JPH10340738A - 円筒密閉型電池およびその製造方法 - Google Patents

円筒密閉型電池およびその製造方法

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JPH10340738A
JPH10340738A JP9148811A JP14881197A JPH10340738A JP H10340738 A JPH10340738 A JP H10340738A JP 9148811 A JP9148811 A JP 9148811A JP 14881197 A JP14881197 A JP 14881197A JP H10340738 A JPH10340738 A JP H10340738A
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JP
Japan
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current collector
electrode plate
intermediate current
positive
plate
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Application number
JP9148811A
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English (en)
Inventor
Hirohisa Ikushima
裕久 生島
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Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyoda Automatic Loom Works Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

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  • Secondary Cells (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】極板と中間集電体との溶接品質の低下を回避し
つつ、電池抵抗の低減や極板各部の電位ばらつきの低減
を実現し、低損失で大電流を取り出せる円筒密閉型電池
およびその製造方法を提供すること。 【解決手段】電極端子72と極板6の端縁部61との接
続のために、中間集電体71が極板6の渦巻状の端縁部
61に沿って略径方向に延設され、また、極板6の端縁
部61の各部から中間集電体側へ耳部62が突設され
る。更に、これら耳部62の先端部は、重ねられて中間
集電体71の側面に接合される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、円筒密閉型電池の
製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】セパレータを挟んで正極板および負極板
を渦巻状に巻装してなる電極アセンブリを電解液ととも
に円筒缶状のケ−スに密閉してなる従来の円筒密閉型電
池では、ケ−スの上端面中央部に保持されて外部に突出
する正極端子(タ−ミナル)と、正極板の上縁部とを接
続するために、円盤状集電体を用いている。
【0003】この円盤状集電体は、正極板各部の電位ば
らつきを抑止するために、正極板の上縁部のほぼ全部分
にわたって円盤状集電体の円形の下端面に電気溶接され
る。従来の円盤状集電体の例を図8に示す。溝部100
aでほとんど半割された円盤状集電体100の外周縁に
は、突起100bが形成されており、突起100bは、
円盤状集電体1OOの2つの半円板部100c、100
dを結合している。 上記円盤状集電体100の溶接工
程を図9に示す。
【0004】101は正極板、102は溶接部分、10
4、105は溶接棒、矢印は電流通電方向である。溶接
棒104、105は円盤状集電体100の2つの半円板
部100c、100dの外周部に別々に接触される。こ
の状態で、通電を行うと、一部は突起100bを流れ、
残部は一方の半円板部100cから正極板101を通じ
て他方の半円板部100dに流れ、この時、比較的大き
な電圧損失が生じる正極板と円盤状集電体との接触部分
(溶接部分)102で抵抗溶接が行われる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の円盤状
