JP2004063272A

JP2004063272A - 電池およびその製造方法

Info

Publication number: JP2004063272A
Application number: JP2002220094A
Authority: JP
Inventors: Kazuki Shimozono; 下園　和樹; Hiroyuki Inoue; 井上　博之; Etsuya Fujisaka; 藤阪　悦也
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2002-07-29
Filing date: 2002-07-29
Publication date: 2004-02-26
Anticipated expiration: 2022-07-29
Also published as: JP4251829B2

Abstract

【課題】部品点数が少なく、確実な溶接接続が可能で、内部抵抗の小さい電池を提供する。また、製造が容易で信頼性の高い電池の製造方法を提供する。
【解決手段】一方極の端子を兼ねる開口部を備えた外装容器と、前記開口部を密封する他方極の端子を兼ねる封口体と、前記外装容器内に収容される正極板および負極板を備えた電極体と、前記正極板または負極板の一方の前記封口体側に位置する端部と前記封口体とを集電体１を介して接続する電池であって、前記集電体１が、前記端部との接続面を構成する平坦部２と、前記平坦部２に一体的に形成され前記封口体側に突出するように成形された突起部３とを備え、前記突起部３の先端が前記平坦部２よりも薄い肉薄部を形成するように形成され、前記肉薄部が前記封口体との溶接領域４を形成してなる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池およびその製造方法にかかり、特に、正・負極板の一方と封口体とを接続する集電体の構造の改善に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ニッケル−水素化物蓄電池、ニッケル−カドミウム蓄電池などのアルカリ蓄電池は、発電要素を電池ケース内に収容し、電池ケースを一方極の端子として構成される。例えば図１０に一例を示すように、集電体として、集電体１０１と集電リード１０３を同一厚みで伸長させ、一体成形したものが提案されている。このような電池では、図１１に示すように、正極板８および負極板９の間にセパレータ１０を介在させ、これらを渦巻状に巻回して形成された発電要素を外装容器６としての金属製電池ケースに収納して集電リード板１０１を封口体に１箇所溶接した後、封口体１１を電池ケース６の開口部に絶縁ガスケットを介在させて装着する。そして、この発電要素を外装容器６としての金属製電池ケースに収納して集電リード板１０１を封口体に１箇所溶接した後、封口体１１を電池ケース６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。細部については後述する。
【０００３】
特に、このようなアルカリ蓄電池が、電動工具や電気自動車などの高率で充放電を行う用途に使用される場合、電池構成の中でも特に、発電要素と封口体の間を接続する集電体の電気抵抗が電池特性に大きな影響を与える。これらの用途ではしばしば大電流での充放電が要求されるので、極力内部抵抗を低減する必要がある。
しかしながら、上述したような集電リード板を用いて集電したアルカリ蓄電池では、集電リードを長く形成する必要があり、十分に満足できる程度に電池内部抵抗を低くすることはできなかった。
【０００４】
これに対し、集電リードにフープ状の特殊形状部品を使用し、この集電リードを集電板に溶接し、これを外装缶に挿入して電解液を注入した後、封口体の底面を集電リード部に接触させた状態で、電池の上下（封口板と缶底）から電流を流して集電リードと封口体とを溶接する方法も提案されている（特開２００１−１４３６８４号公報）。
【０００５】
この方法によれば前述の方法と同様集電リードの電流経路を増加させることが可能な上、封口体を閉じた状態で溶接することが可能である。このため、集電リードの長さを大幅に短縮することができ、その結果、内部抵抗が大幅に低減される。
【０００６】
しかしながらこの方法では、集電リードにフープ状の特殊形状部品を使用するため、加工が難しく、高価なものとなり、工業的にはコストの増加が非常に大きいという問題がある。また部品点数が増大するという問題もある。
