JPH09298055A - 円筒型二次電池 - Google Patents
円筒型二次電池Info
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- JPH09298055A JPH09298055A JP8109417A JP10941796A JPH09298055A JP H09298055 A JPH09298055 A JP H09298055A JP 8109417 A JP8109417 A JP 8109417A JP 10941796 A JP10941796 A JP 10941796A JP H09298055 A JPH09298055 A JP H09298055A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は円筒型二次電池の構造に関し、特に
接続抵抗の小さい、高出力密度の円筒型二次電池を提供
することである。 【解決手段】 正電極板と正極集電体２との電気的接続
を正電極板の上端と正極集電体２の下面に形成された突
起部を溶接することにより行うと共に、正電極板の外周
部と正極集電体２を４枚のタブ４ａ〜４ｄで溶接する。
同様に、負電極板と負極集電体３との電気的接続を負電
極板の下端と負極集電体３の上面に形成された突起部を
溶接することにより行うと共に、負電極板の外周部と負
極集電体３を４枚のタブ５ａ〜５ｄで溶接する。このよ
うに、各電極と対応する集電体を接続することにより、
従来問題であった外周側の電極と集電体との接続点数の
減少を補い、電極と集電体との接続抵抗を低下させるも
のである。
接続抵抗の小さい、高出力密度の円筒型二次電池を提供
することである。 【解決手段】 正電極板と正極集電体２との電気的接続
を正電極板の上端と正極集電体２の下面に形成された突
起部を溶接することにより行うと共に、正電極板の外周
部と正極集電体２を４枚のタブ４ａ〜４ｄで溶接する。
同様に、負電極板と負極集電体３との電気的接続を負電
極板の下端と負極集電体３の上面に形成された突起部を
溶接することにより行うと共に、負電極板の外周部と負
極集電体３を４枚のタブ５ａ〜５ｄで溶接する。このよ
うに、各電極と対応する集電体を接続することにより、
従来問題であった外周側の電極と集電体との接続点数の
減少を補い、電極と集電体との接続抵抗を低下させるも
のである。
Description
【発明の属する技術分野】本発明は、円筒型二次電池の
構造に関し、特に電極板中の電荷を集電するための構造
に関する。
構造に関し、特に電極板中の電荷を集電するための構造
に関する。
【従来の技術】近年、電気自動車や電動式フォークリフ
トの電源として、アルカリ蓄電池の需要が高まってい
る。特に、アルカリ蓄電池の中でも水素吸蔵合金電極を
負極とするニッケルー水素二次電池は、そのエネルギー
容量が大きく、上記電気自動車や電動式フォークリフト
の電源として注目を集めている。また、ニッケルー水素
二次電池は、その形状により、円筒型、角型、等に分類
される。これらのなかで円筒型は、乾電池と互換サイズ
とすることで、様々な機器に幅広く応用することができ
るという利点を備えている。このような円筒型二次電池
には、従来、電極板の接続構造の相違から（イ）集電端
子方式と、（ロ）タブ方式の２種類がある。そこで、先
ず（イ）の集電端子方式の円筒型二次電池について説明
する。図５は集電端子方式を用いた円筒型二次電池の構
成を説明する図である。従来の集電端子方式を用いた円
筒型二次電池３０は、同図に示すように円筒状のケース
（容器）３１内に、正電極板３５、負電極板３６、及び
セパレータ３７からなる電極集合体３２と、この電極集
合体３２の上端部に接続させた集電体３３ａと、電極集
合体３２の下端部に接続させた集電体３３ｂと、特には
図示しない電解液とを入れ、その状態で封口板３４をケ
ース３１に固定したものである。上記電極集合体３２
は、例えば正電極板３５、負電極板３６、及びセパレー
タ３７に板状のものを用い、正電極板３５と負電極板３
６間にセパレータ３７を挿入し、正電極板３５と負電極
板３６を上下に所定幅ずらした状態で渦巻き状に巻き取
ることで製作したものである。また、集電体３３ａはそ
の下面に複数本の突起を有する。図６は、上記集電体３
３ａに設けられた複数本の突起が正電極板３５に接続
（溶接）される様子を説明する図である。同図に示す合
計８本の線３９は、集電体３３ａの下面に設けられた８
