【発明の名称】巻回構造の電極体を有する電池
【特許請求の範囲】
【請求項１】正極と負極を金属基板の片面のみに活物質層を形成してなる負極をセパレータを介して巻回した巻回構造の電極体を電池缶に挿入して作製する電池において、正極の両面に負極がセパレータを介して対向し、負極のほぼ２周目以後は、ほぼ最外周部を除いて負極の金属基板面同士が直接接触する巻回構造の電極体を有し、負極活物質と正極活物質との対向部で〔負極の電気容量〕／〔正極の電気容量〕の比を１ . ２以上１ . ６３以下としたことを特徴とする電池。
【請求項２】電極体の最外周部が負極であって、該負極の金属基板が外側に存在していて、電池缶の内壁と接触していることを特徴とする請求項１記載の電池。
【請求項３】負極の金属基板が、厚さ１０μｍ〜５０μｍの金属板からなることを特徴とする請求項１、または２記載の電池。
【請求項４】正極の最外周部に集電部を設け、その集電部から正極の集電を取ることを特徴とする請求項１、２または３記載の電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ニッケル−水素吸蔵合金電池やニッケル−カドミウム電池などのアルカリ二次電池に代表される巻回構造の電極体を有する電池に関し、さらに詳しくは、その電極体の巻回構造を改良することにより、容量増加、信頼性向上、生産性向上、コスト低減などを達成した電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ニッケル−水素吸蔵合金電池やニッケル−カドミウム電池などに使用されている巻回構造の電極体は、図８に示すように、１枚の正極１と１枚の負極２とをセパレータ３を介して渦巻状に巻回していた。すなわち、正極１、負極２とも、一定の厚みに形成して、図８に示すような巻回構造の電極体４を作製していた。
【０００３】
また、ニッケル−水素吸蔵合金電池やニッケル−カドミウム電池などに代表されるアルカリ二次電池では、電池特性を正常に保つための重要な事項として、〔負極の電気容量〕／〔正極の電気容量〕の比を１．０以上、好ましくは１．２以上に保つことが必要であるが、これは、電池内の全量の比ではなく、巻回した電極体の負極と正極との対向部で常にこの関係が保たれていることが必要である。
【０００４】
そのため、従来の巻回構造の電極体では、負極の両面に正極が対向している部分（つまり、負極の２周目）の〔負極の電気容量〕／〔正極の電気容量〕の比を基準に電池の設計を行っており、その結果、負極の最内周部と最外周部は必要以上の電気容量となっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来の巻回構造の電極体では、負極の最内周部と最外周部は、片面しか正極と対向していないにもかかわらず、基板の両面に活物質層が形成されているために、片面の活物質層が有効に利用されず、その結果、電池の内容積が充分に活用されないという問題があった。
【０００６】
また、小形の電池では、通常、巻回構造の電極体の最外周部を負極にし、その負極の最外周部を電池缶の内壁に接触させることによって電気的な導通をとっている。そのため、活物質層の凹凸で電池缶の内壁をキズ（傷）付ける場合があり、そのキズのため、アルカリ電池では電解液の漏液が生じるという致命的な欠陥を招くことがあった。
【０００７】
また、従来の負極は、その両面からの反応を行うために、ニッケル製のパンチングメタルなどにニッケル粉末を含むペーストを塗布して焼結したニッケル焼結板を基板に用いたり、ウレタンフォームや不織布にニッケルメッキを施したものを焼成して作製した発泡メタルや繊維状メタルなどの多孔質基板を用いていた。そのため、電極体そのものやその基板の製造設備のコストアップが生じ、また安定して均一なものを生産するためには非常な労力を必要としていた。
【０００８】
本発明は、これらの問題を解決するものであって、電池内容積の有効利用による容量増加や、負極の生産性の向上、コストの低減をはかり、さらには、電池缶の内壁のキズ付きを防止して信頼性を高めることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、負極の基体となる金属基板として薄い金属板などを用い、その金属基板の片面のみに活物質層を形成し、その負極を正極の両面にセパレータを介して活物質層が対向し、負極のほぼ２周目以後は、ほぼ最外周部を除いて負極の金属基板面同士が直接接触するように配置して巻回することにより、巻回構造の電極体とし、負極活物質層と正極活物質層との対向部で〔負極の電気容量〕／〔正極の電気容量〕の比を１. ２以上１. ６３以下となるようにしたのである。このようにすることによって、負極はほぼ最内周部とほぼ最外周部を除き、２枚が互いに金属基板面で接触した構造となる。
【００１０】
なお、本発明においては、最内周部または最外周部とせず、ほぼ最内周部またはほぼ最外周部としているが、これは電極体を巻回する方法や巻回機によって多少のずれが生じるためであり、理論上は真正に最内周部または最外周部であることの方が好ましいが、多少ずれが生じて、ほぼ最内周部またはほぼ最外周部になっていても、実質上さしつかえないからである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明では、負極活物質層の正極活物質層と対向する部分に関して、〔負極の電気容量〕／〔正極の電気容量〕の比を１. ２〜１. ６３とする。これは、活物質層の組成などを一定にしておくと、その厚さで制御することができる。なお、本発明において、活物質層とは、活物質のみで構成する場合のみならず、活物質以外にバインダーなどを含有している場合をもいい、むしろ後者の方が多い。
【００１２】
負極および電極体の巻回構造を上記のようにすることにより、電極体のほぼ最外周部は負極の金属基板面が露出することになる。そして、その金属基板を電池缶の内壁に接触させることにより、例えば水素吸蔵合金のような硬い粉体で電池缶の内壁をキズ付けたり、発泡メタルのようなメッキ方法で形成した硬い基板で電池缶の内壁をキズ付けることが防止されるようになる。
【００１３】
そして、何にもまして重要なことは、上記の構造とすることによって、負極のほぼ最内周部とほぼ最外周部の過剰分の無駄がなくなり、さらに、基板として薄い金属基板、例えば、厚さ１０μｍ〜５０μｍの金属板や、厚さ４０μｍ〜７０μｍのパンチングメタル板などを用いることによって、約３０％程度の容量増加が達成できるようになった。
【００１４】
巻回構造の電極体を有する電池の電池特性に必要な〔負極の電気容量〕／〔正極の電気容量〕の比を、本発明では、電池内の総量ではなく、各対向部分で所定の値以上とすることによって、反応に寄与しない過剰分をなくしたことが、上記のような容量増加につながっている。
