JPH0817420A

JPH0817420A - 角形密閉電池

Info

Publication number: JPH0817420A
Application number: JP6149453A
Authority: JP
Inventors: Satoru Yonetani; 悟米谷; Masayuki Doi; 雅之土井; Tadashi Ise; 忠司伊勢
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1994-06-30
Filing date: 1994-06-30
Publication date: 1996-01-19
Anticipated expiration: 2018-06-16
Also published as: JP3416269B2

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単な構造で電池の内部抵抗を小さくして大
電流放電時の作動電圧を高くする。電極群と外装缶底部
とにできるデッドスペースを少なくする。【構成】角形密閉電池は、電極群４と、電極群４の極
板を外装缶６に電気接続する集電体３とを備える。電極
群４の極板は下端に突出して芯体露出部７を有する。芯
体露出部７は、電極群４の底面に配設されている集電体
３に溶接されている。集電体３は、電極群４の外側に突
出する延長部３Ａを有し、この延長部３Ａを外装缶６の
底面に溶接している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は角形密閉電池の改良に関
し、とくに、極板を外装缶に電気接続する部分を独得の
構成とする角形密閉電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】角形密閉電池は、極板を積層した角形の
電極群を内蔵する。電極群は、正極板と負極板とをセパ
レータを介して積層したものである。電極群の正極板と
負極板は、正極端子と外装缶とに接続される。

【０００３】図１は、従来の角形密閉電池の内部構造を
示している。図１に示す角形密閉電池は、負極板１の芯
体露出部７を延長し、芯体露出部７を電極群４と外装缶
６の間に挿入して負極板１を外装缶６に電気接続してい
る。正極板２は正極集電タブ５を介して正極端子（図示
せず）に接続される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この構造の角形密閉電
池は、負極板１の芯体露出部７を、電極群４と外装缶６
とで挟着して電気接続するので、負極板１の枚数が多く
なると芯体露出部７と外装缶６との電気接続に無理が生
じる。電極群４と外装缶６との間に挟着される芯体露出
部７の枚数が多くなるので、全ての芯体露出部７を確実
に低い接触抵抗で外装缶６に電気接続するのが難しいか
らである。

【０００５】この欠点は、図２に示す構造の角形密閉電
池で解消される。この図に示す角形密閉電池は、正極板
２には正極集電タブ５が接続されており、負極板１には
負極集電タブ５Ａが接続されている。それぞれの正極板
２に接続された正極集電タブ５全てを溶接し、ここで
は、図示しないがこの溶接したものを正極端子に電気接
続する。またそれぞれの負極板１に接続された負極集電
タブ５Ａ全てを溶接している。この構造の角形密閉電池
は、最外側の負極板１を外装缶６の内面に押圧して電気
接続する。内側に配設される負極板１は、負極集電タブ
５Ａを介して外側の負極板１に接続され、外側の負極板
１を介して外装缶６に接続される。負極集電タブ５Ａを
押圧させる状態ではなくて、溶接して電気接続するの
で、極板の枚数が多くても、それぞれの極板を負極集電
タブ５Ａに確実に電気接続できる特長がある。

【０００６】しかしながら、この構造の角形密閉電池
は、負極集電タブ５Ａを連結する構造が複雑になって、
生産性が悪い欠点がある。それは、全ての負極板１を負
極集電タブ５Ａに連結する構造にする必要があり、全て
の負極板１に負極集電タブ５Ａを溶接する必要があり、
しかも、負極板１の負極集電タブ５Ａを正極板２の正極
集電タブ５と絶縁して電池内上部に配置するからであ
る。さらにこの構造の角形密閉電池は、集電タブ５の幅
を広くすることが難しいので、負極集電タブ５Ａの電気
抵抗が大きくなって電池の内部抵抗を小さくすることが
難しく、大電流放電するときに作動電圧が低下してしま
う欠点がある。

