WO2007102527A1 - 電池、及び電池の製造方法 - Google Patents

Abstract

最外第１電極板が、自身の接合端部よりも集電部材から離れた屈曲部で屈曲し、この屈曲部よりも集電部材から離れて位置する遠位部に比べて、屈曲部から接合端部までの近位部が、積層方向内側に位置する形態とされた電池であって、ロウ材等の接合部材を用いることなく、最外第１電極板を含めた第１電極板が集電接合部に接合された安価な電池、及びその製造方法を提供する。本発明の電池は、負極集電接合部が、内側負極板の負極接合端部と、負極集電接合部自身を溶融させた金属によりフィレットをなして接合してなると共に、最外負極板の負極接合端部とも、負極集電接合部自身を溶融させた金属によりフィレットをなして接合している。

Description

電池、 及ぴ電池の製造方法 技術分野

本発明は、 複数の互いに同形の第 1電極板と、 第 1電極板とは異なる電位とさ れる複数の第 2電極板とを、 セパレータを介して交互に積層してなる電極体を有す る電池、 及びその製造方法に関する。明 背景技術 書

これまでに、 複数の互いに同形の第 1電極板と、 第 1電極板とは異なる電位と される複数の第 2電極板とを、 セパレータを介して交互に積層してなる電極体を有 する電池が、 多数提案されている （例えば、 特許文献 1参照)。

特許文献 1 ：特開 2 0 0 1— 9 3 5 0 5号公報

特許文献 1の電池は、 極板群 （電極体） をなす複数の正極板が集電板に接合さ れると共に、 複数の負極板が集電板に接合されている。 これにより、 正極板から正 の電荷を集電板で集電できると共に、 負極板から負の電荷を集電板で集電すること ができる。 発明の開示

発明が解決しょうとする課題

ところで、 特許文献 1の電池では、 負極板 （第 1電極板） のうち、 極板群 （電 極体） の積層方向の最も外側にそれぞれ位置する 2つの最外第 1電極板が、 屈曲し た形状をなしている。 具体的には、 最外第 1電極板が、 自身のリード部 （接合端部） よりも集電板から離れた屈曲部で屈曲し、 この屈曲部よりも集電板から離れて位置 する遠位部に比べて、 屈曲部から接合端部までの近位部が、 積層方向内側に位置す る形態とされている。

ところが、 最外第 1電極板を含め電極体を構成する第 1電極板は、 互いに同形 とされていることから、 上記形態の最外第 1電極板は、 屈曲している分、 他の第 1 電極板に比べて、 集電板に届き難くなる。 このため、 最外第 1電極板を、 集電板に 接合し難くなつていた。 また、 特許文献 1では、 ロウ材を用いて、 第 1電極板の接 合端部と集電板とを接合しているため、 ロウ材の費用及ぴ集電板にロウ材をリフロ 一する手間がかかるため、 製造コストがかかり過ぎるという課題があった。

本発明は、 かかる現状に鑑みてなされたものであって、 最外第 1電極板が、 自 身の接合端部よりも集電部材から離れた屈曲部で屈曲し、 この屈曲部よりも集電部 材から離れて位置する遠位部に比べて、 屈曲部から接合端部までの近位部が、 積層 方向内側に位置する形態とされた電池であって、 口ゥ材等の接合部材を用いること なく、 最外第 1電極板を含めた第 1電極板が集電接合部に接合された安価な電池、 及びその製造方法を提供することを目的とする。 課題を解決するための手段

その解決手段は、 複数の互いに同形の第 1電極板と、 上記第 1電極板とは異な る電位とされる複数の第 2電極板とを、 セパレータを介して交互に積層してなる電 極体、 及び、 各々の上記第 1電極板に接合してなり、 上記第 1電極板から電荷を集 電する集電部材であって、 上記第 1電極板の接合端部と接合してなる集電接合部を 含む集電部材、 を備える電池であって、 複数の上記第 1電極板は、 上記電極体の積 層方向の最も外側にそれぞれ位置する 2つの最外第 1電極板と、 2つの上記最外第 1電極板の間に位置する少なくとも 1つの内側第 1電極板とを含み、 上記最外第 1 電極板は、 自身の上記接合端部よりも上記集電接合部から離れた屈曲部で屈曲し、 この屈曲部よりも上記集電接合部から離れて位置する遠位部に比べて、 上記屈曲部 から上記接合端部までの近位部が、上記積層方向内側に位置する形態とされてなり、 上記集電接合部は、 上記内側第 1電極板の上記接合端部と、 上記集電接合部自身を 溶融させて接合してなると共に、 上記最外第 1電極板の上記接合端部と、 上記集電 接合部自身を溶融させて接合してなる電池である。

本発明の電池では、 最外第 1電極板が、 自身の接合端部よりも集電接合部から 離れた屈曲部で屈曲し、 この屈曲部よりも集電接合部から離れて位置する遠位部に 比べて、 屈曲部から接合端部までの近位部が、 積層方向内側に位置する形態とされ ている。 このような形態とすることで、 集電接合部の積層方向寸法を、 電極体の積 層方向寸法よりも小さくすることが可能となる。 従って、 集電部材の積層方向寸法 を、 電極体の積層方向寸法と同程度にまで小さくすることが可能となるので、 電池 の小型ィ匕を図ることが可能となる。

しかも、 本努明の電池では、 集電接合部が、 內側第 1電極板の接合端部と、 集 電接合部自身を溶融させて接合すると共に、 最外第 1電極板の接合端部とも、 集電 接合部自身を溶融させて接合している。 すなわち、 本発明の電池では、 ロウ材等の 接合部材を用いることなく、 集電接合部自身を溶融させた金属により、 内側第 1電 極板と共に最外第 1電極板を、 集電接合部に接合している。 こめように、 ロウ材等 の接合部材を用いることなく、 第 1電極板と集電部材とを接合しているので、 ロウ 材等の接合部材を削減できると共に、 ロウ材等をリフローする手間も省くことがで きるため、 安価となる。

なお、 第 1電極板は、 正極板または負極板である。 また、 正極板及ぴ負極板の うち少なくとも一方の電極板 （第 1電極板） が、 上述のように集電部材と接合して いれば良い。 すなわち、 本発明の電池は、 負極板のみが上述のように集電部材と接 合している電池、 正極板のみが上述のように集電部材と接合している電池、 または 正極板及び負極板がそれぞれ、 上述のように集電部材と接合している電池のいずれ をも含む。

