JP2765262B2 - 角形小型密閉電池 - Google Patents
角形小型密閉電池Info
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- JP2765262B2 JP2765262B2 JP3088194A JP8819491A JP2765262B2 JP 2765262 B2 JP2765262 B2 JP 2765262B2 JP 3088194 A JP3088194 A JP 3088194A JP 8819491 A JP8819491 A JP 8819491A JP 2765262 B2 JP2765262 B2 JP 2765262B2
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- negative electrode
- positive electrode
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、角形小型密閉電池に関
するものである。
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、高信頼性と長寿命の観点から、ニッケル・カドミ
ウム系，ニッケル・水素（金属水素化物）系などの密閉
形アルカリ蓄電池が数多く使用されている。特に、ポー
タブル機器において、電源の小型・薄型化および高容量
化のニーズに対応するために、角形、特に薄い角形小型
密閉電池が開発され、用途が急速に拡大されつつある。
このような角形小型密閉電池が実用化されたのは、精密
かつ確実な溶接技術といえるレーザービーム溶接法を適
用して、電池要素を収納した金属製の有底角形ケースの
開口上縁部と、金属製ふた体とを液密，気密に密封口す
る手段が確立されたことに負うところが大きい。通常、
前記ふた体には、復元式排気機構を内蔵した端子が、ガ
スケットを介して取り付けられており、ふた体とは電気
的に絶縁されている。
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、高信頼性と長寿命の観点から、ニッケル・カドミ
ウム系，ニッケル・水素（金属水素化物）系などの密閉
形アルカリ蓄電池が数多く使用されている。特に、ポー
タブル機器において、電源の小型・薄型化および高容量
化のニーズに対応するために、角形、特に薄い角形小型
密閉電池が開発され、用途が急速に拡大されつつある。
このような角形小型密閉電池が実用化されたのは、精密
かつ確実な溶接技術といえるレーザービーム溶接法を適
用して、電池要素を収納した金属製の有底角形ケースの
開口上縁部と、金属製ふた体とを液密，気密に密封口す
る手段が確立されたことに負うところが大きい。通常、
前記ふた体には、復元式排気機構を内蔵した端子が、ガ
スケットを介して取り付けられており、ふた体とは電気
的に絶縁されている。
【０００３】その従来例を図面を参照して説明する。図
６において、キャップ状正極端子６１は金属製ふた体６
２に固定されており、上記金属製ふた体６２は金属製ケ
ース６３にレーザービームで封着されている。そして金
属製ケース６３内には、アルカリ電解液が含浸された正
極板と通常、正極板より１枚多い負極板間にマット状セ
パレータを介在させた極板群からなる電池要素が収納さ
れている。正極板のタブと正極端子間はリード板で接続
され、ケース内壁に負極板が押圧され電気的に接続され
ている。前記極板群はケース底部に接する程度に挿入さ
れ、極板群上端とふた体下面間に絶縁枠体を間挿し、電
気的に短絡しないようにしている。
６において、キャップ状正極端子６１は金属製ふた体６
２に固定されており、上記金属製ふた体６２は金属製ケ
ース６３にレーザービームで封着されている。そして金
属製ケース６３内には、アルカリ電解液が含浸された正
極板と通常、正極板より１枚多い負極板間にマット状セ
パレータを介在させた極板群からなる電池要素が収納さ
れている。正極板のタブと正極端子間はリード板で接続
され、ケース内壁に負極板が押圧され電気的に接続され
ている。前記極板群はケース底部に接する程度に挿入さ
れ、極板群上端とふた体下面間に絶縁枠体を間挿し、電
気的に短絡しないようにしている。
【０００４】そして図７に示すように絶縁枠体６４は、
底部６４ａの一部が抜けた箱状構造で、底部６４ａと枠
部６４ｂの下面が、極板群の上端に載置される。絶縁枠
体６４の底のない部分から、図示はしなかったが、正極
板のタブが突出されるようにし、このタブと正極端子間
をリード板で接続している。
底部６４ａの一部が抜けた箱状構造で、底部６４ａと枠
部６４ｂの下面が、極板群の上端に載置される。絶縁枠
体６４の底のない部分から、図示はしなかったが、正極
板のタブが突出されるようにし、このタブと正極端子間
