JPH11102689A - 密閉型アルカリ蓄電池およびその製造方法 - Google Patents
密閉型アルカリ蓄電池およびその製造方法Info
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- JPH11102689A JPH11102689A JP9262418A JP26241897A JPH11102689A JP H11102689 A JPH11102689 A JP H11102689A JP 9262418 A JP9262418 A JP 9262418A JP 26241897 A JP26241897 A JP 26241897A JP H11102689 A JPH11102689 A JP H11102689A
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 集電体が封口体のガス抜き孔を塞ぐことな
く、かつ大電流で放電しても作動電圧が低下しにくい密
閉型アルカリ蓄電池を得る。 【解決手段】 正極集電体２０は発電要素１０の上面に
露出する正極芯体に溶接された円板状の集電部２１と、
この円板状の集電部２１より長方形状に延出して電池の
中心部に向けて屈曲する屈曲部２２と、この屈曲部２２
より延出して封口体のガス抜き孔３１ａより下方にＶ字
状に屈曲する凹部２３とから構成される。封口体３０を
外装缶４０の開口部に装着して電池を封口すると、凹部
２３の天面２４はガス抜き孔３１ａの周囲に接触し、そ
の底面２６は集電部２１に接触する。この電池の正・負
極間に電流を流すと、天面２４と封口体の下面との接触
部および底面２６と集電部２１との接触部は溶接され
る。
く、かつ大電流で放電しても作動電圧が低下しにくい密
閉型アルカリ蓄電池を得る。 【解決手段】 正極集電体２０は発電要素１０の上面に
露出する正極芯体に溶接された円板状の集電部２１と、
この円板状の集電部２１より長方形状に延出して電池の
中心部に向けて屈曲する屈曲部２２と、この屈曲部２２
より延出して封口体のガス抜き孔３１ａより下方にＶ字
状に屈曲する凹部２３とから構成される。封口体３０を
外装缶４０の開口部に装着して電池を封口すると、凹部
２３の天面２４はガス抜き孔３１ａの周囲に接触し、そ
の底面２６は集電部２１に接触する。この電池の正・負
極間に電流を流すと、天面２４と封口体の下面との接触
部および底面２６と集電部２１との接触部は溶接され
る。
Description
【０００１】本発明は、一方極の端子を兼ねる開口部を
備えた外装缶と、この開口部を密封する他方極の端子を
兼ねる封口体と、これら外装缶および封口体よりなる電
池容器内に組み込まれる少なくとも正・負極からなる発
電要素と、この発電要素の正・負極の端部にそれぞれ接
続される正・負極集電体とを備えたアルカリ蓄電池およ
びその製造方法に関するものであり、特に、正・負極の
少なくとも一方から導出した集電体を封口体の下面に接
続して集電する集電構造および溶接方法に関するもので
ある。
備えた外装缶と、この開口部を密封する他方極の端子を
兼ねる封口体と、これら外装缶および封口体よりなる電
池容器内に組み込まれる少なくとも正・負極からなる発
電要素と、この発電要素の正・負極の端部にそれぞれ接
続される正・負極集電体とを備えたアルカリ蓄電池およ
びその製造方法に関するものであり、特に、正・負極の
少なくとも一方から導出した集電体を封口体の下面に接
続して集電する集電構造および溶接方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ニッケル−カドミウム蓄電池、
ニッケル−水素化物蓄電池などの密閉型アルカリ蓄電池
は、正極板および負極板の間にセパレータを介在させ
て、これらを渦巻状に巻回して発電要素を形成し、この
発電要素を金属製外装缶に収容して正極の集電リード板
を封口体の一箇所で溶接した後、外装缶の開口に絶縁ガ
スケットを介在させて封口体を装着することにより密閉
して構成されている。
ニッケル−水素化物蓄電池などの密閉型アルカリ蓄電池
は、正極板および負極板の間にセパレータを介在させ
て、これらを渦巻状に巻回して発電要素を形成し、この
発電要素を金属製外装缶に収容して正極の集電リード板
を封口体の一箇所で溶接した後、外装缶の開口に絶縁ガ
スケットを介在させて封口体を装着することにより密閉
して構成されている。
【０００３】ところで、密閉型アルカリ蓄電池は、電動
工具、電動自転車、および電動バイク等の電源として使
用する用途がある。これらの用途では、しばしば大電流
での充放電が要求されるが、電池を大電流で放電させる
と内部抵抗に起因した電圧降下が生じ作動電圧が低下す
るという問題があるため、極力内部抵抗を低減する必要
がある。
工具、電動自転車、および電動バイク等の電源として使
用する用途がある。これらの用途では、しばしば大電流
での充放電が要求されるが、電池を大電流で放電させる
と内部抵抗に起因した電圧降下が生じ作動電圧が低下す
るという問題があるため、極力内部抵抗を低減する必要
がある。
【０００４】そこで、実開平５−７２０４８号公報にお
いて、低内部抵抗の集電体構造が提案された。実開平５
−７２０４８号公報において提案された集電体構造は、
図４（ａ），（ｂ）に示すように、陽極集電体６０のタ
ブ部６２を従来のものより長くし、タブ部６２の曲げ部
６２ａと封口体７０とをスポット溶接し、タブ部６２の
第２導電部６２ｃを集電部６１方向に折り曲げ、集電部
６１と接触させることで電池内部抵抗を減少させ、大電
流での作動電圧を高くしょうとするものである。
いて、低内部抵抗の集電体構造が提案された。実開平５
−７２０４８号公報において提案された集電体構造は、
図４（ａ），（ｂ）に示すように、陽極集電体６０のタ
ブ部６２を従来のものより長くし、タブ部６２の曲げ部