集電体構造では、以下の問題があった。まず、電池抵抗
および正極板各部の電位ばらつきの増大を抑止しつつ電
池の大径化による大容量化を実現するには、電流が集中
する円盤状集電体100の電気抵抗を低減する必要があ
り、そのために集電体を厚くすることが必須となる。
【0006】しかしながら、円盤状集電体100を厚く
すると、円盤状集電体100の各部の電気抵抗が減少
し、これにより突起100bを通じての突起側電流経路
の電気抵抗が低下する。これに対して、正極板101を
通過する正極板側電流経路の電気抵抗は、正極板101
と円盤状集電体100との間の接触抵抗が介在するこ
と、円盤状集電体100の外周部間の電流経路は長くな
ることなどの理由で、全体としてそれほど低下しない。
【0007】これらの結果、電池の大径化による充放電
電流の増大や電池抵抗の低減や正極板101の各部の電
位ばらつきの低減を図るために円盤状集電体100の厚
さを増大すると、円盤状集電体100と正極板との間の
溶接品質が低下するという問題が生じた。なお、正極板
101の各部の電位ばらつきの低減は、特に局部的な過
充電、過放電の発生による容量およびサイクル寿命の低
下を抑止する点で重要である。
【0008】本発明は上記問題に鑑みなされたものであ
り、極板と中間集電体との溶接品質の低下を回避しつ
つ、電池抵抗の低減や極板各部の電位ばらつきの低減を
実現し、低損失で大電流を取り出せる円筒密閉型電池お
よびその製造方法を提供することをその解決すべき課題
としている。
【0009】
【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記載の円筒密閉型電池の製造方法によれば、
電極端子と極板の端縁部との接続のために、中間集電体
が極板の渦巻状の端縁部に沿って略径方向に延設され、
また、極板の端縁部の各部から中間集電体側へ耳部が突
設される。更に、これら耳部の先端部は、重ねられて中
間集電体の側面に接合される。
【0010】このようにすれば、極板と中間集電体との
溶接品質の低下を回避しつつ、電池抵抗の低減や極板各
部の電位ばらつきの低減を実現し、低損失で大電流を取
り出せる円筒密閉型電池を容易に実現することができ
る。更に説明すれば、この構成では、極板の端縁部から
突出する耳部が中間集電体の側面に重ねて一挙に接合さ
れるので、溶接や螺子による締結などの手段により、極
板の端縁部の各部ごとに接合品質のばらつきを生じるこ
となく、極板の端縁部の各部を中間集電体に良好、確
実、簡単に接合することができる。また接合される領域
を従来より格段に広くすることができるので、接合品質
を従来より格段に向上することができる。
【0011】また、円盤状集電体を厚くすると従来の抵
抗溶接では電流がこの円盤状集電体を迂回して極板に流
れにくくなるため発生する溶接不良問題を回避すること
ができる。なお、従来の溶接方式では、極板の端縁部各
部はそれらの厚さ方向の端面で中間集電体に溶接される
ことになるので、極板の端縁部は極度に平面化する必要
があった。しかし、極板の端縁部各部を高度に平坦化す
ることは容易ではなく、そのために中間集電体を薄くす
ることにより、それを厚さ方向(電池の軸方向)に変形
させて極板の端縁部各部の凹凸を吸収して、極板の端縁
部と中間集電体との接触の度合を均一化し、これにより
電流分布のばらつきを低減し、局部的な溶接不良を低減
する必要があり、従来は中間集電体を厚くすることが難
しかった。
【0012】これに対し、本構成によれば、中間集電体
の厚さを溶接性の全体的または局部的な不良を招くこと
なく自由に厚くすることができるという優れた効果を奏
する。請求項2記載の製造方法によれば請求項記載の方
法において更に、円筒缶形状のケ−スから外部に突出す
る電極端子と中間集電体とを一体に形成する。
【0013】このようにすれば、製造工程を簡素化し、
信頼性を向上することができる。すなわち、上述したよ
うに請求項1記載の方法によれば、極板の端縁部各部の
軸方向寸法のばらつきを中間集電体の変形で吸収する必
要がないので、中間集電体の厚さはそれに制約されるこ
となく自由に成形することができる。したがって、たと
えば厚いNi板の打ち抜き、プレスなどにより、容易に
3次元形状をもつ中間集電体、電極端子一体品を作製す
ることができる。
【0014】請求項3記載の構成によれば請求項1また
は2記載の方法において更に、各耳部を中間集電体の側
面に溶接して接合部を形成する。このようにすれば、中
間集電体の側面に接する面積一杯に各耳部の先端部に溶
接による一体の接合部を形成できるので、接合品質を一
