(57)【要約】【課題】繰り返しの充放電にも容量が低下しにくく、高率放電特性に優れた電池用電極基板および電池用電極を提供する。【解決手段】合成樹脂からなる芯部2と、この芯部2を構成する樹脂よりも軟化温度が低い合成樹脂で被覆した被覆部3とを有する繊維で構成された基材1の表面にニッケルを被覆した電池用電極基板である。この電極基板は、基材の繊維の交点が熱処理により融着されている。また、繊維交点のX-X断面に占める被覆部の割合が、交点以外の位置での繊維断面（Y-Y断面）に占める被覆部の割合よりも大きい。【選択図】図１
2008078037.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂からなる芯部と、この芯部を構成する樹脂よりも軟化温度が低い合成樹脂からなる被覆部とを有する繊維で構成された基材の表面にニッケルを被覆した電池用電極基板であって、
繊維の交点が熱処理により融着されており、
任意に選択した複数の繊維交点の断面(a)に占める被覆部の割合の平均値と、任意に選択した交点以外の位置での複数の繊維の断面(b)に占める被覆部の割合の平均値とが以下の式を満たすことを特徴とする電池用電極基板。
【数１】
2008078037.tif 000009
但し、交点における断面（a）は、繊維の交点のなす角のうち、大きい方の角を2等分する断面である。
【請求項２】
電極基板の孔径が20〜50μmの範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の電池用電極基板。
【請求項３】
芯部が、ポリプロピレン（PP）からなり、被覆部がポリエチレン（PE）からなることを特徴とする請求項１または２に記載の電池用電極基板。
【請求項４】
PPの質量とPEの質量との比率であるPP/PE比が7/3以下であることを特徴とする請求項３に記載の電池用電極基板。
【請求項５】
ニッケル量が、50〜300g/m2であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電池用電極基板。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の電池用電極基板に、水酸化ニッケルを主成分とする活物質合剤が担持されていることを特徴とする電池用電極。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池用電極基板および電池用電極に関する。特に、容量維持率が高く、高率放電特性に優れた電池用電極基板および電池用電極に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯用、移動用、産業用などに用いる二次電池として、鉛蓄電池やリチウムイオン電池とともにアルカリ二次電池が広く使用されている。
【０００３】
アルカリ二次電池は、信頼性が高く、長寿命であり、リチウムイオン電池より安価で小型軽量化が可能などの特徴があるため、幅広い分野で使用されている。特に、最近では省エネルギー化や環境保全を推進する立場から自動車メーカによりハイブリッド車などに実用範囲が広がっており、海外でも広く注目されている。この電源として、現在のところニッケル−水素電池が主に採用されている。
【０００４】
ところで、ポータブル機器から産業用大型設備までの各種装置の電源として多用されているアルカリ電池には、ほとんどの場合、正極としてニッケル電極が使用される。ニッケル電極の構造としては、他の電池用電極と同様に集電機能を担う集電材に、電池反応を起こさせるための正極活物質を担持させた構造が採用されている。この場合、集電材として、従来のポケット式に代えてニッケル粉末を焼結した焼結ニッケル板が発明されたことでアルカリ二次電池の実用化が進んだ。
【０００５】