【００１５】
【実施例】
つぎに、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。ただし、本発明はそれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、以下の実施例などにおいて、濃度を示す％は重量％である。
【００１６】
実施例１
ＭｍＮｉ5 を主体とする水素吸蔵合金粉末１００重量部に対して、ポリビニリデンフルオライドを濃度１２％でＮ−メチル−ピロリドンに溶解したバインダー溶液２８重量部を加えて混合し、充分に攪拌して均一なペーストを調製し、このペーストを金属基板としての厚さ２０μｍのニッケル板にスキージ法で総厚が５００μｍになるように塗布した。これをホットプレート上で乾燥した後、ロールプレスで圧縮し、総厚２００μｍの負極シートを作製した。そして、この総厚２００μｍの負極シートを３５ｍｍ×３８ｍｍのサイズに切断し、これを負極シートＡとした。なお、上記のＭｍはミッシュメタルである。
【００１７】
上記とは別に、塗布厚みを調整した以外は上記と同様の方法で、総厚１４５μｍの負極シートを作製した。そして、この総厚１４５μｍの負極シートを３５ｍｍ×５５．５ｍｍのサイズに切断し、これを負極シートＢとした。
【００１８】
正極には、活物質としての水酸化ニッケルを含有するペーストを発泡ニッケルに充填し、通常の方法で作製し、所定のサイズに切断した厚さ６６０μｍでサイズが３５ｍｍ×４６ｍｍのニッケル電極を用いた。そして、その正極の末端部における基板としての発泡ニッケルの圧縮部分にニッケルリボンの一方の端部をスポット溶接して正極の集電部（タブ）とした。
【００１９】
セパレータには、親水処理した厚さ０．１５ｍｍでサイズが１０２ｍｍ×３８ｍｍのポリプロピレン不織布を用い、このセパレータを前記負極と正極との間に介在させ、正極と負極をセパレータを介して渦巻状に巻回して図１に示す巻回構造の電極体を作製した。
【００２０】
ここで、図１に示す電極体について説明すると、正極１の両面には負極２がセパレータ３を介在して対向しているが、ほぼ最外周部を除きほぼ２周目以後は負極２同士が直接接触している。その詳細は図２に示すように、負極２は基板としての金属基板（本実施例ではニッケル板が用いられている）２ａに活物質層２ｂを形成したものからなり、その負極２の金属基板２ａ同士が接触している。なお、セパレータ３は巻回構造の電極体の作製にあたって、そのほぼ中央部を巻回の中心部としており、それが図１のほぼ中央部に図示されている。そして、２０は正極１の集電部（タブ）であり、正極１の最外周部に設けられている。この集電部２０は、後にも再度説明するが、正極１の基板である発泡ニッケルの空隙をつぶして水酸化ニッケルを含有するペーストが空隙に入り込まないようにして金属体のみにし、そこに正極リード体となるニッケルリボンの一端を溶接して構成されるものである。なお、この集電部２０の構成に関しては図５および図７においても同様である。
【００２１】
そして、負極２の内周部には、まず前記の負極シートＡを使用し、途中から前記の負極シートＢが加わり（負極シートＢが負極シートＡの内周側に加わる）、正極１が２周目になったところでは、正極１の両面にセパレータ３を介して対向する負極２はその金属基板２ａ同士が直接接触し、負極２のほぼ最外周部は前記の負極シートＢのみで構成されている。
【００２２】
また、詳細な図示はしていないが、負極２のほぼ最外周部の外面側には金属基板が露出していて、その金属基板が電池缶５の内壁に接触し、それによって、電池缶５は負極端子として作用する。つまり、負極２における金属基板は負極の集電体を兼ねている。なお、図１では、電池缶５は内周面のみ細線で示している。また、この図１は模式的に図示したものであり、この図１では、電極体４と電池缶５との間に大きな空隙があるように図示されているが、これは、実際には厚みの薄い部材（正極１は６６０μｍ、負極２は２００μｍと１４５μｍ、セパレータ３は０．１５ｍｍ）を一定の厚みを持たせて図示しているからであり、現実には図示のような大きな空隙はできない。これらは図５、図７、図８などにおいても同様である。
【００２３】
電解液には３０％水酸化カリウム水溶液を用い、上記巻回構造の電極体を電池缶に挿入し、上記電解液を０．８５ｍｌ注入し、それら以外は常法に従って単４形でニッケル−水素吸蔵合金系のアルカリ二次電池を作製した。この電池の構造を図３に模式的に示す。
【００２４】
ここで、図３に示す電池について説明すると、１は正極、２は負極、３はセパレータ、４は巻回構造の電極体、５は電池缶、６は環状ガスケット、７は電池蓋、８は端子板、９は封口板、１０は金属バネ、１１は弁体、１２は正極リード体、１３は絶縁体、１４は絶縁体である。
【００２５】
正極１は前記のペースト式ニッケル電極からなるものであり、負極２には前記のように作製した２枚の負極シートＡ、Ｂが前記した態様で使用されているが、この図３ではその詳細について示しておらず、単一のものとして示している。そして、この負極２の活物質は水素吸蔵合金からなるものである。セパレータ３は前記のように親水処理されたポリプロピレン不織布からなるものであり、上記正極１と負極２はこのセパレータ３を介して前記特定の態様になるように重ね合わせられ、渦巻状に巻回し巻回構造の電極体４として電池缶５内に挿入され、その上部には絶縁体１４が配置されている。
【００２６】
環状ガスケット６はナイロン６６で作製され、電池蓋７は端子板８と封口板９とで構成され、電池缶５の開口部はこの電池蓋７と上記環状ガスケット６とで封口されている。
【００２７】
つまり、電池缶５内に巻回構造の電極体４や絶縁体１４などを挿入した後、電池缶５の開口端近傍部分に底部が内周側に突出した環状の溝５ａを形成し、その溝５ａの内周側突出部で環状ガスケット６の下部を支えさせて環状ガスケット６と電池蓋７とを電池缶５の開口部に配置し、電池缶５の溝５ａから先の部分を内方に締め付けて電池缶５の開口部を電池蓋７と環状ガスケット６とで封口している。
【００２８】
上記端子板８にはガス排出孔８ａが設けられ、封口板９にはガス検知孔９ａが設けられ、端子板８と封口板９との間には金属バネ１０と弁体１１とが配置されている。そして、封口板９の外周部を折り曲げて端子板８の外周部を挟み込んで端子板８と封口板９とを固定している。
【００２９】
この電池は、通常の状況下では金属バネ１０の押圧力により弁体１１がガス検知孔９ａを閉鎖しているので、電池内部は密閉状態に保たれているが、電池内部にガスが発生して電池内部の圧力が異常に上昇した場合には、金属バネ１０が収縮して弁体１１とガス検知孔９ａとの間に隙間が生じ、電池内部のガスはガス検知孔９ａおよびガス排出孔８ａを通過して電池外部に放出され、電池破裂が防止できるように構成されている。
