(57)【要約】【課題】活物質層の剥離や脱落を抑制でき、厚みが薄く、活物質と金属箔との電気抵抗の低いバイポーラ電極及びこのバイポーラ電極を備えたアルカリ蓄電池を提供する。【解決手段】バイポーラ電極１は、金属箔２と、金属箔２の表側面２１上に設けられた第１活物質層３と、金属箔２の裏側面２２上に設けられた第２活物質層４とを有している。金属箔２は、多数の突起２１１を備えた表側面２１と、平坦な裏側面２２とを有している。第１活物質層３は、平坦面に対する接着性が第２活物質層４よりも低い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の突起を備えた表側面と、平坦な裏側面とを有する金属箔と、
上記表側面上に設けられた第１活物質層と、
上記裏側面上に設けられた第２活物質層とを有し、
上記第１活物質層は、上記第２活物質層よりも平坦面に対する接着性が低い、バイポーラ電極。
【請求項２】
上記突起は、その側周面に無秩序に形成された凹凸を有している、請求項１に記載のバイポーラ電極。
【請求項３】
上記突起は、上記金属箔の厚み方向の断面において、１〜１５μｍの高さを有するとともに、１〜５μｍの幅を有している、請求項１または２に記載のバイポーラ電極。
【請求項４】
上記突起は、上記金属箔の厚み方向における基部と先端部との間に、上記基部よりも外方にせり出したせり出し部を有している、請求項１〜３のいずれか１項に記載のバイポーラ電極。
【請求項５】
上記裏側面の算術平均粗さＲａは０．５０μｍ以下である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のバイポーラ電極。
【請求項６】
上記第１活物質層は、球状を呈する第１活物質を含んでいる、請求項１〜５のいずれか１項に記載のバイポーラ電極。
【請求項７】
上記第１活物質の体積平均粒径Ｄ50は４〜２０μｍである、請求項１〜６のいずれか１項に記載のバイポーラ電極。
【請求項８】
上記第２活物質層は、多面体状を呈する第２活物質を含んでいる、請求項１〜７のいずれか１項に記載のバイポーラ電極。
【請求項９】
上記第１活物質は正極活物質であり、上記第２活物質は負極活物質である、請求項１〜８のいずれか１項に記載のバイポーラ電極。
【請求項１０】
複数の電極がセパレータを介して積層された電極組立体を有するアルカリ蓄電池であって、
上記電極組立体は、
その積層方向の両端にそれぞれ配置された終端電極と、
これらの終端電極の間に配置された、請求項１〜９のいずれか１項に記載のバイポーラ電極とを有している、アルカリ蓄電池。
【請求項１１】
ニッケル水素蓄電池である、請求項１０に記載のアルカリ蓄電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイポーラ電極及びこのバイポーラ電極を有するアルカリ蓄電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルカリ蓄電池等の蓄電装置における電極として、金属箔と、この金属箔の一方の面に塗布された正極活物質層と、他方の面に塗布された負極活物質層とを有するバイポーラ電極が用いられることがある。蓄電装置の性能劣化を長期間に亘って抑制する観点から、バイポーラ電極では金属箔からの活物質層の剥離や脱落を抑制することが重要である。活物質層の剥離や脱落は、球状の活物質を含む場合に起こりやすい傾向がある。
【０００３】
活物質層には、通常、活物質同士、あるいは活物質と金属とを接着するためのバインダが含まれている。しかし、バインダの含有量が多くなると、蓄電装置の容量や出力の低下、内部抵抗の増大等を招く恐れがある。そこで、バインダの含有量を増やすことなく金属箔からの活物質層の剥離や脱落を抑制するために、両面にこぶ状突起が形成された金属箔を有するバイポーラ電極が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−３１４５６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、蓄電装置に接続されるモータ等の負荷容量の増大に伴い、エネルギー密度を更に高めることが要求されている。そのため、バイポーラ電極の厚み及び活物質と金属箔との電気抵抗の更なる低減が切望されている。
