JPH1140147A

JPH1140147A - アルカリ二次電池用極板群およびその製造方法

Info

Publication number: JPH1140147A
Application number: JP9203821A
Authority: JP
Inventors: Yuji Shioda; 裕治塩田; Kiyomasa Yoshinaga; 清正吉永
Original assignee: Furukawa Battery Co Ltd
Current assignee: Furukawa Battery Co Ltd
Priority date: 1997-07-14
Filing date: 1997-07-14
Publication date: 1999-02-12

Abstract

(57)【要約】【課題】正極板の上縁部からの活物質の脱落を抑制し
て、内部短絡を有効に防止することができるアルカリ二
次電池用極板群とそれを高い生産性の下で製造すること
ができる製造方法を提供する。【解決手段】正極タブを備える正極板と負極板とをこ
れらの間にセパレータを介在させた状態で重ね合わせて
成る極板群において、少なくとも正極タブ３４の取付部
３１ｄに対面する部分のセパレータ３３が溶融されて被
膜化している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はアルカリ二次電池用
極板群およびその製造方法に関し、更に詳しくは、充放
電時に電流密度が高くなる正極タブの取付部およびその
周辺部から活物質が脱落することを抑制することがで
き、もって短絡の発生を少なくすることができるアルカ
リ二次電池用極板群およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ニッケル−水素二次電池やニッケル−カ
ドミウム電池のようなアルカリ二次電池は、全体として
密閉構造になっていて、その形状には角形と円筒形とが
ある。ここで、例えば、角形密閉タイプのニッケル−水
素二次電池につき、その構造について説明する。

【０００３】角形のニッケル−水素二次電池は、通常、
発電要素である極板群と、当該極板群を収容する負極端
子を兼ねた有底の外装缶と、当該外装缶内に注入された
アルカリ電解液と、前記外装缶の開口部を封口する封口
体とを備えている。尚、本発明においては、外装缶の開
口部側を上、外装缶の底側を下とする。よって、後述す
る極板群についても、外装缶に収容された状態で開口部
側を上、底側を下とする。

【０００４】ここで、極板群３は、図１に示すように、
正極板（ニッケル極）３１と負極板（水素吸蔵合金電
極）３２とが、互いの間に電気絶縁性のセパレータ３３
を介在させた状態で複数枚重ね合わされた構造になって
いる。正極板（ニッケル極）３１は、例えば、正極活物
質として動作する水酸化ニッケル（Ｎｉ（ＯＨ）₂）の
粉末に、ＣｏＯやＣｏ（ＯＨ）₂のような２価のコバル
ト化合物の粉末を混合し、その混合粉末にカルボキシメ
チルセルロースやメチルセルロースなどを溶解して成る
増粘剤水溶液を添加して全体を混練し、粘稠なペースト
状活物質合剤を調製したのち、このペースト状活物質合
剤をスポンジ状のニッケルシートやニッケルフェルトの
ような３次元網状構造の導電性基板に充填塗布し、乾
燥、圧延処理を順次行うことにより製造される。ここ
で、前記導電性基板は、その所定位置の所定範囲が厚み
方向に押しつぶされ、凹没部が予め形成されている。こ
のため、得られる正極板は、図２に示すように、所定位
置に凹没部を備えている。この凹没部は、正極タブ取付
部３１ｄとなり、封口体の正極端子との連結に用いられ
る正極タブ３４が取付けられる。正極タブ３４として
は、ニッケル片のような金属片が用いられ、当該正極タ
ブ３４は、スポット溶接により正極タブ取付部３１ｄに
接合される。このようにして、正極タブが取り付けられ
た正極板が得られる。

【０００５】負極板（水素吸蔵合金電極）３２は、例え
ば、パンチングニッケル板やニッケルネットのような多
孔質導電板に、水素吸蔵合金粉末とニッケル粉末のよう
な導電材粉末とポリビニリデンフルオライドのような結
着剤粉末とを所定割合で混合した混合物スラリーを塗着
し、乾燥、圧延処理を順次行うことにより製造されてい
る。

