JP2000268847A - アルカリ蓄電池およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】金属多孔体を活物質保持体として用い、この活
物質保持体に帯状金属板を固着して渦巻状に巻回しても
内部短絡が生じないアルカリ蓄電池が得られるようにす
る。 【解決手段】ニッケル正極２０の活物質保持体２１の長
手方向端部の活物質未充填部分２２に帯状金属板１０が
連続的に固着され、この帯状金属板１０と活物質充填部
との境界部が負極３０に対向するとともに、帯状金属板
１０が外側になるように巻回されている。このように、
帯状金属板１０が渦巻の外側になるように巻回されてい
ると、渦巻の内側になる活物質保持体２１の活物質未充
填部分２２は帯状金属板１０から剥がれることはなく、
活物質未充填部分２２で渦巻の外向きのバリが発生しな
い。

Description

【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・水素蓄電
池、ニッケル・カドミウム蓄電池などのアルカリ蓄電池
に係り、特に、活物質保持体に活物質を塗着した電極の
集電構造の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ニッケル・水素蓄電池、ニッケル
・カドミウム蓄電池などのアルカリ蓄電池に使用される
ニッケル電極は、パンチングメタル等の芯体にニッケル
粉末を焼結して形成した焼結基板にニッケル塩、カドミ
ウム塩等の溶液を含浸し、アルカリ処理により活物質化
するいわゆる焼結式電極が知られている。この焼結式電
極は、焼結基板を高多孔度とした場合には機械的強度が
弱くなるため、実用的には８０％程度の多孔度とするの
が限界であるとともに、パンチングメタル等の芯体を必
要とすることから、活物質の充填量が低く、高エネルギ
ー密度の電極を実現する上で問題がある。また、焼結基
板の細孔は１０μｍ以下であるので、活物質の充填工程
を何度も繰り返す必要がある溶液含浸法や電着含浸法に
限定されるため、充填工程が煩雑であるとともに製造コ
ストも高くなるという問題があった。

【０００３】一方、これらの欠点を改良するために、金
属繊維焼結体や発泡ニッケル（ニッケルスポンジ）など
の三次元網目状構造をもった金属多孔体（活物質保持
体）に活物質スラリーを直接充填した、いわゆる非焼結
式電極が主流となってきた。この種の三次元網目状構造
をもった金属多孔体は、その多孔度が約９５％と高多孔
度であるので、活物質を高密度に充填できる。そのた
め、高容量の電池が得られるようになるとともに、この
種の非焼結式電極は活物質をそのまま金属多孔体に充填
するので、面倒な活物質化の処理が必要でなくなり、製
造が容易になるという利点がある。

【０００４】ところで、この種の三次元網目状構造をも
った金属多孔体を使用した電極は、一般に高多孔度であ
ることからその強度が弱く、電極から集電を行うための
リード端子を取付けることが困難であった。特に、大電
流放電を必要とする場合には、電極群の各電極に略円板
状の集電体を固着することが効果的であるが、焼結式電
極ではパンチングメタル等の強固な芯体があるため集電
体を固着することは容易である。しかしながら、非焼結
式電極では三次元網目状構造をもった金属多孔体を用い
るため、強固な芯体がなく、略円板状の集電体を固着す
ることが困難である。このため、金属多孔体の一部をプ
レスする方式、金属多孔体の一部に溶接、溶射、かしめ
などにより別の金属を付加する方法、等のように電極の
一部に金属の密な部分を得ることにより電極からの集電
を行う方法がなされてきた。

【０００５】上述した電極の一部に金属の密な部分を得
る方法の中で現在最も実用的な方法の一つとして、電極
の片面の一部に金属板を溶接することにより電極の一部
に金属の高密度部分を得て集電用端子取付部とする構造
を持つ電極を使用する方法がある。しかしながら、この
方法で製造された電極をセパレータを介して対極ととも
に渦巻状に巻回して渦巻状電極群とすると、短絡不良が
多いという問題点があった。

【０００６】そこで、三次元網目状構造を有する金属多
孔体を活物質保持体として用いる電極において、電極の
片面の一部に帯状金属板を溶接した後、電極の一部に金
属の高密度部分を得て集電用端子取付部とする構造を持
つ電極を渦巻状に巻回する場合、溶接した金属板が渦巻
の内側、金属多孔体が渦巻の外側となるように巻回して
渦巻状電極群とすることが、特許第２７６２５１７号公
報において提案された。

