JP2001266838A - アルカリ蓄電池 - Google Patents
アルカリ蓄電池Info
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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)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 溶接回数の低減とスリットを有する集電端子
の溶接部の確実性を向上させたアルカリ蓄電池を提供す
ることを目的とする。 【構成】 極板芯体の一部がその上端部または下端部で
露出した帯状の正極板と負極板を、一方の極板の長辺部
の露出した部分が上方へ突出し、もう一方の極板の長辺
部の露出した部分が下方へ突出するように、セパレータ
を介して渦巻き状に巻回された極板群を有し、この極板
群の突出部に集電端子をスポット溶接したアルカリ蓄電
池であって、そのスポット溶接に用いる電極チップの形
状が長方形であり、その長辺Ｌ及び前記電極チップの幅
Ｗを特定し、その電極チップの長辺が電池の半径方向に
配置され溶接されたアルカリ蓄電池とすることで、上記
目的を達成できる。
の溶接部の確実性を向上させたアルカリ蓄電池を提供す
ることを目的とする。 【構成】 極板芯体の一部がその上端部または下端部で
露出した帯状の正極板と負極板を、一方の極板の長辺部
の露出した部分が上方へ突出し、もう一方の極板の長辺
部の露出した部分が下方へ突出するように、セパレータ
を介して渦巻き状に巻回された極板群を有し、この極板
群の突出部に集電端子をスポット溶接したアルカリ蓄電
池であって、そのスポット溶接に用いる電極チップの形
状が長方形であり、その長辺Ｌ及び前記電極チップの幅
Ｗを特定し、その電極チップの長辺が電池の半径方向に
配置され溶接されたアルカリ蓄電池とすることで、上記
目的を達成できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、円筒型アルカリ蓄
電池の集電端子及びその溶接用電極チップに関するもの
である。
電池の集電端子及びその溶接用電極チップに関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】近年、アルカリ蓄電池は、電動工具用や
ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）用等の電池の大電流
充放電用電源としての需要が大きく見込まれている。こ
れらの電池は、芯体の一部がその上端部または下端部で
露出した帯状の正極板と負極板を、一方の極板の長辺部
の露出した部分が上方へ突出し、もう一方の極板の長辺
部の露出した部分が下方へ突出するように、セパレータ
を介して渦巻き状に巻回された極板群を有し、この極板
群の突出部に集電端子を溶接する方式が種々用いられて
いる。
ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）用等の電池の大電流
充放電用電源としての需要が大きく見込まれている。こ
れらの電池は、芯体の一部がその上端部または下端部で
露出した帯状の正極板と負極板を、一方の極板の長辺部
の露出した部分が上方へ突出し、もう一方の極板の長辺
部の露出した部分が下方へ突出するように、セパレータ
を介して渦巻き状に巻回された極板群を有し、この極板
群の突出部に集電端子を溶接する方式が種々用いられて
いる。
【０００３】一般には、この集電端子と極板芯体との溶
接には、溶接電流が流れる回路に２つ以上の溶接箇所が
あるシリーズ・スポット溶接が用いられ、その際先端径
が３〜５ｍｍ程度の円形の電極チップが用いられる。電
極チップの先端径は、被溶接材の厚みによって規制され
る。被溶接材の厚みに対して電極チップの先端径が大き
すぎると、溶接電流分布が不均一となり溶接部の溶接強
度のばらつきが大きくなる。そのためチリが発生しやす
くなり、電池の短絡発生の一因となる。溶接電流を一方
の電極から溶接箇所を通じて他方の電極にダイレクトに
流すダイレクト・スポット溶接の場合、経験的に電極先
端径ｄは、集電端子の厚みＴに対して、
接には、溶接電流が流れる回路に２つ以上の溶接箇所が
あるシリーズ・スポット溶接が用いられ、その際先端径
が３〜５ｍｍ程度の円形の電極チップが用いられる。電
極チップの先端径は、被溶接材の厚みによって規制され
る。被溶接材の厚みに対して電極チップの先端径が大き
すぎると、溶接電流分布が不均一となり溶接部の溶接強
度のばらつきが大きくなる。そのためチリが発生しやす
くなり、電池の短絡発生の一因となる。溶接電流を一方
の電極から溶接箇所を通じて他方の電極にダイレクトに
流すダイレクト・スポット溶接の場合、経験的に電極先
端径ｄは、集電端子の厚みＴに対して、
【０００４】
【数４】 程度が適正であるとされている。
【０００５】前記極板群の突出部に集電端子をシリーズ
・スポット溶接する場合、溶接に寄与しない無効電流を
抑制するために集電端子の厚みは０．２〜０．３ｍｍ以
