JP2013134940A - Cylindrical battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、正極活物質を保持する正極板、負極活物質を保持する負極板、正極板と負極板とを分離するセパレータを含み、セパレータを介して正極板と負極板とを重ねて渦巻き状に巻いた電極体が有底円筒形状の外装缶に収容された円筒形電池に関する。 The present invention includes a positive electrode plate that holds a positive electrode active material, a negative electrode plate that holds a negative electrode active material, a separator that separates the positive electrode plate and the negative electrode plate, and the positive electrode plate and the negative electrode plate are overlapped via the separator to form a spiral shape. The present invention relates to a cylindrical battery in which an electrode body wound around is accommodated in a bottomed cylindrical outer can.
正極活物質を保持する正極板、負極活物質を保持する負極板、正極板と負極板とを分離するセパレータを含み、セパレータを介して正極板と負極板とを重ねて渦巻き状に巻いた電極体が有底円筒形状の外装缶に収容されている円筒形のニカド電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等が公知である。 A positive electrode plate that holds a positive electrode active material, a negative electrode plate that holds a negative electrode active material, and a separator that separates the positive electrode plate and the negative electrode plate, and the positive electrode plate and the negative electrode plate that are wound in a spiral shape via the separator Cylindrical nickel-cadmium batteries, nickel-metal hydride batteries, lithium-ion batteries, and the like whose bodies are housed in a cylindrical can with a bottomed shape are known.
このような円筒形電池は、その構造に起因して内部短絡が発生する虞がある。内部短絡の一態様としては、電極体を構成する際の巻ずれによって正極板の側端がセパレータの側端より外側にはみ出し、そのセパレータの側端より外側にはみ出した正極板の側端が負極板や外装缶に接触して生じる場合がある。そして電極体の巻ずれのずれ量は、巻いていくに従ってずれ量が累積されていくことから、巻き終わりとなる電極体の最外周部分において最大になる。そのため巻ずれに起因する内部短絡は、電極体の最外周部分において最も生じやすくなる。 Such a cylindrical battery may cause an internal short circuit due to its structure. As one aspect of the internal short circuit, the side edge of the positive electrode plate protrudes outside the side edge of the separator due to winding deviation when forming the electrode body, and the side edge of the positive electrode plate protruding outside the side edge of the separator is the negative electrode. May come into contact with plates or outer cans. And the amount of deviation of the winding deviation of the electrode body is maximized at the outermost peripheral portion of the electrode body at the end of winding because the deviation amount is accumulated as it is wound. Therefore, an internal short circuit due to winding deviation is most likely to occur at the outermost peripheral portion of the electrode body.
このような巻ずれに起因する内部短絡の虞を低減することを目的とした従来技術としては、電極体の最外周部分における正極板の高さ(幅)をそれ以外の部分における正極板の幅(高さ)より低くした円筒形ニッケル水素二次電池が公知である(例えば特許文献1を参照)。当該従来技術は、電極体の最外周部分において正極板の高さ(幅)を低くすることによって、巻ずれにより正極板の側端がセパレータの側端より外側にはみ出る虞を低減し、それによって巻ずれに起因する内部短絡の虞を低減しようとするものである。 As a prior art aimed at reducing the risk of internal short circuit due to such winding deviation, the height (width) of the positive electrode plate at the outermost peripheral portion of the electrode body is set to the width of the positive electrode plate at other portions. A cylindrical nickel-metal hydride secondary battery having a lower height is known (see, for example, Patent Document 1). The related art reduces the possibility that the side edge of the positive electrode plate protrudes outside the side edge of the separator due to winding deviation by reducing the height (width) of the positive electrode plate at the outermost peripheral portion of the electrode body. An object of the present invention is to reduce the risk of an internal short circuit due to winding deviation.
