JPH1083829A - 巻取極板群及びその製造方法 - Google Patents

巻取極板群及びその製造方法

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JPH1083829A
JPH1083829A JP9160327A JP16032797A JPH1083829A JP H1083829 A JPH1083829 A JP H1083829A JP 9160327 A JP9160327 A JP 9160327A JP 16032797 A JP16032797 A JP 16032797A JP H1083829 A JPH1083829 A JP H1083829A
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anode
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鎮 東 丁
Soiku Ri
宗 郁 李
Heihyun Kyo
秉 ▲ひゅん▼ 姜
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゼリーロールタイプ構造の巻取極板群で
電池缶内部空間を増大させて巻取極板群の性能を向上さ
せて内圧を減少させること。 【解決手段】 陽極板(13)と、陽極端子と、陰極板(15)
と、陰極端子と、前記陽極板(13)と前記陰極板(15)の間
に設けられるセパレータ(17)と、電解質とを備え、前記
陽極板(13)、前記陰極板(15)及び前記セパレータ(17)を
巻取って形成される巻取極板群において、前記セパレー
タ(17)は巻取の中心部における前記セパレータの重畳部
分が切断されて形成されることを特徴とする。

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に関する
もので、より詳細に説明すると巻取極板群で巻取部の中
心に発生する不必要なセパレータを除去することにより
巻取極板群の内部空間を増大させ、これにより注入され
る電解液の量を増加させて巻取極板群の性能を向上させ
内部でガス発生時の缶の内圧を減少させる巻取極板群に
関する。
【０００２】
【従来の技術】円筒型電池またはコンデンサーのよう
に、陽極板と陰極板を巻取って製造する巻取極板群は陽
極板と陰極板の短絡を防止するために両極板の間にセパ
レータを持つ。より詳細な説明のために巻取極板群の代
表的な例である円筒型電池、特に円筒型ニッケル水素電
池を例として説明する。
【０００３】カメラ、ビデオカメラ、携帯用ＣＤプレー
ヤー、携帯用ラジオ、録音再生機、ノートブック型コン
ピュータ、普通のコンピュータ、無線呼出機または携帯
用電話機などの各種携帯用電子機器の普及が活発になる
ことによりこれらの作動に所要の電池に対して高容量化
及び長寿命化特性が要求されている。
【０００４】一般的に電池と言うの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的エネルギ
ーに変換させるもので、その種類はかなり多様である。
電池を技術的に分類すれば、化学エネルギーを電気エネ
ルギーに変換させる放電だけが行われる一次電池、放電
と充電が反復できる二次電池、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及び光エネ
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
類できる。また電解液の構成によりアルカリ電池、固体
電解質電池及び非水溶液電池などに分類できるし、電池
の外観により、円筒型電池、ボタン型電池、コイン型電
池に区分できる。
【０００５】この中で円筒型構造を持つ電池は陽極と陰
極、またこれらの短絡を防止するためのセパレータ、電
解質、陽極端子および陰極端子とからなっている電流を
放出する電池である。これらのより詳細な構造を図３に
図示したニッケル水素電池を例に挙げて説明すれば次の
通りである。円筒型ニッケル水素電池はNi(OH)2を陽極
活物質を塗布した陽極板(13)とLaNi5、MmNi5、Ti-Feま
たはTi-Ni合金などを主成分とする陰極活物質を塗布し
た水素吸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の不織布及びセロテープ
などとからなるセパレータ(17)とこれらの端子として陽
極端子であるキャップ(19)と陰極端子でありながら収納
装置としての役割をするケースを含めており、それ以外
にガスケット(21)、安全弁(23)、封口板(25)、絶縁リン
グ(27)、絶縁板(29)を持っている。
【０００６】このような円筒型ニッケル水素電池の製造
方法は次の通りである。まず、陽極活物質スラリを金属
支持体上に塗布、乾燥、圧延して陽極板(13)を製造し、
陰極活物質スラリを金属支持体上に塗布、乾燥、圧延し
て陰極板(15)を製造した後、前記陽極板(13)及び陰極板
(15)の間にセパレータ(17)を介して巻取り、前記巻取状
態で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て製造する。
【０００７】前記のように製造された円筒型ニッケル水
素電池の充電及び放電反応を詳細に説明すれば次の通り
である。陰極活物質を水素吸蔵合金とし、陽極活物質を
ニッケルヒドロキシードとし、電解液ではポタシュムヒ
ドロキシード(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吸蔵合金が吸蔵し、
放電時には必要な水素を電解液内に放出して放電する。
その充電及び放電反応式は次の通りである。
【０００８】
【０００９】前記反応式に於いて、Ｍは水素イオンを吸
収及び放出できる水素吸蔵合金を表わすもので、希土類
系元素を利用したAB5系とTi、Zr、V などを利用するAB2
系がある。前記式でニッケル水素電池の陽極と陰極は前
記の反応式により数百回以上の充電及び放電ができるよ
うになっている。
【００１０】このような機能と構造を持つ円筒型ニッケ
ル水素電池を製造する工程に於いて、図４に図示したよ
うに、セパレータ(17)を中心に陽極板(13)と陰極板(15)
をセパレータ(17)の反対面に位置させた後、マンドレル
などを利用して巻取る工程がある。しかし、陽極と陰極
の短絡を防止するために挿入される前記セパレータ(17)
は図５のように電池の缶内に多くの空間を占めるので電
池への電解液の注入量が減り、電池内部空間が減少して
結局電池の容量を減らす問題点を惹起する。そして前記
のような構造を持つ電池は前記陽極板(13)、陰極板(1
5)、セパレータ(17)を巻取る時、陽極と陰極の末端部で
セパレータ(17)が両極クラックなどによって破れて陽極
