JP2762782B2 - 密閉電池 - Google Patents
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電極板をセパレータを
介して渦巻状に巻回した密閉電池に関し、特にその極板
の形態の改良に関するものである。
介して渦巻状に巻回した密閉電池に関し、特にその極板
の形態の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、エレクトロニクスの進歩につれ
て、各種電子機器の主電源およびバックアップ用電源と
して、数多くの種類の電池系、形状および寸法をもった
電池が開発、実用化されている。
て、各種電子機器の主電源およびバックアップ用電源と
して、数多くの種類の電池系、形状および寸法をもった
電池が開発、実用化されている。
【０００３】特に小型密閉電池においては、カメラ一体
型ＶＴＲやブック型・ノート型・パーム型パーソナルコ
ンピュータに代表される携帯用小型電気・電子機器の電
源に使用され、急速に需要が拡大しており、高信頼性、
高容量が望まれているのが現状である。
型ＶＴＲやブック型・ノート型・パーム型パーソナルコ
ンピュータに代表される携帯用小型電気・電子機器の電
源に使用され、急速に需要が拡大しており、高信頼性、
高容量が望まれているのが現状である。
【０００４】それに伴い、これらの電池を構成するセパ
レータはより繊維径を細くし、電解液の保液性をあげて
電池寿命の向上を図ると共に、厚みを薄くすることで正
極・負極の活物質をより多く充填させ高容量化を図る傾
向にある。しかし、これらのセパレータは角型電池や扁
平型電池等のように極板の巻回を必要とせず、極板間に
セパレータを挟み込むような電池系にしか用いられてい
ないのが一般である。
レータはより繊維径を細くし、電解液の保液性をあげて
電池寿命の向上を図ると共に、厚みを薄くすることで正
極・負極の活物質をより多く充填させ高容量化を図る傾
向にある。しかし、これらのセパレータは角型電池や扁
平型電池等のように極板の巻回を必要とせず、極板間に
セパレータを挟み込むような電池系にしか用いられてい
ないのが一般である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】密閉電池において、高
信頼性、高容量化を図るため、電極板を繊維径が細く、
かつ厚みの薄い織布や不織布または多孔質構造を有する
有機高分子膜のセパレータを介して渦巻状に巻回した場
合、角張って巻かれた極板によりセパレータは過剰に引
っ張られる。さらに、これらのセパレータは比較的強度
が弱いために巻回時にセパレータが切れてしまうという
課題がある。また通常、ペースト式電極板は芯材３を中
心にしてその上下両面に活物質１，２を塗着した図３の
構成をとるが、巻回時に巻回軸芯側である電極板の内周
側は圧縮され、反対に外周側は伸長されるため、特に、
外周側において電極板の伸長時にクラックが発生し、そ
の部分で活物質の脱落やバリが生じ、このうちバリは比
較的強度の弱いセパレータを貫通するため、リーク不良
（短絡）を生じるという課題がある。
信頼性、高容量化を図るため、電極板を繊維径が細く、
かつ厚みの薄い織布や不織布または多孔質構造を有する
有機高分子膜のセパレータを介して渦巻状に巻回した場
合、角張って巻かれた極板によりセパレータは過剰に引
っ張られる。さらに、これらのセパレータは比較的強度
が弱いために巻回時にセパレータが切れてしまうという
課題がある。また通常、ペースト式電極板は芯材３を中
心にしてその上下両面に活物質１，２を塗着した図３の
構成をとるが、巻回時に巻回軸芯側である電極板の内周
側は圧縮され、反対に外周側は伸長されるため、特に、
外周側において電極板の伸長時にクラックが発生し、そ
の部分で活物質の脱落やバリが生じ、このうちバリは比
較的強度の弱いセパレータを貫通するため、リーク不良
