CN103887463B - 圆筒形电池 - Google Patents
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Abstract
本发明提供不仅抗电池内部压力上升的能力强而且无需考虑电极组的卷绕错位的圆筒形电池，该圆筒形电池不仅使用间隔件将电极组固定于电池壳体而且改善电解液的注入时的液体蔓延。具备：呈圆筒状的电池壳体(2)；电极组(3)，配置在电池壳体(2)内，由正极(31)、负极(32)及隔板(33)构成，相互对置的一对外侧面呈平面状；间隔件(61、62)，设置在电池壳体(2)的内侧周面(2A)与电极组(3)的呈平面状的外侧面之间，该间隔件(61、62)具有从轴向一端部到轴向另一端部连续设置并与电池壳体(2)的内侧周面(2A)接触的壳体接触部(6B)，在所述壳体接触部(6B)形成有将由该壳体接触部(6B)分隔的空间连通的连通部(6X)。
Description
技术领域
本发明涉及圆筒形电池。
背景技术
作为以往的圆筒形电池，有专利文献1所示那样的结构：在呈圆筒状的电池壳体内收容隔着带状的隔板将带状的正极板及负极板卷成涡旋状而成的圆柱状的电极组。
然而，在将带状的正极板、负极板及隔板卷成涡旋状的结构的情况下，在其卷绕工序中，会产生正极板及负极板的卷绕错位。这样的话，会产生在圆筒形电池中无法得到所希望的电池容量，而且引起内部短路等问题。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平11-185767号公报
发明要解决的课题
因此，本申请发明者为了解决卷绕错位及伴随卷绕错位的各种问题点，考虑了将层叠型的电极组收容于圆筒形电池的情况。
然而，在向圆筒形电池收容层叠型的电极组的情况下，由于对于圆筒状的电池壳体收容例如呈大致长方体形状的电极组，因此存在电极组相对于电池壳体发生晃动导致极板的活性物质脱落而充放电性能劣化这样的问题。
为了消除上述的电极组的晃动，本申请发明者考虑了使用间隔件将电极组固定于电池壳体的情况。并且，作为该间隔件，本申请发明者考虑了如图19所示那样具备电极接触部和壳体接触部的结构，该电极接触部在一面具有电极组的外侧面所接触的接触面，该壳体接触部从该电极接触部的另一面延伸出而与电池壳体的内侧周面遍及上下地接触。
然而，在上述的结构中，由电池壳体的内侧周面及电极组的外侧面形成的空间被壳体接触部分隔开。这样的话，会产生这样的不良情况：虽然向由壳体接触部分隔开的一方空间注入电解液，但电解液不会流动或难以流动到另一方空间内。因此，当向电池壳体一次注入应收容的规定量的电解液时，电解液会从电池壳体溢出。另一方面，为了避免电解液溢出，需要将电解液的注入分成多次进行，存在作业性差这样的问题。
发明内容
因此，本发明是为了解决上述问题点而做成的，其主要所期望的课题是提供一种不仅抗电池内部压力上升的能力强，而且无需考虑电极组的卷绕错位的圆筒形电池，并且在该圆筒形电池中，不仅使用间隔件将电极组固定于电池壳体，而且改善了电解液的注入时的液体蔓延。
用于解决课题的手段
即，本发明的圆筒形电池的特征在于，该圆筒形电池具备：呈圆筒状的电池壳体；电极组，其配置在所述电池壳体内，由正极、负极及隔板构成，且相互对置的一对外侧面呈平面状；间隔件，其设置在所述电池壳体的内侧周面与所述电极组的呈平面状的外侧面之间，所述间隔件具有从轴向一端部到轴向另一端部连续设置并与所述电池壳体的内侧周面接触的壳体接触部，在所述壳体接触部形成有将由该壳体接触部分隔的空间连通的连通部。
附图说明
图1是实施方式1的圆筒形电池的纵剖视图。
图2是实施方式1的圆筒形电池的横剖视图。
图3是表示实施方式1的正极板的俯视图、主视图及立体图。
图4是表示实施方式1的负极板的俯视图、主视图及立体图。
图5是实施方式1的电极组的纵剖视图。
图6是表示实施方式1的间隔件的立体图。
图7是实施方式1的间隔件的局部放大主视图。
图8是表示将实施方式1的间隔件及电极组收容于电池壳体的状态的图。
图9是表示实施方式1的变形例的间隔件的立体图。
图10是实施方式2的圆筒形电池的纵剖视图。
图11是实施方式2的圆筒形电池的横剖视图。
图12是表示实施方式2的间隔件的立体图。
图13是实施方式2的间隔件的局部放大主视图。
图14是表示将实施方式2的间隔件及电极组收容于电池壳体的状态的图。
图15是表示实施方式2的变形例的间隔件的示意图。
图16是表示实施方式2的变形例的间隔件的示意图。
图17是表示实施方式2的变形例的间隔件的立体图。
图18是表示实施方式2的变形例的间隔件的立体图。
图19是表示成为本发明的基本结构的间隔件的一例的剖视图。
具体实施方式
即，本发明的圆筒形电池的特征在于，该圆筒形电池具备：呈圆筒状的电池壳体；电极组，其配置在所述电池壳体内，由正极、负极及隔板构成，且相互对置的一对外侧面呈平面状；间隔件，其设置在所述电池壳体的内侧周面与所述电极组的呈平面状的外侧面之间，所述间隔件具有从轴向一端部到轴向另一端部连续设置并与所述电池壳体的内侧周面接触的壳体接触部，在所述壳体接触部形成有将由该壳体接触部分隔开的空间连通的连通部。