をリード板で接続している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ポータブル機器用電源
は、前述したように、小型・薄型化，高容量化が重要な
因子であるが、機器自体と共に、耐振性，耐衝撃性など
の機械的強度の点でも信頼性が高いことが要求される。
前記した従来の構造，構成の角形小型密閉電池において
は、倒立状態で落下試験を実施した場合、外観上は何等
支障はないにもかかわらず、内部短絡事故が発生するも
のが多く見出され、信頼性の点からまだ満足できるもの
ではなく、絶縁枠体の構造に充分な機能を達成すること
ができなかったものである。
は、前述したように、小型・薄型化，高容量化が重要な
因子であるが、機器自体と共に、耐振性，耐衝撃性など
の機械的強度の点でも信頼性が高いことが要求される。
前記した従来の構造，構成の角形小型密閉電池において
は、倒立状態で落下試験を実施した場合、外観上は何等
支障はないにもかかわらず、内部短絡事故が発生するも
のが多く見出され、信頼性の点からまだ満足できるもの
ではなく、絶縁枠体の構造に充分な機能を達成すること
ができなかったものである。
【０００６】すなわち、従来の角形小型密閉電池の倒立
状態などでの落下衝撃によって内部短絡事故が発生する
原因は、従来の絶縁枠体の構造では、極板群の最も高い
正極板の上縁部を保持しているに過ぎないので、落下衝
撃により、正極板の上縁部が折れ曲がり、一部の電池
で、その部分が負極性のケース内壁に接触して、内部短
絡を惹起していた。
状態などでの落下衝撃によって内部短絡事故が発生する
原因は、従来の絶縁枠体の構造では、極板群の最も高い
正極板の上縁部を保持しているに過ぎないので、落下衝
撃により、正極板の上縁部が折れ曲がり、一部の電池
で、その部分が負極性のケース内壁に接触して、内部短
絡を惹起していた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述した不充
分な信頼性上の課題を解決した角形小型密閉電池を提供
するもので、倒立状態での落下衝撃によって、正・負極
板が容易にずれたり変形しないように、絶縁枠体の構造
を改良し、内部短絡事故の課題を解決したものである。
分な信頼性上の課題を解決した角形小型密閉電池を提供
するもので、倒立状態での落下衝撃によって、正・負極
板が容易にずれたり変形しないように、絶縁枠体の構造
を改良し、内部短絡事故の課題を解決したものである。
【０００８】すなわち、電池ケース内壁に接触し、かつ
極板群の外側に露出配置されている２枚の負極板の上縁
全面を押圧し、ケース内壁が露出しないように電気的に
隔離する負極板上縁保持枠部を有する絶縁枠体を、極板
上端とふた体下面間に挿入したことにより従来の内部短
絡事故の課題を解決したものである。
極板群の外側に露出配置されている２枚の負極板の上縁
全面を押圧し、ケース内壁が露出しないように電気的に
隔離する負極板上縁保持枠部を有する絶縁枠体を、極板
上端とふた体下面間に挿入したことにより従来の内部短
絡事故の課題を解決したものである。
【０００９】
【作用】本発明では、絶縁枠体の下面が、上縁部の高さ
が相違する正・負極板からなる極板群においても、極板
群の外側に露出配置された２枚の負極板上縁全面を確実
に押圧保持するために、電池を表裏無作為に使用して
も、正負極板が接触して内部短絡を起す惧れのないもの
である。
が相違する正・負極板からなる極板群においても、極板
群の外側に露出配置された２枚の負極板上縁全面を確実
に押圧保持するために、電池を表裏無作為に使用して
も、正負極板が接触して内部短絡を起す惧れのないもの
である。
【００１０】
【実施例】以下本発明の一実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００１１】図１，２において、１は正極端子、１ａは
キャップ、１ｂは安全弁体、１ｃは中空リベットで、そ
の上面にキャップ１ａを固定すると共にキャップ内に安
全弁体１ｂを収納している。２はふた体で、座金１ｅお
よびガスケット１ｄを介して、中空リベットの下端をか
しめて液密，気密に一体化しており、ふた体の周辺部と
ケース３の開口上縁部とはレーザービーム溶接法で密封
口されている。４は正極板、４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは
それぞれ正極の活物質保持部，集電部，タブ，リード板
である。５は負極板、６はセパレータ、７は絶縁枠体、
７ａ，７ｂおよび７ｃはそれぞれ補強棒，正極板および
負極板上縁保持枠部である。本実施例の角形小型密閉電
池の負極板は２枚を連結部で接続した対で使用するの
で、偶数枚（薄い角形小型密閉電池においては、実質的
に４枚または２枚）で構成される。正極板は、負極板よ
り１枚少ない奇数枚で、袋状セパレータで各々包被さ
