JP2005190836A - 密閉型蓄電池 - Google Patents

Abstract

【課題】常に安定して高い充電効率が得られるスイッチ内蔵型２次電池を提供する。
【解決手段】電極群１０をアルカリ溶液（図示省略）と共に内部に収納した電槽缶（負極）５が素蓋２によって封止されており、その素蓋２の上面に、充電電流を外部に取り出すための電池キャップ（正極）１が、例えば、スポット溶接等により接合され、その蓋２とガスケットの肉薄部６ｆの間には、電池内部圧力の変化に応じて充電電流の継切を行うためのスイッチ機構Ｓを構成するスイッチ板８を蓋２に対して接離可能に付勢する皿バネ４が配設されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、充電時に電池内部圧力の変化に応じて充電電流を継切する圧力スイッチ機構を備えた密閉型蓄電池の改良に関する。

ポータブル機器等の電源として用いられる２次電池には、ニッケル・カドミウム電池や小型シール鉛電池、リチウムイオン電池等がある。これらの２次電池は、各電池の充電特性に適した充電方法で充電される。例えば、ニッケル・カドミウム電池では、一定電流にて充電し、充電末期に生じる電池電圧の降下特性を検知して充電電流の制御が行われる。小型シール鉛電池やリチウムイオン電池では、一定電流で充電した後、一定電圧に達すると充電電流の制御が行われる。

ニッケル水素蓄電池やニッケル・カドミウム蓄電池等のアルカリ蓄電池においては、近年たとえば３０分間以内で充電を完了させるという、従来になかった急速充電に対する要求が高まっている。従来、ニッケル水素蓄電池では、ニッケル・カドミウム電池と同様の充電制御を行っているが、前記のような従来にない急速充電を行おうとすると、充電中に発熱やガス発生を伴うため、電池温度が上昇することや、電池の内圧が上昇してガス排出弁が作動し、ガスと共に電解液を放出してしまうために電池性能が劣化する虞があり、急速充電の実現が困難であった。

前記のように、ニッケル水素蓄電池を定電圧で急速充電しようとする場合、電池温度の上昇及び電池の内部圧力の上昇を伴う。そこで、特に、充電時の電池内部の圧力上昇に着目して、電池内部の圧力変化に応じて充電電流を継切する圧力スイッチ機構を備えた蓄電池が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

このような圧力スイッチ機構を備えたニッケル水素蓄電池では、充電時に電池内部圧力が一定圧力に達すると、充電電流が遮断され、電池内部圧力が一定圧力以下になると、再度、接続され、電池内部圧力の変化に連動したパルス充電が行われるため、充電時の電池温度の上昇が抑制される。その構成は、例えば、図７に示される。

図７の例では、符号２１はキャップ（正極端子）、２２は蓋（圧力スイッチの第２端子）、２３はゴム、２５は電槽缶（負極端子）、２６はガスケット、２７はリード部材、２８はスイッチ板（圧力スイッチの第１端子）、２９は接続端子、３０は電極群であり、電極群３０を収納している電槽缶２５にはアルカリ溶液（図示省略）が充填されており、その電槽缶２５はガスケット２６によって封止（封口）され、その内部圧力（電池内部圧力）の変化に応じてゴム２３が変形することにより、圧力スイッチの第１端子２８が第２端子２２に対して接離動作することで、充電電流が継切される。
米国特許出願公開第２００２／０１１９３６４Ａ１明細書

図７等に示す従来の圧力スイッチ内蔵式密閉型蓄電池では、圧力スイッチを構成する弾発部材２３をキャップ２１内に配設しているため、キャップ２１の高さが高くなり、キャップ２１の高さを大きくしただけ極板３０の幅が小さくなり、蓄電池の容量が小さくなる欠点があった。

また、充電時には電池温度が徐々に上昇するが、ゴム２３は、一般に、高温になると軟化して荷重特性が低下するため、特に、環境温度が高い状況下での充電では、ゴム２３の荷重特性の変化が著しく充電電流の継切のタイミングが乱れ、圧力スイッチのスイッチ機能が低下する虞があった。

