JP2526211Y2 - 角形電池 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、セパレータを介して一
方の極性の電極と他方の極性の電極とを積層してなる発
電要素を角形のケースに収納し、安全弁を備える蓋体で
該ケースを封口してなる角形電池に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】セパレータを介して一方の極性の電極と
他方の極性の電極とを積層してなる発電要素を角形のケ
ースに収納し、安全弁を備える蓋体で該ケースを封口し
てなる角形電池には、従来から種々の構成がある。

【０００３】その内で、該発電要素の最外部の電極（エ
ンドプレート）が露出していてケースの内面に直接接触
する構成のものは、そのケースが金属製である場合に、
そのケースを一方の極性の端子を兼ねさせておけば、そ
のエンドプレートの極性の電極は電気的な接続が直接得
られるので、わざわざ、その電極の集電のための接続部
材を設けて電気的な接続をする必要がなくなり好都合で
ある。

【０００４】しかし、この構成では発電要素をケースに
収納する際に、エンドプレートがケースのエッジで削ら
れて活物質が脱落する不都合が生ずることが多い。まし
て、ケースが合成樹脂製などの絶縁体である場合には、
エンドプレートがケースの内面に直接接触していても電
気的な接続が得られないので、この構成の利点が得られ
ない。

【０００５】そこで、このような不都合を避ける目的
で、発電要素を熱収縮チューブのような合成樹脂フィル
ムやセパレータなどで包囲してエンドプレートを保護す
ることがしばしば行われる。

【０００６】この場合に、エンドプレートの保護のため
に用いられる材料が絶縁体であると、たとえケースが金
属製であって、それがエンドプレートの電極の極性の端
子を兼ねていたとしても、エンドプレートとケースの内
面との電気的な結合が阻害される。

【０００７】そこで、このような場合には、蓋体に、２
つの極性の端子を互いに絶縁して設けて、それぞれの極
性の電極と一体化された接続部材をこれらの端子に接続
する。そして、蓋体が金属製の場合には、蓋体それ自体
に一方の極性の端子を兼ねさせたり、さらに蓋体に電気
的に結合しているケースが金属製の場合には、その金属
ケースに一方の極性の端子を兼ねさせて、その極性の電
極と一体化された接続部材を金属製の蓋体に接続するこ
ともある。

【０００８】このように、発電要素が絶縁体で包囲され
ている場合には、２つの極性の電極から共に接続部材を
取り出して、金属製の蓋体に取り付けた端子または蓋体
自体に、その接続部材を接続する。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】上記のように、発電要
素が絶縁体で包囲されている場合には、２つの極性の電
極から共に接続部材を取り出して、金属製の蓋体に取り
付けた端子または蓋体自体に、その接続部材を接続する
のであるが、その際に、従来は、２つの極性の電極板の
それぞれと接続部材を一体化していた。その結果、次の
ような不都合があった。

【００１０】すなわち、電極板の枚数が複数になると、
複数の同一の極性の電極のそれぞれと一体化した接続部
材を集めてきて、それらを重ね合わせ、溶接や圧接によ
って結合する。その際に、結合する接続部材の枚数が多
くなるほど、溶接や圧接が不十分になって電気的な接続
が行われなくなる不良品の発生頻度が高くなる。

【００１１】また、電極の枚数が多くなるほど、多くの
接続部材を一箇所に集めることが困難になり、接続部材
を複数に分割して接続する必要が生ずる。この場合に
は、接続作業が多くなって作業が煩雑になるという不都
合がある。

【００１２】そこで、発電要素が絶縁体で包囲されてい
て、積層された部分における少なくとも１つの極性の電
極の枚数が複数である場合にも、その電極と一体化して
電気的な接続を行うための接続部材の数が少ない構成が
望まれていた。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本考案は、上述の課題を
解決するために、セパレータを介して一方の極性の電極
と他方の極性の電極とを積層してなる発電要素を絶縁体
で包囲して角形のケースに収納し、積層された部分にお
ける前記の電極の内の少なくとも１つの極性の電極が複
数であり、安全弁を備える蓋体で該ケースを封口し、互
いに絶縁して蓋体に取り付けられた端子もしくは金属製
の蓋体に、一方の極性の電極と他方の極性の電極とを、
それぞれの電極と一体化された接続部材によって電気的
に接続してなる角形電池において、積層された部分にお
いて複数である少なくとも１つの極性の前記の電極のう
ちの少なくとも１対が、ケースの底部において、断面が
Ｕ字状で活物質を坦持しない導電体によって結合されて
いて、該１対の電極の内の一方の接続部材が前記の蓋体
に取り付けられた端子もしくは金属製蓋体に電気的に接
続されてなる角形電池を提供する。

