TW488096B - Alkaline storage battery - Google Patents

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488096 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 --------B7 _ 五、發明說明（1 ) 本發明係有關一種有關鎳鎘蓄電池、鎳氫蓄電池等的 、具有正、負極板之間介入隔板捲繞的電極群的鹼性蓄電 池的電極群的構成。 身又’錄鑛蓄電池、鏡氫蓄電池等驗性蓄電池具有， 在正、負極板之間介入隔板，將其捲繞成渦捲狀形成電極 群，在該電極群的上下端連接集電體形成電極體，然後將 泫電極體裝入圓筒狀的金屬製電池罐中，將由正極用集電 體延伸出來的集電導板焊接在封口體的下面，在注入電解 液之後，在電池罐的開口部上介入絕緣墊片裝上封口體進 行密封的構成。 例如，在鎳鎘蓄電池中，在製作了在鎳燒結基板上用 化學含浸法填充給定量的鎳活性物質的鎳正極板、和同樣 在鎳燒結基板上用化學含浸法填充給定量的鎘活性物質的 鎘負極板之後，在鎳正極板和鎘負極板之間介入隔板進行 捲繞形成渦捲狀電極群。 然而，近年為了適應這種驗性蓄電池的高容量化、高 輸出化的要求，需要高密度填充活性物質，同時將隔板薄 形化。但是，在這樣採用高密度填充了活性物質的極板和 薄形化後的隔板的電池中，產生短路的發生率增大的問題 將發生短路的電池解體考察短路的原因，發現在渦捲 狀電極群的正極板的外側，在正極板上發生裂紋、毛刺、 活性物質欠缺和破損等，由於這些裂絞、毛刺、活性物質 欠缺和破損產生的破片和粉末穿通隔板因而多發生短路。 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱）

5^. Μ-------- -------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 488096 A7

五、發明說明（2 ) 經濟部智慧財產局員X消費合作社印製

另一方面，在渦捲狀電極群的正極板的内側，幾乎不會發 生由於正極板的裂絞、毛刺、活性物質欠缺和破損所引起 的短路。可以認為這是因為為了適應這種高容量化、高輸 出化的要求，高密度填充了活性物質的正極板變脆，在捲 繞成滿捲狀時在正極板上發生裂紋、毛刺、活性物質欠缺 和破損等，同時由於將隔板薄形化，強度降低，由這些裂 紋、毛刺、活性物質欠缺和破損產生的破片和粉末穿通了 隔板。 正極板的上端部上焊接正極用集電體，在渦捲狀電極 群的負、極板的下端部焊接負極用集電體作為渦捲狀電極體 ’之後’將負極用集電體與兼作負極端子的金屬外裝罐進 行電連接’將正極用集電體與兼作正極端子的封口體進行 電連接的構成。 為此’本發明正是針對上述問題的發明，其目的在於 在不降低電池特性的前提下，增強成為短路原因的渦捲狀 電極群的正極板的外側的隔板的強度，使得不發生短路。 為此，本發明的鹼性蓄電池，配置在渦捲狀電極群的 正極板外側的第1隔板的厚度比配置在該正極板内側的第2 隔板的厚度要厚。 這樣’逼過讓配置在渦捲狀電極群的正極板外側的第 1隔板的厚度比配置在該正極板内側的第2隔板的厚度厚， 可以增強配置在正極板側的第1隔板的機械強度，防止由 正極板的裂絞、毛刺、活性物質欠缺和破損所產生的破片 和粉末穿通隔板，防止短路的發生。這時，只要讓第1隔 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----.------•裝 — II 訂----線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 488096 A7 B7 _ 五、發明說明（3 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 板和第2隔極的厚度相等，電池内的隔板的占有率大致相 等，則不會降低放電容量、動作電壓等電池特性，可以增 強第1隔板的機械強度，防止短路的發生。 然後，當第1隔板的厚度比第2隔板的厚度要厚是，可 以採用比第2隔板的厚度要薄的兩張隔板構成第1隔板。這 時，只要將厚度薄的兩張隔板配置在正極板的外側進行捲 繞，就可以簡單讓第1隔板的厚度比第2隔板的厚度要厚， 並且容易獲得這種電極群。 又，配置在電極群的正極板外側的第1隔板的單位面 積重量比配置在内側的第2隔板的單位面積重量要大，第1 隔板和第2隔板的單位面積重量相等時，如果電池内的隔 板的占有率大致相等，則不會降低放電容量、動作電壓等 電池特性，可以增強配置在正極板外側的第1隔板的機械 強度’防止由正極板的欠缺和破損所產生的破片和粉末穿 通隔板，防止短路的發生。