さらに、ゴム２３の拡縮動作に対応してスイッチ板（圧力スイッチの第１端子）２８が上下に移動するに際して、スイッチ板２８が蓋（圧力スイッチの第２端子）２２に対して傾き、圧力スイッチの第１端子２８と第２端子２２との接離動作が不完全となる虞があるために、圧力スイッチ機能の信頼性が低い欠点があった。

また、キャップ２１と蓋２２は、その周縁部で互いに重ね合わされて、ガスケット２６に形成された係止溝に係止した状態で挟持されている。そのため、組み立て時に、両者２１，２２の接合面の整合性が不良になったり、塵や埃等の異物が接合面に介在していると、十分な接触状態が得られず接触抵抗が大となり、充電受け入れ性能が低下する難点があった。また、組み立て時の整合不良や接合面への異物の介在により封口精度（密封性）が低下することもあった。封口精度が低下すると、外部にガスが漏洩したりアルカリ溶液が漏出するような不具合が発生し易くなる欠点があった。

本発明は、このような実情に鑑みてなされ、常に安定して高い充電受け入れ性能が得られ圧力スイッチ機能の信頼性の高い密閉型電池を提供することを目的とする。

本発明は、圧力スイッチ内蔵式の密閉型蓄電池の構成を下記の構成とすることによって前記課題を解決する。
（１）本発明に係る密閉型蓄電池は、電極群をアルカリ溶液と共に内部に収納した電槽缶が金属製の蓋、ガスケットおよびガスケットの透孔に嵌着した接続端子によって封止され、該蓋に、正極端子または負極端子を兼ねるキャップが載設され、かつ、電池内部圧力の変化に応じて拡縮動作する弾発部材を備えたスイッチ機構によって充電電流の継切を行うようにしたスイッチ内蔵型２次電池において、
前記弾発部材が、前記蓋の内面とガスケットの肉薄部の間に配設されたことを特徴とする密閉型蓄電池である。

該構成とすることによって、弾発部材を蓋の内面とガスケットの間の空間に配設しているため、弾発部材をキャップ内に配設した蓄電池に比べて、キャップの高さを小さく抑えて電槽缶の深さを大に設定し極板の幅を大きくすることが可能となるので、極板の幅を大きくしただけ電池容量を大きくすることができる。つまり、高容量化が可能となる。

（２）本発明に係る密閉型蓄電池は、前記（１）に記載の蓄電池であって、前記弾発部材が、金属材からなることを特徴とする密閉型蓄電池である。

前記（１）に記載の構成においては、弾発部材をキャップ内に配設した場合に比べて、弾発部材の位置が極板群に近いため、充電時に極板群で発熱が生じたときに弾発部材の温度が上昇し易い。従来適用されていた、ゴム製の弾発部材は温度が上昇すると弾性特性が劣化するために圧力スイッチの信頼性が低下する欠点がある。これに対して弾発部材を金属材とすることによって、高温下においても（ゴムに比して）弾性特性が劣化しにくくなり、環境変化の影響を受けることなく、常に、電池内部圧力の変化に応じて適切に拡縮動作し、充電電流の継切のタイミングが正常に維持され、信頼性の高い圧力スイッチ機能を得ることができる。

（３）本発明に係る密閉型蓄電池は、（２）に記載の電池であって、前記弾発部材が、円錐形のコイルバネまたは皿バネであって、その内周側端部をガスケットの保持部の外周下端部に当接させたことを特徴とする密閉型蓄電池である。

前記弾発材を円錐形のコイルバネまたは、皿バネとすることによって弾発材の厚さを小さくでできるので、スイッチ機構の厚さを小さくして極板の高さを大きくすることによって電池容量の向上を図ることができる。また、バネの内周側端部をガスケットの保持部の外周下端部に当接させることによって、弾発部材の拡縮に応じてスイッチ板を平行移動させることができるので信頼性の高いスイッチ機能を有する電池とすることができる。

