JP6220214B2

JP6220214B2 - 蓄電池の製造方法

Info

Publication number: JP6220214B2
Application number: JP2013210406A
Authority: JP
Inventors: 浩一葉坂; 修司木田; 成登遠藤
Original assignee: Furukawa Battery Co Ltd
Current assignee: Furukawa Battery Co Ltd
Priority date: 2013-10-07
Filing date: 2013-10-07
Publication date: 2017-10-25
Anticipated expiration: 2033-10-07
Also published as: JP2015076197A

Description

本発明は、蓄電池の製造方法に関する。

ニッケルカドミウム蓄電池やニッケル水素電池などの蓄電池は、一般的には正極板と負極板とをセパレータを介して交互に積層した極板群を有している。各正極板および各負極板の端部にはそれぞれ極板耳が形成されており、同一極性の極板の極板耳が外部端子となる極柱の下部に接続されている。極板耳と極柱との接続は、例えば、大電流を流してその抵抗熱で極板耳を溶かすなどの溶接によって行われる。溶接時には大電流に伴う熱が発生することから、従来、その熱が極板耳より極板群に伝わってセパレータを損傷させてしまうという問題があった。

この問題を解決するために、極柱端部に極板耳支持板を接続し、この極板耳支持板の複数の孔または溝それぞれに極板耳を一枚毎に挿通させかつ挿通させた極板耳の先端を折り曲げ、その極板耳の先端折曲部を極板耳支持板に溶接することが提案されている（例えば特許文献１）。この技術では、極板耳を溶接する際の熱を極板耳支持板で吸収し、極板群に与える熱の影響を低減しているので、極板群のセパレータの損傷を防止することができる。

また、一端に複数の櫛歯を形成し、他端に複数のリブを形成した櫛型溶接治具を使用することも提案されている（例えば、特許文献２）。極板耳と極柱とを溶接接続するにあたり、櫛型溶接治具の複数ある櫛歯のそれぞれが極板群の同一極性の極板の極板耳間に挿入される。ここでは、極板耳を溶接する際の熱を櫛型溶接治具の複数あるリブから逃がし、極板群に与える熱の影響を低減しているので、極板群のセパレータの損傷を抑えることができる。

実開昭５２−１２４４３５号全文明細書登録実用第３１３３４５６号公報

特許文献１および２に記載されている技術はいずれも極板群のセパレータの損傷を防止することができる。しかしながら、特許文献１記載の技術は、別部材として極板耳支持板を用いて溶接作業を行わなければならないこと、極板耳支持板の孔または溝に極板耳を一枚毎に挿通して溶接しなければならず工数が多くなることなど非効率的であるという問題が指摘される。

特許文献２記載の技術については、専用の治具を用いて溶接作業を行わなければならないこと、複数ある櫛歯のそれぞれを極板群の同一極性の極板の極板耳間に挿入しなければならないことなど煩わしいという問題が指摘される。

本発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたものであり、極板群のセパレータの損傷を抑えることができ、しかも蓄電池を効率よく簡単に製造できる蓄電池の製造方法を提供することを課題としている。

上記の課題を解決するために、本発明の蓄電池の製造方法は、正極板と負極板とをセパレータを介して交互に積層した極板群の同一極性の極板の極板耳を一対の電極間に電流を流し発生した熱で被溶接部を溶かす溶接によって極柱に接続する蓄電池の製造方法において、前記極板群の前記セパレータの極板耳に対向する部分に水を付与して前記セパレータを濡れた状態とし、その状態で前記溶接を行うことを特徴とする。

本発明によれば、極板群のセパレータの損傷を抑えることができ、しかも蓄電池を効率よく簡単に製造できる。

本発明の蓄電池の製造方法の一実施形態を説明するための模式図である。（ａ）は極板群の模式図、（ｂ）は極板群の同一極性の極板の極板耳を極柱に集合させた状態を示す模式図、（ｃ）は極板群のセパレータへの水の付与を説明するための模式図である。

図１は、本発明の蓄電池の製造方法の一実施形態を説明するための模式図であり、（ａ）は極板群の模式図、（ｂ）は極板群の同一極性の極板の極板耳を極柱に集合させた状態を示す模式図、（ｃ）は極板群のセパレータへの水の付与を説明するための模式図である。

図１（ａ）に示すように、複数の負極板１と複数の正極板２とをセパレータ３を介して一枚ずつ交互に積層して構成した極板群２０を準備する。負極板１および正極板２はそれぞれ一端に極板耳１０を有しており、この極板耳１０は極板群２０から突出するように形成されている。なお、図１（ａ）の例では、正極板２の極板耳を図示していない。セパレータ３は、通常、ポリアミド、ポリプロピレン、ポロエチレン等の織布又は不織布を重ね合わせて形成される。更には、これら織布又は不織布間にセロハン、微多孔性ポリプロピレン、微多孔性ポリエチレン等の微多孔質フィルムを介在させて形成される場合もある。

図１（ｂ）に示すように、負極板１の極板耳１０を外部端子となる極柱４の端部に集合させ、この端部に、極板耳１０と極柱４とを溶接接続するための一対の電極５，５を押し付ける。

次いで、図１（ｃ）に示すように、極板群２０のセパレータ３の極板耳１０に対向する部分に水を付与してセパレータ３を濡れた状態とする。具体的には、セパレータ３の、極板耳１０側付近に位置する部分に水を付与して当該部分を濡れた状態とする。ここでセパレータが「濡れた状態」とは、セパレータが水分を帯びた（含んだ）状態を意味する。かかる状態のセパレータは水を付与する前のセパレータと比べて水分の気化熱により熱が奪われ熱影響を受け難くなっている。

