JPWO2013038946A1 - 円筒形電池 - Google Patents

Abstract

本発明は、円筒形電池において、正極又は負極を押圧しやすくして、放電効率（一次電池の場合）又は充放電効率（二次電池の場合）を向上させるものであり、円筒状の電池ケース２と、電池ケース２内に配置され、正極３１及び負極３２をセパレータ３３を介して構成される円筒状の極群３とを備え、正極３１又は負極３２が、周方向において複数の電極片（３１Ａ、３１Ｂ等）に分割されている。

Description

本発明は、例えばアルカリ蓄電池やリチウムイオン二次電池等の円筒形電池に関するものである。

ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・水素蓄電池等のアルカリ蓄電池における円筒形電池としては、例えば特許文献１に示すように、帯状の正極板と負極板とをセパレータを介して渦巻き状に巻いて構成した極板群を円筒形の電池ケース（電池外装缶、電槽缶等ともいう。）に収納して密封したものがある。この円筒形電池では、高容量化を図るために、帯状の正極板と負極板とをセパレータを介してほぼ中実となるように渦巻き状に巻いて円柱状とした極板群を電池ケース内に収納して構成されている。

一方、本出願人は、近年の高容量化が進んでいる円筒形電池において、用途に応じた低容量の円筒形電池の開発を進めている。具体的には、例えば帯状の正極板と負極板を渦巻き状に巻く回数を減らして円筒状として電池ケース内に収容すること等を考えている。

特開２００８−１５９３５７号公報

そして、正極板及び負極板をそれぞれ少数巻き（例えば１周巻き）にして構成して円筒状とした極板群を電池ケースに収容するものでは、充放電効率を低下させないために、特に極板群の最内周に位置する正極又は負極を極板群に押圧させる必要がある。

しかしながら、本願発明者は、上記のように円筒状とした極板群を電池ケースに収容するものでは、以下のような問題点があることを見出した。つまり、正極又は負極が帯状の極板を巻回して構成されているため、内側からセパレータの内側周面に向かって押圧した場合に、当該押圧力によって正極又は負極が外側に拡径しにくく、極群を押圧させにくいという問題がある。これにより、正極及び負極の押圧が不十分となり充放電効率が低下するという問題もある。

そこで本発明は、上記問題点を一挙に解決すべくなされたものであり、円筒形電池において、正極及び負極を押圧しやすくして、放電効率（一次電池の場合）又は充放電効率（二次電池の場合）を向上させることをその主たる所期課題とするものである。

すなわち本発明に係る円筒形電池は、円筒状の電池ケースと、正極、負極及びセパレータを有する円筒状の極群とを備え、前記極群の内側に空間が形成されており、前記正極又は前記負極が、周方向において複数の電極片に分割されていることを特徴とする。

このようなものであれば、極群の内側に空間が形成されているので、極群を径方向内側から径方向外側に向かって押圧させ易くすることができる。また、正極又は負極が周方向において複数の電極片に分割されているので、それらの電極片を径方向内側から径方向外側に向かって押圧した際に、各電極片が個別に移動することから極群を押圧させ易くすることができる。これにより、円筒形電池の放電効率（一次電池の場合）又は充放電効率（二次電池の場合）を向上させることができる。また正極及び負極を１周巻きとした場合は、正極及び負極の基材及びセパレータの使用量を大幅に削減することができ、それらの巻き込み等の製造の工数を削減することもできる。

また、極群の内側に空間が形成されている場合には、正極又は負極の緩みが問題となる場合がある。このため、本発明の円筒形電池においては、前記極群の内側空間に配置されて、前記極群を内側から押圧して保持する保持部材を有することが望ましい。これならば、保持部材が極群を内側から押圧していることから、正極又は負極が内側に緩むことによる活物質脱落の防止により集電効率の低下を防ぐことができる。また、保持部材が、極群の外側周面と電池ケースの内側周面とが互いに押圧した状態を保持することによって、放電効率（一次電池の場合）又は充放電効率（二次電池の場合）の低下を防止することができる。さらに円筒状に巻く極群の巻数を減らすことによって、正極及び負極の集電体及びセパレータの使用量を大幅に削減することができ、それらの巻き込み等の製造の工数を削減することもできる。

