JPH10154526A - 角型アルカリ蓄電池 - Google Patents

角型アルカリ蓄電池

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JPH10154526A
JPH10154526A JP8310920A JP31092096A JPH10154526A JP H10154526 A JPH10154526 A JP H10154526A JP 8310920 A JP8310920 A JP 8310920A JP 31092096 A JP31092096 A JP 31092096A JP H10154526 A JPH10154526 A JP H10154526A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電池の製造が容易であるとともに容積当たり
の放電容量が大きく、かつガス吸収性能に優れた角型ア
ルカリ蓄電池を得る。 【解決手段】 中間のニッケル正極板11と厚みを等し
くしてその活物質の充填密度を変化させるか、あるいは
中間のニッケル正極板11と活物質の充填密度を等しく
してその厚みを変化させて、端部のニッケル正極板1
2,12の放電容量を中間のニッケル正極板11の放電
容量の130〜160%とする。このように構成する
と、端部のニッケル正極板12,12の放電容量が、相
対的に放電容量が大きくなる両端部に配置される水素吸
蔵合金負極板13,13の放電容量と最適な比率となる
ため、電池内での電流分布が均一になり、水素吸蔵合金
負極板13,13のガス吸収反応も均一になって、ガス
吸収性能が向上する

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はニッケル−水素蓄電
池、ニッケル−カドミウム蓄電池、ニッケル−亜鉛蓄電
池などの角型アルカリ蓄電池に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、円筒型のアルカリ蓄電池に代わ
り、電池使用機器内での体積効率を高めるために角型の
アルカリ蓄電池が開発されるようになった。一般に、ア
ルカリ蓄電池においては、負極板の充放電容量に較べて
正極板の充放電容量が少なくなるようにして、充放電が
正極制限となるように設計されている。この場合、正極
板の充放電利用効率を高めるため、負極板が正極板を取
り囲む構造が採用されている。
【0003】一方、角型のアルカリ蓄電池においては、
正極板と負極板をセパレータを介して交互に積層する構
造としている。このとき負極板が正極板を取り囲む構造
とするならば、積層構造の最外側(積層構造の両端部)
には負極板が配置される構造となるため、負極板は両側
が正極板に対向するものと、片面のみが正極板に対向す
るもの(積層構造の両端部に配置されるもの、以下端部
負極板という)の2種類が存在することとなる。
【0004】上記のような構造とした角型アルカリ蓄電
池においては、端部負極板の容量は対向する正極板の容
量に対して相対的に大きくなるため、充電時に電池内で
の電流分布が不均一になるとともに、この不均一な電流
分布に起因して電池内でのガス吸収性能が悪化して、電
池内圧が上昇するという問題を生じた。
【0005】ところで、アルカリ蓄電池内での発生ガス
の吸収は以下に説明する原理に基づいて行われる。即
ち、充電終期には満充電状態になった正極板より酸素ガ
スが発生し、電池内圧が上昇する。この酸素ガスは負極
板によって吸収され、負極板での充電生成物が放電生成
物に変化する。電池の内圧が上昇するに伴いガス吸収反
応の速度も上昇する。電池内圧が充分上昇してガス発生
反応とガス吸収反応がバランスすると、電池内は平衡ガ
ス圧に保たれ、負極の充電はそれ以上進行しなくなる。
【0006】ここで、電池内での電流分布が不均一にな
るとガス吸収反応も不均一になるため、電池内に圧力勾
配が生じて平衡ガス圧が高くなる。一方、電池内での電
流分布を均一にするとガス吸収反応も均一になるため、
電池内に圧力勾配が生じなくなり、平衡ガス圧が低くな
ってガス吸収性能が向上する。そこで、端部負極板の放
電容量を両面が正極板に対向する負極板の放電容量に較
べて少なくして、電池内での電流分布が均一になるよう
にしたものが特公平6−77463号公報において提案