【００３０】
正極リード体１２はニッケルリボンからなり、その一方の端部は正極２の最外周部における基板の金属板状態にされた部分にスポット溶接されて図１の２０で示すような集電部（タブ）を構成し、その他方の端部は封口板９の下端にスポット溶接され、端子板８は上記封口板９との接触により正極端子として作用する。
【００３１】
そして、前記したように、負極２の最外周部の外面側は金属基板が露出していて、その金属基板が電池缶５の内壁に接触し、それによって、電池缶５は負極端子として作用する。なお、この図３も、模式的に示したものであり、正極１、負極２、セパレータ３などの詳細を示しておらず、また図１とは若干位置を異ならせ、正極リード体１２も切断面に配置しているかのようにして図示しているし、負極２の断面も図１や図２とは異なった態様で示している。
【００３２】
この実施例１の電池は正極規制で正極の充填理論電気容量は６００ｍＡｈであり、この電池を２０℃、０．１Ａ放電で放電させたときの放電特性を図９に示す。なお、負極の充填理論電気容量は９７７ｍＡｈであり、この電池における〔負極の電気容量〕／〔正極の電気容量〕の比は１．６３である。
【００３３】
実施例２
負極として図４に示すように活物質層を形成していない部分を作製したものを用いた。この図４に示す負極について詳しく説明すると、図４の（ａ）は負極の活物質層を形成した側の側面図であり、図４の（ｂ）は上記（ａ）のＸ−Ｘ線における切断面図である。なお、図４の（ａ）においては、活物質層２ｂを形成した部分をわかりやすくするため、活物質層２ｂには十字状に斜線を入れている。
【００３４】
負極の基体となる金属基板２ａとしては厚さ２０μｍのニッケル板が用いられ、その一方の面に活物質層２ｂが厚さ１８０μｍに形成され、負極２の総厚は２００μｍである。ただし、負極２の一部には活物質層の形成されていない部分があり、具体的には、負極２の全長は１００ｍｍであるが、その一方の端部から３８ｍｍのところまでは、活物質層２ｂが形成されているものの、そこから６．５ｍｍ幅にわたって活物質層が形成されず、残りの５５．５ｍｍ幅については、また活物質層２ｂが形成されている。そして、この負極２の横幅は３５ｍｍである。なお、この図４も、模式的に示したものであり、負極２の長さに対して金属基板２ａの厚みや活物質層２ｂの厚みを大きく図示したり、また負極２の活物質層の形成されていない部分の位置やその幅などを必ずしも寸法通りには図示していない。
【００３５】
この負極２の活物質層を形成していない部分を中心にし、上記負極２と正極１とをセパレータ３を介在させて、渦巻状に巻回して図５に示す巻回構造の電極体を作製した。ただし、負極２はその活物質層２ｂがセパレータ３を介して正極１と対向し、その金属基板２ａ同士が接触するように配置した。この図５に示す巻回構造の電極体においても、正極１の両面には負極２がセパレータ３を介して対向しているが、ほぼ最外周部を除きほぼ２周目以後は負極２同士が直接接触している。その詳細は図２に基づいて説明した場合と同様であり、負極２の金属基板２ａ同士が接触している。そして、負極２のほぼ最内周部とほぼ最外周部は他の部分の半分の厚さであり、また、詳細な図示はしていないが、負極２のほぼ最外周部の外面側には金属基板が露出していて、その金属基板が電池缶５の内壁に接触している。
【００３６】
上記正極１は前記実施例１と同様のペースト式ニッケル電極からなり、この正極１は厚さ６６０μｍで、そのサイズは３５ｍｍ×４６ｍｍである。そして、セパレータ３は前記実施例１と同様の厚さ０．１５ｍｍのポリプロピレン不織布からなり、サイズは１０２ｍｍ×３８ｍｍである。
【００３７】
そして、上記正極１、負極２およびセパレータ３を用いて作製した巻回構造の電極体を用い、以後実施例１と同様にして、単４形でニッケル−水素吸蔵合金系のアルカリ二次電池を作製した。
【００３８】
この電池は正極規制で正極の充填理論電気容量は６００ｍＡｈであり、この電池を２０℃で０．１Ａ放電で放電させたときの放電特性を図９に示す。なお、負極の充填理論電気容量は９７７ｍＡｈであり、この電池における〔負極の電気容量〕／〔正極の電気容量〕の比は１．６３である。
【００３９】
実施例３
負極として図６に示す構造のものを作製した。この図６に示す負極２は図４に示した負極２において活物質層２ｂのない部分を設けていないものに相当する。そこで、この図６に示す負極２について詳しく説明すると、図６の（ａ）は負極２の活物質層２ｂを形成した側の側面図であり、図６の（ｂ）は上記（ａ）のＷ−Ｗ線における切断面図である。なお、図６の（ａ）においては、活物質層２ｂを形成した部分をわかりやすくするため、活物質層２ｂには十字状に斜線を入れている。
【００４０】
負極２の基体となる金属基板２ａとしては厚さ２０μｍのニッケル板が用いられ、その一方の面に活物質層２ｂが厚さ１８０μｍに形成され、負極２の総厚は２００μｍである。そして、この負極２の全長は１００ｍｍで、横幅は３５ｍｍである。なお、この図６も模式的に示したものであり、負極２の長さに対して金属基板２ａの厚みや活物質層２ｂの厚みを大きく図示している。
【００４１】
上記負極２と正極１とセパレータ３を介在させて、渦巻状に巻回して図７に示す巻回構造の電極体を作製した。ただし、図面上は明確にされていないが、実施例２の巻回構造の電極体に比べて、巻回芯の径を負極ペーストの塗布厚みに見合う厚みである０．２ｍｍだけ小さくし、かつ負極２はその活物質層２ｂがセパレータ３を介して正極１と対向し、その金属基板２ａ同士が接触するように配置した。この図７に示す巻回構造の電極体においても、正極１の両面には負極２がセパレータ３を介して対向しているが、ほぼ最外周部を除きほぼ２周目以後は負極２同士が直接接触している。その詳細は図２に基づいて説明した場合と同様であり、負極２の金属基板２ａ同士が接触している。そして、負極２のほぼ最内周部とほぼ最外周部は他の部分の半分の厚さであり、また、詳細な図示はしていないが、負極２のほぼ最外周部の外面側には金属基板が露出していて、その金属基板が電池缶５の内壁に接触している。
【００４２】
上記正極１は前記実施例１と同様のペースト式ニッケル電極からなり、この正極１は厚さ６６０μｍで、そのサイズは３５ｍｍ×４６ｍｍである。そして、セパレータ３は前記実施例１と同様の厚さ０．１５ｍｍのポリプロピレン不織布からなり、サイズは１０２ｍｍ×３８ｍｍである。
【００４３】
そして、上記正極１、負極２およびセパレータ３を用いて作製した巻回構造の電極体を用い、以後実施例１と同様にして、単４形でニッケル−水素吸蔵合金系のアルカリ二次電池を作製した。
【００４４】
