(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
めっき加工処理により電解形成された電解箔からなる短冊状の芯材部と、
芯材部より厚みが厚い帯状に形成された集電部とを有し、
前記芯材部の幅方向の一端縁部における長手方向に沿った帯状端辺部が、前記めっき加工処理により、前記集電部に結合されて一体化されていることを特徴とする電極板用金属基材。
【請求項２】
芯材部が１〜５μｍの厚みに形成され、集電部が５０〜１５０μｍの厚みを有する方形の断面形状に形成され、前記芯材部の帯状端辺部が、前記集電部の上面から内側面にかけた部分に結合されている請求項１に記載の電極板用金属基材。
【請求項３】
芯材部と集電部とが共に同種の金属素材により形成された請求項１または２に記載の電極板用金属基材。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載の電極板用金属基材における芯材部の少なくとも一面に、活物質塗料を塗着して集電部の厚みと同等以上の厚みを有する活物質層を設けてなることを特徴とする電極板。
【請求項５】
所要の厚みと幅とを有する四角形の断面形状を有する帯状となった帯状材を複数本互いに平行に配置して、これら帯状材を、平行配置を保持しながら移送し、
前記各帯状材をめっき槽のめっき液内に浸漬して通過させながら、めっき加工処理を施して、前記各帯状材の間に架け渡す配置で電解箔を電解形成させ、且つその電解箔を前記各帯状材における前記めっき液に接触する表面に結合させることにより、前記各帯状材が前記電解箔で互いに接続されてなるフープ状の金属基材素体を形成し、
前記金属基材素体における前記電解箔または帯状材の少なくとも一方の所定箇所を切断して短冊状に分割することにより、電解箔の一側縁部が帯状材に結合して一体化されてなる複数の金属基材を得るようにした金属基材の製造方法。
【請求項６】
帯状材として集電部形成材料を用い、電解箔として芯材形成材料を用い、請求項５に記載の製造方法で得られたフープ状の金属基材素体を、これの各帯状材を厚み方向の両面側から一対の搬送ローラで挟み付けて連続的に移送しながら、活物質塗工工程、乾燥工程および圧延工程をそれぞれ通過させることにより、電解箔の少なくとも一面に所定厚みの活物質層が塗着形成されてなるフープ状の電極板素体を構成し、この電極板素体における前記電解箔または帯状材の少なくとも一方の所定箇所を切断して個々の電極板に分割することを特徴とする電極板の製造方法。
【請求項７】
正極板または負極板の少なくとも一方が請求項４に記載の電極板で構成され、
前記正極板および負極板がこれらの間にセパレータを介在させて積層または、渦巻状に巻回されることにより極板群が構成され、
有底筒状の電池ケース内に、前記極板群が収納され、且つ電解液が注入され、
前記正極板および負極板における集電部が、これに接続された接続リード片または集電体の何れかを介してそれぞれ封口体および前記電池ケースの底面部に接続され、
前記電池ケースの開口部がかしめ加工されることにより前記封口体を介して前記開口部が封口されてなることを特徴とする電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主としてニッケル水素二次電池、ニッケルカドミウム二次電池およびリチウムイオン二次電池などに好適に用いることができる電極板用金属基材およびこの金属基材を用いて構成した電極板およびこれら金属基材および電極板をそれぞれ好適に製造できる方法、この電極板を用いて構成した電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電動工具などの駆動機器や電気自動車などの駆動電源として用いられるリチウム二次電池などの蓄電池には、高容量化と大電流での放電特性が得られる高率放電性能とが特に要求されている。高容量化を図るためには、極板群の構成要素である正極板および負極板における活物質を担持させるための金属基材を可及的に薄い厚みとすることにより、金属基材に塗工する活物質の塗工量を増大させることが有効であることが知られている。一方、高率放電性能を得るためには、正，負両極板を極めて薄い厚みとして長さを長く設定することにより、両極板の対向面積を増大させることにより活物質層と金属基材とを近接させて、大電流を取り出し易くすることが有効である。したがって、高容量化と高率放電性能との双方の効果を得るためには、極めて薄い電極板が必要であるため、その電極板用金属基材の厚みを薄くすることが追求される傾向にある。例えば、近年では、リチウム二次電池の負極板として、厚みが１５〜２０μｍ程度の薄い銅箔からなる金属基材が用いられている。
