CN1351386A - 电池用涡卷状电极组及电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电池用涡卷状电极组及电池,把按一定重量选择的、由若干片薄型正极板构成的正极和/或由若干片负极板构成的负极,夹着隔离片卷成涡卷状,制成电极组。把该电极组插入电池壳内,注入电解液后,用盖封口,制成电池。

Description

电池用涡卷状电极组及电池
技术领域
本发明涉及由同心圆状或椭圆状涡卷状电极组构成的二次电池，特别涉及降低圆筒密闭型二次电池或方型二次电池的电池容量的离差，改善电池的循环寿命。
背景技术
近年来，比较小型的电池中，除了通常的干电池、钮扣型电池、硬币型电池外，无论一次电池还是二次电池，大多采用涡卷状电极组的电极构造法，该涡卷状电极组的正极和负极的相向面积大，可以高功率放电。但是，在需要相当高功率放电时，通常多采用二次电池，该电极组的构成法，在代表二次电池的镍/镉蓄电池(Ni/Cd电池)、镍·氢蓄电池(Ni/MH电池)和锂离子电池(Li-ion电池)的几乎所有的圆筒密闭型电池及方型密闭形电池中使用，占日本电池总生产量的55％以上。下面，以小型的二次电池为例进行说明。
随着多数的电池类型被自然淘汰，到了1990年左右，代表工业规模生产的二次电池的电池类型集中在铅电池和Ni/Cd电池。特别后者的电池类型，作为小型的二次电池电源，随着80年代的CD和摄录机等携带式电子机器的迅速普及，其市场显著扩大。其原因是Ni/Cd电池比铅电池具有高的能量密度，适合于小型且轻量化。
但是，进入90年代后，对于高能量密度的Ni/MH电池，开发出了更轻量的Li-ion电池，这些电池开始大量地进入Ni/Cd电池市场。关于这些新电池的形状，Ni/MH电池的情况下，与Ni/Cd电池同样小型的圆筒密闭形电池占主流；Li-ion电池的情况下，是采用小型圆筒密闭形电池和方形密闭形电池两种。
另外，除了上述生活用途外，最近，混合电气汽车(HEV)、电动助动自行车等的移动用电源市场日渐扩大，所采用的电池，其尺寸虽然比生活用电池稍大，但仍以属于小型的圆筒密闭形的Ni/MH电池为主流。
关于这些电池中的电极组的构造，Ni/Cd电池、Ni/MH电池和Li-ion电池的圆筒密闭形电池，它们的基本构造是相同的，都是把一片薄矩形板状的正极和一片薄矩形板状的负极，夹着合成树脂制的隔离片、卷成大致同心圆的涡卷状的电极组构造。
另外，在Li-ion电池的方形密闭形电池中，其电极组基本上也是同样的涡卷状构造，但不是同心圆而是近于扁平的椭圆状涡卷形状，将其插入一端封闭的方形壳体内。
另外，在Ni/Cd电池和Ni/MH电池的方型密闭形电池中，采用将若干块板状正负极交替重合的构造，但该类型在当前的市场占有率较小。即，小型二次电池中，无论是何种电池类型，其电极组构造都是涡卷状占主流。
下面，为了具体说明该涡卷状电极组的现有技术，以小型的圆筒密闭形Ni/MH电池为例，进行说明。
Ni/MH电池，正极是采用镍氧化物粉末(主要是羟基氢氧化镍)作为活性物质，负极是采用MmNi5型等的氢吸藏合金粉末作为准活性物质，每1个电池的电压约1.2V。这里所说的准活性物质，是指能电气化学地吸收或放出氢或锂等的物质。本发明中的准活性物质，是电气化学地吸收及放出氢或锂等的活性物质的物质。吸收及放出的活性物质，结果只要作为活性物质放出即可，在准活性物质中可以含有活性物质，也可含有活性物质与其它物质的化合物。
这些活性物质和准活性物质，一般是将其充填或与粘接材一起涂敷到三维基体或二维芯材内，根据需要进行加压，分别制成一片一片的薄板状电极后加以使用。把这样的两片电极，夹着亲水性处理过的聚烯烃类型树脂纤维构成的无纺布，卷成涡卷状，制成电极组。然后，将其插入一端封闭的圆筒形金属壳体内，注入碱电解液后，通过合成树脂制的密封垫，用备有正极端子和安全阀的盖子封口，制成电池供使用。该电池与Ni/Cd电池或Li-ion电池同样，其电池容量受正极的充放电容量限制。总之，电池容量的离差，虽然多少与活性物质利用率不同所至误差有关，但几乎都与充填或涂敷在一片正极上的活性物质重量的离差相对应。