この電池は正極規制で正極の充填理論電気容量は６００ｍＡｈであり、この電池を２０℃で０．１Ａ放電で放電させたときの放電特性を図９に示す。なお、負極の充填理論電気容量は１０４１ｍＡｈであり、この電池における正極と負極の対向部の〔負極の電気容量〕／〔正極の電気容量〕の比は１．６３である。また、図９において、同一の曲線に実施例２と実施例３の文字を付しているのは、実施例３の放電特性が実施例２の放電特性とほとんど差がなく、両者の差を図９中に明確に図示することができないため、両者の放電特性を１本の曲線で代表的に示したことによるものである。
【００４５】
比較例１
ＭｍＮｉ5 を主体とする水素吸蔵合金粉末１００重量部に対して、ポリビニルアルコールを濃度２．６％で水に溶解したバインダー溶液２３重量部を加えて混合し、充分に攪拌して均一なペーストを調製し、このペーストを厚さ６００μｍの発泡ニッケル板に充填し、乾燥後、ロールプレスで圧縮して、負極シートを作製した。ただし、この負極シートは、後述の正極との対向部の〔負極の電気容量〕／〔正極の電気容量〕の比を１．３にするために、厚さは２５０μｍとし、サイズは３５ｍｍ×６７ｍｍにした。
【００４６】
正極は、実施例１と同様のペースト式ニッケル電極からなるが、負極との対向部の〔負極の電気容量〕／〔正極の電気容量〕の比を１．３にするために、厚みを４３０μｍとし、サイズは３５ｍｍ×５１ｍｍにした。
【００４７】
セパレータは実施例１と同様のポリプロピレン不織布を用い、それを上記負極と正極との間に介在させて渦巻状に巻回して図８に示す巻回構造の電極体を作製し、以後実施例１と同様にして、単４形でニッケル−水素吸蔵合金系のアルカリ二次電池を作製した。なお、この図８における１２は、正極リード体の一方の端部に該当し、この部分は正極の基板の露出部分に溶接され、それら全体で正極の集電部を構成している。
【００４８】
この電池は正極規制で正極の充填理論電気容量は４１０ｍＡｈであり、この電池を２０℃で０．１Ａ放電で放電させたときの放電特性を図９に示す。なお、負極の充填理論電気容量は６８０ｍＡｈである。ただし、正極と対向している負極としては５３０ｍＡｈであり、この電池の〔負極の電気容量〕／〔正極の電気容量〕の比は前述のように１．３である。
【００４９】
図９は上記実施例１〜３および比較例１の電池の放電特性図であるが、この図９に示されるように、実施例１〜３は、比較例１に比べて、放電容量が大きく、約３０％程度の放電容量の増加を達成することができた。
【００５０】
上記実施例では、ニッケル−水素吸蔵合金系のアルカリ二次電池について説明したが、本発明は、上記ニッケル−水素吸蔵合金電池以外にも、巻回構造を有する各種電池、例えばニッケル−カドミウム電池、ニッケル−鉄電池、ニッケル−亜鉛電池に代表されるアルカリ電池、リチウム−マンガン電池、リチウムイオン電池などにも適用できるものである。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、容量の増加を達成することができた。また、本発明によれば、簡単な塗布方式で負極を作製すること ができるので、生産性の向上を達成でき、しかも基板として金属基板を使用するだけで高価な発泡メタルや焼結板を使用しないので、コストの低減を達成することができる。さらに、本発明によれば、電池缶の内壁と接触する面が金属基板であるため、水素吸蔵合金などにより電池缶の内壁をキズ付けることがなく、信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の電池に使用する巻回構造の電極体を模式的に示す断面図である。
【図２】図１のＹ部の拡大図である。
【図３】実施例１のアルカリ二次電池を模式的に示す断面図である。
【図４】実施例２の電池に使用する負極を模式的に示すもので、その（ａ）は負極の活物質層を形成した側の側面図であり、（ｂ）は上記（ａ）のＸ−Ｘ線における切断面図である。
【図５】実施例２の電池に使用する巻回構造の電極体を模式的に示す断面図である。
【図６】実施例３の電池に使用する負極を模式的に示すもので、その（ａ）は負極の活物質層を形成した側の側面図であり、（ｂ）は上記（ａ）のＷ−Ｗ線における切断面図である。
【図７】実施例３の電池に使用する巻回構造の電極体を模式的に示す断面図である。
【図８】比較例１の電池に使用する巻回構造の電極体を模式的に示す断面図である。
【図９】実施例１〜３および比較例１の電池の放電特性図である。
【符号の説明】
１ 正極
２ 負極
２ａ 金属基板
２ｂ 活物質層
２ｃ 活物質層
３ セパレータ
４ 巻回構造の電極体
５ 電池缶[Title of invention] Battery with a wound electrode structure [Claims]
[Claim 1] A battery produced by inserting a wound electrode body, in which a positive electrode and a negative electrode are wound with a separator interposed between them, and the negative electrode is formed by forming an active material layer on only one side of a metal substrate, into a battery can, wherein the negative electrode faces both sides of the positive electrode with the separator interposed between them, and from approximately the second turn of the negative electrode onwards, the metal substrate surfaces of the negative electrodes are in direct contact with each other except for almost the outermost periphery , and the ratio of [electrical capacity of negative electrode]/[electrical capacity of positive electrode] at the opposing part of the negative electrode active material and the positive electrode active material is 1.2 or more and 1.63 or less .
