JP3359498B2 - アルカリ蓄電池およびその製造法 - Google Patents
アルカリ蓄電池およびその製造法Info
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- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルカリ蓄電池お
よびその製造法に関するものである。
よびその製造法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ニッケル・カドミウム蓄電池やニッケル
・水素蓄電池に代表されるアルカリ蓄電池は、活物質を
充填した多孔質の正極板と負極板を両者の間にセパレー
タを挟んで交互に積層して構成した極板群を、合成樹脂
製の電槽内に挿入し、電槽内に電解液を注入して作製さ
れる。極板群は、充電の際に正極から発生する酸素ガス
を負極により吸収させるため、負極板の構成枚数を正極
板の枚数よりも一枚多くし、これにより、積層体の両端
面には負極板が配される。また、正極板と負極板の間に
配するセパレータには、正極の活物質の脱落の防止や作
業性等の観点から、正極板に被せる袋状のものが用いら
れている。
・水素蓄電池に代表されるアルカリ蓄電池は、活物質を
充填した多孔質の正極板と負極板を両者の間にセパレー
タを挟んで交互に積層して構成した極板群を、合成樹脂
製の電槽内に挿入し、電槽内に電解液を注入して作製さ
れる。極板群は、充電の際に正極から発生する酸素ガス
を負極により吸収させるため、負極板の構成枚数を正極
板の枚数よりも一枚多くし、これにより、積層体の両端
面には負極板が配される。また、正極板と負極板の間に
配するセパレータには、正極の活物質の脱落の防止や作
業性等の観点から、正極板に被せる袋状のものが用いら
れている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】正極板および負極板を
セパレータを挟んで交互に積層した極板群は、積層方向
に一定の圧力がかかった状態で電槽内に配置されるが、
この極板群を電槽に挿入する際、極板群の端部が電槽の
開口部の縁に衝突し、変形あるいは破損する場合があっ
た。袋状のセパレータを用いた場合でも、極板群の積層
方向の最外層には露出した負極板が配されるため、変形
の程度によっては、正負極間に短絡が生じる原因となっ
ていた。また、正極板に充填させた活物質粒子は、それ
を保持する支持体との結合力が小さいため、衝突の際の
衝撃により脱落し、電池容量が低下する原因にもなって
いた。このような極板の変形や破損を防ぐため、極板群
の電槽への挿入工程は、自動化が困難で、生産性の低い
ものであった。
セパレータを挟んで交互に積層した極板群は、積層方向
に一定の圧力がかかった状態で電槽内に配置されるが、
この極板群を電槽に挿入する際、極板群の端部が電槽の
開口部の縁に衝突し、変形あるいは破損する場合があっ
た。袋状のセパレータを用いた場合でも、極板群の積層
方向の最外層には露出した負極板が配されるため、変形
の程度によっては、正負極間に短絡が生じる原因となっ
ていた。また、正極板に充填させた活物質粒子は、それ
を保持する支持体との結合力が小さいため、衝突の際の
衝撃により脱落し、電池容量が低下する原因にもなって
いた。このような極板の変形や破損を防ぐため、極板群
の電槽への挿入工程は、自動化が困難で、生産性の低い
ものであった。
【０００４】また、電極群の最外層に配された負極板の
電槽側に露出した面は、電解液を保持するセパレータと
離れて位置するため、電解液保持性が低く、電解液の供
給が不十分になる。このため、ガス層との接触面積が大
きいにもかかわらず、酸素ガス吸収に寄与する割合が極
板群内層に配された負極板と比べて小さいものであっ
た。
電槽側に露出した面は、電解液を保持するセパレータと
離れて位置するため、電解液保持性が低く、電解液の供
給が不十分になる。このため、ガス層との接触面積が大
きいにもかかわらず、酸素ガス吸収に寄与する割合が極
板群内層に配された負極板と比べて小さいものであっ
た。
【０００５】本発明は、以上の問題点を解決し、極板群
の蓄電池電槽への挿入工程の際の変形や破損を防ぐこと
により、信頼性の高いアルカリ蓄電池を提供することを