水の付与方法としては、図示のように、一端に水供給口９を有する水供給管８の他端が貯水タンク７の底部に接続されてなる水供給装置６を使用し、水供給管９の一端を極板群２０のセパレータ３の極板耳１０に対向する部分付近に配し、貯水タンク７内の水Ｗを水供給口９からセパレータ３に向けて噴射する方法を採用することができる。この例では、貯水タンクの底部に接続される水供給管は１本であるが、複数本の水供給管を貯水タンクの底部に接続し、各水供給管の一端を極板群の各セパレータの極板耳に対向する部分付近に配して、各セパレータに向けて水を噴射すことや、１本の水供給管に各セパレータの極板耳と当接或いは近接するなどして対向している部分に向かって横穴の付いた横笛のような管を接続し、各セパレータに向けて水を噴射することもできる。もちろん、貯水タンク及び水供給管の形状や配置は本発明の効果を損なわない範囲で適宜設定されるものであり、図１の例に限定されるものではない。また、水の付与方法として上記した方法以外の方法であってもよい。例えば、スポイトやスプレーボトルなどを用いてセパレータに水を付与することもできる。

セパレータの極板耳に対向する部分は極板耳を溶接する際に熱の影響を最も受ける部分である。当該部分に水を付与して濡れた状態とすることで当該部分は気化熱で熱が奪われることになり、当該部分が受ける熱の影響は減少されるので、熱によるセパレータの損傷を抑えることができる。もちろんセパレータの、極板耳に対向する部分に加えて、セパレータの他の部分に水を付与して濡れた状態とすることもできる。例えばセパレータ全体に水を付与して濡れた状態としても良い。

セパレータに付与する水は、例えば純水を用いることができる。蓄電池の製造に際し、極板耳と極柱との溶接後の工程で電解液が注液されて蓄電池が製造されるが、セパレータを乾燥することなく純水で濡れた状態のまま電解液を注液しても電解液の品質を維持することができる。したがって、純水を使用することでより一層効率よく簡単に蓄電池を製造することができる。

セパレータの極板耳に対向する部分に水を付与してセパレータを濡れた状態とした後、その状態で極板耳と極柱とを溶接する。
溶接は、電極に適度な圧力を加えて極柱の端部に電極を押し付けながら一対の電極間に電流を流し発生した熱で被溶接部を溶かすことによってなされる。
溶接時、セパレータの極板耳に対向する部分は水で濡れた状態となっている。かかる状態のときには、上述の通り、セパレータの当該部分は気化熱で熱が奪われることになる。つまり、溶接時、セパレータの当該部分の温度が下がるので、当該部分が受ける熱の影響が小さくなり、熱によるセパレータの損傷を抑えることができる。

極板耳と極柱とを溶接した後は、例えば極板群を電解槽に収納し、次いでこの電解槽に蓋を施し、蓋の注液口から電解液を注液することで蓄電池を製造することができる。

本発明は、以上の実施形態によって限定されるものではない。例えば上記した実施形態では、セパレータに水を付与する前に極板の極板耳を極柱の端部に集合させ、この端部に一対の電極のそれぞれを押し付けているが、極板の極板耳を極柱の端部に集合させた後にセパレータに水を付与し、次いで極柱の端部に一対の電極のそれぞれを押し付けて溶接してもよいし、セパレータに水を付与した後、極板の極板耳を極柱の端部に集合させ、次いでこの端部に一対の電極のそれぞれを押し付けて溶接してもよく、セパレータへの水の付与が溶接前であれば水の付与の時期は特に問わない。セパレータへの水の付与の効果をより効果的に発揮する観点から、図１に示したように、セパレータに水を付与する前に極板の極板耳を極柱の端部に集合させ、この端部に一対の電極のそれぞれを押し付けることが望ましい。
上記実施形態では負極板の極板耳と極柱との溶接について説明したが、正極板の極板耳と極柱との溶接も同様に行うことができる。

以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。

＜実施例＞
正極板１０枚と負極板１１枚とをポリプロピレンの不織布からなるセパレータを介して交互に積層した極板群を準備した。次いで、外部端子となる極柱の端部に負極板の極板耳を集合させ、この端部に、一対の電極を押し付けた。次いで、極板群のセパレータの極板耳に対向する部分に、純水をスポイトで付与してセパレータを濡れた状態とし、その状態で溶接を行って蓄電池を製造した。なお、付与する水の量は各セパレータの極板耳に対向する部分に約５ｍｌとした。付与する水の量としは約３ｍｌから１０ｍｌ程度で良い。

実施例で製造した各蓄電池１０００個について、極板群のセパレータの損傷の有無を調べたところ、実施例のものは１０００個全てセパレータの損傷がみられなかった。

以上の通り、本発明によれば、従来の如く、極板耳支持板や専用の治具を用いたりする必要もなく、極板群のセパレータの損傷を抑えることができ、蓄電池を簡単に効率よく製造できる。

１負極板
２正極板
３セパレータ
４極柱
１０極板耳
２０極板群
Ｗ水

Claims

正極板と負極板とをセパレータを介して交互に積層した極板群の同一極性の極板の極板耳を一対の電極間に電流を流し発生した熱で被溶接部を溶かす溶接によって極柱に接続する蓄電池の製造方法において、前記極板群の前記セパレータの極板耳に対向する部分に水を付与して前記セパレータを濡れた状態とし、その状態で前記溶接を行うことを特徴とする蓄電池の製造方法。