JPH1064577A - 巻取極板群およびその製造方法 - Google Patents

巻取極板群およびその製造方法

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JPH1064577A JP9120016A JP12001697A JPH1064577A JP H1064577 A JPH1064577 A JP H1064577A JP 9120016 A JP9120016 A JP 9120016A JP 12001697 A JP12001697 A JP 12001697A JP H1064577 A JPH1064577 A JP H1064577A
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亨 洙 金
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 巻取極板群の短絡を防止し、パッキング
率を減少することにより結果的に巻取極板群の容量、寿
命および良品率が向上できる巻取極板群を提供する。 【解決手段】 陽極板１３と陰極板１５とこれら両極板
間に介在されるセパレータ１７とを有する。陽極板１３
の巻取の導入部の片面または両面に耐アルカリ性物質５
１が付着されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は巻取極板群およびそ
の製造方法に関し、詳しくは、巻取極板群の陽極板の導
入部に耐アルカリ性物質をテーピングすることにより短
絡の防止、パッキング率の低減、組立性の向上、容量お
よび寿命の向上および良品率の向上などの効果が期待で
きる巻取極板群およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】本明細書において巻取極板群とは、極板
およびセパレータを螺旋状に巻取して製造した生産物を
称するもので、電池、電解コンデンサなどに用いられる
のがその代表的な例である。以下に、代表的な巻取極板
群である電池を例として説明する。カメラ、ビデオカメ
ラ、カメラ一体型ＶＴＲ、携帯用ＣＤプレーヤ、携帯用
ラジオ／録音再生機、ヘッドホンステレオ、ノート型パ
ソコン、小型コンピューター、無線呼出器または携帯用
電話機などの各種携帯用電子機器の普及が活発になった
ため、これらの動作源に使われる電池に対しては、高容
量化および長寿命化特性が要求される。
【０００３】このように使用分野が広く需要量が多い電
池は、適当な物質間の接触電位差を利用して化学的エネ
ルギーを電気エネルギーに変換させるもので、その種類
は多様である。電池を技術的に分類すれば、化学エネル
ギーを電気エネルギーに変換させ放電だけ行われる１次
電池、放電と充電を可逆的に反復する２次電池、炭化水
素類の燃焼熱をそのまま電気エネルギーに変換させる燃
料電池、光エネルギーを電気エネルギーに変換させる太
陽電池などに分類される。また、電解液の構成によりア
ルカリ電池、固体電解質電池および非水溶液電池などに
分類できる。更に、電池の外観により円筒型電池、ボタ
ン型電池、コイン型電池などに区分できる。この中で円
筒型構造を持つ電池は、巻取極板群の一種で陽極と陰
極、そしてこれらの短絡を防止するためのセパレータ
と、電解質そして陽極端子および陰極端子で構成されて
いる電流を放出する電池である。
【０００４】これらのより詳細な構造を、図３に示した
ニッケル・水素電池を例として説明すると次の通りであ
る。円筒型ニッケル・水素電池は、ＮｉＯＯＨを陽極活
物質として塗布した陽極板１３と、ＬａＮｉ5、ＭｍＮ
ｉ5、ＴｉＦｅ、ＴｉＮｉ合金などを主成分とする陰極
活物質を塗布した水素貯蔵合金である陰極板１５と、前
記陽極板１３と陰極板１５の短絡を防止するために不織
布およびセロテープなどで構成されたセパレータ１７
と、これらの端子として陽極端子であるキャップ１９
と、陰極端子であって収納装置の役割をするケース１１
等を備える。更に、この電池は、図３に示すように、安
