JP2000306597A

JP2000306597A - ニッケル・水素二次電池

Info

Publication number: JP2000306597A
Application number: JP11116782A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Harada; 和彦原田; Kazuhiro Takeno; 和太武野
Original assignee: Toshiba Battery Co Ltd
Current assignee: FDK Twicell Co Ltd
Priority date: 1999-04-23
Filing date: 1999-04-23
Publication date: 2000-11-02

Abstract

(57)【要約】【課題】電池の内部抵抗が低くて大電流放電が可能で
あり、さらには信頼性の高いニッケル・水素二次電池を
提供する。【解決手段】ニッケル・水素二次電池の集電体シート
１５は、互いに隣接する３つの孔の中心を結んだ直線が
それぞれ正三角形の一辺１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃを構成
するように穿孔されたパンチドメタルから成り、電極群
は一辺１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃのいずれか１つと平行な
方向に巻回され、負極の端部はこの端部に溶着された集
電板を介して電池缶と導通し、又は負極の端部は直接電
池缶と導通している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はニッケル・水素二次
電池に関し、更に詳しくは電池の内部抵抗が低いので大
電流放電が可能であり、さらには信頼性の高いニッケル
・水素二次電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種の電動工具や電動補助付き自転車、
さらには最近開発が進められている電気自動車等の駆動
電源として、充放電可能でかつ携帯も可能な二次電池が
用いられている。特に、上記した用途においては大電流
放電が可能であるという特性が要求されており、この点
からニッケルカドミウム二次電池が多く採用されてい
る。

【０００３】ところが、ニッケルカドミウム二次電池の
場合、電気自動車の電源として用いるには電池容量の点
で難がある。このようなことから、ニッケルカドミウム
二次電池に比べて放電容量が約１．５〜２倍程度大きい
ニッケル・水素二次電池が注目されている。このニッケ
ル・水素二次電池は、電極活物質と結着剤から成るペー
ストを導電性の集電体シートに塗布して正極及び負極を
作製し、この正極と負極をセパレータを介して巻回して
成る電極群を、アルカリ電解液と共に電池缶に封入する
ことによって製造されている。

【０００４】そして、ニッケル・水素二次電池は、ニッ
ケルカドミウム二次電池に比べて放電容量及び容積エネ
ルギ密度が大きいことから、同一サイズの電池を同じ時
間率で放電させた場合、ニッケルカドミウム二次電池に
比べて放電電流を大きくすることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たニッケル・水素二次電池の場合、電池の内部抵抗が高
いために、高い放電率（大電流）で放電を行うと電池の
作動電圧が低下する。従って、電動工具や電気自動車等
の電源として使用する場合には、高い放電率で電池を作
動させても作動電圧が低下しないよう、電池の内部抵抗
を低減することが必要である。

【０００６】ところで、従来のニッケル・水素二次電池
の場合には、負極の外周部と電池缶の内面とを接触させ
て、負極と電池缶とを導通していた。この場合、微小電
流を取り出すのであれば、上記接触部は大きな電圧降下
を引き起こさないが、放電電流が大きくなると上記接触
部の抵抗が増大して電圧降下が大きくなり、作動電圧の
低下を招く可能性がある。従って、電池の内部抵抗を低
減するためには、負極と電池缶の間に別の低抵抗な導通
経路を組み込む、つまり負極と電池缶の接続方法の検討
が必要になってくる。

【０００７】さらに、電池の内部抵抗を低減するために
は、電極抵抗を下げることが必要である。一般に、電極
を流れる電流は、電極表面から電極内部の集電体シート
を経て、電極に接続された外部端子へ至る導電経路をと
るものと考えられる。従って、電極抵抗を低減するため
には、集電体シートの抵抗値を下げることが極めて有効
である。

【０００８】一方、上記した集電体シートには、コスト
や強度の点からパンチドメタルが用いられることが多
く、この集電体シートを基体とする電極を巻回すると、
集電体シートに塗布したペーストが脱落したり、シート
が折曲して金属部分が露出し、絶縁不良が起きるおそれ
がある。この問題については、パンチドメタルの孔の配
置状態を改善し、巻回時にシートを狭い間隔で緩やかに
折曲させる技術が提案されている（特開平３−１４１５
５４号公報を参照）。従って、この技術が有する効果を
そのまま維持し、さらに、電池の内部抵抗を低減できる
新規技術が要望されている。

