JP2000268849A - アルカリ蓄電池 - Google Patents
アルカリ蓄電池Info
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- 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
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- Secondary Cells (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 巻回体電極群の電極の基板に金属板集電端子
を溶接する際の溶接不良の発生を低減し、生産性が優
れ、かつ大電流用途用に適したアルカリ蓄電池を提供す
る。 【解決手段】 正極と負極とをセパレータを介して巻回
してなる巻回体電極群を電池缶内に収容するアルカリ蓄
電池において、正極、負極の少なくとも一方の電極を金
属多孔体からなる基板に電極合剤を充填することにより
構成するとともに、巻回体電極群の幅方向端部では基板
に電極合剤を充填せず基板が露出した部分を残し、その
基板の露出部分に金属多孔体からなる補強板を少なくと
も１枚圧着して補強し、その補強板で補強した部分に金
属板集電端子を多数点で接続することを特徴としてアル
カリ蓄電池を構成する。
を溶接する際の溶接不良の発生を低減し、生産性が優
れ、かつ大電流用途用に適したアルカリ蓄電池を提供す
る。 【解決手段】 正極と負極とをセパレータを介して巻回
してなる巻回体電極群を電池缶内に収容するアルカリ蓄
電池において、正極、負極の少なくとも一方の電極を金
属多孔体からなる基板に電極合剤を充填することにより
構成するとともに、巻回体電極群の幅方向端部では基板
に電極合剤を充填せず基板が露出した部分を残し、その
基板の露出部分に金属多孔体からなる補強板を少なくと
も１枚圧着して補強し、その補強板で補強した部分に金
属板集電端子を多数点で接続することを特徴としてアル
カリ蓄電池を構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルカリ蓄電池に
関し、さらに詳しくは、１０Ａ以上の大電流で充放電可
能なアルカリ蓄電池に関する。
関し、さらに詳しくは、１０Ａ以上の大電流で充放電可
能なアルカリ蓄電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】アルカリ蓄電池は、ポータブル電源とし
て汎用されており、一般にこれらの電池は巻回体端部の
一部に金属端子を接続することによって電流を取り出し
ているが、例えば電動工具の電源として使用する場合、
１０Ａ以上、特に大きな動力を必要とする場合には５０
Ａ程度の大電流で使用されることがあるため、その内部
抵抗を小さくする必要がある。
て汎用されており、一般にこれらの電池は巻回体端部の
一部に金属端子を接続することによって電流を取り出し
ているが、例えば電動工具の電源として使用する場合、
１０Ａ以上、特に大きな動力を必要とする場合には５０
Ａ程度の大電流で使用されることがあるため、その内部
抵抗を小さくする必要がある。
【０００３】そのため、ニッケル−カドミウム電池では
セパレータを介して正極と負極とを巻回した巻回体電極
群における各電極の基板の幅方向端面に金属板集電端子
を５点以上の多数点で溶接することによって内部抵抗を
小さくすることが提案されている。これは、電極の巻回
方向に対して電流の取り出し部位を多く設けることによ
り、電極各部の抵抗が比較的均一になるという考えに基
づいている。
セパレータを介して正極と負極とを巻回した巻回体電極
群における各電極の基板の幅方向端面に金属板集電端子
を５点以上の多数点で溶接することによって内部抵抗を
小さくすることが提案されている。これは、電極の巻回
方向に対して電流の取り出し部位を多く設けることによ
り、電極各部の抵抗が比較的均一になるという考えに基
づいている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記ニッケ
ル−カドミウム電池では、負極の基板にはパンチングメ
タルが用いられており、正極にはシンター式電極と呼ば
れる内部に穿孔鋼板を有する電極が用いられているの
で、巻回体電極群における電極の基板の幅方向端面は、
負極側はパンチングメタル、正極側は穿孔鋼板の鋼板部
分で構成されているため、金属板集電端子を溶接する場
合に強度的に問題がない。
ル−カドミウム電池では、負極の基板にはパンチングメ
タルが用いられており、正極にはシンター式電極と呼ば
れる内部に穿孔鋼板を有する電極が用いられているの
で、巻回体電極群における電極の基板の幅方向端面は、
負極側はパンチングメタル、正極側は穿孔鋼板の鋼板部
分で構成されているため、金属板集電端子を溶接する場
合に強度的に問題がない。
【０００５】しかしながら、最近では、高容量化に対す
る要求から、負極に水素吸蔵合金を用いるニッケル水素
蓄電池が使用されるようになり、このニッケル水素蓄電
池では、電極の基板として金属多孔体を用いたペースト
式電極が使用されるようになってきた。特に上記ニッケ
ル水素蓄電池において、正極のニッケル極をペースト式
電極とした場合、正極活物質の水酸化ニッケルの導電性
