JP2002184450A - 角形電池用極板群形成方法 - Google Patents

角形電池用極板群形成方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 重量ばらつきの少ない極板群を低コストで生
産性良く形成する。 【解決手段】 極板群を形成する極板の単板を複数枚採
取できる大板を製造する工程と、大板から単板を切断す
る工程と、各単板を大板における配置場所の異なるもの
を組み合わせながら集積する工程と、集積された単板を
順次取り出して他の極性の極板の単板と交互に積層して
極板群を形成する工程とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は角形電池用極板群形
成方法に関し、特に重量ばらつきの少ない極板群を低コ
ストで生産性良く形成できる角形電池用極板群形成方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】角形電池においては、矩形状の正極板と
負極板をセパレータを介して積層して極板群を構成し、
この極板群を電解液とともに直方体状の電槽内に収納配
置し、電槽の上端開口を安全弁を設けた蓋体にて密閉し
て構成されている。
【０００３】上記正極板や負極板の極板は通常単電池毎
に複数枚づつ用いられるため、極板は大量に量産する必
要があり、各極板を単板として１枚づつ製造していると
生産効率が極めて悪くなる。そのため、一般に単板を複
数枚採取できる大板を製造し、その大板を一括して切断
し、複数枚の単板を形成している。
【０００４】ところが、極板を大板で製造すると、活物
質の重量分布が部位によってばらつかないようにするの
は極めて困難である。そのため、大板を複数の単板に一
括して切断し、各単板の配置状態をそのまま維持しなが
ら順次集積して行くと、各単板を集積した単板群は、大
板のどの部位の単板かによって重量が異なってしまう。
そのため、この単板群を用いて極性の異なる単板を交互
に積層して極板群を組んだ場合、大板のどの部位の単板
群を用いたかによって極板群の正極又は負極の重量が大
きくばらついてしまう。たとえば、重量の製造公差が最
大の正極と最小の負極とセパレータとを組み合わせた極
板群を作製すると、正負極の容量バランスがくずれ、充
電時にガス吸収が悪くなり、内圧が上昇し漏液を生じる
恐れがある。または、開弁が頻繁に起こり、電解液の減
少等によるサイクル寿命の低下を来すなどの問題を生じ
ることになる。
【０００５】このような問題を解消するため、容量を均
等にする極板群の形成方法として、例えば特開平１１−
１５４５３１号公報に開示されているように、単板の重
量を測定して重量選別を行い、極板群を構成する単板の
総重量が所定範囲に納まるように単板を組み合わせる方
法が知られている。
【０００６】また、電池にした後に電池容量を選別し、
同じような容量の電池にグループ分けし、使用目的に応
じて適正なグループの電池を出荷する方法も考えられ
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
に単板を重量選別するには、単板の重量を測定してその
測定結果に応じて単板を選別する単板重量選別機を単板
の製造ラインに設置する必要があり、設備コストが高く
なるという問題がある。
【０００８】また、電池にした後容量に応じて選別する
場合にも容量選別機が必要となり、設備コストが高くな
るとともに容量測定に時間がかかり、生産性を低下させ
るという問題がある。
【０００９】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、重量
ばらつきの少ない極板群を低コストで生産性良く形成で
きる角形電池用極板群形成方法を提供することを目的と
している。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の角形電池用極板
群形成方法は、極板群を形成する極板の単板を複数枚採
取できる大板を製造する工程と、大板から単板を切断す
る工程と、各単板を大板における配置場所の異なるもの
を組み合わせながら集積する工程と、集積された単板を
順次取り出して他の極性の極板の単板と交互に積層して
極板群を形成する工程とを有するものであり、切断した
各単板を集積する際に大板における配置場所の異なるも
のを組み合わせるようにしているので、単板を集積した
各群で大板の部位による重量ばらつきが無く、集積した
単板を順次取り出して極板群を形成しても極板群の重量
を一定範囲内に納めることができ、かつ単板の集積時に
