(57)【要約】  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。
2012133233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１５９３５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。【０００６】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。【０００８】
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。【０００９】
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。【００１０】
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。【００１１】
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。【００１２】
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。【００１３】
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。【００１４】
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。【００１５】
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。【００１６】
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。【００１７】
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。【００１８】
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。【００１９】
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。【００２０】
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。【００２１】
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。【００２２】
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。【００２３】
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。【００２４】
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。【００２５】
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。【００２６】
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。【００２７】
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。【００２８】
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。【００２９】
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。【００３０】
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。【００３１】
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。【００３２】
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。【００３３】
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。【００３４】
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。
【発明の効果】
【００３５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】第１実施形態に係るアルカリ蓄電池の縦断面図。
【図２】同実施形態のアルカリ蓄電池の横断面図。
【図３】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。
【図４】変形実施形態のアルカリ蓄電池の横断面図。
【図５】変形実施形態のアルカリ蓄電池の横断面図。
【図６】変形実施形態の極群を模式的に示す側面図。
【図７】保持部材の変形例を示す横断面図。
【図８】変形実施形態のアルカリ蓄電池の横断面図。
【図９】変形実施形態のアルカリ蓄電池の横断面図。
【図１０】第２実施形態に係るアルカリ蓄電池の横断面図。
【図１１】変形実施形態に係るアルカリ蓄電池の横断面図。
【図１２】第３実施形態に係るアルカリ蓄電池の縦断面図。
【図１３】同実施形態のアルカリ蓄電池の横断面図。
【図１４】同実施形態の正極の電極構造の縦断面図。
【図１５】同実施形態の正極板及びカバー体の展開平面図。
【図１６】変形実施形態に係るアルカリ蓄電池の横断面図。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
＜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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
＜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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
＜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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
＜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。
【００７２】
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。
【００７３】
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）。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
（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。
【００８７】
（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。
【００８８】
（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。
【００８９】
（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。
【００９０】
（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。
【００９１】
（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。
【００９２】
（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。
【００９３】
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。
【００９４】
（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。
【００９５】
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。
【００９６】
（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。
【００９７】
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。
【００９８】
【表１】
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【００９９】
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。
【０１００】
＜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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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