JPH10162856A - ニッケル水素角形電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】リード形状特にその横リード部の形状を工夫す
ることにより他の電池特性に支障を生じることなく電極
の電気抵抗低減の低減を実現したニッケル水素角形電池
の製造方法を提供する。 【解決手段】ニッケル水素電池における横リード部３０
の横方向の長さをＬ、厚さをｔ、高さ方向の幅をＤとす
る場合に、横リード部３０の形状係数α＝Ｌ／（Ｄ・
ｔ）を２５〜１００、更に好ましくは４０〜８０とする
ことにより、電極抵抗Ｒｔを低減できることを見出し
た。また、負極板及び正極板の集電体の活物質が被着さ
れない上端部の厚さをそれぞれｔｏｎ、ｔｏｐ、この上
端部に溶接される正極板側の横リード部の厚さをｔｐ、
この上端部に溶接される負極板側の横リード部の厚さを
ｔｎ、電槽に収容する前の活物質部分における一対の正
極板及び負極板の厚さの和をＴｏとする場合、正、負一
対の横リード部の厚さの和ｔｐ＋ｔｎを、（Ｔｏ−ｔｏ
ｎ−ｔｏｐ）倍以下とすれば、容量向上を実現すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ニッケル水素角形
電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開昭６１ー２５９４５４号は、金属多
孔体の上端部を加圧して薄い被溶接部とし、この被溶接
部の全部にわたって良導体からなるリードを溶接し、そ
の後、この金属多孔体に活物質を充填して所定厚さの電
極板とする円筒電池を提案している。リードは、上記被
溶接部の全部にわたって溶接される横リード部と、この
横リード部の所定部位から上方へ伸びる縦リード部とか
らなり、活物質は金属多孔体（集電体）、横リード部、
縦リード部を順次経由して電槽上部の電極端子（ターミ
ナル）に接続されている。

【０００３】特開平６ー１７６７５７号は、金属多孔体
の一辺の集電領域から金属多孔体の各部へ放射方向に多
数条の集電路を形成することを提案している。なお、こ
れら集電路は、金属多孔体の該当領域を活物質の充填な
しに加圧することによりなされる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】水素吸蔵合金電極を負
極板とし、水酸化ニッケル電極を正極とするニッケル水
素電池では、特に電気自動車用電池として用いる場合、
発進時などの大電流放電時や急速充電時などにおいて電
池内部の損失が大きくなるので、必要な大電流を発生で
きなかったり、充放電電流が電極板ごとにばらついて局
所的な過充電、過放電が生じ易いという不具合を生じ
た。

【０００５】上記各公報によれば、放射状集電路や金属
多孔体の上端部に沿って延設された横リード部により活
物質各部と電極端子との間の電気抵抗が低減され、それ
らの間のばらつきが低減される。しかし、上記放射状の
集電路は金属多孔体を圧縮して形成されるので、集電路
の電流経路断面積自体はほぼ活物質充填部分の金属多孔
体のそれと等しく、大きな電気抵抗損失の低減は望めな
い上、各集電路に活物質を充填しない分だけ容量低下が
生じるという問題があった。

【０００６】また、上記金属多孔体の上端部に沿って低
抵抗の横リード部を延設することは金属多孔体（集電
体）中の電流を上下方向に整列させているので、活物質
各部から横リード部までの金属多孔体中の電流経路が短
くなり、かつ各電流経路長のばらつきが減少し、その結
果として上述した不具合を改善することができる。した
がって、電槽に収容可能な範囲で、すなわち、電槽に電
解液及びセパレータとともに収容された一対の正極板及
び負極板の厚さの和をＴ、正極、負極に対し活物質を含
まず圧潰、溶接された金属多孔体の厚さをそれぞれｔｏ
ｐ、ｔｏｎ、正極板用の横リード部の厚さをｔｐ、負極
板用の横リード部の厚さをｔｎとする場合、 ｔｐ＋ｔｎ＜Ｔ−ｔｏｐ−ｔｏｎ を満足する範囲で横リード部の厚さをできるだけ増大す
ることにより横リード部の抵抗の極小化を図れる筈であ
る。なお、横リード部の高さの増加は、その分だけ、電
槽の高さの増大又は活物質収容量の減少を招くため、電
槽及び電極形状により一定の制限が存在する。

