(fù)極板的所述第2端部上，其端面及其周邊的兩側(cè)部被聚乙烯樹脂所覆蓋。
3.如權(quán)利要求1所述的堿性蓄電池，其中所述聚乙烯樹脂的熔點為120℃或以下。
4.如權(quán)利要求1所述的堿性蓄電池，其中所述聚乙烯樹脂的涂膜厚度在所述端面上為5～50μm。
5.如權(quán)利要求1所述的堿性蓄電池，其中所述正極板與負(fù)極板的至少一方由電極芯材及附載在所述電極芯材上的活性物質(zhì)層構(gòu)成，用所述聚乙烯樹脂覆蓋的所述第2端部由沒有所述活性物質(zhì)層的所述電極芯材的露出部構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求5所述的堿性蓄電池，其中多孔性金屬層接合在所述第2端部的電極芯材露出部上。
7.如權(quán)利要求6所述的堿性蓄電池，其中由所述電極芯材的露出部及所述多孔性金屬層構(gòu)成的所述第2端部的厚度，是由所述電極芯材及所述活性物質(zhì)層構(gòu)成的極板厚度的50～100％。
8.如權(quán)利要求5所述的堿性蓄電池，其中在所述正極板與負(fù)極板的至少一方中，所述集電部由沒有所述活性物質(zhì)層的所述電極芯材的露出部構(gòu)成，并且至少是所述集電部與所述活性物質(zhì)層的邊界周圍被聚乙烯樹脂所覆蓋。
9.如權(quán)利要求6或8所述的堿性蓄電池，其中多孔性金屬層接合在所述集電部的所述電極芯材的露出部上，并且所述多孔性金屬層的一部分用靠近所述露出部的所述活性物質(zhì)層的端部來覆蓋。
10.如權(quán)利要求5所述的堿性蓄電池，其中所述電極芯材由進(jìn)行過板條加工或沖孔加工的金屬箔或金屬薄板構(gòu)成；所述金屬箔或金屬薄板具有形成為矩陣狀的狹縫；將一對狹縫之間的長方形部分，沿著一個方向在正反面交互突出而形成為第1及第2彎曲隆起部。
11.一種堿性蓄電池的制造方法，其中堿性蓄電池由正極板、負(fù)極板、介于所述正極板與負(fù)極板之間的隔膜以及堿性電解液構(gòu)成，所述制造方法具有下述工序(a)制作在第1端部具有集電部的正極板、和在第1端部具有集電部的負(fù)極板的工序，(b)至少在所述正極板的與所述第1端部相對的至少第2端部，將端面及其周邊的兩側(cè)部用聚乙烯樹脂覆蓋的工序，(c)層疊或卷繞通過所述隔膜分隔的所述正極板與負(fù)極板而制造極板組的工序，以及(d)將附載有所述聚乙烯樹脂的第2端部加熱，使所述聚乙烯樹脂的涂膜與配置在其兩側(cè)的隔膜熔敷在一起的工序。
12.如權(quán)利要求11所述的堿性蓄電池的制造方法，其中所述工序(b)由把聚乙烯樹脂的水分散液涂敷在所述端面及其周邊的兩側(cè)部上的工序構(gòu)成。
13.如權(quán)利要求12所述的堿性蓄電池的制造方法，其中將聚乙烯樹脂的水分散液涂敷在所述端面及其周邊的兩側(cè)部的工序由以下工序構(gòu)成把所述聚乙烯樹脂的水分散液從一個方向連續(xù)提供給旋轉(zhuǎn)著的滾筒表面，且在所述滾筒表面設(shè)置預(yù)定厚度的涂膜的工序；以及使所述端面及其周邊的兩側(cè)部與所述涂膜接觸，同時使相對于所述滾筒表面垂直配置的所述極板向所述滾筒的切線方向移動的工序。
14.如權(quán)利要求12所述的堿性蓄電池的制造方法，其中在所述聚乙烯樹脂的水分散液中，溶解甲基纖維素將其作為增稠劑及聚乙烯樹脂的抗沉降劑。
15.如權(quán)利要求11所述的堿性蓄電池的制造方法，其中所述工序(a)具有如下工序沿著電極芯材的與所述第1端部相對的至少第2端部，涂敷含有金屬粉末及增稠劑的漿料，并將所述漿料進(jìn)行干燥和燒結(jié)，從而形成多孔性金屬層的工序；以及留出所述電極芯材的至少所述第1端部和第2端部，將活性物質(zhì)層附載在所述電極芯材上的工序。
16.如權(quán)利要求15所述的堿性蓄電池的制造方法，其中所述工序(a)具有沿著電極芯材的第1端部涂敷所述漿料，將所述漿料進(jìn)行干燥和燒結(jié)，從而形成多孔性金屬層的工序。
全文摘要
一種堿性電池，其由正極板、負(fù)極板、介于所述正極板與負(fù)極板之間的隔膜以及堿性電解液構(gòu)成，其中，所述正極板與負(fù)極板各自的第1端部成為集電部；至少在正極板的與所述第1端部相對的至少第2端部，用聚乙烯樹脂覆蓋端面及其周邊的兩側(cè)部；設(shè)置在所述正極板第2端部的聚乙烯樹脂的涂膜與配置在其兩側(cè)的隔膜熔敷在一起。
文檔編號H01M4/24GK1720635SQ200480001648
公開日2006年1月11日 申請日期2004年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月22日
發(fā)明者村岡芳幸, 中井晴也, 宮久正春 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社