さらに、 上記の電池であって、 前記集電接合部は、 前記内側第 1電極板の前記 接合端部と、 上記集電接合部自身を溶融させた金属によりフィレツトをなして接合 してなると共に、 前記最外第 1電極板の前記接合端部と、 上記集電接合部自身を溶 融させた金属によりフィレツトをなして接合してなる電池とすると良い。

本発明の電池では、 各々の第 1電極板 （内側第 1電極板及ぴ最外第 1電極板） の接合端部と集電接合部とは、 フィレットをなして接合している。 このため、 各々 の第 1電極板と集電部材との接合が強固となり、 第 1電極板と集電部材との接続信 頼性の高い電池となる。

さらに、 上記いずれかの電池であって、 前記集電部材は、 前記最外第 1電極板 の前記遠位部に向かつて延びる延在部であって、 上記最外第 1電極板の前記積層方 向外側を向く外側面のうち前記近位部に含まれる部位に当接して、 上記最外第 1電 極板を、 上記近位部が上記遠位部に比べて上記積層方向内側に位置する形態に保持 する延在部を含む電池とすると良い。

本発明の電池では、 集電部材は、 最外第 1電極板の遠位部に向かって延びる延 在部を有している。 この延在部を、 最外第 1電極板の外側面のうち近位部に含まれ る部位に当接させることで、 適切に、 最外第 1電極板を、 その近位部が遠位部に比 ベて積層方向内側に位置する形態に保持することができる。 しかも、 最外第 1電極 板の近位部が屈曲部の復元力により積層方向外側に移動しようとする力を延在部で 受け止めるので、 最外第 1電極板の接合端部と集電接合部との接合部に力がかかり 難くなり、 良好な接続を維持することができる。

他の解決手段は、 複数の互いに同形の第 1電極板と、 上記第 1電極板とは異な る電位とされる複数の第 2電極板とを、 セパレータを介して交互に積層してなる電 極体、 及ぴ、 各々の上記第 1電極板に接合してなり、 上記第 1電極板から電荷を集 電する集電部材であって、 上記第 1電極板の接合端部と接合してなる集電接合部を 含む集電部材、 を備え、 複数の上記第 1電極板は、 上記電極体の積層方向の最も外 側にそれぞれ位置する 2つの最外第 1電極板と、 2つの上記最外第 1電極の間に位 置する少なくとも 1つの内側第 1電極板とを含み、 上記最外第 1電極板は、 自身の 上記接合端部よりも上記集電接合部から離れた屈曲部で屈曲し、 この屈曲部よりも 上記集電接合部から離れて位置する遠位部に比べて、 上記屈曲部から上記接合端部 までの近位部が、 上記積層方向内側に位置する形態とされてなり、 上記集電接合部 は、 上記内側第 1電極板の上記接合端部と、 上記集電接合部自身を溶融させて接合 してなると共に、 上記最外第 1電極板の上記接合端部と、 上記集電接合部自身を溶 融させて接合してなる電池の製造方法であって、 接合前の上記集電部材は、 上記内 側第 1電極板の接合端部を突き当てる内側部と、 上記内側部の上記積層方向外側に 位置し、 上記内側部よりも上記最外第 1電極板の上記遠位部側に突出し、 この最外 第 1電極板の上記接合端部を突き当てる最外部と、 を含み、 上記集電部材と上記第 1電極板とを溶接する溶接工程であって、 上記集電部材の上記内側部に上記内側第 1電極板の接合端部を突き当てると共に、 上記集電部材の上記最外部に上記最外第 1電極板の接合端部を突き当てた状態で、 上記集電部材の上記内側部及び上記最外 部に、上記第 1電極板の位置する側とは反対側から、エネルギービームを照射して、 上記内側部及び上記最外部を溶融させ、 上記内側第 1電極板の上記接合端部と接合 してなると共に、 上記最外第 1電極板の上記接合端部とも接合してなる上記集電接 合部を形成する溶接工程を備える電池の製造方法である。

本発明の製造方法では、 最外第 1電極板が、 自身の接合端部よりも集電接合部 力 ら離れた屈曲部で屈曲し、 この屈曲部よりも集電接合部から離れて位置する遠位 部に比べて、 屈曲部から接合端部までの近位部が、 積肩方向内側に位置する形態と された電池を製造する。 このような形態とすることで、 集電接合部の積層方向寸法 を、 電極体の積層方向寸法よりも小さくすることが可能となる。 従って、 集電部材 の積層方向寸法を、 電極体の積層方向寸法と同程度にまで小さくすることが可能と なるので、 電池の小型化を図ることが可能となる。

ところが、 電極体を構成する複数の第 1電極板 （内側第 1電極板と最外第 1電 極板） は、 互いに同形とされていることから、 上記形態の最外第 1電極板は、 屈曲 している分、内側第 1電極板に比べて、集電接合部に届き難く （接合し難く）なる。 特許文献 1では、 ロウ材等の接合部材を用いて、 第 1電極板の接合端部と集電部材 とを接合していたため、 上記形態の最外第 1電極板であっても、 ロウ材等を介して 集電部材と接合することが可能となっていた。

これに対し、 本発明の製造方法では、 集電部材として、 接合前において、 内側 第 1電極板の接合端部を突き当てる内側部と、この内側部の積層方向外側に位置し、 内側部よりも最外第 1電極板の遠位部側に突出し、 最外第 1電極板の接合端部を突 き当てる最外部とを含む集電部材を用いている。 このように、 内側部よりも最外第 1電極板の遠位部側に突出した形態の最外部を含む集電部材を用いることで、 屈曲 している最外第 1電極板を、 内側第 1電極板と共に、 適切に集電部材に突き当てる ことができる。

さらに、 本発明の製造方法では、 集電部材の内側部に内側第 1電極板の接合端 部を突き当てると共に、 集電部材の最外部に最外第 1電極板の接合端部を突き当て た状態で、 集電部材の内側部及び最外部に、 第 1電極板の位置する側とは反対側か ら、 エネルギービームを照射して、 内側部及び上記最外部を溶融させる。 これによ り、 内側第 1電極板の接合端部と接合すると共に最外第 1電極板の接合端部とも接 合する集電接合部を形成することができる。

