(57)【要約】  本発明は、集電端子を活物質を保持させた２つの活物質保持部で共通化することによって集電効率のばらつきを防ぎ、集電端子の数を減らすことによって溶接作業を簡略化し、複数の電極板を積層する作業を簡単化するものである。具体的に本発明は、正極板３１、負極板３２及びセパレータ３３とを備える積層型電極群３であって、正極板３１が、正極活物質を保持させた２つの活物質保持部３１Ｂが互いに対向配置された概略Ｕ字状をなし、負極板３２が、負極活物質を保持させた２つの活物質保持部３２Ｂが互いに対向配置された概略Ｕ字状をなし、正極板３１における少なくとも１つの活物質保持部３１Ｂが、負極板３２における２つの活物質保持部３２Ｂの間に挟まれるように、正極板３１及び負極板３２が積層されている。
2013018563.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極集電体に正極活物質を保持させた正極板と、負極集電体に負極活物質を保持させた負極板と、前記正極板及び前記負極板の間に介在するセパレータとを備える積層型電極群であって、
前記正極板が、前記正極活物質を保持させた２つの活物質保持部が互いに対向配置された概略Ｕ字状をなすものであり、
前記負極板が、前記負極活物質を保持させた２つの活物質保持部が互いに対向配置された概略Ｕ字状をなすものであり、
前記正極板又は前記負極板の一方における少なくとも１つの活物質保持部が、前記正極板又は負極板の他方における２つの活物質保持部の間に挟まれるように、前記正極板及び前記負極板が積層されている積層型電極群。
【請求項２】
前記正極板における２つの活物質保持部の間に形成された折れ曲がり部と、前記負極板における２つの活物質保持部の間に形成された折れ曲がり部とが互いに対向するように積層される請求項１記載の積層型電極群。
【請求項３】
隣接する２つの正極板においてそれぞれ１つの活物質保持部が１つの負極板の対向する２つの活物質保持部の間に挟まれるように、前記正極板及び前記負極板が積層されている請求項１記載の積層型電極群。
【請求項４】
隣接する２つの負極板においてそれぞれの１つの活物質保持部が１つの正極板の対向する２つの活物質保持部の間に挟まれるように、前記正極板及び前記負極板が積層されている請求項１記載の積層型電極群。
【請求項５】
前記セパレータが、前記正極板又は前記負極板を展開した状態で、前記正極板又は前記負極板の両面を挟むように２つ折りにされたものである請求項１記載の積層型電極群。
【請求項６】
前記正極板又は前記負極板が、前記２つの活物質保持部の間に形成された折れ曲がり部から、当該折れ曲がり部の折れ曲がり線に沿って外側に延びる集電端子を有する請求項１記載の積層型電極群。
【請求項７】
前記折り曲がり部から延びる集電端子を有する前記正極板又は前記負極板において、当該正極板又は負極板を覆うようにセパレータが設けられており、
前記セパレータにおいて、前記折れ曲がり部から延びる集電端子に対応する部分に切り込みが形成されている請求項６記載の積層型電極群。
【請求項８】
前記正極板又は前記負極板の一方における少なくとも１つの活物質保持部を挟む前記正極板又は負極板の他方が、
活物質が塗工されない活物質非保持部と、当該活物質非保持部を挟んで両側に形成され、活物質が塗工される活物質保持部とを有し、
前記両側の活物質保持部が向き合うように前記活物質非保持部で前記集電体が折り曲げられているとともに、前記正極板又は負極板の他方における活物質非保持部の一部を外側に折り曲げることにより集電端子が形成される請求項１記載の積層型電極群。
【請求項９】
請求項１記載の積層型電極群を有する電池。
【請求項１０】
請求項１記載の積層型電極群を円筒状をなす電池ケースに収容してなる円筒形電池。
【請求項１１】
請求項１記載の積層型電極群の製造方法であって、
展開状態の正極板に設けられた２つの活物質保持部それぞれを、展開状態の負極板を概略Ｕ字状に折り曲げることにより挟む負極板折り曲げ工程と、
前記負極板により２つの活物質保持部が挟まれた正極板を概略Ｕ字状に折り曲げる正極板折り曲げ工程とを備える積層型電極群の製造方法。
【請求項１２】
前記負極板折り曲げ工程前において、前記展開状態の正極板の両面を挟むように前記正極板をセパレータで包むセパレータ収容工程を備える請求項１１記載の積層型電極群の製造方法。
【請求項１３】
集電体に活物質を保持させた２つの活物質保持部が互いに対向配置された概略Ｕ字状をなすものであり、
前記２つの活物質保持部の間に形成された折れ曲がり部から、当該折れ曲がり部の折れ曲がり線に沿って外側に集電端子が延びている電極板。
【請求項１４】
前記電極板が、展開された状態で２つ折りのセパレータにより両面が挟まれるものである請求項１３記載の電極板。
【請求項１５】
請求項１３記載の電極板からなる第１の電極板と極性が異なり、集電体に活物質を塗工して構成される第２の電極板であって、
活物質が塗工されない直線状の未塗工部と、当該未塗工部を挟んで両側に形成され、活物質が塗工される塗工部とを有し、
前記両側の塗工部が向き合うように前記未塗工部で前記集電体が折り曲げられているとともに、前記未塗工部の一部を外側に折り曲げて集電端子が形成され、
