JPH043403Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本考案はニツケル−カドミウム電池などのアル
カリ蓄電池、特に陽極板と陰極板との間にセパレ
ータを介挿してこれら極板を渦巻状に巻回して構
成した電極体を備える密閉型アルカリ蓄電池に関
する。

(ロ) 従来の技術 近年、ポータブルの電子機器が著しく普及し、
その駆動電源としての二次電池の需要が急増して
おり、駆動電源の二次電池にはニツケル−カドミ
ウム電池などのアルカリ蓄電池がよく用いられて
いる。このアルカリ蓄電池は主として渦巻状の電
極体を備えて構成されるものであり、一般に第３
図に示すように陽極板９と陰極板１０との間に必
ずセパレータ１１が介在するようにしてこれら三
者を渦巻状に巻回して電極体を形成し、この電極
体を比較的幅の狭い粘着テープ１２によつて巻回
圧が保持されるように仮止めし、こうして構成し
た渦巻電極体を、陰極端子兼用の電池外装缶に収
納し、しかるのち、電池外装缶の開口部に絶縁パ
ツキングを介して陽極端子兼用の封口体を固定し
て内部を密閉して構成されている。

ところが、上記ポータブル機器の軽量化及び小
型化に伴い、アルカリ蓄電池も軽量化及び高容量
化などの種々の要望がなされ、これらの要望を満
足する電池が必要となつてきている。

電池を軽量化する方法としては陰極板をペース
ト式とすることが有利である。これはペースト式
極板が導電性薄板の表面に活物質を結着剤で固着
したものであるので、焼結式極板のように導電性
薄板の表面に形成した多孔性金属焼結体中に活物
質を含浸したものに比べて前記金属焼結体が存在
しない分極板を軽くすることができるためであ
る。

しかしながら、電池を高容量化することは技術
上かなり難しい。たとえば一般にアルカリ蓄電池
は陽極板より陰極板の容量を大きくとつて構成さ
れているが、この電池の容量を支配する陽極板の
体積を増大させ高容量化する場合には、電池内の
体積が一定であるため、陰極板の体積が減少し、
陽極板の容量に対する陰極板の容量の比率が小さ
くなり、急速充電性能が悪くなつてしなう。

そこで考えられるのが電池内部空間に於ける極
板の占有率を高めることである。前述した渦巻電
極体を備えるアルカリ蓄電池では、電極体を電池
外装缶に挿入する際に電極体の外周面と電池外装
缶との間にある程度の〓間がなければ、電極体を
電池外装缶内に挿入し難く、また電極体収納時に
活物質が脱落を起こし易くなるため、電池外装缶
と電極体の間には余剰空間が存在している。ま
た、電極体の最外周に位置する陰極板にペースト
式極板を用いる場合には陰極板の機械的強度が弱
く活物質が脱落し易いため、予めセパレータを長
くしておき、電極体の最外周に位置する陰極板の
外周面が更にセパレータで覆われるように電極体
を巻回構成し、この電極体最外周のセパレータに
より陰極板の保護及び電極体巻回構成時に陰極板
が直接巻回ローラに接触することによる極板のく
ずれなどを防止している。

上記電極体の外周面と電池外装缶との間の〓間
をなくす方法としては、得開昭57−130368号公報
に於いて提案されるように完成電池の電池外装缶
の径を縮小させる方法があり、これにより上記〓
間をなくすことができ高エネルギー密度の電池を
得ることができる。但し、この電池外装缶の縮径
を行なう場合には電極体最外周に陰極板が存在す
ると外周部の陰極板にくずれが生じ、くずれによ
つて脱落した活物質が電池内部短絡の原因になる
おそれがあるため、電極体最外周にはセパレータ
などを配して陰極板のくずれを防止する必要があ
る。ところがセパレータは通常厚みが0.18〜0.22
mmあり、このセパレータが電極体最外周を覆つて
いると電池内部空間に於ける極板の占有体積を充
分に高めることができないという欠点があつた。

(ハ) 考案が解決しようとする問題点 本考案は電池性能を劣化させることなしに、電
池内部空間に於ける極板の占める体積の割合を効
果的に増大し、高容量の密閉型アルカリ蓄電池を
得ようとするものである。

(ニ) 問題点を解決するための手段 本考案は陽極板と陰極板との間にセパレータを
介挿し、これら極板を渦巻状に巻回してなる電極
体を備えた密閉型アルカリ蓄電池を構成するにあ
たり、前記電極体の最外周部分に陰極板が位置さ
せ、且つ多数の開口を有する粘着テープが前記電
極体の最外周面全体に密着して配するものであ
る。

(ホ) 作用 前記手段により電極体最外周に厚み0.18〜0.22
mmのセパレータを取り除き、厚み0.06mm程度の粘
着テープを配することができるため、最外周のセ
パレータの分だけ大きな極板を用いて電極体を構
成でき、容量の増大がはかれると共に、前記粘着
テープにより電極体最外周部分に位置する陰極板
を保護でき、電極体を巻回により構成する際や、
電池外装缶の径を縮小させる際に陰極板がくずれ
ることを防止できる。

また、前記粘着テープには多数の開口が設けら
れているため、電極体最外周に位置する陰極板は
粘着テープの開口部に於いて電池内で発生する酸
素ガスと接触して酸素ガスを消費することがで
き、このため開口を有さない粘着テープで電極体
最外周面全体を覆つた場合のように電極体最外周
に位置する陰極板が酸素ガスとの接触を妨げられ
て電池内に於ける酸素ガス消費能力が低下するよ
うなことを防止することができる。更に、前記粘
着テープは多数の開口を有するものであるため、
この粘着テープを一枚用いるだけで電極体最外周
面全体を部分的に陰極板に露出させた状態で覆う
ことができ、粘着テープを電極体に添着する際の
作業性も良好である。