されるようになった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述した特公平6−7
7463号公報において提案された角型アルカリ蓄電池
においては、電池内での電流分布を均一にするために端
部負極板の放電容量を少なくしようとすると、端部負極
板の厚みをその他の負極板の厚みの半分に薄くする必要
がある。しかしながら、負極板を半分に薄くすることは
製造条件も大きく異なることから、2種類の負極板を製
造するためには、製造設備を変更しなければならなく、
かつ電池製造時の作業性が煩雑になるとともに、製造コ
ストが上昇するという問題を生じる。
【0008】また、角型アルカリ蓄電池において、帯状
の芯体を共通にしてその左右に2個の負極板を形成し、
その中央部がU字状に折曲される芯体露出部を備えて、
U字状に折曲された2個の負極板間にセパレータを介し
て正極板を挟持させた複数組の間にセパレータを介して
正極板を積層して極板群とする製法の角型アルカリ蓄電
池が知られているが、この方法により角型アルカリ蓄電
池を製造する場合、帯状の芯体を共通にしてその左右に
厚みの異なる2個の負極板を形成することは極めて困難
であるため、この方法を採用して角型アルカリ蓄電池を
製造することが不可能になるという問題も生じる。
【0009】そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなさ
れたものであり、電池の製造が容易であるとともに容積
当たりの放電容量が大きく、かつガス吸収性能に優れた
角型アルカリ蓄電池を得ることにある。
【0010】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明は正極板と負極板とをセパレータを介して交互に積
層して極板群とし、この極板群の両端部に負極板を配置
して角型の金属外装缶に挿入してなる角型アルカリ蓄電
池であって、上記課題を解決するために、請求項1に記
載の発明においては、極板群の両端部に配置される負極
板に対向する正極板の放電容量を他の正極板の放電容量
より大きくしたことにある。
【0011】このように構成すると、極板群の両端部に
配置される負極板に対向する正極板の放電容量は、相対
的に放電容量が大きくなる極板群の両端部に配置される
負極板の放電容量と見合うようになるため、電池内での
電流分布が均一になってガス吸収反応が均一になり、電
池内に圧力勾配が生じないために平衡ガス圧が低下して
ガス吸収性能が向上する。また、両端部に配置される負
極板に対向する正極板の放電容量が両端部に配置される
負極板の放電容量と見合うようになるため、高率放電や
低温放電時に、両端部に配置される負極板が未放電状態
で放電終了となることがなくなり、電池の容積当たりの
放電容量が増大する。
【0012】請求項2に記載の発明においては、極板群
の両端部に配置される負極板に対向する正極板の放電容
量を他の正極板の放電容量の130〜160%としたこ
とにある。このように放電容量の比率を規制することに
より、極板群の両端部に配置される負極板に対向する正
極板の放電容量が、相対的に放電容量が大きくなる極板
群の両端部に配置される負極板の放電容量と最適な比率
となるため、電池内での電流分布が一層均一になって、
ガス吸収反応も一層均一になり、電池内に圧力勾配が生
じないために平衡ガス圧が一層低下してガス吸収性能も
格段に向上する。また、両端部に配置される負極板に対
向する正極板の放電容量が両端部に配置される負極板の
放電容量と最適な比率になるため、高率放電や低温放電
時に、両端部に配置される負極板が未放電状態で放電終
了となることがなくなり、電池の容積当たりの放電容量
が一層増大する。
【0013】請求項3に記載の発明においては、極板群
の両端部に配置される負極板に対向する正極板の厚みを
他の正極板の厚みと同等にするとともに、極板群の両端
部に配置される負極板に対向する正極板の活物質密度を
他の正極板の活物質密度の130〜160%として、極
板群の両端部に配置される負極板に対向する正極板の放
電容量を他の正極板の放電容量の130〜160%とし
たことにある。
【0014】このように、極板群の両端部に配置される
負極板に対向する正極板の厚みと他の正極板の厚みとを
同等にして、極板群の両端部に配置される負極板に対向
する正極板の活物質密度を他の正極板の活物質密度の1
