JP5396702B2 - battery - Google Patents
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Description
本発明は、捲回形の極群を備えた電池、とくにアルカリ蓄電池に関するものである。 The present invention relates to a battery having a wound-type pole group, and more particularly to an alkaline storage battery.
アルカリ蓄電池は、ハイブリッド形電気自動車（ＨＥＶ）の電源に適用するための開発が進められている。この用途の電源には、大きい容量と優れた高率放電性能との両方が要求される。大きい容量を得るため、正極板としては、高容量化に適していることからペースト式のものが採用される。そして、電池サイズとしてはＳｕｂ‐Ｃまたはそれよりも大きいサイズのものが有力候補である。 Alkaline storage batteries are being developed for application to the power source of hybrid electric vehicles (HEV). A power source for this application is required to have both a large capacity and excellent high rate discharge performance. In order to obtain a large capacity, a paste type is used as the positive electrode plate because it is suitable for increasing the capacity. As the battery size, Sub-C or a larger size is a promising candidate.
ペースト式の正極板は、正極板の活物質の層を薄くする設計することにより高率放電性能を高められることが知られている。そのような設計の正極板は、長尺の短冊状に成形されており負極板およびセパレータとともに捲回されたあとで電槽に収納されて電池を構成する。 It is known that the paste type positive electrode plate can improve the high rate discharge performance by designing the active material layer of the positive electrode plate to be thin. The positive electrode plate having such a design is formed into a long strip shape, wound together with the negative electrode plate and the separator, and then housed in a battery case to constitute a battery.
たとえば、従来のアルカリ蓄電池で用いられている正極板の構造は、特許文献１にあるように、活物質を備えた短冊状の金属製基板と金属薄板とで構成されたものが一般的である。特許文献１では、金属製基板として短冊状の発泡ニッケルが用いられ、これに活物質が充填されている。金属薄板としては、幅１．５ｍｍのニッケルリボンが用いられている。前記金属製基板および前記金属薄板は長辺側の縁部分が互いに重ねられて配置され、複数箇所で溶着されたものが用いられている。この金属薄板は、正極板の縁部分を補強するために採用される部材である。 For example, the structure of a positive electrode plate used in a conventional alkaline storage battery is generally composed of a strip-shaped metal substrate provided with an active material and a metal thin plate as disclosed in Patent Document 1. . In Patent Document 1, strip-shaped nickel foam is used as a metal substrate, and this is filled with an active material. As the metal thin plate, a nickel ribbon having a width of 1.5 mm is used. The metal substrate and the metal thin plate are arranged such that edge portions on the long side are overlapped with each other and welded at a plurality of locations. This metal thin plate is a member employed for reinforcing the edge portion of the positive electrode plate.
なお、特許文献１では、金属薄板のビッカーズ硬度を特定範囲とする技術が記載されている。この範囲内にすることによって、正極板に溶接された金属薄板と集電板との溶着を良好な状態にできることが説明されている。しかしながら、ビッカーズ硬度はかたさの度合いを示す指標であるので、この数値を変更しても、電極板の反りが抑制されることはない。
本発明者らは、活物質の層を薄くする仕様の正極板を用いて大容量の電池を製造するとき、極群に巻きずれや短絡が生じるという問題があることを発見した。この問題は、アルカリ蓄電池の耐短絡性能の低下をもたらすこととなっていた。調査の結果、この問題は、正極板の長辺長さが８０ｃｍ以上となったとき顕著となる現象であることがわかった。そして、そのメカニズムは、正極板に反りが生じたことに起因するものであることがわかった。 The present inventors have found that when manufacturing a large-capacity battery using a positive electrode plate having a specification for thinning the active material layer, there is a problem that winding displacement or short circuit occurs in the pole group. This problem has led to a decrease in the short circuit resistance of the alkaline storage battery. As a result of investigation, it has been found that this problem is a phenomenon that becomes prominent when the long side length of the positive electrode plate is 80 cm or more. And it turned out that the mechanism originates in the curvature having arisen in the positive electrode plate.
