JPH02201867A - 密閉型角形アルカリ蓄電池及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は密閉型角形アルカリ蓄電池及びその製造方法に
関するものである。

［従来の技術］ 密閉型アルカリ蓄電池には、大別して円筒形アルカリ蓄
電池と角形アルカリ蓄電池とがある。円筒形アルカリ蓄
電池は、陰極板と陽極板との間にセパレータを介在させ
て積層した積層体を巻回することにより渦巻状極板群を
形成し、この渦巻状極板群をステンレス等の金属製の円
筒状電池缶に収納して構成される。このような構造にお
いては、渦巻状極板群の中心部に空間が存在し、通常こ
の空間内に電気溶接のための溶接極を挿通して、陰極板
に設けた集電体く端子）を電池缶の底部に電気溶接によ
り溶着して電池缶を負極としている。

これに対して、゛従来の角形アルカリ蓄電池では、第７
図Ａに示す構成を有している。第７図Ａ−Ｄは従来の密
閉型角形アルカリ蓄電池の一例の概略縦断面図、極板群
の側面図、陽極板および陰極板をそれぞれ示している。

従来は、ニッケルメッキされたパンチングメタル等の多
孔板の基体上にニッケル粉末を焼結して導電性基体を構
成する焼結板を作る。そして焼結板に水酸化ニッケルを
含浸して第７図Ｃに示すような耳部１ａを備えた陽極板
１を作り、また第７図りに示すように陽極板１と同様な
焼結板に水酸化カドミウムを含浸して耳部２ａを備えた
陰極板２を作る。陽極板１と陰極板２とは、絹布または
不織布のガラス繊維からなる０字状のセパレータ３を介
して交互に積層されて平板状極板群５が構成される。各
陽極板１の耳部１ａは導体６を介して相互に接続され、
また各陰極板２の耳部２ａも導体６を介して相互に接続
される。このようにして製造した極板群５は、断面形状
が角形のステンレス等からなる金属製電池缶７に収納さ
れる。陰極板２の相互に接続された耳部２ａは電池缶７
と絶縁した状態で電池缶７の開口部に嵌められる図示し
ない導電性の電池蓋（図示せず）に電気的に接続される
。また陰極板２は、円筒形アルカリ蓄電池の渦巻状極板
群のように棒状の溶接極を挿通する空間がないために、
電気溶接により集電部を固定することができず、極板群
５の両側に位置する陰極板２を電池缶５に接触させるこ
とにより集電する方式が採用されている。

し発明が解決しようとする課題］ 電池の放電特性は、内部抵抗によって大きく変化するこ
とが知られており、特に高率放電においてもその影響は
非常に大きくなる。従来の角形アルカリ蓄電池のように
、極板群５の両側に位置する陰極板２を電池缶５に接触
させるだけで集電を行うと、陰極板２と電池缶５との間
の接触抵抗により、アルカリ蓄電池の内部抵抗が非常に
大きくなり、放電特性が悪くなる。さらに極板群５の中
央部に配置されている陰極板２は、電池缶７の内壁部と
接触する両側の陰極板２の耳部２ａに導体６を介して接
続されて集電されるため、接続部に電流が集中し、放電
特性が悪くなる問題があった。

本発明の目的は、極板群の陰極板を電気溶接によって電
池缶に溶接することができる密閉型角形アルカリ蓄電池
の製造方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、陰極板と電池缶との間の電気抵抗
を減少させることができ且つ極板群の内部に配置される
陰極板における電流の偏りを少なくすることができる密
閉型角形アルカリ蓄電池及びその製造方法提供すること
にある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の方法では、角形陰極板を電池缶に溶接接続する
ことを可能にするために、陰極板の導電性基体に活物質
を保持しない接合部を設け、少なくとも一つの陰極板の
導電性基体を溶接極として利用して、陰極板の接合部を
角形電池缶に電気溶接により溶接接続する。なお陰極板
の接合部の電池缶への溶接接続は、接合部を電池缶の内
壁部に直接溶接してもよいし、他の陰極板の接合部を介
したり、溶接を容易にするために表面部に凹凸を有する
導電性メツシュ又は導電性シートを介して間接的に電池
缶の内壁部に溶接することも含まれる。

他の陰極板の接合部を介して簡単な構成で陰極板の電池
缶への溶接接続を行う場合には、極板群の両側に位置す
る一対の両側陰極板の導電性基体を活物質を保持しない
連結用接合部により相互に連結する。そして極板群の内
部に位置する内部陰極板の導電性基体の接合部を、両側
陰極板の連結用接合部を介して角形電池缶の内壁部に突
き当て、内側陰極板の導電性基体を溶接槽として連結用
接合部と内部陰極板の接合部とを角形電池缶の内壁部に
溶接接続する。

