JPH05283099A - アルカリ蓄電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 渦巻状電極体の電池ケース内への挿入時に、
セパレータから脱落した繊維屑や電極からの脱落物が電
池ケースの内周面に付着した場合でも、それらに基づく
密閉性の低下がない、密閉性の高いアルカリ蓄電池を提
供する。 【構成】 渦巻状電極体の上部に配置する正極絶縁体１
４の外周端部に先端が外周側斜上方を向き且つその外径
が電池ケースの内径より大きい舌片状部１４ｆを設け、
該舌片状部１４ｆが電池ケースの内周面に密接するよう
にして、正極絶縁体１４を電池ケース内に挿入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アルカリ蓄電池に係わ
り、さらに詳しくはその正極絶縁体の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】アルカリ蓄電池としては、たとえばニッ
ケル−カドミウム電池、ニッケル−水素吸蔵合金電池な
どで代表されるような、各種の電池が提案されている。

【０００３】そして、このアルカリ蓄電池の一般的構造
は図４に示す通りであり、渦巻状電極体４の上部に図５
〜６に示すような正極絶縁体１４が配置されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記正
極絶縁体１４は、単に渦巻状電極体４の負極２とその上
部に配置される封口蓋７の封口板９および正極リード体
１２との接触による短絡を防止することのみを目的とし
ているので、電池ケース５の内周面との接触は必要な
く、図面上はともかく、実際にはその外径が電池ケース
５の内径より小さく、電池ケース５の内周面と正極絶縁
体１４との外周面との間には隙間があいている。

【０００５】ところで、渦巻状電極体４を電池ケース５
内に挿入する際に、有機繊維不織布で構成されるセパレ
ータ３の毛羽が脱落して繊維屑として電池ケース５の内
周面に付着したり、渦巻状電極体４の最外周部が電極の
場合は活物質や集電体の一部が脱落して電池ケース５の
内周面に付着することが生じる。

【０００６】しかし、それらの付着物は、上記のように
正極絶縁体１４の外径が電池ケース５の内径より小さい
ので、正極絶縁体１４に触れることがなく、そのまま電
池ケース５の内周面に残り、封口後に環状ガスケット６
の外周面と電池ケース５の内周面との間に介在し、密閉
性を低下させて、電解液の漏出を引き起こす原因にな
る。

【０００７】したがって、本発明は、上記のような従来
のアルカリ蓄電池における渦巻状電極体の挿入に伴って
電池ケースの内周面に付着した付着物に基づく問題点を
解決し、密閉性の高いアルカリ蓄電池を提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段を、実施例に対応する図１〜３を用いて以下に説
明する。

【０００９】本発明は、渦巻状電極体４上に配置する正
極絶縁体１４の外周端部に先端が外周側斜上方を向く舌
片状部１４ｆを設け、該舌片状部１４ｆの外径を電池ケ
ース５の内径より大きくし、該舌片状部１４ｆが電池ケ
ース５の内周面に密接し得るようにすることによって、
上記目的を達成したものである。

【００１０】

【作用】正極絶縁体１４の舌片状部１４ｆの外径が電池
ケース５の内径より大きいので、正極絶縁体１４を電池
ケース５に挿入する時に、正極絶縁体１４の舌片状部１
４ｆが電池ケース５の内周面に接触しながら移動する。

【００１１】その結果、電池ケース５の内周面に付着し
ている付着物（すなわち、セパレータ３からの繊維屑や
電極からの脱落物など）が電池ケース５内の下方に押し
込まれ、環状ガスケット６が配置することになる電池ケ
ース５の開口端近傍には付着物がなくなり、高い密閉性
が得られるようになって、電解液の漏出などが防止され
るようになる。

【００１２】

【実施例】つぎに、本発明の実施例を図面を参照しつつ
説明する。

【００１３】実施例１ 図１はこの実施例１のアルカリ蓄電池を拡大して示す縦
断面図である。図２および図３は図１に示す電池に使用
されている正極絶縁体を示すもので、図２はその平面図
であり、図３はその縦断面図である。

【００１４】まず、図１に示す電池について説明する
と、１は正極、２は負極、３はセパレータ、４は渦巻状
電極体、５は電池ケース、６は環状ガスケット、７は封
口蓋、８は端子板、９は封口板、１０は金属バネ、１１
は弁体、１２は正極リード体、１３は負極絶縁体、１４
は正極絶縁体である。