６２ａと封口体７０とをスポット溶接し、タブ部６２の
第２導電部６２ｃを集電部６１方向に折り曲げ、集電部
６１と接触させることで電池内部抵抗を減少させ、大電
流での作動電圧を高くしょうとするものである。
【０００５】また、実開平４−１２４７４９号公報にお
いても低内部抵抗の集電体構造が提案された。実開平４
−１２４７４９号公報において提案された集電体構造
は、図５に示すように、渦巻状電極８０の心材露出端部
８０ａに集電体８１の集電部８１Ａをスポット溶接し、
集電部８１Ａの片側から延びるリード部８１Ｂを折り曲
げ、その先端部を封口蓋９０に設けた陽極端子９１に接
続する。集電部８１Ａおよびリード部８１Ｂにそれぞれ
突起部８１ａ，８１ｂを設け、リード部８１Ｂの折り曲
げにより両突起部８１ａ，８１ｂを相互に当接させ、集
電部８１Ａからリード部８１Ｂへの電流分岐路を形成し
て、電流抵抗損失を少なくして高率放電性能を向上させ
ようとするものである。
いても低内部抵抗の集電体構造が提案された。実開平４
−１２４７４９号公報において提案された集電体構造
は、図５に示すように、渦巻状電極８０の心材露出端部
８０ａに集電体８１の集電部８１Ａをスポット溶接し、
集電部８１Ａの片側から延びるリード部８１Ｂを折り曲
げ、その先端部を封口蓋９０に設けた陽極端子９１に接
続する。集電部８１Ａおよびリード部８１Ｂにそれぞれ
突起部８１ａ，８１ｂを設け、リード部８１Ｂの折り曲
げにより両突起部８１ａ，８１ｂを相互に当接させ、集
電部８１Ａからリード部８１Ｂへの電流分岐路を形成し
て、電流抵抗損失を少なくして高率放電性能を向上させ
ようとするものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実開平
５−７２０４８号公報において提案された集電体構造に
あっては、電池組立時において、タブ部６２の曲げ部６
２ａと封口体７０とをスポット溶接した後、封口体７０
を密封するため、曲げ部６２ａが封口体７０に設けられ
たガス抜き孔を塞ぐという事態を生じ、ガス排出性能を
劣化させるという問題を生じた。一方、実開平４−１２
４７４９号公報において提案された集電体構造にあって
は、集電体８１が封口蓋９０に設けられたガス抜き孔を
塞ぐという問題は生じないが、集電部８１Ａおよびリー
ド部８１Ｂにそれぞれ設けた突起部８１ａ，８１ｂを相
互に当接させて接触させるだけの集電構造であるため、
これらの両突起部８１ａ，８１ｂの接触が外れた場合に
内部抵抗が増大するという問題を生じた。そこで、本発
明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、集電体
が封口体のガス抜き孔を塞ぐことなく、かつ大電流で放
電しても作動電圧が低下しにくい密閉型アルカリ蓄電池
を得ることにある。
５−７２０４８号公報において提案された集電体構造に
あっては、電池組立時において、タブ部６２の曲げ部６
２ａと封口体７０とをスポット溶接した後、封口体７０
を密封するため、曲げ部６２ａが封口体７０に設けられ
たガス抜き孔を塞ぐという事態を生じ、ガス排出性能を
劣化させるという問題を生じた。一方、実開平４−１２
４７４９号公報において提案された集電体構造にあって
は、集電体８１が封口蓋９０に設けられたガス抜き孔を
塞ぐという問題は生じないが、集電部８１Ａおよびリー
ド部８１Ｂにそれぞれ設けた突起部８１ａ，８１ｂを相
互に当接させて接触させるだけの集電構造であるため、
これらの両突起部８１ａ，８１ｂの接触が外れた場合に
内部抵抗が増大するという問題を生じた。そこで、本発
明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、集電体
が封口体のガス抜き孔を塞ぐことなく、かつ大電流で放
電しても作動電圧が低下しにくい密閉型アルカリ蓄電池
を得ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明の密閉型アルカリ蓄電池は、正・負極集電体の少な
くともいずれか一方は発電要素の正・負極の端部の一方
に接続される集電部と同集電部より延出して電池の中心
部に向けて屈曲する屈曲部と同屈曲部より延出して封口
体のガス抜き孔より下方に凹む凹部とを備えるともに、
屈曲部と凹部との付け根部の天面は封口体の下面のガス
抜き孔の周囲に接触する接触部を備え、凹部の底部は集
電部に接触する接触部を備えるようにしたことを特徴と
する。
発明の密閉型アルカリ蓄電池は、正・負極集電体の少な
くともいずれか一方は発電要素の正・負極の端部の一方
に接続される集電部と同集電部より延出して電池の中心
部に向けて屈曲する屈曲部と同屈曲部より延出して封口
体のガス抜き孔より下方に凹む凹部とを備えるともに、
屈曲部と凹部との付け根部の天面は封口体の下面のガス
抜き孔の周囲に接触する接触部を備え、凹部の底部は集
電部に接触する接触部を備えるようにしたことを特徴と
する。
【０００８】このように、屈曲部と凹部との付け根部の
天面に封口体の下面のガス抜き孔の周囲に接触する接触
部を備えるとともに、凹部の底部に集電部に接触する接
触部を備えるようにすると、集電部と封口体下面との間
の集電距離が短くなるので、集電体と封口体との間の抵
抗値を低減させることが可能となり、電池の内部抵抗が
低減され、大電流で放電させたときの内部抵抗に起因す
る電圧降下が小さくなって、従来よりも高い作動電圧が
得られるようになる。また、集電体は封口体のガス抜き
孔より下方に凹む凹部を備えているので、集電体がガス
抜き孔を塞ぐことがなくなり、電池内部で異常なガス発
生が生じても容易にガスを排出することができるように
なって、電池の安全性を確保することが容易となる。
天面に封口体の下面のガス抜き孔の周囲に接触する接触
部を備えるとともに、凹部の底部に集電部に接触する接
