JPH0353456A - 円筒形電池用極板の導電用芯体 - Google Patents
円筒形電池用極板の導電用芯体Info
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- JPH0353456A JPH0353456A JP1186543A JP18654389A JPH0353456A JP H0353456 A JPH0353456 A JP H0353456A JP 1186543 A JP1186543 A JP 1186543A JP 18654389 A JP18654389 A JP 18654389A JP H0353456 A JPH0353456 A JP H0353456A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
- H01M4/72—Grids
- H01M4/74—Meshes or woven material; Expanded metal
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
皮業上旦剋且分立
本発明は陽極板と陰極板をセバレータを介して巻回した
円筒形電池に関し、殊に該電池における極板の導電用芯
体に関するものである。
円筒形電池に関し、殊に該電池における極板の導電用芯
体に関するものである。
罠来夏技先
例えば、円筒形二・７ケル・カドミウム電池は、水酸化
ニソケルを生活物質とする陽極板と、水酸化カドミウム
を生活物質とする陰極板をセパレータを／Ｉ！？ｌ巻状
に巻回して電池体を形成する。この陽・陰極板としては
、活物質の充填方法により焼結式とペースト式が一般的
に知られているが、いずれの場合もその極板には、活物
質の保持と導電のために、導電性芯体が用いられている
。導雷性芯体にはニソケル網．エキスバンデンドメタル
（ラスメタル）及びパンチングメタル等があるが、現在
では加工性、機械的強度及び導電性の面から主にパンチ
ングメタルが使用されている。パンチングメタルとして
従来のものは第５図に５１で示すようにパンチング形状
が丸孔でこれを千鳥状に配した形状をし、その表裏面に
活物質層５２を形威してある。但し、図は一部の活物質
を取り除いて示したもので、実際の極仮ではパンチング
孔は見えないように活物質で覆われている。
ニソケルを生活物質とする陽極板と、水酸化カドミウム
を生活物質とする陰極板をセパレータを／Ｉ！？ｌ巻状
に巻回して電池体を形成する。この陽・陰極板としては
、活物質の充填方法により焼結式とペースト式が一般的
に知られているが、いずれの場合もその極板には、活物
質の保持と導電のために、導電性芯体が用いられている
。導雷性芯体にはニソケル網．エキスバンデンドメタル
（ラスメタル）及びパンチングメタル等があるが、現在
では加工性、機械的強度及び導電性の面から主にパンチ
ングメタルが使用されている。パンチングメタルとして
従来のものは第５図に５１で示すようにパンチング形状
が丸孔でこれを千鳥状に配した形状をし、その表裏面に
活物質層５２を形威してある。但し、図は一部の活物質
を取り除いて示したもので、実際の極仮ではパンチング
孔は見えないように活物質で覆われている。
■が４冫しようとするｉー
ところで、円筒形電池において、極板はセパレータを介
して渦巻状に巻回されるが、この際、極板が曲げ応力を
受け、時として破断されることがある。この状態を第６
図（Ａ）（Ｂ）に示す。図（Ａ）は曲げられた時の極仮
断面を示し、図（Ｂ）は芯体の破断状熊の平面図を示す
。図において、矢印で示す如く、極板を渦巻状に巻回す
る際、外側の活物質層５２ａは引張応力を受け、内側の
活物質層５２ｂは圧縮応力を受ける。この場合、活物質
層は圧縮に対する応力の方が引張に対する耐力よりはる
か大きいため（活物質の充填密度が高い程、この傾向が
強い）、結果として内側の活物質層の表面に近い所を支
点しとて、全体的に大きな引張応力を受ける事になる。
して渦巻状に巻回されるが、この際、極板が曲げ応力を
受け、時として破断されることがある。この状態を第６
図（Ａ）（Ｂ）に示す。図（Ａ）は曲げられた時の極仮