前記第２の電極板の前記両側の塗工部の間に前記第１の電極板が挟むことにより、積層構造を構成する電極板。
【請求項１６】
概略矩形状をなす集電体に活物質を保持させて構成される電極板であって、
活物質を保持しない概略直線状の活物質非保持部と、当該活物質非保持部を挟んで両側に形成され、活物質を保持する活物質保持部と、前記活物質非保持部に設けられた集電端子とを備え、
前記両側の活物質保持部が互いに対向するように前記活物質非保持部で前記集電体が概略Ｕ字状に折り曲げられているとともに、
前記集電端子が、前記２つの活物質保持部の間に形成された折れ曲がり部から、当該折れ曲がり部の折れ曲がり線に沿って外側に延びている電極板。
【請求項１７】
前記集電体が、三次元金属多孔体である請求項１６記載の電極板。
【請求項１８】
集電体に活物質を保持させた２つの活物質保持板と、当該２つの活物質保持板を連結する集電端子とを備え、
前記２つの活物質保持板が互いに対向するように前記集電端子において概略Ｕ字状に折り曲げられているとともに、
前記集電端子が、折り曲がり部の折り曲がり線に沿って外側に延びる延出部を有する電極板。
【請求項１９】
前記集電端子が平面視においてＴ字形状をなす平板である請求項１８記載の電極板。
【請求項２０】
前記セパレータの折り曲げ部が、前記電極板における集電端子が外側に延びている辺以外に位置している請求項１８記載の電極板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層型電極群とその製造方法及び電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の円筒形電池としては、特許文献１に示すように、円筒状をなす電池ケースに、帯状の正極板及び負極板を帯状のセパレータを介して渦巻状に巻回されてなる円柱状の電極群を収容したものがある。【０００３】
しかしながら、帯状の正極板、負極板及びセパレータを渦巻状に巻回するものでは、その巻き工程において正極板及び負極板の巻きずれが生じる。そうすると、円筒形電池において所望の電池容量を得ることができない、また、内部短絡を引き起こしてしまう等の問題が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１８５７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで本願発明者は、巻きずれ及び巻きずれに伴う種々の問題点を解決すべく、積層型の電極群を円筒形電池に収容することを考えている。【０００６】
しかしながら、積層型の電極群を電池ケースに収容する場合には、複数の正極板の集電端子を共通の集電板に接続し、当該集電板を電池ケースの蓋に溶接する、あるいは各正極板の集電端子を前記蓋に溶接することになり、各正極板毎に集電効率にばらつきが生じてしまう。また、各正極板の集電端子を集電体又は電池ケースに溶接する作業が煩雑になってしまう。【０００７】
そこで本発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであり、集電端子を活物質を保持させた２つの活物質保持部で共通化することによって集電効率のばらつきを防ぐとともに、集電端子の数を減らすことによって溶接作業を簡略化するだけでなく、複数の電極板を積層する作業を簡単化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】
【０００８】
すなわち本発明に係る積層型電極群は、正極集電体に正極活物質を保持させて構成される正極板と、負極集電体に負極活物質を保持させて構成される負極板と、前記正極板及び前記負極板の間に介在するセパレータとを備える積層型電極群であって、前記正極板が、前記正極活物質を保持させた２つの活物質保持部が互いに対向配置された概略Ｕ字状をなすものであり、前記負極板が、前記負極活物質を保持させた２つの活物質保持部が互いに対向配置された概略Ｕ字状をなすものであり、前記正極板又は前記負極板の一方における少なくとも１つの活物質保持部が、前記正極板又は負極板の他方における２つの活物質保持部の間に挟まれるように、前記正極板及び前記負極板が積層されていることを特徴とする。なお、以下の説明において概略Ｕ字状とは、特に区別しない限り、概略Ｖ字状を含む概念である。【０００９】
このような積層型電極群であれば、正極板及び負極板が２つの活物質保持部が互いに対向配置された概略Ｕ字状をなすものであり、共通の集電端子により２つの活物質保持部が集電されて集電効率のばらつきを抑えて集電効率を向上させることができる。また、２つの活物質保持部に対して共通の集電端子とすることができ、溶接する集電端子の数を減らすことができ、溶接作業を簡略化することができる。さらに、概略Ｕ字状をなす正極板及び負極板が噛み合うように積層されるので、複数の電極板を積層する作業を極めて簡単化することができ、また積層した後に積層型電極群をばらけにくくすることができる。【００１０】