【０００９】本発明は、ニッケル・水素二次電池におけ
る上記した電池の内部抵抗や絶縁不良の問題を解決する
ことができ、内部抵抗が低くて大電流放電が可能であ
り、かつ信頼性が高いニッケル・水素二次電池の提供を
目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、ニッケル・水
素二次電池の負極と電池缶の接続方法を改善し、さらに
電極抵抗を低くすることにより、電池の内部抵抗を総合
的に低減することを技術思想とするものであり、以下の
知見に基づいたものである。（１）特開平３−１４１５５４号公報に開示される集電
体シートを基体とする電極を用い、特定の方向から集電
を行った場合に電極抵抗が著しく低減する。（２）電極群を構成する負極の端部には、電極活物質を
含んだペーストが塗布されずに導電性の集電体シートが
露出した領域が形成されている。従って、この部分と電
池缶を接続することにより、負極と電池缶の間の接触面
積を増し、接続抵抗を低減できる可能性がある。

【００１１】すなわち、上記した目的を達成するため
に、請求項１記載の本発明においては、ニッケル・水素
二次電池の集電体シートは、互いに隣接する３つの孔の
中心を結んだ直線がそれぞれ正三角形の一辺を構成する
ように穿孔されたパンチドメタルから成り、電極群は前
記一辺のいずれか１つと平行な方向に巻回され、前記負
極の端部は該端部に溶着された集電板を介して前記電池
缶と導通し、又は前記負極の端部は直接前記電池缶と導
通していることを特徴とするニッケル・水素二次電池が
提供される。

【００１２】好ましくは前記負極の端部における前記集
電体シートには無開口部が形成されているのがよい（請
求項２）。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明のニッケル・水素
二次電池（特に円筒形ニッケル・水素二次電池）の実施
形態を示す例を、図１乃至図８を参照して説明する。図
１において、ニッケル・水素二次電池は、正極２及び負
極４をセパレータ３を介して巻回して成る電極群５を、
図示しないアルカリ電解液と共に有底円筒状の電池缶１
内に収容することにより製造される。

【００１４】正極２及び負極４は、後述する導電性の集
電体シートに所定の電極活物質を含むペーストを塗布し
て製造されるが、正極２の一端部２Ａには前記ペースト
が担持されずに集電体シートが帯状に表出した領域が形
成されている。同様に、負極４の一端部４Ｂにも集電体
シートが帯状に表出している。そして、端部２Ａと端部
４Ｂを互いに反対向きにして正極２と負極４を重ねあわ
せ、負極４が外側になるように巻回して電極群５とし、
電池缶１の内部に収容する。以下、電極群５の端部のう
ち、電池缶１の開口部側に位置するものを「上端部」、
電池缶１の底面側に位置するものを「下端部」と称す
る。

【００１５】負極４の下端部４Ｂの端面には、小片状を
した例えばニッケル製のタブ端子４ｔが溶接され、下端
部４Ｂのみを集電板６ｂと導通させることが可能になっ
ている。そして、タブ端子４ｔを介して下端部４Ｂが集
電板６ｂに溶着されている。集電板６ｂとしては、例え
ばＮｉ板やステンレス鋼板等の導電性金属を円板状に加
工したものを用いることができる。溶着としては、例え
ば溶接を行うことができるが、この場合、下端部４Ｂと
集電板６ｂの間に２０〜３０個所の溶接点を形成するの
が好ましい。

【００１６】そして、詳しくは後述するが、負極４の下
端部４Ｂと電池缶１を導通させ、下端部４Ｂから集電を
行うことにより、集電体シートを流れる電流の方向が規
制され、電極抵抗が低減する。この集電板６ｂは、この
集電板を介して下端部４Ｂと外部端子（電池缶１）との
導通を確実に行わせ、両者の接続部での抵抗を低減する
機能を有するものであるが、負極４と電池缶１を確実に
導通させることができれば必ずしも集電板は必要ではな
い。図２〜７は、集電板６ｂを用いずに、下端部４Ｂを
電池缶１と直接導通させた場合の下端部４Ｂの形状、及
び下端部４Ｂと電池缶１を導通させる態様を示してい
る。