本の突起を示す。したがって、正電極板３５と集電体３
３ａの８本の突起の交点で、集電体３３ａは電極集合体
３２の正電極板３５と接続する。尚、図示しないが、電
極集合体３２の負電極板３６も、同様にしてケース３１
の底部３１ａに設けられた集合体３３ｂ（図５参照）に
溶接されている。一方、図７はタブ方式（前記（ロ）の
方式）の円筒型二次電池の構成を説明する図である。こ
の場合も、円筒型二次電池４０はセパレータを介して正
電極板と負電極板を交互に配設し、例えば正電極板４１
の端部にタブ（導電体）４２を接続（溶接）し、タブ４
２を介して正電極板４１に発生する電荷を集電する方式
である。尚、他方の負電極板においても同様の構成であ
り、負電極板に発生する電荷は不図示のタブによって集
電される。また、同図において、正電極板４１に接続さ
れるタブ４２は一つだけであるが、正電極板に複数のタ
ブが接続されている場合もある。
トの電源として、アルカリ蓄電池の需要が高まってい
る。特に、アルカリ蓄電池の中でも水素吸蔵合金電極を
負極とするニッケルー水素二次電池は、そのエネルギー
容量が大きく、上記電気自動車や電動式フォークリフト
の電源として注目を集めている。また、ニッケルー水素
二次電池は、その形状により、円筒型、角型、等に分類
される。これらのなかで円筒型は、乾電池と互換サイズ
とすることで、様々な機器に幅広く応用することができ
るという利点を備えている。このような円筒型二次電池
には、従来、電極板の接続構造の相違から（イ）集電端
子方式と、（ロ）タブ方式の２種類がある。そこで、先
ず（イ）の集電端子方式の円筒型二次電池について説明
する。図５は集電端子方式を用いた円筒型二次電池の構
成を説明する図である。従来の集電端子方式を用いた円
筒型二次電池３０は、同図に示すように円筒状のケース
（容器）３１内に、正電極板３５、負電極板３６、及び
セパレータ３７からなる電極集合体３２と、この電極集
合体３２の上端部に接続させた集電体３３ａと、電極集
合体３２の下端部に接続させた集電体３３ｂと、特には
図示しない電解液とを入れ、その状態で封口板３４をケ
ース３１に固定したものである。上記電極集合体３２
は、例えば正電極板３５、負電極板３６、及びセパレー
タ３７に板状のものを用い、正電極板３５と負電極板３
６間にセパレータ３７を挿入し、正電極板３５と負電極
板３６を上下に所定幅ずらした状態で渦巻き状に巻き取
ることで製作したものである。また、集電体３３ａはそ
の下面に複数本の突起を有する。図６は、上記集電体３
３ａに設けられた複数本の突起が正電極板３５に接続
（溶接）される様子を説明する図である。同図に示す合
計８本の線３９は、集電体３３ａの下面に設けられた８
本の突起を示す。したがって、正電極板３５と集電体３
３ａの８本の突起の交点で、集電体３３ａは電極集合体
３２の正電極板３５と接続する。尚、図示しないが、電
極集合体３２の負電極板３６も、同様にしてケース３１
の底部３１ａに設けられた集合体３３ｂ（図５参照）に
溶接されている。一方、図７はタブ方式（前記（ロ）の
方式）の円筒型二次電池の構成を説明する図である。こ
の場合も、円筒型二次電池４０はセパレータを介して正
電極板と負電極板を交互に配設し、例えば正電極板４１
の端部にタブ（導電体）４２を接続（溶接）し、タブ４
２を介して正電極板４１に発生する電荷を集電する方式
である。尚、他方の負電極板においても同様の構成であ
り、負電極板に発生する電荷は不図示のタブによって集
電される。また、同図において、正電極板４１に接続さ
れるタブ４２は一つだけであるが、正電極板に複数のタ
ブが接続されている場合もある。
【発明が解決しようとする課題】従来の円筒型二次電池
では以下の問題がある。先ず、（イ）の集電端子方式の
円筒型二次電池について説明する。図８は、上記集電体
に溶接された正電極板３５の例を示す図であり、渦巻き
状に巻かれた正電極板３５を展開して示したものであ
る。同図に示すように、従来の集電体方式の円筒型二次
電池３０では、正電極板３５に溶接される溶接部間、即
ち図８における交点Ｂ間のバラツキの幅が大きく、内側
から外側にいくにつれてその間隔は長くなる。したがっ
て、電荷が導電体中を移動する場合、電気抵抗値は、電
荷が移動する経路の長さに応じて増大し、交点（溶接
部）Ｂ間の長さのバラツキに伴い、正電極板３５中に、
電荷の移動し易さに偏りが生じていた。一方、（ロ）の
タブ方式の円筒型二次電池４０の場合、構造上電極集合