【０００７】しかしながら、このような常識的思考の下
に作製した電池では実際にはかえって大幅な容量減少を
招くケースが続出した。本発明は上記問題に鑑みなされ
たものであり、リード形状特にその横リード部の形状を
工夫することにより他の電池特性に支障を生じることな
く電極の電気抵抗低減の低減を実現したニッケル水素角
形電池を提供することを、その解決すべき課題としてい
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の請求項１記載の手段について以下に説明する。本発明
者らは上記したニッケル水素電池における上記横リード
部設置による容量低下の原因を調べたところ、たとえ、
横リード部の厚さの和ｔｐ＋ｔｎが上記範囲内であって
も、横リード部に隣接するセパレータが破損して正極側
の横リード部と負極側の横リード部とがショートまたは
レアショートし、これにより容量減少が生じていること
を見出した。

【０００９】このセパレータの破損の原因を考えると、
厚さ方向に加圧（圧潰）した金属多孔体（いわゆる発泡
ニッケル）又はパンチングメタルなどの集電体は、その
表面にばりや微小凹凸や角部を有し、これが隣接する薄
いセパレータに微小な傷や応力集中点を与える。この一
因として、横リード部から上方へ伸びる縦リード部は電
極端子との接続のために曲げられるので、その応力が横
リード部を通じてセパレータに掛かることや、活物質の
表面と横リード部の表面とが電池積層方向に段差をもつ
ことが挙げられる。

【００１０】一方、充放電により活物質の膨張、収縮が
生じると、負極板及び正極板の活物質の厚さが変動す
る。更に、これら活物質の厚さ変動は一律ではなく空間
的にばらつきをもつ。たとえば、放電時には正極板は厚
く、負極板は薄くなり、充電時には正極板は薄く、負極
板は厚くなる。一方、正極板側の横リード部と負極板側
の横リード部の厚さは常に一定であり、このため、活物
質の上記膨張、収縮により一対の横リード部の間のセパ
レータに応力が生じ、この応力が上記微小な傷な傷や横
リード部の角部に接するセパレータの部分に集中的に作
用して上記ショートまたはレアショートが生じるものと
推定される。

【００１１】そこで、本発明者らは、充放電を繰り返し
てもこのようなショートまたはレアショートに起因する
と思われる容量低下が生じない横リード部の厚さについ
て調べた。その結果、負極板及び正極板の集電体の活物
質が被着されない上端部の厚さをそれぞれｔｏｎ、ｔｏ
ｐ、この上端部に溶接される正極板側の横リード部の厚
さをｔｐ、この上端部に溶接される負極板側の横リード
部の厚さをｔｎ、電槽に収容する前（電解液注入前）の
活物質部分における一対の正極板及び負極板の厚さの和
をＴｏとする場合、正、負一対の横リード部の厚さの和
ｔｐ＋ｔｎを（Ｔｏ−ｔｏｐ−ｔｏｎ）倍以下とすれ
ば、上記ショートまたはレアショートを良好に抑止して
それによる容量低下を抑止することができることを見出
した。なお、これら横リード部の厚さｔｐ、ｔｎは薄い
ほど上記した理由による電極抵抗の増大を招くので、厚
さの和ｔｐ＋ｔｎは少なくとも上記厚さの差（Ｔｏ−２
・ｔｏｐ−ｔｏｎ）の０．２倍以上とすることが好まし
い。

