JP2005285378A - Alkali secondary battery and its manufacturing method - Google Patents

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誠 越智
Hiromasa Sugii
裕政 杉井
Tatsu Yamashita
竜 山下
Ikuko Harada
育幸 原田
Masao Takee
正夫 武江
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an alkali secondary battery wherein plumping of an electrode plate is effectively suppressed in charging/discharging even having a low-rigid outer package, a cycle life property is hardly declined, and high quality can be maintained over a long period of time, and to provide its manufacturing method. <P>SOLUTION: An electrode body 14 has a structure in which a plurality of positive electrode plates 141 housed in bag-like separators 143 are arranged, and negative electrode plate 142 are sandwiched between them. Some areas of the positive electrode plates 141 and the negative electrode plates 142 are exposed from both end parts in X-direction respectively. The positive electrode current collector 15a and the negative electrode current collector 15b are joined to both ends of the electrode body 14. A restraining band 16 having an inner circumference size almost equivalent to its outer circumference size is fitted to a part of an outer peripheral surface of the electrode body 14. The restraining band 16 is set to cover a range of 20-90% of the surface area of the whole outer circumference of the electrode body 14. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、アルカリ二次電池およびその製造方法に関し、特に電極体の膨化抑制のための技術に関する。   The present invention relates to an alkaline secondary battery and a method for manufacturing the same, and particularly to a technique for suppressing expansion of an electrode body.

アルカリ二次電池は、携帯機器、電動工具、車両等の電源などとして広く普及している。特に、近年では、開発が進んできているハイブリッド電気自動車(HEV;Hybrid Electric Vehicle)や電気自動車(Pure−Electric Vehicle)用として、鉛電池に比べて格段にエネルギ密度が高いという優位性を有するアルカリ二次電池(以下では、単に「電池」という。)が用いられている。   Alkaline secondary batteries are widely used as power sources for portable devices, power tools, vehicles, and the like. In particular, in recent years, an alkali having an advantage that energy density is significantly higher than that of a lead battery for a hybrid electric vehicle (HEV) and an electric vehicle (Pure-Electric Vehicle) that have been developed. Secondary batteries (hereinafter simply referred to as “batteries”) are used.

電池としては、外装体の内部に巻回構造を有する電極体が収納されているものと、積層構造を有する電極体が収納されたものとがある。この内、積層構造を有する電極体は、巻回構造を有するものに比べてスペース効率に優れることから、高いエネルギ効率が要求されるような用途に用いられている。
また、電池には、製造時における電極体内への異物混入を防ぐなどの目的から、電極体の外周に樹脂製の保護テープが被着された構成を有するものもある(特許文献1)。
As a battery, there are a battery in which an electrode body having a winding structure is housed in an exterior body and a battery in which an electrode body having a laminated structure is housed. Among these, the electrode body having a laminated structure is superior in space efficiency as compared with that having a wound structure, and thus is used for applications in which high energy efficiency is required.
Some batteries have a structure in which a resin protective tape is attached to the outer periphery of the electrode body for the purpose of preventing foreign matter from entering the electrode body during manufacture (Patent Document 1).

ところで、上記HEV用などの電池としては、樹脂製の外装体を備えるものが開発されている。このように樹脂製外装体を備える電池では、充放電の際に極板の膨化が生じやすく、電池の使用が長期にわたった場合に、金属製の外装体を有するものに比べて、極板の膨化に起因したサイクル寿命特性の低下を招き易いという問題がある。
これに対して、従来の電池でも、外装体に設けられたリブが極板の膨化を抑制するために、いくらかは効果があるものと考えられる。ただし、外装体のリブは、複数の電池を並設した際にも、電池の冷媒通路を確保するために設けられているものである。
特開2001−307760号公報
By the way, as a battery for the HEV or the like, a battery having a resin exterior body has been developed. Thus, in a battery having a resin outer casing, the electrode plate is likely to swell during charging and discharging, and when the battery is used for a long period of time, the electrode plate is compared with the one having a metal outer casing. There is a problem that the cycle life characteristics are likely to be deteriorated due to the swelling of the steel.
On the other hand, even in the conventional battery, it is considered that the rib provided on the exterior body suppresses the expansion of the electrode plate, so that it is somewhat effective. However, the rib of the exterior body is provided in order to secure the refrigerant passage of the battery even when a plurality of batteries are arranged in parallel.
JP 2001-307760 A

しかし、従来の電池では、極板の膨化を十分に抑制することはできない。即ち、上記特許文献1の電池のように電極体の外周に樹脂製の保護テープを巻いた場合にも極板の膨化を抑制する効果はほとんどなく、また、冷媒通路確保のために外装体に設けられたリブだけでは極板の膨化抑制効果は不充分なものである。
本発明は、上記問題を解決しようとなされたものであって、剛性の低い外装体を備える場合にあっても効果的に極板の膨化が抑制され、サイクル寿命特性の低下を招き難く、長期にわたって高品質を維持し得る電池およびその製造方法を提供することを目的とする。
However, the conventional battery cannot sufficiently suppress the expansion of the electrode plate. That is, even when a resin protective tape is wound around the outer periphery of the electrode body as in the battery of Patent Document 1, there is almost no effect of suppressing the expansion of the electrode plate, and the outer body is secured to secure the refrigerant passage. The provided ribs alone are not sufficient in suppressing the expansion of the electrode plate.
The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and even when a low-rigidity exterior body is provided, the expansion of the electrode plate is effectively suppressed, and the cycle life characteristics are hardly deteriorated. It is an object of the present invention to provide a battery capable of maintaining high quality over a wide range and a method for manufacturing the same.

本発明は、上記目的を達成するために、次の特徴を有する。なお、以下で用いる「電池」とは、上述のように、「アルカリ二次電池」のことを示す。
(1)正極板と負極板とがセパレータを挟んで順次積層されてなる電極体が、外装体内に収納されてなる電池であって、電極体は、その外周の一部領域に拘束部材が外嵌され、且つ、他の領域が外装体の内方で露出された状態となっており、この拘束部材は、耐アルカリ性を有し、当該構成材料が外装体を構成する材料よりも高い伸び剛性を有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention has the following features. In addition, the “battery” used below indicates “alkaline secondary battery” as described above.
(1) A battery in which an electrode body in which a positive electrode plate and a negative electrode plate are sequentially stacked with a separator interposed therebetween is housed in an exterior body. And the other region is exposed inside the exterior body. This restraining member has alkali resistance, and its constituent material has a higher elongation rigidity than the material constituting the exterior body. It is characterized by having.

(2)上記(1)に係る電池であって、電極体に外嵌された拘束部材は、電極体の全表面積に対して20%以上90%以下の領域を被覆する環状体であることを特徴とする。
(3)上記(1)または(2)に係る電池であって、外装体は、樹脂材料から構成されており、拘束部材は、金属材料から構成されており、電極体は、拘束部材によって極板間に短絡を生じないように、正極板および負極板の少なくとも一方と拘束部材との間にセパレータが介挿される状態に形成されていることを特徴とする。
(2) In the battery according to (1), the restraining member fitted on the electrode body is an annular body covering a region of 20% to 90% with respect to the total surface area of the electrode body. Features.
(3) In the battery according to (1) or (2), the exterior body is made of a resin material, the restraining member is made of a metal material, and the electrode body is poled by the restraining member. In order not to cause a short circuit between the plates, the separator is interposed between at least one of the positive electrode plate and the negative electrode plate and the restraining member.