【００１７】図２において、負極４の下端部４Ｂは正極
２の下端部より突出しており、下端部４Ｂには、その端
面に導電性の集電体シートが渦巻き状に表出している。
そして、この場合、下端部４Ｂ（集電体シートの端面）
を直接電池缶１の底面に溶接して両者を接続する（図
３）。なお、下端部４Ｂを突出させるためには、正極２
と負極４を重ねあわせる際に、負極４の下端部４Ｂを正
極２の下端部より下方にずらし、この状態で巻回して電
極群とすればよい。

【００１８】また、図４において、下端部４Ｂの周縁部
には、該端部から突出し負極側へ折り曲げられたリード
部４Ｌが形成されている。下端部４Ｂは、上述の場合と
同様に正極２の下端部より突出しており、リード部４Ｌ
を折り曲げた状態で該リード部はこの突出部と適宜接触
している。この場合、リード部４Ｌは電極群の空孔に達
するまで延長され、この空孔に挿入された溶接電極と電
池缶の外側に配置された別の溶接電極により、リード部
４Ｌが電池缶１の底面に溶接される（図５）。そして、
リード部４Ｌと接触している下端部４Ｂの間においても
導通がなされている。

【００１９】さらに図６において、下端部４Ｂの最内巻
には該端部から突出するリード部４Ｖが形成され、下端
部４Ｂの周縁端にはリード部４Ｖより長いリード部４Ｗ
が形成されている。そして、電極群の空孔に相当する位
置でリード部４Ｖを内側にしてリード部４Ｖとリード部
４Ｗが重なり合うよう、両者は折り曲げられる。この場
合、上記と同様にしてこの空孔に挿入された溶接電極に
より、リード部４Ｖとリード部４Ｗが電池缶１の底面に
溶接される（図７）。なお、リード部４Ｖとリード部４
Ｗは上記空孔にその一端が位置していれば、重なり合っ
ている必要はなく、また、図３の場合と同様に下端部４
Ｂを正極２の下端部より突出させ、この突出部とリード
部４Ｖ、４Ｗとを適宜接触させてもよい。

【００２０】ところで、上述のようにして下端部４Ｂと
集電板６ｂ、又は下端部４Ｂと電池缶１を接続する際、
下端部４Ｂにおける集電体シートの端部に無開口部（図
８における１５ｅで図示）を形成すると、下端部４Ｂと
集電板６ｂ、又は下端部４Ｂと電池缶１の接触面積が増
大し、両者を接続した場合の抵抗を低減することができ
るので好ましい。また、同様に正極２の上端部２Ａにも
無開口部を形成してもよい。

【００２１】なお、集電板６ｂを用いる場合、上記した
タブ端子を形成させる方法の他に、上述のように正極２
の下端部より突出させた負極４の下端部４Ｂに集電板６
ｂを溶着することもできる。一方、正極２についても、
負極の場合と同様にその上端部２Ａから集電が行われ
る。この場合、正極２を構成する集電体シートを流れる
電流も同様に規制され、正極の電極抵抗が低減される。
上端部２Ａからの集電方法については特に制限されず、
例えば集電タブを形成してここを外部端子に導通させて
もよいが、図１に示すように、負極と同様に上端部２Ａ
の端面にタブ端子２ｔを溶接し、このタブ端子２ｔを介
して上端部２Ａを集電板６ａに溶着するのが好ましい。
集電板を用いる理由は、上述した負極の場合と同様であ
る。また、正極２の上端部２Ａを負極４の上端部より突
出させ、この突出部に集電板６ａを溶着してもよい。

