JPH1131497A - 円筒型蓄電池 - Google Patents
円筒型蓄電池Info
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- JPH1131497A JPH1131497A JP9332607A JP33260797A JPH1131497A JP H1131497 A JPH1131497 A JP H1131497A JP 9332607 A JP9332607 A JP 9332607A JP 33260797 A JP33260797 A JP 33260797A JP H1131497 A JPH1131497 A JP H1131497A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 渦巻状の極板群を備えた円筒型蓄電池におい
て、その極板群端部に溶接した集電体の形状を改良し、
集電体のリブ状突起片と電極先端部との交叉部を確実に
溶融させて十分な強度で溶接し、大電流での出入力を可
能にする。 【解決手段】 正極板１と負極板２とセパレータ６から
なる渦巻状極板群５の上下端面からそれぞれ外方向へ突
出した正・負極板１，２の先端部３，４に各々一枚の矩
形集電体７，８を溶接した円筒型蓄電池であって、極板
群５の端部に溶接した集電体は、その中央部近くから外
周縁部に達する長方形状の切り欠き部７ａを４個所相互
間に等間隔をおいて放射状に設けた平板部分７ｂと、各
切り欠き部の対向する縁部分７ｃに下向きに折り曲げら
れて一体に設けられ、極板の先端部と交叉して溶接され
るリブ状突起片７ｄを備えたものとした。
て、その極板群端部に溶接した集電体の形状を改良し、
集電体のリブ状突起片と電極先端部との交叉部を確実に
溶融させて十分な強度で溶接し、大電流での出入力を可
能にする。 【解決手段】 正極板１と負極板２とセパレータ６から
なる渦巻状極板群５の上下端面からそれぞれ外方向へ突
出した正・負極板１，２の先端部３，４に各々一枚の矩
形集電体７，８を溶接した円筒型蓄電池であって、極板
群５の端部に溶接した集電体は、その中央部近くから外
周縁部に達する長方形状の切り欠き部７ａを４個所相互
間に等間隔をおいて放射状に設けた平板部分７ｂと、各
切り欠き部の対向する縁部分７ｃに下向きに折り曲げら
れて一体に設けられ、極板の先端部と交叉して溶接され
るリブ状突起片７ｄを備えたものとした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、渦巻状極板群を備
えた円筒型蓄電池に関し、とくに車両の駆動電源として
用いるアルカリ蓄電池において、その極板群上下部に溶
接した集電体の形状を改良して、大電流での出入力を可
能にしたものである。
えた円筒型蓄電池に関し、とくに車両の駆動電源として
用いるアルカリ蓄電池において、その極板群上下部に溶
接した集電体の形状を改良して、大電流での出入力を可
能にしたものである。
【０００２】
【従来の技術】円筒型アルカリ蓄電池には種々あるが、
ニッケル−カドミウム蓄電池やニッケル−水素蓄電池な
どが代表的であり、これらは信頼性が高く、そのメンテ
ナンスも容易であることから、携帯電話やノートパソコ
ン等の各種用途に幅広く使用されている。また、近年で
は、動力補助付自転車、芝刈機、さらには電気自動車な
どの電源として大電流放電に適した円筒型蓄電池の開発
が要望されている。
ニッケル−カドミウム蓄電池やニッケル−水素蓄電池な
どが代表的であり、これらは信頼性が高く、そのメンテ
ナンスも容易であることから、携帯電話やノートパソコ
ン等の各種用途に幅広く使用されている。また、近年で
は、動力補助付自転車、芝刈機、さらには電気自動車な
どの電源として大電流放電に適した円筒型蓄電池の開発
が要望されている。
【０００３】このような大電流放電用の円筒型蓄電池
は、帯状の長い正・負極板各々一枚づつを隔離用のセパ
レータとともに全体を渦巻状に巻いた極板群が金属製の
電池ケースに収納されている。なお、大電流に適した極
板からの出入力集電構造としては、極板群の上下端面か
らそれぞれ外方へ突出した一方の電極の先端部に各々一
枚の矩形あるいは略円板状集電体を複数箇所で溶接する
方式（以下これをタブレス方式という）が、例えば米国
特許第３，７３２，１２４号明細書、同５，２３８，７
５７号明細書に開示されていて、これらが一般的に用い
られている。
は、帯状の長い正・負極板各々一枚づつを隔離用のセパ
レータとともに全体を渦巻状に巻いた極板群が金属製の
電池ケースに収納されている。なお、大電流に適した極
板からの出入力集電構造としては、極板群の上下端面か
らそれぞれ外方へ突出した一方の電極の先端部に各々一
枚の矩形あるいは略円板状集電体を複数箇所で溶接する
方式（以下これをタブレス方式という）が、例えば米国
特許第３，７３２，１２４号明細書、同５，２３８，７
５７号明細書に開示されていて、これらが一般的に用い
られている。
