JPH067567Y2

JPH067567Y2 - 密閉型アルカリ蓄電池

Info

Publication number: JPH067567Y2
Application number: JP1986125633U
Authority: JP
Inventors: 束伊藤; 正夫市場
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1986-08-18
Filing date: 1986-08-18
Publication date: 1994-02-23
Anticipated expiration: 2001-08-18
Also published as: JPS6332472U

Description

【考案の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞この考案は、陽極と陰極とをセパレータを介して共に巻
回して構成される渦巻電極体を具備する密閉型アルカリ
蓄電池において、巻回形式を工夫して巻回中心部におけ
る酸素ガス吸収性能の向上を図ったものに関する。

＜従来の技術＞密閉型ニッケル−カドミウム蓄電池の如き密閉型アルカ
リ蓄電池では、製造工程が比較的簡易でコストの安いペ
ースト式極板が工業的に広く用いられている。この種の
極板、例えばペースト式カドミウム極板は、通常、酸化
カドミウムや水酸化カドミウムなどの活物質粉末に、極
板強度をもたせるための補強繊維や、これらを結着させ
るための粘着剤などを、適宜な溶媒と共に混練して活物
質ペーストを作り、この活物質ペーストを導電芯体の表
面に塗着し乾燥した後、そのままもしくは化成処理を施
し、電池機種に応じて必要な寸法に切断するといった一
連の工程により製造されている。上記のように化成処理
を施さずに電池組立に供する未化成形式のものとして
は、例えば特開昭58-80268号公報に開示されているよう
に、主活物質としての酸化カドミウムに予備充電量とし
ての金属カドミウムを含有させてなる活物質ペーストを
用いたものが知られている。

この種の密閉型アルカリ蓄電池において渦巻状電極体を
作製する場合は、従来、例えば特公昭41-12666号公報に
示されているように、陽極の表裏両面がセパレータを介
して陰極と完全に対向するようにする構成が採られてい
た。そして、この公報中には記載されていないため電極
体の具体的な巻回形式は不明であるが、図示された構造
からして、陰極両面をその巻き始め端からセパレータで
被覆し、また例えば巻芯に形成した溝に陰極先端を挿入
させるなどして巻芯に陰極先端を係合させた後、巻芯に
よって陰極を１回転以上巻き取り、その後陽極を挿入し
て陰極と陽極とを一体に巻回して構成されるものである
と考えられる。その場合、陽極は陰極よりも極板長さが
短くしてあるので陽極が先に巻回を終了するようにな
り、第３図(A)に示したように、巻き終り端部も含めて
陽極１１の全表裏面がセパレータ１３を介して陰極１２
と対向するようになる。

ところが上記構成の渦巻電極体では、巻き始め時におい
て巻芯の溝に挿入された陰極が巻回時略直角に折曲され
てしまうことから、この折曲部分において陰極が損傷
し、活物質の脱落が生じるのみならず、折曲部分が角と
なってセパレータを損傷するのでこの部分で内部短絡が
起こり易いなどの欠点がある。

このような欠点を解消するため、例えば特開昭53-14262
9号公報に開示されているように、一対の帯状セパレー
タを相対向する方向より供給し、巻芯の外周にこれらセ
パレータの重なり部分を巻回して被覆した後、巻芯から
それぞれ相対向する方向へ延出した各セパレータと巻芯
外周に巻回されたセパレータとの間に陽極あるいは陰極
を夫々相対向する方向から挿入し、その後巻芯を更に巻
回して陽極と陰極とをセパレータを介して渦巻状に巻回
するようにしている。第３図(B)はこのような工程によ
り作られた電極体を示したもので、図中２１は陽極、２
２は陰極、23a,23bはそれぞれセパレータである。そし
てこの構成とすれば、陰極の巻始め端部を折曲すること
なく電極体形成ができて上記欠点が生じることはなくな
る。