【０００７】この特許第２７６２５１７号公報にて提案
された手段によれば、帯状金属板を溶接した金属多孔体
が渦巻状に巻回される場合に、縮み方向の力を受けない
ために金属多孔体が電極群の内側へ凸形に変形しないこ
と、および金属の弾性により帯状金属板の端縁部が対極
側へ凸となる状態が起こりにくいことから短絡不良が防
止できるというものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、溶接し
た金属板が渦巻の内側、金属多孔体が渦巻の外側となる
ように巻回して渦巻状電極群を形成すると、帯状金属板
と活物質充填部との境界部が対極と対向している場合、
帯状金属板を溶接している側の面とは反対側の面の金属
多孔体（活物質未充填部）が巻回時に亀裂を生じ、この
亀裂によってバリ（金属多孔体の骨格が破断されて突出
した状態）が発生し、このバリが渦巻の外側に突出する
ために、セパレータを貫通して対極に接触してショート
に至っていた。

【０００９】また、活物充填部と帯状金属板との境界部
にもバリを生じ、このバリによってもショートに至って
いた。そして、帯状金属板を金属多孔体（活物質未充填
部）に溶接する方法としては、抵抗シーム溶接、超音波
シーム溶接等があるが、帯状金属板が平板であると、溶
接後、活物質保持体の長手方向に反りが発生し、この反
りに起因して巻回時に巻ずれ等の不具合が発生するとい
う問題も生じた。

【００１０】そこで、本発明は上記問題点を解決するた
めに、三次元網目状構造を有する金属多孔体を活物質保
持体として用い、この活物質保持体に帯状金属板を固着
して渦巻状に巻回しても内部短絡が生じないアルカリ蓄
電池が得られるようにすることを目的としてなされたも
のである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るため、本発明のアルカリ蓄電池は、ニッケル正極の活
物質保持体の長手方向端部の活物質未充填部分に帯状金
属板が連続的に固着され、この帯状金属板と活物質充填
部との境界部が負極に対向するとともに、同帯状金属板
が外側になるように巻回されている。このように、活物
質未充填部分に帯状金属板が連続的に固着され、渦巻の
外側になるように巻回されていると、活物質未充填部分
は内外周差で圧縮され帯状金属板から剥がれようとする
が、活物質未充填部分に帯状金属板が連続的に固着され
ている場合は剥がれることはない。また、金属多孔体の
活物質未充填部分は渦巻の内側となるため、金属多孔体
の活物質未充填部分に外側向きのバリが発生することは
ない。このため、金属多孔体の活物質未充填部分での内
部短絡を抑制することが可能となる。

【００１２】また、帯状金属板のビッカース硬度が１１
０以下であると、帯状金属板は柔軟性が増すため、巻回
時に帯状金属板が渦巻の外方に向けてさらに延伸できる
ようになるため、渦巻の内側になる金属多孔体の活物質
未充填部分は帯状金属板からさらに剥がれることが防止
できるようになる。そして、帯状金属板と活物質充填部
との境界部に発生したバリについても、耐食性の保護材
を備えるようにすると、さらに内部短絡を抑制すること
が可能となる。

【００１３】一方、本発明のアルカリ蓄電池の製造法
は、ニッケル正極の活物質保持体の長手方向端部の活物
質未充填部分に帯状金属板を固着する固着工程と、帯状
金属板と活物質充填部との境界部が負極と対向するとと
もに、同帯状金属板が外側になるように巻回する巻回工
程とを備えるようにしている。このように、活物質未充
填部分に帯状金属板が連続的に固着され、帯状金属板が
渦巻の外側になるように巻回すると、巻回時に帯状金属
板が渦巻の外方に向けて延伸することにより、渦巻の内
側になる金属多孔体の活物質未充填部分は帯状金属板か
ら剥がれることはない。また、金属多孔体の活物質未充
填部分は渦巻の内側となるため、金属多孔体の活物質未
充填部分に外側向きのバリが発生することはない。この
ため、金属多孔体の活物質未充填部分での内部短絡を抑
制することが可能となる。さらに帯状金属板を外側に巻
回することによって、巻回時の巻ズレも、帯状金属板を
内側に巻回する場合に対して良好な結果であった。