【０００３】
また、電池缶と同じ極性を持つ極板が長手方向の一方の端と幅手方向の一方の端に未塗工部をもち、長手方向の未塗工部と電池缶の底部とがリードにより接続され、かつ、極板群の底部側端部において幅手方向の未塗工部が突出して渦巻状の突出部を形成し、捲回して対向している突出部内の未塗工部同士の一部または全部は電気的に接続されている捲回型リチウムイオン二次電池が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
そして、正極板の端部の基板の露出部分を少なくとも２回折り曲げ、その折曲げ部に帯状の金属板からなるタブを挟み込み、プレスすることによってタブを基板の露出部分の折り曲げ部に保持させた正極板が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
更に、渦巻き状電極の集電用芯材の露出端部を折り曲げて非露出部分より厚くなるように重合し、集電タブに溶接接続して構成した電池が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
【特許文献１】特開２００３−３３８２７６号公報
【特許文献２】特開２００１−１７６４８８号公報
【特許文献３】特開２００１−１７６４８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したように厚みが１５〜２０μｍ程度と極めて薄い金属箔を金属基材として用いる極板には、薄型化に伴い金属基材に十分な強度を確保することが難しくなるのに起因して、以下に説明するような種々の不具合や問題が生じている。すなわち、極板は、金属基材の一部に活物質を塗工しないで金属基材をそのまま露出させてなる集電部を設けて、この集電部に接続リード片を溶接により接続して集電構造が設けられる。ところが、厚みが極めて薄い金属箔からなる金属基材の一部を露出させて設けられる集電部に接続リード片を溶接するのは、実用化に際して、実際上、非常に困難である。そのため、溶接時に集電部に座屈が発生することに起因するリーク不良や、十分な溶接強度が得られないことに起因して溶接後の集電部と接続リード片との間の電気抵抗が大きくなるなどの不具合が発生し易い。この集電部と接続リード片との間の電気抵抗が大きくなると、大電流を取り出すときに、集電部と接続リード片との溶接箇所に発熱が発生する。
【０００７】
また、上述のように極板の集電部に接続リード片を接続する集電構造は、発生した電流を集めるために接続リード片に到達するまでの距離が長くなるとともに、集めた電流を接続リード片を通してしか流せないので、電池の内部抵抗が大きくなる欠点がある。これに対し、金属多孔体を金属基材として用いる極板では、上述の金属箔の金属基材の場合のように、活物質の未塗工部からなる集電部に接続リード片を直接的に溶接することができないので、金属基材の幅方向の一方の縁部に長手方向に沿って活物質を塗工しない帯状未塗工部を設けて、この帯状未塗工部をプレスにより圧縮、または未塗工部に別体の帯状金属板を接合して帯状集電部を形成し、正，負両極板をこれらの間にセパレータを介在させて渦巻状に巻回して極板群を構成したときに、この極板群の両端部から突出する正極側および負極側の両帯状電極部に集電体を接続するタブレス方式（リードレス方式）と称される多点集電構造が採用されている。このタブレス方式の極板群は、極板全体から集電でき、且つ接続リード片を用いることなく電気的接続することから電池としての内部抵抗が低減するので、高率放電特性が向上して、大電流での放電特性を改善できる。ところが、薄い金属箔からなる金属基材の場合には、金属基材の強度が低いので、上述したタブレス方式を採用することができない。
【０００８】