若为这种结构，则由于将由正极、负极及隔板构成且相互对置的一对外侧面呈平面状的电极组收容在电池壳体内，因此能够提供一种没有电极组的卷绕错位及伴随卷绕错位的各种问题的电池。而且，由于为圆筒状的电池壳体，因此能使抗内部压力上升的能力非常强。而且，由于利用间隔件将电极组固定，因此能够防止电极组相对于电池壳体的晃动，能够抑制极板的活性物质的脱落而防止充放电性能的劣化。此外，由于在与电池壳体的内侧周面接触的壳体接触部上形成有将由该壳体接触部分隔的空间连通的连通部，因此例如向由壳体接触部分隔出的一方的空间注入电解液时，注入的电解液经由连通部向另一方的空间流动，能够改善电解液的液体蔓延。而且，壳体接触部在间隔件上从轴向一端部到轴向另一端部连续设置，因此能够增加间隔件的机械强度，例如能够使圆筒形电池的组装时的作业容易。
优选的是，所述连通部沿着轴向在所述壳体接触部形成多个。通过如此沿着轴向在多个部位形成连通部，能够进一步改善电解液的注入时的液体蔓延。
优选的是，所述连通部是形成于所述壳体接触部的与所述电池壳体的内侧周面接触的自由端边部的凹部。如此利用凹部构成连通部，由于利用电池壳体的内侧周面及凹部形成连通空间，因此电解液沿着电池壳体的内侧周面流动，能够更进一步改善电解液的液体蔓延。
优选的是，所述连通部是形成于所述壳体接触部的贯通孔。如此利用贯通孔构成连通部，由此壳体接触部的自由端边部的大致整体与电池壳体的内侧周面接触，能够利用间隔件更可靠地固定电极组。而且，由于未在壳体接触部的自由端边部形成凹部，因此，能够使在圆筒形电池的组装时将间隔件插入电池壳体的作业容易。
优选的是，所述间隔件具有电极接触部，该电极接触部在一面具有与所述电极组的外侧面接触的接触面，所述壳体接触部在所述电极接触部的另一面上从所述电极接触部的轴向一端部到轴向另一端部连续延伸地设置。这样的话，利用电极接触部的另一面、壳体接触部的侧面和电池壳体的内侧周面能够形成上下连通的空间，能够确保电解液的收容空间。而且，在向上下连通的空间注入电解液的电池中，在壳体接触部形成连通部，从而能够使液体蔓延的改善效果更加显著。
优选的是，所述壳体接触部在所述电极接触部的另一面上沿着中心轴线方向并列地形成至少两个。此时，优选在所有的壳体接触部形成连通部。而且，两个壳体接触部优选以夹着中心轴线的方式对称地设置。这样的话，通过与电池壳体的内侧周面接触的壳体接触部能够对电极接触部朝向电极组施加均匀的按压，能够提高充放电效率。而且，当两个壳体接触部从宽度方向的中央部分离地形成时，能够较大地获得电极接触部与电池壳体之间的空间，因此容易将集电端子焊接于电池壳体，且能够容易注入电解液。而且，通过向被两个壳体接触部夹着的空间注入电解液，而电解液经由连通部向与该空间相邻的两个空间流动，因此能够更进一步改善电解液的液体蔓延。
根据如此构成的本发明，提供一种不仅抗电池内部压力上升的能力强，而且无需考虑电极组的卷绕错位的圆筒形电池，并且在该圆筒形电池中，不仅能够使用间隔件将电极组固定于电池壳体，而且能够改善电解液的注入时的液体蔓延。
此外，优选的是，本发明的圆筒形电池具备：呈圆筒状的电池壳体；电极组，其配置在所述电池壳体内，由正极、负极及隔板构成，相互对置的一对外侧面呈平面状，且负极在所述外侧面暴露出；间隔件，其设置在所述电池壳体的内侧周面与所述电极组的外侧面之间，且具有与所述外侧面的大致整面接触的电极接触部，所述间隔件的电极接触部小于在所述外侧面暴露出的负极的面积。
若为这种结构，则由于将由正极、负极及隔板构成且相互对置的一对外侧面呈平面状的电极组收容在电池壳体内，因此能够提供一种没有电极组的卷绕错位及伴随卷绕错位的各种问题的电池。而且，由于利用间隔件将电极组固定，因此能够防止电极组相对于电池壳体的晃动，能够抑制极板的活性物质的脱落而防止充放电性能的劣化。此外，由于与在电极组的外侧面暴露出的负极接触的间隔件的电极接触部小于该暴露出的负极的面积，因此在利用间隔件将电极组固定的状态下，负极的外侧面的一部分从间隔件暴露出。由此，在充电中由正极产生的氧气能够容易地被负极吸收。因此，能够提高电池的循环寿命性能。需要说明的是，由于为圆筒状的电池壳体，因此能使抗内部压力上升的能力非常强。而且，由于负极的外侧面的一部分从间隔件暴露出，因此能够使电解液容易地向负极渗透。
优选的是，所述电极接触部的相对于中心轴线方向的宽度尺寸的全部或一部分比所述负极的外侧面的相对于中心轴线方向的宽度尺寸小。如此，通过使电极接触部的宽度尺寸的全部或一部分比负极的外侧面的宽度尺寸小，能够使间隔件的接触面积小于负极的外侧面的面积。这样的话，能够使负极的外侧面的宽度方向端部从间隔件暴露出，能够容易地吸收氧气。而且，能够确保间隔件对电极组的宽度方向中央部分的按压。