と陰極の短絡がよく発生する問題点がある。
【００１１】前記のようなクラックによる短絡を防止す
るためセパレータ片(31)を陽極板(13)と陰極板(15)の間
に配置してセパレータを二重配置して短絡を防止する技
術が開発された。このようにセパレータ(17)に追加的に
セパレータ片を配置する場合クラック発生による短絡は
減少されたが、セパレータ片が占める空間がさらに増加
されるので電池の容量が一層減少する問題がある。
【００１２】最近このような電池の容量が減少する問題
点を解決するため、巻取軸(12)を中心に一側だけに小さ
いセパレータ片を設置する方法が開発された。しかし、
このような方法もセパレータが占める容量を減らすのに
は限界があり、電池の容量を大きく増加させられない問
題点がある。このような問題点は前記一例に上げた円筒
型ニッケル水素電池だけでなく、円筒型電池及び円筒型
コンデンサーを含めた全ての巻取極板群であらわれる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記した従来
技術の問題点を解決するために案出されたもので、ゼリ
ーロールタイプ構造の巻取極板群で電池缶内部空間を増
大させて巻取極板群の性能を向上させて内圧を減少させ
るのを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る巻取極板群の構成は、陽極板と、陽極端
子と、陰極板と、陰極端子と、前記陽極板と前記陰極板
の間に設けられるセパレータと、電解質とを備え、前記
陽極板、前記陰極板及び前記セパレータを巻取って形成
される巻取極板群において、前記セパレータは巻取の中
心部における前記セパレータの重畳部分が切断されて形
成されることを特徴とする。
【００１５】本発明の実施形態として、前記セパレータ
は中心部から１〜14mm切断した巻取極板群であるのが好
ましい。
【００１６】また、上記目的を達成するための本発明に
係る巻取極板群の製造方法の構成は、陽極活物質を金属
支持体上に塗布、乾燥及び圧延して陽極板を製造する工
程と、陰極活物質スラリを金属支持体上に塗布、乾燥及
び圧延して陰極板を製造する工程と、セパレータを前記
陽極板及び陰極板の間に介して巻取る工程と、前記巻取
状態で組み立てられた極板とセパレータを缶内部に挿入
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備えた巻取極板群の製造方法にお
いて、前記巻取りの中心部における前記セパレータの重
畳部分を切断する工程を設けたことを特徴とする巻取極
板群の製造方法。
【００１７】本発明の実施形態として、前記セパレータ
は中心部から１〜14mm切断するのが好ましく、更に、セ
パレータの切断工程は缶内に切断機具を挿入するか、ま
たはレーザビームを利用するのが好ましい。
【００１８】次に、本発明の内容をよりわかりやすく理
解するために、好適な実施形態を提示する。しかし、下
記の実施形態例はあくまでも本発明を具現化した一つの
例であって、本発明が下記の実施形態に限定されるもの
ではない。
【００１９】
【発明の実施の形態】缶内部に巻取状態で挿入される陽
極板と陰極板は従来のような方法により制作される。言
い換えると、陽極板は44.8重量部のニッケルヒドロキシ
ード(Ni(OH)2)、8.5重量部のコバルト酸化物、0.5重量
部の増粘剤、２重量部の結着剤及び27重量部の水(H2O)
が混合されたスラリ化された陽極活物質82.8重量部を金
属支持体上に塗布、乾燥した後、圧延して製造した。そ
して陰極板は83.7重量部の水素吸蔵合金粉末と導電剤で
あるカーボン0.33重量部、0.17重量部の増粘剤、0.67重
量部の結着剤及び13.6重量部の水が混合された陰極活物
質を金属支持体上に塗布、乾燥、圧延して製造した。
【００２０】前記のように製造した陽・陰極板は切断工
程を経て所定の大きさに切断し、セパレータをナイロン
系不織布として陽・陰極板の間に介して巻取った状態で
所定の大きさを成す缶内部に挿入した。その後、図１に
図示したようにセパレータの巻取部の中心の重畳される
部分の中で14mmを除去した。除去される部分を図番１２
で示す。
【００２１】そして缶内部に電解液を注入し、その上側
開口部にはキャップアセンブリを装着してゼリーロール
タイプ構造のニッケル水素電極を制作した。図２で中心
部のセパレータが本発明の方法により除去された後の缶
の断面を見せている。
【００２２】［比較例］巻取部の中心に発生する不必要
なセパレータを除去する工程を省略するのを除外しては
前記実施例と同様に実施してゼリーロールタイプ構造の
ニッケル水素電池を制作した。前記のように製造された
ニッケル水素電池は0.1Ｃで150％充電、0.2Ｃで0.9Ｖカ
ット−オフ条件で３サイクルで初期活性化させて１Ｃ15
0％充電、１Ｃ0.9Ｖカットオフした条件で充電と放電を
200回反復実施した。その後、電池的特性を測定して下
記の表に表わした。
【００２３】
【表１】
【００２４】本発明は前記表に示されているように、セ
パレータの体積を基準とした時に約3.8〜6.0％の追加空
間を缶の内部で確保でき、極板とセパレータが缶に挿入
された後に残存する内部空間が最大20％増大される効果
が得られた。そのようにして電池に必要充分な電解液を
缶に注入でき、減少された内部圧力により電池の寿命が
向上される結果が得られた。
【００２５】
【発明の効果】前記で記述したように本発明によるニッ
ケル水素電池の製造方法は電池の巻取部の中心に発生す
る不必要なセパレータを除去することにより電池の内部
空間を増加させて注入される量を増加させ、缶内部の内
圧も減少させて電池の性能と寿命を向上させる効果を与
える。また、本発明は電池だけでなく巻取極板群の一つ
であるコンデンサーにも適用できるので、本発明の権利
範囲にはコンデンサーも含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】巻取ったゼリーロールタイプ構造の電池でセパ
レータから切り取る部位を表示した部分断面図
【図２】巻取ったゼリーロールタイプ構造の電池でセパ
レータの一部を切り取った後の様子を表わした部分断面
図
【図３】ゼリーロールタイプ構造の電池の全体構造を表
わす概略的な分解図
【図４】巻取機で極板とセパレータ、巻取軸にセパレー
タが挿入されている様子を表わした平面図（Ａ）及び正
面図（Ｂ）
【図５】巻取った後に極板とセパレータが缶に挿入され
たゼリーロールタイプ構造を持つ電池の部分断面図
【符号の説明】
１３ 陽極板 １５ 陰極板 １７ セパレータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 姜 秉 ▲ひゅん▼ 大韓民国京畿道水原市八達区梅灘洞1172- １