【０００４】このような極板群端部に溶接される集電体
１４としては、図８に示すような矩形の平板部分１４ａ
と、この平板部分１４ａの長さ方向に沿った両側縁を下
方へ垂直に折り曲げて形成したリブ状の突起片１４ｂと
２個のＵ字型の切り欠き部１４ｃあるいは抜き孔を設け
たものが一般的に用いられる。この集電体１４の極板群
への溶接は、リブ状の突起片１４ｂを極板群の上方へ突
出した一方の電極の先端部と交叉させ、切り欠き部１４
ｃをはさむ集電体１４の平板部１４ｄか突起片１４ｂの
上側に一対の棒状の溶接電極を当接して加圧をかけなが
ら通電することで溶接する。
１４としては、図８に示すような矩形の平板部分１４ａ
と、この平板部分１４ａの長さ方向に沿った両側縁を下
方へ垂直に折り曲げて形成したリブ状の突起片１４ｂと
２個のＵ字型の切り欠き部１４ｃあるいは抜き孔を設け
たものが一般的に用いられる。この集電体１４の極板群
への溶接は、リブ状の突起片１４ｂを極板群の上方へ突
出した一方の電極の先端部と交叉させ、切り欠き部１４
ｃをはさむ集電体１４の平板部１４ｄか突起片１４ｂの
上側に一対の棒状の溶接電極を当接して加圧をかけなが
ら通電することで溶接する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の集電体
１４では、その平板部分１４ａの長さ方向に沿った両側
縁と平行にリブ状の突起片１４ｂが形成されているの
で、切り欠き部１４ｃをはさんだ位置の平板部分１４ａ
に一対の溶接電極を当接させて加圧をかけながら溶接し
ても通電距離と電気抵抗値の関係から一対の溶接電極間
の平板部分１４ａ上を流れる電流（溶接時の無効電流）
が大きくなり、一対の突起片１４ｂと電極先端部との交
叉部間に流れる電流は小さくなるので、突起片１４ｂと
電極先端部との交叉部を十分に溶融させて確実に溶接さ
せることは難しかった。このため、溶接部であるリブ状
突起片１４ｂと電極先端部との一体化部分の接触抵抗が
高くなり、電池を例えば３Ｃ（電池容量の３倍の電流）
のような大電流で放電すると、溶接部のＩＲドロップが
大きくなって十分な電池性能が得られなかった。
１４では、その平板部分１４ａの長さ方向に沿った両側
縁と平行にリブ状の突起片１４ｂが形成されているの
で、切り欠き部１４ｃをはさんだ位置の平板部分１４ａ
に一対の溶接電極を当接させて加圧をかけながら溶接し
ても通電距離と電気抵抗値の関係から一対の溶接電極間
の平板部分１４ａ上を流れる電流（溶接時の無効電流）
が大きくなり、一対の突起片１４ｂと電極先端部との交
叉部間に流れる電流は小さくなるので、突起片１４ｂと
電極先端部との交叉部を十分に溶融させて確実に溶接さ
せることは難しかった。このため、溶接部であるリブ状
突起片１４ｂと電極先端部との一体化部分の接触抵抗が
高くなり、電池を例えば３Ｃ（電池容量の３倍の電流）
のような大電流で放電すると、溶接部のＩＲドロップが
大きくなって十分な電池性能が得られなかった。
【０００６】本発明は、上記課題を解決するものであ
り、渦巻状極板群の端部に溶接した集電体の形状を改良
し、集電体に設けたリブ状突起片と電極の突出先端部と
の交叉部分に溶接電流を集中させ、この部分を互いに十
分に溶融させて強固に溶接し、大電流での出入力を可能
にすることを主たる目的としたものである。
り、渦巻状極板群の端部に溶接した集電体の形状を改良
し、集電体に設けたリブ状突起片と電極の突出先端部と
の交叉部分に溶接電流を集中させ、この部分を互いに十
分に溶融させて強固に溶接し、大電流での出入力を可能
にすることを主たる目的としたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、帯状の正極板
と負極板とセパレータからなる渦巻状極板群の上下端面
からそれぞれ外方向へ突出した正・負いずれか一方の電
極の先端部に各々一枚の矩形あるいは略円板状の平板か
らなる集電体を溶接した円筒型蓄電池であって、極板群
の端部に溶接した集電体は、平板部の中央部近くから外
周縁部にまたがった長方形状の切り欠き部を複数個相互
間に等間隔をおいて放射状に設けるとともに、各切り欠
き部の対向する縁部分に下向きに一体に設けられ、一方
の極板の先端部と交叉して一部食い込んだ状態で溶接さ
れるリブ状の突起片を形成したものである。
と負極板とセパレータからなる渦巻状極板群の上下端面
からそれぞれ外方向へ突出した正・負いずれか一方の電
極の先端部に各々一枚の矩形あるいは略円板状の平板か
らなる集電体を溶接した円筒型蓄電池であって、極板群
の端部に溶接した集電体は、平板部の中央部近くから外
周縁部にまたがった長方形状の切り欠き部を複数個相互
間に等間隔をおいて放射状に設けるとともに、各切り欠
き部の対向する縁部分に下向きに一体に設けられ、一方
の極板の先端部と交叉して一部食い込んだ状態で溶接さ
れるリブ状の突起片を形成したものである。
【０００８】ここで集電体の形状は、極板群より外方へ
突出した極板先端部と確実に溶接する上で極めて重要で