正極板及び負極板の具体的な積層の態様としては、前記正極板における２つの活物質保持部の間に形成された折れ曲がり部と、前記負極板における２つの活物質保持部の間に形成された折れ曲がり部とが互いに対向するように積層されることが考えられる。これならば、正極板の折れ曲がり部及び負極板の折れ曲がり部を最も離すことができ、積層型電極群を電池ケースに収容する際に、負極板の集電端子を電池ケースの底面に溶接し、正極板の集電端子を電池蓋に溶接する作業を容易にすることができる。【００１１】
隣接する２つの正極板においてそれぞれ１つの活物質保持部が１つの負極板の対向する２つの活物質保持部の間に挟まれるように、前記正極板及び前記負極板が積層されていることが望ましい。このように１つの負極板により２つの正極板を挟むように積層することで、隣接する正極板同士のずれを可及的に防止することができる。【００１２】
また同様に、隣接する２つの負極板においてそれぞれの１つの活物質保持部が１つの正極板の対向する２つの活物質保持部の間に挟まれるように、前記正極板及び前記負極板が積層されていることが望ましい。このように１つの正極板により２つの負極板を挟むように積層することで、隣接する負極板同士のずれを可及的に防止することができる。【００１３】
前記セパレータが、前記正極板又は前記負極板を展開した状態で、前記正極板又は前記負極板の両面を挟むように２つ折りにされたものであることが望ましい。これならば、展開状態の正極板又は負極板をセパレータで収容した後に、セパレータに収容された正極板又は負極板を折り畳むことで、正極板及び負極板の間にセパレータを確実に配置することができる。収容されていない極板の配置をセパレータからの制約を受けずに設計することができ、製造工程においても短絡のおそれが少なくなる。【００１４】
前記正極板又は前記負極板が、前記２つの活物質保持部の間に形成された折れ曲がり部から、当該折れ曲がり部の折れ曲がり線に沿って外側に延びる集電端子を有することが望ましい。これならば、集電端子が折れ曲がり部の折れ曲がり線に沿って外側（つまり２つの活物質保持部の対向方向に直交する幅方向の一方に外側）に向かって延びるように設けられていることから、展開状態の電極板を２つ折りのセパレータにより挟むように収容する場合に、セパレータの折り曲げ部を集電端子が外側に延びている辺以外に位置させることで、集電端子がセパレータによる収容の邪魔にならない。【００１５】
前記折り曲がり部から延びる集電端子を有する前記正極板又は前記負極板において、当該正極板又は負極板を覆うようにセパレータが設けられており、前記セパレータにおいて、前記折れ曲がり部から延びる集電端子に対応する部分に切り込みが形成されていることが望ましい。これにより、集電端子を折り曲げた際に、当該集電端子の変形に伴ってセパレータがめくれてしまうことを防止することができる。【００１６】
一方の電極板を挟む他方の電極板が、活物質が塗工されない活物質非保持部と、その活物質非保持部を挟んで両側に形成され、活物質が塗工される活物質保持部とを有し、両側の活物質保持部が向き合うように活物質非保持部により前記集電体が折り曲げられているとともに、他方の電極板の活物質非保持部の一部を外側に折り曲げることにより集電端子が形成されることが望ましい。これにより、未塗工部の一部を折り曲げて集電端子を形成しているので、塗工部に集電端子を形成する加工、或いは塗工部に集電端子を溶接接続するための加工を不要にすることができる。その上、電極群の端部に端子を形成できるので、電池ケースに容易に溶接もしくは接触が可能である。【００１７】
本発明の電極板を用いて構成した積層構造の電極群を、円筒状をなす電池ケースに収容してなる円筒形電池として構成することが望ましい。従来の渦巻き状に巻回された電極群では、その巻回工程において、正極板及び負極板の巻きずれが生じてしまい、円筒形電池において所望の電池容量を得ることができない、また、内部短絡を引き起こしてしまう等の問題が生じる。ところが、本発明のように積層構造の電極群を円筒状の電池ケースに収容することにより、電極群の巻きずれ及び巻きずれに付随する種々の問題を解決することができる。また、円筒状の電池ケースであることから、内部圧力の上昇に対して強度的に強くすることができる。また、円筒形の電池ケースに対して概略直方体形状の電極群を配置することから、基材やセパレータの使用量が減るために、電池ケース内の空間を大きくすることができ、電池内圧の上昇を防ぐことができるだけでなく、円筒形電池内の電解液量を多くすることもできる。【００１８】
また本発明に係る積層型電極群の製造方法は、展開状態の正極板の左右に設けられた２つの活物質保持部それぞれを、展開状態の負極板を概略Ｕ字状に折り曲げることにより挟む負極板折り曲げ工程と、前記負極板により２つの活物質保持部が挟まれた正極板を概略Ｕ字状に折り曲げる正極板折り曲げ工程とを備えることを特徴とする。【００１９】
このような製造方法であれば、正極板及び負極板を部分的に重ねた後に、負極板を正極板の側辺を折り曲げ開始点にして概略Ｕ字状に折り曲げることができ、負極板を概略Ｕ字状に折り曲げやすくすることができる。また、正極板を概略Ｕ字状に折り曲げる際には、負極板の側辺を折り曲げ開始点にして概略Ｕ字状に折り曲げることができ、正極板を概略Ｕ字状に折り曲げやすくすることができる。【００２０】
