JP2003173815A - 密閉式角型アルカリ蓄電池 - Google Patents
密閉式角型アルカリ蓄電池Info
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- JP2003173815A JP2003173815A JP2001372274A JP2001372274A JP2003173815A JP 2003173815 A JP2003173815 A JP 2003173815A JP 2001372274 A JP2001372274 A JP 2001372274A JP 2001372274 A JP2001372274 A JP 2001372274A JP 2003173815 A JP2003173815 A JP 2003173815A
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- alkaline storage
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 充放電サイクルによる極板群の厚みの増大を
抑制し、極板群の極間の密接性を良好に保て、サイクル
特性劣化の小さい角型アルカリ蓄電池を提供する。 【解決手段】 セパレータ７を介して正極板５と負極板
６とを交互に積層又は交互に重ねて巻回して構成した極
板群と、アルカリ電解液とを角型金属ケース１に収容し
た密閉式角型アルカリ蓄電池であって、前記極板群を帯
状のもの８により少なくとも一周以上巻くことにより拘
束する。
抑制し、極板群の極間の密接性を良好に保て、サイクル
特性劣化の小さい角型アルカリ蓄電池を提供する。 【解決手段】 セパレータ７を介して正極板５と負極板
６とを交互に積層又は交互に重ねて巻回して構成した極
板群と、アルカリ電解液とを角型金属ケース１に収容し
た密閉式角型アルカリ蓄電池であって、前記極板群を帯
状のもの８により少なくとも一周以上巻くことにより拘
束する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、密閉式角型アルカ
リ蓄電池とそれに用いられる極板群に関するものであ
る。
リ蓄電池とそれに用いられる極板群に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】密閉式アルカリ蓄電池特にニッケル−水
素蓄電池は低公害性、高エネルギー密度、高出力などの
特徴を有する電池として、通信機器、パソコンなど各種
のコードレス機器や電子機器の電源に広く使用されてい
る。また普及の著しいＡＶ機器、通信機を始めとする各
種のポータブル電子機器は、小型軽量化、薄型化傾向が
強くなっている。これらの要求に対応するために、電池
を小型化、省スペース化とすることを目的として、電池
外装缶の形状を一般的な円筒型から体積効率の高い角型
形状にした小型電池が多く利用されるようになってい
る。
素蓄電池は低公害性、高エネルギー密度、高出力などの
特徴を有する電池として、通信機器、パソコンなど各種
のコードレス機器や電子機器の電源に広く使用されてい
る。また普及の著しいＡＶ機器、通信機を始めとする各
種のポータブル電子機器は、小型軽量化、薄型化傾向が
強くなっている。これらの要求に対応するために、電池
を小型化、省スペース化とすることを目的として、電池
外装缶の形状を一般的な円筒型から体積効率の高い角型
形状にした小型電池が多く利用されるようになってい
る。
【０００３】このような小型密閉角型蓄電池は、正極板
と負極板とをセパレータを介して交互に積層して構成し
た積層型極板群あるいは重ねて巻回して構成した巻回型
極板群と、アルカリ電解液とを角型の金属ケースに挿入
して密閉された構造となっている。この構造の角型電池
は一般的な円筒型電池に比べてケースの変形が極板構造
によらず発生し易い。積層型の電極群を用いるとより顕
著になる。これは、円筒型が耐圧に対して理想的な形状
となっているので、充電中の電池内圧上昇および活物質
の膨潤により電池厚さ方向の膨らみを受けても、十分な
強靭性を有するので変形を受け難い。
と負極板とをセパレータを介して交互に積層して構成し
た積層型極板群あるいは重ねて巻回して構成した巻回型
極板群と、アルカリ電解液とを角型の金属ケースに挿入
して密閉された構造となっている。この構造の角型電池
は一般的な円筒型電池に比べてケースの変形が極板構造
によらず発生し易い。積層型の電極群を用いるとより顕
著になる。これは、円筒型が耐圧に対して理想的な形状
となっているので、充電中の電池内圧上昇および活物質
の膨潤により電池厚さ方向の膨らみを受けても、十分な
強靭性を有するので変形を受け難い。
【０００４】しかしながら、角型は各面が平面で特に最
大の面積を持つ幅広面が圧力変形を受け易い。また、一
