JP2001196090A - アルカリ蓄電池 - Google Patents

アルカリ蓄電池

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JP2001196090A
JP2001196090A JP2000003285A JP2000003285A JP2001196090A JP 2001196090 A JP2001196090 A JP 2001196090A JP 2000003285 A JP2000003285 A JP 2000003285A JP 2000003285 A JP2000003285 A JP 2000003285A JP 2001196090 A JP2001196090 A JP 2001196090A
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case
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conductive tape
storage battery
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Satoshi Furuya
諭 古屋
Kota Asano
剛太 浅野
Masaharu Miyahisa
正春 宮久
Yoshimasa Inaba
吉尚 稲葉
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 極板群の最外周部を導電性テープで固定し、
高容量で耐衝撃性に優れ、高率放電性能に優れたのアル
カリ蓄電池を提供する。 【解決手段】 帯状の正極板と負極板との間にセパレー
タを介在させて渦巻状に巻回した極板群を電池ケース内
に収納してこのケース上部を封口板で密閉するアルカリ
蓄電池において、この極板群は、その外周部を導電性テ
ープで固定した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電極板をセパレー
タを介して渦巻状に巻回した密閉電池に関し、特にその
極板群の形態及び特性の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、機器のポータブル化、コードレス
化が急速に進む中、これらの電源として小型且つ軽量で
高エネルギー密度を有する二次電池への要望が高まりつ
つある。市場では、とくに高容量で、安価な二次電池が
要望されており、特にニッケル−水素蓄電池やニッケル
−カドミウム蓄電池などに代表されるアルカリ蓄電池へ
の期待が大きい。
【0003】従来このようなアルカリ蓄電池は、水酸化
ニッケルを主活物質とする正極板と負極板と、この両者
間に介在して電気的に絶縁するセパレータと負極板、正
極板を渦巻状に巻回して構成した極板群を金属製電池ケ
ースに収納した後、正極リードを缶の開口部を封口する
封口板に溶接する方式が一般的であり、負極はケース内
壁と接触させるか、リード端子を缶内底部に溶接してい
る。従って、その製法も簡単であることから、小型機器
用電源の主流を占めている。
【0004】しかしながら、極板群は、ケース挿入時
に、極板群最外周部がケース先端部に引っ掛かるのを防
ぐために、ケース内径に対して、90%〜96%の径に
とどめている。そのため、ケース挿入した時に、極板群
の緊縛度が低下する。すなわち、緩みを生じるため、極
板群最外周の負極板先端部は、直線に近づく。そのた
め、負極とケース内壁の接触面積は低く、通常約50%
〜70%の負極板のみがケース内壁に接触している。し
かし、この負極をケース内壁に接触させるのみで導通を
保つ方法は製法が簡単であるので広く採用させている
が、接触のみでは放電時における電圧低下が大きい。
【0005】従って、実開昭61−29464号公報で
は、ケースの深さ方向に沿って内部に向かって張出し程
度が大きくなる筋溝を設けた電池ケースに電極群を収納
して極板群下部と筋溝とを強く接触させる方法が提案さ
れている。また、特公昭62−40818号公報では、
電極群とケースとの接触を良くするために、ケースをそ
の外径よりも小さな内径を有する管状治具中に通過さ
せ、均一な圧力でムラなくケース全体の径を縮小させる
方法も提案されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ケース
に筋溝を形成した後にこれに電極群を収納する方法で
は、電極群の最外周部分が筋溝に突き当たったり、筋溝
の先端に引っ掛かったりして、電極群の下端周辺部が破
損するとともに、実質的な電極群収納率が低下して容量
が小さくなる。また、特公昭62−40818号公報で
は、電極群を収納後にケース全体の径を縮小させるので
そのような問題はないが、電池全体の外径を小さくする
には極めて大きな圧力が必要であり、生産性に劣るとい
う問題がある。
【0007】また、ケースには、一般に鉄にニッケルメ
ッキしたものが用いられているが、前記いずれの場合に
も筋溝形成や縮径加工によって、メッキが剥離する恐れ
がある。このような問題点がなく、かつ用途によっては
耐衝撃性の向上も可能な手段が強く望まれている。
【0008】本発明は、上記の課題を解決し、耐衝撃性
と高率放電特性に優れ、かつ高容量化が可能となるアル
カリ蓄電池を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のアルカリ蓄電池用極板群の最外周を導電性テ
ープで固定し、ケースに挿入するものである。また、そ
の極板群の径は、ケース内径に対して約98%〜99.
