JPH10106584A - 積層型アルカリ蓄電池 - Google Patents

積層型アルカリ蓄電池

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JPH10106584A
JPH10106584A JP8257149A JP25714996A JPH10106584A JP H10106584 A JPH10106584 A JP H10106584A JP 8257149 A JP8257149 A JP 8257149A JP 25714996 A JP25714996 A JP 25714996A JP H10106584 A JPH10106584 A JP H10106584A
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JP
Japan
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battery
core material
negative electrode
hole
storage battery
Prior art date
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Pending
Application number
JP8257149A
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English (en)
Inventor
Toshifumi Ueda
利史 植田
Tadao Kimura
忠雄 木村
Gohei Suzuki
剛平 鈴木
Munehisa Ikoma
宗久 生駒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • 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

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  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 生産性が高く、かつ耐久性および信頼性が高
い積層型アルカリ蓄電池を提供する。 【解決手段】 正極、およびシート状で表面に多数の孔
を有するパンチングメタルを芯材とした負極を、セパレ
ータを挟んで交互に積層して構成される極板群と、極板
群を内部に収容する蓄電池電槽を具備し、パンチングメ
タルが、周縁部の4端辺のうち少なくとも1辺に連続し
て孔を有しない部分を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、積層型アルカリ蓄
電池に関するものであり、特にその負極の芯材に用いる
パンチングメタルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、アルカリ蓄電池の負極用芯材
として用いられているパンチングメタルは、金属板また
は金属箔からなる基材を両面から穿孔し、多数の孔を形
成してて得られる。負極は、帯状のパンチングメタルに
活物質または水素吸蔵合金を含むペーストを塗布、乾燥
し、加圧した後、所定寸法に切断して得られる。パンチ
ングメタルは、穿孔時に孔の周縁にバリが生じるが、こ
のバリによって、活物質等を安定して保持することがで
きる。しかし、一方で、このような突出したバリを有
し、さらに穿孔の際に基材自体が波形状に変形すること
から、セパレータを挟んで正極と重ね合わせて電池を組
み立てるとき、バリの部分に応力が集中するため、セパ
レータが破損する可能性が高かった。また、電池として
使用中にもこのバリの部分がセパレータの劣化を促進さ
せることから、極板間で短絡が発生しやすく、得られた
電池は耐久性や信頼性が低いものであった。特に、この
ような問題は、複数枚の正負極板を交互に重ね合わせる
積層型の蓄電池に顕著に見られるものであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の問題
点を解決し、生産性が高く、かつ耐久性および信頼性が
高い積層型アルカリ蓄電池を提供することを目的とす
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の積層型アルカリ
蓄電池は、負極芯材に用いるパンチングメタルの周縁部
の端辺に孔が存在しない部分を設けるものであり、これ
により、応力の集中によるセパレータの破損および劣化
の促進を抑制する。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明の積層型アルカリ蓄電池
は、正極、およびシート状で表面に多数の孔を有するパ
ンチングメタルを芯材とした負極を、セパレータを挟ん
で交互に積層して構成される極板群と、極板群を内部に
収容する蓄電池電槽を具備し、パンチングメタルが、周
縁部の4端辺のうち少なくとも1辺に連続して孔を有し
ない部分を備えたものである。また、パンチングメタル
の周縁部の孔を有しない部分の幅が、1〜10mmであ
ることが好ましい。さらに、パンチングメタルが、4ヶ