前記負極板折り曲げ工程前において、前記展開状態の正極板の両面を挟むように前記正極板をセパレータで包むセパレータ収容工程を備えることが望ましい。このように、正極板を概略Ｕ字状に折り曲げる前に、当該正極板をセパレータで包むことで、概略Ｕ字状をなす正極板及び負極板の間にセパレータを配置する作業を簡単化することができる。【００２１】
また本発明に係る電極板は、集電体に活物質を保持させた２つの活物質保持部が互いに対向配置された概略Ｕ字状をなすものであり、前記２つの活物質保持部の間に形成された折れ曲がり部から、当該折れ曲がり部の折れ曲がり線に沿って外側に集電端子が延びていることを特徴とする。なお、前記概略Ｕ字状とは、上述した通り、特に区別しない限り、概略Ｖ字状を含む概念である。【００２２】
このような電極板であれば、電極板が２つの活物質保持部及び折れ曲がり部からなる概略Ｕ字状をなしており、折れ曲がり部に集電端子を設けているので、共通の集電端子により２つの活物質保持部が集電されて集電効率のばらつきを抑えて集電効率を向上させることができる。また、２つの活物質保持部に対して共通の集電端子とすることができ、溶接する集電端子の数を減らすことができ、溶接作業を簡略化することができる。さらに、集電端子が折れ曲がり部の折れ曲がり線に沿って外側（つまり２つの活物質保持部の対向方向に直交する幅方向の一方に外側）に向かって延びるように設けられていることから、展開状態の電極板を２つ折りのセパレータにより挟むように収容する場合に、セパレータの折り曲げ部を集電端子が外側に延びている辺以外に位置させることで、集電端子がセパレータによる収容の邪魔にならない。【００２３】
また本発明に係る電極板は、概略矩形状をなす集電体に活物質を保持させて構成される電極板であって、活物質を保持しない概略直線状の活物質非保持部と、当該活物質非保持部を挟んで両側に形成され、活物質を保持する活物質保持部と、前記活物質非保持部に設けられた集電端子とを備え、前記両側の活物質保持部が互いに対向するように前記活物質非保持部で前記集電体が概略Ｕ字状に折り曲げられているとともに、前記集電端子が、前記２つの活物質保持部の間に形成された折れ曲がり部から、当該折れ曲がり部の折れ曲がり線に沿って外側に延びていることを特徴とする。【００２４】
このような電極板であれば、電極板が２つの活物質保持部及び活物質非保持部からなる概略Ｕ字状をなしており、活物質非保持部に集電端子を設けているので、共通の集電端子により２つの活物質保持部が集電されて集電効率のばらつきを抑えて集電効率を向上させることができる。また、２つの活物質保持部に対して共通の集電端子とすることができ、溶接する集電端子の数を減らすことができ、溶接作業を簡略化することができる。さらに、集電端子が折れ曲がり部の折れ曲がり線に沿って外側（つまり２つの活物質保持部の対向方向に直交する幅方向の一方に外側）に向かって延びるように設けられていることから、展開状態の電極板を２つ折りのセパレータにより挟むように収容する場合に、セパレータの折り曲げ部を集電端子が外側に延びている辺以外に位置させることで、集電端子がセパレータによる収容の邪魔にならない。その上、１つの集電体から構成することができるので、部品点数を削減するとともに、部品同士を溶接する等の工数を削減することができる。【００２５】
前記集電体が、発泡ニッケル多孔体等の三次元金属多孔体であることが望ましい。三次元金属多孔体を用いることで、製造工程をその他の集電体基材よりも簡単にすることができ、また、導電性の低い活物質を用いる場合にも良好な集電特性が得られ、電極の高容量化も可能である点で優れている。【００２６】
ここで、三次元金属多孔体を用いて電極板を製造する方法としては、
（１）三次元金属多孔体からなる集電体基材（母材）全体に活物質を充填させる活物質充填工程と、（２）この活物質充填工程の後に、集電体基材全体をプレスする極板プレス工程と、（３）活物質が充填された集電体基材の中央部に直線状の活物質非保持部を形成されるように超音波除去等で活物質を除去する活物質除去工程と、（４）活物質非保持部が形成された集電体基材における活物質非保持部をプレスするプレス工程と、（５）活物質非保持部がプレスされた集電体基材を活物質非保持部に直交する方向に切断する切断工程と、（６）切断されてなる集電体の活物質非保持部に集電端子を溶接する端子溶接工程と、（７）集電端子が溶接された集電体を活物質非保持部で概略Ｕ字状に折り曲げる折り曲げ工程とを有するものが考えられる。また、（ア）三次元金属多孔体からなる集電体基材（母材）全体に活物質を充填させる活物質充填工程と、（イ）この活物質充填工程の後に、集電体基材全体をプレスする極板プレス工程と、（ウ）プレスされた集電体基材を電極板の展開形状に切断する切断工程と、（エ）切断された集電体基材の中央部に直線状の活物質非保持部を形成されるように超音波除去等で活物質を除去する活物質除去工程と、（オ）活物質非保持部が形成された集電体基材における活物質非保持部をプレスするプレス工程と、（カ）プレスされた活物質非保持部に集電端子を溶接する端子溶接工程と、（キ）集電端子が溶接された集電体を活物質非保持部で概略Ｕ字状に折り曲げる折り曲げ工程とを有するものが考えられる。しかしながら、上記いずれの方法も、一度充填させた活物質を除去することから活物質のロスとなってしまう。【００２７】