【００１４】そして、帯状金属板は長手方向の一辺のみ
に不連続な半円形の切欠部を有し、この切欠部を有した
側が活物質保持体より外部に向けて突出するように活物
質保持体に連続的に固着した後、切欠部を長手方向に切
断する切断工程を備えるようにすると、長手方向の一辺
のみに不連続な半円形の切欠部を有した帯状金属板は切
欠部を有しない帯状金属板よりも破断伸び率が大きくな
るため、このような切欠部を有した帯状金属板を活物質
保持体に連続的に固着しても活物質保持体に反りを生じ
ることはない。

【００１５】このため、切欠部を長手方向に切断した
後、このような帯状金属板が固着された活物質保持体を
渦巻状に巻回しても巻ずれ等の巻回時の不具合を生じる
ことが防止でき、均一な電極群を形成することが可能と
なる。この結果、この種の電極群の生産性が向上し、生
産歩留まりが向上する。そして、帯状金属板の破断伸び
率が大きくなって帯状金属板が柔らかくなると、活物質
保持体の反りが減少するが、帯状金属板が柔らかくなり
すぎると、逆に作業性が低下するため、破断伸び率は１
０〜３０％とすることが好ましい。このように破断伸び
率を１０〜３０％とするためには、切欠部を有した帯状
金属板を熱処理するようにして用いるか、あるいは金属
板素材中の炭素量を低減するとよい。

【００１６】また、帯状金属板を溶接した後、帯状金属
板と活物質充填部の境界部を加圧することにより、金属
多孔体の活物質未充填部の外側向きのバリの発生を抑制
することが可能になる。また、加圧によってバリを平坦
化した後、ポリプロピレン（ＰＰ）製粘着テープあるい
はポリプロピレン（ＰＰ）製熱溶着テープ等の耐食性保
護材を被覆すると、さらに内部短絡を抑制できるように
なる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の非焼結式電極を
用いたアルカリ蓄電池をニッケル−水素蓄電池に適用し
た場合の一実施の形態を図に基づいて説明する。なお、
図１は発泡ニッケルからなる活物質保持体に活物質を充
填した後、活物質未充填部分を形成した電極に帯状金属
板を溶着した状態を示す正面図であり、図２は活物質保
持体に活物質を充填した後、帯状金属板と活物質未充填
部分との境界部を加圧する状態を示す側面図である。ま
た、図３は図１の電極の帯状金属板をＸ−Ｘ線で切断し
た状態を示す正面図であり、図４は帯状金属板と活物質
未充填部分との境界部を加圧した後、この部分に保護材
を付加して渦巻状に巻回する状態を示す実施例２の電極
群を構成する前の側面図である。図５は比較例１の電極
群を構成する前の側面図であり、図６は比較例２の電極
群を構成する前の側面図である。

【００１８】１．帯状金属板の作製 鉄にニッケルメッキを施した帯状金属板１０を用意し、
この帯状金属板１０の上部に多数の半円形の切欠部１
１，１１を形成した。なお、この帯状金属板１０のビッ
カース硬度は１２０〜１２５である。この後、還元雰囲
気中で６００〜７００℃の温度範囲で約２時間加熱して
熱処理を行った。この熱処理により、帯状金属板１０の
ビッカース硬度は１１０以下に低下して柔らかくなる。
また、切欠部１１，１１が形成された帯状金属板１０は
熱処理により柔らかくなって、破断伸び率が１０〜３０
％と向上する。なお、上述のように、多数の半円形の切
欠部１１，１１を形成した後、熱処理して、ビッカース
硬度が１１０以下に低下するとともに破断伸び率が１０
〜３０％に向上した帯状金属板１０は、後述する溶接時
に伸びやすくかつ縮みにくくなる。

【００１９】２．ニッケル正極板の作製 共沈成分として亜鉛２．５重量％とコバルト１重量％を
含有する水酸化ニッケル粉末９０重量部と、水酸化コバ
ルト粉末１０重量部と、酸化亜鉛粉末３重量部との混合
粉末に、ヒドロキシプロピルセルロースの０．２重量％
水溶液５０重量部を添加混練して活物質スラリーを作製
する。