本発明が解決しようとする課題は、正極板に生じる反りを防止することによって、巻きずれや短絡を抑制することである。 The problem to be solved by the present invention is to suppress winding deviation and short circuit by preventing warpage occurring in the positive electrode plate.
なお、ＨＥＶの電源に適用されるＳｕｂ‐Ｃまたはそれよりも大きいサイズのアルカリ蓄電池は、比較的低い電流密度で放電する用途に使用されることが一般的に認識されている。そのため、活物質の層が薄い設計のペースト式正極板を用いて大容量タイプの電池を量産する技術は確立されていないのが現状である。 Note that it is generally recognized that Sub-C or larger size alkaline storage batteries applied to HEV power supplies are used for applications that discharge at a relatively low current density. Therefore, at present, a technology for mass-producing a large-capacity type battery using a paste type positive electrode plate designed to have a thin active material layer has not been established.
本発明は、短冊状の正極板および負極板をセパレータを介して捲回した極群を備え、前記正極板および負極板の少なくとも一方の極板は活物質を有する金属性基板を備えており、前記金属製基板の長辺長さは８０ｃｍ以上であり、前記金属製基板の長辺側の縁部分には金属薄板が重ねられて配置され、前記金属薄板は前記金属製基板の前記縁部分に複数箇所で溶接されている電池であって、前記金属薄板は引張強さが５９０Ｎ／ｍｍ2以下であり、前記金属薄板と金属製基板の縁部分との溶接箇所は、１ｃｍあたり４点以下の間隔で備えられており、前記電池はSub-Cサイズであることを特徴とする電池である。
The present invention includes a pole group obtained by winding a strip-shaped positive electrode plate and a negative electrode plate with a separator interposed therebetween, and at least one of the positive electrode plate and the negative electrode plate includes a metallic substrate having an active material, The long side length of the metal substrate is 80 cm or more, and a metal thin plate is placed on the edge portion on the long side of the metal substrate, and the metal thin plate is placed on the edge portion of the metal substrate. a battery that has been welded at a plurality of locations, the sheet metal tensile strength of 590N / mm @ 2 Ri der hereinafter welded portion between the sheet metal and the edge portion of the metal substrate, following four per 1cm The battery is provided at intervals, and the battery is of Sub-C size .
本発明によれば、電極板の反りが抑制されて巻きずれあるいは製造時の溶接不良が抑制されるので、短絡の発生が大幅に抑制された電池が得られる。そのため、本発明の電池は品質的に安定しており量産するのに適している。したがって、従来の技術では達成できなかったレベルの高率放電性能および放電容量を備えた電池が得られる。 According to the present invention, since warpage of the electrode plate is suppressed and winding deviation or poor welding at the time of manufacture is suppressed, a battery in which occurrence of a short circuit is significantly suppressed can be obtained. Therefore, the battery of the present invention is stable in quality and suitable for mass production. Therefore, a battery having a high rate discharge performance and a discharge capacity that cannot be achieved by the conventional technology can be obtained.
本発明は、正極板および負極板をセパレータを介して捲回した極群を用いた電池に適用することができる。本発明は、アルカリ蓄電池等の電解液が水溶液のものでもリチウムイオン電池等の非水電解液のものでも有効である。とりわけ、高率放電および容量の両方を高めた設計のアルカリ蓄電池において短絡発生を抑制する効果が顕著である。 The present invention can be applied to a battery using a pole group obtained by winding a positive electrode plate and a negative electrode plate with a separator interposed therebetween. The present invention is effective regardless of whether the electrolyte such as an alkaline storage battery is an aqueous solution or a non-aqueous electrolyte such as a lithium ion battery. In particular, the effect of suppressing the occurrence of a short circuit is remarkable in an alkaline storage battery designed to increase both high rate discharge and capacity.