如前所述，本来，小型二次电池，是用于需要高效率放电的用途，所以采用涡卷状的电极组构造。最近，随着要求更高效率放电的移动用电源市场的拓展，在Ni/MH电池中，用比已往更薄而长的电极构成的涡卷状电极组构造受到关注。
另外，由于其用途是用于电源电压比已往高得多的数百伏高电压，所以，在1.2V的电池中，采用串联的多个电池单元。例如，最近批量生产的HEV用电池，是将D尺寸的圆筒密闭形Ni/MH电池240个单元或120个单元串联连接使用。
该情况下，容量小的电池限制整体的电池容量，并容易受过放电或过充电的损伤，由于该影响，使电源整体的容量小，循环寿命也短。尤其在用途方面是致命的问题。因此，减小各电池间的容量离差、提高电池可靠性，是极为重要的。
为此，在圆筒密闭形Ni/MH电池中的、特别是限制电池容量的正极中，为了降低容量的离差，需要作以下3项的改进。
1.改进施工方法及装置，以降低活性物质粉末的充填或涂敷的离差。
2.测定全部电极的重量，选择重量大致相同的电极。
3.测定全部电池的放电容量，选择大致相同容量的电池。
另外，如前所述，其用途由于是需要比已往的通用电池更高的高效率放电，所以，两电极比通常的更薄。这样，随着反复的充放电，两电极产生膨胀，该膨胀使电极组的一部分容易从同心圆状产生变形。有时电极的变形部分会突破隔离片，引起微小短路，产生危险。该危险性在电极已很薄型化的Li-ion电池中也存在。
即，采用涡卷状电极组构造的Ni/MH电池或Li-ion电池中，为了电池的小型轻量化，使电极薄型化而采用长电极时，随着充放电电极产生膨胀，该膨胀使涡卷状电极组产生显著变形，常常会引起电池的微小短路。
但是，上述1的降低电池容量离差的改进方法中，以Ni(OH)2为主材料的活性物质粉末的单位面积的定量充填或定量涂敷有相当大的进步，例如从已往的±7～10％的离差减少到了±3％～5％，但即便如此，对于将数百个电池串联使用的HEV用电源等，仍然是不够的。上述2的改进方法中，通过设置重量等级，可管理一定重量的活性物质充填量，在一定程度上可管理电池容量，但是整体的容量离差仍然不能降低。上述3的改进方法中，是与2的改进方法同样的考虑，直接测定电池容量，可提高精度。但是，为了得到正确的电池容量，必须进行数个循环的充放电，不但麻烦，而且与上述2的改进方法同样，整体的容量离差仍然不能降低。另外，关于防止上述的微小短路，尚没有解决该微小短路的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种各电池间的容量离差极小，且寿命长的二次电池，该二次电池是用于解决上述问题的、容量离差极少且可抑制微小短路的涡卷状电极组及备有该涡卷状电极组的电池，作为将数百个电池串联使用的混合电气汽车(HEV)等移动用电源，可实现电源的高度可靠性。
本发明的电池用电极组，将正极和负极夹着隔离片卷成为涡卷状的同心圆状或椭圆状，上述正极和/或负极，是由若干片电极板组合而构成的，上述正极和/或负极中的各自上述组合，是使主材料的活性物质或准活性物质的合计重量为一定值地构成，由若干片构成的电极中的各电极板，拉开间隔地串联卷绕，这样，可同时解决上述问题。
下面，以圆筒密闭形Ni/MH电池为例说明。至少对限制电池容量的正极，采用将若干片正极板串联的构成法。其中，若干片正极板的重量合计调节为一定值，使各电池的活性物质量相同，抑制电池容量的离差，并且，在串联地卷绕时，各正极板间的距离稍稍分开，这样，可吸收反复充放电时电极膨胀而引起的电极组的变形。
