JPH11297281A - 電池及び電池の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 絶縁ガスケット内の適正な位置に封口板が配
置され、前記絶縁ガスケットの割れ及び傷が防止され、
封口強度が向上され、漏液が回避された電池を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 容器１内に収納された発電要素と、前記
容器１の開口部１ａに絶縁ガスケット８を介してかしめ
固定された封口板５とを具備し、前記絶縁ガスケット８
は、前記封口板５の周縁に形成された絶縁性樹脂製の枠
体であ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、容器の開口部に封
口板が絶縁ガスケットを介してかしめ固定された電池及
び電池の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】角形アルカリ二次電池の一例である角形
ニッケル水素二次電池としては、水酸化ニッケルを含む
ペースト式正極と水素吸蔵合金を含むペースト式負極と
をセパレータを介して交互に積層することにより作製さ
れた電極群と、アルカリ電解液とを有底矩形筒状容器内
に収納し、前記容器の開口部に封口部材を絶縁ガスケッ
トを介してかしめ固定した構造のものが知られている。

【０００３】この角形ニッケル水素二次電池の封口は、
以下に説明する方法で行われる。まず、例えば図４及び
図５に示すような安全弁機構及び端子機能を有する封口
部材が収納された絶縁ガスケットを用意する。すなわ
ち、絶縁ガスケット２１は、例えばナイロン６６のよう
な絶縁性樹脂からなり、底部に開口部を有する有底矩形
筒状をなし、内部に前記封口部材が収納されている。前
記封口部材は、中央にガス抜き孔２２が開口された矩形
の封口板２３と、前記封口板２３上に前記ガス抜き孔２
２を囲むように配置された端子キャップ２４と、前記封
口板２３と前記端子キャップ２４で囲まれた空間内に前
記ガス抜き孔２２を塞ぐように圧縮状態で配置された弾
性弁体２５とからなるものである。なお、前記端子キャ
ップ２４は、複数のガス抜き孔（図示しない）を有す
る。次いで、この封口部材が収納された絶縁ガスケット
を、前記電極群及び前記電解液が収納された有底矩形筒
状容器内の段部に載置し、前記段部の上方を縮径し、開
口端を内方に折り曲げることにより前記絶縁ガスケット
を圧縮し、前記絶縁ガスケットの反発弾性力により前記
封口部材を前記容器の開口部にかしめ固定する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記絶
縁ガスケットは雰囲気中の湿度により寸法が変動するた
め、前述したような方法で封口を行うと、前記封口部材
を前記絶縁ガスケットに収納する際、前記絶縁ガスケッ
トに割れや、傷が生じたり、あるいは前記封口部材が傾
いて収納されるという問題点を生じる。絶縁ガスケット
の割れは歩留まりの低下を招く。また、絶縁ガスケット
に傷が生じたり、封口部材が傾いて収納されると、絶縁
ガスケットの反発弾性力が弱くなるため、封口強度が低
下し、漏液を生じやすくなる。

【０００５】本発明は、絶縁ガスケット内の適正な位置
に封口板が配置され、前記絶縁ガスケットの割れ及び傷
が防止され、封口強度が向上され、漏液が回避された電
池を提供しようとするものである。

【０００６】本発明は、絶縁ガスケット内に封口板を収
納する工程が不要で、絶縁ガスケット内の適正な位置に
封口板を配置することができ、前記絶縁ガスケットの割
れ及び傷を防止することができ、封口強度を向上するこ
とができ、漏液を回避することが可能な電池の製造方法
を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る電池は、容
器内に収納された発電要素と、前記容器の開口部に絶縁
ガスケットを介してかしめ固定された封口板とを具備
し、前記絶縁ガスケットは、前記封口板の周縁に形成さ
れた絶縁性樹脂製の枠体であることを特徴とするもので
ある。