2. The battery according to claim 1 , wherein the outermost peripheral portion of the electrode body is a negative electrode, and the metal substrate of said negative electrode is located on the outside and is in contact with the inner wall of the battery can.
3. The battery according to claim 1, wherein the metal substrate of the negative electrode is a metal plate having a thickness of 10 μm to 50 μm.
4. The battery according to claim 1, 2 or 3 , wherein a current collecting portion is provided on the outermost periphery of the positive electrode, and current from the positive electrode is collected from the current collecting portion.
Detailed Description of the Invention
[0001]
[Technical Field to which the Invention Belongs]
The present invention relates to a battery having an electrode body with a wound structure, such as an alkaline secondary battery, such as a nickel-metal hydride storage alloy battery or a nickel-cadmium battery, and more particularly to a battery that achieves increased capacity, improved reliability, improved productivity, reduced costs, and the like by improving the wound structure of the electrode body.
[0002]
2. Description of the Related Art
Conventionally, a wound electrode assembly used in a nickel-metal hydride storage alloy battery, a nickel-cadmium battery, or the like has one positive electrode 1 and one negative electrode 2 wound in a spiral shape with a separator 3 interposed therebetween, as shown in Fig. 8. That is, both the positive electrode 1 and the negative electrode 2 are formed to a uniform thickness, and an electrode assembly 4 having a wound structure as shown in Fig. 8 is produced.
[0003]
Furthermore, in alkaline secondary batteries such as nickel-hydrogen storage alloy batteries and nickel-cadmium batteries, an important factor for maintaining normal battery characteristics is that the ratio of [electrical capacity of negative electrode]/[electrical capacity of positive electrode] must be maintained at 1.0 or higher, preferably 1.2 or higher. However, this is not a ratio of the total amount within the battery, but it is necessary that this relationship is always maintained at the opposing portions of the negative and positive electrodes of the wound electrode body.
[0004]
Therefore, in conventional electrode bodies with a wound structure, batteries are designed based on the ratio of the negative electrode electrical capacity to the positive electrode electrical capacity in the portion where the positive electrode faces both sides of the negative electrode (i.e., the second turn of the negative electrode), and as a result, the innermost and outermost portions of the negative electrode have electrical capacity greater than necessary.
[0005]
[Problem to be solved by the invention]
As described above, in a conventional electrode body having a wound structure, although only one side of the innermost and outermost peripheral portions of the negative electrode faces the positive electrode, the active material layer is formed on both sides of the substrate, and therefore the active material layer on one side is not effectively utilized, resulting in the problem of insufficient utilization of the internal volume of the battery.
[0006]
In addition, in small batteries, the outermost periphery of the wound electrode body is usually used as the negative electrode, and electrical continuity is achieved by bringing the outermost periphery of the negative electrode into contact with the inner wall of the battery can. As a result, the unevenness of the active material layer can scratch (damage) the inner wall of the battery can, and in alkaline batteries, this can lead to a fatal defect: electrolyte leakage.
[0007]
In addition, in order to allow reactions to occur from both sides, conventional negative electrodes have used a nickel sintered plate as a substrate, made by applying a paste containing nickel powder to a nickel punched metal or the like and then sintering it, or a porous substrate such as foamed metal or fibrous metal made by baking nickel-plated urethane foam or nonwoven fabric. This has resulted in increased costs for the electrode itself and the manufacturing equipment for the substrate, and has required a great deal of effort to produce a stable, uniform product.
[0008]
The present invention aims to solve these problems by increasing capacity through effective use of the battery's internal volume, improving the productivity of the negative electrode, reducing costs, and further improving reliability by preventing scratches on the inner wall of the battery can.
[0009]
[Means for solving the problem]
To achieve the above object, the present invention uses a thin metal plate or the like as the metal substrate that forms the base of the negative electrode, forms an active material layer on only one side of the metal substrate, and then winds the negative electrode so that the active material layers face both sides of the positive electrode via a separator, and from approximately the second turn of the negative electrode onwards, the metal substrate surfaces of the negative electrodes are in direct contact with each other except for approximately the outermost periphery, thereby forming a wound electrode body, and the ratio of [negative electrode capacitance]/[positive electrode capacitance] at the opposing portion of the negative electrode active material layer and positive electrode active material layer is 1.2 or more and 1.63 or less. By doing this, the two negative electrodes are in contact with each other at their metal substrate surfaces except for approximately the innermost and outermost peripheries.
[0010]
In the present invention, the term "approximately the innermost or almost the outermost portion" is used rather than the innermost or outermost portion. This is because some deviation occurs depending on the method of winding the electrode body and the winding machine. In theory, it is preferable for the electrode body to be truly at the innermost or outermost portion, but there is no practical problem if some deviation occurs and the electrode body is at the innermost or almost the outermost portion.
[0011]
[Embodiments of the Invention]
In the present invention, the ratio of the negative electrode capacitance to the positive electrode capacitance is set to 1.2 to 1.63 for the portion of the negative electrode active material layer facing the positive electrode active material layer. This can be controlled by the thickness of the active material layer if the composition of the active material layer is kept constant. In the present invention, the active material layer refers not only to a layer composed only of active material, but also to a layer containing a binder in addition to the active material, with the latter being more common.
[0012]
By winding the negative electrode and electrode assembly in the above-described manner, the metal substrate surface of the negative electrode is exposed at almost the outermost periphery of the electrode assembly, and by bringing the metal substrate into contact with the inner wall of the battery can, it is possible to prevent the inner wall of the battery can from being scratched by a hard powder such as a hydrogen storage alloy or a hard substrate formed by plating, such as foam metal.
[0013]
And what is most important of all is that the above-mentioned structure eliminates the excess waste at the innermost and outermost peripheries of the negative electrode, and furthermore, by using a thin metal substrate as the substrate, for example, a metal plate having a thickness of 10 μm to 50 μm or a punched metal plate having a thickness of 40 μm to 70 μm, it has become possible to achieve an increase in capacity of about 30%.
[0014]
In the present invention, the ratio of [electrical capacity of negative electrode]/[electrical capacity of positive electrode] required for the battery characteristics of a battery having an electrode body with a wound structure is set to a predetermined value or more in each opposing portion, rather than the total amount within the battery, thereby eliminating the excess that does not contribute to the reaction, leading to the above-mentioned increase in capacity.
[0015]
[Example]
Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples. In the following examples, % indicating concentration is % by weight.