体の中心部近傍からの集電は困難である。すなわち、タ
ブ４２は所定幅を有するため、小さな径を有する電極集
合体の中心部近傍の電極（正電極板及び負電極板）にタ
ブを溶接することは困難である。また、スペース的にも
電極集合体の中心部付近にタブを溶接することは困難で
ある。したがって、上記（イ）と同様に、タブの接続
（溶接）間にバラツキが生じる。上述のような交点（溶
接部）間の長さのバラツキは、以下のような問題を発生
させる。すなわち、電池の出力密度（電池の単位質量あ
るいは単位体積当たりに取り出せる出力）は、内部抵抗
値の大きさと相関関係があり、その内部抵抗は電荷が移
動する経路としての物理抵抗分と、活物質反応の反応抵
抗分とに大別することができる。見かけの内部抵抗は、
電極板、電解液（電解質）、その他の構成部品の抵抗の
総和で表され、電極板中の電荷の移動し易さに偏りがあ
ると、電流分布にも偏りが生じる。その電流分布の偏り
は、電流経路の面積を実質的に減少させるように作用
し、特に反応抵抗値が増大することになり、出力密度を
低下させるという問題が発生する。本発明は、上記問題
に鑑みてなされたもので、電極板と集電体との接続抵抗
を低下させ、高出力密度の円筒型二次電池を提供するこ
とを目的とする。
では以下の問題がある。先ず、（イ）の集電端子方式の
円筒型二次電池について説明する。図８は、上記集電体
に溶接された正電極板３５の例を示す図であり、渦巻き
状に巻かれた正電極板３５を展開して示したものであ
る。同図に示すように、従来の集電体方式の円筒型二次
電池３０では、正電極板３５に溶接される溶接部間、即
ち図８における交点Ｂ間のバラツキの幅が大きく、内側
から外側にいくにつれてその間隔は長くなる。したがっ
て、電荷が導電体中を移動する場合、電気抵抗値は、電
荷が移動する経路の長さに応じて増大し、交点（溶接
部）Ｂ間の長さのバラツキに伴い、正電極板３５中に、
電荷の移動し易さに偏りが生じていた。一方、（ロ）の
タブ方式の円筒型二次電池４０の場合、構造上電極集合
体の中心部近傍からの集電は困難である。すなわち、タ
ブ４２は所定幅を有するため、小さな径を有する電極集
合体の中心部近傍の電極（正電極板及び負電極板）にタ
ブを溶接することは困難である。また、スペース的にも
電極集合体の中心部付近にタブを溶接することは困難で
ある。したがって、上記（イ）と同様に、タブの接続
（溶接）間にバラツキが生じる。上述のような交点（溶
接部）間の長さのバラツキは、以下のような問題を発生
させる。すなわち、電池の出力密度（電池の単位質量あ
るいは単位体積当たりに取り出せる出力）は、内部抵抗
値の大きさと相関関係があり、その内部抵抗は電荷が移
動する経路としての物理抵抗分と、活物質反応の反応抵
抗分とに大別することができる。見かけの内部抵抗は、
電極板、電解液（電解質）、その他の構成部品の抵抗の
総和で表され、電極板中の電荷の移動し易さに偏りがあ
ると、電流分布にも偏りが生じる。その電流分布の偏り
は、電流経路の面積を実質的に減少させるように作用
し、特に反応抵抗値が増大することになり、出力密度を
低下させるという問題が発生する。本発明は、上記問題
に鑑みてなされたもので、電極板と集電体との接続抵抗
を低下させ、高出力密度の円筒型二次電池を提供するこ
とを目的とする。
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、正電極板と負電極板をセパレータを介して渦
巻き状に巻回して形成された電極集合体を、電解液とと
もに円筒状の容器に収納し、前記正電極板の上端あるい
は下端に正極集電端子を接続すると共に、前記負電極板
の下端あるいは上端に負極集電端子を接続した円筒型二
次電池において、前記正電極板の外周部及び負電極板の
外周部にそれぞれタブを設け、該タブを前記正極集電端
子、及び負電極集電端子に接続した円筒型二次電池。ま
た、前記正電極板及び負電極板の外周部に設けられたタ
ブは、例えば前記正電極板及び負電極板の最外周に設け
られた複数の第１のタブと、該最外周の内側の正電極板
及び負電極板に設けられた前記第１のタブより少ない数
の第２のタブで構成される。また、前記正電極板及び負
電極板の外周部に設けられたタブは、前記正電極板及び
負電極板のそれぞれの最外周に設けた４枚のタブで構成
される。このように構成することにより、正電極板と正
極集電体との電気的接続は、その外周部においてタブに
よって補われ、また、負電極板と負極集電体との電気的