所の角部のうち少なくとも1ヶ所に曲率半径10mm以
下の四分円状に加工された湾曲部を有することが好まし
い。
【0006】
【実施例】以下、本発明の実施例を、図面を用いて詳細
に説明する。
【0007】《実施例1》アルカリ蓄電池の一例とし
て、ニッケル・水素蓄電池について、以下の検討を行っ
た。
【0008】厚さ60μmで表面にニッケルめっきの施
された鋼箔を加工して種々の形状のパンチングメタルを
作製し、これを芯材とした。図1に示す芯材aは、基材
1の下辺部および両側辺部に幅10mmにわたって無孔
部2を設けたものである。基材1の表面に形成された複
数の孔3の直径はいずれも1mmとした。図2に示す芯
材bは、芯材aと同様の鋼箔を用いた基材4からなり、
下辺部に幅10mmにわたって無孔部5を設け、無孔部
5を除く基材4表面に複数の孔6(直径1mm)を形成
したものである。図3に示す芯材cは、従来の芯材であ
り、基材7の表面に均一に複数の孔8(直径1mm)を
形成したものである。
【0009】上記芯材a、bおよびcを用いたニッケル
・水素蓄電池を以下のようにして作製した。負極は、以
下のようにして作製した。まず、組成がMmNi3.7
0.3Mn0. 4Co0.6(Mm:ミッシュメタル)の水素
吸蔵合金を、平均粒径が30μmになるまで湿式粉砕し
たのち、80℃のKOH水溶液中(比重1.25)に1
時間浸漬した。ついで、この水素吸蔵合金粉末をスチレ
ンブタジエンゴムおよびカルボキシメチルセルロースの
水溶液とともに混練してペーストを調製した。このペー
ストを上記の芯材a、bおよびcの形状に対応するよう
に穿孔された帯状のパンチングメタルにそれぞれ塗着、
乾燥し、さらにプレス処理した後、所定寸法に切断し
て、1枚あたりの容量が10Ahの負極を得た。正極
は、以下のようにして作製した。まず、活物質としての
水酸化ニッケル粉末およびコバルト酸化物を主成分とし
たペーストを調製した。ついで、芯材としての発泡ニッ
ケルに、このペーストを塗布、乾燥し、さらにプレス処
理した後、所定寸法に切断して、1枚あたりの容量が7
Ahの正極を得た。
【0010】以上のようにして得られた負極16枚とニ
ッケル正極15枚を、多孔性ポリプロピレンフィルムか
らなるセパレータを挟んで交互に積層し、公称電池容量
100Ahの積層型ニッケル・水素蓄電池を作製した。
芯材a、bおよびcを用いた積層型ニッケル・水素蓄電
池をそれぞれ電池A、BおよびCとする。
【0011】電池A、BおよびCのリーク不良検査を行
った。なお、検査は、電解液を注入する前の各電池20
0個ずつに対して、それぞれ正負極間に250Vの直流
電圧を印加し、そのときの絶縁抵抗が1kΩ以下のもの
を不良とした。その結果を表1に示す。
【0012】
【表1】
【0013】表1に示すように、負極芯材の下辺部およ
び両側辺部に連なって無孔部を設けた電池A、および負
極芯材の下辺部に連なった無孔部を設けた電池Bは、無
孔部を有さない負極芯材を用いた電池Cと比べて、リー
ク不良率が約1/4に低減される。負極はセパレータと
圧着して電槽に挿入されており、その周縁部の4端辺に
は他の部分と比較して相対的に大きな圧力がかかる。し
かし、電池Cの負極芯材は周縁部に孔が形成されてお
り、さらに、端辺が、孔にかかっている。また、その周
縁部には、切断時に生じたバリも存在する。したがっ
て、電池Cは、電池AおよびBと比べて、周縁部におけ
る応力の集中の度合いが大きいため、セパレータを破損
させ、多くのリーク不良を引き起こしたものである。一
方、電池AおよびBのように、周縁部に無孔部を設ける
ことにより、周縁部における過度の応力の集中を抑制す
ることができ、リーク不良の発生率は低減される。ここ
で、電池Aのように、負極芯材の下辺部および両側辺部
に連なって無孔部を設けることにより、電池Bのような
負極芯材の下辺部にのみ連なった無孔部を設けた場合と
比べて、さらにリーク不良の発生を抑制することができ
る。
【0014】《実施例2》芯材の周縁部に形成する無孔
部の幅について検討した。実施例1で用いた芯材bと同
様の構成を有し、下辺部の無孔部の幅をそれぞれ0.5
mm、5mmおよび15mmとした芯材d、eおよびf
を作製した。これらを用いて実施例1と同様の積層型ニ
ッケル・水素蓄電池を作製した。これらをそれぞれ、電
池D、EおよびFとする。
【0015】以上のようにして得られた電池D、Eおよ
びFと、下辺部に形成する無孔部の幅を10mmとした
電池Bと、無孔部を有さない電池Cの5種類の積層型ニ
ッケル・水素蓄電池のサイクル特性を調べた。この測定
は、以下の条件で行った。まず、1Cで1時間充電し、
1時間の休止の後、1Cで電池電圧が0.6Vに低下す
るまで放電した。放電後、1時間休止し、再び充電し
た。このサイクルを繰り返し、各電池の放電容量の変化
を調べた。この結果を図4に示す。
【0016】図4に示すように、電池B〜Eは、いずれ
も1000サイクル後に初期容量の80%の放電容量を
維持するのに対して、電池Fは、容量低下の度合いが大
きく、1000サイクル経過時には、初期の75%にま
で低下する。電池Fは、下辺部に15mmにわたって、
無孔部を設けたものである。孔の近辺では、水素吸蔵合