一方、極板の製造に際しては、生産性の向上および製造コストの低減を図ることを目的として、金属基材をフープ状として移送しながら、その移送中のフープ状金属基材に対し活物質の塗工、乾燥、圧延を連続的に行ったのち、所定形状に切断して個々の極板に分離する製造工程が一般的に採用されている。ところが、金属箔を金属基材として用いる場合には、厚みが１５〜２０μｍ程度の極めて薄いフープ状金属基材を安定に移送することや、その移送中の金属基材に活物質を所定パターンに確実に塗工することが困難である。すなわち、極めて薄い金属箔からなるフープ状金属基材を、これの両面側から挟み付けた一対の移送用ローラの回転により移送する際に、ちぎれや破断或いはしわ等の不具合の発生を防止しながら、活物質の塗工を精度良く行える所要のテンションを確実に付与した状態で移送するための各種条件の設定が極めて困難であり、これが歩留りの低下を招く要因になっている。
【０００９】
また、特許文献１に記載の構成では、合剤を芯材に塗布後に未塗工部を曲げると合剤が脱落し、加えて、未塗工部を作製するため、反応面積が削減される。
【００１０】
そして、特許文献２に記載の構成でも、露出部分に合剤層を形成してから行なうため、合剤層にダメージが発生し、脱落する。また、折り曲げ部に精度が必要で直線性がないと集電部との接触抵抗が増す。
【００１１】
更に、特許文献３での、折り曲げ精度が必要の上、曲げ時、溶接時に合剤層の脱落が発生する。
【００１２】
本発明は前記従来の問題点に鑑みてなされたもので、活物質の塗工量を増大させて高容量化を図りながらも大電流を支障なく取り出せる高率放電性能を得ることができる電極板用金属基材および電極板、この金属基材および電極板を好適に製造できる方法、その電極板を用いて構成することにより高容量化と高率放電性能を得られる電池を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成するために、請求項１に係る発明の電極板用金属基材は、めっき加工処理により電解形成された電解箔からなる短冊状の芯材部と、芯材帯状に形成された集電部とを有し、前記芯材部の幅方向の一端縁部における長手方向に沿った帯状端辺部が、前記めっき加工処理により、前記集電部に結合されて一体化されていることを特徴としている。
【００１４】
請求項２に係る発明は、請求項１の電極板用金属基材における芯材部が１〜５μｍの厚みに形成され、集電部が５０〜１５０μｍの厚みを有する四角形の断面形状に形成され、前記芯材部の帯状端辺部が、前記集電部の上面から内側面にかけた部分に結合されている。
【００１５】
請求項３に係る発明は、請求項１または２の電極板用金属基材において、芯材部と集電部とが共に同種の金属素材により形成されている。その金属素材は、例えば、銅、ニッケル、鉄である。
【００１６】
請求項４に係る発明の電極板は、請求項１〜３の何れかに記載の電極板用金属基材における芯材部の少なくとも一面に、活物質塗料を塗着して集電部の厚みと同等以上の厚みを有する活物質層を設けてなることを特徴としている。
【００１７】
請求項５に係る発明の金属基材の製造方法は、所要の厚みと幅とを有する方形の断面形状を有する帯状となった帯状材を複数本互いに平行に配置して、これら帯状材を、平行配置を保持しながら移送し、前記各帯状材をめっき槽のめっき液内に浸漬して通過させながら、めっき加工処理を施して、前記各帯状材の間に架け渡す配置で電解箔を電解形成させ、且つその電解箔を前記各帯状材における前記めっき液に接触する表面に結合させることにより、前記各帯状材が前記電解箔で互いに接続されてなるフープ状の金属基材素体を形成し、前記金属基材素体における前記電解箔または帯状材の少なくとも一方の所定箇所を切断して短冊状に分割することにより、電解箔の一側縁部が帯状材に結合して一体化されてなる複数の金属基材を得るようにしたものである。
【００１８】
請求項６に係る発明の電極板の製造方法は、帯状材として集電部形成材料を用い、電解箔として芯材形成材料を用い、請求項５の製造方法で得られたフープ状の金属基材素体を、これの各帯状材を厚み方向の両面側から一対の搬送ローラで挟み付けて連続的に移送しながら、活物質塗工工程、乾燥工程および圧延工程をそれぞれ通過させることにより、電解箔の少なくとも一面に所定厚みの活物質層が塗着形成されてなるフープ状の電極板素体を構成し、この電極板素体における前記電解箔または帯状材の少なくとも一方の所定箇所を切断して個々の電極板に分割することを特徴としている。
【００１９】