【０００６】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、活物質層の剥離や脱落を抑制でき、厚みが薄く、活物質と金属箔との電気抵抗の低いバイポーラ電極及びこのバイポーラ電極を備えたアルカリ蓄電池を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、多数の突起を備えた表側面と、平坦な裏側面とを有する金属箔と、
上記表側面上に設けられた第１活物質層と、
上記裏側面上に設けられた第２活物質層とを有し、
上記第１活物質層は、上記第２活物質層よりも平坦面に対する接着性が低い、バイポーラ電極にある。
【発明の効果】
【０００８】
上記バイポーラ電極は、活物質を保持する集電体として、表側面に多数の突起を備え、裏側面が平坦な上記金属箔を採用している。そして、突起を備えた表側面上には、第２活物質層よりも平坦面に対する接着性が低い第１活物質層が設けられている。表側面においては、突起同士の間に第１活物質層の一部が入り込み、両者が絡み合ったような状態を実現することができる。その結果、金属箔の表側面と第１活物質層との接着性を十分に向上させることができ、第１活物質層の金属箔からの剥離や脱落を抑制することができる。
【０００９】
また、平坦な裏側面上には、第１活物質層よりも平坦面に対する接着性が高い第２活物質層が設けられている。それ故、表側面のような突起を設けることなく、金属箔の裏側面と第２活物質層との接着性を十分に向上させることができ、第２活物質層の金属箔からの剥離や脱落を抑制することができる。
【００１０】
そして、上記バイポーラ電極においては、金属箔の表面形状と活物質層との組み合わせを上記のように選択したことにより、比較的剥離や脱落が起こりやすい上記第１活物質層と、比較的剥離や脱落が起こりにくい上記第２活物質層との両方について、必要十分な接着性を容易に得ることができる。
【００１１】
更に、裏側面を平坦面とすることにより、表側面と裏側面の両面に突起を設ける場合に比べて、金属箔全体の厚みを薄くすることができ、ひいてはバイポーラ電極全体の厚みを薄くすることができる。そして、蓄電装置に、上記バイポーラ電極を含む複数の電極が積層された電極組立体を組み込むことにより、その積層方向における電極組立体の寸法、ひいては蓄電装置の寸法を容易に低減することができる。
【００１２】
また、上記バイポーラ電極は、上述したように、上記各活物質層の剥離や脱落を抑制するために必要十分な接着性を容易に得ることができるため、バインダを増量する必要がない。それ故、上記バイポーラ電極は、活物質と金属箔との電気抵抗を低減することができる。
【００１３】
以上のように、上記バイポーラ電極は、活物質層の剥離や脱落の抑制、厚みの低減及び活物質と金属箔との電気抵抗の低減という作用効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１における、バイポーラ電極の要部を示す断面図である。
【図２】図１における、金属箔の表側面近傍の拡大図である。
【図３】実施例２における、アルカリ蓄電池の要部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
上記バイポーラ電極において、金属箔としては、例えば、ニッケル箔を採用することができる。突起を含めた金属箔全体の厚さは、例えば１０〜１００μｍの範囲で適宜設定することができる。突起の形成は、例えば、両面が平坦な金属箔における一方の表面に表面処理を施し、当該表面を粗面化することにより行うことができる。金属箔の粗面化のための表面処理としては、例えば、エッチング処理やめっき処理等の化学的処理、スパッタリング等の物理的処理、研磨処理等の機械的処理等の公知の表面処理を適用することができる。
【００１６】
多数の突起は、上記金属箔から無秩序に突出している。例えば、突起は、金属箔の厚み方向に突出していてもよく、厚み方向から若干傾いた方向に突出していてもよい。また、突起の高さや太さ、あるいは隣り合う突起の間隔は一定でなくてもよい。更に、突起は、その側周面に形成された凸部を介して隣り合う突起に繋がっていてもよい。このように、無秩序に突出した突起を設けることにより、突起同士の間に第１活物質層の一部が入り込む状態をより容易に実現し、第１活物質層の剥離や脱落をより効果的に抑制することができる。