(4)上記(3)に係る電池であって、セパレータは袋状をしており、正極板および負極板の少なくとも一方は、セパレータの内方に収納され、拘束部材の非存在領域に形成されたセパレータの開口部分から一部領域が露出した状態になっており、電極体は、正極板および負極板の各々が、各極板の端辺部分が突出する状態に交互に積層され構成されており、各極板の端辺部分に集電板が接合されていることを特徴とする。   (4) In the battery according to (3), the separator has a bag shape, and at least one of the positive electrode plate and the negative electrode plate is housed inside the separator and formed in a non-existing region of the restraining member. The electrode body is formed by alternately laminating each of the positive electrode plate and the negative electrode plate so that the end portion of each electrode plate protrudes. And a current collector plate is joined to an end portion of each electrode plate.

(5)上記(1)から(4)の何れかに係る電池であって、当該アルカリ二次電池は、密閉構造を有している、即ち、アルカリ密閉二次電池であることを特徴とする。
(6)上記(1)から(5)の何れかに係る電池であって、外装体内には、複数の電極体が収納されており、外装体の内部空間は、電極体の収納数に応じた複数のセル室に区分けされており、複数の電極体は、各々が前記セル室毎に分けて収納され、且つ、直列接続されている ことを特徴とする。
(5) The battery according to any one of (1) to (4), wherein the alkaline secondary battery has a sealed structure, that is, an alkaline sealed secondary battery. .
(6) The battery according to any one of (1) to (5), wherein a plurality of electrode bodies are accommodated in the exterior body, and the internal space of the exterior body corresponds to the number of electrode bodies accommodated. The electrode bodies are divided into a plurality of cell chambers, and each of the plurality of electrode bodies is stored separately for each cell chamber and is connected in series.

(7)電池の製造方法であって、次の各ステップおよび特徴を有する。
1)電極体形成ステップ;互いの間にセパレータを挟んで、正極板と負極板とを順に積層して電極体を形成する。
2)外嵌ステップ;環状の拘束部材を、電極体の積層方向と交差する方向から電極体に外嵌する。
(7) A method for manufacturing a battery, having the following steps and features.
1) Electrode body forming step: A positive electrode plate and a negative electrode plate are laminated in order with a separator interposed therebetween to form an electrode body.
2) External fitting step: The annular restraining member is externally fitted to the electrode body from the direction intersecting with the stacking direction of the electrode bodies.

3)集電板接合ステップ;電極体における拘束部材の外嵌方向の両端辺部分に2枚の集電板を各々接合する。
4)収納ステップ;集電板接合後における電極体を、ケースの内部空間に収納し、当該内部空間に電解液を注入する。
3) Current collector plate joining step: Two current collector plates are joined to both ends of the electrode member in the direction of external fitting of the restraining member.
4) Storage step: The electrode body after the current collector plate is joined is stored in the internal space of the case, and an electrolyte is injected into the internal space.

5)封口ステップ;ケースの開口部に対して、蓋体を載置し、互いを接合することで封口する。
そして、本発明に係る電池の製造方法では、上記外嵌ステップで用いる拘束部材に耐アルカリ性材料から構成された物を用い、且つ、ケースを構成する材料よりも高い伸び剛性を有することを特徴としている。
5) Sealing step: The lid is placed on the opening of the case and sealed by joining together.
And in the battery manufacturing method according to the present invention, the restraint member used in the external fitting step is made of an alkali-resistant material and has a higher elongation rigidity than the material constituting the case. Yes.

本発明に係る電池では、電極体の外周における一部領域に拘束部材を外嵌しており、この拘束部材として、外装体を構成する材料よりも高い伸び剛性を有するものを用いている。このため、本発明に係る電池では、拘束部材によって効果的に極板の膨化が抑制され、サイクル寿命の低下を生じ難い。
また、極板の膨化を抑制するためだけを目的とするならば、電極体の外周全体を拘束部材で外嵌することも考えられるが、実際の電池においては、各極板からは電池使用時にガスが発生し、このガスを流通させる必要があるため、電極体の一部領域を露出させておく必要がある。このため、本発明の電池では、電極体の外周における拘束部材が外嵌されていない領域については外装体の内方で露出された状態となっている。よって、本発明に係る電池では、電極体の内外でガスの流通が可能な状態であり、高い電池性能が確保される。
In the battery according to the present invention, a constraining member is externally fitted in a partial region on the outer periphery of the electrode body, and the constraining member has a higher elongation rigidity than the material constituting the exterior body. For this reason, in the battery according to the present invention, the expansion of the electrode plate is effectively suppressed by the restraining member, and the cycle life is hardly reduced.
In addition, if the purpose is only to suppress the expansion of the electrode plate, it is conceivable that the entire outer periphery of the electrode body is externally fitted with a restraining member. Since gas is generated and this gas needs to be circulated, it is necessary to expose a partial region of the electrode body. For this reason, in the battery of this invention, the area | region where the restraint member in the outer periphery of an electrode body is not externally fitted is in the state exposed inside the exterior body. Therefore, in the battery according to the present invention, gas can be circulated inside and outside the electrode body, and high battery performance is ensured.

従って、本発明に係る電池では、剛性の低い外装体を備える場合にあっても効果的に極板の膨化が抑制され、サイクル寿命特性の低下を招き難く、長期にわたって高品質を維持し得る。
なお、上記(2)のように、電極体の全表面積に対して20(%)以上90(%)以下の範囲の領域を覆うように拘束部材を設定しておくことが、極板の膨化抑制効果および拘束部材を原因とする短絡の発生抑制効果という両面から望ましい。
Therefore, in the battery according to the present invention, even when an exterior body having low rigidity is provided, the expansion of the electrode plate is effectively suppressed, the cycle life characteristics are hardly deteriorated, and high quality can be maintained over a long period of time.
As described in (2) above, it is possible to expand the electrode plate by setting the restraining member so as to cover a region in the range of 20 (%) to 90 (%) with respect to the total surface area of the electrode body. It is desirable from both aspects of the suppression effect and the suppression effect of occurrence of short circuit caused by the restraining member.

また、本発明に係る電池の製造方法では、積層構造からなる電極体を作製し、続いて拘束部材を外嵌し、その後に集電板を接合するものである。このようにすることで、極板の膨化を確実に抑制しうる拘束部材を容易に電極体の外周に外嵌することができる。
従って、本発明に係る電池の製造方法では、 剛性の低い外装体を備える場合にあっても効果的に極板の膨化が抑制され、サイクル寿命特性の低下を招き難く、長期にわたって高品質を維持し得る電池を、容易に製造することができる。
Moreover, in the battery manufacturing method according to the present invention, an electrode body having a laminated structure is produced, and then a restraining member is externally fitted, and then a current collector plate is joined. By doing in this way, the restraint member which can suppress the expansion | swelling of an electrode plate reliably can be easily fitted on the outer periphery of an electrode body.
Therefore, in the method for producing a battery according to the present invention, even when a low-rigidity exterior body is provided, expansion of the electrode plate is effectively suppressed, the cycle life characteristics are hardly deteriorated, and high quality is maintained over a long period of time. Can be easily manufactured.