接続もその外周部においてタブによって補われ、各電極
と対応する集電体を広い面積のタブで電気的に接続する
ことで、従来問題であった外周側の電極と集電体との接
続点数の減少を補い、電極と集電体との接続抵抗を低下
させるものである。このことにより、電極と集電体との
接続抵抗は低下し、活物質の化成も均等に行われるよう
になり、電池の内部抵抗も減少し、電池全体の電気抵抗
が低下して電池の出力エネルギー密度、及びその容量が
増大する。
するため、正電極板と負電極板をセパレータを介して渦
巻き状に巻回して形成された電極集合体を、電解液とと
もに円筒状の容器に収納し、前記正電極板の上端あるい
は下端に正極集電端子を接続すると共に、前記負電極板
の下端あるいは上端に負極集電端子を接続した円筒型二
次電池において、前記正電極板の外周部及び負電極板の
外周部にそれぞれタブを設け、該タブを前記正極集電端
子、及び負電極集電端子に接続した円筒型二次電池。ま
た、前記正電極板及び負電極板の外周部に設けられたタ
ブは、例えば前記正電極板及び負電極板の最外周に設け
られた複数の第１のタブと、該最外周の内側の正電極板
及び負電極板に設けられた前記第１のタブより少ない数
の第２のタブで構成される。また、前記正電極板及び負
電極板の外周部に設けられたタブは、前記正電極板及び
負電極板のそれぞれの最外周に設けた４枚のタブで構成
される。このように構成することにより、正電極板と正
極集電体との電気的接続は、その外周部においてタブに
よって補われ、また、負電極板と負極集電体との電気的
接続もその外周部においてタブによって補われ、各電極
と対応する集電体を広い面積のタブで電気的に接続する
ことで、従来問題であった外周側の電極と集電体との接
続点数の減少を補い、電極と集電体との接続抵抗を低下
させるものである。このことにより、電極と集電体との
接続抵抗は低下し、活物質の化成も均等に行われるよう
になり、電池の内部抵抗も減少し、電池全体の電気抵抗
が低下して電池の出力エネルギー密度、及びその容量が
増大する。
【発明の実施の形態】以下、本発明による実施の形態に
ついて、図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態
は、ニッケル・水素蓄電池に本発明を適用したものであ
る。図１は、本実施の形態による円筒型二次電池の内部
構成を示す図であり、また図２はその組立図を示す。
尚、円筒型二次電池は、上記図１に示す構成の電極集合
体等を不図示のケースに収納し、電解液を封入した後、
安全弁を備えた不図示の封口板を溶接することで構成さ
れている。円筒型二次電池の内部構成は、電極集合体
１、電極集合体１の上端に溶接される正極集電体２、電
極集合体１の下端に溶接される負極集電体３、及び正極
集電体２と負極集電体３に溶接されたそれぞれ４枚のタ
ブ４ａ〜４ｄ、５ａ〜５ｄで構成されている。尚、タブ
５ｄは電極集合体１により見えない位置にある。電極集
合体１は図３に示すように、セパレータ６、負電極板
７、セパレータ８、正電極板９を、この順序で配設し、
負電極板７と正電極板９を上下にずらして重ね合わせ構
成されている。尚、正電極板９にはニッケル酸化物、負
電極板７には水素吸蔵合金をそれぞれ用いている。ま
た、負電極板７の一端にはリード１０が溶接され、正電
極板９の一端にはリード１１が溶接されている。これら
のリード１０、１１は、集電効率を向上させるための構
成であり、例えばニッケルを含む薄い板状の導電体を、
負電極板７、正電極板９に溶接することにより取り付け
た構成である。尚、セパレータ６、８は合成樹脂で形成
されている。一方、図４は正極集電体２の構成を説明す
る図である。また、同図（ａ）はその平面図であり、同
図（ｂ）はその側面図である。同図（ａ）、（ｂ）に示
すように、正極集電体２は、板状の平板部１３と、この
平板部１３の中央から上方に突出した突出部１４とから
なる。また、突出部１４が形成された平板部１３の裏面
（下面）には同図（ｂ）に示すように、僅かに突起した
多数本の突起部１５が形成されている。この突起部１５
は、正極集電体２をリード１１に良好に溶接できるよう
に設けたものである。また、この正極集電体２は電漕内
にアルカリ溶液が封入されることから、ニッケルで構成
されている。また、円筒型二次電池１の下部には負電極
板に接続（溶接）する負極集電体３が配設されている
（図２参照）。この負極集電体３は円板状に形成され、
この負極集電体３の上面には、その中心から放射状に８