【００１７】
また、突起は、その側周面に無秩序に形成された凹凸を有していることが好ましい。この場合には、第１活物質層を上記表側面上に塗布した後に第１活物質層にプレスを施すことにより、第１活物質層をこの凹凸に沿って変形させ、第１活物質層をより強固に突起に保持することができる。その結果、第１活物質層と金属箔とをより強固に接着し、第１活物質層の剥離や脱落をより効果的に抑制することができる。
【００１８】
上記突起は、上記金属箔の厚み方向の断面において、１〜１５μｍの高さを有するとともに、１〜５μｍの幅を有していてもよい。この場合には、突起同士の間に第１活物質層の一部が入り込む状態をより容易に実現することができる。その結果、第１活物質層と金属箔とをより強固に接着し、第１活物質層の剥離や脱落をより効果的に抑制することができる。
【００１９】
上記突起は、上記金属箔の厚み方向における基部と先端部との間に、上記基部よりも外方にせり出したせり出し部を有していることが好ましい。せり出し部としては、例えば、突起の側周面に形成された凸部や、金属箔の厚み方向から若干傾いた方向に突出している突起の先端部等がある。
【００２０】
突起がせり出し部を有する場合には、せり出し部と基部との間がせり出し部よりも内側に陥没している。そのため、例えば、第１活物質層を上記表側面上に塗布した後に第１活物質層にプレスを施すことにより、第１活物質層の一部をこの陥没部に噛み込ませ、第１活物質層をより強固に突起に保持することができる。その結果、第１活物質層と金属箔とをより強固に接着し、第１活物質層の剥離や脱落をより効果的に抑制することができる。
【００２１】
金属箔の裏側面は、突起を有しない平坦面である。裏側面の算術平均粗さＲａは、０．５０μｍ以下とすることができる。なお、上記算術平均粗さＲａは、触針式表面粗さ測定器を用い、ＪＩＳ  Ｂ０６０１：２０１３に準拠した測定方法により得られる値である。
【００２２】
一方、上記表側面については、ＪＩＳ  Ｂ０６０１：２０１３に準拠した触針式表面粗さ測定器を用いた測定により、算術平均粗さＲａの値を得ること自体は可能である。しかし、表側面は多数の突起を有するため、正確な粗さ曲線を得ることが困難である。従って、上述した測定を行っても、表側面の正確な算術平均粗さＲａの値を得ることはできない。触針式表面粗さ測定器を用いた測定により得られる表側面の算術平均粗さＲａの実測値は、多数の突起の先端を滑らかに繋いだような仮想的な面に対する測定値であると考えられる。
【００２３】
上述した表側面の算術平均粗さＲａの実測値は１．０〜２．０μｍであることが好ましい。この場合には、突起同士の間に第１活物質層の一部が入り込む状態をより容易に実現することができる。その結果、第１活物質層と金属箔とをより強固に接着し、第１活物質層の剥離や脱落をより効果的に抑制することができる。上記の作用効果をより確実に得る観点からは、上述した表側面の算術平均粗さＲａの実測値を１．２５〜１．７５μｍとすることがより好ましい。
【００２４】
第１活物質層は、通常、第１活物質と、バインダとを含んでいる。また、第１活物質層は、更に、必要に応じて導電助剤等の公知の添加剤を含んでいてもよい。第１活物質層の厚みは、所望する電極特性に応じて適宜設定することができる。例えば、第１活物質層の厚みは、３０〜１５０μｍとすることができる。
【００２５】
第１活物質層は、第２活物質層に比べて平坦面に対する接着性が低い。ここで、平坦面に対するこれらの活物質層の接着性は、例えば、ＪＩＳ  Ｋ５７００−５−７：２０１４に規定するプルオフ法により評価することができる。平坦面に対する活物質層の接着性は、活物質層の空隙率、活物質層中のバインダの種類や量等によって変化する。例えば、第１活物質層の空隙率が第２活物質層よりも大きい場合や、第１活物質層中のバインダの量が第２活物質層に比べて少ない場合には、平坦面に対する第１活物質層の接着性が第２活物質層に比べて低くなりやすい。
【００２６】
