JP2021089851A - Alkaline storage battery - Google Patents
Alkaline storage battery Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021089851A JP2021089851A JP2019219707A JP2019219707A JP2021089851A JP 2021089851 A JP2021089851 A JP 2021089851A JP 2019219707 A JP2019219707 A JP 2019219707A JP 2019219707 A JP2019219707 A JP 2019219707A JP 2021089851 A JP2021089851 A JP 2021089851A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- negative electrode
- electrode plate
- peripheral side
- inner peripheral
- side joint
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Abstract
Description
本発明はアルカリ蓄電池、特に円筒形状のアルカリ蓄電池に関する。 The present invention relates to an alkaline storage battery, particularly a cylindrical alkaline storage battery.
アルカリ蓄電池は、正極板と負極板とセパレータとを積層した電極群を備えている。電極群において、セパレータは正極板と負極版との間に配置されている。当該アルカリ蓄電池において、例えば電極群は渦巻き状に巻回されて、導電性を有する円筒形状の外装缶にアルカリ電解液と共に収容されている。当該アルカリ蓄電池では、セパレータを介して対向する正極板と負極版との間で所定の電気化学反応が生じ、これにより充電及び放電が行われている。 The alkaline storage battery includes a group of electrodes in which a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator are laminated. In the electrode group, the separator is arranged between the positive electrode plate and the negative electrode plate. In the alkaline storage battery, for example, the electrode group is spirally wound and housed together with the alkaline electrolyte in a cylindrical outer can having conductivity. In the alkaline storage battery, a predetermined electrochemical reaction occurs between the positive electrode plate and the negative electrode plate facing each other via the separator, whereby charging and discharging are performed.
電極群を渦巻き状に形成した電池として、例えば特許文献1には、セパレータを介して正極板と負極板とを重ね合わせた巻回群を電池容器の内部に収容した円筒形リチウムイオン電池について記載されている。具体的には、特許文献1に記載の発明では、セパレータの先端部分を粘着テープ等で軸芯に接合した後、正極板及び負極板を挿入した状態で巻回して巻回群が作製される。そして、巻回群の外周部分が絶縁被覆(片面に粘着剤を塗布した粘着テープ)で覆われ、ステンレス製の電池容器の内径よりも僅かに小さくなるように粘着テープの巻き数を調整した後、巻回群が電池容器内に挿入される。 As a battery in which an electrode group is formed in a spiral shape, for example, Patent Document 1 describes a cylindrical lithium ion battery in which a winding group in which a positive electrode plate and a negative electrode plate are overlapped with each other via a separator is housed inside a battery container. Has been done. Specifically, in the invention described in Patent Document 1, after joining the tip portion of the separator to the shaft core with an adhesive tape or the like, the winding group is produced by winding with the positive electrode plate and the negative electrode plate inserted. .. Then, after adjusting the number of windings of the adhesive tape so that the outer peripheral portion of the winding group is covered with an insulating coating (adhesive tape coated with an adhesive on one side) and slightly smaller than the inner diameter of the stainless steel battery container. , The winding group is inserted into the battery container.
ところで、電池の高容量化を図るためには、例えば巻回群の巻き数を増やすことにより、正極板と負極板との間の対向面積を増加させることが求められる。しかしながら、特許文献1に記載のリチウムイオン電池では、巻回群の外周部分が粘着テープで覆われており、且つ電池容器の内径よりも小さくなるように粘着テープの巻き数が調整されており、巻回群の巻き数を増やすことが難しく、当該電池の更なる高容量化を図ることが困難であった。 By the way, in order to increase the capacity of the battery, it is required to increase the facing area between the positive electrode plate and the negative electrode plate, for example, by increasing the number of turns of the winding group. However, in the lithium ion battery described in Patent Document 1, the outer peripheral portion of the winding group is covered with the adhesive tape, and the number of windings of the adhesive tape is adjusted so as to be smaller than the inner diameter of the battery container. It was difficult to increase the number of turns in the winding group, and it was difficult to further increase the capacity of the battery.