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 進一步，配置在電極群的正極板外側的第1隔板的的 厚度和單位面積重量比配置在内側的第2隔板的厚度和單 位面積重量要大，第1隔板和第2隔板的厚度和單位面積重 量相等時，如果電池内的隔板的占有率相等，則不會降低 放電容量、動作電壓等電池特性，可以進一步增強第1隔 板的機械強度，防止由正極板的欠缺和破損所產生的破片 和粉末穿通隔板，防止短路的發生。 又，本發明的鹼性蓄電池，第1隔板和第2隔板是由聚 烯烴系樹脂纖維£構成的分割短纖維和分割長纖維均勻交 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 488096 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（4 絡在一起形成，第1隔板的單位面積重量比第2隔板的單位 面積重量要大。這樣，如果短纖維和長纖維均勻交絡在一 起形成，由短纖維增大隔板的表面積，可以提高電解液的 保液性抑製電池内壓的上升，同時由長纖維提高隔板的多 孔度提高透氣性。為此，可以防止採用這種隔板的鹼性蓄 電池的内部短路的發生，基於良好的保液性可以提高活性 物質的利用率，並且防止内部氣壓的上升。 圖式之簡單說明 第1圖為表示本發明第1實施方案的實施例1的電極群 的主要部位的斜視圖。 第2圖為表不本發明第1貫施方案的實施例2的電極群 的主要部位的斜視圖。 第3圖為表示本發明第1實施方案的比較例的電極群的 主要部位的斜視圖。 第4圖為表示本發明第2實施方案的電極群的主要部位 的斜視圖。 第5圖為表示本發明第2實施方案的各電池的周期壽命 特性。 符號說明 H) A、10 B、10 C · · ·電極群 U…鎳正極板 11a…導電性芯體 12···錢負極板 12a···導電性芯體 ---------------^--------^---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 488096 A7 ------—g·7 ___ 五、發明說明（5 ) 13…第1隔板 14···第2隔板 Μ、15…第丨隔板 16、16···隔板 21…鎳正極板 21a…導電性芯體 22···包氫合金負極板 22a…導電性芯體 23…第1隔板 24…第2隔板 以下說明本發明的實施方案。 A ·第1實施方案 以下參照附圖說明將本發明適用於鎳鎘蓄電池時的第 1實施方案。在此，第1圖為表示本發明第丨實施方案的實 施例1的電極群的主要部位的斜視圖，第2圖為表示本發明 第1實施方案的實施例2的電極群的主要部位的斜視圖，第 3圖為表示本發明第1實施方案的比較例的電極群的主要部 位的斜視圖。 1 ·鎳燒結極板的製作 首先，將鎳粉末與羧甲基纖維素等黏接劑以及水進行 昆練調節成糊漿，將該糊漿塗敷在由鎳製沖孔金屬構成的 導電性芯體11a、12a上。之後，將塗敷了糊漿的導電性芯 體11a、12a在還原性環境中進行燒結’製成多孔度為80% 的鎳燒結基板。 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） 丨 ------------Μ-------- 訂··-------- ί靖先閱讀背面之注意事項再埃寫本頁) 488096 經濟部智慧財至局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（6 ) 2 ·錄正極板的製作 在上述製作的鎳燒結基板上由化學含浸法，填充給定 量的鎮活性物質。即’將鎳燒結極板浸潰在以硝酸鎳為主 體的水溶液中’在從鎳燒結基板的細孔内析出硝酸鎳之後 ，浸潰在氫氧化鈉水溶液中，進行將從細孔内析出的硝酸 鎳置換成氫氧化鎳的活性物質化處理。同樣的處理反覆進 | 行給定次數（例如6〜8次），在鎳燒結基板上填充給定量的 以氫氧化鎳為主體的活性物質製作成鎳正極板丨i。 3. 鎘負極板的製作 在上述製作的鎳燒結基板上由化學含浸法，填充給定 量的錢活性物質。即，將鎳燒結極板浸潰在以硝酸鎘為主 體的水溶液中，在從鎳燒結基板的細孔内析出硝酸鎘之後 ，浸潰在鹼性水溶液中（例如，氫氧化鈉水溶液），進行將 從細孔内析出的硝酸鎘置換成氫氧化鎘的活性物質化處理 。同樣的處理反覆進行給定次數（例如6〜8次），在鎳燒結 > 基板上填充給定量的以氫氧化鎘為主體的活性物質製作成 鎘負極板12。 4. 電極群的製作 (1)實施例1 首先，準備由聚乙烯製或者聚丙烯製無紡布構成的、 厚度為0.20mm、單位面積重量為85g/m2的第1隔板13兩張 ，同時準備由聚乙烯製或者聚丙烯製無紡布構成的、厚度 為0.16mm、單位面積重量為66g/m2的第2隔板14。