ある。
突出した極板先端部と確実に溶接する上で極めて重要で
ある。
【０００９】すなわち、電気抵抗溶接のための一対の電
極を集電体の切り欠きのない平坦部に当てがっただけで
は、電極間の平坦部表面を流れる溶接に寄与しない無効
電流が増して、集電体のリブ状突起片と極板先端部とを
複数個所で確実に溶接することは難しい。
極を集電体の切り欠きのない平坦部に当てがっただけで
は、電極間の平坦部表面を流れる溶接に寄与しない無効
電流が増して、集電体のリブ状突起片と極板先端部とを
複数個所で確実に溶接することは難しい。
【００１０】本発明では集電体の外縁部に達して開放し
ている長方形状の切り欠き部を複数個、相互間に等間隔
をおいて放射状に形成し、各切り欠き部の縁部に下向き
のリブ状突起片を一体に形成している。
ている長方形状の切り欠き部を複数個、相互間に等間隔
をおいて放射状に形成し、各切り欠き部の縁部に下向き
のリブ状突起片を一体に形成している。
【００１１】従って、このリブ状突起片と極板群端部か
ら突出した一方極板の先端部とは交叉し、長方形状の切
り欠き部をはさんだ形で一対の溶接電極を集電体に当て
がうことで、切り欠き部により一対の溶接電極間の集電
体表面を流れる無効電流を減らし、切り欠き部の下側に
位置した突起片と極板の先端部との交叉部分に流れ込む
溶接電流を増して、多数の交叉部分で確実に溶接するこ
とができる。
ら突出した一方極板の先端部とは交叉し、長方形状の切
り欠き部をはさんだ形で一対の溶接電極を集電体に当て
がうことで、切り欠き部により一対の溶接電極間の集電
体表面を流れる無効電流を減らし、切り欠き部の下側に
位置した突起片と極板の先端部との交叉部分に流れ込む
溶接電流を増して、多数の交叉部分で確実に溶接するこ
とができる。
【００１２】また極板の先端部と交叉するリブ状突起片
の高さ（幅）および厚さも、交叉部の確保と溶接電流を
集中させる上で重要である。本発明では極板の突出先端
部をなす芯材露出部の長さ（幅）に対し、リブ状突起片
の突出高さは短いものとし、好ましくは突起片の突出高
さは芯材露出部の幅の１／５〜２／３として溶接完了時
でも対極の先端と触れることのないものとした。またそ
の厚みは突起片先端を極板の芯材露出部端面に確実に当
てがい、その交叉部をバラツキなく抵抗発熱させて溶融
変形させてゆくために芯材の厚さと対比して、その２〜
８倍の厚さとした。
の高さ（幅）および厚さも、交叉部の確保と溶接電流を
集中させる上で重要である。本発明では極板の突出先端
部をなす芯材露出部の長さ（幅）に対し、リブ状突起片
の突出高さは短いものとし、好ましくは突起片の突出高
さは芯材露出部の幅の１／５〜２／３として溶接完了時
でも対極の先端と触れることのないものとした。またそ
の厚みは突起片先端を極板の芯材露出部端面に確実に当
てがい、その交叉部をバラツキなく抵抗発熱させて溶融
変形させてゆくために芯材の厚さと対比して、その２〜
８倍の厚さとした。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載した発明
は、渦巻状極板群の上下両端にそれぞれ外方に向け突出
した極板先端部と溶接される正・負極の集電体の形状と
溶接状態を規定したものであり、正・負極の集電体は極
板先端部と多数の個所で確実に溶接され、大電流での出
入力が可能な集電構造をもっている。
は、渦巻状極板群の上下両端にそれぞれ外方に向け突出
した極板先端部と溶接される正・負極の集電体の形状と
溶接状態を規定したものであり、正・負極の集電体は極
板先端部と多数の個所で確実に溶接され、大電流での出
入力が可能な集電構造をもっている。
【００１４】請求項２〜８に記載した発明は、リブ状突
起片の具体的形状寸法、およびこの突起片と溶接される
極板先端部の芯材露出部の寸法関係を規定したものであ
り、大電流放電に適した溶接部分を確保するものであ
る。
起片の具体的形状寸法、およびこの突起片と溶接される
極板先端部の芯材露出部の寸法関係を規定したものであ
り、大電流放電に適した溶接部分を確保するものであ
る。
【００１５】請求項１０に記載した発明は、大電流での
出入力が可能な好ましい電池構成を開示したものであ
る。
出入力が可能な好ましい電池構成を開示したものであ
る。
【００１６】
【実施例】次に、本発明の具体例を示す。
【００１７】図１は、本発明の実施例におけるタブレス
方式のニッケル−カドミウム蓄電池Ａの半裁側面図であ
る。この電池Ａは、直径３３ｍｍ、高さ６１．５ｍｍ、
公称容量５０００ｍＡｈであり、以下にこの構成を詳し
く説明する。
方式のニッケル−カドミウム蓄電池Ａの半裁側面図であ
る。この電池Ａは、直径３３ｍｍ、高さ６１．５ｍｍ、
公称容量５０００ｍＡｈであり、以下にこの構成を詳し
く説明する。
【００１８】厚さ１．０ｍｍの焼結式ニッケル正極板１
と、厚さ０．７ｍｍのペースト式カドミウム負極板２と
を用い、それぞれの極板にはその長さ方向の先端に露出
