JP3869540B2 - Cylindrical battery with spiral electrode body and method for manufacturing the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はニッケル・水素蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・亜鉛蓄電池、リチウムイオン電池などの正・負極板をセパレータを介して渦巻状に巻回した渦巻状電極体を備えた円筒状電池に係り、特に、渦巻状電極体と集電体との導電接続に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・水素蓄電池、ニッケル・亜鉛蓄電池、リチウムイオン電池などの円筒状電池においては、図5,図6に示すように、正極板10と負極板20とをセパレータ30を介して渦巻状に巻回して渦巻状電極体D,Eとする。
【0003】
そして、図5に示すように、このように形成した渦巻状電極体Dの負極板20の芯体21を負極集電体50に溶接するとともに、渦巻状電極体Dの正極板10の芯体11aを正極集電体40に溶接した後、この渦巻状電極体Dを負極端子を兼ねる金属製円筒状外装缶70に挿入し、負極集電体50を金属製外装缶70の底部に溶接するとともに、正極集電体40より延出する導出部42を正極端子を兼ねる封口体60の底部に溶接して構成する。
【0004】
あるいは、図6に示すように、このように形成した渦巻状電極体Eを負極端子を兼ねる金属製円筒状外装缶70に挿入し、渦巻状電極体Eの負極板20の芯体21を金属製外装缶70の底部に接触させるとともに、芯体21より延出する集電タブ21aを金属製外装缶70の底部に溶接する。一方、渦巻状電極体Eの正極板10の芯体11aを正極集電体40に溶接し、正極集電体40より延出する導出部42を正極端子を兼ねる封口体60の底部に溶接して構成するのが一般的である。
【0005】
このように渦巻状電極体D,Eの負極板20の芯体21を金属製外装缶70の底部に電気的に接続するとともに、渦巻状電極体D,Eの正極板10の芯体11aを正極集電体40に溶接すると、正極板10から正極端子(封口体60)までの電流分布、および負極板20から負極端子(金属製外装缶70)までの電流分布が均一になるため、高率放電特性が向上した電池が得られるようになる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のように形成する電池においては、金属製外装缶70は負極端子を兼ねているため、正極集電体40と金属製外装缶70が接触すると内部短絡を生じるため、正極集電体40は金属製外装缶70と接触しない程度の大きさにする必要がある。
しかしながら、正極集電体40を金属製外装缶70と接触しない程度の大きさにすると、図8(a)(なお、図8(a)は図5,図6の渦巻状電極体D,Eの渦巻を平板に引き延ばした正極板10のみを示す)に示すように、正極板10と正極集電体40との溶接部に正極集電体40が溶接されない部分10aが生じる。
【0007】
正極板10が正極集電体40に溶接されている部分は、図8(a)の矢印で示すように、正極集電体40から正極板10の下端までの集電経路の電流分布は均一になるが、正極板10が正極集電体40に溶接されない部分10aは、図8(a)の矢印で示すように、正極集電体40から正極板10の下端までの集電経路の電流分布が不均一になって、図8(b)に示すように、正極板10の正極集電体40に溶接されない部分10aに電圧降下を生じる。そして、正極板10に電圧降下を生じると、高率放電特性が低下するという問題を生じる。
【0008】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、正極板上端部と正極集電体との溶接部に溶接されない部分が生じても、この溶接されない部分の集電性を向上させて、高率放電特性を向上させた円筒状電池を得ることにある。
【0009】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明は正・負極板をセパレータを介して渦巻状に巻回した渦巻状電極体を負極端子を兼ねる金属製円筒状外装缶内に備えた円筒状電池であって、上記課題を解決するために、本発明の渦巻状電極体を備えた円筒状電池は、渦巻状電極体の正極板上端部はその一部を除いて正極端子を兼ねる封口体に接続される正極集電体に接続され、かつこの正極集電体に接続されない正極板上端部に集電タブを備え、渦巻状電極体の負極板下端部は負極端子を兼ねる金属製円筒状外装缶に電気的に接続され、集電タブは正極集電体に接続されたことを特徴とする。
【0010】
このように、正極集電体に接続されない正極板の上端部に集電タブを設け、この集電タブと正極集電体とを接続するようにすると、正極集電体に接続されない部分の正極板内の電流分布も均一になるため、電圧降下が低減して、高率放電特性が向上する。
【0011】
また、負極板の下端部を負極集電体に接続するとともに、この負極集電体を負極端子を兼ねる金属製円筒状外装缶に接続するようにすると、負極集電体と負極端子を兼ねる金属製円筒状外装缶が接触しても問題を生じない。このため、負極集電体を大きく形成することができるので、負極板の下端部を負極集電体に接続すると負極板内の電流分布も均一になるため、さらに電圧降下が低減して、さらに高率放電特性が向上する。そして、正極集電体に接続された部分の端部近傍に集電タブを設けてもそれほど電圧降下が低減しないため、集電タブを設ける位置は正極集電体に接続されない部分の正極板の渦巻状に巻回した巻終わり端から1/2以内の位置とすることが好ましい。
【0012】
また、本発明は、正・負極板をセパレータを介して渦巻状に巻回した渦巻状電極体を負極端子を兼ねる金属製円筒状外装缶内に挿入して製造する円筒状電池の製造方法であって、上記課題を解決するために、本発明の円筒状電池の製造方法は、正極板上端部の渦巻状電極体としたときに正極端子を兼ねる封口体に接続される正極集電体に接続されない部位に集電タブを溶接する集電タブ溶接工程と、渦巻状電極体の正極板上端部をその一部を除いて正極集電体に溶接する正極集電体溶接工程と、正極板上端部に溶接された集電タブを正極集電体に溶接する集電タブ−正極集電体溶接工程と、正極集電体が溶接された渦巻状電極体を負極端子を兼ねる金属製円筒状外装缶内に挿入する電極体挿入工程と、渦巻状電極体の負極板下端部を金属製円筒状外装缶の底部に電気的に接続する接続工程と、正極集電体を正極端子を兼ねる封口体に溶接する封口体溶接工程とを備えたことを特徴とする。
【0013】
このように、集電タブが溶接された正極板を用いて形成された渦巻状電極体の正極板上端部を正極集電体に溶接した後、集電タブを正極集電体に溶接すると、正極板内の正極集電体に接続されない部分の電流分布も均一になるため、電圧降下が低減して、高率放電特性が向上する。
【0014】
また、本発明の円筒状電池の製造方法は、正極板上端部の渦巻状電極体としたときに正極端子を兼ねる封口体に接続される正極集電体に接続されない部位に集電タブを溶接する集電タブ溶接工程と、正極板上端部に溶接された集電タブを正極集電体に溶接する集電タブ−正極集電体溶接工程と、渦巻状電極体の正極板上端部を集電タブが溶接された正極集電体に溶接する正極集電体溶接工程と、正極集電体をその上端部に溶接した渦巻状電極体を負極端子を兼ねる金属製円筒状外装缶内に挿入する電極体挿入工程と、正極集電体の集電部を正極端子を兼ねる封口体に溶接する封口体溶接工程とを備えたことを特徴とする。
【0015】
このように、集電タブが溶接された正極板を用いて形成された渦巻状電極体の集電タブと正極集電体とを溶接した後、正極板上端部を正極集電体に溶接するようにしても、正極板内の正極集電体に接続されない部分の電流分布も均一になるため、電圧降下が低減して、高率放電特性が向上する。
【0016】
そして、電極体挿入工程前に、渦巻状電極体の負極板下端部を負極集電体に溶接する負極集電体溶接工程とを備えるとともに、電極体挿入工程後に、負極集電体を金属製円筒状外装缶の底部に溶接する外装缶溶接工程とを備えるようにすると、負極板内の電流分布も均一になるため、さらに電圧降下が低減して、さらに高率放電特性が向上する。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の渦巻状電極体を備えた円筒状電池をニッケル・水素蓄電池に適用した場合の一実施の形態を図に基づいて説明する。なお、図1はニッケル正極板を示し、図1(a)は渦巻状に巻回したニッケル正極板を平板に引き延ばした状態を示し、図1(b)はこのニッケル正極板の位置に対する電圧を示す図である。図2はニッケル正極板と水素吸蔵合金からなる負極板を渦巻状に巻回した電極体に正・負の集電体を溶接した後、金属製円筒状外装缶内に収納して正極集電タブと正極集電体とを溶接した状態を示す図であり、図2(a)は断面図であり、図2(b)は封口体を封口する前の上面図である。
【0018】
図3はニッケル正極板と水素吸蔵合金からなる負極板を渦巻状に巻回した電極体の正極集電タブと正極集電体とを溶接した後、金属製円筒状外装缶内に収納して各集電体を電極体に溶接した状態を示す図であり、図3(a)は断面図であり、図3(b)は封口体を封口する前の上面図である。図4はニッケル正極板と水素吸蔵合金からなる負極板を渦巻状に巻回した電極体に正極集電体を溶接して金属製円筒状外装缶内に収納した後、正極集電タブと正極集電体とを溶接した状態を示す図であり、その断面を示す図である。
【0019】
1.ニッケル正極板の作製
(1)焼結式電極
ニッケル粉末にカルボキシメチルセルロース等の増粘剤および水を混練してスラリーを調整し、このスラリーをニッケル多孔体からなる導電性芯体に塗着する。スラリーを導電性芯体に塗着するに際しては、この導電性芯体の中央部に帯状に未塗着部分を形成するように塗着する。なお、この帯状の未塗着部分は電流の導出部となり、後の工程で正極集電体との溶接部となる。
【0020】
この後、スラリーを塗着した導電性芯体を還元性雰囲気下で焼結し、多孔度80%の焼結基板11を作製する。このように作成した焼結基板11を硝酸ニッケル溶液に浸漬して、この焼結基板11中に硝酸ニッケルを含浸する。その後、水酸化ナトリウム水溶液中に浸漬し、硝酸ニッケルを水酸化ニッケルに置換する。このような硝酸ニッケルの含浸工程と水酸化ニッケルへの置換工程とを繰り返して、硝酸ニッケルを水酸化ニッケル活物質にする活物質充填操作を行って、長尺の焼結式ニッケル正極板を作製する。
【0021】
このようにして作製された長尺の焼結式ニッケル正極板を長さ方向の中央部で帯状に形成された芯体の未塗着部分(導電性芯体)11aの中央で切断するとともに、長さが210mmになるように切断して焼結式ニッケル正極板10(焼結式ニッケル正極板a)を作製する。ついで、厚みが0.10mmのニッケル金属板を幅が3.0mmになるように切断して作製した舌片状の集電タブ12を用意し、この舌片状の集電タブ12を焼結式ニッケル正極板10の端部(渦巻状に巻回された際の巻終わり端、x=0mm)の位置に溶接して焼結式ニッケル正極板a1を作製する。
【0022】
同様に、渦巻状に巻回された際の巻終わり端より25mm(x=25mm)の位置に集電タブ12を溶接して焼結式ニッケル正極板a2を、33mm(x=33mm)の位置に集電タブ12を溶接して焼結式ニッケル正極板a3を、50mm(x=50mm)の位置に集電タブ12を溶接して焼結式ニッケル正極板a4を、66mm(x=66mm)の位置に集電タブ12を溶接して焼結式ニッケル正極板a5を、75mm(x=75mm)の位置に集電タブ12を溶接して焼結式ニッケル正極板a6を、100mm(x=100mm)の位置に集電タブ12を溶接して焼結式ニッケル正極板a7をそれぞれ作製する。
【0023】
(2)非焼結式電極
水酸化ニッケル90重量部と、金属コバルト粉末5重量部と、水酸化コバルト粉末5重量部とを混合し、これをメチルセルロース1重量%水溶液20重量部とを混練してペースト状活物質を作製する。このようにして作製したペースト状活物質を、基体目付が600g/m2(なお、基体目付は400〜700g/m2の間で使用可能である)で厚みが1.5mmであるニッケル発泡体(ニッケルスポンジ)11に充填する。ついで、ペースト状活物質を充填したニッケル発泡体11を乾燥させた後、厚みが約0.7mmになるまで圧延する。
【0024】