【００１２】更に説明すると、本構成では、正、負一対
の横リード部の厚さの和（ｔｐ＋ｔｎ）と正、負一対の
集電体の上端部の厚さの和（ｔｏｐ＋ｔｏｎ）との合計
が電槽収容前の電極積層状態における正極板及び負極板
の活物質部分の厚さの和Ｔｏに等しい場合を考える。こ
の場合、電槽に収容されるまではセパレータは活物質表
面及び横リード部に均等に接触しており、横リード部の
部分に応力が集中することはない。電槽収容後、電解液
を注入すると、正極板及び負極板の両活物質はそれぞれ
膨潤し、これによりセパレータとそれに隣接する横リー
ド部との間にはかなりの隙間が生じる。この状態は放電
状態にあたり、次に充電を行うと、水素吸蔵合金電極の
活物質はその厚さ方向に膨張し、水酸化ニッケル正極の
活物質はその厚さ方向に収縮し、両活物質に挟まれるセ
パレータは水酸化ニッケル正極側へ変位する。一方、放
電を行うと、水素吸蔵合金電極の活物質はその厚さ方向
に収縮し、水酸化ニッケル正極の活物質はその厚さ方向
に膨張し、両活物質に挟まれるセパレータは水素吸蔵合
金電極側へ変位する。

【００１３】けれども、上記説明したように横リード部
とセパレータとの間には両電極が電解液により膨潤した
分だけ元々隙間が生じているので、このようなセパレー
タの厚さ方向の変位があっても、それにより横リード部
とセパレータとの間において応力が集中することが抑止
され、セパレータの破損が抑止されるものと推測され
る。

【００１４】本構成では更に、横リード部の厚さを、電
極板を電槽に収容する前における集電体の上端部におけ
る隙間の半分以上に設定しているので、横リード部を許
容可能な範囲で厚くすることができ、電極抵抗を低減し
て特に大電流放電時や急速充電時における電力損失や発
熱の低減、更に、急速充電時の過充電（特にガス発生）
の低減を実現できるという優れた効果を奏することがで
きる。

【００１５】請求項２記載の構成によれば、横リード部
のセパレータ側の下端角部にＲ加工を行うので、セパレ
ータの損傷を一層抑止することができ、電極間のショー
トやレアショートの一層の防止を実現できる。上記課題
を解決するための請求項３又は４記載の手段について以
下に説明する。本発明者らは、更に、ニッケル水素電池
における上記横リード部の最適形状について実験を行っ
た。その結果、横リード部には電極の電気抵抗（以下、
電極抵抗Ｒｔともいう）を最小とする形状範囲が存在す
ることを見出した。すなわち、横リード部の横方向の長
さをＬ、厚さをｔ、高さ方向の幅をＤとする場合に、横
リード部の形状係数α＝Ｌ／（Ｄ・ｔ）を２５〜１０
０、更に好ましくは４０〜８０とすることにより、電極
抵抗Ｒｔを低減できることを見出した。

【００１６】詳しく説明すると、電極抵抗Ｒｔは、活物
質表面から電極端子（ターミナル）まで電気抵抗である
ので、活物質の所定部分の抵抗ｒ１と、活物質から横リ
ード部までの集電体の抵抗ｒ２と、横リード部の抵抗ｒ
３と、縦リード部の抵抗ｒ４との直列抵抗Ｒｉを電極板
の幅方向に積分（加算）したものと考えられ、活物質の
等価抵抗をｒ１ｅ、活物質から横リード部までの集電体
の等価抵抗をｒ２ｅ、横リード部の等価抵抗をｒ３ｅ、
縦リード部の等価抵抗をｒ４ｅとすれば、Ｒｔ＝ｒ１ｅ
＋ｒ２ｅ＋ｒ３ｅ＋ｒ４ｅとなる。

【００１７】なお、ここでは説明簡略化のために、電極
抵抗Ｒｔは電池反応抵抗を含まないものと仮定する。等
価抵抗ｒ１ｅ、ｒ２ｅ、ｒ４ｅは一定である。縦リード
部の等価抵抗は、横リード部の長さＬに相当する縦リー
ド部の横方向の幅を増大したり、その高さ方向の長さを
短縮すれば低減可能なように考えられるが、電極端子の
横方向の幅が決まっており、反対極性の縦リード部との
接触を回避する必要があり、しかも縦リード部は電槽の
端部から電極端子まで積層方向へ曲げられるので、一定
の長さが必要であるために、縦リード部の形状及び縦リ
ード部を収容する電槽の上部空間を縮小することは困難
であり、そのため、縦リード部の等価抵抗ｒ４ｅは一定
とみなせる。

