(57)【要約】【課題】電池容量及び放電特性の向上を図ることができる電池用電極基材を提供する。【解決手段】樹脂繊維から成る不織布の繊維表面に金属の被覆層を有する電池用電極基材である。基材に用いる不織布は、繊維の繊度が1dTex以上7dTex以下であり、繊維の目付量が25g／m2以上60g／m2以下である。また、この不織布は、熱処理が施され、熱処理後の厚さが0.5mm以上1.0mm以下である。特に、前記金属の目付量が、150g／m2以上300g／m2以下であり、電極基材の厚さ及び繊維の目付量と金属の目付量から求められる多孔度が、75％以上97％以下であることが好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂繊維から成る不織布の繊維表面に金属の被覆層を有する電池用電極基材であって、
前記不織布は、
繊維の繊度が1dTex以上7dTex以下であり、
繊維の目付量が25g／m2以上60g／m2以下であり、
熱処理が施され、熱処理後の厚さが0.5mm以上1.0mm以下であることを特徴とする電池用電極基材。
【請求項２】
前記繊維が、融点の異なる２種以上の樹脂から成る複合繊維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材。
【請求項３】
前記複合繊維を構成する成分として、ポリエチレン及びポリプロピレンを含むことを特徴とする請求項２に記載の電池用電極基材。
【請求項４】
前記金属が、ニッケル、クロム、銅、鉄、コバルト、アルミニウム、チタン、亜鉛、及びこれら金属のいずれかを主体とする合金からなる群から選択される１種以上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材。
【請求項５】
前記被覆層が、２種以上の異なる金属層が積層された多層構造を有することを特徴とする請求項４に記載の電池用電極基材。
【請求項６】
前記金属の目付量が、150g／m2以上300g／m2以下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材。
【請求項７】
電池用電極基材の厚さ及び繊維の目付量と金属の目付量から求められる多孔度が、75％以上97％以下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材。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の電池用電極基材に、水酸化ニッケルを主体とする活物質が充填されていることを特徴とする電池用電極。
【請求項９】
活物質が充填された後に圧延処理が施され、
圧延後の電極の厚さ及び繊維の目付量と金属の目付量から求められる空間率が、70％以上95％以下であることを特徴とする請求項８に記載の電池用電極。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の電池用電極を使用した電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池用電極基材、この基材を使用した電池用電極、及びこの電極を使用した電池に関する。特に、アルカリ二次電池の電極に使用することにより、電池容量及び放電特性の向上を図ることができる電極基材に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルカリ二次電池は、信頼性が高く、長寿命であり、小型軽量化が可能などの特徴があるため、携帯用、移動用、産業用機器の電源として広く利用されている。代表的なアルカリ二次電池としては、ニッケル‐水素電池が挙げられ、エンジンとモータとを組み合わせたハイブリッド電気自動車（HEV）の電源として採用されている。
【０００３】
現在、ニッケル‐水素電池やニッケル‐カドミウム電池等のアルカリ二次電池の電極に使用されている電極基材（集電体）は、正極では三次元網状構造を有する発泡状ニッケル基材が主流になっている。しかし、発泡状ニッケル基材は、発泡状ウレタンを材料として使用しているので、厚みに制限があり、薄くすることが難しい。そのため、電池の高出力化のために薄い電極を作製することが困難である。また、発泡状ニッケル基材は、所定の強度を維持するためにニッケルの使用量を減らすことが難しく、材料コストが高くなる欠点もある。