ついで、このようにペースト状活物質を充填したニッケル発泡体11の上辺部に超音波ホーンを押し当てて、上辺部に垂直方向に超音波振動を加えて、上辺部に充填された活物質をニッケル発泡体11より脱落させて剥離部を形成する。このとき、超音波ホーンを押し当てて超音波振動を与えることにより、上辺部は圧縮されて薄肉部となる。一方、厚みが0.06mmのニッケル金属製の帯状金属薄板11aを用意し、この帯状金属薄板11aをニッケル発泡体11の剥離部に載置し、溶接棒を用いて2mm間隔で抵抗溶接を行い、非焼結式ニッケル正極板を作製する。
【0025】
このようにして作成された非焼結式ニッケル正極板10を長さが210mmになるように切断して非焼結式ニッケル正極板10(非焼結式ニッケル正極板b)を作製する。ついで、厚みが0.10mmのニッケル金属板を幅が3.0mmになるように切断して作製した舌片状の集電タブ12を用意し、この舌片状の集電タブ12を非焼結式ニッケル正極板10の帯状金属薄板11aの端部(渦巻状に巻回された際の巻終わり端、x=0mm)の位置に溶接して非焼結式ニッケル正極板b1を作製する。
【0026】
同様に、渦巻状に巻回された際の巻終わり端より25mm(x=25mm)の位置の位置に集電タブ12を溶接して非焼結式ニッケル正極板b2を、33mm(x=33mm)の位置に集電タブ12を溶接して非焼結式ニッケル正極板b3を、50mm(x=50mm)の位置に集電タブ12を溶接して非焼結式ニッケル正極板b4を、66mm(x=66mm)の位置に集電タブ12を溶接して非焼結式ニッケル正極板b5を、75mm(x=75mm)の位置に集電タブ12を溶接して非焼結式ニッケル正極板b6を、100mm(x=100mm)の位置に集電タブ12を溶接して非焼結式ニッケル正極板b7をそれぞれ作成する。
【0027】
2.ニッケル・水素蓄電池の作製
(1)焼結式ニッケル正極板を用いたニッケル・水素蓄電池
a.実施例1〜7
ついで、上述のように作製した各焼結式ニッケル正極板a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7を用いた実施例1〜7のニッケル・水素蓄電池の作製例を図2に基づいて説明する。
上述のように作製した各焼結式ニッケル正極板a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7と、水素吸蔵合金をパンチングメタル(芯体)21に塗布した負極板20とをそれぞれポリプロピレン製不織布からなるセパレータ30を介して、最外周が負極板20となるようにして渦巻状に卷回して、図2(a)に示すように、それぞれ渦巻状電極体Aを作製する。このとき、各焼結式ニッケル正極板a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7の芯体の未塗着部分11aがセパレータ30より突出するとともに、負極板20の芯体21がセパレータ30より突出するように巻回する。このように渦巻状に巻回した渦巻状電極体Aの直径は約22mmであった。
【0028】
一方、正極集電体40はニッケル金属からなり、図2(b)に示すように、この正極集電体40は直径18mmの略円板状集電部41と導出部42とを備え、略円板状集電部41は下部に突起を有する多数の開口43を有するとともに、中心部には電解液注液孔44が設けられている。また、負極集電体50はニッケル金属を直径21mmの円板状に形成して構成されるものである。そして、上述のようにして作成した渦巻状電極体Aの負極板20の芯体21の負極集電体50とを抵抗溶接するとともに、各焼結式ニッケル正極板a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7の芯体の未塗着部分11aと正極集電体40の集電部41とを抵抗溶接する。
【0029】
なお、この溶接工程において、各焼結式ニッケル正極板a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7の芯体の未塗着部分11aは正極集電体40の集電部41と溶接されない部分(巻終わり端から100mmまで)が生じることになる。そのため、各焼結式ニッケル正極板a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7に形成した集電タブ12を正極集電体40の集電部41側に折り曲げた後、集電タブ12の上部に一対の溶接電極(図示せず)を配置し、これらの一対の溶接電極間に溶接電流を流して抵抗溶接を行う。なお、図1(a)の符号12の仮想線(二点鎖線)は集電タブ12が正極集電体40に溶接された状態を模式的に示している。
【0030】
このように、正極集電体40に溶接されない正極板10の上端部に集電タブ12を溶接し、この集電タブ12と正極集電体40とを溶接するようにすると、正極集電体40に接続されない部分の正極板10内の電流分布も均一になるため、電圧降下が低減して、高率放電特性が向上する。
【0031】
ついで、有底円筒形の金属外装缶70を用意し、上記のように各集電体40,50を溶接した渦巻状電極体Aを金属外装缶70内に挿入し、集電体40の電解液注液孔44より一方の溶接電極を挿入して負極集電体50に当接させるとともに金属外装缶70の底部に他方の溶接電極を当接して、負極集電体50と金属外装缶70の底部をスポット溶接する。
【0032】
一方、正極キャップと蓋体(なお、正極キャップと蓋体との間には圧力弁が配置されている)とからなる封口体60を用意し、正極集電体40の導出部42を封口体60の蓋体底部に接触させて、蓋体底部と導出部42とを溶接して接続する。この後、金属外装缶70内にそれぞれ30重量%の水酸化カリウム(KOH)水溶液よりなる電解液を注液し、封口体60を封口ガスケット61を介して外装缶70の開口部71に載置するとともに、この開口部71を封口体60側にカシメて封口する。これにより、公称容量2000mAHの各実施例1〜7の円筒形ニッケル・水素蓄電池をそれぞれ作製する。
【0033】
b.実施例8
ついで、上述のように作製した焼結式ニッケル正極板a3を用いた実施例8のニッケル・水素蓄電池の作製例を図3に基づいて説明する。
上述のように作製した焼結式ニッケル正極板a3(渦巻状に巻回された際の巻終わり端より33mm(x=33mm)の位置に予め集電タブ12が溶接されている)と、水素吸蔵合金をパンチングメタル(芯体)21に塗布した負極板20とをポリプロピレン製不織布からなるセパレータ30を介して、最外周が負極板20となるようにして渦巻状に卷回して渦巻状電極体Bを作製する。このとき、焼結式ニッケル正極板a3の芯体の未塗着部分11aがセパレータ30より突出するとともに、負極板20の芯体21がセパレータ50より突出するように巻回する。このように渦巻状に巻回した渦巻状電極体Bの直径は約22mmであった。
【0034】
ついで、焼結式ニッケル正極板a3に形成した集電タブ12と、上述の実施例1〜7と同様に形成した正極集電体40の集電部41とを抵抗溶接した後、渦巻状電極体Bの負極板20の芯体21と、上述の実施例1〜7と同様に形成した負極集電体50とを抵抗溶接する。この後、焼結式ニッケル正極板a3に形成した集電タブ12が溶接された正極集電体40を渦巻状電極体Bの上に載置し、焼結式ニッケル正極板a3の芯体の未塗着部分11aと正極集電体40の集電部41とを抵抗溶接する。
【0035】
なお、この溶接工程において、焼結式ニッケル正極板a3の巻終わり端から100mmまでの芯体の未塗着部分11aは正極集電体40の集電部41と溶接されないこととなるが、渦巻状に巻回された際の巻終わり端より33mm(x=33mm)の位置には予め溶接された集電タブ12が正極集電体40の集電部41の下面に溶接されている。このように、正極集電体40に溶接されない正極板10の上端部に集電タブ12を溶接し、この集電タブ12と正極集電体40とを溶接するようにすると、正極集電体40に接続されない部分の正極板10内の電流分布も均一になるため、電圧降下が低減して、高率放電特性が向上する。
【0036】
ついで、有底円筒形の金属外装缶70を用意し、上記のように各集電体40,50を溶接した渦巻状電極体Bを金属外装缶70内に挿入し、集電体40の電解液注液孔44より一方の溶接電極を挿入して負極集電体50に当接させるとともに金属外装缶70の底部に他方の溶接電極を当接して、負極集電体50と金属外装缶70の底部をスポット溶接する。
【0037】
一方、上述の実施例1〜7と同様の封口体60を用意し、正極集電体40の導出部42を封口体60の蓋体底部に接触させて、蓋体底部と導出部42とを溶接して接続する。この後、金属外装缶70内にそれぞれ30重量%の水酸化カリウム(KOH)水溶液よりなる電解液を注液し、封口体60を封口ガスケット61を介して外装缶70の開口部71に載置するとともに、この開口部71を封口体60側にカシメて封口する。これにより、公称容量2000mAHの実施例8の円筒形ニッケル・水素蓄電池を作製する。
【0038】
c.実施例9
ついで、上述のように作製した焼結式ニッケル正極板a3を用いた実施例9のニッケル・水素蓄電池の作製例を図4に基づいて説明する。
上述のように作製した焼結式ニッケル正極板a3(渦巻状に巻回された際の巻終わり端より33mm(x=33mm)の位置に予め集電タブ12が溶接されている)と、水素吸蔵合金をパンチングメタル(芯体)21に塗布した負極板20とをポリプロピレン製不織布からなるセパレータ30を介して、最外周が負極板20となるようにして渦巻状に卷回して渦巻状電極体Cを作製する。このとき、焼結式ニッケル正極板a3の芯体11aがセパレータ30より突出するように巻回する。このように渦巻状に巻回した渦巻状電極体Cの直径は約22mmであった。なお、負極板20の芯体21の一部には負極用集電タブ21aが設けられている。
【0039】
ついで、焼結式ニッケル正極板a3の芯体の未塗着部分11aと、上述の実施例1〜7と同様に形成した正極集電体40の集電部41と上述の実施例1〜7と同様に抵抗溶接する。なお、この溶接工程において、焼結式ニッケル正極板a3の巻終わり端から100mmまでの芯体露出部は正極集電体40の集電部41と溶接されないこととなる。そのため、渦巻状に巻回された際の巻終わり端より33mm(x=33mm)の位置に予め溶接された集電タブ12を正極集電体40の集電部41側に折り曲げた後、集電タブ12の上部に一対の溶接電極(図示せず)を配置し、これらの一対の溶接電極間に溶接電流を流して抵抗溶接を行う。
【0040】
ついで、有底円筒形の金属外装缶70を用意し、上記のように集電体40を溶接した渦巻状電極体Cを金属外装缶70内に挿入し、集電体40の電解液注液孔44より一方の溶接電極を挿入して負極用集電タブ21aに当接させるとともに金属外装缶70の底部に他方の溶接電極を当接して、負極用集電タブ21aと金属外装缶70の底部をスポット溶接する。
【0041】
一方、上述の実施例1〜7と同様の封口体60を用意し、正極集電体40の導出部42を封口体60の蓋体底部に接触させて、蓋体底部と導出部42とを溶接して接続する。この後、金属外装缶70内にそれぞれ30重量%の水酸化カリウム(KOH)水溶液よりなる電解液を注液し、封口体60を封口ガスケット61を介して外装缶70の開口部71に載置するとともに、この開口部71を封口体60側にカシメて封口する。これにより、公称容量2000mAHの実施例9の円筒形ニッケル・水素蓄電池を作製する。
【0042】
d.比較例1
ついで、上述のように作製した焼結式ニッケル正極板aを用いた比較例1のニッケル・水素蓄電池の作製例を図5に基づいて説明する。なお、図5は正・負極板を渦巻状に巻回した渦巻状電極体に正極集電体と負極集電体を溶接した後、金属製円筒状外装缶内に収納した状態を示す図であり、図5(a)は断面図であり、図5(b)は封口体を封口する前の上面図である。
【0043】
上述のように作製した焼結式ニッケル正極板aと、水素吸蔵合金をパンチングメタル(芯体)21に塗布した負極板20とをポリプロピレン製不織布からなるセパレータ30を介して、最外周が負極板20となるようにして渦巻状に卷回して渦巻状電極体Dを作製する。このとき、焼結式ニッケル正極板aの芯体の未塗着部分11aがセパレータ30より突出するとともに、負極板20の芯体21がセパレータ30より突出するように巻回する。このように渦巻状に巻回した渦巻状電極体Dの直径は約22mmであった。
【0044】
そして、上述のようにして作成した渦巻状電極体Dの負極板20の芯体21と上述の実施例1〜7と同様の負極集電体50とを上述の実施例1〜7と同様に抵抗溶接するとともに、焼結式ニッケル正極板aの芯体の未塗着部分11aと上述の実施例1〜7と同様の正極集電体40の集電部41とを上述の実施例1〜7と同様に抵抗溶接する。なお、この溶接工程において、焼結式ニッケル正極板aの巻終わり端から100mmまでの芯体の未塗着部分11aは正極集電体40の集電部41と溶接されないこととなる。
【0045】
