JP4786020B2 - 電池 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池に係り、特に、水素吸蔵合金を主成分とする負極板と金属酸化物を主成分とする正極板とをセパレータを間にして渦巻き状に巻かれて構成された捲回電極を有するニッケル水素化物電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、繰り返し充電が可能な二次電池が多く使用されている。二次電池の代表種の一つとして、ニッケル水素化物電池がある。ニッケル水素化物電池は、図６に示すように、水素吸蔵合金を主成分とする負極板と金属酸化物を主成分とする正極板とをセパレータを間にして渦巻き状に巻かれて構成された捲回電極１０１と、捲回電極１０１の下面で接合される負極集電板１０２と、捲回電極１０１の上面で接合される正極集電板１０３と、捲回電極１０１が収納される金属製円筒形状の有底のケースとを有する。負極集電板１０２の中心部には突起部が形成されており、ケースを負極集電板１０２と同電位にするために、この突起部はケースに接合される。
【０００３】
この突起部をケースに接合するために、正極集電板１０３及び捲回電極１０１の中心に形成された孔部内へ棒状の溶接電極１０５を挿入し、溶接電極１０５によってケースの底部と負極集電板１０２の突起部とを溶接により接合することが行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来は、正極集電板１０３の孔部１０３ａには、捲回電極１０１を構成するセパレータ１０６の端部がＳ字状に孔部１０３ａの中央部に飛び出ている。
【０００５】
溶接電極１０５によってケースの底部と負極集電板１０２の突起部とを溶接する工程において、溶接電極１０５を孔部１０３ａに挿入する場合にセパレータ１０６の端部が押し込まれ、溶接電極１０５と負極集電板１０２が完全に接触することができない。この接触不良の状態で負極集電板１０２の突起部とケースの底部が溶接不良になるという問題があった。また、溶接電極１０５がセパレータ１０６の端部に当たらないようにするために、溶接電極１０５の先端部の径を小さくすることも可能であるが、この場合、接触抵抗が大きくなり過大な溶接電流を要するという問題があった。
【０００６】
そこで本発明の目的は、上記従来技術の有する問題を解消し、接触不良を生じることがなく集電板を適切に取り付けることが可能な電池を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の電池は、負極板と正極板とをセパレータを間にして渦巻き状に巻かれ巻き孔の形成された捲回電極と、前記捲回電極の一方の端部で前記負極板の端部に接合される負極集電板と、前記捲回電極の他方の端部で前記正極板の端部に接合される正極集電板と、前記負極集電板、前記捲回電極及び前記正極集電板が前記負極集電板を内底に当接するように収納される有底の円筒ケースとを備え、前記正極集電板の中央部には前記負極集電板を前記円筒ケースに接合するために溶接電極を挿入するための開口が形成されており、前記開口には、挿入される前記溶接電極によって折り曲げ可能であって前記巻き孔の縁部を半径外方に押接可能な複数の突起片部が形成されており、前記複数の突起片部の各々は、前記溶接電極が前記開口に挿入され前記溶接電極によって折り曲げられるまでは前記開口を形成する平板面にあるとともに、先端部が角状になるように中心部に向かって先細に形成されていることを特徴とする電池。
【０００９】
また、前記正極集電板には前記開口の外側に放射状に分布する複数の第２開口が形成されており、前記第２開口の縁部に前記正極板の端部に接合可能な折り曲げ部が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
上述の発明において、正極集電板の中央部に形成された開口に溶接電極を挿入すると、突起片部が折り曲げられ巻き孔の縁部は半径外方に押接されセパレータの端部が巻き孔に押し込まれてしまうことがなく、また、溶接電極は折り曲げられた突起片部に当接しながら挿入されるので、溶接電極が巻き孔に挿入されることによってセパレータが折り曲げられることがない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。電池の一例としてニッケル水素化物電池について説明するが、本願発明はニッケル水素化物電池に限らず、他の型の電池であってもよい。