【０００７】
さらにまた、集電板の一部を断面袋状に屈曲させてなる突起部を形成し、この突起部が電極対の接合面から離れる方向に突出して先端が電極端子部と連結されるようにしたものも提案されている（特開２００２−１５７９９２号公報）。
【０００８】
この構造では図１２（ａ）および（ｂ）に示すように、集電板７０は、ニッケル製の平板の折り曲げにより形成されており、円形状の平面部７３と集電板７の中心位置からずれた位置に、集電板７の中心軸を軸とする回転対象位置に袋状断面を有する二文字状に形成された突起部７１とで構成されている。７２は円板の中心孔であり、缶底の負極側の集電板と缶底とを溶接するための溶接棒を挿通するための孔である。
かかる構成によれば、一枚の平板を折り曲げ加工して形成されているため、部品点数が１つですむ上、集電板の平面部に集電された電流が突起部に流れ込むまでの平均距離が短いため、二次電池の内部抵抗を低減することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、折り曲げ加工によって形成されているため、肉厚は一定であり、前述したように、封口体と缶底との間に溶接電流を流して集電体と封口体とを直接溶接するいわゆる直接溶接法を用いる場合には、溶接領域の肉厚が他の領域と同程度に大きく、抵抗が小さく、十分に電流集中を生じさせにくいために、溶接を良好に行うことができないという問題がある。
【００１０】
また、二次電池としての使用時には、突起部を除く平面部７３が電極体の正の電極板の端部と接触して電流を集電する集電部を構成するわけであるが、折り曲げにより形成しようとすると突起部７１は円板表面を貫通するように形成される。このような形状では、突起部７１の周縁部が缶の環状溝と接触してしまうため、平面部７３の直径は電極体の外径近くまで広げられず、缶の環状溝の内径以下に小さくしなければならず、その分だけ集電に寄与する面積が低減されるため、集電抵抗の低減には限界があった。
このように、内部抵抗が十分に小さく、かつ製造が容易、特に直接溶接が容易でかつ信頼性の高い溶接状態を兼ね備えた電極を得るのは困難であった。
【００１１】
本発明は前記実情に鑑みてなされたものであって、部品点数が少なく、確実な溶接接続が可能で、内部抵抗の小さい電池を提供することを目的とする。
また、製造が容易で信頼性の高い電池の製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、一方極の端子を兼ねる開口部を備えた外装容器と、前記開口部を密封する他方極の端子を兼ねる封口体と、前記外装容器内に収容される正極板および負極板を備えた電極体と、前記正極板または負極板の一方の前記封口体側に位置する端部と前記封口体とを集電体を介して接続する電池であって、前記集電体が、前記端部との接続面を構成する平坦部と、前記平坦部に一体的に形成され前記封口体側に突出するように成形された突起部とを備え、前記突起部の先端が前記平坦部よりも薄い肉薄部を形成するとともに、前記肉薄部が前記封口体との溶接領域を形成してなることを特徴とする。
【００１３】
かかる構成によれば、集電体が封口体と接続するための突起部と一体的に形成されているため、部品点数が少なく、組み立ても容易である。溶接領域を構成する集電体の先端部が他の領域よりも肉薄となっているため、封口体と缶底との間に溶接電流を流して集電体と封口体とを直接溶接法によって溶接する際、十分な電流集中による発熱を生じさせることができ、確実な溶接を行うことができる。また溶接領域が肉薄であるため、弾性度（可撓性）は高められ、封口体との接触性が高められ、確実な溶接が可能となる。
【００１４】
ここで、封口体装着後に溶接をする直接溶接法による場合、抵抗溶接により溶接部の強度を強くするためには、溶接電流の電流値とともに、溶接点に加わる加圧力も重要な要因となる。溶接点に溶接電流を流すと、溶接点では接触部分の金属がジュール熱により溶融して接合するが、溶接領域が肉薄であるため、十分な電流集中による発熱を得て溶融させることができる上、溶接領域は十分に加圧され得、溶融した金属が飛散する、所謂「溶接ちり」が発生するようなこともない。従って、溶接ちりに起因する電池短絡のおそれもなく、また溶接領域に内部欠陥が発生し、溶接強度が低下するようなこともない。
【００１５】
望ましくは、前記突起部の周縁は、平坦部で囲まれていることを特徴とする。
