JPH11354150A - 円筒形電池 - Google Patents
円筒形電池Info
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- JPH11354150A JPH11354150A JP10157397A JP15739798A JPH11354150A JP H11354150 A JPH11354150 A JP H11354150A JP 10157397 A JP10157397 A JP 10157397A JP 15739798 A JP15739798 A JP 15739798A JP H11354150 A JPH11354150 A JP H11354150A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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Abstract
び作動電圧が高く、また、電池内部温度の上昇を抑制し
た、電気自動車及び電動工具の用途に適した電池を提供
しようとすることを本発明の目的とする。 【構成】 正極と負極とをセパレータを介して渦巻き状
に巻き取った電極体を円筒形外装缶に挿入した円筒形電
池において、前記円筒形電池の円筒の高さが、前記円筒
形電池の上面または底面の直径に等しいか或いはより小
さいことを特徴とする。
Description
動車等の大電流放電を必要とする用途に適した電池の構
造に関する。
は、例えばAサイズやCサイズ等の規格があり、これら
は電池の上面または底面の直径よりも電池の高さ方向が
大きいものであった。
の内部抵抗による電圧降下の影響が大きく、大きな出力
をなかなか得ることができなかった。また、電池の大型
化に伴って電池内部に熱がこもりやすく、高温による電
池特性の劣化が著しいという問題があった。特に、電気
自動車や電動工具等の大電流を要する用途、いわゆる動
力用用途に適用した場合に上記問題が顕著に表れた。こ
れは、これらの用途の電源として二次電池を使用する場
合、電池には数十アンペアから数百アンペアの充放電電
流が必要とされる。このような場合では、E=IRから
もわかるとおり、電池の放電時の作動電圧は流す電流の
絶対値が大きくなるほど、抵抗値の大きさに比例して極
端に低下する。例えば、電圧が1.2Vのニッケルカド
ミウム蓄電池やニッケル水素蓄電池の場合、100Aの
電流で放電すると内部抵抗が1mΩ大きくなるだけで電
池の電圧が0.1V低下する。このような場合、電池は
充分にその容量を放電することなしに放電終止電圧を迎
えてしまうことになる。そこで大電流を取り出す場合に
は電池の内部抵抗を低減することが必須である。
して円筒の高さを長くしていく方向と巻き数を多くする
方向の2つが考えられる。前者の場合、正極、負極それ
ぞれの集電部間の距離が大きくなり、大電流を取り出し
たときに電池内での分極が大きくなる。その結果、電圧
降下が起き、電池の作動電圧が低下する。後者の場合、
巻き数が多くなってくると電池中心部の熱の放熱がしに
くくなる。例え空冷などの冷却を行っても充放電時の発
熱により、電池中心部の温度上昇を抑制できず、電池の
劣化や充電効率の低下が著しくなる。特に、負極に水素
吸蔵合金を備えた電池では、水素の吸蔵反応、即ち、電
池の充電時が発熱反応であるため、充電効率の低下が著
しく、また、電池内部の温度上昇が著しいと水素吸蔵合
金が酸化されやすく、不活性なものとなり、電池容量の
減少が著しいという問題があった。
に鑑みてなされたものであり、大電流で放電した時であ
っても、放電容量及び作動電圧が高く、また、電池内部
温度の上昇を抑制した電気自動車及び電動工具の用途に
適した電池を提供しようとすることを本発明の課題とす
る。
正極と負極とをセパレータを介して渦巻き状に巻き取っ
た電極体を円筒形外装缶に挿入したものであって、前記
円筒形電池の円筒の高さが、前記円筒形電池の上面また
は底面の直径に等しいか或いはより小さいことを特徴と
する。
について説明する。
以下のように作製した。
物質支持体に水酸化ニッケルを主成分とするスラリーを
充填した非焼結式ニッケル正極を使用した。この正極板
を幅30mm、長さ3000mmになるよう切断し、こ
の極板の長辺方向の一辺の端部3mm幅で超音波振動に
よる活物質の剥離を行った。この活物質の剥離部分、即
ち、発泡体ニッケルが露出した部分に幅3mm、厚さ
0.1mmのニッケルリボンを抵抗溶接にて溶接した。
で表される水素吸蔵合金を主成分とするスラリーをパン
チングメタルの両面に、幅2mmの合金未塗布部分が形
成されるように塗布した水素吸蔵合金電極を使用した。
mになるよう切断した。
31mmのポリプロピレン製不織布を介して、それぞれ
の芯体露出部分、即ち、正極のニッケルリボンと負極の
パンチングメタルの合金未塗布部分が上下に突出するよ
うにずらして巻き取り、直径80.0mm、高さ32m
mの円盤形極板群を作製した。この円盤形極板群の上面
に正極用の複数の開口を有する円板状集電体を抵抗溶接
にて溶接した後、極板群の底面にも負極用の複数の開口
を有する円板状集電体を抵抗溶接にて溶接した。この極
板群を内径80.5mm、高さ36mmの円筒形外装缶
に挿入し、封口体を溶接した後、31重量%のKOH電
解液を注液し、封口体をかしめて公称容量25Ahの本
発明電池Aを作製した。
ル水素電池Aを示す断面図であり、水酸化ニッケル活物
質を有する正極4と、水素吸蔵合金粉末を有する負極5
と、これら正負両極板4、5間に介装されたセパレータ
6とからなる電極群7は渦巻状に巻回されており、電池
外装缶1内に配置した後、31重量%のKOH水溶液か
らなる電解液を注入している。そして、上記負極5は負
極集電体(図示せず)により電池外装缶1の底面部に接
続されている。
ト8を介在させて、中央部が開口された封口板2が配設
され、この封口板2に正極端子9が装着されている。ま
た、正極端子9と正極板4は正極集電体3及び前記封口
板2を介して接続されている。
750mmに切断した正極板と、120mm幅、長さ7
50mmに切断した負極板とを、前記実施例1と同様に
セパレータを介して巻き取り、直径35.0mm、高さ
122.0mmの電極群を作製し、内径35.5mm、