れ、対を形成している負極板間および背面に正・負極交
互になるように極板群を構成している。
キャップ、１ｂは安全弁体、１ｃは中空リベットで、そ
の上面にキャップ１ａを固定すると共にキャップ内に安
全弁体１ｂを収納している。２はふた体で、座金１ｅお
よびガスケット１ｄを介して、中空リベットの下端をか
しめて液密，気密に一体化しており、ふた体の周辺部と
ケース３の開口上縁部とはレーザービーム溶接法で密封
口されている。４は正極板、４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは
それぞれ正極の活物質保持部，集電部，タブ，リード板
である。５は負極板、６はセパレータ、７は絶縁枠体、
７ａ，７ｂおよび７ｃはそれぞれ補強棒，正極板および
負極板上縁保持枠部である。本実施例の角形小型密閉電
池の負極板は２枚を連結部で接続した対で使用するの
で、偶数枚（薄い角形小型密閉電池においては、実質的
に４枚または２枚）で構成される。正極板は、負極板よ
り１枚少ない奇数枚で、袋状セパレータで各々包被さ
れ、対を形成している負極板間および背面に正・負極交
互になるように極板群を構成している。
【００１２】そして、リード板４ｄは絶縁枠体７の補強
棒７ａ上を経て、座金１ｅに接続され、負極板５から絶
縁状態になっている。また絶縁枠体７の下面の形状が、
上縁部の高さが相違する正・負極板からなる極板群にお
いても、極板群の外側に露出配置された２枚の負極板の
上縁全面を負極板上縁保持枠部７ｃで確実に押圧保持す
る構造となっている。また、実用部品として、表裏無作
為に使用可能にするため、上下面対称になるように配慮
した設計を採用している。７ｃの負極板上縁保持枠部は
前述したように負極板上縁全面を押圧保持しているのに
対し、７ｂの正極板上縁保持枠部は、正極板上縁の左右
側部を軽く保持しているに過ぎない。これは、セパレー
タを介しての正・負極板の面接触の摩擦抵抗により、極
板群は一体化されているので、実質的には極板群全体を
負極板上縁保持枠部７ｃで保持しているに等しい。ま
た、仮に正極板上縁部が落下衝撃によってずれ出して折
れ曲がっても、負極板上縁保持枠部７ｃが負極性のケー
ス内壁を隔離しているので内部短絡することはない。な
お、補強棒７ａの断面は図５に示される正方形に限定さ
れるものではない。
棒７ａ上を経て、座金１ｅに接続され、負極板５から絶
縁状態になっている。また絶縁枠体７の下面の形状が、
上縁部の高さが相違する正・負極板からなる極板群にお
いても、極板群の外側に露出配置された２枚の負極板の
上縁全面を負極板上縁保持枠部７ｃで確実に押圧保持す
る構造となっている。また、実用部品として、表裏無作
為に使用可能にするため、上下面対称になるように配慮
した設計を採用している。７ｃの負極板上縁保持枠部は
前述したように負極板上縁全面を押圧保持しているのに
対し、７ｂの正極板上縁保持枠部は、正極板上縁の左右
側部を軽く保持しているに過ぎない。これは、セパレー
タを介しての正・負極板の面接触の摩擦抵抗により、極
板群は一体化されているので、実質的には極板群全体を
負極板上縁保持枠部７ｃで保持しているに等しい。ま
た、仮に正極板上縁部が落下衝撃によってずれ出して折
れ曲がっても、負極板上縁保持枠部７ｃが負極性のケー
ス内壁を隔離しているので内部短絡することはない。な
お、補強棒７ａの断面は図５に示される正方形に限定さ
れるものではない。
【００１３】本実施例による角形小型密閉電池における
正極板は、発泡メタル式極板の場合、図３（Ａ）に示さ
れる構造で、図３（Ａ）および図３（Ｂ）は同上の正極
板４および袋状セパレータで包被された同上の正極板の
外観斜視図で、両図において、４ａは正極活物質保持
部、４ｂは集電部である。活物質充填前に多孔性発泡ニ
ッケル基板を加圧して緻密化させるが、機械的強度が不
十分なので、通常、薄いニッケル板、ニッケル鍍鋼板を
溶接して補強する。４ｃは集電部に一体化した正極タ
ブ、６はセパレータで、正極板を袋状に包被している。
また、負極板は、焼結式極板または発泡メタル式やペー
スト式のような非焼結式極板から選ばれ、本実施例にお
いては、各２枚を、図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示さ
れるように、下辺同士または一方の側辺同士を連結部で
一体にＵ字状に構成した対を形成させる。両図におい
て、５は負極板本体、５ａは、負極板の芯材または活物
質充填前に多孔性ニッケル基板を加圧、緻密化し、必要
に応じ、金属薄板で補強した連結部で、電気的に並列に
接続されている。
正極板は、発泡メタル式極板の場合、図３（Ａ）に示さ
れる構造で、図３（Ａ）および図３（Ｂ）は同上の正極
板４および袋状セパレータで包被された同上の正極板の
外観斜視図で、両図において、４ａは正極活物質保持
部、４ｂは集電部である。活物質充填前に多孔性発泡ニ
