JPS606073B2 - 渦巻電極体を備えた電池の製造法 - Google Patents

渦巻電極体を備えた電池の製造法

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JPS606073B2
JPS606073B2 JP54144596A JP14459679A JPS606073B2 JP S606073 B2 JPS606073 B2 JP S606073B2 JP 54144596 A JP54144596 A JP 54144596A JP 14459679 A JP14459679 A JP 14459679A JP S606073 B2 JPS606073 B2 JP S606073B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は渦巻電極体を備えた電池の袋電機造の改良に係
り、電池性能の安定、向上を図った安価な電池を供する
ことを目的とする。
渦巻電極体を備えた電池の代表例である密閉形ニッケル
・カドミウム蓄電池において、正極又は負極からの集電
方法は通常次のようにして行なわれている。
その一つは第３図に示すように、正極９の中央部から正
極リード１０を取出し、負極１１も同様に負極リード１
２を取出して、正極リードー川ま正極端子を兼ねるキャ
ップ１３と電気的導通を有する封□板１４１こ、負極リ
ード１２は負極端子を兼ねる電池容器１５に各々溶接に
よって固定されているものである。この構造では１本の
りードを通して極板の１ケ所から電流が流れるため、強
負荷電流時の電圧降下が大きくなり、電池の出力が低下
するという欠点を有していた。そこで前記の欠点を改良
する方法として第４図に示すように、正極１６，１７の
極端として各々の極板を構成する導電性芯材の一部を突
出させて、これを正極突出部１８、負極突出部１９とし
、この突出部上に第５図のＡ，Ｂに示すごとくの集電体
２０を当俵させ、溶接により突出部と集電体とを固定す
るものが提案された。第４図で２０は前記の正極集電体
、２１は同構成の負極集電体で、各々その集電体の一部
が封□板２２および電池容器２３に溶接により固定され
る。第５図の集電体でＡの構造の場合、１対の溶接電極
が、それぞれ二股に分れた脚部２０′上におかれて溶接
されるため、溶接時の電流は二股に分れた脚部２０′上
を流れる電流（熔接時の無効電流）が大きくなり、集電
体から芯材突出部に流れる電流は小さく、集電体をＵ字
状にして芯材突出部に喰込ませるほどに加圧しながら溶
接しても溶接強度が小さく、振動或は引っ張りに対して
弱いという欠点を有していた。また集電体自体の形状を
断面逆Ｕ字状の脚をもつ二股に加工するため、加工が複
雑となり、コスト的にも高くなる。第５図のＢに示す構
造はＡに比べて集電体がエキスパンデッドメタルのよう
な凸部を有する開孔体であるため、溶接時の無効電流が
少なく従って溶接強度は比較的大であるが、その反面、
開孔体の凸部を主体に溶接されるため、Ａよりは溶接強
度が強いがまた不十分であり、かつ集電体自体にエキス
パンデッドメタルやネットのごとき比較的高価な材料を
使用するため、コスト的に高くなるという欠点があった
。本発明は前記第５図Ｂに示す集電体を極端に接続する
際の無効電流を小さくする方法とは逆に無効電流を利用
して溶接する方法であり〜安価な集電体を用い、かつ溶
接強度を第６図Ａ，Ｂの集電体を用いた場合よりも一段
と大きくしたもので、集電機造の信頼性を高めたもので
ある。以下実施例をもって本発明を説明する。厚さ０．
７肋の焼結式ニッケル正極と、厚さ０．６脚のペースト
式カドミウム負極とを用い、それぞれの極板の長さ方向
の一端に芯金突出部を設け、該芯金突出部が各々上下に
突出するようにセパレータを間に介在させてこの正、負
両極板を渦巻状に巻回する。
巻回された極板群の外周は粘着性かつ耐アルカリ性の合
成樹脂テープで固定する。この極板群の上下に厚さ０．
２脚の平板状のニッケルめつき鋼板からなる集電体を当
綾する。第１図は極板群の上下における集電体の当援状
況を示し、１は正極芯金突出部、２はセパレータ、３は
負極芯金突出部、４は負極、５は正極集電体、６は負極
集電体、７は群外周固定テープである。この極板群端部
に当援された集黄体上に一対の溶接電極を配設し、熔接
電流を流す。第２図は正極側の溶接時の状況を示し、点
線部分は正極芯金突出部１で５は正極集電体、８，８′
は一対の溶接電極でその電極間距離Ｌは２側とした。こ
の溶接には交流溶接機を用いてこれから通電した。
通電により一対の溶接電極間２脚内の集電体部分は集中
的に赤熱溶融され、この集電体部分の下面に当接してい
る芯金突出部１も加熱熔融されて集電体と芯金突出部と
が溶着する。この溶接の際、一対の溶接電極間にある集
電体は溶融により一部熔断状態がみられるが、溶断が生
じても集電体と芯金突出部は強固に落着されるので、そ
の溶接強度は著しく高まる。このようにして正極側の溶
接は２〜４ケ所行なわれたのち、次に負極側も同様に溶
接を行なう。
なお、正極側、負極側の溶接は個別に行なうか、また２
台の溶接機により同時に行なっても良い。集電体を溶接
してなる極板群は従来の方法と同様に、正極集電体の導
出部５′は封□板に、負極集電体の導出部（図示せず）
は電池容器底部に各々溶接される。その後電解液を注入
後〜封口し電池とする。電池完成状態での断面は第４図
と同じである。本発明における集電体と芯金突出部との
溶接強度を確認するために、集電体と芯金突出部との溶