前記正極又は前記負極が、半周以下の周方向長さを有する複数の電極片に分割されていることが望ましい。これならば、電極片の周方向の長さを半周以下にすることにより、極板をプレス成形することができる。電極片の周方向の長さが半周よりも長い電極では、金型によるプレス成形が困難であるので、捲回により成形する必要があり、巻ずれなどにより不良が多くなってしまう。

正極又は前記負極が、周方向の辺より前記極群の巻回軸方向の辺の方が長いことが望ましい。これならば、電極形状が巻物とされる長い帯状から正方形に近づくので、製作時のハンドリングや巻き込みの工程を容易にすることができる。また、極群の押圧も容易となり、円筒形電池の放電効率（一次電池の場合）又は充放電効率（二次電池の場合）を向上させることができる。

正極又は負極が、多数の貫通孔を有する金属板を基材とするものであることが望ましい。集電端子は外部に接続される導電体と溶接するので、強度が必要となる。多孔質体を用いた電極では、溶接に必要な強度を得るために圧縮工程が用いられる。それに対し、金属板を基材として用いていれば、圧縮工程を経ずにそのまま溶接することができる。

電極片の分割数を増やし過ぎると巻き込み作業が煩雑になる恐れがある。このため、前記正極又は負極が、２つの電極片に分割されていることが望ましい。

前記正極又は前記負極が、周方向に分割された複数の電極片部及び互いに隣接する電極片部の一部同士を連結する連結部を有することが望ましい。これならば、電極片部を内側からセパレータの内側周面に向かって押圧した際に、各電極片部が個別に移動することから極群を押圧させ易くすることができる。また、電極片部が連結部により連結されて一体とされていることから、製造時のハンドリングや巻き込み工程を容易にすることができる。これにより、また正極及び負極を１周巻きとした場合は、正極及び負極の基材及びセパレータの使用量を大幅に削減することができ、それらの巻き込み等の製造の工数を削減することもできる。

正極又は負極の構成を簡単にして、その電極の基材の使用量を一層削減するとともに部品点数を削減するためには、前記連結部が集電端子を兼ねていることが望ましい。また、連結部において集電をとるので、活物質への集電距離は短くなり、抵抗が小さくなるので好ましい。

より一層部品点数を削減する観点から、正極又は負極を単一基材から構成することが考えられる。単一基材から構成することによって、その分の溶接工程を省くことができる。連結部が集電端子を兼ねている場合には、集電端子に至るまでに溶接部が無い構成とすることができ、抵抗が高くなることもないという利点がある。

前記正極又は前記負極が、多数の貫通孔を有する金属板を基材とするものであり、前記電極片及び前記連結部が一体成形されていることが望ましい。これならば、連結部において電極を折り返すだけで、容易に円形の電極を作製できる。

前記電極片の周方向の辺が前記連結部により連結されていることが望ましい。これならば、連結部を折り返すことで、連結部が集電端子となるだけでなく、その集電端子を円筒軸方向の上端又は下端とすることができ、その後の電池ケース又は封口体への溶接を簡単にすることができる。

また、連結部は電極群の巻回軸と垂直であることが好ましい。電極群の巻回軸と平行に連結部が配置されれば、その部分は電極反応が可能な領域であるので、電極反応に寄与する容積を狭めてしまう。巻回軸と垂直な面では電極反応はあまり起こらないので、連結部を配置することによって、電極反応に寄与する部分を狭める容積を少なくすることができる。

連結部を容易に折り曲げることができるようにするためには、前記連結部にスリットが設けられていることが望ましい。

正極又は負極が、展開した状態において、複数の電極片部及びこれら電極片部において互いに隣接する隣接辺の上端部同士を連結するとともに上方向外側に延設された矩形状をなす連結部を有し、前記電極片部の上下寸法と前記連結部の上下寸法とが等しいことが望ましい。このように構成することによって、活物質が塗工される部分である電極片部（塗工部）と活物質が塗工されない部分である集電端子（未塗工部）との長さが等しくなり、連続塗工時に極板の打ち抜きによるロスをほぼ無くすことができる。

このように構成した本発明によれば、円筒形電池において、正極及び負極を押圧しやすくして、放電効率（一次電池の場合）又は充放電効率（二次電池の場合）を向上させることができる。