旦変形した後は、圧力が低下しても元の形状に復元する
作用が少ない欠点がある。このため、ケースが変形する
と、電極群の極間隔が設計値よりも広くなって、それに
伴い電池内部抵抗が上昇し、充放電サイクル寿命特性を
著しく低下させるという問題がある。この問題は、電池
の高容量化のために活物質の高密度充填およびケースの
薄肉化に伴い、より顕著となる。
大の面積を持つ幅広面が圧力変形を受け易い。また、一
旦変形した後は、圧力が低下しても元の形状に復元する
作用が少ない欠点がある。このため、ケースが変形する
と、電極群の極間隔が設計値よりも広くなって、それに
伴い電池内部抵抗が上昇し、充放電サイクル寿命特性を
著しく低下させるという問題がある。この問題は、電池
の高容量化のために活物質の高密度充填およびケースの
薄肉化に伴い、より顕著となる。
【０００５】従来、角型ケースの変形を抑制するため
に、ケースの幅広面をプレス加工して凹部を設ける方法
(特開昭６２−１２６５６６号公報)、ケースの幅広面
の中央部を周縁部に対して電池の内部方向に湾曲する方
法（特開平５−１３０５４号公報）などが提案されてい
る。このような角型電池は凹部が補強リブとなって、幅
広面の変形を少なくできる特徴がある。またケースの幅
広面の中央部を周縁部に対して電池の内部方向に湾曲す
ることにより従来の平面状に比較すると、耐圧強度を向
上させ変形量も少なくできる。
に、ケースの幅広面をプレス加工して凹部を設ける方法
(特開昭６２−１２６５６６号公報)、ケースの幅広面
の中央部を周縁部に対して電池の内部方向に湾曲する方
法（特開平５−１３０５４号公報）などが提案されてい
る。このような角型電池は凹部が補強リブとなって、幅
広面の変形を少なくできる特徴がある。またケースの幅
広面の中央部を周縁部に対して電池の内部方向に湾曲す
ることにより従来の平面状に比較すると、耐圧強度を向
上させ変形量も少なくできる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の構造の電池はケースの変形を少なくできる効果はある
が、一旦変形を形成した後は、元の形状に復元する作用
が少ない欠点がある。この現象はケースの薄肉化に伴い
顕著となる。元の形状に復元できない変形したケースは
極板群を抑える効果が小さくなり、活物質の膨潤による
電極群の極間距離が広がり、電池の内部抵抗が上昇し、
充放電サイクル寿命が悪くなってしまう。
の構造の電池はケースの変形を少なくできる効果はある
が、一旦変形を形成した後は、元の形状に復元する作用
が少ない欠点がある。この現象はケースの薄肉化に伴い
顕著となる。元の形状に復元できない変形したケースは
極板群を抑える効果が小さくなり、活物質の膨潤による
電極群の極間距離が広がり、電池の内部抵抗が上昇し、
充放電サイクル寿命が悪くなってしまう。
【０００７】本発明はこのような課題を解決するもの
で、充放電サイクルによる極板群の厚みの増大を抑制
し、極板群の極間の密接性を良好に保て、サイクル特性
劣化の小さい角型ニッケル−水素蓄電池を提供すること
を目的とするものである。
で、充放電サイクルによる極板群の厚みの増大を抑制
し、極板群の極間の密接性を良好に保て、サイクル特性
劣化の小さい角型ニッケル−水素蓄電池を提供すること
を目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明はセパレータと、正極板と、負極板とからな
る極板群およびアルカリ電解液を角型金属ケース内に収
容した密閉式角型ニッケル−水素蓄電池において、極板
群を帯状のものにより拘束することを特徴とするもので
ある。
に、本発明はセパレータと、正極板と、負極板とからな
る極板群およびアルカリ電解液を角型金属ケース内に収
容した密閉式角型ニッケル−水素蓄電池において、極板
群を帯状のものにより拘束することを特徴とするもので
ある。
【０００９】
【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、セパレ
ータを介して正極板と負極板とを交互に積層して構成し
た極板群と、アルカリ電解液とを角型金属ケースに収容
した密閉式角型アルカリ蓄電池であって、前記極板群を
帯状のものにより拘束することを特徴とする密閉式角型
アルカリ蓄電池である。
ータを介して正極板と負極板とを交互に積層して構成し
た極板群と、アルカリ電解液とを角型金属ケースに収容
した密閉式角型アルカリ蓄電池であって、前記極板群を
帯状のものにより拘束することを特徴とする密閉式角型
アルカリ蓄電池である。
【００１０】角型電池は各面が平面であるが最大の面積
を持つ幅広面が圧力変形を受け易い。また、一旦変形し
た後は、圧力が低下しても元の形状に復元する作用が少
ない。このため、ケースが変形すると、電極群の極間隔
