鎳氫二次電池的制作方法
【專利摘要】一種鎳氫二次電池，能改善作為負(fù)極板的電流分布的不均勻性，得到作為電池的更良好的電氣特性。鎳氫二次電池的向相同方向彎曲的正極板和負(fù)極板隔著隔板層疊。負(fù)極板具備板狀的芯材和分別層疊于芯材的表面?zhèn)群屠锩鎮(zhèn)鹊呢?fù)極混合物層。表面?zhèn)鹊呢?fù)極混合物層的平均厚度是“A1”，里面?zhèn)鹊呢?fù)極混合物層的平均厚度是“B1”，這些厚度的大小關(guān)系是“A1＜B1”。另外，在假設(shè)表面?zhèn)鹊呢?fù)極混合物層的彎曲方向中央的厚度是“A2”、彎曲方向端部的厚度是“A3”、里面?zhèn)鹊呢?fù)極混合物層的彎曲方向中央的厚度是“B2”、彎曲方向端部的厚度是“B3”時(shí)，這些厚度的大小關(guān)系是“A3≤A2”且“B3＞B2”、或者“A3＜A2”且“B3≥B2”。
【專利說明】
鎳氫二次電池
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及具備正極板和負(fù)極板隔著隔板層疊的極板組的鎳氫二次電池。
【背景技術(shù)】
[0002]鎳氫二次電池具有將正極板和負(fù)極板隔著隔板層疊的極板組。隔板在正極板與負(fù)極板之間供應(yīng)電解液，并且在正極板與負(fù)極板之間確保規(guī)定的分開距離。
[0003]但是，不可避免所制造的負(fù)極板、正極板各自或多或少地彎曲。因此，當(dāng)負(fù)極板和正極板在彎曲方向不同的狀態(tài)下層疊時(shí)，在彼此的凸部相對(duì)的部分負(fù)極板和正極板的間隔變窄，在被過度壓縮的部分隔板變薄。而且，有可能由于伴隨使用的負(fù)極板、正極板的膨脹，隔板被限顯著壓縮，負(fù)極板與正極板之間的距離異常變短。因此，例如在專利文獻(xiàn)I中記載有如下技術(shù)的一例:使負(fù)極板與正極板同樣地彎曲，并且使彎曲方向在相同方向上一致地將負(fù)極板和正極板層疊，由此實(shí)現(xiàn)負(fù)極板與正極板之間的距離的均勻化。
[0004]對(duì)于專利文獻(xiàn)I記載的電池，正極板的表面?zhèn)孺噷拥钠骄穸取癆”和里面?zhèn)孺噷拥钠骄穸取癇”滿足“A<B”的關(guān)系，負(fù)極板的表面?zhèn)蓉?fù)極混合物厚度“D”和里面?zhèn)蓉?fù)極混合物厚度“E”滿足“D<E”的關(guān)系。正極板和負(fù)極板均是厚度較薄的表面?zhèn)认騼?nèi)側(cè)彎曲，所以這些正極板和負(fù)極板均使表面?zhèn)瘸蛳嗤较虻貙盈B。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本特開2007 — 242320號(hào)公報(bào)
[0008]專利文獻(xiàn)I記載的電池因?yàn)樨?fù)極板和正極板以彎曲方向一致的方式層疊，所以可適當(dāng)?shù)鼐S持負(fù)極板與正極板之間的距離。
[0009]但是，在專利文獻(xiàn)I記載的電池中，在負(fù)極板的表面?zhèn)群屠锩鎮(zhèn)?，根?jù)負(fù)極混合物的厚度不同，參與充放電的氫吸附合金的量不同，所以有可能電流分布在表面?zhèn)群屠锩鎮(zhèn)茸兊貌痪鶆颉２⑶?，這樣的電流分布的不均勻性隨著近年來的電池容量的增加，成為難以左右電池自身的電氣特性的要素。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0010]本實(shí)用新型是鑒于這樣的實(shí)情完成的，其目的在于提供如下鎳氫二次電池:能改善作為負(fù)極板的電流分布的不均勻性，能得到作為電池的更良好的電氣特性。解決上述問題的鎳氫二次電池由向相同方向彎曲的正極板和負(fù)極板隔著隔板層疊而成，其特征在于，所述負(fù)極板具備:板狀的芯材；以及負(fù)極混合物層，其分別層疊于所述芯材的表面?zhèn)群屠锩鎮(zhèn)?，包含?fù)極混合物，表面?zhèn)鹊乃鲐?fù)極混合物層的平均厚度是Al，里面?zhèn)鹊乃鲐?fù)極混合物層的平均厚度是BI，且這些厚度的大小關(guān)系是A1<B1，在將表面?zhèn)鹊乃鲐?fù)極混合物層上所述芯材的彎曲方向中央的厚度設(shè)為A2、將表面?zhèn)鹊乃鲐?fù)極混合物層上所述芯材的彎曲方向端部的厚度設(shè)為A3，并將里面?zhèn)鹊乃鲐?fù)極混合物層上所述芯材的彎曲方向中央的厚度設(shè)為B2、將里面?zhèn)鹊乃鲐?fù)極混合物層上所述芯材的彎曲方向端部的厚度設(shè)為B3時(shí)，這些厚度的大小關(guān)系是A3 < A2且B3>B2、或者A3<A2且B3 > B。