优选的是，在所述电极接触部形成有贯通的一个或多个贯通孔。通过如此在电极接触部形成贯通孔，能够使间隔件的接触面积小于负极的外侧面的面积。这样的话，能够使负极的外侧面的端部以外的部分从间隔件暴露出，能够容易地吸收氧气。而且，形成贯通孔而使接触面积小于负极的外侧面的面积，从而能够使间隔件的外形形状与负极的外侧面的外形形状大体一致，使间隔件与负极活性物质容易脱落的端部接触而防止负极活性物质的脱落，能够进一步防止充放电性能的劣化。
优选的是，在所述电极接触部的相对于中心轴线方向的宽度方向上对置的一对侧边部的至少一方形成有向宽度方向内侧凹陷的一个或多个凹部。在此，为了防止负极的宽度方向端部的负极活性物质的脱落并增大负极的外侧面的暴露面积，优选形成多个凹部。在形成多个凹部的情况下，由于形成于相邻的凹部之间的中间部与负极的宽度方向端部接触，因此能够防止负极活性物质的脱落。
优选的是，在所述电极接触部的与所述负极的外侧面对置的面上形成有凹凸形状，其凹部在相对于中心轴线方向的宽度方向上的至少一方端面或中心轴线方向上的至少一方端面开口。通过如此在电极接触部上形成凹凸形状，能够使间隔件的接触面积小于负极的外侧面的面积。
另外，由于凹凸形状的凹部在相对于中心轴线方向的宽度方向上的至少一方端面或中心轴线方向(与宽度方向正交的高度方向)上的至少一方端面开口，因此能够使由正极产生的氧气到达负极的外侧面而被吸收。此外，由于仅是在电极接触部形成凹凸形状，因此能够防止电极接触部的机械强度降低。
根据如此构成的本发明，在无需考虑电极组的卷绕错位的圆筒形电池中，不仅能够使用间隔件将电极组固定于电池壳体，而且能够使在充电中产生的氧气容易被负极板吸收而抑制电池内部的压力上升。
本发明的另一方面的圆筒形电池的特征在于，该圆筒形电池具备：呈圆筒状的电池壳体；电极组，其配置在所述电池壳体内，由正极、负极及隔板构成，相互对置的一对外侧面呈平面状，且负极在所述外侧面暴露出；间隔件，其设置在所述电池壳体的内侧周面与所述电极组的呈平面状的外侧面之间，所述间隔件具有壳体接触部和电极接触部，所述壳体接触部从轴向一端部到轴向另一端部连续设置并与所述电池壳体的内侧周面接触，并且形成有将由该壳体接触部分隔的空间连通的连通部，所述电极接触部与所述外侧面的大致整面接触，且所述电极接触部小于在所述外侧面暴露出的负极的面积。
根据该结构，在该圆筒形电池中，不仅能够使用间隔件将电极组固定于电池壳体，而且能够改善电解液的注入时的液体蔓延，并且能够使在充电中产生的氧气容易被负极板吸收而抑制电池内部的压力上升。
实施方式1
以下，参照附图，说明本发明的圆筒形电池的一实施方式。
本实施方式的圆筒形电池100例如是镍·镉蓄电池或镍·氢蓄电池等碱性蓄电池。具体而言，如图1及图2所示，该圆筒形电池100具有：呈有底圆筒状的金属制的电池壳体2；配置在该电池壳体2内、由正极板31、负极板32及隔板33构成的大致长方体形状的电极组3。
电池壳体2是实施了镀镍的呈有底圆筒状的结构，如图1所示，上部开口隔着绝缘体4而由封口体5密封。而且，在正极板31的上端部突出设置的集电端子311例如通过焊接直接连接于封口体5的背面或经由集电板(未图示)连接于封口体5的背面，从而封口体5成为正极端子。此外，在本实施方式中，如后述那样，电极组3的负极板32的集电端子321焊接于电池壳体2的底面2B。
电极组3是隔着由例如聚烯烃制的无纺布构成的隔板33层叠正极板31及负极板32而成的大致长方体形状的结构。需要说明的是，在隔板33中含浸有例如氢氧化钾等的电解液。
正极板31包括：由发泡式镍构成的正极集电体；填充在该正极集电体的中空内的氢氧化镍活性物质及导电材料的钴化合物的混合物(以下，简称为正极活性物质)。需要说明的是，氢氧化镍活性物质在镍·镉蓄电池的情况下例如是氢氧化镍，在镍·氢蓄电池的情况下例如是添加了氢氧化钙的氢氧化镍。
具体而言，如图3所示，正极板31具有：未保持正极活性物质的直线状的活性物质非保持部31A；夹着该活性物质非保持部31A而形成在两侧、保持正极活性物质的活性物质保持部31B。并且，正极板31以两侧的活性物质保持部31B相面对的方式在活性物质非保持部31A处将正极集电体折弯成大致U字状(更详细而言为大致コ字状)。
另外，正极板31在形成于两个活性物质保持部31B之间的作为折弯部的活性物质非保持部31A上设有由例如镍钢板等构成的集电端子311。该集电端子311在与两个活性物质保持部31B的对置方向正交的宽度方向的一方朝向外侧延伸。
负极板32包括由例如实施了镀镍的平板状的穿孔钢板构成的负极集电体和涂敷在该负极集电体上的负极活性物质。需要说明的是，作为负极活性物质，在镍·镉蓄电池的情况下，例如是氧化镉粉末与金属镉粉末的混合物，在镍·氢蓄电池的情况下，例如主要是AB5型(稀土类系)或AB2型(Laves相)的储氢合金的粉末。
具体而言，如图4所示，负极板32具有：未保持负极活性物质的直线状的活性物质非保持部(未涂敷部)32A；夹着该活性物质非保持部32A而形成在两侧、保持负极活性物质的活性物质保持部(涂敷部)32B。并且，负极板32以两侧的活性物质保持部32B相面对的方式在活性物质非保持部32A处将负极集电体折弯成大致コ字状。