触部を備えるようにすると、集電部と封口体下面との間
の集電距離が短くなるので、集電体と封口体との間の抵
抗値を低減させることが可能となり、電池の内部抵抗が
低減され、大電流で放電させたときの内部抵抗に起因す
る電圧降下が小さくなって、従来よりも高い作動電圧が
得られるようになる。また、集電体は封口体のガス抜き
孔より下方に凹む凹部を備えているので、集電体がガス
抜き孔を塞ぐことがなくなり、電池内部で異常なガス発
生が生じても容易にガスを排出することができるように
なって、電池の安全性を確保することが容易となる。
【０００９】そして、各接触部を溶接により固着するよ
うにすると、接触部が容易に外れない構造となるため、
より一層の内部抵抗の低減が可能になるため、高率放電
特性が更に向上するとともに、振動などの影響で容易に
外れにくくなるため信頼性が向上し、安定した電池容量
が得られるようになる。また、接触部に突起部を備える
ようにすると、外装缶と封口体との間に電流を流すこと
により電気溶接するようにした場合、この突起部での電
流密度が大きくなって、これらの部分の発熱量が大きく
なるので、少ない電気量で溶接強度が大きい溶接部を容
易に形成できるようになる。さらに、凹部の断面形状を
Ｖ字状あるいはＵ字状に形成すると、ガス抜き孔の下部
の空間を容易に確保できるようになり、集電体がガス抜
き孔を塞ぐことを容易に防止できるようになる。
うにすると、接触部が容易に外れない構造となるため、
より一層の内部抵抗の低減が可能になるため、高率放電
特性が更に向上するとともに、振動などの影響で容易に
外れにくくなるため信頼性が向上し、安定した電池容量
が得られるようになる。また、接触部に突起部を備える
ようにすると、外装缶と封口体との間に電流を流すこと
により電気溶接するようにした場合、この突起部での電
流密度が大きくなって、これらの部分の発熱量が大きく
なるので、少ない電気量で溶接強度が大きい溶接部を容
易に形成できるようになる。さらに、凹部の断面形状を
Ｖ字状あるいはＵ字状に形成すると、ガス抜き孔の下部
の空間を容易に確保できるようになり、集電体がガス抜
き孔を塞ぐことを容易に防止できるようになる。
【００１０】一方、本発明の密閉型アルカリ蓄電池の製
造方法は、正・負極集電体の少なくともいずれか一方に
発電要素の正・負極の端部の一方に接続される集電部と
同集電部より延出して電池の中心部に向けて屈曲する屈
曲部と同屈曲部より延出して封口体のガス抜き孔より下
方に凹む凹部を形成し、発電要素を外装缶に収納し、正
・負極集電体の他方を外装缶に溶接した後、外装缶の開
口部を封口体で密閉する際に屈曲部と凹部との付け根部
の天面を封口体の下面のガス抜き孔の周囲に接触させて
接触部を形成するとともに、凹部の底部を集電部に接触
させて接触部を形成するようにしたことを特徴とする。
造方法は、正・負極集電体の少なくともいずれか一方に
発電要素の正・負極の端部の一方に接続される集電部と
同集電部より延出して電池の中心部に向けて屈曲する屈
曲部と同屈曲部より延出して封口体のガス抜き孔より下
方に凹む凹部を形成し、発電要素を外装缶に収納し、正
・負極集電体の他方を外装缶に溶接した後、外装缶の開
口部を封口体で密閉する際に屈曲部と凹部との付け根部
の天面を封口体の下面のガス抜き孔の周囲に接触させて
接触部を形成するとともに、凹部の底部を集電部に接触
させて接触部を形成するようにしたことを特徴とする。
【００１１】このように、集電体に発電要素の正・負極
の端部の一方に接続される集電部と同集電部より延出し
て電池の中心部に向けて屈曲する屈曲部と同屈曲部より
延出して封口体のガス抜き孔より下方に凹む凹部を形成
すると、発電要素を外装缶に収納して外装缶の開口部を
封口体で密閉する際に、屈曲部と凹部との付け根部の天
面と封口体の下面のガス抜き孔の周囲との間および凹部
の底部と集電部との間にそれぞれ接触部が形成されるよ
うになる。このため、特別な工程を付加することなく、
簡単に集電体と封口体の下面との接続がなされるように
なる。
の端部の一方に接続される集電部と同集電部より延出し
て電池の中心部に向けて屈曲する屈曲部と同屈曲部より
延出して封口体のガス抜き孔より下方に凹む凹部を形成
すると、発電要素を外装缶に収納して外装缶の開口部を
封口体で密閉する際に、屈曲部と凹部との付け根部の天
面と封口体の下面のガス抜き孔の周囲との間および凹部
の底部と集電部との間にそれぞれ接触部が形成されるよ
うになる。このため、特別な工程を付加することなく、
簡単に集電体と封口体の下面との接続がなされるように
なる。
【００１２】そして、電池構成後に、外装缶と封口体と
の間に電流を流すことにより、即ち、電池の正・負極外
部端子間に電流を流すことにより、各接触部が溶接され
るようになるので、溶接工程もきわめて簡単になって、
この種の電池の内部抵抗が低減した密閉型アルカリ蓄電
池を簡単、安価に製造できるようになる。また、各接触
部に突起部を形成しておくと、電池の正・負極外部端子
間に電流を流すと、この突起部での電流密度が大きくな
って、これらの部分の発熱量が大きくなるので、少ない
電気量で溶接強度が大きい溶接部を容易に形成できるよ
うになる。
の間に電流を流すことにより、即ち、電池の正・負極外
部端子間に電流を流すことにより、各接触部が溶接され
るようになるので、溶接工程もきわめて簡単になって、
この種の電池の内部抵抗が低減した密閉型アルカリ蓄電
池を簡単、安価に製造できるようになる。また、各接触
部に突起部を形成しておくと、電池の正・負極外部端子
間に電流を流すと、この突起部での電流密度が大きくな
って、これらの部分の発熱量が大きくなるので、少ない
電気量で溶接強度が大きい溶接部を容易に形成できるよ
うになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態を図を