ついで、有底円筒形の金属外装缶70を用意し、上記のように各集電体40,50を溶接した渦巻状電極体Dを金属外装缶70内に挿入し、集電体40の電解液注液孔44より一方の溶接電極を挿入して負極集電体50に当接させるとともに金属外装缶70の底部に他方の溶接電極を当接して、負極集電体50と金属外装缶70の底部をスポット溶接する。
【0046】
一方、上述の実施例1〜7と同様の封口体60を用意し、正極集電体40の導出部42を封口体60の蓋体底部に接触させて、蓋体底部と導出部42とを溶接して接続する。この後、金属外装缶70内にそれぞれ30重量%の水酸化カリウム(KOH)水溶液よりなる電解液を注液し、封口体60を封口ガスケット61を介して外装缶70の開口部71に載置するとともに、この開口部71を封口体60側にカシメて封口する。これにより、公称容量2000mAHの比較例1の円筒形ニッケル・水素蓄電池を作製する。
【0047】
e.比較例2
ついで、上述のように作製した焼結式ニッケル正極板aを用いた比較例2のニッケル・水素蓄電池の作製例を図6に基づいて説明する。なお、図6は正・負極板を渦巻状に巻回した渦巻状電極体に正極集電体を溶接し、金属製円筒状外装缶内に収納した後、負極集電タブと金属製円筒状外装缶とを溶接した状態を示す図であり、図6(a)は断面図であり、図6(b)は封口体を封口する前の上面図である。
【0048】
上述のように作製した焼結式ニッケル正極板aと、水素吸蔵合金をパンチングメタル(芯体)21に塗布した負極板20とをポリプロピレン製不織布からなるセパレータ30を介して、最外周が負極板20となるようにして渦巻状に卷回して渦巻状電極体Eを作製する。このとき、焼結式ニッケル正極板aの芯体11aがセパレータ30より突出するように巻回する。このように渦巻状に巻回した渦巻状電極体Eの直径は約22mmであった。なお、負極板20の芯体21には負極用集電タブ21aが設けられている。
【0049】
ついで、焼結式ニッケル正極板aの芯体の未塗着部分11aと、上述の実施例1〜7と同様の正極集電体40の集電部41とを上述の実施例1〜7と同様に抵抗溶接する。なお、この溶接工程において、焼結式ニッケル正極板aの巻終わり端から100mmまでの芯体の未塗着部分11aは正極集電体40の集電部41と溶接されないこととなる。
【0050】
ついで、有底円筒形の金属外装缶70を用意し、上記のように集電体40を溶接した渦巻状電極体Eを金属外装缶70内に挿入し、集電体40の電解液注液孔44より一方の溶接電極を挿入して負極用集電タブ21aに当接させるとともに金属外装缶70の底部に他方の溶接電極を当接して、負極用集電タブ21aと金属外装缶70の底部をスポット溶接する。
【0051】
一方、上述の実施例1〜7と同様の封口体60を用意し、正極集電体40の導出部42を封口体60の蓋体底部に接触させて、蓋体底部と導出部42とを溶接して接続する。この後、金属外装缶70内にそれぞれ30重量%の水酸化カリウム(KOH)水溶液よりなる電解液を注液し、封口体60を封口ガスケット61を介して外装缶70の開口部71に載置するとともに、この開口部71を封口体60側にカシメて封口する。これにより、公称容量2000mAHの比較例2の円筒形ニッケル・水素蓄電池を作製する。
【0052】
f.比較例3
ついで、上述のように作製した焼結式ニッケル正極板aを用いた比較例3のニッケル・水素蓄電池の作製例を図7に基づいて説明する。なお、集電タブを備えた正・負極板を渦巻状に巻回した渦巻状電極体を金属製円筒状外装缶内に収納した状態を示す図であり、その断面を示している。
【0053】
上述のように作製した焼結式ニッケル正極板aと、水素吸蔵合金をパンチングメタル(芯体)21に塗布した負極板20とをポリプロピレン製不織布からなるセパレータ30を介して、最外周が負極板20となるようにして渦巻状に卷回して渦巻状電極体Fを作製する。このとき、負極板20の芯体21がセパレータ30より突出するように巻回する。このように渦巻状に巻回した渦巻状電極体Fの直径は約22mmであった。なお、焼結式ニッケル正極板aの芯体の未塗着部分11aには正極用集電タブ11bが形成されている。
【0054】
ついで、上述のようにして作成した渦巻状電極体Fの負極板20の芯体21と、上述の実施例1〜7と同様の負極集電体50とを上述の実施例1〜7と同様に抵抗溶接する。ついで、有底円筒形の金属外装缶70を用意し、上記のように負極集電体50を溶接した渦巻状電極体Fを金属外装缶70内に挿入し、渦巻状電極体Fの中心部の空隙内に一方の溶接電極を挿入して負極集電体50に当接させるとともに金属外装缶70の底部に他方の溶接電極を当接して、負極集電体50と金属外装缶70の底部をスポット溶接する。
【0055】
一方、上述の実施例1〜7と同様の封口体60を用意し、正極用集電タブ11bを封口体60の蓋体底部に接触させて、蓋体底部と正極用集電タブ11bとを溶接して接続する。この後、金属外装缶70内にそれぞれ30重量%の水酸化カリウム(KOH)水溶液よりなる電解液を注液し、封口体60を封口ガスケット61を介して外装缶70の開口部71に載置するとともに、この開口部71を封口体60側にカシメて封口する。これにより、公称容量2000mAHの比較例3の円筒形ニッケル・水素蓄電池を作製する。
【0056】
(2)非焼結式電極を用いたニッケル・水素蓄電池
a.実施例10〜16
ついで、上述のように作製した各非焼結式ニッケル正極板b1、b2、b3、b4、b5、b6、b7を用いた実施例10〜16のニッケル・水素蓄電池の作製例を図2に基づいて説明する。
上述のように作製した各非焼結式ニッケル正極板b1、b2、b3、b4、b5、b6、b7と、水素吸蔵合金をパンチングメタル(芯体)21に塗布した負極板20とをそれぞれポリプロピレン製不織布からなるセパレータ30を介して、最外周が負極板20となるようにして渦巻状に卷回してそれぞれ渦巻状電極体Aを作製する。このとき、各非焼結式ニッケル正極板b1、b2、b3、b4、b5、b6、b7の帯状金属薄板11aがセパレータ30より突出するとともに、負極板20の芯体21がセパレータ30より突出するように巻回する。このように渦巻状に巻回した渦巻状電極体Aの直径は約22mmであった。
【0057】
ついで、上述のようにして作製した渦巻状電極体Aの負極板20の芯体21と、上述の実施例1〜7と同様の直径21mmの負極集電体50とを抵抗溶接するとともに、各非焼結式ニッケル正極板b1、b2、b3、b4、b5、b6、b7の帯状金属薄板11aと上述の実施例1〜7と同様の直径18mmの正極集電体40の集電部41とを、上述の実施例1〜7と同様にして抵抗溶接する。この後、各非焼結式ニッケル正極板b1、b2、b3、b4、b5、b6、b7に形成した集電タブ12を正極集電体40の集電部41側に折り曲げた後、抵抗溶接する。
【0058】
ついで、有底円筒形の金属外装缶70を用意し、上記のように各集電体40,50を溶接した渦巻状電極体Aを金属外装缶70内に挿入し、集電体40の電解液注液孔44より一方の溶接電極を挿入して負極集電体50に当接させるとともに金属外装缶70の底部に他方の溶接電極を当接して、負極集電体50と金属外装缶70の底部をスポット溶接する。
【0059】
一方、上述の実施例1〜7と同様の封口体60を用意し、正極集電体40の導出部42を封口体60の蓋体底部に接触させて、蓋体底部と導出部42とを溶接して接続する。この後、金属外装缶70内にそれぞれ30重量%の水酸化カリウム(KOH)水溶液よりなる電解液を注液し、封口体60を封口ガスケット61を介して外装缶70の開口部71に載置するとともに、この開口部71を封口体60側にカシメて封口する。これにより、公称容量2000mAHの各実施例10〜16の円筒形ニッケル・水素蓄電池をそれぞれ作製する。
【0060】
b.実施例17
ついで、上述のように作製した非焼結式ニッケル正極板b3を用いた実施例17のニッケル・水素蓄電池の作製例を図3に基づいて説明する。
上述のように作製した非焼結式ニッケル正極板b3と、水素吸蔵合金をパンチングメタル(芯体)21に塗布した負極板20とをポリプロピレン製不織布からなるセパレータ30を介して、最外周が負極板20となるようにして渦巻状に卷回して渦巻状電極体Bを作製する。このとき、非焼結式ニッケル正極板b3の上端部がセパレータ50より突出するとともに、負極板40の下端部がセパレータ50より突出するように巻回する。このように渦巻状に巻回した渦巻状電極体Bの直径は約22mmであった。
【0061】
ついで、非焼結式ニッケル正極板b3の帯状金属薄板11aに溶接した集電タブ12と、上述の実施例1〜7と同様に形成した正極集電体40の集電部41とを抵抗溶接した後、渦巻状電極体Aの負極板20の端部21と、上述の実施例1〜7と同様に形成した負極集電体50とを抵抗溶接する。この後、非焼結式ニッケル正極板b3の集電タブ12に溶接された正極集電体40を渦巻状電極体Bの上に載置し、非焼結式ニッケル正極板b3の帯状金属薄板11aの端部と正極集電体40の集電部41とを抵抗溶接する。
【0062】
なお、この溶接工程において、非焼結式ニッケル正極板b3の巻終わり端から100mmまでの帯状金属薄板11aは正極集電体40の集電部41と溶接されないこととなるが、非焼結式ニッケル正極板b3に形成した集電タブ12は予め正極集電体40の集電部41の下面に溶接されている。
【0063】
ついで、有底円筒形の金属外装缶70を用意し、上記のように各集電体40,50を溶接した渦巻状電極体Bを金属外装缶70内に挿入し、集電体40の電解液注液孔44より一方の溶接電極を挿入して負極集電体50に当接させるとともに金属外装缶70の底部に他方の溶接電極を当接して、負極集電体50と金属外装缶70の底部をスポット溶接する。
【0064】
一方、上述の実施例1〜7と同様の封口体60を用意し、正極集電体40の導出部42を封口体60の蓋体底部に接触させて、蓋体底部と導出部42とを溶接して接続する。この後、金属外装缶70内にそれぞれ30重量%の水酸化カリウム(KOH)水溶液よりなる電解液を注液し、封口体60を封口ガスケット61を介して外装缶70の開口部71に載置するとともに、この開口部71を封口体60側にカシメて封口する。これにより、公称容量2000mAHの実施例17の円筒形ニッケル・水素蓄電池を作製する。
【0065】
c.実施例18
ついで、上述のように作製した非焼結式ニッケル正極板b3を用いた実施例18のニッケル・水素蓄電池の作製例を図4に基づいて説明する。
上述のように作製した非焼結式ニッケル正極板b3と、水素吸蔵合金をパンチングメタル(芯体)21に塗布した負極板20とをポリプロピレン製不織布からなるセパレータ30を介して、最外周が負極板20となるようにして渦巻状に卷回して渦巻状電極体Cを作製する。このとき、非焼結式ニッケル正極板b3の帯状金属薄板11aがセパレータ30より突出するように巻回する。このように渦巻状に巻回した渦巻状電極体Cの直径は約22mmであった。なお、負極板20の下端部には負極用集電タブ21aが設けられている。
【0066】
ついで、非焼結式ニッケル正極板b3の帯状金属薄板11aの端部と、上述の実施例1〜7と同様に形成した正極集電体40の集電部41とを上述の実施例1〜7と同様に抵抗溶接する。なお、この溶接工程において、非焼結式ニッケル正極板b3の巻終わり端から100mmまでの帯状金属薄板11aは正極集電体40の集電部41と溶接されないこととなる。そのため、非焼結式ニッケル正極板b3に形成した集電タブ12を正極集電体40の集電部41側に折り曲げた後、集電タブ12の上部に一対の溶接電極(図示せず)を配置し、これらの一対の溶接電極間に溶接電流を流して抵抗溶接を行う。
【0067】
ついで、有底円筒形の金属外装缶70を用意し、上記のように集電体40を溶接した渦巻状電極体Cを金属外装缶70内に挿入し、集電体40の電解液注液孔44より一方の溶接電極を挿入して負極用集電タブ21aに当接させるとともに金属外装缶70の底部に他方の溶接電極を当接して、負極用集電タブ21aと金属外装缶70の底部をスポット溶接する。
【0068】
一方、上述の実施例1〜7と同様の封口体60を用意し、正極集電体40の導出部42を封口体60の蓋体底部に接触させて、蓋体底部と導出部42とを溶接して接続する。この後、金属外装缶70内にそれぞれ30重量%の水酸化カリウム(KOH)水溶液よりなる電解液を注液し、封口体60を封口ガスケット61を介して外装缶70の開口部71に載置するとともに、この開口部71を封口体60側にカシメて封口する。これにより、公称容量2000mAHの実施例18の円筒形ニッケル・水素蓄電池を作製する。
【0069】
d.比較例4
ついで、上述のように作製した非焼結式ニッケル正極板bを用いた比較例4のニッケル・水素蓄電池の作製例を図5に基づいて説明する。