ッケル基板を加圧して緻密化させるが、機械的強度が不
十分なので、通常、薄いニッケル板、ニッケル鍍鋼板を
溶接して補強する。４ｃは集電部に一体化した正極タ
ブ、６はセパレータで、正極板を袋状に包被している。
また、負極板は、焼結式極板または発泡メタル式やペー
スト式のような非焼結式極板から選ばれ、本実施例にお
いては、各２枚を、図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示さ
れるように、下辺同士または一方の側辺同士を連結部で
一体にＵ字状に構成した対を形成させる。両図におい
て、５は負極板本体、５ａは、負極板の芯材または活物
質充填前に多孔性ニッケル基板を加圧、緻密化し、必要
に応じ、金属薄板で補強した連結部で、電気的に並列に
接続されている。
【００１４】図１，２に示す正極板４は発泡メタル式極
板であるが、図３に示されるように、多孔性ニッケル基
板を活物質充填前に加圧して緻密化し、ニッケルまたは
ニッケル鍍鋼製薄板で補強した集電部４ｃが設けられて
いるので、正極板４の上縁部の高さは、通常、負極板５
より高くなる。これに対して、焼結式又はペースト式の
ように、例えば薄いニッケル鍍穿孔鋼板などを芯材に用
いる場合は、正・負極板上縁部の高さは必ずしも変える
必要はない。本実施例の絶縁枠体７の構造上の特徴は、
負極板上縁保持枠部７ｃによって、極板群の外側に配設
され、ケース内壁と接触している２枚の負極板上縁全面
を押圧保持すると共に、前記負極板上縁保持枠部７ｃに
よって、負極性ケース内壁を露出部がないように隔離し
ていることにある。
板であるが、図３に示されるように、多孔性ニッケル基
板を活物質充填前に加圧して緻密化し、ニッケルまたは
ニッケル鍍鋼製薄板で補強した集電部４ｃが設けられて
いるので、正極板４の上縁部の高さは、通常、負極板５
より高くなる。これに対して、焼結式又はペースト式の
ように、例えば薄いニッケル鍍穿孔鋼板などを芯材に用
いる場合は、正・負極板上縁部の高さは必ずしも変える
必要はない。本実施例の絶縁枠体７の構造上の特徴は、
負極板上縁保持枠部７ｃによって、極板群の外側に配設
され、ケース内壁と接触している２枚の負極板上縁全面
を押圧保持すると共に、前記負極板上縁保持枠部７ｃに
よって、負極性ケース内壁を露出部がないように隔離し
ていることにある。
【００１５】総高４８mm，幅１７mm，長さ６mmの本実施
例によるニッケル・カドミウム系角形小型密閉電池と従
来の同一寸法，同一電池系の電池各４０個を、完全充電
状態で準備し、無作為に１０個ずつに分け、厚さ１０cm
のコンクリート床面に高さ１．５ｍから、底面，上面，
幅方向側面，長さ方向側面の各面について、各々３回ず
つ落下衝撃試験を実施し、内部短絡の有無を検査した結
果を次表に示す。
例によるニッケル・カドミウム系角形小型密閉電池と従
来の同一寸法，同一電池系の電池各４０個を、完全充電
状態で準備し、無作為に１０個ずつに分け、厚さ１０cm
のコンクリート床面に高さ１．５ｍから、底面，上面，
幅方向側面，長さ方向側面の各面について、各々３回ず
つ落下衝撃試験を実施し、内部短絡の有無を検査した結
果を次表に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】（表１）からも明らかなように、従来品
は、長さ方向側面と上面（倒立状態）で内部短絡が認め
られ、特に上面に対する落下衝撃試験での発生率が非常
に高く、発熱により安全弁が作動し、漏液を伴うものも
あった。これに対し、本実施例においては、内部短絡不
良は著しく低減し、信頼性が極めて改善された。
は、長さ方向側面と上面（倒立状態）で内部短絡が認め
られ、特に上面に対する落下衝撃試験での発生率が非常
に高く、発熱により安全弁が作動し、漏液を伴うものも
あった。これに対し、本実施例においては、内部短絡不
良は著しく低減し、信頼性が極めて改善された。
【００１８】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば倒
立状態での落下衝撃試験においても、内部短絡不良が著
しく低減し、格段に信頼性を向上した角形小型密閉電池
が提供可能である。
立状態での落下衝撃試験においても、内部短絡不良が著
しく低減し、格段に信頼性を向上した角形小型密閉電池
が提供可能である。
【図１】本発明の一実施例における角形小型密閉電池の
要部を断面にて示した一部切截断面図
要部を断面にて示した一部切截断面図
【図２】同直角方向の断面図
【図３】（Ａ）発泡メタル式正極板の外観斜視図 （Ｂ）袋状セパレータで包被された正極板の外観斜視図
【図４】（Ａ）負極板対の外観斜視図 （Ｂ）負極板対の他の例の外観斜視図
【図５】本発明の一実施例における絶縁枠体の外観斜視
図
図
【図６】従来の角形小型密閉電池の外観斜視図
【図７】同絶縁枠体の外観斜視図
