JP2002164035A - 密閉形電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 集電板の抵抗を大きくせずに、電気抵抗溶接
ができる密閉形電池を提供する。 【解決手段】 密閉型電池10は、セパレータ12を介して
負極14および正極16が積層された発電要素18を有してい
る。負極14の面方向端縁および正極16の面方向端縁にそ
れぞれ電気抵抗溶接により接続された負極集電板20およ
び正極集電板22とを有し、負極集電板20，正極集電板22
は、外部接続端子に接続可能な端子接続部23を有する第
１集電部材20a，22aと、第２集電部材20b，22bとを有
し、同一面に沿うとともに、負極14および正極16の厚さ
方向に沿った境界を介して離間配置され、正極集電板22
を構成する第１集電部材22aと第２集電部材22bとが、電
気抵抗溶接を施すことにより正極16に接続され、また、
負極集電板20を構成する第１集電部材20aと第２集電部
材20bとが、電気抵抗溶接を施すことにより負極14に接
続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は密閉形電池に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図６に示す密閉形電池210は、セパレー
タ212を介して負極214および正極216が積層された発電
要素218と、負極214の面方向および正極216の面方向に
それぞれ接続された負極集電板220および正極集電板222
とを有している。集電板220，222は、面方向が負極204
および正極206の積層方向に沿うように配向されるとと
もに、負極集電板220および正極集電板222に溶接端子を
当接させる電気抵抗溶接によりそれぞれ負極214および
正極216に接続される。このように一体化された発電要
素218，負極集電板220および正極集電板222が略箱状の
密閉形電池用パッケージ228に収容される。

【０００３】以下、正極216に正極集電板222を接続する
例について説明する。なお、負極214に負極集電板220を
接続する手順は、正極216に正極集電板222を接続する手
順と略同様であるため説明を省略する。図７に示すよう
に、正極216の右側辺216Ａおよび正極集電板222を接続
するにあたっては、発電要素218を構成する正極216に正
極集電板222を当接させ、正極集電板222の上方から電気
抵抗溶接装置の一対の溶接用電極（図示せず）を正極集
電板222の長手方向に沿って所定寸法離れて接触させた
後、一方の溶接用電極から他方の溶接用電極に溶接電流
を流すことにより、正極216と正極集電板222との接触部
分を局部的に加熱して溶接部213を形成する。

【０００４】次に、正極集電板222に対して一対の溶接
用電極を若干近接させた位置に再び接触させて電流を流
し、各溶接用電極に対応した正極216と正極集電板222と
の接触部分を局部的に加熱して溶接部213を形成する。
このようにして一枚の正極216に対して正極集電板222を
複数の溶接部213を介して接続する。さらに、以上のよ
うな手順を繰り返して各正極216が順次正極集電板222に
接続される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図８に示す
ように、正極216および正極集電板222を電気抵抗溶接に
より接続するにあたっては、正極集電板222に接触させ
た一方の溶接用電極215aから正極216を経由する電流経
路217aを通じて他方の溶接用電極215bに電流が流れる必
要がある（図８中、点線矢印参照）。すなわち、正極21
6および正極集電板222を電気抵抗溶接により接続するに
あたって、正極集電板222内を通って溶接電流が流れた
場合、正極216内に流れる溶接電流が不足するため、正
極216と正極集電板222との接触部分が十分に加熱され
ず、これにより正極216と正極集電板222との接続不良が
生じる可能性がある。

【０００６】この可能性を回避するために、あらかじめ
正極集電板222に貫通孔226を設けておくことにより局所
的に断面積を小さく形成しておき、これにより正極集電
板222の電気抵抗を大きく設定した密閉形電池210aが提
案されている（従来例）。なお、この密閉形電池210a
は、負極214も正極216と同様に、負極集電板220に貫通
孔を設けて局所的に幅が狭い部分を作り、負極214の左
側辺を負極集電板220に電気抵抗溶接される。

【０００７】このような密閉形電池210aによれば、貫通
孔226を設けない場合に比較して正極集電板222の電気抵
抗が大きいため、正極216および正極集電板222を電気抵
抗溶接により接続するにあたって、溶接電流が確実に正
極216を流れるため、正極216と正極集電板222とを確実
に接続できる。

【０００８】ところが、この従来例は、貫通孔226を設
けない場合に比較して正極集電板222の電気抵抗が大き
いため、換言すれば正極集電板222の集電抵抗が大きい
ことになる。従って、このような従来例では、密閉形電
池の出力効率が悪化するという不都合があり、改善が求
められていた。