本発明を実施するための最良の形態について、ニッケル−水素(Ni−MH)密閉二次電池(以下では、単に「電池」という。)1を一例として、図面を参酌しながら説明する。ここで、電池1は、HEV用のものであって、例えば、電圧7.2(V)、公称容量6000(mAh)の電池である。なお、以下で説明する電池1については、本発明の一例であり、本発明は、これによって限定を受けるものではない。
(電池1の構成)
電池1の構成について、図1を用いて説明する。なお、図1では、便宜上、展開した構成で電池1を示している。
The best mode for carrying out the present invention will be described with a nickel-hydrogen (Ni-MH) sealed secondary battery (hereinafter simply referred to as “battery”) 1 as an example with reference to the drawings. Here, the battery 1 is for HEV, and is, for example, a battery with a voltage of 7.2 (V) and a nominal capacity of 6000 (mAh). The battery 1 described below is an example of the present invention, and the present invention is not limited thereto.
(Configuration of battery 1)
The configuration of the battery 1 will be described with reference to FIG. In addition, in FIG. 1, the battery 1 is shown by the expanded structure for convenience.

図1に示すように、電池1は、外装体を構成するケース10および蓋11と、この内方に収納される6つの電極体ユニット17とから構成される。この内、ケース10および蓋11は、ともに合成樹脂材料から形成されており、互いの開口部どうしを対向させ溶着することで外装体を形成する。ケース10の外側面の一部には、Z方向に延びるリブ10Rが複数条形成されている。このケース10のリブ10Rは、ケース10と一体に形成されているものであって、ケース10の外側面の一部が外方に向けて梁状に突設されてなるものである。ここで、このリブ10Rは、複数の電池1を並設した際にも、それらの間で冷媒通路を確保するために設けられたものである。   As shown in FIG. 1, the battery 1 includes a case 10 and a lid 11 that constitute an exterior body, and six electrode body units 17 that are accommodated inside the case 10. Of these, the case 10 and the lid 11 are both made of a synthetic resin material, and form an exterior body by welding with the openings facing each other. A plurality of ribs 10 </ b> R extending in the Z direction are formed on a part of the outer surface of the case 10. The rib 10 </ b> R of the case 10 is formed integrally with the case 10, and a part of the outer surface of the case 10 is projected in a beam shape toward the outside. Here, the rib 10R is provided in order to secure a refrigerant passage between the plurality of batteries 1 even when the batteries 1 are arranged in parallel.

ケース10におけるX方向両端面には、外部接続端子13a、13bが取り付けられている。なお、図1では、便宜上、2つの外部接続端子13a、13bの内、端子13aのみを示しており、端子13bについては図示を省略している。
また、ケース10における内部空間は、5つの仕切り壁101によって6つのセル室102に区分けされている。この仕切り壁101については、セル室102間での電解液の流通を防止することができるように、ケース10の内底面に至るまで形成されている。ケース10における仕切り壁101の各々には、Z方向上方に透孔101hが形成されている。
External connection terminals 13 a and 13 b are attached to both end surfaces of the case 10 in the X direction. In FIG. 1, for convenience, only the terminal 13a is shown out of the two external connection terminals 13a and 13b, and the illustration of the terminal 13b is omitted.
The internal space in the case 10 is divided into six cell chambers 102 by five partition walls 101. The partition wall 101 is formed up to the inner bottom surface of the case 10 so as to prevent the electrolyte solution from flowing between the cell chambers 102. Each of the partition walls 101 in the case 10 is formed with a through hole 101h upward in the Z direction.

蓋11には、ケース10に設けられた仕切り壁101に対応して、5つの仕切り壁111が設けられている。そして、この蓋11の仕切り壁111の各々には、一部領域に切り欠き部111aが形成されており、6つのセル室102の各々で発生したガスは、この切り欠き部111aを通して相互に流通可能となっている。
また、蓋11における上面外方には、内部圧力が規定値以上に達した場合に、内部のガスを外部放出するための安全弁12が取り付けられている。この安全弁12は、各セル室102とガス流通可能に取り付けられている。
The lid 11 is provided with five partition walls 111 corresponding to the partition walls 101 provided in the case 10. Each of the partition walls 111 of the lid 11 is formed with a notch 111a in a partial region, and the gas generated in each of the six cell chambers 102 flows through the notch 111a. It is possible.
In addition, a safety valve 12 is attached to the outside of the upper surface of the lid 11 for discharging the internal gas to the outside when the internal pressure reaches a specified value or more. The safety valve 12 is attached to each cell chamber 102 so as to allow gas to flow.

電極体ユニット17は、電極体14と、この電極体14のX方向両側端に接合される正負両集電板15a、15bと、電極体14の外周における一部領域に外嵌された拘束バンド16とから構成されている。これら6つの電極体ユニット17は、ケース10における各セル室102に分けて収納され、隣り合う電極体ユニット17の集電板15a、15bにおける接合部15pどうしが仕切り壁101の透孔101hを通して溶接されることで直列に接合される。また、X方向両端に位置する電極体ユニット17については、各々の一方の集電板15a、15bにおける接合部15pが外部接続端子13a、13bと接合される。   The electrode body unit 17 includes an electrode body 14, positive and negative current collecting plates 15 a and 15 b that are joined to both ends of the electrode body 14 in the X direction, and a binding band that is externally fitted to a partial region on the outer periphery of the electrode body 14 16. These six electrode body units 17 are housed separately in each cell chamber 102 in the case 10, and the joint portions 15 p in the current collector plates 15 a and 15 b of the adjacent electrode body units 17 are welded through the through holes 101 h in the partition wall 101. Are joined in series. In addition, for the electrode body units 17 located at both ends in the X direction, the joint portions 15p of the respective one of the current collector plates 15a and 15b are joined to the external connection terminals 13a and 13b.

なお、図1等においては図示を省略しているが、各セル室102内には、所定量の電解液が注入されている。電解液の注入量は、各電極体ユニット17の充放電に十分な量であって、電池1を数度傾けただけでは蓋11の切り欠き部111aにまで達することがない量に設定されている。
(電極体ユニット17の構成)
次に、電池1を構成する各部の内でも、本実施の形態において最も特徴を有する部分である電極体ユニット17の構成について、図2を用いて説明する。
Although not shown in FIG. 1 and the like, a predetermined amount of electrolytic solution is injected into each cell chamber 102. The injection amount of the electrolytic solution is an amount sufficient for charging and discharging each electrode body unit 17 and is set to an amount that does not reach the notch portion 111a of the lid 11 only by tilting the battery 1 several times. Yes.
(Configuration of electrode body unit 17)
Next, the structure of the electrode body unit 17 which is the most characteristic part in the present embodiment among the respective parts constituting the battery 1 will be described with reference to FIG.