全弁２３、封口板２５、絶縁リング２７、絶縁板２９を
有する。
【０００５】前記したような円筒型ニッケル・水素電池
の充電および放電反応を詳細に説明すれば次の通りであ
る。陰極活物質を水素貯蔵合金とし、陽極活物質をオキ
シ水酸化ニッケルとし、電解液としては水酸化カリウム
（ＫＯＨ）水溶液を使用して充電時電解液の中の水が分
解されて生じた水素を水素貯蔵合金が貯蔵し、放電時に
は必要な水素を電解液内に放出して放電する。その充電
および放電反応式は化１に示す通りである。
【０００６】
【化１】
【０００７】上記化１の反応式において、Ｍは水素イオ
ンを吸収および放出できる水素貯蔵合金を表し、希土類
系元素を用いるＡＢ5系とＴｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｍｎなどを
用いるＡＢ2系、あるいはＴｉＦｅ、ＴｉＮｉ合金など
のＡＢ系などがある。上記式でニッケル・水素電池の陽
極と陰極は、前記反応式により数百回以上の充電および
放電できるようになっている。
【０００８】このような機能と構造を持つ巻取極板群を
用いて、円筒型ニッケル・水素電池の電極を組み立てる
方法は次の通りである。まず、陽極活物質スラリーを金
属支持体上に塗布、乾燥そして圧延して陽極板を製造
し、陰極活物質スラリーを金属支持体に塗布、乾燥そし
て圧延して陰極板を製造した後、前記陽極板および陰極
板間にセパレータを介在して巻取る。この巻取状態に組
み立てられた極板とセパレータ組立体を缶内部に挿入し
た後、電解液を注入し、上側開口部にキャップアセンブ
リを装着する工程を経る。図４からわかるように、従来
の巻取極板群の電極部は陽極板１３と陰極板１５がセパ
レータ１７によって隔離されており、これらがマンドレ
ル巻取工程によりスパイラル状に巻かれた構造となって
いる。このようにして製造された電極部をケースに挿入
し、缶内に電解液を充填した後、キャップアセンブリを
装着することにより円筒型ニッケル・水素電池を完成す
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】このような一重のセパ
レータで絶縁して巻取した円筒型ニッケル・水素電池
は、パッキング率が低くて電池の容量は大きいという利
点はあるものの、巻取時に、陽極板端面からクラックが
生じやすく、その結果、陽極板と陰極板の導入部でセパ
レータが陽極板のクラックなどの影響を受けて破れ、短
絡の発生率が高くなるという問題点がある。ここにパッ
キング率とは、例えば電池の場合、電池の全体嵩に対す
る電池中の活性を示す部分以外の部分の嵩の割合を表
し、同一の嵩と性能の電池においてパッキング率が大き
くなると電池容量は低下することになる。そこで、最
近、図４に示す一重のセパレータで絶縁して巻取った巻
取極板群の問題点を解決するため、図５に示すように、
極板の導入部でセパレータ片３１を挿入して二重のセパ
レータを使用して円筒型電池を製造する技術が開発さ
れ、電池の短絡の発生率を約３０％ほど減少させた。し
かし、このような円筒型電池はパッキング率が増加する
問題点がある。
【００１０】本発明は、上記従来技術の問題点を解決す
るために案出されたもので、その目的は巻取極板群の短
絡を確実に防止し、望ましくはパッキング率の増加もほ
とんどなくすことにより、結果的に巻取極板群を電池、
電解コンデンサ等に用いた場合、その容量、寿命および
良品率が向上できる巻取極板群を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的は、請求項記載
の発明により達成される。即ち、本発明の巻取極板群の
特徴構成は、陽極板と陰極板とこれら両極板の間に介在
されるセパレータとを有していて、前記陽極板の巻取の
導入部の片面または両面に耐アルカリ性物質が付着され
ている点にある。
【００１２】また、本発明の巻取極板群の製造方法の特
徴構成は、陽極活物質スラリーを支持体上に塗布して陽
極板を製造し、陰極活物質スラリを支持体上に塗布して