【０００９】本発明は、前述した求望を満たすためにな
されたものであり、その目的は、出力効率の悪化を伴う
ことなく、電気抵抗溶接により極板および集電板を確実
に接続できる密閉形電池を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明は、請求項１に記載したように、セパレ
ータを介して負極および正極を具備した発電要素と、前
記負極の面方向端縁および前記正極の面方向端縁にそれ
ぞれ電気抵抗溶接により接続された一対の集電板とを有
する密閉形電池であって、前記集電板が第１集電部材お
よび第２集電部材を有し、前記第１集電部材および前記
第２集電部材が同一面に沿うとともに、前記負極および
前記正極の厚さ方向に沿った境界を介して離間配置され
ていることを特徴としている。

【００１１】ここで、第１集電部材および第２集電部材
としては、第１集電部材および第２集電部材のうちの一
方の長手方向寸法が他方の長手方向寸法よりも長くても
よく、あるいは互いに同一幅寸法および同一長手方向寸
法を有していてもよい。そして、第１集電部材の長手方
向寸法が第２集電部材の長手方向寸法よりも長い場合、
密閉形電池の外部に電力を取り出すための外部接続端子
を第１集電部材に設けておけばよい。

【００１２】このように構成された密閉形電池において
は、離間配置された第１集電部材および第２集電部材に
より集電板が構成されているため、例えば第１集電部材
の長手方向寸法を第２集電部材の長手方向寸法よりも長
く設定しておくとともに、密閉形電池の外部に電力を取
り出すための外部接続端子を第１集電部材に設けてお
き、電気抵抗溶接により極板および集電板を接続するに
あたって、電気抵抗溶接装置を構成する一対の溶接用電
極をそれぞれ第１集電部材および第２集電部材に接触さ
せてから溶接電流を流せば、確実に溶接電流が極板を通
るため、極板および集電板が確実に接続されることにな
る。

【００１３】従って、このような密閉形電池において
は、極板および集電板の確実に接続を得るために、第１
集電部材に従来のような貫通孔を設ける必要がないた
め、出力効率が悪化する虞れを回避でき、これにより前
述した目的を達成できることになる。

【００１４】また、本発明は、請求項２に記載したよう
に、前記第１集電部材が外部接続端子に接続可能な接続
部を有し、前記第１集電部材の長手方向寸法が前記第２
集電部材の長手方向寸法よりも長いことを特徴としてい
る。このような密閉形電池においては、接続部を有する
第１集電部材と極板との接触面積を大きくとれるので、
第２集電部材に接続部を設けた場合に比較して出力効率
を向上できることになる。

【００１５】さらに、本発明は、請求項３に記載したよ
うに、前記第１集電部材および前記第２集電部材が導電
部材により接続されていることを特徴としている。ここ
で、導電部材の材質としては、第１集電部材および第２
集電部材と同一材質であることが好ましいが、第１集電
部材および第２集電部材に対して電気抵抗溶接や導電性
接着剤等を用いて通電可能に接続できれば任意である。

【００１６】また、このような導電部材としては、第１
集電部材および第２集電部材に対して積層させて接続し
てもよく、あるいは当該導電部材の端面が第１集電部材
の長手方向端面および第２集電部材の長手方向端面に対
して面当接するように、第１集電部材および第２集電部
材間の空隙に介装されてもよい。この場合、導電部材
は、その表面が第１集電部材の表面および第２集電部材
の表面に対して段差面となってもよいが、当該導電部材
の表面が第１集電部材の表面および第２集電部材の表面
に対して同一面に沿うことが好ましい。

【００１７】このような本発明においては、第１集電部
材および第２集電部材が導電部材により接続されている
ため、第１集電部材および第２集電部材を一体的に集電
板として使用できることになる。従って、この密閉形電
池においては、第１集電部材および第２集電部材のうち
の一方のみを集電板として使用する場合に比較して、出
力効率を向上できることになる。

【００１８】そして、本発明は、請求項４に記載したよ
うに、前記導電部材が前記第１集電部材の表面および前
記第２集電部材の表面から突出しないように配置されて
いることを特徴としている。ここで導電部材の表面は、
第１集電部材の表面および第２集電部材の表面に対して
凹面となってもよく、あるいは同一面に沿って配置され
ていてもよい。このように構成された密閉形電池におい
ては、導電部材が第１集電部材の表面および第２集電部
材の表面から突出しないため、密閉形電池用パッケージ
を大型化する必要がなく、これにより容積効率を向上で
きることになる。