請求項７に係る発明の電池は、正極板または負極板の少なくとも一方が請求項４の電極板に構成され、前記正極板および負極板がこれらの間にセパレータを介在させて積層または、渦巻状に巻回されることにより極板群が構成され、有底筒状の電池ケース内に、前記極板群が収納され、且つ電解液が注入され、前記正極板および負極板における集電部が、これに接続された接続リード片または集電体の何れかを介してそれぞれ封口体および前記電池ケースの底面部に接続され、前記電池ケースの開口部がかしめ加工されることにより前記封口体を介して前記開口部が封口されてなることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１の発明に係る電極板用金属基材によれば、芯材部が電解箔で形成されるので、この芯材部の厚みを極めて薄くできるのに伴って活物質の塗工量を増大させることができる。一方、集電部は、芯材部とは別体に設けられて芯材部に結合されることから、芯材部とは無関係に所要の厚みに形成できるので、これに接続した接続リード片との間に大電流を取り出す際に発熱が生じることがなく、しかも、めっき加工処理により電解箔の形成および電解箔と芯材部の結合が同時に行われるようにしているので、電解箔と芯材部との間の電気抵抗も極めて小さくなり、芯材部の厚みが極めて薄くなるのに伴って良好な高率放電性能を得ることができる。
【００２１】
請求項２の発明によれば、１〜５μｍの超薄型の芯材部の帯状端辺部が、５０〜１５０μｍの厚みの断面四角形の集電部の上面から内側面にかけた部分に結合されているから、芯材部の一面に、集電部の厚みに応じた厚みに活物質層を形成することができる。
【００２２】
請求項３の発明によれば、電解箔からなる芯材部が帯状の集電部に結合されてなる構成を容易に得ることができる。
【００２３】
請求項４の発明に係る電極板によれば、活物質の塗工量の増大に伴う高容量化と、発熱などの発生を防止して大電流を支障なく取り出せる良好な高率放電性能とを有する電極板を得ることができる。
【００２４】
請求項５の発明に係る金属基材の製造方法によれば、電解箔と帯状材とが結合されてなる金属基材を容易、且つ確実に製造することができる。
【００２５】
請求項６の発明に係る電極板の製造方法によれば、フープ状とした金属基材素体を連続的に移送しながら、塗工工程、乾燥工程および圧延工程を経ることによりフープ状の電極板素体を構成して、この電極板素体を切断する工程を経るので、電極板を高い生産性で製造することができる。しかも、金属基材素体を、所要の厚みを有する各集電部を厚み方向の両面側から搬送ローラで挟み付けられて連続的に移送しながら各工程に移送するので、極めて薄い電解箔を有する金属基材素体に対して各集電部のみを介して活物質塗料の塗工を精度良く行える所要のテンションを確実に付与することができるため、電極板素体の電極箔には各工程においてちぎれや破断或いはしわ等の不具合が発生することがなく、電極板を高精度に製造することができる。
【００２６】
請求項７に係る発明の電池によれば、正，負極板の少なくとも一方の金属基材の芯材部が電解箔で形成されて厚みが極めて薄く形成されるので、その薄くなった分だけ活物質の塗工量が増大して活物質層の厚みが大きくなるので、高容量化を図ることができる。また、芯材部を厚みが薄くなった分だけ長くできるので、正，負両極板の対向面積が増大して活物質層と芯材部とが近接するとともに、金属基材の各芯材部の一部がめっき加工処理による電着により集電部に高い接続強度で結合されて、各芯材部と集電部との間の電気抵抗が低減されるので、高率放電性能が格段に向上して大電流の放電特性が得られる。しかも、大電流を取り出す場合、金属基材の集電部が十分な厚みを有しているので、この集電部での発熱発生が確実に防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の最良の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態に係る電極板用金属基材１を示す斜視図である。この電極板用金属基材１は、活物質を担持するための短冊状の芯材部２と、この芯材部２の幅方向の一側縁部が電気的および機械的に結合された帯状の集電部３とを有している。すなわち、この電極板用金属基材１は、別体に設けた芯材部２と集電部３とが一体結合されたものである。
【００２８】