30〜160%とすることにより、極板群の両端部に配
置される負極板に対向する正極板の活物質の充填量は他
の正極板の充填量の130〜160%となるため、その
放電容量が130〜160%の正極板が得られる。
【0015】請求項4に記載の発明においては、極板群
の両端部に配置される負極板に対向する正極板の活物質
密度を他の正極板の活物質密度と同等にするとともに、
極板群の両端部に配置される負極板に対向する正極板の
厚みを他の正極板の厚みの130〜160%として、極
板群の両端部に配置される負極板に対向する正極板の放
電容量を他の正極板の放電容量の130〜160%とし
たことにある。
【0016】このように、極板群の両端部に配置される
負極板に対向する正極板の活物質密度と他の正極板の活
物質密度とを同等にして、極板群の両端部に配置される
負極板に対向する正極板の厚みを他の正極板の厚みの1
30〜160%としても、極板群の両端部に配置される
負極板に対向する正極板の活物質の充填量は他の正極板
の充填量の130〜160%となるため、その放電容量
が130〜160%の正極板が得られる。この場合、極
板群全体の厚みを小さくすることが可能となるため、全
体的な充填量を増加させることが可能となり、一層放電
容量を増加させることができる。
【0017】請求項5に記載の発明においては、上述の
負極板は帯状の芯体を共通にしてその帯方向の左右に2
個の負極板が形成されるとともに、その中央部がU字状
に折曲される芯体露出部が形成されており、U字状に折
曲された2個の負極板間にセパレータを介して正極板が
挟持された複数組の間にセパレータを介して他の正極板
が積層されて金属外装缶内に挿入されており、両端部に
配置される負極板を金属外装缶の内側面に圧接させると
ともに芯体露出部を金属外装缶の内底面に圧接させたこ
とにある。
【0018】このように構成すると、U字状に折曲され
た2個の負極板内にセパレータを介して正極板を挟持さ
せているので、この極板群を金属外装缶に挿入する際に
端部負極板が位置ずれすることがなく、電池組立の作業
性が向上する。また、両端部に配置される負極板を金属
外装缶の内側面に圧接させるとともに芯体露出部を金属
外装缶の内底面に圧接させているので、極板群にガタつ
きが生じることを防止できるようになり、かつ溶接工程
を削減できるので組立不良の発生を防止できるようにな
る。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明をニッケル−水素蓄
電池に適用した場合の本発明の一実施形態を図に基づい
て説明する。なお、図1は極板群の両端部に配置される
水素吸蔵合金負極板に対向するニッケル正極板以外の導
電タブ11aを備えたニッケル正極板(以下、中間のニ
ッケル正極板という)11を示し、図2は極板群の両端
部に配置される水素吸蔵合金負極板に対向する導電タブ
12aを備えたニッケル正極板12(以下、端部のニッ
ケル正極板という)を示し、図3は2個の水素吸蔵合金
負極板13,13を示し、図4はこれらのニッケル正極
板11,12と水素吸蔵合金負極板13,13とをセパ
レータ14を介して組み立てた極板群10を示し、図5
はこの極板群10を収容する有底四角柱状(角型)の金
属外装缶20を示す。
【0020】A.ニッケル正極板の作製 実施例1 a.中間のニッケル正極板の作製 発泡ニッケル等よりなる三次元的に連続する空間を有す
る厚みが1.0mmの金属多孔体よりなる芯体に水酸化
ニッケルを主成分とする活物質スラリーを1.08g充
填する。活物質スラリーを充填した極板を乾燥した後、
厚みが0.4mmになるように圧延して実施例1の中間
のニッケル正極板11とする。なお、水酸化ニッケルを
主成分とする活物質スラリーとしては、例えば、共沈成
分として亜鉛2.5重量%とコバルト1重量%を含有す
る水酸化ニッケル粉末10重量部と、酸化亜鉛粉末3重
量部との混合粉末に、ヒドロキシプロピルセルロースの
0.2重量%水溶液を加えて撹拌、混合したものを使用
する。以下、同様に、水酸化ニッケルを主成分とする活
物質スラリーはこのものを使用する。
【0021】b.端部のニッケル正極板の作製 発泡ニッケル等よりなる三次元的に連続する空間を有す
る厚みが1.0mmの金属多孔体よりなる芯体に水酸化
ニッケルを主成分とする活物質スラリーを上記中間のニ
ッケル正極板11の充填量の130%(1.41g)を