その後、ニッケル電極の低廉化と高容量化が図られた。低廉化の技術としては、三次元網目構造を持つ焼結体の代わりにパンチングメタルのような二次元構造を用いることが提案された。具体的には、パンチングメタルの空孔に活物質ペースト（活物質を含むペースト状の合剤）を充填することでニッケル電極を作製する技術であるが、このようなニッケル電極は種々の問題点を有するため実用の段階に到っていない。
【０００６】
一方、ニッケル電極の高容量化は、焼結体の代わりに、やはり三次元網目構造の発泡状ニッケルを採用することにより可能になった。発泡状ニッケルは、通常、ウレタン樹脂の発泡状シートにニッケルメッキを施し、ウレタン樹脂を焼却後に還元性雰囲気下で焼鈍して、ニッケル骨格の強度を向上させる方法によって製造される。そして、この発泡状ニッケルに活物質ペーストを充填し、加圧することで、ニッケル電極が得られる。発泡状ニッケルの空孔度（体積に占める空孔の割合）は、焼結体の80％程度に対して、92〜96％で非常に大きく、したがって単位体積当りに充填できる活物質を多くすることができるので、高容量化を実現できる。
【０００７】
発泡状ニッケルは、開発当初、損傷が生じ易いという問題点があった。例えば、円筒状の電池容器にシート状のニッケル電極を捲回して収納するとき、発泡状ニッケルに亀裂が入るなどの問題点があった。しかし、現在では、この問題点も解決されて、ポータブル用機器はもちろん、高出力と高い信頼性を要求されるハイブリッド車においても発泡状ニッケル集電体を用いた円筒状及び角形のニッケル−水素電池が実用化されている。このように、ニッケル−水素電池用のニッケル電極として、一部の機器で焼結体が用いられているものもあるが、主流は発泡状ニッケルの集電体に活物質ペースト（活物質合剤）を充填したもの（例えば、特許文献1のニッケル極板）に代わってきている。
【０００８】
現在、発泡状ニッケルは、電池用電極の集電体として、高容量はもちろん高出力用にも適した特性を持つレベルに達している。残る問題点としては、ニッケル電極の価格の大半を占めるニッケル量を減らして、ニッケル電極の低廉化を図ることである。
【０００９】
発泡状ニッケルは、開発当初、ニッケルの目付け重量として500〜600g/m2を採用していた。現在では350g/m2程度の目付け重量であっても実用に耐えるものが開発されている。しかし、ニッケル量をさらに減らすと、ニッケル電極の強度が低下するので、発泡状ニッケルを製造することはできても、その後のニッケル電極の製造工程や電池の作製時に破損を生じる可能性が極めて高い。
【００１０】
一方、不織布を芯材として、その表面にニッケルをメッキして形成した多孔性の電極基板を集電体として用いたニッケル電極を製造することが提案されている。不織布を芯材としたこのニッケル電極では、特許文献1に記載のような発泡状ニッケルと比較して、ニッケルの量を減らしても所定の強度を維持することができ、また、製造が容易であるという利点を有している。このような電極基板に活物質を充填して形成する電極として、例えば、特許文献2に記載の電極が挙げられる。
【００１１】
特許文献2には、樹脂製の不織布の表面にニッケルをメッキして形成した集電体（多孔性の電極基板）に活物質合剤を充填した後に、加圧成形したアルカリ電池用ニッケル電極が開示されている。
【００１２】
【特許文献１】特開平９−３０６４８４号公報
【特許文献２】特開２００５−３４７１７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、上記の特許文献2に記載のような電池では、繰り返しの充放電に伴って電池性能が劣化し易かった。
【００１４】
これは、活物質合剤を充填した電極基板を加圧するとき、この加圧の度合いが大きい場合に、芯材である不織布の繊維交点が圧縮前と圧縮後でずれたりすることに起因する。このように芯材の繊維交点がずれた場合、電極基板の三次元網目構造が壊れて、繊維の表面に被覆されるニッケルに亀裂が生じたり、電極基板の空孔が狭窄するなどの不具合が生じ、電池の性能が劣化する。
【００１５】