第１活物質層には、球状の第１活物質が含まれていてもよい。球状を呈する活物質を含む活物質層内においては、活物質同士の間に形成される隙間が比較的大きくなりやすい。それ故、球状の第１活物質を含む第１活物質層は、空隙率が比較的大きくなることにより、平坦面に対する接着性の低下を招きやすい。このような第１活物質層を多数の突起を備えた表側面上に設けることにより、突起同士の間に球状の第１活物質層の一部が入り込み、両者が絡み合ったような状態を実現することができる。その結果、金属箔の表側面と第１活物質層との接着性を十分に向上させることができる。
【００２７】
上述した球状には、例えば、球形、回転楕円体及び一般的な感覚として球状と認識できる程度にこれらの形状を変形した形状が含まれる。また、第１活物質は、単粒子であってもよく、多数の単粒子が集合することにより上述した球状を呈する凝集体であってもよい。球状の第１活物質としては、例えば、球状水酸化ニッケル、球状黒鉛、球状水素吸蔵合金等がある。
【００２８】
上記第１活物質の体積平均粒径Ｄ50は４〜２０μｍであることが好ましい。この場合には、突起同士の間に第１活物質層の一部が入り込む状態をより容易に実現することができる。その結果、第１活物質層と金属箔とをより強固に接着し、第１活物質層の剥離や脱落をより効果的に抑制することができる。
【００２９】
ここで、第１活物質の体積平均粒径Ｄ50は、体積基準の粒子径分布に基づいて算出されるメジアン径（累積５０％粒径）とする。体積基準の粒子径分布は、例えば、レーザ回折散乱法により測定することができる。
【００３０】
第２活物質層は、通常、第２活物質と、バインダとを含んでいる。また、第２活物質層は、更に、必要に応じて導電助剤等の公知の添加剤を含んでいてもよい。第２活物質層の厚みは、所望する電極特性に応じて適宜設定することができる。例えば、第２活物質層の厚みは、３０〜１５０μｍとすることができる。
【００３１】
第２活物質層には、多面体状の第２活物質が含まれていてもよい。多面体状の活物質は、球状の活物質に比べて、活物質同士の間に形成される隙間を小さくすることができる。それ故、多面体状の第２活物質を含む第２活物質層は、空隙率を比較的小さくし、平坦面に対する接着性を高くすることができる。このような第２活物質層を平坦な裏側面上に設けることにより、表側面のような突起を設けることなく、金属箔の裏側面と第２活物質層との接着性を十分に向上させることができる。
【００３２】
ここで、上述した多面体状とは、表面に多数の平面や突起を含んだ形状をいう。第２活物質を構成する粒子としては、より具体的には、柱状粒子、板状粒子、針状粒子、及び多数の平面や突起が連なってなる不定形粒子等が含まれる。不定形粒子は、例えば、金属や無機物の塊を粉砕することにより作製することができる。
【００３３】
また、第２活物質は、単粒子であってもよく、多数の単粒子が集合することにより上述した多面体状を呈する凝集体であってもよい。多面体状の第２活物質としては、例えば、水素吸蔵合金粉末等がある。
【００３４】
上記バイポーラ電極においては、上記第１活物質を正極活物質とし、上記第２活物質を負極活物質とすることができる。正極活物質としては、例えば、水酸化ニッケル（Ｎｉ（ＯＨ）2）を使用することができる。また、負極活物質としては、例えば、水素吸蔵合金粉末を使用することができる。
【００３５】
上述したバイポーラ電極を含む複数の電極を、セパレータを介して積層することにより、アルカリ蓄電池の電極組立体を構成することができる。即ち、上記バイポーラ電極を含むアルカリ蓄電池は、複数の電極がセパレータを介して積層された電極組立体を有している。そして、電極組立体は、その積層方向の両端にそれぞれ配置された終端電極と、これらの終端電極の間に配置されたバイポーラ電極とを有している。
【００３６】
アルカリ蓄電池の電極組立体に上記バイポーラ電極を採用することにより、積層方向における電極組立体の寸法、ひいてはアルカリ蓄電池の寸法を低減することができる。また、上記バイポーラ電極における活物質と金属箔との電気抵抗が低いため、アルカリ蓄電池の内部抵抗を低減することができる。これらの結果、上記アルカリ蓄電池のエネルギー密度を向上させることができる。また、上記アルカリ蓄電池においては、活物質層の金属箔からの剥離や脱落が起こりにくいため、長期間に亘って高い電池容量を維持することができる。
【００３７】