充填する。活物質スラリーを中間のニッケル正極板11
の充填量の130%を充填した極板を乾燥した後、厚み
が0.4mmになるように圧延して実施例1の端部のニ
ッケル正極板12とする。このようにして作製した実施
例1の端部のニッケル正極板12は、中間のニッケル正
極板11と厚みが等しく(0.4mm)てその放電容量
は中間のニッケル正極板11の130%となる。
【0022】実施例2 a.中間のニッケル正極板の作製 発泡ニッケル等よりなる三次元的に連続する空間を有す
る厚みが1.0mmの金属多孔体よりなる芯体に水酸化
ニッケルを主成分とする活物質スラリーを所定量、例え
ば1.03g充填する。物質スラリーを充填した極板を
乾燥した後、厚みが0.4mmになるように圧延して実
施例2の中間のニッケル正極板11とする。
【0023】b.端部のニッケル正極板の作製 発泡ニッケル等よりなる三次元的に連続する空間を有す
る厚みが1.0mmの金属多孔体よりなる芯体に水酸化
ニッケルを主成分とする活物質スラリーを実施例2の中
間のニッケル正極板11の充填量の140%(1.44
g)を充填する。活物質スラリーを中間のニッケル正極
板11の充填量の140%を充填した極板を乾燥した
後、厚みが0.4mmになるように圧延して実施例2の
端部のニッケル正極板12とする。このようにして作製
した実施例2の端部のニッケル正極板12は、中間のニ
ッケル正極板11と厚みが等しく(0.4mm)てその
放電容量は中間のニッケル正極板11の140%とな
る。
【0024】実施例3 a.中間のニッケル正極板の作製 発泡ニッケル等よりなる三次元的に連続する空間を有す
る厚みが1.0mmの金属多孔体よりなる芯体に水酸化
ニッケルを主成分とする活物質スラリーを0.93g充
填する。活物質スラリーを充填した極板を乾燥した後、
厚みが0.4mmになるように圧延して実施例3の中間
のニッケル正極板11とする。
【0025】b.端部のニッケル正極板の作製 発泡ニッケル等よりなる三次元的に連続する空間を有す
る厚みが1.0mmの金属多孔体よりなる芯体に水酸化
ニッケルを主成分とする活物質スラリーを上記中間のニ
ッケル正極板11の充填量の160%(1.49g)を
充填する。活物質スラリーを中間のニッケル正極板11
の充填量の160%を充填した極板を乾燥した後、厚み
が0.4mmになるように圧延して実施例3の端部のニ
ッケル正極板12とする。このようにして作製した実施
例3の端部のニッケル正極板12は、中間のニッケル正
極板11と厚みが等しく(0.4mm)てその放電容量
は中間のニッケル正極板11の160%となる。
【0026】実施例4 a.中間のニッケル正極板の作製 発泡ニッケル等よりなる三次元的に連続する空間を有す
る厚みが1.0mmの金属多孔体よりなる芯体に水酸化
ニッケルを主成分とする活物質スラリーを1.08g充
填する。活物質スラリーを充填した極板を乾燥した後、
厚みが0.33mmになるように圧延して実施例4の中
間のニッケル正極板11とする。このように製作した実
施例4の中間のニッケル正極板11の活物質充填密度は
4.5g/cm3となる。
【0027】b.端部のニッケル正極板の作製 発泡ニッケル等よりなる三次元的に連続する空間を有す
る厚みが1.0mmの金属多孔体よりなる芯体に水酸化
ニッケルを主成分とする活物質スラリーを実施例4の中
間のニッケル正極板11の充填量の130%(1.41
g)を充填する。活物質スラリーを中間のニッケル正極
板11の充填量の130%を充填した極板を乾燥した
後、厚みが0.43mmになるように圧延して実施例4
の端部のニッケル正極板12とする。このようにして作
製した実施例4の端部のニッケル正極板12の活物質充
填密度は4.5g/cm3となる。したがって、実施例
4の端部のニッケル正極板12は、中間のニッケル正極
板11と充填密度が等しく(4.5g/cm3)てその
放電容量は中間のニッケル正極板11の130%とな
る。
【0028】実施例5 a.中間のニッケル正極板の作製 発泡ニッケル等よりなる三次元的に連続する空間を有す
る厚みが1.0mmの金属多孔体よりなる芯体に水酸化
ニッケルを主成分とする活物質スラリーを1.03g充
填する。活物質スラリーを充填した極板を乾燥した後、
厚みが0.32mmになるように圧延して実施例5の中
間のニッケル正極板11とする。このように製作した実