本発明で使用する正極板および負極板の少なくとも一方の極板は、活物質を有する金属製基板を備えたものである。活物質を有する金属製基板は、短冊状の金属製基板に活物質を充填することによって製作することができる。金属製基板としては、アルカリ蓄電池の正極板に用いる場合は、多孔性金属板を用いることができ、たとえば、スポンジ状ニッケル、フェルト状ニッケル、繊維状ニッケルなどの三次元構造の網状ないし多孔状のものを用いることができる。この場合、多孔性金属板の目付け量は、導電性を確保しつつ所定の多孔度を達成できることから、３５０ｇ／ｍ２以上６００ｇ／ｍ２以下、厚さは１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下とすることが好ましい。なお、活物質を備えた後の電極の厚さは、高率放電性能を高めるため０．２ｍｍ以上０．４０ｍｍ以下とするのが好ましい。 At least one of the positive electrode plate and the negative electrode plate used in the present invention is provided with a metal substrate having an active material. A metal substrate having an active material can be manufactured by filling a strip-shaped metal substrate with an active material. As the metal substrate, when used for a positive electrode plate of an alkaline storage battery, a porous metal plate can be used. For example, a three-dimensional structure such as sponge-like nickel, felt-like nickel, fibrous nickel, etc. Things can be used. In this case, since the weight per unit area of the porous metal plate can achieve a predetermined porosity while ensuring conductivity, the thickness is 350 g / m 2 or more and 600 g / m 2 or less, and the thickness is 1.0 mm or more and 2.0 mm or less. It is preferable to do. Note that the thickness of the electrode after providing the active material is preferably 0.2 mm or more and 0.40 mm or less in order to enhance the high rate discharge performance.
本発明で使用する金属製基板の長辺長さは、８０ｃｍ以上であることが好ましい。長辺長さがこの範囲のときに本発明の効果が顕著に求められるようになる。この長さを８０ｃｍ以上とすることによって、Ｓｕｂ−Ｃサイズの電池の放電容量を高いレベルとすることができ、ＨＥＶ電源用途に適した容量を達成することができる。この長辺長さは、さらに長くすることによって単位面積あたりの電流密度を低減することができる。Ｃサイズの電池とする場合は、９０ｃｍ以上が好ましく、Ｄサイズの場合は１２０ｃｍ以上が好ましい。他方、短辺の長さは、電池缶の高さ寸法に応じて設計される値が用いられる。具体的には、容量を高める観点から好ましい短辺長さの範囲は、Ｓｕｂ−Ｃサイズの場合は３８ｍｍ以下、Ｃサイズの場合は４５ｍｍ以下、Ｄサイズの場合は５５ｍｍ以下である。 The long side length of the metal substrate used in the present invention is preferably 80 cm or more. When the long side length is within this range, the effect of the present invention is remarkably required. By setting the length to 80 cm or more, the discharge capacity of the Sub-C size battery can be set to a high level, and a capacity suitable for HEV power supply application can be achieved. By increasing the length of the long side, the current density per unit area can be reduced. In the case of a C size battery, 90 cm or more is preferable, and in the case of a D size, 120 cm or more is preferable. On the other hand, the value designed according to the height dimension of a battery can is used for the length of a short side. Specifically, the range of the short side length that is preferable from the viewpoint of increasing the capacity is 38 mm or less for the Sub-C size, 45 mm or less for the C size, and 55 mm or less for the D size.
なお、金属製基板が長方形以外の短冊状の場合、上述の長辺長さは、捲回時の巻き始め側の端部から巻き終わり側の端部までの距離を捲回軸と垂直な方向に沿って測定したときの長さで定義される。そして、上述の短辺長さは、捲回軸と平行な方向に測定したときの幅で定義される。 When the metal substrate has a strip shape other than a rectangle, the long side length described above is the direction perpendicular to the winding axis from the winding start side end to the winding end side end during winding. It is defined by the length when measured along And the above-mentioned short side length is defined by the width | variety when it measures in the direction parallel to a winding axis | shaft.
本発明で使用する正極板は、金属製基板の一方の長辺側の縁部分に金属薄板が重ねられて配置されており、重ねられた両部材は、所定の間隔で溶接されている。金属薄板は、極群と集電板との接続を良好にするための部材である。金属薄板は、短冊状のものを用いるのが好ましい。金属薄板の長辺長さは、金属製基板の長辺長さの１００％以下とすることが好ましい。重ねられた部分の短辺方向の寸法は、１ｍｍ以上２ｍｍ以下であることが好ましい。 The positive electrode plate used in the present invention is arranged such that a metal thin plate is overlapped on an edge portion on one long side of a metal substrate, and both the overlapped members are welded at a predetermined interval. The metal thin plate is a member for improving the connection between the pole group and the current collector plate. The metal thin plate is preferably a strip. The long side length of the thin metal plate is preferably 100% or less of the long side length of the metal substrate. The dimension in the short side direction of the overlapped portion is preferably 1 mm or more and 2 mm or less.