【００１２】
ニッケル水素化物電池は、水素吸蔵合金を主成分とする負極板１と金属酸化物を主成分とする正極板２とをセパレータ３を間にして渦巻き状に巻かれて形成された捲回電極４を有する。
【００１３】
捲回電極４の中央部には巻き孔４ａが形成されている。捲回電極４の一方の端部で負極板１の端部に負極集電板５が形成され、捲回電極４の他方の端部で正極板２の端部に正極集電板６が接合される。図３に示すように、捲回電極４は負極集電板５及び正極集電板６と共に、金属製の有底の円筒ケース７に収納され、円筒ケース７の内底に負極集電板５が当接する。負極集電板５及び正極集電板６はニッケルや鉄の薄板で形成されている。
【００１４】
図１に示すように、正極集電板６は、中央部に開口１０が形成され、開口１０の外側には放射状に分布する６個の第２開口１２が形成されている。開口１０には、４個の突起片部１１が中心に向かって突出しており、突起片部１１は中心部に向かって先細に、例えば三角状に形成されている。図３に示すように、突起片部１１内は棒状の電気溶接用電極２０が開口１０及び巻き孔４ａに挿入されると内方へ折り曲げられて変形し巻き孔４ａの縁部を半径外方に押接する。
【００１５】
第２開口１２は長方形の形状を有し、この長辺の縁部はほぼ直角に折り曲げられ正極板２の端部に接合可能な折り曲げ部５ａが形成されている。第２開口１２に電気溶接用電極を接近させ、折り曲げ部５ａは正極板２の端部に電気溶接され、正極集電板６は正極板２に電気的に接合される。
【００１６】
図４に示すように、負極集電板５には中央部に突起５ａが形成されている。突起５ａは、巻き孔４ａ内に挿入される電気溶接用電極２０を用いて円筒ケース７の底板に電気溶接される。また、負極集電板５には、正極集電板６の第２開口１２と同様に、中心部から放射状に分布する長方形形状の６個の第３開口１２が形成されている。第３開口１４の長辺の縁部はほぼ直角に折り曲げられ負極板１の端部に接合可能な折り曲げ部１４ａが形成されている。第３開口１４に電気溶接用電極を接近させ、折り曲げ部１４ａは負極板１の端部に電気溶接され、負極集電板５は負極板１に電気的に接合される。
【００１７】
次に、本発明の作用について説明する。
まず、捲回電極４の一方の端部に負極集電板５を当接させ、第３開口１４に電気溶接用電極を接近させて折り曲げ部１４ａを負極板１の端部に電気溶接し、同様に、捲回電極４の他方の端部に正極集電板６を当接させ、第２開口１２に電気溶接用電極を接近させて折り曲げ部５ａを正極板２の端部に電気溶接する。そして、図２に示すように、捲回電極４に負極集電板５及び正極集電板６が取り付けられたものを形成する。次に、図３に示すように、負極集電板５を円筒ケース７の内底に当接するようにして、図２に示すものを円筒ケース７内に収納する。
【００１８】
次に、図３または図５に示すように、電気溶接用電極２０を開口１０及び巻き孔４ａに挿入する。開口１０に中心に向かって突出した４個の突起片部１１は、内方へ折り曲げられて変形し、巻き孔４ａの縁部は半径外方に押接される。巻き孔４ａの縁部は半径外方に押接されるので、電気溶接用電極２０がさらに挿入されてもセパレータ３の端部がめくれたりすることがなく、電気溶接用電極２０は負極集電板５の突起５ａに接近する位置まで安全確実に挿入される。この状態で、電気溶接用電極２０に電流を印加することにより、負極集電板５は突起５ａにおいて円筒ケース７の内底に電気溶接される。
【００１９】
以上のように、本実施形態によれば、正極集電板６の中央部に開口１０を形成し、開口１０には、挿入される電気溶接用電極２０によって折り曲げ可能であって巻き孔４ａの縁部を半径外方に押接可能な４個の突起片部１１が形成されているので、電気溶接用電極２０によって円筒ケース４の底部と負極集電板５の突起部５ａとを溶接する工程において、セパレータ３の端部が巻き孔４ａに押し込まれてしまうことがなく、正極集電板６と正極板２の端部とが接触不良になることを防止できる。また、電気溶接用電極２０は折り曲げられた突起片部１１に当接しながら挿入されるので、溶接用電極２０が巻き孔４ａに挿入されることによってセパレータ３が折り曲げられるという問題を解消することができる。また、電気溶接用電極２０がセパレータ３の端部に当たらないようにするために電気溶接用電極２０の先端部の径を特に小さくする必要もないので、接触抵抗を小さくでき電気溶接に必要な溶接電流を小さくすることができる。
【００２０】
