CN1228878C - 碱性蓄电池及其制造方法 - Google Patents

碱性蓄电池及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1228878C
CN1228878C CNB2003101183181A CN200310118318A CN1228878C CN 1228878 C CN1228878 C CN 1228878C CN B2003101183181 A CNB2003101183181 A CN B2003101183181A CN 200310118318 A CN200310118318 A CN 200310118318A CN 1228878 C CN1228878 C CN 1228878C
Authority
CN
China
Prior art keywords
collector body
metal
protuberance
alkaline battery
hush panel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB2003101183181A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1503394A (zh
Inventor
浅野刚太
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Publication of CN1503394A publication Critical patent/CN1503394A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1228878C publication Critical patent/CN1228878C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/24—Alkaline accumulators
    • H01M10/28—Construction or manufacture
    • H01M10/286—Cells or batteries with wound or folded electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/116—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material
    • H01M50/117—Inorganic material
    • H01M50/119—Metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/183—Sealing members
    • H01M50/184—Sealing members characterised by their shape or structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/183—Sealing members
    • H01M50/186—Sealing members characterised by the disposition of the sealing members
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/342—Non-re-sealable arrangements
    • H01M50/3425—Non-re-sealable arrangements in the form of rupturable membranes or weakened parts, e.g. pierced with the aid of a sharp member