ここで、特許文献2では、芯材である不織布の繊維交点を熱処理により融着させているが、具体的な融着度合いについて規定がなく、電極基板を圧縮する際に、繊維同士の結合が切れて、電極基板の三次元網目構造が壊れる虞がある。また、電池の充放電に伴い電極が膨潤することが知られており、この電極の膨潤によって電極基板の三次元網目構造が壊れて電池の性能が劣化する虞がある。
【００１６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その主目的は、繰り返しの充放電にも容量が低下しにくい電池用電極基板および電池用電極を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、電極基板の芯材となる繊維の交点を熱処理により融着させると共に、融着の度合いを規定することで上記の目的を達成する。
【００１８】
本発明は、合成樹脂からなる芯部と、この芯部を構成する樹脂よりも軟化温度が低い合成樹脂からなる被覆部とを有する繊維で構成された基材の表面にニッケルを被覆した電池用電極基板である。そして、本発明の電極基板は、この電極基板を構成する繊維の交点が熱処理により融着されている。
【００１９】
本発明の電池用電極基板は、この電極基板に活物質を充填した後、圧縮することを前提としている。すでに述べたように、この圧縮の際に電極基板の三次元網目構造が損傷し易い。そこで、本発明の電極基板では、電極基板を構成する繊維からなる基材を熱処理して繊維交点を融着させると共に、繊維交点の融着度合いを規定する。
【００２０】
具体的には、基材の繊維交点のうち、任意に選択した複数の繊維交点での断面(a)に占める被覆部の割合の平均値と、任意に選択した交点以外の位置での複数の繊維の断面(b)に占める被覆部の割合の平均値とが以下の式を満たす。
【００２１】
【数２】
2008078037.tif 000003
【００２２】
上記の式を満たす電極基板は、電極基板を構成する繊維の交点の断面(a)に占める被覆部の割合が、交点以外の繊維断面(b)に占める被覆部の割合よりも大きい。即ち、2本の繊維が融着して形成される交点の断面積が、単に繊維を2本合わせた断面積よりも大きい。従って、本発明電池用電極基板では、電極基板の芯材となる基板の繊維同士が非常に強固に結合されており、従来の電極基板では繊維交点の結合が切れてしまうような電極の圧縮圧力であっても、三次元網目構造を維持することができる。即ち、三次元網目構造が壊れることによる種々の不具合を防止して、電池容量の低下を抑制することができる。
【００２３】
このように繊維交点の断面（a）に占める被覆部の割合を、交点以外の部分における繊維断面（b）に占める被覆部の割合よりも大きくできるのは、熱処理により繊維の被覆部が軟化するからである。基材を熱処理した場合、軟化した繊維の被覆部同士が融着する。このとき、熱処理条件（温度や時間）を調節することで、繊維の芯部により基材の骨格形状を維持しつつ、交点近傍にある軟化した被覆部を交点部分に集合させることができる。その結果、交点における被覆部の割合を増加させることができる。
【００２４】
上記の式で任意に選択する交点は、2本の繊維が交差する交点を選択すれば良い。これは、上記の式が、活物質合剤の充填圧力に耐え得る最低限度の強度を電極基板が有するかどうかを調べるためのものだからである。なお、3本以上の繊維が交差・融着した交点は、2本の繊維が交差・融着した交点よりも強固に結合していると推察される。
【００２５】
また、交点における断面（a）は、後述する実施例の図１(A)に示すように、繊維交点Sのなす角のうち、大きいほうの角を2等分する断面（X-X断面）を選択する。この断面（a）は、様々な角度から切った交点の断面のうち、最小の断面積を有する可能性が高い断面である。これらのことから、上記の式は、基板の繊維交点のうち、最も強度が低いと考えられる部分の融着度合いを規定していることになる。
【００２６】
