JP2007317394A - アルカリ蓄電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明のアルカリ蓄電池100は、貫通孔111hに挿通されて電池ケース110の内部から外部にかけて配置され、パッキン145を介して孔周囲部111jに固着されてなる負極端子140を備えている。負極端子140は、孔周囲部111jとの間にパッキン145を挟んでこれを圧縮し、貫通孔111hを液密に封止するシール部140cであって、孔周囲部111jに対向して位置する環状のシール面140f、及びその周囲に位置するシール周囲面140eを含み、シール面140fがシール周囲面140fよりも孔周囲部111jに向けて突出してなるシール部140cを有している。負極端子140のシール面140fの表面粗さRyは、15μm以下である。
【選択図】 図4
Description
なお、表面粗さRyは、JIS B 0601、JIS B 0031で定義されている表面粗さを表すパラメータである。このRyは、Raと異なり、粗さ曲線の山頂線と谷底線との差(最大高さ)を示す。このため、亀裂が生じやすい複雑な成型(深絞り成型など)により電極端子を成型した場合でも、アルカリ電解液の漏出に対し、シール面の表面粗さを適切に評価することができる。
なお、シール面の研磨も、表面粗さ低減処理の一態様である。また、シール面の研磨としては、バレル研磨、バフ研磨などを例示できる。
電極端子のシール面の表面粗さを15μm以下にまで小さくすることで、シール面とパッキンとの間で電解液の液密性が良好になるので、電極端子の表面に沿ってアルカリ電解液が外部に漏出するのを抑制することができる。
あるいは、本発明のアルカリ蓄電池では、前述のように、シール面について、押圧面矯正による表面粗さ低減処理、または研磨が施されている。これにより、少なくともシール面については、その表面粗さを小さくできるので、電極端子の表面に沿ったアルカリ電解液の漏出を抑制することができる。
冷間圧延鋼板などの鋼板をプレス成型してシール部を形成する場合は、当然、シール面に鉄が露出するが、ニッケルメッキ鋼板(表面にニッケルメッキを施した鋼板)をプレス成型してシール部を形成する場合にも、シール面のニッケルメッキに亀裂等が生じ、シール面において鉄が露出することがあった。
なお、鉄を主成分として含む金属板材としては、例えば、SPCE等の冷間圧延鋼板、その表面にニッケルメッキを施したニッケルメッキ鋼板などが挙げられる。
これに対し、本発明のアルカリ蓄電池では、前述のように、被覆面について、押圧面矯正による表面粗さ低減処理、または研磨が施されている。これにより、少なくとも被覆面については、その表面粗さを小さくできるので、これを被覆するニッケルメッキ層により構成されるシール面の表面粗さも小さくできる。このため、電極端子の表面に沿ったアルカリ電解液の漏出を抑制することができる。
図1は、本実施例1にかかるアルカリ蓄電池100の正面図、図2はその側面図、図3はその断面図(図2のA−A断面図に相当する)である。
本実施例1にかかるアルカリ蓄電池100は、金属製(具体的には、ニッケルめっき鋼板)の電池ケース110と、負極端子140と、安全弁113と、電池ケース110内に配置された、電極体150(図3参照)及びアルカリ電解液(図示しない)とを備える角形密閉式のニッケル水素蓄電池である。このうち、アルカリ電解液としては、例えば、KOHを主成分とする比重1.2〜1.4のアルカリ水溶液を用いることができる。
このうち、正極板160は、正極基板に正極活物質が充填された正極充填部160sと、正極基板に正極活物質が充填されていない正極接合端部160rとを有している。この正極板160は、いずれも、正極接合端部160rが所定方向(図3において左側)に延出するように配置されている。なお、本実施例1では、正極基板として、発泡ニッケル基板を用いている。また、正極活物質として、水酸化ニッケルを含む活物質を用いている。
セパレータ180としては、例えば、親水化処理された合成繊維からなる不織布を用いることができる。
また、正極板160の正極接合端部160rは、いずれも、矩形板状をなす正極集電部材120に、電子ビーム溶接等により接合されている。さらに、正極集電部材120は、封口部材115に、電子ビーム溶接等により接合されている。これにより、本実施例1のアルカリ蓄電池100では、封口部材115を含めた電池ケース110全体が正極となる。
パッキン145は、図4に示すように、電池ケース110の側壁部111eのうち、各々の貫通孔111hを囲む環状の孔周囲部111jに密着して配置されている。このパッキン145は、リング状をなし、電池ケース110の外部に位置するフランジ部145bと、電池ケース110の内部に位置するフランジ加工部145cとを有している。
