JPS6310864B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ニツケル−カドミウム蓄電池などの
円筒形電池における電極のリード接続部の改良に
関する。

最近各種機器のコードレス化が進み、比較的高
出力を要望される電源の高信頼性を要望される各
種機器や防災用電源としてアルカリ蓄電池、とく
に円筒密閉形ニツケル・カドミウム蓄電池が広く
使用されはじめている。

この電池の正極は、一般に焼結式電極が採用さ
れ、負極は焼結式および非焼結式の両方が採用さ
れている。いずれの電極にしても電極支持体に焼
結基板（基板内に芯金を配する）もしくは穴あき
板などの芯材を用いている。そしてセパレータを
介して正極と負極をうず渦状に捲回する構成を採
用している。

この極板群から電極リードを取り出す方法は、
リード板を電極に直接溶接したり、電極群の両端
に芯金等を露出させ、その部分にリード板を当て
てうず巻状電極の端部全体に溶接して、リードも
しくはリード板と電極を接続する方法が用いられ
ている。とくに後者の場合は、電極とリード板と
の接点が多く、高率放電などに適した方法であ
る。これに関する提案は種々なされている。

最近、上記電極の他に、基板として高多孔度を
有するスポンジ状金属多孔体を用いる電極が提案
されている。この電極は、基本的には例えばスポ
ンジ状ニツケル多孔体に、活物質である水酸化ニ
ツケル粉末をペースト状にしてすり込み充填し、
加圧成形することによつて得ることができ、焼結
式電極に比べて、製造工程が簡単であり、活物質
充填密度が高いなどの特徴を有する。

しかし、この電極は、リード板との溶接が困難
であるという問題がある。特に、前記後者のリー
ド板をうず巻状電極群の端面全体に溶接する方法
においては、スポンジ状基板自体の金属量が少量
であることの他、リード板溶接部を加圧圧縮する
ことにより多少強度が向上するが、焼結式やペー
スト式に用いられる芯金のような本質的に均一な
金属板と異なり、リード板を極板の端部に強く当
てると、溶接予定部分が折れ曲がるという強度不
足の問題を有している。また、リード板に圧力を
加えずに当てるだけで溶接すると、溶接時の接点
抵抗が増大し、溶接予定部の基板が溶失する現象
が生じる。

本発明は、スポンジ状金属多孔体を基板とする
上記のような問題を解決し、うず巻状に巻回した
電極群の端面へのリード板の接続を確実にするも
のである。

すなわち、本発明は、極板のリード接続部を構
成する端縁部をスポンジ状金属基板を加圧圧縮し
た圧縮部と、ここに溶融充填するか又は加圧圧着
した可撓性樹脂で構成するものである。この樹脂
は、加熱溶融により基板の圧縮部へ充填するのが
好ましい。なお、エポキシ樹脂のように可撓性の
ないものを使用すると、極板をうず巻状に捲回す
る際、折れる現象が生じて逆に強度が低下する。

以下、本発明を実施例により説明する。

多孔度約94％、重量密度60mg／cm²、厚さ約1.10
mmの長尺帯状のスポンジ状ニツケル基板を1000
Kg／cm²の圧力で加圧することによつて、基板の長
手方向と直角に幅２mm、深さ0.97mmの溝を設け
る。ついでこの溝に幅２mm、厚さ0.2mmのポリプ
ロピレン板を当て加熱溶融させ基板加圧部の内部
に樹脂を充填する。つぎに基板全体に水酸化ニツ
ケル粉末を主とする活物質粉末のペーストを充填
し、溝部の表面い付着している活物質を研磨し除
去する。その後極板全体を加圧成形し、乾燥す
る。ついで溝部の中心部および溝部間の中央を切
断して幅38mm、長さ210mm、厚さ0.70mm（加圧端
縁部は0.15mm）の電極を得る。

この正極と長さ260mm、厚さ0.55mmの汎用カド
ミウム負荷とをポリアミド系不織布を介してうず
巻状に捲回し、外周にポリエチレン製のテープを
巻きつけて固定する。なお、この場合正、負極の
端縁部はそれぞれセパレータの上、下に露出させ
ている。ついで、極板群の上下に極板群より小さ
い径の円板状のニツケル製リード板を当て、それ
ぞれ正、負極の端縁部に溶接する。この場合各々
の溶接点は約40点である。