このように、 本発明の製造方法では、 従来の製造方法と異なり、 ロウ材等の接 合部材を用いることなく第 1電極板と集電部材とを接合できるため、 ロウ材等の接 合部材を削減できると共に、ロウ材等をリフローする手間も省くことができるため、 製造コストを低減できる。

なお、第 1電極板は、正極板または負極板である。また、本発明の製造方法は、 正極板及び負極板のうち少なくとも一方の電極板 （第 1電極板） につレヽて適用すれ ば良い。 すなわち、 本発明の製造方法は、 負極板のみを上述のように集電部材と接 合する製造方法、 正極板のみを上述のように集電部材と接合する製造方法、 または 正極板及び負極板がそれぞれ、 上述のように集電部材と接合する製造方法のいずれ をも含む。

また、 照射するエネルギービームとしては、 電子ビームやレーザなどを例示す ることができるが、 電子ビームを照射するのが好ましい。

さらに、 上記の電池の製造方法であって、 前記溶接工程において、 前記内側第 1電極板の前記接合端部とフィレツトをなして接合してなると共に、 前記最外第 1 電極板の前記接合端部ともフィレツトをなして接合してなる前記集電接合部を形成 する電池の製造方法とすると良い。

本発明の製造方法では、 内側第 1電極板の接合端部とフィレツトをなして接合 すると共に、 最外第 1電極板の接合端部ともフィレツトをなして接合する集電接合 部を形成する。 このように、 いずれの第 1電極板についても、 集電部材とフィレツ トをなして接合することで、第 1電極板と集電部材との接合が強固となる。従つて、 本発明の製造方法によれば、 第 1電極板と集電部材との接続信頼性の高い電池を製 造できる。

さらに、 上記いずれかの電池の製造方法であって、 前記集電部材として、 前記 最外第 1電極板の前記遠位部に向かって延びる延在部を含む集電部材を用い、 前記 溶接工程において、 上記最外第 1電極板の前記積層方向外側を向く外側面のうち前 記近位部に含まれる部位を、 上記延在部に当接させて、 上記最外第 1電極板を、 上 記近位部が遠位部に比べて上記積層方向内側に位置する形態に保持した状態で、 上 記集電部材の前記内側部及び前記最外部に、 前記第 1電極板の位置する側とは反対 側から前記エネルギービームを照射する電池の製造方法とすると良い。

本発明の製造方法では、 集電部材として、 最外第 1電極板の遠位部に向かって 延びる延在部を有する集電部材を用いている。 そして、 最外第 1電極板の近位部の 外側面を延在部に当接させて、 最外第 1電極板を、 近位部が遠位部に比べて積層方 向内側に位置する形態に保持した状態で、 集電部材の所定位置にエネルギービーム を照射する。 このため、 容易且つ適切に、 最外第 1電極板の近位部が遠位部に比べ て積層方向内側に位置する形態で、 最外第 1電極板と集電部材とを接合 （溶接） す ることができる。

しかも、 接合した後は、 最外第 1電極板の近位部が屈曲部の復元力により積層 方向外側に移動しょうとする力を延在部で受け止めるので、 最外第 1電極板の接合 端部と集電接合部との接合部に力がかかり難くなり、 良好な接続を維持することが できる。

さらに、 上記いずれかの電池の製造方法であって、 接合前の前記集電部材のう ち前記内側部は、 前記電極体側から見て窪んでなる内側凹部と、 この内側凹部を挟 んで並び上記電極体側に突出してなる第 1内側凸部及び第 2内側凸部と、 を含んで なり、 前記最外部は、 上記電極体側から見て窪んでなる最外凹部と、 この最外凹部 を挟んで並び上記電極体側に突出してなる第 1最外凸部及び第 2最外凸部と、 を含 んでなり、 前記溶接工程において、 前記内側第 1電極板の上記接合端部を上記第 1 内側凸部及び第 2内側凸部に突き当てると共に、 前記最外第 1電極板の上記接合端 部を第 1最外凸部及び第 2最外凸部に突き当てた状態で、 上記内側部及び上記最外 部に、 前記第 1電極板の位置する側とは反対側から前記エネルギービームを照射す る電池の製造方法とすると良い。

本発明の製造方法では、 接合前の集電部材のうち内側部は、 電極体側から見て 窪んでなる内側凹部と、 この内側凹部を挟んで並び電極体側に突出してなる第 1内 側凸部及び第 2内側凸部とを含んでいる。 さらに、 最外部が、 電極体側から見て窪 んでなる最外凹部と、 この最外凹部を挟んで並び電極体側に突出してなる第 1最外 凸部及び第 2最外凸部とを含んでいる。 これにより、 内側第 1電極板の接合端部を 第 1内側凸部及び第 2内側凸部に突き当てると共に、 最外第 1電極板の接合端部を 第 1最外凸部及び第 2最外凸部に突き当てることができる。

すなわち、 内側第 1電極板はいずれも、 内側凹部を挟んだ 2点 （第 1内側凸部 と第 2内側凸部） で内側部に突き当てることができると共に、 最外第 1電極板はい ずれも最外凹部を挟んだ 2点 （第 1最外凸部と第 2最外凸部） で最外部に突き当て ることができる。 この状態で、 内側部と最外部とに、 第 1電極板の位置する側とは 反対側からエネルギービームを照射することで、 適切に、 内側部と最外部を溶融さ せて、 内側第 1電極板及び最外第 1電極板の接合端部と接合することができる。 図面の簡単な説明 '

図 1は、 実施形態にかかる電池 1 0 0の正面図である。

図 2は、 実施形態にかかる電池 1 0 0の側面図である。

図 3は、 実施形態にかかる電池 1 0 0の断面図であり、 図 2の A— A断面図に 相当する。

図 4は、 正極集電部材 1 2 0及ぴ負極集電部材 1 3 0に接合された電極体 1 5 0の断面図である。

図 5は、 負極集電部材 1 3 0に接合された負極板 1 7 0の拡大断面図であり、 図 4の B部拡大図に相当する。

図 6は、 負極集電部材 1 3 0の側面図である。

図 7は、 負極集電部材 1 3 0の正面図である。

図 8は、 実施形態にかかる溶接工程を説明する説明図であり、 負極集電部材 1 3 0に負極板 1 7 0を突き当てた状態での図 6の E— E断面図 （溶接前にかかる図 4の B部に相当する位置の拡大図） である。