まず、複数の正極板160と複数の負極板170とを、1枚ずつセパレータ180を介して交互に積層し、これを押圧成形して電極体150を作製する。次いで、電極体150の正極板160と正極集電部材120とを電子ビーム溶接すると共に、負極板170と負極集電部材130とを電子ビーム溶接する。
なお、本実施例1では、負極端子基材14の突出面14fが、被覆面に相当する。
本実施例2のアルカリ蓄電池200は、実施例1のアルカリ蓄電池100と比較して、負極端子のみが異なり、その他については同様である。具体的には、図1(図8)に示すように、実施例1の負極端子140(負極端子部材140A)に代えて、負極端子240(負極端子部材240A)を用いている。
本実施例3のアルカリ蓄電池300は、実施例1のアルカリ蓄電池100と比較して、負極端子のみが異なり、その他については同様である。具体的には、図1(図8)に示すように、実施例1の負極端子140(負極端子部材140A)に代えて、負極端子340(負極端子部材340A)を用いている。
これに対し、本実施例3では、負極端子部材340Aを製造する際、負極端子基材14に表面粗さ低減処理を施していない。すなわち、深絞り成型により負極端子基材14を成型した後、突出面14f等に表面粗さ低減処理を施すことなく、ニッケルメッキを施した。その他については実施例1と同様にして、図8に示すように、ニッケルメッキ層141を有する負極端子部材340Aを製造した。
本実施例4のアルカリ蓄電池400は、実施例1のアルカリ蓄電池100と比較して、負極端子のみが異なり、その他については同様である。具体的には、図1(図9)に示すように、実施例1の負極端子140(負極端子部材140A)に代えて、負極端子440(負極端子部材440A)を用いている。
本実施例5のアルカリ蓄電池500は、実施例1のアルカリ蓄電池100と比較して、負極端子のみが異なり、その他については同様である。具体的には、図1(図9)に示すように、実施例1の負極端子140(負極端子部材140A)に代えて、負極端子540(負極端子部材540A)を用いている。
さらに、実施例1では、負極端子基材14の突出面14fに、面タタキを施した。これに対し、本実施例5では、負極端子基材14に遠心バレル研磨を施している。
本比較例1のアルカリ蓄電池は、実施例4のアルカリ蓄電池400と比較して、負極端子のみが異なり、その他については同様である。
具体的には、実施例4では、負極端子部材440Aを製造するにあたり、負極端子基材14の突出面14fに表面粗さ低減処理を施した。
次に、実施例1〜5にかかるアルカリ蓄電池100〜500及び比較例1にかかるアルカリ蓄電池について、漏液試験を行った。
具体的には、まず、実施例1にかかるアルカリ蓄電池100を、SOC60%にまで充電した。その後、このアルカリ蓄電池100を、温度60℃、湿度75%に設定されたチャンバー内に、83日間放置することで、アルカリ電解液のクリープ現象を促進させた。次いで、アルカリ蓄電池100をチャンバー内から取り出し、アルカリ蓄電池100の負極端子140側を、60℃の純水100mL中に浸漬した。
なお、本実施形態では、実施例1のアルカリ蓄電池100を、30ヶ用意し、それぞれのアルカリ蓄電池100について、漏液試験を行うと共にアルカリ電解液の漏出量(μL)を算出し、その平均値(平均漏液量とする)を得た。
なお、図10では、比較例1にかかるアルカリ蓄電池の平均漏液量を基準として(100%とする)、各アルカリ蓄電池の平均漏液量を、比較例1にかかるアルカリ蓄電池の平均漏液量に対する割合(%)で表している。
これらの結果より、深絞り成型により負極端子を形成した後(プレス成型によりシール部を形成した後)、シール面に対し、面タタキまたは研磨を施すことで、負極端子の表面に沿ってアルカリ電解液が外部に漏出するのを抑制することができるといえる。これは、シール面に対し、面タタキまたは研磨を施すことで、シール面の表面粗さRyの平均値を15μm以下(具体的には、Ryの平均値を約2.5μmまたは約2μm)にまで低減することができたためと考えられる。
例えば、実施例1〜5では、アルカリ蓄電池100〜500としてニッケル水素蓄電池を用いた。しかしながら、本発明は、アルカリ電解液を有するいずれのアルカリ蓄電池にも適用することができる。
110 電池ケース
111e 側壁部(外壁部)
111h 貫通孔
111j 孔周囲部
111m 内側面
111n 外側面
140,240,340,440,540 負極端子(電極端子)
140c,240c,340c,440c,540c シール部
140e シール周囲面
140f,240f,340f,440f,540f シール面
140A,240A,340A,440A,540A 負極端子部材
141 ニッケルメッキ層
145 パッキン
14 負極端子基材
14f 突出面(被覆面)
Claims (8)
- 内側面と外側面とをなし、この内側面と外側面との間を貫通する貫通孔を含む外壁部を有する電池ケースと、