【０００６】セパレータ３３は、通常、電気絶縁性を有
する合成樹脂からなる不織布または織布が用いられる。
前記極板群３の組立手順の一例としては、まず、図３に
示すように、セパレータ３３を二つ折りにし、その間
に、正極タブ３４が上に位置するようにして正極板３１
を挟み込む。ついで、二つ折りにしたセパレータ３３の
側辺３３ｂ部分を超音波溶接機により溶着し、セパレー
タ３３を折り目部３３ａ（下辺）の反対側の上辺３３ｃ
の部分のみが開口した袋状に成形する。このようにし
て、正極タブ３４が取付けられた正極板３１を開口３３
ｄを有する袋状セパレータ３３中に収容して成る一体化
物Ｃが形成される。このとき、前記開口３３ｄは、正極
タブ３４の取り出し口として機能し、セパレータの上辺
３３ｃ部分の開口より正極タブ３４は突出した状態とな
っている（図１参照）。

【０００７】ついで、図１に示すように一体化物Ｃと負
極板３２とを交互に重ね合わせ、全体として、外装缶に
挿入できるような寸法形状の略直方体に成形し、極板群
３とする。このとき、極板群３の最外部には、負極板が
位置するようにする。尚、極板群３においては、各正極
板の正極タブ３４が一個所に集束され、電気的に一つに
まとめられている。また、各負極板も、図示しない連結
手段によりそれぞれ電気的に一つにまとめられている。

【０００８】以上のようにして形成された極板群は、外
装缶の開口部から外装缶の中へ挿入される。そして、外
装缶内に、アルカリ電解液が注入され、その後、一個所
に集束されている各正極タブの他端と、封口体の正極端
子とが封口体の下面に配設されている正極リード板を介
して接続される。一方、負極においては、極板群の最外
部に位置する負極板が負極端子を兼ねる外装缶と接触す
ることにより、負極板と負極端子が電気的に接続され
る。

【０００９】そして、最後に、外装缶の開口部に、封口
体が絶縁板を介して嵌合装着され、外装缶と封口体との
封口溶接がなされ、密閉構造の角形ニッケル−水素二次
電池が製造される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ニッケル−
水素二次電池の場合、その充放電サイクルが反復される
過程で、ニッケル正極板に担持されている水酸化ニッケ
ルには不可逆的な反応生成物であるγ−オキシ水酸化ニ
ッケルが蓄積され、そのことによって、担持されている
活物質の全体が膨張・変形する。この傾向は、とくに、
急速充電時に顕著に発現してくる。

【００１１】そのため、水酸化ニッケルは上記した膨張
・変形時に発生するストレスの影響を受けて正極板から
脱落することがあり、ニッケル正極の容量低下が引き起
こされる。前記活物質の脱落は、とりわけ、図２で示し
た上縁部３１ａで顕著に進行する。活物質の脱落量が多
くなった場合には、それがニッケル正極板の上部に堆積
し、隣接する負極板の上部と接触し短絡を起こす場合が
ある。

【００１２】上記した現象は以下のようなことを原因に
して発生するものと考えられる。まず、正極板の上縁部
は、実働時に、次に示すような理由から電流密度が高く
なっている。すなわち、正極板３１の上縁部３１ａは袋
状のセパレータ３３の開口部から表出しており、他方、
正極板３１の下部はその全面がセパレータ３３で包摂さ
れた状態となっている。したがって、正極板３１の下部
は全体として高抵抗になっている。そのため、正極板３
１の実働時には、電流が、正極板３１の上縁部３１ａに
選択的に回り込んで流れることになり、その個所におけ
る電流密度は高くなる。とりわけ、正極板においては、
正極タブを介して電流が授受されるので、特に、正極タ
ブ取付部で電流密度が高くなってくる。

