JP2001273920A - 蓄電池およびその製造方法 - Google Patents
蓄電池およびその製造方法Info
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Abstract
防振リングを得て、内部短絡が生じない蓄電池を提供す
る。 【解決手段】 本発明の蓄電池は、一方極の端子を兼ね
る開口部を備えた電池缶と、開口部を密封する他方極の
端子を兼ねる封口体と、電池缶内に収容される正極と負
極をセパレータを介して巻回した電極群とを備えてお
り、電池缶の内径に一致する環状部11と、この環状部
11に連結されるとともに環状部11より下方に突出し
た連結部13とを有する防振リング10を備え、防振リ
ング10の環状部11は電池缶の上部に配設された環状
溝部により押圧されるとともに、連結部13は電極群の
上端部に接して配設され、防振リング10により電極群
の電池缶内での移動を防止するようにしている。
Description
ねる開口部を備えた電池缶と、この開口部を密封する他
方極の端子を兼ねる封口体と、電池缶内に収容される正
極と負極をセパレータを介して巻回した電極群を備えた
蓄電池およびその製造方法に係り、特に、電池缶内に収
容された電極群の移動を防止できる電池構造およびその
製造方法の改良に関するものである。
ッケル−カドミウム蓄電池などのアルカリ蓄電池は、正
極および負極の間にセパレータを介在させ、これらを渦
巻状に巻回して渦巻状電極群を形成し、この渦巻状電極
群の正極あるいは負極の端部に集電体を接続した後、こ
れを金属製の電池缶内に収納して集電体から延伸するリ
ードを封口体に溶接し、封口体を電池缶の開口部に絶縁
ガスケットを介在させて装着することにより密閉して構
成されている。
動を受けたりあるいは落下する等の衝撃を受けることに
より電極群が電池缶内で移動して、内部短絡が生じると
いう問題があった。そこで、電極群の電池缶内での移動
を抑制する手段として、絶縁材からなる防振リングを電
極群の上端部に配置し、この防振リングを電池缶の上部
外周に形成された環状溝部により押圧する手段が採用さ
れるようになった。
いては、防振リングをリード挿通孔を有する環状に形成
するとともに、挿通孔に橋絡部を設け、この橋絡部の厚
みを環状体の厚みよりも薄く形成している。これによ
り、橋絡部によりリードが支持されることとなって、リ
ードが電極群の上面まで落ち込むことがないのでリード
と電極群との接触が防止でき、また、橋絡部は薄肉で弾
性が付与されるので、リードからの圧力を吸収できて、
防振リング全体が下方に押し下げられるのが防止できる
というものである。
いては、中心部に透孔を設け、この透孔の外周側部分に
リ−ドを貫通させるための切欠部を設け、この切欠部よ
り外周側に上方に突出する突出部を設け、さらにその外
周側に突出部よりも低い鍔部を設けた防振リングが提案
されている。これにより、振動、落下などにより、電極
群が電池缶内で移動しても、防振リングの突出部がリ−
ドと電池缶の内方突出部との接触を防止するというもの
である。
なる電池の高容量化の需要に応えるべく、電池が大型化
される傾向にあるが、電池が大型になると、電池振動や
落下に伴う衝撃も大きくなるため、今まで以上に電極群
の電池缶内での移動を防止する必要性が強まるととも
に、電池内部での短絡に対する信頼性を確保するために
も、電池缶内での電極群の移動を十分に防止する必要が
生じた。しかしながら、上述した実公平4−55414
号公報あるいは特開平8−264173号公報にて提案
されたいずれの防振リングにおいても、リードと電極群
との接触は防止できるようになるが、電極群の電池缶内
での移動自体は十分に防止することができないという問
題点があった。
めになされたものであって、電池缶内で電極群の移動を
十分に防止できる防振リングを得て、内部短絡が生じな
い蓄電池を提供するとともに、その製造方法を提供する
ことを目的とする。
記目的を達成するため、本発明の蓄電池は、電池缶の内