なお溶接槽として用いる内部陰極板の導電性基体を、両
側陰極板よりも厚みを厚くしておけば、溶接に必要な十
分な溶接電流を流すことができる。

本発明の密閉型角形アルカリ蓄電池では、複数枚の陰極
板の各耳部が相互に電気的に接続されている。そして少
なくとも１つの陰極板の導電性基体を溶接槽として複数
枚の陰極板の各導電性基体が電池缶に溶接接続されてい
る。

［作　用コ 密閉型アルカリ蓄電池の放電特性は、内部抵抗によって
大ぎく変化することが知られている。特に高率放電にお
いてその影響は非常に大きくなる。

本発明の方法は、陰極板の導電性基体を溶接槽として利
用することにより、密閉型角形アルカリ蓄電池において
も、陰極板を電池缶に溶接接続できることを可能にした
。陰極板の導電性基体を溶接槽として利用すれば、簡単
に且つ確実に陰極板を電池缶に溶接接続することができ
る。陰極板を電池缶に溶接すれば、陰極板からの集電は
主として溶接接続部を通して行われるため、アルカリ蓄
電池の内部抵抗が小さくなる。

また本発明では電池缶の内壁部に接触しない陰極板の導
電性基体も電池缶に溶接接続するので、極板群の内部に
位置する陰極板における電流の極端な偏り及び特定箇所
への電流集中を防止しで、放電特性が低下するといった
不具合の発生を防止できる。特に、本発明のアルカリ蓄
電池では、陰極板の導電性基体を電池缶に溶接接続する
ことに加えで、各陰極板の耳部を電気的に相互に接続し
ているので、電流の偏り及び電流集中を確実に防止でき
る。

［実施例］ 以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図Ａは、本発明の角形アルカリ蓄電池の一実施例を
示し、第１図Ｂは極板群１ｏの側面図を示している。第
１図Ｃに示すように、極板群１゜の内部に配置される２
枚の陽極板１１はニッケルメッキされたパンチングメタ
ル等の多孔板にニッケル粉末を焼結してなる導電性基体
１２と該基体１２に酸化ニッケルを含浸させてなる活物
質層１３とを備えて構成される。内部に配置される内部
陰極板１４は、陽極板１１よりも長さが長い導電性基体
１５と、上部に耳部１５ａを下部に接合部１５ｂを残す
ように該基体１５に水酸化カドミウムを含浸させてなる
活物質層１６とを備えて構成される。極板群１０の両側
に配置される両側陰極板１７及び１８は、両端に耳部１
９ａ及び１９ｂを有する一枚の導電性基体１９と、該基
体の中央に連結接合部１９ｃを残すように活物質を含浸
させてなる活物質層２０及び２１と備えて構成される。

なお内部陰極板１４の導電性基体１５は、溶接槽として
用いられるため、両側陰極板の導電性基体１９よりも厚
みを嗅＜シて導電性を高めている。なお導電性を高める
ために内部陰極板１４の導電性基体１５の材料に純ニッ
ケルを用いることができる。

両側陰極板１７及び１８の導電性基体１９の連結接合部
１９ｃは、中央部と活物質層２０及び２１に隣接する部
分とがそれぞれ折り曲げられて、第１図Ａに示す形状に
成形される。両側陰極板１７及び１８並びに内部陰極板
１４と陽極板１１との間には、陽極板１１の底部を包む
ようにしてセパレータ２２が配置されている。内部陰極
板１４は、導電性基体１５の接合部１５ｂの先端を連結
接合部１９ｃの中央部に設けた折曲げ部に当接させるよ
うに配置される。電気的な接触を良好にするためには、
接合部１５ｂの先端を連結接合部１９Ｃの折曲げ部の形
状に合わせて加工しておいてもよい。なお連結接合部１
９Ｃの中央の折曲げ部は、内部陰極板１４の導電性基体
１５を溶接槽として電池缶２５の底壁部に溶接接続され
ている。

電気抵抗溶接を行う際に、内部陰極板１５の接合部１５
ｃと連結接合部１９Ｇとは相互に接続される。

また２枚の陽極板１１の耳部１２ａは導体２３で相互に
接続され、陰極板１４．１７及び１８の耳部５ａ、１９
ａ及び１９ｂは導体２４で相互に接続されている。なお
導体２４による耳部の接続は、連結接合部１９ｃと接合
部１５ｂの電池缶２５への溶接接続を行った後にするの
が好ましい。