他方、仮に巻回群の巻き数を増やした場合、巻回群の外径も増加するため、巻回群を電池容器内へ挿入する際に巻回群の外周部分を覆う粘着テープが電池容器の内周壁と接触する恐れがある。この場合、巻回群の最外周に位置する負極板の、正極板に対する巻きずれが発生することがある。このような巻きずれが生じた場合、負極板と正極板との間の対向面積が減少するため、当該電池における充電及び放電の効率が低下するという問題があった。 On the other hand, if the number of turns of the winding group is increased, the outer diameter of the winding group also increases. Therefore, when the winding group is inserted into the battery container, the adhesive tape covering the outer peripheral portion of the winding group is applied to the battery container. There is a risk of contact with the inner peripheral wall of the. In this case, the negative electrode plate located on the outermost circumference of the winding group may be miswound with respect to the positive electrode plate. When such a winding shift occurs, the facing area between the negative electrode plate and the positive electrode plate is reduced, so that there is a problem that the charging and discharging efficiency of the battery is lowered.
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高容量化と充放電効率の向上との両立を図ることのできるアルカリ蓄電池を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide an alkaline storage battery capable of achieving both high capacity and improvement of charge / discharge efficiency.
上記目的を達成するため、本発明に係るアルカリ蓄電池は、帯状の正極板と、帯状の負極板と、前記正極板及び前記負極板の間に配置された帯状のセパレータとが互いに重ね合わされ、前記負極板が前記正極板より外周側に位置するように渦巻き状に形成された渦状電極群と、該渦状電極群がアルカリ電解液とともに収容された、導電性を有する円筒形状の外装缶と、前記正極板と電気的に接続されている正極端子と、を備え、前記負極板は、最外周に位置して前記外装缶の内周壁と電気的に接続されている最外周負極板部と、前記最外周負極板部の内周側に隣接して位置している隣接負極板部とを有し、前記最外周負極板部は、該最外周負極板部の内周面の少なくとも一部に内周側接合部を有し、外周面の少なくとも一部において前記外装缶の内周壁に接触しており、前記隣接負極板部は、該隣接負極板部の外周面に、前記内周側接合部と対向する外周側接合部を有し、前記負極板は、前記内周側接合部及び前記外周側接合部において接合されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, in the alkaline storage battery according to the present invention, a band-shaped positive electrode plate, a band-shaped negative electrode plate, and a band-shaped separator arranged between the positive electrode plate and the negative electrode plate are superposed on each other, and the negative electrode plate is used. A spiral electrode group formed in a spiral shape so as to be located on the outer peripheral side of the positive electrode plate, a conductive cylindrical outer can in which the spiral electrode group is housed together with an alkaline electrolytic solution, and the positive electrode plate. The negative electrode plate is provided with a positive electrode terminal electrically connected to the outer peripheral can, and the negative electrode plate is located on the outermost periphery and is electrically connected to the inner peripheral wall of the outer can. It has an adjacent negative electrode plate portion located adjacent to the inner peripheral side of the negative electrode plate portion, and the outermost negative electrode plate portion is on the inner peripheral side at least a part of the inner peripheral surface of the outermost outer peripheral negative electrode plate portion. It has a joint and is in contact with the inner peripheral wall of the outer can at least a part of the outer peripheral surface, and the adjacent negative electrode plate portion faces the outer peripheral surface of the adjacent negative electrode plate portion and faces the inner peripheral side joint portion. It is characterized in that it has an outer peripheral side joint portion to be formed, and the negative electrode plate is joined at the inner peripheral side joint portion and the outer peripheral side joint portion.
本発明の一態様に係るアルカリ蓄電池において、前記負極板は、金属製の負極芯体と、該負極芯体に坦持された、負極活物質を含む負極合剤層とを有し、前記内周側接合部及び前記外周側接合部は、前記負極芯体の一部が露出されて形成された部分であり、前記負極板は、前記内周側接合部及び前記外周側接合部において溶接されている。 In the alkaline storage battery according to one aspect of the present invention, the negative electrode plate has a negative electrode core made of metal and a negative electrode mixture layer containing a negative electrode active material carried on the negative electrode core. The peripheral side joint portion and the outer peripheral side joint portion are portions formed by exposing a part of the negative electrode core body, and the negative electrode plate is welded at the inner peripheral side joint portion and the outer peripheral side joint portion. ing.
本発明の一態様に係るアルカリ蓄電池において、前記内周側接合部は、前記渦状電極群の周方向における端部の側に設けられている。 In the alkaline storage battery according to one aspect of the present invention, the inner peripheral side bonding portion is provided on the side of the end portion in the circumferential direction of the spiral electrode group.