上記アルカリ蓄電池は、上述したように、高いエネルギー密度を有するとともに、長期間に亘って高い電池容量を維持することができる。それ故、上記アルカリ蓄電池は、例えばフォークリフトやハイブリッド自動車、電気自動車等の車両用として好適に使用することができる。
【実施例】
【００３８】
（実施例１）
上記バイポーラ電極の実施例を、図を用いて説明する。図１に示すように、バイポーラ電極１は、金属箔２と、金属箔２の表側面２１上に設けられた第１活物質層３と、金属箔２の裏側面２２上に設けられた第２活物質層４とを有している。図１〜図２に示すように、金属箔２は、多数の突起２１１を備えた表側面２１と、平坦な裏側面２２とを有している。そして、第１活物質層３は、平坦面に対する接着性が第２活物質層よりも低い。
【００３９】
図１及び図２に示すように、本例の金属箔２の表側面２１には、多数の突起２１１が無秩序に突出している。図２に示すように、突起２１１は、その側周面２１２に無秩序に形成された凹凸を有している。金属箔２の厚み方向の断面における突起２１１の高さｈ（図２参照）は、１〜１５μｍの範囲内にある。また、同断面における突起２１１の幅ｗ（図２参照）は１〜５μｍの範囲内にある。なお、本例の金属箔２は、ニッケル箔である。
【００４０】
また、突起２１１の多くは、金属箔２の厚み方向における基部２１３と先端部２１４との間に、基部２１３よりも外方にせり出したせり出し部２１５を有している。図２に示すように、せり出し部２１５としては、突起２１１の側周面２１２に形成された凸部２１２ａや、金属箔２の厚み方向から若干傾いた方向に突出している突起２１１の先端部２１４ａがある。
【００４１】
図１及び図２に示すように、表側面２１には多数の突起２１１が存在しているため、上述したように正確な算術平均粗さＲａの値を得ることはできないが、触針式表面粗さ測定器を用いた測定により得られる算術平均粗さＲａの実測値は、１．５μｍである。
【００４２】
図１に示すように、金属箔２の裏側面２２は、突起２１１を有しない平坦面である。裏側面２２の算術平均粗さＲａは、０．５μｍである。
【００４３】
第１活物質層３は、水酸化ニッケルからなり、球状を呈する第１活物質３１と、バインダとを含んでいる。本例の第１活物質３１の体積平均粒径Ｄ50は１５μｍである。なお、便宜上、図１及び図２へのバインダの記載は省略した。
【００４４】
第２活物質層４は、水素吸蔵合金の不定形粒子からなり、多面体状を呈する第２活物質４１と、バインダとを含んでいる。なお、便宜上、図１へのバインダの記載は省略した。
【００４５】
本例のバイポーラ電極１は、例えば、以下の方法により作製することができる。まず、表側面２１に多数の突起２１１を備え、裏側面２２が平坦面である金属箔２を準備する。この金属箔２の表側面２１に第１活物質層３を塗布するとともに、裏側面２２に第２活物質層４を塗布する。そして、ロールプレス機等を用いて第１活物質層３及び第２活物質層４をプレスし、これらの活物質層３、４を金属箔２に密着させる。以上により、バイポーラ電極１を作製することができる。
【００４６】
上記プレス後の第１活物質層３においては、図２に示すように、突起２１１近傍の第１活物質３１ａが突起２１１の凹凸に合わせて変形し、突起２１１同士の間に入り込んでいる。また、せり出し部２１５を有する突起２１１においては、せり出し部２１５と基部２１３との間の陥没部２１６に第１活物質３１ｂが保持されている。
【００４７】
第１活物質層３内の第１活物質３１は球状を呈しているため、上記プレスを行っても、隣り合う第１活物質３１の隙間に他の第１活物質３１が入り込みにくい。そのため、上記プレス後の第１活物質層３においては、第１活物質３１同士の隙間が比較的大きくなっている。これに対し、第２活物質層４内の第２活物質４１は多面体状を呈しているため、上記プレスにより、隣り合う第２活物質４１の隙間に他の第２活物質４１が入り込みやすい。そのため、上記プレス後の第２活物質層４においては、第２活物質４１同士の隙間が比較的小さくなっている。
【００４８】
以上の結果、上記プレス後においては、第１活物質層３の空隙率が第２活物質層４よりも大きくなっている。それ故、本例の第１活物質層３は、第２活物質層４よりも平坦面に対する接着性が低い。
【００４９】