【００１８】一方、横リード部の等価抵抗ｒ３ｅは、そ
の長さＬがその断面積Ｄ・ｔに対して例えば８０倍又は
１００倍と大きい場合には、電極抵抗Ｒｔはすぐに理解
されるように形状係数α＝Ｌ／（Ｄ・ｔ）の低減ととも
に減少する。しかし、２０倍又は４０倍と小さい場合に
は、形状係数α＝Ｌ／（Ｄ・ｔ）の低減とともに電極抵
抗ＩＲは逆に増大することがわかった。以下、この形状
係数α＝Ｌ／（Ｄ・ｔ）の低減とともに電極抵抗Ｒｔが
増大する理由について更に説明する。

【００１９】この横リード部は電流をその長さ方向へ流
すとともに、その高さ方向へも流すわけであり、横リー
ド部の抵抗ｒ３ｅは横方向の等価抵抗ｒｒと高さ方向の
等価抵抗ｒｈとの直列抵抗とみなせる。横リード部の形
状係数α＝Ｌ／（Ｄ・ｔ）を減少させる場合、Ｌ、ｔに
は実際上、限界があるので、高さ方向の幅Ｄを増大する
ことになる。しかるに、横リード部の高さ方向の幅Ｄの
増大は、上述したように、横リード部の横方向の等価抵
抗ｒｒの減少と、高さ方向の等価抵抗ｒｈの増加とを招
く。ここで、Ｄを増大していくと（αを減少していく
と）、等価抵抗ｒｒは小さくなるので、Ｄの増大に応じ
たその減少率が小さくなり、一方、等価抵抗ｒｈは大き
くなるので、Ｄの増大に応じたその増大率が大きくな
り、結局、横リード部の抵抗ｒ３ｅは、形状係数α＝Ｌ
／（Ｄ・ｔ）が２０〜５０の範囲では横リード部の高さ
方向の幅Ｄの増大とともに増大することがわかった。

【００２０】したがって、本構成のように横リード部の
形状係数α＝Ｌ／（Ｄ・ｔ）を２０〜１００、好ましく
は４０〜８０とすることにより、電極抵抗Ｒｔを低減す
ることができる。更に、電槽容積一定の条件で横リード
部の高さ方向の幅Ｄを増大することは、電極板の活物質
領域の高さを減少することに相当する。ここで、活物質
の気孔率を最適値とした場合、電極板の活物質領域の高
さの減少は実際容量の低減を招く。また、活物質量を一
定としてその理論容量を不変とする場合には活物質の気
孔率が減少するので、電極の抵抗増大特にその大電流特
性の劣化を招く。

【００２１】請求項５記載の構成によれば、請求孔１及
び３の構成を同時に採用するので、より効果を向上する
ことができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】集電体としては、発泡ニッケルな
どを素材とする金属多孔体やパンチングメタル、エキス
パンドメタルなどを採用することが好ましい。パンチン
グメタルには穴を設けてもよいことはもちろんである。
水酸化ニッケル粉末や水素吸蔵合金粉末を含むペースト
は、金属多孔体に充填した後、規定の厚さまで圧縮され
る。金属多孔体の上端部にはぺーストを充填せずに圧縮
するものとする。金属多孔体の上端部の圧縮は、ペース
ト充填の前後どちらで行ってもよい。

【００２３】パンチングメタルやエキスパンドメタルに
は、その両面にぺーストを塗着すればよい。例えば、ペ
ースト槽から上方へパンチングメタルを引き上げつつド
クターブレード法によりぺースト厚さを調節し、それを
乾燥させて活物質層とし、次に、このペースト被着シー
トをロールプレス法により加圧して水素吸蔵合金電極と
すればよい。