（４）本発明に係る密閉型蓄電池は、前記蓋と前記キャップが溶接により接合されていることが好ましい。

蓋とキャップを溶接することにより、蓋とキャップの接合状態が良好となり両部材間における接合不良の発生を回避することができる。これにより、接合部における電気抵抗を少なくすることができるため急速充電を行った時の充電受け入れ特性が向上する。

また、蓋と電池キャップを予め溶接により一体化しておくことにより、組み立て作業の能率が顕著に向上すると共に、組み付け精度を安定的に向上させることができ、かつ、塵や埃等の異物が接合面に介在するような不具合を回避することができるため、高い封口精度（密封性）を安定に維持することができる。これにより、ガス漏れや液漏れ等が発生しにくくなる。

（５）本発明に係る密閉型蓄電池は、前記蓋の周縁部のみが、ガスケットを介して前記電槽缶の開口端部内側に係止され、前記キャップが、蓋との接合によって蓋の外面に固着されていることが好ましい。

（５）に記載の構成によれば、ガスケットの係止溝に一枚の板部材（素蓋）を係止させるのみであるから、（二枚重ねで係止させる場合よりも）電槽缶を深く形成することができる。これにより、充電容量（電池容量）を増大することができる。また、高い組み付け精度が得られるので、高い密封性を確保することができ、その密封性を安定に維持することができる。

（６）本発明に係る密閉型蓄電池は、前記（１）〜（５）に記載の電池であって、前記蓋の開口縁が前記スイッチの一方の端子となり、スイッチ板の外周縁が他方の端子となり、該スイッチ板と前記電極群を接続するための接続端子が前記ガスケットに貫通保持され、前記接続端子の前記電池キャップ側に突出した部分に前記スイッチ板が固定されると共に、前記接続端子を保持している前記ガスケットの保持部が、前記蓋に形成された開口に対して摺接状態で嵌挿されたことを特徴とする密閉型蓄電池である。

該構成によれば、ガスケットの保持部を、前記蓋に形成された開口に対して、摺接自在な状態で嵌挿させるので、例えば、その保持部と開口との間における密封性が確保されうる程度に保持部の外径と開口の内径を設定すれば、ガス漏れや液漏れをより一層効果的に防止することができる。

さらに、弾発部材の拡縮動作に応じて、接続端子を保持したガスケットの保持部が、蓋の開口と摺接状態にあるため、蓋の開口は保持部が弾発剤の拡縮に連動して上下に移行するときのガイドの作用をし、スイッチ板は蓋に対して斜めにならずに平行移動する。従って、スイッチ板と蓋とが良好に接触するために、両者の間の電気抵抗が小さい密閉形蓄電池を得ることができる。また、スイッチ板と蓋の接離が確実となり、本発明のなかでも特に信頼性の高いスイッチ機能を有する密閉形蓄電池とすることができる。

また、電槽缶を密封するためのガスケットを利用して、例えば、その中央部に接続端子を保持させれば、電池内部圧力の変化に応じて接続端子が変位自在となるように構成することができるため、別途、接続端子を支持するための部品が不要となりレイアウトの自由度が向上し、スイッチ内蔵型２次電池のコンパクト化が可能となる。

本発明に係る密閉型蓄電池は、弾発部材を蓋とガスケットの肉薄部の間に配設しているため、電池キャップの高さを抑えることができ、その分だけ電槽缶の深さを大に設定することができるので、電池容量を大きくすることができる。つまり、高容量化が可能となる。

本発明に係る密閉型蓄電池は、金属製の弾発部材を適用しているので、充電時の発熱により弾発部材の温度が上昇したときにも圧力スイッチが正常に動作する信頼性の高い圧力スイッチ機能を備えた密閉型蓄電池を得ることができる。