（短絡）を生じるという課題がある。
【０００６】一方電池の高容量化を目的に、電池ケース
の一定容積内に正極・負極活物質をより多く充填するた
め、セパレータの厚みを薄くした場合、上記と同様の課
題が発生する。さらに正極板、負極板を厚くすると電池
ケースに挿入できない場合があり、厚くすることにも限
界がある。
の一定容積内に正極・負極活物質をより多く充填するた
め、セパレータの厚みを薄くした場合、上記と同様の課
題が発生する。さらに正極板、負極板を厚くすると電池
ケースに挿入できない場合があり、厚くすることにも限
界がある。
【０００７】特開昭５４−１０６８３１号公報ではカド
ミウムを主体としたペースト負極合剤を芯材に塗着し、
表面に筋状凹部を形成した未化板において、その周縁部
の一部に幅が極板全幅の１／３０〜１／６であり、かつ
厚さが未加圧部の厚さの１／２〜１／３であるプレス部
を設けた後、化成処理をする方法が提案されている。し
かしこの例では電極板周縁部の筋状凹部がプレスにより
つぶれるため、巻回時プレス部分にクラックが発生し、
そのクラックのエッジやバリがセパレータを貫通するた
め、リーク不良（短絡）が発生する。またそのクラック
のエッジやバリがセパレータを貫通せずに食い込んでい
た場合、負極板がカドミウムを主体とするアルカリ蓄電
池であるならば、充放電サイクルを繰り返すことによ
り、その部分からカドミウムのデンドライトが発生し、
ついにはリークし寿命低下の要因となり、前記課題を解
決できない。
ミウムを主体としたペースト負極合剤を芯材に塗着し、
表面に筋状凹部を形成した未化板において、その周縁部
の一部に幅が極板全幅の１／３０〜１／６であり、かつ
厚さが未加圧部の厚さの１／２〜１／３であるプレス部
を設けた後、化成処理をする方法が提案されている。し
かしこの例では電極板周縁部の筋状凹部がプレスにより
つぶれるため、巻回時プレス部分にクラックが発生し、
そのクラックのエッジやバリがセパレータを貫通するた
め、リーク不良（短絡）が発生する。またそのクラック
のエッジやバリがセパレータを貫通せずに食い込んでい
た場合、負極板がカドミウムを主体とするアルカリ蓄電
池であるならば、充放電サイクルを繰り返すことによ
り、その部分からカドミウムのデンドライトが発生し、
ついにはリークし寿命低下の要因となり、前記課題を解
決できない。
【０００８】また、特開昭５８−２４２４６７号公報で
はニッケル金属のスポンジ状多孔体に水酸化ニッケルを
主とする活物質を充填した正極板において、Ｖ字状の溝
を設ける方法が提案されている。しかし負極板には筋状
凹部がなく、繊維径の細い、または厚みの薄いセパレー
タと組み合わせて巻回した場合、スポンジ状多孔体ニッ
ケル金属を基体とする正極板は、筋状凹部のない負極板
の巻回状態に支配されるため、角張って巻かれた極板に
よりセパレータが過剰に引っ張られて切れる欠点があ
る。
はニッケル金属のスポンジ状多孔体に水酸化ニッケルを
主とする活物質を充填した正極板において、Ｖ字状の溝
を設ける方法が提案されている。しかし負極板には筋状
凹部がなく、繊維径の細い、または厚みの薄いセパレー
タと組み合わせて巻回した場合、スポンジ状多孔体ニッ
ケル金属を基体とする正極板は、筋状凹部のない負極板
の巻回状態に支配されるため、角張って巻かれた極板に
よりセパレータが過剰に引っ張られて切れる欠点があ
る。
【０００９】また、負極板が角張って巻かれている部分
とセパレータを介して対向している正極板も同様に角張
って巻かれており、その部分におけるＶ字状の溝の表面
に近い部分はスポンジ状多孔体のニッケル金属が露出し
ている場合が多く、それがセパレータを貫通してリーク
不良となる課題がある。さらに、正極板の凹部（溝）の
先端部がＶ字状で鋭角であるとき、巻回時にその部分の
スポンジ状多孔体ニッケル金属が切れて広がるので活物
質が脱落するという課題もある。