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/536—Electrode connections inside a battery casing characterised by the method of fixing the leads to the electrodes, e.g. by welding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/538—Connection of several leads or tabs of wound or folded electrode stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/552—Terminals characterised by their shape
    • H01M50/559—Terminals adapted for cells having curved cross-section, e.g. round, elliptic or button cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/102—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/107—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

本发明提供一种高容量、高输出的碱性蓄电池以及其制造方法。具体为，将正极板和负极板用介于两者之间的隔膜卷成涡旋状面形成极板组，将该极板组收容到金属壳体之中，用密封垫密封该金属壳体的上部开口部的同时，负极板的长度方向上的一侧边缘部向极板下方突出，与金属壳体底部接合，正极板的长度方向上的一侧边缘部向极板组的上方突出，正极板的突出部与封口板的下面接合，具有用于接合正极侧与封口板下面并集电的帽状端子的金属集电板焊接在正极突出部上，在所述带有帽状端子的金属集电体上设有排气机构。由此，可以利用电池上部的残余空间，而且大幅缩短中继引线部距离，因而可以实现低电阻化，同时可以减少零件点数以及工时数，从而实现低价格化。

Description

碱性蓄电池及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种碱性蓄电池及其制造方法，尤其是高容量且可降低价格的高输出碱性蓄电池及其制造方法。
背景技术
近几年，伴随着机器便携化、无绳化的急速发展，作为它们的电源，要求小型化以及轻量化的具有高能量密度的二次电池的呼声渐高。在市场上，尤其希望有高容量而且廉价的二次电池。因此强烈希望如以镍-氢蓄电池或者镍-镉蓄电池等为代表的碱性蓄电池的低价格化以及其市场可信度的提高。最近，更迫切希望产生如DSC(digital still camera)、电动工具乃至电动车辆(Electric Vehicle)等中所用的必须具有高输出的碱性蓄电池的高性能化。
图4所示为以往的碱性蓄电池的结构图。图4(a)所示的为以通过以往碱性蓄电池正极端子中心的平面沿纵向切开的截面图，图4(b)所示的是沿图4(a)中的B-B’线切开的截面图。在图4中，将带状的正极板3和带状的负极板4用介于两者之间的电绝缘的带状隔膜5夹持，并卷成涡旋状，卷绕之后在外周利用聚丙烯带或者延长的隔膜5进行固定，从而形成极板组22(参照例如日本公开特许公报的特开2000-285956号)。此极板组22中，向负极板4的下方突出的负极板4的突出部16，由铜制的焊条被焊接并接合在作为负极侧的集电板的呈圆形的底部金属集电体7上。把焊接接合在底部金属集电体7上的极板组22收容到金属壳体6中后，从卷绕的极板组22中抽出卷芯，从空孔部插入铜制焊条，使在负极板4的突出部16上焊接的底部金属集电体7与金属壳体6的底部之间电接通。接着，在正极板3的纵向一侧边缘的极板组22向上方突出形成的正极板3的突出部15，接合在成圆形的上部金属集电体18的下面，并在正极侧的上部金属集电体18的上部焊接作为集电引板的引线11，从金属壳体6的上部开口部注入一定量的碱性电解液。然后将安装有帽状正极端子13的金属制封口板17从金属壳体6的上部开口部插入，作为集电引板的引线11和金属制封口板17的下面接合，最后利用密封垫9密封金属壳体6的上部开口部和金属制的封口板17的周边部，从而构成碱性蓄电池。