(ホ) 実施例 第１図は本考案の密閉型アルカリ蓄電池に用い
る渦巻電極体の部分断面図である。図中１は酸化
カドミウムを主体とするペーストを金属製多孔薄
板の両面に塗着し、更にそのペーストの表面に特
開昭60−63875号公報で示されるようにして炭素
粉末層を形成した未化成のペースト式カドミウム
陰極板、２は公知の方法で作製した焼結式ニツケ
ル陽極板、３は陰極板１と陽極板２との間に必ず
存在するようにして介挿したセパレータであり、
これら三者を渦巻状に巻回することにより最外周
に陰極板１が位置する電極板が構成されている。
また、４は径2.0mm、開口ピッチ（横）5.0mm、開
口ピツチ（縦）2.5mmで設けた円形の開口５を多
数有する幅32mmの粘着テープであり、ポリプロピ
レンテープの片面に粘着剤が付着している。この
粘着テープ４は予め陰極板１の巻き終わり端部に
添着しておくことによつて、渦巻電極体を巻回に
より構成する際に、同時に電極体の最外周に一重
に巻き付けて添着され、この添着した粘着テープ
４によつて電極体最外周面全体を覆うと共に電極
体の巻回構成圧を保つている。

この電極体の上下端面に夫々突出する陽極板端
縁６及び陰極板端縁７に集電体を溶接した後、内
径23.0mmの金属製電池外装缶に挿入し、電解液の
注液及び封口などを行なつて電池を組み立て、次
いで電池外装缶に内径を絞つて電池径を22.5mmに
縮小させ、1700mAHの公称容量を有するSCサイ
ズの本考案電池を作製した。

また、比較として前記本考案電池に用いた粘着
テープを同一寸法の無開口の粘着テープ８に代え
て得た第２図に示す電極体を用い、その他は全く
同一の比較電池を作製し、これら本考案電池及び
比較電池のサイクルテストを行なつた。

第４図はこの結果を示すものであり、サイクル
条件は1.7Aで充電し充電末期に示すピーク電圧
から一定値（−ΔV＝100mV）電圧が低下した時
点で充電を停止し、その後1.2Aで放電するもの
である。尚、各電池共初期容量を夫々100％とし
て示している。

第４図から明らかなように電極体最外周にセパ
レータを配さずに幅広の粘着テープを添着して、
同様にして高容量化をはかつた本考案電池及び比
較電池に於いても添着した粘着テープの開口の有
無によつて性能上大きな差が生じている。この様
に多数の開口を有する粘着テープを用いた本考案
電池の性能が優れるのは酸素ガス吸収能力の違い
に起因するものと考えられる。つまり、比較電池
では開口の無い粘着テープを用いているので電極
体最外周に位置する陰極板の表面を粘着テープが
覆つてしまうことになり、この部分に於いて酸素
ガス吸収が全くできなくなつて急速充電サイクル
による寿命が短くなるのに対し、本考案電池では
多数の開口を有する粘着テープを用いているの
で、最外周に位置する陰極板は前記開口を介して
酸素ガスと接して酸素ガスを吸収できサイクル寿
命の劣化を防止できたものと考えられる。

また、電極体最外周に位置する陰極板を完全に
覆つてしまうことを防止するために粘着テープに
幅の狭いものを用い、一定の間隔をあけて電極体
の最外周に添着する方法も考えられるが、添着の
際の作業性が悪くなり、自動化が困難になるとい
う欠点が生じる。これに対して本考案電池では一
枚の粘着テープを電極体最外周面に添着するだけ
でよいため作業性が良く、添着作業の自動化も可
能であり、優れたものである。

尚、本考案電池に於いて用いる粘着テープは基
材に耐アルカリ性材料としてのポリオレフイン系
フイルム、ポリエチレンフイルム、ポリプロピレ
ンフイルムを用いることが望ましく、粘着テープ
の開口の形状はテープの強度の点で円形が望まし
い。また、粘着テープの開口率は高い程良いが強
度に限界があるため10〜40％の間が好ましく、開
口の形成は基材に粘着剤をコーテイングした後行
なうと、基材にクラツクが生じることを防止する
ことができる。

また、上記実施例では陰極板の表面に炭素粉末
層を形成して用いたが、これは陰極板の表面の強
度増大及び酸素ガス吸収能力の向上に役立つため
有効である。

(ト) 考案の効果 本考案の密閉型アルカリ蓄電池は、陽極板と陰
極板との間にセパレータを介挿し、これら極板を
渦巻状に巻回してなる電極体を備えた電池におい
て、前記電極体の最外周に陰極板を位置させ、且
つ多数の開口を有する粘着テープを前記電極体の
最外周面全体に密着して配したものであるため、
電極体最外周からセパレータを取り除くことがで
き、これにより電池内部空間に於ける極板の占め
る体積の割合を効果的に増大させ電池の高容量化
をはかることを可能にする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案電池に用いた電極体の部分断面
図、第２図は比較電池に用いた電極体の部分断面
図、第３図は従来の電極体の部分断面図、第４図
はサイクル特性図である。 １……陰極板、２……陽極板、３……セパレー
タ、４……粘着テープ、５……開口。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 陽極板と陰極板との間にセパレータを介挿し、
   これら極板を渦巻状に巻回してなる電極体を備え
   た電池において、前記電極体は最外周に陰極板が
   位置し、且つ多数の開口を有する粘着テープが前
   記電極体の最外周面全体に密着して配されている
   ことを特徴とする密閉型アルカリ蓄電池。