＜考案が解決しようとする問題点＞しかしながら、本考案者の研究によれば、例えば未化成
形式のペースト式極板を用いて上記特開昭53-142629号
公報の形式の渦巻電極体を構成し、これを用いて密閉型
ニッケル−カドミウム蓄電池を作製した場合には次の問
題があることがわかった。即ち、未化成形式のペースト
式カドミウム極板では、焼結式カドミウム極板あるいは
極板の化成処理を行なうカドミウム極板などに較べて、
陽極（ニッケル極）と組合せて電池を構成した状態にお
いて、陽極から発生する酸素ガスの吸収性能が低い。つ
まり、電池内部では陽極が満充電になると陽極表裏全面
からほぼ均等に酸素ガスが発生するが、上記従来形式の
電極体の場合、陽極の巻き始め部分において巻芯側に面
していた約1/2回転分程の陽極面が陰極面と接していな
いことから、この陽極面で発生する酸素ガスは直ちに吸
収・消費されることはなく、巻芯が位置していた中央の
空間部に拡散し蓄積された後に、巻回外側の陰極表面で
吸収されて消費されるようになる。このため、酸素ガス
吸収性能が劣る未化成形式のペースト式極板を陰極に用
いた場合は電池内部のガス平衡圧が特に高くなってしま
うという問題がある。

＜問題点を解決するための手段＞この考案の密閉型アルカル蓄電池は、夫々帯状の陽極と
陰極とをセパレータを介して共に巻回して構成される渦
巻電極体であって、その巻回中心部に設けた巻芯の相対
向する外周方向へそれぞれ延出させたセパレータを巻芯
外周に巻回してこれらセパレータにより巻芯外周を被覆
し、この巻芯外周上のセパレータと、巻芯外周より延出
せる一対のセパレータのうちの巻芯寄りのセパレータと
の間に陰極を、また前記一対のセパレータ間には陽極を
それぞれ挾持し、渦巻状に巻回後に前記巻芯を抜いて製
造される形式の渦巻電極体を備えた密閉型アルカリ蓄電
池において、前記渦巻電極体の巻回中心側において前記
陽極の両面を前記陰極に全面対向させたことを要旨とす
る。

また、この考案を未化成形式のペースト式カドミウム極
板を用いた電極体を有する電池に適用した場合におい
て、このカドミウム極板に用いる活物質ペースト（溶媒
として水が使用される）に、リン酸塩，ケイ酸塩，ヒ酸
塩またはクロム酸塩のうちの少なくとも一つのオキソ酸
塩を添加・含有させるようにしてもよい。更に、カドミ
ウム極板の表面にカーボン薄膜層を形成するようにして
もよい。

＜作用＞上記構成とすることで、渦巻電極体の中央の巻き始め部
分にある陽極の表裏全面が陰極と対向するようになり、
この陽極部分から発生する酸素ガスの効果的な吸収・消
費が行なえる。

また、上記オキソ酸塩の添加により、例えば特公昭58-4
8990号公報に記載のあるように、ペースト中の酸化カド
ミウムの表面にオキソ酸カドミウム薄膜が形成され、活
物質粉末の水和防止が図れ、酸化カドミウムが水酸化カ
ドミウムに変換するのが抑制される結果、酸化カドミウ
ムを有効に残存させてカドミウム極板の酸素ガス吸収性
能を更に向上させることができる。一方、上記カーボン
薄膜層を設けた場合、特開昭60-63875号公報に開示され
ている如く、極板表面近傍全体に金属カドミウムを優先
的に析出でき、これによりカドミウム極板の酸素ガス吸
収性能を高めることができる。

＜実施例＞以下この考案の電池に用いる渦巻電極体の例を第１図、
第２図を参照して詳述する。先ず第１図に示すように、
半円状の断面を有する一対の分割巻取ピン４ａ，４ｂに
よって、相対向する方向から供給した一対のセパレータ
３ａ，３ｂ（セパレータ３ａは図中左上から右下方向
に、またセパレータ３ｂは図中右下から左上方向に夫々
供給されている）の重なり部分を挾圧支持した後、分割
ピン４ａ，４ｂを挾圧したまま図中Ｉの方向へ少なくと
も１８０°回転させて分割ピン４ａ，４ｂを組合せて構
成される巻芯の外周に上記セパレータ３ａ，３ｂを巻回
してこの外周を被覆する。次いで、この巻芯外周上のセ
パレータと巻芯の外周より延出する巻芯寄りのセパレー
タとの間に、図中左上から右下方向へ供給せる陰極２を
挿入し、まずこの状態で巻芯をＩ方向に１８０°以上回
転させて巻芯外周上に陰極２を巻回する。このように陰
極２を巻回したなら、巻芯外周より延出せるセパレータ
３ａ，３ｂの間に、図中右下から左上方向へ供給せる陽
極１を、既に巻回した陰極２の先端に揃えるかあるいは
その巻回外側に位置させて挿入し、その後、巻芯をＩ方
向に更に回転させて、渦巻電極体を構成し、最後に巻芯
を巻回中心より抜く。尚、以上の説明では一対のセパレ
ータを用いたが、１枚のセパレータを用い、このセパレ
ータの真ん中部分を上記分割ピン４ａ，４ｂに挾圧支持
させて同様な渦巻電極体を構成するようにしてもよい。
しかし、極板先端によるショート発生防止の観点からは
上記一対のセパレータを用いた構造が好ましい。第２図
はこうして巻回して得た渦巻電極体を示したもので、巻
回最外側には陰極２が位置し、また陽極の巻終り端部は
陰極の巻終り端部の巻回内側に位置しており、電極体全
体において陽極の両面が陰極に完全に対向した構造とな
っている。更に、第２図に示したように、渦巻電極体の
陽，陰極の巻終り端部が巻回中心部の巻き始め端部とほ
ぼ反対側の位置に来るようにすることで、渦巻電極体の
真円度が向上して更に好ましい。