【００２２】そして、上記した集電板６ａ、６ｂは、例
えば以下の方法により電極群５の端部に溶接すればよ
い。まず、下端部４Ｂに集電板６ｂを対向して配置し、
集電板６ｂと下端部４Ｂを接触させて両者を溶接し、こ
の電極群５を電池缶１に収容する。次に、電極群５の空
孔から挿入した溶接電極と電池缶５の外側に配置した別
の溶接電極で集電板６ｂと電池缶１を挟み込んで加圧し
て通電し、集電板６ｂと電池缶１を溶接する。次いで、
上端部２Ａに集電板６ａを対向して配置し、集電板６ａ
と上端部２Ａを接触させて両者を溶接する。

【００２３】このようにして電極群５を収容した電池缶
１の上部開口部には、中央に穴８ａを有する円形封口板
８が配置され、さらに封口板８の周縁と電池缶１の上端
内面の間に、リング状の絶縁性ガスケット９が介装さ
れ、前記上端を内側に縮径するカシメ加工により、封口
板８はガスケット９を介して電池缶１に気密に固定され
ている。正極リード７は一端が集電板６ａを介して正極
２の上端部２Ａと、他端が封口板８の下面と接続してい
る。また、集電板６ｂは、電池缶１の底面に溶接されて
いる。

【００２４】帽子形状をなす正極端子１０は、穴８ａを
覆うようにして封口板８上に取付けられ、さらに正極端
子１０と封口板８で囲まれた空間には、穴８ａを閉塞す
るためのゴム製の安全弁１１が充填されている。そし
て、絶縁材料から成る図示しないドーナツ状の押え板が
正極端子１０上に配置され、該押え板の有する孔から正
極端子１０が突出するようになっている。さらに、所定
の外装チューブが該押え板の周縁、並びに電池缶１の側
面及び底部周縁を被覆している。

【００２５】次に、正極２及び負極４を構成する集電体
シートについて説明する。図８（ａ）に示すように、こ
の集電体シート１５は、特開平３−１４１５５４号公報
に記載されたものと同一の形状を有している。図８
（ａ）において、集電体シート１５は多数の孔２０が穿
設されたパンチドメタルから成り、互いに隣接する３つ
の孔２０ａ、２０ｂ、２０ｃの中心を結んだ直線１５
Ａ、１５Ｂ、１５Ｃが、それぞれ正三角形の一辺を構成
する。孔２０を上述のように形成するのは、集電体の開
孔率を高めて活物質の充填率を向上させ、電池容量を増
大させるとともに、後述するように集電体シートの導電
経路を短くするためである。集電体シート１５の材料と
しては、例えばニッケル、ステンレスやニッケルメッキ
鋼板を用いることができ、さらに、開口部周縁に突起状
バリを形成させた２．５次元構造の基板を使用すること
もできる。

【００２６】そして、この集電体シート１５（正極２及
び負極４）を、前記一辺１５Ａと平行なＤ₁方向に巻回
する。なお、他の一辺１５Ｂ又は１５Ｃと平行な方向に
巻回してもよい。この集電体シート１５を用い、負極４
の下端部４Ｂ（集電体シートの端部１５ｅに相当）から
集電を行った場合、電流の流れる方向は図示上方から下
方となる。ここで、正三角形の２辺１５Ｂ、１５Ｃに平
行な方向には連続して無孔部が存在するので、電流はこ
の無孔部を通って流れる。つまり、集電体シートを流れ
る電流の経路として２つの等価な導電パスｐ₁、ｐ₂が形
成され、このパスｐ₁、ｐ₂を適宜通って最短の導電経路
が選択される。

【００２７】なお、各孔２０の配置状態が上記した正三
角形でなく、例えば二等辺三角形になっている場合、２
つの導電パスは幾何学的に対称ではなく、等価な状態に
ならないため、結果として、上記した場合に比べて導電
経路が長くなる。一方、集電体シート１５の巻回方向が
一辺１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃのいずれとも平行にない場
合、例えば、図８（ｂ）に示すように一辺１５Ａと垂直
な方向Ｄ ₂に巻回される場合、導電経路は以下のように
なる。