【００２４】水素吸蔵合金粉末としては、ミッシュメタ
ル系材料が好適であるが、それ以外の材料例えばＺｒ系
やＴｉ−Ｍｎ系材料を用いることができる。水素吸蔵合
金粉末の平均粒径は１０〜１５０μｍとすることが好ま
しい。結着材としては、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロ
エチレン）やＳＢＲ（スチレンブタジェンラバー）やそ
れらの混合物を採用することができる。ＰＴＦＥ（ポリ
テトラフルオロエチレン）は繊維化して水素吸蔵合金電
極中の水素吸蔵合金粉末と絡み合い、水素の吸収、放出
により微粉化した水素吸蔵合金粉末の電極からの脱落を
抑止する。ＳＢＲは大きな弾性変形をもつので、水素吸
蔵合金粉末が変形してもそれに追従して変形することが
でき、水素吸蔵合金粉末が集電体から剥離することを抑
止する。結着材としては、その他、フッ素系樹脂微粉末
としてＦＥＰ、ＰＣＴＦＥなどを採用することができ、
合成ゴム系としてシリコンゴム、アクリルゴム、ブタジ
エンゴムなどを採用することができる。 結着材の添加
量は、水素吸蔵合金粉末に対して０．１〜４％、更に好
ましくは０．２〜２％とすることが好ましい。

【００２５】増粘材としては、ＭＣ（メチルセルロー
ス）、ＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース）、ＰＶＡ
（ポリビニルアルコール）の水溶液を用いることが好ま
しい。これらの添加によりペースト粘度を強化すること
ができ、集電体へのぺーストの付着性を向上させること
ができる。増粘材の固形分の添加量は、水素吸蔵合金粉
末に対して０．０５〜１ｗｔ％とすることができる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の水素吸蔵合金電極の製造方法
の各実施例を説明する。 （実施例１）図１に水素吸蔵合金電極からなる負極板の
正面図を示し、図２にその積層状態における側面図を示
す。

【００２７】１は活物質、２は水素吸蔵合金負極の集電
体であるパンチングメタル、２’は水酸化ニッケル正極
の集電体である発泡ニッケル、２０はパンチングメタル
の上端部、２０’は発泡ニッケルの上端部２０’、３は
リード、３０はパンチングメタル２の上端部２０と発泡
ニッケルの上端部２０’に溶接されたリード３の横リー
ド部、３１はリード３の縦リード部、４は電槽、５は電
槽の天板部に配設された電極端子（負極ターミナル）、
６は水酸化ニッケル正極、７は水素吸蔵合金負極、８は
セパレータである。なお、図２に示す活物質１を構成す
る粉末は、水酸化ニッケル正極６では水酸化ニッケル粉
末であり、水素吸蔵合金負極７では水素吸蔵合金粉末で
ある。

【００２８】パンチングメタル２及びリード３はニッケ
ル平板からなり、リード３の横リード部３０はパンチン
グメタル２へのペースト塗着前にパンチングメタル２の
上端部２０に溶接されている。組成がＭｍＮｉ_3.6 Ｃｏ
_0.75Ａｌ_0.3 Ｍｎ_0.35（Ｌａ／Ｍｍ＝０．６）である水
素吸蔵合金を機械粉砕して２００メッシュ以下とした水
素吸蔵合金粉末に、増粘材として重合度が約５万のメチ
ルセルロース（ＭＣ）の２ｗｔ％水溶液を合金重量の約
２５ｗｔ％、導電助剤としてのニッケルパウダーを合金
重量の５ｗｔ％、結着材としてのＰＴＦＥを合金重量の
１ｗｔ％、結着材としてのＳＢＲを合金重量の１ｗｔ
％、それぞれ加えて攪拌してペーストを形成した。この
ペーストを厚さ０．０７ｍｍのパンチングメタル２の両
面に塗着し、乾燥してからロールプレスし、その後、切
断して水素吸蔵合金電極とした。この水素吸蔵合金電極
の活物質１を被着した部分は、長さＬｅが１３９ｍｍ、
厚さｔｅが０．６ｍｍ、高さ方向の幅Ｄｅが１００ｍｍ
とされている。