下とするのが一般的である。これに対する電極チップの
先端径は、溶接電流の均一分布を考慮するならば３〜６
ｍｍ程度が上限と考えられる。
・スポット溶接する場合、溶接に寄与しない無効電流を
抑制するために集電端子の厚みは０．２〜０．３ｍｍ以
下とするのが一般的である。これに対する電極チップの
先端径は、溶接電流の均一分布を考慮するならば３〜６
ｍｍ程度が上限と考えられる。
【０００６】ＡＡ、ＳＣサイズ等の比較的電池内径の小
さい電池にたいしては、図２に示すように、５ｍｍ程度
の電極チップ先端径だと２〜４回（４〜８点) の溶接回
数で必要な溶接点数を得ることができる。しかし、Ｃ、
Ｄサイズ等の比較的電池内径の大きい電池に対して前記
シリーズ・スポット溶接を行う場合、電極チップの先端
径が５ｍｍ程度だと図３に示すように、ＡＡ、ＳＣサイ
ズの場合の２〜３倍の溶接回数が必要となる。
さい電池にたいしては、図２に示すように、５ｍｍ程度
の電極チップ先端径だと２〜４回（４〜８点) の溶接回
数で必要な溶接点数を得ることができる。しかし、Ｃ、
Ｄサイズ等の比較的電池内径の大きい電池に対して前記
シリーズ・スポット溶接を行う場合、電極チップの先端
径が５ｍｍ程度だと図３に示すように、ＡＡ、ＳＣサイ
ズの場合の２〜３倍の溶接回数が必要となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】先に述べたように、溶
接回数を減らすために電極チップの先端径を大きくする
ことは、溶接強度のばらつき増やチリによる短絡発生の
原因となるので望ましくない。また、スリットを有する
集電端子と極板群の突出部のシリーズ・スポット溶接を
行う場合、図４に示すように、１つのスリット部の溶接
を複数回で行うと、２回目以降の溶接時には集電端子の
スリット構造が無効電流を抑制するためには機能しなく
なる。一方、集電端子のスリット長さに対して電極チッ
プ先端径が小さいと、スリット長さに対して溶接箇所が
小さくなる。
接回数を減らすために電極チップの先端径を大きくする
ことは、溶接強度のばらつき増やチリによる短絡発生の
原因となるので望ましくない。また、スリットを有する
集電端子と極板群の突出部のシリーズ・スポット溶接を
行う場合、図４に示すように、１つのスリット部の溶接
を複数回で行うと、２回目以降の溶接時には集電端子の
スリット構造が無効電流を抑制するためには機能しなく
なる。一方、集電端子のスリット長さに対して電極チッ
プ先端径が小さいと、スリット長さに対して溶接箇所が
小さくなる。
【０００８】本発明は、このような課題を解決するため
に、電極チップの形状を改良し、溶接回数の低減とスリ
ットを有する集電端子の溶接部の確実性を向上させるこ
とを可能にしたものである。
に、電極チップの形状を改良し、溶接回数の低減とスリ
ットを有する集電端子の溶接部の確実性を向上させるこ
とを可能にしたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するために、極板芯体の一部がその上端部または
下端部で露出した帯状の正極板と負極板を、一方の極板
の長辺部の露出した部分が上方へ突出し、もう一方の極
板の長辺部の露出した部分が下方へ突出するように、セ
パレータを介して渦巻き状に巻回された極板群を有し、
この極板群の突出部に集電端子をスポット溶接したアル
カリ蓄電池であって、そのスポット溶接に用いる電極チ
ップの形状が長方形であり、その長辺Ｌが、電池外装缶
内径の半分の長さＲ１に対して、
を解決するために、極板芯体の一部がその上端部または
下端部で露出した帯状の正極板と負極板を、一方の極板
の長辺部の露出した部分が上方へ突出し、もう一方の極
板の長辺部の露出した部分が下方へ突出するように、セ
パレータを介して渦巻き状に巻回された極板群を有し、
この極板群の突出部に集電端子をスポット溶接したアル
カリ蓄電池であって、そのスポット溶接に用いる電極チ
ップの形状が長方形であり、その長辺Ｌが、電池外装缶
内径の半分の長さＲ１に対して、
【００１０】
【数５】 であり、かつ前記電極チップの幅Ｗは、前記集電端子の
厚みＴに対して、
厚みＴに対して、
【００１１】
【数６】 であり、その電極チップの長辺が電池の半径方向に配置
され溶接されたことを特徴とするアルカリ蓄電池であ
る。
され溶接されたことを特徴とするアルカリ蓄電池であ
る。
【００１２】先に述べたように、集電端子と極板群の突
出部とのシリーズ・スポット溶接時に電極スポットの先
端径を大きくすると、集電端子との接触面積が増え、溶
接電流のばらつきを生じる。そこで、本発明は電極チッ
プの形状を長方形とし、その長辺を極板群の半径に近い
長さ、その短辺を集電端子厚みから適正化される長さに
することにより、少ない溶接回数で溶接強度のばらつ
き、チリ等の不具合の少ない溶接を可能とするものであ
る。集電端子の厚みＴから適正化される電極チップの幅
Ｗについては、先に述べたようにダイレクト・スポット
溶接の場合
出部とのシリーズ・スポット溶接時に電極スポットの先
端径を大きくすると、集電端子との接触面積が増え、溶
接電流のばらつきを生じる。そこで、本発明は電極チッ