図2(a)、(b)に示すように、電極体ユニット17の構成要素の内、電極体14については、正極板141と負極板142とが、間にセパレータ143を挟んで交互に積層された形態を有している。具体的には、正極板141は、袋状をしたセパレータ143の内方に収納され、正極板141を収納した複数のセパレータ143の各々の間に負極板142を挟んだ構成となっている。そして、電極体14におけるX方向両端部からは、正極板141および負極板142のそれぞれ一部領域が露出した状態にある。なお、図2(a)のY方向において、電極体14の両主面部分には、負極板142が配された構成である。   As shown in FIGS. 2A and 2B, among the constituent elements of the electrode body unit 17, with respect to the electrode body 14, the positive electrode plate 141 and the negative electrode plate 142 are alternately stacked with the separator 143 interposed therebetween. It has the form which was made. Specifically, the positive electrode plate 141 is housed inside a bag-like separator 143, and the negative electrode plate 142 is sandwiched between each of the plurality of separators 143 containing the positive electrode plate 141. And from the both ends of the X direction in the electrode body 14, the partial area | region of the positive electrode plate 141 and the negative electrode plate 142 is in the state exposed, respectively. In addition, in the Y direction of FIG. 2A, the negative electrode plate 142 is disposed on both main surface portions of the electrode body 14.

電極体14における正極板141の端辺には、正極集電板15aが接合されており、負極板142の端辺には、負極集電板15bが接合されている。図2(a)の拡大部分に示すように、各集電板15a、15bには、Z方向上方部分にディンプル状に加工された接合部15pが形成されている。
また、電極体14の外周における一部領域には、その外周サイズと略同等に内周サイズを有する拘束バンド16が外嵌されている。拘束バンド16は、電極体14の全外表面積に対して20(%)以上90(%)以下の範囲を被覆するサイズで設定されている。この拘束バンド16は、上記図1のケース10および蓋11を構成する材料である合成樹脂よりも高い伸び剛性を有する材料から構成されている。このような材料の一例として、本実施の形態では、NiメッキSPCDを用いている。ここで、SPCDとは、冷間圧延鋼鈑のことを示す。
A positive electrode current collector plate 15 a is joined to the end side of the positive electrode plate 141 in the electrode body 14, and a negative electrode current collector plate 15 b is joined to the end side of the negative electrode plate 142. As shown in the enlarged portion of FIG. 2A, each current collector plate 15a, 15b is formed with a joint portion 15p processed in a dimple shape in the upper portion in the Z direction.
In addition, a constraining band 16 having an inner peripheral size substantially the same as the outer peripheral size is externally fitted to a partial region of the outer periphery of the electrode body 14. The restraint band 16 is set to a size that covers a range of 20% to 90% with respect to the entire outer surface area of the electrode body 14. The restraint band 16 is made of a material having higher elongation rigidity than the synthetic resin that is a material constituting the case 10 and the lid 11 of FIG. As an example of such a material, Ni plating SPCD is used in the present embodiment. Here, SPCD indicates a cold rolled steel sheet.

図2(b)に示すように、電極体14と拘束バンド16とは、その内外周どうしの間にほとんど間隙を有さない状態の位置関係を有している。そして、拡大部分に示すように、拘束バンド16と負極板142とは、上記電極体14の両主面部分で接触状態にあるものの、拘束バンド16と正極板141とは、セパレータ143によって電気的絶縁が確保された状態にある。なお、本実施の形態に係る電極体14のように正極板141を袋状のセパレータ143の内方に収納せず、極板141、142間に短冊状のセパレータを介した構成とする場合には、電極体と拘束バンド16との間に別途、絶縁部部材を介挿させておく必要が生じる。
(電池1の優位性)
以上のような構造を有する電池1が有する優位性について、以下で説明する。
As shown in FIG. 2B, the electrode body 14 and the restraining band 16 have a positional relationship in a state where there is almost no gap between the inner and outer peripheries thereof. As shown in the enlarged portion, the restraining band 16 and the negative electrode plate 142 are in contact with each other on both main surface portions of the electrode body 14, but the restraining band 16 and the positive electrode plate 141 are electrically connected by the separator 143. Insulation is ensured. When the positive electrode plate 141 is not housed inside the bag-shaped separator 143 as in the electrode body 14 according to the present embodiment, a strip-shaped separator is interposed between the electrode plates 141 and 142. Therefore, it is necessary to separately insert an insulating member between the electrode body and the restraining band 16.
(Superiority of battery 1)
The superiority of the battery 1 having the above structure will be described below.

電池1においては、ケース10の各セル室102に収納される各電極体ユニット17に拘束バンド16が外嵌されている。そして、この拘束バンド16の構成材料が、ケース10および蓋11の構成材料よりも高い伸び剛性を有するNiメッキSPCDから構成されているので、合成樹脂材料からなり、その剛性が低いケース10を用いた場合にも、充放電時における極板141、142の膨化が確実に抑制される。即ち、上記図2のように、拘束バンド16は、電極体14の外周に対してほぼ間隙なく外嵌されているので、充放電時に電極体14を構成する極板141、142が膨化するのを抑制することができる。   In the battery 1, a restraining band 16 is externally fitted to each electrode body unit 17 housed in each cell chamber 102 of the case 10. Since the constituent material of the restraining band 16 is made of Ni-plated SPCD having higher elongation rigidity than the constituent material of the case 10 and the lid 11, the case 10 made of a synthetic resin material and having low rigidity is used. In this case, the expansion of the electrode plates 141 and 142 during charging / discharging is reliably suppressed. That is, as shown in FIG. 2, the restraint band 16 is fitted to the outer periphery of the electrode body 14 with almost no gap, so that the electrode plates 141 and 142 constituting the electrode body 14 are expanded during charging and discharging. Can be suppressed.

拘束バンド16を備えない従来の電池においては、充放電時における極板の膨化を抑制する作用は外装体が担うことになるが、HEV用途などで開発が進んでいるように外装体に樹脂材料を用いるような場合には、外装体の剛性が低くなり、効果的に極板の膨化を抑制することは困難である。特に、軽量化、コンパクト化などのために外装体の肉厚を薄くして行く場合には、膨化抑制が困難となる。そのため、このような従来の電池では、サイクル寿命が短くなってしまう。また、上記特許文献1の電池のように電極体の外周に保護テープ(樹脂材料製)を被着させても、その伸び剛性は低く、極板の膨化を抑制する機能を有し得るものではない。   In a conventional battery that does not include the restraining band 16, the outer body is responsible for suppressing the expansion of the electrode plate during charging and discharging. However, as the development is progressing for HEV applications and the like, a resin material is used for the outer body. In the case of using, the rigidity of the exterior body becomes low, and it is difficult to effectively suppress the expansion of the electrode plate. In particular, when the thickness of the exterior body is reduced in order to reduce the weight or the size, it is difficult to suppress the expansion. Therefore, in such a conventional battery, the cycle life is shortened. Further, even if a protective tape (made of a resin material) is attached to the outer periphery of the electrode body as in the battery of Patent Document 1, the elongation rigidity is low and the electrode plate may have a function of suppressing the expansion of the electrode plate. Absent.