従って集電体の周縁部は平坦部となっており、平坦部の径を電極体の直径近くまで大きくできるため、集電効率が向上し、さらなる内部抵抗の低減を図ることが可能となる。
【００１６】
また望ましくは、前記突起部は、複数個配設されていることを特徴とする。
かかる構成によれば、複数箇所での溶接がなされ、確実な接続が可能となる上、電流経路も十分に多くかつ短くすることができる。
【００１７】
望ましくは、前記集電体は、その外周が前記外装容器の内側面に沿うように形成された金属板を打ち抜き加工することによって形成されており、前記正極板または負極板の一方の端部に接続しうるように裏面側に突出せしめられた複数の突起を具備してなる平坦部と、前記平坦部から突出せしめられ頂面が溶接領域となり得る肉薄部を持つ突起部とで構成されたことを特徴とする。
【００１８】
かかる構成によれば、集電体は、その外周が前記外装容器の内側面に沿うように形成された金属板で構成されているため、最大限に大きく集電領域を取ることができる。また金属板の打ち抜き加工によって形成されているため、極めて容易に形成可能であり、頂面の肉薄部も特別な加工を施すことなく容易に同時形成可能である。
【００１９】
また望ましくは、前記突起部は、平坦部よりも肉薄であるように構成すれば、直接溶接による溶接も確実に効率よく行うことができる。
【００２０】
また本発明の方法では、１枚の板状体を出発材料とし、打ち抜き成形加工により、平坦部と、前記平坦部から突出し、先端が前記平坦部よりも薄い肉薄部をもつように形成された突起部とを具備する集電体を形成する工程と、一方極の端子を兼ねる開口部を備えた外装容器内に、正極板および負極板を備えた電極体を配置する工程と、前記集電体を、正極板および負極板のうちの一方の開口部側の端部との接続面を形成するように、前記電極体上に載置し、前記端部と溶接する第１の溶接工程と、前記外装容器の前記開口部に他方極の端子を兼ねる封口体を配置し、前記封口体と前記外装容器との間に電流を流して前記突出部を、前記封口体に溶接する第２の溶接工程とを含むことを特徴とする。
【００２１】
かかる構成によれば、１枚の板状体を出発材料とし、打ち抜き成形加工により、集電体を形成しているため、打ち抜き金型を調整することにより、肉厚も極めて容易に調整することができる。また、平坦部と、前記平坦部から突出し、先端が前記平坦部よりも薄い肉薄部をもつように形成された突起部を持つ集電体を形成しているため、突起部を介して確実に接触性よく、集電体と封口体とが接触した状態となるように外装容器の開口部に封口体を配置することができる。従って、外装容器と封口体との間に溶接電流を流す、直接溶接法を用いる場合にも、肉薄部の存在により突起部が弾性をもつため、溶接時に接触部を加圧することが可能となる上、十分に電流集中を引き起こすことが可能となる。これにより、「溶接ちり」の発生を伴うことなく、集電体は封口体に良好に溶接されるようになる。
なおここで平坦部は、全体形状として平坦であればよく、ばりがでているものも含む。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をニッケル−水素蓄電池に適用した場合について図面を参照しつつ詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本実施形態による、打ち抜き加工により一体形成された集電体を装着したニッケル−カドミウム蓄電池の要部を示す斜視図、図２（ａ）および（ｂ）は、この集電体１の平面図および断面図である。この集電体は、ニッケルめっきのなされた厚み０．３ｍｍの鉄板からなり、平坦部２と、打ち抜き加工により高さ２．０ｍｍ程度に突出せしめられた突起部３とで構成されている。
【００２３】
この集電体は、ほぼ円板状をなすように形成され、突起部３を具備し、前記突起部の頂面が溶接領域となり得る肉薄領域４を構成したことを特徴とする。またこの平坦部には孔５が形成されている。そしてこの孔の周縁に裏面側に突出するようにばり５Ｂが形成され、このばりが正極板との溶接点を形成している。図３は電極体を外装容器としての電池ケース６に挿入して前記集電体１を介して封口体と溶接するときの状態を示す断面図である。さらに、図４は電池ケースに挿入された電極体が封口体に溶接されて完成したニッケル−カドミウム蓄電池を示す断面図である。
【００２４】