図 9は、 実施形態にかかる溶接工程を説明する説明図であり、 負極集電部材 1 3 0に負極板 1 7 0を突き当てた状態での図 7の F— F断面図 （溶接前にかかる図 3の C部に相当する位置の拡大図） である。

図 1 0は、 実施形態にかかる溶接工程を説明する説明図であり、 正極集電部材 1 2 0に正極板 1 6 0を突き当てた状態の拡大断面図 （溶接前にかかる図 3の D部 に相当する位置の拡大図） である。 発明を実施するための最良の形態

(実施形態） '

図 1は、 本実施形態にかかる電池 1 0 0の正面図、 図 2はその側面図、 図 3は その断面図 （図 2の A— A断面図に相当する） である。

本実施形態にかかる電池 1 0 0は、金属製（具体的には、 ニッケルめっき鋼板） の電池ケース 1 1 0と、 安全弁 1 1 3と、 電池ケース 1 1 0内に配置された、 電極 体 1 5 0 (図 3参照） 及び電解液 （図示しない） とを備える角形密閉式ニッケル水 素蓄電池である。 このうち、 電解液としては、 例えば、 K O Hを主成分とする比重 1 . 2〜1 . 4のアルカリ水溶液を用いることができる。

電池ケース 1 1 0は、 金属 （具体的には、 ニッケルめっき鋼板） からなり、 図

3に示すように、 矩形箱状をなし、 第 1側壁部 1 1 1 c〜第 3側壁部 1 1 1 eを有 する電槽 1 1 1と、 金属 （具体的には、 ニッケルめっき鋼板） からなり、 矩形板状 をなす封ロ部材 1 1 5とを有している。 このうち、 電槽 1 1 1の第 3側壁部 1 1 1 e (図 3において右側に位置する壁部） には、 2つの貫通孔 1 1 1 hが形成されて いる。 この 2つの貫通孔 1 1 1 hには、 電気絶縁性のシール部材 1 4 5を介在させ て、第 1正極端子 1 4 0 bあるいは第 2正極端子 1 4 0 cが挿設されている。また、 封ロ部材 1 1 5は、 電槽 1 1 1の開口端 1 1 1 f (図 3参照） に当接した状態で全 周溶接され、 電槽 1 1 1の開口部 1 1 l gを封止している。 これにより、 封ロ部材 1 1 5と電槽 1 1 1とが一体化された電池ケース 1 1 0となっている。

電極体 1 5 0は、 図 4に示すように、 複数の互いに同形の正極板 1 6 0と、 複 数の互いに同形の負極板 1 7 0と力 セパレータ 1 8 0を介して交互に積層されて なる。

このうち、 正極板 1 6 0は、 正極基板 1 6 0 kに正極活物質が充填された正極 充填部 1 6 0 sと、 正極基板 1 6 0 kに正極活物質が充填されていない正極接合端 部 1 6 0 rとを有している。 この正極板 1 6 0は、 いずれも、 正極接合端部 1 6 0 rが所定方向 （図 4において右側） に延出するように配置されている。 なお、 本実 施形態では、 正極基板 1 6 O kとして、 ¾泡ニッケル基板を用いている。 また、 正 極活物質として、 水酸化ニッケルを含む活物質を用いている。

負極板 1 7 0は、 負極基板 1 7 0 k (パンチングメタルなど） に負極活物質が 充填された負極充填部 1' 7 0 sと、 負極基板 1 7 0 kに負極活物質が充填されてい ない負極接合端部 1 7 0 rとを有している。 この負極板 1 7 0は、 いずれも、 負極 接合端部 1 7 0 rが正極接合端部 1 6 0 rとは反対方向 （図 4において左側） に延 出するように配置されている。 本実施形態では、 負極活物質として、 水素吸蔵合金 等を含む活物質を用いている。 なお、 ニッケル水素蓄電池の理論的な負極活物質は 水素であるが、本明細書では、便宜上、負極充填部 1 7 0 sに充填された構成材を、 負極活物質とする。

セパレータ 1 8 0としては、 例えば、 親水化処理された合成繊維からなる不織 布を用いることができる。

正極板 1 6 0の正極接合端部 1 6 0 rは、 図 4に示すように、 いずれも、 矩形 板状をなす正極集電部材 1 2 0のうち、 電極体 1 5 0の積層方向 （図 4において上 下方向、 以下単に積層方向ともいう） に延びる帯状の正極集電接合部 1 2 1に、 電 子ビーム溶接等により接合されている。 本実施形態では、 図 3に示すように、 正極 集電接合部 1 2 1は、 正極板 1 6 0の長手方向 （図 3において上下方向） の 5力所 に設けられている。 すなわち、 各々の正極板 1 6 0は、 長手方向の 5力所で、 正極 集電部材 1 2 0に溶接されている。 さらに、 正極集電部材 1 2 0は、 レーザ溶接等 により、 第 1正極端子 1 4 0 b及び第 2正極端子 1 4 0 cに接合されている。 これ により、 第 1正極端子 1 4 0 b及び第 2正極端子 1 4 0 'cと正極板 1 6 0とが、 電 気的に接続される。

また、 負極板 1 7 0の負極接合端部 1 7 0 rは、 いずれも、 矩形板状をなす負 極集電部材 1 3 0のうち、 電極体 1 5 0の積層方向 （図 4において上下方向） に延 びる帯状の負極集電接合部 1 3 1に、 電子ビーム溶接等により接合されている。 本 実施形態では、 図 3に示すように、 負極集電接合部 1 3 1は、 負極板 1 7 0の長手

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方向 （図 3において上下方向） の 5力所に設けられている。 すなわち、 各々の負極 板 1 ^¾3は、長手方向の 5力所で、負極集電部材 1 3 0に溶接されている。さらに、 負極集電部材 1 3 0は、 封ロ部材 1 1 5に、 電子ビーム溶接等により接合されてい る。 これにより、 '本実施形態の電池 1 0 0では、 封ロ部材 1 1 5を含めた電池ケー ス 1 1 0全体が負極となる。