が設計値よりも広くなって、それに伴い電池内部抵抗が
上昇し、充放電サイクル寿命特性を著しく低下させる。
この問題は、電池の高容量化のために活物質の高密度充
填およびケースの薄肉化に伴いより顕著となる。
を持つ幅広面が圧力変形を受け易い。また、一旦変形し
た後は、圧力が低下しても元の形状に復元する作用が少
ない。このため、ケースが変形すると、電極群の極間隔
が設計値よりも広くなって、それに伴い電池内部抵抗が
上昇し、充放電サイクル寿命特性を著しく低下させる。
この問題は、電池の高容量化のために活物質の高密度充
填およびケースの薄肉化に伴いより顕著となる。
【００１１】請求項１に記載の発明によると、極板の膨
潤による極板群の厚み方向の膨らみを抑えると共に、金
属ケースは元の形状に復元できなくでも極板群の層間の
密接性を良好に保つことができ、充放電サイクル特性に
優れる密閉式角型電池が得られる。
潤による極板群の厚み方向の膨らみを抑えると共に、金
属ケースは元の形状に復元できなくでも極板群の層間の
密接性を良好に保つことができ、充放電サイクル特性に
優れる密閉式角型電池が得られる。
【００１２】極板群を拘束する帯状のものは特に限定さ
れないが、例えば、ポリプロピレン、ポリエステル、ポ
リイミドなどの粘着テープ、ポリプロピレンなどの不織
布、ニッケル箔、アルミニウム箔、銅箔などの金属箔な
どの薄くて高強度、高耐アルカリ性のものでもよい。
れないが、例えば、ポリプロピレン、ポリエステル、ポ
リイミドなどの粘着テープ、ポリプロピレンなどの不織
布、ニッケル箔、アルミニウム箔、銅箔などの金属箔な
どの薄くて高強度、高耐アルカリ性のものでもよい。
【００１３】請求項２に記載の発明はセパレータを介し
て帯状の正極板と負極板とを交互に重ねて巻回した極板
群と、アルカリ電解液とを角型金属ケースに収容した密
閉式角型アルカリ蓄電池であって、前記極板群を帯状の
ものにより拘束することを特徴とする密閉式角型アルカ
リ蓄電池。
て帯状の正極板と負極板とを交互に重ねて巻回した極板
群と、アルカリ電解液とを角型金属ケースに収容した密
閉式角型アルカリ蓄電池であって、前記極板群を帯状の
ものにより拘束することを特徴とする密閉式角型アルカ
リ蓄電池。
【００１４】セパレータを介して帯状の正極板と負極板
とを交互に重ねて巻回した極板群は略楕円形となり、積
層型と同様に最大の面積を持つ幅広面が存在する。この
極板群を角型金属ケースに挿入して作成された角型電池
は積層式と同様に、金属ケースにおいて最大の面積を持
つ幅広面が圧力変形を受け易い。また、ケースが一旦変
形すると、電極群を押える力がなくなって電極群の極間
隔が設計値より広くなって、それに伴い電池内部抵抗が
上昇し、充放電サイクル寿命特性を著しく低下させる。
本発明により極板の膨潤による極板群の厚み方向の膨ら
みを抑えると共に、変形した金属ケースは元の形状に復
元できなくでも極板群の極間の密接性を良好に保つこと
ができ、充放電サイクル特性に優れる巻回型密閉角型電
池が得られる。
とを交互に重ねて巻回した極板群は略楕円形となり、積
層型と同様に最大の面積を持つ幅広面が存在する。この
極板群を角型金属ケースに挿入して作成された角型電池
は積層式と同様に、金属ケースにおいて最大の面積を持
つ幅広面が圧力変形を受け易い。また、ケースが一旦変
形すると、電極群を押える力がなくなって電極群の極間
隔が設計値より広くなって、それに伴い電池内部抵抗が
上昇し、充放電サイクル寿命特性を著しく低下させる。
本発明により極板の膨潤による極板群の厚み方向の膨ら
みを抑えると共に、変形した金属ケースは元の形状に復
元できなくでも極板群の極間の密接性を良好に保つこと
ができ、充放電サイクル特性に優れる巻回型密閉角型電
池が得られる。
【００１５】請求項３に記載の発明はセパレータと、正
極板と、負極板とからなる極板群と、アルカリ電解液と
を角型金属ケースに収容した密閉式角型アルカリ蓄電池
であって、前記極板群の中央部を拘束することを特徴と
する密閉式角型アルカリ蓄電池である。
極板と、負極板とからなる極板群と、アルカリ電解液と
を角型金属ケースに収容した密閉式角型アルカリ蓄電池
であって、前記極板群の中央部を拘束することを特徴と
する密閉式角型アルカリ蓄電池である。
【００１６】角型電池は各面が平面であるが最大の面積
を持つ幅広面の中央部が特に圧力変形を受け易い。この
ため、極板群の中央部の膨らみは顕著となる。極板群の
中央部を拘束することにより極板群の厚み方向の膨らみ
を抑える効果がより大きい。
を持つ幅広面の中央部が特に圧力変形を受け易い。この
ため、極板群の中央部の膨らみは顕著となる。極板群の
中央部を拘束することにより極板群の厚み方向の膨らみ
を抑える効果がより大きい。
【００１７】請求項４に記載の発明はセパレータと、正