【０００４】
そこで、近年、不織布の繊維表面にニッケルめっきを施した電池用電極基材の開発が進められている。不織布は発泡状ウレタンに比べて厚さの自由度が高く、電極基材を薄くすることが可能である。また、電極基材の内部に不織布の繊維をそのまま骨格として残すことで、ニッケルの使用量を減らすことによる強度の低下を抑制できる。さらに、不織布を使用することで、孔径の小さい電極基材を作製することも容易である。孔径の小さい電極基材は、活物質と電極基材との距離が短くなり、集電効率が高くなる傾向がある。
【０００５】
このような不織布を用いた電極基材に関する技術が、例えば特許文献１〜４に開示されている。いずれの文献も、電池性能の向上を図るため、電極基材の構成要素を種々規定している。
【０００６】
特許文献１には、繊維径3.5μm（繊度0.4dTex相当）の樹脂繊維から成り、坪量（繊維の目付量）80g／m2、厚さ0.56mmの不織布を用いた電極基材が記載されている。
【０００７】
特許文献２には、繊度1.2dTexの樹脂繊維から成り、面密度（繊維の目付量）65g／m2、厚さ0.5mmの不織布を用いた電極基材が記載されている。また、この不織布の空隙率は86％である。
【０００８】
特許文献３には、繊度6.6dTexの樹脂繊維から成り、繊維の目付量100g／m2、厚さ0.8mmの不織布を用いた電極基材が記載されている。また、この不織布の空隙率は86％である。
【０００９】
特許文献４には、繊度6.6dTexの樹脂繊維と繊度0.8dTexの樹脂繊維とから成り、繊維の目付量70g／m2、厚さが0.5mmの不織布を用いた電極基材が記載されている。また、この不織布の空隙率は82％である。
【００１０】
【特許文献１】特開平５−２９０８３８号公報
【特許文献２】特開２００１−３１３０３８号公報
【特許文献３】特開２００３―１０９６００号公報
【特許文献４】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】
【００１１】
しかし、最近では、アルカリ二次電池の更なる高容量化、高出力化が求められており、従来の不織布を用いた電極基材では、十分な電池容量及び放電特性を確保することが難しく、その要求に応えることができなかった。
【００１２】
ところで、電池容量は電極基材に充填される活物質の充填量に依存し、放電特性は電極基材の集電効率や電気抵抗に左右される。また、活物質の充填量を多くするには、電極基材の多孔度を大きくする必要がある。
【００１３】
特許文献１〜４に記載の電極基材は、不織布の繊維の目付量が多く、このような不織布を用いた電極基材は、電極基材の孔径が小さくなり過ぎる問題がある。そのため、電極基材の多孔度が十分に大きくても、電極基材に活物質を充填して電極を作製する工程において、活物質の充填率が低くなるので、十分な電池容量を確保できない。また、ニッケルのめっき量が記載されている文献からすると、電極基材に対するニッケルの目付量が少ない。そのため、電極基材の電気抵抗が高くなるので、出力電圧が低く、十分な放電特性を確保できない。
【００１４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、電池容量及び放電特性の向上を図ることができる電池用電極基材、及び電池用電極を提供することにある。
【００１５】
本発明の他の目的は、電池容量が高く且つ放電特性に優れる電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、樹脂繊維から成る不織布の繊維表面に金属の被覆層を有する電池用電極基材である。そして、前記不織布は、繊維の繊度が1dTex以上7dTex以下であり、繊維の目付量が25g／m2以上60g／m2以下である。また、この不織布は、熱処理が施され、熱処理後の厚さが0.5mm以上1.0mm以下である。
【００１７】
まず、繊維の繊度をこの範囲にすることで、上記範囲の目付量で不織布を作製した際に所定の厚さの不織布を作製し易い。繊維の繊度が1dTex未満であると、不織布の厚さが薄くなり易く、電極に適した厚さの電極基材を得ることが難しい。また、繊維の繊度が1dTex未満であると、孔径が小さくなり過ぎて、電極作製時の活物質の充填が困難になる。繊維の繊度が7dTex超であると、孔径が大きくなり過ぎて、電極基材の比表面積（単位体積あたりの表面積）が小さくなり、電池容量のばらつきや出力電圧の低下を招き易い。より好ましい繊維の繊度は2dTex以上7dTex以下である。