このニッケル−カドミウム蓄電池は、図４に示すように、鉄にニッケルめっきを施した有底筒状体の電池ケース６内に、ニッケル正極板８とカドミウム負極板９がセパレータ１０を介して巻回された電池要素が収容され、この上に上述の集電体１が載置され、封口体１１がこの集電体１の突起部３と直接溶接法によって溶接接続せしめられてなるものである。この封口体１１は底面に円形の下方突出部を形成した蓋体１２と、正極キャップ１３と、これら蓋体１２と正極キャップ１３との間に介在せしめられるスプリング１５と弁板１４とからなる弁体とで構成されており、この蓋体の中央にはガス抜き孔１６が形成されている。ここでニッケル正極板と集電体１との間は、封口体との溶接に先立ち、平坦部２に形成された孔５の周縁に裏面側に突出するようにばり５Ｂが形成され、このばりが正極板８との溶接点を形成している。一方電池ケース６の底部には円板状の負極集電体７が配設され、負極板９と溶接接続されている。またこの電池ケース６の開口部１７はかしめ加工によって封止がなされている。
【００２５】
次にこの集電体を用いて形成されるニッケル−カドミウム蓄電池について説明する。
【００２６】
１．電極体の作製
本実施形態のニッケル−カドミウム蓄電池は図３に示すように、ニッケル正極板８とカドミウム負極板９とを備えている。ニッケル正極板８は、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作製されている。一方、カドミウム負極板９は、パンチングメタルからなる極板芯体の表面にカドミウム焼結多孔体を形成した後、化学含浸法により水酸化カドミウムを主体とする活物質を充填して作製されている。
【００２７】
これらのニッケル正極板８とカドミウム負極板９との間にセパレータ１０を介在させて渦巻状に巻回して渦巻状電極群を作製した。この渦巻状電極群の上端面には、ニッケル正極板８の極板芯体であるパンチングメタルの端部が露出し、また、下端面にはカドミウム負極板９の板芯体であるパンチングメタルの端部が露出している。そして、この渦巻状電極群の上端面に露出する正極芯体に多数の孔５を有する円板状の集電体１が溶接されるとともに、下端面に露出する負極芯体に多数の開口を有する円板状の負極集電体７が溶接される。
【００２８】
ここではまず、１枚の円形金属板（例えば、ニッケルめっきの鉄製で厚みが０．３ｍｍのもの）を打ち抜き加工により、図２（ａ）および（ｂ）に示すように成形し、孔５を多数個形成してなる平坦部２と、頂面が肉薄領域４を構成する突起部３をもつ集電体１を形成する。ここでこの集電体１は平坦部では０．３ｍｍの肉厚をもつが、突起部３では０．２５ｍｍと肉薄になっており、さらにその頂面では０．１５ｍｍとなっている。またこの平坦面にはスリットＳが形成され、導電経路が分断され、溶接電流が集中しやすいように構成される。
【００２９】
このように突起部が肉薄となっているため、可撓性、弾力性は高められ、わずかな位置ずれも吸収し得ることになり、集電体と封口体との溶接も容易で確実なものとなる。
また、集電体の平坦部２には孔５の裏面側に抜きばり５Ｂが形成され裏面に突出した溶接点を構成しており、これは同心円を成すように配列されている。
【００３０】
２．ニッケル−カドミウム蓄電池の作製
そして、この集電体１を用いてニッケル−カドミウム蓄電池を組み立てるに際しては、まず、上述の電極体を鉄にニッケルメッキを施した有底筒状の外装容器（底面の外面は負極外部端子となる）６内に収納し、電極体の中心部に形成された空間部に図示しない溶接電極を挿入して、カドミウム負極板９に溶接された負極集電体７を外装容器６の内底面にスポット溶接した。
【００３１】
この後、上述した突起部３が正極集電体としての集電体１の平坦部２の直径上に位置するように載置するとともに、平坦部２と正極板８とを前記抜きばり５Ｂからなる溶接点の位置でスポット溶接（第１溶接）した。
【００３２】
このようにして、集電体１の平坦部２と正極板８とを溶接した後、図２に示すように、外装容器６の上部内周側に防振リング（図示せず）を挿入し、外装容器６の外周側に溝入れ加工を施して防振リングの上端部に環状溝を形成した。
ついで、外装容器６内に３０質量％の水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液からなる電解液を注入した後、この外装容器６の開口部の上部に、周縁に絶縁ガスケット１７を嵌着させた封口体１１を配置した。この場合、封口体１１の底面が集電体１の突起部３の先端である肉薄の溶接領域４と接触するように配置した。なお、封口体１１は、底面に円形状の下方突出部を形成してなる蓋体１２と、正極キャップ（正極外部端子）１３と、これら蓋体１２および正極キャップ１３間に介在されるスプリング１５と弁板１４とからなる弁体を備えており、蓋体１２の中央にはガス抜き孔１６が形成されている。
