JPS6029176Y2 - 円筒形アルカリ蓄電池 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は円筒形アルカリ蓄電池、とくに渦巻状極板群を
有したニッケル・カドミウム蓄電池における集電体の改
良に関し、大電流での充・放電性能を向上させることを
目的としたものである。

渦巻状極板群の構成に当り、大電流での充・放電性能を
向上させるために、最近では極板群の上下各端面から陽
・陰画極板の芯材端縁を突出させ、ここに第１図または
第２図に示す如き円板部分にリード片を一体化した集電
体を溶接する構造が提案された。

第１図に示す集電体１は円板部分２と帯状ＩＪ−ド片３
とを一体に設け１．これら全体に円孔や角孔（ここでは
三角孔）４を多数あけたものであり、これを渦巻状極板
群の端部に当てがい、一対の溶接電極により５に示す放
射状に溶接するものである。

なおこの溶接時に孔４は集電板表面を伝わって流れる溶
接無効電流を低減させるように作用する。

第２図の集電体１′は前述の孔４に代えてエンボス加工
その他で表面に凹凸４′を形成したものであり、これも
前記と同様な方法で極板端部の突出した芯材端縁に溶接
される。

このような集電体は、これまでのリード片（タブ）を帯
状極板に形成したものに比べ、蓄電池の大電流放電性能
等を向上させることができた。

しかしその反面、このような集電体はその材料加工上で
穿孔や凹凸加工を要し、これがために材料コストが高ま
るとともに、無孔または第１図の如く穿孔したものであ
っても、実質有孔率は少なく、電池製造過程中、極板群
組込後の電池ケース内へ電解液を注入する際に電解液が
集電体に当ってはね返り、電池ケースの封口部を濡らし
たり、見掛上集電体上面であふれて電池ケースの封口部
を濡らしたりして電池ケースの封口特性を悪化させてガ
ス圧の増加等により漏液を生じ易くなるという光転があ
った。

本考案は、ニッケル焼結基板からなりパラジウム、白金
等のガス消失融媒をその微孔部に担持し、かつ一部をプ
レスした略円板状集電体を用いることで、前記の欠点、
問題点を解決したものである。

以下、本考案の実施例をＪＩＳに規定のＮＲ−Ｃ形の円
筒形ニッケル・カドミウム蓄電池を例に説明する。

まず、ニッケル陽極板６はカーボニル・ニッケル粉末を
カルボキシメチルセルローズの３％水溶液でペースト状
にし、厚さ８０μのニッケルメッキした開孔鋼板に塗着
乾燥後、還元性雰囲気中で焼結し、厚み０．７ｏｒＩｒ
ＩＩＬ１多孔度約８０％のニッケル焼結基板とする。

次いで、この基板を硝酸ニッケルの水溶液に浸漬し、８
０℃で１時間予備乾燥後、２３０℃で６粉熱分解し、水
酸化ニッケルを微孔に充填する。

この浸漬→予備乾燥−熱分解の工程を活物質が所定重量
充填されるまでくり返す。

その後化成し、幅３８ｒｒａｎ 、長さ２００ｍｍの寸
法に切断して陽極板とする。

なお一端面は活物質および焼結層を除去し、無孔の芯材
端縁７を長さ約０．５７７！＋７１だけ露出させた。

一方、カドミウム陰極板８は酸化カドミウムをポリビニ
ルアルコールのエチレングリコール溶液でペースト状に
し、厚さ１００μのニッケルメッキした開孔鋼板に塗着
乾燥後、強度を増すためにプレスし、次いで化皮する。

その後、厚さ０．５−に調整し、幅３８−Ｉｒａｎ１長
さ２７０ＴＩｒ！ｎに切断する。

この陰極板も陽極板と同様に一端面に芯材端縁９を露出
させた。

セパレータ１０としてポリアミド樹脂繊維からなる帯状
不織布を用意し、前記の陽極板と陰極板との間に介在さ
せ、全体を渦巻状に巻回して極板群１１とした。

この場合、極板群の一端、例えば上端に陽極板の芯材端
縁７を他端の下端に陰極板の芯材端縁９をそれぞれ突出
させるように群構成する。

この突出した芯材端縁７，９に本考案の集電体１２を溶
着する。

集電体１２は陽極板の基板と同様にニッケル焼結基板で
構成され、一部に多孔度の殆んどないプレス部を形成し
ている。

第３図はこの集電体１２の一例を示し、円板状のニッケ
ル焼結基板を触媒溶液中に浸漬し、その微孔部分に溶液
を含浸させた後乾燥し、還元して触媒金属を担持させる
とともに、花びら状にプレス部１３を設け、かつ、その
中央に極板群下端の他方極集電体を電池ケース内底部に
溶接するための溶接電極貫通孔１４を形成している。

なお、プレス部１３はその端部が円板状基板の周端に到
達しないように設けられていて注入する電解液の集電体
への吸収をよくし、かつ電池ケース内面に液が強く打ち
当ることを防止している。

図中３はリード片で円板の一部にスポット溶接で固定さ
れている。

第４図は集電体の他の一例１２′を示し、円板状焼結基
板の中央に帯状の無孔芯材露出部１５を設け、この芯材
露出部を過半分切込んで上方へ折返し、この部分をリー
ド片３とするとともに折返し跡１６を溶接電極貫通部と
したものである。