然後， 如第1圖所示，在這些第1隔板13和第2隔板14之間配置錄 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----·---------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 9 488096 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（7 ) 正極板11，同時在第1隔板13的外側配置鎘負極板12進行 積層’捲繞成渦捲狀製成實施例1的渦捲狀電極群10A。 (2) 實施例2 首先’準備由聚乙烯製或者聚丙烯製無紡布構成的、 厚度為0.10mm、單位面積重量為45g/m2的第1隔板15兩張 ’同時準備由聚乙烯製或者聚丙烯製無紡布構成的、厚度 為0.16mm、單位面積重量為65g/m2的第2隔板14(和實施例 1的第2隔板14相同）。然後，如第2圖所示，將這些第1隔 板15、15重疊，在重疊後的第丨隔板15、15和第2隔板14之 間配置鎳正極板11，同時在第1隔板丨5、丨5的外側配置鎘 負極板12進行積層，捲繞成渦捲狀製成實施例2的渦捲狀 電極群10B。 (3) 比較例 首先，準備由聚乙烯製或者聚丙烯製無紡布構成的、 厚度為0.18mm、單位面積重量為75g/m2的隔板16、16兩 張。然後，如第3圖所示，在這些隔板16、16之問配置錄 正極板11，同時在隔板16的外側配置鎘負極板π進行積層 ’捲繞成渦捲狀製成比較例的渦捲狀電極群1 〇C。 5·鎳錢蓄電池的製作 然後，在露出在這些電極群10A、10B、10C的上端部 的導電性芯體11a的端部上焊接正極集電體，露出下端部 的導電性芯體12a的端部上焊接負極集電體，並將其分別 插入鐵上鍵錄的有底圓筒形電池罐内。之後，將從正極集 電體延伸出來的集電導板的前端部焊接在封口體的底 Γ* .1·------裝--------- 訂--------^9 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

488096 A7 五、發明說明（ 在電池罐内注入給定量的電解液（3〇重量％的氫氧化鈉水 溶液）。 然後，在電池罐的開口部上介入絕緣塾片後載置封口 體，從内方鉸擰電池罐開口部的端部將電池密封，製作成 標稱容量為1.7Ah的SC尺寸的各鎳鎘蓄電池a、b、c。在 此，採用電極群10A的鎳鎘蓄電池作為實施例丨的電池A， 採用電極群10B的鎳鎘蓄電池作為實施例2的電池b，採用 電極群10C的鎳鎘蓄電池作為比較例的電池c。 6.試驗 (1)短路試驗 分別準備上述製作的各電池A、B、C各10000個，測 定這各10000個電池A、B、C的開路電壓，在〇·4ν以下時 判疋為短路’計算短路發生率，其結果如表1所示。 -----·---------裝 i I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 表1 電池種類 短路發生率（％) A 0.01 B 0.01 C 0.20 -線- 經濟部智慧財產局員工，消費合作社印製 表1表明，實施例1的電池A以及實施例2的電池B的短 路發生率降低。這是因為，配置在電極群10A(10B)的鎳 正極板11的外側的第1隔板13(15、15)的厚度以及單位面 積重量比内側的第2隔板14的厚度以及單位面積大，增強 了強度。 (2)高率放電特性以及内部氣壓 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 11 488096 經 濟 部 智 慧 財 產 局 消 費 合 作 社 印 製 A7 B7 五、發明說明（9 ) 然後，將上述製作的各電池A、B、C在25°C的溫度環 境下以1.7A(1C)的充電電流充電72分鐘’在休止60分鐘之 後，再以一定電流（2A、l〇A、30A)放電，當電池電壓達 到0.8V時停止放電，計算各放電電流下的放電容量和動作 電壓，其結果如表2所示。 表2 電池 種類 放電電流 2A 10A 30A 放電容量 (mAh) 動作電壓 (V) 放電容量 (mAh) 動作電壓 (V) 放電容量 (mAh) 動作電壓 (V) A 1785 1.222 1678 1.163 1483 1.035 B 1783 1.222 1675 1.163 1481 1.036 C 1780 1.222 1672 1.162 1481 1.034 另一方而，將上述製作的各電池A、B、C在25°C的溫 度環境下以2A(定電流）的充電電流充電，記錄充電後的電 池電壓的峰值，以此為基準僅僅下降一定值的電壓的時候 結束充電，在休止1小時之後，再以2 A(定電流）的放電電 流放電到0.7V，休止1小時，進行所謂的△壽命試驗，測 定2A放電時的各電池的内壓（最大氣壓），其結果如表3所 示，同樣，以10A的放電電流進行△壽命試驗，測定1〇八 放電時的各電池的内壓（最大氣壓），其結果如表3所示， -In---11 訂·，--— — — — — — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 表3 電池種類 最大氣壓（MPa) 2A 10A — A 0.48 0.71 — B 0.47 0.73 C 0.48 0.73 ~ 12 Α7 Α7 經濟部智慧財產局員工，消費合作社印製 ^------Β7___ 五、發明說明（10 ) 上述表2以及表3的結果表明，無論實施例1的電池a 還是實施例2的電池B，在高率放電容量、動作電壓以及 内部氣壓，都與比較例的電池大致相同，沒有發現高率放 電特性的降低、動作電壓的降低以及内部氣壓的上升。 