【００２０】このようにして作製した活物質スラリー
を、基体目付が６００ｇ／ｍ²で厚みが約２ｍｍのニッ
ケル発泡体（ニッケルスポンジ）からなる金属多孔体
（活物質保持体）２１に充填する。なお、圧延後の活物
質充填密度が約２．９ｇ／ｃｃ−ｖｏｉｄとなるように
活物質スラリーを充填する。ついで、活物質スラリーを
充填した活物質保持体２０を乾燥させた後、厚みが約
０．６０ｍｍになるまで圧延した後、所定寸法（例え
ば、Ｈ（高さ）＝３４．５ｍｍ，Ｗ（幅）＝３００ｍ
ｍ）に切断してニッケル正極板２０を作成する。

【００２１】ついで、このように活物質スラリーを充填
したニッケル正極板２０の長辺側上辺部２２に図示しな
い超音波ホーンを押し当てて、この上辺部２２に垂直方
向に超音波振動を加えて、ニッケル正極板２０の長辺側
上辺部２２に充填された活物質を活物質保持体２１より
脱落させて活物質除去部分を形成する。なお、超音波ホ
ーンを押し当てて超音波振動を与えることにより、上辺
部２２は若干圧縮されて薄肉部となる。

【００２２】ａ．実施例１ ついで、上述のようにして作製した帯状金属板１０を活
物質除去部分に押し当て、抵抗シーム溶接あるいは超音
波シーム溶接により、帯状金属板１０を活物質保持体２
１の活物質除去部分に連続的に溶着した。この後、図２
に示すように、帯状金属板１０と活物質充填部分との境
界部に加圧部材２０ａを押しつけて加圧して、活物質除
去部分に生じたバリを抑制する。ついで、図１のＸ−Ｘ
線に沿って切断して、図３に示すように、帯状金属板１
０の半円形の切欠部１１，１１が形成された部分が除去
された実施例１のニッケル正極板ａを作製した。

【００２３】ｂ．実施例２ 実施例１と同様に、帯状金属板１０を活物質除去部分に
押し当て、抵抗シーム溶接あるいは超音波シーム溶接に
より、帯状金属板１０を活物質保持体２１の活物質除去
部分に連続的に溶着した。この後、図２に示すように、
帯状金属板１０と活物質充填部分との境界部に加圧部材
２０ａを押しつけて加圧した後、図４に示すように、こ
の境界部にポリプロピレン製の粘着フィルムあるいは熱
溶着フィルムを接着あるいは熱溶着して貼着した。これ
により、活物質除去部分に生じたバリは完全に抑制され
ることとなる。ついで、図１のＸ−Ｘ線に沿って切断し
て、図３に示すように、帯状金属板１０の半円形の切欠
部１１，１１が形成された部分が除去された実施例２の
ニッケル正極板ｂを作製した。

【００２４】ｃ．比較例１ 実施例１と同様に活物質が充填され、かつ活物質除去部
分が形成された活物質保持体２１の活物質除去部分に、
鉄にニッケルメッキを施した帯状金属板１５を押し当
て、抵抗シーム溶接あるいは超音波シーム溶接により、
帯状金属板１５を活物質保持体２１の活物質除去部分に
連続的に溶着して比較例１のニッケル正極板ｃを作製し
た。なお、この比較例１のニッケル正極板ｃの帯状金属
板１５の幅は上述した帯状金属板１０の幅より短く形成
されており、図５に示すように、セパレータ４０を介し
て負極３０を対向させると帯状金属板１５と活物質充填
部分との境界部は対向する負極３０の上端よりも上部に
突出している。

【００２５】ｄ．比較例２ 実施例１と同様に、帯状金属板１０を活物質除去部分に
押し当て、抵抗シーム溶接あるいは超音波シーム溶接に
より、帯状金属板１０を活物質保持体２１の活物質除去
部分に連続的に溶着した。ついで、図１のＸ−Ｘ線に沿
って切断して、図３に示すように、帯状金属板１０の半
円形の切欠部１１，１１が形成された部分が除去された
比較例２のニッケル正極板ｄを作製した。