が低いため、大電流用途用のニッケル水素蓄電池では、
基板として集電作用の優れた金属多孔体を用いる必要が
ある。
る要求から、負極に水素吸蔵合金を用いるニッケル水素
蓄電池が使用されるようになり、このニッケル水素蓄電
池では、電極の基板として金属多孔体を用いたペースト
式電極が使用されるようになってきた。特に上記ニッケ
ル水素蓄電池において、正極のニッケル極をペースト式
電極とした場合、正極活物質の水酸化ニッケルの導電性
が低いため、大電流用途用のニッケル水素蓄電池では、
基板として集電作用の優れた金属多孔体を用いる必要が
ある。
【０００６】この金属多孔体は、ニッケル−カドミウム
電池に使用されている穿孔鋼板に比べて強度的に劣るた
め、金属板集電端子と溶接した場合、溶接ヘッドのヘッ
ド圧に耐えられずに破壊が生じて溶接を確実に行なうこ
とができず、そのため、内部抵抗が上昇しやすいという
問題があった。
電池に使用されている穿孔鋼板に比べて強度的に劣るた
め、金属板集電端子と溶接した場合、溶接ヘッドのヘッ
ド圧に耐えられずに破壊が生じて溶接を確実に行なうこ
とができず、そのため、内部抵抗が上昇しやすいという
問題があった。
【０００７】そこで、基板として金属多孔体を用いたペ
ースト式電極では、電極の基板の幅方向端部にニッケル
薄板を溶接することによって強度を増加させることが提
案されているが、工程が煩雑化するとともに、ニッケル
薄板と金属多孔体との密着性が悪く、溶接不良が生じる
可能性がある。また、金属多孔体を基板として用いたペ
ースト式電極では、基板への電極合剤の充填量を多くす
るため、電極をプレスすることが行なわれるが、電極合
剤の充填前の金属多孔体にニッケル薄板を溶接した場合
には、電極のプレス時にニッケル薄板と電極合剤の充填
部とに伸び率の違いが生じるため、電極のプレス工程が
困難になり、生産性を低下させる原因になる。さらに、
金属多孔体からなる基板に電極合剤の充填後にニッケル
薄板を溶接する場合には、溶接時にスパークが生じやす
いため、溶接自体が困難になるという問題もあった。
ースト式電極では、電極の基板の幅方向端部にニッケル
薄板を溶接することによって強度を増加させることが提
案されているが、工程が煩雑化するとともに、ニッケル
薄板と金属多孔体との密着性が悪く、溶接不良が生じる
可能性がある。また、金属多孔体を基板として用いたペ
ースト式電極では、基板への電極合剤の充填量を多くす
るため、電極をプレスすることが行なわれるが、電極合
剤の充填前の金属多孔体にニッケル薄板を溶接した場合
には、電極のプレス時にニッケル薄板と電極合剤の充填
部とに伸び率の違いが生じるため、電極のプレス工程が
困難になり、生産性を低下させる原因になる。さらに、
金属多孔体からなる基板に電極合剤の充填後にニッケル
薄板を溶接する場合には、溶接時にスパークが生じやす
いため、溶接自体が困難になるという問題もあった。
【０００８】本発明は、上記のような従来技術の問題点
を解決し、大電流用途用のアルカリ蓄電池において、金
属板集電端子を溶接する電極の基板の幅方向端部の強度
を向上させ、大電流用途用に適したアルカリ蓄電池を提
供することを目的とする。
を解決し、大電流用途用のアルカリ蓄電池において、金
属板集電端子を溶接する電極の基板の幅方向端部の強度
を向上させ、大電流用途用に適したアルカリ蓄電池を提
供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、正極と負極と
をセパレータを介して巻回してなる巻回体電極群を電池
缶内に内蔵するアルカリ蓄電池において、正極、負極の
少なくとも一方の電極が、金属多孔体からなる基板に電
極合剤を充填したものからなるとともに、巻回体電極群
の幅方向端部の基板には電極合剤を充填せず基板の露出
した部分があり、その基板の露出部分に金属多孔体から
なる補強板を少なくとも１枚圧着して補強し、その補強
板で補強した部分に金属板集電端子を多数点で接続する
構造にすることにより、金属板集電端子との接続部分の
強度を向上させ、溶接不良を低減し、大電流用途用に適
したアルカリ蓄電池が得られるようにしたものである。
をセパレータを介して巻回してなる巻回体電極群を電池
缶内に内蔵するアルカリ蓄電池において、正極、負極の
少なくとも一方の電極が、金属多孔体からなる基板に電
極合剤を充填したものからなるとともに、巻回体電極群
の幅方向端部の基板には電極合剤を充填せず基板の露出
した部分があり、その基板の露出部分に金属多孔体から
なる補強板を少なくとも１枚圧着して補強し、その補強
板で補強した部分に金属板集電端子を多数点で接続する
構造にすることにより、金属板集電端子との接続部分の
強度を向上させ、溶接不良を低減し、大電流用途用に適
したアルカリ蓄電池が得られるようにしたものである。
【００１０】すなわち、本発明は、金属多孔体からなる
基板と金属多孔体からなる補強板とを重ねて圧着するこ
とにより、それら基板や補強板を構成する金属多孔体が
一体化する性質を有することを見出し、基板と補強板と
の圧着によって幅方向端部を基板の電極合剤充填部より
も金属割合を増加させ、それによって、金属板集電端子
を溶接する部分の強度を向上させたものである。また、
上記基板と補強板との圧着は金属多孔体同士の圧着にな
るので、電極のプレス時に伸び率の違いが生じないの
で、従来のニッケル薄板を溶接した場合に比べて、プレ