上記の式において、nおよびmは、断面に占める被覆部の割合の平均値を求めるための任意の自然数である。nおよびmは、少なくとも3以上、好ましくは10以上を選択すると良い。このようにnおよびmを大きくして、平均を求めるための母集団を大きくすると、断面に占める被覆部の割合が電極基板の全体に亘って達成されている可能性が高くなり、安定した性能を有する電極基板を得ることができる。平均を求めるために選択する断面（a）、（b）は、顕微鏡下の同一視野内から選択しても良いし、異なる視野から選択しても良い。特に、異なる視野から選択した場合、より信頼性の高い電極基板を得ることができる。
【００２７】
ここで、交点における被覆部の割合が高くなりすぎると、空孔が狭窄したりする可能性があるので、交点における被覆部の割合には上限値を設けることが好ましい。具体的には、以下の式のように交点における被覆部の割合を規定すると良い。
【００２８】
【数３】
2008078037.tif 000004
【００２９】
上述の式のように、繊維交点における被覆部の割合が、交点以外の繊維における被覆部の割合の2.0倍以下であれば、基板の空孔が狭窄したり、交点以外の繊維が細くなりすぎたりすることがない。
【００３０】
以下、本発明電池用電極基板の各構成の好ましい態様について説明する。
【００３１】
本発明の電極基板は、基材の繊維交点が強固に融着されているので、基材の孔径を小さくすることもできる。具体的には、従来の電極基板の孔径よりも小さい、20〜50μmとすることができる。ところで、電極基板の孔径を20〜50μmとした場合、従来の電極基板と比較して孔径が小さいので、活物質合剤の充填が困難である。例えば、特許文献2では、電極基板の孔径が150μm以下であると活物質合材の充填が困難であるとしている。ここで、活物質合剤の充填性を向上させる方法の一つに、活物質合剤の充填圧力を高くすることが挙げられるが、充填圧力によっては、電極基板の網目構造が壊れる虞がある。しかし、本発明の電池用電極基板では、芯材を構成する繊維の交点が強固に融着しているので、活物質合剤の充填圧力が高い場合でも損傷し難い。
【００３２】
孔径を小さくすることにより、電極基板の空孔内における活物質と電極基板との距離が短くなるので、電極内部の導電性が向上し、高率放電特性に優れた電池とすることができる。また、孔径を小さくすることにより、活物質の膨潤を抑制することができるので、電池の充放電に伴う電池性能の劣化を抑制することができる。このような電池寿命が長く、高率放電特性に優れた電池は、近年、需要が増加しているハイブリット自動車等にも好適に利用できる。
【００３３】
本発明の電極基板に使用する基材は、繊維により構成される三次元網目構造体である。この基材は、織布状のものであっても良いし、不織布状のものであっても良い。
【００３４】
芯鞘構造を形成する繊維の材料としては、熱処理により繊維の交点を融着することができる材料で構成すれば良く、例えば、ポリオレフィン系樹脂が好適に利用可能である。ポリオレフィン樹脂は、耐アルカリ性、耐酸化性に優れ、経年劣化し難い。例えば、繊維の芯部の材料としては、ポリプロピレン（PP）が好適に利用可能である。一方、被覆部の材料としては、やはりポリオレフィン系樹脂、例えば、芯部がPPのときはポリエチレン（PE）が好適に利用可能である。PEの軟化温度は、PPよりも低い。
【００３５】
PPを芯部として、その外周をPEで覆った芯鞘構造の繊維で構成した基材は、PPを基材の三次元網目構造を維持する骨格とすることができると共に、PEのみ軟化させて交点を融着させることができる。このとき、基材の骨格を形成するPPは、熱処理により軟化しないため、網目構造自体が変形することがない。そのため、上記芯鞘構造の繊維で構成した基材は、熱処理により孔径が小さくなったり、狭窄個所が生じたりして活物質の充填性を低下させることがない。PPとPEを用いた繊維の交点を融着させる熱処理は、95℃〜140℃で5秒〜3分程度が好ましい。より好ましくは、熱処理温度は、100℃〜140℃で5秒〜20秒である。