単に配置場所の異なるものを組み合わせるようにするだ
けで、重量選別機などを設置する必要がなく、設備コス
トや生産性を低下することなく、高出力で寿命の長い角
形電池を低コストで生産性良く製造することができる。
【００１１】また、大板から切断した複数枚の単板に対
してそれぞれ複数枚の単板からなる群を複数種類設定
し、各群を構成する単板を保持して群の中心回りに旋回
させて単板の配置場所を入れ替える動作を、大板毎に旋
回させる群の組み合わせと順序を順次変えて行うことに
より、単板の配置場所を入れ替えて集積すると、切断し
た単板に対して複数種類の群を設定して適当な群をその
中心回りに旋回させることで単板の配置場所を入れ替え
ることができ、単板を保持して旋回する簡単な機構によ
り低コストの構成にて大板における配置場所の異なるも
のを組み合わせて集積することができる。
【００１２】また、全数の単板からなる１群を旋回する
か否かの第１動作と、半数づつの単板から成る２群の内
の何れの群を旋回するかの第２動作との組み合わせによ
る４パターンの動作を順次繰り返し、単板の配置場所を
入れ替えて集積すると、２つの動作工程だけで配置場所
の異なるものを組み合わせることができる。
【００１３】さらに、上記の単板の集積によって形成さ
れて単板の配置場所の組み合わせが互いに異なっている
単板集積の２つの群から交互に単板を取り出して極板群
を形成すると、一層重量ばらつきの無い極板群を形成す
ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明をニッケル水素二次
電池から成る角形電池用の極板群の形成方法に適用した
一実施形態について、図１〜図６を参照して説明する。
【００１５】まず、図６を参照して、角形電池の一例と
して、複数の単電池２を内蔵している集合型角形電池１
の構成を説明する。３は、その角形電槽で、幅の狭い短
側面と幅の広い長側面とを有する直方体状の単電池２の
電槽４をその短側面を隔壁５として共用して相互に一体
連接してなる扁平な直方体状に形成され、各電槽４の上
面開口は一体の蓋体６にて一体的に閉鎖されている。両
端の電槽４の外側の短側面と各電槽４、４間の隔壁５の
上部に接続穴７が形成されている。各電槽４内には、矩
形状の正極板と負極板をセパレータを介して積層して構
成された極板群８が電解液とともに収容され、単電池２
が構成されている。極板群８の正極板と負極板は互いに
反対側の側部に突出されて正極板と負極板のリード部９
ａ、９ｂとされ、それらのリード部９ａ、９ｂの側端縁
にはそれぞれ集電板１０ａ、１０ｂが溶接等にて接続さ
れている。
【００１６】集電板１０ａ、１０ｂの上部には、接続穴
７内に嵌入する接続突部１１が突設され、隣接する電槽
４、４間で正極と負極の集電板１０ａ、１０ｂの接続突
部１１が互いに溶接にて接続されている。また、両端の
電槽４の外側の短側面の接続穴７に正極又は負極の接続
端子１２が装着され、その接続突部１３と集電板１０ａ
又は１０ｂとが互いに溶接にて接続されている。かくし
て角形電槽３内に内蔵された複数の単電池２が直列に接
続されて両端の接続端子１２、１２間に出力される。
【００１７】また、蓋体６には、各電槽４の内圧を均等
にする連通路１４や、各電槽４の内部圧力が一定以上に
なったときに圧力を解放するための安全弁（図示せず）
や、適当な単電池２の温度を検出する温度センサを装着
するセンサ装着穴１５などが設けられている。
【００１８】上記各単電池２を構成している極板群８
は、発泡ニッケルに水酸化ニッケルを主成分とする正極
材料を充填してなる正極板とパンチングメタルに水素吸
蔵合金を主成分とする負極材料を塗着してなる負極板と
をポリプロピレン製の不織布などからなるセパレータを
介して積層して構成され、一般には正極板に袋状セパレ
ータを被せて正極板と負極板を交互に重ね合わせて形成
される。
【００１９】この極板群８を形成する工程を、図１を参
照して説明すると、正極板や負極板はその生産性を確保
するため、極板群を構成する形状と大きさの極板（以
下、単板と称する）を複数枚、例えば図２に示すように
８枚採取できるような大板の形態で製造される。この大
板は１枚単位で製造される場合と多数枚が連続したフー
プ材として製造された後所定長さに切断されて製造され
る場合がある。
【００２０】次に、この大板２１は切断工程に送られて
一括して切断され、図２に示すように、８枚の単板２２
が分離形成される。図２において、各単板２２には後の
説明のために大板２１における部位に応じて(1) 〜(8)
の符号を付してある。
【００２１】次に、分離形成された８枚の単板２２はそ