接がはずれるまでの引張り強度を測ったところ、５の固
ともすべて１０ｋ９以下のものは１個も無かった。一方
、従来品である第５図のＡの集電体では５針固の引張り
強度は２〜６ｋ９、Ｂでのそれは５〜９ｋ９であるとこ
ろから「溶接強度については本発明品が著しく強いこと
が確認された。この引張り強度は通常約８ｋ９以上であ
れば実用上全く問題のないことが知られている。次に電
池状態で振動試験によって溶接強度を測った。
振動試験の条件は〜１０００サイクル／分、全振幅４伽
で３方向に各々２０分、合計６０分振動させたものであ
る。この振動試験により従釆品である第５図のＡでは５
の固中３個に、又Ｂでは５の固中１個に集電体の溶接は
ずれがみられたが、本発明品では溶接はずれは皆無であ
った。このように本発明は集電体と芯金突出部の溶接強
度が十分に確保されており、溶接の信頼性が高い。この
本発明は集電体と芯金突出部との溶接において、従来か
ら行なわれている集電体表面を流れる溶接時の無効電流
を小さくするような方法とは、全く逆にし、従来いわれ
てきた無効電流を積極的に利用して集電体の一部を溶融
させ、芯金突出部との溶接を行なうものである。
従って従来熔接時の無効電流を小さくするため、溶接電
極を集電体に当接する際可及的に加圧状態とし、集電体
と芯金突出部との接触抵抗を減少させ、集電体を芯金突
出部に喰込ませるようにしていたのに対し、本発明は特
に強く必要はなく、一対の溶接電極間距離を４・さくし
て集電体を局部的に赤熱溶融せしめることにより、集電
体に当接している芯金突出部も加熱溶融され、両者の溶
接がなされる。このような溶接方法においては、コンデ
ンサー蓄積式の溶接機にくらべ、数サイクルが溶接に利
用できる交流溶接機の方が集電体を赤熱溶融させるのに
好都合である。さらに本発明者らは、集電体溶接時にお
ける一対の溶接電極間の距離について検討したところ、
この距離が５肋以下であ柵よ十分に溶接がなされること
を見出した。
前記電極間距離が５肌よりも大きい場合には電極間に位
置する集電体の熱容量が大きくなってこの部分が溶融さ
れず、集電体と極板端縁との溶接強度が弱まる。勿論、
一対の溶接電極間に流す溶接電流を大きくしたり、溶接
時間を増加させれば溶接は達成されるが、その場合には
、溶接される集電体部分の発熱量が大きくなって、セパ
レータを加熱溶融したりあるいは焼損させるため、極板
間にショートの危険があり、局部的な熱集中が十分に図
れないため実際の熔接強度も弱くなる。又、本発明の方
法ではｈ集電体を赤熱溶融させるものであるため、集電
体の厚さについても検討した。
その結果、ニッケルめつき銅、ニッケルなどからなる集
電体の板陣が０．５肋以下であれば十分に赤熱溶融し、
良好な溶接が可能であることを確認した。
なお、集電体の厚さが０．５肋よりも厚くなると一対の
溶接電極間に位置する部分の電気抵抗が４・さくなるの
と熱容量が大きくなるため、赤熱溶融し難くなる。また
、集電体はその厚さが厚くなると硬くなって芯材突出部
との接合が悪化して十分な溶接ができなくなり、確実な
溶接とするために加圧力を高めると、芯材突出部が倒れ
てショートを生じる間題がある。
本発明で使用する集電体は、これまでの断面逆Ｕ字状で
二股に分岐したもの、あるいはエキスパンデッドメタル
やネットの如き関孔板のような比較的高価で予備加工を
要するものは不要であり、通常の非関孔板（無地板）で
よく、その形状も平板、波板、凹凸（ェンボス）板など
適宜なものを使用できる。
従って、材料的に安価で確実な集電機造を形成すること
ができる。なお、本発明により製造した電池の強負荷電
流での放電特性は、第５図Ａに示す集電体を用いた電池
より優れ、第５図Ｂに示す集電体を用いた電池と同等あ
るいはそれ以上であることが確認できた。
このように、本発明は安価で簡単な構造の集電体を使用
して集電体と芯金突出部との溶接強度を十分に確保どき
るものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例における渦巻電極体に集電体を
当接した斜視図、第２図は集電体を芯材突出部に溶接す
る際の斜視図、第３図、第４図はこれまでの密閉形ニッ
ケル・カドミウム蓄電池の半裁側面図、第５図Ａ，Ｂは
これまでの集電体を示す斜視図である。 １・…・・正極芯金突出部、２・・・・・・セパレータ
、３・・・・・・負極芯金突出部、４・・・・・・負極
、５・・・・・・正極集電体、６・・・…負極集電体、
８，８′・・・・・・一対の溶接電極。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ セパレータを間に介在させた帯状の正、負両極をそ
    の各極端を上下に突出させて渦巻状に巻回した極板群を
    備え、非開孔板からなる集電体を正、負各極の極端に当
    接させ、集電体上に配置した一対の溶接電極間の間隙を
    ５ｍｍ以下として前記集電体上から溶接電流を流して前
    記溶接電極間の集電板を加熱溶接させ、正、負両極板の
    極端に溶接することを特徴とした渦巻電極体を備えた電
    池の製造法。 ２ 正、負各極板の極端が非開孔金属部からなり、厚さ
    ０．５ｍｍ以下の集電体を交流溶接機にて前記極端と溶
    接することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
    渦巻電極体を備た電池の製造法。
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