した芯材部３，４を設け、この露出芯材部３，４がそれ
ぞれ極板群５の上下に約１．５ｍｍずれて突出するよう
にセパレータ６を間に介在させ、全体を渦巻状に巻回さ
せて直径約３０ｍｍ、高さ約５０ｍｍの極板群５を構成
した。
と、厚さ０．７ｍｍのペースト式カドミウム負極板２と
を用い、それぞれの極板にはその長さ方向の先端に露出
した芯材部３，４を設け、この露出芯材部３，４がそれ
ぞれ極板群５の上下に約１．５ｍｍずれて突出するよう
にセパレータ６を間に介在させ、全体を渦巻状に巻回さ
せて直径約３０ｍｍ、高さ約５０ｍｍの極板群５を構成
した。
【００１９】上記の極板群５の上端面の真上に、中央部
に透孔をあけた矩形で対角の長さ約２７ｍｍの集電体７
を配置し、極板群５の下端面の露出芯材部４には中央に
溶接のための舌片を設けた上記と同じ対角長さをもった
矩形の集電体８を接触させながら一対の溶接電極を用い
てそれぞれ露出芯材部３，４と複数の個所で溶接した。
その詳細は後述する。この極板群５を金属製ケース９に
挿入し、集電体７の中央部透孔に１本の溶接電極を通し
て集電体８の中央部に設けた舌片を加圧し、この加圧部
分を電池ケースの内底面に溶接した。
に透孔をあけた矩形で対角の長さ約２７ｍｍの集電体７
を配置し、極板群５の下端面の露出芯材部４には中央に
溶接のための舌片を設けた上記と同じ対角長さをもった
矩形の集電体８を接触させながら一対の溶接電極を用い
てそれぞれ露出芯材部３，４と複数の個所で溶接した。
その詳細は後述する。この極板群５を金属製ケース９に
挿入し、集電体７の中央部透孔に１本の溶接電極を通し
て集電体８の中央部に設けた舌片を加圧し、この加圧部
分を電池ケースの内底面に溶接した。
【００２０】次に、所定量のアルカリ電解液を集電体７
の中央の透孔と切り欠き部を利用して電池ケース９内に
注入した後、集電体７に設けた接続リード１０の先端を
正極端子を兼ねる封口板１１の下面に溶接し、封口板１
１でケース９の開口部を密閉して本発明の電池Ａを作成
した。
の中央の透孔と切り欠き部を利用して電池ケース９内に
注入した後、集電体７に設けた接続リード１０の先端を
正極端子を兼ねる封口板１１の下面に溶接し、封口板１
１でケース９の開口部を密閉して本発明の電池Ａを作成
した。
【００２１】図２に示すように、極板群５の上部に溶接
した矩形の集電体７は、その中央部近くから外周縁に達
する長方形状の切り欠き部７ａを４個所相互間に等間隔
をおいて放射状に設けた厚み０．４ｍｍの平板部分７ｂ
と、各切り欠き部７ａの対向する縁部分７ｃに下向きに
折り曲げて一体に設けられ、図３に示すように正極板１
の露出芯材部３と交叉して溶接されるリブ状の突起片７
ｄとで構成されている。突起片７ｄと極板先端の露出芯
材部との溶接は、切り欠き部７ａをはさんだ状態で縁部
分７ｃに沿って長方形状の先端をもった一対の溶接電極
を平板部分７ｂに当てがい、加圧しつつこの一対の電極
間に約２０００Ａの交流電流を約１０μ秒間流した。
した矩形の集電体７は、その中央部近くから外周縁に達
する長方形状の切り欠き部７ａを４個所相互間に等間隔
をおいて放射状に設けた厚み０．４ｍｍの平板部分７ｂ
と、各切り欠き部７ａの対向する縁部分７ｃに下向きに
折り曲げて一体に設けられ、図３に示すように正極板１
の露出芯材部３と交叉して溶接されるリブ状の突起片７
ｄとで構成されている。突起片７ｄと極板先端の露出芯
材部との溶接は、切り欠き部７ａをはさんだ状態で縁部
分７ｃに沿って長方形状の先端をもった一対の溶接電極
を平板部分７ｂに当てがい、加圧しつつこの一対の電極
間に約２０００Ａの交流電流を約１０μ秒間流した。
【００２２】これにより一対の溶接電極間の集電体７の
平面上を流れる溶接電流は、長方形状の切り欠き部７ａ
に阻害されかつ距離的にも長くなって減少する。一方、
一対の電極の内側に位置したリブ状突起片７ｄと極板の
露出芯材部との交叉部間の距離は相対的に短くなり、こ
の交叉部に流れ込む溶接電流は増加する。この際、この
突起片７ｄと極板の露出芯材部との交叉部分を多数同時
に溶接するためには、一対の溶接電極の先端形状を切り
欠き部７ａの長さ方向にほぼ沿うことができる長方形状
とすることが好ましい。
平面上を流れる溶接電流は、長方形状の切り欠き部７ａ
に阻害されかつ距離的にも長くなって減少する。一方、
一対の電極の内側に位置したリブ状突起片７ｄと極板の
露出芯材部との交叉部間の距離は相対的に短くなり、こ
の交叉部に流れ込む溶接電流は増加する。この際、この
突起片７ｄと極板の露出芯材部との交叉部分を多数同時
に溶接するためには、一対の溶接電極の先端形状を切り
欠き部７ａの長さ方向にほぼ沿うことができる長方形状
とすることが好ましい。
【００２３】この溶接手法は正極側集電体７だけでな
く、負極側集電体８と負極板の露出芯材部４との交叉部
の溶接にも用いた。
く、負極側集電体８と負極板の露出芯材部４との交叉部
の溶接にも用いた。
【００２４】これとの比較のため極板群５の上部に溶接
される集電体７に代わり、先に述べた集電体１４を用い