本の突起部１６が形成されている。尚、この負極集電体
３も電漕内にアルカリ溶液が封入されることから、ニッ
ケルで構成されている。このような構成の円筒型二次電
池の組立を以下に説明する。図２は上述のように、円筒
型二次電池の内部構成を説明する図であり、電極集合体
等の組立を説明する図である。先ず、電極集合体１は、
上述のように正電極板９と負電極板７を上下（電極板の
長手方向の交差方向）に所定幅ずらし、セパレータ６、
８を挟んで製作され、電極板７、９のリード１０、１１
が、電極集合体１の両端から突出した状態となってい
る。このようにして電極集合体１を製作すると、この電
極集合体１の負極側に負極集電体３を溶接する。具体的
には、負極集電体３の突起部１６が形成されている側の
反対側から、スポット溶接を行うことで接続する。次
に、４枚のタブ５ａ〜５ｄを負極集電体３側に折り曲
げ、タブ５ａ〜５ｄを順次負極集電体３の下面に溶接す
る。タブ５ａ〜５ｄを上述のように負極集電体３に溶接
すると、負極集電体３と負電極板７間は互いに９０°の
等間隔を有したタブ５ａ〜５ｄで電気的に接続されるこ
とになる。その後、上述のようにして負極集電体３を接
続した電極集合体１を、負極集電体３側を下にして不図
示のケース（電槽缶）に入れ、負極集電体３をケースの
底部に溶接する。これにより、電極集合体１はケースに
固定され、ケース（円筒型二次電池）の底部が電池の負
極端子となる。次に、電極集合体１の正極側に、図４に
示す正極集電体２を接続する。この接続も負極集電体３
の場合と同様、スポット溶接により行う。すなわち、こ
の場合電極集合体１を構成する正電極板９の端部に突出
したリード１１に対し、正極集電体２の突起部１５を溶
接する。その後、４個のタブ４ａ〜４ｄを内側に折り曲
げ、順次正極集電体２の上面に溶接する。このようにし
て最外周の正電極板９には４枚のタブ４ａ〜４ｄが溶接
され、このタブ４ａ〜４ｄは所定の幅を有し、互いに９
０°の等間隔を有して正電極板９に溶接される。したが
って、この場合も正極集電体２と正電極板９間は互いに
９０°の等間隔を有したタブ４ａ〜４ｄで電気的に接続
されることになる。上記正極集電体２の溶接が終了する
と、電解液をケース内に注入し、不図示の封口板を溶接
して円筒型二次電池が完成する。その後は、電池の充放
電を繰り返し、電池を活性化する。以上のようにして制
作される円筒型二次電池は、正電集電体２と正電極板９
との接続が正電集電体２の裏面に設けられた突起部１５
を介して行われると共に、正電極板９の最外周に溶接さ
れたタブ４ａ〜４ｄを介して行われる。したがって、従
来、正電極板９の外周側ほど電気的接続点が少なかった
正極集電体２との電気的接続を正電極板９の外周側にお
いても多数の箇所に行うことができる。しかも、タブ４
ａ〜４ｄによる接続は、互いに９０°の等間隔を有した
構成であり、均等な電流を得ることができる構成であ
る。したがって、従来の円筒型二次電池において問題で
あった、外周側の正電極板の接続点数の減少を補い、正
電極板９と正極集電体２間の接続抵抗を小さなものとす
る。また、負電極側においても、負電極板７の最外周に
等間隔のタブ５ａ〜５ｄが設けられるので、このタブ５
ａ〜５ｄを介して最外周の負電極板７は負極集電体３に
接続され、外周側の負電極板の接続点数の減少を補い、
負電極板７と負極集電体３間の接続抵抗を小さくするこ
とができる。このように、本実施の形態は従来と比較し
て、電流分布の偏りを大幅に改善することができる。し
たがって、正電極板９及び負電極板７を電流が一様に流
れるため、電解液中の活物質が各電極板９及び７全体で
反応することになり、その結果、反応抵抗が減少するた
め、出力密度が向上する。また、活物質の利用率が向上
することから、エネルギー密度、電池容量等を向上させ
ることができる。尚、本発明を適用できる円筒型電池と
しては、本実施の形態のようなニッケル・水素蓄電池だ
けではない。本発明は、ニッケル・カドミウム蓄電池や
リチウムイオン二次電池といった他の種類の二次電池に
対しても幅広く適用することができる。また、上述の実
施形態の例では、正電極板９及び負電極板７の最外周に
タブ４ａ〜４ｄ、及び５ａ〜５ｄを形成する構成とした
が、タブの取り付け位置は上述の位置に限るわけではな
い。例えば、電極板の最外周に複数のタブを設け、その
内側の電極板に上述のタブの枚数より少ない数のタブを
設ける構成でもよい。また、外周の電極に設けられたタ