【０００７】この欠点は図３に示すように、負極板１の
下端を、電極群４の下方に配設している集電体３に溶接
する角形密閉電池によって解消できる。この構造の角形
密閉電池は、最外側の負極板１を外装缶６の内面に押圧
して電気接続する。内側に配設される負極板１は、集電
体３を介して外側の負極板１に接続され、外側の負極板
１を介して外装缶６に接続される。この構造の角形密閉
電池は、内部の負極板１が集電体３と外側の負極板１を
介して外装缶６に接続されるので、内側の負極板１を低
抵抗な状態で外装缶６に電気接続するのが難しくなる。
このため、大電流で放電するときに、作動電圧が多少低
下する欠点を解消できない。

【０００８】さらに、改良された角形密閉電池として、
電極群と外装缶との間にコ字状に折曲した金属カバー板
を配設するものが開発されている（特開平４−１０３６
１号公報）。この構造の角形密閉電池は、図示しない
が、コ字状の金属カバー板を、電極群の両面と底面とに
配設する。金属カバー板は、両側部分を電極群と外装缶
の間に挟着して、負極板を外装缶に電気接続する。この
構造の角形密閉電池は、金属カバー板で極板の脱落を防
止できる特長もあるが、金属カバー板を外装缶に押圧さ
せて電気接続させるので、大電流放電するときに作動電
圧を極限まで高くすることが難しい。また、電極群と外
装缶との間に金属カバー板を配設するので、構造も複雑
になる。

【０００９】本発明は、これ等の欠点を解決することを
目的に開発されたもので、本発明の重要な目的は、簡単
な構造で電池の内部抵抗を小さくして大電流放電時の作
動電圧を高くでき、しかも電極群を外装缶の底に確実に
挿入して電極群と外装缶の底の間にできるデッドスーペ
ースを少なくできる角形密閉電池を提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の角形密閉電池
は、前述の目的を達成するために下記の構成を備える。
角形密閉電池は、正極板２と負極板１とがセパレータ８
を介して積層された電極群４と、この電極群４の底部に
配設されて、正極板２と負極板１の何れか一方の極板を
外装缶６に電気接続する集電体３とを備える。

【００１１】さらに本発明の角形密閉電池は、下記の独
得の構成を備える。（ａ）電極群４を構成する正極板２と負極板１の前記
何れか一方の極板、好ましくは負極板１は、下端に突出
して芯体露出部７を備える。（ｂ）極板の芯体露出部７は、電極群４の底面に配設
されている集電体３に溶接されている。（ｃ）電極群４と外装缶６との間に溶接棒９を挿入し
て、集電体３を外装缶６の底面に溶接できるように、集
電体３は電極群４の外側に突出する延長部３Ａを有す
る。この延長部３Ａが外装缶６の底面に溶接され、各負
極板１は溶接された集電体３を介して外装缶６に電気接
続されている。

【００１２】

【作用】本発明の角形密閉電池は、その好ましい具体例
を示す図４のように、正又は負のいずれかの極板を、電
極群４の下方に配設された集電体３に溶接し、この集電
体３を電極群４から突出させて延長部３Ａとし、この延
長部３Ａを外装缶６の底部に溶接している。この構造の
角形密閉電池は下記のようにして製造される。 (1) 極板を集電体３に溶接した電極群４を外装缶６に
挿入する。 (2) 電極群４を外装缶６に挿入するときに、電極群４
と一緒に溶接棒９を挿入する。 (3) 溶接棒９の下端で集電体３を外装缶６の底に押圧
し、電極群４を外装缶６の底にきっちりと隙間なく挿入
する。 (4) 溶接棒９で集電体３を外装缶６の底に押圧する状
態で、溶接棒９に大電流を流して、集電体３を外装缶６
の底に溶接する。