なお、上記の金属薄板が長方形以外の形状の場合、金属薄板の長辺長さおよび短辺長さは、上述の金属製基板が長方形以外の場合と同じように定義される。 In addition, when said metal thin plate is shapes other than a rectangle, the long side length and short side length of a metal thin plate are defined similarly to the case where the above-mentioned metal board | substrates are other than a rectangle.
本発明において、金属薄板は、引張強さが５９０Ｎ／ｍｍ２以下のものが用いられる。引張強さが５９０Ｎ／ｍｍ２以下のものを用いることによって、電極板の反りを極めて少ない水準とすることができる。この効果は、金属薄板が十分なのびやすさを備えているためと考えられる。このように十分なのびやすさが備えられた場合、金属製基板と金属薄膜とを溶接する際に生じる金属製基板の変形に応じて金属薄膜も変形できるようになり、電極の反りが抑制される。また、金属薄板の引張強さは３４５Ｎ／ｍｍ２以上であることが好ましい。３４５Ｎ／ｍｍ２以上のものを用いることによって、製造工程中に金属薄膜が破断する問題が改善されて作業性が向上する。また、金属薄板の引張強さは、材料となる金属の種類・組成、材料の質別または材料の厚さを制御することによって調節することができる。 In the present invention, a metal thin plate having a tensile strength of 590 N / mm 2 or less is used. By using a material having a tensile strength of 590 N / mm 2 or less, the warpage of the electrode plate can be made extremely low. This effect is considered to be because the metal thin plate has sufficient ease of stretching. When sufficient stretchability is provided in this way, the metal thin film can be deformed in accordance with the deformation of the metal substrate that occurs when the metal substrate and the metal thin film are welded, and the warping of the electrode is suppressed. . Moreover, it is preferable that the tensile strength of a metal thin plate is 345 N / mm < 2 > or more. By using 345 N / mm 2 or more, the problem that the metal thin film breaks during the manufacturing process is improved and workability is improved. Further, the tensile strength of the metal thin plate can be adjusted by controlling the kind and composition of the metal used as the material, the quality of the material, or the thickness of the material.
本発明で使用する金属薄板の材料となる金属としては、アルカリ蓄電池の場合、ニッケルまたはニッケルめっき鋼板を用いることができる。これらの金属の板を用いる場合、その質別はＯ、１／８Ｈ、１／４Ｈおよび１／２Ｈのいずれかであることが好ましい。なぜなら、当該金属を用いた金属薄板は、引張強さが３４５Ｎ／ｍｍ２以上５９０Ｎ／ｍｍ２以下とするのが容易だからである。また、ニッケルまたはニッケルめっき鋼板を金属薄板として用いる場合、厚さは０．０５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下で用いることができるが、とくに厚さは０．１mm以下である事が好ましい。なぜなら、溶接部の厚さが低減されて短絡が回避されるからである。なお、本発明において、引張強さはＪＩＳＺ２２４１に規定されているものである。そして、質別はＪＩＳＨ４５０１で規定されているものである。 In the case of an alkaline storage battery, nickel or a nickel-plated steel sheet can be used as the metal used as the material for the thin metal plate used in the present invention. When these metal plates are used, the quality is preferably O, 1 / 8H, 1 / 4H, or 1 / 2H. This is because the metal thin plate using the metal can easily have a tensile strength of 345 N / mm 2 or more and 590 N / mm 2 or less. Moreover, when using nickel or a nickel plating steel plate as a metal thin plate, although thickness can be used by 0.05 mm or more and 0.2 mm or less, it is especially preferable that thickness is 0.1 mm or less. This is because the thickness of the weld is reduced and a short circuit is avoided. In the present invention, the tensile strength is defined in JISZ2241. And quality classification is prescribed | regulated by JISH4501.