高さ126.0mmの円筒形外装缶に挿入し、封口体を
溶接した後、31重量%のKOH電解液を注液し、封口
体をかしめて公称容量25Ahの比較電池Bを作製し
た。
ル水素電池Bを示す断面図であり、水酸化ニッケル活物
質を有する正極4と、水素吸蔵合金粉末を有する負極5
と、これら正負両極板4、5間に介装されたセパレータ
6とからなる電極群7は渦巻状に巻回されており、電池
外装缶1内に配置した後、31重量%のKOH水溶液か
らなる電解液を注入している。そして、上記負極5は負
極集電体(図示せず)により電池外装缶1の底面部に接
続されている。
ト8を介在させて、中央部が開口された封口板2が配設
され、この封口板2に正極端子9が装着されている。ま
た、正極端子9と正極板4は正極集電体3及び前記封口
板2を介して接続されている。
A及び比較電池Bを、0.1Cで16時間充電した後、
1時間休止後、1/3C、1Cまたは3Cで放電した時
の放電容量と作動電圧をそれぞれ測定した。その結果を
図3に示す。図3から明らかなように、本発明電池A
は、比較電池Bよりも、すべての放電条件において、作
動電圧及び放電容量が共に優れていることがわかる。
って、正負極それぞれの集電体までの距離を従来の電池
よりも短くすることができたため極板内部での分極の発
生を抑制できたためであると考えられる。また、電池の
上面または底面の円の部分の面積が大きいために、集電
部分の面積が大きくなり、集電部分での電流密度が小さ
くなって、この部分での発熱及びIR損も軽減でき、電
池の作動電圧の降下を抑制できたためであると考えられ
る。
高さを高くしていった時の1C放電時の電池中心部と電
池側面との温度上昇差の関係を図4に示す。
池内部との温度差は著しくなることがわかる。電池の使
用環境は−20℃〜60℃の範囲であり、60℃で使用
した場合に電池内部との温度差が10℃以上であると電
池内温度は約70℃を越え、電池の劣化が著しくなる。
そのため、電池内外の温度上昇差が10℃以下になる4
0mm以下、特に30mm以下の電池高さであることが
望ましい。
5以下、特に0.375以下に設定することが、電池の
温度上昇を抑制する点で望ましいことがわかる。
が、上面または底面の直径よりも小さくなる、即ち、円
盤形の形状とし、その広い面積を持つ上面または底面の
円面に集電体を取り付けて集電することにより、大電流
放電時の作動電圧及び放電容量を向上することができ
る。
電池の上面または底面の直径に対する円筒の高さの比が
0.5以下)、特に好ましくは30mm程度以下(円筒
形電池の上面または底面の直径に対する円筒の高さの比
が0.375以下)に抑制することにより、10Ah以
上の大容量を持つ大型電池であっても電池内に熱がこも
って電池内部温度が高くなることを抑制し、電池の劣化
を抑制することができる。特に、水素吸蔵合金を含有し
た負極をそなえた電池の場合、極めて顕著な効果を発揮
する。
である。
である。
する放電容量及び作動電圧を示した図である。
を示した図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 正極と負極とをセパレータを介して渦巻
き状に巻き取った電極体を円筒形外装缶に挿入した円筒
形電池において、前記円筒形電池の円筒の高さが、前記
円筒形電池の上面または底面の直径に等しいか或いはよ
り小さいことを特徴とする円筒形電池。 - 【請求項2】 前記渦巻き状に巻き取った電極体の高さ
が、前記電極体の上面または底面の直径に等しいか或い
はより小さいことを特徴とする請求項1記載の円筒形電
池。 - 【請求項3】 前記電極体の上面または底面に集電体を
取り付けて集電することを特徴とする請求項1または請
求項2記載の円筒形電池。 - 【請求項4】 前記円筒形電池の円筒の高さが40mm
以下であることを特徴とする請求項1記載の円筒形電
池。 - 【請求項5】 前記円筒形電池の円筒の高さが30mm
以下であることを特徴とする請求項1記載の円筒形電
池。 - 【請求項6】 前記円筒形電池の上面または底面の直径
に対する円筒の高さの比が0.5以下であることを特徴
とする請求項1記載の円筒形電池。 - 【請求項7】 前記円筒形電池の上面または底面の直径
に対する円筒の高さの比が0.375以下であることを
特徴とする請求項1記載の円筒形電池。 - 【請求項8】 前記負極は水素吸蔵合金を含有している
ことを特徴とする請求項1記載の円筒形電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15739798A JP3902330B2 (ja) | 1998-06-05 | 1998-06-05 | 円筒形電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15739798A JP3902330B2 (ja) | 1998-06-05 | 1998-06-05 | 円筒形電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11354150A true JPH11354150A (ja) | 1999-12-24 |
JP3902330B2 JP3902330B2 (ja) | 2007-04-04 |
Family
ID=15648747
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15739798A Expired - Lifetime JP3902330B2 (ja) | 1998-06-05 | 1998-06-05 | 円筒形電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3902330B2 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
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- 1998-06-05 JP JP15739798A patent/JP3902330B2/ja not_active Expired - Lifetime
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