そのため集電体基材の中央部に直線状の活物質非保持部を残すように、当該活物質非保持部の両側にのみ活物質を充填させる方法が好ましい。具体的には、（ａ）三次元金属多孔体からなる集電体基材（母材）において活物質非保持部となる中央部を直線状にプレスするプレス工程と、（ｂ）活物質非保持部となるプレス部分以外に活物質を充填させる活物質充填工程と、（ｃ）この活物質充填工程の後に、集電体基材全体をプレスする極板プレス工程と、（ｄ）活物質保持部及び活物質非保持部が形成された集電体基材を活物質非保持部に直交する方向に切断する切断工程と、（ｅ）切断されてなる集電体の活物質非保持部に集電端子を溶接する端子溶接工程と、（ｆ）集電端子が溶接された集電体を活物質非保持部で概略Ｕ字状に折り曲げる折り曲げ工程とを有するものが考えられる。この方法によれば、活物質のロスを少なくすることができるので製造コストを安価にすることができる。なお、活物質非保持部を挟んで両側に活物質保持部を形成していることから、活物質保持部と活物質非保持部との伸び率が異なりその境界部分で破断してしまう可能性があるため、この観点からすると上記の（１）〜（７）又は（ア）〜（キ）の製造方法が好ましい。【００２８】
集電体に活物質を保持させた２つの活物質保持板と、当該２つの活物質保持板を連結する集電端子とを備え、前記２つの活物質保持板が互いに対向するように前記集電端子において概略Ｕ字状に折り曲げられているとともに、前記集電端子が、折り曲がり部の折り曲がり線に沿って外側に延びる延出部を有することが望ましい。【００２９】
このような電極板であれば、電極板が２つの活物質保持板を集電端子で連結して概略Ｕ字状としているので、共通の集電端子により２つの活物質保持板が集電されて集電効率のばらつきを抑えて集電効率を向上させることができる。また、２つの活物質保持板に対して共通の集電端子とすることができ、溶接する集電端子の数を減らすことができ、溶接作業を簡略化することができる。さらに、集電端子が当該集電端子の折れ曲がり部の折れ曲がり線に沿って外側（つまり２つの活物質保持部の対向方向に直交する幅方向の一方に外側）に向かって延びる延出部を有するので、展開状態の電極板を２つ折りのセパレータにより挟むように収容する場合に、セパレータの折り曲げ部を集電端子が外側に延びている辺以外に位置させることで、集電端子がセパレータによる収容の邪魔にならない。【００３０】
ここで、短冊状の２つの端子をＴ字状に溶接することで集電端子とすることが考えられるが、部品点数の削減、溶接などの工数の削減のためには、集電端子が平面視においてＴ字形状をなす平板であることが望ましい。【００３１】
前記電極板が、展開された状態で２つ折りのセパレータにより両面が挟まれるものであることが望ましい。このとき特に、第１の電極板の集電端子の配置を活かして集電端子がセパレータの邪魔とならないようにするためには、前記セパレータの折り曲げ部が、前記第１の電極板における集電端子が外側に延びている辺以外に位置していることが望ましい。これならば、セパレータの折り曲げ部を集電端子が外側に延びている辺以外に位置させることで、集電端子が２つの活物質保持部の対向方向に直交する幅方向の一方に外側に向かって延びるように設けられている構成を活かすことができ、集電端子がセパレータによる収容の邪魔にならない。封筒状のセパレータを用いることができるが、２つ折りのセパレータの方が電極板の収容が容易である。【００３２】
本発明の電極板を好適に用いることができる電極群の構成としては、前記両側の活物質保持部の間にセパレータを介して極性の異なる電極板が挟まれることにより形成される積層構造の電極群である。本発明の電極板は、直線状の活物質非保持部又は集電端子を挟んで両側に活物質保持部が形成され、活物質非保持部又は集電端子で折り曲げる構成であり、折り曲げられて対向する活物質保持部は同一極性となる。このような構成であるので、対向する活物質保持部の間に極性の異なる電極板を挟みこむだけで積層型の電極群を構成することができる。なお、極性の異なる電極板としてはポケット式電極、発泡式ニッケルなどの三次元基材に活物質を充填した電極および穿孔鋼板などの二次元基材に活物質を塗布した電極を用いることが考えられる。このとき、１つの負極板及び１つの正極板により積層型の電極群が構成される。【００３３】
また、本発明の電極板からなる第１の電極板との関係で好適に用いられる電極板としては、前記第１の電極板と極性が異なり、集電体に活物質を塗工して構成される第２の電極板であって、活物質が塗工されない直線状の未塗工部と、当該未塗工部を挟んで両側に形成され、活物質が塗工される塗工部とを有し、前記両側の塗工部が向き合うように前記未塗工部で前記集電体が折り曲げられているとともに、前記未塗工部の一部を外側に折り曲げて集電端子が形成され、前記両側の塗工部の間に前記第１の電極板が挟まれることにより、積層構造を構成するものであることが望ましい。【００３４】