とセパレータを介して対向している正極板も同様に角張
って巻かれており、その部分におけるＶ字状の溝の表面
に近い部分はスポンジ状多孔体のニッケル金属が露出し
ている場合が多く、それがセパレータを貫通してリーク
不良となる課題がある。さらに、正極板の凹部（溝）の
先端部がＶ字状で鋭角であるとき、巻回時にその部分の
スポンジ状多孔体ニッケル金属が切れて広がるので活物
質が脱落するという課題もある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明は、スポンジ状多孔体に活物質を充填した正極
板とシート状の芯材の上下両面にペースト状活物質を塗
着したペースト式負極板とこの両者間にセパレータを介
して渦巻状に巻回した密閉電池であって、負極板の塗着
活物質の巻回外側全面もしくは、この負極板と正極板の
巻回外側全面に極板の幅方向に沿って断面形状が台形も
しくは半だ円形である筋状凹部を複数平行に設けたもの
である。
に本発明は、スポンジ状多孔体に活物質を充填した正極
板とシート状の芯材の上下両面にペースト状活物質を塗
着したペースト式負極板とこの両者間にセパレータを介
して渦巻状に巻回した密閉電池であって、負極板の塗着
活物質の巻回外側全面もしくは、この負極板と正極板の
巻回外側全面に極板の幅方向に沿って断面形状が台形も
しくは半だ円形である筋状凹部を複数平行に設けたもの
である。
【００１１】
【作用】本発明は芯材の両面にペースト状活物質を塗着
した負極板の塗着活物質の巻回外側全面に、極板幅方向
に沿って断面形状が台形もしくは半だ円形の筋状凹部を
多数設けたので、渦巻き状への巻回時に極板外面に働く
伸びを前記筋状凹部の外方への拡がりによって可能にし
ている。しかもこの負極板の厚さにも依存するが、総じ
て巻き易いので真円に近い形状で巻き始めの直径の比較
的小さい電極群とすることもできる。なおスポンジ状多
孔体を芯材に用いた正極板は、負極板に比べて巻回時に
伸び易いため、渦巻状電極群は負極板の巻回に追従して
円滑に行なえる。また、筋状凹部は、その最底部分が台
形もしくは半だ円であってＶ字状の溝のように鋭角部分
がないため、巻回時の応力が筋状凹部の１箇所に集中す
ることなく分散され、芯材である例えばニッケル金属や
活物質そのものが切れて広がることは殆んどないので、
活物質の脱落もない。さらに、巻回した電極群の形状が
より真円に近づくため、電池ケースの内径に対し、電極
群の外径に余裕があるので、その分だけ電極板の厚みを
厚くして容量アップを図ることができる。なお、このよ
うな負極板であっても、極板の巻回内側のみに筋状凹部
を設けると、渦巻き状電極群形成時に極板の巻回外側面
が伸びにくいので、巻き始めの直径を小さくすることは
難しい。
した負極板の塗着活物質の巻回外側全面に、極板幅方向
に沿って断面形状が台形もしくは半だ円形の筋状凹部を
多数設けたので、渦巻き状への巻回時に極板外面に働く
伸びを前記筋状凹部の外方への拡がりによって可能にし
ている。しかもこの負極板の厚さにも依存するが、総じ
て巻き易いので真円に近い形状で巻き始めの直径の比較
的小さい電極群とすることもできる。なおスポンジ状多
孔体を芯材に用いた正極板は、負極板に比べて巻回時に
伸び易いため、渦巻状電極群は負極板の巻回に追従して
円滑に行なえる。また、筋状凹部は、その最底部分が台
形もしくは半だ円であってＶ字状の溝のように鋭角部分
がないため、巻回時の応力が筋状凹部の１箇所に集中す
ることなく分散され、芯材である例えばニッケル金属や
活物質そのものが切れて広がることは殆んどないので、
活物質の脱落もない。さらに、巻回した電極群の形状が
より真円に近づくため、電池ケースの内径に対し、電極
群の外径に余裕があるので、その分だけ電極板の厚みを
厚くして容量アップを図ることができる。なお、このよ
うな負極板であっても、極板の巻回内側のみに筋状凹部