[0011]根據(jù)這樣的構(gòu)成，能使負(fù)極板的表面?zhèn)群屠锩鎮(zhèn)鹊呢?fù)極混合物層的厚度的差在彎曲方向端部上增大且在彎曲方向中央減小。與負(fù)極板的端部相比，電流較多地流過中央，所以通過中央增厚，可實(shí)現(xiàn)電流分布相對(duì)于負(fù)極混合物的均勻化。由此，能提供如下鎳氫二次電池:能改善作為負(fù)極板的電流分布的不均勻性，能得到作為電池的更良好的電氣特性。
[0012]作為優(yōu)選的構(gòu)成，所述各厚度的大小關(guān)系進(jìn)一步是A3< Al <A2<B2<B1<B3或者A3<A1<A2<B2<B1 <B3。
[0013]根據(jù)這樣的構(gòu)成，可在負(fù)極板的彎曲方向中央維持成表面?zhèn)鹊暮穸缺壤锩鎮(zhèn)鹊暮穸缺?，所以可適當(dāng)?shù)鼐S持負(fù)極板的彎曲。
[0014]作為優(yōu)選的構(gòu)成，所述正極板以其表面?zhèn)纫约袄锩鎮(zhèn)鹊膹澢较蚺c所述芯材的表面?zhèn)纫约袄锩鎮(zhèn)鹊膹澢较蛳嗤姆绞綄盈B于所述負(fù)極板。
[0015]根據(jù)這樣的構(gòu)成，因?yàn)檎龢O板和負(fù)極板以其彎曲的朝向相同的方式層疊，所以可抑制在彼此的凸部相對(duì)的部分正極板和負(fù)極板的間隔變窄。
[0016]作為優(yōu)選的構(gòu)成，所述正極板具有:三維金屬多孔體；以及活性物質(zhì)，其從表面?zhèn)群屠锩鎮(zhèn)忍畛涞皆撊S金屬多孔體的內(nèi)部空間，所述活性物質(zhì)中填充到所述三維金屬多孔體的所述彎曲方向中央的活性物質(zhì)的量比填充到所述彎曲方向端部的活性物質(zhì)的量多。
[0017]根據(jù)這樣的構(gòu)成，對(duì)于正極板也是，電流量變多的彎曲方向中央的活性物質(zhì)的量變多，可實(shí)現(xiàn)輸出性能的提高和電流分布相對(duì)于活性物質(zhì)的均勻化。
[0018]作為優(yōu)選的構(gòu)成，所述活性物質(zhì)中填充到所述三維金屬多孔體的所述彎曲方向中央的活性物質(zhì)的量的平均比填充到所述彎曲方向端部的活性物質(zhì)的量的平均按重量比多出I?10%。
[0019]根據(jù)這樣的構(gòu)成，正極板中的電流分布可更適當(dāng)?shù)鼐鶆蚧?br>[0020]作為優(yōu)選的構(gòu)成，所述芯材是沖孔金屬，所述負(fù)極混合物包含氫吸附合金。
[0021]根據(jù)這樣的構(gòu)成，能使在大多用于鎳氫二次電池的沖孔金屬中涂敷有負(fù)極混合物的負(fù)極板適當(dāng)?shù)貜澢?，并且能?shí)現(xiàn)電流量相對(duì)于負(fù)極混合物所含的氫吸附合金的均勻化。
[0022]根據(jù)該鎳氫二次電池，能改善作為負(fù)極板的電流分布的不均勻性，能得到作為電池的更良好的電氣特性。
【附圖說明】
[0023]圖1是示出關(guān)于將鎳氫二次電池具體化的一實(shí)施方式的概略立體結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0024]圖2是示出該實(shí)施方式中極板組的截面結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0025]圖3是該實(shí)施方式中將極板組的截面結(jié)構(gòu)的一部分放大的局部剖視圖。
[0026]圖4是示出制造正極板的裝置的概略立體結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0027]圖5是示出將電解液注入到電池槽的裝置的正面結(jié)構(gòu)的主視圖。
[0028]圖6是示出使極板組浸漬注入到電池槽的電解液的脫氣箱的正面結(jié)構(gòu)的主視圖。
[0029]附圖標(biāo)記說明
[0030]3:極板組；11:鎳氫二次電池；12:電池單元；13: —體電池槽；13a:端子；13b:端子；14:蓋體；14A:氣體排出口 ； 15:正極板；15a:表面?zhèn)龋?5b:里面?zhèn)龋?5r:引線部；16:負(fù)極板；16a:表面?zhèn)龋?6b:里面?zhèn)龋?6r:引線部；17:隔板；18:電解液;20:極板組;21:集電板;22:集電板;25:基材;26:填充材料;30:制造裝置;31:基材搬送部;33:模具；34:干燥裝置;35:壓延裝置;35a:壓延輥;36:管路;37:栗;38:箱;40:注液裝置;41:注液嘴;50:脫氣箱;51:設(shè)置臺(tái)；52:吸液墊;53:排氣口；54:開閉閥；55:大氣導(dǎo)入口 ；56:開閉閥；56:開閉閥;57:真空栗；61:上部脫氣室;62:下部脫氣室；130:電池槽；161:芯材；161a:表面?zhèn)龋?61b:里面?zhèn)龋?62:負(fù)極混合物層；163:負(fù)極混合物層。
【具體實(shí)施方式】