【００２６】３．負極の作製 ミッシュメタル（Ｍｍ：希土類元素の混合物）、ニッケ
ル、コバルト、アルミニウム、およびマンガンを１：
３．４：０．８：０．２：０．６の比率で混合し、この
混合物をアルゴンガス雰囲気の高周波誘導炉で誘導加熱
して合金溶湯となす。この合金溶湯を公知の方法で鋳型
に流し込み、冷却して、組成式Ｍｍ_1.0Ｎｉ_3.4Ｃｏ_0.8
Ａｌ_0.2Ｍｎ_0.6で表される水素吸蔵合金のインゴットを
作製した。

【００２７】この水素吸蔵合金インゴットを機械的に粗
粉砕した後、不活性ガス雰囲気中で平均粒子径が約１０
０μｍになるまで機械的に粉砕する。このようにして作
製した水素吸蔵合金粉末にポリエチレンオキサイド等の
結着剤と、適量の水を加えて混合して水素吸蔵合金スラ
リーを作製する。このスラリーをパンチングメタルから
なる活物質保持体の両面に、圧延後の活物質密度が所定
量（例えば、５ｇ／ｃｃ）になるように塗着した後、乾
燥、圧延を行った後、所定寸法（例えば、幅３４．５ｍ
ｍで長さが３５０ｍｍ）に切断して水素吸蔵合金負極板
３０を作製した。

【００２８】４．ニッケル−水素電池の作製 ａ．実施例１，２ 図４（なお、図４は実施例２の場合を示すが、各極板及
びセパレータの配置は実施例１も同様である）に示すよ
うに、上述のように作製した実施例１のニッケル正極板
ａおよび実施例２のニッケル正極板ｂと、上述のように
作製した水素吸蔵合金負極板３０とをそれぞれポリプロ
ピレン製不織布からなるセパレータ（厚みが約０．２ｍ
ｍのもの）４０を介して重ね合わせた。このとき、ニッ
ケル正極板ａ，ｂに溶着された帯状金属板１０が渦巻の
外側になるように、かつ帯状金属板１０と活物質充填部
との境界部が水素吸蔵合金負極板３０と対向するように
配置した後、渦巻の最外周がセパレータ４０となるよう
にして巻回することにより、実施例１および実施例２の
渦巻状電極群を作製した。なお、実施例１および実施例
２の渦巻状電極群は、活物質未充填部分と対向していな
い帯状金属板１０の端部をセパレータ４０より突出させ
ることにより、帯状金属板１０の端部と集電体との溶接
を容易にすることができる。

【００２９】ついで、これらの各渦巻状電極群の負極板
３０の端部と図示しない負極集電板とを抵抗溶接すると
ともに、ニッケル正極板２０の帯状金属板１０の端部と
図示しない正極集電板とを抵抗溶接した。この後、有底
円筒形の金属外装缶を用意し、各集電板を溶接した各渦
巻状電極群をそれぞれの金属外装缶内に挿入し、正極集
電板の電解液注液孔より一方の溶接電極を挿入して負極
集電板に当接させるとともに金属外装缶の底部に他方の
溶接電極を当接して、負極集電板と金属外装缶の底部を
スポット溶接した。

【００３０】一方、正極キャップと蓋体とからなる封口
体を用意し、正極集電板の導出部を蓋体の底部に接触さ
せて、蓋体の底部と導出部とを溶接して接続した。この
後、金属外装缶内に電解液（例えば、水酸化リチウム
（ＬｉＯＨ）と水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を含有し
た８Ｎの水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液）を注入し、
封口体を封口ガスケットを介して外装缶の開口部に載置
するとともに、この開口部を封口体側にかしめて封口し
て、公称容量３０００ｍＡＨの実施例１および実施例２
の各円筒形ニッケル−水素蓄電池を作製した。

【００３１】ｂ．比較例１ 図５に示すように、上述のように作製した比較例１のニ
ッケル正極板ｃと、上述のように作製した水素吸蔵合金
負極板３０とをそれぞれポリプロピレン製不織布からな
るセパレータ（厚みが約０．２ｍｍのもの）４０を介し
て重ね合わせた。このとき、ニッケル正極板ｃに溶着さ
れた帯状金属板１５が渦巻の内側になるように配置した
後、渦巻の最外周がセパレータ４０となるようにして卷
回することにより、比較例１の渦巻状電極群を作製し
た。ついで、実施例１，２と同様にして電池を構成し、
公称容量３０００ｍＡＨの比較例１の円筒形ニッケル−
水素蓄電池を作製した。