【００１３】その結果、正極板３１の上縁部３１ａ、特
に正極タブ取付部周辺に担持されている活物質にはγ−
オキシ水酸化ニッケルが生成しやすくなり、そのことに
伴って、膨張・変形が激しく進み、そのため、上縁部３
１ａからは活物質の脱落が激しく進む。以上のような不
具合を防止するために、例えば、極板群を、正極板の正
極タブが下方に位置するように外装缶に挿入することが
行われる場合がある。具体的には、図４に示すように、
正極タブ３４が外装缶１の底部に位置するようにする。
このような配置にすることにより、極板群の上部におけ
る活物質の脱落は抑えられるので、極板群上部において
正極板と負極板とが短絡することは抑制される。

【００１４】しかしながら、この場合、図４に示すよう
に、外装缶１の底部において、正極タブ３４が下方へ突
出している分だけ、余分なスペースを確保しなければな
らず、その分、外装缶内にスペースの無駄が生じる。し
かも、その場合であっても、正極タブ取付部周辺におけ
る活物質の脱落は起こるので、脱落した活物質は、外装
缶底部に堆積し、外装缶（負極側部材）と正極板との短
絡が起こる可能性を解消することはできない。

【００１５】以上のような極板群上部において活物質が
脱落することを抑制するために、電流密度が相対的に高
くなる部分（正極板の上縁部３１ａ）にポリテトラフル
オロエチレンのような撥水性樹脂を塗布し、電解液と正
極板との接触を抑制し、γ−オキシ水酸化ニッケルが生
成する反応を抑え、正極板における当該部分の膨張・変
形を防止することが行われている。

【００１６】しかしながら、撥水性樹脂を塗布する処理
は、正極タブを取付けた後の正極板に対し、所定個所へ
撥水性樹脂を含有する分散液を塗布したのち、乾燥する
ことが必要であるため、全体として工程数が増加する。
このため、当該処理は、生産性を高めることからすれば
工業的には採用し難い対策である。本発明は、アルカリ
二次電池の極板群における上記した問題を解決し、正極
板の上縁部からの活物質の脱落を抑制して、内部短絡を
有効に防止することができるアルカリ二次電池用極板群
とそれを高い生産性の下で製造することができる製造方
法の提供を目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、正極タブを備える正極板と
負極板とをこれらの間にセパレータを介在させた状態で
重ね合わせて成る極板群において、少なくとも前記正極
タブの取付部に対面する部分のセパレータが溶融されて
被膜化していることを特徴とするアルカリ二次電池用極
板群が提供される。

【００１８】また、本発明においては、正極タブを備え
る正極板と負極板とをこれらの間にセパレータを介在さ
せて重ね合わせて極板群を製造する際に、正極板とセパ
レータとを組み合わせると同時に少なくとも前記正極タ
ブの取付部に対面する部分のセパレータを、溶融手段で
溶融して被膜化することを特徴とするアルカリ二次電池
用極板群の製造方法が提供される。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明のアルカリ二次電池用極板
群は、少なくとも前記正極タブの取付部に対面する部分
のセパレータが溶融され、被膜化しているので、電解液
と少なくともタブ取付部との接触が抑制される。このた
め、当該部分では、通電は起こらない状態になっている
ので、実働時の電流密度が高くなることは防止される。

【００２０】このとき、セパレータが溶融される領域
（以下、単に溶融領域という）は、実働時の電流密度が
高くなる正極タブの取付部に対応する部分を少なくとも
含んでいることを必須とする。ここで、溶融領域は前記
した条件を満たしていれば任意に設定して構わない。ま
た、本発明のアルカリ二次電池用極板群においては、正
極タブが取り付けられている面（タブ取付面）の反対側
の面についても、タブ取付面と同様な溶融領域を設定す
ることが好ましい。