を設けると、渦巻き状電極群形成時に極板の巻回外側面
が伸びにくいので、巻き始めの直径を小さくすることは
難しい。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面に基づい
て説明する。
て説明する。
【００１３】（実施例１） 多孔度９６％、平均孔径１５０μｍ、高さ１．２ｍｍの
スポンジ状ニッケル金属基体を芯材３として用意する。
一方水酸化ニッケル８５重量部、カーボニルコバルト７
重量部、カーボニルニッケル８重量部を加えて十分混合
し、これを２％濃度のカルボキシメチルセルローズ水溶
液でペースト状の正極合剤に調整して基体に充填し、こ
れを半乾燥状態で加圧して厚さを０．７７ｍｍに調整
後、３％濃度のフッ素樹脂水性ディスパージョンを含浸
し、９０℃で２時間乾燥させて正極板とした。この正極
板の筋状凹部４の断面形状は、上底（正極板の厚みの中
心側）が０．１ｍｍ、下底（正極板の表面側）が０．５
ｍｍの台形で、凹部相互の間隔および深さはそれぞれ２
ｍｍ，０．１ｍｍとした。この正極板はロールプレス機
表面に鏡面対象の筋状凸部を設け、両面にプレスするこ
とにより得た。負極板は公知の芯材の上下両面にペース
ト状活物質を塗着したペースト式カドミウム極とし、そ
の厚みは０．７２ｍｍ、ペースト状活物質に設けた筋状
凹部４の断面形状は短半径が０．２５ｍｍの図２に示す
ような半だ円形で、凹部相互の間隔および深さはそれぞ
れ２ｍｍ、０．１ｍｍとし、正極板と同様の方法により
筋状凹部を得た。これらの極板を材質が６−ナイロン、
平均繊維径が１μｍ、厚みが０．１６ｍｍの不織布のセ
パレータを介して渦巻状に巻回し、これに比重１．３０
の水酸化カリウム水溶液を電解液として用いて、Ａサイ
ズの密閉電池を構成した。
スポンジ状ニッケル金属基体を芯材３として用意する。
一方水酸化ニッケル８５重量部、カーボニルコバルト７
重量部、カーボニルニッケル８重量部を加えて十分混合
し、これを２％濃度のカルボキシメチルセルローズ水溶
液でペースト状の正極合剤に調整して基体に充填し、こ
れを半乾燥状態で加圧して厚さを０．７７ｍｍに調整
後、３％濃度のフッ素樹脂水性ディスパージョンを含浸
し、９０℃で２時間乾燥させて正極板とした。この正極
板の筋状凹部４の断面形状は、上底（正極板の厚みの中
心側）が０．１ｍｍ、下底（正極板の表面側）が０．５
ｍｍの台形で、凹部相互の間隔および深さはそれぞれ２
ｍｍ，０．１ｍｍとした。この正極板はロールプレス機
表面に鏡面対象の筋状凸部を設け、両面にプレスするこ
とにより得た。負極板は公知の芯材の上下両面にペース
ト状活物質を塗着したペースト式カドミウム極とし、そ
の厚みは０．７２ｍｍ、ペースト状活物質に設けた筋状
凹部４の断面形状は短半径が０．２５ｍｍの図２に示す
ような半だ円形で、凹部相互の間隔および深さはそれぞ
れ２ｍｍ、０．１ｍｍとし、正極板と同様の方法により
筋状凹部を得た。これらの極板を材質が６−ナイロン、
平均繊維径が１μｍ、厚みが０．１６ｍｍの不織布のセ
パレータを介して渦巻状に巻回し、これに比重１．３０
の水酸化カリウム水溶液を電解液として用いて、Ａサイ
ズの密閉電池を構成した。
【００１４】（実施例２） 焼結式の水酸化ニッケル正極で筋状凹部は設けず、厚み
を０．７０ｍｍとした。負極は実施例１と同材質で、厚
みは０．６５ｍｍで、ペースト状活物質に設けた筋状凹
部の断面形状は、図１に示すように上底（負極板の厚み
の中心側）が０．０３ｍｍ、下底（負極板の表面側）が
０．３ｍｍの台形で、凹部相互の間隔および深さはそれ
ぞれ１ｍｍ、０．２ｍｍとした。この負極板はロールプ
レス機の表面に鏡面対称の筋状凸部を設け、両面にプレ
スすることにより得た。これらの極板を材質がポリプロ
ピレン、平均孔径が３０μｍ、厚みが０．１０ｍｍの多
孔質構造の高分子膜よりなるセパレータを介して渦巻状
に巻回し、これに比重１．３０の水酸化カリウム水溶液