5%の径を有する。
【0010】このケース内にアルカリ電解液を注入して
ケースの上部を密閉したアルカリ蓄電池を構成するもの
である。
【0011】これによって、極板群の径を大きくするこ
とが可能であり、その結果、正極、負極により多くの活
物質を充填することができるため、高容量化アルカリ蓄
電池を提供することができる。
【0012】また、極板群はその形状が限りなく真円に
近いため、ケース内壁と負極板の接触面積が約90%以
上に向上し、かつ極板群の径は、ケース内径に対して9
8%〜99.5%の径を有するため、負極とケースとの
接触度合が強くなり、電池の高さ方向および幅方向の衝
撃に耐え、かつ極板群を固定するテープが電導性を有す
るため、導電性の高い高率放電特性の優れた円筒密閉型
蓄電池を得る事ができる。
【0013】
【発明の実施の実態】本発明の請求項1記載の発明は、
帯状の正極板と負極板との間にセパレータを介在させて
渦巻状に巻回した極板群を電池ケース内に収納して前記
ケース上部を封口板で密閉するアルカリ蓄電池におい
て、前記極板群は、その外周部を導電性テープで固定し
ており、前記導電性テープは、ニッケル箔を基材とし
て、この基材の表面にニッケル粉末を分散させたシリコ
ーン層を設けたものである。
【0014】本発明の請求項2記載の発明は、帯状の正
極板と負極板との間にセパレータを介在させて渦巻状に
巻回した極板群をケース内に収納して前記ケース上部を
封口板で密閉するアルカリ蓄電池において、前記極板群
は、その外周部を導電性テープで固定しており、前記導
電性テープは、不織布を基材として、この基材の表面に
カーボン粉末を分散させたアクリル層を設けたものであ
る。
【0015】上記請求項1と請求項2に記載の発明は、
極板群の最外周を導電性テープで固定し、ケースに挿入
するものである。この時、極板群がテープで固定されて
いるため真円を保持しており、極板群最外周部がケース
先端に引っ掛かり難いため、ケース内径に対しての極板
群の径を98%〜99.5%まで最大限大きくできる。
そのため、正極または負極により多くの活物質を充填す
ることができ高容量化が可能となる。
【0016】また、極板群はその形状が限りなく真円に
近いため、極板群の最外周に来る負極板とケース内壁と
の接触面積が90%以上に向上し、かつ極板群の径は、
ケース内径に対して98%〜99.5%の径を有するた
め、負極とケースとの接触度合が強くなり、電池の高さ
方向および幅方向の衝撃に耐えることができる。
【0017】さらに、極板群を固定するテープが導電性
を有するため、電池ケースにテープが接触してもよく、
極板群を固定するテープが一般的に使用されている絶縁
テープのように導電性の阻害とならない。
【0018】
【実施例】以下に、本発明の具体例を説明する。 (実施例)水酸化ニッケル100重量部に対し、結着剤
としてカルボキシメチルセルロース0.2重量部と、全
ペーストの25重量%となるように水を加え練合してペ
ースト状活物質を作製した。
【0019】このペースト状活物質をニッケルのスポン
ジ状基板に充填して乾燥した後、プレスして充填密度を
高め、幅61mm、厚み0.8mm、長さ26mmの正
極板1を作製し、正極板リード2を溶接した。 また、
水素吸蔵合金粉末をパンチングメタルからなる芯材に塗
着した、幅61mm、厚さ0.4mm、長さ45mmの
負極板3を作製した。次いで、電気的に絶縁するセパレ
ータ4と正極板1と負極板2を渦巻状に巻回して構成し
た極板群5を、厚み0.05mm、幅10mm、長さ2
0mmの導電性テープ6で固定した。この極板群5の模
式図を図1に示す。この導電性テープ6は、ニッケル箔
を基材として、この基材の表面の片面にニッケル粉末を
分散させたシリコーン層を設けたものであり、このシリ
コーン層が極板群5側に位置して粘着層となり、極板群
5を固定している。
【0020】この極板群5を、鉄にニッケルメッキした
電池ケース7に挿入し、アルカリ電解液を注入した後、
電池ケース7の上部を、正極端子を兼ねた封口板8で密
閉して、HR8.6/67サイズで公称容量670mA
hの本発明の実施例におけるニッケル・水素蓄電池Aを
作製した。この電池の半裁断面図を図2に示す。
【0021】このとき、極板群5の径は、導電性テープ
6で極板群5が固定されており、緩む懸念が無く、かつ
真円性を保持しているため、ケース7内径に対して9
9.5%の径とした。そのため、正極と負極の充填量を
増加させた。
【0022】(比較例)次に、極板群5を導電性テープ
6で固定しない極板群を用いた比較例のニッケル・水素
蓄電池Bを作製した。このときの極板群は、導電性テー