本発明に係る密閉型蓄電池は、弾発部材の内周側端部をガスケットの保持部の外周下端部に当接させること、およびまたは、前記ガスケットの保持部を、蓋に形成された開口に対して摺接状態で嵌挿させることにより圧力スイッチを構成する端子であるスイッチ板と蓋の接触が良好で、且つ、両者の接離の動作が確実な密閉型蓄電池を得ることができる。

本発明に係る密閉型蓄電池は、蓋と電池キャップが溶接によって接合されるので、接合状態が良好となり両部材間における接合不良の発生を回避することができ、これにより、接合部における電気抵抗が少なくなるため、充電効率が向上する。また、素蓋と電池キャップを予め溶接により一体化しておくことにより、組み立て作業の能率が顕著に向上すると共に、組み付け精度を安定的に向上させることができ、かつ、塵や埃等の異物が接合面に介在するような不具合を回避することができるため、電気抵抗を増大させることなく、高い封口精度（密封性）を安定に維持することができる。これにより、ガス漏れや漏液等が発生しにくくなり、高い充電効率を安定に維持することができる。

以下に、本発明の最良の実施の形態に係る圧力スイッチ内蔵式の密閉型蓄電池について図面を参照しつつ詳細に説明する。

〔実施の形態１〕
図１は、実施の形態１に係る圧力スイッチ内蔵式密閉型蓄電池の構成を説明するための要部縦断面図であり、この圧力スイッチ内蔵式密閉型蓄電池は、図示のように、電極群１０をアルカリ溶液（図示省略）と共に内部に収納した電槽缶（負極）５が素蓋２によって封止されており、その素蓋２の上面に、充電電流を外部に取り出すための電池キャップ（正極）１が、例えば、スポット溶接等により接合されている。その蓋２とガスケット６の肉薄部６ｆの間には、電池内部圧力の変化に応じて充電電流の継切を行うためのスイッチ機構Ｓを構成するスイッチ板８を蓋２に対して接離可能に付勢する皿バネ（本発明の弾発部材）４が配設されている。

図１から明らかな如く、スイッチ機構Ｓは、電池内部圧力が上昇してガスケットの肉薄部６ｆが図の上方に向かって撓むことによって動作する。ガスケットの肉薄部６ｆが図の上方に向かって撓むには、蓋２とガスケットの肉薄部６ｆの間に少なくとも撓代に相当する間隔を設ける必要がある。本発明によれば、図１に示すように、蓋２とガスケットの肉薄部６ｆの間に間隔を設けることによって生じたスペースを前記弾発部材４の収納スペースとして活用することによって、弾発部材をキャップ内に配設していた従来電池に比べて、キャップ１の高さを小さくし、キャップ１の高さを低くしただけ電槽の深さを大きくして、極板１０の幅（図では高さ）を大きくすることができる。

また、蓋２と電池キャップ１を溶接により接合するため、その接合状態が確実なものとなり接合不良の発生を回避することができ、その接合部（本発明の溶接部）３における電気抵抗が少なくなり充電効率が向上する。また、素蓋２と電池キャップ１を予め溶接により一体化しておくことにより、組み立て作業の能率が顕著に向上すると共に、組み付け精度を安定的に向上させることもでき、かつ、塵や埃等の異物が接合面に介在するような不具合を回避することができる。従って、高い封口精度（密封性）を安定に維持することができ、ガス漏れや漏液等の不具合が発生しにくくなる。

全体について詳しく説明すると、電槽缶５の上周縁には、絶縁性素材からなるガスケット６の周縁部を密嵌させるための凹溝部５ａが形成されており、下部開放の偏平な有天円筒状に形成された電池キャップ１の下部に外向きに形成されたフランジ部１ａを、ガスケット６の内周部６ａよりも内側の位置に配設して、そのフランジ部１ａを円板状の素蓋２の上に、例えば、スポット溶接等により作業性よく溶接することができる。なお、電池キャップ１の側壁面には、電池内部圧力の変化に応じてガスケット６が無理なく変形できるように、脱気用の孔ｈが形成されている。