【００１８】
次に、繊維の目付量をこの範囲にすることで、電極基材の多孔度が大きくなると共に電極基材の孔径が小さくなり過ぎず、電池容量を高くすることができる。繊維の目付量が25g／m2未満であると、不織布の厚さが薄くなり易く、電極に適した厚さの電極基材を得ることが難しい。繊維の目付量が60g／m2超であると、多孔度が小さくなり、電池容量が低くなる。より好ましい繊維の目付量は30g／m2以上50g／m2以下である。
【００１９】
次に、不織布の厚さをこの範囲にすることで、電極を作製する際の圧延により被覆層が損傷することを抑制ができる。ここで、不織布の厚さの調整は熱処理により行う。熱処理の温度と時間を調節することで、不織布の厚さを調整することが可能であり、熱処理時間が長くなるほど不織布の厚さが薄くなる傾向がある。不織布をロール等により加圧して調厚した場合、その後の不織布に金属を被覆する工程において、調厚前の厚さに戻ることがあり、調厚の効果が得られ難い。熱処理後の厚さが0.5mm未満であると、電極に適した厚さの電極基材を得ることが難しい。熱処理後の厚さが1.0mm超であると、電極基材に活物質を充填した電極を圧延処理する際に、被覆層が変形して損傷し、出力電圧の低下や耐久性の低下を招く虞がある。より好ましい熱処理後の厚さは0.7mm以上0.9mm以下である。
【００２０】
本発明のより好ましい形態は、前記繊維が、融点の異なる２種以上の樹脂から成る複合繊維である。
【００２１】
熱処理により複合繊維の融点の低い樹脂成分を溶融させ、複合繊維同士を交差箇所で融着させることで、不織布の強度が高くなり、強固な骨格を有する電極基材とすることができる。複合繊維の構造は、低融点の樹脂が繊維の外側に位置する構造が好ましく、例えば芯成分が高融点樹脂から成り、鞘成分が低融点樹脂から成る芯鞘構造が挙げられる。また、繊維の断面形状は、特に制限がなく、半月状、三日月状、偏心状であってもよい。
【００２２】
さらに、複合繊維を構成する成分として、ポリエチレン及びポリプロピレンを含むことが好ましい。
【００２３】
これら樹脂は、耐薬品性、耐アルカリ性に優れており、電極基材の材料に好適である。上記した芯鞘構造を有する複合繊維の場合、芯成分がポリプロピレン、鞘成分がポリエチレンから成る複合繊維が挙げられる。また、芯成分がポリプロピレン、鞘成分がポリエチレンから成る複合繊維を用いる場合、熱処理の温度を110〜140℃とすることが好ましい。
【００２４】
本発明のより好ましい形態は、前記金属が、ニッケル、クロム、銅、鉄、コバルト、アルミニウム、チタン、亜鉛、及びこれら金属のいずれかを主体とする合金からなる群から選択される１種以上である。
【００２５】
これら金属は、耐食性、電気伝導性に優れており、電極基材の材料に好適である。また、リンやホウ素、水素を含有してもよい。被覆層を単一元素の金属で構成する場合、例えばニッケル単体から成る被覆層とすることが挙げられる。被覆層を合金で構成する場合、例えばニッケルとクロムの合金から成る被覆層とすることが挙げられる。
【００２６】
さらに、前記金属を２種以上選択する場合、前記被覆層を２種以上の異なる金属層が積層された多層構造としてもよい。
【００２７】
耐食性により優れる金属層を被覆層の外側に配することで、電極基材の変質及び劣化を防ぎ、長期に亘って安定した性能を有する電極基材を得ることができる。例えば、被覆層を構成する金属にニッケルとクロムを用いて、ニッケル層の外側にクロム層が積層された二層構造の被覆層とすることが挙げられる。
【００２８】
本発明のより好ましい形態は、前記金属の目付量が、150g／m2以上300g／m2以下である。
【００２９】