【００１３】以上のように、本発明の角形密閉電池は、
電極群４と外装缶６との間に溶接棒９を挿入し、溶接棒
９で集電体３の延長部３Ａを押圧して外装缶６に溶接で
きる。このため、集電体３を外装缶６に低抵抗な状態で
確実に電気接続できる。また、集電体３の延長部３Ａで
電極群４を外装缶６の底に隙間なくスムーズに挿入で
き、電極群４と外装缶６の底との間に無駄な隙間ができ
るのを防止できる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想
を具体化するための角形密閉電池を例示するものであっ
て、本発明は角形密閉電池を下記のものに特定しない。

【００１５】さらに、この明細書は、特許請求の範囲を
理解し易いように、実施例に示される部材に対応する番
号を、「特許請求の範囲の欄」、「作用の欄」、および
「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付
記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、
実施例の部材に特定するものでは決してない。

【００１６】本発明の角形密閉電池は、ニッケル−水素
電池やニッケル−カドミウム電池等の電池に利用できる
アルカリ蓄電池に適用できる。以下、ニッケル−水素電
池に付いて説明する。

【００１７】下記の工程で本発明の実施例Ａにかかる角
形密閉電池を製作する。 (1) 非焼結式ニッケルからなる正極板をセパレータで
被覆し、この正極板６枚と、水素吸蔵合金からなる負極
板７枚を積層して電極群とする。負極板の水素吸蔵合金
には下記の組成式のものを使用する。ＭｍＮｉ_3.4Ｃｏ_0.8Ａｌ_0.2Ｍｎ_0.6

【００１８】電極群は、正極板よりも負極板の積層枚数
が多いので、図５に示すように、両側の外側面に負極板
１が位置している。電極群４は角形の外装缶６に挿入で
きる角柱状をしている。電極群４を外装缶６を挿入する
とき、図５に示すように、電極群４と外装缶６との間に
溶接棒９を挿入する。したがって、正極板２及び負極板
１の横幅は、電極群４と外装缶６との間に溶接棒９を挿
入できるように、外装缶６の内幅よりも多少狭く設計さ
れる。ただ、電極群４を外装缶６に挿入するとき、両側
の溶接棒９で電極群４を少し押圧し、溶接棒９をガイド
として電極群４を外装缶６に挿入する。したがって、電
極群４の横幅は外装缶６に比較してそれほど狭くする必
要はない。電極群４を押圧する状態で、電極群４と外装
缶６との間に溶接棒９を入れる隙間ができればよい。

【００１９】(2) 電極群４の底面に集電体３を配設
し、この集電体３に負極板下端の芯体露出部７をスポッ
ト溶接する。集電体３は、図５に示すように、電極群４
の底面形状にほぼ等しい方形状であるが、電極群４の外
側に突出する延長部３Ａを有する。延長部３Ａは集電体
３を外装缶６を溶接する部分である。集電体３の延長部
３Ａは、図５に示すように、電極群４の全幅とすること
もできるが、この図の鎖線で示すように、一部を突出さ
せて延長部３Ａとすることもできる。

【００２０】(3) 電極群４の両側に溶接棒９を配設
し、溶接棒９と一緒に電極群４を外装缶６に挿入する。
溶接棒９で集電体３を外装缶６の底に押し付けて、集電
体３を外装缶６の底に溶接する。溶接棒９を電極群４と
一緒に外装缶６に挿入すると、溶接棒９が電極群４の側
面を保護する状態で電極群４を外装缶６に挿入できる。
ただ、電極群４を外装缶６に挿入した後、電極群４と外
装缶６との間に溶接棒９を挿入して、集電体３を外装缶
６に溶接することもできる。溶接棒９は、先端面以外は
絶縁されている。溶接棒９は、絶縁されない先端面で集
電体３を外装缶６に押圧し、この状態で大電流を流して
集電体３を外装缶６に溶接する。溶接棒９が集電体３を
外装缶６の底に押圧して溶接するので、集電体３は外装
缶６の底に隙間なくぴったりと沿う状態で固定される。
尚、正極板２はセパレータ８で包まれるように、セパレ
ータ８を溶着するので、電極群４の外側にセパレータの
溶着部分がはみだした形となる。溶接棒９は、そのセパ
レータを押しのける形で挿入するので、溶接棒を挿入す
るためのスペースを特にとる必要はない。