径にほぼ一致する外径を有する環状部と、この環状部に
連結されるとともに環状部より下方に突出した連結部と
を有する防振リングを備え、防振リングの環状部は電池
缶の上部に配設された環状溝部により押圧されるととも
に、防振リングの連結部は電極群の上端部に接して配設
されている。
上部に配設された環状溝部によって押圧され、かつ環状
部より下方に突出した連結部が電極群の上端部に接して
配設されていると、電池が振動をうけたり落下しても、
電極群は連結部で移動が抑制されるため、電池缶内で電
極群の上下方向への移動が防止できるようになる。そし
て、環状部の外周部に上下方向に突出する突起部を備え
るようにすると、この突起部は電池缶の上部の外周に配
設された環状溝部により容易に押圧されるようになるの
で、防振リングは電極群の上面に接して配設できるよう
になる。
正・負極板を巻芯を用いて渦巻状に巻回した後、巻芯を
取り除いて製造されるのが一般的であり、巻回後に巻芯
を抜き取ると、巻芯が存在していた部分に空間部が形成
され、この空間部を利用して電解液を注入するようにし
ている。このため、防振リングに連結部を設ける場合に
は、この空間部を塞がないようにする必要があり、この
空間部の上部を横切る位置に連結部を形成する場合に
は、連結部の空間部と対応する位置に開孔を備えるよう
にして、電解液の注入をし易くして、電池製造時の注液
作業が容易になるようにしている。
径方向に少なくとも1つ設けたり、半径方向に等間隔で
少なくとも3つ設けたり、あるいは環状部の直径よりも
短く形成して開孔を備えないないようにしてもよく、要
は、電極群の上端部に接して配置された防振リングが電
池缶の上部に配設された環状溝部によって押圧された際
に、環状溝部より下方に突出している連結部が電極群を
押圧できるような所定の強度を有するような構造にすれ
ばよい。
蓄電池の製造方法は、電極群を電池缶内に収容した後、
この電池缶の内径にほぼ一致する外径を有する環状部
と、この環状部に連結されるとともに環状部より下方に
突出した連結部を有する防振リングを電池缶内に挿入し
て電極群の上部に配置する防振リング配置工程と、電池
缶内に配置された防振リングの上端部に対応する電池缶
の外周に溝入れ加工により環状溝部を形成する溝部形成
工程と、封口体を電池缶の開口部に配置した後、この開
口部の上端部を封口体の外周部にカシメ付ける封口工程
とを備えるようにしている。
により、溝部形成工程において形成された環状溝部が電
池缶内に突出して防振リングの環状部を押圧するととも
に、環状部より下方に突出した連結部により電極群の上
端部を押圧するため、電池が振動を受けたり落下して
も、電極群は連結部で移動が抑制され、電池缶内での電
極群の上下方向への移動が防止できるようになる。
蓄電池に適用した場合の実施の形態を図に基づいて説明
する。なお、図1は本発明の実施例1の防振リングを示
す図であり、図2は実施例2の防振リングを示す図であ
り、図3は実施例3の防振リングを示す図であり、図4
は実施例4の防振リングを示す図であり、図5は比較例
1の防振リングを示す図であり、図6は比較例2の防振
リングを示す図である。また、図7は実施例1の防振リ
ングを電池缶内に収納した状態を示す断面図であり、図
8は実施例1の防振リングを電池缶内に収納した後、封
口体で電池缶の開口部を封口した状態を示す断面図であ
る。
(a)は上面図であり、図1(b)は図1(a)のX−
X断面を示す断面図であり、図1(c)は図1(a)の
Y−Y断面を示す断面図である)に示すように、後述す
る電池缶の内径にほぼ等しい外径を有する環状部11
と、この環状部11の直径上で連結された連結部13と
を備えるように形成されている。環状部11の外周部に
は環状部11より上下に突出する突起部12が形成され
ている。また、連結部13は環状部11より肉厚で環状
部11より下方に突出して形成され、その中心部には小
環状部14aが形成されており、小環状部14a内には
開孔14が形成されている。