ブは４枚に限るものではなく、５枚、６枚、・・・と設
けてもよく、又は４枚より少ない枚数で構成してもよ
い。
ついて、図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態
は、ニッケル・水素蓄電池に本発明を適用したものであ
る。図１は、本実施の形態による円筒型二次電池の内部
構成を示す図であり、また図２はその組立図を示す。
尚、円筒型二次電池は、上記図１に示す構成の電極集合
体等を不図示のケースに収納し、電解液を封入した後、
安全弁を備えた不図示の封口板を溶接することで構成さ
れている。円筒型二次電池の内部構成は、電極集合体
１、電極集合体１の上端に溶接される正極集電体２、電
極集合体１の下端に溶接される負極集電体３、及び正極
集電体２と負極集電体３に溶接されたそれぞれ４枚のタ
ブ４ａ〜４ｄ、５ａ〜５ｄで構成されている。尚、タブ
５ｄは電極集合体１により見えない位置にある。電極集
合体１は図３に示すように、セパレータ６、負電極板
７、セパレータ８、正電極板９を、この順序で配設し、
負電極板７と正電極板９を上下にずらして重ね合わせ構
成されている。尚、正電極板９にはニッケル酸化物、負
電極板７には水素吸蔵合金をそれぞれ用いている。ま
た、負電極板７の一端にはリード１０が溶接され、正電
極板９の一端にはリード１１が溶接されている。これら
のリード１０、１１は、集電効率を向上させるための構
成であり、例えばニッケルを含む薄い板状の導電体を、
負電極板７、正電極板９に溶接することにより取り付け
た構成である。尚、セパレータ６、８は合成樹脂で形成
されている。一方、図４は正極集電体２の構成を説明す
る図である。また、同図（ａ）はその平面図であり、同
図（ｂ）はその側面図である。同図（ａ）、（ｂ）に示
すように、正極集電体２は、板状の平板部１３と、この
平板部１３の中央から上方に突出した突出部１４とから
なる。また、突出部１４が形成された平板部１３の裏面
（下面）には同図（ｂ）に示すように、僅かに突起した
多数本の突起部１５が形成されている。この突起部１５
は、正極集電体２をリード１１に良好に溶接できるよう
に設けたものである。また、この正極集電体２は電漕内
にアルカリ溶液が封入されることから、ニッケルで構成
されている。また、円筒型二次電池１の下部には負電極
板に接続（溶接）する負極集電体３が配設されている
（図２参照）。この負極集電体３は円板状に形成され、
この負極集電体３の上面には、その中心から放射状に８
本の突起部１６が形成されている。尚、この負極集電体
３も電漕内にアルカリ溶液が封入されることから、ニッ
ケルで構成されている。このような構成の円筒型二次電
池の組立を以下に説明する。図２は上述のように、円筒
型二次電池の内部構成を説明する図であり、電極集合体
等の組立を説明する図である。先ず、電極集合体１は、
上述のように正電極板９と負電極板７を上下（電極板の
長手方向の交差方向）に所定幅ずらし、セパレータ６、
８を挟んで製作され、電極板７、９のリード１０、１１
が、電極集合体１の両端から突出した状態となってい
る。このようにして電極集合体１を製作すると、この電
極集合体１の負極側に負極集電体３を溶接する。具体的
には、負極集電体３の突起部１６が形成されている側の
反対側から、スポット溶接を行うことで接続する。次
に、４枚のタブ５ａ〜５ｄを負極集電体３側に折り曲
げ、タブ５ａ〜５ｄを順次負極集電体３の下面に溶接す
る。タブ５ａ〜５ｄを上述のように負極集電体３に溶接
すると、負極集電体３と負電極板７間は互いに９０°の
等間隔を有したタブ５ａ〜５ｄで電気的に接続されるこ
とになる。その後、上述のようにして負極集電体３を接
続した電極集合体１を、負極集電体３側を下にして不図
示のケース（電槽缶）に入れ、負極集電体３をケースの
底部に溶接する。これにより、電極集合体１はケースに
固定され、ケース（円筒型二次電池）の底部が電池の負
極端子となる。次に、電極集合体１の正極側に、図４に
示す正極集電体２を接続する。この接続も負極集電体３
の場合と同様、スポット溶接により行う。すなわち、こ
の場合電極集合体１を構成する正電極板９の端部に突出
したリード１１に対し、正極集電体２の突起部１５を溶
接する。その後、４個のタブ４ａ〜４ｄを内側に折り曲
げ、順次正極集電体２の上面に溶接する。このようにし
て最外周の正電極板９には４枚のタブ４ａ〜４ｄが溶接
され、このタブ４ａ〜４ｄは所定の幅を有し、互いに９