这样，可得到能极度降低各电池间的容量离差、同时，不容易产生微小短路的圆筒密闭形Ni/MH电池。另外，所采用的圆筒状电池壳体，其底部厚度(t2)相对于侧壁厚度(t1)的比(t2/t1)为1.5以上，通过该侧壁薄的壳体与上述电极组一起使用，作为移动用电源时，具有更加轻量化和高容量化的效果。另外，通过降低容量离差，在电池的设计阶段设置的正负极的容量平衡有余地，结果，可得到高容量的圆筒密闭形Ni/MH电池。
附图说明
图1是本发明一实施方式的圆筒密闭形Ni/MH电池用电极组的构造图。
图2是本发明一实施方式的圆筒密闭形Ni/MH电池用电极组的构造图。
图3(a)是本发明一实施方式的圆筒密闭形Ni/MH电池用的两片镍正极板。
图3(b)是本发明一实施方式的圆筒密闭形Ni/MH电池用的两片镍正极板。
图4是本发明一实施方式的采用图3(b)的镍正极板的圆筒密闭形Ni/MH电池用电极组的断面图。
图5是本发明一实施方式的圆筒密闭形Ni/MH电池的构造图。
图6(c)是表示实施例的电池500个单元的放电容量分布图。
图6(d)是表示实施例的电池500个单元中使用的正极的重量分布图。
图7是表示减薄拉延加工工序的图。
图8是用减薄拉延加工工序制造的电池壳体的放大断面图。
图9是经过1C倒角加工后的电极板。
符号说明：1正极；1-a由两片构成的正极中的一片；1-b由两片构成的正极中的一片；2负极；2-a由两片构成的负极中的一片；2-b由两片构成的负极中的一片；3由聚丙烯制纤维的无纺布构成的隔离片；4正极板引线；4’正极板引线；5负极板引线；6正极的集电金属板；6’负极的集电金属板；7正极引线端子；7’负极引线端子；8正极端子；9橡胶阀；10尼龙制垫圈；11金属壳体；12主轴；13有底圆筒容器；14模具；15电池壳侧壁面；16电池壳底面；R厚壁部。
具体实施方式
下面，以圆筒密闭形Ni/MH电池为例，参照附图说明本发明的实施方式，但本发明并不局限于Ni/MH电池。
圆筒密闭形Ni/MH电池，其构造如图5所示，通常，厚度不足1mm的板状正极1和更薄的板状负极2，夹着合成树脂纤维构成的无纺布3，卷成涡卷状，然后，插入金属壳体11内。
接着，将碱电解液注入该电极组，用盖子通过密封垫圈10封口。该盖子兼作为正极端子8，并且备有当电池内压异常上升时使气体逸出的安全阀9。
通常，电极组由一片正极、一片负极和隔离片构成。在本发明中，如图1或图2例所示，是将两片正极板1-a、1-b、和两片负极板2-a、2-b，夹着隔离片3串联地卷成涡卷状。
在构成该电极组之前，选择重量约一定的、即平均重量相近的两片电极进行组合。另外，在构成正极的两片正极板间、以及构成负极的两片负极板间，设有适当的间隔Y和X。这里所说的一定的重量，最好在±1重量％的范围内。
上述的正极和负极，其电极重量可调节为接近平均值，即，可把活性物质和准活性物质的合计重量，调节在一定值附近，所以，各电池的电池容量非常适合。另外，如前所述，反复充放电使电极产生膨胀即伸长，该膨胀(伸长)使得采用薄型正负极的涡卷状电极组中产生显著变形，有时，会产生微小短路。但本发明中，由于在电极板间设置间隔Y和X，可吸收上述变形，该问题被大大地抑制。
上面的说明中，是以圆筒密闭形Ni/MH电池为例，说明了采用两片正极和两片负极的构造。但是，如前所述，也可以仅采用若干片限制电池容量的正极，也可以两电极都采用若干片。另外，在已经采用极薄两极的Li-ion电池中，基于同样的原因，也可得到同样的效果。
本发明的电池用电极组中的正极和负极，构成正极和负极的若干片电极板，优选分别进行至少两个角的倒角加工，更优选电极板的全部角即四个角都进行倒角加工。对上述电极板的两个角进行倒角加工时，优选对拉开适当间隔相邻的、与电极对应侧的两个角进行倒角加工。也可以将电极板的相对边全体切成为圆形或椭圆形。如果构成上述正极和负极的若干片电极板，不进行至少两个角的倒角加工，则电极板采用硬度高的材质时，因反复充放电使电极板伸长，电极板的角会吃进隔离片或破损。上述的倒角加工，并无特别的限定，可用公知的方法进行1C倒角加工，形成1mm的曲率半径，这样，可防止吃进或刺破而且加工也容易。