また、複数の突起片部１１の各々は、中心部に向かって先細に形成されているので、電気溶接用電極２０を巻き孔４ａに挿入するときに容易に折り曲げることができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の構成によれば、接触不良を生じることがなく集電板を適切に取り付けることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電池における正極集電板の一実施形態を示す斜視図。
【図２】捲回電極の両端に負極集電板及び正極集電板を取り付けたものを正極集電板側見た状態示す斜視図。
【図３】捲回電極の両端に負極集電板及び正極集電板を取り付けたものが円筒ケースに収納されることを示す斜視図。
【図４】捲回電極の両端に負極集電板及び正極集電板を取り付けたものを負極集電板側見た状態示す斜視図。
【図５】捲回電極の両端に負極集電板及び正極集電板を取り付けたものが円筒ケースに収納された状態を示す断面図。
【図６】従来の正極集電板を適用し、溶接電極を用いて有底のケースに負極集電板を電気溶接することを説明する図であり、（ａ）は正極集電板、捲回電極及び負極集電板の配置関係を示し、（ｂ）は従来の正極集電板を示し、（ｃ）は従来の正極集電板の開口に溶接電極が挿入されることを示す。
【符号の説明】
１ 負極板
２ 正極板
３ セパレータ
４ 捲回電極
４ａ 巻き孔
５ 負極集電板
５ａ 突起
６ 正極集電板
７ 円筒ケース
１０ 開口
１１ 突起片部
１２ 第２開口
１２ａ 折り曲げ部
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池に係り、特に、水素吸蔵合金を主成分とする負極板と金属酸化物を主成分とする正極板とをセパレータを間にして渦巻き状に巻かれて構成された捲回電極を有するニッケル水素化物電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、繰り返し充電が可能な二次電池が多く使用されている。二次電池の代表種の一つとして、ニッケル水素化物電池がある。ニッケル水素化物電池は、図６に示すように、水素吸蔵合金を主成分とする負極板と金属酸化物を主成分とする正極板とをセパレータを間にして渦巻き状に巻かれて構成された捲回電極１０１と、捲回電極１０１の下面で接合される負極集電板１０２と、捲回電極１０１の上面で接合される正極集電板１０３と、捲回電極１０１が収納される金属製円筒形状の有底のケースとを有する。負極集電板１０２の中心部には突起部が形成されており、ケースを負極集電板１０２と同電位にするために、この突起部はケースに接合される。
【０００３】
この突起部をケースに接合するために、正極集電板１０３及び捲回電極１０１の中心に形成された孔部内へ棒状の溶接電極１０５を挿入し、溶接電極１０５によってケースの底部と負極集電板１０２の突起部とを溶接により接合することが行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来は、正極集電板１０３の孔部１０３ａには、捲回電極１０１を構成するセパレータ１０６の端部がＳ字状に孔部１０３ａの中央部に飛び出ている。
【０００５】
溶接電極１０５によってケースの底部と負極集電板１０２の突起部とを溶接する工程において、溶接電極１０５を孔部１０３ａに挿入する場合にセパレータ１０６の端部が押し込まれ、溶接電極１０５と負極集電板１０２が完全に接触することができない。この接触不良の状態で負極集電板１０２の突起部とケースの底部が溶接不良になるという問題があった。また、溶接電極１０５がセパレータ１０６の端部に当たらないようにするために、溶接電極１０５の先端部の径を小さくすることも可能であるが、この場合、接触抵抗が大きくなり過大な溶接電流を要するという問題があった。
【０００６】
そこで本発明の目的は、上記従来技術の有する問題を解消し、接触不良を生じることがなく集電板を適切に取り付けることが可能な電池を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の電池は、負極板と正極板とをセパレータを間にして渦巻き状に巻かれ巻き孔の形成された捲回電極と、前記捲回電極の一方の端部で前記負極板の端部に接合される負極集電板と、前記捲回電極の他方の端部で前記正極板の端部に接合される正極集電板と、前記負極集電板、前記捲回電極及び前記正極集電板が前記負極集電板を内底に当接するように収納される有底の円筒ケースとを備え、前記正極集電板の中央部には前記負極集電板を前記円筒ケースに接合するために溶接電極を挿入するための開口が形成されており、前記開口には、挿入される前記溶接電極によって折り曲げ可能であって前記巻き孔の縁部を半径外方に押接可能な複数の突起片部が形成されており、前記複数の突起片部の各々は、前記溶接電極が前記開口に挿入され前記溶接電極によって折り曲げられるまでは前記開口を形成する平板面にあるとともに、先端部が角状になるように中心部に向かって先細に形成されていることを特徴とする電池。