このような第２の電極板によれば、直線状の未塗工部を挟んで両側に塗工部を形成して、未塗工部で折り曲げるとともに、未塗工部の一部から外側に折り曲げて集電端子が形成されているので、共通の集電端子により２つの塗工部が集電されて集電効率のばらつきを抑えて集電効率を向上させることができる。また、２つの塗工部に対して共通の集電端子とすることができ、溶接する集電端子の数を減らすことができ、溶接作業を簡略化することができる。さらに、未塗工部の一部を折り曲げて集電端子を形成しているので、塗工部に集電端子を形成する加工、或いは塗工部に集電端子を溶接接続するための加工を不要にすることができる。その上、未塗工部が直線状をなすことから、第２の電極板の製造段階において、集電体に活物質をストライプ塗工することができ、第２の電極板の生産効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００３５】
このように構成した本発明によれば、集電端子を活物質を保持させた２つの活物質保持部で共通化することによって集電効率のばらつきを防ぐとともに、集電端子の数を減らすことによって溶接作業を簡略化するだけでなく、複数の電極板を積層する作業を簡単化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本実施形態における円筒形電池の縦断面図。
【図２】同実施形態における円筒形電池の横断面図。
【図３】同実施形態の電極群を示す斜視図。
【図４】同実施形態の正極板を示す平面図、正面図及び斜視図。
【図５】同実施形態の正極板の展開状態を示す平面図。
【図６】同実施形態の正極板の製造工程を示す図。
【図７】同実施形態の正極板の製造工程の変形例を示す図。
【図８】同実施形態の負極板を示す平面図、正面図及び斜視図。
【図９】同実施形態の負極板の展開状態を示す平面図。
【図１０】同実施形態の負極板の製造工程を示す図。
【図１１】同実施形態の電極群の縦断面図。
【図１２】同実施形態の電極群のセパレータ収容工程を示す図。
【図１３】同実施形態の電極群の負極板折り曲げ工程及び正極板折り曲げ工程を示す図。
【図１４】同実施形態の円筒形電池の分解斜視図。
【図１５】変形実施形態に係る正極板を示す平面図、正面図及び斜視図。
【図１６】変形実施形態に係る正極板の製造工程を示す図。
【図１７】負極板の変形例を示す平面図及び斜視図。
【図１８】変形実施形態に係る円筒形電池の縦断面図。
【図１９】変形実施形態に係る円筒形電池の横断面図。
【図２０】スペーサの変形例を示す円筒形電池の横断面図。
【図２１】変形実施形態のスペーサを示す斜視図。
【図２２】変形実施形態のスペーサの部分拡大正面図。
【図２３】変形実施形態のスペーサ及び電極群を電池ケースに収容した状態を示す図。
【図２４】積層型電極群の積層パターンの変形例を示す模式図。
【図２５】積層型電極群の変形例を示す側面図、平面図及び正面図。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下に本発明に係る円筒形電池の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００３８】
本実施形態に係る円筒形電池１００は、例えばニッケル・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。具体的にこのものは、例えば単３形の容量が１８００ｍＡｈ以下、又は単４形の容量が６５０ｍＡｈ以下の低容量タイプとすることができるものであり、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からなる概略直方体形状の電極群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集電端子３１１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の底面２Ｂに電極群３の最外側に位置する負極板３２の集電端子３２１が溶接される。
【００４０】
電極群３は、正極板３１及び負極板３２を例えば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を介して積層した概略直方体形状をなすものである（図３参照）。なおセパレータ３３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、発泡式ニッケルからなる正極集電体と、この正極集電体の中空内に水酸化ニッケル活物質及び導電材のコバルト化合物の混合物（以下、単に正極活物質という。）を充填したものである。なお、水酸化ニッケル活物質は、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】
具体的に正極板３１は、図４及び図５に示すように、正極活物質を保持しない直線状の活物質非保持部３１Ａと、この活物質非保持部３１Ａを挟んで両側に形成され、正極活物質を保持する活物質保持部３１Ｂとを有する。活物質非保持部３１Ａは、正極集電体の中心線Ｈ１を含むように左右対称に形成されており、活物質保持部３１Ｂは、活物質非保持部３１Ａに対して左右対称である（図５参照）。
【００４３】
そして、正極板３１は、図４に示すように、両側の活物質保持部３１Ｂが向き合うように活物質非保持部３１Ａにおいて正極集電体が概略Ｕ字状に折り曲げられている。具体的には、活物質非保持部３１Ａ及び活物質保持部３１Ｂの境界又は境界よりも若干内側を折り曲げ線として活物質非保持部３１Ａ及び活物質保持部３１Ｂが互いに直角となるように折り曲げられている。