[0031]參照?qǐng)D1?圖4說明鎳氫二次電池的一實(shí)施方式。這樣的鎳氫二次電池作為電源搭載于例如車輛等。
[0032]如圖1所示，本實(shí)施方式中的鎳氫二次電池11是角形的密閉式電池，具有串聯(lián)連接的多個(gè)電池單元12。鎳氫二次電池11具備:一體電池槽13，其能收納各電池單元12;以及蓋體14，其密封一體電池槽13的開口部。一體電池槽13和蓋體14構(gòu)成收納容器。
[0033]—體電池槽13的內(nèi)部空間利用未圖示的隔壁劃分為6個(gè)空間。這些空間分別是電池槽130 (參照?qǐng)D5 )，在電池槽130各自中收納有電池單元12。因此，在一體電池槽13內(nèi)收納有6個(gè)電池單元12。各電池單元12通過在集電板21、22 (參照?qǐng)D2)的上部突出設(shè)置的接合突部(省略圖示)彼此連接從而串聯(lián)連接。這些電池單元12的電力從設(shè)于一體電池槽13的端子13a、13b 輸出。
[0034]在蓋體14的上部設(shè)有I個(gè)氣體排出口14A。各電池槽130在各自的上部具有在電池槽130內(nèi)的壓力上升時(shí)打開的通氣閥(省略圖示)。并且，在這些通氣閥打開時(shí)，從通氣閥排出的氣體經(jīng)由I個(gè)氣體集合空間(省略圖示)從I個(gè)氣體排出口 14A排出。
[0035 ]如圖2所示，電池單元12具備:板狀的正極板15和負(fù)極板16隔著隔板17層疊的極板組20;電解液18(參照?qǐng)D5);以及集電板21、22。在正極板15和負(fù)極板16的端部分別形成有引線部15r、16r。正極板15的引線部15r利用焊接等接合方法相對(duì)于正極的集電板21的接合面垂直地接合。另外，負(fù)極板16的引線部16r也利用焊接等相對(duì)于負(fù)極的集電板22的接合面垂直地接合。
[0036]極板組20在作為從正極的集電板21朝向負(fù)極的集電板22的方向的彎曲方向上稍微彎曲。首先，正極板15由于不可避免在制作的過程中彎曲，所以多少?gòu)澢?。?dāng)在該正極板15上以使彎曲方向不同的狀態(tài)層疊負(fù)極板16時(shí)，在彼此的凸部相對(duì)的部分負(fù)極板16和正極板15的間隔變窄，有可能隔板17在被過度壓縮的部分變薄。而且，由于伴隨使用進(jìn)行充放電中的負(fù)極板16、正極板15的膨脹，有可能當(dāng)隔板17被顯著壓縮時(shí)負(fù)極板16與正極板15之間的距離異常變短。因此，使負(fù)極板16與正極板15同樣地彎曲，并且使彎曲方向在相同方向上一致地將負(fù)極板16和正極板15層疊，由此可制造實(shí)現(xiàn)了負(fù)極板16與正極板15之間的距離均勻化的極板組20。
[0037]如圖3所示，將正極板15的彎曲方向內(nèi)側(cè)設(shè)為表面?zhèn)?5a，將彎曲方向外側(cè)設(shè)為里面?zhèn)?5b，將負(fù)極板16的彎曲方向內(nèi)側(cè)設(shè)為表面?zhèn)?6a，將彎曲方向外側(cè)設(shè)為里面?zhèn)?6b。此時(shí)，正極板15以其表面?zhèn)?5a以及里面?zhèn)?5b的彎曲方向與負(fù)極板16的表面?zhèn)?6a以及里面?zhèn)纱?b的彎曲方向?yàn)橄嗤较虻姆绞綄盈B于負(fù)極板16。
[0038]隔板17由耐堿性樹脂的無(wú)紡布構(gòu)成。無(wú)紡布沒有特別限定，優(yōu)選聚烯烴制的無(wú)紡布。
[0039]如圖3所示，負(fù)極板16具備板狀的芯材161和載持于該芯材161的表面?zhèn)群屠锩鎮(zhèn)鹊陌瑲湮胶辖鸬呢?fù)極混合物層162、163。氫吸附合金的種類沒有特別限定，例如是AB5型的合金，“A”元素是由稀土類元素構(gòu)成的Mm(混合稀土合金)，“B”元素是構(gòu)成為作為構(gòu)成要素之一包含鎳的合金，詳細(xì)地，構(gòu)成為以特定的構(gòu)成比率包含N1、Co、Mn、Al等各元素。將在氫吸附合金中添加氧化釔(Y2O3)等稀土類元素化合物、碳黑等增粘劑、苯乙烯-丁二烯共聚物等粘結(jié)劑并加工成膏狀所得的物質(zhì)填充到?jīng)_孔金屬等的芯材161中，形成負(fù)極混合物層162、163，然后進(jìn)行干燥、壓延、切斷，由此可制造該負(fù)極板16。氧化釔覆蓋氫吸附合金的表面以防止合金的腐蝕，另一方面，為了增加電阻，可添加適當(dāng)?shù)牧俊?br>[0040]芯材161在其表面?zhèn)?61a形成有表面?zhèn)鹊呢?fù)極混合物層162，在其里面?zhèn)?61b形成有里面?zhèn)鹊呢?fù)極混合物層163。因此，負(fù)極板16的表面?zhèn)?6a是表面?zhèn)鹊呢?fù)極混合物層162，負(fù)極板16的里面?zhèn)?6b是里面?zhèn)鹊呢?fù)極混合物層163 ο在本實(shí)施方式中，表面?zhèn)鹊呢?fù)極混合物層162的平均厚度“Al”形成得比里面?zhèn)鹊呢?fù)極混合物層163的平均厚度“BI”薄。