極板と、負極板とからなる極板群と、アルカリ電解液と
を角型金属ケースに収容した密閉式角型アルカリ蓄電池
であって、前記極板群をテープにより拘束することを特
徴とする密閉式角型アルカリ蓄電池である。
極板と、負極板とからなる極板群と、アルカリ電解液と
を角型金属ケースに収容した密閉式角型アルカリ蓄電池
であって、前記極板群をテープにより拘束することを特
徴とする密閉式角型アルカリ蓄電池である。
【００１８】テープの幅は、負極板の長辺の長さに対し
て２０％以上とし、前記テープは少なくとも極板群を一
周以上巻くこととした。テープの面積は２０％より小さ
くすると、充電過程において正極と負極の膨潤による厚
さ方向の膨らみを十分に抑制できず、極板群の極間の密
接性を保持し難く、充放電サイクル寿命を低下させてし
まう。また、巻いているテープが一周未満の場合、テー
プの粘着力は十分に発揮できず、充放電サイクル中に剥
がれてしまうことがある。
て２０％以上とし、前記テープは少なくとも極板群を一
周以上巻くこととした。テープの面積は２０％より小さ
くすると、充電過程において正極と負極の膨潤による厚
さ方向の膨らみを十分に抑制できず、極板群の極間の密
接性を保持し難く、充放電サイクル寿命を低下させてし
まう。また、巻いているテープが一周未満の場合、テー
プの粘着力は十分に発揮できず、充放電サイクル中に剥
がれてしまうことがある。
【００１９】また極板群に巻いているテープの強度は４
０Ｎ/１０ｍｍ幅以上、テープの厚みは０．０２〜０．
１０ｍｍであることに限定した。極板群に巻いているテ
ープの強度は４０Ｎ/１０ｍｍ幅より弱くすると、充電
過程において正極と負極の膨潤により、テープが切れて
しまうことがあり、厚さ方向の膨らみを十分に抑制でき
ない。
０Ｎ/１０ｍｍ幅以上、テープの厚みは０．０２〜０．
１０ｍｍであることに限定した。極板群に巻いているテ
ープの強度は４０Ｎ/１０ｍｍ幅より弱くすると、充電
過程において正極と負極の膨潤により、テープが切れて
しまうことがあり、厚さ方向の膨らみを十分に抑制でき
ない。
【００２０】また、テープの厚みを０．０２ｍｍより薄
くすると、充電過程において正極と負極の膨潤により、
テープが切れ易くなり、極板群厚さ方向の膨らみを十分
に抑制できない。テープの厚みを０．１０ｍｍより厚く
すると極板群厚さ方向の膨らみを十分に抑制できるがケ
ース内部に収納する極板群の体積が制約され、電池容量
が少なくなる。
くすると、充電過程において正極と負極の膨潤により、
テープが切れ易くなり、極板群厚さ方向の膨らみを十分
に抑制できない。テープの厚みを０．１０ｍｍより厚く
すると極板群厚さ方向の膨らみを十分に抑制できるがケ
ース内部に収納する極板群の体積が制約され、電池容量
が少なくなる。
【００２１】よって、テープの強度を４０Ｎ/１０ｍｍ
幅以上、テープの厚みは０．０２〜０．１０ｍｍの範囲
にすると、正極と負極の膨潤による厚さ方向の膨らみを
十分に抑制でき、極板群の極間の密接性を保持できるの
で好ましい。
幅以上、テープの厚みは０．０２〜０．１０ｍｍの範囲
にすると、正極と負極の膨潤による厚さ方向の膨らみを
十分に抑制でき、極板群の極間の密接性を保持できるの
で好ましい。
【００２２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いながら詳
細に説明する。
細に説明する。
【００２３】(実施例１)図１は、外形が矩形で、平板状
の正極板と負極板とを、セパレータを介してを交互に積
層した本発明の密閉式角型ニッケル−水素蓄電池の斜視
図、図２はセパレータを介して帯状の正極板と負極板と
を交互に重ねて巻回した巻回型の電極群の斜視図、図３
は極板群の縦断面模式図を示す。図１、図２および図３
において、１は外装金属ケース、２は金属製蓋体、３は
正極リード、４は負極リード、５は正極板、６は負極
板、７はセパレータ、８はテープをそれぞれ示す。ま
た、９は極板群の幅広面を示す。
の正極板と負極板とを、セパレータを介してを交互に積
層した本発明の密閉式角型ニッケル−水素蓄電池の斜視
図、図２はセパレータを介して帯状の正極板と負極板と
を交互に重ねて巻回した巻回型の電極群の斜視図、図３
は極板群の縦断面模式図を示す。図１、図２および図３
において、１は外装金属ケース、２は金属製蓋体、３は
正極リード、４は負極リード、５は正極板、６は負極
板、７はセパレータ、８はテープをそれぞれ示す。ま
た、９は極板群の幅広面を示す。
【００２４】水酸化ニッケルを主体とする活物質粉末
と、水酸化コバルト粉末を重量比で１００：１０の割合
で混合し、所定量の純水を加えて活物質ペーストとし、
この活物質ペーストを多孔度９５％の発泡ニッケル多孔
体基板に所定量充填した。ついで、これを８０℃で乾燥
させ、加圧成型した後非焼結式ニッケル正極板を得た。