ガスケット６の内周部６ａには係止溝６ｂが形成され、その係止溝６ｂに、素蓋２の周縁部のみを係止させている。このように、一枚の板部材（素蓋２）のみを係止溝６ｂに係止させるので、図６等に示す従来の二枚合わせで係止させる場合よりも、電槽缶５を深く形成することができ、充電容量（電池容量）の増大を図ることができる。また、その組み付け精度が安定するため、高い密封性を確保しやすくなり、その密封性を維持しやすくなる。

ガスケット６の中央部に形成された円筒状の保持部６ｃの貫通孔６ｄには、例えば、円柱状に形成された接続端子９が一体的に嵌装固定され、その下部がリード線７を介して電極群１０に接続されている。一方、貫通孔６ｄから突出した接続端子９の上部には、孔付き円板状のスイッチ板（他方の端子）８が固定され、その接続端子９の上部とスイッチ板８の上面には絶縁部材１１が被嵌され、その絶縁部材１１に皿バネ４の付勢端が押圧状態に当接し、スイッチ板８と接続端子９は電池キャップ１に対して絶縁されており、その絶縁部材１１に皿バネ４の付勢端が当接している。なお、皿バネ４に代えて、コイルバネや板バネ等を用いてもよい。

ガスケット６の係止溝６ｂに係止された素蓋２の中央部には、円形孔（本発明の開口）２ａが形成され、その円形孔２ａに、ガスケット６の保持部６ｃが所定の隙間を有して下方から嵌入しており、これにより、電池内部圧力の変化に応じてガスケット６が自在に変形し、そのガスケット６と共に、スイッチ板８の上下方向の変位が許容される。なお、本発明の開口２ａは、円形孔に限定されることなく、楕円や方形（矩形、正方形等）等の孔であってもよい。

また、ガスケット６の上面には、電池内部圧力が急に上昇した場合に、電槽缶５を保護するために、亀裂を発生させやすくするノッチ状の安全弁（本発明の切欠き部）６ｅが形成されており、充電中に電池内部圧力が急に増大した場合に、安全弁６ｅからガスケット６に亀裂を生じさせて、電池キャップ１の小孔ｈからガスを外部に放出させることができ、これにより、電槽缶５を変形させたり破損させたりせずに済み、安全性も向上する。

充電電流の継切を行うためのスイッチ機構Ｓは、本実施の形態では、電池キャップ１と素蓋２の間に設けられており、このスイッチ機構Ｓは、電池キャップ１内に配設される皿バネ４によって付勢される平板状のスイッチ板（本発明の第１端子）８と、平板状の素蓋（本発明の第２端子）２と、からなる。より具体的には、スイッチ板８は、ガスケット６の中央部に貫通して固定状態に貫設された接続端子９の上部に固定され、その接続端子９は変形可能なリード線７を介して電極群１０の正極集電板（図示省略）に接続されており、その接続端子９の上端部とスイッチ板８の一部が、前述したように、絶縁部材１１によって覆われ、その外側の外周縁８ｂが第１端子となる。一方、素蓋２は、溶接部３よりも内側の部分が円形状に切り抜かれ、その円形孔２ａの周縁（本発明の開口縁）２ｂが第２端子となる。

このような構成により、電池内部圧力が低い状態では、図１に示すように、素蓋２の周縁２ｂにスイッチ板８の外周縁８ｂが付勢状態に接触してスイッチ機構Ｓがオンとなり、電池内部圧力が一定圧力以上になると、図２に示すように、ガスケット６が図の上方へ変形することによりスイッチ板８の外周縁８ｂが素蓋２の周縁２ｂから離間し、スイッチ機構Ｓがオフとなり充電電流が切断され、電池内部圧力の変化に連動したパルス充電が行われる。このように、電池内部圧力の変化に応じて充電電流が制御されるため、電池温度の上昇が抑えられ、高い充電効率を得ることができ、急速充電が可能となる。