第１実施形態に係るアルカリ蓄電池の縦断面図。 第１実施形態のアルカリ蓄電池の横断面図。 第１実施形態の電極片の展開平面図。 第１実施形態の電極片のプレス加工を示す図。 変形実施形態のアルカリ蓄電池の横断面図。 変形実施形態のアルカリ蓄電池の横断面図。 第２実施形態に係るアルカリ蓄電池の縦断面図。 第２実施形態のアルカリ蓄電池の封口体を除いた状態における一部断面を示す平面図。 第２実施形態の正極板の展開図。 第２実施形態の正極板の製造方法を示す図。 第２実施形態の正極板の折り曲げ態様を示す図。 変形実施形態におけるアルカリ蓄電池の横断面図。 変形実施形態におけるアルカリ蓄電池の横断面図。 変形実施形態におけるアルカリ蓄電池の横断面図。 変形実施形態における正極板の折り曲げ態様を示す図。

１００・・・二次電池（アルカリ蓄電池）
２・・・電池ケース
３・・・極板群（極群）
３１・・・正極板（正極）
３１Ａ、３１Ｂ・・・正極板の電極片
３２・・・負極板（負極）
３２Ａ、３２Ｂ・・・負極板の電極片
３３・・・セパレータ

＜第１実施形態＞
以下に本発明に係る二次電池の第１実施形態について図面を参照して説明する。

第１実施形態に係る二次電池１００は、ニッケル・カドミウム蓄電池やニッケル・水素蓄電池等のアルカリ蓄電池である。具体的にこのものは、例えば単３形の容量が１８００ｍＡｈ以下、又は単４形の容量が６５０ｍＡｈ以下である低容量タイプの円筒型電池であり、図１及び図２に示すように、有底円筒状をなす金属製の電池ケース２と、この電池ケース２内に配置され、正極板３１、負極板３２及びセパレータ３３からなる円筒状の極板群３とを有するものである。

電池ケース２は、ニッケルめっきを施した有底円筒状をなすものであり、図１に示すように、上部開口は絶縁体４を介して封口体５により封止されている。また、封口体５の裏面には、正極板３１の上端部に突出して設けられた集電端子３１１が例えば溶接により接続されて、封口体５が正極端子となる。なお、後述するように、電池ケース２の内側周面２ｍに極板群３の最外周に位置する負極板３２の外側周面３ｎが接触して、電池ケース２自体が負極端子となる（図２の部分拡大図参照）。

極板群３は、２周巻きの正極板３１及び２周巻きの負極板３２を例えばポリオレフィン製の不織布からなるセパレータ３３を介して同心円状に配置して構成される円筒形状をなすものである。なおセパレータには例えば水酸化カリウム等の電解液が含侵される。その他、ポリエチレン製の袋状をなすものを用いても良い。

正極板３１は、例えばニッケルめっきを施した二次元基材である穿孔鋼板からなる正極集電体と、この正極集電体上に塗布された正極活物質とからなる。なお正極活物質としては、ニッケル・カドミウム蓄電池の場合には、例えば水酸化ニッケルであり、ニッケル・水素蓄電池の場合には、例えば水酸化カルシウムを添加した水酸化ニッケルである。

負極板３２は、前記正極板３１と同様にニッケルめっきを施した穿孔鋼板からなる負極集電体と、この負極集電体上に塗布された負極活物質からなる。なお負極活物質としては、ニッケル・カドミウム蓄電池の場合には、例えば酸化カドミウム粉末と金属カドミウム粉末との混合物であり、ニッケル・水素蓄電池の場合には、例えば主にＡＢ_５型（希土類系）又はＡＢ_２型（Ｌａｖｅｓ相）の水素吸蔵合金の粉末である。なお、正極板３１及び負極板３２をニッケル孔体等の発泡状基材ではなく、穿孔鋼板といった二次元基材を用いて構成していることから、活物質の脱落が起こりやすい。

そして、図２に示すように、正極板３１が周方向に２等分割された２つの電極片３１Ａ、３１Ｂを有し、負極板３２が周方向に２等分割された２つの電極片３２Ａ、３２Ｂを有する。