本発明の一態様に係るアルカリ蓄電池において、前記内周側接合部及び前記外周側接合部は、それぞれ、前記外装缶の軸線方向において前記負極板の全体に亘って設けられている。 In the alkaline storage battery according to one aspect of the present invention, the inner peripheral side joint portion and the outer peripheral side joint portion are provided over the entire negative electrode plate in the axial direction of the outer can, respectively.
本発明の一態様に係るアルカリ蓄電池において、前記内周側接合部及び前記外周側接合部は、それぞれ、前記外装缶の軸線方向において前記負極板の一方の端部分と他方の端部分とに部分的に設けられている。 In the alkaline storage battery according to one aspect of the present invention, the inner peripheral side joint portion and the outer peripheral side joint portion are partially formed at one end portion and the other end portion of the negative electrode plate in the axial direction of the outer can, respectively. Is provided for the purpose.
本発明に係るアルカリ蓄電池によれば、負極板の最外周負極板部は、内周面の少なくとも一部に内周側接合部を有し、外周面の少なくとも一部において外装缶の内周壁に接触している。又、負極板の隣接負極板部は、外周面に内周側接合部と対向する外周側接合部を有している。そして、負極板は、内周側接合部及び外周側接合部において接合されている。このように、本発明に係るアルカリ蓄電池においては、外装缶の内周壁に接触する最外周負極板部それ自体が隣接負極板部に接合されている。従って、巻き数を増加させることにより渦状電極群の外径が増加し、渦状電極群を外装缶に挿入する際に最外周負極板部が外装缶に接触する場合でも、正極板に対する負極板の巻きずれの発生を抑制することができる。このため、負極板と正極板と間の対向面積の減少が抑制され、アルカリ蓄電池における充放電効率の低下を抑制することができる。よって、高容量化と充放電効率の向上との両立を実現するアルカリ蓄電池を提供することができる。 According to the alkaline storage battery according to the present invention, the outermost peripheral negative electrode plate portion of the negative electrode plate has an inner peripheral side joint portion at least a part of the inner peripheral surface, and the inner peripheral wall of the outer can is formed at least a part of the outer peripheral surface. Are in contact. Further, the adjacent negative electrode plate portion of the negative electrode plate has an outer peripheral side joint portion facing the inner peripheral side joint portion on the outer peripheral surface. The negative electrode plate is joined at the inner peripheral side joint portion and the outer peripheral side joint portion. As described above, in the alkaline storage battery according to the present invention, the outermost negative electrode plate portion itself in contact with the inner peripheral wall of the outer can is joined to the adjacent negative electrode plate portion. Therefore, by increasing the number of turns, the outer diameter of the spiral electrode group increases, and even when the outermost peripheral negative electrode plate portion comes into contact with the outer can when the spiral electrode group is inserted into the outer can, the negative electrode plate with respect to the positive electrode plate The occurrence of unwinding can be suppressed. Therefore, the decrease in the facing area between the negative electrode plate and the positive electrode plate can be suppressed, and the decrease in charge / discharge efficiency in the alkaline storage battery can be suppressed. Therefore, it is possible to provide an alkaline storage battery that achieves both high capacity and improved charge / discharge efficiency.