この正極板に集電用のニッケルリードをスポット溶接
し、所定寸法に切断して本発明の実施例１における非焼
結式ニッケル正極板ａを作製した。
と、水酸化コバルト粉末を重量比で１００：１０の割合
で混合し、所定量の純水を加えて活物質ペーストとし、
この活物質ペーストを多孔度９５％の発泡ニッケル多孔
体基板に所定量充填した。ついで、これを８０℃で乾燥
させ、加圧成型した後非焼結式ニッケル正極板を得た。
この正極板に集電用のニッケルリードをスポット溶接
し、所定寸法に切断して本発明の実施例１における非焼
結式ニッケル正極板ａを作製した。
【００２５】そして引き続き、ポリプロピレンの不織布
にスルフォン基を導入したセパレータを用い、正極板ａ
を包み、袋状に溶着した。
にスルフォン基を導入したセパレータを用い、正極板ａ
を包み、袋状に溶着した。
【００２６】負極板は次のようにして製作した。組成が
ＭｍＮｉ3.55Ｃｏ0.75Ｍｎ0.4Ａｌ0 .3（Ｍｍはミッシュ
メタルで希土類元素の混合物）からなる水素吸蔵合金を
ボールミルで粉砕し、この水素吸蔵合金粉末と増粘剤と
してのカルボキシメチルセルロースと、導電剤としての
カーボンブラックと、結着剤としてのスチレン−ブタジ
エン共重合体および分散媒としての水とを混合してペー
ストを調整し、このペーストをパンチングメタルからな
る芯材に塗着、乾燥、圧延を行い、所定寸法に切断して
水素吸蔵合金負極を作成した。さらにこの負極表面には
フッ素樹脂微粉末を所定重量均一に塗布して本発明の実
施例１における水素吸蔵合金負極板ａを作製した。
ＭｍＮｉ3.55Ｃｏ0.75Ｍｎ0.4Ａｌ0 .3（Ｍｍはミッシュ
メタルで希土類元素の混合物）からなる水素吸蔵合金を
ボールミルで粉砕し、この水素吸蔵合金粉末と増粘剤と
してのカルボキシメチルセルロースと、導電剤としての
カーボンブラックと、結着剤としてのスチレン−ブタジ
エン共重合体および分散媒としての水とを混合してペー
ストを調整し、このペーストをパンチングメタルからな
る芯材に塗着、乾燥、圧延を行い、所定寸法に切断して
水素吸蔵合金負極を作成した。さらにこの負極表面には
フッ素樹脂微粉末を所定重量均一に塗布して本発明の実
施例１における水素吸蔵合金負極板ａを作製した。
【００２７】セパレータを袋状に溶着した正極板ａを３
枚、負極板ａを４枚用いて交互に積層してベース極板群
を構成し、それぞれの集電リードをそれぞれ纏めた。そ
の後、ベース極板群の中央部に圧力を掛けながら幅９ｍ
ｍ、厚み０．０６ｍｍ、引張り強度６０Ｎ/１０ｍｍ幅
のポリプロピレン製テープを短側面方向に一周半巻い
て、本発明実施例１の極板群ａを作製した。幅広面のテ
ープが占める面積は幅広面全体の３２％である。
枚、負極板ａを４枚用いて交互に積層してベース極板群
を構成し、それぞれの集電リードをそれぞれ纏めた。そ
の後、ベース極板群の中央部に圧力を掛けながら幅９ｍ
ｍ、厚み０．０６ｍｍ、引張り強度６０Ｎ/１０ｍｍ幅
のポリプロピレン製テープを短側面方向に一周半巻い
て、本発明実施例１の極板群ａを作製した。幅広面のテ
ープが占める面積は幅広面全体の３２％である。
【００２８】蓋板の正極集電用ワッシャに先に作成した
極板群ａから上方に伸び出した正極リードの先端をスポ
ット溶接し、また、負極リードの先端を負極集電用ワッ
シャにスポット溶接し、金属ケースに挿入する。比重
１．３０の苛性カリ水溶液に４０ｇ／ｌの水酸化リチウ
ムを溶解した電解液を所定量注入した後、蓋板の周辺を
レーザー溶接して本発明における密閉式角型ニッケル−
水素蓄電池Ａを構成した。
極板群ａから上方に伸び出した正極リードの先端をスポ
ット溶接し、また、負極リードの先端を負極集電用ワッ
シャにスポット溶接し、金属ケースに挿入する。比重
１．３０の苛性カリ水溶液に４０ｇ／ｌの水酸化リチウ
ムを溶解した電解液を所定量注入した後、蓋板の周辺を
レーザー溶接して本発明における密閉式角型ニッケル−
水素蓄電池Ａを構成した。
【００２９】この電池は正極で容量が規制され、外寸法
は縦１６．５ｍｍ、横５．８ｍｍ、高さ３４．８ｍｍ
で、公称容量は６００ｍＡｈである。
は縦１６．５ｍｍ、横５．８ｍｍ、高さ３４．８ｍｍ
で、公称容量は６００ｍＡｈである。
【００３０】（比較例１）ニッケル−水素蓄電池Ａにお
ける極板群ａで、その中央部にテープを巻くこと以外は
極板群ａと同じ構成とした比較例１における極板群ｂを
作製した。この極板群ｂを用いた以外は、電池Ａと同じ
構成として比較例１の電池Ｂを作製した。
ける極板群ａで、その中央部にテープを巻くこと以外は
極板群ａと同じ構成とした比較例１における極板群ｂを
作製した。この極板群ｂを用いた以外は、電池Ａと同じ
構成として比較例１の電池Ｂを作製した。
【００３１】次に、本発明の実施例１における電池Ａ、
比較例１における電池Ｂを用いて、２５℃で一日放置し
た後、２０℃で６０ｍＡで１５時間充電し、６００ｍＡ