但是，在上述的以往碱性蓄电池的构成中，是分别接合正极板3和上部金属集电体18、以及负极板4和底部金属集电体7，且为了利用中继集电引板11接合上部金属集电体18和具有帽状正极端子13的金属制封口板17，在金属壳体6的上部有必要留出一定的空间。另外，由于作为集电引板的引线11是由金属板经过弯曲形成的，因此更需要富余的空间。换言之，由于作为中继集电引板的引线11需要一定的空间，要牺牲用作电池的极板组的容积。这对于增加电池容量而言是一种障碍，是有待解决的问题。
此外，在上述的以往的碱性蓄电池中，由于包括与正极板3的长度方向上的上侧缘部接合的上部金属集电体18、接合上部金属集电体18和金属制封口板17下部的作为金属制中继集电引板的引线11，因此必须要确定各零件数且需要进行将这些分别接合的工序，不可避免地要增加制造的成本以及制造的工时数，这将是在实现电池的进一步的高容量化和碱性蓄电池的低价格化的过程中所需要解决的问题。
发明内容
本发明是为了解决上述课题而提出的，其目的在于充分利用以往蓄电池所必须的、用于接合上部金属集电体与金属制封口板下部的作为金属中继集电引板的引线所占用的空间，来增加被作为电池使用的极板组的容积，提供高输出、高容量的碱性蓄电池，同时提供可以削减以往所必须的零件点数从而抑制制造成本、制造工时数的增加的碱性蓄电池的制造方法。
为了实现上述目的，本发明的碱性蓄电池具有如下结构，即具备：一端形成为闭合的圆板状而另一端开放的圆筒状金属壳体、具有由长度方向上的一侧边缘部突出而成的突出部的正极板、具有由长度方向上的一侧边缘部突出而成的突出部的负极板、有绝缘性的隔膜、用于完成正极侧的集电的具有帽状端子的上部金属集电体、用于完成负极侧的集电的底部金属集电体、以及在中央部形成有孔的金属制封口板，且正极板突出部与负极板突出部相互之间各自朝向相反侧，在正极板与负极板之间夹着隔膜卷成涡旋状而形成极板组，负极板的突出部接合在底部金属集电体上，并将极板组收容到金属壳体之中，底部金属集电体与金属壳体底部接合，且正极板突出部与上部金属集电体的下面接合，上部金属集电体的帽状端子被配置成通过位于金属制封口板的中央部的孔，上部金属集电体与金属制封口板接合，从极板组的上部注入一定量的电解液，在金属壳体上部开口部中，封口板的周边部通过密封垫被予以密封。另外，本发明的碱性蓄电池中，在所述的正极板中含有镍化合物，所述负极板中含有氢吸附合金，而且电解液为碱性电解液。此外，本发明的碱性蓄电池，在具有帽状端子的金属集电体上设有排气机构，而且在带有端子的金属集电体的端子内部还含有弹性阀体。在带有帽状端子的金属集电体上设置的所述排气机构，具有在金属集电体的2至4个方向上由周边向中间切开设置的切口、以及位于端子内部的弹性阀体。还有，本发明的碱性蓄电池中，金属制封口板呈在其中心部具有尺寸在上部金属集电体的帽状端子尺寸以上的孔的圆环状结构，上部金属集电体的帽状端子贯通孔而成为正极侧端子。另外，本发明的碱性蓄电池中，在接合上部金属集电体与金属制封口板时，在上部金属集电体与呈圆环状的金属制封口板的间隙上涂布有沥青。此外，本发明碱性蓄电池中，带有帽状端子的金属集电体中的帽状端子直径在金属壳体外径的1/5～4/5范围内。
利用此结构可以使正极板上部与封口板直接接合，与以往的通过中继引线来集电的情况相比，可以实现大幅度的低电阻化，而且以往用于接合正极板上方与封口板下部的中继引线在弯曲状态下在高度方向上要求有3mm以上的空间，而本发明中可将该空间有效地用作极板体积，可以得到高容量而且高输出的碱性蓄电池。
另外，本发明碱性蓄电池的制造方法包含以下一些工序：将具有由长度方向上的一侧边缘部突出来所形成的突出部的正极板、和具有由长度方向上的一侧边缘部突出来所形成的突出部的负极板，分别配置成正极板突出部和负极板突出部指向相反侧，并在正极板和负极板之间夹着具有绝缘性的隔膜卷成涡旋状而形成极板组，通过用带子卷绕极板组的外周进行固定的工序；将负极板的突出部和用于完成负极侧的集电的底部金属集电体接合而形成的极板组，收容到一端呈圆板状闭合而另一端开放的圆筒状的金属壳体内的工序；将接合在极板组的负极板的突出部上的底部金属集电体与金属壳体底部接合的工序；将极板组的正极板突出部和带有帽状端子的、用于完成正极侧集电的上部金属集电体接合的工序；将与正极板的突出部接合的上部金属集电体的帽状端子贯通配置在形成有孔的金属制封口板上，并从上部进行接合的工序；从极板组上部注入一定量的电解液的工序；在金属壳体的上部开口部，通过密封垫将金属制封口板的周边部进行密封的工序。另外，本发明碱性蓄电池的制造方法中，在接合底部金属集电体和金属壳体底部的时候，具有将从位于被卷绕后抽出其卷芯的极板组的中央部的空孔部分插入焊条而焊接在负极板突出部上的底部金属集电体，与金属壳体的底部接合的工序。