上述のように作製した非焼結式ニッケル正極板bと、水素吸蔵合金をパンチングメタル(芯体)21に塗布した負極板20とをポリプロピレン製不織布からなるセパレータ30を介して、最外周が負極板20となるようにして渦巻状に卷回して渦巻状電極体Dを作製する。このとき、非焼結式ニッケル正極板bの帯状金属薄板11aの上端部がセパレータ30より突出するとともに、負極板20の芯体21の下端部がセパレータ30より突出するように巻回する。このように渦巻状に巻回した渦巻状電極体Dの直径は約22mmであった。
【0070】
そして、上述のようにして作成した渦巻状電極体Dの負極板20の芯体21の下端部21と上述の実施例1〜7と同様に形成した負極集電体50とを上述の実施例1〜7と同様に抵抗溶接するとともに、非焼結式ニッケル正極板bの帯状金属薄板11aの端部と正極集電体40の集電部41とを抵抗溶接する。なお、この溶接工程において、非焼結式ニッケル正極板bの巻終わり端から100mmまでの帯状金属薄板11aは正極集電体40の集電部41と溶接されないこととなる。
【0071】
ついで、有底円筒形の金属外装缶70を用意し、上記のように各集電体40,50を溶接した渦巻状電極体Dを金属外装缶70内に挿入し、集電体40の電解液注液孔44より一方の溶接電極を挿入して負極集電体50に当接させるとともに金属外装缶70の底部に他方の溶接電極を当接して、負極集電体50と金属外装缶70の底部をスポット溶接する。
【0072】
一方、上述の実施例1〜7と同様の封口体60を用意し、正極集電体40の導出部42を封口体60の蓋体底部に接触させて、蓋体底部と導出部42とを溶接して接続する。この後、金属外装缶70内にそれぞれ30重量%の水酸化カリウム(KOH)水溶液よりなる電解液を注液し、封口体60を封口ガスケット61を介して外装缶70の開口部71に載置するとともに、この開口部71を封口体60側にカシメて封口する。これにより、公称容量2000mAHの比較例4の円筒形ニッケル・水素蓄電池を作製する。
【0073】
e.比較例5
ついで、上述のように作製した非焼結式ニッケル正極板bを用いた比較例5のニッケル・水素蓄電池の作製例を図6に基づいて説明する。
上述のように作製した非焼結式ニッケル正極板bと、水素吸蔵合金をパンチングメタル(芯体)21に塗布した負極板20とをポリプロピレン製不織布からなるセパレータ30を介して、最外周が負極板20となるようにして渦巻状に卷回して渦巻状電極体Eを作製する。このとき、非焼結式ニッケル正極板bの帯状金属薄板11aの上端部がセパレータ30より突出するように巻回する。このように渦巻状に巻回した渦巻状電極体Eの直径は約22mmであった。なお、負極板20の芯体21には負極用集電タブ21aが設けられている。
【0074】
ついで、非焼結式ニッケル正極板bの帯状金属薄板11aの上端部と、上述の実施例1〜7と同様に形成した正極集電体40の集電部41とを上述の実施例1〜7と同様に抵抗溶接する。なお、この溶接工程において、非焼結式ニッケル正極板bの巻終わり端から100mmまでの帯状金属薄板11aは正極集電体40の集電部41と溶接されないこととなる。
【0075】
ついで、有底円筒形の金属外装缶70を用意し、上記のように集電体40を溶接した渦巻状電極体Eを金属外装缶70内に挿入し、集電体40の電解液注液孔44より一方の溶接電極を挿入して負極用集電タブ21aに当接させるとともに金属外装缶70の底部に他方の溶接電極を当接して、負極用集電タブ21aと金属外装缶70の底部をスポット溶接する。
【0076】
一方、上述の実施例1〜7と同様の封口体60を用意し、正極集電体40の導出部42を封口体60の蓋体底部に接触させて、蓋体底部と導出部42とを溶接して接続する。この後、金属外装缶70内にそれぞれ30重量%の水酸化カリウム(KOH)水溶液よりなる電解液を注液し、封口体60を封口ガスケット61を介して外装缶70の開口部71に載置するとともに、この開口部71を封口体60側にカシメて封口する。これにより、公称容量2000mAHの比較例5の円筒形ニッケル・水素蓄電池を作製する。
【0077】
f.比較例6
ついで、上述のように作製した非焼結式ニッケル正極板bを用いた比較例6のニッケル・水素蓄電池の作製例を図7に基づいて説明する。
上述のように作製した非焼結式ニッケル正極板bと、水素吸蔵合金をパンチングメタル(芯体)21に塗布した負極板20とをポリプロピレン製不織布からなるセパレータ30を介して、最外周が負極板20となるようにして渦巻状に卷回して渦巻状電極体Fを作製する。このとき、負極板20の帯状金属薄板11aの下端部がセパレータ30より突出するように巻回する。このように渦巻状に巻回した渦巻状電極体Fの直径は約22mmであった。なお、非焼結式ニッケル正極板bの帯状金属薄板11aには正極用集電タブ11bが溶接されている。
【0078】
ついで、上述のようにして作成した渦巻状電極体Fの負極板20の芯体21との上述の実施例1〜7と同様に形成した負極集電体50と上述の実施例1〜7と同様に抵抗溶接する。ついで、有底円筒形の金属外装缶70を用意し、上記のように集電体50を溶接した渦巻状電極体Fを金属外装缶70内に挿入し、渦巻状電極体Fの中心部の空隙内に一方の溶接電極を挿入して負極集電体50に当接させるとともに金属外装缶70の底部に他方の溶接電極を当接して、負極集電体50と金属外装缶70の底部をスポット溶接する。
【0079】
一方、上述の実施例1〜7の封口体60を用意し、正極用集電タブ11bを封口体60の蓋体底部に接触させて、蓋体底部と正極用集電タブ11bとを溶接して接続する。この後、金属外装缶70内にそれぞれ30重量%の水酸化カリウム(KOH)水溶液よりなる電解液を注液し、封口体60を封口ガスケット61を介して外装缶70の開口部71に載置するとともに、この開口部71を封口体60側にカシメて封口する。これにより、公称容量2000mAHの比較例6の円筒形ニッケル・水素蓄電池を作製する。
【0080】
3.ニッケル・水素蓄電池の活性化
上述のように作製した実施例1〜18および比較例1〜6の24種類のニッケル・水素蓄電池を200mA(0.1C)の充電々流で16時間充電した後、1時間休止させる。その後、400mA(0.2C)の放電々流で終止電圧が1.0Vになるまで放電させた後、1時間休止させる。この充放電を室温で3サイクル繰り返して、実施例1〜18および比較例1〜6の24種類のニッケル・水素蓄電池を活性化する。
【0081】
4.高率放電試験
上述のようにして作製した実施例1〜9および比較例1〜3の12種類のニッケル・水素蓄電池を200mA(0.1C)の充電々流で16時間充電した後、1時間休止させる。その後、10A(5C)の放電々流で終止電圧が0.5Vになるまで放電させて高率放電を行い、放電容量が50%のときの電圧(作動電圧)の測定を行うと、下記の表1に示すような結果となった。
【0082】
【表1】
【0083】
上記表1より明らかなように、負極集電体50を用いた実施例1〜8のニッケル・水素蓄電池と比較例1,3のニッケル・水素蓄電池とを比較すると、実施例1〜8のニッケル・水素蓄電池の作動電圧が向上することが分かる。また、負極集電体50を用いないで負極集電タブ21aを用いた実施例9のニッケル・水素蓄電池と比較例2のニッケル・水素蓄電池とを比較すると、実施例9のニッケル・水素蓄電池の作動電圧が向上することが分かる。このように、正極板10の正極集電体40との未接続部11a(図1(a)参照)に集電タブ12を溶接すると、図1(b)に示すように、正極板10内での電流分布が均一化するため、電圧降下が低減されて高率放電時の作動電圧が向上する。
【0084】
また、ニッケル正極板a3を用いるとともに負極集電体50を用いた実施例3のニッケル・水素蓄電池と、ニッケル正極板a3を用いるとともに負極集電体50を用いないで負極タブ21aを用いた実施例9のニッケル・水素蓄電池とを比較すると、実施例3のニッケル・水素蓄電池の作動電圧が向上することが分かる。このことから、負極集電体50を用いた方が作動電圧が向上することが分かる。
【0085】
また、ニッケル正極板a3を用いた実施例3のニッケル・水素蓄電池の作動電圧は1.25Vで、ニッケル正極板a3を用いた実施例8のニッケル・水素蓄電池の作動電圧も1.25Vで等しい。このことから、正極集電体40を電極体Aの未充填部11aに溶接した後、集電タブ12を正極集電体40の集電部41上に溶接(実施例3)しても、あるいは集電タブ12を正極集電体40の集電部41に溶接した後、正極集電体40を電極体Aの未充填部11aに溶接(実施例8)しても、どちの方法を採用しても良いことが分かる。
【0086】
さらに、渦巻状に巻回された際の巻終わり端より33mm(x=33mm)の位置に集電タブ12が溶接された実施例3および実施例8のニッケル・水素蓄電池の作動電圧は最高(1.25V)となったが、集電タブ12の位置がこれより両側にづれるに伴ってその作動電圧が低下することが分かる。したがって、集電タブ12を渦巻状に巻回された際の巻終わり端より0〜50mmの位置に設けると高作動電圧となるので、集電タブ12の位置は渦巻状に巻回された際の巻終わり端より1/2以内にするのが好ましい。
【0087】
同様に、上述のようにして作製した実施例10〜18および比較例4〜6の12種類のニッケル・水素蓄電池を200mA(0.1C)の充電々流で16時間充電した後、1時間休止させる。その後、10A(5C)の放電々流で終止電圧が0.5Vになるまで放電させて高率放電を行い、放電容量が50%のときの電圧(作動電圧)の測定を行うと、下記の表2に示すような結果となった。
【0088】
【表2】
【0089】
上記表2より明らかなように、負極集電体50を用いた実施例10〜17のニッケル・水素蓄電池と比較例4および6のニッケル・水素蓄電池とを比較すると、実施例10〜17のニッケル・水素蓄電池の作動電圧が向上することが分かる。また、負極集電体50を用いないで負極集電タブ21aを用いた実施例18のニッケル・水素蓄電池と比較例5のニッケル・水素蓄電池とを比較すると、実施例18のニッケル・水素蓄電池の作動電圧が向上することが分かる。このように、正極板10の正極集電体40の帯状金属薄板11b(図1(a)参照)に集電タブ12を溶接すると、図1(b)に示すように、正極板10内での電流分布が均一化するため、電圧降下が低減されて高率放電時の作動電圧が向上する。
【0090】
また、ニッケル正極板b3を用いるとともに負極集電体50を用いた実施例12のニッケル・水素蓄電池と、ニッケル正極板b3を用いるとともに負極集電体50を用いないで負極タブ21aを用いた実施例18のニッケル・水素蓄電池とを比較すると、実施例12のニッケル・水素蓄電池の作動電圧が向上することが分かる。このことから、負極集電体50を用いた方が作動電圧が向上することが分かる。
【0091】
また、ニッケル正極板a3を用いた実施例12のニッケル・水素蓄電池の作動電圧は1.25Vで、ニッケル正極板a3を用いた実施例17のニッケル・水素蓄電池の作動電圧も1.26Vでほぼ等しい。このことから、正極集電体40を電極体Aの帯状金属薄板11aに溶接した後、集電タブ12を正極集電体40の集電部41上に溶接(実施例3)しても、あるいは集電タブ12を正極集電体40の集電部41に溶接した後、正極集電体40を電極体Aの帯状金属薄板11aに溶接(実施例8)しても、どちの方法を採用しても良いことが分かる。
【0092】
また、渦巻状に巻回された際の巻終わり端より33mm(x=33mm)の位置に集電タブ12が溶接された実施例17のニッケル・水素蓄電池の作動電圧は最高(1.26V)となったが、集電タブ12の位置がこれより両側にづれるに伴ってその作動電圧は低下することが分かる。したがって、集電タブ12を渦巻状に巻回された際の巻終わり端より0〜50mmの位置に設けると高作動電圧となるので、集電タブ12の位置は渦巻状に巻回された際の巻終わり端より1/2以内にするのが好ましい。
【0093】
さらに、表1の実施例1〜9のニッケル・水素蓄電池と表2の実施例10〜18のニッケル・水素蓄電池とを比較しても、その作動電圧は格別に相違しないのに対し、表1の比較例1〜3のニッケル・水素蓄電池と表2の比較例4〜6のニッケル・水素蓄電池とを比較すると、比較例4〜6のニッケル・水素蓄電池の作動電圧が低下していることが分かる。このことから、実施例10〜18のニッケル・水素蓄電池、即ち、本発明を非焼結式ニッケル正極板を用いたニッケル・水素蓄電池に適用した方が効果が大きいことが分かる。
【0094】