た以外は、上記と同様な構成として比較例の電池Ｂとし
た。この集電体１４は、図８に示したように厚み０．４
ｍｍの平板部分１４ａと、この平板部分１４ａの両側縁
を垂直に折り曲げて形成した同じ厚さのリブ状突起片１
４ｂと、切り欠き部１４ｃとで構成されている。
される集電体７に代わり、先に述べた集電体１４を用い
た以外は、上記と同様な構成として比較例の電池Ｂとし
た。この集電体１４は、図８に示したように厚み０．４
ｍｍの平板部分１４ａと、この平板部分１４ａの両側縁
を垂直に折り曲げて形成した同じ厚さのリブ状突起片１
４ｂと、切り欠き部１４ｃとで構成されている。
【００２５】この２つの電池Ａ，Ｂのそれぞれを５Ａの
電流で１．５時間充電し、１５Ａ（３Ｃ）の電流で端子
電圧が１．０Ｖに至るまで放電した。このときの放電容
量と平均放電電圧を（表１）に示す。
電流で１．５時間充電し、１５Ａ（３Ｃ）の電流で端子
電圧が１．０Ｖに至るまで放電した。このときの放電容
量と平均放電電圧を（表１）に示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】（表１）に示すように電池Ａの放電容量は
電池Ｂのそれよりも３００ｍＡｈも高くなった。また、
電池Ａの平均放電電圧は電池Ｂのそれよりも０．０２Ｖ
高くなった。
電池Ｂのそれよりも３００ｍＡｈも高くなった。また、
電池Ａの平均放電電圧は電池Ｂのそれよりも０．０２Ｖ
高くなった。
【００２８】性能の差を検証するためこの電池Ａ，Ｂを
分解してみると、電池Ａでは極板群上部に溶接した正極
側集電体７は、そのリブ状突起片７ｄと露出芯材部３と
が交叉するところ全てで突起片７ｄが芯材部３に食い込
んで溶融しているため強く溶接されていて、この部分の
引っ張り強度も十分であった。一方、電池Ｂでは極板群
上部に溶接した正極側の集電体１４は、その突起片１４
ｂと露出芯材部３との交叉部分のうち、十分に溶接され
ていない個所が複数個あり、その部分は引っ張ると簡単
に剥がれ、溶接部全体の引っ張り強度が十分でなかっ
た。
分解してみると、電池Ａでは極板群上部に溶接した正極
側集電体７は、そのリブ状突起片７ｄと露出芯材部３と
が交叉するところ全てで突起片７ｄが芯材部３に食い込
んで溶融しているため強く溶接されていて、この部分の
引っ張り強度も十分であった。一方、電池Ｂでは極板群
上部に溶接した正極側の集電体１４は、その突起片１４
ｂと露出芯材部３との交叉部分のうち、十分に溶接され
ていない個所が複数個あり、その部分は引っ張ると簡単
に剥がれ、溶接部全体の引っ張り強度が十分でなかっ
た。
【００２９】電池Ｂで突起片１４ｂと露出芯材部３との
溶融が十分でなく溶接されていない部分があることは、
突起片１４ｂと露出芯材部３との溶接部が全体として接
触抵抗が上がることを意味し、電池としての内部抵抗が
高くなるので、その平均放電電圧、放電容量もＡより低
くなったものである。
溶融が十分でなく溶接されていない部分があることは、
突起片１４ｂと露出芯材部３との溶接部が全体として接
触抵抗が上がることを意味し、電池としての内部抵抗が
高くなるので、その平均放電電圧、放電容量もＡより低
くなったものである。
【００３０】電池Ａでは、集電体７のリブ状突起片７ｄ
が、切り欠き部７ａの対向する縁部分７ｃに下向きに折
り曲げて一体に設けられているので、一対の溶接電極を
当てがったとき、突起片７ｄより外側の平板部分７ｂに
流れる溶接電流は少なく、溶接電流の多くは突起片７ｄ
部分に集中するので、突起片７ｄと露出芯材部３とが交
叉する各点で突起片７ｄが露出芯材部３に食い込んだ状
態で溶融してこの部分は強く溶着されていた。このた
め、電池の内部抵抗は電池Ｂよりも低く、大電流が十分
に取り出せ、結果として電池Ａから出入力できる電流値
も放電容量も高くなったものである。
が、切り欠き部７ａの対向する縁部分７ｃに下向きに折
り曲げて一体に設けられているので、一対の溶接電極を
当てがったとき、突起片７ｄより外側の平板部分７ｂに
流れる溶接電流は少なく、溶接電流の多くは突起片７ｄ
部分に集中するので、突起片７ｄと露出芯材部３とが交
叉する各点で突起片７ｄが露出芯材部３に食い込んだ状
態で溶融してこの部分は強く溶着されていた。このた
め、電池の内部抵抗は電池Ｂよりも低く、大電流が十分
に取り出せ、結果として電池Ａから出入力できる電流値
も放電容量も高くなったものである。
【００３１】上記の実施例では図３に示したようにリブ
状突起片７ｄと平板部分７ｂとが同じ厚みで構成されて
いる集電体７を用いた。しかしこの集電体は、図４に示
すように、リブ状突起片１２ａを切り欠き部と対向する
縁部分に下向きに絞りながら折り曲げて、突起片１２ａ
の厚みを平板部分１２ｂのそれよりも薄く設けた、例え
ば平板部分１２ｂが０．４ｍｍで突起片１２ａが０．３
ｍｍのような集電体１２を用いてもよく、これによって
突起片１２ａと電極先端部とを溶接する際に、その溶接
電流が突起片１２ａにより集中し易くなり、溶接が確実