図１に示す如く、弾発部材４と極板１０が近い位置にあり、極板１０で発熱がおきると弾発部材４にも熱が伝わり易いが、弾発部材としての皿バネ４を金属材で形成することにより、従来のように、ゴムを用いる場合よりも弾性特性が安定化し、温度上昇の影響を受けることが少なくなり、常に、電池内部圧力の変化に適切に拡縮動作し圧力スイッチ機構Ｓのオン・オフ動作が安定化し、信頼性が向上する。

該実施の形態１では、図１および図２に示すように、弾発部材４として適用した皿バネのうち径の小さい一端をガスケットに設けた筒状の保持部６ｃの外周の下端部に当接させる。該構成によって、図１に示した圧力スイッチがオンの状態においても、また、図２に示したように圧力スイッチがオフの状態においても、筒状の保持部６ｃに対する皿バネの押圧力によって、保持部６ｃが蓋２に対して傾くことなく付勢されるので、スイッチ板８と蓋２の接触が良好で両者間の電気抵抗が小さく、且つ、スイッチ板８と蓋２が確実に接離するため、信頼性の高い圧力スイッチ機能を得ることができる。

〔実施の形態２〕
本実施の形態２では、図３に示すように、前斤実施形態１に於いて弾発部材４として皿バネに替えて円錐形のコイルバネを適用する。該円錐形のコイルバネの場合は、円柱形のコイルバネと異なり、バネを構成する線材が上下方向に重ならないのでバネの高さを小さくできる利点がある。

該実施の形態２では、図３に示すように、円錐形のコイルバネのうち径の小さい一端をガスケットに設けた筒状の保持部６ｃの外周の下端部に当接させる。該構成によって、筒状の保持部６ｃに対するコイルバネの押圧力によって、保持部６ｃが蓋２に対して傾くことなく付勢されるので、スイッチ板８と蓋２の接触が良好で両者間の電気抵抗が小さく、且つ、スイッチ板８と蓋２が確実に接離するため、信頼性の高い圧力スイッチ機能を得ることができる。

〔実施の形態３〕
本実施の形態３では、図４に示すように、ガスケット６の中央部に形成された円筒状の保持部６ｄを、素蓋２に形成された開口２ａに対して、摺接状態となるように嵌挿させ、封口性を向上させると共に、蓋２の周縁２ｂに対してスイッチ板８の外周縁８ｂを平行な状態で接触させることができるようにしている。なお、前実施の形態１と同一又は同等部材については同一符号を付し、その説明を省略している。

例えば、その保持部６ｄと開口２ａとの間における密封性が確保されうる程度の設計条件で保持部６ｄの外径と開口２ａの内径を設定すれば、封口性が向上しガス漏れや液漏れをより一層効果的に防止することができ、また、接続端子９を保持した保持部６ｄの上下方向の変位動作が安定化するため、素蓋２に対するスイッチ板８の接触状態が確実となり、高い充電効率を安定して得ることができる。

なお、本実施の形態３では、電池内部圧力が増大した状態は、図２の状態と基本的には同じであり図示を省略している。また、本発明の開口２ａは、円形孔に限定されることなく、楕円や方形（矩形、正方形等）等の孔であってもよいのは、前実施の形態１と同じである。

（実施例）
幅が４５．５ｍｍのニッケル電極を正極とし、幅が４５．５ｍｍの水素吸蔵合金電極をセパレータを介して捲回し極板群を構成した。該極板群を適用して、図１に示す構成（蓋２とガスケットの肉薄部６ｆキャップ１が蓋２と溶接により接合され、ガスケット６の係止溝６ｂに素蓋２のみが係止されている）を備え、動作圧力が２．４ＭＰａの圧力スイッチ（Ｓ）を内蔵する定格容量１８００ｍＡｈのＡＡサイズの圧力スイッチ内蔵式の密閉型ニッケル水素蓄電池を１００００個作製した。なお、図１に示した構成とすることにより、後記比較例として記載した従来の蓄電池に比べてキャップならびに圧力スイッチの高さ寸法を小さくし、電極の幅を２．５ｍｍ大きくすることが可能となり、従来の蓄電池に比べて約６％容量を大きくすることができた。