ス工程における不良率を低減することができ、さらに板
状金属板を用いないため、溶接時にスパークが生じるこ
ともない。
基板と金属多孔体からなる補強板とを重ねて圧着するこ
とにより、それら基板や補強板を構成する金属多孔体が
一体化する性質を有することを見出し、基板と補強板と
の圧着によって幅方向端部を基板の電極合剤充填部より
も金属割合を増加させ、それによって、金属板集電端子
を溶接する部分の強度を向上させたものである。また、
上記基板と補強板との圧着は金属多孔体同士の圧着にな
るので、電極のプレス時に伸び率の違いが生じないの
で、従来のニッケル薄板を溶接した場合に比べて、プレ
ス工程における不良率を低減することができ、さらに板
状金属板を用いないため、溶接時にスパークが生じるこ
ともない。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明において、基板を構成する
金属多孔体は、発泡金属または金属板もしくは穿孔した
金属板の両面を発泡金属層で挟み込んだものからなり、
その発泡金属の代表的な作製方法としては、ウレタンフ
ォームに電解ニッケルメッキ（ニッケル以外の金属メッ
キでもよい）を施し、そのニッケルメッキ後にウレタン
フォーム部分を熱分解させた後、焼結する方法が挙げら
れる。
金属多孔体は、発泡金属または金属板もしくは穿孔した
金属板の両面を発泡金属層で挟み込んだものからなり、
その発泡金属の代表的な作製方法としては、ウレタンフ
ォームに電解ニッケルメッキ（ニッケル以外の金属メッ
キでもよい）を施し、そのニッケルメッキ後にウレタン
フォーム部分を熱分解させた後、焼結する方法が挙げら
れる。
【００１２】本発明において用いる金属多孔体からなる
基板は、その目付け量が３００ｇ／ｍ2 以上、２０００
ｇ／ｍ2 以下であることが好ましく、４００ｇ／ｍ2 以
上、１２００ｇ／ｍ2 以下であることがより好ましい。
基板は、その目付け量が３００ｇ／ｍ2 以上、２０００
ｇ／ｍ2 以下であることが好ましく、４００ｇ／ｍ2 以
上、１２００ｇ／ｍ2 以下であることがより好ましい。
【００１３】金属多孔体からなる基板の目付け量を３０
０ｇ／ｍ2 以上にすることにより、幅方向端部での金属
量を増加させて、基板の強度を確保し、一方、２０００
ｇ／ｍ2 以下にすることにより、電極合剤の充填量を大
きく保つことができるとともに、金属多孔体からなる補
強板との圧着が容易になる。
０ｇ／ｍ2 以上にすることにより、幅方向端部での金属
量を増加させて、基板の強度を確保し、一方、２０００
ｇ／ｍ2 以下にすることにより、電極合剤の充填量を大
きく保つことができるとともに、金属多孔体からなる補
強板との圧着が容易になる。
【００１４】本発明において、金属多孔体からなる基板
とそれに圧着する金属多孔体からなる補強板とは、補強
板の目付け量を基板の目付け量よりも大きくすることが
好ましく、より好ましくは補強板の目付け量が基板の目
付け量の１．５倍以上、６倍以下、特に１．８倍以上、
２．５倍以下にすることが好ましい。
とそれに圧着する金属多孔体からなる補強板とは、補強
板の目付け量を基板の目付け量よりも大きくすることが
好ましく、より好ましくは補強板の目付け量が基板の目
付け量の１．５倍以上、６倍以下、特に１．８倍以上、
２．５倍以下にすることが好ましい。
【００１５】補強板の目付け量を基板の目付け量より大
きくすることにより、基板への電極合剤の充填量を大き
く保つとともに、基板の幅方向端部では少ない圧着枚数
で強度を向上できることから、圧着不良を低減でき、ま
た、局部的に金属多孔体の金属割合を増加できるので、
穿孔鋼板に近い強度にすることができる。
きくすることにより、基板への電極合剤の充填量を大き
く保つとともに、基板の幅方向端部では少ない圧着枚数
で強度を向上できることから、圧着不良を低減でき、ま
た、局部的に金属多孔体の金属割合を増加できるので、
穿孔鋼板に近い強度にすることができる。
【００１６】金属多孔体からなる基板の引っ張り強度と
しては、５０ｋｇ／ｃｍ2 以上、特に１００ｋｇ／ｃｍ
2 以上が好ましい。引っ張り強度を５０ｋｇ／ｃｍ2 以
上にすることにより、金属板集電端子と接続する際の強
度を確保することができるとともに、巻回時の電極体の
割れを低減することができる。
しては、５０ｋｇ／ｃｍ2 以上、特に１００ｋｇ／ｃｍ
2 以上が好ましい。引っ張り強度を５０ｋｇ／ｃｍ2 以
上にすることにより、金属板集電端子と接続する際の強
度を確保することができるとともに、巻回時の電極体の
割れを低減することができる。
【００１７】また、活物質の充填量を上げるためにも、
金属多孔体からなる基板の多孔度としては、９０体積％
以上が好ましく、より好ましくは９５体積％以上で９９
体積％以下であり、孔数としては、９０ＰＰＩ以上が好
ましく、１００ＰＰＩ以上がより好ましい。なお、上記
ＰＰＩとは１インチあたりの孔数の意味である。
金属多孔体からなる基板の多孔度としては、９０体積％
以上が好ましく、より好ましくは９５体積％以上で９９
体積％以下であり、孔数としては、９０ＰＰＩ以上が好
ましく、１００ＰＰＩ以上がより好ましい。なお、上記
ＰＰＩとは１インチあたりの孔数の意味である。
【００１８】上記金属多孔体からなる基板と金属多孔体
からなる補強板との圧着幅（巻回体の幅方向での圧着