円筒形電池の正極板は、一般に3次元の網目形状の構造を有する金属多孔体が芯体として用いられているため、側端にバリが生じやすい。そのため円筒形電池においては、上記のような巻ずれに起因する内部短絡の他に、正極板の側端に生じたバリがセパレータを突き破って負極板側へ突出し、そのバリが負極板に接触することによって内部短絡が生じる虞がある。上記従来技術は、このような正極板の側端のバリに起因する内部短絡に対しては効果がなく、むしろ正極板の高さ(幅)を低くした電極体の最外周部分で、正極板の側端のバリに起因する内部短絡が発生する虞が増加する可能性すらある。 Since a positive electrode plate of a cylindrical battery generally uses a porous metal body having a three-dimensional network structure as a core, burrs are likely to occur at the side edges. Therefore, in the cylindrical battery, in addition to the internal short circuit due to the winding deviation as described above, the burr generated at the side edge of the positive electrode plate penetrates the separator and protrudes toward the negative electrode plate, and the burr contacts the negative electrode plate. This may cause an internal short circuit. The above prior art is ineffective against internal short-circuits caused by burrs on the side edges of the positive electrode plate. Rather, the positive electrode plate is formed at the outermost peripheral portion of the electrode body in which the height (width) of the positive electrode plate is reduced. There is even a possibility that the possibility of an internal short circuit due to burrs on the side edges of the side increases.
そして巻ずれに起因する内部短絡は、例えば電極体を製造する巻き取り装置の改良や工夫等により巻ずれが生じにくくすることで低減することが可能である。しかし3次元の網目形状の構造を有する金属多孔体を芯体として用いる正極板において、側端にバリが生じないようにするのは困難であることから、その正極板の側端のバリに起因する内部短絡を如何にして低減するかが課題となってくる。 And the internal short circuit resulting from winding misalignment can be reduced by making winding misalignment hard to produce, for example by the improvement of the winding apparatus which manufactures an electrode body, a device, etc. However, in a positive electrode plate using a porous metal body having a three-dimensional network structure as a core, it is difficult to prevent burrs from occurring at the side edges, and this is caused by burrs at the side edges of the positive electrode plates. The problem is how to reduce the internal short circuit.
このような状況に鑑み本発明はなされたものであり、その目的は、正極板の側端のバリに起因する内部短絡が発生する虞の少ない円筒形電池を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a cylindrical battery that is less likely to cause an internal short circuit due to burrs on the side edges of the positive electrode plate.
<本発明の第1の態様>
本発明の第1の態様は、正極活物質を保持する正極板、負極活物質を保持する負極板、前記正極板と前記負極板とを分離するセパレータを含み、前記セパレータを介して前記正極板と前記負極板とを重ねて渦巻き状に巻いた電極体が有底円筒形状の外装缶に収容された円筒形電池であって、前記負極板の幅が前記正極板の幅より短い、ことを特徴とする円筒形電池である。
<First Aspect of the Present Invention>
A first aspect of the present invention includes a positive electrode plate holding a positive electrode active material, a negative electrode plate holding a negative electrode active material, a separator separating the positive electrode plate and the negative electrode plate, and the positive electrode plate via the separator And the negative electrode plate is a cylindrical battery in which a spirally wound electrode body is housed in a bottomed cylindrical outer can, wherein the width of the negative electrode plate is shorter than the width of the positive electrode plate. It is the cylindrical battery characterized.
ここで正極板の幅とは、セパレータを介して正極板と負極板とを重ねて渦巻き状に巻いて電極体を構成する際の巻方向(以下、単に「電極体の巻方向」という。)と交差する方向の正極板の長さをいう。また負極板の幅とは、電極体の巻方向と交差する方向の負極板の長さをいう。 Here, the width of the positive electrode plate is the winding direction when the positive electrode plate and the negative electrode plate are overlapped with a separator and wound in a spiral shape to form an electrode body (hereinafter simply referred to as “winding direction of the electrode body”). The length of the positive electrode plate in the direction intersecting with. Moreover, the width | variety of a negative electrode plate means the length of the negative electrode plate of the direction which cross | intersects the winding direction of an electrode body.