【００２１】(4) 外装缶６に電解液を注液した後、正
極板２を封口板（図示せず）の正極端子に溶接する。電
解液は、比重を１．３とする水酸化カリウム水溶液であ
る。その後、封口板を外装缶６の上端縁に溶接して、外
装缶６の開口部を閉塞する。

【００２２】以上のようにして、理論容量を１０００ｍ
Ａｈとする実施例Ａの角形密閉電池を製作した。本発明
の実施例Ａの角形密閉電池が従来品に比較していかに優
れた特性を示すかを明確にするために、下記の比較例
Ｂ、Ｃ、Ｄの角形密閉電池を試作した。これ等の比較例
Ｂ、Ｃ、Ｄの角形密閉電池は、正極板と負極板と電解液
と理論容量とを実施例Ａと同じとし、電極群を外装缶に
接続する構造を図２、図１、図３に示す構造をしてい
る。

【００２３】図２に示す構造の比較例Ｂの角形密閉電池
を下記のようにして製作する。 (1) 実施例Ａと同じ正極板２と負極板１とを使用し、
積層される正極板２と負極板１とにそれぞれ正極集電タ
ブ５及び負極集電タブ５Ａを連結した電極群４を製作す
る。 (2) 電極群４を外装缶６に挿入して電解液を注液す
る。 (3) その後、負極板１の負極集電タブ５Ａが正極板２
と封口板（図示せず）に、また、正極板２の正極集電タ
ブ５が負極板１と外装缶６に接触しないように絶縁スペ
ーサー（図示せず）を配設し、正極板２の正極集電タブ
５を封口板の正極端子に溶接した後、封口板を外装缶６
に溶接して外装缶６を閉塞する。

【００２４】図１に示す構造をしている比較例Ｃの角形
密閉電池を下記のようにして製作する。 (1) 図６に示す構造の負極板（以下、「ダブル極板」
と記載する）を２組、負極板１にして４枚と、図７に示
す構造の負極板１（「シングル極板」と記載する）を３
枚製作する。図６の負極板は、２枚の負極板１を芯体露
出部７で連結した構造をしている。この負極板は、芯体
の両面に、水素吸蔵合金を含む負極活物質をコーティン
グしたものである。芯体の中央部分は負極活物質をコー
ティングせずに芯体露出部７としている。図７の負極板
は、芯体の一端に芯体露出部７を設けている。

【００２５】(2) セパレータ８で被覆する正極板２と
負極板１とを積層して電極群４とする。電極群４はＵ曲
されたダブル極板が電極群４の外側に位置し、シングル
極板を電極群４の中央部分に位置させている。シングル
極板の芯体露出部７を折曲して、電極群４の底面から側
面に沿う形状とする。

【００２６】(3) 電極群４を外装缶６に挿入し、電解
液を注液し、正極板２を封口板（図示せず）の正極端子
に接続し、封口板を外装缶に溶接して角形密閉電池とす
る。

【００２７】集電体を外装缶に溶接しない以外、実施例
Ａと同様にして、図３に示す構造の比較例Ｄの角形密閉
電池を試作した。この角形密閉電池は、負極板１の下端
を集電体３に溶接し、内側に配設される負極板１は集電
体３を介して外側の負極に接続され、外側の負極板１を
外装缶６の側面に押圧して外装缶６に電気接続する。