即，表面?zhèn)鹊呢?fù)極混合物層162的平均厚度是“Al”，里面?zhèn)鹊呢?fù)極混合物層163的平均厚度是“BI”，且這些平均厚度的大小關(guān)系是“AKB1”。由此，負(fù)極板16彎曲成表面?zhèn)鹊呢?fù)極混合物層162側(cè)凹、里面?zhèn)鹊呢?fù)極混合物層163側(cè)凸的形態(tài)。此外，在此，“厚度”是與芯材161垂直的方向的長(zhǎng)度，“平均厚度”是對(duì)各負(fù)極混合物層中在彎曲方向上從一端到另一端之間的各個(gè)位置上的厚度取平均值所得的厚度。
[0041 ]另外，表面?zhèn)鹊呢?fù)極混合物層162在作為負(fù)極板16的彎曲方向的將2個(gè)集電板21、22連接的方向上，中央的厚度“A2”比端部的厚度“A3”厚，另一方面，里面?zhèn)鹊呢?fù)極混合物層163在負(fù)極板16的彎曲方向上，中央的厚度“B2”形成得比端部的厚度“B3”薄。即，表面?zhèn)鹊呢?fù)極混合物層162的負(fù)極板16的彎曲方向中央的厚度是“A2”，彎曲方向端部的厚度是“A3”，且這些厚度的大小關(guān)系是“A3<A2”。而且，里面?zhèn)鹊呢?fù)極混合物層163的芯材161的彎曲方向中央的厚度是“B2”，彎曲方向端部的厚度是“B3”，且這些厚度的大小關(guān)系是“B3>B2”。
[0042]S卩，在本實(shí)施方式中，表面?zhèn)鹊呢?fù)極混合物層162的厚度的大小關(guān)系是“A3<A1<A2”，里面?zhèn)鹊呢?fù)極混合物層163的厚度的大小關(guān)系是“B3>B1>B2”。此外，在本實(shí)施方式中，中央的厚度的關(guān)系是“A2<B2”，表面?zhèn)鹊呢?fù)極混合物層162的厚度在哪里都比里面?zhèn)鹊呢?fù)極混合物層162的厚度薄。但是，如果平均厚度維持“AKB1”的關(guān)系，則中央的厚度的關(guān)系不僅能選擇“A2<B2”，也能選擇“A2 = B2”、或“A2>B2”的關(guān)系。例如，如果中央的厚度的關(guān)系是“A2<B2”，則各厚度的關(guān)系為“A3<A1<A2<B2<B1<B3”。
[0043]因此，在維持里面?zhèn)鹊呢?fù)極混合物層163的厚度比表面?zhèn)鹊呢?fù)極混合物層162的厚度薄的關(guān)系時(shí)，負(fù)極板16在彎曲方向中央，表面?zhèn)鹊呢?fù)極混合物層162的厚度在該負(fù)極混合物層中相對(duì)厚，且里面?zhèn)鹊呢?fù)極混合物層163的厚度在該負(fù)極混合物層中相對(duì)薄。因此，負(fù)極板16在彎曲方向中央，表面?zhèn)鹊呢?fù)極混合物層162的厚度和里面?zhèn)鹊呢?fù)極混合物層163的厚度的差相對(duì)小。隨著負(fù)極混合物層的厚度變厚，該負(fù)極混合物層所含的氫吸附合金的量也變多，因此，厚度的差越小，負(fù)極板16的表里所含的氫吸附合金的量的差也越少，可實(shí)現(xiàn)負(fù)極板16的表里中的電流分布的均勻化。通常，因?yàn)樵谪?fù)極板16的中央流過較多的電流，所以作為二次電池可實(shí)現(xiàn)電氣特性的維持或提高。另外，負(fù)極板16中的電流分布的不均勻有可能使得在使用初期氫吸附合金的活性度產(chǎn)生差而降低電池的輸出。即，通過電流分布均勻化，從而負(fù)極板16產(chǎn)生的活性度的差變小，可抑制電池的初始輸出的降低。此外，雖然彎曲方向中央的使負(fù)極板16彎曲的力減小，但是彎曲方向中央利用在彎曲方向端部產(chǎn)生的使其彎曲的力可適當(dāng)?shù)貜澢?br>[0044]另一方面，負(fù)極板16在彎曲方向端部，表面?zhèn)鹊呢?fù)極混合物層162的厚度在該負(fù)極混合物層中相對(duì)薄，且里面?zhèn)鹊呢?fù)極混合物層163的厚度在該負(fù)極混合物中相對(duì)厚。因此，負(fù)極板16在彎曲方向端部，表面?zhèn)鹊呢?fù)極混合物層162的厚度和里面?zhèn)鹊呢?fù)極混合物層163的厚度的差較大。負(fù)極板16的表面?zhèn)鹊呢?fù)極混合物層16 2的厚度和里面?zhèn)鹊呢?fù)極混合物層163的厚度的差較大。負(fù)極板16傾向于以芯材161中負(fù)極混合物較少的面為內(nèi)側(cè)而彎曲。另外，厚度的差越大，彎曲的力越強(qiáng)。因此，負(fù)極板16的在彎曲方向端部彎曲的力較強(qiáng)。彎曲方向端部的彎曲力對(duì)彎曲方向中央的彎曲力進(jìn)行補(bǔ)充。因此，可適當(dāng)?shù)鼐S持負(fù)極板16的彎曲方向上的彎曲的均勻性。此外，在彎曲方向端部，表面?zhèn)?6 a的負(fù)極混合物的量比里面?zhèn)?6 b的負(fù)極混合物的量少，因此與彎曲方向中央部相比電流分布的均勻性相對(duì)降低，但是流過的電流比中央少，所以對(duì)電池性能的降低帶來的影響較小。