【００１５】正極１は焼結式ニッケル電極が用いられて
いて、活物質としてオキシ水酸化ニッケル（ただし、充
電時で、放電時には水酸化ニッケルになる）を含むシー
ト状のものであり、負極２は圧着式の水素吸蔵合金電極
が用いられていて、水素を可逆的に吸蔵・放出できる水
素吸蔵合金を活物質として含むシート状のものである。

【００１６】セパレータ３はナイロン不織布からなり、
上記正極１と負極２はこのセパレータ３を介して重ね合
わせられ渦巻状に巻回されて渦巻状電極体４にされてい
る。そして、この渦巻状電極体４の最外周部は４０％が
セパレータ３で構成され、残りの６０％が負極２で構成
されている。

【００１７】上記渦巻状電極体４は電池ケース５内に収
容され、該渦巻状電極体４の上部には正極絶縁体１４が
配置されている。この正極絶縁体１４については後に詳
しく説明する。また、上記渦巻状電極体４の電池ケース
５内への挿入に先立って、電池ケース５の底部に負極絶
縁体１３が配置され、負極端子としての機能を有する電
池ケース５と正極１との接触を防止できるようにされて
いる。なお、渦巻状電極体４の最外周部はセパレータ３
と負極２とで構成されているが、図１では負極２で構成
された部分を示している。また、本発明では、正極端子
としての機能を有する封口蓋７に近い側に配置される絶
縁体を正極絶縁体１４と呼び、負極端子としての機能を
有する電池ケース５の底部に配置される絶縁体を負極絶
縁体１３と呼んでいる。

【００１８】環状ガスケット６はナイロン６６で作製さ
れ、封口蓋７は端子板８と封口板９とで構成され、電池
ケース５の開口部はこの封口蓋７と上記環状ガスケット
６とで封口されている。

【００１９】端子板８にはガス排出孔８ａが設けられ、
封口板９にはガス検知孔９ａが設けられ、端子板８と封
口板９との間には金属バネ１０と弁体１１とが配置され
ている。そして、封口板９の外周部を折り曲げて端子板
８の外周部を挟み込んで端子板８と封口板９とを固定し
ている。

【００２０】電池ケース５は冷間圧延鋼製で表面にニッ
ケルメッキを施したものであり、その内部への渦巻状電
極体４などの挿入後、その開口端近傍の一部を全周にわ
たって内方へ突出させて環状の内方突出部５ａを形成
し、該内方突出部５ａで環状ガスケット６の下部を支え
ている。

【００２１】つまり、電池ケース５の開口部に環状ガス
ケット６と封口蓋７とを配置し、環状ガスケット６の下
部を上記内方突出部５ａで支え、電池ケース５の開口端
部を内方に折り曲げて環状ガスケット６を封口蓋７に圧
接させて電池ケース５の開口部を封口している。

【００２２】正極１は正極リード体１２によって封口板
９の下側部分に接続され、その結果、封口蓋７の端子板
８は正極端子としての機能を有し、負極２はその外周部
で電池ケース５の内周面に圧接し、その結果、電池ケー
ス５は負極端子を有している。

【００２３】そして、この電池には濃度３０重量％の水
酸化カリウム水溶液が電解液として２ｍｌ注入されてお
り、電池サイズは単３形である。

【００２４】また、この電池は、通常の状況下では金属
バネ１０の押圧力により弁体１１がガス検知孔９ａを閉
塞しているので、電池内部は密閉状態に保たれている
が、電池内部にガスが発生して電池内圧が異常に上昇し
た場合には、金属バネ１０が収縮して弁体１１とガス検
知孔９ａとの間に隙間が生じ、電池内部のガスはガス検
知孔９ａおよびガス排出孔８ａを通過して電池外部に放
出され、電池破裂が防止できるように構成されている。

【００２５】正極絶縁体１４は、図２〜３に示すよう
に、全体としての平面形状が円形で、中心部に透孔１４
ａが設けられ、該透孔１４ａの外周側部分１４ｂには切
欠部１４ｃが設けられ、該切欠部１４ｃより外周側に上
方に突出する環状の突出部１４ｄが設けられ、さらにそ
の外周側に上記突出部１４ｄよりも低い鍔部１４ｅが設
けられ、この正極絶縁体１４の外周端部、つまり、上記
鍔部１４ｅの外周端部には先端が外周側斜上方を向く舌
片状部１４ｆが設けられている。