如上所述，本发明中，用若干片构成的电极的各电极板，把一片电极板相对于另一片电极板在卷绕方向空开间隔地串联地卷绕。上述间隔的距离设定为：不会因反复充放电引起的伸长，使电极板与相邻电极板接触，更不会隆起。该间隔取决于所用活性物质的材料、充填密度、基体强度(金属箔厚度)、电极板卷绕方向的长度等因素，其数值限定是困难的。但是，在活性物质材料膨胀10～20％的一般情况下，该间隔为电极板长度的1～5％即可。如果小于1％，则相邻电极接触后产生隆起等变形，有微小短路的危险性。如果大于5％，则活性物质的减少显著，存在电池容量降低的问题。在圆筒密闭形Ni/MH电池中，正极和负极是薄型镍正极和薄型金属氢化物负极时，上述间隔优选为1.0～5.0mm。
本发明的电池用电极组中的正极和负极，夹着隔离片以涡卷状卷成为同心圆状或椭圆状，只要基本上是同心圆状或椭圆状即可，并不需要完全的同心圆状或椭圆状。
本发明的电池用电极组中，用若干片电极板的组合构成的电极的各电极板，其活性物质或准活性物质的合计重量约为一定值地组合即可，电极板形状并不限定为相同，但是，电极中的各电极板的面积相同较好。各电极板的面积相同时，所有的电极板呈现一个正态分布，轻量电极和重量电极的分选组合容易。反之，如果面积不同时，呈现两个以上的正态分布，重量的选择麻烦。
本发明电池用电极组的一实施方式中，是将薄型镍正极和薄型金属氢化物负极，夹着隔离片卷成涡卷状的大致同心圆状电池用电极组，上述薄型镍正极，是将若干片正极板依次串联卷绕而构成的，上述薄型金属氢化负极，是将一片或若干片负极板依次串联卷绕而构成的，由若干片电极板构成的电极中，使各电极板的活性物质重量和/或准活性物质重量的合计，保持为约一定值地将若干片电极板组合，由若干片电极板构成的电极中，若干片电极板拉开间隔地串联卷绕，在由若干片电极板构成的电极中，若干片电极板中的卷绕开始侧的电极厚度比卷绕终了侧的电极薄。
本发明电池用电极组的上述实施方式中，由于若干片电极板的卷绕开始侧的电极厚度，比卷绕终了侧的电极薄，所以，可控制卷绕半径小的卷绕开始时容易产生的电极的裂缝，并且，通过相对多地含有导电性电极基体，可以减少散热。
本发明中，把上述电池用电极组封入电池壳，用点焊等方法将正极导线与封口板连接后，将封口板在电池壳的开口部严密封口，形成二次电池。
本发明的二次电池，是将本发明的上述电池用电极组，封入D、C、AA、AAA、AAAA等所希望外形尺寸的电池壳容器内，经封口而形成的。
本发明的二次电池的电池壳，在将本发明的二次电池用于HEV用电池等需要高容量化及轻量化的用途时，优选采用底部厚度(t2)相对于侧壁厚度(t1)的比(t2/t1)为1.5以上的轻量电池壳，另外，从容器侧壁的耐压强度有余地以及确实防止因底部焊接产生龟裂的观点考虑，底部厚度(t2)相对于侧壁厚度(t1)的比(t2/t1)优选约为2.0。本发明的二次电池用于HEV用电池等时，根据使用方式，在二次电池的电池壳底部，借助焊接直接地、或者通过金属制连接部件连接有相邻二次电池的正极端子，这样，在电池壳底部不产生变形或溶解，因为需要能承受与上述电池间连接的连接器点焊焊接的厚度，通过将电池的底部厚度(t2)相对于侧壁厚度(t1)的比(t2/t1)设定为1.5以上，从而与侧壁厚度和底部厚度大致相同的通常电池壳相比，底部厚度确保为能承受焊接的厚度，并且，通过减薄侧壁面，可不变更电池壳材质地减轻约30％的重量，同时因内容积增加，使二次电池高容量化。另外，上述焊接用公知的焊接方法，点焊部的焊接温度在1000～3000℃的范围内。