参照して説明する。なお、図１は本発明をニッケル−カ
ドミウム蓄電池に適用した本実施形態の密閉型アルカリ
蓄電池の要部断面を示す図である。本実施形態のニッケ
ル−カドミウム蓄電池は、パンチングメタルの表面にニ
ッケル焼結多孔体を形成した後、化学含浸法により水酸
化ニッケルを主体とする正極活物質を焼結多孔体内に充
填して製造した焼結式ニッケル正極と、同様に化学含浸
法により水酸化カドミウムを主体とする負極活物質をニ
ッケル焼結多孔体内に充填して製造した焼結式カドミウ
ム負極とを備えている。
参照して説明する。なお、図１は本発明をニッケル−カ
ドミウム蓄電池に適用した本実施形態の密閉型アルカリ
蓄電池の要部断面を示す図である。本実施形態のニッケ
ル−カドミウム蓄電池は、パンチングメタルの表面にニ
ッケル焼結多孔体を形成した後、化学含浸法により水酸
化ニッケルを主体とする正極活物質を焼結多孔体内に充
填して製造した焼結式ニッケル正極と、同様に化学含浸
法により水酸化カドミウムを主体とする負極活物質をニ
ッケル焼結多孔体内に充填して製造した焼結式カドミウ
ム負極とを備えている。
【００１４】これらのニッケル正極とカドミウム負極
は、これらの間にセパレータを介在させて巻回されてお
り、こうして巻回して得た発電要素１０の上面には、ニ
ッケル正極の極板芯体であるパンチングメタルの端部が
露出し、また、発電要素の下面にはカドミウム負極の極
板芯体であるパンチングメタルの端部が露出している。
そして、この発電要素１０の上面に露出する正極芯体に
は多数の開口を有する正極集電体２０が溶接され、発電
要素１０の下面に露出する負極芯体には多数の開口を有
する負極集電体（図示せず）が溶接されている。正極集
電体２０は、発電要素１０の上面に露出する正極芯体に
溶接された円板状の集電部２１と、この円板状の集電部
２１より長方形状に延出して電池の中心部に向けて屈曲
する屈曲部２２と、この屈曲部２２より延出して封口体
のガス抜き孔より下方にＶ字状に屈曲する凹部２３とか
ら構成されている。
は、これらの間にセパレータを介在させて巻回されてお
り、こうして巻回して得た発電要素１０の上面には、ニ
ッケル正極の極板芯体であるパンチングメタルの端部が
露出し、また、発電要素の下面にはカドミウム負極の極
板芯体であるパンチングメタルの端部が露出している。
そして、この発電要素１０の上面に露出する正極芯体に
は多数の開口を有する正極集電体２０が溶接され、発電
要素１０の下面に露出する負極芯体には多数の開口を有
する負極集電体（図示せず）が溶接されている。正極集
電体２０は、発電要素１０の上面に露出する正極芯体に
溶接された円板状の集電部２１と、この円板状の集電部
２１より長方形状に延出して電池の中心部に向けて屈曲
する屈曲部２２と、この屈曲部２２より延出して封口体
のガス抜き孔より下方にＶ字状に屈曲する凹部２３とか
ら構成されている。
【００１５】そして、屈曲部２２と凹部２３との付け根
部、即ち、Ｖ字状に屈曲する凹部２３の一方の天面２４
には、後述する封口体３０を外装缶４０の開口部に装着
して電池を封口した際に、封口体３０に設けられたガス
抜き孔３１ａの周囲に接触する突起部２４ａが形成され
いる。また、Ｖ字状に屈曲する凹部２３の他方の天面２
５は封口体３０のガス抜き孔３１ａの周囲に予め溶接さ
れている。さらに、Ｖ字状に屈曲する凹部２３の底面
（Ｖ字の頂部）２６は、電池を封口した際に集電部２１
に接触するようになされている。
部、即ち、Ｖ字状に屈曲する凹部２３の一方の天面２４
には、後述する封口体３０を外装缶４０の開口部に装着
して電池を封口した際に、封口体３０に設けられたガス
抜き孔３１ａの周囲に接触する突起部２４ａが形成され
いる。また、Ｖ字状に屈曲する凹部２３の他方の天面２
５は封口体３０のガス抜き孔３１ａの周囲に予め溶接さ
れている。さらに、Ｖ字状に屈曲する凹部２３の底面
（Ｖ字の頂部）２６は、電池を封口した際に集電部２１
に接触するようになされている。
【００１６】ここにおいて、前記封口体３０は、底面に
円形の下方突出部を形成してなる蓋体３１と、正極キャ
ップ３２とこれら蓋体３１および正極キャップ３２間に
介在されるスプリング３３と弁板３４からなる弁体３５
とから構成されており、蓋体３１の中央にはガス抜き孔
３１ａが形成されている。なお、正極キャップ３２の底
部には排気口３６が形成されている。ここで、正極集電
体３０の凹部２３はガス抜き孔３１ａの下方にＶ字状に
屈曲して形成されているため、ガス抜き孔３１ａの下方
に空間部を確保することができるようになって、ガス抜
き孔３１ａを塞ぐことはない。このため、電池内部ガス
圧が上昇した場合、電池内部で発生したガスはガス抜き
孔３１ａを通して弁板３４を押し上げて封口体３０内に
流入し、排気口３６を通してスムーズに電池外部に放出
されることとなる。
円形の下方突出部を形成してなる蓋体３１と、正極キャ
ップ３２とこれら蓋体３１および正極キャップ３２間に
介在されるスプリング３３と弁板３４からなる弁体３５
とから構成されており、蓋体３１の中央にはガス抜き孔
３１ａが形成されている。なお、正極キャップ３２の底
部には排気口３６が形成されている。ここで、正極集電
体３０の凹部２３はガス抜き孔３１ａの下方にＶ字状に
屈曲して形成されているため、ガス抜き孔３１ａの下方
に空間部を確保することができるようになって、ガス抜
き孔３１ａを塞ぐことはない。このため、電池内部ガス
圧が上昇した場合、電池内部で発生したガスはガス抜き
孔３１ａを通して弁板３４を押し上げて封口体３０内に
流入し、排気口３６を通してスムーズに電池外部に放出
されることとなる。
【００１７】この電池を製造するに際しては、まず、発
電要素１０を鉄にニッケルメッキを施した有底筒状の外
装缶４０内に収納し、カドミウム負極に溶接された負極
集電体（図示せず）を外装缶４０の内底面にスポット溶