本発明の第1の態様において電極体は、負極板の幅が正極板の幅より短い。そのため正極板の側端(電極体の巻方向と交差する方向の正極板の両端。以下、同じ。)は、負極板の側端(電極体の巻方向と交差する方向の負極板の両端。以下、同じ。)より外側に位置することになる。したがって正極板の側端に生じたバリがセパレータを突き破って負極板側へ突出しても、そのバリは、負極板の側端より外側に突出することになるため、そのバリが負極板に接触して内部短絡が発生する虞を低減することができる。 In the first aspect of the present invention, in the electrode body, the width of the negative electrode plate is shorter than the width of the positive electrode plate. Therefore, the side edges of the positive electrode plate (both ends of the positive electrode plate in the direction intersecting with the winding direction of the electrode body; hereinafter the same) are the side edges of the negative electrode plate (both ends of the negative electrode plate in the direction intersecting with the winding direction of the electrode body). The same shall apply hereinafter). Therefore, even if a burr generated at the side edge of the positive electrode plate breaks through the separator and protrudes toward the negative electrode plate, the burr protrudes outward from the side edge of the negative electrode plate. This can reduce the possibility of an internal short circuit.
これにより本発明の第1の態様によれば、正極板の側端のバリに起因する内部短絡が発生する虞の少ない円筒形電池を提供することができるという作用効果が得られる。 Thereby, according to the 1st aspect of this invention, the effect that the cylindrical battery with little possibility of an internal short circuit arising from the burr | flash of the side edge of a positive electrode plate can be provided is acquired.
<本発明の第2の態様>
本発明の第2の態様は、前述した本発明の第1の態様において、前記負極板は、前記電極体の最内周部分に対応する最内周部、前記電極体の最外周部分に対応する最外周部、前記最内周部及び前記最外周部以外の部分に対応する中間部を含み、前記最内周部及び前記最外周部の幅が前記中間部の幅より短い、ことを特徴とする円筒形電池である。
<Second Aspect of the Present Invention>
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention described above, the negative electrode plate corresponds to an innermost peripheral portion corresponding to an innermost peripheral portion of the electrode body and an outermost peripheral portion of the electrode body. Including an intermediate portion corresponding to a portion other than the outermost peripheral portion, the innermost peripheral portion, and the outermost peripheral portion, wherein the innermost peripheral portion and the outermost peripheral portion are shorter in width than the intermediate portion. It is a cylindrical battery.
負極板は、一般にパンチングメタル等の金属板が芯体として用いられる。そのため円筒形電池の製造工程において電極体を構成する際に、巻き径が最も小さく曲率が最も大きい電極体の最内周部分(巻き始めとなる部分)では、一定の曲率でなめらかな円形状に巻くことが困難な場合が多い。したがって電極体を構成する際の巻き始め部分は、例えば負極板の最内周部を段階的に折り曲げるようにして巻かざるを得ない場合が多い。その場合、電極体の最内周部分では、セパレータに対して負極板が面接触せず、負極板の折り曲げ部分がセパレータに点接触することになる。それによって電極体の最内周部分では、局所的に高い接触圧で負極板がセパレータを正極板に押しつける状態となるため、正極板の側端のバリがセパレータを突き破って負極板側へ突出する可能性が高まることになる。 As the negative electrode plate, a metal plate such as punching metal is generally used as the core. Therefore, when the electrode body is constructed in the manufacturing process of the cylindrical battery, the innermost peripheral part (the part to start winding) of the electrode body having the smallest winding diameter and the largest curvature is formed into a smooth circular shape with a constant curvature. It is often difficult to wind. Accordingly, in many cases, the winding start portion when the electrode body is formed must be wound, for example, by bending the innermost peripheral portion of the negative electrode plate stepwise. In that case, in the innermost peripheral portion of the electrode body, the negative electrode plate is not in surface contact with the separator, and the bent portion of the negative electrode plate is in point contact with the separator. As a result, the negative electrode plate presses the separator against the positive electrode plate at a locally high contact pressure at the innermost peripheral portion of the electrode body, so that burrs on the side edges of the positive electrode plate penetrate the separator and protrude toward the negative electrode plate side. The potential will increase.