断面を示し、図（Ｂ）は芯体の破断状熊の平面図を示す
。図において、矢印で示す如く、極板を渦巻状に巻回す
る際、外側の活物質層５２ａは引張応力を受け、内側の
活物質層５２ｂは圧縮応力を受ける。この場合、活物質
層は圧縮に対する応力の方が引張に対する耐力よりはる
か大きいため（活物質の充填密度が高い程、この傾向が
強い）、結果として内側の活物質層の表面に近い所を支
点しとて、全体的に大きな引張応力を受ける事になる。
この引張応力を受け持つのは芯体の強度であり、耐えら
れなくなると、５３で示す如く破断する。
れなくなると、５３で示す如く破断する。
芯体の設計は上記の事を考慮して行なうが、従来のパン
チングメタルでは芯体の強度を大きくしようとすると、
材料厚みを均すか或いはパンチング孔の開札率を小さく
する必要がある。しかし、この事は極仮における芯体の
体積率が大きくなり、つまり活物質が減る事となり、エ
ネルギー密度を下げるという問題点がある。
チングメタルでは芯体の強度を大きくしようとすると、
材料厚みを均すか或いはパンチング孔の開札率を小さく
する必要がある。しかし、この事は極仮における芯体の
体積率が大きくなり、つまり活物質が減る事となり、エ
ネルギー密度を下げるという問題点がある。
そこで、本発明は極板の厚みを増したり、開孔率を下げ
たりしなくても、巻同時に極板が破断されるのを有効に
防止できる新規構造の円筒形電池を提供することを目的
としている。
たりしなくても、巻同時に極板が破断されるのを有効に
防止できる新規構造の円筒形電池を提供することを目的
としている。
ｉ ”冫１ るための王役
上記目的を達成するため、本発明は陽・陰極板をセパレ
ータを介して巻回してなる円筒形電地において、極板の
導電性芯体にパンチングメタルを用いると共に、このパ
ンチングメタルのパンチング孔が極板巻回方向と交差す
る方向を長軸とする長孔で形成され、かつ各長孔が千鳥
状に配してあることを特徴としている。
ータを介して巻回してなる円筒形電地において、極板の
導電性芯体にパンチングメタルを用いると共に、このパ
ンチングメタルのパンチング孔が極板巻回方向と交差す
る方向を長軸とする長孔で形成され、かつ各長孔が千鳥
状に配してあることを特徴としている。
ここで長孔としては長円形５楕円形．長方形といった形
状のものをいう。また長孔の長軸とは長円形，楕円形に
あっては長径方向、長方形にあっては長辺方向をいう。
状のものをいう。また長孔の長軸とは長円形，楕円形に
あっては長径方向、長方形にあっては長辺方向をいう。
在一一一里
上記のように極板の巻回と交差する方向に長軸を有する
パンチング孔を、千鳥状に配する事で、極板巻同時の曲
げ応力に対し、極板が伸び易く（変形し易く）なる。こ
の結果、芯体が破断するのを防ぐことができる。
パンチング孔を、千鳥状に配する事で、極板巻同時の曲
げ応力に対し、極板が伸び易く（変形し易く）なる。こ
の結果、芯体が破断するのを防ぐことができる。
この場合、長礼状のパンチング孔を第７図に７１で示す
ように列状に並べて形戒すると、隣合うパンチング孔の
間の無孔部分７２において芯体の伸びが少なくなり、そ
のため第８図に示すように（ル孔部分が破断に到ること
となり、長孔にしたことの効果が十分に発揮できない。
ように列状に並べて形戒すると、隣合うパンチング孔の
間の無孔部分７２において芯体の伸びが少なくなり、そ
のため第８図に示すように（ル孔部分が破断に到ること
となり、長孔にしたことの効果が十分に発揮できない。
これに対し千鳥状に配すると、列状に配した場合のよう
な無孔部分がなくなるので、パンチングメタル全体にわ
たって均一な伸びが保証され、芯体の破断が有効に防止
できる。
な無孔部分がなくなるので、パンチングメタル全体にわ
たって均一な伸びが保証され、芯体の破断が有効に防止
できる。
又、第９図に示すようにパンチング孔７１をひし形に形
戊すれば、長孔と同様に極板巻回時の曲げ応力に対し、
伸び易さはあるが、ひし形の角部に引張応力が集中し、
そのため芯体の破断防止に対する効果は期待できないも
のである。これに対し、本発明のようにパンチング穴を
長孔にし、かつその長軸方向を極板巻回方向と交差させ
れば、引張応力が集中するといったことは避けられる。
