特許ウォッチ

公開番号2025160526
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-23
出願番号2022150360
出願日2022-09-21
発明の名称集電体及びニッケル亜鉛電池
出願人住友電気工業株式会社,富山住友電工株式会社
代理人個人,個人
主分類H01M 4/70 20060101AFI20251016BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】容量密度を増加させることが可能な集電体を提供する。
【解決手段】集電体は、金属材料製である。集電体は、集電体の厚さ方向における端面である第1主面及び第2主面を備えている。第1主面は、第1主面側から第2主面側に向かって窪んでいる複数の第1凹部を有する。複数の第1凹部は、平面視において、間隔を空けて配置されている。平面視において、複数の第1凹部の各々の底面の面積は、複数の第1凹部の各々の見かけの面積の30パーセント以上70パーセント以下である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
金属材料製の集電体であって、
前記集電体の厚さ方向における端面である第１主面及び第２主面を備え、
前記第１主面は、前記第１主面側から前記第２主面側に向かって窪んでいる複数の第１凹部を有し、
前記複数の第１凹部は、平面視において、間隔を空けて配置されており、
平面視において、前記複数の第１凹部の各々の底面の面積は、前記複数の第１凹部の各々の見かけの面積の３０パーセント以上７０パーセント以下である、集電体。
続きを表示（約 660 文字）【請求項２】
前記第２主面は、前記第２主面側から前記第１主面側に向かって窪んでいる複数の第２凹部を有し、
前記複数の第２凹部の各々は、平面視において、前記複数の第１凹部の各々と隣り合うように配置されており、
平面視において、前記複数の第２凹部の各々の底面の面積は、前記複数の第２凹部の各々の見かけの面積の３０パーセント以上７０パーセント以下である、請求項１に記載の集電体。
【請求項３】
前記複数の第１凹部の各々の平面形状は、多角形である、請求項１に記載の集電体。
【請求項４】
前記複数の第２凹部の各々の平面形状は、多角形である、請求項２に記載の集電体。
【請求項５】
前記多角形の角部は、丸まっている、請求項３又は請求項４に記載の集電体。
【請求項６】
前記多角形は、４つ以上の角部を有している、請求項３又は請求項４に記載の集電体。
【請求項７】
前記多角形は、長方形又は正方形である、請求項３又は請求項４に記載の集電体。
【請求項８】
前記多角形は、正六角形である、請求項３又は請求項４に記載の集電体。
【請求項９】
前記金属材料中のスズの含有率は、９７．００質量パーセント以上である、請求項１又は請求項２に記載の集電体。
【請求項１０】
前記集電体の厚さは、１０μｍ以上である、請求項１又は請求項２に記載の集電体。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、集電体及びニッケル亜鉛電池に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば国際公開第２０２１／１６１９００号（特許文献１）には、ニッケル亜鉛電池が記載されている。特許文献１に記載のニッケル亜鉛電池は、樹脂板（スペーサ）と、集電体と、セパレータとを有している。
【０００３】
スペーサは、スペーサの厚さ方向における端面である第１主面及び第２主面を有している。スペーサには、複数の開口部が形成されている。開口部は、スペーサを厚さ方向に沿って貫通している。集電体は、第１主面上に配置されている。セパレータは、第２主面上に配置されている。開口部、集電板及びセパレータで画されている空間内では、電解液が充填されており、集電体上に活物質部が配置されている。活物質部は、活物質としての亜鉛を含んでいる。集電体及び活物質部は、ニッケル亜鉛電池の負極を構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０２１／１６１９００号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のニッケル亜鉛電池では、第１主面（第２主面）に沿う方向における亜鉛の移動がスペーサにより規制されている。そのため、特許文献１に記載のニッケル亜鉛電池では、充放電の繰り返しに伴って亜鉛が負極の中央部に偏析してしまう現象（シェイプチェンジ）が抑制されている。また、特許文献１のニッケル亜鉛電池では、シェイプチェンジに伴って亜鉛のデンドライト（針状結晶）が成長し、当該デンドライトがセパレータを突き破ってしまうことも抑制されている。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のニッケル亜鉛電池では、スペーサが集電体とセパレータとの間に介在されている分だけ、電極群が厚くなり、電池の容量密度が小さくなってしまう。
【０００７】
本開示は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものである。より具体的には、本開示は、電池の容量密度を増加させることが可能な集電体を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の集電体は、金属材料製である。集電体は、集電体の厚さ方向における端面である第１主面及び第２主面を備えている。第１主面は、第１主面側から第２主面側に向かって窪んでいる複数の第１凹部を有する。複数の第１凹部は、平面視において、間隔を空けて配置されている。平面視において、複数の第１凹部の各々の底面の面積は、複数の第１凹部の各々の見かけの面積の３０パーセント以上７０パーセント以下である。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の集電体によると、容量密度を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、集電体１０の平面図である。
図２は、集電体１０の底面図である。
図３は、図１中のＩＩＩ－ＩＩＩにおける断面図である。
図４は、集電体１０を用いたニッケル亜鉛電池１００の断面図である。
図５は、集電体１０の製造工程図である。
図６は、サンプル１からサンプル３、サンプル６及びサンプル７における充放電のサイクル数と放電容量との関係を示すグラフである。
図７は、集電体１０Ａを用いたニッケル亜鉛電池１００の断面図である。
図８は、集電体１０Ｂの平面図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許