具体的に各電極片３１Ａ、３１Ｂ、３２Ａ、３２Ｂは、図３に示すように、平面視において概略矩形状をなすものであり、当該電極片３１Ａ、３１Ｂ、３２Ａ、３２Ｂが配置される位置の円周において略半周の周方向長さを有するものである。つまり本実施形態では、電池ケース２内に配置された各電極片３１Ａ、３１Ｂ、３２Ａ、３２Ｂは、軸方向から見て概略１／２円弧状をなすものである。また、周方向において隣接する２つの電極片（例えば３１Ａと３１Ｂ）との間には軸方向に沿ったスリットが形成される。

また、図３に示すように、各電極片３１Ａ、３１Ｂ、３２Ａ、３２Ｂの上端部にはそれぞれ集電端子３１１、３２１が設けられており、電池ケース２内に収容された後に、正極板３１の集電端子３１１は封口体５に接続され、負極板３２の集電端子３２１は電池ケース２に接続される。なお、各電極片３１Ａ、３１Ｂ、３２Ａ、３２Ｂ及び当該電極片３１Ａ、３１Ｂ、３２Ａ、３２Ｂに設けられる集電端子３１１、３２１は、穿孔鋼板により一体成形されている。

そして本実施形態のアルカリ蓄電池１００は、図１及び図２に示すように、極板群３の中空部３Ｘ内に配置され、極板群３の内側周面３ｍに接触するとともに、極板群３の外側周面３ｎが電池ケース２の内側周面２ｍに接触した状態を保持する保持部材６を備えた方が好ましい。

この保持部材６は、図１及び図２に示すように、極板群３の内側周面３ｍ、本実施形態では最内周に位置する正極板３１の内側周面の全体に接触するものであり、弾性を有する例えばポリプロピレンもしくはナイロンなどの樹脂製又は金属製の１枚の平板又はそれらを積層した平板からなる。この平板からなる保持部材６は、円筒状に湾曲して変形されて極板群３の中空部３Ｘに配置されることにより、その弾性復帰力によって、保持部材６の外側周面６ｎが極板群３の内側周面３ｍに押圧接触するとともに、極板群３の外側周面３ｎが電池ケース２の内側周面２ｍに押圧接触する（図２の部分拡大図参照）。より詳細に保持部材６は、極板群３の内側周面３ｍ全体に押圧接触するために、その長さ寸法は極板群３の中空部３Ｘの内周長以上であることが望ましく、その幅寸法は、極板群３の中空部３Ｘの軸方向長さとほぼ同等であることが望ましい。この保持部材６により、保持部材６が極板群３の内側周面３ｍに押圧接触していることから、最内周に位置する正極板３１の正極活物質の脱落を防止するだけでなく、負極板３２の負極活物質の脱落も防止できる。これにより集電効率の低下を防止することができる。また、保持部材６が、極板群３の外側周面３ｎと電池ケース２の内側周面２ｍとが接触した状態を保持することから、極板群３の外側周面３ｎと電池ケース２の内側周面２ｍとの接触を確実にして充放電効率の低下を防止することができる。また、１枚の板を円筒状に変形させて保持部材６を構成していることから、電池１００内の空間を大きくすることができ、電池内圧の上昇を防ぐことができる。

次に本実施形態のアルカリ蓄電池１００の製造方法について簡単に説明する。
まず負極板３２の２枚の電極片３２Ａ、３２Ｂを、プレス金型を用いてそれぞれ半円筒状に変形させ（図４参照）、電池ケース２内に収容する。そして、円筒状に巻かれたセパレータ３３を電極片３２Ａ、３２Ｂの径方向内側に収容する。次に、正極板３１の２枚の電極片３１Ａ、３１Ｂを、プレス金型を用いてそれぞれ半円筒状に変形させ（図４参照）、それぞれ半円筒状に変形させて電池ケース２内においてセパレータ３３の径方向内側に収容する。この作業を繰り返すことにより、２周巻きの正極板３１及び２周巻きの負極板３２をセパレータ３３を介して同心円状に電池ケース２内に収容する。そして、電解液を注液する。その後、極板群３の中空部３Ｘ内に、当該中空部３Ｘの内径よりも小さい円筒状に変形された保持部材６を配置する。これにより極板群３を電池ケース２に固定させることができる。そして負極板３２の電極片３２Ａ、３２Ｂの集電端子３２１を電池ケース２の底面に接続し、正極板３１の電極片３１Ａ、３１Ｂの集電端子３１１を封口体５の裏面に接続するとともに当該封口体５を絶縁体４を介して電池ケース２の上部開口にかしめ等により固定する。なお、極板群３を電池ケース２に収容し保持部材６を配置した後に、電解液を注液しても良い。