施例5の中間のニッケル正極板11の活物質充填密度は
4.5g/cm3となる。
【0029】b.端部のニッケル正極板の作製 発泡ニッケル等よりなる三次元的に連続する空間を有す
る厚みが1.0mmの金属多孔体よりなる芯体に水酸化
ニッケルを主成分とする活物質スラリーを実施例5の中
間のニッケル正極板11の充填量の140%(1.44
g)を充填する。活物質スラリーを中間のニッケル正極
板11の充填量の140%を充填した極板を乾燥した
後、厚みが0.44mmになるように圧延して実施例5
の端部のニッケル正極板12とする。このようにして作
製した実施例5の端部のニッケル正極板12の活物質充
填密度は4.5g/cm3となる。したがって、実施例
5の端部のニッケル正極板12は、中間のニッケル正極
板11と充填密度が等しく(4.5g/cm3)てその
放電容量は中間のニッケル正極板11の140%とな
る。
【0030】実施例6 a.中間のニッケル正極板の作製 発泡ニッケル等よりなる三次元的に連続する空間を有す
る厚みが1.0mmの金属多孔体よりなる芯体に水酸化
ニッケルを主成分とする活物質スラリーを0.93g充
填する。活物質スラリーを充填した極板を乾燥した後、
厚みが0.29mmになるように圧延して実施例6の中
間のニッケル正極板11とする。このように製作した実
施例6の中間のニッケル正極板11の活物質充填密度は
4.5g/cm3となる。
【0031】b.端部のニッケル正極板の作製 発泡ニッケル等よりなる三次元的に連続する空間を有す
る厚みが1.0mmの金属多孔体よりなる芯体に水酸化
ニッケルを主成分とする活物質スラリーを実施例6の中
間のニッケル正極板11の充填量の160%(1.49
g)を充填する。活物質スラリーを中間のニッケル正極
板11の充填量の160%を充填した極板を乾燥した
後、厚みが0.46mmになるように圧延して実施例6
の端部のニッケル正極板12とする。このようにして作
製した実施例6の端部のニッケル正極板12の活物質充
填密度は4.5g/cm3となる。したがって、実施例
6の端部のニッケル正極板12は、中間のニッケル正極
板11と充填密度が等しく(4.5g/cm3)てその
放電容量は中間のニッケル正極板11の160%とな
る。
【0032】比較例1 a.中間のニッケル正極板の作製 発泡ニッケル等よりなる三次元的に連続する空間を有す
る厚みが1.0mmの金属多孔体よりなる芯体に水酸化
ニッケルを主成分とする活物質スラリーを1.30g充
填する。活物質スラリーを充填した極板を乾燥した後、
厚みが0.4mmになるように圧延して比較例1の中間
のニッケル正極板11とする。
【0033】b.端部のニッケル正極板の作製 発泡ニッケル等よりなる三次元的に連続する空間を有す
る厚みが1.0mmの金属多孔体よりなる芯体に水酸化
ニッケルを主成分とする活物質スラリーを比較例1の中
間のニッケル正極板11の充填量の100%(約1.3
0g)を充填する。活物質スラリーを中間のニッケル正
極板11の充填量の100%を充填した極板を乾燥した
後、厚みが0.40mmになるように圧延して比較例1
の端部のニッケル正極板12とする。このようにして作
製した比較例1の端部のニッケル正極板12は、中間の
ニッケル正極板11と厚みが等しく(0.40mm)て
その放電容量も中間のニッケル正極板11の100%と
なる。
【0034】比較例2 a.中間のニッケル正極板の作製 発泡ニッケル等よりなる三次元的に連続する空間を有す
る厚みが1.0mmの金属多孔体よりなる芯体に水酸化
ニッケルを主成分とする活物質スラリーを1.15g充
填する。活物質スラリーを充填した極板を乾燥した後、
厚みが0.40mmになるように圧延して比較例2の中
間のニッケル正極板11とする。
【0035】b.端部のニッケル正極板の作製 発泡ニッケル等よりなる三次元的に連続する空間を有す
る厚みが1.0mmの金属多孔体よりなる芯体に水酸化
ニッケルを主成分とする活物質スラリーを比較例2の中
間のニッケル正極板11の充填量の120%(1.38
g)を充填する。活物質スラリーを中間のニッケル正極
板11の充填量の120%を充填した極板を乾燥した
後、厚みが0.40mmになるように圧延して比較例2
の端部のニッケル正極板12とする。このようにして作
製した比較例2の端部のニッケル正極板12は、中間の
ニッケル正極板11と厚みが等しく(0.40mm)て