これに対して、本実施の形態に係る電池1では、上述のようにケース10よりも伸び剛性の高い材料からなる拘束バンド16を有しているので、サイクル寿命の長い優れた特性を有する。
また、本実施の形態に係る電池1では、電極体14の全外周面積に対して20(%)以上90(%)以下の面積を被覆し得る範囲内のサイズの拘束バンド16を外嵌しているので、金属製の拘束バンド16で膨化抑制効果を最大限発揮しながら、集電板15a、15bとの間での短絡の防止も図ることができる。さらに、このように拘束バンド16のサイズ設定をすることによって、充放電時に電極体14から発生するガスが良好にセル室に向けて排出される。
(電極体ユニット17の形成方法)
以下では、本実施の形態で特徴を有する電極体ユニット17の形成方法について、図3および図4を用いて説明する。
On the other hand, since the battery 1 according to the present embodiment has the restraining band 16 made of a material having higher rigidity than the case 10 as described above, it has excellent characteristics with a long cycle life.
Moreover, in the battery 1 according to the present embodiment, the restraint band 16 having a size within a range capable of covering an area of 20% or more and 90% or less with respect to the entire outer peripheral area of the electrode body 14 is externally fitted. Therefore, it is possible to prevent a short circuit between the current collecting plates 15a and 15b while maximizing the expansion restraining effect with the metal restraining band 16. Furthermore, by setting the size of the restraint band 16 in this way, the gas generated from the electrode body 14 during charging / discharging is well discharged toward the cell chamber.
(Method of forming electrode body unit 17)
Below, the formation method of the electrode body unit 17 which has the characteristics in this Embodiment is demonstrated using FIG. 3 and FIG.

(1)電極体14の形成
先ず、図3(a)、(b)に示すように、正極板141を袋状をしたセパレータ143の内方へと収納する。セパレータ143は、三方が封着された袋状であって、内部空間におけるX方向寸法が正極板141のX方向幅寸法よりもやや小さく設定されている。このようなサイズ関係を有するセパレータ143に正極板141を収納した場合、図3(a)に示すように、X方向の左下側に正極板141の一部が露出した状態となる。
(1) Formation of the electrode body 14 First, as shown to Fig.3 (a), (b), the positive electrode plate 141 is accommodated inside the bag-shaped separator 143. As shown in FIG. The separator 143 has a bag shape sealed on three sides, and the X-direction dimension in the internal space is set slightly smaller than the X-direction width dimension of the positive electrode plate 141. When the positive electrode plate 141 is accommodated in the separator 143 having such a size relationship, a part of the positive electrode plate 141 is exposed on the lower left side in the X direction as shown in FIG.

内方に正極板141を収納したセパレータ143を複数用意し、セパレータ143の各間に負極板142を各々挟んで行く。このようにして、正極板141と負極板142とを、順にY方向に積層し、電極体14が完成する。
(2)拘束バンド16の外嵌
次に、電極体14の外周への拘束バンド16の外嵌方法について、図4(a)に基づいて説明する。
A plurality of separators 143 accommodating positive electrode plates 141 are prepared inward, and negative electrode plates 142 are sandwiched between separators 143, respectively. In this way, the positive electrode plate 141 and the negative electrode plate 142 are sequentially laminated in the Y direction, and the electrode body 14 is completed.
(2) External Fit of Restraint Band 16 Next, a method for externally fitting the restraint band 16 to the outer periphery of the electrode body 14 will be described with reference to FIG.

正負両極板141、142を積層することによって形成された電極体14をその積層形態を崩さないようにしながら、X方向に拘束バンド16を外嵌する。拘束バンド16は、上述のようにNiメッキSPCDから構成されており、YZ面方向において、電極体14の断面サイズと略同等のサイズの開口部16aを有する環状体である。このため、拘束バンド16の外嵌にあたっては、特別な装置を用いる必要はなく、電極体14に対してY方向少し圧縮力を加えながら拘束バンド16をX方向右上方向へとスライドさせるだけで実施できる。   The restraint band 16 is externally fitted in the X direction while keeping the laminated form of the electrode body 14 formed by laminating the positive and negative bipolar plates 141 and 142. The restraint band 16 is made of Ni-plated SPCD as described above, and is an annular body having an opening 16a having a size substantially equal to the cross-sectional size of the electrode body 14 in the YZ plane direction. For this reason, it is not necessary to use a special device when the restraint band 16 is externally fitted. The restraint band 16 is merely slid in the upper right direction in the X direction while applying a slight compressive force to the electrode body 14 in the Y direction. it can.

(3)集電板15a、15bの接合
次に、拘束バンド16が外周に外嵌された電極体14への集電板15a、15bの接合方法について、図4(b)に基づいて説明する。
図4(b)に示すように、集電板15a、15bは、ともにZ方向に細長い短冊状を有している。集電板15a、15bにおけるY方向幅寸法は、電極体14におけるY方向寸法と略同等に設定されており、Z方向高さ寸法は、電極体14のZ方向寸法よりも高く設定されている。そして、各集電板15a、15bにおけるZ方向上方には、各電極体ユニット17間を接続する際に溶接ポイントとなる箇所である接合部15pが予め形成されている。
(3) Joining of Current Collector Plates 15a and 15b Next, a method for joining the current collector plates 15a and 15b to the electrode body 14 with the restraining band 16 fitted on the outer periphery will be described with reference to FIG. .
As shown in FIG. 4B, each of the current collector plates 15a and 15b has a strip shape elongated in the Z direction. The Y-direction width dimension of the current collector plates 15a and 15b is set to be approximately equal to the Y-direction dimension of the electrode body 14, and the Z-direction height dimension is set to be higher than the Z-direction dimension of the electrode body 14. . And the junction part 15p which is a location used as a welding point when connecting between each electrode body unit 17 is previously formed in the Z direction upper direction in each current collecting plate 15a, 15b.

なお、電極体14への集電板15a、15bの接合には、抵抗溶接法やレーザ溶接法などを用いることができる。また、各集電板15a、15bの各々における電極体14との接合領域にバーリング加工を施しておいてもよい。
(効果確認実験)
以下では、本発明に係る電池の優位性を確認するために実施した実験について説明する。
For joining the current collector plates 15a and 15b to the electrode body 14, a resistance welding method, a laser welding method, or the like can be used. Moreover, you may give the burring process to the joining area | region with the electrode body 14 in each of each current collecting plate 15a, 15b.
(Effect confirmation experiment)
Below, the experiment implemented in order to confirm the predominance of the battery concerning the present invention is explained.

(電極体の作製)
ニッケル正極板;厚み1.7(mm)の発泡ニッケルからなる基板に、ナトリウム含有コバルト化合物の高導電性皮膜が形成された水酸化ニッケル粉末を含む活物質スラリーを所定量充填し、これを乾燥した後、厚みが0.50(mm)になるまで圧延を施して所定サイズにカットすることで非燒結式ニッケル正極板を作製した。
(Production of electrode body)
Nickel positive electrode plate: A substrate made of nickel foam having a thickness of 1.7 (mm) is filled with a predetermined amount of an active material slurry containing nickel hydroxide powder on which a highly conductive film of a sodium-containing cobalt compound is formed, and then dried. Then, rolling was performed until the thickness became 0.50 (mm) and cut into a predetermined size to produce a non-sintered nickel positive electrode plate.

水素吸蔵合金負極板;パンチングメタルからなる芯体の両面に、水素吸蔵合金ペーストを塗布し、これを室温で乾燥させた後、所定の厚みに圧延を施し、所定サイズにカットして水素吸蔵合金負極板を作製した。
セパレータ;ポリプロピレン製不織布からなるセパレータを三方封止して袋状に加工した。
Hydrogen storage alloy negative electrode plate: A hydrogen storage alloy paste is applied to both sides of a core made of punching metal, dried at room temperature, rolled to a predetermined thickness, cut into a predetermined size, and then a hydrogen storage alloy A negative electrode plate was produced.
Separator: A separator made of polypropylene non-woven fabric was sealed on three sides and processed into a bag shape.