【００２１】尚、前記溶融領域の上下方向の範囲につい
ては、当該範囲が大きくなりすぎると、被膜化する範囲
が大きくなり、電池反応が阻害される不都合が生じるお
それがある。このため、前記溶融領域の上下方向の範囲
は、上限を正極板の上端とし、下限を正極タブ取付部の
下端よりも僅かに下の部分までとすることが好ましい。
このとき、前記下限は、正極タブ取付部（凹没部）の寸
法にもよるが、正極タブ取付部（凹没部）の下端から
０．５〜２．０ｍｍの部分に設定すればよい。一方、前
記溶融領域の左右方向の範囲は、正極板の幅方向の寸法
と略同じ寸法までの範囲内で任意に設定して構わない
が、当該範囲についても、大きくなりすぎると電池反応
を阻害する不都合が生じるおそれがある。よって、当該
左右方向の範囲の寸法についても、電流密度が高くなる
ことを有効に防止でき、かつ、所望の電池特性を確保で
きる範囲に設定することが好ましい。

【００２２】次に、本発明のアルカリ二次電池用極板群
の製造方法は、正極板とセパレータとを組み合わせる、
例えば図５で示したようにセパレータの側辺３３ｂを溶
着すると同時に、セパレータの溶融領域に相当する部分
を溶融し、当該領域のセパレータを被膜化するので、新
たに個別の工程を設けることなく、電流密度が高くなる
部分における電解液と正極板との接触を抑制する処理を
施すことができる。

【００２３】ここで、本発明の極板群を採用する角形ニ
ッケル−水素二次電池を例にあげ、その製造方法を具体
的に説明する。まず、常法により正極タブが取り付けら
れているニッケル正極板を製造する。ついで、例えば、
図３に示すように、前記正極板３１を平面視したときの
面積の略２倍の面積を有するセパレータ３３を用意し、
当該セパレータ３３を二つ折りにする。そして、前記セ
パレータ３３の間に前記正極板３１を挟み込む。ここ
で、前記セパレータ３３としては、溶融可能な材料から
成るものであれば何であってもよく、例えば、ポリアミ
ド系、ポリオレフィン系の合成樹脂から成る不織布また
は織布が用いられる。

【００２４】次に、図５に示すように、二つ折りにした
セパレータ３３の側辺３３ｂ，３３ｂの２辺を例えば超
音波溶接機により溶着し袋状に成形して正極板とセパレ
ータとを一体化すると同時に、当該一体化物の表裏両面
において、前記正極タブの取付部を含む正極板の上縁部
３１ａに対面している部分のセパレータを溶融する。こ
のように、セパレータを溶融すると、当該セパレータ
は、被膜化して通液性を喪失し、電解液はその部分を浸
透しなくなる。すなわち、正極板の表面に非通液性の膜
が付着した状態となり、その部分における電解液と正極
活物質との接触が抑制される。このため、正極板の上縁
部では、実働時に当該個所の通電が抑制されるので、γ
−オキシ水酸化ニッケルの生成が抑えられる。そのこと
に伴って、正極板の膨張・変形も抑制され、活物質の脱
落が防止される。

【００２５】このとき、セパレータを溶融する手段とし
ては、加熱手段を備えるこて等前記合成樹脂を溶融でき
るものであれば格別限定されるものではないが、例え
ば、セパレータの側辺を溶着した超音波溶接機と同様な
超音波溶接機を用いることが好ましい。この場合、超音
波溶接機の超音波ホーンの当接部分の形状は、前記した
溶融領域と同形状とすればよい。

【００２６】尚、正極板とセパレータとを組み合わせた
正極一体化物としては、上述のように長尺のセパレータ
を二つ折りにし、その間に正極板を挟み込む態様の外
に、予め袋状に成形してあるセパレータを用い、その中
に正極板を挿入する態様、正極板と略同じ面積のセパレ
ータを２枚用意し、それらにより正極板を挟む態様をと
っても構わない。