幅）としては、１ｍｍ以上にすることが好ましく、２ｍ
ｍ以上にすることがより好ましく、５ｍｍ以下にするこ
とが好ましい。圧着幅を１ｍｍ以上にすることによっ
て、充分な強度を確保することができ、また、５ｍｍ以
下にすることにより、電極合剤を充填できる部分を大き
くし、大電流用途用に適した電池にすることができる。
からなる補強板との圧着幅（巻回体の幅方向での圧着
幅）としては、１ｍｍ以上にすることが好ましく、２ｍ
ｍ以上にすることがより好ましく、５ｍｍ以下にするこ
とが好ましい。圧着幅を１ｍｍ以上にすることによっ
て、充分な強度を確保することができ、また、５ｍｍ以
下にすることにより、電極合剤を充填できる部分を大き
くし、大電流用途用に適した電池にすることができる。
【００１９】なお、電極合剤充填部の有効体積を大きく
するため、基板の電極合剤が充填されていない露出部分
と補強板の圧着幅とを同一幅にすることが好ましいが、
圧着する装置の精度にもよるため、必ずしも同一幅とす
る必要はなく、少なくとも金属板集電端子と接続する部
分に補強板が圧着されておれば、強度を確保することが
できる。
するため、基板の電極合剤が充填されていない露出部分
と補強板の圧着幅とを同一幅にすることが好ましいが、
圧着する装置の精度にもよるため、必ずしも同一幅とす
る必要はなく、少なくとも金属板集電端子と接続する部
分に補強板が圧着されておれば、強度を確保することが
できる。
【００２０】また、補強板の圧着枚数としては、必要と
される強度に応じて適宜調整すればよく、圧着枚数が多
いほど強度が高くなるが、あまりに多くなると圧着が困
難になるため、１枚または２枚が好ましい。
される強度に応じて適宜調整すればよく、圧着枚数が多
いほど強度が高くなるが、あまりに多くなると圧着が困
難になるため、１枚または２枚が好ましい。
【００２１】本発明において、補強板で補強した基板
は、正極、負極の両者に用いることが好ましいが、特に
大電流用途用のアルカリ蓄電池に用いられる正極の場
合、導電性の劣るペースト式ニッケル極としているた
め、正極に適用すると、本発明の効果がより顕著に発揮
される。
は、正極、負極の両者に用いることが好ましいが、特に
大電流用途用のアルカリ蓄電池に用いられる正極の場
合、導電性の劣るペースト式ニッケル極としているた
め、正極に適用すると、本発明の効果がより顕著に発揮
される。
【００２２】本発明における巻回体電極群は、前記のよ
うな特定構成の金属多孔体からなる基板にペースト状の
電極合剤を充填し、乾燥、プレスした後、得られたシー
ト状電極をセパレータを介して巻回することにより作製
されるが、その際、金属板集電端子との溶接時の短絡を
防止するため、正極と負極を巻回方向において０．５ｍ
ｍ以上、５ｍｍ以下、特に１ｍｍ以上、３ｍｍ以下の範
囲でずらした状態で巻回することが好ましい。
うな特定構成の金属多孔体からなる基板にペースト状の
電極合剤を充填し、乾燥、プレスした後、得られたシー
ト状電極をセパレータを介して巻回することにより作製
されるが、その際、金属板集電端子との溶接時の短絡を
防止するため、正極と負極を巻回方向において０．５ｍ
ｍ以上、５ｍｍ以下、特に１ｍｍ以上、３ｍｍ以下の範
囲でずらした状態で巻回することが好ましい。
【００２３】
【実施例】つぎに、実施例を挙げて本発明をより具体的
に説明するが、本発明はそれらの実施例のみに限定され
るものではない。なお、以下において、部とあるのは重
量部を意味する。
に説明するが、本発明はそれらの実施例のみに限定され
るものではない。なお、以下において、部とあるのは重
量部を意味する。
【００２４】実施例１ 水酸化ニッケル粉末１００部に対してコバルト粉末を６
部、カルボニルニッケル粉末を８部、カルボキシメチル
セルロースを１．５部およびポリテトラフルオロエチレ
ンを５部の割合で含んだ水系の正極合剤含有ペーストを
調製した。
部、カルボニルニッケル粉末を８部、カルボキシメチル
セルロースを１．５部およびポリテトラフルオロエチレ
ンを５部の割合で含んだ水系の正極合剤含有ペーストを
調製した。
【００２５】基板としては、目付け量４００ｇ／ｍ
2 （多孔度９８体積％、孔数１００ＰＰＩ）、長さ２８
０ｍｍ、幅３３ｍｍの発泡ニッケルを用い、この基板の
幅方向の一方の端部に補強板として目付け量８００ｇ／
ｍ2 の発泡ニッケルを幅２ｍｍに渡って１枚圧着した。
この補強板を圧着した状態の基板の側面図を模式的に図
１に示す。また、図１のＡ−Ａ線断面図を図２に示す。
図１および図２に示すように、基板２０の幅方向の一方
の端部に補強板２１が圧着されている。なお、図１にお
いては、補強板２１をわかりやすくするために、補強板
２１にドットを付している。この実施例１では、上記基
板２０として目付け量４００ｇ／ｍ2 の発泡ニッケルを
用い、補強板２１には目付け量８００ｇ／ｍ2 の発泡ニ
ッケルを用いている。この図１や図２を含め、後出の図
３や図４も模式的に示したものであり、各構成部材の寸
法比は必ずしも正確ではない。
2 （多孔度９８体積％、孔数１００ＰＰＩ）、長さ２８
０ｍｍ、幅３３ｍｍの発泡ニッケルを用い、この基板の
幅方向の一方の端部に補強板として目付け量８００ｇ／
ｍ2 の発泡ニッケルを幅２ｍｍに渡って１枚圧着した。
この補強板を圧着した状態の基板の側面図を模式的に図