電池を製造する場合には、導電性基体１９の連結接合部
１９ｃの中央折曲げ部が電池缶２５の底壁部に当接する
ように、電池缶２５の外部で組立てた極板群１０を電池
缶２５内に挿入する。そして内部陰極板１４の導電性基
体１５の接合部１５ｂを連結接合部１９Ｃの折曲げ部を
介して電池缶２５の底壁部に押圧した状態で、導電性基
体１５を一方の溶接槽として電気抵抗溶接又はスポット
溶接を行う。その後陰極板（１４，１７，１８）及び陽
極板１１のそれぞれの耳部の接続を行い、次いで陽極板
１１の耳部を電池缶２５と絶縁されて設けられる電池蓋
（図示せず）に溶着し、電解液を注入後密閉して組立て
を完了する。本実施では、電池缶２５の底壁部に接合部
１９ｃ及び１５ｂを押し付けるようにして陰極板の溶接
接続を行うので、溶接に必要な押圧力を簡単に得ること
ができる。

上記のようにして製造した密閉型角形アルカリ蓄電池Ａ
と従来の密閉型角形アルカリ蓄電池Ｂとの内部抵抗を測
定した。その結果、従来の密閉型角形アルカリ蓄電池Ｂ
の内部抵抗が、１８ｍΩであるのに対し、本発明の密閉
角形アルカリ蓄電池Ａの内部抵抗が１０ｍΩと半減する
ことが確認された。

また、本発明の密閉型角形アルカリ蓄電池Ａと従来の密
閉型角形アルカリ蓄電池Ｂを６００ｍ　Ａ（１ｃｉＡ　
）で９０分充電４１１２０ｍＡ、６００ｍ　Ａ、１８Ａ
の各電流で放電した時の放電電流と放電容伍の関係（放
電電流が１２０ｍ　Ａ時の放電容量を１００として示し
た）を第２図に示し、また放電電流と平均放電電圧の関
係を第３図に示しである。さらに、１．８Ａの電流で放
電した時の放電曲線を第４図に示しである。これらの図
から、内部抵抗の減少及び電流の偏りの減少によって、
本発明の密閉型角形アルカリ蓄電池Ａは、従来の密閉型
角形アルカリ蓄電池Ｂに比べて放電特性が著しく向上す
ることがわかる。

第１図の実施例では、陰極板の導電性基体の接合部を電
池缶の底壁部に溶接接続したが、溶接接続の場所は電池
缶の内周壁部でもよい。第５図は陰極板の導電性基体を
電池缶の内周壁部に溶接接続する場合の本発明の他の実
施例を示している。

第５図の実施例において、第１図の実施例と同じ部材又
は部分には第１図で用いた符号と同じ符号を付してあり
、また第１図の実施例と類似する部分には第１図で用い
た符号にダッシュ「′」を付しである。

本実施例では、第５図りに示すように内部陰極部１４′
の導電性基体１５′の側部に４つの接合部１５′　ｂが
形成されており、活物質層１６′が接合部１５′　ｂと
耳部１５′　ａとを残すように形成されている。また両
側陰極板１７′及び１８′は、第５図りに示すように所
定の間隔をあけて突設した４つの連結接合部１９′Ｃと
耳部１９′ａ及び１９′　ｂとを有する導電性基体１９
′に活物質層２０′及び２１′を形成して構成される。

第５図へ及びＢに示した極板群１０′は、両側陰極板１
７′及び１８′の４つの連結接合部１９′Ｃの中央部及
び活物質層２０′及び２１′に隣接した部分を第５図Ａ
に示すように折り曲げ、連結接合部１９′　Ｃの中央の
折曲げ部に第５図りの内部陰極板１５′　ｂの接合部１
５′　ｂを当接させるようにして、陽極板１２、セパレ
ータ２２を順次積層して構成される。

陰極板１５’、１７’及び１８′の導電性基体の電池缶
２５′への溶接は、第１図の実施例と同様に内部陰極板
１５′を溶接極として行う。本実施例においては、連結
接合部１９′　ｂを４つに分割しであるため、連結接合
部１９′ｂの折曲げ部と電池缶２５′の内壁部との接触
面積を必要以上に大きくすることなく、確実に電気溶接
を行うことができる。各耳部の接合以後の工程は、上記
第１図の実施例と同じである。