【００３６】
PPとPEからなる芯鞘構造を有する繊維は、そのPPとPEとの質量比（PP/PE比）が、7/3以下であることが好ましい。上記PP/PE比が、7/3超の場合、例えば8/2の場合には繊維の融着に有効なPEの量が少なく、繊維の交点の太さが十分太くならず、電極基板の強度が十分でない。一方、PP/PE比が低すぎると、例えば1/9にすると、熱処理のときに繊維のほとんどが軟化して基材の三次元網目構造が崩れる虞がある。従って、好ましいPP/PE比は、2/8以上である。
【００３７】
基材の空孔率（体積に占める空孔の割合）は、85〜98％が好ましい。空孔率が高いほど、電極基板に担持させることができる活物質の量を多くすることができる。但し、空孔率が高すぎると電極基板の強度が低く、損傷を生じやすい。より好ましい基材の空孔率は、90〜96％である。ここで、基材の表面にニッケルをメッキした場合であっても、メッキするニッケルの厚さは非常に薄いため、上記の空孔率はほぼ変化しない。
【００３８】
基材は、熱処理を行なったときに、繊維同士の融着箇所を増加させるために、交絡処理を行なうことが好ましい。交絡処理は、ジェット水流やニードルパンチなどの物理的衝撃により、基材の繊維同士を絡み合わせる処理である。この交絡処理により、繊維同士の交点を増加させることができる。交絡処理の後に熱処理を行なうことにより、繊維の融着個所を増加させることができるので、電極基板の強度を向上させることができる。その他、親水化処理を行なって、繊維とニッケルとの密着性を向上させるようにしても良い。
【００３９】
基材の表面に被覆するニッケル量は、電極基板が集電体として十分な性能を発揮することができる量であれば良い。好ましくは、被覆するニッケルの量は、50〜300g/m2程度である。このニッケル量は、実用化されている発泡状ニッケルの目付け重量350g/m2よりも少ないため、この電極基板の製造コストを低廉化することができる。
【００４０】
ニッケル量が50g/m2未満であると、電極基板の強度に難があり、活物質合剤の充填時などにニッケル被覆層に亀裂が生じる虞がある。さらに、ニッケル量が少なすぎるために、電極基板の電気抵抗が増加して、集電体としての性能が低下する。一方、ニッケルの量を、300g/m2超にすると低コスト化にならず、また、被覆するニッケル層がわずかではあるが厚くなる。ここで、本発明の電極基板の孔径を小さく、例えば、孔径を20〜50μmとした場合、被覆するニッケル層により孔径がさらに小さくなって活物質合剤の充填が困難になる。この場合はニッケルめっき後の孔径が20〜50μmになるように不織布の孔径を若干大きくすれば対応できるが、コストアップは避けられないので300g/m2以下が好適である。
【００４１】
ニッケルを基材に被覆する方法は、公知の好ましい方法を選択すれば良い。例えば、ニッケルを被覆する方法は、無電解メッキでも良いし、電解メッキでも良いし、スパッタリングなどの気相法でもかまわない。また、上記の方法を組み合わせて芯材にニッケルを被覆してもかまわない。好ましくは、無電解メッキまたはスパッタリングにより基材の表面に導電性を付与した後、電解メッキを施す。電解メッキはメッキ浴を用いて行なえば良く、このメッキ浴として、ワット浴、塩化浴、スルファミン酸浴などが好適に利用可能である。これらのメッキ浴にpH緩衝剤や界面緩衝剤などを添加しても良い。
【００４２】
以上、説明した電池用電極基板を用いて電池用電極を作製するには、電極基板に活物質合剤を充填させれば良い。そして、活物質を充填した電極基板を乾燥させることで、電極基板に活物質合剤を担持させることができる。
【００４３】