プ6で固定しないので、ケース7内径に対して最大約9
6%の径の大きさの極板群を用いたので、その分実施例
の電池Aよりも正極と負極の充填量を減少させた上記の
作製方法で、電池Aと電池Bをそれぞれ400個ずつ作
製し、それぞれの電池を5個ずつ抜き取りその平均放電
容量を測定した。なお、試験条件としては、充電は20
℃の雰囲気下で、電流値70mAで15時間充電を行
い、放電は20℃の雰囲気下で、電流値140mAで終
止電圧1.0Vに至るまで行った。その結果を(表1)
に示す。
【0023】
【表1】
【0024】(表1)に示すように、電池Aは電池Bに
対して放電容量が約11%増加している。これは、電池
Aでは、極板群を導電性テープ6で固定しているため極
板群の径を電池ケース内径に対して最大限大きくできる
ので、その分、電池Bに対して正極と負極の充填量を増
加させることができたためである。また、テープ6は、
導電性であるため、極板群の最外周と電池ケース7との
導通性を損なわない。
【0025】つぎに、この電池Aと電池Bを、電池の高
さ方向と横方向に振動を加えて電池の内部短絡発生率を
調査する耐衝撃性試験をそれぞれ100個ずつ振動条件
を代えて行った。この試験条件と結果は(表2)に示
す。
【0026】
【表2】
【0027】(表2)から明らかなように、電池Aは電
池Bよりも耐衝撃性の点で優れていることがわかる。こ
れは、電池Aでは、極板群6をテープで固定して真円を
保っているので、電池ケース内径に対して極板群6の径
を最大限大きくしているため、極板群6は振動が電池に
加わっても大きく動かないため正極と負極の内部短絡発
生が生じない。
【0028】上記実施例の導電性テープ6には、不織布
を基材として、この基材の表面の両面にカーボン粉末を
分散させたアクリル層を設けたものを用いても同様な効
果が得られる。この不織布の材質としては、アルカリ電
解液に強い耐食性を持つポリプロピレンやポリエチレン
などのポリオレフィンが好ましい。
【0029】また、上記実施例の導電性テープ6は、
0.05mmの厚みのものを用いたが、その厚みとして
は0.03〜0.30mmの範囲が好ましい。
【0030】
【発明の効果】以上のように、本発明のアルカリ蓄電池
では、極板群の最外周を導電性テープで固定することに
より高容量で、耐衝撃性に優れ、高率放電特性の優れた
円筒密閉型蓄電池を得る事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例における極板群5の模式図
【図2】同ニッケル・水素蓄電池Aの半裁断面図
【符号の説明】
1 正極板 2 正極板リード 3 負極板 4 セパレータ 5 極板群 6 導電性テープ 7 電池ケース 8 封口板
フロントページの続き (72)発明者 宮久 正春 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 稲葉 吉尚 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 5H028 AA01 AA05 BB00 BB07 CC13 CC26 EE01 EE06 HH05

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】帯状の正極板と負極板との間にセパレータ
    を介在させて渦巻状に巻回した極板群を電池ケース内に
    収納して前記ケース上部を封口板で密閉するアルカリ蓄
    電池において、前記極板群は、その外周部を導電性テー
    プで固定しており、前記導電性テープは、ニッケル箔を
    基材として、この基材の表面の片面または両面にニッケ
    ル粉末を分散させたシリコーン層を設けたことを特徴と
    するアルカリ蓄電池。
  2. 【請求項2】帯状の正極板と負極板との間にセパレータ
    を介在させて渦巻状に巻回した極板群をケース内に収納
    して前記ケース上部を封口板で密閉するアルカリ蓄電池
    において、前記極板群は、その外周部を導電性テープで
    固定しており、前記導電性テープは、不織布を基材とし
    て、この基材の表面の両面にカーボン粉末を分散させた
    アクリル層を設けたことを特徴とするアルカリ蓄電池。
  3. 【請求項3】導電性テープの厚みは、0.03〜0.3
    0mmである請求項1または請求項2記載のアルカリ蓄
    電池。
  4. 【請求項4】不織布の材質は、ポリオレフィンである請
    求項2記載のアルカリ蓄電池。
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