本実施例では、連結接合部１９′ｂが溶接接続される側
とは反対側に空間が形成されているが、この空間は内部
陰極板１５′を連結接合部１９′ｂを介して電池缶２５
′の壁面に押しつけるための治具を挿入するために利用
される。なお電池缶２５′の寸法を、上記空間が形成で
きない程度にして、治具を用いずに十分な押しつけ力を
得るようにしてもよい。

本実施例についても、上記第１図の実施例で行った測定
と同様の測定を行ったところ、はぼ同様の結果が得られ
た。

上記各実施例によれば、両側陰極板を連結接合部で連結
した構成を採用しているので、極板群の組立が容易であ
り、また連結接合部を介して内部陰極板の導電性基体を
溶接極として溶接を行うので、−回の溶接作業で全ての
陰極板の電池缶への溶接接続を行うことができる。更に
陰極板の芯材部を電池缶との接続に利用しているので、
密閉角形アルカリ蓄電池の内部抵抗が約１／２に減少さ
れると共に極板群の中央部に配置された内部陰極板が両
側陰極板を連結する連結接合部を介して電池缶に対して
溶接接続されることにより、電流の偏りをなくすことが
できる。

なお上記各実施例においては、接合部を直接電池缶の内
壁部に溶接接続しているが、できる限り溶接不良を防止
するためには、表面部に凹凸を有する導電性メツシュ又
は導電性シートを間に介在させて電気溶接するのが好ま
しい。第６図Ａには、ニッケルメツシュを用いた導電性
メツシュ２６の一例を示しである。この導電性メツシュ
２６は複数のニッケル線を互い違いに編んで形成され、
第６図Ｂに示すようにその表面部に部分的ではあるが凹
凸を有する。第１図の実施例を例にとれば、第６図Ｃに
示すように導電性メツシュ２６は、極板群１０を挿入す
る前に電池缶２５の底部上に配置される。導電性メツシ
ュ２６を介して電気抵抗溶接を行うと、溶接時における
接触点の抵抗値が高くなり、電流を流した際に各溶接点
をより高温とすることかでき溶接が容易になる。また溶
接点が増えるため、溶接不良が発生しにくくなる利点が
ある。

第６図Ｂに示すように上記導電性メツシュ２６は、長手
方向のニッケル線が波状になるようにしてメツシュが構
成されているが、メツシュの構成は任意であり、実施例
に限定されるものではない。

また表面部に凹凸を有するものであれば、メツシュでな
くても良く、例えばニッケル板の表面に凹凸を形成した
導電性シートを用いることもできる。

なお第５図の実施例にも導電性メツシュ又は導電性シー
トを用いることができるのは勿論である。

上記２つの実施例は、３枚の陰極板を有する場合の例で
あるが、陰極板の枚数及び形状は上記実施例に限定され
るものではなく任意である。例えば各陰極板をそれぞれ
溶接極として、各陰極板を個別に電池缶の内壁部に溶接
接続するようにしてもよいのは勿論である。

［発明の効果］ 本発明の方法によれば、陰極板の導電性基体を溶接極と
して利用するため、密閉型角形アルカリ蓄電池において
も、簡単且つ確実に陰極板を電池缶に溶接接続すること
ができ、従来よりも蓄電池の内部抵抗を大幅に減少させ
て、密閉型角形アルカリ蓄電池の放電特性、特に高率放
電における特性の大幅な向上を図ることができる。

溶接を行う際に表面部に凹凸を有する導電性メツシュ又
は導電性シートを用いれば、溶接点の数を増加させるこ
とができ且つ溶接点の抵抗値を大きくすることができの
で、溶接不良の発生を防止できる。

また本発明の方法によれば、電池缶の内壁部に接触しな
い内部陰極板の導電性基体も電池缶に対して溶接接続す
るので、極板群の内部に位置する陰極板における電流の
極端な偏り及び特定箇所への電流集中を防止することが
できる。