戊すれば、長孔と同様に極板巻回時の曲げ応力に対し、
伸び易さはあるが、ひし形の角部に引張応力が集中し、
そのため芯体の破断防止に対する効果は期待できないも
のである。これに対し、本発明のようにパンチング穴を
長孔にし、かつその長軸方向を極板巻回方向と交差させ
れば、引張応力が集中するといったことは避けられる。
尖一一施一一員
第３図は本発明の一実施例としての円筒形電池を示して
いる。この電池は、陽極板１と陰極板２とをセパレータ
３を介して渦巻状に巻回した電極群４を外装缶５内に挿
入し、外装缶５の上部開口にバソキン６を介して封口体
７を装着した公知の構戒をしている。封口体７の内部に
は過度の電地内圧に対して電池を保護するための安全弁
が設けられている。陽極板ｌは陽極用集電体８を介して
封口体７に接続され、陰極板２は陰極用集電体９を介し
て外装缶５と接続されている。
いる。この電池は、陽極板１と陰極板２とをセパレータ
３を介して渦巻状に巻回した電極群４を外装缶５内に挿
入し、外装缶５の上部開口にバソキン６を介して封口体
７を装着した公知の構戒をしている。封口体７の内部に
は過度の電地内圧に対して電池を保護するための安全弁
が設けられている。陽極板ｌは陽極用集電体８を介して
封口体７に接続され、陰極板２は陰極用集電体９を介し
て外装缶５と接続されている。
前記陽極板１及び陰極板２は、導電性芯体としてパンチ
ングメタルを用いると共に、その表裏面に活物質を形成
した構或をしている。
ングメタルを用いると共に、その表裏面に活物質を形成
した構或をしている。
パンチングメタルは６０〜１００μｍの厚みをもったｓ
ｐｃｃ材を用い、それに第Ｂｑに示すように極板巻回方
向ａに直交する方向を長軸とずる長孔ｌ１・・・を多数
千鳥状に形威したある。図中、１０はパンチングメタル
を示す。
ｐｃｃ材を用い、それに第Ｂｑに示すように極板巻回方
向ａに直交する方向を長軸とずる長孔ｌ１・・・を多数
千鳥状に形威したある。図中、１０はパンチングメタル
を示す。
図示例において、長孔１１・・・の形状は長円形であり
、寸法は短軸側長さｅ，を１．５〜２ｍｌ．長軸側長さ
１２を３〜６ｕとしている。また、各長孔１ｌ・・・の
ピソチは６〜８ｍｌとしている。長孔ｌ１の短軸側長さ
ＩｌＩを１．５〜２１１としたのは、これより短いとパ
ンチング金型で威形するのが困難であり、また、あまり
長くするとそれだけ長孔の大きさが大きくなって活物質
の脱落が生しるおそれがあるからである。但し、長さｌ
，を上記範囲をこえて多少長くすることは可能である。
、寸法は短軸側長さｅ，を１．５〜２ｍｌ．長軸側長さ
１２を３〜６ｕとしている。また、各長孔１ｌ・・・の
ピソチは６〜８ｍｌとしている。長孔ｌ１の短軸側長さ
ＩｌＩを１．５〜２１１としたのは、これより短いとパ
ンチング金型で威形するのが困難であり、また、あまり
長くするとそれだけ長孔の大きさが大きくなって活物質
の脱落が生しるおそれがあるからである。但し、長さｌ
，を上記範囲をこえて多少長くすることは可能である。
また、長孔１ｌの長軸長さｔ！２を上記の寸法としての
は、あまり短いと孔の形状が真円に近付き、それだけ引
張り力に対する変形が少なくなって破断するおそれがあ
るし、またあまり長いと極板巻回方向ａと直交する方向
の長孔の数が少なくなり、その分長孔と長孔の間の芯体
に引張りストレスが集中することとなって破断しやすく
なり、そのような支障のない寸法として上記寸法が最適
と考えられるからである。
は、あまり短いと孔の形状が真円に近付き、それだけ引
張り力に対する変形が少なくなって破断するおそれがあ
るし、またあまり長いと極板巻回方向ａと直交する方向
の長孔の数が少なくなり、その分長孔と長孔の間の芯体
に引張りストレスが集中することとなって破断しやすく
なり、そのような支障のない寸法として上記寸法が最適
と考えられるからである。
上記構戒のパンチングメタルを用いて陽・陰極板を形成
し、それを第３図に示したように渦巻状に巻回すると、
パンチングメタルは巻同時第２図に矢印で示すように引
張り応力を受けるが、その場合、長孔１１・・・が巻回
方向と直交する方向に長軸を向けて形成されているので