通过具备这些工序，在焊接有带帽状端子的金属集电体的极板组和中心部有孔的封口板上，在隙间夹有密封垫的状态下插入端子部之后，从上部开始焊接，因此不必经过上部金属集电体和中继用引线的接合、封口板和正极板和上部金属集电体间的接合、引线的弯曲等工序，只有正极上部端子侧的插入，因此比以往电池的制造工艺要简单，从而可以实现碱性蓄电池的低价格化。
附图说明
图1(a)是本发明实施形态的碱性蓄电池的一个实施例中沿通过正极端子中心的平面纵向切开以表示结构的截面图。
图1(b)所示为沿图1(a)中的A-A’线切开的截面图。
图2所示的是用于说明本发明实施形态中碱性蓄电池封口板的焊接工序的分解模式图。
图3所示的是用于说明本发明实施形态中兼有碱性蓄电池排气机构的带有帽状端子的金属集电体的组装顺序的图。
图4(a)所示的是沿通过以往碱性蓄电池的正极端子中心的平面切开以表示结构的截面图。
图4(b)所示的是沿图4(a)中的B-B’线切开的截面图。
图中，
1-带有帽状端子的金属集电体，2-环状封口板，3-正极板，4-负极板，5-隔膜，6-金属壳体，7-底部金属集电体，8-橡胶阀体，9-密封垫，10-阀体固定部，11-(中继)引线，13-正极端子，15、16-突出部，17-封口板，18-上部金属集电体，19-排气部，21-沥青，22-极板组(电极组)，24a、24b-上部焊条，25-焊条，26-下部焊条，31-金属制圆板，32-切口，33-冲头，34-冲模，35-敛缝夹具。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的碱性蓄电池及其制造方法进行详细的说明。
(实施形态)
图1所示的是本发明的实施形态的碱性蓄电池构造的一个例子。图1(a)所示的为本发明实施形态的碱性蓄电池中沿通过正极端子中心的平面纵向切开的截面图。图1(b)所示的沿图1(a)中A-A’线切开的截面图。另外图2所示的是用于说明本发明实施形态的碱性蓄电池封口板的焊接工序的分解模式图。
在图1中，将带状的正极板3、带状的负极板4，用介于两者之间的电绝缘的带状隔膜5夹持并卷绕成涡旋状，卷绕之后在外周利用聚丙烯带或者延长的隔膜5进行固定，从而构成极板组22。该极板组22中，利用铜焊条将向负极板4的下方突出的负极板4的突出部16焊接并接合在作为负极侧集电板的圆形的底部金属集电体7上。将焊接接合在底部金属集电体7上的极板组22收容到金属壳体6之中后，如图2所示，从卷绕后的极板组22中抽出卷芯之后，由所形成的空孔部插入铜焊条25，在负极板4突出部16上焊接的底部金属集电体7与金属壳体6的底部通过下部焊条26进行焊接，使它们之间实现电接合。接着，将铜制焊条25抽出，正极板3的长度方向上的一侧边缘部向极板组22上方突出而成的正极板3的突出部15，在带有帽状端子的金属集电体1的下面，由下部焊条26和上部焊条24a、24b被焊接接合。然后，从金属壳体6的上部开口部注入一定量的碱性电解液，并从金属壳体6的上部开口部插入具有可使帽状的正极端子13通过的孔的金属制环状封口板2，如图2中的大箭头所示，使正极端子13通过环状的封口板2上的孔，并利用下部焊条26和上部焊条24a、24b焊接接合正极侧和环状封口板2下面。最后通过密封垫密封金属壳体6的上部开口部与环状封口板2的周边部，构成本发明实施形态的碱性蓄电池。另外，电解液的注入采用的是先在极板组22的上部积存电解液并利用真空从电池组和壳体之间的空隙浸透注入的方式。此外，成为带有帽状端子的金属集电体的正极端子13的帽状端子直径，优选在电池外径的1/5～4/5范围内。进而，如上所述的本发明实施形态的碱性蓄电池制造工艺中，如图2所示，如果环状封口板2的下面涂布有沥青21，则可以使环状封口板2下面与带有端子的金属集电体1之间密合，提高其气密性。
如上所述，采用的是在极板组22的负极侧下部上首先焊接底部金属集电体7之后通过该底部金属集电体7焊接极板组22和壳体6的两段方式，在焊接中采用利用交流电源的电阻焊焊接方式。此外，如果没有固定极板组，那么已卷绕的极板组会打开，因此插入于金属壳体6中进行固定之后，在连续生产工序中将焊接其上部。另外，在带有帽状端子的金属集电体1中，具有后述的排气机构。还有，本发明实施形态中的碱性蓄电池结构，与图4中的以往的碱性蓄电池结构的不同之处在于，其中没有作为中继集电体的引线11，且上部金属集电体18变成带有帽状端子的金属集电体1，封口板17变成环状封口板2。而其他的结构与以往的碱性蓄电池几乎相同。因此这里对与以往碱性蓄电池相同的构件采用了相同的符号。