以下、本発明を具体化したアルカリ蓄電池の一例としてニッケル水素二次電池2(以下、単に「電池2」ともいう)の実施形態を説明する。なお、本実施形態として、AAサイズの円筒形の電池2に本発明が適用された場合を説明するが、電池2のサイズはこれに限るものではなく、例えばAAAサイズ等他のサイズでもよい。また、アルカリ蓄電池としては、電解液にアルカリ溶液を用いるものであればよく、例えばニッケルカドミウム蓄電池等でもよい。
Hereinafter, embodiments of a nickel-metal hydride secondary battery 2 (hereinafter, also simply referred to as “
図1は、本発明の一実施形態に係るニッケル水素二次電池2(アルカリ蓄電池)を部分的に破断して示した斜視図である。図2は、図1のニッケル水素二次電池2における負極板26を展開して示す側面図である。図3は、図2の負極板26を矢視A方向から見た状態を示す図である。図4は、本発明の一実施形態に係るニッケル水素二次電池2の渦状電極群22が外装缶10に挿入された状態を示す図である。なお、説明の便宜上、円筒形状の外装缶10の軸線xにおいて、矢印a方向を上側、矢印b方向を下側とする。ここで、上側とは、電池2における正極端子20が設けられている側を意味し、下側とは、電池2における底壁35が設けられている側であり、上側の反対側を意味する。また、軸線xに垂直な方向(以下、「径方向」ともいう。)において、軸線xから遠ざかる方向を外周側とし(矢印c方向)、軸線xに向かう方向を内周側とする(矢印d方向)。
FIG. 1 is a perspective view showing a partially broken nickel-metal hydride secondary battery 2 (alkaline storage battery) according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a side view showing the
図1に示すように、電池2は、上側(矢印a方向)が開口した有底円筒形状をなす外装缶10を備えている。外装缶10は導電性を有し、下側(矢印b方向)に設けられた底壁35は負極端子として機能する。外装缶10の開口には、封口体11が固定されている。この封口体11は、蓋板14及び正極端子20を含み、外装缶10を封口する。蓋板14は、導電性を有する円板形状の部材である。外装缶10の開口内には、蓋板14及びこの蓋板14を囲むリング形状の絶縁パッキン12が配置され、絶縁パッキン12は外装缶10の開口縁37をかしめ加工することにより外装缶10の開口縁37に固定されている。すなわち、蓋板14及び絶縁パッキン12は互いに協働して外装缶10の開口を気密に閉塞している。
As shown in FIG. 1, the
ここで、蓋板14は中央に中央貫通孔16を有し、そして、蓋板14の上側の面である外面上には中央貫通孔16を塞ぐゴム製の弁体18が配置されている。更に、蓋板14の外面上には、弁体18を覆うようにしてフランジ付き円筒形状をなす金属製の正極端子20が電気的に接続されている。この正極端子20は弁体18を蓋板14に向けて押圧している。なお、正極端子20には、図示しないガス抜き孔が開口されている。
Here, the
通常時、中央貫通孔16は弁体18によって気密に閉じられている。一方、外装缶10内にガスが発生し、そのガスの圧力が高まれば、弁体18はガスの圧力によって圧縮され、中央貫通孔16を開き、その結果、外装缶10内から中央貫通孔16及び正極端子20のガス抜き孔(図示せず)を介して外部にガスが放出される。つまり、中央貫通孔16、弁体18及び正極端子20は電池2のための安全弁を形成している。
Normally, the central through
外装缶10には、渦状電極群22が収容されている。この渦状電極群22は、それぞれ帯状の正極板24、負極板26及びセパレータ28が互いに重ね合わされて形成されている。渦状電極群22は、正極板24と負極板26との間にセパレータ28が挟み込まれた状態で、負極板26が正極板24より外周側(矢印c方向)に位置するように渦巻き状に形成されている。すなわち、セパレータ28を介して正極板24及び負極板26が互いに重ね合わされている。
The outer can 10 contains a
そして、外装缶10内には、渦状電極群22の上側の端部と蓋板14との間に正極リード30が配置されている。詳しくは、正極リード30は、その一端が正極板24に接続され、その他端が蓋板14に接続されている。従って、正極端子20と正極板24とは、正極リード30及び蓋板14を介して互いに電気的に接続されている。なお、蓋板14と渦状電極群22との間には円形の上部絶縁部材32が配置され、正極リード30は上部絶縁部材32に設けられたスリット39の中を通されて延びている。また、渦状電極群22と外装缶10の底壁35との間にも円形の下部絶縁部材34が配置されている。
Then, in the
更に、外装缶10内には、所定量のアルカリ電解液(図示せず)が注入されている。このアルカリ電解液は、渦状電極群22に含浸され、正極板24と負極板26との間での充放電の際の電気化学反応(充放電反応)を進行させる。このアルカリ電解液としては、KOH、NaOH及びLiOHのうちの少なくとも一種を溶質として含む水溶液を用いることが好ましい。
Further, a predetermined amount of alkaline electrolytic solution (not shown) is injected into the
セパレータ28の材料としては、例えば、ポリアミド繊維製不織布に親水性官能基を付与したもの、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン繊維製不織布に親水性官能基を付与したもの等を用いることができる。
As the material of the
正極板24は、多孔質構造を有する導電性の正極基材と、この正極基材の空孔内に保持された正極合剤とを含んでいる。このような正極基材としては、例えば、発泡ニッケルのシートを用いることができる。正極合剤は、正極活物質粒子と、結着剤とを含む。また、正極合剤には、必要に応じて正極添加剤が添加される。
The
上記した結着剤は、正極活物質粒子を互いに結着させるとともに、正極活物質粒子を正極基材に結着させる働きをする。ここで、結着剤としては、例えば、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)ディスパージョン、HPC(ヒドロキシプロピルセルロース)ディスパージョンなどを用いることができる。また、正極添加剤としては、酸化亜鉛、水酸化コバルト等が挙げられる。 The above-mentioned binder has a function of binding the positive electrode active material particles to each other and also binding the positive electrode active material particles to the positive electrode base material. Here, as the binder, for example, carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, PTFE (polytetrafluoroethylene) dispersion, HPC (hydroxypropyl cellulose) dispersion and the like can be used. Moreover, as a positive electrode additive, zinc oxide, cobalt hydroxide and the like can be mentioned.