プの形状を長方形とし、その長辺を極板群の半径に近い
長さ、その短辺を集電端子厚みから適正化される長さに
することにより、少ない溶接回数で溶接強度のばらつ
き、チリ等の不具合の少ない溶接を可能とするものであ
る。集電端子の厚みＴから適正化される電極チップの幅
Ｗについては、先に述べたようにダイレクト・スポット
溶接の場合
【００１３】
【数７】 との経験則がある。しかし、本発明のシリーズ・スポッ
ト溶接の場合、溶接面積が広い方が有利なこと、チップ
先端面を曲面にする場合には実質面積が減少することか
ら、ダイレクト・スポット溶接の場合の２倍の幅までが
適当である。
ト溶接の場合、溶接面積が広い方が有利なこと、チップ
先端面を曲面にする場合には実質面積が減少することか
ら、ダイレクト・スポット溶接の場合の２倍の幅までが
適当である。
【００１４】前記電極チップによるシリーズ・スポット
溶接は、平板集電端子に対してはもちろん、スリット部
を有する集電端子に対しても、スリット部を挟んで電極
チップを配置することにより、１つのスリット部の溶接
を１回で行うことが可能となり、より確実な溶接を行う
ことが可能となる。
溶接は、平板集電端子に対してはもちろん、スリット部
を有する集電端子に対しても、スリット部を挟んで電極
チップを配置することにより、１つのスリット部の溶接
を１回で行うことが可能となり、より確実な溶接を行う
ことが可能となる。
【００１５】また、電極チップの先端面を曲面とするこ
とにより、極板群に多少のズレがあった場合や芯体が金
属発泡マットのように弾性を有する材料の場合にも確実
な溶接が可能となる。これは、溶接時に電極チップが集
電端子側に食い込むことにより電極チップと集電端子と
の接触面積が増加するが、この電極チップの集電端子へ
の食い込みの深さは溶接電流に依存するため、多少の溶
接電流の変動を緩和することができるからである。即
ち、電極チップと集電端子が曲面で接触しているため、
溶接が進行して溶接部が柔かくなると、それに応じて電
極チップが集電端子の中へ食い込んでいく。これに伴っ
て電極チップと集電端子の接触面積が増加し、電流密度
が低下する。したがって、溶接電流が小さいときは、電
極チップと集電端子の接触面積は小さく、大きな電流に
対しては大きな接触面積になり、多少溶接電流が変化し
てもうまくナゲットを作ってくれる。
とにより、極板群に多少のズレがあった場合や芯体が金
属発泡マットのように弾性を有する材料の場合にも確実
な溶接が可能となる。これは、溶接時に電極チップが集
電端子側に食い込むことにより電極チップと集電端子と
の接触面積が増加するが、この電極チップの集電端子へ
の食い込みの深さは溶接電流に依存するため、多少の溶
接電流の変動を緩和することができるからである。即
ち、電極チップと集電端子が曲面で接触しているため、
溶接が進行して溶接部が柔かくなると、それに応じて電
極チップが集電端子の中へ食い込んでいく。これに伴っ
て電極チップと集電端子の接触面積が増加し、電流密度
が低下する。したがって、溶接電流が小さいときは、電
極チップと集電端子の接触面積は小さく、大きな電流に
対しては大きな接触面積になり、多少溶接電流が変化し
てもうまくナゲットを作ってくれる。
【００１６】また、集電端子の厚さは、露出した極板群
の突出部は厚さが０．０３ｍｍから０．１ｍｍの金属シ
ートか、その熱容量に相当するような金属であるため、
溶接を確実に行うために０．１ｍｍから０．５ｍｍの厚
さが適している。
の突出部は厚さが０．０３ｍｍから０．１ｍｍの金属シ
ートか、その熱容量に相当するような金属であるため、
溶接を確実に行うために０．１ｍｍから０．５ｍｍの厚
さが適している。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態は、以下のも
のがある。
のがある。
【００１８】第１の形態は、前記電極チップの先端面
は、電極チップ幅に平行な断面上の曲率半径Ｒ２が、
は、電極チップ幅に平行な断面上の曲率半径Ｒ２が、
【００１９】
【数８】 の曲面であるアルカリ蓄電池である。
【００２０】第２の形態は、前記集電端子が、円板の半
径方向にスリットを有し、前記電極チップをこのスリッ
トを挟んで配置してシリーズ・スポット溶接されたアル
カリ蓄電池である。
径方向にスリットを有し、前記電極チップをこのスリッ
トを挟んで配置してシリーズ・スポット溶接されたアル
カリ蓄電池である。
【００２１】第３の形態は、前記集電端子が、平板の中
央部の円形の開口部から放射状に複数個の幅を持った外
縁部に達するスリットを有し、かつ各スリットの両縁部
が極板群溶接方向に折り曲げられ、その折り曲げられた
縁部が極板群に溶接されており、前記電極チップをこの
スリットを挟んで配置してシリーズ・スポット溶接され
たアルカリ蓄電池である。
央部の円形の開口部から放射状に複数個の幅を持った外
縁部に達するスリットを有し、かつ各スリットの両縁部
が極板群溶接方向に折り曲げられ、その折り曲げられた
縁部が極板群に溶接されており、前記電極チップをこの
スリットを挟んで配置してシリーズ・スポット溶接され