接着，对具有排气机构的带有帽状端子的金属集电体1的形成过程进行说明。图3所示的是本发明实施形态的碱性蓄电池中兼有排气机构的带有帽状端子的金属集电体1的组装工序流程图。图3中，先将设置有沿2到4方向开裂的切口32的金属制圆板31的中央部配置在冲模34上，利用冲头33打孔，加工形成帽部13(工序31)。然后将有弹性的橡胶阀体8插入到作为形成在金属制圆板31的中央部的帽状端子的正极端子13的孔部内(工序32)，并利用敛缝夹具35从正极端子13下部的圆周方向夹紧集电体下方的开口部(工序33)，从而得到封入固定有弹性橡胶阀体8的带帽状端子的集电体1(工序34)。因由上述的由集电体的切口32形成的开裂部代替在制造以往的碱性蓄电池时在封口板17上用帽、过滤器等零件形成的排气机构19，因此通过利用敛缝部固定作为具有弹性的阀体的橡胶阀体8，可以省去以往封口板上所需的帽、过滤器等零件以及相关的工时数。
下面，对本发明实施形态中碱性蓄电池的具体例进行说明。
(实施例)
首先，制作碱性蓄电池用的活性物质。在100重量份的氢氧化镍中，加入0.2重量份的羧甲基纤维素用作粘结剂，并加水，混练形成糊状活性物质。此时所加的水量为全部糊状料的25重量％。
将该糊状活性物质填充到镍发泡基板上，干燥之后施压以提高其填充密度，在长度方向上利用超声波剥离的方法形成1.5mm宽的无活性物质部，制成宽48.2mm，厚0.7mm，长113mm的带状正极板3。
接着，在由冲孔金属制成的芯材上的长度下部方向上除宽2mm的未涂布部之外均用氢吸附合金粉末进行涂覆，之后表面实施镀镍，制成宽48.2mm、厚0.3mm、长204mm的带状负极板4。通过在负极板4的表面实施镀镍处理，除了对负极表面赋予疏水性之外，可使负极合金表面具有更大的导电性，从而可以获得在碱性蓄电池的制造过程中具有加工简单以及可以提高电池性能的优点。
将所述的带状正极板3以及带状负极板4用介于两者之间的电绝缘的带状隔膜5夹持，构成极板组22，将极板组22以Φ3.5mm的卷芯卷成涡旋状之后，利用厚度为0.1mm的聚丙烯带在极板组22周围缠绕两周进行固定，并利用铜焊条将圆形的底部金属集电体7通过电阻焊焊接在负极板4下部的突出部16上。在金属壳体6中插入焊接接合有底部金属集电体7的极板组22之后，将正极板3的上部突出部15与带有帽状端子的金属集电体1焊接，由抽出卷芯的极板组22的空孔部插入铜焊条而焊接在负极板4下部突出部16上的底部集电体7与金属壳体6的底部之间实现电接合，插入同时作为绝缘环的密封垫9之后，将带有帽状端子的集电体1的端子部8插入到环状封口板2中央部的孔中，从环状封口板2的上部与带帽状端子的集电体焊接在一起。最后，注入碱性电解液，在环状封口板2上夹着密封垫9进行密封，从而制成本发明实施形态中具有图1所示构造AA号的碱性蓄电池即镍-氢蓄电池A。
(比较例)
下面，为了可以与本发明实施形态中的碱性蓄电池进行比较，制作具有以往结构的碱性蓄电池。以下对其具体的结构、制造过程进行说明。
为了进行比较而制作的具有以往结构的碱性蓄电池中所用的活性物质，为与上述实施例完全相同的活性物质，即在100重量份的氢氧化镍中，加入0.2重量份的羧甲基纤维素作为粘结剂，并加入其量为全部糊状料的25重量％的水，混练形成糊状活性物质。
将该糊状活性物质按照与实施例中制作碱性蓄电池时相同的工序，将其填充到镍发泡基板上，进行干燥之后施压以提高其填充密度，且在长度方向上利用超声波剥离形成宽1.5mm的无活性物质部，从而制成宽43.7mm，厚0.7mm，长113mm的比较例的带状正极板3。比较例与实施例的正极板具有完全相同的结构。
接着，在冲孔金属制成的芯材上的长度下部方向上除了宽2mm的未涂布部之外均用氢吸附合金粉末进行涂覆，制成宽43.7mm，厚0.3mm，长204mm的带状负极板4。与实施例的负极板4比较，比较例的负极板4(宽度)在高度方向的宽度缩短了4.5mm。