[0045]如圖3所示，正極板15具有由三維金屬多孔體構(gòu)成的基材25、載持于基材25的填充材料26?；?5具有載持填充材料26的載體的功能和集電體的功能。填充材料26具有以氫氧化鎳為主要成分的正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑等。優(yōu)選基材25由發(fā)泡金屬構(gòu)成，在本實(shí)施方式中，使用作為發(fā)泡金屬之一的發(fā)泡鎳。
[0046]發(fā)泡鎳在內(nèi)部具有多個(gè)細(xì)孔。發(fā)泡鎳的制造方法沒有特別限定，例如，在發(fā)泡氨基甲酸乙酯樹脂的骨架表面賦予導(dǎo)電體后，利用加熱使發(fā)泡氨基甲酸乙酯樹脂分解將其除去，從而制造發(fā)泡鎳。導(dǎo)電體向發(fā)泡氨基甲酸乙酯樹脂的骨架表面的賦予利用電鍍鎳、蒸鍍鎳或涂敷碳來進(jìn)行。在發(fā)泡鎳(基材25)中填充包含活性物質(zhì)的正極混合物(填充材料26)來制作正極板15。
[0047]接著，對(duì)正極板15的制造方法進(jìn)行說明。
[0048]首先，制備填充到基材25中的漿料。漿料是上述的填充材料26的前體，通過將正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、增粘劑以及粘結(jié)劑等混勻來制備。如上所述，正極活性物質(zhì)具有涂層，該涂層設(shè)于氫氧化鎳顆粒的表面。該涂層以氫氧化鈷(CoOOH)為主要成分。即正極活性物質(zhì)包含氫氧化鎳顆粒，該氫氧化鎳顆粒被混合有鈷化合物晶體的包覆層包覆。該正極活性物質(zhì)中鈷相對(duì)于鎳的重量比為60?85%。導(dǎo)電劑使用例如氫氧化鈷、金屬鈷粉末、氫氧化釔等。漿料中釔相對(duì)于氫氧化鎳的重量比為0.5?3%。增粘劑使用例如二苯并吡喃橡膠、作為氟橡膠的Aflas(注冊(cè)商標(biāo))、羧甲基纖維素(CMC)等。粘結(jié)劑使用例如聚四氟乙烯等。
[0049]接著，利用模涂方式將如上述那樣調(diào)節(jié)的漿料填充到基材25中。模涂方式是通過從具有排出口的模具排出涂敷液從而進(jìn)行涂布等的方式，在本實(shí)施方式中，通過將漿料排出到基材25的兩側(cè)的表面，從而將漿料填充到基材25的細(xì)孔中。
[0050]參照?qǐng)D4對(duì)利用模涂方式填充漿料的制造裝置30進(jìn)行說明。制造裝置30具備:基材搬送部31，其纏繞有漿料填充前的基材25;作為排出部的一對(duì)模具33，其從基材25的兩側(cè)排出漿料;干燥裝置34，其將排出了填充材料26的基材25干燥；以及壓延裝置35，其對(duì)該基材25進(jìn)行壓延。
[0051]各模具33分別具有排出口，設(shè)于基材25的搬送路徑的兩側(cè)。模具33經(jīng)由與排出口連通的管路36分別與貯存有漿料的箱38連接。通過設(shè)于管路36的中途的栗37驅(qū)動(dòng)，從而從箱38向模具33供應(yīng)漿料。
[0052]干燥裝置34具備加熱器等，使?jié){料的液體部分揮發(fā)I，形成為填充材料26。壓延裝置35具備一對(duì)壓延輥35a，一邊在壓延輥35a之間夾著填充有填充材料26的基材25—邊搬送，由此使存在于基材25內(nèi)的空隙的大部分消失。被壓延的基材25被切斷為規(guī)定的大小，并且通過焊接引線部15r而成為正極板15。
[0053 ]接著，參照?qǐng)D5和圖6說明在一體電池槽13的各電池槽130中注入規(guī)定量的電解液18的工序。
[0054]在注入電解液的工序中依次進(jìn)行第I注液工序、第I脫氣工序、第2注液工序、第2脫氣工序以及第3脫氣工序。如圖5所示，第I注液工序和第2注液工序是利用具備與各電池槽130對(duì)應(yīng)的注液嘴41的注液裝置40在電池槽130中注入電解液18的工序。如圖6所示，第I脫氣工序、第2脫氣工序以及第3脫氣工序是如下工序:利用從上方覆蓋一體電池槽13并且其下端面與設(shè)置臺(tái)51的上表面之間密閉的脫氣箱50，使極板組20浸漬電解液18。
[0055]首先，如圖5所示，在第I注液工序中，用注液裝置40在各電池槽130內(nèi)注入定量電解液18。第I注液工序中的注入量是各電池槽130內(nèi)的極板組20的上端完全浸沒的液量。因此，能使極板組20均勻地浸漬電解液18。作為注入量的具體數(shù)值，可列舉最終注入量的約70%程度。