たアルカリ蓄電池である。
【００２２】第４の形態は、前記放射状に複数個の幅を
持ったスリットが、平板の中央部の円形の開口部から離
れており、前記電極チップがこのスリットを挟んで配置
してシリーズ・スポット溶接されたアルカリ蓄電池であ
る。
持ったスリットが、平板の中央部の円形の開口部から離
れており、前記電極チップがこのスリットを挟んで配置
してシリーズ・スポット溶接されたアルカリ蓄電池であ
る。
【００２３】第５の形態は、前記集電端子の厚さが、
０．１ｍｍから０．５ｍｍであるアルカリ蓄電池であ
る。
０．１ｍｍから０．５ｍｍであるアルカリ蓄電池であ
る。
【００２４】第６の形態は、前記集電端子が、ニッケル
からなるアルカリ蓄電池である。
からなるアルカリ蓄電池である。
【００２５】第７の形態は、前記集電端子が、ニッケル
メッキを施した鉄製平板からなるアルカリ蓄電池であ
る。
メッキを施した鉄製平板からなるアルカリ蓄電池であ
る。
【００２６】
【実施例】（実施例１）以下、本発明の一実施例の電池
について説明する。なお、本発明の形状等は以下に示し
た例に限定されるものではない。
について説明する。なお、本発明の形状等は以下に示し
た例に限定されるものではない。
【００２７】図１５は本発明に用いる集電端子の平面図
であり、図中の１ａは注液ならびに負極集電端子と電槽
缶を溶接するための溶接電極を挿入する孔であり、集電
端子は厚みが０．３ｍｍのニッケルメッキを施した鉄製
平板である。
であり、図中の１ａは注液ならびに負極集電端子と電槽
缶を溶接するための溶接電極を挿入する孔であり、集電
端子は厚みが０．３ｍｍのニッケルメッキを施した鉄製
平板である。
【００２８】図６は本発明電池の断面図であり、厚さ
０．１ｍｍ、露出部約１．５ｍｍの芯材５を有する厚さ
０．６ｍｍの帯状をした燒結式ニッケル正極板２と、厚
さ０．０６ｍｍ、露出部約１．５ｍｍの芯材６を有する
厚さ０．４ｍｍの帯状をしたペースト式水素吸蔵合金負
極板３を、それぞれの露出部が上下するようにセパレー
タ４を間に介して渦巻状に巻回させて直径約３０ｍｍ、
高さ約５２ｍｍの極板群９を作製した。
０．１ｍｍ、露出部約１．５ｍｍの芯材５を有する厚さ
０．６ｍｍの帯状をした燒結式ニッケル正極板２と、厚
さ０．０６ｍｍ、露出部約１．５ｍｍの芯材６を有する
厚さ０．４ｍｍの帯状をしたペースト式水素吸蔵合金負
極板３を、それぞれの露出部が上下するようにセパレー
タ４を間に介して渦巻状に巻回させて直径約３０ｍｍ、
高さ約５２ｍｍの極板群９を作製した。
【００２９】この極板群９の正極板の露出部上の中心
に、集電端子１の１ａの注液孔が来るように配置し、集
電端子１と正極側極板群からの突出部５を、先端が長辺
１１ｍｍ、短辺２ｍｍの長方形である電極チップを用い
て、８．５ｋＡ，６ミリ秒の溶接条件で、図５に示すよ
うに２回溶接した。同様に負極板も負極専用の集電端子
８を用いて溶接を行い、図６に示す正負極に集電端子を
溶接した極板群を作製した。
に、集電端子１の１ａの注液孔が来るように配置し、集
電端子１と正極側極板群からの突出部５を、先端が長辺
１１ｍｍ、短辺２ｍｍの長方形である電極チップを用い
て、８．５ｋＡ，６ミリ秒の溶接条件で、図５に示すよ
うに２回溶接した。同様に負極板も負極専用の集電端子
８を用いて溶接を行い、図６に示す正負極に集電端子を
溶接した極板群を作製した。
【００３０】この極板群９を負極突出部が下になるよう
に、金属製ケース１１に挿入し、集電端子１の注液孔お
よび溶接電極孔を兼ねた孔１ａに溶接電極棒を挿入し、
集電端子８の溶接部と、金属ケース１１の底部を加圧し
ながらシリーズ・スポット溶接した。
に、金属製ケース１１に挿入し、集電端子１の注液孔お
よび溶接電極孔を兼ねた孔１ａに溶接電極棒を挿入し、
集電端子８の溶接部と、金属ケース１１の底部を加圧し
ながらシリーズ・スポット溶接した。
【００３１】次に規定量の水酸化カリウムを主成分とす
るアルカリ電解液を１ａの孔から注入し、蓋１０の底部
と接続端子７を溶接し、蓋１０と電池ケース１１を密封
し、電池容量６．８Ａｈの本発明電池Ａを得た。 （実施例２）図１に示すように、集電端子と極板群の突
出部の溶接回数が４回である他は、実施例１と同様に電
池を作製し、電池容量６．８Ａｈの本発明電池Ｂを得
た。 （実施例３）図７に示すように、集電端子と極板群の突
出部の溶接回数が６回である他は、実施例１と同様に電
池を作製し、電池容量６．８Ａｈの本発明電池Ｃを得
た。 （実施例４）図８に示すように、集電端子と極板群の突
出部の溶接回数が８回である他は、実施例１と同様に電
池を作製し、電池容量６．８Ａｈの本発明電池Ｄを得
た。 （実施例５）図９に示すように、集電端子と極板群の突
出部の溶接回数が１０回である他は、実施例１と同様に
電池を作製し、電池容量６．８Ａｈの本発明電池Ｅを得
た。 （比較例１）集電端子と正極側極板群からの突出部を、
先端が直径５ｍｍの円形である電極チップを用いて、
５．０ｋＡ，６ミリ秒の溶接条件で、図１０に示すよう
に２回溶接した他は実施例１と同様に電池を作製し、電