なお、上述した実施形態においては、本発明をニッケル・水素蓄電池に適用した例について説明したが、これに限らず、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・亜鉛蓄電池、リチウムイオン電池などの正・負極板をセパレータを介して渦巻状に巻回した渦巻状電極体を備えた円筒状電池であれば、どのような電池であっても同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のニッケル正極板を示す図である。
【図2】 本発明の電池の正・負極板を渦巻状に巻回した電極体に正極集電体と負極集電体を溶接した後、金属製外装缶内に収納して正極集電タブと正極集電体とを溶接した状態を示す図である。
【図3】 本発明の電池の正・負極板を渦巻状に巻回した渦巻状電極体の正極集電タブと正極集電体とを溶接し、電極体に正極集電体と負極集電体を溶接した後、金属製外装缶内に収納した状態を示す図である。
【図4】 本発明の電池の正・負極板を渦巻状に巻回した渦巻状電極体に正極集電体を溶接し、金属製円筒状外装缶内に収納した後、正極集電タブと正極集電体とを溶接した状態を示す図である。
【図5】 従来の電池(比較例の電池)の正・負極板を渦巻状に巻回した渦巻状電極体に正極集電体と負極集電体を溶接した後、金属製円筒状外装缶内に収納した状態を示す図である。
【図6】 従来の電池(比較例の電池)の正・負極板を渦巻状に巻回した渦巻状電極体に正極集電体を溶接し、金属製円筒状外装缶内に収納した後、負極集電タブと金属製円筒状外装缶とを溶接した状態を示す図である。
【図7】 従来の電池(比較例の電池)の集電タブを備えた正・負極板を渦巻状に巻回した渦巻状電極体を金属製円筒状外装缶内に収納した状態を示す図である。
【図8】 従来のニッケル正極板を示す図である。
【符号の説明】
10…ニッケル正極板、11…活物質保持体(焼結基板または発泡ニッケル)、11a…活物質未充填部または帯状金属薄板、11b…正極集電タブ、12…集電タブ、20…負極板、21a…負極集電タブ、30…セパレータ、40…正極集電体、41…集電部、42…導出部、50…負極集電体、60…封口体、70…金属製円筒状外装缶、71…開口部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cylindrical battery provided with a spiral electrode body in which positive and negative electrodes such as nickel / hydrogen storage battery, nickel / cadmium storage battery, nickel / zinc storage battery, and lithium ion battery are spirally wound through a separator. In particular, the present invention relates to a conductive connection between a spiral electrode body and a current collector.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a cylindrical battery such as a nickel / cadmium storage battery, a nickel / hydrogen storage battery, a nickel / zinc storage battery, or a lithium ion battery, as shown in FIG. 5 and FIG. And spirally wound to form spiral electrode bodies D and E.
[0003]
Then, as shown in FIG. 5, the
[0004]
Alternatively, as shown in FIG. 6, the spiral electrode body E thus formed is inserted into a metal cylindrical
[0005]
In this way, the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the battery formed as described above, since the metal outer can 70 also serves as a negative electrode terminal, an internal short circuit occurs when the positive
However, if the positive electrode
[0007]
In the portion where the
[0008]
Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and even if a portion that is not welded occurs in the welded portion between the upper end portion of the positive electrode plate and the positive electrode current collector, the current collecting performance of the unwelded portion is improved. Thus, it is to obtain a cylindrical battery having improved high rate discharge characteristics.
[0009]
[Means for solving the problems and their functions and effects]
The present invention is a cylindrical battery having a spiral electrode body obtained by winding a positive / negative electrode plate in a spiral shape with a separator interposed in a metal cylindrical outer can that also serves as a negative electrode terminal. Further, in the cylindrical battery provided with the spiral electrode body of the present invention, the upper end portion of the positive electrode plate of the spiral electrode body is connected to a positive electrode current collector connected to a sealing body that also serves as a positive electrode terminal except for a part thereof. And a collector tab at the upper end of the positive electrode plate not connected to the positive electrode current collector, and the lower end of the negative electrode plate of the spiral electrode body is electrically connected to a metal cylindrical outer can also serving as a negative electrode terminal, The tab is connected to the positive electrode current collector.
[0010]
In this way, when a current collecting tab is provided at the upper end portion of the positive electrode plate that is not connected to the positive electrode current collector, and the current collecting tab and the positive electrode current collector are connected, the positive electrode of the portion that is not connected to the positive electrode current collector Since the current distribution in the plate is also uniform, the voltage drop is reduced and the high rate discharge characteristics are improved.
[0011]
In addition, when the lower end of the negative electrode plate is connected to the negative electrode current collector and the negative electrode current collector is connected to a metal cylindrical outer can that also serves as the negative electrode terminal, the metal that serves as the negative electrode current collector and the negative electrode terminal. There is no problem even if the cylindrical outer can is in contact. For this reason, since the negative electrode current collector can be formed large, since the current distribution in the negative electrode plate becomes uniform when the lower end of the negative electrode plate is connected to the negative electrode current collector, the voltage drop is further reduced. High rate discharge characteristics are improved. And even if a current collecting tab is provided near the end of the portion connected to the positive electrode current collector, the voltage drop is not reduced so much, so the position where the current collecting tab is provided is the portion of the positive electrode plate that is not connected to the positive electrode current collector. It is preferable to set the position within 1/2 from the end of the winding wound in a spiral shape.
[0012]