とこ ¾で、 本実施形態の電池 1 0 0では、 電極体 1 5 0のうち、 積層方向 （図 4において上下方向） の最も外側 （図 4において最も上側と下側） に位置する電極 板を、 いずれも負極板 1 7 0 (この負極板 1 7 0を最外負極板 1 7 1とする） とし ている。 従って、 ； (反 ； 2つの最外負極板 1 7 1を、 これらの間に位置する他の負 極板 （内側負極板 1 2とする） と同様に、 真っ直ぐ延びる平板形状とした場合に は、 最外負極板 1 7 ^の負極接合端 ¾ 1 7 1 r力 最外正極板 1 6 1の正極接合端 部 1 6 1 rよりも鎮層方向外側に位 ftすることとなる。 この場合には、 負極集電接 合部 f 3 1の積屬方向寸法を、 正極集電接合部 1 2 1の積層方向寸法よりも大きく しなければなら'なくなるので、 負極集電部材 1 3 0の積層方向寸法が正極集電部材 1 2 0の積層方向寸法よりも大きくなつてしまう。 - これに対し、 本実施形態では、 2つの最外負極板 1 7 1を、 '·自身の負極接合端 部 1 7 1 rよりも負極集電接合部 1 3 1から離れた屈曲部 1 7 1 bで屈曲させ、 こ の屈曲部 1 7 1 bよりも負極集電接合部 1 3 1 , 離れて位置する遠位部 1 7 1 c に比べて、 屈曲部 1 7 1 bから負極接合端部 1 7 1 rまでの近位部 1 7 1 dが、 積 層方向内側 （図 4において上下方向中央側） に位置する形態としている。 これによ り、 最外負極板 1 7 1を真っ直ぐ延びる平板形状とした場合に比べて、 負極集電接 合部 1 3 1の積層方向寸法 （図 4において上下方向の寸法） を小さくすることがで きる。 なお、 本実施形態では、 負極集鼋部材 1 3 0の積層方向寸法を、 正極集電部 材 1 2 0の積層方向と同程度にしている。 しかも、 正極集電部材 1 2 0及び負極集 電部材 1 3 0の積層方向寸法を、 電極体 1 5 0の積層方向寸法と同程度にまで小さ くしているので、 電池の小型ィ匕を図ることができる。

ところが、 電極体 1 5 0を構成する負極板 1 7 0 (内側負極板 1 7 2と最外負 極板 1 7 1 ) は、 互いに同形とされていることから、 上述の形態の最外負極板 1 7 1は、 屈曲している分、 内側負極板 1 7 2に比べて、 負極集電接合部 1 3 1に届き 難く （接合し難く） なる。 特許文献 1では、 ロウ材等の接 を用いで、 第 1電 極板 （本実施形態の負極板 1 7 0 ) の接合端部と集電部材とを接合していたため、 同様な形態の最外第 1電極板であっても、 ロウ材等を介して集電部材と接合するこ とが可能となっていた。

これに対し、 本実施形態の電池 1 0 0では、 図 5に拡大して示すように、 負極 集電接合部 1 3 1が、 内側拿極板 1 7 2の負極接合端部 1 7 2 rと、 負極集電接合 部 1 3 1自身を溶融させた金属によりフィレ ト 1 3 1 bをなして接合すると共に、 最外負極板 1 7 1の負極接合端部.1 7 1 rと、 負極集電接合部 1 3 1自身を溶融さ せた金属によりフィレット 1 3 l bをな'して接合している。 すなわち、 本実施形態 の電池 1 0 0では、 口ゥ材等の接合部材を用いることなく、 負極集電接合部 1 3 1 自身を溶融させた金属により、 内側負極板 1 7 2と共に最外負極板 1 7 1を、 負極 集電接合部 1 3 1に接合している。 このように、 ロウ材等の接合部材を用いること なく、 負極板 1 7 0と負極集電部材 1 3 0とを接合しているので、 口ゥ材等の接合 部材を削減できると共に、 口ゥ材等をリフローする手間も省くことができるため、 安価となる。

なお、 各々の負極板 1 7 0の負極接合端部 1 7 0 rと負極集電接合部 1 3 1と 力 フィレット 1 3 1 bをなして接合していると、 負極板 1 7 0と負極集電部材 1 3 0との接合がより一層強固となり、 負極板 1 7 0と負極集電部材 1 3 0との接続 信頼性が高くなる。 '

さらに、 電極体 1 5 0を構成する正極板 1 6 0も、 負極板 1 7 0と同様に、 正 極集電接合部 1 2 1力 正極板 1 6 0の正極接合端部 1 6 0 rと、 正極集電接合部 1 2 1自身を溶融させた金属によりフィレット 1 2 .1 bをなして接合している （図 4参照)。 このため、 正極側についても、 ロウ材等の接合部材を削減できると共に、 ロウ材等をリフローする手間を省くことができるため、 より一層安価となる。 しか も、 各々の正極板 1 6 0の正極接合端部 1 6 0 rと正極集電接合部 1 2 1とは、 フ ィレット 1 2 1 bをなして接合しているので、 正極板 1 6 0と正極集電部材 1 2 0 との接合が強固となり、 正極板 1 6 0と正極集電部材 1 2 0との接続信頼性も高く なる。

また、 負極集電部材 1 3 0は、 図 5に示すように、 最外負極板 1 7 1の遠位部 1 7 1 cに向かって （図 5において右方向に） 延びる延在部 1 3 2を有している。 この延在部 1 3 2を、 最外負極板 1 7 1の外側面 1 7 1 f のうち近位部 1 7 1 dに 含まれる近位外側面 1 7 1 gに当接ざせているので、適切に、最外負極板 1 7 1を、 その近位部 1 7 1 dが遠位部 1 7 1 cに比べて積層方向内側 （図 5において下方） に位置する形態に保持することができる。 しかも、 最外負極板 1 7 1の近位部 1 7 1 dが屈曲部 1 7 1 bの復元力により積層方向外側 （図 5において上方） に移動し ようとする力を延在部 1 3 2で受け止めるので、 最外負極板 1 7 1の負極接合端部 1 7 1 rと負極集電接合部 1 3 1との接合部 （フィレット 1 3 1 bなど） に力がか かり難くなり、 良好な接続を維持するごとができる。 なお、 図 5では、 2つの最外 負極板 1 7 1のうち一方の最外負極板 1 7 1のみを示しているが、 他方の最外負極 板 1 7 1についても同様にしている。