【００３３】
上述のように封口体を配置した後、正極キャップ（正極外部端子）１３の上面に一方の溶接電極Ｗ１を配置するとともに、外装容器６の底面（負極外部端子）の下面に他方の溶接電極Ｗ２を配置した。この後、これらの一対の溶接電極Ｗ１，Ｗ２間に２×１０^６Ｎ／ｍ^２の圧力を加えながら、これらの溶接電極Ｗ１，Ｗ２間に電池の放電方向に２０Ｖの電圧を印加し、３ＫＡの電流を時間約１０ｓｅｃの間、流す通電処理を施した。この通電処理により、封口体１１の底面と集電体１の突起部３の溶接領域４との接触部分が溶接（第２溶接）されて、溶接部が形成される。
【００３４】
上述したような溶接部を形成するためには、正極キャップ１３と外装容器６との間に所定の溶接電流を流して、封口体１１の底面と集電体１との接触部に、通電時の電流密度を増加させて、接触部のジュール熱の発生を大きくして赤熱し易い状態にする必要がある。
【００３５】
ここでは、一対の溶接電極Ｗ１，Ｗ２間に２×１０^６Ｎ／ｍ^２の圧力を印加しながら、これらの溶接電極Ｗ１，Ｗ２間に電圧を印加して、通電処理を施すことにより、電極体の高さ寸法にばらつきがあっても、あるいは集電体１の突起部３の溶接位置にばらつきがあっても、スリットおよび打ち抜き加工による肉薄化により可撓性を付与されているため、集電体１の溶接面と封口体１１の底面との間に接触点を形成することが可能となる。これにより、内部短絡の発生原因の１つとなる「溶接ちり」の発生を抑制できるとともに、内部欠陥のない溶接強度に優れた溶接部を形成することができるようになる。
【００３６】
ついで、電池ケース６の開口端縁１７を内方にかしめて電池を封口し、パンチにより加圧して、封口体１１を電池ケース６内に押し込み、嵌め成形を行い、図４に示すように、電池を形成した。
【００３７】
これにより、図４に示すように、公称容量２．４ＡｈのＳＣサイズの円筒形ニッケル−カドミウム蓄電池を作製した。
【００３８】
かかる構成によれば、１枚の円形金属板を打ち抜き加工により形成するのみで、容易に確実な溶接領域を形成することが可能となり、確実で信頼性の高い接続が可能となる。
また、平坦部２が電極と接続される集電体本体部、突起部３が封口体であり正極側端子と接続される集電リードの役割を果たすことができ、一体形成が可能であるため、接続抵抗の低減を図ることが可能となる。また図２（ｂ）に示すように頂面が肉薄となっているため、溶接電流を集中させることができ、また弾性をもち溶接領域に圧力が確実にかかるため、より確実な接続が可能となる。
【００３９】
（第２の実施の形態）
図５（ａ）は第２の実施の形態２の集電体を用いた電池の封口体装着前の要部を説明する斜視図、図５（ｂ）はこの断面図である。なお、第２の実施の形態に用いられる集電体１以外は第１の実施の形態と同様であり、第２の実施の形態においては、２つの突起部３ａ、３ｂが形成されたものである。この突起部は先端の溶接領域４がシャープなエッジ状をなしていることを特徴とする。
【００４０】
この突出部は肉薄になり、溶接電流が集中しやすくなっている上、突出部全体としても変形を生じ易い状況となっている。２つの突出部が形成されているため、電流経路が多数形成されることになり、内部抵抗がより低減される。
【００４１】
（第３の実施の形態）
図６（ａ）は第３の実施の形態の集電体を用いた電池の封口体装着前の要部を説明する斜視図、図６（ｂ）は断面図である。なお、第３の実施の形態に用いられる集電体１以外は第１および第２の実施の形態と同様であり、第３の実施の形態においては、突起部３を集電体１の中心を通る直線上を避けて形成したものである。
【００４２】
（第４の実施の形態）
図７（ａ）は第４の実施の形態の集電体を用いた電池の封口体装着前の要部を説明する斜視図、図７（ｂ）は断面図である。なお、第４の実施の形態に用いられる集電体１以外は第１乃至第３の実施の形態と同様であり、第４の実施の形態においては、突起部３ａ、３ｂをラウンド状に形成したものである。
【００４３】
この構成によれば、突起部３の肉厚を小さくしているため、溶接電流の集中により有効に加熱される。また突起部３は溶接工程で変形しやすく、電極体と封口体との距離を小さくすることができ、使用時の内部抵抗の低減を図ることが可能となる。