本発明において、金属製基板と金属薄板との溶接は、これらの部材が重ねられた部分を抵抗溶接することによりおこなうことができる。抵抗溶接としては、量産性に優れていることから、回転式の円盤端子を用いて加圧しかつ通電しながら円盤端子を回転させ母体を連続的に溶接するシーム溶接が好ましい。円盤端子を回転させ母体を連続的に溶接するシーム溶接によれば、溶接箇所が一本の直線に沿って設けられる。前記円盤端子が母体に接触する面は、球面またはそれに近い曲面とすることができる。 In the present invention, the metal substrate and the metal thin plate can be welded by resistance welding the portion where these members are stacked. As resistance welding, since it is excellent in mass productivity, seam welding is preferred in which the base is continuously welded by rotating the disc terminal while applying pressure and applying current using a rotary disc terminal. According to seam welding in which a disk terminal is rotated and a base material is continuously welded, a welding point is provided along one straight line. The surface with which the disk terminal contacts the mother body can be a spherical surface or a curved surface close thereto.
本発明において、金属製基板と金属薄板との溶接は、溶接点の間隔が、１ｃｍあたり４点以下となるようにおこなわれることが好ましい。この間隔とすることによって、電極板の反りが大幅に抑制される。この効果がさらに顕著となることから、溶接点の間隔が１ｃｍあたり３点以下とすることが好ましい。溶接強度を高められることから、３点以上とするが好ましい。なお、溶接点の間隔は、溶接点の数を溶接されている部分の長さで割ることによって溶接点の間隔を計算することができる。ここで溶接されている部分の長さとは、金属製基板の長辺方向に沿って計測した長さのことである。 In this invention, it is preferable that welding with a metal board | substrate and a metal thin plate is performed so that the space | interval of a welding point may be 4 or less per cm. By setting it as this space | interval, the curvature of an electrode plate is suppressed significantly. Since this effect becomes more prominent, it is preferable that the interval between the welding points is 3 points or less per 1 cm. Since welding strength can be raised, it is preferable to set it as 3 or more points. The weld point interval can be calculated by dividing the number of weld points by the length of the welded portion. The length of the part welded here is the length measured along the long side direction of the metal substrate.
本発明で使用する正極板の活物質としては、高率放電性能が優れていることから、コバルトを含む被覆層を備えた水酸化ニッケル粒子を用いることが好ましい。この被覆層中のコバルトは、平均酸化数が２価を超えていることがさらに好ましい。高容量化をはかるという観点から、Ｙｂ２Ｏ３が活物質と混合して用いられていることが好ましい。 As the active material for the positive electrode plate used in the present invention, nickel hydroxide particles having a coating layer containing cobalt are preferably used because of high discharge performance. More preferably, the cobalt in the coating layer has an average oxidation number exceeding divalent. From the viewpoint of increasing the capacity, it is preferable that Yb 2 O 3 is used in a mixture with an active material.
本発明で使用する負極板としては、ニッケル水素蓄電池を構成する場合には、ＡＢ５形あるいはＬａ−Ｍｇ−Ｎｉ形の水素吸蔵合金を活物質として備えた電極を用いることができる。 As a negative electrode plate used in the present invention, when a nickel metal hydride storage battery is formed, an electrode having an AB 5 type or La—Mg—Ni type hydrogen storage alloy as an active material can be used.
本発明で使用するセパレータは、ポリプロピレンあるいはポリオレフィンの不織布を用いることができる。 The separator used in the present invention can be a polypropylene or polyolefin nonwoven fabric.
以下、実施例及び比較例によって、本発明を更に詳細に説明する。なお、本発明は実施例によって限定されるものではない。
（実施例１）
ペースト式の正極板および水素吸蔵合金を備えた負極板をセパレータを介して捲回して極群を製作し、これを電槽に収納してから密閉することによってＳｕｂ−Ｃサイズのニッケル水素蓄電池を製造した。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. The present invention is not limited to the examples.
Example 1
A paste-type positive electrode plate and a negative electrode plate comprising a hydrogen storage alloy are wound through a separator to produce a pole group, which is then housed in a battery case and sealed to form a Sub-C size nickel metal hydride storage battery. Manufactured.