を電解液として用いて、Ａサイズの密閉電池を構成し
た。
を０．７０ｍｍとした。負極は実施例１と同材質で、厚
みは０．６５ｍｍで、ペースト状活物質に設けた筋状凹
部の断面形状は、図１に示すように上底（負極板の厚み
の中心側）が０．０３ｍｍ、下底（負極板の表面側）が
０．３ｍｍの台形で、凹部相互の間隔および深さはそれ
ぞれ１ｍｍ、０．２ｍｍとした。この負極板はロールプ
レス機の表面に鏡面対称の筋状凸部を設け、両面にプレ
スすることにより得た。これらの極板を材質がポリプロ
ピレン、平均孔径が３０μｍ、厚みが０．１０ｍｍの多
孔質構造の高分子膜よりなるセパレータを介して渦巻状
に巻回し、これに比重１．３０の水酸化カリウム水溶液
を電解液として用いて、Ａサイズの密閉電池を構成し
た。
【００１５】比較例として実施例１と構成は同様である
が、正極板・負極板共に筋状凹部はなく、図３に示した
構造でその厚みがそれぞれ０．７０ｍｍ，０．６５ｍｍ
の極板を用いて電池を構成した。実施例１、実施例２お
よび比較例共にそれぞれの正極・負極の充填密度と電解
液量は同一である。
が、正極板・負極板共に筋状凹部はなく、図３に示した
構造でその厚みがそれぞれ０．７０ｍｍ，０．６５ｍｍ
の極板を用いて電池を構成した。実施例１、実施例２お
よび比較例共にそれぞれの正極・負極の充填密度と電解
液量は同一である。
【００１６】実施例１，実施例２共に負極板がより真円
に巻かれているので、正極板も負極板の巻回状態に追従
してより真円に巻かれている。この事により電極板の角
部やバリ等は生じなく、これによるセパレータの切れや
電極板のクラックの発生は見られなかった。以下筋状凹
部について詳細に報告する。
に巻かれているので、正極板も負極板の巻回状態に追従
してより真円に巻かれている。この事により電極板の角
部やバリ等は生じなく、これによるセパレータの切れや
電極板のクラックの発生は見られなかった。以下筋状凹
部について詳細に報告する。
【００１７】筋状凹部の断面形状については三角形等は
溝の先端部がＶ字状であるため、巻回時に先端部が切れ
て広がり活物質が脱落する。従って台形または半だ円形
が良い。台形の場合上底（電極板の中心側）の幅が０．
０１ｍｍ未満の場合、巻回時にその部分が切れて広がり
活物質が脱落する欠点があり、０．５ｍｍを超える場合
はプレス時に溝と溝の間が膨れ、その部分が脆くなって
活物質が脱落するため、０．０１〜０．５ｍｍが良い。
また、下底（電極板の表面側）の幅が３ｍｍを超えた場
合も、プレス時に溝と溝の間が膨れ、その部分が脆くな
り活物質が脱落するので、３ｍｍ以下が良く、特に０．
１〜３ｍｍが好ましい。溝が半だ円形の場合は短い方の
半径が１．５ｍｍを超えた場合、台形と同じくプレス時
に溝と溝の間が膨れ、その部分が脆くなって活物質が脱
落するので、半径は３ｍｍ以下が良く、特に０．０５〜
１．５ｍｍが好ましい。溝形状が台形、半だ円形の場合
を実施例１および実施例２に示した。
溝の先端部がＶ字状であるため、巻回時に先端部が切れ
て広がり活物質が脱落する。従って台形または半だ円形
が良い。台形の場合上底（電極板の中心側）の幅が０．
０１ｍｍ未満の場合、巻回時にその部分が切れて広がり
活物質が脱落する欠点があり、０．５ｍｍを超える場合
はプレス時に溝と溝の間が膨れ、その部分が脆くなって
活物質が脱落するため、０．０１〜０．５ｍｍが良い。
また、下底（電極板の表面側）の幅が３ｍｍを超えた場
合も、プレス時に溝と溝の間が膨れ、その部分が脆くな
り活物質が脱落するので、３ｍｍ以下が良く、特に０．
１〜３ｍｍが好ましい。溝が半だ円形の場合は短い方の
半径が１．５ｍｍを超えた場合、台形と同じくプレス時
に溝と溝の間が膨れ、その部分が脆くなって活物質が脱
落するので、半径は３ｍｍ以下が良く、特に０．０５〜
１．５ｍｍが好ましい。溝形状が台形、半だ円形の場合
を実施例１および実施例２に示した。
【００１８】筋状凹部の相互の間隔については、０．１