這是因為，在實施例1的電池A的電極群10A中，即使 配置在鎳正極板11的外側的第1隔板13的厚度（0.20mm)以 私及單位面積重量（85g/m2)比内側的第2隔板14的厚度 (0.16mm)以及單位面積重量（65g/m2)大，而第2隔板14的 厚度以及單位面積重量比比較例的隔板16、16的厚度 (0.18mm)以及單位面積重量（75g/m2)小，即平均厚度 (0.1 8mm)以及單位面積重量（75g/m2)和比較例的隔板16、 16相等，所以在電池内的占有率相等。 又，實施例2的電池B的電極群10B中，即使配置在錄 正極板11的外側的第1隔板15、15的厚度（兩張合計〇.2〇mm) 以及單位面積重量（兩張合計90g/m2)比内側的第2隔板14 > 的厚度（0.16mm)以及單位面積重量（65g/m2)大，而第2隔 板14的厚度以及單位面積重量比比較例的隔板16、16的厚 度（0· 18mm)以及單位面積重量（75g/m2)小，即平均厚度 (0.18mm)和比較例的隔板16、16相等，平均單位面積重量 (77.55g/m2)和比較例的隔板16、16大致相等，所以在電池 内的占有率相等。 如上所述，在本發明的鹼性蓄電池中，位於渦捲狀電 極群的正極板11的外側的第1隔板13(15、15)的厚度以及 單位面積重量大，位於正極板11的内側的第2隔板14的厚 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 13 — — — — — — — — — — — — — i I I I 11 I ^ ·1111111· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 488096 A7 B7 11 五、發明說明（ 度以及單位面積重量小，但在電池内具有相同的隔板的占 有率’不會降低電池特性，可以防止由在正極板11的外側 的正極板的裂紋；毛刺、活性物質欠缺和破損等所引起的 短路的發生。 此外，在上述第1實施方案中，雖然是以獨立的第1隔 板和第2隔板為例進行了說明，也可以將第1隔板和第2隔 板合為一張隔板，將其一半調整為具有第1隔板的厚度和 單位面積重量，將另一半調整為具有第2隔板的厚度和單 位面積重量。 又，在上述第1實施方案的鎳鎘蓄電池中，雖然正極 板以及負極板是採用了燒結式極板，採用糊漿式非燒結式 極板的電池進行試驗也獲得了相同的結果。 B·第2實施方案 以下參照第4圖說明將本發明適用於鎳氫蓄電池時的 第2貫施方案。在此，第4圖為表示本發明第2實施方案的 電極群的主要部位的斜視圖。 1·鎳正極的製作 將以氫氧化鎳為主成分的正極活性物質粉末1〇〇重量 份和溶解了 0.2重量％的羥丙基纖維素的水溶液5〇重量份 混合調製成正極活性物質糊漿。將該正極活性物質糊漿填 充到多孔度為95%的發泡鎳21a中，在乾燥之後，經過壓 延製作成鎳正極21。在將正極活性物質糊漿填充到多孔度 為95%的發〉、包錄21a中十，讓電池的標稱容量達到12〇〇mAh 來填充正極活性物質。 ------t.------------LI -------- ί請先閱讀背面之;i意事項再填寫本頁> 經濟部智慧財產局員工.消費合作社印製 14 488096 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（π) 2·包氫合金負極的製作 在採用高頻溶解爐製作的包氫合金粉末中加入聚四氟 乙烯（PTFE)等黏接劑和適量的水進行混含，調製成包氫合 金糊漿，將該包氫合金糊漿塗敷在沖孔金屬構成的負極基 板22a的兩面，經乾燥後，壓製成給定厚度製作成包氫合 金負極22。又，在包氫合金糊漿塗敷在負極基板22a上時 > ’讓電池的標稱容量達到2000mAh來確定塗敷包氫合金糊 聚的量。 8·隔板的製作 (1) 第1基布（乾式基布）的製作 將以聚稀烴樹脂為主成分、纖維長度在25 mm以上（例 如，50mm)的分割纖維構成的長纖維在空中吹散用金屬 網捕集’讓纖維密度（單位面積重量）達到2〇g/m2以及3〇g/m2 ’用乾式抄紙進行抄紙製作成第1基布。 (2) 第2基布（濕式基布）的製作 多將以聚稀煙樹脂為主成分、纖維長度在1 以上（例 如，6mm)的分割纖維構成的短纖維在水中分散，讓纖維 密度（單位面積重量）達到20g/m2、25g/m2、30g/m2、35g/m2 、4〇g/m2、45g/m2、50g/m2，用濕式抄紙進行抄紙製作成 第2基布。 (3) 復合基布的製作 然後，將上述製作的纖維密度（單位面積重量）為 20g/m2的第1基布和纖維密度（單位而積重量）為⑼“…、 25g/m2、30g/m2、35g/m2、40g/m2、45g/m2、50g/m2的第 2 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） -------------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 獨096 A7 ----l- _ 五、發明說明（13) 基布分別重疊疊合成二層積層體，對這二層積層體喷射高 壓水流進行水流交絡處理，讓短纖維和長纖維均勻交絡進 行復合，分別製成纖維密度（單位面積重量）為40g/m2、 45g/m2、50g/m2、55g/m2、60g/m2、65g/m2、70g/m2 的復 合基布。 又，將上述製作的纖維密度（單位面積重量）為30g/m2 的第1基布和纖維密度（單位面積重量）為3〇g/m2的第2基布 重疊疊合成二層積層體，對過二層積層體噴射高壓水流進 行水& 乂絡處理’讓短纖維和長纖維均勻交絡進行復合， 製成纖維密度（單位面積重量）為60g/m2的復合基布。這些 基布分別為 al(40g/m2)、bl(45g/m2)、cl(50g/m2)、d2(55g/m2) 、el(60g/m2)、fl(65g/m2)、gl(70g/m2)、hi(第 1 基布為 30g/m2 、第 2基布為 30g/m2 的 60g/m2)。 此外，這樣由短纖維構成的第1基布和長纖維構成第2 基布疊合積層後，用水流交絡將短纖維和長纖維相互交絡 在一起，短纖維和長纖維均勻並且良好交絡。其結果，短 纖維增大隔板的表面積，可以提高電解液的保液性，抑製 電池内壓的上升，同時長纖維可以提高隔板的多孔度，提 高透氣性。 (4)親水化處理 然後，將調整了厚度的各復合基布al、bl、cl、dl、el 、fl、gl、hi分別放入反應容器中，將該容器内排氣成真 空後，將用氮氣稀釋氟氣後的反應氣體導入到反應容器中 ，讓各復合基布在反應氣體中反應1分鐘進行親水化處理 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 16 ϋ ts 1_1 ·ϋ ϋ ϋ 1-1 ϋ · «ϋ ϋ mmmmmm n ϋ βι I 訂------- as (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 488096 A7

五、發明說明（14) ，製作成各隔板。在進行親水化處理後，親水化各纖維可 以提高親水性。此外，親水化處理除上述氟氣處理以外， 還可以適用電暈放電處理，磺化處理、界面活性劑處理。 這樣，採用復合基布al的隔板作為隔板a，採用復合 基布bl的隔板作為隔板b，採用復合基布ci的隔板作為隔 板c’採用復合基布dl的隔板作為隔板d，採用復合基布ei • 的隔板作為隔板e’採用復合基布fl的隔板作為隔板採 用復合基布gl的隔板作為隔板g，採用復合基布hi的隔板 作為隔板h。將上述隔板的構成歸納成表，如表4所示。由 於各隔板進行了親水化處理，逼過採用這種隔板，可以提 咼電解液的保液性，提高活性物質的利用率，提高驗性蓄 電池的放電容量。 表4 隔板的 種類 第1基布(乾式)的單位 面積重量(g/m2) 第2基布(濕式)的單 位面積重量(g/m2) 復合基布的單位面 積重量(g/m2) a 20 20 40 b 20 25 45 c 20 30 50 d 20 35 55 e 20 40 60 f 20 45 65 g 20 50 70 h 30 30 60 4.鎳氫蓄電池的製作 然後，將這些各隔板a〜h中的任一個作為第i隔板23 ，這些各隔板a〜h的任一個作為第1隔板23，在第i隔板23 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） -----.---------裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· --線· 經濟部智慧財產局員；消費合作社印製 17 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 488096 A7 -----—---- 五、發明說明（丨5) 和第1隔板23之間配置上述製作的鎳正極板21，同時在第^ 隔板23的外側配置上述製作的包氫合金負極以進行積層， 捲繞成渦捲狀製作成渦捲狀電極群2〇。 