溶接極として用いる陰極板の導電性基体の厚みを他の陰
極板の導電性基体の厚みより厚くすると、電気溶接に必
要な十分な電流を供給できる。

特に本発明のアルカリ蓄電池では、陰極板の導電性基体
を電池缶に溶接接続することに加えて、各陰極板の耳部
を電気的に相互に接続しているので、電流の偏り及び電
流集中を確実に防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａは本発明の密閉型角形アルカリ蓄電池の一実施
例の概略縦断面図、第１図Ｂは第１図Ａの蓄電池で用い
られる極板群の側面図、第１図Ｃは第１図Ａの蓄電池で
用いられる陽極板を示す図、第１図りは第１図Ａの蓄電
池で用いられる内部陰極板を示す図、第１図Ｅは第１図
Ａの蓄電池で用いられる両側陰極板を示す図、第２図は
本発明の密閉型角形アルカリ蓄電池と従来の密閉型角形
アルカリ蓄電池との放電電流と放電容量の関係を示す曲
線図、第３図は同じく放電電流と平均放電電圧の関係を
示す曲線図、第４図は同じ＜　　１．８Ａ放電時の放電
曲線図、第５図Ａは本発明の密閉型角形アルカリ蓄電池
の一実施例の概略縦断面図、第５図Ｂは第５図への蓄電
池で用いられる極板群の側面図、第５図Ｃは第５図Ａの
蓄電池で用いられる陽極板を示す図、第５図りは第５図
Ａの蓄電池で用いられる内部陰極板を示す図、第５図Ｅ
は第５図Ａの蓄電池で用いられる両側陰極板を示す図、
第６図Ａは導電性メツシュの平面図、第６図Ｂは第６図
ＡのＡ−Ａ’断面図、第６図Ｃは導電性メツシュを第１
図の実施例に用いた場合の部分断面図、第７図Ａは従来
の密閉型角形アルカリ蓄電池の一例の概略縦断面図、第
７図Ｂは第７図△の蓄電池で用いられる極板群の側面図
、第７図Ｃは第７図Ａの蓄電池で用いられる陽極板を示
す図、第７図りは第７図Ａの蓄電池で用いられる陰極板
を示す図である。 １０．１０’・・・極板群、１１．１１’・・・陰極板
、１２．１２’・・・導電性基体、１３．１３’・・・
活物質、１４．１４’・・・内部陰極板、１５．１５’
・・・導電性基体、１６．１６’　・・・活物質、１７
．１８゜１７’、１８’・・・両側陰極板、１９．１９
’・・・導電性基体、２０．２０’　、２１．２１’・
・・活物質、２２．２２’　・・・セパレータ、２５．
２５’　・・・電池第５図 （Ｃ） （Ｄ） 第 図 （Ｃ） 第 図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）陰極板と陽極板とが交互に配置されてなる極板群
   が負極を構成する角形電池缶に収納されてなる密閉型角
   形アルカリ蓄電池の製造方法において、前記陰極板の導
   電性基体に活物質を保持しない接合部を設け、 少なくとも一つの陰極板の前記導電性基体を溶接極とし
   て陰極板の前記接合部を前記角形電池缶の内壁部に電気
   溶接により溶接接続することを特徴とする密閉型角形ア
   ルカリ蓄電池の製造方法。
2. （２）表面部に凹凸を有する導電性メッシュまたは導電
   性シートを介して前記接合部を前記角形電池缶の前記内
   壁部に溶接することを特徴とする請求項１に記載の密閉
   型角形アルカリ蓄電池の製造方法。
3. （３）陰極板が両側に位置するように陰極板と陽極板と
   がセパレータを介して交互に配置されてなる極板群が、
   負極を構成する角形電池缶内に収納されてなる密閉型角
   形アルカリ蓄電池の製造方法において、 前記極板群の両側に位置する一対の両側陰極板の導電性
   基体は活物質を保持しない連結用接合部により相互に連
   結されており、 前記極板群の内部に位置する内部陰極板の導電性基体は
   活物質を保持しない接合部を有しており、前記内部陰極
   板の前記接合部を前記連結用接合部を介して前記角形電
   池缶の内壁部に突き当て、前記内側陰極板の前記導電性
   基体を溶接極として前記連結用接合部と前記内部陰極板
   の前記接合部とを前記角形電池缶の前記内壁部に溶接接
   続することを特徴とする密閉型角形アルカリ蓄電池の製
   造方法。
4. （４）前記内側陰極板の前記導電性基体は、両側陰極板
   よりも厚みが厚いことを特徴とする請求項３に記載の密
   閉型角形アルカリ蓄電池の製造方法。
5. （５）複数枚の陰極板と陽極板とがセパレータを介して
   交互に配置されてなる極板群が負極を構成する角形電池
   缶に収納されてなる密閉型角形アルカリ蓄電池において
   、 前記複数枚の陰極板の各耳部は相互に電気的に接続され
   、 少なくとも１つの前記陰極板の導電性基体を溶接極とし
   て前記複数枚の陰極板の各導電性基体が前記電池缶に電
   気溶接されていることを特徴とする密閉型角形アルカリ
   蓄電池。