陰極板を製造し、前記両極板間にセパレータを介在させ
て巻取る工程を含み、前記陽極板の巻取の導入部の片面
または両面に耐アルカリ性物質を付着する点にある。こ
のようにすると、本発明の巻取極板群を電池や電解コン
デンサ等に用いた場合に、強アルカリ環境下で強い曲げ
応力が作用したしても、極板の端面などからクラックが
生じ難くなり、極板のクラックに起因するセパレータの
破れを確実に阻止できる。従って、短絡事故の発生を確
実に防止できることになる。
【００１３】ここで、前記耐アルカリ性物質はポリプロ
ピレン又はポリエチレンであることが好ましい。耐アル
カリ性物質の陽極板への付着は、陽極板の巻取導入部端
面から２〜５ｍｍの位置にテーピングされていることが
より好ましい。このようにすると、前記の短絡事故の発
生を防止できることに加えて、パッキング率の増加をほ
とんど来すことがない。テーピングが、陽極板の巻取導
入部端面から２ｍｍ未満の位置では、陽極板に生じるク
ラック発生防止の確実性が低くなり巻取極板群の短絡阻
止が十分でなく、５ｍｍを越える長さではパッキング率
の増加の割に効果の上昇が顕著でない。又、本発明の巻
取極板群を、各種電池または電解コンデンサに利用する
と一層好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を、添付した図面を参照して詳細に説明する。図２
（イ）、（ロ）に示すように、巻取極板群に使用される
活物質が塗布された陽極板の巻取導入部の片面または両
面に、耐アルカリ性物質５１を使用して陽極板の導入部
端面から一定位置に上下にわたってほぼ同じ位置になる
ようテーピングする。同図において、図番７１は陽極端
子である。図１に示すように、耐アルカリ性物質５１が
テーピングされた陽極板１３および陰極板１５間にセパ
レータ１７を介在して、セパレータ１７を巻く巻取軸１
２を中心にマンドレル巻取工程を使用し、スパイラル状
に陽極板１３、陰極板１５およびセパレータ１７を巻取
して、電極部を構成する巻取極板群を形成する。そし
て、ケース内部に電解質を注入し、巻取状態に組み立て
られた巻取極板群とセパレータの上軸開口部にキャップ
アセンブリを装着してを電池を製造する。
【００１５】
【実施例】以下、好ましい実施例を記載する。しかし、
下記の実施例は本発明の構成および効果を表す実施例で
あるだけで、本発明が下記の実施例に限定されるもので
はない。 ［実施例１］巻取極板群の利用態様の一例である円筒型
ニッケル・水素電池を、次のようにして製造した。ニッ
ケル・水素電池に使用するスラリー状の活物質を金属支
持体に塗布し、乾燥して後、圧延した陽極板の巻取導入
部の両面に、陽極板端面を包むように、耐アルカリ性物
質としてポリプロピレン・テープを、陽極板導入部端面
から３ｍｍの位置まで、上下にわたってほぼ同じ長さで
付着した。付着は、接着剤を用いて行った。もっとも、
付着には必ずしも接着剤を必要とせず、熱融着によって
付着させてもよいし、予め樹脂に結合剤などを含ませて
おいて、これを極板に圧接するようにして付着してもよ
い。陰極板と、前記ポリプロピレンがテーピングされた
陽極板との間にセパレータを介在させて、セパレータを
巻取る巻取軸を中心にマンドレル巻取工程を使用して、
スパイラル状にこれら両極板およびセパレータを巻取し
て巻取極板群を形成した。そして、この巻取極板群を電
極部として電池ケースに挿入し、このケース内部に電解
質を注入すると共に、巻取状態に組み立てられた極板と
セパレータの上軸開口部にキャップアセンブリを装着し
て、ニッケル・水素電池を構成した。
【００１６】［実施例２］陽極板へのテーピングをポリ
エチレン・テープで行った以外は、実施例１と同様にし
て巻取極板群を作成し、これを用いてニッケル・水素電
池を製造した。
【００１７】前記実施例１および２の方法を使用して、
巻取極板群の利用形態の一種である円筒型ニッケル・水
素電池を製造する場合、電池の短絡が防止できることは
もちろん、セパレータ片を使用する既存の円筒型ニッケ
ル・水素電池とは違って、パッキング率を低減させて巻