【００３２】ｃ．比較例２ 図６に示すように、上述のように作製した比較例２のニ
ッケル正極板ｄと、上述のように作製した水素吸蔵合金
負極板３０とをそれぞれポリプロピレン製不織布からな
るセパレータ（厚みが約０．２ｍｍのもの）４０を介し
て重ね合わせた。このとき、ニッケル正極板ｄに溶着さ
れた帯状金属板１０が渦巻の内側になるように配置した
後、渦巻の最外周がセパレータ４０となるようにして卷
回することにより、比較例２の渦巻状電極群を作製し
た。ついで、実施例１，２と同様にして電池を構成し、
公称容量３０００ｍＡＨの比較例２の円筒形ニッケル−
水素蓄電池を作製した。

【００３３】５．実験結果 ａ．卷回時の状況 上述のようにして作成した渦巻状電極群をそれぞれ１０
０個ずつ用意し、これらの各１００個ずつの渦巻状電極
群を目視により観察して、正・負極板およびセパレータ
が所定の位置、所定の幅の範囲内に位置すれば巻ずれは
無いと判定し、この範囲を超えると巻ずれが有ると判定
して巻ずれ数を測定すると、下記の表１に示すような結
果となった。また、上述のようにして作成した渦巻状電
極群をそれぞれ１００個ずつ用意し、これらの各１００
個ずつの渦巻状電極群の短絡数を測定すると、下記の表
１に示すような結果となった。

【００３４】

【表１】

【００３５】上記表１より明らかなように、実施例１及
び実施例２の電極群は比較例１及び比較例２の電極群よ
りも巻ずれ数が少ないことが分かる。これは、帯状金属
板１０の上部に多数の半円形の切欠部１１，１１を形成
した後、還元雰囲気中で熱処理を行ってビッカース硬度
が１１０以下に低下して柔らかくなるとともに、破断伸
び率が１０〜３０％と向上した帯状金属板１０を活物質
保持体２１に溶接しているため、活物質保持体２１の反
りが減少したことおよび帯状金属板１０が外側になるよ
うに巻回することによって巻ずれが低下したためと考え
られる。

【００３６】また、実施例１及び実施例２の電極群は比
較例１及び比較例２の電極群よりも短絡数が少ないこと
が分かる。これは、溶接時に伸びやすくかつ縮みにくく
なった帯状金属板１０が外側になるように巻回すること
によって、帯状金属板１０は渦巻の外方に向けて延伸す
るため、渦巻の内側になる活物質保持体２１の活物質未
充填部分２２は帯状金属板１０から剥がれることが減少
し、かつ、活物質保持体２１の活物質未充填部分２２は
渦巻の内側となるため、帯状金属板１０と活物質充填部
分の境界部以外となる活物質保持体２１の活物質未充填
部分２２に外側向きのバリが発生することが減少するた
め、活物質保持体２１の活物質未充填部分２２での内部
短絡を抑制することができ、さらに、帯状金属板１０を
溶接した後、帯状金属板１０と活物質充填部の境界部を
加圧することによって、活物質保持体２１の活物質未充
填部２２の内側向きのバリの発生も抑制することができ
たためと考えられる。

【００３７】一方、実施例１の電極群と実施例２の電極
群とを比較すると、実施例２の電極群の方が実施例１の
電極群より短絡数が少ないことが分かる。これは、帯状
金属板１０を溶接した後、帯状金属板と活物質充填部の
境界部を含む位置を加圧した後、ポリプロピレン（Ｐ
Ｐ）製粘着テープあるいはポリプロピレン（ＰＰ）製熱
溶着テープ等の耐食性の保護材を被覆することによっ
て、さらに内部短絡が抑制されたものと考えることがで
きる。