第１図は、上記の電極群を用いた円筒密閉形ニ
ツケル・カドミウム蓄電池の概略構成を示す。１
は電極群、２は正極、３は負極、４はセパレータ
であり、電極群の上、下に露出している正、負極
の端縁部２ａ，３ａはそれぞれリード板５，６に
溶接されている。７は負極端子を兼ねる金属ケー
スで、その底面に負極側のリード板６の中央が溶
接されている。８は金属製封口板で、正極側のリ
ード板５とリード片９により接続されており、中
央に設けた透孔をゴム弁で閉塞して安全弁を構成
している。１１は正極端子キヤツプ、１２はガス
ケツトである。

第２〜４図は正極の製造工程の概略を示してい
る。１３は長尺のスポンジ状ニツケル基板で、長
手方向と直角方向に加圧圧縮して溝１４を形成し
た後、溝１４内に樹脂の薄板１５を当て、加圧加
熱により樹脂板を溶融させ、溝の底を形成してい
る基板の圧縮部１６に樹脂の大部分を充填させ
る。次いで、活物質の充填、加圧成形工程を経た
後、溝１４の中央部および溝間の中央を切断す
る。

このようにして得られた正極は、基板の圧縮部
１６がリード板と溶接される端縁部２ａを構成
し、その端面は上の切断面であり、スポンジ状基
板を構成しているニツケル骨格が露出している。

上記実施例による正極の端縁部に円板状のリー
ド板を当て、端縁部が折れ曲がるまでの強度を測
定したところ、約７Kg／cmを示した。一方、端縁
部に上記のように樹脂による補強をしないものは
約2.5Kg／cmであつた。また、基板に使用するス
ポンジ状多孔体として一般に用いられている重量
密度40〜100mg／cm²のものについて、本発明によ
る構成を採つたものは、一般に必要とされる強度
約６Kg／cmを上回つていた。さらに、リード板を
溶接したものについての引張強度は約７Kgを示
し、十分な溶接強度を示した。

実施例では、リード板を溶接する基板の圧縮し
た端縁部に、樹脂板を加熱して浸透させたが、加
圧圧着するのみでもよく、溶融した樹脂を充填し
てもよい。用いる樹脂としてはポリプロピレン、
ポリエチレンなどが適する。また、ニツケル正極
に限らず、スポンジ状金属多孔体を基板とし、円
筒形状に捲回して極板群構成を採用する場合には
すべて適用できるものである。

以上のように、本発明は、急速放電などの特性
を要望される電池において、電極の基板にスポン
ジ状金属多孔体を使用する場合でも、露出した電
極端縁部は、加圧圧縮され、しかも可撓性樹脂で
補強されて機械的強度を高めているので、リード
板との強固な接続を可能にするものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例におけるニツケル・カ
ドミウム蓄電池の要部を欠截した側面図、第２図
はその正極に用いた基板の平面図、第３図はその
縦断面略図、第４図は基板端縁部の製造工程を示
す縦断面略図である。 １……極板群、２……正極、３……負極、４…
…セパレータ、２ａ，３ａ……端縁部、１３……
基板、１４……溝、１５……樹脂板、１６……圧
縮部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 正極２と負極３とセパレータ４とからなるう
   ず巻状電極群１と、 リード板５又は６を備え、 前記正、負いずれか一方の電極はスポンジ状の
   金属多孔体からなる基板１３とこれに充填された
   活物質とから構成され、かつその端縁部２ａ又は
   ３ａは、電極群１の巻回軸方向に露出し、基板１
   ３の圧縮部１６とこの圧縮部１６に溶融充填又は
   加圧圧着された可撓性樹脂とからなり、その基板
   １３の金属部が露呈して端面に前記リード板５又
   は６を溶接したことを特徴とする電池。 ２ セパレータ４を介して対極とともにうず巻状
   に巻回される電池用電極の製造法であつて、 長尺状のスポンジ状多孔性金属基板１３にその
   長手方向とほぼ直角の方向に帯状の加圧圧縮部１
   ６を形成し、この圧縮部１６に可撓性樹脂１５を
   溶融充填するか又は加圧圧着し、 次いで活物質を基板１３へ充填し加圧成形した
   後、前記帯状の圧縮部１６のほぼ中央部および圧
   縮部１６間の中央部を切断する電池用電極の製造
   法。