次に、バイポーラ電極１の作用効果について説明する。バイポーラ電極１は、活物質３１、４１を保持する集電体として、表側面２１に多数の突起２１１を備え、裏側面２２が平坦な金属箔２を採用している。そして、突起２１１を備えた表側面２１上には、第２活物質層４よりも平坦面に対する接着性が低い第１活物質層３が設けられている。表側面２１においては、図２に示すように、突起２１１の間に第１活物質３１が入り込み、両者が絡み合ったような状態を実現することができる。その結果、金属箔２の表側面２１と第１活物質層３との接着性を十分に向上させることができ、第１活物質層３の金属箔２からの剥離や脱落を抑制することができる。
【００５０】
また、平坦な裏側面２２上には、第１活物質層３よりも平坦面に対する接着性が高い第２活物質層４が設けられている。それ故、裏側面２２に表側面２１のような突起２１１を設けることなく、金属箔２の裏側面２２と第２活物質層４との接着性を十分に向上させることができ、第２活物質層４の金属箔２からの剥離や脱落を抑制することができる。
【００５１】
そして、バイポーラ電極１においては、金属箔２の表面形状と活物質３１、４１の形状との組み合わせを上記のように選択したことにより、比較的剥離や脱落が起こりやすい第１活物質層３と、比較的剥離や脱落が起こりにくい第２活物質層４との両方について、必要十分な接着性を容易に得ることができる。
【００５２】
更に、裏側面２２を平坦面とすることにより、表側面２１と裏側面２２の両面に突起２１１を設ける場合に比べて金属箔２の厚みを薄くすることができ、ひいてはバイポーラ電極１全体の厚みを薄くすることができる。そして、蓄電装置にバイポーラ電極１を含む複数の電極が積層された電極組立体を組み込むことにより、当該電極組立体の積層方向における蓄電装置の寸法を容易に低減することができる。
【００５３】
また、バイポーラ電極１は、上述したように、各活物質層３、４の剥離や脱落を抑制するために必要十分な接着性を容易に得ることができるため、バインダを増量する必要がない。それ故、バイポーラ電極１は、活物質３１、４１と金属箔２との電気抵抗を低減することができる。
【００５４】
以上のように、バイポーラ電極１は、活物質層３、４の剥離や脱落の抑制、厚みの低減及び活物質３１、４１と金属箔２との電気抵抗の低減という作用効果を奏することができる。
【００５５】
また、本例の突起２１１は、その側周面２１２に無秩序に形成された凹凸を有している。そのため、第１活物質層３にプレスを施すことにより、第１活物質３１をこの凹凸に沿って変形させ、第１活物質３１をより強固に突起２１１に保持することができる。その結果、第１活物質層３と金属箔２とをより強固に接着し、第１活物質層３の剥離や脱落をより効果的に抑制することができる。
【００５６】
また、突起に２１１は、金属箔２の厚み方向の断面において、１〜１５μｍの高さを有するとともに、１〜５μｍの幅を有している。そのため、突起２１１同士の間に第１活物質３１が入り込む状態をより容易に実現することができる。その結果、第１活物質層３と金属箔２とをより強固に接着し、第１活物質層３の剥離や脱落をより効果的に抑制することができる。
【００５７】
更に、突起２１１は、金属箔２の厚み方向における基部２１３と先端部２１４との間に、基部２１３よりも外方にせり出したせり出し部２１５を有している。それ故、第１活物質層３を表側面２１上に塗布した後に第１活物質層３にプレスを施すことにより、第１活物質３１をせり出し部２１５に噛み込ませ、第１活物質３１をより強固に突起２１１に保持することができる。その結果、第１活物質層３と金属箔２とをより強固に接着し、第１活物質層３の剥離や脱落をより効果的に抑制することができる。
【００５８】
（実施例２）
本例は、バイポーラ電極１を備えたアルカリ蓄電池５の例である。なお、本実施例以降において用いる符号のうち、既出の実施例において用いた符号と同一のものは、特に説明のない限り、既出の実施例における構成要素等と同様の構成要素等を表す。
【００５９】
図３に示すように、アルカリ蓄電池５は、複数の電極１、１１、１２がセパレータ１３を介して積層された電極組立体１０を有している。電極組立体１０は、その積層方向の両端にそれぞれ配置された終端電極１１、１２と、これらの終端電極１１、１２の間に配置されたバイポーラ電極１とを有している。
【００６０】