池容量６．８Ａｈの比較例電池Ｆを得た。 （比較例２）集電端子と正極側極板群からの突出部を、
先端が直径５ｍｍの円形である電極チップを用いて図１
１に示すように４回溶接した他は比較例１と同様に電池
を作製し、電池容量６．８Ａｈの比較例電池Ｇを得た。 （比較例３）集電端子と正極側極板群からの突出部を、
先端が直径５ｍｍの円形である電極チップを用いて図１
２に示すように６回溶接した他は比較例１と同様に電池
を作製し、電池容量６．８Ａｈの比較例電池Ｈを得た。 （比較例４）集電端子と正極側極板群からの突出部を、
先端が直径５ｍｍの円形である電極チップを用いて図１
３に示すように８回溶接した他は比較例１と同様に電池
を作製し、電池容量６．８Ａｈの比較例電池Ｉを得た。 （比較例５）集電端子と正極側極板群からの突出部を、
先端が直径５ｍｍの円形である電極チップを用いて図１
４に示すように１０回溶接した他は比較例１と同様に電
池を作製し、電池容量６．８Ａｈの比較例電池Ｊを得
た。
るアルカリ電解液を１ａの孔から注入し、蓋１０の底部
と接続端子７を溶接し、蓋１０と電池ケース１１を密封
し、電池容量６．８Ａｈの本発明電池Ａを得た。 （実施例２）図１に示すように、集電端子と極板群の突
出部の溶接回数が４回である他は、実施例１と同様に電
池を作製し、電池容量６．８Ａｈの本発明電池Ｂを得
た。 （実施例３）図７に示すように、集電端子と極板群の突
出部の溶接回数が６回である他は、実施例１と同様に電
池を作製し、電池容量６．８Ａｈの本発明電池Ｃを得
た。 （実施例４）図８に示すように、集電端子と極板群の突
出部の溶接回数が８回である他は、実施例１と同様に電
池を作製し、電池容量６．８Ａｈの本発明電池Ｄを得
た。 （実施例５）図９に示すように、集電端子と極板群の突
出部の溶接回数が１０回である他は、実施例１と同様に
電池を作製し、電池容量６．８Ａｈの本発明電池Ｅを得
た。 （比較例１）集電端子と正極側極板群からの突出部を、
先端が直径５ｍｍの円形である電極チップを用いて、
５．０ｋＡ，６ミリ秒の溶接条件で、図１０に示すよう
に２回溶接した他は実施例１と同様に電池を作製し、電
池容量６．８Ａｈの比較例電池Ｆを得た。 （比較例２）集電端子と正極側極板群からの突出部を、
先端が直径５ｍｍの円形である電極チップを用いて図１
１に示すように４回溶接した他は比較例１と同様に電池
を作製し、電池容量６．８Ａｈの比較例電池Ｇを得た。 （比較例３）集電端子と正極側極板群からの突出部を、
先端が直径５ｍｍの円形である電極チップを用いて図１
２に示すように６回溶接した他は比較例１と同様に電池
を作製し、電池容量６．８Ａｈの比較例電池Ｈを得た。 （比較例４）集電端子と正極側極板群からの突出部を、
先端が直径５ｍｍの円形である電極チップを用いて図１
３に示すように８回溶接した他は比較例１と同様に電池
を作製し、電池容量６．８Ａｈの比較例電池Ｉを得た。 （比較例５）集電端子と正極側極板群からの突出部を、
先端が直径５ｍｍの円形である電極チップを用いて図１
４に示すように１０回溶接した他は比較例１と同様に電
池を作製し、電池容量６．８Ａｈの比較例電池Ｊを得
た。
【００３２】これらの電池をそれぞれ２５℃の温度で
０．５Ｉｔ（Ａ）( 注：Ｉｔ（Ａ）＝Ｃ５（Ａｈ）／１
ｈ）の電流で充放電を５サイクル繰り返し、放電末状態
で内部抵抗を測定した。また、測定後の電池を解体し、
正極集電端子と極板群の引っ張り強度を測定した。その
結果を表１に示す。
０．５Ｉｔ（Ａ）( 注：Ｉｔ（Ａ）＝Ｃ５（Ａｈ）／１
ｈ）の電流で充放電を５サイクル繰り返し、放電末状態
で内部抵抗を測定した。また、測定後の電池を解体し、
正極集電端子と極板群の引っ張り強度を測定した。その
結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】 この表から、内部抵抗は溶接回数を増やすにつれて低下
する傾向があることがわかる。そして、本発明電池の方
が、より少ない溶接回数で内部抵抗を低下させることが
できるといえる。また、引っ張り強度は、２回溶接では
少し強度が不足しているが、４回以上の溶接回数であれ
ば問題はないといえる。このように、本発明電池が比較
例電池に対して少ない溶接回数で内部抵抗を下げること
ができるのは、１回の溶接で得られる溶接点数が多いこ
とによると考えられる。引っ張り強度測定後の集電端子
を観察すると、本発明電池Ｄの集電端子には約１００点
の溶接点が確認できたが、同じ溶接回数である比較例電
池Ｇの集電端子は約４０点の溶接点しか確認できなかっ
た。 （実施例６）集電端子と正極側極板群からの突出部を、
先端が長辺１１ｍｍ、短辺４ｍｍの長方形である電極チ
ップを用いて、９．５ｋＡ，６ミリ秒の溶接条件で、図
１に示すように４回溶接した他は、実施例１と同様に電
池を作製し、電池容量６．８Ａｈの本発明電池Ｋを得
た。 （比較例６）集電端子と正極側極板群からの突出部を、
先端が長辺１１ｍｍ、短辺６ｍｍの長方形である電極チ
ップを用いて、９．８ｋＡ，６ｍ秒の溶接条件で、図１
に示すように４回溶接した他は、実施例１と同様に電池
を作製し、電池容量６．８Ａｈの比較例電池Ｌを得た。