取不良率を大幅に減少させ、電池の容量を大きく増加で
きた。そして、セパレータ片を用いる場合に比べて、テ
ーピングした部分が占める体積が遙かに小さいので、減
少した体積分を極板の体積増加に利用して、電池の寿命
を向上させ得、結果的に電池の良品率を約９０％以上増
加させることができた。
【００１８】尚、上記実施例ではニッケル・水素電池を
例に挙げたが、本発明は、その他ニッケル・カドミウム
電池、アルカリ・マンガン電池、リチウムイオン電池、
乾電池など各種電池に適用できる。コンデンサについて
も、電解コンデンサのみならず各種の巻き取り形式のコ
ンデンサに、本発明は適用できる。又、耐アルカリ物質
の付着は、陽極板の片面にのみ行ってもよい。
【００１９】
【発明の効果】以上、本発明によれば、巻取極板群の短
絡を確実に防止し、それでいてパッキング率の増加を抑
えることができ、結果的に巻取極板群の容量、寿命およ
び良品率が向上する巻取極板群およびその製造方法を提
供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】陽極板の導入部に耐アルカリ性物質をテーピン
グして巻取する作業中の巻取極板群の電極部の断面図
【図２】（イ）は、陽極板の導入部に耐アルカリ性物質
をテーピングした巻取極板群の正面図 （ロ）は、陽極板の導入部に耐アルカリ性物質をテーピ
ングした巻取極板群の平面図
【図３】従来の巻取極板群を用いたニッケル・水素電池
の構造を表す概略分解斜視図
【図４】従来の極板の導入部をセパレータ一重に絶縁し
て巻取する作業中の巻取極板群の断面図
【図５】従来の極板の導入部にセパレータ片を挿入して
陽極板および陰極板の導入部を二重のセパレータにて絶
縁して巻取する作業中の巻取極板群電極部の断面図
【符号の説明】
１３ 陽極板 １５ 陰極板 １７ セパレータ ５１ 耐アルカリ性物質

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 陽極板と陰極板とこれら両極板間に介在
    されるセパレータとを有する巻取極板群において、 前記陽極板の巻取の導入部の片面または両面に耐アルカ
    リ性物質が付着されていることを特徴とする巻取極板
    群。
  2. 【請求項２】 前記耐アルカリ性物質は、ポリプロピレ
    ン又はポリエチレン製である請求項１記載の巻取極板
    群。
  3. 【請求項３】 前記耐アルカリ性物質の付着は、前記陽
    極板の巻取の導入部端面から２〜５ｍｍの位置にテーピ
    ングされている請求項１又は２記載の巻取極板群。
  4. 【請求項４】 前記巻取極板群は、電池または電解コン
    デンサ用である請求項１〜３のいずれかに記載の巻取極
    板群。
  5. 【請求項５】 陽極活物質スラリーを支持体上に塗布し
    て陽極板を製造し、陰極活物質スラリを支持体上に塗布
    して陰極板を製造し、前記両極板の間にセパレータを介
    在させて巻取る工程を含む巻取極板群の製造方法におい
    て、 前記陽極板の巻取の導入部の片面または両面に耐アルカ
    リ性物質を付着することを特徴とする巻取極板群の製造
    方法。
  6. 【請求項６】 前記耐アルカリ性物質は、ポリプロピレ
    ン又はポリエチレン製である請求項５記載の巻取極板群
    の製造方法。
  7. 【請求項７】 前記耐アルカリ性物質の付着は、陽極板
    の巻取の導入部端面から２〜５ｍｍの位置にテーピング
    されている請求項５又は６記載の巻取極板群の製造方
    法。
  8. 【請求項８】 前記巻取極板群は、電池または電解コン
    デンサ用である請求項５〜７のいずれかに記載の巻取極
    板群の製造方法。
JP9120016A 1996-05-15 1997-05-12 巻取極板群およびその製造方法 Pending JPH1064577A (ja)

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