層向上することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】円筒密閉型電池としては、たとえ
ばニッケル水素電池が採用できる。ニッケル水素電池の
正の極板(正極板)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
タルなどに水酸化ニッケル粉末を含むペーストを充填し
たものが採用できる。
【0016】ニッケル水素電池の負の極板(負極板)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に水素吸蔵合
金粉末を含むペーストを充填したものが採用できる。電
極端子や中間集電体としてはNiを素材としたものが好
適である。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。
【0017】
【実施例】以下、本発明の円筒密閉型電池の製造方法を
適用したニッケル水素電池を図面を参照して以下に説明
する。 (実施例1)図1はニッケル水素電池の正極側の半部の
軸方向部分断面図を示す。
【0018】1は円筒ケ−スであり、その両端開口は電
気絶縁用の樹脂リング2を介して円盤状の蓋板(一方の
みを図示)3で密閉されている。4は安全弁である。5
は電極アセンブリであり、図示しないセパレ−タを介し
て正極板6と負極板(図示せず)とを重ねて渦巻状に巻
装して円筒状に形成されている。ただし、図1におい
て、電極アセンブリ5は模式的に図示されており、セパ
レータおよび負極板の図示は省略されている。61は正
極板6の正側の端縁部を示し、破線bは負極板(図示せ
ず)の正側の端縁部の位置を示す。なお、セパレ−タの
正側の端縁部は両極間の電気絶縁のために正極板6の端
縁部61に近い位置まで設けられている。
【0019】正極板6の部分斜視図を図4に示す。62
は正極板6の端縁部61からその各半周ごとに略方向へ
突出する耳部であって、各耳部62は、略周方向、正確
には接線方向に所定幅を有して径方向に直線的に重なっ
ている。耳部62は、0.1〜0.3mmのニッケル板
を正極板6の端縁部61に溶接して形成されるが、正極
板6と同一素材で一体に形成することも可能である。ま
た、正極板6が水酸化ニッケル粉末を発泡ニッケル板に
充填して形成される場合には、耳部62は、このの発泡
ニッケル板を水酸化ニッケル粉末の充填なしに圧縮して
形成されることもできる。
【0020】7は、本発明でいう正極端子および中間集
電体を兼ねる+タ−ミナルであって、+タ−ミナル7
は、正極板6の端縁部61に対して軸方向に所定間隔を
隔てて径方向へ延設される中間集電体部71と、中間集
電体部71の径方向中心位置から蓋板3を貫いて軸方向
外側に突出する正極端子部72とからなる。中間集電体
部71の正面図を図1に示し、その側面図を図2に示
し、その平面図を図3に示す。これらの図からわかるよ
うに、中間集電体部71は、電池における軸方向の厚さ
が約5mmとされた蒲鉾板形状をもち、その左右両側面
には、上記した各耳部62の先端部のうち、その左半部
と右半部とが個別に溶接されて固定されている。溶接法
としては、レ−ザ−溶接法が採用されるがそれに限定さ
れるものではない。溶接は図1におけるx方向へ行わ
れ、溶融(溶け込み)部が中間集電体部71に達するま
で実施される。
【0021】この簡単かつ短時間の一括溶接により、正
極板6の端縁部61の各部は中間集電体部71に良好に
溶接される。74は溶接部である。なお、図1における
耳部62の図示は右半部だけであり、それらの左半部の
図示は省略されている。負極板(図示せず)は、上述し
た正極板6とまったく同じようにそれと反対側へ突出し
ており、その耳部(図示せず)は、上述した+タ−ミナ
ル7と同一構造の−タ−ミナル(図示せず)の中間集電
体部の側面(図示せず)に、上記したと全く同じように
溶接されている。電池の他の軸方向断面図を図2に示
す。ただし、図2の図示状態は図1の図示状態と90度
異なる。
【0022】この電池の組み立て方法を以下に説明す
る。正極板6の端縁部61に耳部62を溶接し、同様に
その負極板の端縁部に耳部を溶接する。次に、正極板
6、セパレータおよび負極板を巻装して電極アセンブリ
5を形成し、+タ−ミナル7の中間集電体部71および
−タ−ミナルの中間集電体部にそれぞれ耳部62を溶接
する。
【0023】次に、ケ−ス1に正極側の蓋板3を取り付
け、+タ−ミナル7の正極端子部72と蓋板3とを溶接
する。次に、ケ−ス1内に電解液を入れ、反対側の蓋板
3を取り付け、それに−タ−ミナルの負極端子部を溶接