する傾向があることがわかる。そして、本発明電池の方
が、より少ない溶接回数で内部抵抗を低下させることが
できるといえる。また、引っ張り強度は、２回溶接では
少し強度が不足しているが、４回以上の溶接回数であれ
ば問題はないといえる。このように、本発明電池が比較
例電池に対して少ない溶接回数で内部抵抗を下げること
ができるのは、１回の溶接で得られる溶接点数が多いこ
とによると考えられる。引っ張り強度測定後の集電端子
を観察すると、本発明電池Ｄの集電端子には約１００点
の溶接点が確認できたが、同じ溶接回数である比較例電
池Ｇの集電端子は約４０点の溶接点しか確認できなかっ
た。 （実施例６）集電端子と正極側極板群からの突出部を、
先端が長辺１１ｍｍ、短辺４ｍｍの長方形である電極チ
ップを用いて、９．５ｋＡ，６ミリ秒の溶接条件で、図
１に示すように４回溶接した他は、実施例１と同様に電
池を作製し、電池容量６．８Ａｈの本発明電池Ｋを得
た。 （比較例６）集電端子と正極側極板群からの突出部を、
先端が長辺１１ｍｍ、短辺６ｍｍの長方形である電極チ
ップを用いて、９．８ｋＡ，６ｍ秒の溶接条件で、図１
に示すように４回溶接した他は、実施例１と同様に電池
を作製し、電池容量６．８Ａｈの比較例電池Ｌを得た。
【００３４】これらの電池をそれぞれ２５℃の温度で
０．５Ｉｔ（Ａ）（注：Ｉｔ（Ａ）＝Ｃ５（Ａｈ）／１
ｈ）の電流で充放電を５サイクル繰り返し、放電末状態
で内部抵抗を測定した。その結果を表２に示す。
０．５Ｉｔ（Ａ）（注：Ｉｔ（Ａ）＝Ｃ５（Ａｈ）／１
ｈ）の電流で充放電を５サイクル繰り返し、放電末状態
で内部抵抗を測定した。その結果を表２に示す。
【００３５】
【表２】 この表からわかるように、同じ溶接回数である本発明電
池Ｂに対して、溶接に用いる電極チップの幅Ｗが、
池Ｂに対して、溶接に用いる電極チップの幅Ｗが、
【００３６】
【数９】 である比較例電池Ｌは２倍以上と高い内部抵抗であるこ
とがわかる。これは、電極チップ先端面積が大きすぎる
ために溶接電流が不均一となり、溶接に必要な電流密度
が得られる前に集電端子の破断やチリの発生による短絡
が発生するために良好な溶接ができないためであると考
えられる。
とがわかる。これは、電極チップ先端面積が大きすぎる
ために溶接電流が不均一となり、溶接に必要な電流密度
が得られる前に集電端子の破断やチリの発生による短絡
が発生するために良好な溶接ができないためであると考
えられる。
【００３７】また、溶接に用いる電極チップの幅Ｗが、
【００３８】
【数１０】 である本発明電池Ｋは、Ｗ＝２ｍｍの本発明電池Ｂより
も内部抵抗が若干高いが、比較例電池Ｌと比較すると半
分近い内部抵抗であった。このことから、溶接に用いる
電極チップの幅は
も内部抵抗が若干高いが、比較例電池Ｌと比較すると半
分近い内部抵抗であった。このことから、溶接に用いる
電極チップの幅は
【００３９】
【数１１】 未満であることが望ましいことがわかる。さらに
【００４０】
【数１２】 以下であることがより望ましいと言える。 （実施例７）図１５に示したような注液ならびに負極集
電端子と電槽缶を溶接するための電極チップを挿入する
孔１ａ、スリット１ｂ、スリット両縁部を折り曲げた突
起部１ｃを有する集電端子を用い、この集電端子と極板
群の突出部を先端が長辺１１ｍｍ、短辺２ｍｍの長方形
である電極チップを用いて、６．３ｋＡ，６ミリ秒の溶
接条件で、図１６に示すように４回溶接するほかは実施
例１と同様に電池を作製し、電池容量６．８Ａｈの本発
明電池Ｍを得た。 （比較例７）図１５に示したような注液ならびに負極集
電端子と電槽缶を溶接するための電極チップを挿入する
孔１ａ、スリット１ｂ、スリット両縁部を折り曲げた突
起部１ｃを有する集電端子を用い、この集電端子と極板
群の突出部を先端径が直径５ｍｍの電極チップを用い
て、３．９ｋＡ，６ミリ秒の溶接条件で、図１７に示す
ように４回溶接するほかは比較例１と同様に電池を作製
し、電池容量６．８Ａｈの比較例電池Ｎを得た。 （比較例８）図１５に示したような注液ならびに負極集
電端子と電槽缶を溶接するための電極チップを挿入する
孔１ａ、スリット１ｂ、スリット両縁部を折り曲げた突
起部１ｃを有する集電端子を用い、この集電端子と極板
群の突出部を先端径が直径５ｍｍの電極チップを用い
て、３．９ｋＡ，６ミリ秒の溶接条件で、図１８に示す
ように８回溶接するほかは比較例１と同様に電池を作製
し、電池容量６．８Ａｈの比較例電池Ｏを得た。
電端子と電槽缶を溶接するための電極チップを挿入する
孔１ａ、スリット１ｂ、スリット両縁部を折り曲げた突
起部１ｃを有する集電端子を用い、この集電端子と極板
群の突出部を先端が長辺１１ｍｍ、短辺２ｍｍの長方形
である電極チップを用いて、６．３ｋＡ，６ミリ秒の溶
接条件で、図１６に示すように４回溶接するほかは実施
例１と同様に電池を作製し、電池容量６．８Ａｈの本発
明電池Ｍを得た。 （比較例７）図１５に示したような注液ならびに負極集
電端子と電槽缶を溶接するための電極チップを挿入する
孔１ａ、スリット１ｂ、スリット両縁部を折り曲げた突