本发明的二次电池中，采用底部厚度(t2)相对于侧壁厚度(t1)的比(t2/t1)为1.5的、AAAA尺寸的电池壳的情况下，采用底部厚度约为0.2mm、侧壁厚度为0.11mm的电池壳(t2/t1＝1.82)时，与同一材质的底部厚度为0.2mm、侧壁厚度为0.2mm的电池壳(t2/t1＝1)相比，可提高约5％的电池容量。
本发明的二次电池中的电池壳材质，并无特别限定，但在碱蓄电池中，从耐电解液性的观点考虑，优选采用在铁上镀镍的材料，在锂二次电池中，除了铁外，为了轻量化，优选采用铝或铝合金材料。
上述电池壳，可用深冲加工等公知的方法制造，但是为了减薄侧壁面，把底部厚度(t2)相对于侧壁厚度(t1)的比形成为(t2/t1)为1.5以上，优选用减薄拉延加工法制造。分几次将电池壳加工成接近所需电池壳形状的深冲加工制造方法，通常，底部和侧壁面的厚度是相等的，而减薄拉延加工法，是用主轴将金属板材一次地挤压成形，形成为有底圆筒容器的方法，所以，通过调节主轴与金属模具间的间隔，就可以将上述电池壳容易地形成为具有所需侧壁厚度的电池壳。
本发明的二次电池的电池壳中，为了确保机械强度，在电池壳的内侧，沿着电池壳的侧壁和底部的交界，优选设置厚壁部。上述厚壁部在图11中所示的R部，对制作电池壳时用的主轴的前端部外周进行倒角加工，就可容易地形成电池壳的厚壁部。虽然采用经稍稍倒角加工后的主轴也能显现效果，但在AA尺寸的电池壳中，如果进行1C倒角，不会导致电池容量降低，是优选的。
本发明的二次电池，通过采用上述电极，可实现电池的轻量化，通过采用侧壁极薄的、底部厚度(t2)相对于侧壁厚度(t1)的比(t2/t1)为1.5以上的电池壳，则可提供更加轻量化的二次电池。
实施例
下面说明本发明的具体例。
(电极用糊膏的调制剂)
在固溶有用金属换算为1wt％和3wt％的钴和锌的市售球状氢氧化镍粉末(100重量份)中，分别加入3重量份和2重量份的氧化钴和氧化锌，进行混合，在该混合物中，加入25wt％的溶解了0.5wt％羧甲基纤维素和0.1wt％聚乙烯醇的水溶液，混炼后，得到镍正极用糊膏。(电池壳的制造例)
作为制造例1，如图7所示，用公知的主轴12，对冲压成圆形的厚度约为0.3mm的镀镍钢板(镀层厚1μm)，进行一次的减薄拉延加工，得到C尺寸的有底圆筒容器13。具体地说，其外径为25mm，侧面厚为0.19mm，底部厚为0.3mm。为了抑制侧面与底部交界处的强度降低，优选在上述交界处内侧设置厚壁部R。
作为制造例2，除了采用冲压成圆形的厚度约为0.25mm的镀镍钢板(镀层厚度1μm)外，用与制造例1相同的方法，得到有底圆筒状的AA尺寸的电池壳。其外径为14mm，侧面厚为0.16mm，底部厚为0.25mm。(实施例1)
把与制造例1同样的糊膏，充填到市售的泡末状镍多孔体内，该多孔体的长度方向一端，焊接着镍制的薄片。干燥后加压，得到图3(a)所示的厚0.4mm、宽度40mm、长230mm的正极板。然后，测定全部正极板的重量，分类出8个等级的重量，选择重量平均值相近的两片正极板，作为电池用正极。
把该正极和一片采用通常的MmNi5型合金的、厚度为0.25mm、宽度为40mm，长度为580mm的金属氢化物负极，其两者间夹着亲水性处理后的聚丙烯制无纺布，构成图1所示的电极组。卷绕时，如图中Y所示，将两片正极板拉开3mm的间隔，卷成涡卷状。图1中，负极也由两片电极板构成，但本实施例1中，是采用1片负极。这时，如图4所示，设在正极1上的镍制薄片4′，伸出于隔离片3，把焊接在盖子上的导线端子7，焊接在冲切成的环形金属板6上。因此，两片正极板借助多个焊接点与金属板相连，阻抗大大降低。
分10次每次制作300片正极板，共制作3000片正极板，这时全部的重量分布，呈正态分布，在±3σ的范围内，有±7％的离差。将这些正极板分类为8个等级，分别选择平均值相近的两片组合成正极，对该500组随机地进行重量测定，如图6所示，其分布均控制在平均值±1％以内。