０°の等間隔を有して正電極板９に溶接される。したが
って、この場合も正極集電体２と正電極板９間は互いに
９０°の等間隔を有したタブ４ａ〜４ｄで電気的に接続
されることになる。上記正極集電体２の溶接が終了する
と、電解液をケース内に注入し、不図示の封口板を溶接
して円筒型二次電池が完成する。その後は、電池の充放
電を繰り返し、電池を活性化する。以上のようにして制
作される円筒型二次電池は、正電集電体２と正電極板９
との接続が正電集電体２の裏面に設けられた突起部１５
を介して行われると共に、正電極板９の最外周に溶接さ
れたタブ４ａ〜４ｄを介して行われる。したがって、従
来、正電極板９の外周側ほど電気的接続点が少なかった
正極集電体２との電気的接続を正電極板９の外周側にお
いても多数の箇所に行うことができる。しかも、タブ４
ａ〜４ｄによる接続は、互いに９０°の等間隔を有した
構成であり、均等な電流を得ることができる構成であ
る。したがって、従来の円筒型二次電池において問題で
あった、外周側の正電極板の接続点数の減少を補い、正
電極板９と正極集電体２間の接続抵抗を小さなものとす
る。また、負電極側においても、負電極板７の最外周に
等間隔のタブ５ａ〜５ｄが設けられるので、このタブ５
ａ〜５ｄを介して最外周の負電極板７は負極集電体３に
接続され、外周側の負電極板の接続点数の減少を補い、
負電極板７と負極集電体３間の接続抵抗を小さくするこ
とができる。このように、本実施の形態は従来と比較し
て、電流分布の偏りを大幅に改善することができる。し
たがって、正電極板９及び負電極板７を電流が一様に流
れるため、電解液中の活物質が各電極板９及び７全体で
反応することになり、その結果、反応抵抗が減少するた
め、出力密度が向上する。また、活物質の利用率が向上
することから、エネルギー密度、電池容量等を向上させ
ることができる。尚、本発明を適用できる円筒型電池と
しては、本実施の形態のようなニッケル・水素蓄電池だ
けではない。本発明は、ニッケル・カドミウム蓄電池や
リチウムイオン二次電池といった他の種類の二次電池に
対しても幅広く適用することができる。また、上述の実
施形態の例では、正電極板９及び負電極板７の最外周に
タブ４ａ〜４ｄ、及び５ａ〜５ｄを形成する構成とした
が、タブの取り付け位置は上述の位置に限るわけではな
い。例えば、電極板の最外周に複数のタブを設け、その
内側の電極板に上述のタブの枚数より少ない数のタブを
設ける構成でもよい。また、外周の電極に設けられたタ
ブは４枚に限るものではなく、５枚、６枚、・・・と設
けてもよく、又は４枚より少ない枚数で構成してもよ
い。
【発明の効果】以上説明したように、本発明は正・負電
極板の外周側にタブを設けることにより、電極板と集電
体との接続抵抗を減少させ、各電極板中の電流分布を一
様にすることにより、活物質の反応部分の偏在を回避し
つつ、活物質の利用率を向上させ、内部抵抗の低下、出
力密度、エネルギー密度、容量等の向上を図ることがで
きる。
極板の外周側にタブを設けることにより、電極板と集電
体との接続抵抗を減少させ、各電極板中の電流分布を一
様にすることにより、活物質の反応部分の偏在を回避し
つつ、活物質の利用率を向上させ、内部抵抗の低下、出
力密度、エネルギー密度、容量等の向上を図ることがで
きる。
【図１】一実施形態による円筒型二次電池の外観図であ
る。
る。
【図２】一本実施形態による円筒型二次電池の組立図で
ある。
ある。
【図３】電極集合体の模式的構成図である。
【図４】集電体の形状を説明する図である。
【図５】集電体方式を用いた従来の円筒型二次電池の構
成を説明する図である。
成を説明する図である。
【図６】従来の集電体の形状を説明する図である。
【図７】タブ方式を用いた従来の円筒型二次電池の構成
を説明する図である。
を説明する図である。
【図８】従来の集電体に接続（溶接）された正電極板の
例を示す図である。
例を示す図である。
１ 円筒型二次電池 ２ ケース ３ 電極集合体 ４ 正極集電体 ４ａ〜４ｄ タブ ５ 負極集電体 ５ａ〜５ｄ タブ ６、８ セパレータ ７ 負電極板 ９ 正電極板 １０、１１ リード １３ 平板部 １４ 突出部 １５、１６ 突起部
Claims (3)
- 【請求項１】 正電極板と負電極板をセパレータを介し
て渦巻き状に巻回して形成された電極集合体を、電解液
とともに円筒状の容器に収納し、前記正電極板の上端あ
るいは下端に正極集電端子を接続すると共に、前記負電