【００２８】この場合、Ｄ₂方向には孔２０が千鳥状に
配列され、この方向には無孔部が連続して形成されてい
ない。このため、Ｄ₂方向には電流が流れにくく、集電
体シートを流れる電流の経路は、Ｄ₂方向に垂直なパス
ｐ₃を通る場合に限られる。つまり、導電経路として最
短の経路を選ぶことができず、導電経路は図８（ａ）の
場合に比べて長くなる。

【００２９】なお、上記した説明は、正極２の上端部２
Ａから集電を行う場合も同様であるので、その説明を省
略する。このように、正極２及び負極４を前記一辺１５
Ａ（または１５Ｂ、１５Ｃ）と平行な方向に巻回し、上
端部２Ａ及び下端部４Ｂから集電を行うことにより、集
電体シート１５の導電経路は短くなり、電極抵抗を低減
することができる。

【００３０】そして、上記した正極２や負極４は、特開
平３−１４１５５４号公報に開示の技術と同様にして、
絶縁性不良を改善することができる。この機構を以下に
簡単に説明する。まず、図８（ａ）に示すように、各電
極を前記一辺１５Ａ（または一辺１５Ｂ又は１５Ｃ）と
平行な方向Ｄ₁に巻回した場合、集電体シート１５は強
度が最も弱い部分、つまりＤ₁に垂直でかつ各孔２０の
中心を通る直線上で折れながら巻回される。このとき、
各孔２０の間隔をｍとすると、折線の間隔Ｌ₁は、各孔
２０の中心位置を巻回方向Ｄ₁へ投影した像の間隔で与
えられ、Ｌ₁＝（１／２）×ｍ …（１）となる。

【００３１】一方、図８（ｂ）に示すように、電極の巻
回方向が各辺１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃのいずれとも平行
にない場合、例えば、一辺１５Ａと垂直な方向Ｄ₁に巻
回した場合、折線の間隔Ｌ₂は、Ｌ₂＝（√３／２）×ｍ …（２）となる。

【００３２】すなわち、各電極を前記一辺１５Ａ（また
は一辺１５Ｂ又は１５Ｃ）と平行な方向に巻回すると、
折線の間隔は最も狭く、逆に折曲部同士のなす角度は大
きくなって、集電体シートはより緩やかに折曲すること
になる。そして、集電体が折損して電極外部に突出した
り、集電体に塗布された電極活物質が脱落することが防
止される。特に、巻回部分の内巻きでは曲率が大きくな
るので、上記効果が顕著となる。

【００３３】本発明の正極２及び負極４は、以下のよう
にして作製すればよい。まず、正極２に用いる正極材料
としては、例えば、水酸化ニッケルや酸化コバルトを含
むニッケル酸化物等のニッケル化合物が好適に使用でき
る。そして、上記正極材料を、導電剤、結着剤、及び水
と混練してペーストとし、上述の集電体シート１５に塗
布して乾燥後、成形して任意の形状に加工して正極２と
すればよい。

【００３４】導電剤としては、例えば、金属コバルト、
コバルト酸化物、コバルト水酸化物などが使用できる。
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、ヒドロキシプロピルメチルセル
ロース、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリテトラフルオ
ロエチレンなどが使用できる。

【００３５】そして、負極４に用いる負極材料として
は、水素吸蔵合金粉末が好適に使用できる。水素吸蔵合
金は、電解液中で水素の吸蔵と放出が行えるものであれ
ば特に制限はなく、例えば、ＡＢ₅系、ＴｉＮｉ系、Ｔ
ｉＦｅ系やＭｇ₂Ｎｉ系の合金を使用することができ
る。ここで、ＡはＬａ、Ｍｍ（ミッシュメタル）、また
はＬｍ（Ｌａ富化したミッシュメタル）である。そして
ＢはＮｉ、または、ＮｉとＡｌ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｃ
ｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｃｒ及びＢの群から選ばれる元素との
合金である。

【００３６】このような負極材料を、導電剤、結着剤、
及び水と混練してペーストとし、集電体シート１５に塗
布して乾燥後、成形して任意の形状に加工して負極４と
すればよい。導電剤としては、例えば、カーボンブラッ
クなどが使用できる。結着剤は、例えば、正極の製造に
用いたのと同じものとすればよい。本発明のニッケル・
水素二次電池に用いるアルカリ電解液としては、例え
ば、ＮａＯＨとＬｉＯＨの混合溶液、ＫＯＨとＬｉＯＨ
の混合溶液の他、ＫＯＨ、ＬｉＯＨ、及びＮａＯＨから
成る混合溶液を使用することができる。