電極体の形成;セパレータの袋内にニッケル正極板を収納し、これと水素吸蔵合金負極板を交互に積層することで電極体を形成した。
(実施例1)
上記電極体の外周に、その全表面積の10(%)を被覆するサイズを有する拘束バンドを、上記実施の形態と同様の形態をもって外嵌した。拘束バンドは、NiメッキSPCDからなり、厚み0.5(mm)を有するものを用いた。続いて、電極体の正負両極板に集電板を各々接合して電極体ユニットを作製した。このような電極体ユニットを6ユニット準備し、図1に示すようにケースのセル室毎に分けて収納し、集電板間を溶接接合した。その後ケース内に電解液を注入し、蓋を接合して実施例1に係る電池を作製した。
Formation of electrode body: A nickel positive electrode plate was accommodated in a separator bag, and an electrode body was formed by alternately laminating this and a hydrogen storage alloy negative electrode plate.
(Example 1)
A constraining band having a size covering 10% of the total surface area of the outer periphery of the electrode body was externally fitted in the same manner as in the above embodiment. The restraint band made of Ni-plated SPCD and having a thickness of 0.5 (mm) was used. Subsequently, a current collector plate was joined to each of the positive and negative electrode plates of the electrode body to produce an electrode body unit. Six such electrode body units were prepared and stored separately for each cell chamber of the case as shown in FIG. 1, and the current collector plates were welded together. Thereafter, an electrolytic solution was injected into the case, and a lid was joined to produce a battery according to Example 1.

なお、この電池は、電圧7.2(V)、公称容量6000(mAh)を有する。
(実施例2)
実施例2に係る電池が上記実施例1に係る電池と相違する点は、電極体の外周に外嵌する拘束バンドのサイズである。即ち、実施例2に係る電池では、電極体の全表面積に対して20(%)を被覆するサイズの拘束バンドを用いた。他の構成については、実施例1に係る電池と同様である。
This battery has a voltage of 7.2 (V) and a nominal capacity of 6000 (mAh).
(Example 2)
The difference between the battery according to Example 2 and the battery according to Example 1 is the size of the restraining band that is fitted around the outer periphery of the electrode body. That is, in the battery according to Example 2, a restraining band having a size covering 20% with respect to the total surface area of the electrode body was used. About another structure, it is the same as that of the battery which concerns on Example 1. FIG.

(実施例3)
実施例3に係る電池が上記実施例1、2に係る各電池と相違する点は、拘束バンドが電極体の全表面積に対して40(%)を被覆するサイズを有している点にある。他の構成については、実施例1、2に係る電池と同様である。
(比較例1)
比較例1に係る電池では、拘束バンドを備えていない点で、実施例1〜3に係る電池と相違する。他の構成については、同様である。
(Example 3)
The battery according to the third embodiment is different from the batteries according to the first and second embodiments in that the restraining band has a size covering 40% with respect to the total surface area of the electrode body. . About another structure, it is the same as that of the battery which concerns on Example 1,2.
(Comparative Example 1)
The battery according to Comparative Example 1 is different from the batteries according to Examples 1 to 3 in that a binding band is not provided. The other configurations are the same.

(比較例2)
比較例2に係る電池は、上記実施例1に係る電池と拘束バンドの代わりに粘着テープを外周に被着させた点が相違し、その他の点については、被覆比率を含めて同様の構成を有している。比較例2に係る電池で用いた粘着テープは、ポリプロピレン製からなる基材上にアクリル系粘着材が塗布されてなるものであり、厚み0.1(mm)を有する。
(Comparative Example 2)
The battery according to Comparative Example 2 is different from the battery according to Example 1 in that an adhesive tape is attached to the outer periphery instead of the restraining band, and the other configurations are the same including the covering ratio. Have. The pressure-sensitive adhesive tape used in the battery according to Comparative Example 2 is formed by applying an acrylic pressure-sensitive adhesive material on a base material made of polypropylene, and has a thickness of 0.1 (mm).

なお、上記(実施例1)から(実施例3)に用いた拘束バンドの構成材料における伸び剛性は、外装体および粘着テープの各構成材料に対して次のような関係を有していた。
粘着テープ<外装体<拘束バンド
(実験)
1.電池組み立て前の正極板の厚み測定
上記実施例1〜3、比較例1、2の各々について、その正極板の厚みを測定しておき、1ユニットあたりの平均厚みXを算出した。
In addition, the elongation rigidity in the constituent material of the restraint band used in the above (Example 1) to (Example 3) had the following relationship with each constituent material of the exterior body and the adhesive tape.
Adhesive tape <Exterior body <Restraint band (Experiment)
1. Measurement of thickness of positive electrode plate before battery assembly The thickness of the positive electrode plate was measured for each of the above Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2, and the average thickness X per unit was calculated.

2.サイクル試験
上記実施例1〜3、比較例1、2の各々の電池を、温度45(℃)の雰囲気下で、SOC(State of Charge:充電状態)が20〜80(%)の範囲内に維持されるように制御しながら、50(A)の間欠充放電を20000(サイクル)繰り返した。
2. Cycle test Each of the batteries of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 was in an atmosphere at a temperature of 45 (° C.), and SOC (State of Charge) was in the range of 20 to 80 (%) While controlling so as to be maintained, intermittent charge / discharge of 50 (A) was repeated 20000 (cycles).

3.サイクル試験後における解体調査
サイクル試験後の実施例1〜3、比較例1、2に係る各電池を解体し、各々の正極板の厚みを測定して、測定結果より1ユニット当たりの平均厚みYを算出した。そして、サイクル試験前後での平均厚みの比を各電池について算出した。その結果を、表1に記載する。
3. Disassembly investigation after cycle test Each battery according to Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 after cycle test was disassembled, the thickness of each positive electrode plate was measured, and the average thickness Y per unit was determined from the measurement results. Was calculated. And the ratio of the average thickness before and behind a cycle test was computed about each battery. The results are listed in Table 1.

4.電池直列抵抗の変化の測定
また、サイクル試験前後での電池直列抵抗を各電池について測定し、その比率を算出した。算出した結果を、表1に示す。なお、電池直列抵抗の測定は、サイクル試験前後で次のような方法をもって実施した。
6(A)で30(min.)充電し、SOC50(%)に制御した状態で、40(A)放電⇒40(A)充電⇒80(A)放電⇒80(A)充電⇒120(A)放電⇒120(A)充電⇒160(A)放電⇒160(A)充電の各ステップを、各々の間に10(min.)の休止期間を設けながら実施し、各放電実施後の10(min.)休止後において、10(sec.)間づつ通電した。そして、この10(sec.)経過時点における各電池電圧を放電電流毎に測定した。
4). Measurement of change in battery series resistance The battery series resistance before and after the cycle test was measured for each battery, and the ratio was calculated. The calculated results are shown in Table 1. The battery series resistance was measured by the following method before and after the cycle test.
40 (A) discharge ⇒ 40 (A) charge ⇒ 80 (A) discharge ⇒ 80 (A) charge ⇒ 120 (A) with 30 (min.) Charge at 6 (A) and controlled to SOC 50 (%) ) Discharge ⇒ 120 (A) charge ⇒ 160 (A) discharge ⇒ 160 (A) charge steps are performed with 10 (min.) Rest periods between them, and 10 ( min.) Energized every 10 (sec.) after the rest. And each battery voltage at the time of this 10 (sec.) Progress was measured for every discharge current.