１に示す。また、図１のＡ−Ａ線断面図を図２に示す。
図１および図２に示すように、基板２０の幅方向の一方
の端部に補強板２１が圧着されている。なお、図１にお
いては、補強板２１をわかりやすくするために、補強板
２１にドットを付している。この実施例１では、上記基
板２０として目付け量４００ｇ／ｍ2 の発泡ニッケルを
用い、補強板２１には目付け量８００ｇ／ｍ2 の発泡ニ
ッケルを用いている。この図１や図２を含め、後出の図
３や図４も模式的に示したものであり、各構成部材の寸
法比は必ずしも正確ではない。
【００２６】上記基板に、補強板の圧着部を除いて正極
合剤含有ペーストを両面に塗布し、乾燥、プレス後、シ
ート状の正極を作製した。
合剤含有ペーストを両面に塗布し、乾燥、プレス後、シ
ート状の正極を作製した。
【００２７】上記とは別に、ＭｍＮｉ3.55Ｃｏ0.75Ｍｎ
0.4 Ａｌ0.3 Ｍｏ0.04の組成で示されるＭｍ−Ｎｉ系の
水素吸蔵合金を負極活物質として用い、この水素吸蔵合
金粉末１００部に対してバインダーとしてポリビニルア
ルコールを固形分として１部およびポリビニルピロリド
ンを固形分として１部の割合で含んだ負極合剤を固形分
とする水系ペーストを調製し、これを基板となる穿孔し
た鉄ニッケルメッキ鋼板の両面に塗布し、乾燥、プレス
後、シート状の負極を作製した。
0.4 Ａｌ0.3 Ｍｏ0.04の組成で示されるＭｍ−Ｎｉ系の
水素吸蔵合金を負極活物質として用い、この水素吸蔵合
金粉末１００部に対してバインダーとしてポリビニルア
ルコールを固形分として１部およびポリビニルピロリド
ンを固形分として１部の割合で含んだ負極合剤を固形分
とする水系ペーストを調製し、これを基板となる穿孔し
た鉄ニッケルメッキ鋼板の両面に塗布し、乾燥、プレス
後、シート状の負極を作製した。
【００２８】上記のようにして作製した正極と負極を用
い、セパレータを介して正極と負極が巻回端部から巻回
方向に１ｍｍずれた位置関係で対向するように巻回した
巻回体電極群を作製した。
い、セパレータを介して正極と負極が巻回端部から巻回
方向に１ｍｍずれた位置関係で対向するように巻回した
巻回体電極群を作製した。
【００２９】電池は、上記巻回体電極群に金属板集電端
子を溶接する工程を経て作製されるが、本発明と従来技
術との相違は、上記巻回体電極群に金属板集電端子を溶
接する工程での不良発生に顕著な差を生じることにある
ので、電池の構成の説明より先に、巻回体電極群に金属
板集電端子を溶接するところまでを他の実施例や比較例
について説明し、その後で電池の構成について説明す
る。
子を溶接する工程を経て作製されるが、本発明と従来技
術との相違は、上記巻回体電極群に金属板集電端子を溶
接する工程での不良発生に顕著な差を生じることにある
ので、電池の構成の説明より先に、巻回体電極群に金属
板集電端子を溶接するところまでを他の実施例や比較例
について説明し、その後で電池の構成について説明す
る。
【００３０】実施例２ 実施例１において、補強板として目付け量６００ｇ／ｍ
2（多孔度９９体積％、孔数１１０ＰＰＩ）の発泡ニッ
ケルを圧着幅３ｍｍに渡って１枚圧着し、正極と負極を
巻回端部から巻回方向に２ｍｍずらして巻回した以外
は、実施例１と同様にして巻回体電極群を作製した。
2（多孔度９９体積％、孔数１１０ＰＰＩ）の発泡ニッ
ケルを圧着幅３ｍｍに渡って１枚圧着し、正極と負極を
巻回端部から巻回方向に２ｍｍずらして巻回した以外
は、実施例１と同様にして巻回体電極群を作製した。
【００３１】比較例１ 実施例１において、基板として目付け量４００ｇ／ｍ2
（多孔度９８体積％、孔数１００ＰＰＩ）、長さ２８０
ｍｍ、幅３ｍｍの発泡ニッケルだけを用い、正極と負極
とを巻回端部において同一位置に合わせた巻回体電極群
とした以外は、実施例１と同様にして巻回体電極群を作
製した。
（多孔度９８体積％、孔数１００ＰＰＩ）、長さ２８０
ｍｍ、幅３ｍｍの発泡ニッケルだけを用い、正極と負極
とを巻回端部において同一位置に合わせた巻回体電極群
とした以外は、実施例１と同様にして巻回体電極群を作
製した。
【００３２】上記のような巻回体電極群をそれぞれの実
施例、比較例について１００個ずつ作製し、それらの巻
回体電極群の正極の基板の幅方向端面に厚さ０．２ｍｍ
の円形のニッケル製の金属板集電端子を抵抗溶接機を用
いて溶接端子のヘッド圧５ｋｇｆ／ｃｍ2 の条件下で８
点で溶接し、溶接状態を調べた。溶接状態の評価は、溶
接時の不良（短絡を生じたものを不良と判定する）の発
生率により行なった。その結果を表１に示す。
施例、比較例について１００個ずつ作製し、それらの巻
回体電極群の正極の基板の幅方向端面に厚さ０．２ｍｍ
の円形のニッケル製の金属板集電端子を抵抗溶接機を用
いて溶接端子のヘッド圧５ｋｇｆ／ｃｍ2 の条件下で８
点で溶接し、溶接状態を調べた。溶接状態の評価は、溶
接時の不良（短絡を生じたものを不良と判定する）の発
生率により行なった。その結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】表１に示すように、実施例１〜２は、従来
品に相当する比較例１に比べて、溶接不良の発生が大幅
に少なかった。
品に相当する比較例１に比べて、溶接不良の発生が大幅
に少なかった。
【００３５】上記実施例１〜２に示すように、金属板集
電端子を溶接する部分を補強板で補強した基板を用いて