把该电极组插入在制造例1中制造的C尺寸圆筒密闭形电池壳中，注入约30wt％的KOH水溶液后封口，制成图5所示的C尺寸圆筒密闭形Ni/MH电池。对该C尺寸电池500个，用0.1C进行正极的理论容量4500mAh的120％的充电，用0.5C放电到1.0V后，再进行0.5/120％充电，再进行1.0C/1.0V放电，反复两个循环，这时的放电容量分布如图6(C)所示。结果，可将电池容量离差抑制在±1.5％以内。在不使用两片正极的通常电池的情况下，离差为±8％左右，所以，本发明的电池可大大降低离差。
另外，作为比较例1，除了两片正极板的间隔为0.5mm外，其余与实施例1同样地构成电极组。作为比较例2，除了两片正极板的间隔为1mm外，其余与实施例1同样地构成电极组。作为比较例3，除了采用1片正极板外，其余与实施例1同样地构成电极组。
把实施例1和比较例1～3的电极组，插入在制造例1中制造的C尺寸的圆筒密闭形电池壳内，注入约30wt％的KOH水溶液后封口，制成图5所示的C尺寸圆筒密闭形Ni/MH电池。对各100个电池进行充放电试验。即，用1C进行15小时充电，停止1小时后，1C电池压放电到1.0V，反复进行该循环至设定的循环次数，。
在实施例1和比较例1～3中，把正极板间隔为3mm的实施例1作为1。把正极板间隔为0.5mm的比较例1作为m，把正极板间隔为1mm的比较例2作为n，把采用1片正极板的比较例3作为o，其结果如表1所示。在表1中的短路数合计栏中，分子表示各设定循环的短路数的合计，分母表示循环试验中使用的合计试验电池数。
表1
    充放电循环试验的设定循环次数   短路合计数
  100   200   300   400   500
    1     0     0     0     0     0   0/500
    m     0     0     0     0     1   1/500
    n     1     2     1     4     8  16/500
    o     1     1     3     6     9  18/500
结果可知，即使是1mm间隔，也有相当的降低微小短路的效果，间隔为3mm时，在500次循环后，完全没有微小短路，能承受500电池的通常的充放电。这是因为，在500次循环的充放电后，3mm的间隔渐渐减少并几乎消失，被充放电产生的电极的伸长所吸收，所以，涡卷状电极组的局部变形被缓和。因此，即使采用比以上大的间隔，也得到同样的效果，但随着间隔的加大，电池容量降低，所以该间隔优选在5mm以下。
该实施例中，正极由两片正极板构成，如果不考虑若干麻烦的问题，片数越多越能降低离差，也越减少涡卷状电极组的变形。如果负极也采用若干片，则电池的容量离差更加降低。
另外，卷绕开始侧的镍正极板的厚度，比卷绕终了侧薄时，可抑制在曲率半径小的卷绕开始侧产生的裂缝，并且，可容易地卷成为同心圆状。
另外，如果采用本实施例的电极组的构成法，在电池设计时，不必将正负极的容量比率，设计得象通常的电池那样大的富余。这样，电池内的空间有富余，结果，可增加电池的容量。
另外，基于与本实施例同样的理由，电池容量的离差降低效果，在已采用超薄型电极的、各采用1片正负极的Li-ion电池中也有效。设在电极板间的间隔，对于通常的Li-ion电池，也具有减少涡卷状电极组变形的效果。(实施例2)
把在调制例中记载的糊膏，充填到焊接着镍制薄片的市售的泡末状镍多孔体内，干燥后加压，得到图3(b)所示的厚约0.4mm、宽度约40mm、长约75mm的正极板。
然后，测定全部正极板的重量，分类出8个等级的重量，选择重量平均值相近的两片正极板，作为电池用正极。
把该正极和一片采用通常的MmNi5类型合金的、厚度为0.25mm、宽度约为40mm，长度约为200mm的金属氢化物负极，夹着亲水性处理后的聚丙烯制无纺布，构成图2所示的电极组。卷绕时，如图中Y所示，将两片正极板拉开3mm的间隔，卷成涡卷状。图2中，负极也由两片电极板构成，但本实施例2中，是采用1片负极。