接（図示せず）する。ついで、正極集電体２０の凹部２
３の他方の天面２５を封口体３０のガス抜き孔３１ａの
周囲に溶接した後、封口体３０を外装缶４０の開口部に
絶縁ガスケット４３を介して装着し、外装缶４０の開口
端縁４１を内方にカシメつけることによって電池を封口
する。電池を封口すると、凹部２３の一方の天面２４に
形成された突起部２４ａは封口体３０のガス抜き孔３１
ａの周囲に接触するとともに、凹部２３の底面（Ｖ字の
頂部）２６は集電部２１に接触する。
電要素１０を鉄にニッケルメッキを施した有底筒状の外
装缶４０内に収納し、カドミウム負極に溶接された負極
集電体（図示せず）を外装缶４０の内底面にスポット溶
接（図示せず）する。ついで、正極集電体２０の凹部２
３の他方の天面２５を封口体３０のガス抜き孔３１ａの
周囲に溶接した後、封口体３０を外装缶４０の開口部に
絶縁ガスケット４３を介して装着し、外装缶４０の開口
端縁４１を内方にカシメつけることによって電池を封口
する。電池を封口すると、凹部２３の一方の天面２４に
形成された突起部２４ａは封口体３０のガス抜き孔３１
ａの周囲に接触するとともに、凹部２３の底面（Ｖ字の
頂部）２６は集電部２１に接触する。
【００１８】このようにして、電池を封口し、公称容量
２．５Ａｈのニッケル−カドミウム蓄電池を組み立て
る。この封口時点では、集電体２０の凹部２３の一方の
天面２４に形成された突起部２４ａは封口体３０のガス
抜き孔３１ａの周囲に接触した状態になっているととも
に、凹部２３の底面（Ｖ字の頂部）２６も集電部２１に
接触した状態になっている。
２．５Ａｈのニッケル−カドミウム蓄電池を組み立て
る。この封口時点では、集電体２０の凹部２３の一方の
天面２４に形成された突起部２４ａは封口体３０のガス
抜き孔３１ａの周囲に接触した状態になっているととも
に、凹部２３の底面（Ｖ字の頂部）２６も集電部２１に
接触した状態になっている。
【００１９】上記のようにして組み立てた電池の正極キ
ャップ（正極外部端子）３２と外装缶４０の底面（負極
外部端子）の間に、電池の放電方向に２４Ｖの電圧を印
加し、１ＫＡの電流を約１５ｍｓの時間流す通電処理を
施した。この通電処理において、集電体２０の凹部２３
の一方の天面２４に形成された突起部２４ａと封口体３
０のガス抜き孔３１ａの周囲との接触部および凹部２３
の底面（Ｖ字の頂部）２６と集電部２１との接触部は、
それぞれ接触面積が小さく、かつ接触圧力が強くなるた
め、これらの接触部での電流密度が大きくなるとともに
発熱量も大きいため、溶接部が形成されることとなる。
ャップ（正極外部端子）３２と外装缶４０の底面（負極
外部端子）の間に、電池の放電方向に２４Ｖの電圧を印
加し、１ＫＡの電流を約１５ｍｓの時間流す通電処理を
施した。この通電処理において、集電体２０の凹部２３
の一方の天面２４に形成された突起部２４ａと封口体３
０のガス抜き孔３１ａの周囲との接触部および凹部２３
の底面（Ｖ字の頂部）２６と集電部２１との接触部は、
それぞれ接触面積が小さく、かつ接触圧力が強くなるた
め、これらの接触部での電流密度が大きくなるとともに
発熱量も大きいため、溶接部が形成されることとなる。
【００２０】なお、溶接部の形成確率は、溶接時間で変
化するのみならず、印加する電流値によっても変化す
る。印加する電流値および時間については、電池のサイ
ズには関係なく、それぞれ、最低でも３００Ａ、０．２
５ｍｓ以上必要である。ただし、極端に過大な電流ある
いは極端に長い時間、電流を印可した場合には、正極集
電体２０に溶断が生じるため、印加する電流値と電流印
加時間の積は正極集電体２０が溶断しない範囲に設定し
なければならない。また、流れる電流値が同じであれ
ば、電池に印加する電流の方向と溶接強度には相関性は
なく、電池に対して充電方向および放電方向のどちらに
印加しても同様の効果が得られた。
化するのみならず、印加する電流値によっても変化す
る。印加する電流値および時間については、電池のサイ
ズには関係なく、それぞれ、最低でも３００Ａ、０．２
５ｍｓ以上必要である。ただし、極端に過大な電流ある
いは極端に長い時間、電流を印可した場合には、正極集
電体２０に溶断が生じるため、印加する電流値と電流印
加時間の積は正極集電体２０が溶断しない範囲に設定し
なければならない。また、流れる電流値が同じであれ
ば、電池に印加する電流の方向と溶接強度には相関性は
なく、電池に対して充電方向および放電方向のどちらに
印加しても同様の効果が得られた。
【００２１】一方、比較例の蓄電池として、正極集電体
より延出する板状の正極リード板を封口体の下面の１箇
所で溶接した後、封口体を絶縁ガスケットを介して外装
缶の開口端縁に装着し、外装缶の開口端縁を内方にカシ
メつけることによって封口してニッケル−カドミウム蓄
電池を作成した。
より延出する板状の正極リード板を封口体の下面の１箇
所で溶接した後、封口体を絶縁ガスケットを介して外装
缶の開口端縁に装着し、外装缶の開口端縁を内方にカシ
メつけることによって封口してニッケル−カドミウム蓄
電池を作成した。
【００２２】上記のように作製した本実施形態のニッケ
ル−カドミウム蓄電池および比較例のニッケルーカドミ
ウム蓄電池の放電特性（放電時間に対する作動電圧の変
化）を測定すると図２に示すような結果となった。ここ
において、測定条件は、周囲温度２５℃において２５０
ｍＡ（０．１Ｃ）の充電電流で１６時間充電した後、６
０分間充電を休止し、３０Ａ（１２Ｃ）の定電流で放電
して、放電時間に対する作動電圧（Ｖ）を測定するもの
である。
ル−カドミウム蓄電池および比較例のニッケルーカドミ
ウム蓄電池の放電特性（放電時間に対する作動電圧の変
化）を測定すると図２に示すような結果となった。ここ
において、測定条件は、周囲温度２５℃において２５０
ｍＡ（０．１Ｃ）の充電電流で１６時間充電した後、６
０分間充電を休止し、３０Ａ（１２Ｃ）の定電流で放電