上記芯材部２は、めっき加工処理により電解形成された電解箔（めっき箔）からなる。これにより、この芯材部２は、厚みＤ１が１〜５μｍの超薄型に形成することができる。
【００２９】
上記集電部３は、芯材部２と同種の金属（例えば銅）によって四角形の断面形状を有する帯状に形成されており、芯材部２とは別体に設けられることから、芯材部２の厚みＤ１に拘らず任意の厚みＤ２、例えば５０〜１５０μｍに設定できる。そこで、集電部３は、芯材部２の一面上に塗着形成される後述の活物質層の厚みとほぼ同等の厚みＤ２と、後述する接続リード片を溶接により容易に接続できる幅Ｗとを有する四角形の断面形状となった帯状に形成されている。この集電部３には、芯材部２の端部から延設された電解箔が集電部３の厚みＤ２方向の一面（上面）の一端部から他端部を越えて隣接する他面（内側面）の幅方向の端部までの範囲に結合されている。この芯材部２における集電部３の２面に対する結合部分は、芯材部２を電極形成するときに同時に形成される電解箔が集電部３に結合されたものである。
【００３０】
したがって、この電極板用金属基材１は、芯材部２の厚みが１〜５μｍと極めて薄いのに伴って活物質の塗工量を増大させることができる。一方、集電部３は、芯材部２とは別体に設けられて芯材部２に結合されることから、所要の厚みＤ２に形成でき、しかも、芯材部２が電解箔により結合されているから、芯材部２との間の電気抵抗も極めて小さくなり、これにより、大電流を取り出す際にも発熱することがないので、芯材部２の厚みが極めて薄くなるのに伴って高率放電性能を得ることができる。
【００３１】
図２は上記金属基材１を用いて構成された電極板４を示す斜視図である。この電極板４は、塗工工程を経て芯材部２の両面に活物質塗料が塗着されたのち、乾燥工程および圧延工程を経て集電部３の厚みＤ２とほぼ同一の厚みＤ３の活物質層７が芯材部２の両面に形成され、その活物質層７の幅方向の一側縁部に沿って延びる帯状の集電部３に接続リード片８が溶接により取り付けられた構成になっている。上記塗工工程、乾燥工程および圧延工程は既存の工程をそのまま利用できる。
【００３２】
両活物質層７の厚みＤ３は、この実施形態においてそれぞれ１００μｍに設定されている。したがって、電極板４全体の厚みは、（１００μｍ×２）＋（１〜５μｍ）＝２０１〜２０５μｍである。この２０１〜２０５μｍの厚みは、高容量化と高率放電性能との双方の効果を得られるように図った従来の電極板の厚みとほぼ同等であるが、従来の電極板は、金属基材として、上述したように１５〜２０μｍの金属箔を用いているのに対し、この実施形態の金属基材１における芯材部２の厚みＤ１は１〜５μｍと極めて薄い。これにより、上記電極板４は、従来の薄型の電極板と同一厚みに形成する場合に、芯材部２の厚みが薄くなった分だけ活物質層７の厚みを大きくすることができ、一層の高容量化と高率集電性能とを図ることができる。
【００３３】
また、上記電極板４は、活物質層７および電解液と共に発電要素として機能する芯材部２の厚みＤ１を上述のように可及的に薄く設定しながらも、発電要素としては機能しない集電部３の厚みＤ２を可及的に大きく、つまり芯材部２の一面に形成される活物質層７の厚みＤ３とほぼ同等程度まで大きく設定できるので、集電部３が十分な機械的強度を有したものとなって、この集電部３に接続リード片８を溶接により強固に接続できる。
【００３４】
つぎに、図１に示した金属基材１の製造方法について、図３を参照しながら説明する。図３（ａ），（ｂ）は金属基材１の製造方法を具現化した製造装置を示す平面図および正面図、（ｃ），（ｄ）はそれぞれ（ａ）のＡ−Ａ線拡大断面図およびＢ−Ｂ線拡大断面図である。先ず、同図（ｃ）に示すように、目的とする幅Ｗと所要の厚みとを有する断面四角形の帯状の集電部（帯状材）３が２本と、目的とする幅Ｗの２倍の幅２Ｗと所要の厚みとを有する断面四角形の帯状の大型集電部（帯状材）９が３本とが予め形成される。同図（ａ），（ｂ）に示すように、３本の大型集電部９は、所定間隔で並設された３つの繰り出しローラ１０にそれぞれ巻装され、これら各繰り出しローラ１０の両側にそれぞれ設置された繰り出しローラ１１にそれぞれ集電部３が巻装される。
【００３５】