【００２７】得られた正極一体化物は、常法により製造
された水素吸蔵合金負極板と交互に重ね合わされ、極板
群に組み立てられる。その後、当該極板群は、平面視し
た際の開口部の形状が角形である有底外装缶に収容され
る。そして、当該外装缶は、例えば、ＫＯＨを主体とす
るアルカリ性水溶液が注入されたのち、開口部が封口体
で封口されることにより、角形のニッケル−水素二次電
池が形成される。

【００２８】尚、以上の説明では、ニッケル−水素二次
電池についてのみ説明してきたが、本発明はこれに限ら
れるものではなく、ニッケル正極を備える他のアルカリ
二次電池にも採用することができる。また、本発明は角
形の外、円筒形のアルカリ二次電池にも採用することが
できる。ここで、円筒形のアルカリ二次電池に本発明を
採用する場合においては、渦巻状の極板群を製造する前
段で正極板とセパレータとの重ね合わせの際に、少なく
とも正極タブの取付部に対面している部分のセパレータ
を溶融すればよい。

【００２９】

【実施例】

実施例１まず、発泡ニッケルシートを用意し、当該発泡ニッケル
シートの所定位置を厚み方向に圧縮し、凹没部を形成し
た。前記凹没部は、長辺寸法７ｍｍ、短辺寸法３ｍｍの
長方形で、所定間隔で多数形成されている。

【００３０】ついで、Ｃｏ：1.０重量％およびＺｎ：５
重量％を固溶するＮｉ（ＯＨ）₂粉末９５重量部とＣｏ
Ｏ粉末５重量部とを混合し、ここに、１％カルボキシメ
チルセルロース水溶液３５重量部を投入したのち混練し
て正極活物質合剤ペーストを調製した。そして、このペ
ーストを前記発泡ニッケルシートに充填したのち、乾燥
することにより、正極活物質合剤を担持してなる正極板
前駆体を形成した。その後、当該正極板前駆体に対し、
前記凹没部に付着している正極活物質合剤を除去したの
ち、圧延，裁断を順次行って、寸法が縦３８．０ｍｍ、
横１３．５ｍｍ、厚さ０．７０ｍｍのペースト式ニッケ
ル正極板にした。ここで、前記裁断をする際、前記凹没
部の長辺の中間にカッターの刃が入るようにし、得られ
る正極板の端部の所定位置に、縦３．５ｍｍ、横３．０
ｍｍの凹没部が位置するようにした。当該凹没部は正極
タブ取付部となる。このとき、正極タブ取付部は、その
深さが、０．１５ｍｍで、平面視したときの面積が１
０．５ｍｍ²であった。ついで、当該正極タブ取付部に
ニッケル製のシート状小片から成る正極タブをスポット
溶接機を用いて接合した。このようにして、正極タブが
取付けられているニッケル正極板を製造した。

【００３１】次に、縦８０ｍｍ、横１７．３ｍｍ、厚さ
０．１８ｍｍのポリオレフィン系樹脂の不織布（日本バ
イリーン（株）製ＦＴ−３０６６Ｓをスルホン化処理し
たもの）をセパレータとして用意した。一方、ＭｍＮｉ
₅（Ｍｍはミッシュメタル）のＮｉの１部をＣｏ，Ｍ
ｎ，Ａｌなどで置換したＭｍＮｉ₅系水素吸蔵合金を用
いて常法により、縦３９．０ｍｍ、横１４．５ｍｍ、厚
さ０．４ｍｍの水素吸蔵合金負極板を製造した。

【００３２】以上のようにして用意されたニッケル正極
板、セパレータ、水素吸蔵合金負極板を用い、以下の手
順で極板群を製造した。すなわち、まず、図３に示すよ
うに、セパレータ３３を二つ折りにし、その間に正極板
３１を挟み込んだ。そして、図５に示すように、セパレ
ータ３３の側辺３３ｂ，３３ｂの２辺を超音波溶接機に
より溶着すると同時に、正極板の上縁部に対面する部分
（表裏両面）のセパレータを超音波ホーンを押し付ける
ことにより溶融し正極一体化物を製造した。尚、正極板
の上縁部とは、図５の３１ａで示されるような、正極板
の横方向の全体において、当該正極板の上端３１ｃから
下方へ５．５ｍｍまでの範囲とする。