然後，在露出在這些電極群20的上端部的導電性芯體 21a的端部上焊揍正極集電體，露出下端部的導電性芯體 22a的端部上焊接負極集電體，並將其分別插入鐵上鍍鎳 的有底圓筒形電池罐内。之後，將從正極集電體延伸出來 的集電導板的前端部焊接在封口體的底面，在電池罐内注 入給定量的電解液（30重量％的氫氧化鈉水溶液）。 然後’在電池罐的開口部上介入絕緣塾片後載置封口 體，從内方鉸擰電池罐開口部的端部將電池密封，製作成 標稱容量為1.2Ah的AA尺寸的各鎳氫蓄電池d〜κ。 在此’作為第1隔板採用隔板e，作為第2隔板採用隔 板c的電池作為電池D(X+Y=U〇，Χ/γ=ΐ·2)。同樣，採用隔 板f和隔板b的電池作為電池Ε(Χ+Υ=11〇，χ/γ=丨·44)，採用 隔板g和隔板a的電池作為電池F(X+Y=U〇，χ/γ=ΐβ75)。 同樣，採用隔板c和隔板e的電池作為電池G(X+Y==li〇 ’ Χ/Υ=0·83)，採用隔板d和隔板d的電池作為電池 H(X+Y=110，X/Y=l)，採用隔板f和隔板㈣電池作為電池 Ι(Χ+Υ=125，Χ/Υ=1·〇8)，採用隔板c和隔板c的電池作為電 池J(X+Y=100，X/Y=l)，採用隔板h和隔板c的電池作為電 池Κ(Χ+Υ=11〇，Χ/Υ=1·2)。此外，在上述括號中的x(g/m2) 表示第1隔板23的單位面積重量，Y(g/m2)表示第2隔板24 的單位面積重量。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 18 II - ^ -------- -------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 488096 A7 B7 經濟部智慧財產局員工.消費合作社印製

五、發明說明（16) 5.測定 (1) 渦捲電極體的捲徑的測定 測定上述製作的各電池D〜K中所採用的渦捲狀電極 群的直徑，以第1隔板23和第2隔板24的單位而積重量為 55g/m2的電池Η中所採用的渦捲狀電極群的直徑為1〇〇， 計算其比率作為捲徑比，其結果如表5所示。 (2) 電池的初期活性化 將各電池D〜Κ以充電電流120Ma(0.1C)進行16小時充 電後，休止1小時，再以放電電流240Ma(0.2C)放電到終止 電壓為1 · 0V，然後休止1小時。該充放電過程在室溫下循 環進行3次，將各電池D〜K活性化。 (3) 短路試驗 分別測定上述製作的活性化前的各電池D〜Μ的開路 電壓，在0.3V以下時判定為短路，計算短路發生率，其結 果如表5所示。 (4) 電池内部壓力的測定 將上述活性化後的各電池D〜Μ以充電電流 1200Ma(lC)進行充電，經過1小時充電後測定電池内部壓 力’其結果如表5所示。

----.---------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 488096 A7 B7 五、發明說明（17) 表5 電池 種類 隔板的構成 隔板的單位面積重量 捲徑 比(％) 短路發生 率(％) 電池内壓 (kgf/cm2) 外側/内側 x(g/m2) Y(g/m2) X/Y D e/c 60 50 1.2 100 0.02 5.5 E f/b 65 45 1.44 100 0.01 6.0 F g/a 70 40 1.75 100 0.01 8.0 G c/e 50 60 1 0.83 100 0.15 5.5 Η d/d 55 55 1 100 0.10 5.5 I f/e 65 60 1.08 105 0.02 7.0 J c/c 50 50 1 98 0.12 7.0 Κ h/c 60 50 1.2 100 0.10 5.5 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工.消費合作社印製 上述表5表明，第1隔板的單位面積重量比第2隔板的 單位面積重量大的電池D(X=60, Y=50)、電池E(X=65, Y=45) 、電池F(X=70，Υ=40)、電池1(Χ=65，Υ=60)、電池Κ(Χ=60 ’ Υ=50)的短路發生率低，第ι隔板的單位面積重量比第2 隔板的單位面積重量小的電池G(X=50，Υ=60)、電池 Η(Χ=55，Υ=55)、電池J(X=50，Υ=50)的短路發生率高。 此外，將電池Η解體調查短路部位，所有均是在正極板21 的外側發生短路。 根據這一事實，配置在正極板21的外側的第1隔板的 單位面積重量設置成比配置在正極板21的内側的第2隔板 的單位面積重量大時可以降低短路發生率。 然後’將電池D(X=60，Υ=50)和電池Κ(Χ=60，Υ=50) 進行比較，發現電池D比電池Κ的短路發生率低。