、引張り力に対して長孔ｌ１の長辺部（二点鎖線で示す
）が柔軟に変形し、実線で示すように楕円状となる。こ
の変形により芯体の破断を防止することができる。尚、
このような破断防止は長孔１１が千鳥状に配されている
ことも一因となっていることは作用の項で述べた通りで
ある。
し、それを第３図に示したように渦巻状に巻回すると、
パンチングメタルは巻同時第２図に矢印で示すように引
張り応力を受けるが、その場合、長孔１１・・・が巻回
方向と直交する方向に長軸を向けて形成されているので
、引張り力に対して長孔ｌ１の長辺部（二点鎖線で示す
）が柔軟に変形し、実線で示すように楕円状となる。こ
の変形により芯体の破断を防止することができる。尚、
このような破断防止は長孔１１が千鳥状に配されている
ことも一因となっていることは作用の項で述べた通りで
ある。
長孔１１の形状は上記した長円形状に限らず、第４図に
示す長方形状でもよく、また図示しないが、楕円形状で
もかまわない。但し、長方形状の場合、長軸方向（長辺
と平行な方向〉があまり極板巻四方向と直交する方向か
ら傾いていると、角部Ｇこ引張り応力が集中しやすい問
題があるし、楕円形の場合はパンチング用金型の製作が
難しいという不利があり、長円形状の場合、そのような
不利がないので、長円形状が最も望ましい。
示す長方形状でもよく、また図示しないが、楕円形状で
もかまわない。但し、長方形状の場合、長軸方向（長辺
と平行な方向〉があまり極板巻四方向と直交する方向か
ら傾いていると、角部Ｇこ引張り応力が集中しやすい問
題があるし、楕円形の場合はパンチング用金型の製作が
難しいという不利があり、長円形状の場合、そのような
不利がないので、長円形状が最も望ましい。
又、上記実施例では陽極板と陰極板の両方とも長孔を千
鳥状に配したパンチングメタルを用いているが、一方の
極仮にそのようなバンチングメタ４． ルを用い、他方は従来のパンチングメタルを用いてもさ
しつかえない。
鳥状に配したパンチングメタルを用いているが、一方の
極仮にそのようなバンチングメタ４． ルを用い、他方は従来のパンチングメタルを用いてもさ
しつかえない。
見映■媚果
以上の説明したように本発明によれば、芯体厚みを厚く
したり、開札率をアソプするのでなく、パンチングメタ
ル孔の変形のし易さで極板巻同時の引張り応力に対処す
ることができるので、材料厚みを薄くシて開口率を上げ
、芯体体積を減少し活物質量を増大することができ、そ
の結果、極板エネルギー密度の向上が図れるといった効
果がある。
したり、開札率をアソプするのでなく、パンチングメタ
ル孔の変形のし易さで極板巻同時の引張り応力に対処す
ることができるので、材料厚みを薄くシて開口率を上げ
、芯体体積を減少し活物質量を増大することができ、そ
の結果、極板エネルギー密度の向上が図れるといった効
果がある。
実施例において、長孔１１の長軸の向きは極板巻回方向
と直交する方向としているが、正確に直交していなくて
も多少直交方向からズレていてもかまわないことはいう
までもない。
と直交する方向としているが、正確に直交していなくて
も多少直交方向からズレていてもかまわないことはいう
までもない。
第１図は本発明の円筒形電池に用いる極板を活物質の一
部を除去した状態で示す平面図、第２図は前記極板のパ
ンチング孔の変形状況を説明する図、第３図は本発明電
池の一例を示す一部切欠斜視図、第４図は本発明の他の
一実施例を示すパンチングメタル平面図、第５図は従来
のパンチングメタルを示す図、第６図（Ａ）は従来の極
板巻回時の極板破断状態を示す断面図、第６図（Ｂ）は
その平面図、第７図は本発明との比較のために長孔を列
状に配したパンチングメタルを示す図、第８図は第７図
のメンチングメタルの問題点を説明する図、第９図は本
発明との比較のためにひし形のパンチングメタル孔をも
つパンチングメタルを示す図である。 １・・・陽極板、２・・・陰極板、３・・・セバレータ
、１０・・・パンチングメタル、１１・・・長孔、ａ・
・・極板巻回方向
部を除去した状態で示す平面図、第２図は前記極板のパ
ンチング孔の変形状況を説明する図、第３図は本発明電
池の一例を示す一部切欠斜視図、第４図は本発明の他の
一実施例を示すパンチングメタル平面図、第５図は従来
