JPS5928026B2 - 円筒形電池 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は円筒形電池に係わり、特に、アルカリ蓄電池に
応用される。

薄い焼結式電極が、その間に介挿される１または２のセ
パレータとともに螺旋形に巻かれている構造の蓄電池は
公知である。

この技術では、一方では高電流を供給しうる蓄電池を製
造できるが、反面、かなり高価であり、かつ蓄電池の寸
法が小さくなるにつれてより高価になる。仏国特許第１
３５５２６４号では、正および負が交互になつている共
軸円筒形の比較的厚い電極を使用することが提案されて
いる。

それによれば、術にＦｉｇｌａおよびＦｉｇ２ａ参照）
各電極の共軸層の数は１または２であり、各円筒形層は
円筒を形成する複数個の弧状、たとえば組立を容易にす
るために２つの半円筒形で形成されている。さらに、こ
の電池では、り形に折曲げられた金属板で形成された中
央集電部材が使用されており、この中央集電部材は一方
の極の端子として機能するとともに、他の極の外部端子
として機能する金属ケーシングに対して各半円筒形層を
外方に向つて半径方向に押圧している。しかしながら、
この電池では、両端にある電極（中央および周辺）は比
較的厚く、しかも一方の面でしか作用しないため、効率
が低い欠点がある。本発明の目的は、適当なコストで上
記欠点を軽減することにある。

本発明は、各々が樋形状であつて円筒の弧をなす形状の
複数個の並列に接続した単位電池を収容するケーシング
を包含する円筒形電池を提供するものであり、各単位電
池はケーシング内では実質的に完全な円筒体を形成とと
もに、各単位電池の電極と電池の端子との間で適当に接
続されている。

また、各単位電池は、比較的薄く樋形状の、相互に電気
的に接続された外側負極部分と内側負極部分との間でセ
パレータ層を介してサンドイツチされた比較的厚く、樋
形状の正極を包含する。厚い正極（たとえば厚さ１ない
し３ｍｍ）は、薄い負極（厚さ１ｍ７！Ｌ以下）により
、その両面で包囲されており、したがつて高い効率で作
用できる。好適な具体例では、単位電池は半円筒形であ
り、その結果、ケーシング内に２つの単位電池が存在す
ることになる。正極は、加圧成形式（この場合、最終形
状に直接的に圧縮成形することが有利である）またはペ
ースト式（活性物質（粉砕した導電剤を添加してもよい
）を結合剤と混合し、ついで集電部材に塗布する方式）
のものである。

本発明においてペースト式電極を使用する場合には、好
ましくは平形電極から成形される。負極は、好ましくは
薄い焼結式のものであり、しかも外方および内方負極部
分は好ましくは正極の真直端にそつて折曲げられた焼結
物質から分離状態にある共通の集電部材の一部（焼結物
質が塗布されていない露出部分）により互いに連結され
る。

この集電部材の露出部分を絶縁性物質で被覆してもよい
。他の具体例によれば、本発明の電池は、高さにおいて
同一でありかつ直径において異なる少なくとも２個の共
軸円筒形単位電池セツトを包含し、少なくとも１個の外
方単位電池セツトが１個の内方単位電池セツトを包囲す
る形状を有する。

正極および負極を互いに同等の押圧状態に保ら、各単位
電池セツトを互いに押圧状態に保ら、かつ外方単位電池
セツトをケーシング（金属製で、負極集電部材として作
用する）に対して押圧状態に保つために、電池の軸に沿
つて、各単位電池セツトに外方への力を与える弾性変形
可能なフイン（またはデイスク）を具備する絶縁ロツド
が配置してある。本発明の具体例を、図面を参照して以
下に詳述する。

ここで述べる本発明の実施例はニツケルーカドミウムア
ルカリ蓄電池に係わるものである。

第１図において、蓄電池は、ニツケルメツキした鋼製の
ケーシングを有する。該ケーシングは、その上方で、ケ
ーシング１の上方部に形成された溝３上に位置するニツ
ケルメツキ鋼製のカバー２で閉止される。カバー２の周
辺部は、シールリング４が包囲しており、ケーシング１
とカバー２との間を電気的に絶縁する。ケーシング１の
上方部はシールリング４上に曲げてあり、設置したシー
ルリング４およびカバー２を溝３に対して押圧すること
により液密封をなす。カバー２は、該カバー２に溶接し
かつカバー２の中央部に設けた孔７をふさぐ樹脂製デイ
スク６を収容するキヤツプ５でなる弁を支持する。これ
らの構成は一般的であり、本発明の特徴をなすものでは
ない。第１図および第２図において、ケーシング１は電
気的に並列に接続した２個の単位電池を収容す〜る。