本例の電極組立体１０は、積層方向の一端に配置された第１の終端電極１１と、他端に配置された第２の終端電極１２との間に、複数のバイポーラ電極１を有している。複数のバイポーラ電極１は、第１活物質層３、集電体としての金属箔２、第２活物質層４、セパレータ１３がこの順に繰り返し並ぶようにして積層されている。
【００６１】
第１の終端電極１１は、金属箔１１１と、その片面に設けられた第２活物質層４とを有している。第１の終端電極１１の第２活物質層４は、積層方向の一端に配置されたバイポーラ電極１ａの第１活物質層３にセパレータ１３を介して面している。なお、第１の終端電極１１の金属箔１１１は、ニッケル箔である。
【００６２】
第２の終端電極１２は、金属箔１２１と、その片面に設けられた第１活物質層３とを有している。第２の終端電極１２の第１活物質層３は、積層方向の他端に配置されたバイポーラ電極１ｂの第２活物質層４にセパレータ１３を介して面している。なお、第２の終端電極１２の金属箔１２１は、ニッケル箔である。
【００６３】
電極組立体１０は、筒状を呈するケース５１の内部に収容されている。また、ケース５１の開口端は、第１プレート５２及び第２プレート５３により閉鎖されている。アルカリ蓄電池５における、ケース５１、第１プレート５２及び第２プレート５３に囲まれた内部空間には、電解液が満たされている。なお、電解液としては、例えば、水酸化カリウム水溶液等の、アルカリ蓄電池用として公知の電解液を使用することができる。
【００６４】
ケース５１は、ポリプロピレン、ポリフェニルサルファイドまたは変性ポリフェニレンエーテル等の絶縁性樹脂から構成されている。ケース５１の内壁には、バイポーラ電極１の金属箔２の外周端縁２３が保持されている。
【００６５】
第１プレート５２は金属より構成されており、第１の終端電極１１の金属箔１１１及びケース５１の一方の開口端面５１１に当接している。また、第１プレート５２におけるケース５１の外側に露出した部分には、第１の電極端子５２１が取り付けられている。第１の電極端子５２１は、第１プレート５２を介して第１の終端電極１１と電気的に接続されている。
【００６６】
第２プレート５３は、第２の終端電極１２の金属箔１２１及びケース５１の他方の開口端面５１２に当接している。また、第２プレート５３におけるケース５１の外側に露出した部分には、第２の電極端子５３１が取り付けられている。第２の電極端子５３１は、第２プレート５３を介して第２の終端電極１２と電気的に接続されている。
【００６７】
第１プレート５２及び第２プレート５３の外周端縁は、ケース５１よりも外方まで延出している。そして、第１プレート５２の外周端縁と第２プレート５３の外周端縁とは、図示しない絶縁部材を介してボルト５４１及びナット５４２により締結されている。これにより、第１プレート５２及び第２プレート５３をケース５１の開口端面５１１、５１２に密着させ、ケース５１の開口端を閉鎖することができる。
【００６８】
次に、本例のアルカリ蓄電池５の作用効果を説明する。アルカリ蓄電池５の電極組立体１０にバイポーラ電極１を採用することにより、積層方向における電極組立体１０の寸法、ひいてはアルカリ蓄電池５の寸法を容易に低減することができる。また、バイポーラ電極１における活物質３１、４１と金属箔２との電気抵抗が低いため、アルカリ蓄電池５の内部抵抗を低減することができる。これらの結果、アルカリ蓄電池５のエネルギー密度を向上させることができる。また、アルカリ蓄電池５においては、活物質層３、４の金属箔２からの剥離や脱落が起こりにくいため、長期間に亘って高い電池容量を維持することができる。
【００６９】
本発明に係るバイポーラ電極及びアルカリ蓄電池の態様は、実施例１及び実施例２に示した態様に限定されるものではなく、その趣旨を損なわない範囲で適宜構成を変更することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１  バイポーラ電極
２  金属箔
２１  表側面
２１１  突起
２１２  側周面
２２  裏側面
３  第１活物質層
４  第２活物質層
【図１】
2018133208.tif 000003
【図２】
2018133208.tif 000004
【図３】
2018133208.tif 000005