その放電容量は中間のニッケル正極板11の120%と
なる。
【0036】比較例3 a.中間のニッケル正極板の作製 発泡ニッケル等よりなる三次元的に連続する空間を有す
る厚みが1.0mmの金属多孔体よりなる芯体に水酸化
ニッケルを主成分とする活物質スラリーを0.89g充
填する。活物質スラリーを充填した極板を乾燥した後、
厚みが0.40mmになるように圧延して中間のニッケ
ル正極板11とする。
【0037】b.端部のニッケル正極板の作製 発泡ニッケル等よりなる三次元的に連続する空間を有す
る厚みが1.0mmの金属多孔体よりなる芯体に水酸化
ニッケルを主成分とする活物質スラリーを比較例3の中
間のニッケル正極板11の充填量の170%(1.51
g)を充填する。活物質スラリーを中間のニッケル正極
板11の充填量の170%を充填した極板を乾燥した
後、厚みが0.40mmになるように圧延して比較例3
の端部のニッケル正極板12とする。このようにして作
製した比較例3の端部のニッケル正極板12は、中間の
ニッケル正極板11と厚みが等しく(0.40mm)て
その放電容量は中間のニッケル正極板11の170%と
なる。
【0038】比較例4 a.中間のニッケル正極板の作製 発泡ニッケル等よりなる三次元的に連続する空間を有す
る厚みが1.0mmの金属多孔体よりなる芯体に水酸化
ニッケルを主成分とする活物質スラリーを所定量、例え
ば1.15g充填する。活物質スラリーを充填した極板
を乾燥した後、厚みが0.35mmになるように圧延し
て中間のニッケル正極板11とする。このように製作し
た比較例4の中間のニッケル正極板11の活物質充填密
度は4.5g/cm3となる。
【0039】b.端部のニッケル正極板の作製 発泡ニッケル等よりなる三次元的に連続する空間を有す
る厚みが1.0mmの金属多孔体よりなる芯体に水酸化
ニッケルを主成分とする活物質スラリーを比較例4の中
間のニッケル正極板11の充填量の120%(1.38
g)を充填する。活物質スラリーを中間のニッケル正極
板11の充填量の120%を充填した極板を乾燥した
後、厚みが0.42mmになるように圧延して比較例4
の端部のニッケル正極板12とする。このようにして作
製した比較例4の端部のニッケル正極板12の活物質充
填密度は4.5g/cm3となる。したがって、比較例
4の端部のニッケル正極板12は、中間のニッケル正極
板11と充填密度が等しく(4.5g/cm3)てその
放電容量は中間のニッケル正極板11の120%とな
る。
【0040】比較例5 a.中間のニッケル正極板の作製 発泡ニッケル等よりなる三次元的に連続する空間を有す
る厚みが1.0mmの金属多孔体よりなる芯体に水酸化
ニッケルを主成分とする活物質スラリーを0.89g充
填する。活物質スラリーを充填した極板を乾燥した後、
厚みが0.27mmになるように圧延して比較例5の中
間のニッケル正極板11とする。このように製作した比
較例5の中間のニッケル正極板11の活物質充填密度は
4.5g/cm3となる。
【0041】b.端部のニッケル正極板の作製 発泡ニッケル等よりなる三次元的に連続する空間を有す
る厚みが1.0mmの金属多孔体よりなる芯体に水酸化
ニッケルを主成分とする活物質スラリーを比較例5の中
間のニッケル正極板11の充填量の170%(1.51
g)を充填する。活物質スラリーを中間のニッケル正極
板11の充填量の170%を充填した極板を乾燥した
後、厚みが0.46mmになるように圧延して比較例5
の端部のニッケル正極板12とする。このようにして作
製した比較例5の端部のニッケル正極板12の活物質充
填密度は4.5g/cm3となる。したがって、比較例
5の端部のニッケル正極板12は、中間のニッケル正極
板11と充填密度が等しく(4.5g/cm3)てその
放電容量は中間のニッケル正極板11の170%とな
る。
【0042】B.水素吸蔵合金負極板の作製 Ti−Ni系あるいはLa(もしくはMm)−Ni系の
多元合金、例えば、MmNi3.4Co0.8Al0.2Mn0.6
合金よりなる水素吸蔵合金粉末に結着剤としてポテトラ
フルオロエチレン(PTFE)粉末を水素吸蔵合金粉末
に対して5重量%加えて混練し、負極活物質ペーストと
する。この負極活物質ペーストを、パンチングメタル等
からなる帯状金属芯体3aにその中央部が露出するよう
に左右両側に塗着した後、両面から加圧して中央部で接