また電極体の最外周部分は、巻ずれのずれ量が最も大きくなるため、正極板の側端に生じたバリがセパレータを突き破って負極板側へ突出したときに、そのバリが負極板に接触する可能性が最も高まることになる。 Also, the outermost peripheral part of the electrode body has the largest amount of winding deviation, so when the burr generated at the side edge of the positive electrode plate breaks through the separator and protrudes toward the negative electrode plate, the burr contacts the negative electrode plate. Will most likely be.
つまり電極体の最内周部分及び最外周部分は、それ以外の部分よりも、正極板の側端のバリに起因する内部短絡が相対的に発生しやすい。 That is, an inner short circuit due to burrs at the side edges of the positive electrode plate is more likely to occur in the innermost peripheral portion and the outermost peripheral portion of the electrode body than in other portions.
本発明の第2の態様の負極板は、電極体の最内周部分に対応する最内周部及び電極体の最外周部分に対応する最外周部の幅が、それ以外の部分に対応する中間部の幅より短い。つまり本発明の第2の態様の負極板は、正極板の側端のバリに起因する内部短絡が相対的に発生しやすい電極体の最内周部分及び最外周部分に対応する部分の幅がより短い形状をなしている。それによって電極体の最内周部分及び最外周部分においては、セパレータを突き破って負極板側へ突出した正極板の側端のバリと負極板の側端との間隔がより広くなるので、そのバリが負極板に接触して内部短絡が発生する虞をさらに低減することができる。 In the negative electrode plate of the second aspect of the present invention, the width of the innermost peripheral portion corresponding to the innermost peripheral portion of the electrode body and the outermost peripheral portion corresponding to the outermost peripheral portion of the electrode body corresponds to the other portions. It is shorter than the width of the middle part. That is, in the negative electrode plate of the second aspect of the present invention, the width of the innermost peripheral part of the electrode body and the part corresponding to the outermost peripheral part of the electrode body in which internal short circuit due to burrs on the side edges of the positive electrode plate is relatively likely to occur. It has a shorter shape. As a result, in the innermost peripheral portion and the outermost peripheral portion of the electrode body, the gap between the burr at the side edge of the positive electrode plate that breaks through the separator and protrudes toward the negative electrode plate side and the side end of the negative electrode plate becomes wider. The possibility that an internal short circuit occurs due to contact with the negative electrode plate can be further reduced.
<本発明の第3の態様>
本発明の第3の態様は、前述した本発明の第2の態様において、前記最内周部は、前記中間部よりも前記負極活物質の密度が低い、ことを特徴とする円筒形電池である。
<Third Aspect of the Present Invention>
A third aspect of the present invention is a cylindrical battery according to the second aspect of the present invention described above, wherein the innermost peripheral portion has a density of the negative electrode active material lower than that of the intermediate portion. is there.
本発明の第3の態様によれば、負極板の最内周部の負極活物質の密度を低くすることによって、その部分の柔軟性を高めることができるので、巻き径が最も小さく曲率が最も大きい電極体の最内周部分の巻加工が容易になる。それによって電極体の最内周部分において、負極板が局所的に高い接触圧でセパレータを正極板に押しつける状態となる虞を低減できる。つまり電極体の最内周部分において、正極板の端部のバリがセパレータを突き破って負極板側に突出する虞を低減することができるので、正極板の側端のバリに起因する内部短絡が生ずる虞をさらに低減することができる。また電極体の最内周部分の巻加工が容易になることによって、電極体の真円度を高めることができるので、円筒形電池の製造工程において有底円筒形状の外装缶に電極体を挿入する際に挿入不良が生ずる虞を低減することができる。 According to the third aspect of the present invention, by reducing the density of the negative electrode active material in the innermost peripheral portion of the negative electrode plate, the flexibility of the portion can be increased, so the winding diameter is the smallest and the curvature is the most. Winding of the innermost peripheral portion of the large electrode body is facilitated. Thereby, in the innermost peripheral portion of the electrode body, it is possible to reduce the possibility that the negative electrode plate is in a state of pressing the separator against the positive electrode plate with a locally high contact pressure. In other words, in the innermost peripheral part of the electrode body, it is possible to reduce the possibility that the burr at the end of the positive electrode plate breaks through the separator and protrudes toward the negative electrode plate. The possibility of occurring can be further reduced. In addition, the roundness of the electrode body can be increased by facilitating the winding process of the innermost part of the electrode body, so the electrode body is inserted into a bottomed cylindrical outer can in the cylindrical battery manufacturing process. In doing so, the risk of poor insertion can be reduced.