【００２９】集電体であるパンチングメタル２は上記活
物質被着部分から上方へ露出する上端部２０をもち、こ
の上端部２０の片面にはその全面にわたってリード３の
横リード部３０が溶接されている。横リード部３０の高
さ方向の幅Ｄは４ｍｍとした。一方、水酸化ニッケル正
極６は、水酸化ニッケル粉末とＣＭＣ水溶液とを混合し
たペーストを発泡ニッケル集電体に充填し、乾燥後、ロ
ールプレスして電極厚さを、０．９ｍｍとした以外は、
上記水素吸蔵合金負極７と同一形状に作製した。この
時、圧潰された発泡ニッケル上端部の厚さは、０．０６
ｍｍであった。

【００３０】この水酸化ニッケル正極６及び水素吸蔵合
金負極７を厚さ２００μｍのポリプロピレンフィルムか
らなるセパレータ８を挟んで積層し、電槽４に収容し、
６．８ＮのＫＯＨ水溶液を注入して電池を作製した。水
酸化ニッケル正極６の発泡ニッケル２’の上端部２０’
及び水素吸蔵合金負極７のパンチングメタル２の上端部
２０には同じ高さになるように（できるだけ活物質１に
接近して）、横リード部３０が溶接される。

【００３１】電槽４への収容前の横リード部３０の厚さ
ｔを種々変更し、電池を十分に活性化した後、高率の充
放電サイクル寿命評価を行なった結果を図３に示す。評
価条件は、雰囲気温度摂氏２０度において、充電０．２
Ｃで５時間、放電０．５Ｃで終止電圧０．８Ｖで行な
い、放電容量がサイクル開始時の放電容量の８０％にな
るまで評価した。なお、ここで、活動物質１を含む一対
の正極６及び負極７の厚さの和はＴｏ、すべての横リー
ド部３０の厚さはｔ、圧潰された発泡ニッケルの上端部
の厚さをｔｏｐ、パンチングメタルの厚さをｔｏｎとす
る。

【００３２】図３から、２ｔが（Ｔｏ−ｔｏｐーｔｏ
ｎ）の０．８〜１．０倍を超えると、サイクル寿命が低
下することがわかる。一方、２ｔが（Ｔｏ−ｔｏｐ−ｔ
ｏｎ）の０．３〜０．５倍未満でもサイクル寿命が低下
することがわかる。すなわち、横リード部３０の厚さを
上記範囲内とすれば、セパレータ８の損傷に起因する突
発的なサイクル寿命低下（容量低下）を防止できる。ま
た、横リード部３０の厚さ増加により、電極毎の電流分
布の均一化が図れ、局所的な過充電、過放電を防止し、
サイクル寿命の向上を実現できた。

【００３３】なお、図２及び上記説明から、この横リー
ド部３０のセパレータ８側の下端部３３は、できるだけ
ゆるやかな面取りを行うことがセパレータ８の損傷防止
に有効であることがわかる。すなわち、正極板６の活物
質や負極板７の活物質が膨張、収縮してもセパレータ８
が変位してもセパレータ８に傷が着きにくいことがわか
る。 （実施例２）次に、実施例１の水素吸蔵合金負極７にお
けるリード３の厚さｔ及び高さ方向の幅Ｄをｔ＝０．１
５〜０．４ｍｍ、Ｄ＝２〜１４ｍｍの範囲で種々変更
し、電極抵抗Ｒｔを調べた。この電極抵抗Ｒｔは、水素
吸蔵合金負極７を電池に組んで充分活性化した後、Ｈｇ
／ＨｇＯ参照極により水素吸蔵合金負極７を放電させて
その電流Ｉと１０秒目の電圧Ｖとの関係を調べ、それか
ら求めた。なお、この水素吸蔵合金負極７の理論容量は
約１０Ａｈである。