【０００８】本発明に係る電池の製造方法は、封口板の
周縁に絶縁性樹脂を枠状に成形し、前記封口板の周縁に
絶縁ガスケットを形成する工程と、発電要素が収納され
た容器の開口部に前記封口板を前記絶縁ガスケットを介
してかしめ固定する工程とを具備することを特徴とする
ものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる電池を角形
アルカリ二次電池を例にして説明する。図１は角形アル
カリ二次電池の要部を示す断面図、図２は図１の二次電
池に組み込まれる絶縁ガスケット付き封口部材を示す平
面図、図３は図２の絶縁ガスケット付き封口部材を示す
断面図である。

【００１０】負極端子を兼ねる有底矩形筒状の金属製容
器１は、上部に開口部１ａを有する。前記開口部１ａの
上端は内方に折り曲げられている。前記容器１内には、
正極２と負極とをその間にセパレータ３を介在して交互
に積層することにより作製された電極群が収納されてい
る。前記電極群の最外層に配置された負極は、前記容器
１と電気的に接触している。アルカリ電解液は、前記容
器１内に収容されている。安全弁機構及び正極端子機能
を有する封口部材は、中央にガス抜き孔４が開口された
金属製（例えば、ニッケルメッキが施された冷間圧延鋼
（ＳＰＣＣ）からなる）の矩形封口板５と、前記封口板
５上に前記ガス抜き孔４を囲むように配置された金属製
の正極端子キャップ６と、前記封口板５と前記正極端子
キャップ６で囲まれた空間内に前記ガス抜き孔４を塞ぐ
ように圧縮状態で配置された弾性弁体７とから形成され
る。なお、前記正極端子キャップ６は、複数のガス抜き
孔（図示しない）を有する。絶縁ガスケット８は、前記
封口板５の側面及び上下面の縁を覆うように形成された
絶縁性樹脂（例えば、ナイロン６６を主成分とする）製
の枠体である。前記絶縁ガスケット８は、前記容器１の
開口部１ａ及び前記開口部１ａの上端に形成された折り
曲げ部により圧縮されている。前記封口部材は、この絶
縁ガスケット８の反発弾性力によって前記容器１の開口
部１ａにかしめ固定されている。正極リード９は、一端
が前記正極２に接続され、かつ他端が前記封口板５に接
続されている。

【００１１】次に、前記正極２、負極、セパレータ３及
びアルカリ電解液について説明する。

【００１２】１）正極２ この正極２は、水酸化ニッケルを含む。

【００１３】この正極２は、例えば、水酸化ニッケル粉
末、導電剤、結着剤および水を含むペーストを調製し、
前記ペーストを集電体に充填し、これを乾燥、加圧成形
することにより作製される。

【００１４】前記水酸化ニッケル粉末としては、例え
ば、水酸化ニッケルからなる粉末、または亜鉛及びコバ
ルトが共晶された水酸化ニッケル粉末を用いることがで
きる。後者の水酸化ニッケル粉末を含む正極は高温状態
における充電効率及び充放電サイクル特性を向上させる
ことが可能になる。

【００１５】前記導電剤としては、コバルト化合物及び
金属コバルトから選ばれる少なくとも１種を用いること
ができる。前記コバルト化合物としては、例えば、一酸
化コバルト、水酸化コバルト等を挙げることができる。
前記導電剤は、粉末か、あるいは前記水酸化ニッケル粉
末の表面に層として付着させて前記ペースト中に添加す
ることができる。

【００１６】前記結着剤としては、例えば、ポリテトラ
フルオロエチレン、カルボキシメチルセルロース、メチ
ルセルロース、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリビニル
アルコール等を挙げることができる。

【００１７】前記集電体としては、例えばニッケル、ス
テンレス等の金属や、ニッケルメッキが施された樹脂な
どからなるスポンジ状、繊維状、フェルト状の多孔質構
造を有するものを挙げることができる。

