WO2012133233A1 - 円筒形電池及び電池用電極構造 - Google Patents

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WO2012133233A1
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battery
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学 金本
忠司 掛谷
児玉　充浩
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GS Yuasa International Ltd
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GS Yuasa International Ltd
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    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a cylindrical battery such as an alkaline storage battery and a lithium ion secondary battery, and a battery electrode structure used for a battery such as an alkaline storage battery and a lithium ion secondary battery.
  • an electrode formed by spirally winding a belt-like positive electrode plate and a negative electrode plate via a separator there is a battery in which a plate group is housed and sealed in a cylindrical battery case (referred to as a battery outer can, a battery case can, etc.).
  • a battery outer can referred to as a battery case can, etc.
  • a strip-shaped positive electrode plate and a negative electrode plate are spirally wound through a separator so that the inside of the battery case is substantially solid, and are formed into a cylindrical shape.
  • the group is housed in a battery case.
  • the present applicant is developing a low-capacity cylindrical battery corresponding to the application in the cylindrical battery whose capacity has been increasing in recent years.
  • the cylindrical electrode group is accommodated in the battery case by reducing the number of times of winding the belt-like positive electrode plate and the negative electrode plate in a spiral shape.
  • the step due to the winding start portion of the electrode is distorted in the winding shape, and the electrode of the electrode portion is deteriorated due to the deterioration of the electrode portion overlapping the winding start portion. Has the problem of tearing.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems all at once, and in a cylindrical pole group, prevents winding shape distortion due to a step at a winding start portion and electrode tearing due to a step at a winding start portion. Doing it is the main desired task.
  • the cylindrical battery according to the present invention includes a cylindrical battery case and a cylindrical electrode group that is disposed in the battery case and includes a positive electrode, a negative electrode, and a separator, and the electrode group has one axial end. And a slit extending from the other end in the axial direction.
  • having a slit means that, in one continuous electrode, the angle from the one end of the electrode winding start to the other end of the winding end is less than 360 degrees in the circumferential direction. That is, one continuous electrode does not have an overlapping portion, and there is a gap between one end of the winding start of the electrode and the other end of the winding end.
  • the outer diameter of the conventional spirally wound pole group is almost determined at the stage of winding. This is because the outer diameter cannot be easily expanded or contracted due to friction between the electrode plates. Then, when the outer diameter of the pole group is smaller than the inner diameter of the battery case, there is a problem that the contact between the outermost periphery of the pole group and the inner peripheral surface of the battery case becomes insufficient, and the charge / discharge efficiency decreases. On the other hand, when the outer diameter of the electrode group is larger than the inner diameter of the battery case, it is difficult to accommodate the electrode group in the battery case, and the active material held on the electrode plate located on the outermost periphery of the electrode group is the battery. There is a risk of being scraped off by the case.
  • the outer diameter of the pole group can be easily expanded or reduced by the slit.
  • the configuration in which the pole group is pressed against the inner peripheral surface of the battery case can be facilitated by increasing the outer diameter of the pole group in a state where the pole group is arranged in the battery case, and the charge / discharge efficiency Can be prevented.
  • the work of arranging the pole group in the battery case can be performed without damaging the pole group.
  • the pole group has a linear slit extending from one axial end to the other axial end along the axial direction. .
  • the positive electrode and the negative electrode have a C-shaped cross section having a slit extending from one axial end to the other axial end along the axial direction
  • the pole group is configured by arranging the positive electrode and the negative electrode through the separator so that their slits communicate with each other.
  • the positive electrode and the negative electrode expand and contract around a portion facing the portion where the slit is formed, the expansion and contraction centers are almost at the same position, so that the relative movement between the positive electrode and the negative electrode is small and the amount of slip is small. can do.
  • the slits of the pole group can be remarkably easily expanded and contracted.
  • As a mode of arranging the slits so as to communicate with each other it can be considered that the slits of the positive electrode and the negative electrode are oriented in the same direction.
  • the pole group is configured by arranging the positive electrode and the negative electrode with the separator interposed therebetween, and the positive electrode slit and the negative electrode slit adjacent to each other via at least one set of separators in the pole group It is desirable that they are arranged at different positions in the direction. In this case, since it has a slit extending from one axial end to the other axial end, it is easy to expand and contract the pole group, and after inserting the pole group into the battery case and inserting it into the battery case, the battery The pole group can be pressed against the case.
  • the positive electrode slit and the negative electrode slit adjacent to each other via the separator are arranged at different positions in the circumferential direction, the positive electrode expansion / contraction center (the portion on the opposite side of the positive electrode from the slit) and the negative electrode expansion / contraction center (The part of the negative electrode opposite to the slit) is at a different position in the circumferential direction, and it is possible to make it difficult for the adjacent positive electrode and negative electrode to move relative to each other. Accordingly, the positive electrode and the negative electrode can be made difficult to loosen after the outer peripheral surface of the electrode group is pressed against the inner peripheral surface of the battery case or the positive electrode and the negative electrode constituting the electrode group are pressed through the separator. . Therefore, it is possible to prevent a decrease in charge / discharge efficiency of the battery or a drop of the active material of the positive electrode or the negative electrode over a long period of time.
  • the electrode plate is likely to loosen on the innermost circumferential side of the pole group, so that the positive electrode slit and the negative electrode slit adjacent to each other through the separator on at least the innermost circumferential side of the pole group are mutually connected in the circumferential direction. It is desirable that they are arranged at different positions.
  • the positive electrode slit and the negative electrode slit which are adjacent to each other through the separators of the electrode group are arranged at different positions in the circumferential direction. If it is this, in all the positive electrodes and negative electrodes which comprise a pole group, the adjacent positive electrode and negative electrode can make it difficult to carry out relative movement, and the effect of suppression of the loosening of an electrode can be made more remarkable.
  • the different positions are opposite positions in the circumferential direction.
  • the pole group is configured by, for example, alternately arranging a small number of 1-3 positive electrodes and a small number of 1-3 negative electrodes concentrically via a separator. It is a thing. Among them, the configuration in which the effect is most prominent is that the pole group is configured by concentrically arranging a single positive electrode and a single negative electrode wound once around a separator.
  • the one-turn electrode has a hollow portion, and the loosening of the pole group accompanying charging / discharging is remarkable. In the case of one-turn winding, the thickness becomes relatively thick, and the force to press against the case surface increases.
  • the strength of the pole group can be reduced, and the outer diameter of the pole group can be easily remarkably expanded or reduced.
  • the present invention is particularly useful in batteries for devices (eg, remote controls) that operate on relatively low capacity batteries.
  • a battery for this application usually has a structure that does not employ a technique for reducing internal resistance.
  • An electrode having one turn means that the pole group is composed of one continuous negative electrode or one continuous positive electrode.
  • a plurality of windings means that the electrode group includes two or more negative electrodes and two or more continuous positive electrodes.
  • the concentration of KOH in the electrolytic solution can be increased from 7M to 8M.
  • the concentration of KOH in the electrolytic solution can be increased from 7M to 8M.
  • the concentration of the electrolytic solution it is possible to mitigate a decrease in the utilization rate of the active material.
  • a holding member that is disposed between the hollow part of the pole group, the positive electrode and the separator, or between the negative electrode and the separator and presses and holds the pole group from the inside.
  • the holding member presses the electrode group from the inside, it is possible to prevent a decrease in the current collection efficiency by preventing the active material from falling off due to the positive electrode or the negative electrode loosening to the inside.
  • loosening of the positive electrode or the negative electrode is remarkable.
  • the holding member holds the state in which the outer peripheral surface of the pole group and the inner peripheral surface of the battery case are pressed against each other, so that discharge efficiency (in the case of a primary battery) or charge / discharge efficiency (in the case of a secondary battery) Can be prevented. Further, by reducing the number of turns of the pole group wound in a cylindrical shape, the usage amount of the positive and negative electrode current collectors and separators can be greatly reduced, and the man-hours for manufacturing such as entrainment can be reduced.
  • the holding member is disposed in the hollow portion of the pole group and presses the entire inner peripheral surface of the pole group. Is desirable.
  • the holding member is made of an elastic plate, and is deformed into a cylindrical shape so that it is hollow, between the positive electrode and the separator, or between the negative electrode and the negative electrode.
  • the outer peripheral surface of the pole group keeps pressing the inner peripheral surface of the battery case by pressing the pole group from the inside by its elastic restoring force.
  • the plate is deformed into a cylindrical shape and placed in the pole group, but with its elastic return force, for example, the positive or negative electrode located on the innermost circumference is pressed toward the electrode case side. While preventing the active material from falling off, the outer peripheral surface of the pole group and the inner peripheral surface of the battery case can be reliably pressed. Moreover, it can respond to the hollow part of the pole group of various sizes only by deform
  • the positive electrode and the negative electrode include a current collecting base material and an active material provided on the current collecting base material.
  • the current collecting base material follows the volume change of the active material accompanying charge / discharge, and the electrical resistance can be kept low.
  • the current collecting base material has elasticity and presses the electrode plate group. If this is the case, the electrode group can be pressed by the current collecting base material without using the holding member, and therefore, it is possible to prevent a decrease in current collecting efficiency by preventing the active material from falling off due to the loosening of the positive electrode or the negative electrode.
  • an electrode having a current collection base material and an active material provided on one side and the other side of the current collection base material, It is desirable that the cover body is in contact with the active material and sandwiches the active material with the current collecting base material, the cover body has elasticity, and the cover body has electrical conductivity. .
  • the cover body has electrical conductivity, the current collection path from the active material separated from the current collecting base material can be used as a path through the cover body, and the current collection efficiency can be improved.
  • a nickel hydroxide active material is held on a foamed nickel porous body having a three-dimensional network structure with a porosity of 95% or more.
  • a material using the foamed nickel porous body has excellent retention of the active material powder, and also has an excellent current collecting function.
  • the current collecting base material made of a two-dimensional base material is different from the current collecting base material made of a foamed nickel porous body, and the active material is likely to fall off from the current collecting base material due to expansion and contraction of the active material accompanying charge / discharge.
  • the distance between the substrate and the active material is long at a portion near the surface of the electrode plate, and the current collecting efficiency is low.
  • a metal plate when used for the current collector substrate and the cover body, not only can it be thin, but it can be given strength, and its elasticity can be used to match the expansion and contraction of the active material. It can be set as the structure where a cover body always presses an active material with respect to a current collection base material.
  • the cover body has strength so that the positive electrode active material can always be pressed using elasticity.
  • the current collecting base material preferably has elasticity.
  • the opening ratio of the cover body is preferably 5% or more and 60% or less. Similarly, if the current collecting base material has a large number of through holes penetrating in the thickness direction, movement of the electrolyte and ions is not hindered.
  • the cover body is provided on one side of the current collecting base material. It is desirable to provide the 1st cover body which contacts the active material provided in this, and the 2nd cover body which contacts the active material provided in the other surface of the said current collection base material.
  • the pole group is formed by alternately arranging, for example, a small number of one to three positive electrodes and a small number of one to three negative electrodes concentrically via a separator. What has been considered.
  • the pole group has a plurality of positive electrodes or a plurality of negative electrodes, it is desirable to provide a cover for every positive electrode and negative electrode.
  • the configuration in which the effect is most prominent is that the pole group is formed by concentrically arranging one positive electrode wound once and one negative electrode wound once through a separator. .
  • the one-turn winding has a problem that the electrode is not particularly pressed and the friction between the electrodes is small and loosened. For this reason, the effect which prevents dropping of an active material by providing a cover body becomes especially remarkable.
  • the pole group has a slit extending from one end in the axial direction to the other end in the axial direction, there is no step at the winding start portion, and the winding shape distortion caused by the winding start portion and the electrode overlapping the winding start portion The tearing of the electrode due to the deterioration of the part can be suppressed.
  • transformation embodiment The cross-sectional view of the alkaline storage battery of deformation
  • the cross-sectional view which shows the modification of a holding member.
  • the cross-sectional view of the alkaline storage battery according to the second embodiment The cross-sectional view of the alkaline storage battery which concerns on deformation
  • the secondary battery 100 is an alkaline storage battery such as a nickel / cadmium storage battery or a nickel / hydrogen storage battery.
  • a low capacity type cylindrical battery having an AA (AA) type capacity of 1800 mAh or less, or an AAA (AA) type capacity of 650 mAh or less, as shown in FIG. 1 and FIG.
  • AA AA
  • AAA AAA
  • metal battery case 2 having a bottomed cylindrical shape and a cylindrical electrode plate group 3 arranged in the battery case 2 and made up of a positive electrode plate 31, a negative electrode plate 32 and a separator 33.
  • the battery case 2 has a bottomed cylindrical shape with nickel plating, and the upper opening is sealed with a sealing body 5 via an insulator 4 as shown in FIG.
  • a lead piece 311L provided to protrude from the upper end of the positive electrode plate 31 is connected to the back surface of the sealing body 5 directly or via a current collector (not shown), for example, by welding. It becomes the positive terminal.
  • the outer peripheral surface 3n of the negative electrode plate 32 located on the outermost periphery of the electrode plate group 3 is in contact with the inner peripheral surface 2m of the battery case 2 (see the partially enlarged view of FIG. 2).
  • the negative electrode plate 32 is connected to the battery case 2 via a current collector plate (not shown), and the battery case 2 itself becomes a negative electrode terminal.
  • the electrode plate group 3 has a cylindrical shape in which the positive electrode plate 31 and the negative electrode plate 32 are alternately arranged concentrically with separators 33 made of, for example, a polyolefin nonwoven fabric.