続された2個の電極板からなる水素吸蔵合金負極板1
3,13を作製する。
【0043】C.角型ニッケル−水素蓄電池の作製 上記ように作製した2個の電極板からなる水素吸蔵合金
負極板13,13を2枚用意し、この水素吸蔵合金負極
板13,13の中央部をU字状に折曲して、セパレータ
14を介して端部のニッケル正極板12を挟持させ、こ
の端部のニッケル正極板12が挟持された水素吸蔵合金
負極板13,13の2組の間に、セパレータ14を介し
て中間のニッケル正極板11を積層して11種類の極板
群10とする。その後、中間のニッケル正極板11の導
電タブ11aと各端部のニッケル正極板12,12の導
電タブ12a,12aとをそれぞれ溶接する。これらの
導電タブ11a,12a,12aは外部端子21に電気
的に接続される。
【0044】このように形成した11種類の極板群10
をそれぞれ11個の有底四角柱状(角型)の金属外装缶
20に挿入し、端部負極板13,13と金属外装缶20
の内側面とを緊密に接触させるとともに、帯状金属芯体
13aの露出した中央部が金属外装缶20の内底面とを
緊密に接触させる。この11個の金属外装缶20にそれ
ぞれ30重量%の水酸化カリウム(KOH)水溶液より
なる電解液を注液することにより、11種類の角型ニッ
ケル−水素蓄電池を作製する。
【0045】D.電池特性試験 上記したように作製した11種類の各角型ニッケル−水
素蓄電池を60mAの充電々流で16時間充電した後、
1時間休止させる。その後、140mAの放電々流で終
止電圧が1.0Vになるまで放電させた後、1時間休止
させる。この充放電を室温で3サイクル繰り返して、各
角型ニッケル−水素蓄電池を活性化する。
【0046】ついで、このようにして充放電を室温で3
サイクル繰り返した放電状態の11種類の角型ニッケル
−水素蓄電池を60mAの充電々流で1.5時間充電を
行ったときの電池内圧を測定すると、下記表1に示すよ
うな実験結果が得られた。
【0047】
【表1】
【0048】この表1の実験結果より、以下のことが明
らかとなった。即ち、実施例1〜実施例3のように、中
間のニッケル正極板11と厚みを等しくしてその活物質
の充填密度を変化させて、端部のニッケル正極板12,
12の放電容量を中間のニッケル正極板11の放電容量
の130〜160%としても、実施例4〜実施例6のよ
うに中間のニッケル正極板11と活物質の充填密度を等
しくしてその厚みを変化させて、端部のニッケル正極板
12,12の放電容量を中間のニッケル正極板11の放
電容量の130〜160%としても、比較例1〜比較例
5の角型ニッケル−水素蓄電池のいずれよりも電池内圧
が低下した。
【0049】この理由は次のように考えることができ
る。即ち、端部のニッケル正極板12,12の放電容量
を中間のニッケル正極板11の放電容量の130〜16
0%とすると、端部のニッケル正極板12,12の放電
容量が、相対的に放電容量が大きくなる両端部に配置さ
れる水素吸蔵合金負極板13,13の放電容量と最適な
比率となるため、電池内での電流分布が均一になる。電
池内での電流分布が均一になると、水素吸蔵合金負極板
13,13のガス吸収反応も均一になり、電池内に圧力
勾配が生じないために平衡ガス圧が低下してガス吸収性
能も格段に向上するためと考えられる。
【0050】そして、端部のニッケル正極板12,12
の放電容量が両端部に配置される水素吸蔵合金負極板1
3,13の放電容量と最適な比率になると、両端部に配
置される水素吸蔵合金負極板13,13が未放電状態で
放電終了となることがなくなるため、高率放電や低温放
電時の電池全体としての放電効率が上昇して、電池の容
積当たりの放電容量が一層増大する。
【0051】なお、実施例4〜実施例6のように中間の
ニッケル正極板11と活物質の充填密度を等しくしてそ
の厚みを変化させて、端部のニッケル正極板12,12
の放電容量を中間のニッケル正極板11の放電容量の1
30〜160%とすると、極板群10全体の厚みを小さ
くすることが可能となるため、全体的な充填量を増加さ
せることが可能となり、一層放電容量を増加させること
ができる。
【0052】また、U字状に折曲された2個の水素吸蔵
合金負極板13,13間にセパレータ14を介して端部
のニッケル正極板12を挟持させるようにすると、極板
群10を金属外装缶20内に挿入する際に端部負極板1