【００４４】
さらに、正極板３１は、２つの活物質保持部３１Ｂの間に形成された折れ曲がり部である活物質非保持部３１Ａに例えばニッケル鋼板等からなる集電端子３１１が設けられている。この集電端子３１１は、２つの活物質保持部３１Ｂの対向方向に直交する幅方向の一方に外側に向かって延びている。図４においては、集電端子３１１は、活物質非保持部３１Ａの直線方向と同一方向に沿って一方の外側（図４において手前側）に延出している。この集電端子３１１は、正極集電体からの集電効率を向上させるために、活物質非保持部３１Ａの略全体に亘って設けられている。なお、正極集電体は活物質非保持部３１Ａと同一方向に延びるものの他、活物質非保持部３１Ａの側辺（図４の平面図又は図５において上辺３１ｍ又は下辺３１ｎ）から延出する構成であれば傾斜して設けられても良い。このように、集電端子３１１が２つの活物質保持部３１Ｂの対向方向に直交する幅方向の一方に外側に向かって延びるように設けられていることから、展開状態の正極板３１を２つ折りのセパレータ３３により挟むように収容する際に、セパレータ３３の折り曲げ部を集電端子３１１が外側に延びている辺３１ｍと対向する辺３１ｎに位置させることで、集電端子３１１がセパレータ３３による収容の邪魔にならない。
【００４５】
次にこのように構成した正極板３１の製造方法について簡単に説明する。
【００４６】
まず、図６に示すように長尺形状をなす発泡ニッケルからなる母材（集電体基材）Ｘに対して、その長手方向に沿って中心部に直線状の活物質非保持部となる部分（非保持領域Ｘ１）をプレスする（プレス工程）。次に、非保持領域Ｘ１以外を活物質保持領域となる部分（保持領域Ｘ２）とすべく正極活物質を充填する（活物質充填工程）。この活物質充填工程の後に、集電体基材全体をプレスする（極板プレス工程）。そして、正極板（端子を除く。）の展開状態と同一形状となるように非保持領域Ｘ１に直交する方向に切断する（切断工程）。なお、図６において点線が切断線を示している。このように切断されてなる正極集電体の活物質非保持部３１Ａに集電端子３１１を溶接する（端子溶接工程）。これにより展開状態の正極板３１が形成される。この方法によれば、正極活物質のロスを少なくすることができるので製造コストを安価にすることができる。
【００４７】
上記方法では、母材Ｘの正極活物質を充填することなく活物質非保持部３１Ａを形成し、この活物質非保持部３１Ａを挟んで両側に活物質保持部３１Ｂを形成していることから、活物質保持部３１Ｂと活物質非保持部３１Ａとの伸び率が異なりその境界部分で破断してしまう可能性がある。このため、以下の方法を用いることも考えられる。つまり、図７に示すように、発泡ニッケルからなる母材Ｘ（集電体基材）全体に正極活物質を充填させる（活物質充填工程）。この活物質充填工程の後に、集電体基材Ｘ全体をプレスする（極板プレス工程）。次に、正極活物質が充填された母材Ｘの中央部に直線状の活物質非保持部３１Ａとなる非保持領域Ｘ１を形成すべく、超音波除去等で正極活物質を除去する（活物質除去工程）。そして、非保持領域Ｘ１が形成された母材Ｘにおける非保持領域Ｘ１をプレスする（プレス工程）。その後、非保持領域Ｘ１がプレスされた母材Ｘを非保持領域Ｘ１に直交する方向に切断する（切断工程）。なお、図７において点線が切断線を示している。このように切断されてなる正極集電体の活物質非保持部３１Ａに集電端子３１１を溶接する（端子溶接工程）。これにより展開状態の正極板３１が形成される。
【００４８】
また、切断工程を極板プレス工程及び活物質除去工程の間に実施しても良い。つまり、発泡ニッケルからなる母材Ｘ（集電体基材）全体に正極活物質を充填させる（活物質充填工程）。この活物質充填工程の後に、集電体基材Ｘ全体をプレスする（極板プレス工程）。次に、プレスされた母材Ｘを正極板３１の展開形状に切断する（切断工程）。そして、切断された母材Ｘの中央部に直線状の活物質非保持部３１Ａとなる非保持領域Ｘ１を形成すべく、超音波除去等で正極活物質を除去する（活物質除去工程）。そして、非保持領域Ｘ１が形成された母材Ｘにおける非保持領域Ｘ１をプレスする（プレス工程）。最後に、正極集電体の活物質非保持部３１Ａに集電端子３１１を溶接する（端子溶接工程）。
【００４９】
負極板３２は、例えばニッケルめっきを施した平板状の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。
【００５０】
具体的に負極板３２は、図８及び図９に示すように、負極活物質を保持しない直線状の活物質非保持部（未塗工部）３２Ａと、この活物質非保持部３２Ａを挟んで両側に形成され、負極活物質を保持する活物質保持部（塗工部）３２Ｂとを有する。活物質非保持部３２Ａは、負極集電体の中心線Ｈ２を含むように左右対称に形成されており、活物質保持部３２Ｂは、活物質非保持部３２Ａに対して左右対称である（図９参照）。
【００５１】
そして、負極板３２は、図８に示すように、両側の活物質保持部３２Ｂが向き合うように活物質非保持部３２Ａにおいて負極集電体が概略Ｕの字状に折り曲げられている。具体的には、活物質非保持部３２Ａ及び活物質保持部３２Ｂの境界又は境界よりも若干内側を折り曲げ線として活物質非保持部３２Ａ及び活物質保持部３２Ｂが互いに直角となるように折り曲げられている。