のパンチングメタルを示す図、第６図（Ａ）は従来の極
板巻回時の極板破断状態を示す断面図、第６図（Ｂ）は
その平面図、第７図は本発明との比較のために長孔を列
状に配したパンチングメタルを示す図、第８図は第７図
のメンチングメタルの問題点を説明する図、第９図は本
発明との比較のためにひし形のパンチングメタル孔をも
つパンチングメタルを示す図である。 １・・・陽極板、２・・・陰極板、３・・・セバレータ
、１０・・・パンチングメタル、１１・・・長孔、ａ・
・・極板巻回方向
Claims (1)
- （１）陽・陰極板をセパレータを介して巻回してなる円
筒形電池において、極板の導電性芯体にパンチングメタ
ルを用いると共に、このパンチングメタルのパンチング
孔が極板巻回方向と交差する方向を長軸とする長孔で形
成され、かつ各長孔が千鳥状に配してあることを特徴と
する円筒形電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1186543A JPH0353456A (ja) | 1989-07-18 | 1989-07-18 | 円筒形電池用極板の導電用芯体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1186543A JPH0353456A (ja) | 1989-07-18 | 1989-07-18 | 円筒形電池用極板の導電用芯体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0353456A true JPH0353456A (ja) | 1991-03-07 |
Family
ID=16190345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1186543A Pending JPH0353456A (ja) | 1989-07-18 | 1989-07-18 | 円筒形電池用極板の導電用芯体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0353456A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2752645A1 (fr) * | 1996-07-02 | 1998-02-27 | Samsung Display Devices Co Ltd | Plaque polaire comportant une partie non active |
| WO2002063705A1 (en) * | 2001-02-06 | 2002-08-15 | Lg Chem, Ltd. | Punched electrode and rechargeable lithium battery using the same |
| EP1235293A2 (en) * | 2001-02-27 | 2002-08-28 | SANYO ELECTRIC Co., Ltd. | Rectangular alkaline storage battery |
| WO2011078087A1 (ja) * | 2009-12-24 | 2011-06-30 | 三井金属鉱業株式会社 | 孔あき金属箔 |
| JP2012119080A (ja) * | 2010-11-29 | 2012-06-21 | Hitachi Vehicle Energy Ltd | 二次電池および二次電池の製造方法 |
-
1989
- 1989-07-18 JP JP1186543A patent/JPH0353456A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US7138210B2 (en) | 2001-02-06 | 2006-11-21 | Lg Chem, Ltd. | Punched electrode and rechargeable lithium battery using the same |
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