ン(PP)、ポリエチレン、フッ素系樹脂などのある程
度の柔軟性と耐アルカリ性を有する合成樹脂の成形体で
構成され、環状部11の幅は3mmで、厚みは1mm
で、その外周部に形成された突起部12の幅は0.2m
mで、環状部11の端面よりそれぞれ上下方向に1mm
づつ突出するように形成されている。また、連結部13
の幅は3mmで、厚みは1.5mmで、環状部11の下
端面より0.5mmだけ突出するように形成されてい
る。
(a)は上面図であり、図2(b)は図2(a)のX−
X断面を示す断面図であり、図2(c)は図2(a)の
Y−Y断面を示す断面図である)に示すように、後述す
る電池缶の内径にほぼ等しい外径を有する環状部21
と、この環状部21の直径上で連結された連結部23と
を備えるように形成されている。環状部21の外周部に
は環状部21より上下に突出する突起部22が形成され
ている。また、連結部23は環状部21より肉厚で環状
部21の中心部に向けて連続的に下方に突出するように
形成され、その中心部には小環状部24aが形成されて
おり、小環状部24a内には開孔24が形成されてい
る。
ン(PP)、ポリエチレン、フッ素系樹脂などのある程
度の柔軟性と耐アルカリ性を有する合成樹脂の成形体で
構成され、環状部21の幅は3mmで、厚みは1mm
で、その外周部に形成された突起部22の幅は0.2m
mで、環状部21の端面よりそれぞれ上下方向に1mm
づつ突出するように形成されている。また、連結部23
の幅は3mmで、厚みは最大で1.5mmで、環状部2
1の下端面より最大で0.5mmだけ突出するように形
成されている。
(a)は上面図であり、図3(b)は図3(a)のX−
X断面を示す断面図であり、図3(c)は図3(a)の
Y−Y断面を示す断面図である)に示すように、後述す
る電池缶の内径にほぼ等しい外径を有する環状部31
と、この環状部31の直径上より偏心した位置で連結さ
れた連結部33とを備えるように形成されている。環状
部31の外周部には環状部31より上下に突出する突起
部32が形成されている。また、連結部33は環状部3
1より肉厚で環状部31より下方に突出して形成されて
いる。
ン(PP)、ポリエチレン、フッ素系樹脂などのある程
度の柔軟性と耐アルカリ性を有する合成樹脂の成形体で
構成され、環状部31の幅は3mmで、厚みは1mm
で、その外周部に形成された突起部32の幅は0.2m
mで、環状部31の端面よりそれぞれ上下方向に1mm
づつ突出するように形成されている。また、連結部33
の幅は3mmで、厚みは1.5mmになるように形成さ
れている。
(a)は上面図であり、図4(b)は図4(a)のX−
X断面を示す断面図であり、図4(c)は図4(a)の
Y−Y断面を示す断面図である)に示すように、後述す
る電池缶の内径にほぼ等しい外径を有する環状部41
と、この環状部41の半径方向に等間隔に配設されてそ
の中心部の小環状部44aで環状部41に連結された3
本の連結部43とを備えるように形成されている。環状
部41の外周部には環状部41より上下に突出する突起
部42が形成されている。また、連結部43は環状部4
1より肉厚で環状部41より下方に突出して形成され、
小環状部44a内には開孔44が形成されている。
ン(PP)、ポリエチレン、フッ素系樹脂などのある程
度の柔軟性と耐アルカリ性を有する合成樹脂の成形体で
構成され、環状部41の幅は3mmで、厚みは1mm
で、その外周部に形成された突起部42の幅は0.2m
mで、環状部41の端面よりそれぞれ上下方向に1mm
づつ突出するように形成されている。また、連結部43
の幅は3mmで、厚みは1.5mmで、環状部41の下
端面より0.5mmだけ突出するように形成されてい
る。
(a)は上面図であり、図5(b)は図5(a)のX−
X断面を示す断面図であり、図5(c)は図5(a)の
Y−Y断面を示す断面図である)に示すように、後述す
る電池缶の内径にほぼ等しい外径を有する環状部51を
備え、環状部51の外周部には環状部51より上下に突