作製した電池全数を常温常湿の雰囲気に１週間放置した後、目視による外観検査を行い、漏液の有無、組立不良の有無を調査した。目視検査で正常と判定された蓄電池（漏液がなく、正常に組立られた蓄電池）の中からサンプル電池２０個を抜き取り、所定の方法にて化成を行った後、化成済みの電池を、周囲温度２０℃、充電レート０．１ＩｔＡで１６時間充電し、同温度で１時間放置した後放電レート０．２ＩｔＡ、放電カット電圧１．０Ｖとして放電し、前記定格容量に等しい放電容量が得られることを確認した。次いで、周囲温度２０℃、充電電圧１．６５Ｖで１５分間定電圧充電を行い、同温度で１時間放置後、放電レート０．２ＩｔＡ、放電カット電圧１．０Ｖとして定電流放電をおこなった。該充放電操作を５回繰り返し行い、５回目の放電で得られた放電容量の定格容量に対する比率をもって急速充電における充電受け入れ性能を評価する指標とした。

（比較例）
幅が４３ｍｍのニッケル電極を正極とし、幅が４３ｍｍの水素吸蔵合金電極をセパレータを介して積層し、該積層体を捲回し捲回式極板群を構成した。該極板群を適用して、図７に示す構成（キャップ２１の内部にゴム製の弾発部材４を備え、キャップ２１が蓋２２に溶接されておらず、キャップ２１と素蓋２２は、その周縁部で互いに重ね合わされて二枚重ねでガスケット２６の係止溝に係止されている）を備え、それ以外は前記実施例と同じ構成を有し、定格容量１７００ｍＡｈのＡＡサイズの圧力スイッチ内蔵式密閉型蓄電池１００００個を作製した。該電池を、実施例と同様に常温常湿で１週間放置し、全数目視検査により、漏液の有無、組み付け不良の有無を調べた。また、目視による外観検査において正常と判定された電池１０個を抜き取り、実施例と同様の試験に供した。

（目視による外観調査結果）
実施例および比較例の目視による外観調査の結果を表１に示す。

即ち、実施例の密閉型ニッケル水素蓄蓄電池においては、漏液のあった電池数、及び、不具合蓋のあった電池数も０であった。これに対して、比較例の密閉型ニッケル水素蓄蓄電池では、漏液のあった電池数は１０個、蓋の組み付けに不具合が認められた電池数は７個存在した。これは、比較例の密閉型ニッケル水素蓄蓄電池では、キャップ２１と蓋２２が溶接されていないため、予め、これらを組み付けることができず、そのために、組付け不良による位置ずれや接合面への異物の介入等が発生し、封口精度にばらつきが発生したためである。

（急速充電試験結果）
前記充電にて行った急速充電試験結果を図５に示す。図５において横軸は、５回目の放電容量｛定格容量に対する比率（％）｝、縦軸は電池個数である。図５に示すように比較例の密閉型蓄電池は、実施例の密閉型蓄電池に比較して、放電容量がかなり低くなっており、さらに、１０セル中２セルの放電容量が極端に低くなっていることが確認された。比較例電池の放電容量が実施例電池に比べて全体的に低いのは、キャップと蓋が接合されていないために、その間の接触抵抗が大きく急速充電時の充電受け入れが低かったためであり、１０個中２個の放電容量が極端に低いのは、キャップと蓋の組み付け精度に、目視検査では確認できない程度の軽度の不具合が生じたために、キャップと蓋の間の接触抵抗が極端に大きくなったためと考えられる。