正極板は、金属製基板としてスポンジ状ニッケルを用い、活物質を付着させたのちに金属薄板を溶接することによって正極板を製作した。詳細な製造手順はつぎのとおりである。目付け量４５０ｇ／ｍ2、厚さ１．３ｍｍのスポンジ状ニッケルを加圧して厚さ０．３ｍｍになるまで圧縮したのちに、活物質ペーストを充填してから乾燥した。活物質ペーストは、水酸化ニッケル９０重量部、水酸化コバルト１０重量部の混合物をカルボキシメチルセルロース０．２重量部と水３０重量部でペースト状に混練したものを用いた。ついでローラープレスにより、厚さが０．３ｍｍになるまで圧延した後、長さ８０ｃｍ、幅５０ｍｍに裁断した。更に、その端部に付着している活物質ペーストを、超音波振動を加える事によって幅２ｍｍ除去して電極とした。金属薄板としては、幅1．５ｍｍ、厚み０．１ｍｍ、質別１／２Ｈのニッケル鋼板を用いた。金属薄板の引張強さは５９０Ｎ／ｍｍ２であった。この金属薄板を上記の電極板の活物質除去部にあてがい、両者を円盤端子状のモリブデン電極２枚を用いて挟み込み、溶接間隔を１ｃｍ当り４点として溶接した。 As the positive electrode plate, sponge-like nickel was used as the metal substrate, and the positive electrode plate was manufactured by welding the thin metal plate after attaching the active material. The detailed manufacturing procedure is as follows. After pressurizing sponge-like nickel having a basis weight of 450 g / m 2 and a thickness of 1.3 mm and compressing it to a thickness of 0.3 mm, the active material paste was filled and dried. The active material paste was prepared by kneading a mixture of 90 parts by weight of nickel hydroxide and 10 parts by weight of cobalt hydroxide into 0.2 parts by weight of carboxymethyl cellulose and 30 parts by weight of water. Next, after rolling to a thickness of 0.3 mm with a roller press, the sheet was cut into a length of 80 cm and a width of 50 mm. Furthermore, the active material paste adhering to the end portion was removed by 2 mm in width by applying ultrasonic vibration to obtain an electrode. As the metal thin plate, a nickel steel plate having a width of 1.5 mm, a thickness of 0.1 mm, and a quality 1 / 2H was used. The tensile strength of the metal thin plate was 590 N / mm 2 . This thin metal plate was applied to the active material removing portion of the electrode plate, and both were sandwiched between two disk terminal-like molybdenum electrodes and welded at a welding interval of 4 points per 1 cm.
得られた正極板を負極板およびセパレータとともに捲回して極群を製作し、これを円筒状金属ケースに収納したのちに電解液を注液した後、安全弁を備えた金属製蓋体で封口することによって製作した。容量およびサイズは２０００ｍＡｈＳｕｂ−Ｃサイズサイズとした。電極群は、正極容量に対し１．２５倍の容量を有する負極と正極とをセパレータを介して渦巻き状に捲回して製作した。なお、負極板は、水素吸蔵合金粉末、ニッケル粉末、増粘剤（メチルセルロース）および結着剤（スチレンブタジエンゴム）のペーストを厚さ４５μｍの穿孔鋼板の両面に塗布して乾燥させた後、厚さ０．３６ｍｍにプレスすることによって製造した。
（実施例２）
金属製基板と金属薄板との溶接間隔を１ｃｍあたり３点としたこと以外は実施例１と同様にしてニッケル水素蓄電池を製作した。
（実施例３）
金属製基板と金属薄板との溶接間隔を１ｃｍあたり５点としたこと以外は実施例１と同様にしてニッケル水素蓄電池を製作した。
（実施例４）
金属薄板として、質別がＯのニッケル鋼板を用いたこと以外は実施例１と同様にしてニッケル水素蓄電池を製作した。金属薄板の引張強さは３４５Ｎ／ｍｍ２であった。なお、この実施例では、金属製基板として目付け量４２０ｇ／ｍ2、厚み１．３ｍｍのスポンジ状ニッケルを用いた。
（比較例１〜３）
金属薄板として、質別がＨのニッケル鋼板を用いたこと以外は実施例２、実施例１および実施例３と同様にしてそれぞれニッケル水素蓄電池を製作した。金属薄板の引張強さは６００Ｎ／ｍｍ２であった。
The obtained positive electrode plate is wound together with the negative electrode plate and the separator to produce a pole group, and after storing this in a cylindrical metal case, the electrolyte is injected, and then sealed with a metal lid provided with a safety valve. Produced by The capacity and size were 2000 mAh Sub-C size. The electrode group was manufactured by winding a negative electrode having a capacity of 1.25 times the positive electrode capacity and a positive electrode in a spiral shape through a separator. The negative electrode plate was coated with a paste of hydrogen storage alloy powder, nickel powder, thickener (methylcellulose) and binder (styrene butadiene rubber) on both sides of a perforated steel plate having a thickness of 45 μm and dried. It was manufactured by pressing to 0.36 mm.