で電池の端子電圧が１．０Ｖに至るまで放電とする充放
電を１サイクルとし、この充放電を２サイクル行い、電
池の初期活性化を行った。そして引き続き、電池の厚み
方向からプレスにより金属ケースの側面の中央部分を圧
縮し、中央部分の厚さは周縁部に比較して０．２ｍｍ薄
く圧縮した後、充放電サイクルに伴う電池内部抵抗の変
化と放電容量の変化について評価した。
比較例１における電池Ｂを用いて、２５℃で一日放置し
た後、２０℃で６０ｍＡで１５時間充電し、６００ｍＡ
で電池の端子電圧が１．０Ｖに至るまで放電とする充放
電を１サイクルとし、この充放電を２サイクル行い、電
池の初期活性化を行った。そして引き続き、電池の厚み
方向からプレスにより金属ケースの側面の中央部分を圧
縮し、中央部分の厚さは周縁部に比較して０．２ｍｍ薄
く圧縮した後、充放電サイクルに伴う電池内部抵抗の変
化と放電容量の変化について評価した。
【００３２】電池の充放電サイクルについては、２０℃
においてこれらの電池を１２０ｍＡｈの電流で７時間充
電し、６００ｍＡｈの電流で電池電圧が１．０Ｖになる
まで放電するサイクルを繰り返し、電池内部抵抗の変化
と放電容量の変化を求めた。その結果を図４に示す。
においてこれらの電池を１２０ｍＡｈの電流で７時間充
電し、６００ｍＡｈの電流で電池電圧が１．０Ｖになる
まで放電するサイクルを繰り返し、電池内部抵抗の変化
と放電容量の変化を求めた。その結果を図４に示す。
【００３３】図４から明らかなように実施例１の電池Ａ
は、比較例１の電池Ｂに比べて充放電サイクル特性が優
れていることが分かる。これは、実施例１の電池Ａでは
極板群の中央部をテープにより拘束したため、充電過程
において正極と負極の膨潤による極板群厚さ方向の膨ら
みを十分に抑制でき、極板間の近接状態が良好に保たれ
て、内部抵抗の上昇が抑制されたためと思われる。
は、比較例１の電池Ｂに比べて充放電サイクル特性が優
れていることが分かる。これは、実施例１の電池Ａでは
極板群の中央部をテープにより拘束したため、充電過程
において正極と負極の膨潤による極板群厚さ方向の膨ら
みを十分に抑制でき、極板間の近接状態が良好に保たれ
て、内部抵抗の上昇が抑制されたためと思われる。
【００３４】一方、比較例１において充放電サイクル後
の内部抵抗が大きく、放電容量が小さくなっている。こ
れは、極板群の中央部をテープにより拘束しないため、
充電過程において正極と負極の膨潤による極板群厚さ方
向の膨らみを直接抑制できず、極間距離が広がり電池の
内部抵抗が上昇したためである。また、サイクルの増加
に連れて充電中の電池内圧上昇が顕著となり、これによ
り電池が厚さ方向に膨らんで、ケースの変形が発生し、
変形した後のケースは圧力が低下しても完全に元の形状
に復元できない。このため、極板群の中央部をテープに
より拘束しないと極板群がケースに抑えられる効果を失
い、極板の膨潤による電極群の極間距離がさらに広がり
易く、電池の内部抵抗の上昇を促進したと思われる。
の内部抵抗が大きく、放電容量が小さくなっている。こ
れは、極板群の中央部をテープにより拘束しないため、
充電過程において正極と負極の膨潤による極板群厚さ方
向の膨らみを直接抑制できず、極間距離が広がり電池の
内部抵抗が上昇したためである。また、サイクルの増加
に連れて充電中の電池内圧上昇が顕著となり、これによ
り電池が厚さ方向に膨らんで、ケースの変形が発生し、
変形した後のケースは圧力が低下しても完全に元の形状
に復元できない。このため、極板群の中央部をテープに
より拘束しないと極板群がケースに抑えられる効果を失
い、極板の膨潤による電極群の極間距離がさらに広がり
易く、電池の内部抵抗の上昇を促進したと思われる。
【００３５】上記、実施例１の密閉式角型ニッケル−水
素蓄電池では、それに用いたテープとしてはポリプロピ
レン製であるが、それ以外の耐熱、耐アルカリ性テー
プ、例えばポリエステル粘着テープ、ポリイミド粘着テ
ープ、カプトン粘着テープなどを用いても同様の作用効
果を得ることができる。
素蓄電池では、それに用いたテープとしてはポリプロピ
レン製であるが、それ以外の耐熱、耐アルカリ性テー
プ、例えばポリエステル粘着テープ、ポリイミド粘着テ
ープ、カプトン粘着テープなどを用いても同様の作用効
果を得ることができる。
【００３６】また、テープ以外の耐熱、耐アルカリ性、
高強度のもの、例えばニッケル箔、アルミニウム箔、銅
箔などの金属箔、ポリプロピレンなどの不織布を用いて
も同様の作用効果を得ることができる。
高強度のもの、例えばニッケル箔、アルミニウム箔、銅
箔などの金属箔、ポリプロピレンなどの不織布を用いて
も同様の作用効果を得ることができる。
【００３７】また、実施例１の密閉式角型ニッケル−水
素蓄電池では、極板群の中央部にテープを短側面方向に
