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JPS606072B2 - 渦巻電極体を備えた電池 - Google Patents
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JPS606072B2 - 渦巻電極体を備えた電池 - Google Patents

渦巻電極体を備えた電池

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Publication number
JPS606072B2
JPS606072B2 JP54035864A JP3586479A JPS606072B2 JP S606072 B2 JPS606072 B2 JP S606072B2 JP 54035864 A JP54035864 A JP 54035864A JP 3586479 A JP3586479 A JP 3586479A JP S606072 B2 JPS606072 B2 JP S606072B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
battery
negative electrode
current collector
electrode body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP54035864A
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English (en)
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JPS55128269A (en
Inventor
実 山賀
信吾 津田
加一 岡見
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP54035864A priority Critical patent/JPS606072B2/ja
Publication of JPS55128269A publication Critical patent/JPS55128269A/ja
Publication of JPS606072B2 publication Critical patent/JPS606072B2/ja
Expired legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

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  • Secondary Cells (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、渦巻電極体を備えた電池に関し、その目的は
安価でかつ強放電特性を良好にした粟電構造を提供する
ことにある。
渦巻電極体を備えた電池、例えば円筒形電池の代表例で
ある密閉形ニッケル・カドミウム蓄電池においては、一
般的に電極端子の集電方法は次のように行なわれている
すなわち、第6図に示すように、帯状の正極16と負極
17は、セパレ−夕18を間に介在して渦巻状に巻回さ
れており、正極のリード端子19は正極中に配設されて
いる多孔性芯金を上方に延長して露出させたり、あるい
は正極板に集電リードをスポット溶接させて延長させ、
正極端子を兼ねるキャップ20を備えた封□板21に溶
接されている。一方負極は、正極と同様に多孔性芯金を
下方に延長して露出させるか、あるいは繁霞リードを溶
接するかしてその集電体を有底金属容器22の内底面に
溶接23させてし、た。なお負極については特に集電体
を用いずに、渦巻電極体の最外周を負極として金属容器
の側壁に圧接することにより、負極端子である金属容器
へ集電する方法もとられている。以上のような電極と各
極端子との集電方法では、強放電時に電池の放電電圧の
低下が著るしいため、集電方法を次のように改善する提
案がなされている。すなわち第7図のように、正極24
と負極25とをセパレータ26を間に介在して各々上下
方向に若干位置をずらして渦巻状に巻回し、正極、負極
中にそれぞれ配設されている多孔性芯金27,28を上
下に露出させ、露出した芯金上に金属製の集電体29,
30としてラス板、絹、パンチングメタル、板などを載
贋し、溶接により集電体と露出芯金部分とを接続させる
タブレス方式といわれるものである。この方法において
は、前記の一般的に行なわれている集電方法に〈らべ、
強放電特性がすぐれているb この夕プレス方式は、内
部に金属製芯金を配設してなる競結金属体中に活物質を
保持した電極構造において金属製芯金を一部分露出させ
ている。この金属製芯金は通常、露出部分には開孔部分
がなく、暁結層中の大半は開孔部分からなっており、露
出部および若干の暁結層磯部を無地部としている。この
芯金露出部は集電体との熔接を行なうに当り、少くとも
約0.5肋程度の幅を必要とするが「 このために電極
作成時に暁給工程で予め芯金の一端に金属粉末を付着さ
せぬようにして芯金のみの露出部をもうけている。しか
し、その露出部分は工業的には一定の幅にコントロール
することが難しく、実際には約0.5〜1.2柳程度の
バラツキ幅が存在する。
したがって芯金露出部は電池構成時には約1.仇肋程度
で十分であるのに対し、電極作成時に芯金露出部幅はそ