このように構成した第１実施形態に係るアルカリ蓄電池１００によれば、正極板３１及び負極板３２が、周方向に２つの電極片３１Ａ、３１Ｂ、３２Ａ、３２Ｂに分割されているので、それらの電極片３１Ａ、３１Ｂ、３２Ａ、３２Ｂを内側からセパレータ３３の内側周面に向かって押圧した際に、各電極片３１Ａ、３１Ｂ、３２Ａ、３２Ｂが個別に移動することからセパレータ３３の内側周面に接触させ易くすることができる。これにより、アルカリ畜電池１００の充放電効率を向上させることができる。

また、正極板３１の電極片３１Ａ、３１Ｂにより形成されるスリットと、負極板３２の電極片３２Ａ、３２Ｂにより形成されるスリットとが周方向において同一位置に設けられており、これらスリットにより極板群３を拡縮させ易くすることができる。

なお、本発明は前記第１実施形態に限られるものではない。
例えば、前記第１実施形態では、正極板及び負極板を２等分割するものであったが、２つの電極片の左右寸法が互いに異なるものであっても良い。また、正極板又は負極板を３分割以上したものであっても良い。ここで、３分割した場合（電極片３１Ａ〜３１Ｃ及び電極片３２Ａ〜３２Ｃ）を図５に示す。このように電極片の分割数を増加させると、各電極片とセパレータとの接触をより一層確実にすることができる。

また、図６に示すように、正極板３１の電極片３１Ａ、３１Ｂにより形成されるスリットと、負極板３２の電極片３２Ａ、３２Ｂにより形成されるスリットとを周方向において互いに異なる位置に配置しても良い。これならば、極板群３の外側周面を電池ケース２の内側周面に押圧接触又は極板群３を構成する正極板３１及び負極板３２をセパレータ３３を介して押圧させた状態とした後に正極板３１及び負極板３２を緩みにくくすることができる。したがって、電池の充放電効率の低下又は正極又は負極の活物質の脱落を長期間にわたって防止することができる。なお、図６においては、２つの正極板３１の電極片３１Ａ、３１Ｂにより形成されるスリットが周方向において同一方向を向き、２つの負極板３２の電極片３２Ａ、３２Ｂにより形成されるスリットが周方向において同一方向を向いて構成されているが、これらを周方向において互いに異なる位置に配置しても良い。

さらに、前記第１実施形態の極板群は２重の構造であったが、１重の構造又は３重以上の構造としても良い。特に１重の構造、つまり、正極板３１及び負極板３２を１周巻きとすることで、正極板３１及び負極板３２の基材及びセパレータ３３の使用量を大幅に削減することができ、それらの巻き込み等の製造の工数を削減することもできる。

その上、前記第１実施形態では、正極板及び負極板を複数の電極片に分割した場合を示したが、いずれか一方を複数の電極片に分割するものであっても良い。特に、セパレータの内側に位置する正極板を分割した場合には、内側から正極板をセパレータに押圧させ易くすることができ、極板群を圧迫させることができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明に係る二次電池の第２実施形態について図面を参照して説明する。なお、前記第１実施形態と同一又は対応する部材には、同一の符号を付している。

第２実施形態に係る二次電池１００は、前記実施形態とは、極板群３の構成が異なり、特に正極板３１の構成が異なる。

本実施形態の極板群３は、図７及び図８に示すように、１周巻きの正極板３１及び１周巻きの負極板３２を例えばポリオレフィン製の不織布からなるセパレータ３３を介して同心円状に配置して構成される円筒形状をなす１重の構造を有するものである。なおセパレータには例えば水酸化カリウム等の電解液が含侵される。

そして、セパレータ３３の内側周面に接触する正極板３１が、図７〜図９に示すように、周方向に２等分割された２つの電極片部３１Ａ、３１Ｂ及びこれら電極片部３１Ａ、３１Ｂにおいて互いに隣接する一方の隣接辺３１Ａ１、３１Ｂ１の上端部同士を連結する集電端子３１１として機能する連結部３１Ｃを有し、軸方向から見て概略Ｃ字形状をなす。この正極板３１は、上述したように穿孔鋼板を基材とするものであり、電極片部３１Ａ、３１Ｂの集電体部３１Ａ２、３１Ｂ２及び連結部３１Ｃが穿孔鋼板により一体成形されている。