[0056]接著，如圖6所示，在第I脫氣工序中，在脫氣箱50形成收納一體電池槽13的密閉空間后使真空栗57工作，與上部脫氣室61的排氣口 53連結(jié)的開閉閥54打開。并且，在使脫氣箱50內(nèi)的氣壓減壓到50?60kPa程度后使真空栗57停止，將開閉閥54關(guān)閉，以40秒程度保持為該氣壓。然后，將與下部脫氣室62的大氣導(dǎo)入口 55連結(jié)的開閉閥56打開，從大氣導(dǎo)入口 55導(dǎo)入大氣。由此，極板組20內(nèi)所含有的空氣和電解液18進(jìn)行置換，電解液18浸漬于極板組20。
[0057]脫氣箱50將排氣口 53和大氣導(dǎo)入口 55適當(dāng)?shù)胤稚⑴渲?。因此，即使在該工序中使脫氣?0內(nèi)的壓力急劇升高的情況下，也從設(shè)于吸液墊52的上側(cè)的多個(gè)排氣口 53脫氣，所以無(wú)論脫氣箱50內(nèi)的位置如何，在各電池槽130中都比較均勻地進(jìn)行脫氣。因此，可抑制如下情況:空氣從極板組20強(qiáng)勁地吹出，伴隨于此，電解液18四外噴濺，從電池槽130的上表面開口飛出。即使例如少量飛濺，該電解液18也被吸液墊52吸收，所以可抑制電解液18向周圍飛濺。另外，大氣從設(shè)于吸液墊52的下側(cè)的大氣導(dǎo)入口 55導(dǎo)入，所以可抑制如下情況:被吸液墊52吸收的電解液18向下方移動(dòng)而附著于電池槽130的開口。
[0058]另外，如圖5所示，在第2注液工序中，用注液裝置40在各電池槽130內(nèi)定量注入相對(duì)于規(guī)定注入量的剩余量的電解液18。作為注入量的具體數(shù)值是最終注入量的約30%程度。此外，電解液18的注入量被設(shè)定為:不被隔板17吸收，作為液體殘留于極板組20的上方。具體地，電解液18的注入量被設(shè)定為:殘留于極板組20的上方的電解液18的量相對(duì)于6?1立方cm的隔板17的空間體積為“1.0g”以上，優(yōu)選為“1.5g”以上，更優(yōu)選為“2.0g”以上。在第2注液工序中，注入量也是各電池槽130內(nèi)的極板組20的上端完全浸沒的量，由此當(dāng)在第2脫氣工序中極板組20被浸漬電解液18時(shí)，隔板17的保液量提高，并且保液量的偏差減小。例如，如果提高正極板15的防水性，則在第2注液工序中電解液18殘留于隔板17的上方的量變多。為了提高正極板15的防水性，以填充材料26中的比例為0.3 %以上含有Af Ias (注冊(cè)商標(biāo))等防水性高的增稠劑。
[0059]接著，如圖6所示，在第2脫氣工序中，與第I脫氣工序時(shí)同樣，在脫氣箱50中形成收納一體電池槽13的密閉空間，使真空栗57工作，將開閉閥54打開。并且，在第2脫氣工序中，在將脫氣箱50內(nèi)減壓到作為比第I脫氣工序高的氣壓的70?90kPa程度后使真空栗57停止，將開閉閥54關(guān)閉，以60秒程度保持為該氣壓，然后將開閉閥56打開，從大氣導(dǎo)入口 55導(dǎo)入大氣。由此，殘留于極板組20內(nèi)的空氣和所注入的電解液18進(jìn)行置換，電解液18浸漬于極板組
20 ο
[0060]而且，如圖6所示，在第3脫氣工序中，與第I脫氣工序時(shí)同樣，在脫氣箱50中形成收納一體電池槽13的密閉空間，使真空栗57工作，將開閉閥54打開。并且，在第3脫氣工序中，在將脫氣箱50內(nèi)減壓到作為比第I脫氣工序進(jìn)一步高的氣壓的90?10kPa程度后使真空栗57停止，將開閉閥54關(guān)閉，以20秒程度保持為該氣壓，然后將開閉閥56打開，從大氣導(dǎo)入口55導(dǎo)入大氣，將上述動(dòng)作重復(fù)3次。由此，殘留于極板組20內(nèi)的空氣完全被排除，電解液18均勻地浸漬于極板組20的整體。
[0061]根據(jù)本實(shí)施方式，因?yàn)榉?次注入電解液，所以能有效地注入，并且在第I次注入時(shí)以極板組20完全浸沒的方式注入電解液，所以能使電解液均勻地浸漬于極板組20。
[0062]另外，按第1、第2、第3脫氣工序的順序依次減少脫氣時(shí)的減壓量，將脫氣工序中的氣壓升高，且重復(fù)多次第3脫氣工序。這樣，通過依次使脫氣工序中的氣壓升高，能有效地且可靠地將極板組20內(nèi)的空氣置換為電解液18，而且，之后還多次重復(fù)脫氣工序中的向高氣壓的減壓和向大氣壓的減壓，由此能使電解液均勻地浸漬于極板組20的整體。
[0063]另外，因?yàn)槟茉趯⒕哂卸鄠€(gè)電池槽130的一體電池槽13并列配置多個(gè)的狀態(tài)下一次進(jìn)行電解液向各電池槽130的注入，所以能確保高產(chǎn)率。此外，能應(yīng)用本實(shí)用新型的電池槽并不限于這樣的方式，能應(yīng)用于電解液向任意方式的電池槽的注入。
[0064]如以上說明的那樣，根據(jù)本實(shí)施方式的鎳氫二次電池，可得到以下列記的效果。