する。なお、耳部枚数が多い場合には、それを複数の群
に分割して各群を順番に溶接すればよい。
【0024】このようにすれば、上述した本発明の作用
効果を奏することができる。 (実施例2)他の実施例を図5を参照して説明する。こ
の実施例は、実施例1の正極板6の耳部62を4列、十
字状に増設したものであり、当然、これら耳部62は、
中間集電体部71の4つの側面にそれぞれ溶接される。
【0025】このようにすれば、更に、電極抵抗の低減
を図ることができる。 (実施例3)他の実施例を図6を参照して説明する。こ
の実施例は、実施例1の正極板6の耳部62に穴(図示
せず)を開けておくと共に、この穴を、中間集電体部7
1の側面に形成した螺子穴(図示せず)に重ねあわせ、
螺子8を上記螺子穴に螺合させて、各耳部62を中間集
電体部71に締結したものであり、簡単、確実に両者の
電気的、機械的接続を実現することができ、上述した本
発明の作用効果を容易に実現することができる。また分
解も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の電池における正極側の半部の軸方向
部分断面図である。
【図2】図1の円筒密閉型電池を90度異なる角度から
図示した軸方向部分断面図である。
【図3】図1の電池における電極アセンブリ5を省略し
た場合のA−A線矢視断面図である。
【図4】図1の電池における電極アセンブリ5の部分斜
視図である。
【図5】実施例2の電池における電極アセンブリ5の部
分斜視図である。
【図6】実施例3の電池における正極側の半部の軸方向
部分断面図である。
【図7】従来の円筒密閉型電池の斜視図である。
【図8】図8の電池における正極板の端縁部と+タ−ミ
ナルの中間集電体部との接続状態を示す径方向部分断面
図である。
【符号の説明】
1はケ−ス、 5は電極アセンブリ、 6は正極板、 7は+タ−ミナル、 61は正極板6の正側の端縁部 62は正極端子6の耳部 71は+タ−ミナル7の中間集電体部(中間集電体) 72は+タ−ミナル7の正極端子部(電極端子) 74は溶接部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】正負一対の極板をセパレータを挟んで渦巻
    状に形成されて円筒状のケ−スに収容される電極アセン
    ブリと、前記ケ−スの端部中央に保持されて軸心に沿っ
    て外部に突出する電極端子と、前記極板の端縁部に沿っ
    て略径方向に延設されて前記極板の端縁部を前記電極端
    子に接続する中間集電体とを備える円筒密閉型電池にお
    いて、 前記極板は、その端縁部の各部から前記中間集電体側へ
    突設される耳部をもち、、前記各耳部の先端部は、重ね
    られて前記中間集電体の側面に接合されていることを特
    徴とする円筒密閉型電池の製造方法。
  2. 【請求項2】請求項1記載の円筒密閉型電池の製造方法
    において、 前記中間集電体は、前記電極端子と一体に形成されるこ
    とを特徴とする円筒密閉型電池。
  3. 【請求項3】請求項1または2記載の円筒密閉型電池の
    製造方法において、 前記各耳部を前記中間集電体の側面に溶接して前記接合
    部を形成することを特徴とする円筒密閉型電池の製造方
    法。
JP9148811A 1997-06-06 1997-06-06 円筒密閉型電池およびその製造方法 Pending JPH10340738A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1187237A1 (en) * 2000-09-08 2002-03-13 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Battery module
US6653013B2 (en) 2000-11-17 2003-11-25 Japan Storage Battery Co., Ltd. Current collecting lugs in a cylindrical battery
WO2005117196A1 (fr) * 2004-05-26 2005-12-08 CHUNG, Hai Batterie secondaire ion-lithium dynamique a enroulement
JP2009048962A (ja) * 2007-08-23 2009-03-05 Toyota Motor Corp 筒型電池

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