これら各繰り出しローラ１０，１１に巻装された各大型集電部９および各集電部３は、ガイド鍔付きのガイドローラ１２を介して互いの所定間隔を保持するようにガイドされながら移送されて、下部がめっき槽１４のめっき液１７に浸漬されためっきドラム１３まで案内されて、このめっきドラム１３に巻き掛けられた状態で移送されることにより、ガイドローラ１８を介して巻き取りローラ１９に巻き取られる。このように連続的に移送される各大型集電部９および各集電部３がめっきドラム１３に沿ってめっき液１７に浸漬されながら移送されるときに、めっき加工処理が施されることにより、図３（ｄ）に示すように、各大型集電部９および各集電部３の各々の間に架け渡す配置で電解箔２０が電解形成され、且つこの電解箔２０が各大型集電部９および各集電部３における断面四角形のうちのめっき液１７に接触する各３面にもそれぞれ電解箔が電着して結合され、これにより、図４の斜視図に示すように、フープ状の金属基材素体２１が形成される。
【００３６】
前記金属基材素体２１は、図１に示した金属基材１が８つ一体形成されたフープ状に形成されたものあって、切断することにより８つの金属基材１に分割できるものである。この金属基材素体２１は、図５に示すように、電解箔２０の両面に活物質塗料を塗工して活物質層７を形成することにより電極板素体２２とされたのち、切断される。この電極板素体２２は、フープ状の金属基材素体２１を連続的に移送しながら、既存の塗工工程、乾燥工程および圧延工程を経ることにより、高い生産性で製造される。
【００３７】
このとき、金属基材素体２１は、各大型集電部９および各集電部３が厚み方向の両面側から搬送ローラで挟み付けられて連続的に移送されながら塗工工程、乾燥工程および圧延工程をそれぞれ通過される。これにより、金属基材素体２１には、電解箔２０が１〜５μｍの極めて薄いものであるにも拘らず、各大型集電部９および各集電部３のみを介して、活物質塗料の塗工を精度良く行える所要のテンションを確実に付与することができる。そのため、電極板素体２２は、上述の各工程時において、ちぎれや破断或いはしわ等の不具合が発生することなく、高精度に製造される。
【００３８】
上述のように製造された電極板素体２２は図６の２点鎖線で示す切断線に沿って切断される。すなわち、電極板素体２２はその長手方向が所要の電極板の長さに対応する間隔で切断されて分割され、且つ各活物質層７および大型集電部９が各々の幅方向の中点箇所を長手方向に沿って切断される。これにより、電極板素体２２は幅方向（図の上下方向）において８つに分割されて、図２に示した電極板４が出来上がる。したがって、大型集電部９は、２分割されて、個々の集電部３とされる。
【００３９】
図７は、上述した電極板４と同様に形成した正極板および負極板を用いて構成した電池２３を示す半部切断した縦断面図である。この実施形態において、上記電池２３はニッケル水素二次電池であって、正極板２８の正極側芯材部３３および正極側集電部３４は表面がニッケルめっきされた鉄を素材として形成され、負極板２９の負極側芯材部３９および負極側集電部４０は鉄を素材として形成されている。また、この電池２３は、図２に示したような接続リード片８を用いた集電構造に代えて、帯状の集電部３４，４０を用いてタブレス方式の集電構造に構成されている。
【００４０】
この電池２３は、有底円筒状の電池ケース２４内に、正極板２８と負極板２９とをこれらの間にセパレータ３０を介在させて渦巻状に巻回してなる極板群３１が収容されているとともに、電解液（図示せず）が注入され、電池ケース２４の開口部が封口体４２により封口された構成を有している。
【００４１】
正極板２８は、正極側金属基材３２における正極側芯材部３３の両面に正極活物質層３７が塗着形成され、正極側芯材部３３の幅方向（図の上下方向）の一側縁部が結合された正極側集電部３４が極板群３１の一方側（図の上方側）に突出されている。負極板２９は、負極側金属基材３８における負極側芯材部３９の両面に負極活物質層４１が塗着形成され、負極側芯材部３９の幅方向（図の上下方向）の一側縁部が結合された負極側集電部４０が極板群３１の他方側（図の下方側）に突出されている。正極板２８の上方に突出された正極側集電部３４の上端面には、平板状の正極集電体４３が溶接により接合されているとともに、負極板２９の下方に突出した負極側集電部４０の下端面には、平板状の負極集電体４４が溶接により接合されている。正極集電体４３は、リード板４７を介して封口体４２における封口板４８に接続されており、負極集電体４４は、電池ケース２４の底面部に溶接により接続されている。