になるので好ましい。
状突起片７ｄと平板部分７ｂとが同じ厚みで構成されて
いる集電体７を用いた。しかしこの集電体は、図４に示
すように、リブ状突起片１２ａを切り欠き部と対向する
縁部分に下向きに絞りながら折り曲げて、突起片１２ａ
の厚みを平板部分１２ｂのそれよりも薄く設けた、例え
ば平板部分１２ｂが０．４ｍｍで突起片１２ａが０．３
ｍｍのような集電体１２を用いてもよく、これによって
突起片１２ａと電極先端部とを溶接する際に、その溶接
電流が突起片１２ａにより集中し易くなり、溶接が確実
になるので好ましい。
【００３２】また、実施例では図３に示したように集電
体７のリブ状突起片７ｄは、その高さ全体にわたり同じ
形状の、ここでは矩形を呈するものを用いたが、図５に
示す断面図のように突起片７ｄの下端部を削ってナイフ
エッジ状の尖鋭部分７ｅを設けると、電極先端部の露出
芯材部にこの突起片先端が食い込みやすくなり、溶接状
態も確実となって溶接強度が上がるので好ましい。
体７のリブ状突起片７ｄは、その高さ全体にわたり同じ
形状の、ここでは矩形を呈するものを用いたが、図５に
示す断面図のように突起片７ｄの下端部を削ってナイフ
エッジ状の尖鋭部分７ｅを設けると、電極先端部の露出
芯材部にこの突起片先端が食い込みやすくなり、溶接状
態も確実となって溶接強度が上がるので好ましい。
【００３３】さらにまた、集電体は平面形状的に図２に
示したものと同じ形状のものであっても、図６に示すよ
うに平板部分１３ａを加圧処理することによって当初よ
り薄く、例えば０．５ｍｍから０．４ｍｍとし、突起片
１３ｂの厚みを０．５ｍｍとして平板部分１３ａのそれ
よりも厚くし、かつ突起片１３ｂの先端部１３ｃを削っ
てナイフエッジ状に尖らせた集電体１３を用いても、実
施例とほぼ同様な溶接効果が得られ、特に電流取り出し
部分の面積を増大できるので、大電流の取り出しに向い
たものにできる。このように集電体の厚みは０．２５〜
０．５ｍｍが溶接の点、通電断面積の点から好ましく、
突起片の高さは交叉して食い込む芯材突出部の長さ
（幅）にも左右されるが、突出部の長さが約０．７〜
１．８ｍｍの場合には突起片の高さは約０．５〜０．７
ｍｍが好ましい。この範囲であれば極板の起電反応に関
与しない部分を少なくした上で確実な溶接を達成でき
る。
示したものと同じ形状のものであっても、図６に示すよ
うに平板部分１３ａを加圧処理することによって当初よ
り薄く、例えば０．５ｍｍから０．４ｍｍとし、突起片
１３ｂの厚みを０．５ｍｍとして平板部分１３ａのそれ
よりも厚くし、かつ突起片１３ｂの先端部１３ｃを削っ
てナイフエッジ状に尖らせた集電体１３を用いても、実
施例とほぼ同様な溶接効果が得られ、特に電流取り出し
部分の面積を増大できるので、大電流の取り出しに向い
たものにできる。このように集電体の厚みは０．２５〜
０．５ｍｍが溶接の点、通電断面積の点から好ましく、
突起片の高さは交叉して食い込む芯材突出部の長さ
（幅）にも左右されるが、突出部の長さが約０．７〜
１．８ｍｍの場合には突起片の高さは約０．５〜０．７
ｍｍが好ましい。この範囲であれば極板の起電反応に関
与しない部分を少なくした上で確実な溶接を達成でき
る。
【００３４】上記の集電体の平面形状は、図２に示した
ような矩形形状のものの外、円筒型電池のタイプに応じ
て、図７に示すような平板部分７ｂがほぼ円板状のもの
を用いても実施例とほぼ同様な効果が得られる。さらに
実施例での電池は、ニッケル−カドミウム蓄電池を示し
たが、ニッケル−水素蓄電池などの他のアルカリ蓄電池
であっても円筒型であれば、同様に適用できる。
ような矩形形状のものの外、円筒型電池のタイプに応じ
て、図７に示すような平板部分７ｂがほぼ円板状のもの
を用いても実施例とほぼ同様な効果が得られる。さらに
実施例での電池は、ニッケル−カドミウム蓄電池を示し
たが、ニッケル−水素蓄電池などの他のアルカリ蓄電池
であっても円筒型であれば、同様に適用できる。
【００３５】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、渦巻状極
板群を有する円筒型蓄電池において、極板群上部に溶接
した矩形あるいは略円板状の集電体は、その中央部近く
から周縁に達した長方形状の切り欠き部を複数個相互間
に等間隔をおいて放射状に有した平板部分と、各切り欠
き部の対向する縁部分に下向きに一体に設けられ、一方
の電極先端部と交叉して溶接されるリブ状の突起片を備
えているので、一方の電極の先端部と集電体のリブ状突
起片とは交叉して互いに食い込んだ状態で確実に溶融し
て強く溶着でき、大電流の取り出しが可能な、集電構造
に優れた電池を提供することができる。
板群を有する円筒型蓄電池において、極板群上部に溶接
した矩形あるいは略円板状の集電体は、その中央部近く
から周縁に達した長方形状の切り欠き部を複数個相互間
に等間隔をおいて放射状に有した平板部分と、各切り欠
き部の対向する縁部分に下向きに一体に設けられ、一方