【００３８】６．破断伸び率およびビッカース硬度と極
板の反りとの関係 ついで、帯状金属板１０の破断伸び率およびビッカース
硬度と活物質保持体１０の反りとの関係について検討し
た。まず、上述した実施例１と同様に半円形の切欠部１
１，１１が形成された帯状金属板１０と、比較例２と同
様に半円形の切欠部が形成されていない帯状金属板１６
とを用意し、これらの各帯状金属板１０，１６の熱処理
温度および熱処理時間を調整して、ビッカース硬度（Ｈ
ｖ）が図８に示されるような値となった各帯状金属板１
０，１６を用い、これらの各帯状金属板１０，１６を活
物質除去部分に押し当て、抵抗シーム溶接あるいは超音
波シーム溶接により、各帯状金属板１０，１６を活物質
保持体２１の活物質除去部分に連続的に溶着した。この
後に、図７に示すように、活物質保持体２１の一端の下
部ｘに定規５０を当てて、活物質保持体２１の他端の下
部までの高さｙを測定して反り量（ｍｍ）を求めると、
図８に示すような結果となった。なお、反り量（ｍｍ）
の上限は巻回時に問題のないレベルである１．０ｍｍと
し、０．５ｍｍ以下なら全然問題がなかった。

【００３９】図８より明らかなように、ビッカース硬度
（Ｈｖ）が小さくなるに従って反り量（ｍｍ）が小さく
なることが分かる。また、ビッカース硬度（Ｈｖ）が同
じであっても、半円形の切欠部１１，１１が形成された
帯状金属板（図８においては片側開口有りとしている）
１０の方が、半円形の切欠部が形成されていない帯状金
属板（図８においては未開口としている）１６よりも反
り量（ｍｍ）が小さくなることが分かる。このことか
ら、反り量（ｍｍ）を０．５（ｍｍ）以下にするために
は、半円形の切欠部１１，１１が形成された帯状金属板
１０を用いるとともに、ビッカース硬度（Ｈｖ）が１１
０以下のものを選択して用いる必要がある。このよう
に、反り量（ｍｍ）を０．５（ｍｍ）以下とすることに
より、渦巻状電極群とする際の不具合が減少する。

【００４０】同様に、上述した実施例１と同様に半円形
の切欠部１１，１１が形成された帯状金属板１０と、比
較例２と同様に半円形の切欠部が形成されていない帯状
金属板１６とを用意し、これらの各帯状金属板１０，１
６の熱処理温度および熱処理時間を調整して、破断伸び
率（％）が図９に示されるような値となった各帯状金属
板１０，１６を用い、これらの各帯状金属板１０，１６
を活物質除去部分に押し当て、抵抗シーム溶接あるいは
超音波シーム溶接により、各帯状金属板１０，１６を活
物質保持体２１の活物質除去部分に連続的に溶着した。
この後に、図７に示すように、活物質保持体２１の一端
の下部ｘに定規５０を当てて、活物質保持体２１の他端
の下部までの高さｙを測定して反り量（ｍｍ）を求める
と、図９に示すような結果となった。

【００４１】図９より明らかなように、破断伸び率
（％）が大きくなるに従って反り量（ｍｍ）が小さくな
ることが分かる。また、破断伸び率（％）が同じであっ
ても、半円形の切欠部１１，１１が形成された帯状金属
板（図９においては片側開口有りとしている）１０の方
が、半円形の切欠部が形成されていない帯状金属板（図
９においては未開口としている）１６よりも反り量（ｍ
ｍ）が小さくなることが分かる。このことから、反り量
（ｍｍ）を０．５（ｍｍ）以下にするためには、半円形
の切欠部１１，１１が形成された帯状金属板１０を用い
るとともに、破断伸び率（％）が１０％以上のものを選
択して用いる必要がある。このように、反り量（ｍｍ）
を０．５（ｍｍ）以下とすることにより、渦巻状電極群
とする際の不具合が減少する。ただし、破断伸び率
（％）が３０％より大きくなって柔らかくなりすぎると
作業性が低下するため、破断伸び率（％）の上限値は３
０％とすることが好ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 発泡ニッケルからなる活物質保持体に活物質
を充填した後、活物質未充填部分を形成した電極に帯状
金属板を溶着した状態を示す正面図である。

【図２】 活物質保持体に活物質を充填した後、帯状金
属板と活物質未充填部分との境界部を加圧する状態を示
す側面図である。

【図３】 図１の電極の帯状金属板をＸ−Ｘ線で切断し
た状態を示す正面図である。

【図４】 帯状金属板と活物質未充填部分との境界部を
加圧した後、この部分に保護材を付加して渦巻状に巻回
する状態を示す実施例２の電極群を構成する前の側面図
である。