【００１９】また、本発明においては、請求項５に記載
したように、前記第１集電部材および前記第２集電部材
の表面と、前記導電部材の表面との間に段差が生じない
ように配置されているため、導電部材と第１集電部材あ
るいは第２集電部材との間に段差が生じている場合に比
較して、段差による密閉形電池用パッケージの破損を回
避できることになる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施形態を図
面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する各
実施形態において、既に図１において説明した部材等に
ついては、図中に同一符号あるいは相当符号を付すこと
により説明を簡略化あるいは省略する。

【００２１】図１に示すように、本発明に係る第１実施
形態であるニッケル・水素電池10（密閉型電池）は、セ
パレータ12を介して負極14および正極16が積層された発
電要素18を有している。図２に示すように、発電要素18
は、負極14の面方向端部（左側辺）14Ａが正極16の左側
辺16Ａから左側に突出され、正極16の面方向端部（右側
辺）16Ｂが負極14の右側辺14Ｂから右側に突出されてい
る。そして、負極14の面方向端縁および正極16の面方向
端縁にそれぞれ電気抵抗溶接により接続された負極集電
板20および正極集電板22とを有している。

【００２２】図１に戻って、負極集電板20，正極集電板
22は、外部接続端子に接続可能な端子接続部23を有する
第１集電部材20a，22aと、第２集電部材20b，22bとを備
え、同一面に沿うとともに、負極14および正極16の厚さ
方向に沿った境界を介して離間配置されている。第１集
電部材20a，22aの長手方向寸法は、第２集電部材20b，2
2bの長手方向寸法よりも長く設定されている。

【００２３】正極集電板22を構成する第１集電部材22a
と第２集電部材22bとは、電気抵抗溶接を施すことによ
り正極16に接続され、また、負極集電板20を構成する第
１集電部材20aと第２集電部材20bとは、電気抵抗溶接を
施すことにより負極14に接続されている。

【００２４】密閉形電池用パッケージ28は、負極集電板
20および正極集電板22を取り付けた発電要素18を収容す
る開口29を上端に備える。そして、負極集電板20および
正極集電板22を取り付けた発電要素18を、開口29から密
閉形電池用パッケージ28に収容し、開口29を閉じること
でニッケル・水素電池10が構成される。

【００２５】次に、図３に基づいて電気抵抗溶接により
発電要素18の正極16に正極集電板22を接続する手順を説
明する。図３（Ａ）に示すように、正極集電板22は第１
集電部材22aと第２集電部材22bとからなり、これらを図
３（Ｂ）に示すように、正極16に接触させた後、第１集
電部材22aに電気抵抗溶接端子15aを圧接し、また、第２
集電部材22bに電気抵抗溶接端子15bを圧接して電流を流
して局部的に加熱して溶接部13を形成し、溶接部13を介
して第１集電部材22a、第２集電部材22bを接続する。

【００２６】このとき、長い方の第１集電部材22aに
は、電気抵抗溶接端子15aを圧接する箇所を変えて、図
３の（Ａ）に示すように数カ所溶接する。すなわち、電
気抵抗溶接端子15aは、第２集電部材22aから最も離れた
個所から第２集電部材22aに対して近付く個所に徐々に
移動される。なお、短い方の第２集電部材22aに圧接し
た電気抵抗溶接端子15bは動かさずに同じ箇所に圧接し
て溶接を行うが、圧接する箇所を少しずつずらして溶接
を行っても良い。

【００２７】これにより、正極集電板22（第１集電部材
22a、第２集電部材22b）は発電要素18の左側に取り付け
られる。また、同様に負極集電板20（第１集電部材20
a、第２集電部材20b）も、上記の正極側の溶接と同様に
して、負極14に電気抵抗溶接より溶接する。これによ
り、負極集電板20が発電要素18の右側に取り付けられ
る。なお、溶接時の集電板（第１集電部材20a、22a）に
は、あらかじめ発電要素18に食い込む突起を設け、電気
抵抗溶接時の熱により突起を溶かす溶け代としておくこ
とが望ましい。

【００２８】以上のようなニッケル・水素電池10によれ
ば、負極集電板20を構成する第１集電部材20aおよび第
２集電部材20bが同一面に沿うとともに、互いに離間配
置されているため、電気抵抗溶接端子15a，15bをそれぞ
れ第１集電部材20aおよび第２集電部材20bに接触させて
電機抵抗溶接を行うことにより、各負極14に対して第１
集電部材20aを確実、かつ、容易に接続できる。特に、
このニッケル・水素電池10によれば、第１集電部材20a
および第２集電部材20bに従来のような貫通孔を設ける
必要がないため、出力効率が悪化する虞れを回避でき
る。