の位置関係を維持したまま、単板の場所入れ替え工程に
送られて単板２２の場所の入れ替えが行われた後、各場
所に対応して配設された単板収納マガジンに順次集積さ
れる。
【００２２】場所入れ替え工程では、図３に示すよう
に、８枚の単板２２を１群として一括保持してその中心
に位置する回転軸Ｘ回りに必要に応じて１８０°回転さ
せる第１工程と、４枚づつの単板２２の２つの群に分け
て何れかの群の単板２２を保持して各々の中心に位置す
る回転軸Ｙ、Ｚ回りに１８０°回転させる第２工程とを
備えている。
【００２３】これら第１工程と第２工程での回転軸Ｘ、
Ｙ、Ｚの動作の組み合わせによって、図４に示すよう
に、場所入れ替えに４つのパターンがあり、それぞれの
パターン毎に単板２２（(1) 〜(8) ）の場所が入れ替わ
ることになる。例えば、パターン１は、第１工程で回転
軸Ｘを１８０°回転させ、第２工程で回転軸Ｙを回転し
て回転軸Ｚは固定しており、この場合単板２２は、図２
の(1) 〜(8) の場所に、(3),(4),(6),(5),(7),(8),(2),
(1）が配列され、パターン２〜４では図示のような単板
配列となる。
【００２４】単板の場所入れ替え工程では、これらのパ
ターン１からパターン４による単板２２の場所入れ替え
動作を順次繰り返し行って、各場所に対応して配設され
た単板収納マガジンに順次集積する。これによって、図
５に示すように、図２の(1)の場所に対応する単板収納
マガジンには(3),(6),(8),(1) の単板２２がこの順で順
次繰り返し集積され、図２の(2) の場所に対応する単板
収納ラックには(4),(5),(7),(2) の単板２２がこの順で
順次繰り返し集積される。ここで、図２の(1),(3),(6),
(8) の場所には、(1),(3),(6),(8) の単板２２がその配
列順序を変えて集積され、図２の(1),(3),(6),(8) の場
所には、(2),(4),(5),(7) の単板２２がその配列順序を
変えて集積されており、それぞれで集積される単板２２
が限定されているのでＡ群とＢ群とする。
【００２５】次に、正極板の単板についてはセパレータ
を被覆して正極収納マガジンに集積するが、その際にＡ
群の単板収納ラックとＢ群の単板収納マガジンから交互
に単板２２を取り出してセパレータを被覆し、正極収納
マガジンに集積する。また、負極板の場合もＡ群の単板
収納マガジンとＢ群の単板収納マガジンから交互に単板
２２を取り出して負極収納マガジンに集積する。
【００２６】次に、正極収納マガジンと負極収納マガジ
ンから交互に単板２２を取り出して所定枚数づつ積層す
ることによっ極板群が構成される。
【００２７】以上の極板群形成方法によって形成された
極板群を用いた角形電池と、Ａ群とＢ群の交互集積を行
わずに形成した極板群を用いた角形電池と、単板の場所
入れ替え集積を行わずに形成した極板群を用いた比較例
としての角形電池と、単板の重量選別を行って形成した
極板群を用いた従来例の角形電池とを構成し、それぞれ
の容量ばらつきを測定した。その結果を表１に示す。
【００２８】
【表１】 単板の場所入れ替えを行わずに極板群を形成した比較例
では、±７％の容量ばらつきがあったものが、本実施形
態では±２．１％の容量ばらつきに納まり、低コストで
生産性の良い処理操作だけで、重量選別を行って形成し
た従来例と同等の容量ばらつきに抑えることができた。
なお、Ａ群とＢ群の交互集積を行わなかった場合にはや
はり容量ばらつきが多少大きくなっている。
【００２９】なお、上記実施形態では、単板の配置場所
を入れ替える方法として、全数の単板からなる１群を旋
回するか否かの第１動作と、半数づつの単板から成る２
群の内の何れの群を旋回するかの第２動作との組み合わ
せによる４パターンの動作を順次繰り返す例を示した
が、これに限定されるものではなく、より一般的に大板
から切断した複数枚の単板に対してそれぞれ複数枚の単
板からなる群を複数種類設定し、各群を構成する単板を
保持して群の中心回りに旋回させて単板の配置場所を入
れ替える動作を、大板毎に旋回させる群の組み合わせと
順序を順次変えて行えば良く、さらに大板における配置
場所を乱数表などに基づいて指定するようにし、それぞ
れの場所の単板を順次取り出して集積するようにしても
よい。
【００３０】
【発明の効果】本発明の角形電池用極板群形成方法によ
れば、以上の説明から明らかなように、大板から切断し
た各単板を集積する際に、大板における配置場所の異な
るものを組み合わせるようにしているので、単板を集積
した各群で大板の部位による重量ばらつきが無く、集積