另外，负极板32通过将活性物质非保持部32A的一部分向外侧折弯，而形成要被焊接连接于电池壳体2的底面2B的集电端子321。具体而言，在活性物质非保持部32A的一部分以成为所希望的集电端子形状的方式形成缺口32C，通过将该缺口32C内部向外侧折弯而形成集电端子321。
并且，本实施方式的电极组3通过将两个活性物质保持部31B相互对置配置的呈大致コ字状的正极板31与两个活性物质保持部32B相互对置配置的呈大致コ字状的负极板32以啮合的方式层叠而构成。需要说明的是，正极板31以由折叠的隔板33夹着的状态折弯成大致コ字状。具体而言，如图5所示，以正极板31的一个活性物质保持部31B夹在负极板32的两个活性物质保持部32B之间、且负极板32的一个活性物质保持部32B夹在正极板31的两个活性物质保持部31B之间的方式层叠。在本实施方式中，以正极板31的折弯部(活性物质非保持部31A)与负极板32的折弯部(活性物质非保持部32A)相互对置的方式层叠。需要说明的是，在图1、图2、图5等中，为了容易理解，在各极板31、32及隔板33之间空出间隔地进行图示，但实际上它们相接触地层叠。
更详细而言，本实施方式的电极组3由两个负极板32及一个正极板31构成，以相邻的两个负极板32各自的一个活性物质保持部32B(在两个负极板32中彼此相邻的活性物质保持部32B)夹在一个正极板31的两个活性物质保持部31B之间的方式层叠。因此，在本实施方式的电极组3中，负极板32的外侧面32a、32b的整体暴露出而形成最外表面。而且，如图1及图2所示，该电极组3以其层叠方向L与电池壳体2的中心轴线方向C正交的方式收容在电池壳体2内。
并且，如图1及图2所示，本实施方式的圆筒形电池100具有用于将电极组3固定的间隔件6。该间隔件6是夹设在电池壳体2的内侧周面2A与电极组3的外侧面之间、将电极组3固定于电池壳体2的一对间隔件61、62。这一对间隔件61、62配置在电池壳体2的内侧周面2A与电极组3的外侧面之间的空间内，以从电极组3的层叠方向L夹着电极组3的方式设置。需要说明的是，层叠方向L与各极板31、32的活性物质保持部31B、32B的对置方向一致。
一对间隔件61、62为丙烯酸树脂或聚丙烯树脂、尼龙树脂等树脂制、或者不锈钢等金属制，彼此呈相同形状。
如图1、图2及图6所示，各间隔件61、62具有：在一面6a具有与电极组3的层叠方向L的最外表面(具体而言为负极板32的外侧面32a、32b)接触的接触面的、矩形平板状的电极接触部6A；从该电极接触部6A的另一面6b延伸出并与电池壳体2的内侧周面2A接触的两个壳体接触部6B。
电极接触部6A呈沿着电极组3的层叠方向L的最外表面的形状。如图1、图6～图8所示，在该电极接触部6A的轴向一端部中的上部形成有与电极组3的上表面对置的突起片6T。该突起片6T在电极接触部6A的上端中央部从该电极接触部6A大致垂直地延伸。该突起片6T与从电极组3的上表面向上部延伸出的集电端子311接触，防止集电端子311的错位，并防止集电端子311的焊接部位断裂而产生剥落的情况。
另外，如图6～图8所示，在电极接触部6A的上部的角部形成有将电极组3的上角部包围的围壁部6P。该围壁部6P具有与电极组3的上表面对置的上壁6P1和与电极组3的左右侧面对置的侧壁6P2(参照图7)。该围壁部6P防止电池壳体2与正极板31的接触，并防止正极板31的集电端子311与负极板32的接触。而且，通过该围壁部6P，也能够防止电极组3中的正极板31及负极板32的错位。而且，通过设置围壁部6P，无需配置以往必需的上部绝缘板，能够简化制造工序并削减材料成本。
两个壳体接触部6B在电极接触部6A的另一面6b上沿着中心轴线方向C彼此并列地形成。具体而言，两个壳体接触部6B在收容于电池壳体2的状态下以夹着电池壳体2的中心轴线的方式对称地形成。而且，壳体接触部6B的与电池壳体2的内侧周面2A接触的接触部分(自由端边部的前端面)具有与电池壳体2的内侧周面2A的曲面大致相同的曲面。由此，壳体接触部6B与电池壳体2进行面接触(参照图2及图8等)。而且，各壳体接触部6B在电极接触部6A的另一面6b上从轴向一端部中的上部到轴向另一端部中的下部连续延伸地设置(参照图1及图6等)。
当使用这样的间隔件6以夹着电极组3的方式配置于电池壳体2时，如图8所示，正极板31的集电端子311与两个间隔件6的突起片6T接触或被两个间隔件6的突起片6T按压。需要说明的是，集电端子311中的比与突起片6T接触的部分靠自由端部侧被折弯而焊接于封口体5。在此，集电端子311的立起位置成为突起片6T的附近。而且，通过两个间隔件6的围壁部6P收容正极板31及负极板32的上角部。而且，形成在电极接触部6A与壳体接触部6B之间的凹部成为焊接空间，通过该焊接空间，能够将负极板32的集电端子321焊接于电池壳体2的底面2B。