巻回体電極群を作製した場合には、金属板集電端子との
溶接時の不良率が顕著に低減されることから、本発明に
よれば、内部抵抗を低減するために多数点で金属板集電
端子と接続する必要のある大電流用途用のアルカリ蓄電
池の製造が容易になる。
電端子を溶接する部分を補強板で補強した基板を用いて
巻回体電極群を作製した場合には、金属板集電端子との
溶接時の不良率が顕著に低減されることから、本発明に
よれば、内部抵抗を低減するために多数点で金属板集電
端子と接続する必要のある大電流用途用のアルカリ蓄電
池の製造が容易になる。
【００３６】つぎに、上記のように巻回体電極群に金属
板集電端子を溶接した後、常法に準じて電池組立を行な
った実施例１〜２の単２形アルカリ蓄電池と、巻回体電
極群の巻回方向の端部のみで集電した比較例２の単２形
アルカリ蓄電池との内部抵抗と１０Ａで放電したときの
対０．２Ｃ（０．６Ａ）容量比を測定した結果を表２に
示す。なお、実施例１の電池の構造は図３に示す通りで
あり、比較例２の電池の構造は図４に示す通りである。
ただし、説明は後で行なう。
板集電端子を溶接した後、常法に準じて電池組立を行な
った実施例１〜２の単２形アルカリ蓄電池と、巻回体電
極群の巻回方向の端部のみで集電した比較例２の単２形
アルカリ蓄電池との内部抵抗と１０Ａで放電したときの
対０．２Ｃ（０．６Ａ）容量比を測定した結果を表２に
示す。なお、実施例１の電池の構造は図３に示す通りで
あり、比較例２の電池の構造は図４に示す通りである。
ただし、説明は後で行なう。
【００３７】上記内部抵抗の測定は１ｋＨｚの交流を印
加することにより行い、１０Ａで放電したときの対０．
２Ｃの容量比は、１０Ａで終止電圧１Ｖまで放電したと
きの放電容量と０．６Ａで終止電圧１Ｖまで放電したと
きの放電容量を測定し、前者の後者に対する比率〔（１
０Ａ放電での放電容量／０．６Ａ放電での放電容量）×
１００〕により表示した。
加することにより行い、１０Ａで放電したときの対０．
２Ｃの容量比は、１０Ａで終止電圧１Ｖまで放電したと
きの放電容量と０．６Ａで終止電圧１Ｖまで放電したと
きの放電容量を測定し、前者の後者に対する比率〔（１
０Ａ放電での放電容量／０．６Ａ放電での放電容量）×
１００〕により表示した。
【００３８】
【表２】
【００３９】表２に示すように、実施例１〜２の電池
は、内部抵抗が小さく、また、比較例２の電池に比べ
て、１０Ａで放電したときの０．２Ｃ容量比が大きく、
大電流用途用のアルカリ蓄電池として適していた。
は、内部抵抗が小さく、また、比較例２の電池に比べ
て、１０Ａで放電したときの０．２Ｃ容量比が大きく、
大電流用途用のアルカリ蓄電池として適していた。
【００４０】ここで、実施例１の電池の構造を図３に基
づいて説明すると、正極１は水酸化ニッケルを活物質と
するペースト式ニッケル電極からなり、負極２は水素吸
蔵合金を活物質とするペースト式水素吸蔵合金電極から
なるが、この図３では正極１や負極２はその詳細につい
て示しておらず、基板などの詳細は省略して示してい
る。そして、上記正極１と負極２はセパレータ３を介し
て重ね合わせられ、渦巻状に巻回して巻回体電極群４と
して電池缶５内に挿入されている。この巻回体電極群４
の上部には金属板集電端子１２が配置し、この金属板集
電端子１２の下面は巻回体電極群４の正極１の基板の補
強板を圧着して補強した部分に溶接により接続されてい
る。なお、この図３において、正極１の本体部分より上
方に突出して金属板集電端子１２の下面と接続している
部分が基板に補強板を圧着して補強した部分に該当す
る。そして、この正極側の金属板集電端子１２のリボン
状の上方延伸部１２ａが封口板９の下面に溶接により接
続されている。また、上記巻回体電極群４の下部には負
極側の金属板集電端子１３が配置し、この負極側の金属
板集電端子１３の上面には負極２の基板の露出部分が溶
接により接続され、金属板集電端子１３の下面は電池缶
５の底部内面と接触している。そして、この実施例１で
は、上記正極側の金属板集電端子１２はニッケル製で、
負極側の金属板集電端子１３もニッケル製である。
づいて説明すると、正極１は水酸化ニッケルを活物質と
するペースト式ニッケル電極からなり、負極２は水素吸
蔵合金を活物質とするペースト式水素吸蔵合金電極から
なるが、この図３では正極１や負極２はその詳細につい
て示しておらず、基板などの詳細は省略して示してい
る。そして、上記正極１と負極２はセパレータ３を介し
て重ね合わせられ、渦巻状に巻回して巻回体電極群４と
して電池缶５内に挿入されている。この巻回体電極群４
の上部には金属板集電端子１２が配置し、この金属板集
電端子１２の下面は巻回体電極群４の正極１の基板の補
強板を圧着して補強した部分に溶接により接続されてい
る。なお、この図３において、正極１の本体部分より上
方に突出して金属板集電端子１２の下面と接続している
部分が基板に補強板を圧着して補強した部分に該当す
る。そして、この正極側の金属板集電端子１２のリボン
状の上方延伸部１２ａが封口板９の下面に溶接により接
続されている。また、上記巻回体電極群４の下部には負
極側の金属板集電端子１３が配置し、この負極側の金属
板集電端子１３の上面には負極２の基板の露出部分が溶
接により接続され、金属板集電端子１３の下面は電池缶
５の底部内面と接触している。そして、この実施例１で