  • the separator is impregnated with an electrolytic solution such as potassium hydroxide.
  • the positive electrode plate 31 is made of, for example, a positive electrode current collector made of a perforated steel sheet plated with nickel, and a positive electrode active material coated on the positive electrode current collector.
  • the positive electrode current collecting base material may use nickel foam. Foamed nickel has excellent current collection efficiency.
  • the positive electrode active material is, for example, nickel hydroxide in the case of a nickel / cadmium storage battery, and nickel hydroxide to which calcium hydroxide is added in the case of a nickel / hydrogen storage battery.
  • the negative electrode plate 32 is made of a negative electrode current collector made of a perforated steel sheet plated with nickel in the same manner as the positive electrode plate 31, and a negative electrode active material coated on the negative electrode current collector.
  • the negative electrode active material is, for example, a mixture of a cadmium oxide powder and a metal cadmium powder in the case of a nickel-cadmium storage battery.
  • a nickel-hydrogen storage battery for example, mainly an AB 5 type (rare earth system) or is a powder of hydrogen absorbing alloy of AB 2 type (Laves phase).
  • the positive electrode plate 31 and the negative electrode plate 32 are configured using a two-dimensional substrate such as a perforated steel plate, not a foamed substrate such as a nickel hole.
  • the perforated steel sheet is more likely to fall off the active material than the foamed base material having a three-dimensional structure.
  • the perforated steel sheet is more elastic than the foamed base material, so that the effect when the pole group is enlarged or reduced becomes remarkable. Further, when a plurality of perforated steel sheets are used, a more remarkable effect is observed.
  • the electrode plate group 3 has a linear slit 3S extending from one axial end to the other axial end along the axial direction.
  • the positive electrode plate 31 the negative electrode plate 32, and the separator 33 are accommodated in the battery case 2, as shown in FIG. 2, from one axial end to the other axial end along the axial direction of the cylinder. It has linear slits 31a, 32a, 33a formed over it, and the cross section orthogonal to the axial direction forms a C-shape.
  • the positive electrode plate 31 and the negative electrode plate 32 are alternately arranged concentrically through the separator 33 so that the slits 31a of the positive electrode plate 31 and the slits 32a of the negative electrode plate 32 face the same direction and communicate with each other. Yes.
  • the electrode plate group 3 of the present embodiment two positively wound positive electrode plates 31 and two negatively wound negative electrode plates 32 are provided via a separator 33 so that the slits 31a and 32a are aligned in the radial direction. It is a double structure that is concentrically arranged so as to line up in the direction.
  • the slit 3S of the electrode group 3 is formed when the slits 31a and 32a communicate with each other.
  • AA AA size and positive electrode thickness is preferably 1.0-2.0 mm.
  • the thickness of the negative electrode is preferably 0.3 to 0.8 mm.
  • the positive electrode plate 31 and the negative electrode plate 32 expand and contract around a portion facing the portion where the slits 31a and 32a are formed.
  • the relative movement between the negative electrode plates 32 is small, and the amount of slip can be reduced.
  • FIG. 3 has a slit, the pole group can be expanded and contracted when the battery case is inserted, but the slit 31a of the positive electrode plate 31 and the slit 32a of the negative electrode plate 32 are arranged at different positions in the circumferential direction.
  • the expansion / contraction center of the positive electrode plate 31 (part facing the slit 31a) and the expansion / contraction center of the negative electrode plate 32 (part opposing the slit 32a) are in different positions in the circumferential direction, and adjacent positive electrode plates 31 and the negative electrode plate 32 are less likely to move relative to each other, and it is difficult to expand and contract the outer diameter of the electrode plate group 3 as compared with the configuration of FIG.
  • the alkaline storage battery 100 of this embodiment is arrange
  • the holding member 6 is in contact with the inner peripheral surface 3 m of the electrode plate group 3, in this embodiment, the entire inner peripheral surface of the positive electrode plate 31 positioned at the innermost periphery.
  • the holding member 6 made of a flat plate is curved and deformed into a cylindrical shape and is disposed in the hollow portion 3X of the electrode plate group 3, so that the outer peripheral surface 6n of the holding member 6 is made into an electrode plate by its elastic restoring force.
  • the holding member 6 is preferably in contact with the entire inner peripheral surface 3m of the electrode plate group 3 so that its length dimension is not less than the inner peripheral length of the hollow portion 3X of the electrode plate group 3,
  • the width dimension is desirably substantially equal to the axial length of the hollow portion 3X of the electrode plate group 3.
  • the holding member 6 Since the holding member 6 is pressed against the inner peripheral surface 3m of the electrode plate group 3 by the holding member 6, not only does the positive electrode active material of the positive electrode plate 31 located at the innermost circumference fall off, but also the negative electrode The negative electrode active material on the plate 32 can be prevented from falling off. Thereby, the fall of current collection efficiency can be prevented. Moreover, since the holding member 6 holds the state where the outer peripheral surface 3n of the electrode plate group 3 and the inner peripheral surface 2m of the battery case 2 are in contact, the outer peripheral surface 3n of the electrode plate group 3 and the battery case 2 The contact with the inner peripheral surface 2m can be ensured to prevent the charge / discharge efficiency from being lowered. Further, since the holding member 6 is configured by deforming one plate into a cylindrical shape, the space in the battery 100 can be increased, the amount of the electrolyte can be increased, and the battery An increase in internal pressure can be prevented.
  • the negative electrode plate 32 is welded and connected to the battery case 2 via a current collecting plate etc., for example. Thereafter, an electrolytic solution is injected into the battery case 2. Next, the holding member 6 deformed into a cylindrical shape smaller than the inner diameter of the hollow portion 3X is disposed in the hollow portion 3X of the electrode plate group 3. As a result, the electrode plate group 3 can be fixed to the battery case 2.
  • the lead piece 311L of the positive electrode plate 31 is connected to the back surface of the sealing body 5 directly or via a current collector plate (not shown), and the sealing body 5 is connected to the upper opening of the battery case 2 via the insulator 4. Secure by caulking.
  • each of the positive electrode plate 31, the negative electrode plate 32, and the separator 33 may be wound in a cylindrical shape and housed in the battery case 2 one by one, and the positions of the slits 31a and 32a of the positive electrode plate 31 and the negative electrode plate 32 are the same.
  • a plurality of sets (for example, a set including one positive electrode plate 31, one separator 33, and one negative electrode plate 32) may be divided into a cylindrical shape and accommodated in the battery case 2. good.
  • the slit 3S extending from one end in the axial direction to the other end in the axial direction is formed in the electrode plate group 3, the outer diameter of the electrode plate group 3 can be easily expanded or reduced by the slit 3S.
  • the electrode plate group 3 is reduced in diameter so that the work of arranging the electrode plate group 3 in the battery case 2 is also performed without damaging the electrode plate group 3. Can do.
  • the expansion / contraction centers are located at substantially the same position.
  • the positive electrode plate 31 and the negative electrode plate 32 expand and contract around a portion facing the portion where the slits 31a and 32a are formed, the relative movement between the positive electrode plate 31 and the negative electrode plate 32 is small, and the amount of slip is made as small as possible. Because it can. Furthermore, the outer peripheral surface 3n of the electrode plate group 3 and the inner side of the battery case 2 are increased by expanding the outer diameter of the electrode plate group 3 by, for example, the holding member 6 in a state where the electrode plate group 3 is disposed in the battery case 2. Contact with the peripheral surface 2m can be ensured, and a decrease in charge / discharge efficiency can be prevented.
  • the present invention is not limited to the first embodiment.
  • the electrode plate group of the first embodiment has a double structure, but may have a single structure (see FIG. 4) or a triple structure or more. With a single structure, the strength of the electrode plate group 3 can be reduced, and the outer diameter of the electrode plate group 3 can be most easily expanded or reduced.
  • the positive electrode plate 31 and the negative electrode plate 32 are provided so that the slits 31a and 32a are arranged along the radial direction. However, as shown in FIG. They may be arranged along the inclined direction and arranged alternately in concentric circles so that they communicate with each other.
  • the slit 3S of the first embodiment has a linear shape along the axial direction.
  • the slit 3S has a linear shape along the direction inclined with respect to the axial direction. It may be a shape that is curved or bent in a side view.
  • the slit 31a of the positive electrode plate 31 and the slit 32a of the negative electrode plate 32 may have substantially the same width, or may have different slit widths.
  • the holding member is disposed only in the hollow portion of the electrode plate group.
  • the holding member may be provided between the positive electrode plate, the negative electrode plate, and the separator. good.
  • a belt-shaped holding member is laminated between the positive electrode plate or the negative electrode plate and the separator, and the laminate is wound once to form a cylindrical electrode plate group.
  • it may be provided between the negative electrode plate and the separator.
  • the active material can be further prevented from falling off, and the outer peripheral surface of the electrode plate group can be reliably brought into contact with the inner peripheral surface of the battery case.
  • the positive electrode and the negative electrode of the first embodiment were configured by applying an active material to a perforated steel sheet, but were also configured by filling an active material into a foamed substrate such as a nickel hole. It may be a thing.
  • the current collecting base material constituting at least one of the positive electrode plate or the negative electrode plate has elasticity, and the electrode plate group may be pressed by the elasticity. If this is the case, the electrode plate group can be pressed by the current collecting base material without using a holding member, so that it is possible to prevent a decrease in current collecting efficiency by preventing the active material from falling off due to the loosening of the positive electrode plate or the negative electrode plate. it can.
  • the negative electrode plate is located on the outermost periphery of the electrode plate group.
  • the present invention is not limited to this, and the positive electrode plate may be located on the outermost periphery of the electrode plate group.
  • the separator 33 has no slit.
  • the separator 33 it is desirable to use a nonwoven fabric excellent in shrinkability.
  • the separator 33 may be formed in a polyethylene bag shape, for example, and the positive electrode plate 31 may be accommodated in the bag-shaped separator.
  • the present invention can be applied to secondary batteries such as lithium ion secondary batteries in addition to alkaline storage batteries, or may be applied to primary batteries.
  • the secondary battery 100 according to the second embodiment is different from the first embodiment in the positive electrode plate 31, the negative electrode plate 32, and the separator 33 that constitute the electrode plate group 3.
  • the positive electrode plate 31, the negative electrode plate 32, and the separator 33 are accommodated in the battery case 2 as shown in FIG. 10, extending from one axial end to the other axial end along the axial direction of the cylinder. It has the formed linear slits 31a, 32a, 33a, and the cross section orthogonal to the axial direction forms a C-shape.
  • the positive electrode plate 31 and the negative electrode plate 32 are arranged so that the slits 31a of the positive electrode plate 31 and the slits 32a of the negative electrode plate 32 that are adjacent to each other through the separators 33 are different from each other in the circumferential direction.
  • the different positions are positions where the slit 31a of the positive electrode plate 31 and the slit 32a of the negative electrode plate 32 do not overlap each other in the circumferential direction.
  • the linear slits 31a, 32a, and 33a can be used to wrap the positive electrode plate 31, the negative electrode plate 32, and the separator 33 once around a member that has a rectangular shape in plan view, thereby simplifying the configuration. At the same time, manufacturing can be facilitated.
  • the slits 31a of the plurality (two in FIG. 10) of the positive electrode plates 31 are arranged so as to face the same direction, and the slits 32a of the plurality (two in FIG. 10) of the negative electrode plates 32 face the same direction.
  • the slit 31a of the positive electrode plate 31 and the slit 32a of the negative electrode plate 32 are arranged at positions opposite to each other in the circumferential direction, that is, at positions that differ by approximately 180 degrees in the circumferential direction.
  • the slit 33a of the separator 33 is arranged so as to communicate in the same direction as one of the slit 31a of the positive electrode plate 31 or the slit 32a of the negative electrode plate 32 in order to ensure insulation of the positive electrode plate 31 and the negative electrode plate 32.
  • two positively wound positive electrode plates 31 and two negatively wound negative electrode plates 32 are provided with a slit 33 a of the positive electrode plate 31 and the negative electrode plate 32 via a separator 33.
  • the slits 31a of the positive electrode plate 31 and the slits 32a of the negative electrode plate 32 which are adjacent to each other through the separators 33 are arranged at different positions in the circumferential direction. Therefore, it is possible to make it difficult for the positive electrode plate 31 and the negative electrode plate 32 adjacent to each other to move relative to each other.
  • the electrode plate group configured such that the slit 31a of the positive electrode plate 31, the slit 32a of the negative electrode plate 32, and the slit 33a of the separator 33 are in the same position in the circumferential direction.
  • the positive electrode plate 31, the negative electrode plate 32, and the separator 33 expand and contract around a portion facing the portion where the slits 31 a, 32 a, 33 a are formed, so that the adjacent positive electrode plate 31 and negative electrode plate 32 move relative to each other.
  • the positive electrode plate 31 and the negative electrode plate 32 are easily loosened.
  • the alkaline storage battery 100 of this embodiment is arrange
  • the configuration of the holding member 6 is the same as that in the first embodiment.
  • a single negative electrode plate 32 having a rectangular shape is wound once and accommodated in the battery case 2 in a cylindrical shape.
  • one rectangular separator 33 is wound once to be cylindrical and accommodated in the negative electrode plate 32 in the battery case 2.
  • one positive electrode plate 31 having a rectangular shape is wound once so as to be cylindrical and accommodated in the separator 33 in the battery case 2.