各単位電池は１８０に対する弧に沿つて伸長する樋形状
であり、内方負極部分８２または８３と外方負極部分８
１または８４との間でサンドイツチされた正極９１また
は９２を包含する。相当する内方および外方負極部分８
２および８１または８３および８４は電気的に相互に接
続している。外方負極部分８１および８４は、ケーシン
グ１の壁の内面に対して、弾性絶縁ロツド１５（ケーシ
ング１の軸上にあり、単位電池を外方に押圧し、これに
よりケーシング１と負極部分８１および８４との間の電
気的接続を促進するとともに、ケーシング１内における
各単位電池を機械的に支持する）の作用により押圧され
る。正極９１および９２は、それぞれリード線１０およ
び１１によつてカバー２に電気的に接続しており、これ
により正極キヤツプ５に接続している。負極は、孔のあ
る金属箔でなる芯材料上に焼結―冨スリリ[ワQぷ曹；ｚ
τＸ＝：゜び８４は、各対を構成している負極部分の間
の電気的接続を提供する同一の金属製芯材料８５または
８６を共有する。

対をなす負極部分間を相互に接続する金属製芯材料８５
または８６の非焼結部分は正極の真直な端の一方で折曲
げられている。金属製芯材料８５および８６のこれらの
露出する部分は、正極との間での短絡を防止するために
、好ましくは絶縁コーテイングされている。正極９１お
よび９２は、リード線１０および１１に電気的に接続し
た各集電芯材料９３および９４上に塗布した粘性物質で
なる。

各単位電池の正極および負極は、負極の金属製芯材料８
５および８６が折曲げられている端と同様にそれぞれ正
極９１および９２の真直な端で折曲げられているセパレ
ータにより相互に分離されている。

第２図から見られるように、正極を包囲するセパレータ
１２および１３の端部が、たとえ正極の他方の端部の周
囲で折曲げるに十分な長さである場合にも、他の単位電
池の負極の露出部分との間で短絡する危険（たとえば、
正極９２が負極芯材料８５との間で短絡する危険および
正極９１が負極芯材料８６との間で短絡する危険）があ
り、したがつて前記と同様の理由により、これらの露出
部分を絶縁コーテイングするのが好ましい。さらに、も
しこの処理を行なわない場合には、これらの露出部分が
特に密閉形蓄電池では避けられなければならないガス発
生の原因となる危険がさらに増すことになる。ケーシン
グ１の底部には、正極９１とケーシング１との間のいか
なる接触をも防止する絶縁ワツシヤ１４が設けてある。

絶縁ロツド１５はプラスチツク物質製で、しかもロツド
がケーシング１の軸上に設置される際にはその陵線がわ
ずかに曲つている円錐台形に圧縮変形され、これにより
上記の外方への半径方向の弾性力を提供するフイン１６
を備えている。

第３ａないし第５図は組立の各工程における単位電池の
各種構成部材を示す図である。第３ａ図は正極９２の断
面図である。

この正極は、たとえばニツケルメツキ鋼の如き金属板の
集電芯材料９４上に、水酸化ニツケル、グラフアイト（
またはニツケル末）およびポリテトラフルオロエチレン
の如き結合剤の混合物を塗布したものである。電極の厚
さは２ないし３工である。ついで、この電極板を第３ｂ
図に示すように樋形状の半円筒形に成形する。第４ａ図
は、含浸後の負極部分８３および８４（たとえば、この
電極が連続法によるものであれば裁断したのら）の断面
図である。

図に示すように、ニツケルメツキ箔集電芯材料により支
持した焼結部分８４および８３は、ニツケル末を被覆し
たのちで焼結する前に除去することにより露出させた箔
の露出部分で分離されている。ついで、電極に常法によ
ワ水酸化カドミウムを含浸する。この部材の形成は、電
極８３および８４の厚さが約０．７露であるため何ら困
難なものではない。第４ｂ図に見られる如く、半円筒形
負極部分８４および８３は互いに逆方向に折曲げられる
。第５図は半円筒形正極９２と負極部分とから１つの単
位電池を形成するように組立る際の状況を示す。まずセ
パレータ１３を半円筒形負極部分８４上に配置する。そ
の長さは半円筒形負極部分８４の表面から露出部分８６
および半円筒形正極９２の表面までおよぶ長さである。
ついでセパレータ１３によつておおわれる負極部分８４
の湾曲面と密着するように正極９２を配置する。さらに
半円筒形負極部分８３をセパレータ１３とともに逆転し
、半円筒形正極９２の凹部に配置する。セバレータ１３
とともに配置する場合、半円筒形負極部分８３の湾曲部
分が正極９２の湾曲面と密着係合しなければならない。
このように組立てた単位電池を、わずかな深さで設けた
溝３を有するケーシング１内に配置する。リード線１０
および１１を、正極の集電芯材料９３および９４の突出
部および前もつてシールリングを取付けたカバー２に溶
接する。ついで電解液を加え、さらに第１図に示す如く
、中央部にロツド１５を挿入する。第藝図は、ケーシン
グ１に挿入する前のロツド１５の一部断面図である。