この例の場合、プレス部は平行な凹溝１３′としてその
端部が円板周端に到達することのないように形成されて
いて、その他の構成は第３図の集電体と同様である。

これらの集電体１２．１２’はいずれも第５図に示す如
く、極板群１１の上下に突出した芯材端縁７，９に当て
がい、板状溶接電極１７をプレス部１３．１３’に嵌入
させて加圧通電することで、電極１７と接したプレス部
１３．１３’および芯材端縁７，９に溶接電流が集中し
、第３図中５で示す如く溶接が施される。

この溶接に際し、芯材端縁７，９と接したプレスされて
いない焼結部分は第６図に示す如く、溶接電極１７によ
る加圧力が矢印の如く上方から働らき、芯材端縁７゜９
が焼結部分に喰い込んだ状態となって、集電体１２．１
２’と芯材端縁との電気的接続はより一層良好となる。

したがって、集電体１２．１２’におけるプレス部の形
成に何らの制約もなく、しかも集電体における非プレス
の焼結部分に若干のうねりや凹凸変化があっても芯材端
縁との接続は確実かつ良好であり、集電体の前処理加工
は不要−切である。

このように集電体を上下の端部に溶接した極板群は電池
ケース１８内に挿入され、ケース内底部と極板群下部の
集電体１２とを溶接電極貫通孔１４または折返し跡１６
より溶接電極を挿入して溶接する。

ついでアルカリ電解液を上部より所定量注入し、極板群
と集電体とに含ませた後、安全弁を備えた封口板１９に
上部集電体のリード片３を溶着し、封目して電池を完成
させる。

集電体として、前述の如く多孔性のニッケル焼結体を用
いると、集電体側の変形でなく、極板群の上、丁番芯材
端縁の突出状態に若干の曲回があっても、溶接時にプレ
ス部近傍の焼結層が突出した芯材端縁部に喰い込んで凹
凸を吸収するため集電体と芯材端縁との溶接を強固にす
るという効果がある。

また、集電体に触媒金属を担持させる場合、前もって芯
材端縁と溶接するプレス部を形成しておくと、触媒金属
がこの部分に入り込まないので、十分な溶接が可能とな
るという利点もある。

触媒金属を集電体に担持させることによって、電池内で
発生するガスのイオン化消失能力が高まり、したがって
大電流充電時の電池内圧が低く、いわゆる急速充電性能
が向上する。

一例として、触媒金属として、パラジウムを担持させた
場合の本考案品Ａと、従来の鉄にニッケルメッキした円
板状開孔鋼板を集電体に用いた電池Ｂとについて、大電
流放電特性および急速充電特性を比較して第８図に示す
。

大電流放電特性は第８図イに示す如くであり、完全充電
後、２０°Ｃで放電電流を１６．５Ａ （ＩＯＣ）で放
電した場合である。

これから、Ａ、 Ｂ両者に殆んど差がないことが判る。

一方、急速充電特性は第８図口に示す如くであり、２０
℃において充電電流を１．６５Ａ （Ｉｃ）として充電
した場合の電池の内圧と充電電圧を示した。

第８図へに示す電池内圧は本考案品Ａの方がＢよりも低
く、急速充電特性の良好なことが判る。

さらに本考案では集電体がニッケル焼結板より形成され
、電解液注入時の液のはね返りや見掛上のあふれ現象は
生じなく、電解液の吸収供給が速やかであり、したがっ
て電池ケースの封口部分を濡らすことは殆んどなく、封
口精度が良好に保てるとともに、ガス消失触媒によるガ
ス吸収で電池内のガス圧増加が少ないことが含まって、
漏液のない高性能の電池を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はこれまでの集電体を示す図、第３図、
第４図は本考案の実施例における集電体を示す図、第５
図は集電体を極板群から突出した芯材端縁に溶接する際
の説明図、第６図は溶接時に集電体の非プレスに芯材端
縁が喰い込む状態を示す図、第７図は本考案の電池の一
例を示す半裁側面図、第８図イ９口、ハは電池の放電、
充電および内圧変化を示す特性図である。 ３・・・・・・リード片、５・・・・・・溶接部、６・
・・・・・陽極板、７，９・・・・・・突出した芯材端
縁、８・・・・・・陰極板、１０・・・・・・セパレー
タ、１１・・・・・・渦巻状極板群、１２，１２’・・
・・・・集電体、１３，１３’・・・・・・プレス部。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）帯状のニッケル陽極板とカドミウム陰極板とを間
   に帯状のセパレータを介在させて渦巻状に巻回するとと
   もに極板の芯材端縁を渦巻状極板群の上下に突出させ、
   ニッケル焼結板よりなりガス消失触媒をその微孔部に担
   持しかつ一部をプレスした集電体を、前記突出した芯材
   端縁に前記プレス部分で溶接してなる円筒形アルカリ蓄
   電池。
2. （２）前記集電体が略円板状であり、かつその一部にプ
   レス部をその端部が前記円板の周端に到達することのな
   いよう形成している実用新案登録請求の範囲第１項に記
   載の円筒形アルカリ電池。