  • each negative electrode plate 32, each separator 33, and each positive electrode plate 31 is accommodated, the inner peripheral surface of the battery case 2 or the inner surfaces of the already accommodated electrode plates 31, 32 or the separator 33 so as to be expanded. So that it is in pressure contact. And after arrange
  • the lead piece 311L of the positive electrode plate 31 is connected to the back surface of the sealing body 5 directly or via a current collector plate (not shown), and the sealing body 5 is connected to the upper opening of the battery case 2 via the insulator 4. Secure by caulking. It is conceivable that the connection between the negative electrode plate 32 and the current collector plate is made every time each negative electrode plate 32 is accommodated in the battery case 2. Alternatively, the electrolytic solution may be injected after the electrode plate group 3 is accommodated in the battery case 2 and the holding member 6 is disposed.
  • the slit 31a of the positive electrode plate 31 and the slit 32a of the negative electrode plate 32 which are adjacent to each other via the separators 33 are arranged at different positions in the circumferential direction.
  • the expansion / contraction center of the positive electrode plate 31 (the portion on the opposite side to the slit 31a in the positive electrode plate 31 (center portion in the circumferential direction)) and the expansion / contraction center of the negative electrode plate 32 (the portion on the opposite side of the slit 32a of the negative electrode plate 32) (Center portion in the circumferential direction)) become different positions in the circumferential direction, and the adjacent positive electrode plate 31 and negative electrode plate 32 can be made difficult to move relative to each other.
  • the outer peripheral surface 3n of the electrode plate group 3 is pressed against the inner peripheral surface 2m of the battery case 2 or the positive electrode plate 31 and the negative electrode plate 32 constituting the electrode plate group 3 are pressed through the separator 33; After that, the positive electrode plate 31 and the negative electrode plate 32 can be made difficult to loosen. Accordingly, it is possible to prevent the charge / discharge efficiency of the secondary battery 100 from being lowered or the active material of the positive electrode plate 31 or the negative electrode plate 32 from dropping for a long period of time.
  • the present invention is not limited to the second embodiment.
  • all of the slits 31a of the positive electrode plate 31 and the slits 32a of the negative electrode plate 32 are configured to be opposite to each other in the circumferential direction, but are not limited to the opposite positions. As shown in FIG. 3 of the first embodiment, it may be an arbitrary position different in the circumferential direction. Thus, if the positions are different in the circumferential direction, it is not necessary to make the positions of the slits 31a of the positive electrode plate 31 and the slits 32a of the negative electrode plate 32 opposite to each other in the manufacturing stage of the battery 100, and the assembly work can be performed. The burden can be reduced.
  • the said embodiment demonstrated the case where the slit 31a of the positive electrode plate 31 and the slit 32a of the negative electrode plate 32 which adjoin through all the separators 33 exist in a different position, as shown in FIG. Only the slit 31a of the positive electrode plate 31 and the slit 32a of the negative electrode plate 32 that are adjacent to each other may be located at different positions via the separator 33 (only the innermost periphery in FIG. 11) located on the innermost periphery side. .
  • the other positive electrode plate 31 and negative electrode plate 32 are preferably arranged so that their slits 31a and 32a communicate in the same direction.
  • the electrode plates 31 and 32 with the slits 31a and 32a facing in the same direction can be easily expanded and contracted, it can be easily brought into contact with the inner peripheral surface of the battery case 2, and the outer peripheral surface of the negative electrode plate 32 is the battery case 2
  • the positive electrode plate 31 and the negative electrode plate 32 can be made difficult to loosen by arranging the innermost peripheral positive electrode plate 31 so that the slit 31a is on the opposite side while in contact with the inner peripheral surface.
  • a third embodiment of the secondary battery according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
  • the same or corresponding members as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals.
  • the configuration of the present embodiment can be used in combination with the first and second embodiments, or can be configured not to be combined with the first and second embodiments.
  • the secondary battery 100 is, for example, a low capacity type having an AA (AA) type capacity of 1800 mAh or less, or an AAA (AA) type capacity of 650 mAh or less.
  • AA AA
  • AAA AAA
  • 12 and 13 a metal battery case 2 having a bottomed cylindrical shape, and a positive electrode plate 31, a negative electrode plate 32, and a separator 33 disposed in the battery case 2.
  • a cylindrical electrode plate group 3 made of
  • the battery case 2 has a bottomed cylindrical shape with nickel plating, and the upper opening is sealed with a sealing body 5 via an insulator 4 as shown in FIG.
  • a lead piece 311L provided to protrude from the upper end of the positive electrode plate 31 is connected to the back surface of the sealing body 5 directly or via a current collector (not shown), for example, by welding. It becomes the positive terminal.
  • the outer peripheral surface 3n of the negative electrode plate 32 located on the outermost periphery of the electrode plate group 3 is in contact with the inner peripheral surface 2m of the battery case 2 (see a partially enlarged view of FIG. 13). .
  • the electrode plate group 3 has a cylindrical shape in which the positive electrode plate 31 and the negative electrode plate 32 are alternately arranged concentrically with separators 33 made of, for example, a polyolefin nonwoven fabric.
  • the separator is impregnated with an electrolytic solution such as potassium hydroxide.
  • the positive electrode plate 31 includes a positive electrode current collector base material 311 made of a metal plate in which a large number of through holes 31 h penetrating in the thickness direction are formed, and a through hole 31 h in the positive electrode current collector base material 311. And a positive electrode active material 312 provided on one surface 311a and the other surface 311b (hereinafter also referred to as both surfaces) of the positive electrode current collector base material 311.
  • the positive electrode current collector base material 311 has a substantially rectangular shape in a plan view in a developed state, and a lead piece 311L is provided at the upper end thereof.
  • the positive electrode current collector base material 311 is a perforated steel plate in which a through hole 31h is formed by punching a flat metal plate (for example, a rolled sheet), for example, plated with nickel. Steel is preferable because it can be compressed sufficiently as a material.
  • the thickness is preferably 10 ⁇ m or more, more preferably 20 ⁇ m or more.
  • the opening ratio of the through holes 31h of the positive electrode current collector base material 311 is, for example, 5% or more and 60% or less.
  • the opening ratio is less than 5%, the active material holding function is lowered, and when the aperture ratio exceeds 60%, the current collecting function may be lowered.
  • the opening shape of the through-hole 31h is circular,
  • the opening diameter is 0.5 mm or more and 2.0 mm or less.
  • those having an opening diameter of less than 0.5 mm are difficult to manufacture, and if the opening diameter exceeds 2.0 mm, the current collecting function may be deteriorated.
  • the opening shape of the through hole 31h various shapes such as an ellipse, an oval, a triangle, a rectangle, a rhombus, and other polygons can be used.
  • the opening diameter here is the diameter in the case of a circle, the short diameter in the case of an ellipse, the length of the shortest side in the case of a triangle, and a polygon such as a rectangle or rhombus. In this case, it refers to the minimum diagonal length.
  • the positive electrode active material 312 is provided almost evenly on both surfaces of the positive electrode current collector 311.
  • it is nickel hydroxide
  • nickel hydroxide to which calcium hydroxide is added for example, Nickel hydroxide to which calcium hydroxide is added.
  • the positive electrode active material 312 may be provided by being applied to the positive electrode current collector 311 or may be provided by compression molding.
  • the negative electrode plate 32 is made of a negative electrode current collecting substrate made of a perforated steel plate plated with nickel similarly to the positive electrode plate 31, and a negative electrode active material coated on the negative electrode current collecting substrate.
  • the negative electrode active material is, for example, a mixture of a cadmium oxide powder and a metal cadmium powder in the case of a nickel-cadmium storage battery.
  • a nickel-hydrogen storage battery for example, mainly an AB 5 type (rare earth system) or is a powder of hydrogen absorbing alloy of AB 2 type (Laves phase).
  • the positive electrode plate 31 and the negative electrode plate 32 are configured using a two-dimensional base material such as a perforated steel plate instead of a foam base material such as a nickel hole.
  • the perforated steel sheet is more likely to fall off the active material than the foamed base material having a three-dimensional structure.
  • the perforated steel sheet is more elastic than the foamed base material, so that the effect when the electrode plate group is enlarged or reduced becomes remarkable. Further, when a plurality of perforated steel sheets are used, a more remarkable effect is observed.
  • a cover body 34 that covers the entire both surfaces of the positive electrode plate 31 is disposed.
  • the cover body 34 is made of a metal plate in which a large number of through holes 34 h penetrating in the thickness direction are formed.
  • the cover body 34 is in contact with the positive electrode active material 312 and sandwiches the positive electrode active material 312 between the positive electrode current collector base material 311. It is a waste.
  • the cover body 34 includes a first cover body 341 that is in contact with the positive electrode active material 312 provided on one surface 311 a of the positive electrode current collector base material 311, and a positive electrode current collector base material.
  • a second cover body 342 that contacts the positive electrode active material 312 provided on the other surface 311b of 311.
  • the positive electrode plate 31 is sandwiched between the first cover body 341 and the second cover body 342.
  • the first cover body 341 and the second cover body 342 have substantially the same shape as each other, and have a substantially rectangular shape in a plan view in a developed state as shown in FIG. It has substantially the same shape as the portion excluding the lead piece portion 311L of the positive electrode current collector base material 311. Further, the first cover body 341 and the second cover body 342 are perforated steel plates plated with nickel, for example, similarly to the positive electrode current collector base material 311, and the through holes 34 h have the positive electrode current collector base material 311. The through hole 31h has the same shape and the same opening ratio. That is, the first cover body 341 and the second cover body 342 have the same configuration as that of the positive electrode current collector base material 311, thereby reducing the manufacturing cost.
  • the cover body 34 that sandwiches the positive electrode plate 31 may be plated with a metal other than nickel, and is stable at the potential of the positive electrode plate 31, specifically, made of nickel, or other than nickel. It may be a cover body in which a metal or resin is plated with nickel.
  • the electrode plate group 3 of the present embodiment is configured so that the positive electrode plate 31 and the negative electrode plate 32 are axially extended from one end in the axial direction along the axial direction of the cylinder. It has linear slits 31a and 32a formed over the other end in the direction, and the cross section orthogonal to the axial direction forms a C-shape.
  • the positive electrode plate 31 and the negative electrode plate 32 are alternately arranged concentrically through the separator 33 so that the slits 31a of the positive electrode plate 31 and the slits 32a of the negative electrode plate 32 face the same direction and communicate with each other. Yes.
  • the positive electrode plate 31 and the negative electrode plate 32 are formed with slits 31a and 32a. Therefore, when the electrode plate group 3 is inserted into the battery case 2, the diameter can be easily reduced, and it is easy to press the electrode plate group 3 against the battery case 2 after the insertion. Can be.
  • the slits 31a and 32a of the positive electrode plate 31 and the negative electrode plate 32 may be arranged at different positions in the circumferential direction.
  • the electrode plate group 3 can be expanded and contracted when the battery case is inserted, but the electrode plate group 3 is configured such that the slit 31a of the positive electrode plate 31 and the slit 32a of the negative electrode plate 32 are arranged at different positions in the circumferential direction. Then, the expansion / contraction center of the positive electrode plate 31 (part facing the slit 31a) and the expansion / contraction center of the negative electrode plate 32 (part opposing the slit 32a) are in different positions in the circumferential direction, and the adjacent positive electrode plate 31 and negative electrode plate 32 are adjacent to each other. It becomes difficult to move relatively, and the positive electrode plate 31 and the negative electrode plate 32 can be made difficult to loosen after being inserted into the battery case 2.
  • the first cover body 341 and the second cover body 342 are arranged on both surfaces of one positive electrode plate 31 so that the single positive electrode plate 31 is sandwiched between the first and second cover bodies 341 and 342.
  • the structure configured as described above and one negative electrode plate 32 are stacked with a separator 33 interposed therebetween. And the laminated body comprised in this way is wound 1 round, the cylindrical electrode group 3 is formed, and it arrange
  • the electrode plate group 3 is disposed in the battery case 2, the outer diameter of the electrode plate group 3 is reduced due to the slit 31 a of the positive electrode plate 31 and the slit 32 a of the negative electrode plate 32. It is possible to prevent a problem that the negative electrode active material on the outer peripheral surface 3n of the group 3 is scraped in contact with the battery case 2.
  • the electrode plate group 3 is arranged in the battery case 2 and then the negative electrode plate 32 is connected to the battery case 2 by welding, for example, via the current collector plate. Thereafter, an electrolytic solution is injected into the battery case 2.
  • the lead piece 311L of the positive electrode plate 31 is connected to the back surface of the sealing body 5 directly or via a current collector plate (not shown), and the sealing body 5 is connected to the upper opening of the battery case 2 via the insulator 4. Secure by caulking.
  • each of the positive electrode plate 31, the negative electrode plate 32, and the separator 33 may be wound in a cylindrical shape and housed in the battery case 2 one by one.
  • a sealed nickel-metal hydride battery that is an alkaline storage battery of the present invention, that is, a perforated steel sheet applied to a positive electrode current collector base material, a positive electrode active material applied, and a cover body provided (positive current collector base material: perforated steel sheet, Cover body: Yes, and a conventional sealed nickel-metal hydride battery, that is, a foamed nickel porous body used as a positive electrode current collector base material to hold the positive electrode active material and not provided with a cover body (positive electrode current collector base material: foamed) Nickel porous body, cover body: none) and a nickel foam porous body used as a positive electrode current collector base material to hold a positive electrode active material and provided with a cover body (positive electrode current collector base material: foam nickel porous body, cover Body: Yes) and 0.2 ItA of a positive electrode active material applied using a perforated steel plate as a positive electrode current collecting base material and a cover body not provided (positive current collecting base material: perforated steel plate, cover
  • the positive electrode active material is 3% by mass of zinc and 0.6% by mass of cobalt.