【００２６】上記舌片状部１４ｆの外径は電池ケース５
の内径よりも大きく作られているが、正極絶縁体１４を
電池ケース５内に収容した状態で示す図１では、上記舌
片状部１４ｆは先端が上方を向いた状態に図示されてい
る。また、この正極絶縁体１４は、電池を示す図１では
繁雑化を避けるため、一部のものについて切断面後方の
外形線を省略している。

【００２７】透孔１４ａは渦巻状電極体４の電解液の吸
収を促進させると共に渦巻状電極体４部分で発生したガ
スをガス検知孔９ａに導くためのものであり、切欠部１
４ｃは正極リード体１２を貫通させるためのものであ
り、正極リード体１２はこの切欠部１４ｃを貫通して正
極１と封口板９とを接続している。

【００２８】突出部１４ｄの上端は、図１に示すように
電池ケース５の内方突出部５ａの内周端より上方ないし
同位置に達していて、振動、落下などにより渦巻状電極
体４が電池内で移動しても、この突出部１４ｄによって
正極リード体１２と電池ケース５の内方突出部５ａとの
接触が防止される。

【００２９】鍔部１４ｅはその外周端部の舌片状部１４
ｆと共に電池ケース５の内方突出部５ａの下部に配置し
て、特に舌片状部１４ｆの電池ケース５の内方突出部５
ａの下面への密接などにより、渦巻状電極体４を押さ
え、渦巻状電極体４の移動を防止すると共に、電池ケー
ス５の内方突出部５ａと渦巻状電極体４中の正極１との
接触を防止する。

【００３０】そして、透孔１４ａの外周側部分１４ｂ
は、振動、落下などにより渦巻状電極体４が電池内で移
動した場合でも、正極リード体１２と渦巻状電極体４中
の負極２との間に介在して両者の接触を防止する。

【００３１】この正極絶縁体１４は、電気絶縁性と耐ア
ルカリ性を有するものであればよく、たとえばナイロン
６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン１１、ナ
イロン１２などのナイロンや、ポリエチレン、ポリプロ
ピレンなどのポリオレフィンで形成され、本実施例のも
のはポリプロピレンで形成されている。

【００３２】そして、本実施例の正極絶縁体１４は、舌
片状部１４ｆの外径が１３．６ｍｍ、鍔部１４ｅの下面
の外径が１２．９ｍｍ、透孔１４ａの直径が３ｍｍで、
透孔１４ａの外周側部分１４ｂの厚みが０．５ｍｍ、切
欠部１４ｃの幅は１．５ｍｍ、その長さが６ｍｍ、突出
部１４ｄの下面からその上端までの高さが２．５ｍｍ、
その幅が０．５ｍｍ、鍔部１４ｅの厚みが１ｍｍ、舌片
状部１４ｆの鍔部１４ｅの下面からその上端までの高さ
が２．３ｍｍである。

【００３３】なお、電池ケース５の内径は１３．４ｍｍ
であり、正極絶縁体１４の舌片状部１４ｆの外径の方が
電池ケース５の内径より０．２ｍｍ大きい。

【００３４】上記電池の製造時における主要工程につい
て説明すると、電池ケース５の底部に負極絶縁体１３を
挿入し、ついで渦巻状電極体４を電池ケース５内に挿入
した後、正極絶縁体１４を電池ケース５内に挿入する。

【００３５】この正極絶縁体１４の挿入時、正極絶縁体
１４の舌片状部１４ｆが電池ケース５の内周面に接触し
ながら移動する。

【００３６】その結果、渦巻状電極体４の電池ケース５
内への挿入時に、セパレータ３から脱落した繊維屑や負
極２から水素吸蔵合金粉末などが脱落して電池ケース５
の内周面に付着したとしても、上記正極絶縁体１４の舌
片状部１４ｆによって電池ケース５内の下方に押し込ま
れる。

【００３７】つぎに、電解液を電池ケース５内に注入
し、電池ケース５の開口端近傍に内方突出部５ａを形成
した後、電池ケース５の開口端近傍の内周面にアルカリ
クリープによる電解液の漏出を防止するためのピッチを
塗布し、環状ガスケット６と封口蓋７を電池ケース５の
開口部に配置し、電池ケース５の開口端部を内方に折り
曲げて封口する。それによって高い密閉性が得られるよ
うになる。

【００３８】比較例１ 図２〜３に示す正極絶縁体１４に代えて、図５〜６に示
す正極絶縁体１４を用い、それ以外は実施例１と同様の
構成でアルカリ蓄電池を作製した。つまり、作製された
電池は図４に示す構造のものである。正極絶縁体１４は
構造的には舌片状部１４ｆが設けられていないことを除
いては、図２〜３に示す実施例１のものと同様であり、
その材質は実施例１と同様にポリプロピレンであって、
正極絶縁体１４の鍔部１４ｅの外径は１２．９ｍｍであ
る。