１ 正極端子１ａ キャップ １ｂ 安全弁体 １ｃ 中空リベット １ｄ ガスケット １ｅ 座金 ２ 蓋体 ３ ケース ４ 正極板４ａ 活物質保持部 ４ｂ 集電部 ４ｃ タブ ４ｄ リード板 ５ 負極板５ａ 連結部 ６ セパレータ ７ 絶縁枠体 ７ａ 補強棒 ７ｂ 正極板上縁保持枠部 ７ｃ 負極板上縁保持枠部７ｄ 底部 ７ｅ 枠部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小路 貞夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 藤井 隆文 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 幸田 稔 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１−200552（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−81354（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01M 10/04 - 10/34 H01M 2/34
Claims (2)
- 【請求項１】 各２枚以上が連結部により接続された負
極板の間に、セパレータで隔離されて正極板が挿入さ
れ、外側がいずれも前記負極板が露出配置されるよう構
成された極板群が、角形の電池ケースに収容され、前記
電池ケースを蓋体で封口した構造の角形小型密閉電池に
おいて、前記電池ケースの内壁に接触し、前記極板群の
外側に露出配置されている２枚の負極板の上縁全面を押
圧し、かつ前記電池ケースの内壁が露出しないように電
気的に隔離する負極板上縁保持枠部を有する絶縁枠体
を、前記極板群上端と前記蓋体下面間に挿入したことを
特徴とする角形小型密閉電池。 - 【請求項２】 絶縁枠体は、上下面対称構造であること
を特徴とする請求項１記載の角形小型密閉電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3088194A JP2765262B2 (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | 角形小型密閉電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3088194A JP2765262B2 (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | 角形小型密閉電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04322072A JPH04322072A (ja) | 1992-11-12 |
| JP2765262B2 true JP2765262B2 (ja) | 1998-06-11 |
Family
ID=13936093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3088194A Expired - Fee Related JP2765262B2 (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | 角形小型密閉電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2765262B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4841076B2 (ja) * | 2001-08-27 | 2011-12-21 | Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 | 密閉型電池 |
| KR100440935B1 (ko) * | 2002-02-06 | 2004-07-21 | 삼성에스디아이 주식회사 | 각형밀폐전지 |
| JP4944395B2 (ja) * | 2005-06-20 | 2012-05-30 | Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 | 密閉型電池 |
| JP5003301B2 (ja) * | 2007-06-20 | 2012-08-15 | 新神戸電機株式会社 | 鉛蓄電池 |
-
1991
- 1991-04-19 JP JP3088194A patent/JP2765262B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04322072A (ja) | 1992-11-12 |
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