【００２９】また、このようなニッケル・水素電池10に
よれば、接続部を有する第１集電部材20aの長手方向寸
法が第２集電部材20bの長手方向寸法よりも長いため、
第２集電部材20bに接続部を設けた場合に比較して出力
効率を向上できる。

【００３０】次に、本発明に係る第２実施形態を説明す
る。図４に示すように、本発明に係る第２実施形態であ
るニッケル・水素電池40（密閉型電池）は、前述の第１
実施形態と同様にして、セパレータ12を介して負極14お
よび正極16が積層された発電要素18を有している。そし
て、負極14の面方向端縁および正極16の面方向端縁にそ
れぞれ電気抵抗溶接により接続された負極集電板20およ
び正極集電板22とを有している。

【００３１】さらに、前述した集電板は、それぞれ第１
集電部材20a，22aと第２集電部材20b，22bとを有し、同
一面に沿うとともに、負極14および正極16の厚さ方向に
沿った境界を介して離間配置されている。さらに、上記
の離間配置された第１集電部材20a，22aと第２集電部材
20b，22bとの間に、それぞれ導電部材20c，22cが配置さ
れている。第１集電部材20a，22aの長手方向寸法は、第
２集電部材20b，22bの長手方向寸法よりも長く設定され
ている。

【００３２】正極集電板22を構成する第１集電部材22a
と第２集電部材22bとは、電気抵抗溶接を施すことによ
り正極16に接続され、第１集電部材22aと第２集電部材2
2bとは、導電部材22cにより電気的に接続されている。
また、負極集電板20を構成する第１集電部材20aと第２
集電部材20bとが、電気抵抗溶接を施すことにより負極1
4に接続され、第１集電部材20aと第２集電部材20bと
が、導電部材20cにより電気的に接続されている。

【００３３】さらに、密閉形電池用パッケージ28は、負
極集電板20および正極集電板22を取り付けた発電要素18
を収容する開口29を上端に備える。そして、負極集電板
20および正極集電板22を取り付けた発電要素18を、開口
29から密閉形電池用パッケージ28に収容し、開口29を閉
じることでニッケル・水素電池40が構成される。

【００３４】次に、電気抵抗溶接により発電要素18の正
極16に正極集電板22を接続する手順を説明する。前述し
た第１実施形態と同様に、電気抵抗溶接により正極16お
よび正極集電板22を接続した後、図５に示すように、第
１集電部材22aと第２集電部材22bとの隙間を埋めるよう
に導電部材22cを配置し、次いで電気抵抗溶接により導
電部材22cを第１集電部材22aおよび第２集電部材22bに
対してそれぞれ接続する。これにより、導電部材22cを
介して第１集電部材22aおよび第２集電部材22bが電気的
に一体化された正極集電板22を形成する。

【００３５】また、第１集電部材20aと第２集電部材20b
も同様に、導電部材20cを埋めるようにして電気的に接
続し、これにより、ニッケル・水素電池40における負極
集電板20を形成する。

【００３６】なお、導電部材22c，20cは、第１集電部材
22a，20aおよび第２集電部材22b，20bの表面から突出し
ないように接続することが好ましい。より好ましくは、
第１集電部材22a，20aおよび第２集電部材22b，20bの表
面と、導電部材22c，20cの表面との段差が生じないよう
に接続する。

【００３７】以上のようなニッケル・水素電池40によれ
ば、基本的に前述したニッケル・水素電池10と同様に構
成されているため、前述した第１実施形態と同様な効果
が得られる。そして、このようなニッケル・水素電池40
によれば、第１集電部材22a，20aおよび第２集電部材22
b，20bが導電部材22c，20cにより接続されているため、
導電部材22c，20cを介して第１集電部材22a，20aおよび
第２集電部材22b，20bを一体的に集電板として使用でき
る。従って、このニッケル・水素電池40によれば、第１
集電部材22a，20aのみを集電板として使用する場合に比
較して、出力効率を向上できる。

【００３８】特に、このニッケル・水素電池40によれ
ば、導電部材22b，20bが第１集電部材22a，20aの表面お
よび第２集電部材22b，20bの表面から突出しないため、
密閉形電池用パッケージ28を大型化する必要がなく、こ
れにより容積効率を向上できる。さらに、このニッケル
・水素電池40によれば、導電部材22b，20bと第１集電部
材22a，20aの表面および第２集電部材22b，20bの表面と
の間に段差が生じないように配置されているため、導電
部材22b，20bと第１集電部材22a，20aあるいは第２集電
部材22b，20bとの間に段差が生じている場合に比較し
て、段差による密閉形電池用パッケージ28の破損を回避
できる。