正極活物質粒子としては、ニッケル水素二次電池用として一般的に用いられている水酸化ニッケル粒子が用いられる。この水酸化ニッケル粒子は、高次化されている水酸化ニッケル粒子を採用することが好ましい。上記したような正極活物質粒子は、ニッケル水素二次電池用として一般的に用いられている製造方法により製造される。 As the positive electrode active material particles, nickel hydroxide particles generally used for a nickel hydrogen secondary battery are used. As the nickel hydroxide particles, it is preferable to use higher-order nickel hydroxide particles. The positive electrode active material particles as described above are produced by a production method generally used for nickel-metal hydride secondary batteries.
ついで、正極板24は、例えば、以下のようにして製造することができる。まず、正極活物質粒子、水及び結着剤を含む正極合剤スラリーを調製する。調製された正極合剤スラリーは、例えば、発泡ニッケルのシートに充填され、乾燥させられる。乾燥後、水酸化ニッケル粒子等が充填された発泡ニッケルのシートは、圧延されてから裁断され、正極板24が製造される。
Then, the
次に、負極板26について説明する。図2及び図3に示すように、負極板26は、金属製の負極芯体26aと、この負極芯体26aに担持された、負極活性物質を含む負極合剤層26bとを備え、全体として帯状をなしている。負極芯体26aは、導電性を有している。
Next, the
負極芯体26aは、貫通孔(図示せず)が分布された帯状の金属材であり、例えば、パンチングメタルシートを用いることができる。負極合剤層26bは、負極活性物質を含む負極合剤により形成されている。負極合剤は、負極芯体26aの貫通孔内に充填されるばかりでなく、負極芯体26aの表面26c及び裏面26dにも層状に担持されて負極合剤層26bを形成している。負極合剤は、負極活物質としての水素を吸蔵及び放出可能な水素吸蔵合金粒子、導電剤、結着剤及び負極補助剤を含む。
The negative
上記した結着剤は水素吸蔵合金粒子、導電剤等を互いに結着させると同時に水素吸蔵合金粒子、導電剤等を負極芯体26aに結着させる働きをする。ここで、結着剤としては、特に限定されるものではなく、例えば、親水性若しくは疎水性のポリマー、カルボキシメチルセルロースなどの、ニッケル水素二次電池用として一般的に用いられている結着剤を用いることができる。また、負極補助剤としては、スチレンブタジエンゴム、ポリアクリル酸ナトリウム等を用いることができる。水素吸蔵合金粒子における水素吸蔵合金としては、特に限定されるものではなく、一般的なニッケル水素二次電池に用いられているものを用いるのが好ましい。導電剤としては、ニッケル水素二次電池の負極に一般的に用いられている導電剤が用いられる。例えば、カーボンブラック等が用いられる。
The above-mentioned binder has a function of binding the hydrogen storage alloy particles, the conductive agent and the like to each other, and at the same time, binding the hydrogen storage alloy particles, the conductive agent and the like to the negative
図1から図4に示すように、渦状電極群22の負極板26は、最外周に位置して外装缶10の内周壁10aと電気的に接続されている最外周負極板部26eと、最外周負極板部26eの内周側(矢印d方向)に隣接して位置している隣接負極板部26fとを有している。すなわち、負極板26と外装缶10とは互いに電気的に接続されている。最外周負極板部26eは、最外周負極板部26eの内周面26gの少なくとも一部に内周側接合部26hを有し、外周面26iの少なくとも一部において外装缶10の内周壁10aに接触している。又、隣接負極板部26fは、隣接負極板部26fの外周面26jに、内周側接合部26hと対向する外周側接合部26kを有している。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
図4に示すように、負極板26は、内周側接合部26h及び外周側接合部26kにおいて接合されている。より具体的には、図2から図4に示すように、内周側接合部26h及び外周側接合部26kは、負極芯体26aの一部が露出されて形成された部分であり、負極板26は、内周側接合部26h及び外周側接合部26kにおいて溶接されている。例えば、負極板26は、内周側接合部26h及び外周側接合部26kにおいて抵抗溶接により固定されている。なお、内周側接合部26h及び外周側接合部26kにおける接合の態様としては、溶接に限るものではなく、例えば接着剤により固定するものでもよい。