  • a nickel hydroxide surface containing 6% by weight in a solid solution state and coated with 6% by mass cobalt hydroxide was subjected to air oxidation treatment at 110 ° C. for 1 hour using an 18M sodium hydroxide solution.
  • aqueous solution in which a thickener (carboxymethylcellulose) is dissolved, and an active material and further a PTFE (polytetrafluoroethylene) aqueous solution are mixed in an amount of 0.3% by mass to produce a paste, which is then filled into a nickel foam substrate. After drying, the positive electrode plate was obtained by pressing to a predetermined thickness (0.97 mm).
  • a thickener carboxymethylcellulose
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the positive electrode current collecting base material is a foamed nickel porous body and has a cover body
  • a positive electrode plate was produced in the same manner as in the above (2-1), and a 35 ⁇ m thick perforated steel plate (opening) The both sides of the positive electrode plate were sandwiched at a rate of 50% and a hole diameter of 1 mm.
  • the positive electrode active material has a surface of nickel hydroxide containing 3% by weight of zinc and 0.6% by weight of cobalt in a solid solution state. What coated 6 mass% cobalt hydroxide was used what was air-oxidized for 1 hour at 110 degreeC using 18M sodium hydroxide solution.
  • a paste is prepared by mixing an aqueous solution in which a thickener (carboxymethylcellulose) is dissolved, an active material and an SBR aqueous solution at a solid content of 1% by mass, and a PTFE aqueous solution at a solid content of 0.5% by mass. The thickness is 35 ⁇ m. After being coated on both sides of a perforated steel sheet (opening ratio 50%, hole diameter 1 mm) and dried, it was pressed to a thickness of 0.96 mm to obtain a positive electrode plate.
  • the positive electrode current collecting base material is a perforated steel plate and has a cover body
  • a positive electrode plate is prepared in the same manner as in (2-3) above, and a perforated steel sheet having a thickness of 35 ⁇ m (opening ratio 50) %, The diameter of the hole is 1 mm).
  • the discharge efficiency is lower than that using the porous nickel foam.
  • the presence or absence of the cover body does not significantly affect the punched steel plate.
  • the discharge efficiency is remarkably improved by providing a cover body.
  • the discharge efficiency at a high rate is improved by providing the cover body.
  • a material using a perforated steel plate as a positive electrode current collector has a higher discharge efficiency when discharged at a low rate of 0.2 ItA than when discharged at a high rate of 1 ItA.
  • the positive electrode plate 31 configured by holding the positive electrode active material 312 on the positive electrode current collecting base material 311 made of a perforated steel plate having a large number of through holes 31h. Is sandwiched between the first cover body 341 and the second cover body 342, the positive electrode active material 312 can be prevented from falling off from the positive electrode current collector base material 311, and the current collection efficiency can be improved. it can. Further, since the cover bodies 341 and 342 are made of perforated steel plates, the current collection path from the positive electrode active material 312 away from the positive electrode current collector base material 311 can be a path via the cover bodies 341 and 342.
  • both the positive electrode current collector base material 311 and the cover bodies 341 and 342 are made of a perforated steel plate having a large number of through holes 31h, movement of the electrolyte and ions is not hindered.
  • the perforated steel plates are used for the positive electrode current collector base material 311 and the cover bodies 341 and 342, not only can a thin material be provided with strength, but also the positive electrode active material 312 can be obtained using its elasticity.
  • the cover bodies 341 and 342 can always be configured to press the positive electrode active material 312 against the positive electrode current collector 311 in accordance with the expansion and contraction of the positive electrode current collector 311.
  • the electrode plate group of the third embodiment is configured by concentrically arranging a positive electrode plate wound once and a negative electrode plate wound once around via a separator.
  • the plurality of positive electrodes and the plurality of negative electrodes may be alternately arranged concentrically with a separator interposed therebetween.
  • the cover body is disposed on both surfaces of the positive electrode plate.
  • the cover body may be disposed on any one surface.
  • it is easy to loosen without applying a compression force to the innermost electrode plate group, so both surfaces of the innermost positive electrode plate or negative electrode plate or It is desirable to arrange the cover body on one side.
  • the cover body that sandwiches the negative electrode plate is preferably one that is stable at the potential of the negative electrode plate, specifically, one obtained by subjecting copper, nickel, or iron to nickel plating.
  • one cover body is disposed on one surface and the other surface of the positive electrode plate, respectively, but other cover bodies are disposed on the one surface and the other surface of the positive electrode plate, respectively.
  • the cover piece may be divided into a plurality of pieces in the circumferential direction or the axial direction.
  • a perforated steel plate is used for the positive electrode current collector, but an expanded metal may be used.
  • the opening ratio of the expanded metal is preferably 5% or more and 60% or less. When the opening ratio is less than 5%, the active material holding function is lowered, and when the opening ratio is more than 60%, the current collecting function may be lowered.
  • the alkaline storage battery 100 of the third embodiment is disposed in the hollow portion 3X of the electrode plate group 3 and contacts the inner peripheral surface of the electrode plate group 3.
  • 3 is preferably provided with a holding member 6 that holds the outer peripheral surface 3n in contact with the inner peripheral surface 2m of the battery case 2.
  • the configuration of the holding member 6 is the same as that of the first embodiment.
  • the negative electrode plate is positioned on the outermost periphery of the electrode plate group.
  • the present invention is not limited to this, and the positive electrode plate may be positioned on the outermost periphery of the electrode plate group.