【００３９】なお、本発明の密閉形電池は、前述した実
施形態に限定されるものではなく、適宜な変形、改良等
が可能である。例えば、本発明は、密閉形電池としてニ
ッケル・水素電池を例に説明したが、これに限定される
ものではなく、その他の密閉形電池に適用することも可
能である。その他、前述した各実施形態において例示し
た負極，正極，発電要素，集電板，導電部材等の材質，
形状，寸法，形態，数，配置個所，厚さ寸法等は本発明
を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

【００４０】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、請求項１に記載したように、集電板を構成する第１
集電部材および第２集電部材が同一面に沿うとともに、
負極および正極の厚さ方向に沿った境界を介して離間配
置されているため、従来のように集電板に貫通孔を設け
る必要性を解消できるとともに、出力効率が悪化する虞
れを回避できる。

【００４１】また、本発明によれば、請求項２に記載し
たように、第１集電部材が外部接続端子に接続可能な接
続部を有し、第１集電部材の長手方向寸法が前記第２集
電部材の長手方向寸法よりも長いため、第２集電部材に
接続部を設けた場合に比較して出力効率を向上できる。

【００４２】さらに、本発明によれば、請求項３に記載
したように、第１集電部材および第２集電部材が導電部
材により接続されているため、第１集電部材および第２
集電部材を一体的に集電板として使用することにより、
出力効率を向上できる。

【００４３】そして、本発明によれば、請求項４に記載
したように、導電部材が第１集電部材の表面および第２
集電部材の表面から突出しないように配置されているた
め、密閉形電池用パッケージを大型化する必要がなく、
これにより容積効率を向上できる。

【００４４】また、本発明によれば、請求項５に記載し
たように、第１集電部材および第２集電部材の表面と、
導電部材の表面との間に段差が生じないように配置され
ているため、導電部材と第１集電部材あるいは第２集電
部材との間に段差が生じている場合に比較して、段差に
よる密閉形電池用パッケージの破損を回避できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施形態を示す分解斜視図で
ある。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】第１実施形態に係るニッケル・水素電池（密閉
型電池）の正極に正極集電板を電気抵抗溶接する例につ
いて説明する図である。

【図４】本発明に係る第２実施形態を示す分解斜視図で
ある。

【図５】第２実施形態に係るニッケル・水素電池（密閉
型電池）の正極集電板の隙間を導電部材により埋める方
法について説明する図である。

【図６】従来の密閉形電池を示す分解斜視図である。

【図７】図６のＢ−Ｂ線断面図である。

【図８】従来の密閉形電池の正極に正極集電板を電気抵
抗溶接する例について説明する図である。

【符号の説明】

10，40 ニッケル・水素電池（密閉型電池） 12 セパレータ 14 負極 16 正極 18 発電要素 20 負極集電板（集電板） 22 正極集電板（集電板） 20a，22a 第１集電部材 20b，22b 第２集電部材 20c，22c 導電部材 23 端子接続部 28 密閉形電池用パッケージ

フロントページの続き (72)発明者 油布 宏 大阪府高槻市古曽部町二丁目３番21号 株 式会社ユアサコーポレーション内 Ｆターム(参考） 5H022 AA04 BB16 CC22

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セパレータを介して負極および正極を具
   備した発電要素と、前記負極の面方向端縁および前記正
   極の面方向端縁にそれぞれ電気抵抗溶接により接続され
   た一対の集電板とを有する密閉形電池であって、 前記集電板が第１集電部材および第２集電部材を有し、
   前記第１集電部材および前記第２集電部材が同一面に沿
   うとともに、前記負極および前記正極の厚さ方向に沿っ
   た境界を介して離間配置されていることを特徴とする密
   閉形電池。
2. 【請求項２】 前記第１集電部材が外部接続端子に接続
   可能な接続部を有し、前記第１集電部材の長手方向寸法
   が前記第２集電部材の長手方向寸法よりも長いことを特
   徴とする請求項１に記載した密閉形電池。
3. 【請求項３】 前記第１集電部材および前記第２集電部
   材が導電部材により接続されていることを特徴とする請
   求項１に記載した密閉形電池。
4. 【請求項４】 前記導電部材が前記第１集電部材の表面
   および前記第２集電部材の表面から突出しないように配
   置されていることを特徴とする請求項３に記載した密閉
   形電池。
5. 【請求項５】 前記導電部材が、当該導電部材の表面
   と、前記第１集電部材および前記第２集電部材の表面と
   の間に段差が生じないように配置されていることを特徴
   とする請求項４に記載した密閉形電池。