出する突起部52が形成されている。なお、この防振リ
ング50はポリプロピレン(PP)、ポリエチレン、フ
ッ素系樹脂などのある程度の柔軟性と耐アルカリ性を有
する合成樹脂の成形体で構成され、環状部51の幅は3
mmで、厚みは1mmで、その外周部に形成された突起
部52の幅は0.2mmで、環状部51の端面よりそれ
ぞれ上下方向に1mmづつ突出するように形成されてい
る。
(a)は上面図であり、図6(b)は図6(a)のX−
X断面を示す断面図であり、図6(c)は図6(a)の
Y−Y断面を示す断面図である)に示すように、後述す
る電池缶の内径にほぼ等しい外径を有する環状部61
と、この環状部61の直径上で連結された連結部63と
を備えるように形成されている。環状部61の外周部に
は環状部61より上下に突出する突起部62が形成され
ている。また、連結部63の中心部には小環状部64a
が形成されており、小環状部64a内には開孔64が形
成されている。
ン(PP)、ポリエチレン、フッ素系樹脂などのある程
度の柔軟性と耐アルカリ性を有する合成樹脂の成形体で
構成され、環状部61の幅は3mmで、厚みは1mm
で、その外周部に形成された突起部62の幅は0.2m
mで、環状部61の端面よりそれぞれ上下方向に1mm
づつ突出するように形成されている。また、連結部63
の幅は3mmで、厚みは1mmになるに形成されてい
る。
0,30,40,50,60を用いて、ニッケル−水素
蓄電池を作製する例を図7および図8に基づいて説明す
る。まず、パンチングメタルからなる極板芯体の表面に
ニッケル焼結多孔体を形成した後、化学含浸法により水
酸化ニッケルを主体とする活物質をニッケル焼結多孔体
内に充填してニッケル正極板71を作製した。一方、発
泡ニッケルからなる極板芯体の表面に水素吸蔵合金から
なるペースト状負極活物質を充填し、乾燥させた後、所
定の厚みになるまで圧延して水素吸蔵合金負極板72を
作製した。
金負極板72との間にセパレータ73を介在させて渦巻
状に巻回して渦巻状電極群70を作製した。この渦巻状
電極群70の上端面には、ニッケル正極板71の極板芯
体の端部が露出し、また、下端面には水素吸蔵合金負極
板72の極板芯体の端部が露出している。そして、この
渦巻状電極群70の上端面に露出する芯体と正極集電体
71aとを溶接するとともに、下端面に露出する芯体と
負極集電体72aを溶接した。なお、正極集電体71a
の端部から延出して正極リード71bが設けられてお
り、この正極リード71bの端部は絶縁ガスケット75
aを嵌着させた後、封口体76の下端面に溶接される。
メッキを施した有底筒状の電池缶(底面の外面は負極外
部端子となる)74内に収納した後、負極集電体72a
を電池缶74の内底面にスポット溶接した。この後、渦
巻状電極群70の上端面に上述のように作製した防振リ
ング10(20,30,40,50,60)を挿入し、
電池缶74の上部外周面に溝入れ加工を施して、防振リ
ング10(20,30,40,50,60)の上端部に
環状溝部75を形成した。この後、正極集電体71aか
ら延出した正極リード71を垂直に折り曲げた後、この
正極リード71の端部を封口体76の底面に抵抗溶接し
た。
化カリウム(KOH)水溶液からなるアルカリ電解液を
注入した後、正極リード71を折り曲げて封口体76を
電池缶74の開口部に配置し、電池缶74の開口端縁7
4aを内方にカシメ付けて開口部を密封して封口した。
なお、このカシメ封口時に環状溝部75は下方に押し潰
されて、図8に示すように、防振リング10(20,3
0,40,50,60)の突起部12(22,32,4
2,52,62)を押圧するようになる。これにより、
公称容量6Ahのニッケル−水素蓄電池を作製した。封
口体76は底面に下方突出部が形成されており、この上
部に正極キャップ(正極外部端子)76aを備えてお
り、正極キャップ76a内にスプリングと弁板からなる
弁体を備えている。
作製したニッケル−水素蓄電池を実施例1の電池Aと
し、実施例2の防振リング20を用いて作製したニッケ