目的とする。また、同工程の作業性を改善し、生産性を
向上させることにより、安価でアルカリ蓄電池を提供す
ることを目的とする。さらに、サイクル特性の優れたア
ルカリ蓄電池を提供することを目的とする。
の蓄電池電槽への挿入工程の際の変形や破損を防ぐこと
により、信頼性の高いアルカリ蓄電池を提供することを
目的とする。また、同工程の作業性を改善し、生産性を
向上させることにより、安価でアルカリ蓄電池を提供す
ることを目的とする。さらに、サイクル特性の優れたア
ルカリ蓄電池を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のアルカリ蓄電池
の製造法は、複数の正極板および負極板を両者の間にセ
パレータを挟んで交互に積層した極板群の底面および外
部に露出した両端の極板表面を、単一のシート状多孔体
でＵ字状に覆い、電槽に挿入する工程を含むものであ
る。
の製造法は、複数の正極板および負極板を両者の間にセ
パレータを挟んで交互に積層した極板群の底面および外
部に露出した両端の極板表面を、単一のシート状多孔体
でＵ字状に覆い、電槽に挿入する工程を含むものであ
る。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明のアルカリ蓄電池は、正極
板および負極板を両者の間にセパレータを挟んで交互に
積層した極板群と、極板群の最外層に配された極板の露
出した表面をＵ字状に覆う単一のシート状多孔体と、極
板群およびシート状多孔体を収容する蓄電池電槽と、蓄
電池電槽に注入された電解液を具備するものである。極
板群の最外層に配された極板の露出した表面にシート状
多孔体を配し、ここに電解液を保持させることにより、
この極板の露出した表面を酸素ガス吸収反応に寄与させ
ることができ、充放電サイクルにおける電池内圧の上昇
を抑制することができる。
板および負極板を両者の間にセパレータを挟んで交互に
積層した極板群と、極板群の最外層に配された極板の露
出した表面をＵ字状に覆う単一のシート状多孔体と、極
板群およびシート状多孔体を収容する蓄電池電槽と、蓄
電池電槽に注入された電解液を具備するものである。極
板群の最外層に配された極板の露出した表面にシート状
多孔体を配し、ここに電解液を保持させることにより、
この極板の露出した表面を酸素ガス吸収反応に寄与させ
ることができ、充放電サイクルにおける電池内圧の上昇
を抑制することができる。
【０００８】本発明のアルカリ蓄電池の製造法は、正極
板および負極板を両者の間にセパレータを挟んで交互に
積層して極板群を作製する工程と、極板群の底面および
外部に露出した極板表面をシート状多孔体でＵ字状に覆
う工程と、重ね合わせた極板群およびシート状多孔体を
電槽に挿入する工程を含むものである。
板および負極板を両者の間にセパレータを挟んで交互に
積層して極板群を作製する工程と、極板群の底面および
外部に露出した極板表面をシート状多孔体でＵ字状に覆
う工程と、重ね合わせた極板群およびシート状多孔体を
電槽に挿入する工程を含むものである。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。水酸化ニッケル粉末と水酸化コバルト粉末を
重量比で１００：１０の割合で混合した後、この混合粉
末に水を加えてペースト状にした。このペーストを支持
体である厚さ０．８ｍｍの発泡ニッケル基板中に充填し
た。ついで、この発泡ニッケル基板を乾燥し、加圧成型
した後、ポリテトラフルオロエチレン粉末の水性ディス
パージョンに浸漬した。この後、再度乾燥し、幅９０ｍ
ｍ、長さ７０ｍｍに裁断したのち、リード片２を接続
し、正極板１を得た。
説明する。水酸化ニッケル粉末と水酸化コバルト粉末を
重量比で１００：１０の割合で混合した後、この混合粉
末に水を加えてペースト状にした。このペーストを支持
体である厚さ０．８ｍｍの発泡ニッケル基板中に充填し
た。ついで、この発泡ニッケル基板を乾燥し、加圧成型
した後、ポリテトラフルオロエチレン粉末の水性ディス
パージョンに浸漬した。この後、再度乾燥し、幅９０ｍ
ｍ、長さ７０ｍｍに裁断したのち、リード片２を接続
し、正極板１を得た。
【００１０】一方、水素吸蔵合金粉末と、導電材として
カーボン粉末と、結着剤としてカルボキシメチルセルロ
ースおよびスチレンブタジエンゴムを混合し、これを水