活物質の充填量及び充填容易性は、不織布の繊維表面に金属の被覆層が形成された後の電極基材の多孔度及び孔径に影響される。金属の目付量をこの範囲にすることで、電極基材の孔径が小さくなり過ぎず、適度な多孔度を有する電極基材を得ることができる。また、電極基材の電気抵抗が低くなり、放電特性（出力電圧）が高くなる効果も期待できる。金属の目付量が150g／m2未満であると、電極基材の電気抵抗が高くなり、出力電圧が低くなる。金属の目付量が300g／m2超であると、多孔度が小さくなり、電池容量が低くなる。なお、高出力化という点では、金属の目付量を多くすることが好ましいと考えられるが、300g／m2を超える場合、電気伝導度がそれほど向上しない上、材料コストが高くなる。より好ましい金属の目付量は、180g／m2以上250g／m2以下である。
【００３０】
本発明の電池用電極基材は、電極基材の厚さ及び繊維の目付量と金属の目付量から求められる多孔度が、75％以上97％以下であることが好ましい。
【００３１】
電極基材の多孔度がこのような範囲であることで、電極としたときの活物質の充填量が多くなり、十分な電池容量を確保し易い。より好ましい基材の多孔度は、85％以上95％以下である。なお、基材の多孔度（％）は以下の式により求められる。
【数１】
2009026562.tif 000002
【００３２】
本発明の電池用電極基材は、アルカリ二次電池の電極に使用することができる。本発明の電池用電極は、電極基材に活物質が充填されている構成である。例えば、ニッケル‐水素電池の正極では、電極基材に水酸化ニッケルを主体とする活物質が充填されている構成が挙げられる。
【００３３】
さらに、電極は、活物質が充填された後に圧延処理が施され、圧延後の電極の厚さ及び繊維の目付量と金属の目付量から求められる空間率が、70％以上95％以下であることが好ましい。
【００３４】
圧延処理を施すことで、電極を所定の厚さに調整すると共に、電極の表面を平滑にすることができる。また、本発明者らが検討した結果、電池容量を高めるためには、電極の空間率、つまり活物質を充填可能な空間の割合が重要であることが分かった。電極の空間率がこのような範囲であることで、活物質の充填量が多くなり、十分な電池容量を確保できる。より好ましい電極の空間率は、80％以上95％以下である。なお、電極の空間率（％）は以下の式により求められる。
【数２】
2009026562.tif 000003
【００３５】
本発明の電池用電極は、アルカリ二次電池に使用することができる。
【００３６】
水酸化ニッケルを主体とする活物質が充填された本発明の電極（正極）をニッケル‐水素電池に使用する場合、例えばポリオレフィン不織布を親水性処理したセパレータと水素吸蔵合金から成る負極とを用意し、正極と負極との間にセパレータを挟んで電極群を作製する。円筒形電池の場合は、捲回して渦巻状とした電極群を電槽に挿入した後、電解液を注入し、正極の集電端子を蓋部に溶接して、封口を行う。角形電池の場合は、通常、１端子形の正極とし、正極と負極とをセパレータを介して重ねて積層構造とした電極群を電槽に挿入する。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の電池用電極基材は、電池容量及び放電特性の向上に寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明の電池用電極基材及び電極についてより詳しく説明する。
【００３９】
不織布を構成する繊維は、耐アルカリ性の繊維であれば特に限定されないが、ポリオレフィン繊維やポリアミド繊維が好適に利用できる。ポリオレフィン繊維を利用する場合、ポリエチレン、ポリプロピレン、これらの混合物、及びこれらの共重合体からなる群から選択される一種を含有することが好ましい。また、繊維は、同群から選択される一種を主成分としてもよいし、一種のみから成るものとしてもよい。繊維の具体例としては、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレンとポリプロピレンの混合繊維の他、芯成分がポリプロピレン、鞘成分がポリエチレンから成る芯鞘構造の複合繊維が挙げられる。
【００４０】
不織布は、例えば、不織布を構成する繊維のウェブを形成した後、繊維同士を結合することにより製造することができる。ウェブは、カード法やエアレイ法、又は紡糸状態から連続的にシート化するメルトブロー法やスパンボンド法のような乾式法、或いは繊維を水に分散し、それを抄きとる湿式法等により製造することができる。また、不織布に水流交絡処理やニードルパンチ処理といった交絡処理を行ったり、繊維同士を融着させる熱処理を行ったりすることで不織布の強度を高めることができる。