巻いて評価したが、テープを長側面方向に巻いても同様
の作用効果を得ることができる。
素蓄電池では、極板群の中央部にテープを短側面方向に
巻いて評価したが、テープを長側面方向に巻いても同様
の作用効果を得ることができる。
【００３８】また、実施例１の密閉式角型ニッケル−水
素蓄電池では、極板群の中央部に巻いたテープの面積は
３２％、厚みは０．０６ｍｍ、引張り強度６０Ｎ/１０
ｍｍ幅としたが、面積は２０％以上、厚みは０．０２〜
０．１０ｍｍ、引張り強度４０Ｎ/１０ｍｍ幅以上の範
囲であれば、実施例とほぼ同様な効果が得られる。
素蓄電池では、極板群の中央部に巻いたテープの面積は
３２％、厚みは０．０６ｍｍ、引張り強度６０Ｎ/１０
ｍｍ幅としたが、面積は２０％以上、厚みは０．０２〜
０．１０ｍｍ、引張り強度４０Ｎ/１０ｍｍ幅以上の範
囲であれば、実施例とほぼ同様な効果が得られる。
【００３９】また、実施例１の密閉式角型ニッケル−水
素蓄電池では、セパレータを介して正極板と負極板とを
交互に積層して構成した極板群であるが、図２に示すよ
うにセパレータを介して帯状の正極板と負極板とを交互
に重ねて巻回した略楕円形電極群を角型金属ケースに挿
入して作成された角型ニッケル−水素蓄電池についても
同様な効果が得られる。
素蓄電池では、セパレータを介して正極板と負極板とを
交互に積層して構成した極板群であるが、図２に示すよ
うにセパレータを介して帯状の正極板と負極板とを交互
に重ねて巻回した略楕円形電極群を角型金属ケースに挿
入して作成された角型ニッケル−水素蓄電池についても
同様な効果が得られる。
【００４０】この発明は、正極板と負極板とが膨脹しや
すい角型ニッケル−水素蓄電池で実施例を示したが、正
極板が膨脹するニッケル−カドミウム蓄電池にも適応で
きる。
すい角型ニッケル−水素蓄電池で実施例を示したが、正
極板が膨脹するニッケル−カドミウム蓄電池にも適応で
きる。
【００４１】また、この発明は、角型ケースを用いた
が、角型ケースのコーナー部にＲを取った略角型ケース
や楕円形のケースを用いた略角型のアルカリ蓄電池にも
適用できる。
が、角型ケースのコーナー部にＲを取った略角型ケース
や楕円形のケースを用いた略角型のアルカリ蓄電池にも
適用できる。
【００４２】
【発明の効果】以上のように、本発明はセパレータと、
正極板と、負極板とからなる極板群およびアルカリ電解
液を角型金属ケース内に収容した密閉式角型アルカリ蓄
電池において、前記極板群の中央部に帯状のものを少な
くとも一周以上巻くことにより、極板群の厚み方向の膨
らみを抑えると共に、極板群の極間の密接性を向上させ
ることができ、サイクル寿命特性に優れる密閉式角型ア
ルカリ蓄電池が得られる。特に正極板と負極板と両方が
膨脹しやすい角型ニッケル−水素蓄電池に適応するとよ
り効果が得られる。
正極板と、負極板とからなる極板群およびアルカリ電解
液を角型金属ケース内に収容した密閉式角型アルカリ蓄
電池において、前記極板群の中央部に帯状のものを少な
くとも一周以上巻くことにより、極板群の厚み方向の膨
らみを抑えると共に、極板群の極間の密接性を向上させ
ることができ、サイクル寿命特性に優れる密閉式角型ア
ルカリ蓄電池が得られる。特に正極板と負極板と両方が
膨脹しやすい角型ニッケル−水素蓄電池に適応するとよ
り効果が得られる。
【図１】本発明の実施例の積層型極板群、ケース、封口
板の斜視図
板の斜視図
【図２】本発明の別の実施例の巻回型極板群の斜視図
【図３】本発明の実施例の極板群構造を示す断面図
【図４】サイクル充放電に伴う電池容量と内部抵抗を示
すグラフ
すグラフ
１ 外装金属ケース
２ 金属製蓋体
３ 正極リート゛
４ 負極リート゛
５ 正極板
６ 負極板
７ セパレータ
８ テープ
９ 極板群の幅広面
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 宮原 亜希子
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 中山 相龍
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 湯浅 浩次
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 CC12 HH00 HH01
HH05
Claims (9)
- 【請求項１】セパレータを介して正極板と負極板とを交
互に積層して構成した極板群と、アルカリ電解液とを角
型金属ケースに収容した密閉式角型アルカリ蓄電池であ
って、前記極板群を帯状のものにより拘束することを特
徴とする密閉式角型アルカリ蓄電池。 - 【請求項２】セパレータを介して帯状の正極板と負極板
とを交互に重ねて巻回した極板群と、アルカリ電解液と
を角型金属ケースに収容した密閉式角型アルカリ蓄電池