具体的に正極板３１は、図９に示すように、電池ケース２に収容する前の展開した状態において、左右に隣接する矩形状の同一形状をなす２枚の電極片部３１Ａ、３１Ｂ及びこれら電極片部３１Ａ、３１Ｂにおいて互いに隣接する隣接辺３１Ａ１、３１Ｂ１の上端部同士を連結するとともに上方向外側に延設された矩形状をなす連結部３１Ｃを有する。これら電極片部３１Ａ、３１Ｂは、周方向の辺となる上下方向に沿った左右辺よりも軸方向の辺となる左右方向に沿った上下辺の方が長く構成されている。この正極板３１は、連結部３１Ｃの中心軸に対して左右対称な形状をなすものである。そして、電極片部３１Ａ、３１Ｂの上下寸法Ｌ１と連結部３１Ｃの上下寸法Ｌ２とが等しく（Ｌ１＝Ｌ２）なるように構成されている。

なお、本実施形態のアルカリ蓄電池１００は、図７及び図８に示すように、極板群３の中空部３Ｘ内に配置され、極板群３の内側周面３ｍに接触するとともに、極板群３の外側周面３ｎが電池ケース２の内側周面２ｍに接触した状態を保持する保持部材６を備えていることが好ましい。

この保持部材６は、図７及び図８に示すように、極板群３の内側周面３ｍ、本実施形態では最内周に位置する正極板３１の内側周面の全体に接触するものであり、弾性を有する例えばポリプロピレンもしくはナイロンなどの樹脂製又は金属製の１枚の平板又はそれらを積層した平板からなる。この平板からなる保持部材６は、円筒状に湾曲して変形されて極板群３の中空部３Ｘに配置されることにより、その弾性復帰力によって、保持部材６の外側周面６ｎが極板群３の内側周面３ｍに押圧接触するとともに、極板群３の外側周面３ｎが電池ケース２の内側周面２ｍに押圧接触する（図８の部分拡大図参照）。より詳細に保持部材６は、極板群３の内側周面３ｍ全体に押圧接触するために、その長さ寸法は極板群３の中空部３Ｘの内周長以上であることが望ましく、その幅寸法は、極板群３の中空部３Ｘの軸方向長さとほぼ同等であることが望ましい。このように１枚の板を円筒状に変形させて保持部材６を構成していることから、電池１００内の空間を大きくすることができ、電池内圧の上昇を防ぐことができる。

次にこのように構成した正極板３１の製造方法について簡単に説明する。
まず、図１０に示すように、長尺形状をなす母材Ｘに対して、その長手方向に沿って中心部に集電端子３１１となる直線状の未塗工部Ｘ１を残して、その両側に正極活物質を塗工して塗工部Ｘ２、Ｘ３を形成する。そして、前記正極板３１の展開状態と同一形状をなす金型を用いて打ち抜いていく。なお、図１０において太線が打ち抜き形状を示している。ここで、電極片部３１Ａ、３１Ｂの上下寸法Ｌ１と連結部３１Ｃの上下寸法Ｌ２とが等しいことから、各正極板３１をその打ち抜き領域が連続するように打ち抜くことができ、打ち抜きのロスをほぼ無くすことができる。

次に本実施形態のアルカリ蓄電池１００の製造方法について簡単に説明する。
まず１枚の負極板３２を円筒状に変形させて電池ケース２内に収容する。また、上記のとおり製造した正極板３１を、図１１に示すように、正極板３１の電極片部３１Ａ、３１Ｂをプレス金型により上下方向に湾曲させて半円状にするとともに、連結部３１Ｃ（集電端子３１１）を中心として左右方向に折り畳むことによって、概略円筒状にする。このように変形させた正極板３１を集電端子３１１が上側に位置するように袋状のセパレータ３３に収容して負極板３２内に収容する。その後、極板群３の中空部３Ｘ内に、当該中空部３Ｘの内径よりも小さい円筒状に変形された保持部材６を配置する。これにより極板群３を電池ケース２に固定させることができる。そして、電解液を注液する。そして正極板３１の集電端子３１１を封口体５の裏面に接続するとともに、当該封口体５を絶縁体４を介して電池ケース２の上部開口にかしめ等により固定する。なお、極板群３を電池ケース２に収容し保持部材６を配置した後に、電解液を注液しても良い。また、セパレータ３３が袋状のものでない場合には、セパレータ３３を予め負極板３２内に配置した後に、円筒状の正極板３１を配置するようにしても良い。