ｍｍ未満の場合、電極板の表面から活物質が脱落する欠
点があり、また１０ｍｍを超えた場合、巻回時に電極板
の溝と溝との間でクラックが発生するため、溝間隔は
０．１〜１０ｍｍが良く、特に０．５〜８ｍｍが好まし
い。溝間隔が１ｍｍ，２ｍｍの場合をそれぞれ実施例
２、実施例１に示した。
ｍｍ未満の場合、電極板の表面から活物質が脱落する欠
点があり、また１０ｍｍを超えた場合、巻回時に電極板
の溝と溝との間でクラックが発生するため、溝間隔は
０．１〜１０ｍｍが良く、特に０．５〜８ｍｍが好まし
い。溝間隔が１ｍｍ，２ｍｍの場合をそれぞれ実施例
２、実施例１に示した。
【００１９】筋状凹部の深さについては、電極板厚みの
１／２５未満の場合、凹部の深さが浅く、巻回時に電極
板のクラックが発生する欠点があり、１／３を超えた場
合、電極板の表面から活物質が脱落するため、凹部の深
さは電極板厚みの１／２５〜１／３が良く、特に１／２
０〜１／３が好ましい。凹部の深さが電極板の厚みの約
１／７、約１／３の場合をそれぞれ実施例１、実施例２
に示した。
１／２５未満の場合、凹部の深さが浅く、巻回時に電極
板のクラックが発生する欠点があり、１／３を超えた場
合、電極板の表面から活物質が脱落するため、凹部の深
さは電極板厚みの１／２５〜１／３が良く、特に１／２
０〜１／３が好ましい。凹部の深さが電極板の厚みの約
１／７、約１／３の場合をそれぞれ実施例１、実施例２
に示した。
【００２０】筋状凹部は図２に示すようなペースト式負
極板の塗着活物質の巻回外側全面もしくは、図１に示す
ようなペースト式負極板の両面の塗着活物質の全面に複
数平行に設けるのが良いが、一方の面に凹部を設ける場
合は、負極板の塗着活物質の巻回外側全面に複数平行に
設けることが好ましい。また、凹部は巻回方向に対して
垂直方向、すなわち極板の幅方向に沿って設けるのが好
ましく、より真円に巻くことができる。
極板の塗着活物質の巻回外側全面もしくは、図１に示す
ようなペースト式負極板の両面の塗着活物質の全面に複
数平行に設けるのが良いが、一方の面に凹部を設ける場
合は、負極板の塗着活物質の巻回外側全面に複数平行に
設けることが好ましい。また、凹部は巻回方向に対して
垂直方向、すなわち極板の幅方向に沿って設けるのが好
ましく、より真円に巻くことができる。
【００２１】これら凹部の形状、間隔、深さは、二液性
硬化樹脂により固めた後、裁断機により裁断し、その断
面を顕微鏡で１００倍に撮り、測定点２０箇所の平均を
求めた。
硬化樹脂により固めた後、裁断機により裁断し、その断
面を顕微鏡で１００倍に撮り、測定点２０箇所の平均を
求めた。
【００２２】セパレータの孔径および繊維径はその表面
を走査型電子顕微鏡で２００倍に撮り、測定点５０箇所
の平均を求め、膜厚はダイヤルシックネスゲージ（測定
圧１．４Ｎ）にて測定した。また寿命評価は、１Ｃ（電
池の公称容量を表す数値）電流での充放電を繰り返し、
初期容量の６０％になるときのサイクル数をみた。
を走査型電子顕微鏡で２００倍に撮り、測定点５０箇所
の平均を求め、膜厚はダイヤルシックネスゲージ（測定
圧１．４Ｎ）にて測定した。また寿命評価は、１Ｃ（電
池の公称容量を表す数値）電流での充放電を繰り返し、
初期容量の６０％になるときのサイクル数をみた。
【００２３】電極板の筋状凹部の形状、間隔、深さとリ
ーク不良、寿命、標準容量の関係を（表１）に示す。な
お寿命、容量については比較例を１００としてその指数
で示した。
ーク不良、寿命、標準容量の関係を（表１）に示す。な
お寿命、容量については比較例を１００としてその指数
で示した。
【００２４】
【表１】
【００２５】（表１）から明らかなように、繊維径の細
いまたは厚みの薄いセパレータと組み合わせても、負極
板の塗着活物質の巻回外側全面もしくは、この負極板と
正極板の巻回外側全面に断面形状が台形もしくは半だ円
