JPH0324739B2 - - Google Patents

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JPH0324739B2
JPH0324739B2 JP58211740A JP21174083A JPH0324739B2 JP H0324739 B2 JPH0324739 B2 JP H0324739B2 JP 58211740 A JP58211740 A JP 58211740A JP 21174083 A JP21174083 A JP 21174083A JP H0324739 B2 JPH0324739 B2 JP H0324739B2
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JP
Japan
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electrode
edge
plate
welding
flat plate
Prior art date
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JP58211740A
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English (en)
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JPS60105166A (ja
Inventor
Shinji Matsumoto
Kazuhiko Tanaka
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Japan Storage Battery Co Ltd
Original Assignee
Japan Storage Battery Co Ltd
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Publication date
Application filed by Japan Storage Battery Co Ltd filed Critical Japan Storage Battery Co Ltd
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Publication of JPH0324739B2 publication Critical patent/JPH0324739B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/538Connection of several leads or tabs of wound or folded electrode stacks
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/536Electrode connections inside a battery casing characterised by the method of fixing the leads to the electrodes, e.g. by welding
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はニツケル−カドミウム、ニツケル−亜
鉛などのアルカリ蓄電池の極板と端子間の接続構
造に関するものであり、その目的は蓄電池の極板
と端子との接続のバラツキを是正して、性能の安
定性、信頼性の向上を計ると共に、高率で急速な
充放電が出来る優れたアルカリ蓄電池を得ること
にある。
アルカリ蓄電池、特に円筒形電池は大きな電流
で急速に充電または放電できることが非常に大き
なメリツトである。このような目的を達成するた
めには活物質の性能向上などを計ることも大切で
あるが、さらに極板と端子間の接続不良によるバ
ラツキをなくし、性能の安定性、信頼性の向上を
計ることも大切である。さて、極板と端子間の接
続不良を無くすためには、使用する集電体と極板
との間の接続が特に重要なポイントになる。
この種の接続方式については、従来より種々の
提案がなされてきたが、いずれも一長一短があ
り、アルカリ蓄電池の特性を十分発揮させ得るも
のはなかつた。
例えば米国特許第3732124号明細書によれば、
集電体は平面部の側縁より垂下させたエツジを備
えており、このエツジを極板の端縁と垂直に交叉
させることによつて、溶接の確実性の向上を計る
ことを提案しているが、実施に際して前記エツジ
が溶接時の加圧力により部分的に変形、あるいは
傾斜する箇所が生じる。このため全溶接点を常に
同じ強さで溶接することが出来ないという欠点が
ある。また溶接条件を種々検討して溶接の強さの
レベルを全体的に上げようとすると、集電部が暗
紫色に変化して材質の脆化または一部溶断するこ
とがあつた。
また米国特許第3960603号明細書によれば、集
電体に無数の小孔を穿孔し、該小孔の周囲にエツ
ジまたは突起を形成させ、このエツジまたは突起
と極板の端縁とを溶接することが提案されている
が、実際に実施してみると溶接箇所が一定に定ま
らず、しかも無数のエツジまたは突起を用いて溶
接するため、かえつて全体的に溶接の強さが落
ち、所要の溶接強度を確保することが困難であ
り、極板群と集電体は手で剥がすことが出来るも
のが多いという状況であつて、電池性能のバラツ
キの原因になる。
第1図および第2図は上述した米国特許第
3732124号明細書にみられる、従来の提案のうち
最も優れていると言われている代表的な集電体、
および該集電体と極板群との接続構造を示したも
のである。集電体1は例えばニツケルメツキを施
した薄鋼板よりなり、電池の端子に接続されるリ
ード部2と極板の端縁に溶接される平板部3とを
備えている。4a,4bは集電体1の平板部3の
側縁を垂直に折曲げて形成されたエツジである。
集電体のエツジ4a,4bは極板5の端縁6の先
端7上に交叉させて配置し、その上面に溶接電極
8を当接し、加圧のもとで溶接される。しかし、
この方式においては第3図に示した如く、一対の
溶接電極8をエツジ4a,4bの真上、即ち集電
体背面の両側部に押し当てた際、溶接電極の先端
加圧面は半分くらいしか集電体の平板部3と接触
しないため、均等な加圧ができず、エツジ4a,
4bが極板端縁6の先端7を滑つて外側又は内側
に傾斜し、芯体に食い込まずにエツジの側面と端
縁とが不完全に溶接されてしまうことが多い。即
ち、全ての溶接箇所が確実に溶接出来ないという
大きな欠点があつた。またこの改良対策として極
板の端縁の先端を同じレベルに揃えたり、極板の
形状、集電体の材質、溶接条件などが種々検討さ
れたが、確実な方法はまだ見つけられていない状