[0016]
Example 1
100 parts by weight of hydrogen storage alloy powder mainly composed of MmNi5 was mixed with 28 parts by weight of a binder solution prepared by dissolving polyvinylidene fluoride in N-methyl-pyrrolidone at a concentration of 12%. The mixture was thoroughly stirred to prepare a uniform paste. This paste was then applied to a 20 μm-thick nickel plate as a metal substrate using a squeegee method to a total thickness of 500 μm. After drying on a hot plate, it was compressed using a roll press to prepare a negative electrode sheet with a total thickness of 200 μm. This negative electrode sheet with a total thickness of 200 μm was then cut into a size of 35 mm x 38 mm, which was designated as negative electrode sheet A. Note that Mm in the above formula stands for misch metal.
[0017]
Separately from the above, a negative electrode sheet having a total thickness of 145 μm was produced in the same manner as above, except that the coating thickness was adjusted. Then, this negative electrode sheet having a total thickness of 145 μm was cut into a size of 35 mm × 55.5 mm, which was designated as negative electrode sheet B.
[0018]
The positive electrode was a nickel electrode (660 μm thick, 35 mm × 46 mm) prepared by filling foamed nickel with a paste containing nickel hydroxide as an active material and cutting it to a predetermined size using a conventional method. One end of a nickel ribbon was spot-welded to the compressed portion of the foamed nickel substrate at the end of the positive electrode to form a current collector (tab) for the positive electrode.
[0019]
A hydrophilically treated polypropylene nonwoven fabric having a thickness of 0.15 mm and a size of 102 mm × 38 mm was used as the separator. This separator was interposed between the negative electrode and the positive electrode, and the positive electrode and the negative electrode were spirally wound with the separator interposed therebetween to produce an electrode assembly having the wound structure shown in FIG. 1 .
[0020]
Regarding the electrode assembly shown in FIG. 1 , negative electrodes 2 face each other on both sides of a positive electrode 1 with separators 3 interposed therebetween. However, the negative electrodes 2 are in direct contact with each other from approximately the second turn onward, except for the outermost periphery. As shown in FIG. 2 , the negative electrodes 2 are formed by forming active material layers 2b on metal substrates 2a (nickel plates are used in this embodiment) as substrates, and the metal substrates 2a of the negative electrodes 2 are in contact with each other. When fabricating the wound electrode assembly, the separator 3 has its approximate center as the center of the winding, as shown in the approximate center of FIG. 1 . Furthermore, reference numeral 20 denotes a current collector (tab) for the positive electrode 1, which is provided on the outermost periphery of the positive electrode 1. As will be explained again later, this current collector 20 is formed by crushing the voids in the foamed nickel substrate of the positive electrode 1 to prevent the nickel hydroxide-containing paste from entering the voids, leaving only the metal body, and then welding one end of a nickel ribbon that serves as the positive electrode lead body to the voids. The configuration of the current collecting portion 20 is the same in FIGS. 5 and 7.
[0021]
The negative electrode sheet A is first used on the inner periphery of the negative electrode 2, and then the negative electrode sheet B is added midway (negative electrode sheet B is added to the inner periphery of negative electrode sheet A). When the positive electrode 1 reaches the second lap, the metal substrates 2a of the negative electrodes 2 facing both sides of the positive electrode 1 via the separator 3 are in direct contact with each other, and almost the outermost periphery of the negative electrode 2 is composed only of the negative electrode sheet B.
[0022]
Although not shown in detail, a metal substrate is exposed on the outer surface of the negative electrode 2 at approximately the outermost periphery, and this metal substrate contacts the inner wall of the battery can 5, thereby allowing the battery can 5 to function as a negative electrode terminal. In other words, the metal substrate of the negative electrode 2 also serves as a current collector for the negative electrode. Note that in FIG. 1, only the inner peripheral surface of the battery can 5 is shown with thin lines. Also, FIG. 1 is a schematic illustration, and while it appears as if there is a large gap between the electrode assembly 4 and the battery can 5, this is because the thin components (positive electrode 1: 660 μm, negative electrode 2: 200 μm and 145 μm, separator 3: 0.15 mm) are shown with a constant thickness, and in reality, such a large gap as shown would not exist. This is also true for FIGS. 5, 7, 8, etc.
[0023]
A 30% aqueous solution of potassium hydroxide was used as the electrolyte, and the electrode assembly with the above-mentioned wound structure was inserted into a battery can, and 0.85 ml of the above-mentioned electrolyte was poured into it. An AAA-sized alkaline secondary battery based on a nickel-hydrogen storage alloy was fabricated in the usual manner. The structure of this battery is shown schematically in Figure 3.
[0024]
Here, the battery shown in FIG. 3 will be described. 1 is a positive electrode, 2 is a negative electrode, 3 is a separator, 4 is a wound electrode body, 5 is a battery can, 6 is an annular gasket, 7 is a battery lid, 8 is a terminal plate, 9 is a sealing plate, 10 is a metal spring, 11 is a valve body, 12 is a positive electrode lead body, 13 is an insulator, and 14 is an insulator.
[0025]
The positive electrode 1 is made of the above-mentioned paste-type nickel electrode, and the negative electrode 2 is made of two negative electrode sheets A and B prepared as described above, but these are shown as a single sheet in Fig. 3 without showing the details. The active material of this negative electrode 2 is made of a hydrogen storage alloy. The separator 3 is made of a polypropylene nonwoven fabric that has been hydrophilically treated as described above, and the positive electrode 1 and negative electrode 2 are stacked together with the separator 3 interposed therebetween so as to form the specific configuration described above, and are wound in a spiral shape to form the wound electrode body 4, which is inserted into a battery can 5, and an insulator 14 is placed on top of it.
[0026]
The annular gasket 6 is made of nylon 66, the battery lid 7 is composed of a terminal plate 8 and a sealing plate 9 , and the opening of the battery can 5 is sealed by the battery lid 7 and the annular gasket 6 .
[0027]
That is, after inserting the wound electrode body 4, insulator 14, etc. into the battery can 5, an annular groove 5a with its bottom protruding inward is formed in the vicinity of the open end of the battery can 5, the annular gasket 6 and the battery lid 7 are placed at the opening of the battery can 5 with the inner protruding part of the groove 5a supporting the lower part of the annular gasket 6, and the part of the battery can 5 beyond the groove 5a is tightened inward to seal the opening of the battery can 5 with the battery lid 7 and the annular gasket 6.