【００１８】２）負極 この負極は、負極活物質を含む。

【００１９】この負極は、負極活物質、導電材、結着剤
および水と共に混練してペーストを調製し、前記ペース
トを導電性基板に充填し、乾燥した後、成形することに
より製造される。

【００２０】前記負極活物質としては、例えば金属カド
ミウム、水酸化カドミウムなどのカドミウム化合物、水
素等を挙げることができる。水素のホスト・マトリック
スとしては、例えば、水素吸蔵合金を挙げることができ
る。

【００２１】中でも、前記水素吸蔵合金は、前記カドミ
ウム化合物を用いた場合よりも二次電池の容量を向上で
きるため、好ましい。前記水素吸蔵合金は、格別制限さ
れるものではなく、電解液中で電気化学的に発生させた
水素を吸蔵でき、かつ放電時にその吸蔵水素を容易に放
出できるものであればよい。例えば、ＬａＮｉ₅ 、Ｍｍ
Ｎｉ₅ （Ｍｍはミッシュメタル）、ＬｍＮｉ₅ （Ｌｍは
Ｌａを含む希土類元素から選ばれる少なくとも一種）、
これら合金のＮｉの一部をＡｌ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｃ
ｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｂのような元素で置換した多元
素系のもの、またはＴｉＮｉ系、ＴｉＦｅ系のものを挙
げることができる。特に、一般式ＬｍＮｉ_w Ｃｏ_x Ｍｎ
_y Ａｌ_z （原子比ｗ，ｘ，ｙ，ｚの合計値は５．００≦
ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚ≦５．５０である）で表される組成の水
素吸蔵合金は充放電サイクルの進行に伴う微粉化を抑制
して充放電サイクル寿命を向上できるための好適であ
る。

【００２２】前記導電材としては、例えばカーボンブラ
ック、黒鉛等を挙げることができる。

【００２３】前記結着剤としては、例えばポリアクリル
酸ソーダ、ポリアクリル酸カリウムなどのポリアクリル
酸塩、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの
フッ素系樹脂、またはカルボキシメチルセルロース（Ｃ
ＭＣ）等を挙げることができる。

【００２４】前記導電性基板としては、例えばパンチド
メタル、エキスパンデッドメタル、穿孔剛板、ニッケル
ネットなどの二次元基板や、フェルト状金属多孔体や、
スポンジ状金属多孔体などの三次元基板を挙げることが
できる。

【００２５】３）セパレータ３ このセパレータ３としては、例えば、ポリアミド繊維製
不織布、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレ
フィン繊維製不織布に親水性官能基を付与したものを挙
げることができる。

【００２６】４）アルカリ電解液 前記アルカリ電解液としては、例えば、水酸化ナトリウ
ム（ＮａＯＨ）の水溶液、水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）
の水溶液、水酸化カリウム（ＫＯＨ）の水溶液、ＮａＯ
ＨとＬｉＯＨの混合液、ＫＯＨとＬｉＯＨの混合液、Ｋ
ＯＨとＬｉＯＨとＮａＯＨの混合液等を用いることがで
きる。

【００２７】このような角形アルカリ二次電池は、例え
ば、以下に説明する方法で製造される。

【００２８】正極をセパレータで包被し、この正極と負
極とを交互に積層することにより電極群を作製する。有
底矩形筒状をなし、開口部の下方に段部が形成された金
属製容器内に前記電極群を収納した後、アルカリ電解液
を収容する。

【００２９】また、絶縁性樹脂（例えば、ナイロン６６
を主成分とする）からなる矩形枠を、中央にガス抜き孔
が開口された金属製矩形封口板に側面及び上下面の縁を
覆うように射出成形によって形成する。また、弾性弁体
を金属製正極端子キャップ内に挿入する。この正極端子
キャップを前記弾性弁体の突起部が前記封口板のガス抜
き孔を圧接閉塞するように前記封口板に載置する。ひき
つづき、前記端子キャップの鍔部周縁と前記封口板とを
一体化することにより、図２及び図３に示すような安全
弁機構及び正極端子を有し、かつ絶縁ガスケット付きの
封口部材を得る。

