[发明专利]二次电池用电极及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于碱性蓄电池等的二次电池用电极及电极的制造方法，更详细地说，涉及使电极的集电性提高、并且抑制卷绕时的短路的技术。

背景技术

二次电池、特别是碱性蓄电池具有恒定的容量密度，并且对过度充电和不规则模式的充放电的耐受性高，因此其用途以艰巨用途为中心，正不断扩大。

碱性蓄电池用电极大致分为涂浆式电极和烧结式电极。近年来，从高容量化的观点出发，在海绵状金属多孔体和镍纤维无纺布等三维金属多孔体的空隙中填充以活性物质作为主体的浆料而成的涂浆式电极被应用作碱性蓄电池的正极。

这些三维金属多孔体的多孔度(空隙体积占全部体积的比率)为约95％，并且空隙的孔径最大也达到数百μm，因此能够直接并大量地填充上述浆料。但是，为了得到高容量的涂浆式电极，当随意地提高多孔度而更多地填充浆料时，填充了浆料的部分的金属比例变得过低，从而集电性降低，结果二次电池的放电特性降低。

对于这些课题，通过研究三维金属多孔体的结构(参照专利文献1)、研究浆料的填充方法(参照专利文献2)，提出了下述的技术：实现仅在三维金属多孔体的厚度方向的单侧填充活性物质、在未填充活性物质的另一侧具有集电性的电极结构，从而提高二次电池的放电特性。图2是这种二次电池用电极的示意截面图。

专利文献1：日本特开2000-208144号公报

专利文献2：日本专利第2976863号公报

但是，使用了三维金属多孔体的涂浆式电极在与对电极和隔膜一同卷绕成螺旋状并装入圆筒罐内时，在曲率大的卷绕芯的附近容易产生裂纹。应用专利文献1～2的技术制得的电极如图2所示，金属的存在比率高的部位30(以下称为金属富集层)仅集中地分布于三维金属多孔体10的单侧表面。该金属富集层30自身与填充了活性物质的部位相比较，对于应力具有自由度，因此对弯曲的耐受性高，难以产生由卷绕引起的裂纹。但是，在三维金属多孔体的表面，金属骨架不规则且不连续地存在。由此，变得容易发生在卷绕时金属富集层的不连续的金属骨架从电极表面突出而破坏隔膜、从而与对电极接触而引起的内部短路。特别是电极的端面由于切断加工而存在大量不连续的金属骨架，因此变得更加容易发生内部短路。

发明内容

本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于，通过在电极中优化具有集电性的金属富集层的配置，从而提供抗短路性和集电性两者均高的二次电池用电极。

用于达到上述目的的本发明的二次电池用电极是在三维金属多孔体的空隙中填充活性物质而成的电极，在除三维金属多孔体的厚度方向的表层部之外的部位，设有金属密度比其它部位高的金属富集层。

用于得到上述二次电池用电极的本发明的二次电池用电极的制造方法是在使带状的三维金属多孔体移动的同时，在其空隙中填充以活性物质作为主体的浆料，该制造方法包括：第1工序，以在所述三维金属多孔体的内部留有未填充浆料的部位的方式，从与所述三维金属多孔体的两个表面相面对地配置的一对浆料排出喷嘴排出浆料来制造电极前体；第2工序，将所述电极前体进行干燥；和第3工序，将干燥后的电极前体进行轧制。

如上所述制得的本发明的二次电池用电极的具有不连续的金属骨架的金属富集层并不位于电极的表层部，因此能够防止由卷绕时金属富集层的不连续的金属骨架从电极表面突出而破坏隔膜、与对电极接触而引起的内部短路。

根据本发明，由于能够优化地配置具有集电性的金属富集层，因而能够提供抗短路性和集电性两者均高的二次电池用电极和使用了该电极的高性能二次电池。

附图说明

图1是本发明的一实施方式中的二次电池用电极的示意截面图。

图2是现有的二次电池用电极的示意截面图。

图3是本发明的另外的实施方式中的二次电池用电极的示意截面图。

图4是示出了本发明的二次电池用电极的制造方法中的第1工序的示意截面图。

具体实施方式

对于用于实施本发明的最佳方式，参照附图进行详细说明。

本发明的二次电池用电极是在三维金属多孔体的空隙中填充活性物质而成的，其中在除三维金属多孔体的厚度方向的表层部之外的部位设有金属密度比其它部位高的金属富集层。

图1是示出了本发明的一实施方式中的二次电池用电极的示意截面图。通过在三维金属多孔体1的空隙填充活性物质2而构成电极，并在除三维金属多孔体1的表层部之外的部位设置金属密度比其它部位高的金属富集层3。