[0028]
The terminal plate 8 is provided with a gas exhaust hole 8a, the sealing plate 9 is provided with a gas detection hole 9a, and a metal spring 10 and a valve body 11 are disposed between the terminal plate 8 and the sealing plate 9. The outer periphery of the sealing plate 9 is bent to sandwich the outer periphery of the terminal plate 8 and fix the terminal plate 8 and the sealing plate 9 together.
[0029]
Under normal circumstances, this battery is kept sealed inside because the valve body 11 closes the gas detection hole 9a due to the pressing force of the metal spring 10. However, if gas is generated inside the battery and the pressure inside the battery rises abnormally, the metal spring 10 contracts, creating a gap between the valve body 11 and the gas detection hole 9a, and the gas inside the battery passes through the gas detection hole 9a and the gas exhaust hole 8a and is released outside the battery, preventing the battery from exploding.
[0030]
The positive electrode lead body 12 is made of nickel ribbon, one end of which is spot-welded to the metal plate-like portion of the substrate at the outermost periphery of the positive electrode 2 to form a current collecting part (tab) as shown by 20 in FIG. 1 , and the other end of which is spot-welded to the lower end of the sealing plate 9, and the terminal plate 8 acts as a positive electrode terminal by contacting the sealing plate 9.
[0031]
As described above, the metal substrate is exposed on the outer surface of the outermost periphery of the negative electrode 2, and this metal substrate contacts the inner wall of the battery can 5, thereby allowing the battery can 5 to function as a negative electrode terminal. Note that Fig. 3 is also a schematic illustration, and does not show details of the positive electrode 1, negative electrode 2, separator 3, etc., and is also illustrated in a slightly different position from Fig. 1, with the positive electrode lead body 12 being shown as if it were positioned on the cross section, and the cross section of the negative electrode 2 is also illustrated in a different manner from Figs. 1 and 2.
[0032]
The battery of Example 1 had a theoretical positive electrode capacity of 600 mAh, and the discharge characteristics of this battery when discharged at 20° C. and 0.1 A are shown in Fig. 9. The theoretical negative electrode capacity was 977 mAh, and the ratio of negative electrode capacity to positive electrode capacity in this battery was 1.63.
[0033]
Example 2
The negative electrode used had a portion without an active material layer formed, as shown in Fig. 4. To explain the negative electrode shown in Fig. 4 in more detail, Fig. 4(a) is a side view of the negative electrode on which the active material layer is formed, and Fig. 4(b) is a cross-sectional view taken along line X-X of Fig. 4(a). In Fig. 4(a), the active material layer 2b is cross-hatched to clearly show the portion on which the active material layer 2b is formed.
[0034]
The metal substrate 2a serving as the base of the negative electrode is a 20 μm-thick nickel plate, with a 180 μm-thick active material layer 2b formed on one side thereof, for a total thickness of 200 μm. However, there is a portion of the negative electrode 2 where the active material layer is not formed. Specifically, the total length of the negative electrode 2 is 100 mm, and although the active material layer 2b is formed 38 mm from one end, the active material layer is not formed for a 6.5 mm width from that point, and the active material layer 2b is again formed for the remaining 55.5 mm width. The width of this negative electrode 2 is 35 mm. Note that Figure 4 is also a schematic illustration, and the thickness of the metal substrate 2a and the active material layer 2b are exaggerated relative to the length of the negative electrode 2, and the position and width of the portion of the negative electrode 2 where the active material layer is not formed are not necessarily illustrated to scale.
[0035]
The negative electrode 2 and the positive electrode 1 were spirally wound with the separator 3 interposed therebetween, with the portion of the negative electrode 2 where no active material layer was formed at the center, to produce an electrode assembly with the wound structure shown in FIG. 5 . The negative electrode 2 was positioned so that its active material layer 2b faced the positive electrode 1 via the separator 3, and their metal substrates 2a were in contact with each other. In the electrode assembly with the wound structure shown in FIG. 5 , the negative electrodes 2 faced both sides of the positive electrode 1 via the separator 3, but the negative electrodes 2 were in direct contact with each other from approximately the second turn onward, except for the approximately outermost portion. The details are the same as those described with reference to FIG. 2 , with the metal substrates 2a of the negative electrodes 2 in contact with each other. The approximately innermost and approximately outermost portions of the negative electrode 2 were half the thickness of the remaining portions. Although not shown in detail, a metal substrate was exposed on the outer surface of the approximately outermost portion of the negative electrode 2, and this metal substrate was in contact with the inner wall of the battery can 5.
[0036]
The positive electrode 1 is a paste-type nickel electrode similar to that in Example 1, and has a thickness of 660 μm and a size of 35 mm × 46 mm. The separator 3 is a polypropylene nonwoven fabric similar to that in Example 1, and has a thickness of 0.15 mm and a size of 102 mm × 38 mm.
[0037]
Then, using a wound electrode body prepared using the positive electrode 1, negative electrode 2, and separator 3, a AAA-size alkaline secondary battery based on a nickel-hydrogen storage alloy was prepared in the same manner as in Example 1.
[0038]
This battery has a theoretical positive electrode capacity of 600 mAh, and the discharge characteristics of this battery when discharged at 0.1 A at 20° C. are shown in Figure 9. The theoretical negative electrode capacity is 977 mAh, and the ratio of negative electrode capacity to positive electrode capacity in this battery is 1.63.
[0039]
Example 3
A negative electrode having the structure shown in FIG. 6 was fabricated. The negative electrode 2 shown in FIG. 6 corresponds to the negative electrode 2 shown in FIG. 4 except for the portion without the active material layer 2b. To explain the negative electrode 2 shown in FIG. 6 in more detail, FIG. 6(a) is a side view of the negative electrode 2 on which the active material layer 2b is formed, and FIG. 6(b) is a cross-sectional view taken along line W-W in FIG. 6(a). Note that in FIG. 6(a), the active material layer 2b is cross-hatched to clearly show the portion where the active material layer 2b is formed.
[0040]
A 20 μm-thick nickel plate is used as the metal substrate 2a serving as the base of the negative electrode 2, and a 180 μm-thick active material layer 2b is formed on one surface of the metal substrate 2a, giving a total thickness of 200 μm. The negative electrode 2 has a total length of 100 mm and a width of 35 mm. Note that FIG. 6 is also a schematic illustration, and the thickness of the metal substrate 2a and the active material layer 2b are exaggerated relative to the length of the negative electrode 2.