【００４１】
不織布と金属の被覆層との密着度を向上するために、繊維表面に親水化処理を行ってもよい。親水化処理としては、フッ素処理、コロナ放電処理、スルホン化処理、ビニルモノマーのグラフト重合、親水性樹脂による処理、又は界面活性剤処理等が挙げられる。
【００４２】
不織布の繊維表面に金属の被覆層を形成するには、公知の電解めっき法を利用することができる。なお、不織布に電解めっきを施す前に、不織布表面、より具体的には不織布を構成する繊維表面に導電性を有する層を形成する。この導電性層を形成する手段として、無電解めっき法、スパッタリング法を利用することができる。以下、不織布の繊維表面にニッケルの被覆層を形成する場合を例に説明する。無電解めっき法を利用する場合、活性化処理として塩化パラジウム溶液中に不織布を浸漬した後、無電解ニッケルめっき浴に不織布を浸漬する。スパッタリング法を利用する場合、ホルダーに不織布を取り付け、不活性ガスを導入しながらホルダーとターゲット（ニッケル）間に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て、弾き飛ばされたニッケル粒子を繊維表面に堆積させる。ここで、導電性層の形成量は4g/m2ないし9g/m2程度とすることが好ましい。そして、導電性を付与した不織布にニッケルめっき浴を用いて電解ニッケルめっきを施すことで、繊維表面にニッケルの被覆層が形成された電極基材を作製することができる。めっき浴としては、ワット浴、塩化浴、スルファミン酸浴が挙げられる。
【００４３】
ここで、不織布の繊維表面に金属の被覆層を形成するときは、金属の目付量を150g／m2〜300g／m2とすることが好ましい。金属の目付量とは、上記導電性層を形成した場合は導電性層も含めた被覆層の重量を電極基材の面積で除したものであり、電極基材における単位面積当たりの金属の付着量を意味する。金属の目付量が150g／m2未満であると、電極基材の電気伝導度が低下することとなり、電極基材の電気抵抗が高くなる。金属の目付量が150g／m2以上であれば、電気伝導度が高くなり、電気抵抗が低くなる。また、繊維表面に十分な厚さの金属の被覆層が形成されることになり、溶接性に優れる電極基材を得ることができる。但し、金属の目付量が300g／m2超であると、電気伝導度の向上がそれほど見られず、コストメリットが小さい。
【００４４】
電極は、上記説明した電極基材に活物質が担持された構成である。活物質としては水酸化ニッケルを主体とするものを用いることができるが、この活物質は、主成分の水酸化ニッケルの他に、水酸化コバルト、オキシ水酸化コバルト、一酸化コバルト、水酸化亜鉛等の他の成分を含むものでもよい。電極は、電極基材に活物質のペーストを充填することにより得ることができる。活物質を充填する前に、活物質の充填量を調整するために電極基材の厚みをロールによって調節（調厚）することが一般的であるが、必要がなければ行わなくてもよい。活物質を充填する手段として、水酸化ニッケルの粉末を混合したペーストに必要に応じて調厚した電極基材を浸漬して圧力を加え、基材表面からペーストを圧入する方法や、前記ペーストを基材表面に吹き付ける方法を利用することができる。このようにして、電極基材の空隙に活物質のペーストを充填した後、通常、乾燥及びロール圧延を行い、電極（正極）が得られる。この電極（正極）には、必要により、集電端子が設けられる。
【００４５】
＜実施例１＞
（不織布及び電極基材の作製）
表１に示す繊度と繊維の目付量で複数の不織布を作製し、これら不織布を用いて、実施例となる電極基材（試料１〜３）及び比較例となる電極基材（試料４〜８）を作製した。以下、電極基材の作製手順について説明する。
【００４６】
不織布を構成する樹脂繊維には、芯成分がポリプロピレン（融点：165℃）、鞘成分がポリエチレン（融点：110℃）から成る芯鞘構造の複合繊維を用いた。不織布は、カード法を用いて作製し、140℃の熱を加えて厚さを調整した。なお、熱処理時間は不織布毎に変更した。電極基材の厚さは、不織布の厚さと実質的に同じになる。
【００４７】