【００３３】ここで、前記側辺の溶着は、厚さ０．１８
ｍｍのセパレータが２枚重ねられて０．３６ｍｍとなっ
た側辺部分を、所定形状の超音波ホーンと台座で挟み込
み、当該ホーンを２１ｋＨｚで振動させながら３〜５ｋ
ｇｆ／ｃｍ²の圧力で０．４〜０．６秒間圧縮すること
により溶着した。溶着後の側辺部の厚さは０．２０ｍｍ
となった。

【００３４】また、正極タブ取付部を含む正極板の上縁
部に対面する部分のセパレータの溶融は、縦４．５ｍ
ｍ、横１３．０ｍｍの当接部を備える超音波ホーンを２
つ用意し、これら２つのホーンで前記正極板の上縁部に
対面する部分を挟み込み、側辺の溶着と同条件で当該部
分を圧縮することにより行った。このとき、超音波ホー
ンが押しつけられた部分は１００〜１３０℃となる。

【００３５】ついで、前記正極一体化物３枚と前記負極
板４枚とを、負極板が最外部に位置するように交互に重
ね合わせ、極板群を製造した。次に、得られた極板群を
ニッケルめっきが施されているステンレス鋼製の外装缶
に収容し、ここに、0.６ＮのＮａＯＨと１ＮのＬｉＯＨ
と７ＮのＫＯＨとから成るアルカリ電解液を注入して封
口し、厚さ５．６ｍｍ、幅１６．４ｍｍ、高さ４７．５
ｍｍで、定格容量６００ｍＡｈの角形ニッケル−水素二
次電池を１００００個組み立てた。

【００３６】尚、前記極板群の製造において、正極一体
化物の組立が開始されてから極板群が完成するまでの時
間を測定した。そして、その平均値を極板群製造におけ
るリードタイムとして表１に記載した。次に、組み立て
た電池１００００個に対し、初期活性化のための充放電
を行い、その後、温度２０℃において、６００ｍＡで−
ΔＶ制御法による充電，６００ｍＡで電池電圧が１．０
Ｖになるまでの放電，休止１時間を１サイクルとするサ
イクル試験を１０００サイクル行った。

【００３７】１０００サイクルのサイクル試験が終了し
た電池に対し、内部抵抗を測定し、測定値が所定値より
も低い電池を短絡が発生している不良品として除外し、
不良品の数を計数した。そして、組み立てた電池の全体
（１００００個）に対する不良品電池の数の割合を求
め、その結果を電池の短絡発生率として表１に併記し
た。

【００３８】また、１０００サイクルのサイクル試験後
の良品電池の放電容量を測定した。そして、予め測定し
ておいた充電初期の放電容量に対する１０００サイクル
目の放電容量の維持率を算出した。得られた結果の平均
値を容量維持率（％）として表１に併記した。比較例１正極一体化物を製造する際に、正極タブの取付部を含む
上縁部に対面する部分のセパレータを溶融しなかったこ
とを除いては実施例１と同様にして極板群およびニッケ
ル−水素二次電池を製造した。そして、実施例１と同様
にして極板群製造におけるリードタイムおよび得られた
電池の短絡発生率を測定した。その結果を表１に併記し
た。

【００３９】比較例２正極一体化物を製造する際に、正極板の正極タブの取付
部を含む上縁部３１ａ（図２参照）の表裏両面に濃度３
０％のポリテトラフルオロエチレン分散液を塗布したの
ち、当該正極板を乾燥したことを除いては、比較例１と
同様にして極板群およびニッケル−水素二次電池を製造
した。そして、実施例１と同様にして極板群製造におけ
るリードタイムおよび得られた電池の短絡発生率を測定
した。その結果を表１に併記した。