【００３０】得られた絶縁ガスケット付きの封口部材を
前記容器内の前記段部に載置し、正極リードの接続を行
った後、前記容器の開口部を縮径し、前記開口部の上端
を内方に折り曲げることにより前記容器の開口部に前記
封口部材をかしめ固定し、前述した図１に示す構造を有
する角形アルカリ二次電池を組み立てる。

【００３１】以上詳述したように本発明に係わる電池
は、容器内に収納された発電要素と、前記容器の開口部
に絶縁ガスケットを介してかしめ固定された封口板とを
具備し、前記絶縁ガスケットが、前記封口板の周縁に形
成された絶縁性樹脂製の枠体であることを特徴とするも
のである。このような電池によれば、絶縁ガスケット内
の適正な位置に封口板を配置することができると共に、
前記絶縁ガスケットに割れや傷が生じるのを防止するこ
とができるため、封口強度を高めることができ、漏液を
防止することができる。

【００３２】また、本発明に係わる電池の製造方法は、
封口板の周縁に絶縁性樹脂を枠状に成形し、前記封口板
の周縁に絶縁ガスケットを形成する工程と、発電要素が
収納された容器の開口部に前記封口板を前記絶縁ガスケ
ットを介してかしめ固定する工程とを具備することを特
徴とするものである。このような製造方法によれば、絶
縁ガスケット内に封口板を収納する工程が不要になるた
め、絶縁ガスケット内における封口板の位置ずれを防止
することができるとともに、絶縁ガスケットに割れや傷
が生じるのを回避することができる。その結果、封口強
度を高めることができるため、漏液を防止することがで
きる。また、本発明によれば、製造方法の簡略化を図る
ことができる。

【００３３】なお、前述した図１においては、角形アル
カリ二次電池に適用した例を説明したが、正極及び負極
の間にセパレータを介在し、これを渦巻状に捲回するこ
とにより作製された電極群を容器内に収納する円筒形ア
ルカリ二次電池にも同様に適用することができる。

【００３４】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、絶
縁ガスケット内の適正な位置に封口板が配置され、前記
絶縁ガスケットの割れ及び傷が防止され、封口強度が向
上され、漏液が防止された電池を提供することができ
る。

【００３５】また、本発明によれば、絶縁ガスケット内
に封口板を収納する工程が不要で、絶縁ガスケット内の
適正な位置に封口板を配置することができ、前記絶縁ガ
スケットの割れ及び傷を防止することができ、封口強度
を向上して漏液を防止することが可能で、かつ簡便な電
池の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電池（例えば、角形アルカリ二次
電池）の要部を示す断面図。

【図２】図１の二次電池に組み込まれる絶縁ガスケット
付き封口部材を示す平面図。

【図３】図２の絶縁ガスケット付き封口部材を示す断面
図。

【図４】従来の電池に組み込まれる絶縁ガスケット付き
封口部材を示す平面図。

【図５】図４の絶縁ガスケット付き封口部材を示す断面
図。

【符号の説明】

１…容器、 １ａ…開口部、 ２…正極、 ３…セパレータ、 ５…封口板、 ８…絶縁ガスケット。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容器内に収納された発電要素と、前記容
   器の開口部に絶縁ガスケットを介してかしめ固定された
   封口板とを具備し、 前記絶縁ガスケットは、前記封口板の周縁に形成された
   絶縁性樹脂製の枠体であることを特徴とする電池。
2. 【請求項２】 封口板の周縁に絶縁性樹脂を枠状に成形
   し、前記封口板の周縁に絶縁ガスケットを形成する工程
   と、 発電要素が収納された容器の開口部に前記封口板を前記
   絶縁ガスケットを介してかしめ固定する工程とを具備す
   ることを特徴とする電池の製造方法。