ル−水素蓄電池を実施例2の電池Bとし、実施例3の防
振リング30を用いて作製したニッケル−水素蓄電池を
実施例3の電池Cとし、実施例4の防振リング40を用
いて作製したニッケル−水素蓄電池を実施例4の電池D
とし、比較例1の防振リング50を用いて作製したニッ
ケル−水素蓄電池を比較例1の電池Xとし、比較例2の
防振リング60を用いて作製したニッケル−水素蓄電池
を比較例2の電池Yとした。
よび比較例の電池X,Yをそれぞれ100個づつ用い
て、これらの各100個づつの電池A〜DおよびX,Y
を1mの高さから正極キャップ(正極外部端子)76a
を下向きにして、堅木の上に100回落下させ、何個の
電池に内部短絡が発生するかという落下試験を行い、そ
れぞれの電池A〜DおよびX,Yの短絡個数を測定する
と、下記の表1に示すような結果となった。
部を備えない防振リング50を用いた比較例1の電池X
と、連結部63を備えた防振リング60を用いた比較例
2の電池Yとを比較すると、電池Yの方が内部短絡の発
生数が少ないことが分かる。これは、防振リング60に
連結部63を設けることにより、渦巻状電極群70が連
結部63で押圧されて、電池Yが落下しても電池缶74
内での渦巻状電極群70の移動が抑制されたためと考え
られる。
と同じ厚みの連結部63を備えた防振リング60を用い
た比較例2の電池Yと、環状部11(21,31,4
1)よりも厚みが厚くて環状部11(21,31,4
1)よりも下方に突出している連結部13(23,3
3,43)を備えた防振リング10(20,30,4
0)を用いた実施例1〜実施例4の電池A〜Dとを比較
すると、電池A〜Dの方が内部短絡の発生数が少ないこ
とが分かる。これは、環状部11(21,31,41)
よりも下方に突出している連結部13(23,33,4
3)を備えた防振リング10(20,30,40)を用
いることにより、渦巻状電極群70が連結部13(2
3,33,43)での押圧力が大きくなって、電池A〜
Dが落下しても電池缶74内での渦巻状電極群70の移
動が抑制されたためと考えられる。
リング10(20,30,40)の環状部11(21,
31,41)が電池缶74の上部に配設された環状溝部
75によって押圧され、かつ環状部11(21,31,
41)より下方に突出した連結部13(23,33,4
3)が渦巻状電極群70の上端部に接して配設されてい
るので、電池A〜Dが振動をうけたり落下しても、電極
群70は連結部13(23,33,43)で移動が抑制
されるため、電池缶74内で電極群70の上下方向への
移動が防止できるようになる。この結果、内部短絡が生
じない電池が得られるようになる。
振リング10(20,30,40)の環状部11(2
1,31,41)の外周に突起部12(22,32,4
2,)を設ける例について説明したが、電池缶74の上
部に環状溝部75を溝入れ加工する際の溝入れ状態によ
って、カシメ封口時に、環状部11(21,31,4
1)の外周を十分に押圧することができれば突起部12
(22,32,42,)を設けなくてもよい。
よび連結部13(23,33,43)の幅や厚みは、上
述した各実施例のサイズに限定されるものではなく、電
極群70の移動を抑制できる強度を有すれば、どのよう
なサイズであってもよい。さらに、上述した実施の形態
においては、本発明をニッケル−水素蓄電池に適用する
例について説明したが、本発明はニッケル−水素蓄電池
に限らず、ニッケル−カドミウム蓄電池等の他の蓄電池
にも適用できることは明らかである。
(a)は上面図であり、図1(b)は図1(a)のX−
X断面を示す断面図であり、図1(c)は図1(a)の
Y−Y断面を示す断面図である。
(a)は上面図であり、図2(b)は図2(a)のX−
X断面を示す断面図であり、図2(c)は図2(a)の
Y−Y断面を示す断面図である。
(a)は上面図であり、図3(b)は図3(a)のX−
X断面を示す断面図であり、図3(c)は図3(a)の
Y−Y断面を示す断面図である。