這是因 為’雖然第1隔板23的單位面積重量相同，但構成第1隔板 23的第2基布的單位面積重量不同（電池d為4〇g/m2，電池 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210^297公釐） 裝-------^丨訂·'-------- 20 488096 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） A7 ___Β7 五、發明說明（18) K為30g/m2)。增大第2基布的單位面積重量，纖維長度在 10mm以下的短纖維所占比例比纖維長度在25mm以上的長 纖維所占比例增多，長纖維和短纖維均勻交絡在一起，可 以抑製單位面積重量的分散，減少短路發生率β根據這— 事實，在第1隔板23的單位面積重量相同時，以增大構成 第1隔板23的第2基布的單位面積重量為好。 雖然電池F的短路發生率低，但增大了電池内壓的上 升。可以認為，第1隔板的單位面積重量為70g/m2，第2隔 板的單位而積重量為40g/m2，相差較大，由於單位面積重 量的差異大，電解液的分布不同，包氫合金負極22的氣體 吸收反應產生離散，提高了電池内壓。根據這一事實，如 果第1隔板的單位面積重量比第2隔板的單位面積重量要增 太，有必要比第2隔板的單位面積重量的1.75倍要小，優 選在1.5倍以下。 雖然電池1的短路發生率低，但由於捲徑比1 〇5(第1隔 板和第2隔板的單位面積重量之和為125g/m2)高，插入電 池罐内時會產生問題。又，由於在電池罐内的隔板的占有 率增加’電池内的殘存空間變小，氣體吸收變得困難，提 高了電池内璺。根據這一事實，如果第1隔板的單位面積 重量比第2隔板的單位面積重量要增大，第i隔板的單位面 積重量增大的部分，相應地要減少第2隔板的單位面積重 篁’有必要讓其單位面積重量之和相等。 (5)周期壽命的測定 然後，將上述活性化後的各電池D〜Μ以充電電流 21 ----.---------裝--------訂-----I---線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7

200mA(lC)進行16小時充電後，休止丨小時，再以放電電 流120〇mA(1C)放電到終止電壓為丨·〇ν的所謂的充放電周 期反復進行，從各周期的放電時間計算放電容量，與初期 谷量的比率作為電池容量，其結果如第5圖所示。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第5圖表明，電池d、電池Ε、電池G、電池η、電池κ 的周期哥命長，電池j、電池〗、電池F的周期壽命短。在 此，電池J的第1和第2隔板的單位面積重量之和為1〇〇，比 其他的要小，捲徑比也小，減少了電解液的保持量，隨著 充放電次數的增加，隔板的保液量減少，從而減少了周期 哥命。又，對於電池I’如上所述，由於捲徑比高，在電 池罐内的隔板占有率增加，電池内的殘存空間減少，氣體 吸收變得困難，提高了電池内壓，從而減少了周期壽命。 進一步，對於電池F，如上所述，由於正極板内側和外側 的隔板的單位面積重量的差異大，氣體吸收反應產生離散 ，提高了電池内壓，從而減少了周期壽命。 另一方面，雖然電池G和電池Η的周期壽命長，由於 第1隔板的單位而積重量比第2隔板的單位面積重量小，第 1隔板的強度不足，在正極板的外側發生短路，增大了短 路發生率。 根據這些結果考慮，如電池D和電池Ε那樣，配置在 正極板的外側的第1隔板的單位面積重量比配置在正極板 的内側的第2隔板的單位面積重量大，同時，構成第1隔板 23的第2基布的單位面積重量增大，並且當第1隔板的單位 面積重量比第2隔板的單位面積重量大時，要在第2隔板的 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝-------··1 訂·，--------^9— 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 22 488096 A7

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五、發明說明（20 ) 单位面積重量的1·5倍以下，這樣，可以獲得短路發生率 低，電池内壓上升小並且周期壽命長的鎳氫蓄電池。 如上所述，在本發明的第2實施方案中，由於配置在 正極板的外側的第1隔板和配置在正極板的内側的第2隔板 由短纖維和長纖維相互交絡在一起形成，可以防止各隔板 的單位面積重量的離散。 並且’採用這樣形成的隔板時，由於第1隔板的單位 而積重量比第2隔板的單位面積重量大，增強了第2隔板的 機械強度，可以防止採用這種隔板的鹼性蓄電池的内部短 路的發生。 此外，在上述第2實施方案中，雖然是以在第1基布上 採用作為長纖維的分割長纖維，在第2基布上採用作為短 纖維的分割短纖維為例進行了說明，也可以在包含分割纖 維構成的長纖維的第1基布上配合使用分割纖維以外的長 纖維’例如黏接纖維構成的長纖維。