  • the separator for example, a polyethylene bag-like shape may be used, and the positive electrode plate 31 may be accommodated in the bag-like separator.
  • the cylindrical battery has been described in the third embodiment, a rectangular battery may be used.
  • the present invention can be applied to a secondary battery such as a lithium ion secondary battery, or may be applied to a primary battery.

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Abstract

　本発明は、円筒形電池において、ケース挿入時の電極の外径を拡縮容易に構成するものであり、円筒状の電池ケース２と、当該電池ケース２内に配置され、正極３１、負極３２及びセパレータ３３を含む円筒状の極群３とを有し、前記極群３が、軸方向一端から軸方向他端に亘って延びるスリット３Ｓを有することを特徴とする。

Description

円筒形電池及び電池用電極構造
　本発明は、例えばアルカリ蓄電池やリチウムイオン二次電池等の円筒形電池及び例えばアルカリ蓄電池やリチウムイオン二次電池等の電池に用いられる電池用電極構造に関するものである。
　ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・水素蓄電池等のアルカリ蓄電池における円筒形電池としては、例えば特許文献１に示すように、帯状の正極板と負極板とをセパレータを介して渦巻き状に巻いて構成した極板群を円筒形の電池ケース（電池外装缶、電槽缶等という。）に収納して密封した電池がある。この円筒形電池では、高容量化を図るために、帯状の正極板と負極板とをセパレータを介して、電池ケース内がほぼ中実となるように渦巻き状に巻いて円柱状とした極板群を電池ケース内に収納して構成されている。
　一方、本出願人は、近年の高容量化が進んでいる円筒形電池において、用途に応じた低容量の円筒形電池の開発を進めている。具体的には、例えば帯状の正極板と負極板を渦巻き状に巻く回数を減らして円筒状の電極群を電池ケース内に収容すること等を考えている。
特開２００８－１５９３５７号公報
　しかしながら、上記のように渦巻き状に巻いて構成した極群においては、電極の巻き始め部分による段差が巻回形状に歪みを起こし、当該巻き始め部分と重なり合う電極部分の劣化により当該電極部分の電極が断裂してしまうという問題がある。
　そこで本発明は、上記問題点を一挙に解決すべくなされたものであり、円筒状の極群において、巻き始め部分の段差による巻回形状の歪み及び巻き始め部分の段差による電極の断裂を防止することをその主たる所期課題とするものである。
　すなわち本発明に係る円筒形電池は、円筒状の電池ケースと、当該電池ケース内に配置され、正極、負極及びセパレータを含む円筒状の極群とを有し、前記極群が、軸方向一端から軸方向他端に亘って延びるスリットを有することを特徴とする。
　このようなものであれば、極群に軸方向一端から軸方向他端に亘って延びるスリットを形成しているので、巻き始め部分の段差を無くして当該巻き始め部分に起因する巻回形状の歪み及び巻き始め部分と重なり合う電極部分の劣化による電極の断裂を抑制することができる。
　ここで、スリットを有するとは、１枚の連なった電極において、電極の巻き始めの一端から巻き終わりの他端が、周方向において角度が３６０度未満であることをいう。つまり、１枚の連なった電極が重なり部分を有さず、電極の巻き始めの一端と巻き終わりの他端との間に、隙間を有することである。
　また、従来の渦巻き状に巻いた極群の外径は、ほぼ巻く段階で決まってしまう。極板間の摩擦により、外径の拡縮が容易にできないからである。そうすると、極群の外径が電池ケースの内径よりも小さい場合には、極群の最外周と電池ケースの内側周面との接触が不十分となり、充放電効率が低下するという問題がある。一方、極群の外径が電池ケースの内径よりも大きい場合には、極群を電池ケース内に収容することが難しく、極群の最外周に位置する極板に保持された活物質が電池ケースに削られてしまう等の恐れがある。
　極群に軸方向一端から軸方向他端に亘って延びるスリットを形成していることで、当該スリットによって極群の外径を拡縮させ易くすることができる。これにより、電池ケース内に極群を配置した状態で極群の外径を拡径することで、電池ケースの内側周面に極群を押圧させる構成を容易にすることができ、充放電効率の低下を防止することができる。また、電池ケース内に極群を配置する段階で、極群を縮径することで、極群を電池ケース内に配置する作業も極群を傷つけることなく行うことができる。
　極群の構成を簡単にするとともにその製造を容易にするためには、前記極群が、軸方向に沿って軸方向一端から軸方向他端に亘って延びる直線状のスリットを有することが望ましい。
　極群の具体的な実施の態様としては、前記正極及び前記負極が、軸方向に沿って軸方向一端から軸方向他端に亘って延びるスリットを有する断面Ｃ字形状をなすものであり、前記極群が、前記正極及び前記負極を前記セパレータを介して、それらのスリットが互いに連通するように配置して構成されていることが考えられる。これならば、正極及び負極がスリットが形成された部分と対向する部分を中心として拡縮するため、それらの拡縮中心がほぼ同一位置となるため、正極及び負極間の相対移動が小さく滑り量を小さくすることができる。このため極群のスリットが顕著に拡縮しやすくすることができる。スリットが互いに連通するように配置する態様としては、正極のスリット及び負極のスリットが同一方向を向くように配置すること等が考えられる。
　前記極群が、前記正極及び前記負極を前記セパレータを介して配置して構成されるものであり、前記極群において少なくとも一組のセパレータを介して隣り合う正極のスリット及び負極のスリットが、周方向において互いに異なる位置に配置されていることが望ましい。これならば、軸方向一端から軸方向他端に亘って延びるスリットを有しているので、極群を拡縮しやすく、容易に電池ケースへ極群を挿入し、電池ケースへ挿入した後は電池ケースに極群を押圧した状態にすることができる。さらに、セパレータを介して隣り合う正極のスリット及び負極のスリットが周方向において互いに異なる位置に配置されているので、それら正極の拡縮中心（正極におけるスリットとは反対側の部分）及び負極の拡縮中心（負極におけるスリットとは反対側の部分）が周方向において異なる位置となり、隣り合う正極及び負極同士を相対移動しにくくすることができる。これにより、極群の外側周面を電池ケースの内側周面に押圧接触又は極群を構成する正極及び負極をセパレータを介して押圧させた状態とした後に正極及び負極を緩みにくくすることができる。したがって、電池の充放電効率の低下又は正極又は負極の活物質の脱落を長期間にわたって防止することができる。
　特に極群の最内周側において極板が緩みやすいと考えられることから、前記極群の少なくとも最内周側にあるセパレータを介して隣り合う正極のスリット及び負極のスリットが、周方向において互いに異なる位置に配置されていることが望ましい。
　前記極群の各セパレータを介して隣り合う正極のスリット及び負極のスリットが、それぞれ周方向において互いに異なる位置に配置されていることが望ましい。これならば、極群を構成する正極及び負極の全てにおいて、隣り合う正極及び負極が相対移動をしにくくすることができ、電極の緩み抑制の効果を一層顕著にすることができる。
　隣り合う正極及び負極同士を最も移動しにくくする効果を一層顕著にするためには、前記異なる位置が、周方向において反対側の位置であることが望ましい。
　本発明の効果を一層顕著にする構成として、極群が例えば１～３枚の少数の正極及び１～３枚の少数の負極のそれぞれをセパレータを介して同心状に交互に配置して構成されたものである。その中でも効果が最も顕著に現れる構成は、前記極群が、一周巻きした１枚の正極及び一周巻きした１枚の負極をセパレータを介して同心状に配置して構成されたものである。一周巻きの電極は、中空部が形成され、充放電に伴う極群の緩みが顕著である。一周巻きの場合は、厚みが比較的厚くなり、ケース面へ押圧する力が大きくなる。ケース面への圧力が大きくなると、巻き始めの段差による電極の断裂が顕著になるので、スリットを有して巻き始めの段差を無くす効果は大きい。極群の強度を小さくすることができ、極群の外径をさらに顕著に拡縮させ易くできる。本発明は、比較的低容量電池で作動するデバイス（例えば、リモコン）用の電池において特に有用である。当該用途の電池は、通常、内部抵抗を低減するための技術を採用しない構造を有する。例えば、最外周の極板の端部に集電体を溶接する技術、ケース挿入後の極群の拡径を避けるために電極の端部にテープを貼付する技術を採用せずに、電極ケースと最外周の電極が接触することが部品点数の点で好ましい。
　電極が一周巻きであるとは、極群が１枚の連なった負極又は１枚の連なった正極から構成されていることである。電極が複数巻きであるとは、極群が２枚以上の負極及び２枚以上の連なった正極を含むことである。
　また、電解液の濃度が高い方が活物質の利用率の点で好ましい。例えば、電解液中のＫＯＨの濃度を７Ｍから８Ｍにすることを挙げることができる。一周巻きの場合には、正極に対する負極の面積が従来に比べて小さいので、内部抵抗が大きくなり、活物質の利用率が低下する虞がある。電解液の濃度を高くすることで、活物質の利用率低下を緩和することができる。
　前記極群の中空部、前記正極及び前記セパレータの間、又は前記負極及び前記セパレータの間に配置され、前記極群を内側から押圧し保持する保持部材とを有することが望ましい。これならば、保持部材が極群を内側から押圧していることから、正極又は負極が内側に緩むことによる活物質脱落の防止により集電効率の低下を防ぐことができる。特に中空部を有する場合には、正極又は負極の緩みが顕著である。また、保持部材が、極群の外側周面と電池ケースの内側周面とが互いに押圧した状態を保持することによって、放電効率（一次電池の場合）又は充放電効率（二次電池の場合）の低下を防止することができる。さらに円筒状に巻く極群の巻数を減らすことによって、正極及び負極の集電体及びセパレータの使用量を大幅に削減することができ、それらの巻き込み等の製造の工数を削減することもできる。
　ここで、極群全体の活物質の脱落を最大限に防止するためには、前記保持部材が、極群の中空部に配置されて前記極群の内側周面全体を押圧するものであることが望ましい。
　前記保持部材の具体的な実施の態様としては、前記保持部材が弾性を有する板からなり、筒状に変形されて前記極群の中空部、前記正極及び前記セパレータの間、又は前記負極及び前記セパレータの間に配置されることにより、その弾性復帰力によって、前記極群を内側から押圧することで、前記極群の外側周面が前記電池ケースの内側周面を押圧した状態を保持するものを挙げることができる。これならば、板を筒状に変形させて極群内に配置するという簡単な構成でありながら、その弾性復帰力により、例えば最内周に位置する正極又は負極を電極ケース側に押圧して活物質の脱落を防止するとともに、確実に極群の外側周面と電池ケースの内側周面とを押圧させることができる。また、板を種々のサイズの筒状に変形させるだけで、種々のサイズの極群の中空部に対応できる。
　正極及び負極の具体的な実施の態様としては、前記正極及び前記負極が、集電基材と当該集電基材に設けられた活物質とを備えるものであることが考えられる。集電基材を有することで、充放電に伴う活物質の体積変化に集電基材が追従して、電気抵抗を低く保つことができる。また、前記集電基材が弾性を有し、前記極板群を押圧することが望ましい。これならば、保持部材を用いることなく集電基材により極群を押圧することができるので、正極又は負極が緩むことによる活物質脱落の防止により集電効率の低下を防ぐことができる。
　活物質の脱落を防止するとともに集電効率を改善するための電池用電極構造としては、集電基材及び当該集電基材の一方面及び他方面に設けられた活物質を有する電極と、前記活物質に接触して前記集電基材との間で前記活物質を挟むカバー体とを備え、前記カバー体が弾性を有し、且つ、前記カバー体が電気伝導性を有することが望ましい。
　このようなものであれば、集電基材に活物質を保持させて構成される電極にカバー体を配置することによって、集電基材から活物質が脱落することを防止することができ、集電効率を改善することができる。また、カバー体が電気伝導性を有することから、集電基材から離れた活物質からの集電経路をカバー体を介した経路とすることもでき集電効率を改善することができる。
　アルカリ蓄電池の正極板としては、多孔度が９５％以上の三次元の網目構造を有する発泡ニッケル多孔体に水酸化ニッケル活物質を保持させたものがある。この発泡ニッケル多孔体を用いたものは、活物質粉末の保持性に優れており、また集電機能も優れている。
　発泡ニッケル多孔体の替わりに、パンチングメタルやエキスパンドメタル等の金属板に加工を施してなる二次元基材を用いたものが考えられている。
　二次元基材からなる集電基材は発泡ニッケル多孔体からなる集電基材とは異なり、充放電に伴う活物質の膨張収縮等により、活物質が集電基材から脱落し易い。また、二次元基材からなる集電基材に活物質を保持させたものでは、極板の表面に近い部分では基板と活物質との距離が遠く、集電効率が低い。カバー体を備えることで、活物質の脱落を抑制し、集電効率を高めることができる。
　また、集電基材及びカバー体に金属板を用いた場合には、薄いものであっても強度を持たせることができるだけでなく、その弾性を利用して、活物質の膨張収縮に合わせてカバー体が集電基材に対して活物質を常に圧迫する構造とすることができる。
　ここで、カバー体は弾性を利用して正極活物質を常に圧迫できるよう、強度をもっていることが好ましい。集電基材は弾性を有することが好ましい。
　前記カバー体が、厚さ方向に貫通する多数の貫通孔を有するものであれば、電解液やイオンの移動を妨げることもない。カバー体の開口率は５％以上６０％以下であることが好ましい。同様に、前記集電基材が、厚さ方向に貫通する多数の貫通孔を有するものであれば、電解液やイオンの移動を妨げることもない。
　集電基材の一方面及び他方面に設けられた活物質の両方の脱落を防止することによって集電効率をより一層改善するためには、前記カバー体が、前記集電基材の一方面に設けられた活物質に接触する第１のカバー体と、前記集電基材の他方面に設けられた活物質に接触する第２のカバー体とを備えることが望ましい。