れよりも大きくなり「 ロス分が増加する。またこの方
法では電極反応に直接関与しない芯金露出部が電極の上
下いずれかに位置するため、電極の幅が短くなるような
電池においては「芯金露出部の占有率が相対的に多くな
り、それだけ電池容量が減少せざるを得ないという欠点
を有する。なお上記は齢結式電極を例にとったが、活物
質粉末を結着剤溶液と混合してペースト状となし、これ
を多孔性芯金に塗着、乾燥して固着する。いわゆるペー
スト式電極においては、芯金と活物質層との結着は焼給
式にくらべ劣るため、芯金の無地部に活物質を保持させ
るのは困難であり、芯金露出部は開孔部と無地部の両方
が必要となり、必然的に露出部幅が大きくなるという欠
点がある。本発明はこのような夕プレス方式の欠点を除
去したものである。
以下、本発明の一実施例について説明する。
厚さ0.06肋のニッケルめつき穿孔鋼板からなる芯金
ほぼ中央部に配設してなる厚さ約0.6脚の競給式ニッ
ケル正極を大きな面積で作成し、これを所定寸法に切断
して電池構成用の単位極板とする。この単位極板の端面
(切口)は切断により芯金と活物質層とが同一面上に露
呈し共存状態にある。次に正極と同一の芯金をほゞ中央
部に配設してなる厚さ0.5肋のペースト式カドミウム
負極を大きな面積で作成し、これも正極同様単位極板に
切断する。この負極単位極板の端面(切口)は活物質層
と、断続的な芯金とが同一面上に露呈し共存状態にある
。第1図は負極単位極板の端面を示し、1は端面に断続
的に存在する多孔性芯金、2は活物質層である。なおこ
の端面における断続的な多孔性芯金は第2図のごとき多
孔性芯金1をA一A′部で切断することにより生ずる。
この切断後の正、負極の単位極板を用いて渦巻状電極体
を構成する。第3図において「正極3と負極4とは互い
に上下方向に若干位置をずらし、両極間にポリアミド樹
脂製不織布からなるセパレータ5を介在させて渦巻状に
巻回されている。この渦巻状電極体の上部(正極の端面
)には、ニッケルめつき鋼製ラス板からなる正極集電体
6が戦遣され、この集電体6と正極の上端縁とは数個所
で溶接がなされている。そして集電体の延長部6′は、
正極端子を兼ねるキャップ)と電気的に接続している金
属製封□板8に溶接されている。一方負極4の下端縁は
負極端子を兼ねる有底金属容器9の底部に配設された正
極集重体と同様の集電体10上に庄接されている。この
負極集電体1川ま予め電池容器内底部の部分的に溶接固
定翼1するか、あるいは電池容器内蓬よりも若干大きな
外径状態で電池容器底部に押圧挿入して接触間底ても良
い。12は弾性弁体、13はガスケットである。
なお1亀,竃5は各々正、負極内に配設されている多孔
性芯金である。このようにして作られた1.0Ahの密
閉形ニッケル・カドミウム蓄電池を1脚時間率で15時
間充電後、各放電電流で放電した時の放電容量を第4図
に、また必放電時の放電曲線を第5図にそれぞれ示す。
第亀図および第5図中Aは本発明品、Bは従釆の一般的
な集電方法である第6図の構成と同様に構成されている
電池、Cは従来の芯村露出部を有するタブレス方式の集
電方法をとった電池である。この第4図および第5図か
ら明らかなように、本発明品は、放電電流が大きくなっ
ても放電容量および放電電圧は従来のタブレス方式のC
と同等程度であり、Bよりは明らかにすぐれている。本
発明の特徴は、従来のタブレス方式の集電方法がト電極
端縁の芯材露出部に集電体を溶接するのに対しし芯材と
活物質層が同一面上に露呈して共存状態にある電極端縁
を電池容器の内底部に直接圧接するかL または電池容
器の内底部上に間定されている負極集電体に圧接するこ
とにある。そして芯金を主、活物質を従として、集電体
又は電池容器と、電極との電導部を形成させている。一
般に電極端緑において、芯金と活物質層が同一面上に共
存状態にあり、この部分に集電体を載暦して両者を溶接
する際、電極端縁の電導性が乏しい場合は溶接時にスパ
ークして集電体と芯金との溶接が不十分になり易い。カ
ドミウム負極の端縁は焼結式とべ‐スト式とではその表
面状態が異なる。すなわち、焼結式は多量の金属粉末を
競結しているため、比較的その切断端緑の導電性が良い
のに対し、ペースト式では通常、容量密度を大とするた
めにニッケルなどの導電剤量が少ないため、焼給式より
も導電性に乏しい。しかしカドミウム負極は充電により
水酸化カドミウムが導電性の良い金属カドミウムに転化
するため、いったん電池に細立てて充電した後では端緑
の金属カドミウム量が増加するので集電体あるいは直接
容器との電気的接触は充分に保たれる。特にペースト式
カドミウム負極において、従来のタブレス方式のような
芯金無地部を露出させるには芯材ロスが大きくなる場合
、本発明のごとき方法は極めて有効である。なお第3図
の構造において、負極と集電体あるいは電池容器の内底
部との接触を十分に維持させるために、負極に次のよう
な工夫がなされると良い。すなわち、負極の最外周に負
極リードを設け、この負極リードを電池容器の内側壁に
スポット溶接すると、渦巻電極体の電池容器内での位置
固定が図れ、ずれやゆるみがなくなって、例え電池に振
動が加わっても接触が悪くなることはない。この負極リ
ードは最外周の上部に限定することなく、最外周の下部
あるいは下部に突出せる負極の任意の位置からリードを
出し、これを電池容器底部または負極集電体上に溶接な
どにより固定しても良い。
なお前記の実施例では正極側の集電方法はト正極端縁に