As shown in FIG. 4, the
図1及び図4に示すように、内周側接合部26hは、渦状電極群22の周方向における端部の側に設けられている。具体的には、内周側接合部26hは、渦状電極群22の巻終側(図2の右側)の端部分において、当該巻終側の端縁から所定の幅D5を有して形成されている。なお、内周側接合部26hの位置はこれに限るものではなく、電池反応に影響を及ぼさない部分即ち正極板24と対向しない部分であれば、例えば巻終側の端縁を含まない部分に設けられていてもよい。
As shown in FIGS. 1 and 4, the inner peripheral side
図2に示すように、内周側接合部26h及び外周側接合部26kは、それぞれ、外装缶10の軸線x方向(図2の矢印ab方向)において、負極板26の全体に亘って設けられている。なお、内周側接合部26h及び外周側接合部26kの範囲はこれに限るものではなく、内周側接合部26h及び外周側接合部26kは、外装缶10の軸線x方向において、負極板26の一方(上側)の端部分と他方(下側)の端部分とに部分的に設けられていてもよい。更に、内周側接合部26h及び外周側接合部26kは、外装缶10の軸線x方向において、負極板26の一方(上側)の端部分と他方(下側)の端部分との間に部分的に設けられてもよい。
As shown in FIG. 2, the inner peripheral side
負極板26は、例えば、以下のようにして製造することができる。まず、上記のような水素吸蔵合金粒子の集合体である水素吸蔵合金粉末と、導電剤と、結着剤と、水とを準備し、これらを混練して負極合剤のペーストを調製する。得られたペーストは負極芯体26aに塗着され、乾燥させられる。乾燥後、負極板26から、負極合剤層26bの一部が切削され、負極芯体26aの一部が露出される。例えば、切削は、タガネやバイト等の一般的な切削用工具の歯を用いて行われる。なお、負極芯体26aの一部を露出させるためには、負極芯体26aの一部をマスキングした状態で負極合剤のペーストを負極芯体26aに塗着させてもよいし、負極芯体26aの露出させた部分だけ負極合剤のペーストの塗着を止めるいわゆる間欠塗工を行ってもよい。これにより、例えば図2に示すような内周側接合部26h(幅D5)及び外周側接合部26k(幅D4)が形成される。その後、負極芯体26aの一部が露出した状態の負極板26に対し、全体的に圧延が施される圧延工程により負極合剤層26bの密度が所定の値になるように調整が行われる。このようにして、負極板26が製造される。なお、図3において、負極合剤層26bの一部分だけ厚さが薄く形成されているが、負極合剤層26bの厚さはこれに限るものではなく、例えば同じ厚さに形成されていてもよい。
The
以上のようにして製造された正極板24及び負極板26は、セパレータ28を介在させた状態で、渦巻き状に巻回される。その後、内周側接合部26h及び外周側接合部26kを接合(例えば溶接)することで、負極板26を固定し、渦状電極群22が形成される。このようにして得られた渦状電極群22は、外装缶10内に収容される。引き続き、当該外装缶10内には所定量のアルカリ電解液が注入される。その後、渦状電極群22及びアルカリ電解液を収容した外装缶10は、正極端子20を備えた封口体11により封口され、本発明に係る電池2が得られる。電池2は、初期活性化処理が施され、使用可能状態とされる。
The
次いで、本発明の一実施形態のニッケル水素二次電池2の作用、効果について説明する。上述したように、本発明の実施形態に係るニッケル水素二次電池2によれば、負極板26の最外周負極板部26eは、内周面26gの少なくとも一部に内周側接合部26hを有し、外周面26iの少なくとも一部において外装缶10の内周壁10aに接触している。又、負極板26の隣接負極板部26fは、外周面26jに内周側接合部26hと対向する外周側接合部26kを有している。そして、負極板26は、内周側接合部26h及び外周側接合部26kにおいて接合されている。このように、本発明に係るニッケル水素二次電池2においては、外装缶10の内周壁10aに接触する最外周負極板部26eそれ自体が隣接負極板部26fに接合されている。従って、巻き数を増加させることにより渦状電極群22の外径が増加し、渦状電極群22を外装缶10に挿入する際に最外周負極板部26eが外装缶10に接触する場合でも、正極板24に対する負極板26の巻きずれの発生を抑制することができる。特に、最外周負極板部26eが隣接負極板部26fに溶接されている場合、最外周負極板部26eを隣接負極板部26fに強固に固定することができる。このため、負極板26と正極板24との間の対向面積の減少が抑制され、アルカリ蓄電池における充放電効率の低下を抑制することができる。よって、高容量化と充放電効率の向上との両立を実現するアルカリ蓄電池を提供することができる。更に、正極板24に対する負極板26の巻きずれの発生を抑制することができるため、負極板26と正極板24とが直接接触するいわゆるショートを回避することができ、高品質のアルカリ蓄電池を提供することができる。
Next, the operation and effect of the nickel-metal hydride
[実施例]