電極基板に充填する活物質合剤としては、例えば、ニッケル−水素電池の場合、水酸化ニッケルを主成分とし、その他、水酸化ニッケルの導電性を補う導電助剤や、集電体と活物質との接着性を向上させる結着剤などを含むことが好ましい。導電助剤としては、黒鉛やコバルト、コバルト化合物などが好適に利用可能である。特に、表面にコバルト酸化物を被覆した球状の水酸化ニッケルを活物質として使用すると、集電体のニッケル量を減らした場合でも放電容量の低下を抑制することができる。一方、結着剤としては、カルボキシメチルセルロースなどが挙げられる。
【００４４】
本発明の電池用電極は、電極基板を加圧成形することで作製しても良い。この場合、活物質合剤を電極基板に充填する際の電極基板の厚さが、電池となったときの電極の厚さよりも厚いため、加圧成形しなかった場合よりも多くの活物質を電極（電極基板）に保持させることができる。
【００４５】
電極基板を加圧成形して作製する電極の厚さは、電池の用途により適宜選択すれば良い。例えば、ハイブリッド自動車や電動工具などに用いられる高出力用途の電池では、使用するニッケル電極の厚さは350〜500μm程度、デジタルカメラなどに用いられる高容量用途の電池では、使用するニッケル電極の厚さは550〜800μm程度である。
【発明の効果】
【００４６】
本発明電池用電極基板によれば、繰り返しの充放電にも容量維持率が低下し難く、且つ、高率放電特性に優れる電池用電極を製造することができる。
【００４７】
また、本発明の電池用電極基板を用いて作製した電池用電極を利用すれば、繰り返しの充放電にも容量維持率が低下し難く、且つ、高率放電特性に優れる電池を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
＜実施例１＞
本例では、不織布の基材にニッケルを被覆して電極基板とした。ここで、電極基板の厚さを変化させると共に、電極基板を圧縮する割合を変化させて複数の電池用電極を作製した。この電極基板に充填する活物質は、ニッケル−水素電池用正極活物質であり、製造した電極は、ニッケル−水素電池用の電極である。
【００４９】
ニッケル−水素電池の作製に当たって、まず初めに、平均孔径10,20,35,50,65μmの5つの不織布を用意した。この不織布は、ポリプロピレン(PP)繊維の外周をポリエチレン(PE)で覆った芯鞘構造の繊維である。この不織布は、PPとPEとの質量比が3：7であり、厚さが0.9mmであった。さらに、平均孔径20,50μmの2つの不織布（基材）を用意した。この不織布は、PPとPEとの質量比が8：2であり、その厚さは0.9mmであった。
【００５０】
熱処理温度として95℃〜140℃で5秒〜3分程度が好ましい。この実施例では、上記の不織布に120℃で１分間の熱処理を施し、不織布の繊維同士の交点を融着させて基材を得た。この融着により、不織布の繊維同士が結合するので、後工程における電極基板（この不織布にニッケルを被覆したもの）の圧縮に対する強度を得ることができる。
【００５１】
熱処理後の不織布（電極基板）を電子顕微鏡で観察した。図1(A)は、用意した基材のうち、平均孔径が35μm、PP/PE比が3/7の基材における繊維交点を示す概略説明図である。図１(A)に示すように電極基板の基材1は、芯部2と、芯部2の外周を覆う被覆部3とを備える網目状の繊維からなり、この繊維が交点Sにおいて融着していた。次に、図１の交点Sの断面（X-X断面：図１（B）参照）と、交点以外の繊維の断面（Y-Y断面：図１（C）参照）とを比較した。ここで、X-X断面は、交点Sのなす角のうち、大きいほうの断面を2等分する断面であり、Y-Y断面は、繊維の軸方向に直交する断面である。また、X-X断面とY-Y断面とを比較する際、X-X断面とY-Y断面について異なる顕微鏡視野から選択した10箇所での測定結果から平均値を求め、この平均値を比較した。これらX-X断面とY-Y断面とを比較すると、X-X断面における被覆部の割合は、Y-Y断面における被覆部の割合よりも1.1倍大きかった。即ち、2つの繊維が交差・融着したX-X断面の断面積は、繊維の断面（Y-Y断面）の2つ分の断面積よりも大きかった。
【００５２】