【００３７】

【実施例】実施例１，比較例１１．負極の製造組成：ＬｍＮｉ_4.2Ｃｏ_0.2Ｍｎ_0.3Ａｌ_0.3の水素吸蔵合
金粉末を、２００メッシュのふるいを通過させて、２０
０メッシュ下の粉末を分取した。

【００３８】この粉末１００重量部に対して、高分子結
着剤としてポリアクリル酸ナトリウム０．５重量部、カ
ルボキシメチルセルロース０．１２５重量部、ディスパ
ージョンタイプのポリテトラフルオロエチレン１．５重
量部、導電性粉末としてカーボンブラック１．０重量
部、及び純水を添加して混練し、ペーストとした。そし
て、このペーストを、６０°千鳥状に穿孔されたパンチ
ドメタルから成る、図５（ａ）に示す集電体シート１５
に塗布した後、ペーストを乾燥させた。次いでこのシー
トを圧延し、所定の大きさに裁断して負極４とした。

【００３９】２．正極の製造所定量の酸化コバルト粉末をニッケル酸化物粉末と混合
し、上記混合物に所定の結着剤、及び導電剤を添加して
混練し、ペーストとした。そして、このペーストを、上
記負極に用いたのと同様な集電体シート１５に塗布した
後、ペーストを乾燥させた。次いでこのシートを圧延
し、所定の大きさに裁断して正極２とした。

【００４０】３．電池の組立てポリアミド不織布製のセパレータ３を上記負極４と正極
２の間に介装し、負極４を外側にして、図８（ａ）に示
すように、一辺１５Ａと平行な方向に渦巻状に巻回して
電極群５とした。次いで、負極４の下端部４Ｂにタブ端
子４ｔを溶接し、このタブ端子４ｔを介して集電板６ｂ
を下端部４Ｂに溶接した。同様にして、正極２の上端部
２Ａにタブ端子２ｔを溶接し、このタブ端子２ｔを介し
て集電板６ａを上端部２Ａに溶接した。そして、この電
極群５を電池缶１に収容し、さらに所定のアルカリ電解
液を注液して封口し、図１に示すニッケル・水素二次電
池を組み立てた。

【００４１】４．絶縁抵抗の測定上記した電池の正極と負極の間に１００Ｖの直流電圧を
印加し、その時の正極−負極間の絶縁抵抗を測定した。
電池１００個についてそれぞれ絶縁抵抗を測定し、抵抗
値が所定の値以下のものを絶縁不良が生じたとみなして
その個数を数えた。

【００４２】比較のために、図８（ｂ）に示すように、
正極及び負極をセパレータを介して前記一辺１５Ａと垂
直な方向に巻回し、その他については実施例１と同様に
して電池を組み立てた。これを比較例１とする。

【００４３】

【表１】

【００４４】(1)表１から明らかなように、本発明のニ
ッケル・水素二次電池は、比較例１に比べて絶縁不良の
発生率が少なく、絶縁性に優れている。 (2)各電極を前記一辺と垂直な方向に巻回した比較例１
の場合は、実施例１に比べて絶縁不良の発生率が高く、
絶縁性に劣ったものとなっている。このことから、正極
及び負極を前記一辺と平行な方向に巻回した本発明の優
位性が明らかである。

【００４５】実施例２，比較例２実施例１と同様にして、円筒形ニッケル・水素二次電池
を組み立てた。この電池に対して、１時間率（ｈＲ）で
1.2時間の充電を行い、３０分休止した後、１０ｈＲの
電流で放電したときの電池の作動電圧を測定した。放電
容量／公称容量を横軸にとったときの作動電圧の変化を
図９に示す。図９において、作動電圧が高いほど、大電
流放電特性に優れている。 (1)図９から明らかなように、本発明のニッケル・水素
二次電池は、比較例２に比べて放電時の電池の作動電圧
が高い。 (2)各電極を前記一辺と垂直な方向に巻回した比較例２
の場合は、実施例２に比べて放電時の電池の作動電圧が
低い。このことから、各電極を前記一辺と平行な方向に
巻回して電極群の端部から集電を行い、さらに、負極の
下端部と電池缶を溶着した本発明は、電池の内部抵抗が
低く大電流放電特性に優れている。