【００３４】その結果を図４に示す。図４において、Ｌ
をリード３の横リード部３０の長さ（すなわち水素吸蔵
合金負極７の幅）とすれば、横リード部３０の形状係数
α＝Ｌ／（Ｄ・ｔ）を２５〜１００、更に好ましくは４
０〜８０とすることにより、電極抵抗Ｒｔを低減できる
ことがわかる。 （実施例３）次に、実施例２の水素吸蔵合金負極７にお
いてリード３の厚さｔを０．３ｍｍとし、かつ横リード
部３０の上端から水素吸蔵合金負極７の下端までの高さ
Ｈを一定とし、かつ、水素吸蔵合金負極７の一枚当たり
の水素吸蔵合金粉末量を一定とし、横リード部３０の高
さ方向の幅Ｄを種々変更して横リード部３０の形状係数
α＝Ｌ／（Ｄ・ｔ）を変更することにより、実施例２と
同じ測定方法で水素吸蔵合金負極７の電極抵抗Ｒｔを求
めた。その結果を図５に示す。ただし、形状係数α＝８
３．３において水素吸蔵合金負極７の活物質１中の水素
吸蔵合金粉末の充填密度は４．３７ｇ／ｃｃであった。

【００３５】その結果を図５に示す。図５において、形
状係数αの減少とともに、電極抵抗Ｒｔは次第に増加
し、３０以下で急激に増加していることがわかる。これ
は、水素吸蔵合金粉末の充填密度を増加していくと、電
解液保持空間が減少して電池反応が円滑に進行しにくく
なるためであると推定される。活物質１を塗布した面積
が減少することにより、反応抵抗が増加するためである
と考えられる。

【００３６】なお、実施例１における好適な一態様にお
いて、一対の横リード部の合計厚は、電解液の注入以前
の上端部以外の部位における一対の負極板及び正極板の
合計厚から一対の集電体の上端部の合計厚を差し引いた
厚さの０．３〜０．８倍に設定され、更に好適には、
０．４〜０．７倍に設定される。このようにすれば、セ
パレータの破損の更なる抑止と電極抵抗の更なる低減と
を実現することができた。

【００３７】また、実施例１における好適な他態様にお
いて、正極版の横リード部の厚さは電解液の注入以前に
おいて、負極板の横リード部の厚さの０．３〜０．８倍
に設定され、更に好適には、０．４〜０．７倍に設定さ
れる。詳しく説明すると、水素吸蔵合金粉末を主成分と
する負極板側の活物質の電気抵抗率及び電池反応抵抗は
水酸化ニッケルを主成分とする正極板側の活物質のそれ
らより大きいので、負極板側の活物質各部の電位のばら
つきは正極板側の活物質各部の電位のばらつきより大き
くなり、高率放電時や急速充電時の電力損失、発熱、局
部的な過充電の発生が生じ易い。本構成によれば、負極
板側の横リード部の抵抗率を正極板側のそれよりも小さ
く設定しているので、負極板におけるこれらの問題を抑
止することができる。なお、本構成では正極板側の横リ
ード部の抵抗率が増大するが、正極板の活物質の抵抗率
は負極板のそれより相対的に小さく、その結果、正極板
の活物質各部の電位ばらつきも負極板のそれより相対的
に小さいので、負極板側の横リード部の抵抗率の低減を
重視することにより、全体としての活物質各部の電位ば
らつきを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１に用いた水素吸蔵合金負極の正面図で
ある。

【図２】図１の水素吸蔵合金負極の積層状態を示す拡大
側面図である。

【図３】実施例１の電池において、リードの横リード部
の厚さを変更した場合の容量変化を示す特性図である。

【図４】実施例２の電池において、リードの横リード部
の形状係数α＝Ｌ／Ｄ・ｔを変更した場合の電極抵抗Ｒ
ｔの変化を示す特性図である。

【図５】実施例３の電池において、電槽高さを一定と
し、水素吸蔵合金粉末充填量を一定とし、横リード部の
高さを変更することにより横リード部の形状係数α＝Ｌ
／Ｄ・ｔを変更した場合の電極抵抗Ｒｔの変化を示す特
性図である。