【００４０】

【表１】

【００４１】表１から明らかなように、比較例２の電池
は、短絡発生率が０．０２％と低く、容量維持率は８８
％と高い。これは、電流密度が高くなる正極タブ取付部
を含む上縁部に撥水性樹脂であるポリテトラフルオロエ
チレンを塗布しているので、当該領域における正極活物
質と電解液との接触を抑制することができ、γ−オキシ
水酸化ニッケルの生成を抑え、活物質の脱落を有効に防
止していることを表している。しかしながら、比較例２
の電池の製造においては、前記撥水性樹脂の塗布および
乾燥工程が増えているため、極板群製造におけるリード
タイムが１２０分と長くなっている。このため、比較例
２の電池は、活物質の脱落は有効に抑制できるが、その
生産効率は低いといえる。

【００４２】比較例１の電池は、極板群製造におけるリ
ードタイムが１０分と比較的短いが、短絡の発生率が
２．５０％と高く、容量維持率が７６％と低くなってい
る。これは、比較例１の電池においては、電流密度が高
くなる正極タブ取付部を含む上縁部に対して何も処理が
施されていないので、工程数は少ないが、γ−オキシ水
酸化ニッケルが生成しやすくなり、そのことに伴って、
正極板の上縁部から活物質の脱落が起こったことを表し
ている。

【００４３】これら比較例に対し、実施例１の電池は、
極板群製造におけるリードタイムが１２分と比較的短く
（従来の製造方法と同等）、短絡発生率は０．０３％と
低く（比較例２と同等）、容量維持率は８７％と高く
（比較例２と同等）なっている。これは、実施例１の電
池においては、正極一体化物を製造する際に、セパレー
タの側辺を溶着すると同時に、電流密度が高くなる正極
板の上縁部に対面する部分のセパレータを溶融し被膜化
しているので、個別の工程を増やすことなく、正極板上
縁部における正極活物質と電解液との接触を抑制する処
理を施すことができ、有効に活物質の脱落を防止するこ
とができたからである。このように、実施例１において
は、生産効率を低下させることなく、γ−オキシ水酸化
ニッケルの生成が抑えられた電池を得ることができたこ
とを表している。

【００４４】実施例２、３セパレータを溶融する超音波ホーンの当接部の縦の寸法
を４．５ｍｍ一定とし、横の寸法を表２に示すように変
化させたことを除いては、実施例１と同様にして極板群
を組み立て、ニッケル−水素二次電池を製造した。尚、
溶融領域内には正極タブ取付部に対面する部分が必ず含
まれるようにした。このとき、溶融された部分の面積、
すなわち、正極一体化物の表裏両面の溶融領域の面積の
合計を表２に併記した。

【００４５】得られた電池に対し、初期活性化を行った
後、温度２０℃において、０．２Ｃで充放電を反復し、
７サイクル後の放電容量を測定した。その後、各条件毎
に測定値の平均を求め、その結果を表２に併記した。放
電容量の測定が終了した電池に対し、実施例１と同様に
して１０００サイクル試験を行った。

【００４６】１０００サイクル試験後、得られた電池を
分解し、極板群の上部に堆積している活物質を回収し、
その重量を測定した。その後、各条件毎に測定値の平均
を求め、その結果を活物質脱落量として表２に示した。実施例４〜６セパレータの所定個所を溶融することを正極タブが取り
付けられている面（片面）にのみ行ったことを除いては
実施例２と同様にして極板群を組み立て、ニッケル−水
素二次電池を製造した。このとき、溶融された部分の面
積を表２に併記した。

【００４７】得られた電池に対し、実施例２と同様にし
て放電容量を求めた。その結果を表２に併記した。その
後、実施例２と同様に１０００サイクル試験を行い、実
施例２と同様にして活物質脱落量を求めた。その結果を
表２に併記した。尚、実施例１、比較例１の電池につい
ても同様に、放電容量、活物質脱落量を求め、その結果
を表２に示した。