[0065](I)能使負(fù)極板16的表面?zhèn)?6a和里面?zhèn)?6b的負(fù)極混合物層的厚度的差在彎曲方向端部增大并且在彎曲方向中央減小。與負(fù)極板16的端部相比，電流較多地流過中央，所以通過中央增厚，可實(shí)現(xiàn)電流分布相對(duì)于負(fù)極混合物的均勻化。由此，能提供如下鎳氫二次電池:其能改善作為負(fù)極板16的電流分布的不均勻性，能得到作為電池的更良好的電氣特性。
[0066](2)因?yàn)樨?fù)極板16的彎曲方向中央，表面?zhèn)?6a的厚度維持得比里面?zhèn)?6b的厚度薄，所以可恰當(dāng)?shù)鼐S持負(fù)極板16的彎曲。
[0067](3)因?yàn)檎龢O板15和負(fù)極板16以其彎曲的朝向相同的方式層疊，所以可抑制有可能在彼此的凸部相對(duì)的部分正極板15和負(fù)極板16的間隔變窄。
[0068](4)能使在大多用于鎳氫二次電池的沖孔金屬上涂敷有負(fù)極混合物的負(fù)極板16適當(dāng)?shù)貜澢?，并且能?shí)現(xiàn)電流量相對(duì)于負(fù)極混合物所含的氫吸附合金的均勻化。
[0069](其他實(shí)施方式)
[0070]此外，上述實(shí)施方式也能按以下方式實(shí)施。
[0071].在上述實(shí)施方式中，鎳氫二次電池可以是組電池，也可以是單電池。
[0072].在上述實(shí)施方式中，對(duì)隔板17是耐堿性樹脂的聚烯烴制的無(wú)紡布的情況進(jìn)行了例示，但是不限于此，隔板只要由與鎳氫二次電池對(duì)應(yīng)的原料形成即可。由此，可實(shí)現(xiàn)鎳氫二次電池的設(shè)計(jì)自由度的擴(kuò)大。
[0073]?在上述實(shí)施方式中，對(duì)負(fù)極板16的芯材161是沖孔金屬的情況進(jìn)行了例示。但是不限于此，如果是涂敷負(fù)極混合物制作的負(fù)極板，芯材也可以是沖孔金屬以外的金屬多孔體。由此，可實(shí)現(xiàn)鎳氫二次電池的設(shè)計(jì)自由度的擴(kuò)大。
[0074].在上述實(shí)施方式中，對(duì)表面?zhèn)鹊呢?fù)極混合物層162的彎曲方向中央的厚度比彎曲方向端部的厚度厚、且里面?zhèn)鹊呢?fù)極混合物層163的彎曲方向中央的厚度比彎曲方向端部的厚度薄的情況進(jìn)行了例示。但是不限于此，如果能使負(fù)極板適當(dāng)?shù)貜澢?，也可以僅使表面?zhèn)鹊呢?fù)極混合物層和里面?zhèn)鹊呢?fù)極混合物層中的任一方的彎曲方向中央的厚度和彎曲方向端部的厚度大致同樣。
[0075].在上述實(shí)施方式中，對(duì)在由發(fā)泡鎳等三維金屬多孔體構(gòu)成的基板中填充包含氫氧化鎳顆粒的活性物質(zhì)來制作正極板15的情況進(jìn)行了例示。但是不限于此，只要作為正極板發(fā)揮作用，也可以以任意方式制作正極板。例如，也可以在燒結(jié)基板等由金屬多孔體構(gòu)成的基板上使用化學(xué)反應(yīng)填充活性物質(zhì)來制作正極板。由此，可實(shí)現(xiàn)鎳氫二次電池的設(shè)計(jì)自由度的擴(kuò)大。
[0076].在上述實(shí)施方式中，正極板15的表面?zhèn)?5a和里面?zhèn)?5b的沿著彎曲方向填充的填充材料26可以為大致相等量。
[0077]另外，在圖3中，對(duì)于正極板15的表面?zhèn)?5a和里面?zhèn)?5b中的至少一方，填充到彎曲方向中央的填充材料26所含的活性物質(zhì)的量可以比填充到彎曲方向端部的填充材料26所含的活性物質(zhì)的量多。此時(shí)，優(yōu)選填充到正極板15的彎曲方向中央的填充材料26所含的活性物質(zhì)的量的平均比填充到彎曲方向端部的填充材料26所含的活性物質(zhì)的量的平均按重量比多出1%?10%。
[0078]由此，對(duì)于正極板也是，電流量變多的彎曲方向中央的活性物質(zhì)的量變多，可實(shí)現(xiàn)輸出性能的提高和電流分布相對(duì)于活性物質(zhì)的均勻化。而且，通過使填充到彎曲方向中央的活性物質(zhì)的量增多I %?1 %，正極板中的電流分布可更適當(dāng)?shù)鼐鶆蚧?br>[0079]?在上述實(shí)施方式中，對(duì)如果平均厚度維持“A1<B1”的關(guān)系，則不僅可選擇“A2<B2”也能選擇“A2 = B2”或者“A2>B2”的關(guān)系的情況進(jìn)行了例示。但是不限于此，也可以設(shè)為僅僅“A2<B2”的關(guān)系。由此，能適當(dāng)?shù)鼐S持負(fù)極板的彎曲性。