して、放電時間に対する作動電圧（Ｖ）を測定するもの
である。
【００２３】この図２から明らかなように、本実施形態
のニッケル−カドミウム蓄電池は、大電流放電時の作動
電圧が比較例のニッケルーカドミウム蓄電池よりも高く
なっており、また、同時に電池容量も大きくなっている
ことが分かる。これは、比較例のニッケルーカドミウム
蓄電池においては、単に正極リード板が封口体の下面の
１箇所で溶接しているだけであるので、正極集電体と正
極端子間の集電距離が長くなってその抵抗値が増大し、
抵抗電圧降下を生じて、作動電圧および電池容量が低下
するためと考えられる。
のニッケル−カドミウム蓄電池は、大電流放電時の作動
電圧が比較例のニッケルーカドミウム蓄電池よりも高く
なっており、また、同時に電池容量も大きくなっている
ことが分かる。これは、比較例のニッケルーカドミウム
蓄電池においては、単に正極リード板が封口体の下面の
１箇所で溶接しているだけであるので、正極集電体と正
極端子間の集電距離が長くなってその抵抗値が増大し、
抵抗電圧降下を生じて、作動電圧および電池容量が低下
するためと考えられる。
【００２４】一方、本実施形態のニッケル−カドミウム
蓄電池においては、集電体２０の凹部２３の一方の天面
２４に形成された突起部２４ａと封口体３０のガス抜き
孔３１ａの周囲との接触部および凹部２３の底面（Ｖ字
の頂部）２６と集電部２１との接触部はそれぞれ完全に
溶接されたことにより、溶接箇所が増加してその集電経
路も底面（Ｖ字の頂部）２６から天面２４、底面（Ｖ字
の頂部）２６から天面２５および集電部２１と屈曲部２
２の界面から天面２４の３経路となるとともに、それぞ
れの集電距離も短くなったため、電池の内部抵抗が低下
して作動電圧が向上したためと考えられる。
蓄電池においては、集電体２０の凹部２３の一方の天面
２４に形成された突起部２４ａと封口体３０のガス抜き
孔３１ａの周囲との接触部および凹部２３の底面（Ｖ字
の頂部）２６と集電部２１との接触部はそれぞれ完全に
溶接されたことにより、溶接箇所が増加してその集電経
路も底面（Ｖ字の頂部）２６から天面２４、底面（Ｖ字
の頂部）２６から天面２５および集電部２１と屈曲部２
２の界面から天面２４の３経路となるとともに、それぞ
れの集電距離も短くなったため、電池の内部抵抗が低下
して作動電圧が向上したためと考えられる。
【００２５】変形例 上述の実施形態においては、ガス抜き孔３１ａの下方に
空間部を確保するために、正極集電体２０の凹部２３を
Ｖ字状に形成する例について説明したが、凹部２３は種
々の形状を採用することができる。図３は本実施形態の
変形例の密閉型アルカリ蓄電池の要部断面を示す図であ
る。なお、上述の実施形態の密閉型アルカリ蓄電池と本
変形例の密閉型アルカリ蓄電池が相違する点は、正極集
電体の凹部の形状が相違するだけであるので、図１と符
号が相違する正極集電体についてのみ説明し、図１と同
一符号は同一名称を表すので、他の説明は省略する。
空間部を確保するために、正極集電体２０の凹部２３を
Ｖ字状に形成する例について説明したが、凹部２３は種
々の形状を採用することができる。図３は本実施形態の
変形例の密閉型アルカリ蓄電池の要部断面を示す図であ
る。なお、上述の実施形態の密閉型アルカリ蓄電池と本
変形例の密閉型アルカリ蓄電池が相違する点は、正極集
電体の凹部の形状が相違するだけであるので、図１と符
号が相違する正極集電体についてのみ説明し、図１と同
一符号は同一名称を表すので、他の説明は省略する。
【００２６】本変形例の正極集電体５０は、図３に示す
ように、発電要素１０の上面に露出する正極芯体に溶接
された円板状の集電部５１と、この円板状の集電部５１
より長方形状に延出して電池の中心部に向けて屈曲する
屈曲部５２と、この屈曲部５２より延出して封口体のガ
ス抜き孔より下方にＵ字状に屈曲する凹部５３とから構
成されている。
ように、発電要素１０の上面に露出する正極芯体に溶接
された円板状の集電部５１と、この円板状の集電部５１
より長方形状に延出して電池の中心部に向けて屈曲する
屈曲部５２と、この屈曲部５２より延出して封口体のガ
ス抜き孔より下方にＵ字状に屈曲する凹部５３とから構
成されている。
【００２７】そして、屈曲部５２と凹部５３との付け根
部、即ち、Ｕ字状に屈曲する凹部５３の一方の天面５４
には、封口体３０を外装缶４０の開口部に装着して電池
を封口した際に、封口体３０に設けられたガス抜き孔３
１ａの周囲に接触する突起部５４ａが形成されいる。ま
た、Ｕ字状に屈曲する凹部５３の他方の天面５５は封口
体３０のガス抜き孔３１ａの周囲に予め溶接されてい
る。さらに、Ｕ字状に屈曲する凹部５３の底面５６には
突起部５６ａが形成されており、電池を封口した際に集
電部５１に接触するようになされている。
部、即ち、Ｕ字状に屈曲する凹部５３の一方の天面５４
には、封口体３０を外装缶４０の開口部に装着して電池
を封口した際に、封口体３０に設けられたガス抜き孔３
１ａの周囲に接触する突起部５４ａが形成されいる。ま
た、Ｕ字状に屈曲する凹部５３の他方の天面５５は封口
体３０のガス抜き孔３１ａの周囲に予め溶接されてい
る。さらに、Ｕ字状に屈曲する凹部５３の底面５６には
突起部５６ａが形成されており、電池を封口した際に集
電部５１に接触するようになされている。
【００２８】このように、正極集電体５０の凹部５３を
Ｕ字状に屈曲させ、Ｕ字状に屈曲する凹部５３の一方の
天面５４に突起部５４ａを設けるとともに、凹部５３の
底面５６に突起部５６ａを設け、上述した実施形態と同
様にして通電処理を施すと、突起部５４ａと封口体３０
のガス抜き孔３１ａの周囲との接触部および突起部５６
ａと集電部２１との接触部は、それぞれ接触面積が小さ
く、かつ接触圧力が強くなるため、これらの接触部での
電流密度が大きくなるとともに発熱量も大きいため、溶