に分散させたスラリーを調製した。ついで、パンチング
メタルシートからなる芯材の表面にこのスラリーを塗着
させ、乾燥した後、ローラで圧延して、表面に負極合剤
層５を形成した。これを幅９０ｍｍ、長さ７０ｍｍに裁
断したのち、リード片６を接続し、図１の（ｂ）に示す
負極板４を得た。
カーボン粉末と、結着剤としてカルボキシメチルセルロ
ースおよびスチレンブタジエンゴムを混合し、これを水
に分散させたスラリーを調製した。ついで、パンチング
メタルシートからなる芯材の表面にこのスラリーを塗着
させ、乾燥した後、ローラで圧延して、表面に負極合剤
層５を形成した。これを幅９０ｍｍ、長さ７０ｍｍに裁
断したのち、リード片６を接続し、図１の（ｂ）に示す
負極板４を得た。
【００１１】ついで、得られた正極板１に、図１の
（ａ）に示すように厚さ０．２ｍｍのポリプロピレン製
不織布からなる袋状のセパレータ３を被せ、この正極板
１を８枚と負極板４を９枚、図２に示すように交互に積
層し、各極板をそれぞれリード２および６で接続して極
板群１０を得た。得られた極板群１０に、図３に示すよ
うに、セパレータと同じポリプロピレン製不織布からな
る外周シート１１を極板群１０の底面および最外層の負
極板の露出面を覆うようにＵ字状として被せ、図４に示
す蓄電池電槽１２に挿入した。さらに、この電槽１２内
に電解液として比重１．３０の水酸化カリウム水溶液を
注入し、電槽１２の開口部を封口して単電池を作製し
た。図５に示すように、極板群１０の最外層に配された
負極板４および底面は、外周シート１１で覆われてお
り、電槽１２とは隔離される。
（ａ）に示すように厚さ０．２ｍｍのポリプロピレン製
不織布からなる袋状のセパレータ３を被せ、この正極板
１を８枚と負極板４を９枚、図２に示すように交互に積
層し、各極板をそれぞれリード２および６で接続して極
板群１０を得た。得られた極板群１０に、図３に示すよ
うに、セパレータと同じポリプロピレン製不織布からな
る外周シート１１を極板群１０の底面および最外層の負
極板の露出面を覆うようにＵ字状として被せ、図４に示
す蓄電池電槽１２に挿入した。さらに、この電槽１２内
に電解液として比重１．３０の水酸化カリウム水溶液を
注入し、電槽１２の開口部を封口して単電池を作製し
た。図５に示すように、極板群１０の最外層に配された
負極板４および底面は、外周シート１１で覆われてお
り、電槽１２とは隔離される。
【００１２】比較例として、実施例と同様の極板群を外
周シートを用いずに直接、実施例と同様の蓄電池電槽に
挿入して単電池を作製した。
周シートを用いずに直接、実施例と同様の蓄電池電槽に
挿入して単電池を作製した。
【００１３】このようにして得られた実施例および比較
例の単電池について、充放電サイクルにおける電池内圧
変化を測定した。２５℃の環境下で、０．２Ｃで理論容
量の１００％まで充電を行い、３０分間放置した後、
０．５Ｃで同じく理論容量の１００％まで放電させた。
放電終了後、３０分間放置し、再び同様の充放電を行う
サイクルを繰り返した。その結果を図６に示す。これに
よると、比較例の単電池の内圧が、当初から高い値を示
すのに対して、実施例の単電池の内圧は、充放電サイク
ルを通してその半分以下となる。また、比較例の単電池
は、安全弁が作動する４×１０2ｋＰａに８００サイク
ルで到達するのに対して、実施例の単電池は、１４００
サイクルまで持続する。この原因は、以下のように推測
される。すなわち、比較例の単電池では、極板群の積層
方向の最外層に配された負極板の表面が外部に露出して
いるため、この表面の電解液保持性は低い。したがっ
て、この露出した面に形成された負極合剤層は充電時に
正極で生成される酸素ガスを吸収する量が小さく、その
ため充放電サイクルの繰り返しにより、電池内圧は上昇
する。また、同様の理由により、この露出した面に形成
された負極合剤層は、充放電容量に寄与する率が低くな
るものと考えられる。これに対して、実施例の単電池
は、図５に示すように、最外層の負極板４の表面に多孔
質の外周シート１１が配され、そこに電解液が保持され
るため、充電時に最外層の負極板４の露出した面の酸素
ガス吸収作用が発揮されるものと考えられる。
例の単電池について、充放電サイクルにおける電池内圧
変化を測定した。２５℃の環境下で、０．２Ｃで理論容