【図５】 比較例１の電極群を構成する前の側面図であ
る。

【図６】 比較例２の電極群を構成する前の側面図であ
る。

【図７】 活物質保持体の反り量を測定する状態を示す
図である。

【図８】 帯状金属板の破断伸び率と活物質保持体の反
り量の関係を示す図である。

【図９】 帯状金属板のビッカース硬度と活物質保持体
の反り量の関係を示す図である。

【符号の説明】

１０，１５，１６…帯状金属板、１１…半円形の切欠
部、２０…ニッケル正極板、２１…活物質保持体、２２
…活物質未充填部分、３０…負極板、４０…セパレータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山脇 章史 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 田川 洋之 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 吉田 武史 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5H016 AA05 BB00 BB04 BB05 BB08 CC00 CC01 EE01 EE09 HH00 5H028 AA05 AA07 BB00 BB04 BB05 BB07 CC22 EE06 HH00

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 三次元網目状構造を有する金属多孔体よ
   りなる活物質保持体に水酸化ニッケルを主体とした活物
   質が充填された非焼結式ニッケル正極と、負極とをセパ
   レータを介して巻回された電極群を備えたアルカリ蓄電
   池であって、 前記ニッケル正極の活物質保持体の長手方向端部の活物
   質未充填部分に帯状金属板が固着され、この帯状金属板
   と活物質充填部との境界部が前記負極に対向するととも
   に、同帯状金属板が外側になるように巻回されているこ
   とを特徴とするアルカリ蓄電池。
2. 【請求項２】 前記帯状金属板が前記活物質保持体の長
   手方向端部の活物質未充填部分に連続的に溶着されてい
   ることを特徴とする請求項１に記載のアルカリ蓄電池。
3. 【請求項３】 前記帯状金属板のビッカース硬度が１１
   ０以下であることを特徴とする請求項１または請求項２
   に記載のアルカリ蓄電池。
4. 【請求項４】 前記帯状金属板と活物質充填部との境界
   部に耐食性の保護材を備えるようにしたことを特徴とす
   る請求項１から請求項３に記載のアルカリ蓄電池。
5. 【請求項５】 三次元網目状構造を有する金属多孔体よ
   りなる活物質保持体に水酸化ニッケルを主体とする正極
   活物質を充填して非焼結式ニッケル正極を形成した後、
   このニッケル正極と負極とをセパレータを介して巻回し
   て電極群を形成するアルカリ蓄電池の製造方法であっ
   て、 前記ニッケル正極の活物質保持体の長手方向端部の活物
   質未充填部分に帯状金属板を固着する固着工程と、 前記帯状金属板と活物質充填部との境界部が前記負極と
   対向するとともに、同帯状金属板が外側になるように巻
   回する巻回工程とを備えたことを特徴とするアルカリ蓄
   電池の製造方法。
6. 【請求項６】 前記帯状金属板は長手方向の一辺のみに
   不連続な円形の切欠部を有し、この切欠部を有した側が
   前記活物質保持体より外部に向けて突出するように同活
   物質保持体に連続的に固着した後、前記切欠部を長手方
   向に切断する切断工程を備えたことを特徴とする請求項
   ５に記載のアルカリ蓄電池の製造方法。
7. 【請求項７】 前記不連続な円形の切欠部を有する帯状
   金属板の破断伸び率が１０〜３０％であることを特徴と
   する請求項５または請求項６に記載のアルカリ蓄電池の
   製造方法。
8. 【請求項８】 前記帯状金属板と活物質充填部との境界
   部に耐食性の保護材を付加する工程を備えたことを特徴
   とする請求項５から請求項７のいずれかに記載のアルカ
   リ蓄電池の製造方法。
9. 【請求項９】 前記活物質保持体に前記帯状金属板を固
   着した後、帯状金属板と活物質充填部との境界部を加圧
   する加圧工程を備えたことを特徴とする請求項５から請
   求項８のいずれかに記載のアルカリ蓄電池の製造方法。
10. 【請求項１０】 前記帯状金属板はビッカース硬度が１
    １０以下の材質から選択して用いるようにしたことを特
    徴とする請求項５から請求項９のいずれかに記載のアル
    カリ蓄電池の製造方法。