同样将带状正极板3以及带状负极板4用介于两者之间的电绝缘的带状隔膜5夹持从而形成极板组22，极板组22在以Φ3.5mm的卷芯卷成涡旋状之后，利用厚度为0.1mm的聚丙烯带在极板组22周围缠绕两周进行固定，利用铜制焊条将圆形的底部金属集电体7通过电阻焊焊接在负极板4下部的突出部16上。在金属壳体6中插入焊接接合有底部金属集电体7的极板组22之后，将正极板3的上部突出部15与上面接合有作为集电引板的引线11的上部金属集电体18的下面焊接，从抽出卷芯的极板组22的空孔部插入铜制焊条而焊接在负极板4下部的突出部16上的圆形底部金属集电体7与金属壳体6底部之间完成电接合，在注入碱性电解液之后，将电池外壳6的开放端上部利用兼具有正极端子13的封口板17进行密封，从而得到具有图4所示的以往结构的AA号的碱性蓄电池即镍-氢蓄电池B。
本发明实施形态的实施例中所作的碱性蓄电池A，与比较例中所作的具有以往构造的电池B的各种性能的测定结果如表-1所示。
表-1  本发明与以往构造的碱性蓄电池的特性测定结果
  实施例(电池A)   比较例(电池B)
  本发明的构造   以往的构造
  交流内电阻   4～5mΩ   7～9mΩ
  电池容量   1700mAh   1500mAh
  低温放电特性   80％   70％
从表-1可知，就所制作的电池A与电池B的交流内电阻的测定结果而言，电池B为7～9mΩ，而本发明的电池A为4～5mΩ，大幅降低了电池的内电阻，可以看出本发明实施形态中碱性蓄电池不使用集电用中继引线的效果明显。
进而，比较电池A与电池B的容量的结果是，利用1100mA的充电电流充电至可进行-dV控制并在放电电流300mA、25℃的环境下放电至终止电压为1V/cell的条件测定的，相对于以往结构的电池B的电池容量1500mAh，本发明的电池A为1700mAh，其电池容量增加了15％以上，具有高输出特性，可以实现高容量化。
另外，利用相同的充电方法并在放电电流4A、-10℃的环境下进行放电特性比较，其结果显示，电池B在放电电流300mA、25℃条件下为70％，而本发明的电池A可以放电80％以上，展示出了良好的低温放电性能。
因此，本发明实施形态中的碱性蓄电池，由于用于接合·集电正极侧与封口板下部的、具有帽状端子的金属集电体焊接接合在正极突出部上，因此与以往所采用的通过中继引线进行的集电相比，可以实现大幅度的低电阻化，以往用于接合正极板上方与封口板下部的中继引线在弯曲状态下在高度方向上要求有3mm以上的空间，而在带帽状端子的金属集电体上因设置排气机构，可以将该剩余空间有效地用作电池用极板组体积，从而实现其高容量化。
另外，在本发明的碱性蓄电池的制造方法中，在焊接有带帽状端子的金属集电体的极板组与中心部有孔的封口板上，在隙间夹持密封垫的状态下插入端子部，之后从上部焊接，所以不必经过上部金属集电体与中继引线的接合、封口板和正极板和上部集电体的接合、引线的弯曲等制造工序，只需要进行正极上部端子侧的插入，因此与以往的电池制造工艺相比可以简化制造工序，减少零件点数以及制造工时数，从而可以实现低价格化。
如上所述，本发明的碱性蓄电池用电极，并没有采用以往的集电构造，但却拥有高于以往构造的电池的高输出特性，且可以达到15％以上的高容量化，而且由于可以简化制造工序，可以设计成低成本的大功率碱性蓄电池。

Claims (10)

1.一种碱性蓄电池，其特征在于具有如下结构，即，具备：一端形成为闭合的圆板状而另一端开放的圆筒状金属壳体、具有由长度方向上的一侧边缘部突出而成的突出部的正极板、具有由长度方向上的一侧边缘部突出而成的突出部的负极板、具有绝缘性的隔膜、用于完成正极侧的集电的具有帽状端子的上部金属集电体、用于完成负极侧的集电的底部金属集电体、以及在中央部形成有孔的金属制封口板，且所述正极板的所述突出部与所述负极板的所述突出部相互之间各自朝向相反侧，在所述正极板与所述负极板之间夹着所述隔膜卷成涡旋状而形成极板组，将所述负极板的所述突出部接合在所述底部金属集电体上，并将所述极板组收容到所述金属壳体内，所述底部金属集电体与所述金属壳体底部接合，且所述正极板的所述突出部与所述上部金属集电体的下面接合，所述上部金属集电体的所述帽状端子被配置成通过位于所述金属制封口板的中央部的孔，所述上部金属集电体与所述金属制封口板接合，从所述极板组的上部注入一定量的电解液，在所述金属壳体的上部开口部中，所述封口板的周边部通过密封垫被予以密封。
2.如权利要求1所述的碱性蓄电池，其特征在于，所述正极板中含有镍化合物，所述负极板中含有氢吸附合金，而且电解液为碱性电解液。
3.如权利要求1所述的碱性蓄电池，其特征在于，在具有所述帽状端子的所述金属集电体中具备有排气机构。