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 陽極板と、陽極端子と、陰極板と、陰極
    端子と、前記陽極板と前記陰極板の間に設けられるセパ
    レータと、電解質とを備え、前記陽極板、前記陰極板及
    び前記セパレータを巻取って形成される巻取極板群にお
    いて、前記セパレータは巻取の中心部における前記セパ
    レータの重畳部分が切断されて形成されることを特徴と
    する巻取極板群。
  2. 【請求項２】 前記セパレータは中心部から１〜１４ｍ
    ｍを切断したことを特徴とする請求項１に記載の巻取極
    板群。
  3. 【請求項３】 陽極活物質を金属支持体上に塗布、乾燥
    及び圧延して陽極板を製造する工程と、陰極活物質スラ
    リを金属支持体上に塗布、乾燥及び圧延して陰極板を製
    造する工程と、セパレータを前記陽極板及び陰極板の間
    に介して巻取る工程と、前記巻取状態で組み立てられた
    極板とセパレータ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
    備えた巻取極板群の製造方法において、前記巻取りの中
    心部における前記セパレータの重畳部分を切断する工程
    を設けたことを特徴とする巻取極板群の製造方法。
  4. 【請求項４】 前記セパレータは中心部から１〜１４ｍ
    ｍ切断されることを特徴とする請求項３に記載の巻取極
    板群の製造方法。
  5. 【請求項５】 前記セパレータの切断工程は缶に切断器
    具を挿入あるいはレーザビームを利用することにより行
    われることを特徴とする請求項３又は４に記載の巻取極
    板群の製造方法。
JP9160327A 1996-06-19 1997-06-18 巻取極板群及びその製造方法 Pending JPH1083829A (ja)

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