図2に示すように、負極板26の全体長さをD1=155mmとし、負極板26の巻始側(図2の左側)から外周側接合部26kまでの長さをD2=110mmとし、外周側接合部26kの幅をD3=2mmとし、内周側接合部26hを除く最外周負極板部26eの長さをD4=41mmとし、内周側接合部26hの幅をD5=2mmと設定した。つまり、負極板26の製造において、まず、水素吸蔵合金粒子の集合体である水素吸蔵合金粉末と、導電剤と、結着剤と、水とを混練して調製された負極合剤のペーストを負極芯体26aに塗着し、乾燥させる。乾燥後、負極板26から、負極合剤層26bの一部を切削し、負極芯体26aの一部を露出させる。この際、内周側接合部26hの幅がD5=2mm、外周側接合部26kの幅がD4=2mmとなるように負極合剤層26bを切削する。その後、負極芯体26aの一部が露出した状態の負極板26に対し、全体的に圧延を施し、負極合剤層26bの密度が所定の値になるように調整を行う。このようにして製造された負極板26と上記方法で製造した正極板24を、セパレータ28を介在させた状態で、渦巻き状に巻回して渦状電極群22を製造する。当該渦状電極群22において、内周側接合部26h及び外周側接合部26kを接合(例えば溶接)することで、負極板26を固定した。このような渦状電極群22を30セル製造した。当該渦状電極群22を外装缶10に挿入する試験を行った結果、本実施例に係る渦状電極群22では30セル中巻きずれ発生がゼロであった。これに対し、比較例としての渦状電極群、即ち負極板を固定しない渦状電極群では30セル中4個において、正極板24に対する負極板26の巻きずれが発生した。このように、本実施例のように負極板26の接合を行った場合、外装缶10への挿入時に、渦状電極群22において巻きずれが発生しないことが確認できた。
[Example]
As shown in FIG. 2, the overall length of the
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に係るニッケル水素二次電池2に限定されるものではなく、本発明の概念及び特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含み、各構成を適宜選択的に組み合わせても良い。また、上記実施の形態における各構成要素の形状、材料、配置、サイズ等は、本発明の具体的態様によって適宜変更され得る。
Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the nickel-metal hydride
2 ニッケル水素二次電池(アルカリ蓄電池)
10 外装缶
20 正極端子
22 渦状電極群
24 正極板
26 負極板
26a 負極芯体
26b 負極合剤層
26e 最外周負極板部
26f 隣接負極板部
26h 内周側接合部
26k 外周側接合部
28 セパレータ
2 Nickel-metal hydride rechargeable battery (alkaline storage battery)
10 Exterior can 20
Claims (5)
該渦状電極群がアルカリ電解液とともに収容された、導電性を有する円筒形状の外装缶と、
前記正極板と電気的に接続されている正極端子と、を備え、
前記負極板は、最外周に位置して前記外装缶の内周壁と電気的に接続されている最外周負極板部と、前記最外周負極板部の内周側に隣接して位置している隣接負極板部とを有し、
前記最外周負極板部は、該最外周負極板部の内周面の少なくとも一部に内周側接合部を有し、外周面の少なくとも一部において前記外装缶の内周壁に接触しており、
前記隣接負極板部は、該隣接負極板部の外周面に、前記内周側接合部と対向する外周側接合部を有し、
前記負極板は、前記内周側接合部及び前記外周側接合部において接合されていることを特徴とするアルカリ蓄電池。 The band-shaped positive electrode plate, the band-shaped negative electrode plate, and the band-shaped separator arranged between the positive electrode plate and the negative electrode plate are superposed on each other, and the negative electrode plate is spirally formed so as to be located on the outer peripheral side of the positive electrode plate. The formed spiral electrode group and
A conductive cylindrical outer can in which the spiral electrode group is housed together with an alkaline electrolytic solution, and
A positive electrode terminal electrically connected to the positive electrode plate is provided.