図６に、前記実施例に係る密閉型ニッケル水素蓄電池を定電圧充電したときの、充電電流および電池温度の時間的推移の１例を示す。図６に示すように充電の鋼板において圧力スイッチが動作し、圧力スイッチが動作している間はパルス常の充電が行われ、電池温度のさらなる上昇が抑制される。ここで示した周囲温度２０℃での充電においては、比較例電池においても圧力スイッチが正常に動作したが、例えば周囲温度が３０℃を超えるような高温で充電した場合は電池温度がさらに上昇するため、ゴムの弾性が劣化して圧力スイッチが正常に動作せず、圧力スイッチがオンの状態になったままになり、電池温度が異常に上昇する虞がある。

本発明の実施の形態１に係る圧力スイッチ内蔵式密閉型蓄電池の構成を示す断面図である。 同電池内部圧力が増大した状態の圧力スイッチ内蔵式密閉型蓄電池の断面図である。 本発明の実施の形態２に係る圧力スイッチ内蔵式密閉型蓄電池の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態３に係る圧力スイッチ内蔵式密閉型蓄電池の構成を示す断面図である。 同実施例と比較例の放電容量の比較図である。 同実施例の比較例の充電特性を示す説明図である。 従来の圧力スイッチ内蔵式密閉型蓄電池の構成の一例を示す断面図である。

符号の説明

１…電池キャップ、１ａ…外向きフランジ、２…素蓋、２ｂ…開口縁、３…溶接部、４…弾発部材、５…電槽缶、６…ガスケット、６ａ…内周部、６ｂ…係止溝、６ｃ…保持部、６ｅ…切欠き部、６ｆ…肉薄部、８…スイッチ板、８ｂ…外周縁、９…接続端子、１０…電極群、Ｓ…スイッチ機構、Ｓ１…第１端子、Ｓ２…第２端子、ｈ…小孔

Claims (6)

1. 電極群（１０）をアルカリ溶液と共に内部に収納した電槽缶（５）が金属製の蓋（２）、ガスケット（６）およびガスケット（６）の透孔６（ｄ）に嵌着した接続端子９によって封止され、該蓋（２）に、正極端子または負極端子を兼ねるキャップ（１）が載設され、かつ、電池内部圧力の変化に応じて拡縮動作する弾発部材を備えたスイッチ機構（Ｓ）によって充電電流の継切を行うようにした密閉型蓄電池において、
   前記弾発部材（４）が、前記蓋（２）の内面とガスケット（６）の肉薄部（６ｆ）の間に配設されたことを特徴とする密閉型蓄電池。
2. 前記弾発部材（４）が、金属材からなることを特徴とする請求項１に記載の密閉型蓄電池。
3. 前記弾発材（４）が、円錐形のコイルバネまたは皿バネであって、その内周側端部がガスケットの保持部６ｃの外周下端部に当接したことを特徴とする請求項２に記載の密閉型蓄電池。
4. 前記蓋（２）と前記キャップ（１）が溶接により接合されていることを特徴とする請求項１に記載の密閉型蓄電池。
5. 前記蓋（２）の周縁部のみが、ガスケット（６）を介して前記電槽缶（５）の開口端部内側に係止され、前記キャップ（１）が、蓋（２）との接合によって蓋（２）の外面に固着されていることを特徴とする請求項４に密閉型蓄電池。
6. 前記蓋（２）の開口縁（２ｂ）が前記スイッチ（Ｓ）の一方の端子（Ｓ１）となり、スイッチ板（８）の外周縁（８ｂ）が他方の端子（Ｓ２）となり、該スイッチ板（８）と前記電極群（１０）を接続するための接続端子（９）が前記ガスケット（６）に貫通保持され、前記接続端子（９）の前記電池キャップ（１）側に突出した部分に前記スイッチ板（８）が固定されると共に、前記接続端子（９）を保持している前記ガスケット（６）の保持部（６ｃ）が、前記蓋（２）に形成された開口（２ａ）に対して摺接状態で嵌挿されたことを特徴とする請求項１〜５に記載の密閉型蓄電池。
   
   
   

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