ここで突起部３の肉厚ｔ２は平坦部ｔ３の肉厚よりも小さく、突起部３の頂面の肉厚ｔ１は更に小さくなっている。（ｔ１＜ｔ２＜ｔ３）
加工は難しいが、ネック部の幅が小さくなるように突起部を形成することにより、平坦部２の減少を最小限に抑え、集電に寄与する領域を十分にとることが可能となる。
【００４４】
（第５の実施の形態）
図８（ａ）は第５の実施の形態の集電体を用いた電池の封口体装着前の要部を説明する斜視図、図８（ｂ）は断面図である。なお、第５の実施の形態に用いられる集電体１以外は第１乃至第４の実施の形態と同様であり、第４の実施の形態においては、突起部３の溶接領域４を構成する頂面が平坦となるように形成したものである。
【００４５】
この構成によれば、溶接に際して、安定となり、溶接位置を確実にすることが可能となる。
この場合も同様に溶接電流が集中しやすく、確実な直接溶接が可能となる。
【００４６】
（第６の実施の形態）
図９（ａ）は第６の実施の形態の集電体を用いた電池の封口体装着前の要部を説明する斜視図、図９（ｂ）は断面図である。なお、第６の実施の形態に用いられる集電体１以外は第１乃至第５の実施の形態と同様であり、第６の実施の形態においては、前記第５の実施の形態の突起部３の頂面に針状突起４Ｓを形成したものである。
この構成によれば、この針状突起４Ｓの存在により、より良好に溶接電流の集中を達成することが可能となる。
【００４７】
（比較例）
比較例として、図１０に、電池の封口体装着前の要部を説明する斜視図、図１１も溶接時の状態を示す断面図を示すような、従来例の集電体を用いた電池を作成した。なお、集電体１以外は第１乃至第６の実施の形態と同様であり、この比較例においては、集電体１０１とこの集電体１０１から導出された集電リード１０３とで構成されている。実施の形態と同様、ニッケル正極板とカドミウム負極板とをセパレータを介在させて巻回して得た発電要素の上下にこの集電体１０１と負極集電体とを溶接し、これを電池ケース６に収納し、この負極集電体を電池ケース６の内面に溶接する。
【００４８】
次いで図１１に示すように、集電体１０１から伸長する集電リード１０３の先端近傍を電極Ｗ３とＷ４とを用いて封口体１１の底面にスポット溶接した後、封口体１１を電池ケース６の開口部に絶縁ガスケットを介して配置し、電池ケースの開口端縁を内方に嵌めつけることにより、電池を封口して、公称容量２．４ＡｈのＳＣサイズのニッケル−カドミウム電池を組み立てる。
【００４９】
このようにして得られた比較例の電池と、前記第１の実施の形態の電池の各種放電電流における放電時の作動電圧を測定した結果を図１３に示す。第１の実施の形態の電池の作動電圧を曲線ａ、比較例の電池の作動電圧を曲線Ｂで示す。ここで測定は周囲温度２５℃において２．４Ａで７２分間充電した後、６０分間休止し、２，１０，２０，４０Ａの定電流で放電して電池電圧が０．８Ｖに達した時点で放電を停止するものである。
【００５０】
またこれらの電池の内部抵抗を測定した結果、本発明の実施の形態の電池は比較例の電池よりも約０．７ｍオーム程度内部抵抗が低くなっていることが確認された。
図１３の比較から、本発明の実施の形態の電池によれば、大電流放電時の作動電圧が比較電池よりも高くなっていることがわかる。
【００５１】
なお、上述した実施の形態においては、封口体を正極端子とし、外装容器を負極端子とした例について説明したが、封口体を負極端子とし、外装容器を正極端子としてもよい。この場合、正極集電体は電池外装容器の内底面に溶接され、封口体の底面は負極集電体に溶接されることとなる。
【００５２】
さらにまた、前記実施形態においては、電極体を外装容器に装着し集電体底面を正極板に溶接した後に、電解液を注入したが、固体電解質を用いる蓄電池の場合は、正極と負極との間に電解質を挟んだ状態で外装容器に装着し、集電体を溶接し、封着という手順をとることになる。
前記実施の形態では、集電体を正極板に溶接した後、封口体との溶接接続を行うようにしたが、同時に溶接してもよい。
【００５３】
なお、上述した実施の形態においては、正極板、負極板共に焼結式電極を用いたが、ペースト式電極など、非焼結式電極にも適用可能であることはいうまでもない。
【００５４】