このように構成した本実施形態に係るアルカリ蓄電池１００によれば、セパレータ３３の内側周面に接触する正極板３１が、周方向に２つの電極片部３１Ａ、３１Ｂに分割されているので、それらの電極片部３１Ａ、３１Ｂを内側からセパレータ３３の内側周面に向かって押圧した際に、各電極片部３１Ａ、３１Ｂが個別に移動することから極板群３を押圧（圧迫）させ易くすることができる。これにより、アルカリ畜電池１００の充放電効率を向上させることができる。また正極板３１及び負極板３２を１周巻きとしていることから、正極板３１及び負極板３２の基材及びセパレータ３３の使用量を大幅に削減することができ、それらの巻き込み等の製造の工数を削減することもできる。

なお、本発明は前記第２実施形態に限られるものではない。
例えば、前記第２実施形態では、正極板を２等分割するものであったが、２つの電極片部の左右寸法が互いに異なるものであっても良い。また、正極板を３分割以上したものであっても良い。ここで、４分割した場合を図１２に示す。図１２に示すように、互いに隣接する電極片部３１Ｄ〜３１Ｇの一部を連結部３１Ｈ〜３１Ｊ（連結部３１Ｈを集電端子３１１とする）により連結して、軸方向から見て概略Ｃ字形状をなすように構成する。このように電極片部の分割数を増加させると、各電極片部がより一層移動し易くなり極板群の押圧を一層確実にすることができる。

ここで４分割した場合の正極板３１の製造方法について簡単に説明する。まず、図１３に示すように、長尺形状をなす母材Ｘに対して、その長手方向に沿って中心部に連結部３１Ｈ〜３１Ｊとなる直線状の未塗工部Ｘ１１〜Ｘ１３を残して、その両側に正極活物質を塗工して塗工部Ｘ２〜Ｘ５を形成する。そして、正極板３１の展開状態と同一形状をなす金型を用いて打ち抜いていく。なお、図１３において太線が打ち抜き形状を示している。そして、図１４に示すように、この正極板３１の電極片部３１Ｄ〜３１Ｇを上下方向に湾曲させて部分円弧状にするとともに、各連結部３１Ｈ〜３１Ｊを中心としてジグザグ状に折り畳むことによって概略円筒状にする。

また、図１５に示すように、正極板３１を左右方向に湾曲させて半円状にするとともに、集電端子３１１を中心として左右方向に折り畳むことにより概略円筒形状にして電池ケース２内に収容するように構成しても良い。このような構成であれば、正極板の巻き込み作業をより一層簡単にすることができる。

さらに、前記第２実施形態では、連結部３１Ｃが集電端子３１１を兼ねるものであったが、連結部３１Ｃとは別に電極片部３１Ａ又は３１Ｂに集電端子３１１を形成しても良い。この場合、連結部３１Ｃを設ける位置は、隣接辺３１Ａ１、３１Ｂ１において上端部に限られないが、隣接辺３１Ａ１、３１Ｂ１において端部に設けた場合に電極片部が最も移動しやすい。

その上、前記第２実施形態では、セパレータの内側に位置する正極板を分割した場合について説明したが、負極板を正極板同様に分割しても良い。これならば、負極板が周方向に複数の電極片部に分割されているので、各電極片部が個別に移動することから、各電極片部を電池ケースの内側周面に接触させ易くすることができる。

また、集電端子３１１にスリットを形成して、集電端子３１１を折り曲げやすく構成しても良い。このスリットは、集電端子３１１の長手方向に直交する幅方向に沿って複数形成することが考えられる。

加えて、前記第２実施形態では、極板群が、内側から正極板、セパレータ及び負極板の順に構成されているが、内側から負極板、セパレータ及び正極板の順に構成したものであっても良い。この場合、負極板を前記実施形態のように複数の電極片部に分割して構成する。