(Example 2)
A nickel-metal hydride storage battery was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the welding interval between the metal substrate and the metal thin plate was 3 points per 1 cm.
(Example 3)
A nickel metal hydride storage battery was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the welding interval between the metal substrate and the metal thin plate was 5 points per 1 cm.
Example 4
A nickel-metal hydride storage battery was manufactured in the same manner as in Example 1 except that a nickel steel plate with a grade of O was used as the metal thin plate. The tensile strength of the metal thin plate was 345 N / mm 2 . In this example, sponge-like nickel having a basis weight of 420 g / m 2 and a thickness of 1.3 mm was used as the metal substrate.
(Comparative Examples 1-3)
Nickel-metal hydride storage batteries were produced in the same manner as in Example 2, Example 1, and Example 3 except that a nickel steel plate with a grade of H was used as the metal thin plate. The tensile strength of the metal thin plate was 600 N / mm 2 .
実施例および比較例の電池について、正極板の反り量を測定した結果および巻きずれまたは短絡が生じた割合を表１にし示す。測定したサンプル数は３とした。反り量は、正極板１２０ｍｍあたりの反り量で評価した。巻きずれまたは短絡が生じた割合は、巻きずれまたは短絡が生じたサンプル数を全サンプル数で割ることによって求めた。巻きずれがあるとの判定基準は、正極板の長辺のうち金属薄板を取り付けた側の反対の長辺の一部がセパレータからはみ出したこととした。巻きずれまたは短絡についての測定については、サンプル数を少なくとも７２０個とした。なお、巻きずれまたは短絡が生じた割合の測定の際、実施例１および比較例１の電池は、スポンジ状ニッケルとして目付け量４００ｇ／ｍ2のものを使用した。 Table 1 shows the results of measuring the amount of warpage of the positive electrode plate and the ratio of occurrence of winding deviation or short circuit for the batteries of the examples and comparative examples. The number of samples measured was 3. The amount of warpage was evaluated by the amount of warpage per 120 mm of the positive electrode plate. The ratio of occurrence of winding deviation or short circuit was determined by dividing the number of samples in which winding deviation or short circuit occurred by the total number of samples. The criterion for the presence of winding deviation was that part of the long side of the positive electrode plate opposite to the side on which the metal thin plate was attached protruded from the separator. For the measurement of winding deviation or short circuit, the number of samples was at least 720. In the measurement of the ratio of occurrence of winding deviation or short circuit, the batteries of Example 1 and Comparative Example 1 used sponge sponges having a basis weight of 400 g / m 2 .