　前記カバー体の効果を一層顕著にする構成として、極群が例えば１～３枚の少数の正極及び１～３枚の少数の負極のそれぞれをセパレータを介して同心状に交互に配置して構成されたものが考えられる。極群が複数の正極又は複数の負極を有するものである場合には、全ての正極及び負極毎にカバー体を設けることが望ましい。その中でも効果が最も顕著に現れる構成は、前記極群が、１周巻きした１枚の正極及び１周巻きした１枚の負極をセパレータを介して同心状に配置して構成されたものである。このように１周巻きのものは、特に電極に圧迫力がかからず、電極間の摩擦が小さく緩んでしまうという問題がある。このため、カバー体を設けることによって活物質の脱落を防止する効果が特に顕著となる。
　極群が軸方向一端から軸方向他端に亘って延びるスリットを有する構成によれば、巻き始め部分の段差を無くして当該巻き始め部分に起因する巻回形状の歪み及び巻き始め部分と重なり合う電極部分の劣化による電極の断裂を抑制することができる。
第１実施形態に係るアルカリ蓄電池の縦断面図。 同実施形態のアルカリ蓄電池の横断面図。 正極板のスリット及び負極板のスリットが異なる位置にある変形例を示す図。 変形実施形態のアルカリ蓄電池の横断面図。 変形実施形態のアルカリ蓄電池の横断面図。 変形実施形態の極群を模式的に示す側面図。 保持部材の変形例を示す横断面図。 変形実施形態のアルカリ蓄電池の横断面図。 変形実施形態のアルカリ蓄電池の横断面図。 第２実施形態に係るアルカリ蓄電池の横断面図。 変形実施形態に係るアルカリ蓄電池の横断面図。 第３実施形態に係るアルカリ蓄電池の縦断面図。 同実施形態のアルカリ蓄電池の横断面図。 同実施形態の正極の電極構造の縦断面図。 同実施形態の正極板及びカバー体の展開平面図。 変形実施形態に係るアルカリ蓄電池の横断面図。
　以下に本発明に係る二次電池の第１実施形態について図面を参照して説明する。
　第１実施形態に係る二次電池１００は、ニッケル・カドミウム蓄電池やニッケル・水素蓄電池等のアルカリ蓄電池である。具体的には、例えばＡＡ（単３）形の容量が１８００ｍＡｈ以下、又はＡＡＡ（単４）形の容量が６５０ｍＡｈ以下である低容量タイプの円筒形電池であり、図１及び図２に示すように、有底円筒状をなす金属製の電池ケース２と、この電池ケース２内に配置され、正極板３１、負極板３２及びセパレータ３３からなる円筒状の極板群３とを有するものである。
　電池ケース２は、ニッケルめっきを施した有底円筒状をなすものであり、図１に示すように、上部開口は絶縁体４を介して封口体５により封止されている。また、封口体５の裏面には、正極板３１の上端部に突出して設けられたリード片部３１１Ｌが例えば溶接により直接又は集電板（不図示）を介して接続されて、封口体５が正極端子となる。なお、後述するように、電池ケース２の内側周面２ｍに極板群３の最外周に位置する負極板３２の外側周面３ｎが接触するとともに（図２の部分拡大図参照）、その他の負極板３２は集電板（不図示）を介して電池ケース２に接続されて、電池ケース２自体が負極端子となる。
　極板群３は、正極板３１及び負極板３２を例えばポリオレフィン製の不織布からなるセパレータ３３を介して同心円状に交互に配置して構成される円筒形状をなすものである。なおセパレータには例えば水酸化カリウム等の電解液が含侵される。
　正極板３１は、例えばニッケルめっきを施した穿孔鋼板からなる正極集電体と、この正極集電体上に塗布された正極活物質とからなる。正極集電基材は発泡ニッケルを用いてもよい。発泡ニッケルは集電効率が優れる。なお正極活物質としては、ニッケル・カドミウム蓄電池の場合には、例えば水酸化ニッケルであり、ニッケル・水素蓄電池の場合には、例えば水酸化カルシウムを添加した水酸化ニッケルである。
　負極板３２は、前記正極板３１と同様にニッケルめっきを施した穿孔鋼板からなる負極集電体と、この負極集電体上に塗布された負極活物質からなる。なお負極活物質としては、ニッケル・カドミウム蓄電池の場合には、例えば酸化カドミウム粉末と金属カドミウム粉末との混合物であり、ニッケル・水素蓄電池の場合には、例えば主にＡＢ５型（希土類系）又はＡＢ２型（Ｌａｖｅｓ相）の水素吸蔵合金の粉末である。なお、正極板３１及び負極板３２をニッケル孔体等の発泡状基材ではなく、穿孔鋼板といった二次元基材を用いて構成している。穿孔鋼板は三次元の構造を有している発泡状基材に比べ、活物質の脱落は起こりやすい。一方、穿孔鋼板は発泡状基材より弾性を有しているので、極群を拡縮させたときの効果は顕著になる。さらに複数枚の穿孔鋼板を用いたときは、いっそう顕著な効果がみられる。
　そして、極板群３は、図１及び図２に示すように、軸方向に沿って軸方向一端から軸方向他端に亘って延びる直線状のスリット３Ｓを有する。
　具体的には、正極板３１、負極板３２及びセパレータ３３が、電池ケース２に収容された状態において、図２に示すように、円筒の軸方向に沿って軸方向一端から軸方向他端に亘って形成された直線状のスリット３１ａ、３２ａ、３３ａを有し、軸方向に直交する断面がＣ字形状をなすものである。これら正極板３１及び負極板３２は、セパレータ３３を介して、正極板３１のスリット３１ａ及び負極板３２のスリット３２ａが同一方向を向き、それらが互いに連通するように同心円状に交互に配置されている。本実施形態の極板群３は、１周巻きの２枚の正極板３１及び１周巻きの２枚の負極板３２をセパレータ３３を介して、それらのスリット３１ａ、３２ａが径方向に沿った方向に並ぶように同心円状に配置して構成された２重の構造である。なお、スリット３１ａ、３２ａが連通することにより極板群３のスリット３Ｓが形成される。このように直線状のスリット３Ｓとすることで、正極板３１、負極板３２及びセパレータ３３を平面視矩形状をなす部材を１周巻きすれば良く、構成を簡単化することができるとともに、製造を容易にし、巻ずれによる不良を少なくすることができる。一周巻きの構造であれば、複数巻きの電池と同じ活物質を塗工した場合、電極の厚みが厚くなる。ＡＡ（単三）のサイズで正極厚みは１．０－２．０ｍｍが好ましい。負極の厚みは０．３－０．８ｍｍが好ましい。電極の厚みを厚くすることで容量を大きくすることができるが、ケース面への圧力が大きくなり、巻き始め部分における電極の断裂が多く発生する。スリットを有することで巻き始め部分の段差を無くすことは、一周巻きの構造では効果的である。
　このように構成した極板群３を備えた円筒形電池では、正極板３１及び負極板３２が、スリット３１ａ、３２ａが形成された部分と対向する部分を中心として拡縮するため、正極板３１及び負極板３２間の相対移動が小さく滑り量を小さくすることができる。一方、図３はスリットを有しているので、電池ケース挿入時に極群を拡縮することはできるが、正極板３１のスリット３１ａ及び負極板３２のスリット３２ａが周方向において異なる位置に配置して構成された極板群３では、正極板３１の拡縮中心（スリット３１ａと対向する部分）及び負極板３２の拡縮中心（スリット３２ａと対向する部分）が周方向において異なる位置となり、隣り合う正極板３１及び負極板３２同士が相対移動しにくくなり、図２の構成と比べると極板群３の外径を拡縮させることが難しくなる傾向がある。
　そして本実施形態のアルカリ蓄電池１００は、図１及び図２に示すように、極板群３の中空部３Ｘ内に配置され、極板群３の内側周面３ｍに接触するとともに、極板群３の外側周面３ｎが電池ケース２の内側周面２ｍに接触した状態を保持する保持部材６を備えた方が好ましい。
　この保持部材６は、図１及び図２に示すように、極板群３の内側周面３ｍ、本実施形態では最内周に位置する正極板３１の内側周面の全体に接触するものであり、弾性を有する例えばポリプロピレンもしくはナイロンなどの樹脂製又は金属製の１枚の平板又はそれらを積層した平板からなる。この平板からなる保持部材６は、円筒状に湾曲して変形されて極板群３の中空部３Ｘに配置されることにより、その弾性復帰力によって、保持部材６の外側周面６ｎが極板群３の内側周面３ｍに押圧するとともに、極板群３の外側周面３ｎが電池ケース２の内側周面２ｍに押圧する（図２の部分拡大図参照）。より詳細に保持部材６は、極板群３の内側周面３ｍ全体に押圧接触するために、その長さ寸法は極板群３の中空部３Ｘの内周長以上であることが望ましく、その幅寸法は、極板群３の中空部３Ｘの軸方向長さとほぼ同等であることが望ましい。この保持部材６により、保持部材６が極板群３の内側周面３ｍに押圧していることから、最内周に位置する正極板３１の正極活物質の脱落を防止するだけでなく、負極板３２の負極活物質の脱落も防止できる。これにより集電効率の低下を防止することができる。また、保持部材６が、極板群３の外側周面３ｎと電池ケース２の内側周面２ｍとが接触した状態を保持することから、極板群３の外側周面３ｎと電池ケース２の内側周面２ｍとの接触を確実にして充放電効率の低下を防止することができる。また、１枚の板を円筒状に変形させて保持部材６を構成していることから、電池１００内の空間を大きくすることができ、電解液の液量を多くすることができるとともに、電池内圧の上昇を防ぐことができる。
　次にこのように構成したアルカリ蓄電池１００の製造方法について簡単に説明する。
　まず２枚の矩形状をなす正極板３１及び２枚の矩形状をなす負極板３２をそれぞれ矩形状をなすセパレータ３３を介して交互に積層する。そしてその積層体を１周巻きして円筒状の極板群３を形成して、電池ケース２内に配置する。このとき極板群３を電池ケース２に収容する段階で極板群３をスリット３Ｓにより縮径することで、極板群３の外側周面３ｎにある負極活物質が電池ケース２に接触して削られる等の問題を生じることを防止することができる。そして電池ケース２内に極板群３を配置した後に、負極板３２を集電板等を介して電池ケース２に例えば溶接して接続する。その後、電池ケース２内に電解液を注液する。次に、極板群３の中空部３Ｘ内に、当該中空部３Ｘの内径よりも小さい円筒状に変形された保持部材６を配置する。これにより極板群３を電池ケース２に固定させることができる。そして正極板３１のリード片部３１１Ｌを直接又は集電板（不図示）を介して封口体５の裏面に接続するとともに、当該封口体５を絶縁体４を介して電池ケース２の上部開口にかしめ等により固定する。なお、極板群３を電池ケース２に収容し保持部材６を配置した後に、電解液を注液しても良い。また、正極板３１、負極板３２及びセパレータ３３それぞれを円筒状に巻いて１つ１つ電池ケース２に収容しても良いし、正極板３１及び負極板３２のスリット３１ａ、３２ａの位置が同じ場合には、複数組（例えば１枚の正極板３１、１枚のセパレータ３３及び１枚の負極板３２からなる組）に分けて組ごとに円筒状に巻いて電池ケース２に収容しても良い。
　＜第１実施形態の効果＞
　このように構成した第１実施形態に係るアルカリ蓄電池１００によれば、極板群３に軸方向一端から軸方向他端に亘って延びるスリット３Ｓを形成しているので、巻き始め部分の段差を無くして当該巻き始め部分に起因する巻回形状の歪み及び巻き始め部分と重なり合う電極部分の劣化による断裂を抑制することができる。
　また、極板群３に軸方向一端から軸方向他端に亘って延びるスリット３Ｓを形成しているので、当該スリット３Ｓによって極板群３の外径を拡縮させ易くすることができる。電池ケース２内に極板群３を配置する段階で、極板群３を縮径することで、極板群３を電池ケース２内に配置する作業も極板群３を傷つけることなく行うことができる。ここで、拡縮中心がほぼ同一位置となることが好ましい。正極板３１及び負極板３２がスリット３１ａ、３２ａが形成された部分と対向する部分を中心として拡縮するため、正極板３１及び負極板３２間の相対移動が小さく滑り量を可及的に小さくすることができるからである。さらに、電池ケース２内に極板群３を配置した状態で極板群３の外径を例えば保持部材６によって拡径することで、極板群３の外側周面３ｎと電池ケース２の内側周面２ｍとの接触を確実にすることができ、充放電効率の低下を防止することができる。
　なお、本発明は前記第１実施形態に限られるものではない。例えば、前記第１実施形態の極板群は２重の構造であったが、１重（図４参照）又は３重以上の構造としても良い。１重の構造であれば、極板群３の強度を小さくすることができ、極板群３の外径を最も拡縮させ易くできる。
　また、前記第１実施形態では正極板３１及び負極板３２が、それらのスリット３１ａ、３２ａが径方向に沿って並ぶように設けられているが、図５に示すように、径方向に対して傾いた方向に沿って並び、それらが互いに連通するように同心円状に交互に配置して構成しても良い。
　さらに、前記第１実施形態のスリット３Ｓは、軸方向に沿った直線状をなすものであったが、図６に示すように、軸方向に対して傾いた方向に沿った直線状をなすものであっても良いし、側面視において湾曲又は屈曲した形状をなすものであっても良い。また、正極板３１のスリット３１ａ及び負極板３２のスリット３２ａはほぼ同一幅を有するものの他、それらのスリット幅が異なるものであっても良い。
　さらに、保持部材６に関して言うと、電池ケース２の内側周面２ｍに極板群３の外側周面３ｎが接触した状態における極板群３の内側周面３ｍに嵌合する形状の外側周面を有するものであっても良い。具体的には、図７に示すように、極板群３の内側周面３ｍと略同一形状をなす（内側周面３ｍとほぼ同一径の外径を有する）樹脂製又は金属製円筒体又は円柱体であっても良い。このようなものであれば、電池ケース２に収容された極板群３の中空部３Ｘに保持部材６を嵌合させることによって前記実施形態と同様の効果を得ることができる。
　その上、前記第１実施形態では、極板群の中空部のみに保持部材を配置するものであったが、これに加えて、保持部材を正極板、負極板及びセパレータの間に設けても良い。この場合、例えば正極板又は負極板とセパレータとの間に帯状の保持部材を積層して、この積層体を１周巻きして円筒状の極板群を形成することで、保持部材を正極板又は負極板とセパレータとの間に設けることが考えられる。これにより活物質の脱落をより一層防止することができ、極板群の外側周面を電池ケースの内側周面により確実に接触させることができる。なお、保持部材を正極板、負極板及びセパレータの間に設ける場合は、多孔性の材料などを用いて、イオンの通り道を確保しておく必要がある。
　前記第１実施形態の正極及び負極は、穿孔鋼板に活物質を塗工して構成されるものであったが、その他、ニッケル孔体等の発泡状基材に活物質を充填させて構成したものであっても良い。
　また、正極板又は負極板の少なくとも一方を構成する集電基材が弾性を有し、当該弾性により極板群を押圧するように構成しても良い。これならば、保持部材を用いることなく集電基材により極板群を押圧することができるので、正極板又は負極板が緩むことによる活物質脱落の防止により集電効率の低下を防ぐことができる。
　また、前記第１実施形態では極板群の最外周に負極板が位置するものについて説明したが、これに限られず、極板群の最外周に正極板が位置するものであっても良い。
　また、図８に示すように、正極板３１及び負極板３２のみスリット３１ａ、３２ａを有し、セパレータ３３がスリットを有しない構成とした方が良い。セパレータ３３がスリットを有していると、異なる極板の間で短絡が起こる場合がある。セパレータ３３は収縮性に優れた不織布を用いることが望ましい。その他、図９に示すように、セパレータ３３を例えばポリエチレン製の袋状をなすものとして、正極板３１をその袋状のセパレータに収容して構成しても良い。
　本発明は、アルカリ蓄電池の他、リチウムイオン二次電池等の二次電池に適用することも可能であり、又は一次電池に適用しても良い。
　＜第２実施形態＞