【００１４】

【作用】本考案の構成を採用すると、ケースの底部にお
いて断面がＵ字状で活物質を坦持しない導電体によって
結合されている１対の電極は、互いに電気的に結合され
ているので、これらの１対の電極の両方から接続部材を
取り出す必要はなく、片方の電極だけと一体化した接続
部材を電極端子もしくは金属製蓋体と結合するだけで、
１対の他方の電極も電気的に同じ極性に結合されて、起
電反応が起こる。

【００１５】従って、この構成を採用すれば、電極の枚
数が多くなっても、接続部材の接続箇所の数が減少し、
電極の接続不良や接続作業の煩雑さが著しく減少する作
用効果が得られる。

【００１６】

【実施例】本考案を好適な実施例によって図面を用いな
がら説明する。 ［従来の角形電池（ア）］ 図２は、従来の角形電池（ア）を、極板に垂直に高さの
方向に切断して示した縦断面の模式図である。

【００１７】図２において、（Ｉ）は、負極端子を兼
ね、ニッケルメッキを施した鉄製の角形の電池ケースで
ある。（Ｆ）は、負極の水素吸蔵電極である。（Ｇ）
は、ナイロン製の不織布からなるセパレータである。
（Ｈ）は、正極の焼結式の水酸化ニッケル電極である。

【００１８】正極板（Ｈ）３枚と負極板（Ｆ）４枚と
は、負極板が最外層になるように、セパレータ（Ｇ）を
介して、積層して極板群を構成してあり、この極板群
は、最外部の負極板が覆われるように、厚さが0.05mmで
耐アルカリ性合成樹脂薄層たるポリエチレン製の熱収縮
チューブ（Ｌ）をかぶせて、このチューブを収縮させて
ある。

【００１９】この極板群を、電池容器（Ｉ）に挿入して
電池を組み立てた。

【００２０】正極の水酸化ニッケル電極（Ｈ）の３枚に
含まれる水酸化ニッケルの合計の重量は、１セル当たり
３．９ｇである。従って、水酸化ニッケルが１電子反応
に従うことを仮定すると、電池１個の正極の理論容量は
約１．１Ａｈである。この電極には、水酸化ニッケル１
グラム当たり水酸化コバルト０．０４グラムを添加して
ある。

【００２１】負極板（Ｆ）は次のようにして製作した。

【００２２】水素吸蔵合金は、その組成が原子比でLmNi
_3.8 Co_0.7 Al_0.5 になるように、その構成元素を金属の
状態で真空にした高周波誘導炉中で溶解し、鋳造してか
ら粉砕した。ここでLmは、Laを約90重量% 含有する稀土
類金属の混合物であるランタンリッチミッシュメタルで
ある。この合金粉末を、増粘剤かつ結着剤の機能を果た
すポリビニルアルコールの水溶液に分散してペースト状
にした。そしてニッケルメッキを施した鉄製のパンチン
グメタルの両面にこのペーストを塗着し、乾燥し、プレ
スし、切断して水素吸蔵電極を製作した。

【００２３】この電池１個の負極板４枚に含まれる水素
吸蔵合金の重量は、約５．３ｇである。

【００２４】各正極板からは、活物質を保持しない導電
性芯体たるニッケルメッキを施した鉄の薄板からなるリ
ード（Ｊ）を引き出して溶接し、このリード（Ｊ）は、
安全弁を構成するリベット（Ｅ）によって正極端子から
の導通を得ている正極リード接続片（Ｊ’）に溶接して
ある。