3,13が位置ずれを起こすことがなくなるので、電池
組立の作業性が向上する。また、両端部に配置される負
極板13,13を金属外装缶20の内側面に圧接させる
とともに芯体露出部13aを金属外装缶20の内底面に
圧接させているので、極板群10にガタつきが生じるこ
とを防止できるようになり、かつ溶接工程を削減できる
ので組立不良の発生を防止できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 中間のニッケル正極板(その他の正極板)を
示す図である。
【図2】 端部のニッケル正極板(両端部に配置される
負極板に対向する正極板)を示す図である。
【図3】 2個の水素吸蔵合金負極板を示す図である。
【図4】 極板群を示す図である。
【図5】 角型金属外装缶を示す図である。
【符号の説明】
10…極板群、11…中間のニッケル正極板(その他の
正極板)、11a…導電タブ、12…端部のニッケル正
極板(両端部に配置される負極板に対向する正極板)、
12a…導電タブ、13…水素吸蔵合金負極板、14…
セパレータ、20…角型金属外装缶、21…外部端子

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 正極板と負極板とをセパレータを介して
    交互に積層して極板群とし、この極板群の両端部に負極
    板を配置して角型の金属外装缶に挿入してなる角型アル
    カリ蓄電池であって、 前記両端部に配置される負極板に対向する正極板の放電
    容量を他の正極板の放電容量より大きくしたことを特徴
    とする角型アルカリ蓄電池。
  2. 【請求項2】 前記両端部に配置される負極板に対向す
    る正極板の放電容量を他の正極板の放電容量の130〜
    160%としたことを特徴とする請求項1に記載の角型
    アルカリ蓄電池。
  3. 【請求項3】 前記両端部に配置される負極板に対向す
    る正極板の厚みを他の正極板の厚みと同等にするととも
    に、 前記両端部に配置される負極板に対向する正極板の活物
    質密度を他の正極板の活物質密度の130〜160%と
    して、 前記両端部に配置される負極板に対向する正極板の放電
    容量を他の正極板の放電容量の130〜160%とした
    ことを特徴とする請求項2に記載の角型アルカリ蓄電
    池。
  4. 【請求項4】 前記両端部に配置される負極板に対向す
    る正極板の活物質密度を他の正極板の活物質密度と同等
    にするとともに、 前記両端部に配置される負極板に対向する正極板の厚み
    を他の正極板の厚みの130〜160%として、 前記両端部に配置される負極板に対向する正極板の放電
    容量を他の正極板の放電容量の130〜160%とした
    ことを特徴とする請求項2に記載の角型アルカリ蓄電
    池。
  5. 【請求項5】 前記負極板は帯状の芯体を共通にしてそ
    の帯方向の左右に2個の負極板が形成されるとともに、
    その中央部がU字状に折曲される芯体露出部が形成され
    ており、 前記U字状に折曲された2個の負極板間にセパレータを
    介して正極板が挟持された複数組の間にセパレータを介
    して前記他の正極板が積層されて前記金属外装缶内に挿
    入されており、 前記両端部に配置される負極板を前記金属外装缶の内側
    面に圧接させるとともに前記芯体露出部を前記金属外装
    缶の内底面に圧接させたことを特徴とする請求項1から
    請求項4のいずれかに記載の角型アルカリ蓄電池。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000340251A (ja) * 1999-03-25 2000-12-08 Sanyo Electric Co Ltd 角型電池
US6653023B1 (en) 1999-03-25 2003-11-25 Sanyo Electric Co., Ltd. Rectangular battery
KR101435212B1 (ko) * 2008-09-17 2014-08-28 주식회사 엘지화학 두께가 상이한 전극을 포함하는 다층 구조의 이차전지

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