The present invention also relates to a method of manufacturing a cylindrical battery in which a spiral electrode body obtained by winding a positive / negative electrode plate spirally through a separator is inserted into a metal cylindrical outer can also serving as a negative electrode terminal. In order to solve the above problems, the method for manufacturing a cylindrical battery according to the present invention provides a positive electrode current collector connected to a sealing body that also serves as a positive electrode terminal when the spiral electrode body is formed at the upper end of the positive electrode plate. A current collecting tab welding step of welding the current collecting tab to a non-connected portion, a positive electrode current collector welding step of welding the positive electrode upper end portion of the spiral electrode body to the positive electrode current collector excluding a part thereof, and a positive electrode plate Current collecting tab for welding current collecting tab welded to upper end to positive electrode current collector-metal positive electrode current collector welding process and spiral cylindrical electrode body welded with positive electrode current collector serving as negative electrode terminal Inserting the electrode body into the outer can and the lower end of the negative electrode plate of the spiral electrode body made of metal A connecting step of electrically connecting the bottom of Jogaiso cans, characterized by comprising a sealing body welding step of welding the sealing body serving as a positive electrode terminal of the positive electrode current collector.
[0013]
Thus, after welding the positive electrode plate upper end of the spiral electrode body formed using the positive electrode plate to which the current collector tab is welded to the positive electrode current collector, the current collector tab is welded to the positive electrode current collector, Since the current distribution in the portion of the positive electrode plate not connected to the positive electrode current collector is also uniform, the voltage drop is reduced and the high rate discharge characteristics are improved.
[0014]
In addition, the cylindrical battery manufacturing method of the present invention welds a current collecting tab to a portion that is not connected to a positive electrode current collector that is connected to a sealing body that also serves as a positive electrode terminal when a spiral electrode body is formed at the upper end of the positive electrode plate. Current collector tab welding step, current collector tab-positive electrode current collector welding step for welding the current collector tab welded to the upper end portion of the positive electrode plate to the positive electrode current collector, and collecting the upper end portion of the positive electrode plate of the spiral electrode body. The positive electrode current collector welding process for welding to the positive electrode current collector with the electric tab welded, and the spiral electrode body in which the positive electrode current collector is welded to the upper end of the positive electrode current collector is inserted into the metal cylindrical outer can also serving as the negative electrode terminal And a sealing body welding step of welding a current collector of the positive electrode current collector to a sealing body that also serves as a positive electrode terminal.
[0015]
Thus, after welding the current collector tab of the spiral electrode body formed using the positive electrode plate to which the current collector tab is welded and the positive electrode current collector, the upper end of the positive electrode plate is welded to the positive electrode current collector. Even if it does, since the current distribution of the part which is not connected to the positive electrode electrical power collector in a positive electrode plate will also become uniform, a voltage drop will reduce and a high rate discharge characteristic will improve.
[0016]
And a negative electrode current collector welding step of welding the lower end of the negative electrode plate of the spiral electrode body to the negative electrode current collector before the electrode body insertion step, and after the electrode body insertion step, the negative electrode current collector is made of metal When the outer can welding process for welding to the bottom of the cylindrical outer can is provided, the current distribution in the negative electrode plate becomes uniform, so that the voltage drop is further reduced and the high rate discharge characteristics are further improved.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment when a cylindrical battery provided with a spiral electrode body of the present invention is applied to a nickel-hydrogen storage battery will be described with reference to the drawings. 1 shows a nickel positive electrode plate, FIG. 1 (a) shows a state in which a nickel positive electrode plate wound in a spiral shape is extended to a flat plate, and FIG. 1 (b) shows a voltage with respect to the position of the nickel positive electrode plate. FIG. Fig. 2 shows a positive and negative current collector that is welded in a metal cylindrical outer can after welding a positive and negative current collector to an electrode body in which a negative electrode plate made of a nickel positive electrode plate and a hydrogen storage alloy is spirally wound. It is a figure which shows the state which welded the tab and the positive electrode electrical power collector, FIG. 2 (a) is sectional drawing, FIG.2 (b) is a top view before sealing a sealing body.