次に、陽極にはすべて公知の焼結式ニッケル極を、また
陰極には公知の焼結式カドミウム極板、化成処理を施し
た公知のペースト式カドミウム極板、並びに未化成形式
のペースト式カドミウム極板（すべて同じ極板容量にし
てある）をそれぞれ用い、更に、第３図(B)に示した従
来の巻回形式(A)並びに第２図に示した本考案の巻回形
式(B)を用いて、第１表に示した種々の渦巻電極体を作
った。そして、これらの電極体を用いて同じ容量並びに
形式の密閉型ニッケル−カドミウム蓄電池を作製し、温
度０℃において0.1Ｃの電流で過充電した時の電池の平
衡圧(Kg/cm²)を夫々測定した。結果は第１表に併せて示
した。

上記実験結果より、本考案の構成とすることで、電池の
平衡圧を低く抑えることができることは明らかである。
特に本考案を、未化成形式のペースト式カドミウム極板
を用いた渦巻電極体を具備する電池に適用した場合に
は、平衡圧を従来の1/3程度に抑えることができる。更
に、この場合において極板表面にカーボン薄膜層を形成
してやれば、平衡圧を更に1/2以下に抑制できる。

＜考案の効果＞以上のように構成されるこの考案の密閉型アルカリ蓄電
池によれば、陽極から発生する酸素ガスの効果的な吸収
・消費が行なえ、電池過充電時の内部ガスの平衡圧を低
く抑制できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例に用いる渦巻電極体の作製工程
の説明図、第２図はこの工程により作られた渦巻電極体
の断面図、第３図(A),(B)は夫々従来の電池に用いる渦
巻電極体の断面図である。１，１１，２１……陽極、２，１２，２２……陰極、３
ａ，３ｂ，１３，23a,23b……セパレータ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】夫々帯状の陽極と陰極とをセパレータを介
して共に巻回して構成される渦巻電極体であって、その
巻回中心部に設けた巻芯の相対向する外周方向へそれぞ
れ延出させたセパレータを巻芯外周に巻回してこれらセ
パレータにより巻芯外周を被覆し、この巻芯外周上のセ
パレータと、巻芯外周より延出せる一対のセパレータの
うちの巻芯寄りのセパレータとの間に陰極を、また前記
一対のセパレータ間には陽極をそれぞれ挾持し、渦巻状
に巻回後に前記巻芯を抜いて製造される形式の渦巻電極
体を備えた密閉型アルカリ蓄電池において、前記渦巻電
極体の巻回中心側において前記陽極の両面を前記陰極に
全面対向させたことを特徴とする密閉型アルカリ蓄電
池。
【請求項２】前記陰極が未化成形式のペースト式カドミ
ウム極板であることを特徴とする実用新案登録請求の範
囲第１項記載の密閉型アルカリ蓄電池。
【請求項３】前記ペースト式カドミウム極板を形成する
活物質ペースト中にはオキソ酸塩が添加・含有されてい
ることを特徴とする実用新案登録請求の範囲第２項記載
の密閉型アルカリ蓄電池。
【請求項４】前記ペースト式カドミウム極板の表面には
カーボン薄膜層が形成されていることを特徴とする実用
新案登録請求の範囲第２項記載の密閉型アルカリ蓄電
池。