この測定結果を横軸に放電電流値、縦軸に電池電圧値を各々プロットし、得られるグラフの傾きより電池電圧R1、R2を求めた。   The measurement results were plotted with the discharge current value on the horizontal axis and the battery voltage value on the vertical axis, and the battery voltages R1 and R2 were determined from the slopes of the graphs obtained.

Figure 2005285378
表1に示すように、正極板の厚み変化においては、実施例1〜3に係る電池では1.06〜1.09の範囲内の比率であったのに対して、比較例1、2の電池では、1.16〜1.18の範囲内の比率となっていた。即ち、拘束バンドを有していない比較例1に係る電池では、サイクル試験前後で正極板の厚みが18(%)も膨化し、電極体の外周に粘着テープを被着した構成の比較例2の電池でも、正極板は16(%)も膨化した。
Figure 2005285378
As shown in Table 1, in the thickness change of the positive electrode plate, in the batteries according to Examples 1 to 3, the ratio was in the range of 1.06 to 1.09, whereas in Comparative Examples 1 and 2 In the battery, the ratio was in the range of 1.16 to 1.18. That is, in the battery according to Comparative Example 1 that does not have a restraining band, Comparative Example 2 having a configuration in which the thickness of the positive electrode plate expands by 18 (%) before and after the cycle test and the adhesive tape is attached to the outer periphery of the electrode body. Even in this battery, the positive electrode plate expanded by 16%.

これに対して、NiメッキSPCDからなる拘束バンドを備える実施例1〜3に係る電池においては、正極板の膨化が比較例1、2に比べて1/3〜1/2に抑えられていた。特に、被覆比率を20(%)以上とした実施例2、3に係る電池では、6(%)しか正極板の膨化が生じなかった。
また、表1に示すように、電池直列抵抗の変化(R2/R1)については、比較例1、2に係る電池では、0.62〜0.65であったのに対して、実施例1〜3に係る電池では、0.89〜0.93と優れていた。特に、実施例2、3に係る電池では、サイクル試験前の電池直列抵抗に対してサイクル試験後においても、0.92、0.93と、0.9ポイント以上の数値が確保されていた。
On the other hand, in the batteries according to Examples 1 to 3 having a restraining band made of Ni-plated SPCD, the expansion of the positive electrode plate was suppressed to 1/3 to 1/2 compared to Comparative Examples 1 and 2. . In particular, in the batteries according to Examples 2 and 3 in which the covering ratio was 20 (%) or more, only 6 (%) of the positive electrode plate was expanded.
Also, as shown in Table 1, the change in battery series resistance (R2 / R1) was 0.62 to 0.65 in the batteries according to Comparative Examples 1 and 2, whereas Example 1 In the battery according to -3, the battery was excellent at 0.89-0.93. In particular, in the batteries according to Examples 2 and 3, 0.92 and 0.93, which are 0.9 points or more, were secured even after the cycle test with respect to the battery series resistance before the cycle test.

以上の実験結果より、外装体を構成する材料よりも高い伸び剛性を有するNiメッキSPCDから構成された拘束バンドを備える実施例1〜3に係る各電池では、サイクル試験に伴う正極板の膨化が抑制され、電池直列抵抗の変化も少なかった。その内でも、電極体の全表面に対して20(%)以上を被覆するように拘束バンドを設定した実施例2、3に係る電池では、特に効果を奏していた。よって、アルカリ二次電池においては、外装体を構成する材料よりも高い伸び剛性を有する拘束バンドで電極体の外周を外嵌することによって、電池のサイクル寿命の観点より優位性を有することになる。   From the above experimental results, in each battery according to Examples 1 to 3 including the restraining band made of the Ni-plated SPCD having higher elongation rigidity than the material constituting the exterior body, the positive electrode plate is expanded due to the cycle test. Suppressed and there was little change in battery series resistance. Among them, the batteries according to Examples 2 and 3 in which the restraining band was set so as to cover 20% or more of the entire surface of the electrode body were particularly effective. Therefore, in the alkaline secondary battery, the outer periphery of the electrode body is externally fitted with a restraining band having a higher elongation rigidity than the material constituting the exterior body, thereby having an advantage from the viewpoint of the cycle life of the battery. .

特に、電極体の全表面に対して20(%)以上を被覆するサイズの拘束バンドを備える場合には、その効果が顕著となる。
なお、電極体の表面に対する拘束バンドの被覆比率を90(%)よりも大きく設定した場合には、正極板の膨化抑制という観点からは優れるものの、集電板との短絡の原因となりやすく、また、充放電時などに電極体から排出されるガスの排出性が損なわれることになってしまう。
In particular, when a restraint band having a size covering 20% or more of the entire surface of the electrode body is provided, the effect becomes remarkable.
In addition, when the covering ratio of the restraining band to the surface of the electrode body is set to be larger than 90 (%), although it is excellent from the viewpoint of suppressing the expansion of the positive electrode plate, it tends to cause a short circuit with the current collector plate. The discharge property of the gas discharged from the electrode body at the time of charging / discharging is impaired.

従って、拘束バンドの被覆比率を20(%)以上90(%)以下の範囲内とすることが望ましい。
(その他の事項)
なお、上記実施の形態については、本発明の一例であって、本発明が上記実施の形態に限定を受けるものではない。例えば、上記実施の形態においては、Ni−MH電池を一例としたが、アルカリ密閉二次電池であれば、電池の種類はこれに限定されるものではなく、Ni−Cd電池やLi電池などに適用することもできる。
Accordingly, it is desirable that the covering ratio of the restraining band be in the range of 20 (%) to 90 (%).
(Other matters)
The above embodiment is an example of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the Ni-MH battery is taken as an example. However, the type of battery is not limited to this as long as it is an alkaline sealed secondary battery, such as a Ni-Cd battery or a Li battery. It can also be applied.

また、上記実施の形態においては、内部に6つの電極体ユニット17を備える電池1を用いたが、電極体ユニット17の収納数などもこれに限定を受けるものではない。
また、上記実施の形態に係る電池1で採用した極板141、142の材料や拘束バンド16の材料などについても、本発明においては、適宜変更可能である。ただし、拘束バンド16の構成に用いる材料については、単位面積あたりの伸び率が少なくともケース10を構成する材料よりも小さいものを用いることが望ましい。
Moreover, in the said embodiment, although the battery 1 provided with the six electrode body units 17 inside was used, the accommodation number etc. of the electrode body unit 17 are not limited to this.
In addition, the materials of the electrode plates 141 and 142 and the material of the restraining band 16 employed in the battery 1 according to the above embodiment can be changed as appropriate in the present invention. However, as a material used for the configuration of the restraining band 16, it is desirable to use a material whose elongation per unit area is at least smaller than the material forming the case 10.