上述した基材以外の基材についても同様に顕微鏡観察を行なうと共に、融着度を調べた。融着度は、Y-Y断面における被覆部の割合に対するX-X断面における被覆部の割合で表した。その結果を表1に示す。
【００５３】
【表１】
2008078037.tif 000005
※融着度…（Ac/A）/（Bc/B）
A:  繊維交点におけるX-X断面の断面積
Ac:  X-X断面における被覆部の断面積
B:  交点以外の繊維のY-Y断面の断面積
Bc:  Y-Y断面における被覆部の断面積
【００５４】
上述の基材aa〜eeのX-X断面は、全て図１（B）のような融着状態であった。一方、基材ff〜ggの断面では、単に繊維交点において繊維が接触する個所のみ融着しており、断面における被覆部の割合が大きくなっていなかった。
【００５５】
次に、公知のスパッタリング装置により、各不織布（基材aa〜gg）の表面に導電性の層を形成して、電解メッキを行なえるようにした。スパッタリングは、電極基板とニッケル片とを真空容器内に配置して、不活性ガスを導入しながら直流高電圧を印加して、イオン化した不活性ガスをニッケルに衝突させることによりニッケル層を不織布上に形成する方法である。スパッタリングにより不織布に被覆したニッケルの量は、10g/m2であった。
【００５６】
導電性を付与した不織布にニッケルをメッキした。ニッケルメッキは、硫酸ニッケル330g/L、塩化ニッケル50g/L、硼酸40g/Lを主成分として含むワット浴により行なった。具体的には、キャリアーに巻き付けた前述の導電性を付与した不織布をワット浴中に送り込み、被覆するニッケル量が平均で200g/m2となるようにニッケルをメッキした。導電性を付与した不織布の対極としては、ニッケル片を入れたチタンバスケットを使用した。不織布にメッキしたニッケルの厚さは、約8μmと非常に薄いため、電極基板の厚さおよび孔径は、ニッケルを被覆する前の基材の厚さおよび孔径はわずかに変化する程度である。
【００５７】
各基材aa〜ggに活物質ペーストを圧入法により充填した。活物質ペーストは、水酸化ニッケル粉末92重量部、オキシコバルト酸化物2重量部を混合し、0.8％カルボキシメチルセルロース水溶液を加えてペースト状としたもの（水分量24質量％）を使用した。水酸化ニッケル粉末の表面には重量比で3％相当のオキシ水酸化コバルトが公知の方法により被覆されている。
【００５８】
基材aa〜ggにペーストを充填後、直ちに電極基板の表面を平滑化して90℃で乾燥した。乾燥後、エンボス加工した径30cmのローラを有するローラプレス機により、活物質を保持した電極基板を、厚さ450μmとなるように圧縮（加圧成形）し、ニッケル電極a〜ｇを作製した。
【００５９】
このニッケル電極a〜ｇをそれぞれ幅34mm、長さ270mmの帯状となるように裁断し、正極とし、これら正極電極を使用して電池A〜Gを作製した。電池は、正極、セパレータ、負極を重ねて巻物のように捲回し、SubCサイズの電槽（円筒状容器：φ23mm×43mm）に収納して、この電槽に電解液を注入することで製造した。正極と負極を捲回するときは、電槽の長手方向にずらした状態とし、電槽上部に配置した円板状の集電板に帯状の正極の長辺端部を多点溶接し、電槽下部に配置した円板状の集電板に帯状の負極の長辺端部を多点溶接した、いわゆるタブレス方式とした。
【００６０】
電池A〜Gに使用する負極には、公知の水素吸蔵合金を使用した。負極は、鉄にニッケルをメッキして製造されたパンチングメタルにペースト状の水素吸蔵合金を塗着し、表面を平滑にした後、ローラプレスで加圧成形することで製造した。ペースト状の水素吸蔵合金は、Al、Mn、Coを含むMmNi系の5元系水素吸蔵合金（MmはCe、La、Pr、Ndを主成分とする希土類の混合物）を1％のカルボキシメチルセルロース水溶液に加えることで得た。負極の寸法は、幅34mm、長さ270mm、厚さ380μmである。また、正極の容量に対する負極の容量であるN/Pは、1.5である。なお、負極の容量が正極の容量よりも大きいのは、過充電時に電池内で発生する気体酸素を負極で吸収するためである。