量の１００％まで充電を行い、３０分間放置した後、
０．５Ｃで同じく理論容量の１００％まで放電させた。
放電終了後、３０分間放置し、再び同様の充放電を行う
サイクルを繰り返した。その結果を図６に示す。これに
よると、比較例の単電池の内圧が、当初から高い値を示
すのに対して、実施例の単電池の内圧は、充放電サイク
ルを通してその半分以下となる。また、比較例の単電池
は、安全弁が作動する４×１０2ｋＰａに８００サイク
ルで到達するのに対して、実施例の単電池は、１４００
サイクルまで持続する。この原因は、以下のように推測
される。すなわち、比較例の単電池では、極板群の積層
方向の最外層に配された負極板の表面が外部に露出して
いるため、この表面の電解液保持性は低い。したがっ
て、この露出した面に形成された負極合剤層は充電時に
正極で生成される酸素ガスを吸収する量が小さく、その
ため充放電サイクルの繰り返しにより、電池内圧は上昇
する。また、同様の理由により、この露出した面に形成
された負極合剤層は、充放電容量に寄与する率が低くな
るものと考えられる。これに対して、実施例の単電池
は、図５に示すように、最外層の負極板４の表面に多孔
質の外周シート１１が配され、そこに電解液が保持され
るため、充電時に最外層の負極板４の露出した面の酸素
ガス吸収作用が発揮されるものと考えられる。
【００１４】また、本実施例のアルカリ蓄電池の製造法
によると、極板群の底部を弾性を有する外周シートで覆
って電槽へ挿入するため、極板群が電槽開口部の縁に接
触した場合に変形あるいは破損する程度は小さくなり、
信頼性の高いアルカリ蓄電池を製造することができる。
また、極板群は、極板の積層方向に一定の圧力をかけて
電槽に挿入する必要があるが、比較例の製造法による
と、このとき極板群への加圧により、最外層の極板を破
損させる危険性がある。実施例の製造法によると、外周
シートで覆うことにより、このような極板表面の破損を
防止することができる。さらに、極板群を構成する正極
板および負極板は、それぞれ上端部をリードで接続され
ているが、下方端部は固定されていない。この相互に固
定されない下方端部から極板群を蓄電池電槽に挿入する
必要があるが、比較例の製造法によると、極板群の下方
端部が膨れ上がるために作業性は悪い。一方、実施例の
製造法のように、極板群の底部および最外層の極板表面
を単一の外周シートで覆うことにより、極板群の下方端
部を半固定することができるため、容易に極板群を電槽
へ挿入することができ、比較例の製造方法と比べて作業
性が大幅に向上する。
によると、極板群の底部を弾性を有する外周シートで覆
って電槽へ挿入するため、極板群が電槽開口部の縁に接
触した場合に変形あるいは破損する程度は小さくなり、
信頼性の高いアルカリ蓄電池を製造することができる。
また、極板群は、極板の積層方向に一定の圧力をかけて
電槽に挿入する必要があるが、比較例の製造法による
と、このとき極板群への加圧により、最外層の極板を破
損させる危険性がある。実施例の製造法によると、外周
シートで覆うことにより、このような極板表面の破損を
防止することができる。さらに、極板群を構成する正極
板および負極板は、それぞれ上端部をリードで接続され
ているが、下方端部は固定されていない。この相互に固
定されない下方端部から極板群を蓄電池電槽に挿入する
必要があるが、比較例の製造法によると、極板群の下方
端部が膨れ上がるために作業性は悪い。一方、実施例の
製造法のように、極板群の底部および最外層の極板表面
を単一の外周シートで覆うことにより、極板群の下方端
部を半固定することができるため、容易に極板群を電槽
へ挿入することができ、比較例の製造方法と比べて作業
性が大幅に向上する。
【００１５】
【発明の効果】本発明によると、充放電特性に優れた信
頼性の高いアルカリ蓄電池を安価で提供することができ
る。
頼性の高いアルカリ蓄電池を安価で提供することができ
る。
【図１】本発明の実施例のアルカリ蓄電池に用いた極板
の斜視図であり、（ａ）は袋状セパレータを被せた正極
板、（ｂ）は負極板を示す。
の斜視図であり、（ａ）は袋状セパレータを被せた正極
板、（ｂ）は負極板を示す。
【図２】同蓄電池の極板群を示す斜視図である。
【図３】同蓄電池の極板群を外周シートで被覆した状態