は、上記正極側の金属板集電端子１２はニッケル製で、
負極側の金属板集電端子１３もニッケル製である。
【００４１】環状ガスケット６はナイロン６６で作製さ
れ、電池蓋７は端子板８と封口板９とそれらで形成され
る内部空間に配置された金属バネ１０と弁体１１とで構
成され、電池缶５の開口部はこの電池蓋７などで封口さ
れている。つまり、電池缶５内に巻回体電極群４やそれ
に接続した正極側の金属板集電端子１２や負極側の金属
板集電端子１３などを挿入した後、電池缶５の開口端近
傍部分に底部が内周側に突出した環状の溝５ａを形成
し、その溝５ａの内周側突出部で環状ガスケット６の下
部を支えさせて環状ガスケット６と電池蓋７とを電池缶
５の開口部に配置し、電池缶５の溝５ａから先の部分を
内方に締め付けて電池缶５の開口部を封口している。上
記端子板８にはガス排出孔８ａが設けられ、封口板９に
はガス検知孔９ａが設けられ、端子板８と封口板９との
間には金属バネ１０と弁体１１とが配置されている。そ
して、封口板９の外周部を折り曲げて端子板８の外周部
を挟み込んで端子板８と封口板９とを固定している。
れ、電池蓋７は端子板８と封口板９とそれらで形成され
る内部空間に配置された金属バネ１０と弁体１１とで構
成され、電池缶５の開口部はこの電池蓋７などで封口さ
れている。つまり、電池缶５内に巻回体電極群４やそれ
に接続した正極側の金属板集電端子１２や負極側の金属
板集電端子１３などを挿入した後、電池缶５の開口端近
傍部分に底部が内周側に突出した環状の溝５ａを形成
し、その溝５ａの内周側突出部で環状ガスケット６の下
部を支えさせて環状ガスケット６と電池蓋７とを電池缶
５の開口部に配置し、電池缶５の溝５ａから先の部分を
内方に締め付けて電池缶５の開口部を封口している。上
記端子板８にはガス排出孔８ａが設けられ、封口板９に
はガス検知孔９ａが設けられ、端子板８と封口板９との
間には金属バネ１０と弁体１１とが配置されている。そ
して、封口板９の外周部を折り曲げて端子板８の外周部
を挟み込んで端子板８と封口板９とを固定している。
【００４２】封口板９は上記のように正極側の金属板集
電端子１２の上方延伸部１２ａと接続し、端子板８は上
記封口板９との接触により正極端子として機能できるよ
うになっている。そして、電池缶５は負極側の金属板集
電端子１３との接触により負極端子として作用する。
電端子１２の上方延伸部１２ａと接続し、端子板８は上
記封口板９との接触により正極端子として機能できるよ
うになっている。そして、電池缶５は負極側の金属板集
電端子１３との接触により負極端子として作用する。
【００４３】巻回体電極群４の上側周縁部には絶縁体１
４が配置され、負極端子としての機能を持つ電池缶５と
正極側の金属板集電端子１２との接触を防止している。
４が配置され、負極端子としての機能を持つ電池缶５と
正極側の金属板集電端子１２との接触を防止している。
【００４４】この電池は、通常の状況下では金属バネ１
０の押圧力により弁体１１がガス検知孔９ａを閉鎖して
いるので、電池内部は密閉状態に保たれているが、電池
内部にガスが発生して電池内部の圧力が異常に上昇した
場合には、金属バネ１０が収縮して弁体１１とガス検知
孔９ａとの間に隙間が生じ、電池内部のガスはガス検知
孔９ａおよびガス排出孔８ａを通過して電池外部に放出
し、それによって電池内圧が低下して電池内圧が正常に
戻った場合には、金属バネ１０が元の状態に復元し、そ
の押圧力により弁体１１が再びガス検知孔９ａを閉鎖し
て電池内部を密閉構造に保つようにする。
０の押圧力により弁体１１がガス検知孔９ａを閉鎖して
いるので、電池内部は密閉状態に保たれているが、電池
内部にガスが発生して電池内部の圧力が異常に上昇した
場合には、金属バネ１０が収縮して弁体１１とガス検知
孔９ａとの間に隙間が生じ、電池内部のガスはガス検知
孔９ａおよびガス排出孔８ａを通過して電池外部に放出
し、それによって電池内圧が低下して電池内圧が正常に
戻った場合には、金属バネ１０が元の状態に復元し、そ
の押圧力により弁体１１が再びガス検知孔９ａを閉鎖し
て電池内部を密閉構造に保つようにする。
【００４５】実施例２の電池は、上記実施例１の電池と
補強板の目付け量が異なる以外は、実施例１と同様の構
成からなり、その電池の構造も図３に示した実施例１の
電池とほぼ同様である。
補強板の目付け量が異なる以外は、実施例１と同様の構
成からなり、その電池の構造も図３に示した実施例１の
電池とほぼ同様である。
【００４６】これら実施例１〜２と対比する比較例２の
電池は、図４に示す通りであり、この比較例２の電池
は、巻回体電極群４の巻回方向の端部のみで集電してい
て、実施例１の電池のような金属板集電端子１２は用い
ておらず、正極１と封口板９との間をリード体１６で接
続し、負極側は、巻回体電極群４の最外周に配置する負
極２の基板の一部を露出させて、その露出部分を電池缶
５の内周面に接触させることによって、電池缶５が負極
端子として作用するようにしている。そして、巻回体電
極群４の下部および上部にはそれぞれ絶縁体１７、１８
が配置されているが、その他の構成は実施例１の電池と
ほぼ同様である。
電池は、図４に示す通りであり、この比較例２の電池
は、巻回体電極群４の巻回方向の端部のみで集電してい
て、実施例１の電池のような金属板集電端子１２は用い