[0080].在上述實(shí)施方式中，對(duì)厚度的大小關(guān)系為表面?zhèn)鹊呢?fù)極混合物層162是“A3<A2”、里面?zhèn)鹊呢?fù)極混合物層163是“B3>B2”的情況進(jìn)行了例示。但是不限于此，厚度的大小關(guān)系也可以為:表面?zhèn)鹊呢?fù)極混合物層是“A3 5A2”，里面?zhèn)鹊呢?fù)極混合物層163是“B3>B2”。即，表面?zhèn)鹊呢?fù)極混合物層162的厚度的大小關(guān)系也可以是“A3 ^ Al ^ A2”，里面?zhèn)鹊呢?fù)極混合物層163的厚度的大小關(guān)系也可以是“B3>B1>B2”。此時(shí)，例如，如果中央的厚度的關(guān)系是“A2<B2”，則各厚度的關(guān)系成為“A3 ^ Al <A2<B2<B1<B3”。
[0081]另外，厚度的大小關(guān)系也可以為，表面?zhèn)鹊呢?fù)極混合物層是“A3<A2”，里面?zhèn)鹊呢?fù)極混合物層163是“B3 > B2”。即，表面?zhèn)鹊呢?fù)極混合物層162的厚度的大小關(guān)系也可以是“A3<A1<A2”，里面?zhèn)鹊呢?fù)極混合物層163的厚度的大小關(guān)系也可以是“B3 > BI > B2”。此時(shí)，例如，如果中央的厚度的關(guān)系是“A2<B2”，則各厚度的關(guān)系成為“A3<A1<A2<B2<B1<B3”。
[0082].在上述實(shí)施方式中，對(duì)鎳氫二次電池11搭載于車輛的情況進(jìn)行了例示。作為該車輛，除了電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車之外，也包含搭載電池的汽油車、柴油車。另外，關(guān)于電池，只要是需要電源的裝置，也可以用作汽車以外的移動(dòng)體、固定設(shè)置的電源，還可以用作電機(jī)以外的電源。例如，作為汽車以外的電源，可列舉鐵道、船舶、航空器、機(jī)器人等移動(dòng)體、信息處理裝置等電氣產(chǎn)品的電源等。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鎳氫二次電池，由向相同方向彎曲的正極板和負(fù)極板隔著隔板層疊而成，其特征在于， 所述負(fù)極板具備:板狀的芯材；以及負(fù)極混合物層，其分別層疊于所述芯材的表面?zhèn)群屠锩鎮(zhèn)龋?fù)極混合物， 表面?zhèn)鹊乃鲐?fù)極混合物層的平均厚度是Al，里面?zhèn)鹊乃鲐?fù)極混合物層的平均厚度是BI，且這些厚度的大小關(guān)系是AKBl， 在將表面?zhèn)鹊乃鲐?fù)極混合物層上所述芯材的彎曲方向中央的厚度設(shè)為A2、將表面?zhèn)鹊乃鲐?fù)極混合物層上所述芯材的彎曲方向端部的厚度設(shè)為A3，并將里面?zhèn)鹊乃鲐?fù)極混合物層上所述芯材的彎曲方向中央的厚度設(shè)為B2、將里面?zhèn)鹊乃鲐?fù)極混合物層上所述芯材的彎曲方向端部的厚度設(shè)為B3時(shí)，這些厚度的大小關(guān)系是A3SA2且B3>B2、或者A3<A2且 B3>B2。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎳氫二次電池，其特征在于， 各厚度的所述大小關(guān)系進(jìn)一步是A3 < Al < A2<B2<B1<B3或者A3<A1<A2<B2 < BI<B3o3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述鎳氫二次電池，其特征在于， 所述正極板以其表面?zhèn)纫约袄锩鎮(zhèn)鹊膹澢较蚺c所述芯材的表面?zhèn)纫约袄锩鎮(zhèn)鹊膹澢较蛳嗤姆绞綄盈B于所述負(fù)極板。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述鎳氫二次電池，其特征在于， 所述正極板具有:三維金屬多孔體；以及活性物質(zhì)，其從該三維金屬多孔體的表面?zhèn)群屠锩鎮(zhèn)忍畛涞剿鋈S金屬多孔體的內(nèi)部空間， 所述活性物質(zhì)中填充到所述三維金屬多孔體的所述彎曲方向中央的活性物質(zhì)的量比填充到所述彎曲方向端部的活性物質(zhì)的量多。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述鎳氫二次電池，其特征在于， 所述活性物質(zhì)中填充到所述三維金屬多孔體的所述彎曲方向中央的活性物質(zhì)的量的平均比填充到所述彎曲方向端部的活性物質(zhì)的量的平均按重量比多出I?10%。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鎳氫二次電池，其特征在于， 所述芯材是沖孔金屬。
【文檔編號(hào)】H01M10/28GK205508968SQ201520899119
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2015年11月11日
【發(fā)明人】家口圣廣
【申請(qǐng)人】樸力美電動(dòng)車輛活力株式會(huì)社