4.如权利要求3所述的碱性电池，其特征在于，在带有所述帽状端子的所述金属集电体中所具备的所述排气机构，是由在所述金属集电体的2至4个方向上从周边向中央切开设置的切口、以及位于端子内的弹性阀体构成。
5.如权利要求1所述的碱性蓄电池，其特征在于，所述带端子的金属集电体的端子内部具备有弹性阀体。
6.如权利要求1所述的碱性蓄电池，其特征在于，所述金属制封口板呈在中心部具有尺寸在所述上部金属集电体的帽状端子的尺寸以上的孔的圆环状，且所述上部金属集电体的帽状端子贯通所述孔而成为正极侧端子。
7.如权利要求6所述的碱性蓄电池，其特征在于，在接合所述上部金属集电体和所述金属制封口板时，所述上部金属集电体和呈圆环状的所述金属制封口板间隙里涂布有沥青。
8.如权利要求1所述的碱性蓄电池，其特征在于，带有所述帽状端子的所述金属集电体中的所述帽状端子直径在所述金属壳体外径的1/5～4/5范围内。
9.一种碱性蓄电池的制造方法，其特征在于，包括：将具有由长度方向上的一侧边缘部突出而成的突出部的正极板、和具有由长度方向上的一侧边缘部突出而成的突出部的负极板，分别配置成所述正极板的所述突出部和所述负极板的所述突出部互指向相反侧，并在所述正极板和所述负极板之间夹着具有绝缘性的隔膜卷成涡旋状而形成极板组，通过用带子卷绕所述极板组的外周进行固定的工序；将由所述负极板的所述突出部和用于完成负极侧的集电的底部金属集电体接合而成的所述极板组，收容到一端呈圆板状闭合而另一端开放的圆筒状的金属壳体内的工序；将接合在所述极板组的所述负极板的所述突出部上的所述底部金属集电体与所述金属壳体底部接合的工序；将所述极板组的所述正极板的所述突出部和带有帽状端子的、用于完成正极侧集电的上部金属集电体接合的工序；将与所述正极板的所述突出部接合的所述上部金属集电体的帽状端子贯通配置在形成有孔的金属制封口板上，并从上部进行接合的工序；从所述极板组上部注入一定量的电解液的工序；在所述金属壳体的上部开口部，通过密封垫将所述金属制封口板的周边部进行密封的工序。
10.如权利要求9中所述的碱性蓄电池的制造方法，其特征在于，在接合所述底部金属集电体和所述金属壳体底部时，将从位于被卷绕后抽出其卷芯的所述极板组的中央部的空孔部插入焊条而焊接在所述负极板的所述突出部上的底部金属集电体，与所述金属壳体的底部接合。
CNB2003101183181A 2002-11-21 2003-11-18 碱性蓄电池及其制造方法 Expired - Fee Related CN1228878C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002337699A JP3972804B2 (ja) 2002-11-21 2002-11-21 アルカリ蓄電池とその製造方法
JP2002337699 2002-11-21

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1503394A CN1503394A (zh) 2004-06-09
CN1228878C true CN1228878C (zh) 2005-11-23

Family

ID=32701133

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2003101183181A Expired - Fee Related CN1228878C (zh) 2002-11-21 2003-11-18 碱性蓄电池及其制造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20040142237A1 (zh)
JP (1) JP3972804B2 (zh)
CN (1) CN1228878C (zh)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100614397B1 (ko) 2004-10-28 2006-08-21 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
FR2906083B1 (fr) * 2006-09-15 2010-10-29 Accumulateurs Fixes Electrode plastifiee pour accumulateur alcalin.