また、上述した実施の形態においては、本発明をニッケル−カドミウム蓄電池に適用した例について説明したが、本発明はニッケル−カドミウム蓄電池に限らず、ニッケル−水素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。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明の電池によれば、集電体の一部を突出させることにより、集電リード部を兼ねるようにし、集電体と封口体との電流経路を短くすると共に電流経路を多数に分岐させて集電経路の数を増大することにより、内部抵抗を低減し、作動電圧の向上をはかることが可能となる。
【００５６】
また集電体は打ち抜き加工により極めて容易に形成され、部品点数及び部品材料の低減と、加工工程の削減によりコストの低減を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の集電体の封口体装着前の要部を説明する斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の集電体の平面図および断面図である。
【図３】電極体を外装容器に挿入して図１の集電体を封口体と溶接する状態を示す断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態の電池を示す断面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態の集電体の封口体装着前の要部を説明する斜視図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態の集電体の封口体装着前の要部を説明する斜視図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態の集電体の封口体装着前の要部を説明する斜視図である。
【図８】本発明の第５の実施の形態の集電体の封口体装着前の要部を説明する斜視図である。
【図９】本発明の第６の実施の形態の集電体の封口体装着前の要部を説明する斜視図である。
【図１０】従来例の電池における封口体装着前の要部を説明する斜視図である。
【図１１】従来例の電池における溶接時の状態を示す図である。
【図１２】他の従来例の電池の集電体を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態及び従来例の電池の作動電圧を示す比較図である。
【符号の説明】
１　集電体、２　平坦部、３　突起部、４　溶接領域、５　孔、６　外装ケース、７　集電体、８　正極板、９　負極板、１０　セパレータ、１１　封口体、１２　蓋体、１３　正極キャップ、１４　弁板、１５　スプリング、１６　ガス抜き孔
Ｗ１，Ｗ２…溶接電極、Ａ１，Ａ２…割型、Ｐ…パンチ

Claims

一方極の端子を兼ねる開口部を備えた外装容器と、前記開口部を密封する他方極の端子を兼ねる封口体と、前記外装容器内に収容される正極板および負極板を備えた電極体と、前記正極板または負極板の一方の前記封口体側に位置する端部と前記封口体とを集電体を介して接続する電池であって、
前記集電体が、前記端部との接続面を構成する平坦部と、前記平坦部に一体的に形成され前記封口体側に突出する突起部とを備え、前記突起部の先端が前記平坦部よりも薄い肉薄部を形成するとともに、前記肉薄部が前記封口体との溶接領域を形成してなることを特徴とする電池。
前記集電体は、その外周が前記外装容器の内側面に沿うように形成された金属板の打ち抜き加工によって形成されており、前記正極板または負極板の一方の端部に接続しうるように裏面側に突出せしめられた複数の突起を具備してなる平坦部と、前記平坦部から突出せしめられ頂面が溶接領域となり得る肉薄部を持つ突起部とで構成されたことを特徴とする請求項１に記載の電池。
前記突起部は、平坦部よりも肉薄であることを特徴とする請求項１または２に記載の電池。
１枚の板状体を出発材料とし、打ち抜き成形加工により、平坦部と、前記平坦部から突出し、先端が前記平坦部よりも薄い肉薄部をもつように形成された突起部とを具備する集電体を形成する工程と、
一方極の端子を兼ねる開口部を備えた外装容器内に、正極板および負極板を備えた電極体を配置する工程と、
前記集電体を、正極板および負極板のうちの一方の開口部側の端部との接続面を形成するように、前記電極体上に載置し、前記端部と溶接する第１の溶接工程と、
前記外装容器の前記開口部に他方極の端子を兼ねる封口体を配置し、前記封口体と前記外装容器との間に電流を流して、前記突出部を前記封口体に溶接する第２の溶接工程とを含むことを特徴とする電池の製造方法。