另外，壳体接触部6B在收容于电池壳体2的状态下与该电池壳体2的内侧周面2A遍及上下地接触，成为将形成在电极组3的外侧面与电池壳体2的内侧周面2A之间的空间分隔的结构，在各壳体接触部6B的两侧形成有上下连通的空间(参照图1及图2)。本实施方式的间隔件61、62具有两个壳体接触部6B，通过该两个壳体接触部6B及电池壳体2的内侧周面2A分隔成三个空间。
并且，如图1、图2及图6所示，本实施方式的各壳体接触部6B具有将由该壳体接触部6B分隔的空间连通的连通部6X。
该连通部6X将隔着壳体接触部6B相邻的空间连通，使相邻的空间内的液体移动容易，从而使电解液的液体蔓延容易。而且，连通部6X在壳体接触部6B的自由端边部(与电池壳体2的内侧周面2A接触的部分)沿着轴向形成在多个部位。在本实施方式中，将连通部6X在壳体接触部6B的下半部分形成两个部位。由于如此设置在壳体接触部6B的下半部分，因此，在一次注入电解液时，能够在电解液从电池壳体2的上部开口漏出之前，使电解液经由连通部6X向相邻的另一空间流入，能够防止电解液漏出。
作为具体的连通部6X的结构，是形成于壳体接触部6B的与电池壳体2的内侧周面2A接触的自由端边部的凹部。形成于各壳体接触部6B的两个凹部6X将壳体接触部6B的一方侧侧面与另一方侧侧面连通，彼此呈相同形状。而且，各凹部6X的深度比所述壳体接触部6B的延出长度小。即，凹部6X形成为不与电极接触部6A连续。需要说明的是，延出长度是壳体接触部6B的从与电极接触部6A连续的基端到与电池壳体2接触的自由端的长度。并且，该凹部6X在与电池壳体2的内侧周面2A之间形成连通空间。由此，在向由壳体接触部6B分隔的规定的空间注入电解液时，流入到该空间内的电解液沿着电池壳体2的内侧周面2A流动，容易流入到相邻的另一空间。
另外，形成于两个壳体接触部6B的凹部6X彼此形成为相同高度。由此，在向形成于两个壳体接触部6B之间的空间注入电解液时，电解液以大致相同的程度向这两侧的空间流动，从而防止电解液向其中一方的空间流动而发生偏颇的情况。
在本实施方式中，在电极接触部6A的另一面6b上的由两个壳体接触部6B夹着的部分的上部，形成有供用于注入电解液的注液嘴(未图示)插入用的凹陷部6M(参照图1及图6)。该凹陷部6M在两个壳体接触部6B之间形成于从电极接触部6A的上表面到规定范围。而且，该凹陷部6M的下侧内表面形成为倾斜面6Ma，以将从所述注液嘴流出的电解液向下方引导。如此地将凹陷部6M的下侧内表面形成为倾斜面6Ma，由此防止从注液嘴流出的电解液弹回而向电池壳体2的外部飞散的情况。
接下来，简单说明如此构成的圆筒形电池100的制造方法。
利用一对间隔件61、62从层叠方向L夹入上述的电极组3。将如此形成的结构体配置在电池壳体2内。需要说明的是，在配置的状态下，成为负极板32的集电端子321位于一对间隔件61、62的两个壳体接触部6B之间、并且间隔件61、62的壳体接触部6B的下表面将集电端子321的一部分按压于电池壳体2的底面2B的状态。需要说明的是，也可以在将电极组3收容于电池壳体2内之后以夹着电极组3的方式收容一对间隔件61、62。
然后，在将电极组3固定于电池壳体2的状态下，在形成于间隔件61、62的壳体接触部6B与电池壳体2的内侧周面2A之间的空间内插入焊接棒而将负极板32的集电端子321焊接连接于电池壳体2的底面2B。然后，向电池壳体2内注入电解液。
该注液例如在形成于其中一方的间隔件61的两个壳体接触部6B之间的空间内进行，注液嘴的前端部插入至所述凹陷部6M。然后，从注液嘴流出的电解液沿着凹陷部6M的倾斜面6Ma被向下方引导，流入到两个壳体接触部6B之间的空间内。而且，该注入的电解液通过形成于两个壳体接触部6B的连通部6X向隔着该壳体接触部6B相邻的另两个空间流入。然后，流入到相邻的另两个空间内的电解液通过电极组3与电池壳体2之间的空间向另一方的间隔件62侧流动，经由另一方的间隔件62的壳体接触部6B的连通部6X流入到形成于该另一方的间隔件62的两个壳体接触部6B之间的空间内。由此，能够迅速地进行注液时的电解液的液体蔓延，通过一次的注液能够使电解液遍及电池壳体2内。在注液后，将正极板31的集电端子311直接或经由集电板(未图示)与封口体5的背面连接，并隔着绝缘体4通过铆接等将该封口体5固定于电池壳体2的上部开口。
<实施方式1的效果>
根据如此构成的本实施方式的圆筒形电池100，能够提供一种没有由于将隔着隔板33层叠正极板31及负极板32而成的电极组3收容在电池壳体2内而产生的卷绕错位及伴随卷绕错位的各种问题的电池。而且，由于为圆筒状的电池壳体2，因此能使抗内部压力上升的能力非常强。
另外，由于使用间隔件61、62将电极组3按压并固定在电池壳体2内，因此能够防止电极组3相对于电池壳体2的晃动，不仅抑制极板31、32的活性物质的脱落而防止充放电性能的劣化，而且能够提高充放电性能。