【０００９】
また、前記正極集電板には前記開口の外側に放射状に分布する複数の第２開口が形成されており、前記第２開口の縁部に前記正極板の端部に接合可能な折り曲げ部が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
上述の発明において、正極集電板の中央部に形成された開口に溶接電極を挿入すると、突起片部が折り曲げられ巻き孔の縁部は半径外方に押接されセパレータの端部が巻き孔に押し込まれてしまうことがなく、また、溶接電極は折り曲げられた突起片部に当接しながら挿入されるので、溶接電極が巻き孔に挿入されることによってセパレータが折り曲げられることがない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。電池の一例としてニッケル水素化物電池について説明するが、本願発明はニッケル水素化物電池に限らず、他の型の電池であってもよい。
【００１２】
ニッケル水素化物電池は、水素吸蔵合金を主成分とする負極板１と金属酸化物を主成分とする正極板２とをセパレータ３を間にして渦巻き状に巻かれて形成された捲回電極４を有する。
【００１３】
捲回電極４の中央部には巻き孔４ａが形成されている。捲回電極４の一方の端部で負極板１の端部に負極集電板５が形成され、捲回電極４の他方の端部で正極板２の端部に正極集電板６が接合される。図３に示すように、捲回電極４は負極集電板５及び正極集電板６と共に、金属製の有底の円筒ケース７に収納され、円筒ケース７の内底に負極集電板５が当接する。負極集電板５及び正極集電板６はニッケルや鉄の薄板で形成されている。
【００１４】
図１に示すように、正極集電板６は、中央部に開口１０が形成され、開口１０の外側には放射状に分布する６個の第２開口１２が形成されている。開口１０には、４個の突起片部１１が中心に向かって突出しており、突起片部１１は中心部に向かって先細に、例えば三角状に形成されている。図３に示すように、突起片部１１内は棒状の電気溶接用電極２０が開口１０及び巻き孔４ａに挿入されると内方へ折り曲げられて変形し巻き孔４ａの縁部を半径外方に押接する。
【００１５】
第２開口１２は長方形の形状を有し、この長辺の縁部はほぼ直角に折り曲げられ正極板２の端部に接合可能な折り曲げ部５ａが形成されている。第２開口１２に電気溶接用電極を接近させ、折り曲げ部５ａは正極板２の端部に電気溶接され、正極集電板６は正極板２に電気的に接合される。
【００１６】
図４に示すように、負極集電板５には中央部に突起５ａが形成されている。突起５ａは、巻き孔４ａ内に挿入される電気溶接用電極２０を用いて円筒ケース７の底板に電気溶接される。また、負極集電板５には、正極集電板６の第２開口１２と同様に、中心部から放射状に分布する長方形形状の６個の第３開口１２が形成されている。第３開口１４の長辺の縁部はほぼ直角に折り曲げられ負極板１の端部に接合可能な折り曲げ部１４ａが形成されている。第３開口１４に電気溶接用電極を接近させ、折り曲げ部１４ａは負極板１の端部に電気溶接され、負極集電板５は負極板１に電気的に接合される。
【００１７】
次に、本発明の作用について説明する。
まず、捲回電極４の一方の端部に負極集電板５を当接させ、第３開口１４に電気溶接用電極を接近させて折り曲げ部１４ａを負極板１の端部に電気溶接し、同様に、捲回電極４の他方の端部に正極集電板６を当接させ、第２開口１２に電気溶接用電極を接近させて折り曲げ部５ａを正極板２の端部に電気溶接する。そして、図２に示すように、捲回電極４に負極集電板５及び正極集電板６が取り付けられたものを形成する。次に、図３に示すように、負極集電板５を円筒ケース７の内底に当接するようにして、図２に示すものを円筒ケース７内に収納する。
【００１８】