形である筋状凹部を複数平行に設けることにより、真円
に近い状態で巻くことができ、電極板の角部やバリによ
るセパレータの切れもなく、リーク不良は皆無となり、
かつ寿命を従来の約１．５倍にすることができた。さら
にセパレータを薄くし、正極・負極板の厚みを厚くして
渦巻状に巻回することで、これまでに比べて約２０％の
容量増となり、しかもリーク不良や寿命低下のような不
具合も解消される。
いまたは厚みの薄いセパレータと組み合わせても、負極
板の塗着活物質の巻回外側全面もしくは、この負極板と
正極板の巻回外側全面に断面形状が台形もしくは半だ円
形である筋状凹部を複数平行に設けることにより、真円
に近い状態で巻くことができ、電極板の角部やバリによ
るセパレータの切れもなく、リーク不良は皆無となり、
かつ寿命を従来の約１．５倍にすることができた。さら
にセパレータを薄くし、正極・負極板の厚みを厚くして
渦巻状に巻回することで、これまでに比べて約２０％の
容量増となり、しかもリーク不良や寿命低下のような不
具合も解消される。
【００２６】
【発明の効果】以上、詳述したように本発明によれば、
とくに芯材の上下両面にペースト状活物質を塗着したペ
ースト式負極板の塗着活物質の巻回外側全面に断面形状
が台形もしくは半だ円形である筋状凹部を複数平行に設
けたので、巻回時に筋状凹部が外方へ拡がって、極板の
外側部分の伸びを可能にし、巻回時の応力が筋状凹部の
１箇所に集中することなく分散させることができるの
で、芯材の両面に塗着したペースト状活物質それ自体に
クラックの発生が殆どなく、活物質の脱落を防止でき、
かつ巻き易いので真円に近い状態で電極群を構成でき
る。
とくに芯材の上下両面にペースト状活物質を塗着したペ
ースト式負極板の塗着活物質の巻回外側全面に断面形状
が台形もしくは半だ円形である筋状凹部を複数平行に設
けたので、巻回時に筋状凹部が外方へ拡がって、極板の
外側部分の伸びを可能にし、巻回時の応力が筋状凹部の
１箇所に集中することなく分散させることができるの
で、芯材の両面に塗着したペースト状活物質それ自体に
クラックの発生が殆どなく、活物質の脱落を防止でき、
かつ巻き易いので真円に近い状態で電極群を構成でき
る。
【図１】本発明によるアルカリ蓄電池の負極板の一例を
示す断面図
示す断面図
【図２】本発明によるアルカリ蓄電池の負極板の一例を
示す断面図
示す断面図
【図３】従来のアルカリ蓄電池の負極板の一例を示す断
面図
面図
１ 正極合剤 ２ 負極合剤 ３ 芯材 ４ 筋状凹部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 海谷 英男 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−229952（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−310555（ＪＰ，Ａ)
Claims (6)
- 【請求項１】スポンジ状多孔体に活物質を充填した正極
板とシート状の芯材の上下両面にペースト状活物質を塗
着したペースト式負極板とこの両者間に介在したセパレ
ータを渦巻状に巻回した密閉電池であって、負極板の塗
着活物質の巻回外側全面もしくは、この負極板と正極板
の巻回外側全面に極板の幅方向に沿って断面形状が台形
もしくは半だ円形の筋状凹部を複数平行に設けたことを
特徴とする密閉電池。 - 【請求項２】セパレータが９μｍ以下の平均繊維径をも
ち、０．２０ｍｍ以下の厚みの織布または不織布である
ことを特徴とする請求項１記載の密閉電池。 - 【請求項３】セパレータが５０μｍ以下の平均孔径をも
ち、かつ０．１５ｍｍ以下の厚みの多孔質構造を有する
有機高分子膜であることを特徴とする請求項１記載の密
閉電池。 - 【請求項４】筋状凹部の形状が、電極板の厚みの中心側
の幅が０．０１〜０．５ｍｍ、電極板の表面側の幅が
０．１〜３ｍｍの台形かまたは短半径が０．０５〜１．