起部１ｃを有する集電端子を用い、この集電端子と極板
群の突出部を先端径が直径５ｍｍの電極チップを用い
て、３．９ｋＡ，６ミリ秒の溶接条件で、図１７に示す
ように４回溶接するほかは比較例１と同様に電池を作製
し、電池容量６．８Ａｈの比較例電池Ｎを得た。 （比較例８）図１５に示したような注液ならびに負極集
電端子と電槽缶を溶接するための電極チップを挿入する
孔１ａ、スリット１ｂ、スリット両縁部を折り曲げた突
起部１ｃを有する集電端子を用い、この集電端子と極板
群の突出部を先端径が直径５ｍｍの電極チップを用い
て、３．９ｋＡ，６ミリ秒の溶接条件で、図１８に示す
ように８回溶接するほかは比較例１と同様に電池を作製
し、電池容量６．８Ａｈの比較例電池Ｏを得た。
【００４１】これらの電池をそれぞれ２５℃の温度で
０．５Ｉｔ（Ａ）（注：Ｉｔ（Ａ）＝Ｃ５（Ａｈ）／１
ｈ）の電流で充放電を５サイクル繰り返し、放電末状態
で内部抵抗を測定した。その結果を表３に示す。
０．５Ｉｔ（Ａ）（注：Ｉｔ（Ａ）＝Ｃ５（Ａｈ）／１
ｈ）の電流で充放電を５サイクル繰り返し、放電末状態
で内部抵抗を測定した。その結果を表３に示す。
【００４２】
【表３】 この表から、スリットを有する集電端子を溶接する場
合、１つのスリット部を１回でシリーズ・スポット溶接
することにより、本発明電池の優位性が際立っているこ
とがわかる。これは、１つのスリット部を１回でシリー
ズ・スポット溶接することにより、集電体のスリット構
造による無効電流低減効果が現れたものと考えられる。
合、１つのスリット部を１回でシリーズ・スポット溶接
することにより、本発明電池の優位性が際立っているこ
とがわかる。これは、１つのスリット部を１回でシリー
ズ・スポット溶接することにより、集電体のスリット構
造による無効電流低減効果が現れたものと考えられる。
【００４３】なお、本発明は、実施例で述べた芯材を有
する極板群だけではなく、３次元網目構造を有する発泡
ニッケル基材を有する極板群、または、３次元網目構造
を有する発泡ニッケル基材に抵抗溶接したニッケルフー
プを有する極板群に対しても同様に有効である。
する極板群だけではなく、３次元網目構造を有する発泡
ニッケル基材を有する極板群、または、３次元網目構造
を有する発泡ニッケル基材に抵抗溶接したニッケルフー
プを有する極板群に対しても同様に有効である。
【００４４】
【発明の効果】このように本発明電池は、集電端子と極
板群の突出部をより少ない溶接回数で良好に溶接するこ
とができ、また、スリット部を有する集電端子の場合に
はその無効電流低減効果を十分に発揮して内部抵抗を低
減することができ、その工業的価値は大きい。
板群の突出部をより少ない溶接回数で良好に溶接するこ
とができ、また、スリット部を有する集電端子の場合に
はその無効電流低減効果を十分に発揮して内部抵抗を低
減することができ、その工業的価値は大きい。
【図１】本発明に係る電極チップを用いて溶接した場合
のチップの配置を示す図である。
のチップの配置を示す図である。
【図２】従来の電極チップを用いて溶接した場合のチッ
プの配置を示す図である。
プの配置を示す図である。
【図３】従来の電極チップを用いて溶接した場合のチッ
プの配置を示す図である。
プの配置を示す図である。
【図４】従来の電極チップを用いて溶接した場合のチッ
プの配置を示す部分図である。
プの配置を示す部分図である。
【図５】本発明に係る電極チップを用いて溶接した場合
のチップの配置を示す図である。
のチップの配置を示す図である。
【図６】本発明電池の断面図である。
【図７】本発明に係る電極チップを用いて溶接した場合
のチップの配置を示す図である。
のチップの配置を示す図である。
【図８】本発明に係る電極チップを用いて溶接した場合
のチップの配置を示す図である。
のチップの配置を示す図である。
【図９】本発明に係る電極チップを用いて溶接した場合
のチップの配置を示す図である。
のチップの配置を示す図である。
【図１０】従来の電極チップを用いて溶接した場合のチ
ップの配置を示す図である。
ップの配置を示す図である。
【図１１】従来の電極チップを用いて溶接した場合のチ
ップの配置を示す図である。
ップの配置を示す図である。
【図１２】従来の電極チップを用いて溶接した場合のチ
ップの配置を示す図である。
ップの配置を示す図である。
【図１３】従来の電極チップを用いて溶接した場合のチ
ップの配置を示す図である。
ップの配置を示す図である。
【図１４】従来の電極チップを用いて溶接した場合のチ
ップの配置を示す図である。
ップの配置を示す図である。
【図１５】本発明に用いる集電端子を示す平面図であ
る。
る。
【図１６】本発明に係る電極チップを用いて溶接した場
合のチップの配置を示す図である。
合のチップの配置を示す図である。
【図１７】従来の電極チップを用いて溶接した場合のチ
ップの配置を示す図である。
ップの配置を示す図である。
【図１８】従来の電極チップを用いて溶接した場合のチ
ップの配置を示す図である。
ップの配置を示す図である。
１ 集電端子 ２ 正極板 ３ 負極板 ４ セパレータ ５ 正極突出部（正極芯材） ６ 負極突出部（負極芯材） ７ 接続端子 ８ 負極集電端子 ９ 極板群