の電極先端部と交叉して溶接されるリブ状の突起片を備
えているので、一方の電極の先端部と集電体のリブ状突
起片とは交叉して互いに食い込んだ状態で確実に溶融し
て強く溶着でき、大電流の取り出しが可能な、集電構造
に優れた電池を提供することができる。
【図１】本発明の実施例におけるニッケル−カドミウム
蓄電池の半裁側面図
蓄電池の半裁側面図
【図２】同集電体の上面図
【図３】同集電体の正面図
【図４】他の例の集電体の正面図
【図５】集電体の突起片の下端部の断面図
【図６】さらに他の例の集電体の正面図
【図７】略円板状の集電体の上面図
【図８】従来の集電体を示す斜視図
１ 正極板 ２ 負極板 ３ 正極板の露出芯材部 ４ 負極板の露出芯材部 ５ 極板群 ６ セパレータ ７ 正極の集電体 ８ 負極の集電体 ９ ケース １０ 接続端子 １１ 封口板 １２ 集電体 １３ 集電体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大西 正人 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (12)
- 【請求項１】帯状の正極板と負極板とセパレータよりな
り、一方の極板の先端部分が上方へ突出し、他方の極板
の先端部分が下方へ突出して渦巻状に巻回された極板群
と、この極板群の上下から突出した各極板のそれぞれの
先端部分に溶接された矩型あるいはほぼ円板状の平板か
らなる集電体と、これらを内部に収納した金属製ケース
と、このケースを封口するとともに上方にキャップ状の
端子を備えた封口板とからなり、前記各極板のそれぞれ
の先端部分に溶接された集電体は、その平板の中央部近
くから外周縁部にまたがった長方形状の切り欠き部を複
数個相互間に等間隔をおいて放射状に設け、かつ各切り
欠き部の縁部には下向きのリブ状突起片をそれぞれ一体
に形成したものであって、この突起片のそれぞれは極板
の先端部分と交叉してその一部分が極板先端部分に食い
込んで複数個所で溶接されている円筒型蓄電池。 - 【請求項２】下向きの突起片は、平板部分と同じ厚さで
形成されている請求項１記載の円筒型蓄電池。 - 【請求項３】下向きの突起片の先端部は、尖っている請
求項２記載の円筒型蓄電池。 - 【請求項４】下向きの突起片は、平板部分の厚さよりも
薄い厚さで形成されている請求項１記載の円筒型蓄電
池。 - 【請求項５】下向きの突起片の先端部は尖っている請求
項４記載の円筒型蓄電池。 - 【請求項６】下向きの突起片は、平板部分の厚さよりも
厚い厚さで形成されていてその先端部は尖っている請求
項１記載の円筒型蓄電池。 - 【請求項７】渦巻状極板群の上方および下方へ突出した
部分は、正・負極板のそれぞれの芯材が露出したもので
あり、この芯材露出部の先端部分に溶接された集電体の
突起片は、芯材の厚さに比べてその２〜８倍の厚さをも
っている請求項１記載の円筒型蓄電池。 - 【請求項８】突起片の平板部分からの突出長さは、芯材
露出部分の長さ（幅）の１／５〜２／３の範囲にある請
求項７記載の円筒型蓄電池。 - 【請求項９】渦巻状極板群の上方へ突出した一方の極板
の先端部分に溶接された集電体には矩形のリード片の一
端が溶接されていて、その他端は封口板の下面に少なく
とも１個所で溶接されている請求項１記載の円筒型蓄電
池。 - 【請求項１０】帯状で焼結式ニッケル基板に活物質を保
持させた正極板と、帯状で穿孔したシート状の金属芯材
の両面にペースト状電極材料を塗着した負極板と、帯状
のセパレータにより、前記正極板は基板先端部分の芯材
を上方へ突出させ、負極板はその先端部分の芯材を下方
へ突出させて渦巻状に巻回した極板群と、この極板群の
上方へ突出した正極板の芯材突出部に溶接した矩形の平
板からなる正極側集電体と、下方へ突出した芯材突出部
に溶接した矩形の平板からなる負極側集電体と、これら
を内部に収容するとともに負極の出入力端子を兼ねた金
属製ケースと、このケースを封口するとともに電気的に
ケースとは絶縁されていて上方に正極の出入力端子を兼
ねたキャップを備えた封口板とからなり、前記正極側集
電体は、その中央部に透孔を設けるとともに、この透孔
の周縁部分から集電体の外縁部に達する長方形状の切り
欠き部を複数個相互間に等間隔をおいて形成し、各切り
欠き部の縁部に一体に設けたリブ状の突起片を正極板の
芯材突出部に交叉させ一部食い込ませて複数個所で溶接
し、平板部分に一端を溶接したリード片の他端を前記封
口板の下面に溶接しており、前記負極側集電体は、その
中央部分に一部を切り欠いて設けた舌片を前記ケースの
内底部に溶接するとともに、舌片の周縁部分から集電体
外縁部に達する長方形状の切り欠き部を複数個相互間に
等間隔をおいて形成し、各切り欠き部の縁部に一体に設
けたリブ状の突起片を負極板の芯材露出部と交叉させ一
部食い込ませて複数個所で溶接している円筒型蓄電池。 - 【請求項１１】正・負極板に形成した芯材突出部の長さ
（幅）は約０．７〜１．８ｍｍであり、正極側集電体お