このような本実施形態の電池 1 0 0は、 以下のようにして製造する。

まず、 発泡ニッケルからなる正極基板 1 6 O kを用意し、 所定の部位に水酸化二 ッケルを含む正極活物質を充填する。 これを成形することで、 正極基板 1 6 0 kに 正極活物質が充填された正極充填部 1 6 0 sと、 正極基板 1 6 0 kに正極活物質が 充填されていない正極接合端部 1 6 0 rとを有する正極板 1 6 0を作製する。また、 パンチングメタルからなる負極基板 1 7 0 kを用意し、 所定の部位に水素吸蔵合金 等を含む負極活物質を充填する。 これを成形することで、 負極基板 1 7 0 kに負極 活物質が充填された負極充填部 1 7 0 sと、 負極基板 1 7 0 kに負極活物質が充填 されていない負極接合端部 1 7 0 rとを有する負極板 1 6 0を作製する。

次いで、 正極板 1 6 0と負極板 1 7 0とを、 セパレータ 1 8 0を介して交互に 積層し、 これを押圧成形して電極体 1 5 0を作製する。 このとき、 図 8に示すよう に、 負極板 1 7 0のうち最も積層方向外側に位置する最外負極板 1 7 1を、 予め屈 曲部 1 7 1 bにおいて屈曲させ、 近位部 1 7 1 dが遠位部 1 7 1 cに比べて積層方 向内側 （図 8において下側） に位置する形態に成形する。 また、 矩形平板状のニッケルめっき鋼板を用意し、 プレス成形により、 図 6、 図 7に示すように、 平板状の本体部 1 3 3と、 この本体部 1 3 3の短手方向 （図 7 において左右方向） の両端部から屈曲して延びる延在部 1 3 2とを有する負極集電 部材 1 3 0を作製する。 但し、 本体部 1 3 3には、 図 7に示すように、 その短手方 向 （図 7において左右方向） に並ぶ 2つの延在部 1 3 2の間に、 内側負極板 1 7 2 の負極接合端部 1 7 2 rを突き当てる内側部 1 3 6と、 最外負極板 1 7 1の負極接 合端部 1 7 1 rを突き当てる 2つの最外部 1 3 5とを成形する。

詳細には、 図 8 (負極集電部材 1 3 0に負極板 1 7 0を突き当てた状態での図 6の E— E断面図に相当する） に示すように、 最外部 1 3 5を、 内側部 1 3 6に比 ベて、 最外負極板 1 7 1の遠位部 1 7 1 c側 （図 8において右側） に突出する形態 に成形する。

なお、 本実施形態では、 内側部 1 3 6及び最外部 1 3 5を、 負極集電部材 1 3 0の長手方向 （図 6、 図 7において上下方向） の 5力所 （図 3において集電接合部 1 3 1に相当する位置） に等間隔で成形している。

さらに詳細には、 図 9 (負極集電部材 1 3 0に負極板 1 7 0を突き当てた状態 での図 7の F— F断面図に相当する） に示すように、 内側部 1 3 6を、 負極板 1 7 0が配置される側 （図 9において右側） から見て窪んでなる内側凹部 1 3 6 dと、 この内側凹部 1 3 6 dを挟んで並び、 負極板 1 7 0が配置される側 （図 9において 右側） に突出してなる第 1内側凸部 1 3 6 b及ぴ第 2内側凸部 1 3 6 cとを有する 形態に成形する。 内側部 1 3 6の両側に位置する最外部 1 3 5も同様に、 負極板 1 7 0が配置される側（図 9において右側）から見て窪んでなる最外凹部 1 3 5 dと、 この最外凹部 1 3 5 dを挟んで並び、 負極板 1 7 0が配置される側 （図 9において 右側） に突出してなる第 1最外凸部 1 3 5 b及び第 2最外凸部 1 3 5 cとを有する 形態に成形する。

なお、 本実施形態では、 図 7に示すように、 内側凹部 1 3 6 dと、 その両側に 位置する最外凹部 1 3 5 dとを、 負極集電部材 1 3 0の短手方向、 すなわち電極体 1 5 0の積層方向 （図 7において左右方向） に帯状に連なる形態としている。 同様 に、 第 1内側凸部 1 3 6 bと、 その両側に位置する第 1最外凸部 1 3 5 bとを、 負 極集電部材 1 30の 手方向、 すなわち電極体 1 50の積層方向 （図 7において左 右方向） に帯状に連なる形態としている。 同様に、 第 2内側凸部 1 36 cと、 その 両側に位置する第 2最外凸部 1 3 5 cとを、 負極集電部材 1 30の短手方向、 すな わち電極体 1 50の積層方向 （図 7において左右方向） に帯状に連なる形態として いる。

また、 矩形平板状のニッケノレめつき鋼板を用意し、 プレス成形により、 平板状 の本体部 1 23と、 この本体部 1 23の短手方向 （図 4において上下方向） の両端 部から屈曲して延びる延在部 1 2 2とを有する正極集電部材 1 2 0を作製する。 な お、 正極集電部材 1 20についても、 図 1 0に示すように、 正極板 1 60が配置さ れる側 （図 1 0において左側） から見て窪んでなる凹部 1.20 dと、 この凹部 1 2 0 dを挟んで並ぴ、 正極板 1 60が配置される側 （図 1 0において左側） に突出し てなる第 1凸部 1 20 b及び第 2凸部 1 20 cとを有する形態に成形する。 また、 凹部 1 20 d、 第 1凸部 1 20 b、 及ぴ第 2凸部 1 20 cは、 いずれも、 2つの延 在部 1 22の間で積層方向 （図 1 0において紙面に直交する方向） に延びる帯状と している。

(溶接工程）

次いで、 溶接工程に進み、 電極体 1 50の正極板 1 60と正極集電部材 1 20 とを溶接すると共に、 負極板 1 70と負極集電部材 1 30とを溶接する。