【００２８】以上のようにして製作した角形密閉電池の
角形密閉電池の作動電圧を測定すると、本発明の実施例
Ａのものは、比較例Ｂ、Ｃ、Ｄのものに比較して極めて
優れた特性を示した。作動電圧は下記の条件で測定し
た。 (1) 充電電流を１００ｍＡとして１６時間充電する。 (2) 充電を停止して１時間放置する。 (3) 放電電流を４０００ｍＡとして放電させる。角形
密閉電池の電圧が１．０Ｖになると放電を停止する。 (4) 放電を開始してから放電を停止するまでの時間の
中央の電圧を作動電圧として測定する。

【００２９】以上のようにして充放電された角形密閉電
池の作動電圧は、下記の表１と図８に示すようになっ
た。

【００３０】この表と図８とに示すように、本発明の実
施例の角形密閉電池は、比較例のものに比較して作動電
圧が高い特長がある。それは、本発明の角形密閉電池
が、極板の芯体露出部を集電体に溶接し、さらに集電体
を外装缶に溶接しているからである。

【００３１】

【表１】

【００３２】これに対して、図２に示す比較例Ｂの角形
密閉電池は、極板を外装缶６に連結する集電タブ５の幅
を狭くせざるを得ないので、内部抵抗が大きくなって作
動電圧が低くなる。さらに、この構造の角形密閉電池
は、全ての負極板１に集電タブ５を溶接する必要があ
り、しかも正極板２と負極板１の集電タブ５を絶縁する
必要があるので、構造も複雑になる。

【００３３】図１に示す比較例Ｃの角形密閉電池は溶接
の必要はないが、電極群４と外装缶６との間で芯体露出
部７が何重にも積層されるので、全ての芯体露出部７を
理想的な状態で外装缶６と電気接続させることが難し
く、接触抵抗が大きくなって作動電圧が低下した。

【００３４】さらに図３に示す比較例Ｄの角形密閉電池
は、集電体３を溶接して外装缶６に接続しないので、中
間に配設されている負極板１は最外側の負極板１を介し
て外装缶６に接続されるためこの部分の抵抗が大きく、
電池の内部抵抗が大きくなって作動電圧が低下する。

【００３５】さらに、実施例Ａと比較例Ｂ、Ｃ、Ｄの角
形密閉電池を切断し、電極群と外装缶の底との隙間を測
定すると、本発明の実施例Ａの角形密閉電池は、電極群
が外装缶の底面に密着されて、隙間が０であった。それ
は、負極板を溶接している集電体を、溶接棒で外装缶の
底に押圧し、この状態で溶接して集電体を外装缶に固定
するからである。すなわち、集電体は負極板を外装缶に
電気的に接続することにくわえて、電極群を外装缶に隙
間なく固定して、電極群と外装缶の底との間に無駄なデ
ッドスーペースができるのを防止する働きもある。

【００３６】比較例Ｂ、Ｃ、Ｄの角形密閉電池は、電極
群と外装缶の底との間に下記の隙間ができた。比較例Ｂの角形密閉電池……１．０ｍｍ比較例Ｃの角形密閉電池……１．０ｍｍ比較例Ｄの角形密閉電池……０．５ｍｍ

【００３７】比較例Ｂの角形密閉電池は、電極群と外装
缶の底との間に芯体露出部を配設する必要はないが、電
極群を外装缶に確実に挿入することが難しく、電極群と
外装缶の底との間にデッドスペースができる。

【００３８】比較例Ｃの角形密閉電池は、複数枚の芯体
露出部を積層し、さらにこれを電極群の底面と側面とに
沿って折曲して外装缶に挿入するので、電極群を外装缶
に挿入するのが難しく、さらに電極群の底と外装缶との
間に多数枚の芯体露出部が積層されるので、電極群と外
装缶の底との間にデッドスペースができてしまう。

【００３９】さらに比較例Ｄの角形密閉電池は、負極板
１を集電体３に溶接しているが、集電体３を外装缶６の
底に押し付けることができないので、電極群を外装缶の
底に隙間なく密着させることが難しく、ここに多少のデ
ッドスペースができてしまう。