極板の下端あるいは上端に負極集電端子を接続した円筒
型二次電池において、 前記正電極板の外周部及び負電極板の外周部にそれぞれ
タブを設け、該タブを前記正極集電端子、及び負電極集
電端子に接続したことを特徴とする円筒型二次電池。 - 【請求項２】 前記正電極板及び負電極板の外周部に設
けられたタブは、例えば前記正電極板及び負電極板の最
外周に設けられた複数の第１のタブと、該最外周の内側
の正電極板及び負電極板に設けられた前記第１のタブよ
り少ない数の第２のタブとからなることを特徴とする請
求項１記載の円筒型二次電池。 - 【請求項３】 前記正電極板及び負電極板の外周部に設
けられたタブは、前記正電極板及び負電極板のそれぞれ
の最外周に設けた４枚のタブであることを特徴とする請
求項１記載の円筒型二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8109417A JPH09298055A (ja) | 1996-04-30 | 1996-04-30 | 円筒型二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8109417A JPH09298055A (ja) | 1996-04-30 | 1996-04-30 | 円筒型二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09298055A true JPH09298055A (ja) | 1997-11-18 |
Family
ID=14509728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8109417A Withdrawn JPH09298055A (ja) | 1996-04-30 | 1996-04-30 | 円筒型二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09298055A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6193765B1 (en) | 1997-09-30 | 2001-02-27 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Method of manufacturing cylindrical non-aqueous electrolyte secondary cell |
| WO2020256023A1 (ja) * | 2019-06-18 | 2020-12-24 | 株式会社村田製作所 | 二次電池 |
| CN113497276A (zh) * | 2020-03-19 | 2021-10-12 | 本田技研工业株式会社 | 固体电池单体 |
| CN114639923A (zh) * | 2020-11-28 | 2022-06-17 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池单体、电池、用电装置和电池单体的制造方法 |
-
1996
- 1996-04-30 JP JP8109417A patent/JPH09298055A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6193765B1 (en) | 1997-09-30 | 2001-02-27 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Method of manufacturing cylindrical non-aqueous electrolyte secondary cell |
| WO2020256023A1 (ja) * | 2019-06-18 | 2020-12-24 | 株式会社村田製作所 | 二次電池 |
| CN113497276A (zh) * | 2020-03-19 | 2021-10-12 | 本田技研工业株式会社 | 固体电池单体 |
| CN114639923A (zh) * | 2020-11-28 | 2022-06-17 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池单体、电池、用电装置和电池单体的制造方法 |
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