<本発明の第4の態様>
本発明の第4の態様は、前述した本発明の第2の態様又は第3の態様において、前記最外周部は、前記中間部よりも前記負極活物質の密度が低い、ことを特徴とする円筒形電池である。
<Fourth aspect of the present invention>
According to a fourth aspect of the present invention, in the second or third aspect of the present invention described above, the outermost peripheral portion has a density of the negative electrode active material lower than that of the intermediate portion. It is a cylindrical battery.
前述したように電極体の最外周部分は、それ以外の部分よりも、正極板の側端のバリに起因する内部短絡が相対的に発生しやすい。そして負極板の最外周部の負極活物質の密度を低くすることによって、その部分の柔軟性を高めることができるので、セパレータを介して接する正極板と負極板との接触面が面接触となり易くなる。それによって電極体の最外周部分において、負極板からセパレータと正極板との接触面に作用する圧力がほぼ均一になり、局所的に強い圧力でセパレータが正極板に押しつけられる状態となる虞を低減することができる。つまり内部短絡が相対的に発生しやすい電極体の最外周部分において、正極板の側端のバリがセパレータを突き破って負極板側へ突出する虞を低減することができるので、正極板の側端のバリに起因する内部短絡が生ずる虞をさらに低減することができる。 As described above, an internal short circuit due to burrs at the side edges of the positive electrode plate is more likely to occur in the outermost peripheral portion of the electrode body than in other portions. And by reducing the density of the negative electrode active material in the outermost peripheral portion of the negative electrode plate, the flexibility of the portion can be increased, so that the contact surface between the positive electrode plate and the negative electrode plate which are in contact via the separator is likely to be in surface contact. Become. As a result, the pressure acting from the negative electrode plate to the contact surface between the separator and the positive electrode plate becomes almost uniform at the outermost peripheral portion of the electrode body, reducing the possibility that the separator is pressed against the positive electrode plate with a strong local pressure. can do. In other words, in the outermost peripheral part of the electrode body where internal short circuit is relatively likely to occur, it is possible to reduce the possibility that burrs on the side edges of the positive electrode plate will break through the separator and protrude toward the negative electrode plate side. The possibility of an internal short circuit due to the burr can be further reduced.
本発明によれば、正極板の側端のバリに起因する内部短絡が発生する虞の少ない円筒形電池を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a cylindrical battery that is less likely to cause an internal short circuit due to burrs on the side edges of the positive electrode plate.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
<ニッケル水素二次電池の構成>
ニッケル水素二次電池1の構成について、図1〜図3を参照しながら説明する。
図1は、ニッケル水素二次電池1の縦断面を図示した斜視図である。図2は、ニッケル水素二次電池1の横断面を図示した平面図である。図3は、図1のI−I線におけるニッケル水素二次電池1の横断面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<Configuration of nickel metal hydride secondary battery>
The configuration of the nickel metal hydride secondary battery 1 will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a perspective view illustrating a longitudinal section of a nickel metal hydride secondary battery 1. FIG. 2 is a plan view illustrating a cross section of the nickel metal hydride secondary battery 1. FIG. 3 is a cross-sectional view of the nickel metal hydride secondary battery 1 taken along the line II of FIG.