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H022 AA04 BB16 BB28 CC08 CC12 CC16 CC22 5H028 AA05 BB05 BB17 CC05 CC12 HH05 HH06
Claims (8)
- 【請求項１】 極板芯体の一部がその上端部または下端
部で露出した帯状の正極板と負極板を、一方の極板の長
辺部の露出した部分が上方へ突出し、もう一方の極板の
長辺部の露出した部分が下方へ突出するように、セパレ
ータを介して渦巻き状に巻回された極板群を有し、この
極板群の突出部に集電端子をスポット溶接したアルカリ
蓄電池であって、そのスポット溶接に用いる電極チップ
の形状が長方形であり、その長辺Ｌが、電池外装缶内径
の半分の長さＲ１に対して、 【数１】 であり、かつ前記電極チップの幅Ｗは、前記集電端子の
厚みＴに対して、 【数２】 であり、その電極チップの長辺が電池の半径方向に配置
され溶接されたことを特徴とするアルカリ蓄電池。 - 【請求項２】 前記電極チップの先端面は、電極チップ
幅に平行な断面上の曲率半径Ｒ２が、 【数３】 の曲面である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】 前記集電端子が、円板の半径方向にスリ
ットを有し、前記電極チップをこのスリットを挟んで配
置してシリーズ・スポット溶接されたことを特徴とする
請求項１又は２記載のアルカリ蓄電池。 - 【請求項４】 前記集電端子が、平板の中央部の円形の
開口部から放射状に複数個の幅を持った外縁部に達する
スリットを有し、かつ各スリットの両縁部が極板群溶接
方向に折り曲げられ、その折り曲げられた縁部が極板群
に溶接されており、前記電極チップをこのスリットを挟
んで配置してシリーズ・スポット溶接されたことを特徴
とする請求項１又は２記載のアルカリ蓄電池。 - 【請求項５】 前記放射状に複数個の幅を持ったスリッ
トが、平板の中央部の円形の開口部から離れており、前
記電極チップがこのスリットを挟んで配置してシリーズ
・スポット溶接されたことを特徴とする請求項４記載の
アルカリ蓄電池。 - 【請求項６】 前記集電端子の厚さが、０．１ｍｍから
０．５ｍｍである請求項１又は２記載のアルカリ蓄電
池。 - 【請求項７】 前記集電端子が、ニッケルからなる請求
項１又は２記載のアルカリ蓄電池。 - 【請求項８】 前記集電端子が、ニッケルメッキを施し
た鉄製平板からなる請求項１又は２記載のアルカリ蓄電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000075087A JP2001266838A (ja) | 2000-03-17 | 2000-03-17 | アルカリ蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000075087A JP2001266838A (ja) | 2000-03-17 | 2000-03-17 | アルカリ蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001266838A true JP2001266838A (ja) | 2001-09-28 |
Family
ID=18593032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000075087A Withdrawn JP2001266838A (ja) | 2000-03-17 | 2000-03-17 | アルカリ蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001266838A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005174857A (ja) * | 2003-12-15 | 2005-06-30 | Sanoh Industrial Co Ltd | 二次電池用捲回電極の溶接方法および同溶接方法に用いる抵抗溶接機の溶接ヘッド |
-
2000
- 2000-03-17 JP JP2000075087A patent/JP2001266838A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005174857A (ja) * | 2003-12-15 | 2005-06-30 | Sanoh Industrial Co Ltd | 二次電池用捲回電極の溶接方法および同溶接方法に用いる抵抗溶接機の溶接ヘッド |
| JP4545427B2 (ja) * | 2003-12-15 | 2010-09-15 | 三桜工業株式会社 | 二次電池用捲回電極の溶接方法および同溶接方法に用いる抵抗溶接機の溶接ヘッド |
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