次に、図３または図５に示すように、電気溶接用電極２０を開口１０及び巻き孔４ａに挿入する。開口１０に中心に向かって突出した４個の突起片部１１は、内方へ折り曲げられて変形し、巻き孔４ａの縁部は半径外方に押接される。巻き孔４ａの縁部は半径外方に押接されるので、電気溶接用電極２０がさらに挿入されてもセパレータ３の端部がめくれたりすることがなく、電気溶接用電極２０は負極集電板５の突起５ａに接近する位置まで安全確実に挿入される。この状態で、電気溶接用電極２０に電流を印加することにより、負極集電板５は突起５ａにおいて円筒ケース７の内底に電気溶接される。
【００１９】
以上のように、本実施形態によれば、正極集電板６の中央部に開口１０を形成し、開口１０には、挿入される電気溶接用電極２０によって折り曲げ可能であって巻き孔４ａの縁部を半径外方に押接可能な４個の突起片部１１が形成されているので、電気溶接用電極２０によって円筒ケース４の底部と負極集電板５の突起部５ａとを溶接する工程において、セパレータ３の端部が巻き孔４ａに押し込まれてしまうことがなく、正極集電板６と正極板２の端部とが接触不良になることを防止できる。また、電気溶接用電極２０は折り曲げられた突起片部１１に当接しながら挿入されるので、溶接用電極２０が巻き孔４ａに挿入されることによってセパレータ３が折り曲げられるという問題を解消することができる。また、電気溶接用電極２０がセパレータ３の端部に当たらないようにするために電気溶接用電極２０の先端部の径を特に小さくする必要もないので、接触抵抗を小さくでき電気溶接に必要な溶接電流を小さくすることができる。
【００２０】
また、複数の突起片部１１の各々は、中心部に向かって先細に形成されているので、電気溶接用電極２０を巻き孔４ａに挿入するときに容易に折り曲げることができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の構成によれば、接触不良を生じることがなく集電板を適切に取り付けることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電池における正極集電板の一実施形態を示す斜視図。
【図２】捲回電極の両端に負極集電板及び正極集電板を取り付けたものを正極集電板側見た状態示す斜視図。
【図３】捲回電極の両端に負極集電板及び正極集電板を取り付けたものが円筒ケースに収納されることを示す斜視図。
【図４】捲回電極の両端に負極集電板及び正極集電板を取り付けたものを負極集電板側見た状態示す斜視図。
【図５】捲回電極の両端に負極集電板及び正極集電板を取り付けたものが円筒ケースに収納された状態を示す断面図。
【図６】従来の正極集電板を適用し、溶接電極を用いて有底のケースに負極集電板を電気溶接することを説明する図であり、（ａ）は正極集電板、捲回電極及び負極集電板の配置関係を示し、（ｂ）は従来の正極集電板を示し、（ｃ）は従来の正極集電板の開口に溶接電極が挿入されることを示す。
【符号の説明】
１ 負極板
２ 正極板
３ セパレータ
４ 捲回電極
４ａ 巻き孔
５ 負極集電板
５ａ 突起
６ 正極集電板
７ 円筒ケース
１０ 開口
１１ 突起片部
１２ 第２開口
１２ａ 折り曲げ部
Claims (2)
- 負極板と正極板とをセパレータを間にして渦巻き状に巻かれ巻き孔の形成された捲回電極と、前記捲回電極の一方の端部で前記負極板の端部に接合される負極集電板と、前記捲回電極の他方の端部で前記正極板の端部に接合される正極集電板と、前記負極集電板、前記捲回電極及び前記正極集電板が前記負極集電板を内底に当接するように収納される有底の円筒ケースとを備え、
前記正極集電板の中央部には前記負極集電板を前記円筒ケースに接合するために溶接電極を挿入するための開口が形成されており、前記開口には、挿入される前記溶接電極によって折り曲げ可能であって前記巻き孔の縁部を半径外方に押接可能な複数の突起片部が形成されており、
前記複数の突起片部の各々は、
前記溶接電極が前記開口に挿入され前記溶接電極によって折り曲げられるまでは前記開口を形成する平板面にあるとともに、
先端部が角状になるように中心部に向かって先細に形成されている
ことを特徴とする電池。 - 前記正極集電板には前記開口の外側に放射状に分布する複数の第２開口が形成されており、前記第２開口の縁部に前記正極板の端部に接合可能な折り曲げ部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電池。
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