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図４】同蓄電池の電槽を示す斜視図である。
【図５】同蓄電池の要部の概略した縦断面図である。
【図６】同蓄電池の充放電サイクルに伴う、電池内圧の
変化を示す図である。
変化を示す図である。
１ 正極板 ２ リード ３ セパレータ ４ 負極板 ５ 負極合剤層 ６ リード １０ 極板群 １１ 外周シート １２ 蓄電池電槽
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 生駒 宗久 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 保科 康子 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８−22811（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−64199（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−120564（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 10/24 - 10/34 H01M 2/14 - 2/18
Claims (2)
- 【請求項１】 正極板および負極板を両者の間にセパレ
ータを挟んで交互に積層した極板群と、前記極板群の底
面および最外層の極板表面をＵ字状に覆う単一のシート
状多孔体と、前記極板群および前記シート状多孔体を収
容する蓄電池電槽と、前記蓄電池電槽に注入された電解
液を具備するアルカリ蓄電池。 - 【請求項２】 正極板および負極板を両者の間にセパレ
ータを挟んで交互に積層して極板群を作製する工程と、
前記極板群の底面および最外層の極板表面をＵ字状に単
一のシート状多孔体で覆う工程と、重ね合わせた前記極
板群および前記シート状多孔体を電槽に挿入する工程を
含むアルカリ蓄電池の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16631296A JP3359498B2 (ja) | 1996-06-26 | 1996-06-26 | アルカリ蓄電池およびその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16631296A JP3359498B2 (ja) | 1996-06-26 | 1996-06-26 | アルカリ蓄電池およびその製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1012267A JPH1012267A (ja) | 1998-01-16 |
| JP3359498B2 true JP3359498B2 (ja) | 2002-12-24 |
Family
ID=15829020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16631296A Expired - Lifetime JP3359498B2 (ja) | 1996-06-26 | 1996-06-26 | アルカリ蓄電池およびその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3359498B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101165462B1 (ko) | 2005-07-26 | 2012-07-12 | 삼성에스디아이 주식회사 | 극판 권취장치 |
-
1996
- 1996-06-26 JP JP16631296A patent/JP3359498B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1012267A (ja) | 1998-01-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081011 Year of fee payment: 6 |
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