具体的には、 図 8、 図 9に示すように、 負極集電部材 1 30の内側部 1 36の 第 1内側凸部 1 36 b及ぴ第 2内側凸部 1 3 6 cに、 電極体 1 50に含まれる内側 負極板 1 72の負極接合端部 1 7 2 rを突き当てると共に、 最外部 1 3 5の第 1最 外凸部 1 3 5 b及び第 2最外凸部 1 35 cに最外負極板 1 7 1の負極接合端部 1 7 l rを突き当てる。 このとき、 図 8に示すように、 最外負極板 1 7 1の近位部 1 7 1 dに含まれる外側面部 1 7 1 gを、 負極集電部材 1 30の延在部 1 32に当接さ せる。 これにより、 適切に、 最外負極板 1 7 1を、 その近位部 1 7 1 dが遠位部 1 7 1 cに比べて積層方向内側 （図 8において下側） に位置する形態に保持すること ができる。

ところで、 電極体 1 50を構成する負極板 1 70 (内側負極板 1 72と最外負 極板 171) は、 互いに同形とされていることから、 上述のように屈曲した形態の 最外負極板 171は、 屈曲している分、 内側負極板 172に比べて、 負極集電部材 130に届き難くなる。 これに対し、 本実施形態では、 前述のように、 負極集電部 材 130のうち、 最外負極板 171の負極接合端部 171 rを突き当てる最外部 1 35を、 内側負極板 1 72の負極接合端部 1 72 rを突き当てる内側部 136に比 ベて、 最外負極板 1 71の遠位部 171 c側 （図 8において右側） に突出するよう に成形している。 これにより、 屈曲している最外負極板 1 71を、 内側負極板 17 2と共に、 適切に負極集電部材 130に突き当てることができる。

次いで、この状態で、負極集電部材 130の内側部 136及び最外部 135に、 負極板 170の位置する側とは反対側 （図 8、 図 9において左側） 力 ら、 電子ビー ム E Bを照射して、 内側部 136 (内側凹部 136 d、 第 1内側凸部 136 b、 及 び第 2内側凸部 136 c) 及び最外部 135 (最外凹部 135 d、 第 1最外凸部 1 35 b、 及び第 2最外凸部 135 c) を溶融させる。 これにより、 図 5に示すよう に、 内側負極板 172の負極接合端部 172 rとフィレット 131 bをなして接合 すると共に、 最外負極板 171の負極接合端部 171 rともフィレット 131 bを なして接合する負極集電接合部 131が形成される。

このように、 いずれの負極板 170についても、 負極集電部材 130とフィレ ット 131 bをなして接合しているので、 負極板 170と負極集電部材 130とが 強固に接合する。 しかも、 従来のようにロウ材等の接合部材を用いることなく、 負 極板 170と負極集電部材 130とを接合できるため、 口ゥ材等の接合部材が不要 となると共に、 予めロウ材等を負極集電部材 130にリフローしておく手間も省く ことができるため、 製造コストを低減できる。

また、 図 10に示すように、 正極集電部材 120の第 1凸部 120 b及び第 2 凸部 120 cに、 電極体 150に含まれる正極板 160の正1接合端部 160 rを 突き当てる。 この状態で、 正極集電部材 120に、 正極板 1 60の位置する側とは 反対側 （図 10において右側） から、 電子ビーム EBを照射して、 凹部 120 d、 第 1凸部 1 20 b、 及び第 2凸部 120 cを溶融させる。 これにより、 図 4に示す ように、 正極板 160の正極接合端部 160 rとフィレット 121 bをなして接合 する正極集電接合部 1 2 1が形成される。

このように、 レ、ずれの正極板 1 60についても、 正極集電部材 1 20とフィレ ット 1 2 1 bをなして接合できるので、 正極板 1 60と正極集電部材 1 20との接 合が強固となる。 し力 も、 従来のようにロウ材等の接合部材を用いることなく、 正 極板 1 60と正極集電部材 1 20とを接合できるため、 口ゥ材等の接合部材を削減 できると共に、 ロウ材等をリフローする手間も省くことができるため、 製造コスト を低減できる。

また、 これとは別に、掘 3に示すように、 電槽 1 1 1に第 1正極端子 1 40 b 及び第 2正極端子 140 cを固着する。 具体的には、 電槽 1 1 1の貫通穴 1 1 1 h にシール部材 145を装着すると共に、 第 1正極端子 1 4.0 b及ぴ第 2正極端子 1 40 cの極柱部 14 1を外側から揷入する。 次いで、 極柱部 14 1の筒内に流体圧 をかけて、 極柱部 14 1の一端側を径方向外側に膨出させ、 更に軸方向に圧縮変形 させて、 圧縮変形部 1 41 hを形成する。 これにより、 第 1正極端子 140 b及び 第 2正極端子 140 c力 電槽 1 1 1と電気的に絶縁しつつ、 電槽 1 1 1に固着さ れる。

次に、 電極体 1 5 0の負極板 1 70に接合された負極集電部材 1 30を、 封口 部材 1 1 5の内側面 1 1 5 b側に、 電子ビーム溶接により接合する。 次いで、 この 接合体を正極集電部材 1 20側から開口部 1 1 1 gを通じて電槽 1 1 1内に挿入す る。 このとき、 封ロ部材 1 1 5で電槽 1 1 1に蓋をすることができる。 その後、 外 部からレーザを照射して、 封ロ部材 1 1 5と電槽 1 1 1とを接合し、 電槽 1 1 1を 封口する。 次いで、 第 1正極端子 140 b及び第 2正極端子 140 cの外側からそ の極柱部 1 4 1の凹みに向けてレーザを照射し、 極柱部 1 4 1の圧縮変形部 14 1 hと正極集電部材 1 2 0とを接合する。 次いで、 電槽 1 1 1の天井部 1 1 1 aに位 置する注入口 1 1 1 kから電解液を注入し、 注入口 1 1 1 kを閉鎖するように安全 弁 1 1 3を取り付ける。 その後、 初期充電等の所定の工程を施すことにより、 電池 1 00が完成する。

以上において、 本発明を実施形態に即して説明したが、 本発明は上記実施形態 に限定されるものではなく、 その要旨を逸脱しない範囲で、 適宜変更して適用でき ることはいうまでもない。

例えば、 実施形態では、 電池 1 0 0としてニッケル水素蓄電池を製造したが、 本発明の製造方法は、 ニッケル水素蓄電池に限らず、 複数の電極板が積層された電 極体を集電部材に溶接してなる電池であれば、 いずれの種類の電池にも適用するこ とができる。

また、 実施形態では、 金属製の電池ケース 1 1 0を備える電池 （電池 1 0 0 ) の製造方法について説明したが、 本発明の製造方法は、 金属製の電池ケースを備え る電池に限らず、 他の部材 （例えば、 樹脂製） の電池ケースを備える電池について も、 適用することができる。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 複数の互いに同形の第 1電極板と、 上記第 1電極板とは異なる電位とされる複 数の第 2電極板とを、'セパレータを介して交互に積層してなる電極体、 及ぴ、 各々の上記第 1電極板に接合してなり、 上曾己第 1電極板から電荷を集電する集電 部材であって、

上記第 1電極板の接合端部と接合してなる集電接合部を含む

集電部材、 を備える.