　次の本発明に係る二次電池の第２実施形態について図面を参照して説明する。なお、第２実施形態において、前記第１実施形態と同一又は対応する部材には、同一の符号を付している。
　第２実施形態に係る二次電池１００は、前記第１実施形態とは、極板群３を構成する正極板３１、負極板３２及びセパレータ３３が異なる。
　具体的に正極板３１、負極板３２及びセパレータ３３は、電池ケース２に収容された状態において、図１０に示すように、円筒の軸方向に沿って軸方向一端から軸方向他端に亘って形成された直線状のスリット３１ａ、３２ａ、３３ａを有し、軸方向に直交する断面がＣ字形状をなすものである。そして、これら正極板３１及び負極板３２は、各セパレータ３３を介して隣り合う正極板３１のスリット３１ａ及び負極板３２のスリット３２ａが周方向において互いに異なる位置となるように配置されている。ここで異なる位置とは、正極板３１のスリット３１ａと負極板３２のスリット３２ａとが周方向において互いに重ならない位置である。なお、直線状のスリット３１ａ、３２ａ、３３ａとすることで、正極板３１、負極板３２及びセパレータ３３を平面視矩形状をなす部材を１周巻きすれば良く、構成を簡単化することができるとともに、製造を容易にすることができる。
　本実施形態では複数（図１０では２枚）の正極板３１のスリット３１ａは同一方向を向くように配置され、複数（図１０では２枚）の負極板３２のスリット３２ａは同一方向を向くように配置されるとともに、正極板３１のスリット３１ａと負極板３２のスリット３２ａとが周方向において反対側の位置、つまり周方向においてほぼ１８０度異なる位置に配置されている。セパレータ３３のスリット３３ａは、正極板３１及び負極板３２の絶縁性を確保するため、正極板３１のスリット３１ａ又は負極板３２のスリット３２ａの一方と同一方向を向いて連通するように配置されている。なお、本実施形態の極板群３は、１周巻きの２枚の正極板３１及び１周巻きの２枚の負極板３２をセパレータ３３を介して、正極板３１のスリット３１ａ及び負極板３２のスリット３２ａが周方向において反対側の位置となるように同心円状に配置して構成された２重の構造である。
　このように構成した極板群３を備えた円筒形電池では、各セパレータ３３を介して隣り合う正極板３１のスリット３１ａ及び負極板３２のスリット３２ａが周方向において互いに異なる位置に配置されているので、隣り合う正極板３１及び負極板３２同士を相対移動しにくくすることができる。一方、前記第１実施形態の図２に示すように、正極板３１のスリット３１ａ、負極板３２のスリット３２ａ及びセパレータ３３のスリット３３ａが周方向において同じ位置となるように構成された極板群３では、正極板３１、負極板３２及びセパレータ３３が、スリット３１ａ、３２ａ、３３ａが形成された部分と対向する部分を中心として拡縮するため、隣り合う正極板３１及び負極板３２が相対移動しやすくなり、正極板３１及び負極板３２が緩みに易い。
　そして本実施形態のアルカリ蓄電池１００は、図１０に示すように、極板群３の中空部３Ｘ内に配置され、極板群３の内側周面３ｍに接触するとともに、極板群３の外側周面３ｎが電池ケース２の内側周面２ｍに接触した状態を保持する保持部材６を備えた方が好ましい。この保持部材６の構成は、前記第１実施形態と同様である。
　次に第２実施形態のアルカリ蓄電池１００の製造方法の一例について簡単に説明する。
　まず矩形状をなす１枚の負極板３２を１周巻きして円筒状として電池ケース２内に収容する。次に矩形状をなす１枚のセパレータ３３を１周巻きして円筒状として電池ケース２内の負極板３２内に収容する。次に矩形状をなす１枚の正極板３１を１周巻きして円筒状として電池ケース２内のセパレータ３３内に収容する。このように負極板３２、セパレータ３３及び正極板３１をこの順で収容する作業を繰り返す。なお、各負極板３２、各セパレータ３３及び各正極板３１を収容する度に、それらを押し拡げるようにして電池ケース２の内側周面又は既に収容された極板３１、３２又はセパレータ３３の内面に押圧接触するようにする。そして電池ケース２内に極板群３を配置した後に、負極板３２を集電板等を介して電池ケース２に例えば溶接して接続する。その後、電池ケース２内に電解液を注液する。次に、極板群３の中空部３Ｘ内に、当該中空部３Ｘの内径よりも小さい円筒状に変形された保持部材６を配置する。これにより極板群３を電池ケース２に固定させることができる。そして正極板３１のリード片部３１１Ｌを直接又は集電板（不図示）を介して封口体５の裏面に接続するとともに、当該封口体５を絶縁体４を介して電池ケース２の上部開口にかしめ等により固定する。なお、負極板３２と集電板との接続は、各負極板３２を電池ケース２内に収容する毎に行うことが考えられる。また、極板群３を電池ケース２に収容し保持部材６を配置した後に、電解液を注液しても良い。
　＜第２実施形態の効果＞
　このように構成した第２実施形態に係るアルカリ蓄電池１００によれば、各セパレータ３３を介して隣り合う正極板３１のスリット３１ａ及び負極板３２のスリット３２ａが周方向において互いに異なる位置に配置されているので、それら正極板３１の拡縮中心（正極板３１におけるスリット３１ａと反対側の部分（周方向における中央部））及び負極板３２の拡縮中心（負極板３２のスリット３２ａとは反対側の部分（周方向における中央部））が周方向において異なる位置となり、隣り合う正極板３１及び負極板３２同士を相対移動しにくくすることができる。これにより、極板群３の外側周面３ｎを電池ケース２の内側周面２ｍに押圧接触又は極板群３を構成する正極板３１及び負極板３２をセパレータ３３を介して押圧させた状態とした後に正極板３１及び負極板３２を緩みにくくすることができる。したがって、二次電池１００の充放電効率の低下又は正極板３１又は負極板３２の活物質の脱落を長期間にわたって防止することができる。
　なお、本発明は前記第２実施形態に限られるものではない。例えば、前記第２実施形態では正極板３１のスリット３１ａ及び負極板３２のスリット３２ａ全てが、周方向において互いに反対側の位置となるように構成されているが、反対側の位置に限られず、前記第１実施形態の図３に示すように、周方向において異なる任意の位置であっても良い。このように周方向において異なる任意の位置であれば、電池１００の製造段階において、正極板３１のスリット３１ａ及び負極板３２のスリット３２ａの位置を反対側の位置にする必要がなく、組み立て作業の負担を軽減することができる。
　また、前記実施形態では全てのセパレータ３３を介して隣り合う正極板３１のスリット３１ａ及び負極板３２のスリット３２ａが異なる位置にある場合を説明したが、図１１に示すように、極板群３の最内周側に位置するセパレータ３３（図１１では最内周のみ）を介して隣り合う正極板３１のスリット３１ａ及び負極板３２のスリット３２ａのみが異なる位置となるように構成しても良い。それ以外の正極板３１及び負極板３２については、それらのスリット３１ａ、３２ａが同一方向を向いて連通するように配置することが望ましい。これならば、スリット３１ａ、３２ａが同一方向を向く極板３１、３２を拡縮しやすいので電池ケース２の内側周面に接触させ易くすることができ、負極板３２の外側周面が電池ケース２の内側周面に接触した状態で、最内周側の正極板３１をスリット３１ａが反対側となるように配置することで、正極板３１及び負極板３２を緩みにくくすることができる。
　＜第３実施形態＞
　以下に本発明に係る二次電池の第３実施形態について図面を参照して説明する。なお、第３実施形態において、前記第１、第２実施形態と同一又は対応する部材には、同一の符号を付している。なお、本実施形態の構成は、前記第１、第２実施形態と組み合わせて用いることもできるし、前記第１、第２実施形態と組み合わせない構成とすることもできる。
　第３実施形態に係る二次電池１００は、前記第１実施形態と同様、例えばAA（単３）形の容量が１８００ｍＡｈ以下、又はAAA（単４）形の容量が６５０ｍＡｈ以下である低容量タイプの円筒形電池であり、図１２及び図１３に示すように、有底円筒状をなす金属製の電池ケース２と、この電池ケース２内に配置され、正極板３１、負極板３２及びセパレータ３３からなる円筒状の極板群３とを有するものである。
　電池ケース２は、ニッケルめっきを施した有底円筒状をなすものであり、図１２に示すように、上部開口は絶縁体４を介して封口体５により封止されている。また、封口体５の裏面には、正極板３１の上端部に突出して設けられたリード片部３１１Ｌが例えば溶接により直接又は集電板（不図示）を介して接続されて、封口体５が正極端子となる。なお本実施形態では、後述するように、電池ケース２の内側周面２ｍに極板群３の最外周に位置する負極板３２の外側周面３ｎが接触する（図１３の部分拡大図参照）。
　極板群３は、正極板３１及び負極板３２を例えばポリオレフィン製の不織布からなるセパレータ３３を介して同心円状に交互に配置して構成される円筒形状をなすものである。なおセパレータには例えば水酸化カリウム等の電解液が含侵される。
　正極板３１は、図１４に示すように、厚さ方向に貫通する多数の貫通孔３１ｈが形成された金属板からなる正極集電基材３１１と、この正極集電基材３１１において貫通孔３１ｈに充填されるとともに正極集電基材３１１の一方面３１１ａ及び他方面３１１ｂ（以下両面ともいう。）に設けられた正極活物質３１２とを有する。
　正極集電基材３１１は、図１５（Ａ）に示すように、展開した状態の平面視において概略矩形状をなすものであり、その上端部にリード片部３１１Ｌが設けられている。この正極集電基材３１１は、平板状の金属板（例えば圧延シート）にパンチング加工を施すことによって貫通孔３１ｈが形成された、例えばニッケルめっきを施した穿孔鋼板である。材料として十分な圧迫ができる点で、鋼が好ましい。厚さは１０μｍ以上、さらには２０μｍ以上が好ましい。
　正極集電基材３１１の貫通孔３１ｈの開口率は例えば５％以上６０％以下である。ここで、開口率が５％を下回ると活物質保持機能が低下し、開口率が６０％を超えると集電機能が低下するおそれがある。また、貫通孔３１ｈの開口形状は円形であり、その開口径を０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下としている。ここで開口径が０．５ｍｍを下回るものは製造が困難であり、開口径が２．０ｍｍを超えると集電機能が低下するおそれがある。なお、貫通孔３１ｈの開口形状としては、その他、楕円形、長円形、三角形、矩形、菱形やその他の多角形など種々の形状とすることができる。ここでいう開口径とは、円形の場合はその直径であり、楕円形の場合はその短径であり、三角形の場合はその最短の辺の長さであり、矩形や菱形等の多角形の場合はその最小の対角線の長さを指す。
　正極活物質３１２は、正極集電基材３１１の両面にほぼ均等に設けられており、例えばニッケル・カドミウム蓄電池の場合には、例えば水酸化ニッケルであり、ニッケル・水素蓄電池の場合には、例えば水酸化カルシウムを添加した水酸化ニッケルである。この正極活物質３１２は、正極集電基材３１１に塗布することにより設けても良いし、圧縮成型することにより設けても良い。
　負極板３２は、前記正極板３１と同様にニッケルめっきを施した穿孔鋼板からなる負極集電基材と、この負極集電基材上に塗布された負極活物質からなる。なお負極活物質としては、ニッケル・カドミウム蓄電池の場合には、例えば酸化カドミウム粉末と金属カドミウム粉末との混合物であり、ニッケル・水素蓄電池の場合には、例えば主にＡＢ５型（希土類系）又はＡＢ２型（Ｌａｖｅｓ相）の水素吸蔵合金の粉末である。
　なお、正極板３１及び負極板３２をニッケル孔体等の発泡状基材ではなく、穿孔鋼板といった二次元基材を用いて構成している。穿孔鋼板は三次元の構造を有している発泡状基材に比べ、活物質の脱落は起こりやすい。一方、穿孔鋼板は発泡状基材より弾性を有しているので、極板群を拡縮させたときの効果は顕著になる。さらに複数枚の穿孔鋼板を用いたときは、いっそう顕著な効果がみられる。
　しかして、本実施形態では、図１３及び図１４に示すように、正極板３１の両面全体を覆うカバー体３４が配置されている。このカバー体３４は、厚さ方向に貫通する多数の貫通孔３４ｈが形成された金属板からなり、正極活物質３１２に接触して正極集電基材３１１との間で正極活物質３１２を挟むものである。具体的にこのカバー体３４は、図１４に示すように、正極集電基材３１１の一方面３１１ａに設けられた正極活物質３１２に接触する第１のカバー体３４１と、正極集電基材３１１の他方面３１１ｂに設けられた正極活物質３１２に接触する第２のカバー体３４２とを備える。これら第１のカバー体３４１及び第２のカバー体３４２により正極板３１を挟持する構造としている。
　これら第１のカバー体３４１及び第２のカバー体３４２は、互いに略同一形状をなすものであり、図１５（Ｂ）に示すように展開した状態の平面視において概略矩形状をなし、前述した正極集電基材３１１のリード片部３１１Ｌを除いた部分と略同一形状をなす。また、第１のカバー体３４１及び第２のカバー体３４２は、前記正極集電基材３１１と同様に例えばニッケルめっきを施した穿孔鋼板であり、その貫通孔３４ｈは前記正極集電基材３１１の貫通孔３１ｈと同一形状をなし、その開口率も同一である。つまり、第１のカバー体３４１及び第２のカバー体３４２は、前記正極集電基材３１１と同一構成として、製造コストを削減している。その他、正極板３１を挟み込むカバー体３４は、ニッケル以外の金属をめっきしたものであっても良く、正極板３１の電位で安定なもの、具体的には、ニッケルからなるもの、又はニッケル以外の金属又は樹脂にニッケルめっきを施したカバー体であっても良い。
　なお、本実施形態の極板群３は、図１３に示すように、正極板３１及び負極板３２が、電池ケース２に収容された状態において、円筒の軸方向に沿って軸方向一端から軸方向他端に亘って形成された直線状のスリット３１ａ、３２ａを有し、軸方向に直交する断面がＣ字形状をなすものである。これら正極板３１及び負極板３２は、セパレータ３３を介して、正極板３１のスリット３１ａ及び負極板３２のスリット３２ａが同一方向を向き、それらが互いに連通するように同心円状に交互に配置されている。このように構成した極板群３を備えた円筒形電池では、正極板３１、負極板３２及びセパレータ３３間の相対移動が小さいので、正極板３１及び負極板３２が、スリット３１ａ、３２ａが形成された部分と対向する部分を中心として拡縮するため、電池ケース２に極板群３を挿入する際に縮径が容易にでき、挿入後に極板群３を電池ケース２に押圧することが容易にできる。一方、前記第２実施形態の図１０に示すように、正極板３１及び負極板３２のスリット３１ａ、３２ａを周方向において異なる位置に配置しても良い。これならば、電池ケース挿入時に極板群３を拡縮することはできるが、正極板３１のスリット３１ａ及び負極板３２のスリット３２ａが周方向において異なる位置に配置して構成された極板群３では、正極板３１の拡縮中心（スリット３１ａと対向する部分）及び負極板３２の拡縮中心（スリット３２ａと対向する部分）が周方向において異なる位置となり、隣り合う正極板３１及び負極板３２同士が相対移動しにくくなり、電池ケース２内に挿入した後において、正極板３１及び負極板３２を緩みにくくさせることができる。
　次にこのように構成したアルカリ蓄電池１００の製造方法について簡単に説明する。