【００６１】
セパレータには、親水性処理を施し電解液に対して親和性をもたせたポリプロピレン製不織布を用いた。セパレータの厚さは、140μm、その幅は34mm、長さは270mmとした。また、電解液は、30％苛性カリ溶液に水酸化リチウムを30g/Lとなるように溶解して得た。
【００６２】
表2に、ニッケル電極a〜gを電池にしたときの容量（mAh）と、容量密度（mAh/cc）を示す。また、ニッケル電極a〜gに使用した電極基板aa〜ggの孔径（μm）、不織布のPP/PE比および繊維交点における融着度合いを合わせて示す。
【００６３】
【表２】
2008078037.tif 000006
【００６４】
表2に示すように、電極基板aa（電極a）には、活物質ペーストを充填できず、電池とすることができなかった。これは、電極基板aaの孔径が小さすぎるためである。一方、その他の電極b〜gは、活物質ペーストを充填することができ、容量および容量密度が等しい電池B〜Gを作製することができた。
【００６５】
続いて、作製した電池B〜Gの常温での高率放電特性を調べた。高率放電特性は、25℃の環境下で充放電係数1Cで充電した後、1Cおよび10Cで放電したときの放電平均電圧を測定することにより評価した。その結果を、表3に示す。
【００６６】
【表３】
2008078037.tif 000007
【００６７】
表3の結果から明らかなように、いずれの電池でも低率放電である1Cでの放電平均電圧は、孔径によって顕著な差は認められなかった。しかし、高率放電である10Cにすると、電極基板の孔径が小さい電池ほど放電平均電圧が高くなることが分かった。最も孔径が大きい孔径65μmの電極基板を使用した電池の放電平均電圧は、他の孔径の電極基板を使用した電池の放電平均電圧よりも顕著に低かった。即ち、電極基板の孔径が小さくなるほど、電池としたときに高出力の電池になることが明らかになった。これは、孔径が小さいため、活物質粒子と、集電体骨格（電極基板）との距離が小さくなるので、両者の反応速度が向上するためであると推察される。
【００６８】
次に、電池B〜Gを使用して、高温環境下（45℃）における充放電サイクルに伴う各電池の容量維持率を調べた。容量維持率は、1サイクル目の容量に対する任意のサイクルにおける容量の比率である。本例では、上述の電池における500サイクル目の容量維持率を調べた。その結果を表4に示す。
【００６９】
【表４】
2008078037.tif 000008
【００７０】
表4に示すように、電池B〜D（孔径20〜50μm）の容量維持率は80％以上であったのに対して、電池E（孔径65μm）の容量維持率は60％未満であった。また、孔径が小さくなるほど容量維持率が高かった。これは、孔径が小さいため、集電体から活物質が剥離し難く、剥離したとしても集電体と活物質との距離が小さいからではないかと推察される。
【００７１】
また、電池Bと電池F、電池Dと電池Gとをそれぞれ比較すると、PP/PE比が大きい方が電池の容量維持率が低かった。これは、不織布におけるPPの割合が高い、即ち、PEの割合が低いため、熱処理による繊維同士の交点の融着が弱く、充放電に伴う電極の膨張が起こりやすく活物質が剥離しやすいためと推察される。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明電池用電極基板および電池用電極は、電池の充放電に伴って電池性能が劣化し難く、高率放電特性に優れた電池の製造に好適に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】図１(A)は、本発明電極基板の基材の拡大図、図１(B)は(A)のX-X断面図、図１(C)は(A)のY-Y断面図である。
【符号の説明】
【００７４】
1  基材  2  芯部  3  被覆部  S  交点
【図１】
2008078037.tif 000010