さらに、上記実施の形態については、アルカリ密閉二次電池を一例としたが、開放式のアルカリ二次電池についても本発明を適用することで、上記同様の効果を得ることができる。   Furthermore, although the alkaline sealed secondary battery is taken as an example in the above embodiment, the same effect as described above can be obtained by applying the present invention to an open-type alkaline secondary battery.

本発明は、 特に、HEV用電池などのように合成樹脂材料からなる外装体内に電極体を収納するような構成を有するアルカリ二次電池を実現するのに有用である。   The present invention is particularly useful for realizing an alkaline secondary battery having a configuration in which an electrode body is housed in an outer package made of a synthetic resin material such as a HEV battery.

実施の形態に係るアルカリ密閉二次電池1の展開斜視図である。1 is an exploded perspective view of an alkaline sealed secondary battery 1 according to an embodiment. (a)は、アルカリ密閉二次電池1の電極体ユニット17の外観斜視図であり、(b)は、そのA−A断面図である。(A) is an external appearance perspective view of the electrode body unit 17 of the alkaline sealed secondary battery 1, and (b) is an AA cross-sectional view thereof. (a)は、電極体14の積層工程を示す斜視図であり、(b)は、そのB−B断面図である。(A) is a perspective view which shows the lamination | stacking process of the electrode body 14, (b) is the BB sectional drawing. (a)は、電極体14の外周に拘束バンド16を挿嵌する工程を示す斜視図であり、(b)は、電極体14への正負両極用集電板15a、15bの接合工程を示す斜視図である。(A) is a perspective view which shows the process of inserting the restraint band 16 in the outer periphery of the electrode body 14, (b) shows the joining process of the collector plates 15a and 15b for positive / negative bipolar electrodes to the electrode body 14. FIG. It is a perspective view.

符号の説明Explanation of symbols

1.アルカリ二次電池
10.ケース
11.蓋
12.安全弁
14.電極体
15a、15b.集電板
16.拘束バンド
17.電極体ユニット
141.正極板
142.負極板
143.セパレータ
1. Alkaline secondary battery 10. Case 11. Lid 12. Safety valve 14. Electrode bodies 15a, 15b. Current collecting plate 16. Restraint band 17. Electrode unit 141. Positive plate 142. Negative electrode plate 143. Separator

Claims (7)

正極板と負極板とがセパレータを挟んで順次積層された電極体が、外装体の内方に収納されてなるアルカリ二次電池であって、
前記電極体は、その外周の一部領域に拘束部材が外嵌され、且つ、他の領域が前記外装体の内方で露出された状態となっており、
前記拘束部材は、耐アルカリ性を有し、当該構成材料が前記外装体を構成する材料よりも高い伸び剛性を有する
ことを特徴とするアルカリ二次電池。
An electrode body in which a positive electrode plate and a negative electrode plate are sequentially stacked with a separator interposed therebetween is an alkaline secondary battery housed inside an exterior body,
The electrode body is in a state in which a restraining member is externally fitted to a part of the outer periphery of the electrode body, and the other area is exposed inside the exterior body,
The alkaline secondary battery, wherein the restraining member has alkali resistance, and the constituent material has a higher elongation rigidity than a material constituting the exterior body.
前記拘束部材は、前記電極体の全表面積に対して20%以上90%以下の領域を被覆する環状体である
ことを特徴とする請求項1に記載のアルカリ二次電池。
The alkaline secondary battery according to claim 1, wherein the restraining member is an annular body that covers an area of 20% to 90% with respect to the total surface area of the electrode body.
前記外装体は、樹脂材料から構成されており、
前記拘束部材は、金属材料から構成されており、
前記電極体は、前記正極板および負極板の少なくとも一方と前記拘束部材との間に前記セパレータが介挿される状態に形成されている
ことを特徴とする請求項1または2に記載のアルカリ二次電池。
The exterior body is made of a resin material,
The restraint member is made of a metal material,
The alkali secondary according to claim 1, wherein the electrode body is formed in a state in which the separator is interposed between at least one of the positive electrode plate and the negative electrode plate and the restraining member. battery.
前記セパレータは袋状をしており、
前記正極板および負極板の少なくとも一方は、前記セパレータの内方に収納され、前記拘束部材の非存在領域に形成された前記セパレータの開口部分から一部領域が露出した状態にあり、
前記電極体は、前記正極板および負極板の各々が、各極板の端辺部分が突出する状態に交互に積層され構成されており、前記各端辺部分に集電板が接合されている
ことを特徴とする請求項3に記載のアルカリ二次電池。
The separator has a bag shape,
At least one of the positive electrode plate and the negative electrode plate is housed inside the separator and is in a state where a partial region is exposed from an opening portion of the separator formed in a non-existing region of the restraining member,
The electrode body is configured such that each of the positive electrode plate and the negative electrode plate is alternately laminated so that end portions of each electrode plate protrude, and a current collector plate is joined to each end portion. The alkaline secondary battery according to claim 3.
当該アルカリ二次電池は、密閉構造を有している
ことを特徴とする請求項1から4の何れかに記載のアルカリ二次電池。
The alkaline secondary battery according to any one of claims 1 to 4, wherein the alkaline secondary battery has a sealed structure.
前記外装体内には、複数の前記電極体が収納されており、
前記外装体の内部空間は、前記電極体の収納数に応じた複数のセル室に区分けされており、
前記複数の電極体は、各々が前記セル室毎に分けて収納され、且つ、直列接続されている
ことを特徴とする請求項1から5の何れかに記載のアルカリ二次電池。
A plurality of the electrode bodies are accommodated in the exterior body,
The internal space of the exterior body is divided into a plurality of cell chambers according to the number of stored electrode bodies,
The alkaline secondary battery according to any one of claims 1 to 5, wherein each of the plurality of electrode bodies is housed separately for each cell chamber and is connected in series.
互いの間にセパレータを挟んで、正極板と負極板とを順に積層して電極体を形成する電極体形成ステップと、
環状の拘束部材を、前記電極体の積層方向と交差する方向から前記電極体に外嵌する外嵌ステップと、
前記電極体における前記拘束部材の外嵌方向の両端辺部分に2枚の集電板を各々接合する集電板接合ステップと、
前記集電板接合後における電極体を、ケースの内部空間に収納し、当該内部空間に電解液を注入する収納ステップと、
前記ケースの開口部に対して、蓋体を載置し、互いを接合することで封口する封口ステップとを有し、
前記外嵌ステップで用いる拘束部材は、耐アルカリ性材料から構成されており、前記ケースを構成する材料よりも高い伸び剛性を有する
ことを特徴とするアルカリ二次電池の製造方法。
An electrode body forming step in which a separator is sandwiched between each other, and a positive electrode plate and a negative electrode plate are sequentially laminated to form an electrode body;
An outer fitting step of fitting an annular restraining member to the electrode body from a direction intersecting the stacking direction of the electrode bodies;
A current collector plate joining step for joining two current collector plates respectively to both side portions of the electrode body in the direction of external fitting of the restraining member;
The step of storing the electrode body after the current collector plate bonding, in the internal space of the case, and injecting an electrolyte into the internal space;
A sealing step for sealing the opening by placing a lid on the opening of the case and joining them together;
The method for manufacturing an alkaline secondary battery, wherein the constraining member used in the external fitting step is made of an alkali-resistant material and has a higher elongation rigidity than a material constituting the case.
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