接部が形成されることとなる。
Ｕ字状に屈曲させ、Ｕ字状に屈曲する凹部５３の一方の
天面５４に突起部５４ａを設けるとともに、凹部５３の
底面５６に突起部５６ａを設け、上述した実施形態と同
様にして通電処理を施すと、突起部５４ａと封口体３０
のガス抜き孔３１ａの周囲との接触部および突起部５６
ａと集電部２１との接触部は、それぞれ接触面積が小さ
く、かつ接触圧力が強くなるため、これらの接触部での
電流密度が大きくなるとともに発熱量も大きいため、溶
接部が形成されることとなる。
【００２９】なお、上記実施形態および変形例におい
て、正極集電体２０を用いる場合には天面２４に突起部
２４ａを設け、正極集電体５０を用いる場合には天面５
４および底面５６にそれぞれ突起部５４ａおよび５６ａ
を設ける例について説明したが、これらの天面２４ある
いは５４に対向する封口体３０の封口蓋３１の下面およ
び集電部３１にも突起部を設けるようにしても良い。ま
た、上記実施形態の電池は、正極および負極のいずれも
焼結式電極を用いた例について説明したが、ペースト式
などの非焼結式電極を用いた電池で実験した場合も同様
の結果が得られた。
て、正極集電体２０を用いる場合には天面２４に突起部
２４ａを設け、正極集電体５０を用いる場合には天面５
４および底面５６にそれぞれ突起部５４ａおよび５６ａ
を設ける例について説明したが、これらの天面２４ある
いは５４に対向する封口体３０の封口蓋３１の下面およ
び集電部３１にも突起部を設けるようにしても良い。ま
た、上記実施形態の電池は、正極および負極のいずれも
焼結式電極を用いた例について説明したが、ペースト式
などの非焼結式電極を用いた電池で実験した場合も同様
の結果が得られた。
【図１】 本発明の密閉型アルカリ蓄電池の要部断面を
示す図である。
示す図である。
【図２】 本実施形態のニッケル−カドミウム蓄電池お
よび比較例のニッケルーカドミウム蓄電池の放電特性
（放電時間に対する作動電圧の変化）を本発明のアルカ
リ蓄電池の封口前の要部断面図である。
よび比較例のニッケルーカドミウム蓄電池の放電特性
（放電時間に対する作動電圧の変化）を本発明のアルカ
リ蓄電池の封口前の要部断面図である。
【図３】 変形例の密閉型アルカリ蓄電池の要部断面を
示す図である。
示す図である。
【図４】 従来例の密閉型アルカリ蓄電池を示す図であ
る。
る。
【図５】 従来例の密閉型アルカリ蓄電池を示す図であ
る。
る。
１０…発電要素、１１…正極板、１２…負極板、１３…
セパレータ、１４…正極集電体、２０…正極集電体、２
１…集電部、２２…屈曲部、２３…Ｖ字状凹部、２４…
Ｖ字状凹部の一方の天面、２４ａ…突起部、２５…Ｖ字
状凹部の他方の天面、３０…封口体、３１…蓋体、３１
ａ…ガス抜き孔、３２…正極キャップ（正極外部端
子）、４０…外装缶、４１…開口端縁、４２…絶縁ガス
ケット、５０…正極集電体、５１…集電部、５２…屈曲
部、５３…Ｕ字状凹部、５４…Ｕ字状凹部の一方の天
面、５４ａ…突起部、５５…Ｕ字状凹部の他方の天面、
５６…Ｕ字状凹部の底部、５６…突起部
セパレータ、１４…正極集電体、２０…正極集電体、２
１…集電部、２２…屈曲部、２３…Ｖ字状凹部、２４…
Ｖ字状凹部の一方の天面、２４ａ…突起部、２５…Ｖ字
状凹部の他方の天面、３０…封口体、３１…蓋体、３１
ａ…ガス抜き孔、３２…正極キャップ（正極外部端
子）、４０…外装缶、４１…開口端縁、４２…絶縁ガス
ケット、５０…正極集電体、５１…集電部、５２…屈曲
部、５３…Ｕ字状凹部、５４…Ｕ字状凹部の一方の天
面、５４ａ…突起部、５５…Ｕ字状凹部の他方の天面、
５６…Ｕ字状凹部の底部、５６…突起部
Claims (7)
- 【請求項１】 一方極の端子を兼ねる開口部を備えた外
装缶と、電池内部に連通するガス抜き孔を備えるととも
に前記開口部を密封する他方極の端子を兼ねる封口体
と、これら外装缶および封口体よりなる電池容器内に組
み込まれる少なくとも正・負極からなる発電要素と、こ
の発電要素の正・負極の端部にそれぞれ接続される正・
負極集電体とを備えたアルカリ蓄電池であって、 前記正・負極集電体の少なくともいずれか一方は前記発
電要素の正・負極の端部の一方に接続される集電部と同
集電部より延出して電池の中心部に向けて屈曲する屈曲
部と同屈曲部より延出して前記封口体の前記ガス抜き孔
より下方に凹む凹部とを備えるともに、 前記屈曲部と前記凹部との付け根部の天面は前記封口体
の下面の前記ガス抜き孔の周囲に接触する接触部を備
え、 前記凹部の底部は前記集電部に接触する接触部を備える
ようにしたことを特徴とする密閉型アルカリ蓄電池。 - 【請求項２】 前記接触部を溶接により固着したことを
特徴とする請求項１に記載の密閉型アルカリ蓄電池。 - 【請求項３】 前記接触部に突起部を備えるようにした
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の密閉
型アルカリ蓄電池。 - 【請求項４】 前記凹部の断面形状をＶ字状あるいはＵ
字状に形成したことを特徴とする請求項１から請求項３
のいずれかに記載の密閉型アルカリ蓄電池。 - 【請求項５】 少なくとも正・負極からなる発電要素の
同正・負極の端部にそれぞれ正・負極集電体を溶接した
後、一方極の端子を兼ねる開口部を備えた外装缶内に前
記発電要素を収容し、その後電池内部に連通するガス抜
き孔を備えるとともに他方極の端子を兼ねる封口体を前
記開口部に密封して製造する密閉型アルカリ蓄電池の製
造方法であって、 前記正・負極集電体の少なくともいずれか一方に前記発
電要素の正・負極の端部の一方に接続される集電部と同
集電部より延出して電池の中心部に向けて屈曲する屈曲
部と同屈曲部より延出して前記封口体の前記ガス抜き孔
より下方に凹む凹部を形成し、 前記発電要素を前記外装缶に収納し、前記正・負極集電
体の他方を前記外装缶に溶接した後、前記外装缶の開口