【００２５】正極端子を兼ねた安全弁および電池蓋の構
成は次の通りである。すなわち、中央部に貫通孔を有す
る電池蓋（Ｏ）の貫通孔には、貫通孔を有するナイロン
からなるパッキング（Ａ）を介して、貫通孔を有するリ
ベット（Ｅ）が挿入してあり、リベット（Ｅ）は、電池
内部で正極リード片に当接してかしめられている。リベ
ットの貫通孔上には、ブチルゴム製の安全弁体（Ｄ）が
圧迫して載置してあり、負極の外部接続端子を兼ねてガ
ス放出孔（Ｂ１）を有するキャップ（Ｂ）は、安全弁体
（Ｄ）を内部に包含してリベット（Ｅ）の上部に溶接さ
れている。

【００２６】電池の内圧が規定値以上になると、安全弁
が開いて、内部ガスはガス放出孔（Ｂ１）から放出され
る。

【００２７】４枚の負極板はあらかじめ独立していたも
ので、各負極板からは、活物質を保持しない導電性芯体
たるニッケルメッキを施した鉄の薄板からなる接続部材
（Ｃ”）を引き出して、（Ｃ”’）の位置でこれら４枚
の接続部材を重ねて点溶接用の電極を当接し、抵抗溶接
作業をおこなった。このリード（Ｃ”）を電池蓋（Ｏ）
の内面に溶接して負極の導通を得ている。電池蓋（Ｏ）
は電池容器（Ｉ）の上端部（Ｍ）において、全周がレー
ザーによって溶接封止されている電解液として、15g/l
のLiOHおよび0.6MのZnO を含有する7M KOH水溶液を1.6m
l 注入した。 ［本考案の電池（イ）］ 図１は、本考案の角形電池（イ）の縦断面の模式図であ
る。

【００２８】電池（イ）は、電池（ア）における各々に
一体化された接続部材を有する独立した４枚の負極板の
代わりに、セパレータ（Ｇ）によって負極から絶縁され
た正極板（Ｈ）を狭持する１対の負極板２枚が、電池ケ
ース（Ｉ）の底部において、断面がＵ字状で活物質を坦
持しない導電体（Ｋ）によって結合されていて、この１
対の電極の内の一方に接続部材（Ｃ”）を一体化したも
の２対を用いている。そして、これら２対の負極板から
取り出した２枚の接続部材（Ｃ”）を（Ｃ”’）の位置
で点溶接用の電極を当接して抵抗溶接の作業をおこなっ
た。そして、この接続部材（Ｃ”）を金属製蓋体（Ｏ）
に接続している。この電池で、接続部材（Ｃ”）および
断面がＵ字状の活物質を坦持しない導電体（Ｋ）は、導
電芯体たるニッケルメッキを施した鉄の薄板である。

【００２９】そのほかの構成は、電池（ア）と同じにし
た。

【００３０】以上の２種類の電池（ア）および（イ）
を、おのおの１０，０００個組み立てて、負極の接続部
材の点溶接部（Ｃ”’）および（Ｃ’）における溶接が
不完全な電池の発生頻度を調べる試験をおこなった。

【００３１】この試験において、電池（ア）の場合に、
点溶接部（Ｃ”’）において、４枚の接続部材のいずれ
か１つでも溶接されていない電池を不良品に分類し、電
池（イ）の場合に、点溶接部（Ｃ’）において、２枚の
接続部材が溶接されていない電池を不良品に分類した。
このように不良品を分類したのは、上記の電池で、負極
板の１枚でも接続部材が溶接されていない場合に、負極
端子との電気的な接続が絶たれた負極板は電池の起電反
応に関与しなくなって、負極の電気容量が不足し、電池
の放電容量が小さくなる等の不都合が発生するからであ
る。この試験の結果を表１に示す。

【００３２】

【表１】 表１から、本発明の角形電池（イ）は、従来の角形電池
（ア）と比較して、負極板の接続端子の溶接不良の発生
頻度が著しく小さくなっていることがわかる。これは、
本発明の電池では、従来の電池と比較して、積層された
極板の枚数が同じでも、重ねて溶接される負極板の接続
部材の枚数が１／２になり、溶接されるべき接続部材間
の界面の数は、３カ所から１カ所に激減した結果、接続
部材間への異物の侵入などによる溶接不良の起こる確率
が著しく減少することに起因する。