尤其是在间隔件61、62的壳体接触部6B上形成有将由该壳体接触部6B分隔的空间连通的连通部(凹部)6X，因此在向由壳体接触部6B分隔的一方的空间内注入电解液时，注入的电解液经由连通部(凹部)6X向另一方的空间流动，能够改善电解液的液体蔓延。由此，即使向电池壳体2一次注入应收容的规定量的电解液，也能够防止电解液从电池壳体2溢出的情况，而且，无需将电解液的注入分成多次进行，能够提高注液作业的作业性。而且，壳体接触部6B在电极接触部6A的另一面6b上从轴向一端部到轴向另一端部连续设置，因此能够增加间隔件61、62的机械强度，能够使例如圆筒形电池100的组装时的作业容易。
<其他的变形实施方式>
需要说明的是，本发明并不局限于所述实施方式。
例如，在所述实施方式中，壳体接触部6B的连通部6X为形成于自由端边部的凹部，但也可以如图9所示那样由形成于壳体接触部6B的贯通孔构成。该贯通孔沿着壳体接触部6B的厚度方向贯通，在壳体接触部6B的一方侧侧面及另一方侧侧面开口。如此通过贯通孔来形成连通部6X，从而壳体接触部6B的自由端边部的大致整体与电池壳体2的内侧周面2A接触，能够利用间隔件61、62更加可靠地固定电极组3。而且，通过不在壳体接触部6B的自由端边部形成凹部，能使圆筒形电池的组装时的将间隔件61、62插入电池壳体2的作业容易。
另外，也可以利用所述凹部及所述贯通孔这双方来构成壳体接触部6B的连通部6X。这样的话，能够更进一步地改善电解液的液体蔓延。
此外，在所述实施方式中，作为连通部6X的凹部形成于壳体接触部6B的自由端边，但也可以形成于壳体接触部6B的下边部。
而且，作为凹部的形状，在侧视看时，可以呈コ字形状，可以呈半圆状等部分圆状，可以呈V字形状，也可以呈U字形状。
而且，形成于壳体接触部6B的多个连通部6X呈相同形状，但也可以为互不相同的形状。而且，形成于多个壳体接触部6B的连通部6X的形状也可以互不相同，形成于多个壳体接触部6B的连通部6X的高度位置也可以互不相同。
此外，连通部6X的个数并不局限于两个，可以是一个，也可以是三个以上。
实施方式2
实施方式2的圆筒形电池200除了间隔件71、72的壳体接触部7A及电极接触部7B的结构不同之外，与实施方式1的圆筒形电池100相同。因此，壳体接触部7A及电极接触部7B以外的结构要素的说明可以引用实施方式1中的结构要素的说明。
实施方式2的间隔件71、72的与负极板32的外侧面32a、32b接触的接触面的面积(以下称为接触面积)比负极板32的外侧面32a、32b的面积小。
具体而言，如图10、图11及图12所示，通过在电极接触部7A形成沿着厚度方向贯通的多个贯通孔7H，而使电极接触部7A的一面7a的接触面积比负极板32的外侧面32a、32b的面积小。如此，通过贯通孔7H来减小接触面积，因此能够使一面7a的俯视下的外形形状与负极板32的外侧面32a、32b的俯视下的外形形状大体一致，能够防止负极板32的端部的负极活性物质的脱落。
多个贯通孔7H在电极接触部7A分别形成于壳体接触部7B的两侧(参照图12及图13等)。通过如此形成在壳体接触部7B的两侧，能够使由壳体接触部7B分隔出的各个空间内的氧气经由贯通孔7H而被负极板32吸收，并且能够使该空间内的电解液经由贯通孔7H向负极板32渗透。
<实施方式2的效果>
根据如上述那样构成的本实施方式的圆筒形电池200，电极组3的呈平面状的外侧面为负极板32的外侧面32a、32b，与该负极板32的外侧面32a、32b接触的间隔件71、72的接触面积比负极板32的外侧面32a、32b的面积小，因此在利用间隔件71、72将电极组3固定的状态下，负极板32的外侧面32a、32b的一部分从间隔件71、72暴露出。由此，能够使在充电中由正极板31产生的氧气容易地被负极板32吸收。因此，电池内部的内压不会上升，能够提高圆筒形电池200的循环寿命性能。此外，由于是圆筒状的电池壳体2，因此能使抗内部压力上升的能力非常强。而且，由于负极板32的外侧面32a、32b的一部分从间隔件71、72暴露出，因此能够使电解液容易地向负极板32渗透。
此外，在本实施方式中，在电极接触部7A形成贯通孔7H而使间隔件71、72的接触面积比负极板32的外侧面32a、32b小，并使电极接触部7A的外形形状与负极板32的外侧面32a、32b的外形形状大体一致，因此使电极接触部7A与负极活性物质容易脱落的端部接触来防止负极活性物质的脱落，能够进一步防止充放电性能的劣化。
<其他的变形实施方式>
需要说明的是，本发明并不局限于所述实施方式。
例如，作为使间隔件71、72的接触面积比负极板32的外侧面32a、32b的面积小的方式，并不局限于所述实施方式，也可以如图15所示，使一面7a的一部分的宽度尺寸比负极板32的外侧面32a、32b的宽度尺寸小。
图15所示的间隔件71、72通过在电极接触部7A的相对于中心轴线方向的宽度方向上对置的一对侧边部分别形成向宽度方向内侧凹陷的多个凹部7K，而使间隔件71、72的与负极板32的外侧面32a、32b接触的接触面积比负极板32的外侧面32a、32b的面积小。即，在电极接触部7A的俯视下的外形形状中，形成比负极板32的外侧面32a、32b向内侧凹陷的凹部7K。通过如此形成多个凹部7K，能够增大负极板32的外侧面32a、32b的暴露面积。