した単板を順次取り出して極板群を形成しても極板群の
重量を一定範囲内に納めることができ、かつ単板の集積
時に単に配置場所の異なるものを組み合わせるようにす
るだけで、重量選別機などを設置する必要がなく、設備
コストや生産性を低下することなく、高出力で寿命の長
い角形電池を低コストで生産性良く製造することができ
る。
【００３１】また、大板から切断した複数枚の単板に対
してそれぞれ複数枚の単板からなる群を複数種類設定
し、各群を構成する単板を保持して群の中心回りに旋回
させて単板の配置場所を入れ替える動作を、大板毎に旋
回させる群の組み合わせと順序を順次変えて行うことに
より、単板の配置場所を入れ替えて集積すると、切断し
た単板に対して複数種類の群を設定して適当な群をその
中心回りに旋回させることで単板の配置場所を入れ替え
ることができ、単板を保持して旋回する簡単な機構によ
り低コストの構成にて大板における配置場所の異なるも
のを組み合わせて集積することができる。
【００３２】また、全数の単板からなる１群を旋回する
か否かの第１動作と、半数づつの単板から成る２群の内
の何れの群を旋回するかの第２動作との組み合わせによ
る４パターンの動作を順次繰り返し、単板の配置場所を
入れ替えて集積すると、２つの動作工程だけで配置場所
の異なるものを組み合わせることができる。
【００３３】さらに、上記の単板の集積によって形成さ
れて単板の配置場所の組み合わせが互いに異なっている
単板集積の２つの群から交互に単板を取り出して極板群
を形成すると、一層重量ばらつきの無い極板群を形成す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における極板群の形成工程
図である。
【図２】同実施形態における大板とそれから採取する単
板を示す平面図である。
【図３】同実施形態における単板の場所入れ替え工程に
おける動作説明図である。
【図４】同実施形態における場所入れ替え工程による単
板の場所入れ替え状態の説明図である。
【図５】同実施形態における単板の集積状態の説明図で
ある。
【図６】集合型角形電池の部分縦断正面図である。
【符号の説明】
１ 集合型角形電池 ８ 極板群 ２１ 大板 ２２ 単板
フロントページの続き (72)発明者 鈴木 剛平 静岡県湖西市境宿555番地 パナソニック ＥＶエナジー株式会社内 Ｆターム(参考） 5H028 AA05 BB00 BB14 BB18 BB19 CC08 CC11

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 極板群を形成する極板の単板を複数枚採
    取できる大板を製造する工程と、大板から単板を切断す
    る工程と、各単板を大板における配置場所の異なるもの
    を組み合わせながら集積する工程と、集積された単板を
    順次取り出して他の極性の極板の単板と交互に積層して
    極板群を形成する工程とを有することを特徴とする角形
    電池用極板群形成方法。
  2. 【請求項２】 大板から切断した複数枚の単板に対して
    それぞれ複数枚の単板からなる群を複数種類設定し、各
    群を構成する単板を保持して群の中心回りに旋回させて
    単板の配置場所を入れ替える動作を、大板毎に旋回させ
    る群の組み合わせと順序を順次変えて行うことにより、
    単板の配置場所を入れ替えて集積することを特徴とする
    請求項１記載の角形電池用極板群形成方法。
  3. 【請求項３】 全数の単板からなる１群を旋回するか否
    かの第１動作と、半数づつの単板から成る２群の内の何
    れの群を旋回するかの第２動作との組み合わせによる４
    パターンの動作を順次繰り返し、単板の配置場所を入れ
    替えて集積することを特徴とする請求項２記載の角形電
    池用極板群形成方法。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載の角形電池用極板群形成
    方法による単板の集積によって形成されて単板の配置場
    所の組み合わせが互いに異なっている単板集積の２つの
    群から交互に単板を取り出して極板群を形成することを
    特徴とする角形電池用極板群形成方法。
JP2000378716A 2000-12-13 2000-12-13 角形電池用極板群形成方法 Expired - Lifetime JP4418585B2 (ja)

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