把本实施例2的电极组，插入在制造例2中制造的AA尺寸圆筒密闭形电池壳中，注入约30wt％的KOH水溶液后封口，制成图5所示的AA尺寸圆筒密闭形Ni/MH电池。这时也与实施例1同样地，电池间的容量离差极小，500个电池的容量离差在±1.5％以内。也具有防止微小短路的效果。
另外，用更多的正极板构成正极，用若干片负极板构成负极时，虽然比较麻烦，但其效果与实施例1同样，进一步减小容量离差，并且可减少涡卷状电极组的变形。
如上所述，根据本发明，备有涡卷状电极组的Ni/MH电池等，电池间容量离差可以极小，结果，可提高平均容量，并且，防止因反复充放电引起的微小短路。可提供适合作为混合电气汽车(HEV)、电动助动自行车等的移动用电源的、轻量的二次电池。
本说明书中，全部包含了本申请优先权主张文本、即特愿2000-327215号记载的内容。

Claims (11)

1.一种电池用涡卷状电极组，将正极和负极夹着隔离片呈涡卷状地卷成大致同心圆状或椭圆状，其特征在于，(1)所述正极和/或负极是用若干片电极板组合构成的；(2)所述正极和/或负极中各自的所述组合，是使主材料的活性物质和准活性物质的合计重量为一定值而构成；(3)由若干片构成的电极中的各电极板，拉开间隔地串联卷绕。
2.如权利要求1所述的电池用涡卷状电极组，其特征在于，构成所述正极和/或负极的各若干片电极板，分别具有导线端子或相当于导线端子的端子。
3.如权利要求1所述的电池用涡卷状电极组，其特征在于，至少构成所述正极和/或负极的各若干片电极板，在沿着卷绕方向的端缘两侧分开，正极或负极的除去了活性物质或准活性物质的电极芯材，超过隔离片露出。
4.一种电池用涡卷状电极组，将薄型镍正极和薄型金属氢化物负极夹着隔离片呈涡卷状地卷成大致同心圆状或椭圆状；其特征在于，(1)所述薄型镍正极是将若干片正极板依次串联卷绕而构成的；(2)所述薄型金属氢化物负极是将一片或若干片负极板依次串联卷绕而构成的；(3)由若干片电极板构成的电极中，使各电极的活性物质重量和/或准活性物质重量的合计为一定值地将若干片电极板组合；(4)由若干片电极板构成的电极中，若干片电极板拉开间隔地串联卷绕；(5)由若干片电极板构成的电极中，若干片电极板的卷绕开始侧的电极厚度比卷绕终了侧的电极薄。
5.如权利要求4所述的电池用涡卷状电极组，其特征在于，构成所述正极和负极的若干片电极板，分别至少在两个角进行了倒角加工。
6.如权利要求4所述的电池用涡卷状电极组，其特征在于，构成所述正极和负极的若干片电极板之间的间隔，在电极组的构成时，在1.0～5.0mm的范围内。
7.如权利要求4所述的电池用涡卷状电极组，其特征在于，构成所述正极的若干片电极板和/或构成负极的若干片电极板，分别具有大致相同的面积。
8.一种二次电池，将正极和负极夹着隔离片呈涡卷状地卷成大致同心圆状或椭圆状的电池用电极组封入电池壳体内，形成为二次电池，其特征在于，所述电池用电极组：(1)所述正极和/或负极是用若干片电极板组合构成的；(2)所述正极和/或负极中各自的所述组合，是使电极板主材料的活性物质和准活性物质的合计重量为一定值而构成；(3)由若干片构成的电极中的各电极板，拉开间隔地串联卷绕。
9.如权利要求8所述的二次电池，其特征在于，所述电池壳的底部厚度(t2)是能够承受焊接的厚度，并且底部厚度(t2)相对于侧壁厚度(t1)的比为(t2/t1)1.5以上。
10.如权利要求9所述的二次电池，其特征在于，在所述电池壳的侧壁与底部交界的电池壳内侧，设有厚壁部。
11.如权利要求9所述的二次电池，其特征在于，在所述电池壳的底部，相邻二次电池的正极端子直接地或通过金属制连接部件焊接在一起。
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