上記外壁部のうち上記貫通孔を囲む孔周囲部に密着してなるパッキンと、
上記貫通孔に挿通されて上記電池ケースの内部から外部にかけて配置され、上記パッキンを介して上記孔周囲部に固着されてなる電極端子であって、
上記孔周囲部との間に上記パッキンを挟んでこれを圧縮し、上記貫通孔を液密に封止するシール部であって、上記孔周囲部に対向して位置する環状のシール面、及びその周囲に位置するシール周囲面を含み、上記シール面が上記シール周囲面よりも上記孔周囲部に向けて突出してなるシール部を有する
電極端子と、
上記電池ケース内に位置するアルカリ電解液と、
を備えるアルカリ蓄電池であって、
上記電極端子の上記シール面の表面粗さRyは、15μm以下である
アルカリ蓄電池。 - 内側面と外側面とをなし、この内側面と外側面との間を貫通する貫通孔を含む外壁部を有する電池ケースと、
上記外壁部のうち上記貫通孔を囲む孔周囲部に密着してなるパッキンと、
上記貫通孔に挿通されて上記電池ケースの内部から外部にかけて配置され、上記パッキンを介して上記孔周囲部に固着されてなる電極端子であって、
上記孔周囲部との間に上記パッキンを挟んでこれを圧縮し、上記貫通孔を液密に封止するシール部であって、上記孔周囲部に対向して位置する環状のシール面、及びその周囲に位置するシール周囲面を含み、上記シール面が上記シール周囲面よりも上記孔周囲部に向けて突出してなるシール部を有する
電極端子と、
上記電池ケース内に位置するアルカリ電解液と、
を備えるアルカリ蓄電池であって、
上記電極端子のうち少なくとも上記シール部は、金属板材のプレス成型により形成されてなり、
上記シール部の上記シール面は、上記シール部の成型中または成型後の押圧面矯正による表面粗さ低減処理を施されてなる
アルカリ蓄電池。 - 内側面と外側面とをなし、この内側面と外側面との間を貫通する貫通孔を含む外壁部を有する電池ケースと、
上記外壁部のうち上記貫通孔を囲む孔周囲部に密着してなるパッキンと、
上記貫通孔に挿通されて上記電池ケースの内部から外部にかけて配置され、上記パッキンを介して上記孔周囲部に固着されてなる電極端子であって、
上記孔周囲部との間に上記パッキンを挟んでこれを圧縮し、上記貫通孔を液密に封止するシール部であって、上記孔周囲部に対向して位置する環状のシール面、及びその周囲に位置するシール周囲面を含み、上記シール面が上記シール周囲面よりも上記孔周囲部に向けて突出してなるシール部を有する
電極端子と、
上記電池ケース内に位置するアルカリ電解液と、
を備えるアルカリ蓄電池であって、
上記電極端子のうち少なくとも上記シール部は、金属板材のプレス成型により形成されてなり、
上記シール部の上記シール面は、上記シール部の成型後に研磨されてなる
アルカリ蓄電池。 - 請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載のアルカリ蓄電池であって、
前記電極端子は、金属板材の深絞り成型により形成されてなる
アルカリ蓄電池。 - 内側面と外側面とをなし、この内側面と外側面との間を貫通する貫通孔を含む外壁部を有する電池ケースと、
上記外壁部のうち上記貫通孔を囲む孔周囲部に密着してなるパッキンと、
上記貫通孔に挿通されて上記電池ケースの内部から外部にかけて配置され、上記パッキンを介して上記孔周囲部に固着されてなる電極端子であって、
上記孔周囲部との間に上記パッキンを挟んでこれを圧縮し、上記貫通孔を液密に封止するシール部であって、上記孔周囲部に対向して位置する環状のシール面、及びその周囲に位置するシール周囲面を含み、上記シール面が上記シール周囲面よりも上記孔周囲部に向けて突出してなるシール部を有する
電極端子と、
上記電池ケース内に位置するアルカリ電解液と、
を備えるアルカリ蓄電池であって、
上記電極端子のうち少なくとも上記シール部は、鉄を主成分として含む金属板材のプレス成型により形成されてなり、
上記シール部の上記シール面は、上記シール部の成型後に施されたニッケルメッキ層により構成されてなる
アルカリ蓄電池。 - 請求項5に記載のアルカリ蓄電池であって、
前記シール部のうち、前記シール面をなす前記ニッケルメッキ層で被覆されてなる被覆面は、上記シール部の成型中または成型後の押圧面矯正による表面粗さ低減処理を施されてなる
アルカリ蓄電池。 - 請求項5に記載のアルカリ蓄電池であって、
前記シール部のうち、前記シール面をなす前記ニッケルメッキ層で被覆されてなる被覆面は、上記シール部の成型後に研磨されてなる
アルカリ蓄電池。 - 請求項6または請求項7に記載のアルカリ蓄電池であって、
前記電極端子は、鉄を主成分として含む金属板材の深絞り成型により形成されてなる
アルカリ蓄電池。
Priority Applications (3)
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