であって、前記極板群を帯状のものにより拘束すること
を特徴とする密閉式角型アルカリ蓄電池。 - 【請求項３】セパレータと、正極板と、負極板とからな
る極板群と、アルカリ電解液とを角型金属ケースに収容
した密閉式角型アルカリ蓄電池であって、前記極板群の
中央部を拘束することを特徴とする密閉式角型アルカリ
蓄電池。 - 【請求項４】セパレータと、正極板と、負極板とからな
る極板群と、アルカリ電解液とを角型金属ケースに収容
した密閉式角型アルカリ蓄電池であって、前記極板群を
テープにより拘束することを特徴とする密閉式角型アル
カリ蓄電池。 - 【請求項５】セパレータと、正極板と、負極板とからな
る極板群であって、前記極板群はセパレータを介して正
極板と負極板とを交互に積層して構成したことを特徴と
する請求項３および請求項４に記載の密閉式角型アルカ
リ蓄電池。 - 【請求項６】セパレータと、正極板と、負極板とからな
る極板群であって、前記極板群はセパレータを介して帯
状の正極板と負極板とを交互に重ねて巻回して構成した
ことを特徴とする請求項３および請求項４に記載の密閉
式角型アルカリ蓄電池。 - 【請求項７】テープの幅は、負極板の長辺の長さに対し
て２０％以上とし、前記テープは、少なくとも極板群を
一周以上巻いている請求項４に記載の密閉式角型アルカ
リ蓄電池。 - 【請求項８】前記テープの強度は４０Ｎ/１０ｍｍ幅以
上である請求項４に記載の密閉式角型アルカリ蓄電池。 - 【請求項９】前記テープの厚みは０．０２〜０．１０ｍ
ｍである請求項４に記載の密閉式角型アルカリ蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001372274A JP2003173815A (ja) | 2001-12-06 | 2001-12-06 | 密閉式角型アルカリ蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001372274A JP2003173815A (ja) | 2001-12-06 | 2001-12-06 | 密閉式角型アルカリ蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003173815A true JP2003173815A (ja) | 2003-06-20 |
Family
ID=19181196
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001372274A Withdrawn JP2003173815A (ja) | 2001-12-06 | 2001-12-06 | 密閉式角型アルカリ蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003173815A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017510035A (ja) * | 2014-04-10 | 2017-04-06 | バイエリシエ・モトーレンウエルケ・アクチエンゲゼルシヤフト | 電気的なエネルギー蓄積セルに自己付着性フィルムを着設する方法及び装置 |
| WO2022215918A1 (ko) * | 2021-04-06 | 2022-10-13 | 삼성에스디아이(주) | 원통형 이차전지 |
-
2001
- 2001-12-06 JP JP2001372274A patent/JP2003173815A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017510035A (ja) * | 2014-04-10 | 2017-04-06 | バイエリシエ・モトーレンウエルケ・アクチエンゲゼルシヤフト | 電気的なエネルギー蓄積セルに自己付着性フィルムを着設する方法及び装置 |
| WO2022215918A1 (ko) * | 2021-04-06 | 2022-10-13 | 삼성에스디아이(주) | 원통형 이차전지 |
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060516 |
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| A521 | Written amendment |
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| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071122 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20080911 |