【００３３】なお、上記の実施例では、ケースの底部に
おいて、断面がＵ字状で活物質を坦持しない導電体によ
って結合されていて、その１対の電極の内の一方の接続
部材が金属製蓋体に電気的に接続されている電極として
負極を選択した場合について説明したが、負極の代わり
に正極を選択しても、あるいは正極と負極との両方を選
択しても、この実施例と同様の作用効果がえられる。

【００３４】また、上記の実施例では、この電極とし
て、導電芯体を兼ねるニッケルメッキを施した鉄の薄板
を用いているが、そのほかに、電極の導電性支持体とし
て使用できるものであれば、金属製の薄板、金属網、エ
キスパンデッドメタル、金属繊維のマットや焼結体、発
泡メタルなどが使用できる。そして、金属繊維のマット
や焼結体や、発泡メタルのような３次元多孔体を用いる
場合には、活物質を坦持しない導電体（Ｋ）や接続部材
（Ｃ）は、圧縮しておくと曲げ加工が容易になる。

【００３５】さらに、上記の実施例では、ニッケル・金
属水素化物電池の場合について説明したが、本考案は、
このような特定の活物質の組み合わせに起因する課題を
解決するのではなくて、電池の構造に起因する課題を解
決するものであるから、そのほかに、たとえば、ニッケ
ル・カドミウム電池、ニッケル・亜鉛電池、ニッケル・
鉄電池、鉛酸電池、リチウム電池など、どのような種類
の電池であっても、上記の構造のものであれば、同様の
作用効果を奏するものである。

【００３６】また、上記の実施例では、接続部材を溶接
して電気的に接続する場合について説明したが、ボルト
及びナットで機械的に締結して電気的に接続する場合に
も、同様の作用効果を奏する。

【００３７】そして、上記の実施例では、接続部材を１
カ所に集めて接続する場合について説明したが、極板の
枚数がもっと多い場合には、接続部材の全てを１カ所に
集めると、長い接続部材を用いなければならなくなり、
その極板のオーム損が大きくなったり、１カ所で接続さ
れる接続部材の数が多くなって、接続の信頼性が一層損
なわれる。この場合に、従来の角が多蓄電池では、接続
部材を２カ所以上に分けて接続していた。しかし、本発
明の構成を用いると、接続部材の枚数が従来のおよそ１
／２になるので、極板の枚数が多くなっても、接続部材
の接続箇所の数を少なくできる。

【００３８】

【考案の効果】本考案によれば、角形電池において、発
電要素が絶縁体で包囲されていて、積層された部分にお
ける少なくとも１つの極性の電極の枚数が複数である場
合にも、その電極と一体化して電気的な接続を行うため
の接続部材の数が少ない構成が得られ、その結果、角形
電池を組み立てる際の電極の接続部材の接続不良の発生
頻度が著しく減少する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の角形電池の縦断面の模式図。

【図２】従来の角形電池の縦断面の模式図。

【符号の説明】

Ｉ 角形電池容器 Ｆ 負極板 Ｇ セパレータ Ｈ 正極板 Ｌ 熱収縮チューブ Ｃ、Ｃ” 負極板の接続部材 Ｃ’、Ｃ”’ 負極板の接続部材の接続箇所 Ｋ 断面がＵ字状で活物質を坦持しない導電
体

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁体で包囲された発電要素が角形のケー
   スに収納されており、 該発電要素はセパレータを介して一方の極性の電極と他
   方の極性の電極とを積層したものであり、 該発電要素における前記電極の内の少なくとも１つの極
   性の電極が複数であり、該ケースは安全弁を備える蓋体
   で封口されており、 一方の極性の電極は、電極と一体化された接続部材によ
   って蓋体に設けられた端子に電気的に接続され、 他方の極性の電極は、電極と一体化された接続部材によ
   って、前記端子と絶縁された金属製蓋体または前記端子
   と絶縁して蓋体に設けられた他の端子に電気的に接続さ
   れてなる角形電池において、 該発電要素において複数である少なくとも１つの極性の
   電極の内の少なくとも１対が、ケースの底部において、
   断面がＵ字状で活物質を坦持しない導電体によって結合
   されており、 該１対の電極の内の一方と一体化された接続部材が蓋体
   に取り付けられた端子もしくは金属製蓋体に電気的に接
   続されてなることを特徴とする角形電池。