該ロツドは、その軸に直角方向に突出する薄い環状デイ
スクを具備するプラスチツク物質でなるロツド状部材で
あり、鋳型成形法により直接製造できる。この環状デイ
スクは、半円筒形負極部分８２および８３の湾曲側面に
より形成される中空部の直径よりも大きな直径を有する
ため、挿入の際に変形し、２個の単位電池に対して求心
力を与え、したがつで電極を互いにしつかりと押圧し、
かつ最も外方の負極部分８１および８４の外方面をケー
シング１の壁に対してしつかりと押圧する。ついでカバ
ー２を所定の位置に置き、カツプ（ケーシング）の端を
折曲げながら溝の端部をつぶす。上記の如くして組立を
行なう。さらに大きい容量および直径を有する蓄電池の
場合には、内径が第１単位電池セツトの外径と等しい他
の同様の単位電池セツトを第１単位電池セツトの周囲に
配置する。

第７図にこの具体例を示す。この図で、内方の単位電池
セツトについて第２図のものと同一の部材は同一の符号
で示してある。同様に、２個の単位電池でなる第２単位
電池セツトは、第１単位電池セツトを包囲しており、こ
の外方単位電池セツトの最も内方の半円筒形負極部分８
グおよび８３′は内方単位電池セツトの最外方半円筒形
負極部分８４および８１の湾曲部分と接触している。こ
れら２個のセツトは共軸である。正極９１′および９２
′は負極部分８２′と８１′との間および８イと８４１
との間でそれぞれサンドイツチされており、中間セパレ
ータ１グおよび１３′が介挿されている。２つの単位電
池セツトは互いに外方に押圧されており、第２単位電池
セツトは中央ロツド１５による圧力でケーシング『に対
して押圧される。

もらろん、同様に第３の単位電池セツトを設けることも
できるが、本発明は特に小形の蓄電池に関して有利であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による蓄電池の第２図の線−Ｉにおける
断面図、第２図は第１図の蓄電池の線−における水平断
面図、第３ａ図は成形する前のペースト式正極の断面図
、第３ｂ図は成形後の第３ａ図の電極の断面図、第４ａ
図は焼結および含浸後で成形前の負極の断面図、第４ｂ
図は成形後の第４ａ図の電極の断面図、第５図は第３ｂ
図および第４ｂ図の成形した電極の組立てにおける中間
段階の状態を示す図、第６図は第１図に示す挿入されて
いるロツドの挿入前の形状を示す一部断面図、および第
７図は本発明による蓄電池の他の具体例の水平断面図で
ある。 １．『・・・・・・ケーシング、２・・・・・・カバー
、３・・・・・・溝、４・・・・・・シールリング、５
・・・・・・キャツプ、６・・・・・・デイスク、７・
・・・・・孔、１０，１１・・・・・・リード線、１２
，１３，．１２′，１３′・・・・・・セパレータ、１
４・・・・・・ワツシヤ、１５・・・・・・ロツド、１
６・・・・・・フイン（またはデイスク）、８１，８２
，８３．８４．８『，８２′，８３／，８４′・・・・
・・負極部分、８５，８６・・・・・・負極芯材料、９
１，９２，９『， ９２′・・・・・・正極、９３，９
４・・・・・・正極芯材料。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 各々が樋形状であつて円筒の孤をなす形状の複数個
   の並列に接続した単位電池を収容するケーシングを包含
   し、該単位電池は前記ケーシング内では実質的に完全な
   円筒体を形成するとともに、各単位電池の電極と電池の
   端子との間で接続しており、しかも非較的薄く、樋形状
   の、相互に電気的に接続された外側負極部分と内側負極
   部分との間でセパレータを介してサンドイッチされた比
   較的厚く、樋形状の正極を包含することを特徴とする、
   円筒形電池。 ２ 前記各単位電池の負極部分は、両部分に共通な単一
   金属箔上に形成され、該箔は負極部分の間での前記相互
   接続をなすために正極の真直な端の一方で折曲げられる
   特許請求の範囲第１項記載の円筒形電池。 ３ 前記単位電池２個を包含する特許請求の範囲第１項
   または第２項記載の円筒形電池。 ４ 実質的に完全な円筒を形成するように配置した少な
   くとも２個の同軸単位電池セットを包含する特許請求の
   範囲第１項または第２項記載の円筒形電池。 ５ 正極が加圧成形式のものである特許請求の範囲第１
   項ないし第４項のいずれか１項に記載の円筒形電池。 ６ 正極がペースト式のものである特許請求の範囲第１
   項ないし第４項のいずれか１項に記載の円筒形電池。 ７ 負極が薄い焼結式のものである特許請求の範囲第１
   項ないし第４項のいずれか１項に記載の円筒形電池。 ８ 電池の軸に沿つて弾性変形可能な手段を具備する絶
   縁ロッドを挿入し、該絶縁ロッドにより前記単位電池に
   外方への半径方向の力を与え、これにより相互に押圧し
   かつケーシングの内壁に対して押圧するようにした特許
   請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか１項に記載の
   円筒形電池。