「円筒形電池」の一例である円筒型のニッケル水素二次電池1は、外装缶10、電極体20及び蓋構造体30を備える。外装缶10は、一端が開口した有底円筒形状の部材であり導電性を有している。電極体20は、セパレータ23を介して正極板21と負極板22とを重ねて渦巻き状に巻くことによって略円筒状に構成されている。蓋構造体30は、外装缶10の開口部を閉塞する構造体である。ニッケル水素二次電池1は、外装缶10に電極体20が収容され、さらにアルカリ電解液(図示せず)が充填され、外装缶10の開口が蓋構造体30に閉塞されて構成されている。
A cylindrical nickel-hydrogen secondary battery 1, which is an example of a “cylindrical battery”, includes an
正極板21は、非焼結式ニッケル極であり、正極芯体(図示せず)と正極芯体に保持された正極合剤とからなる。正極芯体は、耐アルカリ性を有する金属材料からなり、金属繊維によって構成されたフェルト状の3次元の網目構造を有する。耐アルカリ性を有する金属材料としては、例えばニッケルを用いることができる。正極合剤は、正極活物質粒子、正極板の特性を改善するための種々の添加剤粒子、これら正極活物質粒子及び添加剤粒子の混合粒子を正極芯体に結着するための結着剤からなる。
The
正極活物質粒子は水酸化ニッケル粒子である。水酸化ニッケル粒子は、ニッケルの平均価数が2よりも大の高次水酸化ニッケル粒子であってもよい。また水酸化ニッケル粒子は、コバルト、亜鉛、カドミウム等を固溶していてもよく、あるいはコバルト化合物で表面が被覆されていてもよい。添加剤は、酸化イットリウムの他に、酸化コバルト、金属コバルト、水酸化コバルト等のコバルト化合物、金属亜鉛、酸化亜鉛、水酸化亜鉛等の亜鉛化合物、酸化エルビウム等の希土類化合物等を用いることができる。結着剤は、親水性又は疎水性のポリマー等を用いることができる。より具体的には結着剤は、ヒドロキシプロピルセルロース(HPC)、カルボキシメチルセルロース(CMC)、ポリアクリル酸ナトリウム(SPA)のうちから選択される1種以上を使用することができる。結着剤は、例えば正極活物質粒子100質量部に対して0.1質量部以上0.5質量部以下となるようにすればよい。 The positive electrode active material particles are nickel hydroxide particles. The nickel hydroxide particles may be higher-order nickel hydroxide particles having an average nickel valence of greater than 2. Further, the nickel hydroxide particles may be solid-solved with cobalt, zinc, cadmium or the like, or the surface may be coated with a cobalt compound. As the additive, in addition to yttrium oxide, cobalt compounds such as cobalt oxide, metal cobalt, and cobalt hydroxide, zinc compounds such as metal zinc, zinc oxide, and zinc hydroxide, rare earth compounds such as erbium oxide, and the like can be used. . As the binder, a hydrophilic or hydrophobic polymer or the like can be used. More specifically, the binder may be at least one selected from hydroxypropyl cellulose (HPC), carboxymethyl cellulose (CMC), and sodium polyacrylate (SPA). For example, the binder may be 0.1 parts by mass or more and 0.5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the positive electrode active material particles.
負極板22は、帯状をなす導電性の負極芯体(図示せず)に負極合剤が保持されて形成されている。負極芯体は、複数の貫通孔を有するシート状の金属材からなり、例えばパンチングメタル、金属粉末焼結体基板、エキスパンデッドメタル、ニッケルネット等を用いることができる。特にパンチングメタルや金属粉末を成型してから焼結した金属粉末焼結体基板は負極芯体に好適である。
The
「負極活物質」としての負極合剤は、水素を吸蔵及び放出可能な水素吸蔵合金粒子と結着剤とからなる。水素吸蔵合金粒子は、電池の充電時にアルカリ電解液中で電気化学的に発生させた水素を吸蔵でき、かつ放電時にその吸蔵水素を容易に放出できるものであればよい。このような水素吸蔵合金としては、特に限定されないが、例えばLaNi5やMmNi5(Mmはミッシュメタル)等のAB5型系のものを用いることができる。また負極合剤は、水素吸蔵合金に代えて、例えばカドミウム化合物を用いることもできる。結着剤は、例えば親水性又は疎水性のポリマー等を用いることができる。 The negative electrode mixture as the “negative electrode active material” includes hydrogen storage alloy particles capable of occluding and releasing hydrogen and a binder. The hydrogen storage alloy particles may be any particles as long as they can store hydrogen generated electrochemically in an alkaline electrolyte during battery charging and can easily release the stored hydrogen during discharge. Such a hydrogen storage alloy is not particularly limited. For example, an AB 5 type alloy such as LaNi 5 or MmNi 5 (Mm is a misch metal) can be used. Further, the negative electrode mixture may be a cadmium compound, for example, instead of the hydrogen storage alloy. As the binder, for example, a hydrophilic or hydrophobic polymer can be used.