The negative electrode plate is located adjacent to the outermost negative electrode plate portion which is located on the outermost circumference and is electrically connected to the inner peripheral wall of the outer can, and the inner peripheral side of the outermost negative electrode plate portion. It has an adjacent negative electrode plate and
The outermost peripheral negative electrode plate portion has an inner peripheral side joint portion at least a part of the inner peripheral surface of the outermost outer peripheral negative electrode plate portion, and is in contact with the inner peripheral wall of the outer can at at least a part of the outer peripheral surface. ,
The adjacent negative electrode plate portion has an outer peripheral side joint portion facing the inner peripheral side joint portion on the outer peripheral surface of the adjacent negative electrode plate portion.
An alkaline storage battery characterized in that the negative electrode plate is joined at the inner peripheral side joint portion and the outer peripheral side joint portion.
前記内周側接合部及び前記外周側接合部は、前記負極芯体の一部が露出されて形成された部分であり、
前記負極板は、前記内周側接合部及び前記外周側接合部において溶接されている、請求項1記載のアルカリ蓄電池。 The negative electrode plate has a negative electrode core made of metal and a negative electrode mixture layer containing a negative electrode active material carried on the negative electrode core.
The inner peripheral side joint portion and the outer peripheral side joint portion are portions formed by exposing a part of the negative electrode core body.
The alkaline storage battery according to claim 1, wherein the negative electrode plate is welded at the inner peripheral side joint portion and the outer peripheral side joint portion.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019219707A JP2021089851A (en) | 2019-12-04 | 2019-12-04 | Alkaline storage battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019219707A JP2021089851A (en) | 2019-12-04 | 2019-12-04 | Alkaline storage battery |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021089851A true JP2021089851A (en) | 2021-06-10 |
Family
ID=76220811
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019219707A Pending JP2021089851A (en) | 2019-12-04 | 2019-12-04 | Alkaline storage battery |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2021089851A (en) |
-
2019
- 2019-12-04 JP JP2019219707A patent/JP2021089851A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4929519A (en) | Wound electrode assembly for an electrochemical cell | |
JP7128666B2 (en) | secondary battery | |
WO2021124995A1 (en) | Cylindrical battery | |
WO2017090219A1 (en) | Cylindrical battery | |
JP4359098B2 (en) | Cylindrical alkaline storage battery | |
WO2020171112A1 (en) | Alkaline secondary battery | |
JP2021089851A (en) | Alkaline storage battery | |
JP5110889B2 (en) | Nickel metal hydride secondary battery | |
WO2021192978A1 (en) | Alkaline storage battery | |
JP6835451B2 (en) | Current collector reed, manufacturing method of secondary battery including this current collector reed, and secondary battery | |
US11038238B2 (en) | Alkaline secondary battery | |
JP2000251871A (en) | Alkaline secondary battery | |
JP2016149300A (en) | Alkaline secondary battery | |
JP2015220118A (en) | Alkali secondary battery | |
JP4359099B2 (en) | Cylindrical alkaline storage battery | |
JP2013012349A (en) | Alkaline storage battery | |
JP4334386B2 (en) | battery | |
JP7421038B2 (en) | Alkaline storage battery and method for manufacturing an alkaline storage battery | |
WO2022158242A1 (en) | Cylindrical alkaline storage battery | |
US11108116B2 (en) | Electrochemical cell separator | |
JP7093199B2 (en) | Seal and battery | |
JP6719101B2 (en) | Nickel-hydrogen battery and manufacturing method thereof | |
JP2022124195A (en) | alkaline storage battery | |
JP2015125841A (en) | Negative electrode for alkali storage battery and alkali storage battery using this negative electrode | |
JP2022138530A (en) | Electrode for alkaline secondary battery and alkaline secondary battery |