同樣，在包含分割纖 維構成的短纖維的第2基布上配合使用分割纖維以外的短 纖維，例如黏接纖維構成的短纖維。 進一步，在上述第2實施方案中，雖然短纖維是以纖 維長度為6mm的短纖維為例進行了說明，纖維長度並不限 定於6mm，只要在10mm以下即可，特別是採用3〜1〇mm 範圍的短纖維，從製造隔板的觀點出發有利。又，在上述 第2貫施方案中，雖然長纖維是以纖維長度為5〇mm的短纖 維為例進行了說明，纖維長度並不限定於50mm，只要在 25mm以上即可，特別是採用26〜70mm範圍的長纖維，從 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 23 1111 —II--I -裝·！I--—訂--II--11 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

488096 五、發明說明（21 ) 製造隔板的觀點出發有利。 進一步，在上述各實施方案中，雖然是將本發明適用 於圓筒形蓄電池為例進行了說明，但並不限定於此，不用 說，也可以將本發明適用於角形等各種形狀的蓄電池。 請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 裝-------------- 經濟部智慧財產局員工.消費合作社印製 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. ^096 C8 —____08____ 、申請專利範圍 -種驗性蓄電池，包括在正極板和負極板之間介入隔 板並捲繞形成的電極群，其特徵是在該電極群的正極 板外側配置第1隔板，在該電極群的正極板的内側配置 第2隔板，該第丨隔板的厚度比該第2隔板的厚度要厚。 如申請專利範圍第1項所記載之鹼性蓄電池，其中，該 第1隔板採用比該第2隔板的厚度要薄的兩張隔板，使 得第1隔板的厚度比該第2隔板的厚度要厚。 -種驗性蓄電池，包括在聽板和負極板之間介入隔 板並捲繞形成的電極群，其特徵是在該電極群的正極 板外側配置第1隔板，在該電極群的正極板的内側配置 第2隔板，該第1隔板的單位面積重量比該第2隔板的單 位面積重量要大。 4· 一種驗性蓄電池，包括在正極板和負極板之間介入隔 板並捲繞形成的電極群，其特徵是在該電極群的正極 板外側配置第1隔板，在該電極群的正極板的内側配置 第2隔板’該第1隔板的厚度和單位面積重量比該第2隔 板的厚度和單位面積重量要大。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

   (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 5. —種鹼性蓄電池，包括在正極板和負極板之間介入隔 板並捲繞形成的電極群，其特徵是在該電極群的正極 板外側配置第1隔板，在該電極群的正極板的内側配置 第2隔板’該第1隔板和第2隔板是由聚烯烴系樹脂纖維 構成的分割短纖和分割長纖維均勻交絡在一起形成， 該第1隔板的單位面積重量比該第2隔板的單位面積重 量要大。 ^張瓦度適中酬家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱) ' 488096 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 6·如申請專利範圍第5項所記載之鹼性蓄電池，其中，該 第1隔板的單位面積重量比該第2隔板的單位面積重量 大時，按該第1隔板的單位面積重量所增大的部分相應 地減少第2隔板的單位面積重量，讓在電池内存在的隔 板的占有率相等。 7·如申請專利範圍第5或6項所記載之鹼性蓄電池，其中 ’該第1隔板及該第2隔板是將以纖維長度在1 〇nim以下 的分割短纖維為主體的基布，和纖維長度在25mm以上 的分割長纖維為主體的基布均勻復合後，各纖維均勻 交絡在一起形成。 8 ·如申請專利範圍第7項所記載之驗性蓄電池，其中，該 第1隔板所用的以纖維長度在l〇mm以下的分割短纖維 為主趙的基布的單位面積重量，比該第2隔板所用的以 纖維長度在10 m m以下的分割短纖維為主體的基布的單 位面積重量要大，按該基布的單位面積重量增大的部 分相應地減少以纖維長度在25mm以上的分割長纖維為 主體的基布的單位面積重量。 9·如申請專利範圍第5項所記載之鹼性蓄電池，其中，該 第1隔板的單位面積重量比所述第2隔板的單位面積重 量大，且該第1隔板的單位面積重量在該第2隔板的單 位面積重量的1.5倍以下。 本轉張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4说格（210X297公釐） ：t.-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、11 線 經濟♦智慧时4局員工消費合作社印製 26