另外，由于形成于相邻的凹部7K之间的中间部7K1与负极板32的宽度方向端部接触，因此能够防止负极活性物质的脱落。需要说明的是，图15所示的凹部7K的俯视下的形状呈V字形状，但并不局限于此，例如，可以呈コ字形状，可以呈半圆状等部分圆状，也可以呈U字形状。
在此，制作了具备图19所示的具有与负极板的外侧面的面积相同的接触面积的间隔件(比较例)、所述图12所示的所述实施方式的间隔件(本发明A)、图15所示的间隔件(本发明B)的电池，进行了气体的吸收性能的评价。评价试验如以下的表所示。
具备各间隔件的电池如下制作。正极活性物质使用了用18M氢氧化钠溶液在110℃下对在以固溶状态含有3质量％的锌、0.6质量％的钴的氢氧化镍表面被覆7质量％的氢氧化钴而成的物质进行1小时的空气氧化处理所得的物质。向该正极活性物质中添加将溶解有增粘剂(羟甲基纤维素)的水溶液，制作成膏剂。将该膏剂填充于基材面密度为500g／m2的发泡镍，使其干燥之后，冲压成规定的厚度，由此形成了1000mAh的正极板。
负极活性物质使用了粉碎成平均粒径50μm的MmNi3.8Co0.8Mn0.3Al0.3组成的储氢合金(需要说明的是，Mm表示铈合金)。向100质量部的所述合金粉末中添加溶解了增粘剂(甲基纤维素)的水溶液，再添加1质量部的粘结剂(丁苯橡胶)而形成膏剂状的物质，并将该膏剂状的物质涂敷在厚度45μm的穿孔钢板的两面。将其冲压成规定的厚度，形成每片600mAh、总计1200mAh的负极板。需要说明的是，平均粒径是体积标准的粒度分布中的累积度50％的粒径，通过使用了激光衍射·散射法的测定装置(microtrack公司制MT3000)来测定。
将上述制作的正极板和负极板隔着实施了磺化处理的隔板如图5那样层叠而形成电极组，与间隔件组合而收纳在圆筒状的金属壳体内。接下来，注入1.45g的4M KOH+3MNaOH+0.8M LiOH组成的电解液，利用具备安全阀的金属制盖体进行封口，从而制作出AA(日本单三)尺寸1000mAh的镍氢蓄电池。
将组装后的各电池以如下的条件进行初期化成而完成。在20℃、100mA、12小时的条件下进行恒流充电，接着以200mA进行恒流放电直至成为1V。重复进行两个循环的上述步骤。然后，以40℃保存48小时。在20℃、100mA、12小时的条件下进行恒流充电，接着以200mA进行恒流放电直至成为1V。重复进行两个循环的上述步骤，从而完成了初期化学生成。
对于完成后的各电池，以如下的方法进行了评价试验。即，在20度下，以0.5C将电池充电至SOC为120％，测定了电池的内压。而且，本发明A的开口率为2.5％，本发明B的开口率为9％。需要说明的是，在此，开口率是贯通孔或凹部的俯视下的开口面积相对于比较例的接触面积的比例。
表1
从表1可知，在使用了比较例的圆筒形电池中，过充电后的内压为1.04[MPa]，相对于此，在使用了本发明A及本发明B的圆筒形电池中，过充电后的内压均低于比较例。这表示的是，相对于比较例，本发明A及本发明B使在充电中产生的氧气容易由负极板32吸收。而且，将本发明A及本发明B进行比较可知，开口率大则氧气的吸收多。需要说明的是，间隔件中的贯通孔或凹部的开口率越大，气体的吸收性能越提高，但是为了防止活性物质的脱落，优选将开口率设为例如20％以下。
另外，如图16所示，可以使一面7a的全部的宽度尺寸比负极板32的外侧面32a、32b的宽度尺寸小。
图16所示的间隔件71、72通过使电极接触部7A的大致整体的宽度尺寸(W2)比负极板32的外侧面32a、32b的宽度尺寸(W1)小，而使间隔件71、72的与负极板32的外侧面32a、32b接触的接触面积比负极板32的外侧面32a、32b的面积小。这样的话，能够使负极板32的外侧面32a、32b上的宽度方向端部从间隔件71、72暴露出，能够容易吸收氧气。而且，能够确保间隔件71、72对电极组3的宽度方向中央部分的按压。
此外，如图17所示，可以在电极接触部7A的一面7a上形成凹凸形状，并使其凹部在宽度方向的至少一方的端面或与宽度方向正交的高度方向的至少一方的端面开口。
图17所示的间隔件71、72在电极接触部7A的一面7a上形成有由在宽度方向的两端面开口的多个横槽7Sa和在与宽度方向正交的纵向的两端面开口的多个纵槽7Sb构成的凹凸形状。如此形成的凹凸形状中的凸部的顶面成为与负极板32的外侧面32a、32b接触的接触面，间隔件71、72的与负极板32的外侧面32a、32b接触的接触面积比负极板32的外侧面32a、32b的面积小。而且，凹凸形状由横槽7Sa及纵槽7Sb构成，因此能使由正极板31产生的氧气到达负极板32的外侧面32a、32b的中央部而被吸收。此外，由于仅是在一面7a上形成凹凸形状，因此能够防止电极接触部7A的机械强度降低。
需要说明的是，作为所述凹凸形状，可以是仅由一个或多个横槽7Sa构成的形状，也可以是由一个或多个纵槽7Sb构成的形状。而且，各横槽7Sa可以仅在宽度方向的一端面开口，纵槽7Sb可以仅在高度方向的一端面开口。此外，凹凸形状也可以通过对一面7a实施压花加工来形成。