電池であって、

複数の上記第 1電極板は、

上記電極体の積層方向の最も外側にそれぞれ位置する 2つの最外第 1電極板と、 2つの上記最外第 1電極板の間に位置する少なくとも 1つの内側第 1電極板と、 を含み、

上記最外第 1電極板は、

自身の上記接合端部よりも上記集電接合部から離れた屈曲部で屈曲し、 - この屈曲部よりも上記集電接合部から離れて位置する遠位部に比べて、 上記屈 曲部から上記接合端部までの近位部が、 上記積層方向内側に位置する形態とされて なり、

上記集電接合部は、

上記内側第 1電極板の上記接合端部と、 上記集電接合部自身を溶融させて接合 してなると共に、

上記最外第 1電極板の上記接合端部と、 上記集電接合部自身を溶融させて接合 してなる

電池。

2 . 請求項 1に記載の電池であって、

前記集電接合部は、

前記内側第 1電極板の前記接合端部と、 上記集電接合部自身を溶融させた金属 によりフィレツトをなして接合してなると共に、

前記最外第 1電極板の前記接合端部と、 上記集電接合部自身を溶融させた金属 によりフィレツトをなして接合してなる

電池。

3 . 請求項 1または請求項 2に記載の電池であって、

前記集電部材は、

前記最外第 1電極板の前記遠位部に向かつて延びる延在部であって、 上記最外 第 1電極板の前記積層方向外側を向く外側面のうち前記近位部に含まれる部位に当 接して、 上記最外第 1電極板を、 上記近位部が上記遠位部に比べて上記積層方向内 側に位置する形態に保持する延在部を含む

電池

4. 複数の互 、に同形の第 1電極板と、 上記第 1電極板とは異なる電位とされる複 数の第 2電極板とを、 セパレータを介して交互に積層してなる電極体、 及び、 各々の上記第 1電極板に接合してなり、 上記第 1電極板から電荷を集電する集電 部材であって、

上記第 1電極板の接合端部と接合してなる集電接合部を含む

集電部材、 を備え、

複数の上記第 1電極板は、

上記電極体の積層方向の最も外側にそれぞれ位置する 2つの最外第 1電極板と、 2つの上記最外第 1電極の間に位置する少なくとも 1つの内側第 1電極板と、 を含み、

上記最外第 1電極板は、 '

自身の上記接合端部よりも上記集電接合部から離れた屈曲部で屈曲し、 この屈曲部よりも上記集電接合部から離れて位置する遠位部に比べて、 上記屈 曲部から上記接合端部までの近位部が、 上記積層方向内側に位置する形態とされて なり、 上記集電接合部は、

上記内側第 1電極板の上記接合端部と、 上記集電接合部自身を溶融させて接合 してなると共に、

上記最外第 1電極板の上記接合端部と、 上記集電接合部自身を溶融させて接合 してなる

電池の製造方法であって、

接合前の上記集電部材は、

上記内側第 1電極板の接合端部を突き当てる内側部と、

上記内側部の上記積層方向外側に位置し、 上記内側部よりも上記最外第 1電極 板の上記遠位部側に突出し、この最外第 1電極板の接合端部を突き当てる最外部と、 を含み、

上記集電部材と上記第 1電極板とを溶接する溶接工程であって、

上記集電部材の上記内側部に上記内側第 1電極板の接合端部を突き当てると共 に、 上記集電部材の上記最外部に上記最外第 1電極板の接合端部を突き当てた状態 で、

上記集電部材の上記内側部及び上記最外部に、 上記第 1電極板の位置する側と は反対側から、 エネルギービームを照射して、 上記内側部及び上記最外部を溶融さ せ、

上記内側第 1電極板の上記接合端部と接合してなると共に、 上記最外第 1電極 板の上記接合端部とも接合してなる上記集電接合部を形成する

溶接工程を備える

電池の製造方法。

5 . 請求項 4に記載の電池の製造方法であって、

前記溶接工程において、

前記内側第 1電極板の前記接合端部とブイレツトをなして接合してなると共に、 前記最外第 1電極板の前記接合端部ともフィレツトをなして接合してなる前記集電 接合部を形成する 電池の製造方法,

6 . 請求項 4または請求項 5に記載の電池の製造方法であって、

前記集電部材として、 前記最外第 1電極板の前記遠位部に向かって延びる延在部 を含む集電部材を用い、

前記溶接工程において、

上記最外第 1電極板の前記積層方向外側を向く外側面のうち前記近位部に含ま れる部位を、 上記延在部に当接させて、 上記最外第 1電極板を、 上記近位部が遠位 部に比べて上記積層方向内側に位置する形態に保持した状態で、 上記集電部材の前 記内側部及び前記最外部に、 前記第 1電極板の位置する側.とは反対側から前記エネ ルギービームを照射する

電池の製造方法。 -

7 . 請求項 4〜請求項 6のいずれか一項に記載の電池の製造方法であって、 接合前の前記集電部材のうち

前記内側部は、 前記電極体側から見て窪んでなる内側凹部と、 この内側凹部を 挟んで並ぴ上記電極体側に突出してなる第 1内側凸部及び第 2内側凸部と、 を含ん でなり、

前記最外部は、 上記電極体側から見て窪んでなる最外凹部と、 この最外凹部を 挟んで並び上記電極体側に突出してなる第 1最外凸部及び第 2最外凸部と、 を含ん でなり、

前記溶接工程において、

前記内側第 1電極板の上記接合端部を上記第 1内側凸部及び第 2内側凸部に突 き当てると共に、 前記最外第 1電極板の上記接合端部を第 1最外凸部及び第 2最外 凸部に突き当てた状態で、 上記内側部及び上記最外部に、 前記第 1電極板の位置す る側とは反対側から前記エネルギービームを照射する

電池の製造方法。