【００４０】以上の実施例Ａの角形密閉電池は、外装缶
に溶接する集電体に負極板の芯体露出部を溶接してい
る。ただ、本発明の角形密閉電池は、必ずしも負極板の
芯体露出部を集電体に溶接する構造に特定しない。図示
しないが、外装缶に溶接される集電体に正極板の芯体露
出部を溶接し、負極板を集電タブを介して負極端子に接
続する構造とすることもできる。

【００４１】さらにまた、以上の実施例の角形密閉電池
は、６枚の正極板と７枚の負極板と電極群を構成してい
るが、本発明は角形密閉電池の構造をこの構造に特定し
ない。また、本発明は、角形密閉電池をニッケル−水素
電池に特定せず、正極板と負極板とをセパレータを介し
て積層して角形の外装缶に挿入した全ての電池に利用で
きる。

【００４２】

【発明の効果】本発明の角形密閉電池は、極板を外装缶
に連結する構造を簡素化して、しかも、電池の内部抵抗
を小さくして大電流放電時の作動電圧を高くできる特長
がある。それは、本発明の角形密閉電池が、片方の極板
を集電体に溶接し、この集電体を電極群の底と外装缶と
の間に配設すると共に、集電体に延長部を設け、延長部
を外装缶に溶接しているからである。この構造で外装缶
に接続される極板は、大面積として低抵抗で集電体に溶
接して連結され、さらに集電体を溶接して低抵抗な状態
で外装缶に連結される。したがって、極板を非常に低抵
抗な状態で外装缶に電気接続でき、接続部分の抵抗を小
さくして作動電圧を高くできる特長がある。

【００４３】さらに本発明の角形密閉電池は、電極群の
下端と外装缶の底との間にデッドスペースができるのを
少なくできる特長もある。それは、本発明の角形密閉電
池が、電極群の下端を連結する集電体に延長部を設け、
この延長部を外装缶の底部に溶接しているからである。
集電体の延長部は、電極群と外装缶との間に溶接棒を挿
入し、この溶接棒で集電体を外装缶の底部に押し付け、
この状態で電極群を外装缶に連結する。すなわち、集電
体を介して電極群を外装缶の底部に押し付ける状態で、
電極群を外装缶に溶接して固定する。このため、電極群
と外装缶との間にできるデッドスペースを極減し、外装
缶の内部に無駄なスペースができるのを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の角形密閉電池の内部構造を示す断面図

【図２】従来の角形密閉電池の内部構造を示す断面図

【図３】従来の角形密閉電池の内部構造を示す断面図

【図４】本発明の実施例にかかる角形密閉電池の断面図

【図５】本発明の実施例にかかる角形密閉電池の斜視図

【図６】角形密閉電池に使用するダブル極板の負極板を
示す平面図

【図７】角形密閉電池に使用するシングル極板の負極板
を示す平面図

【図８】本発明の実施例の角形密閉電池と従来の角形密
閉電池の高率放電特性を示すグラフ

【符号の説明】

１…負極板２…正極板３…集電体３Ａ…延長部４…電極群５…正極集電タブ５Ａ…負極集電タブ６…外装缶７…芯体露出部８…セパレータ９…溶接棒

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】正極板(2)と負極板(1)とがセパレータ
(8)を介して積層された電極群(4)と、この電極群(4)の
底部に配設されて、正極板(2)と負極板(1)の何れか一方
の極板を外装缶(6)に電気接続する集電体(3)とを備え、
下記の全ての構成を有することを特徴とする角形密閉電
池。（ａ）前記の電極群(4)を構成する正極板(2)と負極板
(1)の前記何れか一方の極板は、下端に突出する芯体露
出部(7)を有する。（ｂ）前記極板の芯体露出部(7)は、電極群(4)の底面
に配設されている集電体(3)に溶接されている。（ｃ）前記の集電体(3)は、電極群(4)の外側に突出す
る延長部(3A)を有し、この延長部(3A)が外装缶(6)の底
面に溶接されている。