[0018]
FIG. 3 shows that a positive electrode current collector tab and a positive electrode current collector of an electrode body in which a nickel positive electrode plate and a negative electrode plate made of a hydrogen storage alloy are wound in a spiral shape are welded, and then housed in a metal cylindrical outer can. It is a figure which shows the state which welded each electrical power collector to the electrode body, FIG. 3 (a) is sectional drawing, FIG.3 (b) is a top view before sealing a sealing body. FIG. 4 shows a case where a positive electrode current collector is welded to an electrode body in which a nickel positive electrode plate and a negative electrode plate made of a hydrogen storage alloy are wound in a spiral shape and accommodated in a metal cylindrical outer can, and then a positive electrode current collector tab and a positive electrode It is a figure which shows the state which welded the electrical power collector, and is a figure which shows the cross section.
[0019]
1. Production of nickel positive electrode plate
(1) Sintered electrode
A thickener such as carboxymethyl cellulose and water are kneaded with nickel powder to prepare a slurry, and this slurry is applied to a conductive core made of a nickel porous body. When the slurry is applied to the conductive core, the slurry is applied so as to form an uncoated portion in a strip shape at the center of the conductive core. In addition, this strip-shaped uncoated part becomes an electric current derivation | leading-out part, and becomes a welding part with a positive electrode electrical power collector in a next process.
[0020]
Thereafter, the conductive core coated with the slurry is sintered in a reducing atmosphere to produce a
[0021]
While cutting the long sintered nickel positive electrode plate thus produced at the center of the uncoated portion (conductive core) 11a of the core formed in a band shape at the center in the length direction, The sintered nickel positive electrode plate 10 (sintered nickel positive electrode plate a) is produced by cutting so as to have a length of 210 mm. Next, a tongue-shaped
[0022]
Similarly, the
[0023]
(2) Non-sintered electrode
90 parts by weight of nickel hydroxide, 5 parts by weight of metallic cobalt powder and 5 parts by weight of cobalt hydroxide powder are mixed and kneaded with 20 parts by weight of a 1% by weight aqueous solution of methylcellulose to produce a paste-like active material. . The pasty active material thus prepared has a basis weight of 600 g / m. 2 (The basis weight of the substrate is 400 to 700 g / m. 2 The nickel foam (nickel sponge) 11 having a thickness of 1.5 mm is filled. Next, after drying the
[0024]
Next, an ultrasonic horn is pressed against the upper side portion of the
[0025]
The non-sintered nickel
[0026]
Similarly, the
[0027]
2. Preparation of nickel-hydrogen storage battery
(1) Nickel / hydrogen storage battery using sintered nickel positive electrode plate
a. Examples 1-7
Next, a production example of the nickel / hydrogen storage batteries of Examples 1 to 7 using the sintered nickel positive plates a1, a2, a3, a4, a5, a6, and a7 produced as described above is shown in FIG. explain.
Each sintered nickel positive electrode plate a 1, a 2, a 3, a 4, a 5, a 6, a 7 prepared as described above, and the
[0028]
On the other hand, the positive electrode
[0029]
In this welding process, the
[0030]
Thus, when the
[0031]
Next, a cylindrical metal outer can 70 having a bottom is prepared, and the spiral electrode body A in which the
[0032]
On the other hand, a sealing
[0033]
b. Example 8
Next, a production example of the nickel-hydrogen storage battery of Example 8 using the sintered nickel positive electrode plate a3 produced as described above will be described with reference to FIG.
Sintered nickel positive electrode plate a3 produced as described above (
[0034]
Next, the
[0035]
In this welding process, the
[0036]
Next, a bottomed cylindrical metal outer can 70 is prepared, and the spiral electrode body B, to which the
[0037]
On the other hand, a sealing
[0038]
c. Example 9
Next, a production example of the nickel-hydrogen storage battery of Example 9 using the sintered nickel positive electrode plate a3 produced as described above will be described with reference to FIG.
Sintered nickel positive electrode plate a3 produced as described above (
[0039]
Subsequently, the
[0040]
Next, a bottomed cylindrical metal outer can 70 is prepared, and the spiral electrode body C welded with the
[0041]
On the other hand, a sealing
[0042]
d. Comparative Example 1
Next, a production example of the nickel-hydrogen storage battery of Comparative Example 1 using the sintered nickel positive electrode plate a produced as described above will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a view showing a state in which a positive electrode current collector and a negative electrode current collector are welded to a spiral electrode body in which positive and negative electrode plates are wound in a spiral shape, and then housed in a metal cylindrical outer can. 5A is a cross-sectional view, and FIG. 5B is a top view before the sealing body is sealed.
[0043]
The outermost outer periphery of the sintered nickel positive electrode plate a prepared as described above and the
[0044]
And the
[0045]
Next, a bottomed cylindrical metal outer can 70 is prepared, and the spiral electrode body D welded to the
[0046]
On the other hand, a sealing
[0047]
e. Comparative Example 2
Next, a production example of the nickel-hydrogen storage battery of Comparative Example 2 using the sintered nickel positive electrode plate a produced as described above will be described with reference to FIG. In FIG. 6, the positive electrode current collector is welded to a spiral electrode body in which positive and negative electrode plates are wound in a spiral shape, and the positive electrode current collector tab is stored in a metal cylindrical outer can. It is a figure which shows the state which welded the exterior can, FIG. 6 (a) is sectional drawing, FIG.6 (b) is a top view before sealing a sealing body.
[0048]
The outermost outer periphery of the sintered nickel positive electrode plate a prepared as described above and the
[0049]
Next, the
[0050]
Next, a bottomed cylindrical metal outer can 70 is prepared, and the spiral electrode body E with the
[0051]
On the other hand, a sealing
[0052]
f. Comparative Example 3
Next, a production example of the nickel-hydrogen storage battery of Comparative Example 3 using the sintered nickel positive electrode plate a produced as described above will be described with reference to FIG. In addition, it is a figure which shows the state which accommodated the spiral electrode body which wound the positive / negative electrode board provided with the current collection tab spirally in the metal cylindrical outer can, The cross section is shown.
[0053]
The outermost outer periphery of the sintered nickel positive electrode plate a prepared as described above and the
[0054]
Next, the
[0055]
On the other hand, a sealing
[0056]
(2) Nickel / hydrogen storage battery using non-sintered electrode
a. Examples 10-16
Next, a production example of the nickel-hydrogen storage batteries of Examples 10 to 16 using the non-sintered nickel positive electrode plates b1, b2, b3, b4, b5, b6, and b7 produced as described above is based on FIG. I will explain.
Each of the non-sintered nickel positive electrode plates b1, b2, b3, b4, b5, b6, and b7 produced as described above and the
[0057]
Subsequently, the
[0058]
Next, a cylindrical metal outer can 70 having a bottom is prepared, and the spiral electrode body A in which the
[0059]
On the other hand, a sealing
[0060]
b. Example 17
Next, a production example of the nickel-hydrogen storage battery of Example 17 using the non-sintered nickel positive electrode plate b3 produced as described above will be described with reference to FIG.
The non-sintered nickel positive electrode plate b3 produced as described above and the
[0061]
Subsequently, the
[0062]
In this welding process, the strip-shaped metal
[0063]
Next, a bottomed cylindrical metal outer can 70 is prepared, and the spiral electrode body B, to which the
[0064]
On the other hand, a sealing
[0065]
c. Example 18
Next, a production example of the nickel-hydrogen storage battery of Example 18 using the non-sintered nickel positive electrode plate b3 produced as described above will be described with reference to FIG.
The non-sintered nickel positive electrode plate b3 produced as described above and the
[0066]
Next, the end portion of the strip-shaped metal
[0067]
Next, a bottomed cylindrical metal outer can 70 is prepared, and the spiral electrode body C welded with the
[0068]
On the other hand, a sealing
[0069]
d. Comparative Example 4
Next, a production example of the nickel-hydrogen storage battery of Comparative Example 4 using the non-sintered nickel positive electrode plate b produced as described above will be described with reference to FIG.
A non-sintered nickel positive electrode plate b produced as described above and a
[0070]
And the
[0071]
Next, a bottomed cylindrical metal outer can 70 is prepared, and the spiral electrode body D welded to the
[0072]
On the other hand, a sealing
[0073]
e. Comparative Example 5
Next, a production example of the nickel-hydrogen storage battery of Comparative Example 5 using the non-sintered nickel positive electrode plate b produced as described above will be described with reference to FIG.
A non-sintered nickel positive electrode plate b produced as described above and a
[0074]
Next, the upper end portion of the strip-shaped metal
[0075]
Next, a bottomed cylindrical metal outer can 70 is prepared, and the spiral electrode body E with the
[0076]
On the other hand, a sealing
[0077]
f. Comparative Example 6
Next, a production example of the nickel-hydrogen storage battery of Comparative Example 6 using the non-sintered nickel positive electrode plate b produced as described above will be described with reference to FIG.
A non-sintered nickel positive electrode plate b produced as described above and a
[0078]
Next, the negative electrode
[0079]
On the other hand, the sealing
[0080]
3. Activation of nickel-hydrogen storage battery
The 24 types of nickel-hydrogen storage batteries of Examples 1 to 18 and Comparative Examples 1 to 6 manufactured as described above were charged for 16 hours with a charging current of 200 mA (0.1 C), and then rested for 1 hour. Thereafter, the battery is discharged at a discharge current of 400 mA (0.2 C) until the final voltage becomes 1.0 V, and then rested for 1 hour. This charge / discharge is repeated at room temperature for 3 cycles to activate the 24 types of nickel-hydrogen storage batteries of Examples 1 to 18 and Comparative Examples 1 to 6.
[0081]
4). High rate discharge test
The 12 types of nickel-hydrogen storage batteries of Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 3 manufactured as described above were charged with a charging current of 200 mA (0.1 C) for 16 hours, and then rested for 1 hour. After that, discharging at a discharge current of 10A (5C) until the final voltage becomes 0.5V to perform high rate discharge, and measuring the voltage (working voltage) when the discharge capacity is 50%, The results shown in Table 1 were obtained.