【００４８】

【表２】

【００４９】表２の結果から明らかなように、溶融領域
の面積が大きくなるにしたがい活物質の脱落量が少なく
なっていることがわかる（実施例１〜６）。これは、セ
パレータが被膜化した部分の面積が大きいものほど電流
が集中することを抑制することができ、それにともなっ
てγ−オキシ水酸化ニッケルの生成が抑えられ、正極板
の膨張・変形も抑制されていることを表している。

【００５０】溶融領域の面積が最も小さい実施例６（正
極タブ取付部を平面視した際の面積と略同じ面積）の活
物質脱落量は８０ｍｇであり、電解液と正極板との接触
を抑制する処理を行っていない比較例１の活物質の脱落
量（２５０ｍｇ）よりも少なかった。これは、正極タブ
取付部に対面する部分のセパレータを溶融し、被膜化す
ることが有効であることを表している。

【００５１】ところで、溶融領域の面積が１０８ｍｍ²
以上になると放電容量が５９５ｍＡｈと低くなり、定格
容量以下となっている。これは、溶融領域の面積が大き
くなることにともなって、正極活物質と電解液との接触
が抑制される部分が増え、電池反応が阻害されているか
らである。このことから、溶融領域の面積をあまり大き
くすると、活物質の脱落は抑制できるが、電池特性を低
下させる弊害が生じることがわかる。よって、溶融領域
の面積は、所望の電池特性を確保できる範囲内に設定す
ることが好ましい。

【００５２】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
アルカリ二次電池用極板群は、正極板と接するセパレー
タにおいて、少なくとも前記正極タブの取付部に対面す
る部分が溶融され被膜化されているので、実働時の電流
密度が高くなる部分での電解液と正極板との接触を抑制
することができる。このため、γ−オキシ水酸化ニッケ
ルの生成を抑えることができ、そのことに伴って、正極
板の上縁部からの活物質の脱落を抑制でき、短絡の発生
を極力少なくすることができる。

【００５３】また、本発明のアルカリ二次電池用極板群
の製造方法は、正極板とセパレータとを組み合わせる際
に、セパレータの所定個所を溶融し、当該個所のセパレ
ータを被膜化するので、新たに個別の工程を設けること
なく、電流密度が高くなる部分における電解液と正極板
との接触を抑制する処理を施すことができる。このた
め、本発明のアルカリ二次電池の製造方法は、高い生産
効率を維持したまま、短絡発生が極めて少ない電池を製
造することができるので、その工業的価値は大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】極板群の構成を示す斜視図である。

【図２】正極板の構成を示す斜視図である。

【図３】正極一体化物の構成を示す分解斜視図である。

【図４】正極タブが外装缶底部側に位置する電池の構造
を示す一部切り欠き平面図である。

【図５】正極一体化物の構成を示す平面図である。

【符号の説明】

１外装缶３極板群３１正極板３１ａ上縁部３１ｃ上端３１ｄ正極タブ取付部３２負極板３３セパレータ３３ａ折り目３３ｂ側辺３３ｃ上辺３４正極タブＣ正極一体化物

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】正極タブを備える正極板と負極板とをこ
れらの間にセパレータを介在させた状態で重ね合わせて
成る極板群において、少なくとも前記正極タブの取付部
に対面する部分のセパレータが溶融されて被膜化してい
ることを特徴とするアルカリ二次電池用極板群。
【請求項２】正極タブを備える正極板と負極板とをこ
れらの間にセパレータを介在させて重ね合わせて極板群
を製造する際に、正極板とセパレータとを組み合わせる
と同時に少なくとも前記正極タブの取付部に対面する部
分のセパレータを、溶融手段で溶融して被膜化すること
を特徴とするアルカリ二次電池用極板群の製造方法。