EP2184796B1 (en) * 2007-07-20 2016-06-08 Enax, Inc. Electric energy storage device and its manufacturing method
JP2010225519A (ja) * 2009-03-25 2010-10-07 Sanyo Electric Co Ltd アルカリ蓄電池
CN101958432B (zh) * 2009-07-17 2013-03-13 清华大学 组合电池及其所用的环形电池
CN102035040B (zh) * 2009-09-28 2013-05-01 清华大学 制造组合电池的方法及组合电池
US9054387B2 (en) 2010-04-07 2015-06-09 Medtronic, Inc. Electrode assembly including mandrel having removable portion
US8685557B2 (en) 2010-04-07 2014-04-01 Medtronic, Inc. Electrode assembly including mandrel having a removable portion
US8832914B2 (en) 2010-10-06 2014-09-16 Medtronic, Inc Coiling device for making an electrode assembly and methods of use
US9299971B2 (en) 2010-10-06 2016-03-29 Medtronic, Inc. Common carrier for the integrated mandrel battery assembly
CN102242898A (zh) * 2011-05-26 2011-11-16 程禹斯 一种小苏达led灯
US9083053B2 (en) 2011-12-21 2015-07-14 Medtronic, Inc. Through weld interconnect joint
US9005802B2 (en) 2011-12-21 2015-04-14 Medtronic, Inc. Electrode assembly with hybrid weld
US20180019447A1 (en) * 2015-06-17 2018-01-18 Robert Bosch Gmbh Stackable Cell and Battery Module Including Same
US10243243B2 (en) * 2016-06-30 2019-03-26 Lenovo (Beijing) Co., Ltd. Battery and charging method
WO2019194239A1 (ja) * 2018-04-06 2019-10-10 三洋電機株式会社 電池
CN110752342A (zh) * 2018-07-24 2020-02-04 株式会社Mplus 电池极板固定结构及极板固定方法
WO2021132215A1 (ja) * 2019-12-27 2021-07-01 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 蓄電モジュール
DE102020121500A1 (de) * 2020-08-17 2022-02-17 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Batteriezelle
KR20240011645A (ko) * 2022-07-19 2024-01-26 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리, 그리고 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5837396A (en) * 1995-10-04 1998-11-17 Samsung Display Devices Co., Ltd. Negative electrode construction for a secondary battery
JP2000277079A (ja) * 1999-03-25 2000-10-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 円筒型アルカリ蓄電池
JP2000285956A (ja) * 1999-03-30 2000-10-13 Sanyo Electric Co Ltd 円筒型アルカリ蓄電池
JP4146665B2 (ja) * 2002-04-24 2008-09-10 松下電器産業株式会社 密閉型二次電池

Also Published As

Publication number Publication date
JP3972804B2 (ja) 2007-09-05
US20040142237A1 (en) 2004-07-22
JP2004171980A (ja) 2004-06-17
CN1503394A (zh) 2004-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1228878C (zh) 碱性蓄电池及其制造方法
CN101872870B (zh) 具有集流板的可再充电电池
US7758997B2 (en) Secondary battery
CN100344026C (zh) 二次电池
CN1133227C (zh) 非水电解质溶液二次电池
EP2472641A1 (en) Nickel-zinc battery and manufacturing method thereof
CN1897327A (zh) 密闭型二次电池
CN102210041A (zh) 密闭型电池
EP1632003A2 (en) Battery employing an electrode pellet having an inner electrode embedded therein
JP3877619B2 (ja) 密閉型電池
JP3749127B2 (ja) 密閉形電池と密閉形電池の製造方法
CN1149693C (zh) 棱柱形电化学电池
JP3568354B2 (ja) 密閉型電池
JPH09293529A (ja) 円筒密閉型蓄電池及びその製造法
JP2000243372A (ja) 二次電池
KR20000021401A (ko) 전극 조립체 제조방법과 전극 조립체 및 이 전극 조립체를 이용한 전지
CN1407647A (zh) 密闭型电池
JP4891557B2 (ja) 密閉型電池およびその製造方法
CN1169037A (zh) 用于胶卷式电极的隔板
JP2000251871A (ja) アルカリ二次電池
JP3902330B2 (ja) 円筒形電池
JP3709965B2 (ja) 円筒形リチウムイオン電池
JP2001256935A (ja) 密閉型アルカリ蓄電池
JP2692533B2 (ja) 角筒形電池
KR101329876B1 (ko) 탄성력을 가지는 전극탭을 포함하는 이차전지

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20051123

Termination date: 20131118