另外，间隔件71、72的电极接触部7A也可以组合上述的形状。例如，间隔件71、72的电极接触部7A可以具有所述贯通孔7H及所述凹部7K这双方，也可以具有所述贯通孔7H及所述凹凸形状。
另外，如图18所示，间隔件71、72可以具备壳体接触部7B和电极接触部7A，该壳体接触部7B具有将由壳体接触部7B分隔的空间连通的连通部7X，该电极接触部7A与负极板32的外侧面32a、32b接触的接触面积比负极板32的外侧面32a、32b的面积小。通过具备这种结构，能够实现注液时的电解液的液体蔓延的改善和利用负极容易吸收氧气这两者。即，通过在壳体接触部7B设置连通部7X，在向由壳体接触部7B分隔开的一方的空间注入电解液时，注入的电解液经由连通部(凹部)7X而向另一方的空间流动，从而能够改善电解液的液体蔓延。由此，即使向电池壳体2一次注入应收容的规定量的电解液，也能够防止电解液从电池壳体2溢出，而且，无需将电解液的注入分成多次进行，能够提高注液作业的作业性。而且，通过使电极接触部7A的接触面积比负极板32的外侧面32a、32b的面积小，能够使在充电中由正极板31产生的氧气容易地被负极板32吸收。因此，电池内部的内压不会上升，能够提高圆筒形电池200的循环寿命性能。
在所述实施方式中，将电极组的对置的两个侧面以由一个间隔件夹着的方式固定于电池壳体，但也可以将电极组的对置的两个侧面用三个以上的间隔件夹着，也可以在电极组的四个侧面与电池壳体的内侧周面之间分别设置间隔件。或者各间隔件可以是由连结部连结的成为一体的结构。
另外，所述实施方式的电极组以其层叠方向与电池壳体的中心轴线方向正交的方式配置在电池壳体内，但也可以以层叠方向与电池壳体的中心轴线方向相同的方式配置在电池壳体内。
而且，电极组并不局限于所述实施方式的结构，也可以将负极板或正极板的至少一方形成为平板状极板。
另外，所述实施方式的负极板的集电端子焊接于电池壳体的底面，除此之外，也可以焊接于电池壳体的内侧周面。
此外，所述实施方式的正极板及负极板也可以为相反的结构。即，可以将正极板的集电端子焊接于电池壳体的内表面。
本发明除了能够适用于碱性蓄电池之外，也可以适用于锂离子二次电池等二次电池，或者可以适用于一次电池。
此外，本发明并不局限于所述实施方式，当然能在不脱离其主旨的范围内能够进行各种变形。
Claims (11)
1.一种圆筒形电池，其具备：
呈圆筒状的电池壳体；
电极组，其配置在所述电池壳体内，由正极、负极及隔板构成，且相互对置的一对外侧面呈平面状；
间隔件，其设置在所述电池壳体的内侧周面与所述电极组的呈平面状的外侧面之间，
所述间隔件具有：在一面具有与所述电极组的层叠方向的最外表面接触的接触面的电极接触部；以及从轴向一端部到轴向另一端部连续设置并与所述电池壳体的内侧周面接触的壳体接触部，
在所述壳体接触部形成有将由该壳体接触部分隔的空间连通的连通部，
在所述电极接触部的上部的角部形成有包围所述电极组的上角部的围壁部，
所述围壁部具有与所述电极组的上表面对置的上壁和与所述电极组的左右侧面对置的侧壁。
2.根据权利要求1所述的圆筒形电池，其特征在于，
所述连通部沿着轴向在所述壳体接触部形成多个。
3.根据权利要求1或2所述的圆筒形电池，其特征在于，
所述连通部是形成于所述壳体接触部的与所述电池壳体的内侧周面接触的自由端边部的凹部。
4.根据权利要求1或2所述的圆筒形电池，其特征在于，
所述连通部是形成于所述壳体接触部的贯通孔。
5.根据权利要求1或2所述的圆筒形电池，其特征在于，
所述间隔件具有平板状的电极接触部，该电极接触部在一面具有与所述电极组的外侧面接触的接触面，
所述壳体接触部在所述电极接触部的另一面上从所述电极接触部的轴向一端部到轴向另一端部连续延伸地设置。
6.根据权利要求5所述的圆筒形电池，其特征在于，
所述壳体接触部在所述电极接触部的另一面上沿着中心轴线方向并列地形成至少两个。
7.根据权利要求1或2所述的圆筒形电池，其特征在于，
所述电极组的负极在所述外侧面暴露出；
所述间隔件具有与所述外侧面的大致整面接触的电极接触部，
所述间隔件的电极接触部小于在所述外侧面暴露出的负极的面积。
8.根据权利要求7所述的圆筒形电池，其特征在于，
所述电极接触部的相对于中心轴线方向的宽度尺寸的全部或一部分小于所述负极的外侧面的相对于中心轴线方向的宽度尺寸小。
9.根据权利要求7所述的圆筒形电池，其特征在于，
在所述电极接触部形成有贯通的一个或多个贯通孔。
10.根据权利要求8所述的圆筒形电池，其特征在于，
在所述电极接触部的相对于中心轴线方向的宽度方向上对置的一对侧边部的至少一方形成有向宽度方向内侧凹陷的一个或多个凹部。
11.根据权利要求7所述的圆筒形电池，其特征在于，
在所述电极接触部的与所述负极的外侧面对置的面上形成有凹凸形状，其凹部在相对于中心轴线方向的宽度方向上的至少一方端面或中心轴线方向上的至少一方端面开口。
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