　まず１枚の正極板３１の両面に第１のカバー体３４１及び第２のカバー体３４２を配置して１枚の正極板３１が第１及び第２のカバー体３４１、３４２によって挟まれるようにする。このように構成した構造体及び１枚の負極板３２をセパレータ３３を介して積層する。そして、このように構成した積層体を１周巻きして円筒状の極板群３を形成して、電池ケース２内に配置する。このとき、極板群３を電池ケース２に配置する段階で、正極板３１のスリット３１ａ及び負極板３２のスリット３２ａがあることによって極板群３の外径が縮小されることで、極板群３の外側周面３ｎにある負極活物質が電池ケース２に接触して削られる等の問題を生じることを防止することができる。集電板を用いる構成とする場合は、電池ケース２内に極板群３を配置した後に、負極板３２を集電板等を介して電池ケース２に例えば溶接して接続する。その後、電池ケース２内に電解液を注液する。そして正極板３１のリード片部３１１Ｌを直接又は集電板（不図示）を介して封口体５の裏面に接続するとともに、当該封口体５を絶縁体４を介して電池ケース２の上部開口にかしめ等により固定する。また、正極板３１、負極板３２及びセパレータ３３それぞれを円筒状に巻いて１つ１つ電池ケース２に収容しても良い。
　次に本発明のアルカリ蓄電池である密閉型ニッケル水素電池、つまり穿孔鋼板を正極集電基材に用いて正極活物質を塗布し、カバー体を設けたもの（正極集電基材：穿孔鋼板、カバー体：有）と、従来の密閉型ニッケル水素電池、つまり発泡ニッケル多孔体を正極集電基材に用いて正極活物質を保持し、カバー体を設けないもの（正極集電基材：発泡ニッケル多孔体、カバー体：無）と、発泡ニッケル多孔体を正極集電基材に用いて正極活物質を保持し、カバー体を設けたもの（正極集電基材：発泡ニッケル多孔体、カバー体：有）と、穿孔鋼板を正極集電基材に用いて正極活物質を塗布し、カバー体を設けないもの（正極集電基材：穿孔鋼板、カバー体：無）との０．２ＩｔＡ放電効率（％）、１ＩｔＡ放電効率（％）、及び、３ＩｔＡ放電効率（％）の比較実験を行った。この実験結果を以下の表１に示す。なお、実験に用いた負極、正極及び密閉型ニッケル水素電池の作製及び実験条件は次のとおりである。
（１）密閉形ニッケル水素電池の負極の作製
　組成がＬａ０．６５Ｐｒ０．２Ｍｇ０．１５Ｎｉ３．５Ａｌ０．１からなる水素吸蔵合金粉末（Ｄ５０＝５０μｍ）１００質量部に増粘剤（メチルセルロース）を溶解した水溶液を加え、さらに、結着剤ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）を１質量部加えてペースト状にしたものを厚さ３５μｍの穿孔鋼板（開口率５０％、孔の直径１ｍｍ）の両面に塗布して乾燥させた後、厚さ０．４０ｍｍにプレスして、負極板とした。
　（２）密閉形ニッケル水素電池の正極の作製
　（２－１）正極集電基材が発泡ニッケル多孔体であってカバー体無しの場合
　正極活物質には亜鉛３質量％、コバルト０．６質量％を固溶状態で含有する水酸化ニッケル表面に６質量％の水酸化コバルトを被覆したものを、１８Ｍ水酸化ナトリウム溶液を用いて１１０℃で１時間空気酸化処理を行ったものを用いた。増粘剤（カルボキシメチルセルロース）を溶解させた水溶液と、活物質さらにＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）水溶液を固形分で０．３質量％混合して、ペーストを作製し、ニッケル発泡基材に充填し、乾燥させた後、所定の厚さ（０．９７ｍｍ）にプレスすることによって正極板とした。
　（２－２）正極集電基材が発泡ニッケル多孔体であってカバー体有りの場合
　上記（２－１）と同様にして正極板を作製し、カバー体として厚さ３５μｍの穿孔鋼板（開口率５０％、孔の直径１ｍｍ）で正極板の両面を挟み込んだ。
　（２－３）正極集電基材が穿孔鋼板であってカバー体無しの場合
　正極活物質には亜鉛３質量％、コバルト０．６質量％を固溶状態で含有する水酸化ニッケル表面に、６質量％の水酸化コバルトを被覆したものを１８Ｍ水酸化ナトリウム溶液を用いて１１０℃で１時間空気酸化処理を行ったものを用いた。増粘剤（カルボキシメチルセルロース）を溶解させた水溶液と、活物質さらにＳＢＲ水溶液を固形分で１質量％、ＰＴＦＥ水溶液を固形分で０．５質量％混合して、ペーストを作製し、厚さ３５μｍの穿孔鋼板（開口率５０％、孔の直径１ｍｍ）の両面に塗布して乾燥させた後、厚さ０．９６ｍｍにプレスして、正極板とした。
　（２－４）正極集電基材が穿孔鋼板であってカバー体有りの場合
　上記（２－３）と同様にして正極板を作製し、カバー体として厚さ３５μｍの穿孔鋼板（開口率５０％、孔の直径１ｍｍ）で正極板の両面を挟み込んだ。
（３）密閉形ニッケル水素電池の作製
　正極と負極とを、正極容量１に対して負極容量が１．３０となる割合でセパレータを介して捲回して極板群とし、円筒状の電池ケースに収納した。次に、７Ｍの水酸化カリウムと０．８Ｍの水酸化リチウムからなる電解液を１．９５ｍｌ注液し、安全弁を備えた金属製蓋体で封口して、容量１０００ｍＡｈ、サイズＡＡ（単三形）のニッケル水素蓄電池を作製した。なお、正負極１周巻きの構造とした。
（４）密閉形ニッケル水素電池の評価
　（４－１）０．２ＩｔＡ放電効率（％）の比較実験
　２０℃で、０．１ＩｔＡ（１００ｍＡ）で１０時間の充電、休止１時間、０．２ＩｔＡで１．０Ｖまで放電を１サイクル行い、その後、０．１ＩｔＡ（１００ｍＡ）で１６時間の充電、休止１時間、０．２ＩｔＡで１．０Ｖまで放電を３サイクル行う充放電サイクルを繰り返し、化成とした。
　そして、２０℃で、０．１ＩｔＡ（１００ｍＡ）で１６時間の充電、休止１時間、０．２ＩｔＡで１．０Ｖまで放電を１サイクル行い、放電容量を求めた。なお、０．２ＩｔＡ放電効率（％）＝｛０．２ＩｔＡ放電容量／正極活物質理論容量（Ｎｉを１電子反応として計算）｝×１００である。
　（４－２）１ＩｔＡ放電効率（％）の比較実験
　２０℃で、０．１ＩｔＡ（１００ｍＡ）で１０時間の充電、休止１時間、０．２ＩｔＡで１．０Ｖまで放電を１サイクル行い、その後、０．１ＩｔＡ（１００ｍＡ）で１６時間の充電、休止１時間、０．２ＩｔＡで１．０Ｖまで放電を３サイクル行う充放電サイクルを繰り返し、化成とした。
　そして、２０℃で、０．１ＩｔＡ（１００ｍＡ）で１６時間の充電、休止１時間、１ＩｔＡで１．０Ｖまで放電を１サイクル行い、放電容量を求めた。なお、１ＩｔＡ放電効率（％）＝｛１ＩｔＡ放電容量／正極活物質理論容量（Ｎｉを１電子反応として計算）｝×１００である。
　（４－３）３ＩｔＡ放電効率（％）の比較実験
　２０℃で、０．１ＩｔＡ（１００ｍＡ）で１０時間の充電、休止１時間、０．２ＩｔＡで１．０Ｖまで放電を１サイクル行い、その後、０．１ＩｔＡ（１００ｍＡ）で１６時間の充電、休止１時間、０．２ＩｔＡで１．０Ｖまで放電を３サイクル行う充放電サイクルを繰り返し、化成とした。
　そして、２０℃で、０．１ＩｔＡ（１００ｍＡ）で１６時間の充電、休止１時間、３ＩｔＡで１．０Ｖまで放電を１サイクル行い、放電容量を求めた。なお、３ＩｔＡ放電効率（％）＝｛３ＩｔＡ放電容量／正極活物質理論容量（Ｎｉを１電子反応として計算）｝×１００である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１から分かるように、穿孔鋼板を正極集電基材として用いてカバー体を設けないものにおいては、発泡ニッケル多孔体を用いたものと比べると放電効率が低下する。また、０．２ＩｔＡ放電効率及び１ＩｔＡ放電効率において、発泡ニッケル多孔体を正極集電基材として用いた場合には、カバー体の有無があまり影響しないのに対し、穿孔鋼板を正極集電基材として用いた場合には、カバー体を設けることで放電効率が著しく向上している。さらに、３ＩｔＡ放電効率においては、発泡ニッケル多孔体を正極集電基材として用いた場合であっても、カバー体を設けることで高レートでの放電効率が向上している。また、穿孔鋼板を正極集電基材として用いたものは、１ＩｔＡの高レートで放電させた場合に比べると、低レートの０．２ＩｔＡで放電させた場合の放電効率が高く、穿孔鋼板の正極集電基材に穿孔鋼板のカバー体を設けることで、発泡ニッケル多孔体とほぼ同じ放電効率が得られている。なお、負極板と対向しない面のカバー体は開口率を小さくしてもよい。
　＜第３実施形態の効果＞
　このように構成した第３実施形態に係るアルカリ蓄電池１００によれば、多数の貫通孔３１ｈを有する穿孔鋼板からなる正極集電基材３１１に正極活物質３１２を保持させて構成される正極板３１を第１のカバー体３４１及び第２のカバー体３４２で挟持することによって、正極集電基材３１１から正極活物質３１２が脱落することを防止することができ、集電効率を改善することができる。また、カバー体３４１、３４２が穿孔鋼板から構成されることから、正極集電基材３１１から離れた正極活物質３１２からの集電経路をカバー体３４１、３４２を介した経路とすることもでき集電効率を改善することができる。さらに正極集電基材３１１及びカバー体３４１、３４２を共に多数の貫通孔３１ｈを有する穿孔鋼板により構成しているので、電解液やイオンの移動を妨げることもない。その他、正極集電基材３１１及びカバー体３４１、３４２に穿孔鋼板を用いているので、薄いものであっても強度を持たせることができるだけでなく、その弾性を利用して、正極活物質３１２の膨張収縮に合わせてカバー体３４１、３４２が正極集電基材３１１に対して正極活物質３１２を常に圧迫する構造とすることができる。
　なお、本発明は前記第３実施形態に限られるものではない。例えば、前記第３実施形態の極板群は、１周巻きした正極板及び１周巻きした負極板をセパレータを介して同心状に配置して構成されたものであるが、正極板及び負極板を渦巻き状に複数巻きして構成しても良いし、複数枚の正極板及び複数枚の負極板のそれぞれをセパレータを介して同心状に交互に配置して構成しても良い。
　また、前記第３実施形態では、カバー体を正極板の両面に配置した例を示したが、いずれか一方の面に配置したものであっても良い。例えば複数巻きして構成された極板群の場合には、最内周側の極板群に圧迫力がかからずに緩みやすいことから、最内周側の正極板又は負極板の両面又は一方の面にカバー体を配置することが望ましい。
　さらに前記第３実施形態では、正極板のみをカバー体で挟み込むように構成しているが、負極板もカバー体で挟み込むように構成しても良い。これならば負極活物質の脱落を防止することができ、集電効率を改善することができ充放電効率を向上することができる。また、負極板を挟み込むカバー体は、負極板の電位で安定なもの、具体的には、銅、ニッケル又は鉄にニッケルめっきを施したものが好ましい。
　加えて、前記第３実施形態では、正極板の一方面及び他方面に１枚のカバー体をそれぞれ配置しているが、その他、正極板の一方面及び他方面にそれぞれ配置されるカバー体が、例えば周方向又は軸方向に複数に分割されたカバー片からなるものであっても良い。
　さらに加えて、前記第３実施形態では正極集電体に穿孔鋼板を用いたものであったが、エキスパンドメタルを用いたものであっても良い。エキスパンドメタルの開口率は５％以上６０％以下が好ましい。開口率が５％を下回ると活物質保持機能が低下し、開口率が６０％を超えると集電機能が低下するおそれがある。
　その上、前記第３実施形態のアルカリ蓄電池１００が、図１６に示すように、極板群３の中空部３Ｘ内に配置され、極板群３の内側周面に接触するとともに、極板群３の外側周面３ｎが電池ケース２の内側周面２ｍに接触した状態を保持する保持部材６を備えていることが好ましい。なお、保持部材６の構成は、前記第１実施形態のものと同様である。
　また、前記第３実施形態では極板群の最外周に負極板が位置するものについて説明したが、これに限られず、極板群の最外周に正極板が位置するものであっても良い。
　またセパレータとしては、例えばポリエチレン製の袋状をなすものとして、正極板３１をその袋状のセパレータに収容して構成しても良い。
　前記第３実施形態では円筒形電池について説明したが、角形電池であっても良い。また本発明は、アルカリ蓄電池の他、リチウムイオン二次電池等の二次電池に適用することも可能であり、又は一次電池に適用しても良い。
　その他、本発明は前記第１、第２及び第３実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
　本発明によれば、円筒状の極群において、巻き始め部分の段差による巻回形状の歪み及び電極の断裂を防止することができる。

Claims (15)

  1. 　円筒状の電池ケースと、当該電池ケース内に配置され、正極、負極及びセパレータを含む円筒状の極群とを有し、
    　前記極群が、軸方向一端から軸方向他端まで延びるスリットを有することを特徴とする円筒形電池。
  2. 　前記極群が、前記正極及び前記負極を前記セパレータを介して配置され、前記正極のスリット及び前記負極のスリットが互いに周方向において同じ位置に配置されている請求項１記載の円筒形電池。
  3. 　前記極群が、前記正極及び前記負極を前記セパレータを介して配置され、
    　前記極群において少なくとも一組のセパレータを介して隣り合う正極のスリット及び負極のスリットが、周方向において互いに異なる位置に配置されている請求項１記載の円筒形電池。
  4. 　前記極群の各セパレータを介して隣り合う正極のスリット及び負極のスリットが、それぞれ周方向において互いに異なる位置に配置されている請求項３記載の円筒形電池。
  5. 　前記異なる位置が、周方向において反対側の位置である請求項３又は４記載の円筒形電池。
  6. 　前記極群において、正極又は負極が一周巻きである請求項１乃至３の何れかに記載の円筒形電池。
  7. 　前記極群における最外周の電極が前記電池ケースと接触する請求項６記載の円筒形電池。
  8. 　前記極群の中空部、前記正極及び前記セパレータの間、又は前記負極及び前記セパレータの間に配置され、前記極群を内側から押圧し保持する保持部材とを有する請求項１乃至３の何れかに記載の円筒形電池。
  9. 　前記正極及び前記負極が、集電基材と当該集電基材に設けられた活物質とを備える請求項１記載の円筒形電池。
  10. 　前記集電基材が弾性を有し、前記極群を押圧する請求項９記載の円筒形電池。
  11. 　集電基材及び当該集電基材の一方面及び他方面に設けられた活物質を有する電極と、
    　前記活物質に接触して前記集電基材との間で前記活物質を挟むカバー体とを備え、
    　前記カバー体が弾性を有し、且つ、前記カバー体が電気伝導性を有する電池用電極構造。
  12. 　前記カバー体が、厚さ方向に貫通する多数の貫通孔を有する請求項１１記載の電池用電極構造。
  13. 　前記カバー体が、前記集電基材の一方面に設けられた活物質に接触する第１のカバー体と、前記集電基材の他方面に設けられた活物質に接触する第２のカバー体とを備える請求項１１又は１２記載の電池用電極構造。
  14. 　前記集電基材が弾性を有する請求項１１記載の電池用電極構造。
  15. 　請求項１１記載の電池用電極構造を有する円筒形電池であり、
    　正極又は負極が一周巻きである円筒形電池。
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