前記第２実施形態の正極及び負極は、穿孔鋼板に活物質を塗工して構成されるものであったが、その他、ニッケル孔体等の発泡状基材に活物質を充填させて構成したものであっても良い。また、正極を活物質粉末を所定の形（複数の電極片部からなる円筒状）に圧縮形成し、集電板を通じて集電を行うようにしても良い。

さらに、保持部材に関して言うと、電池ケースの内側周面に極板群の外側周面が接触した状態における極板群の内側周面に嵌合する形状の外側周面を有するものであっても良い。具体的には、極板群の内側周面と略同一形状をなす（内側周面とほぼ同一径の外径を有する）樹脂製又は金属製円筒体又は円柱体であっても良い。このようなものであれば、電池ケースに収容された電極群の中空部に保持部材を嵌合させることによって前記実施形態と同様の効果を得ることができる。

加えて、前記実施形態では、極板群が、内側から正極板、セパレータ及び負極板の順に構成されているが、内側から負極板、セパレータ及び正極板の順に構成したものであっても良い。

前記実施形態の正極及び負極は、穿孔鋼板に活物質を塗工して構成されるものであったが、その他、ニッケル孔体等の発泡状基材に活物質を充填させて構成したものであっても良い。また、正極を活物質粉末を所定の形（複数の電極片からなる円筒状）に圧縮形成し、集電板を通じて集電を行うようにしても良い。

さらに、保持部材に関して言うと、電池ケースの内側周面に極板群の外側周面が接触した状態における極板群の内側周面に嵌合する形状の外側周面を有するものであっても良い。具体的には、極板群の内側周面と略同一形状をなす（内側周面とほぼ同一径の外径を有する）樹脂製又は金属製円筒体又は円柱体であっても良い。このようなものであれば、電池ケースに収容された電極群の中空部に保持部材を嵌合させることによって前記実施形態と同様の効果を得ることができる。

本発明は、アルカリ蓄電池の他、リチウムイオン二次電池等の二次電池に適用することも可能であり、又は一次電池に適用しても良い。

その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。

本発明によれば、円筒形電池において、正極又は負極を押圧しやすくして、放電効率（一次電池の場合）又は充放電効率（二次電池の場合）を向上させることができる。

Claims (12)

1. 円筒状の電池ケースと、
   正極、負極及びセパレータを有する円筒状の極群とを備え、
   前記極群の内側に空間が形成されており、
   前記正極又は前記負極が、周方向において複数の電極片に分割されていることを特徴とする円筒形電池。
2. 前記正極又は前記負極が、半周以下の周方向長さを有する複数の電極片に分割されている請求項１記載の円筒形電池。
3. 前記正極又は前記負極が、周方向の辺より前記極群の巻回軸方向の辺の方が長い請求項１又は２記載の円筒形電池。
4. 前記正極又は前記負極が、多数の貫通孔を有する金属板を基材とするものである請求項１乃至３の何れかに記載の円筒形電池。
5. 前記正極又は前記負極が、２つの電極片に分割されている請求項１乃至４の何れかに記載の円筒形電池。
6. 前記正極又は前記負極が、周方向に分割された複数の電極片部及び互いに隣接する電極片部の一部同士を連結する連結部を有する請求項１乃至５の何れかに記載の円筒形電池。
7. 前記連結部が集電端子を兼ねている請求項６記載の円筒形電池。
8. 前記正極又は前記負極が、多数の貫通孔を有する金属板を基材とするものであり、
   前記電極片及び前記連結部が一体成形されている請求項６又は７記載の円筒形電池。
9. 前記電極片の周方向の辺が前記連結部により連結されている請求項６乃至８の何れかに記載の円筒形電池。
10. 前記極群の巻回軸に対して、前記連結部が垂直に配置されている請求項６乃至９の何れかに記載の円筒形電池。
11. 前記連結部にスリットが設けられている請求項６乃至１０の何れかに記載の円筒形電池。
12. 前記正極又は前記負極が、展開した状態において、複数の電極片部及びこれら電極片部において互いに隣接する隣接辺の上端部同士を連結するとともに上方向外側に延設された矩形状をなす連結部を有し、
    前記電極片部の上下寸法と前記連結部の上下寸法とが等しい請求項６乃至１１の何れかに記載の円筒形電池。

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