表１から、１ｃｍあたりの溶接点数が少なくなるにしたがって反り量が少なくなる傾向のあることがわかる。この傾向は、金属薄板の引張強さが５９０Ｎ／ｍｍ２の場合でも６００Ｎ／ｍｍ２の場合でも認められるものである。ところが、引張強さが６００Ｎ／ｍｍ２の場合は、反り量の低減は５．５ｍｍまでが限度である。これに対して、金属薄板の引張強さが５９０Ｎ／ｍｍ２の場合では溶接間隔４点／ｃｍで１．６７ｍｍ、３点／ｃｍでは０．６７ｍｍと大幅に低減されていることがわかる。以上のことは、金属薄板の引張強さが５９０Ｎ／ｍｍ２以下であることによって、正極板の反り量が大幅に抑制されることを示すものであり、とくに、溶接点数が４以下のときには極めて低いレベルの反り量を達成できることを意味するものである。さらに、表１からこの低いレベルの反り量は、引張強さが３４５Ｎ／ｍｍ２の場合でも得られていることがわかる。このことは、反り量低減の効果が３４５Ｎ／ｍｍ２以上５９０Ｎ／ｍｍ２以下の範囲で生じることを示すものである。 From Table 1, it can be seen that the amount of warpage tends to decrease as the number of welding points per 1 cm decreases. This trend is one in which the tensile strength of the sheet metal is observed even in the case of 600N / mm 2 even in the case of 590N / mm 2. However, when the tensile strength is 600 N / mm 2 , the reduction of the warping amount is limited to 5.5 mm. In contrast, it can be seen that when the tensile strength of the metal thin plate is 590 N / mm 2 , the welding interval is significantly reduced to 1.67 mm at 4 points / cm and 0.67 mm at 3 points / cm. The above shows that the amount of warpage of the positive electrode plate is greatly suppressed when the tensile strength of the metal thin plate is 590 N / mm 2 or less, and particularly when the number of welding points is 4 or less. It means that a low level of warpage can be achieved. Furthermore, it can be seen from Table 1 that this low level of warpage is obtained even when the tensile strength is 345 N / mm 2 . This indicates that the effect of reducing the amount of warpage occurs in the range of 345 N / mm 2 to 590 N / mm 2 .
さらに、表１から、巻きずれまたは短絡が生じた割合は、実施例の電池でゼロであり、比較例の電池で０．０７以上であることがわかる。この結果は、実施例の電池では巻きずれが大幅に抑制されたことを意味するものであり、実施例の電池は耐短絡性能が優れた状態となっていることを示すものである。このような効果は、正極板の反り量が大幅に抑制されたことに起因するものである。以上のことから、本発明によれば、製造時の正極板の反りが抑制されるので、耐短絡性能に優れ、品質的に安定したアルカリ蓄電池が得られることが明らかである。しかも、なお、極群の巻きずれが抑制された場合、極群と集電板との溶接状態が良好になるので電池の内部抵抗が小さくなる。 Furthermore, it can be seen from Table 1 that the rate of occurrence of winding deviation or short circuit is zero in the battery of the example and 0.07 or more in the battery of the comparative example. This result means that the winding deviation is significantly suppressed in the battery of the example, and the battery of the example is in a state of excellent short circuit resistance. Such an effect is due to the fact that the amount of warpage of the positive electrode plate is greatly suppressed. From the above, according to the present invention, it is clear that since the warpage of the positive electrode plate during production is suppressed, an alkaline storage battery excellent in short circuit resistance and stable in quality can be obtained. In addition, when the winding deviation of the pole group is suppressed, the welded state between the pole group and the current collector plate is improved, so that the internal resistance of the battery is reduced.
なお、電池缶のサイズ、電極の大きさを変更してＣサイズまたはＤサイズのニッケル水素蓄電池としたこと以外は実施例１と同様にして製作した電池についても、上述の効果と同様の効果が認められた。 The same effect as described above is obtained for the battery manufactured in the same manner as in Example 1 except that the size of the battery can and the size of the electrode are changed to obtain a C-size or D-size nickel metal hydride storage battery. Admitted.
Claims (1)
A positive electrode plate and a negative electrode plate wound through a separator, and at least one of the positive electrode plate and the negative electrode plate includes a metallic substrate having an active material, the metal substrate The long side length of the metal substrate is 80 cm or more, and a metal thin plate is placed on the edge portion on the long side of the metal substrate, and the metal thin plate is welded to the edge portion of the metal substrate at a plurality of locations. a battery that is, the metal thin plate Ri strength 590N / mm @ 2 der less tensile, welded portions of the sheet metal and the edge portion of the metal substrate is provided in the following intervals four points per 1cm The battery is of Sub-C size .
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