[0041]
The negative electrode 2, positive electrode 1, and separator 3 were interposed and spirally wound to produce an electrode assembly with the wound structure shown in FIG. 7 . However, although not clearly shown in the drawing, compared to the electrode assembly with the wound structure of Example 2, the diameter of the winding core was made smaller by 0.2 mm, which is a thickness corresponding to the coating thickness of the negative electrode paste, and the negative electrode 2 was arranged so that its active material layer 2b faced the positive electrode 1 via the separator 3, and their metal substrates 2a were in contact with each other. In this electrode assembly with the wound structure shown in FIG. 7 , the negative electrodes 2 also faced both sides of the positive electrode 1 via the separator 3, but from approximately the second turn onwards, except for the outermost periphery, the negative electrodes 2 were in direct contact with each other. The details were the same as those described based on FIG. 2 , and the metal substrates 2a of the negative electrodes 2 were in contact with each other. The thickness of the innermost and outermost parts of the negative electrode 2 is half that of the other parts, and although not shown in detail, a metal substrate is exposed on the outer surface of the outermost part of the negative electrode 2, and this metal substrate is in contact with the inner wall of the battery can 5.
[0042]
The positive electrode 1 is a paste-type nickel electrode similar to that in Example 1, and has a thickness of 660 μm and a size of 35 mm × 46 mm. The separator 3 is a polypropylene nonwoven fabric similar to that in Example 1, and has a thickness of 0.15 mm and a size of 102 mm × 38 mm.
[0043]
Then, using a wound electrode body prepared using the positive electrode 1, negative electrode 2, and separator 3, a AAA-size alkaline secondary battery based on a nickel-hydrogen storage alloy was prepared in the same manner as in Example 1.
[0044]
This battery had a theoretical positive electrode capacity of 600 mAh, and the discharge characteristics of this battery when discharged at 0.1 A at 20°C are shown in Figure 9. The theoretical negative electrode capacity was 1041 mAh, and the ratio of the negative electrode capacity to the positive electrode capacity of the battery was 1.63. The reason why the characters "Example 2" and "Example 3" are attached to the same curve in Figure 9 is that the discharge characteristics of Example 3 are almost identical to those of Example 2, and the difference between the two cannot be clearly illustrated in Figure 9, so the discharge characteristics of both are shown representatively in a single curve.
[0045]
Comparative Example 1
23 parts by weight of a binder solution prepared by dissolving polyvinyl alcohol in water at a concentration of 2.6% was added to 100 parts by weight of a hydrogen storage alloy powder mainly composed of MmNi5 , mixed, and thoroughly stirred to prepare a uniform paste. This paste was filled into a 600 μm thick foamed nickel plate, dried, and then compressed with a roll press to prepare a negative electrode sheet. However, this negative electrode sheet was made 250 μm thick and 35 mm × 67 mm in size in order to achieve a ratio of [negative electrode capacitance]/[positive electrode capacitance] of 1.3 in the portion facing the positive electrode, as described below.
[0046]
The positive electrode was a paste-type nickel electrode similar to that in Example 1, but the thickness was 430 μm and the size was 35 mm × 51 mm so that the ratio of the negative electrode capacitance to the positive electrode capacitance in the opposing portion was 1.3.
[0047]
The separator was a polypropylene nonwoven fabric similar to that used in Example 1, which was interposed between the negative electrode and positive electrode and wound spirally to produce an electrode assembly having the wound structure shown in Fig. 8. Thereafter, an AAA-size nickel-hydrogen storage alloy alkaline secondary battery was produced in the same manner as in Example 1. Note that 12 in Fig. 8 corresponds to one end of the positive electrode lead body, which is welded to the exposed portion of the positive electrode substrate, and the two together form the current collector of the positive electrode.
[0048]
This battery has a theoretical positive electrode capacity of 410 mAh, and the discharge characteristics of this battery when discharged at 0.1 A at 20°C are shown in Figure 9. The theoretical negative electrode capacity is 680 mAh. However, the negative electrode facing the positive electrode has a capacity of 530 mAh, and the ratio of the negative electrode capacity to the positive electrode capacity of this battery is 1.3, as mentioned above.
[0049]
FIG. 9 is a diagram showing the discharge characteristics of the batteries of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1. As shown in FIG. 9, Examples 1 to 3 had larger discharge capacities than Comparative Example 1, achieving an increase in discharge capacity of about 30%.
[0050]
In the above embodiment, a nickel-hydrogen storage alloy alkaline secondary battery has been described. However, the present invention can also be applied to various types of batteries having a wound structure, such as alkaline batteries typified by nickel-cadmium batteries, nickel-iron batteries, and nickel-zinc batteries, lithium-manganese batteries, and lithium-ion batteries, in addition to the nickel-hydrogen storage alloy batteries.
[0051]
[Effects of the Invention]
As described above, the present invention has achieved an increase in capacity. Furthermore, the present invention allows the negative electrode to be produced using a simple coating method, thereby improving productivity. Furthermore, the present invention uses only a metal substrate as the substrate, eliminating the need for expensive foam metals or sintered plates, thereby reducing costs. Furthermore, the present invention uses a metal substrate as the surface that comes into contact with the inner wall of the battery can, preventing scratches on the inner wall of the battery can caused by hydrogen storage alloys or the like, thereby improving reliability.
[Brief explanation of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an electrode body having a wound structure used in a battery according to a first embodiment of the present invention.
2 is an enlarged view of a portion Y in FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an alkaline secondary battery of Example 1.
4A and 4B are schematic diagrams showing the negative electrode used in the battery of Example 2, in which FIG. 4A is a side view of the negative electrode on which the active material layer is formed, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line X-X of FIG. 4A.
5 is a cross-sectional view schematically showing an electrode body having a wound structure used in a battery according to a second embodiment of the present invention. FIG.
6A and 6B are schematic diagrams showing the negative electrode used in the battery of Example 3, in which FIG. 6A is a side view of the negative electrode on which the active material layer is formed, and FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line W-W of FIG. 6A.
7 is a cross-sectional view schematically showing an electrode body having a wound structure used in a battery according to Example 3. FIG.
8 is a cross-sectional view schematically showing an electrode body of a wound structure used in a battery of Comparative Example 1. FIG.
FIG. 9 is a graph showing the discharge characteristics of the batteries of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1.
[Explanation of symbols]
1 Positive electrode 2 Negative electrode 2a Metal substrate 2b Active material layer 2c Active material layer 3 Separator 4 Electrode body with a wound structure 5 Battery can