セパレータ23は、例えばポリアミド繊維製不織布、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン繊維製不織布に親水性官能基を付与したものを材料として用いることができる。
As the
蓋構造体30は、蓋板31、絶縁ガスケット32、弁体33、正極端子34、圧縮コイルばね35、正極リード36及び正極集電板37を含む。蓋板31は、略円形をなし、中央に弁孔311が設けられている。蓋板31は、絶縁ガスケット32が介装された状態で、外装缶10の開口縁をかしめ加工することによって外装缶10に固定されている。弁体33は、ゴムと金属板とを張り合わせた部材であり、弁孔311を閉塞するように蓋板31の外面上に設けられている。正極端子34は、フランジ付きの円筒形状をなし、弁体33を覆うように固定されている。圧縮コイルばね35は、正極端子34内に収容されており、弁体33を付勢している。正極リード36は、折り曲げられた状態で設けられており、蓋板31の内面に一端が溶接され、正極集電板37に他端が溶接されている。正極集電板37は、円板形状の部材であり、外装缶10にアルカリ電解液を注液するための孔371が中央に形成されている。
The
正極板21の正極芯体は、正極集電板37側の端部に連結部211が形成されている。連結部211の径方向内面には、例えば溶接又は導電性接着剤によって、ニッケルリボン等からなる帯状の金属薄板212が固定されている。金属薄板212は、連結部211から突出して正極集電板37に当接している。つまり正極集電板37と正極板21とは、金属薄板212を介して電気的に接続されている。他方、負極板22は、ニッケル水素二次電池1の負極端子をなす外装缶10の内周面に接した状態で、その外装缶10と電気的に接続されている。
The positive electrode core of the
<負極板の構造>
本発明に係るニッケル水素二次電池1の負極板22の構造について、図4を参照しながら説明する。
図4は、負極板22の正面図であり、負極板22を実線で図示するとともに、正極板21を一点鎖線で図示してある。
<Structure of negative electrode plate>
The structure of the
FIG. 4 is a front view of the
電極体20は、セパレータ23(図4では図示省略)を間に介在させて正極板21と負極板22とを概ね図4に図示した位置関係で重ねた状態とし、それを巻き始め端部Aから巻き終わり端部Bへ向けて、巻方向Xへ巻いていくことによって構成される。また電極体20は、負極板22が内側になるように巻かれて構成されるとともに、負極板22の巻方向Xの長さが正極板21の巻方向の長さより長いため、最内周部分及び最外周部分は、いずれも負極板22で構成されることになる。
In the
負極板22は、電極体20の最内周部分に対応する最内周部221、電極体20の最外周部分に対応する最外周部222、最内周部221及び最外周部222以外の部分に対応する中間部223を含む。そして負極板22の最内周部221の幅W1、負極板22の最外周部222の幅W2、負極板22の中間部223の幅W3は、いずれも正極板21の幅W4より短い。そのため正極板21の側端は、負極板22の側端より外側に位置することになる。したがって正極板21の側端に生じたバリがセパレータ23を突き破って負極板22側へ突出しても、その正極板21の側端のバリは、負極板22の側端より外側に突出することになるため、そのバリが負極板22に接触して内部短絡が発生する虞を低減することができる。このようにして本発明に係るニッケル水素二次電池1によれば、正極板21の側端のバリに起因する内部短絡が発生する虞を低減することができる。
The
さらに負極板22は、最内周部221の幅W1、最外周部222の幅W2がいずれも中間部223の幅W3より短い。つまり負極板22は、正極板21の側端のバリに起因する内部短絡が相対的に発生しやすい電極体20の最内周部分及び最外周部分に対応する最内周部221及び最外周部222の幅W1、W2が中間部223の幅W3より短い形状を為している。これは本発明に必須の構成要素ではないが、電極体20の最内周部分及び最外周部分は、前述したように正極板21の側端のバリに起因する内部短絡が相対的に発生しやすいため、このような構成とするのが好ましい。このような構成とすることによって電極体20の最内周部分及び最外周部分においては、セパレータ23を突き破って負極板22側へ突出した正極板21の側端のバリと負極板22の側端との間隔がより広くなるので、そのバリが負極板22に接触して内部短絡が発生する虞をさらに低減することができる。
Further, in the
<他の実施例、変形例>
本発明は、上記説明した実施例に特に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変形が可能であること言うまでもない。
<Other embodiments and modifications>
The present invention is not particularly limited to the embodiments described above, and it goes without saying that various modifications are possible within the scope of the invention described in the claims.