部を前記封口体で密閉する際に前記屈曲部と前記凹部と
の付け根部の天面を前記封口体の下面の前記ガス抜き孔
の周囲に接触させて接触部を形成するとともに、前記凹
部の底部を前記集電部に接触させて接触部を形成するよ
うにしたことを特徴とする密閉型アルカリ蓄電池の製造
方法。 - 【請求項６】 前記外装缶の開口部を前記封口体で密閉
した後、前記外装缶と前記封口体との間に電流を流すこ
とにより、前記各接触部を溶接するようにしたことを特
徴とする請求項５に記載の密閉型アルカリ蓄電池の製造
方法。 - 【請求項７】 前記各接触部に突起部を形成し、前記外
装缶と前記封口体との間に電流を流した際の同突起部の
発熱量を大きくしたことを特徴とする請求項５または請
求項６に記載の密閉型アルカリ蓄電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26241897A JP3540566B2 (ja) | 1997-09-26 | 1997-09-26 | 密閉型アルカリ蓄電池およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26241897A JP3540566B2 (ja) | 1997-09-26 | 1997-09-26 | 密閉型アルカリ蓄電池およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11102689A true JPH11102689A (ja) | 1999-04-13 |
| JP3540566B2 JP3540566B2 (ja) | 2004-07-07 |
Family
ID=17375517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26241897A Expired - Fee Related JP3540566B2 (ja) | 1997-09-26 | 1997-09-26 | 密閉型アルカリ蓄電池およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3540566B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006022168A1 (ja) * | 2004-08-26 | 2006-03-02 | Gs Yuasa Corporation | 水素吸蔵電極及びニッケル水素電池 |
| WO2007004703A1 (ja) * | 2005-07-04 | 2007-01-11 | Gs Yuasa Corporation | ニッケル水素電池 |
| WO2007004712A1 (ja) * | 2005-07-04 | 2007-01-11 | Gs Yuasa Corporation | ニッケル水素電池およびその製造方法 |
| JP2010033949A (ja) * | 2008-07-30 | 2010-02-12 | Panasonic Corp | 電池 |
| EP2159861A1 (en) * | 2008-09-02 | 2010-03-03 | M&G Eco-Battery Co., Ltd. | Secondary battery with a spirally-rolled electrode group |
| WO2012014929A1 (ja) * | 2010-07-29 | 2012-02-02 | 三洋電機株式会社 | 円筒形リチウムイオン電池 |
-
1997
- 1997-09-26 JP JP26241897A patent/JP3540566B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006022168A1 (ja) * | 2004-08-26 | 2006-03-02 | Gs Yuasa Corporation | 水素吸蔵電極及びニッケル水素電池 |
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| WO2007004712A1 (ja) * | 2005-07-04 | 2007-01-11 | Gs Yuasa Corporation | ニッケル水素電池およびその製造方法 |
| US7867655B2 (en) | 2005-07-04 | 2011-01-11 | Gs Yuasa Corporation | Nickel metal-hydride battery |
| JP2010033949A (ja) * | 2008-07-30 | 2010-02-12 | Panasonic Corp | 電池 |
| EP2159861A1 (en) * | 2008-09-02 | 2010-03-03 | M&G Eco-Battery Co., Ltd. | Secondary battery with a spirally-rolled electrode group |
| US8557410B2 (en) | 2008-09-02 | 2013-10-15 | M&G Eco-Battery Co., Ltd. | Secondary battery with a spirally-rolled electrode group |
| WO2012014929A1 (ja) * | 2010-07-29 | 2012-02-02 | 三洋電機株式会社 | 円筒形リチウムイオン電池 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3540566B2 (ja) | 2004-07-07 |
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