【００３９】したがって、電池ケース５の内径の方が正
極絶縁体１４の外径より０．５ｍｍ大きく、その結果、
電池ケース５の内周面と正極絶縁体１４の外周面との間
に隙間があいている。

【００４０】対照例１ 比較例１と同様に図４〜５に示す正極絶縁体１４を用
い、封口前に電池ケース５の封口部の内周面、つまり環
状ガスケット６の外周面が当接することになる部分を顕
微鏡で注意深く観察しながら付着物（つまり、セパレー
タ３からの繊維屑や負極２からの脱落物など）を取り除
き、以後、常法にしたがって封口し、図４に示す構造で
単３形のアルカリ蓄電池を作製した。

【００４１】上記実施例１、比較例１および対照例１の
電池を０．１Ｃで１５時間充電し、ついで０．２Ｃで
０．９Ｖまでの放電を１サイクルとし、この充放電を５
サイクル行った後、０．１Ｃで１５時間充電後、６０℃
で１時間および−１０℃で１時間のヒートサイクルテス
トを行った。

【００４２】その後、クレゾールレッドにより電解液の
漏出の有無を調べた。この電解液の漏出の有無の検出を
各電池１００個ずつについて行った結果を表１に示す。

【００４３】

【表１】

【００４４】表１に示す結果から明らかなように、本発
明の実施例１の電池は電解液の漏出が実質上問題となら
ないソルティング（封口部にわずかに白い粉がふきでて
いるだけで実用上支障のない状態のもの）の範囲内にと
どまっていて、リーク（電解液が漏れ出たもので、許容
できない状態のもの）に至っておらず、且つそのソルデ
ィングも５％にとどまっており、従来品に相当する比較
例１の電池に比べて耐漏液性が明らかに優れており、生
産性を無視して封口部内面の付着物を取り除いた対照例
１の電池と同等またはそれ以上の耐漏液性を有してい
た。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、渦巻
状電極体４の上部に配置する正極絶縁体１４の外周端部
に先端が外周側斜上方を向き且つその外径が電池ケース
５の内径より大きい舌片状部１４ｆを設け、該舌片状部
１４ｆが電池ケース５の内周面に密接して配置し得るよ
うにすることにより、渦巻状電極体４の電池ケース５内
への挿入時に電池ケース５の内周面に付着したセパレー
タ３からの繊維屑や電極からの脱落物に基づく密閉性の
低下を防止し、密閉性の高いアルカリ蓄電池を提供する
ことができた。

【００４６】また、正極絶縁体１４の舌片状部１４ｆが
電池ケース５の内周面や内方突出部５ａの下面に密接し
ているので、渦巻状電極体４を電池ケース５内の所定位
置に固定することができ、それによって振動、落下など
によって渦巻状電極体４が電池内で動くことによる短絡
発生なども防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のアルカリ蓄電池の一実施例を拡大して
示す縦断面図である。

【図２】図１に示す電池に使用された正極絶縁体の平面
図である。

【図３】図１に示す電池に使用された正極絶縁体の縦断
面図である。

【図４】従来のアルカリ蓄電池の一例を拡大して示す縦
断面図である。

【図５】図４に示す電池に使用された正極絶縁体の平面
図である。

【図６】図４に示す電池に使用された正極絶縁体の縦断
面図である。

【符号の説明】

１ 正極 ２ 負極 ３ セパレータ ４ 渦巻状電極体 ５ 電池ケース ５ａ 内方突出部 １４ 正極絶縁体 １４ｆ 舌片状部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シート状の正極１とシート状の負極２と
   をセパレータ３を介して渦巻状に巻回した渦巻状電極体
   ４を有底円筒状の電池ケース５内に挿入し、その上部に
   正極絶縁体１４を配置し、電池ケース５の開口部近傍に
   環状の内方突出部５ａを形成し、電池ケース５の開口部
   を環状ガスケット６と封口蓋７とで封口してなるアルカ
   リ蓄電池において、上記セパレータ３は有機繊維不織布
   からなり、上記正極絶縁体１４はその外周端部に先端が
   外周側斜上方を向き且つその外径が電池ケース５の内径
   より大きい舌片状部１４ｆを有し、該舌片状部１４ｆが
   電池ケース５の内周面に密接していることを特徴とする
   アルカリ蓄電池。