[0082]
[Table 1]
[0083]
As is clear from Table 1 above, when the nickel-hydrogen storage battery of Examples 1-8 using the negative electrode
[0084]
Further, the nickel-hydrogen storage battery of Example 3 using the nickel positive electrode plate a3 and using the negative electrode
[0085]
The operating voltage of the nickel-hydrogen storage battery of Example 3 using the nickel positive electrode plate a3 is 1.25 V, and the operating voltage of the nickel-hydrogen storage battery of Example 8 using the nickel positive electrode plate a3 is also equal to 1.25 V. . Therefore, after welding the positive electrode
[0086]
Furthermore, the operating voltage of the nickel-hydrogen storage batteries of Examples 3 and 8 in which the
[0087]
Similarly, 12 types of nickel-hydrogen storage batteries of Examples 10 to 18 and Comparative Examples 4 to 6 manufactured as described above were charged for 16 hours at a charging current of 200 mA (0.1 C), and then rested for 1 hour. Let After that, discharging at a discharge current of 10A (5C) until the final voltage becomes 0.5V to perform high rate discharge, and measuring the voltage (working voltage) when the discharge capacity is 50%, The results shown in Table 2 were obtained.
[0088]
[Table 2]
[0089]
As is clear from Table 2 above, when the nickel-hydrogen storage battery of Examples 10-17 using the negative electrode
[0090]
Further, the nickel-hydrogen storage battery of Example 12 using the nickel positive electrode plate b3 and using the negative electrode
[0091]
In addition, the operating voltage of the nickel-hydrogen storage battery of Example 12 using the nickel positive electrode plate a3 is 1.25 V, and the operating voltage of the nickel-hydrogen storage battery of Example 17 using the nickel positive electrode plate a3 is 1.26 V, which is almost equal. equal. From this, after welding the positive electrode
[0092]
In addition, the operating voltage of the nickel-hydrogen storage battery of Example 17 in which the
[0093]
Further, when the nickel-hydrogen storage batteries of Examples 1 to 9 in Table 1 and the nickel-hydrogen storage batteries of Examples 10 to 18 in Table 2 are compared, the operating voltage is not particularly different, but Table 1 When the nickel / hydrogen storage batteries of Comparative Examples 1 to 3 and the nickel / hydrogen storage batteries of Comparative Examples 4 to 6 in Table 2 are compared, the operating voltage of the nickel / hydrogen storage batteries of Comparative Examples 4 to 6 is reduced. I understand. From this, it can be seen that the nickel / hydrogen storage battery of Examples 10 to 18, that is, the nickel / hydrogen storage battery using the non-sintered nickel positive electrode plate is more effective.
[0094]
In the embodiment described above, an example in which the present invention is applied to a nickel-hydrogen storage battery has been described. However, the present invention is not limited thereto, and positive / negative plates such as a nickel-cadmium storage battery, a nickel-zinc storage battery, and a lithium ion battery are used. The same effect can be obtained with any battery as long as it is a cylindrical battery provided with a spiral electrode body wound spirally through a separator.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a nickel positive electrode plate of the present invention.
FIG. 2 shows a positive electrode current collector tab in which a positive electrode current collector and a negative electrode current collector are welded to an electrode body obtained by winding the positive and negative electrode plates of the battery of the present invention in a spiral shape, and then stored in a metal outer can. It is a figure which shows the state which welded the positive electrode electrical power collector.
FIG. 3 welds a positive electrode current collector tab and a positive electrode current collector of a spiral electrode body in which the positive and negative electrode plates of the battery of the present invention are wound in a spiral shape, and the positive electrode current collector and the negative electrode current collector are welded to the electrode body. It is a figure which shows the state accommodated in the metal exterior can after welding a body.
FIG. 4 shows a cathode current collector welded to a spiral electrode body in which the positive and negative electrode plates of the battery of the present invention are wound in a spiral shape and housed in a metal cylindrical outer can; It is a figure which shows the state which welded the positive electrode electrical power collector.
FIG. 5 shows a metal cylindrical outer can after a positive electrode current collector and a negative electrode current collector are welded to a spiral electrode body in which positive and negative electrode plates of a conventional battery (comparative example battery) are spirally wound. It is a figure which shows the state accommodated in the inside.
FIG. 6 shows a conventional battery (comparative battery), a positive electrode current collector welded to a spiral electrode body obtained by spirally winding positive and negative electrode plates, and housed in a metal cylindrical outer can; It is a figure which shows the state which welded the negative electrode current collection tab and metal cylindrical outer cans.
FIG. 7 is a view showing a state in which a spiral electrode body obtained by spirally winding positive and negative electrode plates having current collecting tabs of a conventional battery (comparative battery) is housed in a metal cylindrical outer can. It is.
FIG. 8 is a view showing a conventional nickel positive electrode plate.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記渦巻状電極体の前記正極板上端部はその一部を除いて正極端子を兼ねる封口体に接続される正極集電体に接続され、かつこの正極集電体に接続されない正極板上端部に集電タブを備え、
前記渦巻状電極体の前記負極板下端部は前記負極端子を兼ねる金属製円筒状外装缶に電気的に接続され、
前記集電タブは前記正極集電体に接続されたことを特徴とする渦巻状電極体を備えた円筒状電池。A cylindrical battery provided with a spiral electrode body in which a positive and negative electrode plate is spirally wound through a separator in a metal cylindrical outer can also serving as a negative electrode terminal,
The upper end portion of the positive electrode plate of the spiral electrode body is connected to a positive electrode current collector connected to a sealing body which also serves as a positive electrode terminal except for a part thereof, and is connected to an upper end portion of the positive electrode plate which is not connected to the positive electrode current collector. With a current collector tab,
The lower end of the negative electrode plate of the spiral electrode body is electrically connected to a metal cylindrical outer can that also serves as the negative electrode terminal,
A cylindrical battery having a spiral electrode body, wherein the current collecting tab is connected to the positive electrode current collector.
前記正極板上端部の前記渦巻状電極体としたときに正極端子を兼ねる封口体に接続される正極集電体に接続されない部位に集電タブを溶接する集電タブ溶接工程と、
前記渦巻状電極体の前記正極板上端部をその一部を除いて前記正極集電体に溶接する正極集電体溶接工程と、
前記正極板上端部に溶接された集電タブを前記正極集電体に溶接する集電タブ−正極集電体溶接工程と、
前記正極集電体が溶接された渦巻状電極体を前記負極端子を兼ねる金属製円筒状外装缶内に挿入する電極体挿入工程と、
前記渦巻状電極体の前記負極板下端部を前記金属製円筒状外装缶の底部に電気的に接続する接続工程と、
前記正極集電体を正極端子を兼ねる封口体に溶接する封口体溶接工程とを備えたことを特徴とする渦巻状電極体を備えた円筒状電池の製造方法。A method of manufacturing a cylindrical battery, which is manufactured by inserting a spiral electrode body in which a positive and negative electrode plate is spirally wound through a separator into a metal cylindrical outer can also serving as a negative electrode terminal,
A current collecting tab welding step of welding a current collecting tab to a portion not connected to a positive electrode current collector connected to a sealing body that also serves as a positive electrode terminal when the spiral electrode body is formed on the upper end portion of the positive electrode plate;
A positive electrode current collector welding step of welding the positive electrode plate upper end of the spiral electrode body to the positive electrode current collector excluding a part thereof;
Current collector tab-positive electrode current collector welding step for welding the current collector tab welded to the upper end of the positive electrode plate to the positive electrode current collector;
An electrode body insertion step of inserting the spiral electrode body to which the positive electrode current collector is welded into a metal cylindrical outer can also serving as the negative electrode terminal;
A connecting step of electrically connecting the lower end of the negative electrode plate of the spiral electrode body to the bottom of the metal cylindrical outer can;
A sealing body welding step of welding the positive electrode current collector to a sealing body that also serves as a positive electrode terminal. A method for producing a cylindrical battery having a spiral electrode body.
前記正極板上端部の前記渦巻状電極体としたときに正極端子を兼ねる封口体に接続される正極集電体に接続されない部位に集電タブを溶接する集電タブ溶接工程と、
前記正極板上端部に溶接された集電タブを前記正極集電体に溶接する集電タブ−正極集電体溶接工程と
前記渦巻状電極体の前記正極板上端部を前記集電タブが溶接された正極集電体に溶接する正極集電体溶接工程と、
前記正極集電体をその上端部に溶接した渦巻状電極体を前記負極端子を兼ねる金属製円筒状外装缶内に挿入する電極体挿入工程と、
前記正極集電体の集電部を正極端子を兼ねる封口体に溶接する封口体溶接工程とを備えたことを特徴とする渦巻状電極体を備えた円筒状電池の製造方法。A method of manufacturing a cylindrical battery, which is manufactured by inserting a spiral electrode body in which a positive and negative electrode plate is spirally wound through a separator into a metal cylindrical outer can also serving as a negative electrode terminal,
A current collecting tab welding step of welding a current collecting tab to a portion not connected to a positive electrode current collector connected to a sealing body that also serves as a positive electrode terminal when the spiral electrode body is formed on the upper end portion of the positive electrode plate;
Current collector tab for welding current collector tab welded to upper end of positive electrode plate to positive electrode current collector-Positive electrode current collector welding process, and current collector tab welds upper end of positive electrode plate of spiral electrode body A positive electrode current collector welding step of welding to the positive electrode current collector,
An electrode body insertion step of inserting a spiral electrode body welded to the upper end portion of the positive electrode current collector into a metal cylindrical outer can that also serves as the negative electrode terminal;
A sealing body welding step of welding a current collecting portion of the positive electrode current collector to a sealing body that also serves as a positive electrode terminal. A method for producing a cylindrical battery having a spiral electrode body.
前記電極体挿入工程後に、前記負極集電体を前記金属製円筒状外装缶の底部に溶接する外装缶溶接工程とを備えたことを特徴とする請求項6または請求項7に記載の渦巻状電極体を備えた円筒状電池の製造方法。A negative electrode current collector welding step of welding the lower end of the negative electrode plate of the spiral electrode body to a negative electrode current collector before the electrode body insertion step;
The spiral can according to claim 6 or 7, further comprising an outer can welding step of welding the negative electrode current collector to a bottom portion of the metal cylindrical outer can after the electrode body inserting step. A method for producing a cylindrical battery provided with an electrode body.
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