５ｍｍの半だ円形であることを特徴とする請求項１記載
の密閉電池。 - 【請求項５】筋状凹部の相互の間隔が０．１〜１０ｍｍ
であることを特徴とする請求項１記載の密閉電池。 - 【請求項６】筋状凹部の深さが電極板の厚みの１／２５
〜１／３であることを特徴とする請求項１記載の密閉電
池。
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|---|---|---|---|
| JP3193909A JP2762782B2 (ja) | 1991-08-02 | 1991-08-02 | 密閉電池 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3193909A JP2762782B2 (ja) | 1991-08-02 | 1991-08-02 | 密閉電池 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0541211A JPH0541211A (ja) | 1993-02-19 |
| JP2762782B2 true JP2762782B2 (ja) | 1998-06-04 |
Family
ID=16315761
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP3193909A Expired - Fee Related JP2762782B2 (ja) | 1991-08-02 | 1991-08-02 | 密閉電池 |
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| JP4744617B2 (ja) * | 2008-05-22 | 2011-08-10 | パナソニック株式会社 | 二次電池用電極群およびこれを用いた二次電池 |
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| US10569480B2 (en) | 2014-10-03 | 2020-02-25 | Massachusetts Institute Of Technology | Pore orientation using magnetic fields |
| US10675819B2 (en) | 2014-10-03 | 2020-06-09 | Massachusetts Institute Of Technology | Magnetic field alignment of emulsions to produce porous articles |
| JP2018170143A (ja) * | 2017-03-29 | 2018-11-01 | 株式会社安永 | 金型 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63310555A (ja) * | 1987-06-12 | 1988-12-19 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 電池用セパレ−タ |
| JPH04229952A (ja) * | 1990-12-27 | 1992-08-19 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 円筒密閉形アルカリ蓄電池用渦巻き電極体 |
-
1991
- 1991-08-02 JP JP3193909A patent/JP2762782B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0541211A (ja) | 1993-02-19 |
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