次に、不織布の繊維表面にニッケルを被覆した。ニッケルの被覆は、無電解めっきと電解めっきとを組み合わせて行った。無電解ニッケルめっきは、塩化第一錫の塩酸水溶液で不織布を処理した後、塩化パラジウムの塩酸水溶液で触媒化し、硫酸ニッケル水溶液に不織布を浸漬して、ニッケルを次亜リン酸ナトリウムにて還元する方法を用いた。この無電解めっきによるニッケルの目付量は5g／m2とした。また、電解めっきは、スルファミン酸浴を用いた。無電解めっきにより繊維表面に導電性層が形成された不織布をめっき浴に浸漬し、不織布を陰極に、ニッケル板を陽極にそれぞれ接続して直流を流して、不織布の繊維表面にニッケルの被覆層を形成した。
【００４８】
作製した電極基材（試料１〜８）の厚さ、ニッケルの目付量及び多孔度を表１に示す。厚さは加重3g／m2で測定した。基材の多孔度は、基材の厚さ及び繊維の目付量と金属の目付量から上記式１により求めた。なお、繊維密度は0.92（g／cc）とし、ニッケル密度は8.9（g／cc）とした。
【００４９】
【表１】
2009026562.tif 000004
【００５０】
試料１〜３、及び試料５,８は、熱処理後の厚さが0.5mm以上1.0mm以下であった。しかし、試料４,６,７は、熱処理後の厚さが0.5mm未満であった。試料４は、繊維の目付量が少なく、十分な繊維の重なりを形成することができず、薄くなったと考えられる。試料６は、繊維の繊度が小さく、繊維のコシが弱いため厚さを維持することができず、薄くなったと考えられる。試料７は、熱処理時間が長すぎて、熱処理後の厚さが薄くなった。
【００５１】
（電極の作製）
試料１〜８の電極基材を使用したニッケル‐水素電池の電極１〜８を作製した。以下、電極の作製手順について説明する。
【００５２】
まず、電極基材を幅36mm×長さ100mmに切断し、集電端子を溶接する領域（端から幅36mm×長さ5mmの部分）を押し潰した後、この領域にマスキングを施した。これは、集電端子が溶接される領域に活物質が充填されないようにするためである。電極は、電極基材を活物質ペーストに浸漬する方法を用いて作製した。活物質ペーストは、主活物質としてコバルト被覆水酸化ニッケルの粉末20g、導電助剤として水酸化コバルトの粉末1.5g、増粘剤として濃度が0.5質量％のカルボキシメチルセルロース水溶液6gの割合で混合したものである。この活物質ペーストに電極基材を浸漬し、引き上げ後、表面に付着した活物質ペーストを除去して表面を平滑化して80℃の温度で30分間乾燥させた。乾燥後、電極基材をロールプレス機（20t、ギャップ0.2mm）を用いて圧延し、幅方向の両端を切り落として幅32mmの電極とした。
【００５３】
各電極の厚さ、空間率、充填率及び容量密度を表２に示す。電極の空間率は、電極の厚さ及び繊維の目付量と金属の目付量から上記式２により求めた。充填率は、乾燥させた活物質ペーストの密度を予め求めておき、電極の重量から電極基材に充填された活物質の体積を求め、それを電極の空孔体積で除して求めた。ここで、電極の空孔体積は、活物質を充填可能な空間の体積のことであり、電極の見かけの体積から電極の真の体積（電極を構成する材料の体積）を減じて残った体積（空隙）として求めることができる。容量密度は、電極に充填された活物質のうち、水酸化ニッケルの重量に289mAh／gを乗じた後、電極の体積で除して求めた。
【００５４】
【表２】
2009026562.tif 000005
【００５５】
電極１〜３及び電極８は、容量密度が600mAh／g以上であった。しかし、電極４〜７は、容量密度が低く、500mAh／g未満であった。電極４は、空間率が80％以上であるが、厚さが薄く充填できる活物質の量が少なかった。また、電極４は、電極基材（試料４）の繊維目付量が少なく且つ繊度が大きいため、基材の孔径が大きくなり過ぎて、活物質の保持性が悪く充填率が低下して、容量密度が小さくなったと考えられる。電極５は、電極基材（試料５）の繊維目付量が多いために基材の孔径が小さくなり過ぎて、活物質の充填率が低くなり容量密度が小さくなったと考えられる。電極６は、空間率が70％以下であり且つ厚さが薄く、充填できる活物質の量が少なかった。また、電極６は、電極基材（試料６）の繊度が小さいために基材の孔径が小さくなり過ぎて、活物質の充填率が低くなり容量密度が小さくなったと考えられる。電極７は、厚さが薄く充填できる活物質の量が少なかった。また、電極７の電極基材（試料７）と電極２の電極基材（試料２）の繊度と繊維目付量は同じであるが、電極７の電極基材は薄くし過ぎたため、基材の孔径が小さくなり過ぎて、活物質の充填率が低くなり容量密度が小さくなったと考えられる。