例えば上記実施例に加えて負極板22は、電極体20の最内周部分に対応する最内周部221の負極活物質の密度を中間部223の負極活物質の密度より低くするのが好ましい。負極板22の負極活物質の密度は、例えば負極板22の製造工程の圧延工程において圧延時の圧力を調整することによって増減調整することができる。
For example, in addition to the above embodiment, the
このような構成とすることによって、負極板22の最内周部221の柔軟性を高めることができるので、巻き径が最も小さく曲率が最も大きい電極体20の最内周部分の巻加工が容易になる。それによって電極体20の最内周部分において、負極板22が局所的に高い接触圧でセパレータ23を正極板21に押しつける状態となる虞を低減できる。つまり電極体20の最内周部分において、正極板21の端部のバリがセパレータ23を突き破って負極板22側に突出する虞を低減することができるので、正極板21の側端のバリに起因する内部短絡が生ずる虞をさらに低減することができる。また電極体20の最内周部分の巻加工が容易になることによって、電極体20の真円度を高めることができるので、ニッケル水素二次電池1の製造工程において有底円筒形状の外装缶10に電極体20を挿入する際に挿入不良が生ずる虞を低減することができる。
By adopting such a configuration, the flexibility of the innermost
また例えば上記実施例に加えて負極板22は、電極体20の最外周部分に対応する最外周部222の負極活物質の密度を中間部223の負極活物質の密度より低くするのが好ましい。このような構成とすることによって、負極板22の最外周部222の柔軟性を高めることができるので、セパレータ23を介して接する正極板21と負極板22との接触面が面接触となり易くなる。それによって電極体20の最外周部分において、負極板22からセパレータ23と正極板21との接触面に作用する圧力がほぼ均一になり、局所的に強い圧力でセパレータ23が正極板21に押しつけられる状態となる虞を低減することができる。つまり内部短絡が相対的に発生しやすい電極体20の最外周部分において、正極板21の側端のバリがセパレータ23を突き破って負極板22側へ突出する虞を低減することができるので、正極板21の側端のバリに起因する内部短絡が生ずる虞をさらに低減することができる。
Further, for example, in addition to the above embodiment, the
1 ニッケル水素二次電池
10 外装缶
20 電極体
21 正極板
22 負極板
23 セパレータ
221 負極板の最内周部
222 負極板の最外周部
223 負極板の中間部
W1 負極板の最内周部の幅
W2 負極板の最外周部の幅
W3 負極板の中間部の幅
W4 正極板の幅
X 電極体の巻方向
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Nickel metal hydride
Claims (4)
前記負極板の幅が前記正極板の幅より短い、ことを特徴とする円筒形電池。 A positive electrode plate that holds a positive electrode active material; a negative electrode plate that holds a negative electrode active material; and a separator that separates the positive electrode plate and the negative electrode plate, and the positive electrode plate and the negative electrode plate are overlapped via the separator and swirled. A cylindrical battery in which a wound electrode body is housed in a bottomed cylindrical outer can,
A cylindrical battery characterized in that a width of the negative electrode plate is shorter than a width of the positive electrode plate.
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