よび負極側集電体の切り欠き部に一体に設けたリブ状突
起片の高さは約０．４〜０．７ｍｍである請求項１０記
載の円筒型蓄電池。 - 【請求項１２】正・負極側集電体は、いずれもニッケル
メッキを施した鉄製平板であり、正極側集電体に一端が
溶接されたリード片はニッケル板からなる請求項１０記
載の円筒型蓄電池。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9332607A JPH1131497A (ja) | 1997-05-12 | 1997-12-03 | 円筒型蓄電池 |
| TW087102182A TW364224B (en) | 1997-05-12 | 1998-02-17 | Cylindrical storage battery |
| DE69801613T DE69801613T2 (de) | 1997-05-12 | 1998-02-23 | Zylindrische Speicherbatterie mit spiralförmig gewickelten Elektrodenblock |
| US09/028,067 US6010801A (en) | 1997-05-12 | 1998-02-23 | Cylindrical storage battery |
| EP98103137A EP0878855B1 (en) | 1997-05-12 | 1998-02-23 | Cylindrical storage battery with spirally wounded electrode assembly |
| CNB98105286XA CN1176504C (zh) | 1997-05-12 | 1998-02-27 | 圆柱形蓄电池 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12063497 | 1997-05-12 | ||
| JP9-120634 | 1997-05-12 | ||
| JP9332607A JPH1131497A (ja) | 1997-05-12 | 1997-12-03 | 円筒型蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1131497A true JPH1131497A (ja) | 1999-02-02 |
Family
ID=26458177
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9332607A Pending JPH1131497A (ja) | 1997-05-12 | 1997-12-03 | 円筒型蓄電池 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6010801A (ja) |
| EP (1) | EP0878855B1 (ja) |
| JP (1) | JPH1131497A (ja) |
| CN (1) | CN1176504C (ja) |
| DE (1) | DE69801613T2 (ja) |
| TW (1) | TW364224B (ja) |
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| USD522965S1 (en) | 2003-10-31 | 2006-06-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Current collector |
| KR100578800B1 (ko) * | 2004-02-16 | 2006-05-11 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차 전지 |
| US20050266308A1 (en) * | 2004-05-26 | 2005-12-01 | Wavecrest Laboratories | Conductive element between terminal and collector |
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| WO2022177355A1 (ko) | 2021-02-19 | 2022-08-25 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 이차 전지 및 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차 |
| CN217788661U (zh) * | 2021-02-19 | 2022-11-11 | 株式会社Lg新能源 | 二次电池、应用于其的集电板、包括其的电池组及汽车 |
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