【００５６】
（電池の作製）
次に、電極１〜３及び電極８を正極に使用したニッケル‐水素電池を作製し、各電池ついて性能試験を実施し、各電極について評価した。
【００５７】
また、新たに試料９を作製し、これを電極基材に使用した電極９を作製した。なお、試料９及び電極９の作製手順は、上記説明した作製手順と同じである。そして、この電極９を正極に使用したニッケル‐水素電池を作製して性能試験を実施し、この電極９についても評価した。表３及び表４は試料９及び電極９の仕様である。
【００５８】
【表３】
2009026562.tif 000006
【００５９】
【表４】
2009026562.tif 000007
【００６０】
表に示すように、試料９は、熱処理後の厚さが0.5mm以上1.0mm以下であった。また、電極９は、容量密度が600mAh／g以上であった。
【００６１】
以下、電池の作製手順について説明する。
【００６２】
電池は、正極と負極との間にセパレータを挟んで捲回した電極群をSub-Cサイズの電槽に挿入した後、この電槽に電解液を注入し、封口を行うことで作製した。負極には、公知の水素吸蔵合金を用い、セパレータには、親水化処理されたポリエチレン不織布を用いた。また、電解液には、濃度が30質量％の水酸化カリウム水溶液を用いた。
【００６３】
電極１〜３及び電極８,９を用いた電池をそれぞれ電池１〜３及び電池８,９とし、各電池について性能試験を実施した。なお、試験を行う前に各電池について化成処理を行った。具体的には、0.1Cで充放電を1回行った後、0.2Cで充放電を20回繰り返した。
【００６４】
性能試験は、0.2Cで充電し、0.2Cで放電したときの放電容量と放電電圧、及び1Cで充電し、1Cで放電したときの放電容量と放電電圧を調べた。充電はCCΔV方式で行い、計算容量の110％、或いは電圧降下が-5mVになった時点で充電終了とした。放電はCC方式で行い、終止電圧0.8Vになった時点で放電終了とした。
【００６５】
放電容量は、放電開始から終了までの時間と放電電流の積分で求めた値を計算容量で除した値（利用率、単位％）である。また、放電電圧は、電池容量の1／2まで放電したときの電圧を測定して求めた。ここで、計算容量とは、電極に充填された活物質のうち、水酸化ニッケルの重量に289mAh／gを乗じて求めた容量のことである。
【００６６】
また、CCΔV方式の充電とは、一定の電流で充電を行い、所定の時間（容量）まで充電したとき、或いは電圧降下が所定の閾値を超えたときに充電を終了する方式である。CC方式の放電とは、一定の電流で放電を行い、所定の時間（容量）まで放電したとき、或いは放電電圧が所定の閾値を超えたときに放電を終了する方式である。
【００６７】
表５に各電池の放電容量及び放電電圧を示す。
【００６８】
【表５】
2009026562.tif 000008
【００６９】
電池１〜３は、0.2C及び1Cでの放電容量が95％以上であり、0.2C及び1Cでの放電電圧がそれぞれ1.2V以上及び1.05V以上である。つまり、電極１〜３は、充填された活物質の利用率が高く、出力電圧も高いことが分かる。したがって、実施例に係る電極基材（試料１〜３）は、電池容量及び放電特性の向上に寄与することができる。特に、1Cでの放電電圧が高いので、高出力タイプの電池にも好適に使用することができる。
【００７０】
一方、電池８,９は、放電容量及び放電電圧が低い。電極８は、電極基材（試料８）の厚さが厚かったため、圧延して電極とした際に基材の被覆層が損傷し、基材の電気抵抗が増大して、放電容量及び放電電圧が低くなったと考えられる。電極９は、電極基材（試料９）のニッケルの目付量が少ないため、基材の電気抵抗が高く、放電容量及び放電電圧が低くなったと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明の電池用電極基材、及び電池用電極は、高容量・高出力のアルカリ二次電池に好適に利用することができる。また、本発明の電池は、携帯用、移動用、産業用機器の電源に好適に利用することができる。