【００４２】
封口体４２は、上記封口板４８と、この封口板４８の上面に接合されたキャップ端子部４９と、封口板４８とキャップ端子部４９とで囲まれた空間内に収納された安全弁５０とにより構成されている。この封口体４２は、その周縁部に絶縁ガスケット５１を介在した状態で、電池ケース２４の内方に膨出した環状支持部５２上に載置されて、電池ケース２４の開口端周縁部が内方にかしめ加工されることにより、電池ケース２４におけるかしめ加工により塑性変形された開口端周縁部と環状支持部５２とにより挟持固定されて、電池ケース２４の開口部を密閉している。
【００４３】
この電池２３は、図１，図２で説明したように、正，負極板２８，２９の金属基材３２，３８の芯材部３３，３９が電解箔で形成されて厚みが１〜５μｍと極めて薄く形成されているので、その薄くなった分だけ活物質の塗工量が増大して活物質層３７，４１の厚みが大きくなっているので、高容量化を図ることができる。また、芯材部３３，３９を厚みが薄くなった分だけ正，負極板２８，２９を長くできるので、正，負両極板２８，２９の対向面積が増大し、且つ活物質層３７，４１と芯材部３３，３９とが近接するとともに、金属基材３２，３８の各芯材部３３，３９の一部がめっき加工処理により集電部３４，４０に高い接続強度で結合されて、各芯材部３３，３９と集電部３４，４０との間の電気抵抗が低減されているので、高率放電性能が格段に向上して大電流の放電特性が得られる。しかも、大電流を取り出す場合、金属基材３２，３８の集電部３４，４０が十分な厚みを有しているので、この集電部３４，４０での発熱発生が確実に防止される。
【００４４】
また、この電池２３では、帯状の集電部３４，４０を集電体４３，４４に溶接して、タブレス方式の集電構造としているので、集電効率が向上して高率放電性能が一層向上する。但し、図２に示したように、接続リード片８を集電部３４，４０に接続する集電構造とした場合であっても、集電部３４，４０は、芯材部３３，３９とは別体に形成できることから十分な厚みとすることができるので、溶接により互いに接続する集電部３４，４０と接続リード片８との間の電気抵抗が低減するので、やはり集電効率が向上して高率放電性能が一層向上する。
【００４５】
なお、この実施形態では、ニッケル水素二次電池に適用した場合を例示して説明したが、図１の金属基材１を用いて構成する図２の電極板４は、リチウムイオン二次電池における負極板またはニッケル水素電池の負極板にも適用することができる。その場合、リチウムイオン二次電池は銅を素材として金属基材１を形成し、ニッケル水素電池はニッケルを素材として金属基材１を形成すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
この発明に係る電極板用金属基材は、高容量化と良好な高率放電性能を有する電極板を構成することができ、また、本発明は、電極板用金属基材および電極板を高い生産性で高精度に製造できる製造方法をも提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態に係る電極板用金属基材を示す斜視図。
【図２】同上の金属基材を用いて構成された電極板を示す斜視図。
【図３】（ａ），（ｂ）は同上の金属基材の製造方法を具現化した製造装置を示す平面図および正面図、（ｃ），（ｄ）はそれぞれ（ａ）のＡ−Ａ線拡大断面図およびＢ−Ｂ線拡大断面図。
【図４】同上の製造装置で製造された金属基材素体を示す斜視図。
【図５】同上の金属基材素体を用いて形成された電極板素体を示す斜視図。
【図６】同上の電極板素体を示す平面図。
【図７】同上の電極板素体を分割した得た電極板を用いて構成した電池を示す半部切断した縦断面図。
【符号の説明】
【００４８】
１  金属基材
２  芯材部
３  集電部
４  電極板
７  活物質層
８  接続リード片
１３  めっきドラム
１７  めっき液
２０  電解箔
２１  金属基材素体
２２  電極板素体
２３  電池
２４  電池ケース
２８  正極板
２９  負極板
３０  セパレータ
３１  極板群
４２  封口体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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