(a)は上面図であり、図4(b)は図4(a)のX−
X断面を示す断面図であり、図4(c)は図4(a)の
Y−Y断面を示す断面図である。
(a)は上面図であり、図5(b)は図5(a)のX−
X断面を示す断面図であり、図5(c)は図5(a)の
Y−Y断面を示す断面図である。
(a)は上面図であり、図6(b)は図6(a)のX−
X断面を示す断面図であり、図6(c)は図1(a)の
Y−Y断面を示す断面図である。
を示す断面図である。
封口体で電缶を封口した状態を示す断面図である。
1,41…環状部、12,22,32,42…突起部、
13,23,33,43…連結部、14,24,34,
44…開孔、70…電極群、71…正極、72…負極、
73…セパレータ、74…電池缶(負極外部端子)、7
5…環状溝、76a…正極キャップ(正極外部端子)、
76封口体
Claims (7)
- 【請求項1】 一方極の端子を兼ねる開口部を備えた電
池缶と、前記開口部を密封する他方極の端子を兼ねる封
口体と、前記電池缶内に収容される正極と負極をセパレ
ータを介して巻回した電極群とを備えた蓄電池であっ
て、 前記電池缶の内径にほぼ一致する外径を有する環状部
と、同環状部に連結されるとともに同環状部より下方に
突出した連結部とを有する防振リングを備え、 前記防振リングの前記環状部は前記電池缶の上部に配設
された環状溝部により押圧されるとともに、前記連結部
は前記電極群の上端部に接して配設され、同防振リング
により前記電極群の前記電池缶内での移動を防止するよ
うにしたことを特徴とする蓄電池。 - 【請求項2】 前記環状部の外周部に同環状部より上下
方向に突出する突起部を備えるようにしたことを特徴と
する請求項1に記載の蓄電池。 - 【請求項3】 前記電極群の中心部に同電極群の上下方
向に連通する空間部が配設されていて、前記連結部は前
記空間部と対応する位置に開孔を備えるようにしたこと
を特徴とする請求項1または請求項2に記載の蓄電池。 - 【請求項4】 前記連結部は前記環状部の直径方向に少
なくとも1つ設けられていることを特徴とする請求項1
から請求項3のいずれかに記載の蓄電池。 - 【請求項5】 前記連結部は前記環状部の半径方向に等
間隔で少なくとも3つ設けられていることを特徴とする
請求項1から請求項3のいずれかに記載の蓄電池。 - 【請求項6】 前記連結部は前記環状部の直径よりも短
く形成されていて、前記開孔を備えないことを特徴とす
る請求項1または請求項2に記載の蓄電池。 - 【請求項7】 一方極の端子を兼ねる開口部を備えた電
池缶内に、正極と負極をセパレータを介して巻回した電
極群を収容した後、前記開口部を他方極の端子を兼ねる
封口体で密封して形成する蓄電池の製造方法であって、 前記電極群を前記電池缶内に収容した後、同電池缶の内
径にほぼ一致する外径を有する環状部と、同環状部に連
結されるとともに同環状部より下方に突出した連結部と
を有する防振リングを前記電池缶内に挿入して前記電極
群の上部に配置する防振リング配置工程と、 前記電池缶内に配置された前記防振リングの上端部に対
応する前記電池缶の外周部に溝入れ加工により環状溝部
を形成する溝部形成工程と、 前記封口体を前記電池缶の開口部に配置した後、同開口
部の上端部を前記封口体の外周部にカシメ付ける封口工
程とを備え、 前記封口工程におけるカシメ圧力により、前記溝部形成
工程において形成された環状溝部が電池缶内に突出して
前記防振リングの前記環状部を押圧するとともに、前記
連結部により前記電極群の上端部を押圧して同電極群の
前記電池缶内での移動を防止するようにしたことを特徴
とする蓄電池の製造方法。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2000-03-28 JP JP2000088179A patent/JP2001273920A/ja active Pending
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