ておらず、正極１と封口板９との間をリード体１６で接
続し、負極側は、巻回体電極群４の最外周に配置する負
極２の基板の一部を露出させて、その露出部分を電池缶
５の内周面に接触させることによって、電池缶５が負極
端子として作用するようにしている。そして、巻回体電
極群４の下部および上部にはそれぞれ絶縁体１７、１８
が配置されているが、その他の構成は実施例１の電池と
ほぼ同様である。
【００４７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、巻回
体電極群の電極の基板に金属板集電端子を溶接する際の
溶接不良の発生を低減し、生産性が優れ、かつ大電流用
途用に適したアルカリ蓄電池を提供することができた。
体電極群の電極の基板に金属板集電端子を溶接する際の
溶接不良の発生を低減し、生産性が優れ、かつ大電流用
途用に適したアルカリ蓄電池を提供することができた。
【図１】本発明の実施例１のアルカリ蓄電池の正極に使
用する基板に補強板を圧着した状態を模式的に示す側面
図である。
用する基板に補強板を圧着した状態を模式的に示す側面
図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明の実施例１のアルカリ蓄電池を模式的に
示す断面図である。
示す断面図である。
【図４】比較例２のアルカリ蓄電池を模式的に示す断面
図である。
図である。
１ 正極 ２ 負極 ３ セパレータ ４ 巻回体電極群 ５ 電池缶 １２ 金属板集電端子 ２０ 基板 ２１ 補強板
フロントページの続き (72)発明者 磯貝 正人 大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号 日立マ クセル株式会社内 (72)発明者 長井 龍 大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号 日立マ クセル株式会社内 Ｆターム(参考） 5H016 AA06 BB08 HH00 HH01 HH15 5H022 AA04 AA18 BB11 CC12 CC17 CC19 CC30 5H028 AA05 BB05 CC05 CC12 HH00 HH01
Claims (3)
- 【請求項１】 正極と負極とをセパレータを介して巻回
してなる巻回体電極群を電池缶内に収容するアルカリ蓄
電池であって、正極、負極の少なくとも一方の電極が、
金属多孔体からなる基板に電極合剤を充填したものから
なるとともに、巻回体電極群の幅方向端部には基板に電
極合剤を充填せず基板が露出した部分を有し、上記基板
の露出部分に金属多孔体からなる補強板を少なくとも１
枚圧着して補強し、その補強板で補強した部分に金属板
集電端子が多数点で接続されていることを特徴とするア
ルカリ蓄電池。 - 【請求項２】 補強板の目付け量が基板の目付け量より
大きいことを特徴とする請求項１記載のアルカリ蓄電
池。 - 【請求項３】 基板の露出部分が補強板で補強されてい
る電極が正極であることを特徴とする請求項１または２
記載のアルカリ蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11073386A JP2000268849A (ja) | 1999-03-18 | 1999-03-18 | アルカリ蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11073386A JP2000268849A (ja) | 1999-03-18 | 1999-03-18 | アルカリ蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000268849A true JP2000268849A (ja) | 2000-09-29 |
Family
ID=13516715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11073386A Withdrawn JP2000268849A (ja) | 1999-03-18 | 1999-03-18 | アルカリ蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000268849A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009059480A (ja) * | 2007-08-29 | 2009-03-19 | Panasonic Corp | 電極板用金属基材およびこれを用いた電極板、金属基材および電極板の製造方法並びにこの電極板を用いた電池 |
-
1999
- 1999-03-18 JP JP11073386A patent/JP2000268849A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009059480A (ja) * | 2007-08-29 | 2009-03-19 | Panasonic Corp | 電極板用金属基材およびこれを用いた電極板、金属基材および電極板の製造方法並びにこの電極板を用いた電池 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060606 |