集電体を載層し、溶接する方法について示したが、この
正極端縁と集電体とは圧援方式で固定する方法も可能で
あり、また端縁は従来のタブレス式のごとく、芯金露出
部を設けるなど種々の方法を探ることができる。
したがって本発明は正、負極を互いに上下に位置的にず
らして巻回した渦巻電極体において正「負極の少くとも
負極の電極端緑が多孔性芯金と活物質層との同一面での
共存状態を有し、かつその負極端縁は電池容器内底部上
に直接圧接させるか、あるいは電池容器底部上に固定さ
れている負極集電体上に圧接するかすればよい。なお、
前記実施例ではペースト式負極について記述したが、暁
続式でもよく、また負極機面の芯金は断続的以外に連続
的な状態であっても適用できる。したがって電池系にお
いても実施例のニッケルカドミウム系以外の渦巻状電極
体を備え、電極端縁の少くとも負極側が電池容器又は負
極集電体と圧接することにより十分に電気的接触が保た
れる構造の他の電池系にも適用できる。
また集電体は実施例のラス板以外に、ネット、パンチン
グメタル等のバリや凹凸を有するもので、圧接により電
極芯金端部との引掛りにより接触が十分保たれるような
材料が好ましい。なお、材料自体が凹凸を有せずとも、
例えばリボン状材料を十字状にして電池容器底部上に固
定して実質的に凹凸をもたせて行なうことも可能である
。本発明における他の効果としては次のことがあげられ
る。
通常、電池に組込まれる単位極板は、工業的には大きな
面積の極板から切断して得られるが、本発明の方法では
これを必要個所で必要寸法に切断するだけで所望の単位
極板にでき、従来のタブレス式極板の如く芯金露出部を
必要としないので、各種サイズの電極を作り分けるのに
芯金銭出部の形成の如き繁雑な工程をなくして生産性を
上げるとともに作業性よく行なうことができる。以上の
ように本発明は、渦巻電極体の集電構造の改良により、
安価で強放電特性の良好な電池を提供することができる
ものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明電池における負極単位極板の端面を示す
図、第2図は断続的な多孔性芯金を得る際の切断を示す
図、第3図は本発明の−実施例における電池の半裁側面
図、第4図は放電容量特性を示す図、第5図は放電曲線
を示す図、第6図、第7図はこれまでの電池を示す半裁
側面図である。 1・・・・・・多孔性芯金、2・…・・活物質層、3・
…・・正極、4…・・・負極、5……セパレータ「6…
・・・正極集電体、8……封□板、9・・・・・・有底
金属容器、I0・・・・・・集電体。 第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図 第7図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 帯状の正極と負極とを互いに上下方向にずらし、セ
    パレータを間に介在させて渦巻状に巻回し電極体を有し
    、この渦巻状電極体の上下それぞれに露出する正、負極
    のうち少くとも負極の端面は多孔性芯金と活物質層とが
    同一面上に露呈しており、この負極端面は有底電池容器
    の底部上に直接、あるいは容器底部上に固定された集電
    体上に圧接されていることを特徴とする渦巻電極体を備
    えた電池。 2 前記負極がペースト式極板からなり、その露出端面
    は断続的な多孔性芯金と活物質層とからなる特許請求の
    範囲第1項に記載の渦巻電極体を備えた電池。 3 前記集電体が、有底電池容器の底部上に溶接あるい
    は押圧されて電池容器と電気的に接続されている特許請
    求の範囲第1項に記載の渦巻電極体を備えた電池。 4 負極がリード部を有し、このリードは電池容器又は
    負極集電体に固定されている特許請求の範囲第1項に記
    載の渦巻電極体を備えた電池。
JP54035864A 1979-03-26 1979-03-26 渦巻電極体を備えた電池 Expired JPS606072B2 (ja)

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JPS55128269A JPS55128269A (en) 1980-10-03
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JP54035864A Expired JPS606072B2 (ja) 1979-03-26 1979-03-26 渦巻電極体を備えた電池

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021006368A1 (ko) * 2019-07-05 2021-01-14 엘지전자 주식회사 인공지능 기반의 에너지 사용량 예측 장치 및 예측 방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021006368A1 (ko) * 2019-07-05 2021-01-14 엘지전자 주식회사 인공지능 기반의 에너지 사용량 예측 장치 및 예측 방법

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JPS55128269A (en) 1980-10-03

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