【符号の説明】

１は活物質、２はパンチングメタル（集電体）、２’は
発泡ニッケル（正極集電体）、２０はパンチングメタル
の上端部、２０’は発泡ニッケルの上端部、３はリー
ド、３０はリード３の横リード部、３１はリード３の縦
リード部、４は電槽、５は電極端子（ターミナル）であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 深作 博史 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 森本 友 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１株式会社豊田中央研究所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水素吸蔵合金粉末を含む活物質が方形集電
   体の上端部以外の部分に被着されてなる負極板と、水酸
   化ニッケル粉末を含む活物質が方形集電体の上端部以外
   の部分に被着されてなる正極板と、活物質が被着されな
   い前記集電体の上端部と電極端子とを接続するリード
   と、セパレータを挟んで横方向に積層された前記両極板
   を収容する角型の電槽と、前記電槽に注入された電解液
   とを備え、前記リードは、前記両極板部の上端部のほぼ
   全長にわたって個別に溶接される横リード部と、前記横
   リード部の所定領域と電極端子とを個別に接続する縦リ
   ード部とを備えるニッケル水素角形電池の製造方法にお
   いて、 積層方向に互いに重なる位置にて各前記横リード部を前
   記正極板及び負極板の各集電体の上端部に溶接し、 一対の前記負極板及び正極板の集電体に溶接する一対の
   前記横リード部の合計厚を、前記電解液未注入状態の前
   記上端部以外の部位における一対の前記負極板及び正極
   板の合計厚から前記一対の集電体の上端部の合計厚を差
   し引いた厚さの０．２〜１．０倍に設定したことを特徴
   とするニッケル水素角形電池。
2. 【請求項２】前記横リード部のセパレータ側の下端角部
   にＲ加工を行うことを特徴とする請求項１乃至３記載の
   ニッケル水素角形電池。
3. 【請求項３】水素吸蔵合金粉末を含む活物質が方形集電
   体の上端部以外の部分に被着されてなる負極板と、水酸
   化ニッケル粉末を含む活物質が方形集電体の上端部以外
   の部分に被着されてなる正極板と、活物質が充填されな
   い前記集電体の上端部と電極端子とを接続するリード
   と、セパレータを挟んで横方向に積層された前記両極板
   を収容する角型の電槽と、前記電槽に注入された電解液
   とを備え、前記リードは、前記両極板部の上端部のほぼ
   全長にわたって個別に溶接される横リード部と、前記横
   リード部の所定領域と電極端子とを個別に接続する縦リ
   ード部とを備えるニッケル水素角形電池において、 前記負極板側の横リード部の横方向の長さをＬ、厚さを
   ｔ、高さ方向の幅をＤとする場合に、前記横リード部の
   形状係数α＝Ｌ／（Ｄ・ｔ）を２５〜１００としたこと
   を特徴とするニッケル水素角形電池。
4. 【請求項４】前記横リード部の形状係数α＝Ｌ／（Ｄ・
   ｔ）を４０〜８０としたことを特徴とする請求項５記載
   のニッケル水素角形電池。
5. 【請求項５】各前記横リード部は、積層方向に互いに重
   なる位置にて前記正極板及び負極板の各集電体の上端部
   に溶接され、 一対の前記負極板及び正極板の集電体に溶接する一対の
   前記横リード部の合計厚は、前記電解液の注入以前の前
   記上端部以外の部位における一対の前記負極板及び正極
   板の合計厚から前記一対の集電体の上端部の合計厚を差
   し引いた厚さの０．６〜０．９倍に設定され、 前記負極板側の横リード部の横方向の長さをＬ、厚さを
   ｔ、高さ方向の幅をＤとする場合に、前記横リード部の
   形状係数α＝Ｌ／（Ｄ・ｔ）を４０〜８０としたことを
   特徴とする請求項１及び５記載のニッケル水素角形電
   池。