況にある。一方、エツジの総高さは曲げ加工の関
係もあり、通常、集電体部材の厚さの2〜5倍程
度に選択されるが、この総高さを大きくして極板
芯体への食込みを大きくし、上記の欠点を補うと
すれば極板の端縁の幅を大きくせねばならず、こ
れは極板の有効面積を減少させることにつなが
り、電池性能を悪くする。また端縁への食込みを
大きくすると、極端な場合には反対極性の極板と
接触することになつて、内部短絡の原因ともな
る。
本発明は上記の欠点をことごとく解決して安定
した高品位の電池の供給を可能にするものであ
り、その要旨は、正・負極板をセパレータを介し
て巻回し、上下端面に夫々所定極性の極板端縁を
突出させ、該端縁に集電体として接続導電板を溶
着したものにおいて、先端が切込みにより二股に
分離された平板部にそれぞれ互に並行する細長い
開口部と該開口部の一側縁に沿つて下方へ突出す
るカエリを設けた接続導電板を用い、前記カエリ
と極板端縁とが交差して溶着されていることを特
徴とするものである。
以下本発明の実施例を詳細に説明する。
第4図は本発明による巻回電極群に接続導電板
を溶着した状態を示し、図中5は焼結基板に所定
の活物質を含浸した巻回電極群、6は前記巻回電
極群の端縁であり、この端縁は活物質が含浸され
ておらず、電極基板のままである。10は前記端
縁6に溶着された接続導電板であり、この接続導
電板は、その中央部10′より延出され、先端が
切込み11により分離された平板部12a,12
bと、それぞれの平板部に平板部の幅L1に対し
て幅L2を40%以下とした互いに並行する開口部
13a,13bと、その開口部の一側縁より下方
へ突出するカエリ14a,14bを有する導電性
部材よりなる。尚、15は電池の端子に接続する
ためのリード部である。また、切込み11は溶接
作業時に溶接電流が平板部を介して直接電極8
a,8b間に流れるのを阻止するためのものであ
る。
第5図は接続導電板10と電極端縁6との溶接
部に溶接電極8a,8bが押し当てられた説明図
である。図より明らかな如く、開口部13a,1
3bより下方へ突出したカエリ14a,14bを
溶接電極8a,8b先端の中心に持つて行つても
溶接電極の底面全体に接続導電板の背面が当接
し、且つ溶接電極の底面に対する接続導電板背面
の当接割合が60%以上を占めることによつて開口
部のカエリを均等に加圧することができ、溶接電
流は大部分が溶接電極8a→開口部のカエリ14
a→極板端縁6→開口部のカエリ14b→溶接電
極8bの経路で流れ、電流が開口部より下方へ突
出したカエリの先端に集中して溶接が確実に行な
われ、接着力は極めて強固になる。また、カエリ
を接続導電板の側縁に突出させないで集電体の内
側に突出させたことにより、接続導電板の平板部
の面積を広くすることが出来、このことにより溶
接部分からリード部15までの電気抵抗が小さく
なり、集電に際してより効果的となる。具体的な
実施例を示すと、平板部の幅L1を4mm、開口部
の幅L2を0.8mm、開口部の長さを5mm、溶接電
極底面寸法を3mm×6mm、カエリの高さを0.5mm
とした。この実施例は平板部の幅に対して開口部
の幅が20%で、溶接電極の底面に対する接続導電
板の平板部の割合は78%である。尚、平板部の幅
に対して開口部の幅を40%以上とした場合は溶接
電極の底面全体に接続導電板の平板部を当接させ
るのが難しくなり、また、導電部分も減少するた
め、平板部の幅に対して開口部の幅を40%以下に
する必要がある。
第6図に本発明による接続導電板の他の実施例
を示す。この実施例は接続導電板を十字形に形成
したもので、四方向に突出した平板部の夫々に切
込み11、開口部13a,13b、カエリ14
a,14bを設けている。
第7図はJISC8705に規定されたNR−C形
1.65Ahの電池25個について、従来の集電体(第
1図)を用いたものAと本発明による接続導電板
(第4図)を用いたものBについて、室温20℃に
おいて0.1C(A)の電流で15時間充電した後、3C(A)
の電流で旅電した特性図であり、斜線部は25個の
電池のバラツキを示したものである。明らかに本
発明電池は電池間のバラツキが少なく、特性も優
れている。
以上の如く大きな電流で急速に充電または放電
の出来る電池を得るには、極板の端子間の接続の
バラツキをなくし、性能を安定させ、信頼性を高
めることであるが、本発明は先端部が切込みによ
り二股に分離された平板部にそれぞれ互に平行す
る細長い開口部と該開口部の一側端に沿つて下方
へ突出するカエリを設けた接続導電板を用いるこ
とにより、上記の問題を解決し得たものであり、
その工業的価値は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来方式の集電体の斜視図、第2図は
第1図に示した集電体を用いた従来の極板群の要
部斜視図、第3図は従来方式の集電体と電極端縁
との溶接時の状態を示す説明図、第4図は本発明
蓄電池の一実施例を示す極板群の要部斜視図、第
5図は本発明における接続導電板と電極端縁との
溶接時の状態を示す説明図、第6図は本発明によ
る接続導電板の他の実施例を示す平面図、第7図
は従来形電池と本発明電池との高率放電特性図で
ある。 5…巻回電極群、6…極板端縁、10…接続導
電板、10′…接続導電板の中央部、11…切込
み、12a,12b…平板部、13a,13b…
開口部、14a,14b…カエリ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 巻回電極群5と、接続導電板10とを有する
    アルカリ蓄電池であつて、 巻回電極群5は、一端に極板端縁6が突出され
    たものであり、 接続導電板10はその中央部10′より延出さ
    れ、先端が切込み11により分離された平板部1
    2a,12bを有し、カエリ14a,14bを有
    する開口部13a,13bが平板部12a,12
    bに形成されたものであり、 巻回電極群5と、接続導電板10とは、カエリ
    14a,14bと極板端縁6とが交差して抵抗溶
    接されたものである、ことを特徴とするアルカリ
    鉛蓄電池。 2 開口部13a,13bの幅を平板部12a,
    12bの幅の40%以下とした特許請求の範囲第1
    項記載のアルカリ蓄電池。
JP58211740A 1983-11-10 1983-11-10 アルカリ蓄電池 Granted JPS60105166A (ja)

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JP58211740A JPS60105166A (ja) 1983-11-10 1983-11-10 アルカリ蓄電池

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