金からなる層が孔を通じて芯材の表裏で連続しているた
め、充分な接着強度が得られるのに対して、無孔部は接
着強度が低い。電池Fは、この無孔部の幅が大きすぎる
ために、充放電サイクルにおける極板の伸縮により、水
素吸蔵合金層の一部が芯材から剥離し、放電容量が大き
く低下したものと考えられる。したがって、芯材の周縁
部に形成する無孔部の幅は、10mm以下が好ましい。
無孔部の幅の下限については、孔が芯材の端辺にかかっ
ていなければよい。ただし、帯状パンチングメタルを所
定寸法に切断する際の精度を考慮すると、1mm以上が
好ましい。
【0017】《実施例3》それぞれ実施例1で用いた芯
材a、bおよびcと同様で、4角部を四分円状にいわゆ
るR加工を施した芯材g、hおよびiを作製した。これ
らをそれぞれ図5、6および7に示す。角部に形成され
た湾曲部9、10および11はいずれも曲率半径を2m
mとした。ついで、得られた芯材g、hおよびiを用い
て実施例1と同様の積層型ニッケル・水素蓄電池を作製
した。これらをそれぞれ電池G、HおよびIとする。こ
れらの電池について、実施例1と同様のリーク不良検査
を行った。その結果を表2に示す。
【0018】
【表2】
【0019】表2の結果を、表1に示すR加工を施さな
かった電池と比べると、リーク不良の発生率は、さらに
低減されていることがわかる。角部は、周縁部のなかで
も特に応力が集中しやすい。また、切断時にバリや反り
が出やすく、穿孔の際の変形の影響も受けやすい。その
ため、角部を四分円状に加工することにより、電池に組
み込んだ際の角部への応力の過度の集中を抑制すること
ができる。したがって、この角部の加工は、それぞれ複
数の正負極を重ね合わせて用いる積層型のアルカリ蓄電
池に特に有用である。ここで、角部に形成する四分円の
曲率半径を大きくすると、芯材の表面積が小さくなり、
水素吸蔵合金あるいは活物質の担持量が少なくなるた
め、電池容量は低下する。したがって、10mm以下が
好ましい。一方、曲率半径の下限は、角部のバリを除去
できる程度であればよい。
【0020】
【発明の効果】本発明によると、生産性が高く、かつ実
使用における耐久性や信頼性の高い積層型アルカリ蓄電
池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の積層型アルカリ蓄電池の負
極芯材を示す平面図である。
【図2】同他の実施例の積層型アルカリ蓄電池の負極芯
材を示す平面図である。
【図3】同比較例の積層型アルカリ蓄電池の負極芯材を
示す平面図である。
【図4】本発明の実施例のアルカリ蓄電池の充放電サイ
クルに伴う容量の変化を示す特性図である。
【図5】同他の実施例の積層型アルカリ蓄電池の負極芯
材を示す平面図である。
【図6】同他の実施例の積層型アルカリ蓄電池の負極芯
材を示す平面図である。
【図7】同比較例の積層型アルカリ蓄電池の負極芯材を
示す平面図である。
【符号の説明】
1 基材 2 無孔部 3 孔 4 基材 5 無孔部 6 孔 7 基材 8 孔 9 湾曲部 10 湾曲部 11 湾曲部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 生駒 宗久 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 正極、およびシート状で表面に多数の孔
    を有するパンチングメタルを芯材とした負極を、セパレ
    ータを挟んで交互に積層して構成される極板群と、前記
    極板群を内部に収容する蓄電池電槽を具備し、前記パン
    チングメタルが、周縁部の4端辺のうち少なくとも1辺
    に連続して前記孔を有しない部分を備えた積層型アルカ
    リ蓄電池。
  2. 【請求項2】 前記パンチングメタルの周縁部の孔を有
    しない部分の幅が、1〜10mmである請求項1記載の
    積層型アルカリ蓄電池。
  3. 【請求項3】 前記パンチングメタルが、4ヶ所の角部
    のうち少なくとも1ヶ所に曲率半径10mm以下の四分
    円状に加工された湾曲部を有する請求項1記載の積層型
    アルカリ蓄電池。
JP8257149A 1996-09-27 1996-09-27 積層型アルカリ蓄電池 Pending JPH10106584A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010238680A (ja) * 2009-03-13 2010-10-21 Jm Energy Corp 蓄電デバイス用電極およびその製造方法並びにリチウムイオンキャパシタ
WO2019059117A1 (ja) * 2017-09-21 2019-03-28 日本電気株式会社 集電体とそれを用いた電池

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010238680A (ja) * 2009-03-13 2010-10-21 Jm Energy Corp 蓄電デバイス用電極およびその製造方法並びにリチウムイオンキャパシタ
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