【００４６】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、正極及び負極を構成する集電体シートに開孔率
の高い穿孔パターンを有するパンチドメタルを用いてい
るので、従来のニッケル・水素二次電池に比べて、電池
容量を大きくすることができる。

【００４７】また、上記集電体シートを含む正極及び負
極を特定の方向に巻回し、電極群の端部からそれぞれ集
電しているので、集電体シートの各孔の配置状態に基づ
いて２つの等価な導電パスが形成され、集電体シートを
流れる電流の導電経路は短くなり、電極抵抗が低減す
る。さらに、負極の下端部は、該端部に溶着された集電
板を介して電池缶と導通し、又は直接電池缶と導通（溶
着）されているので、負極の外周部と電池缶を接触させ
る従来方式に比べて、負極と電池缶の間の接続抵抗も低
減する。そして、これらの相乗効果により電池の内部抵
抗が低減し、電池の作動電圧を高くすることができるの
で、従来のニッケル・水素二次電池では実現できなかっ
たような大電流放電（例えば５ｈＲを超える）が可能で
ある。

【００４８】さらに、上述のように各電極を特定の方向
に巻回しているため、巻回時に集電体は狭い間隔で折
れ、逆に折曲部同士のなす角度は大きくなって、集電体
はより緩やかに折曲するので、集電体が折損して電極外
部に突出したり、集電体の折れに伴う電極活物質の脱落
が防止される。特に、巻回部の内巻きでは曲率が大きく
なるので、これらの効果は顕著となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るニッケル・水素二次電池の構造を
示す断面図である。

【図２】負極の下端部の形状を示す斜視図である。

【図３】負極の下端部と電池缶を直接溶接した態様を示
す断面図である。

【図４】負極の下端部の別の形状を示す斜視図である。

【図５】負極の下端部と電池缶を直接溶接した別の態様
を示す断面図である。

【図６】負極の下端部のさらに別の形状を示す斜視図で
ある。

【図７】負極の下端部と電池缶を直接溶接したさらに別
の態様を示す断面図である。

【図８】集電体シートの形状、巻回方向、及び導電パス
を示す図である。

【図９】電池の放電容量／公称容量と作動電圧の関係を
示すグラフである。

【符号の説明】

１電池缶２正極２Ａ正極の上端部４負極４Ｂ負極の下端部４Ｌ、４Ｖ、４Ｗリード部５電極群６ａ、６ｂ集電板１５集電体シート１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ正三角形の一辺１５ｅシートの端部１５ｆ無開口部２０孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5H016 AA05 CC06 EE01 HH13 HH15 5H017 AA02 AS01 CC05 HH03 HH05 5H022 AA04 AA18 BB11 CC08 CC12 CC16 CC19 CC22 5H028 AA01 AA07 BB05 CC05 CC07 CC12 EE01 HH06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】集電体シートにニッケル化合物を含む正
極合剤を担持して成る正極と、集電体シートに水素吸蔵
合金を含む負極合剤を担持して成る負極がセパレータを
介して巻回されて成る電極群がアルカリ電解液と共に電
池缶に封入されているニッケル・水素二次電池におい
て、前記集電体シートは、互いに隣接する３つの孔の中心を
結んだ直線がそれぞれ正三角形の一辺を構成するように
穿孔されたパンチドメタルから成り、前記電極群は前記一辺のいずれか１つと平行な方向に巻
回され、前記負極の端部は該端部に溶着された集電板を介して前
記電池缶と導通し、又は前記負極の端部は直接前記電池
缶と導通していることを特徴とするニッケル・水素二次
電池。
【請求項２】前記負極の端部における前記集電体シー
トには無開口部が形成されていることを特徴とする請求
項１に記載のニッケル・水素二次電池。