【００５２】
さらに、負極板３２は、活物質非保持部３２Ａの一部が外側に折り曲げられることにより、電池ケース２の底面２Ｂに溶接接続される集電端子３２１が形成される。具体的には、活物質非保持部３２Ａの一部に、所望の集電端子形状となるように切れ込み３２Ｃを入れて、その切れ込み３２Ｃ内部を外側に折り曲げることにより集電端子３２１が形成される。
【００５３】
この切れ込み３２Ｃは、図９に示すように、切れ込み始点ａ及び切れ込み終点ｂがともに活物質非保持部３２Ａ及び活物質保持部３２Ｂの境界に位置しており、その切れ込み始点ａ及び切れ込み終点ｂを結ぶ切れ込み線ｃが活物質非保持部３２Ａ内に形成されている。本実施形態では、所望の集電端子形状が矩形状をなすものであることから、切れ込み線ｃは、平面視において概略Ｕの字状をなすものである。
【００５４】
そして、切れ込み３２Ｃ内部に形成された集電端子３２１は、活物質非保持部３２Ａ及び活物質保持部３２Ｂの境界又は境界よりも若干内側を折り曲げ線として、両側の活物質保持部３２Ｂの対向方向に沿って当該活物質保持部３２Ｂよりも外側に折り曲げられる。折り曲げられた状態において、活物質非保持部３２Ａの平面方向と集電端子３２１の平面方向とはほぼ同一方向であり、活物質非保持部３２Ａと集電端子３２１とは略同一平面内に位置する。これにより、負極板３２を電池ケース２内に収容した状態で、活物質非保持部３２Ａを電池ケース２の底面２Ｂに接触させることができるとともに、集電端子３２１を電池ケース２の底面２Ｂに接触させることができる。したがって、集電端子３２１を溶接する際に、負極板３２を電池ケース２内で安定させることができ、溶接作業を容易にすることができる。また、平面状の活物質非保持部３２Ａを電池ケース２の底面２Ｂに接触させるように配置することができ、電池ケース２内のスペースを有効に利用することができる。
【００５５】
次にこのように構成した負極板３２の製造方法について簡単に説明する。
【００５６】
まず、図１０に示すように、穿孔鋼板からなる長尺形状をなす母材（集電体基材）Ｙに対して、その長手方向に沿って中心部に直線状の未塗工領域Ｙ１を残して、その両側に負極活物質を塗工して塗工領域Ｙ２、Ｙ３を形成する（塗工工程）。そして、未塗工領域Ｙ１に概略Ｕの字状の切れ込み３２Ｃを打ち抜き型を用いて打ち抜いて形成する（打ち抜き工程）。その後、負極板３２の展開状態と同一形状となるように切断していく（切断工程）。なお、図１０において点線が切断線を示している。これにより展開状態の負極板３２が形成される。なお、切れ込み３２Ｃは負極板３２を切断した後に形成しても良い。
【００５７】
しかして本実施形態の積層型電極群３は、２つの活物質保持部３１Ｂが互いに対向配置された概略Ｕの字状をなす正極板３１と、２つの活物質保持部３２Ｂが互いに対向配置された概略Ｕの字状をなす負極板３２とが噛み合うように積層されて構成されている。具体的には、図１１に示すように、正極板３１の１つの活物質保持部３１Ｂが負極板３２の２つの活物質保持部３２Ｂの間に挟まれるとともに、負極板３２の１つの活物質保持部３２Ｂが正極板３１の２つの活物質保持部３１Ｂの間に挟まれるように積層されている。本実施形態では、正極板３１の折れ曲がり部（活物質非保持部３１Ａ）と、負極板３２の折れ曲がり部（活物質非保持部３２Ａ）とが互いに対向するように積層されている。なお、図１、図２、図１１等においては、理解を容易のため、各極板３１、３２及びセパレータ３３の間に間隔を挙げて図示しているが、それらは接触して積層される。
【００５８】
より詳細には、本実施形態の積層型電極群３は、２つの負極板３２及び１つの正極板３１から構成されたものであり、隣接する２つの負極板３２においてそれぞれの１つの活物質保持部３２Ｂ（２つの負極板３２において互いに隣り合う活物質保持部３２Ｂ）が１つの正極板３１の２つの活物質保持部３１Ｂの間に挟まれるように積層されている。
【００５９】
次にこのように構成した積層型電極群３の製造方法について説明する。
【００６０】
まず、図１２及び図１３に示すように、展開状態の正極板３１、展開状態の負極板３２及び展開状態のセパレータ３３を準備する。そして、図１２に示すように、セパレータ３３の折り曲げ線３３ａに対して一方の半面に展開状態の正極板３１を載置する。このとき、集電端子３１１が外側に延出している辺（上辺３１ｍ）に対向する辺（下辺３１ｎ）をセパレータ３３の折り曲げ線３３ａに沿うように載置する。そして、セパレータ３３を折り曲げ線３３ａで２つ折りに折り曲げる（セパレータ収容工程）。これにより、セパレータ３３の折り曲げ部が正極板３１の下辺３１ｎに位置することになり、展開状態の正極板３１は、集電端子３１１の外側に延出した部分を除いてセパレータ３３に収容された状態となる。そして、正極板３１を収容したセパレータ３３の四隅の４点又は正極端子部分を除く上辺及び左右側辺の３辺を超音波溶着等により溶着固定する。なお、セパレータ３３における正極板３１の集電端子部分には切り込み３３ｂが入れてある。これにより、集電端子３１１を折り曲げた際に、当該集電端子３１１の変形に伴ってセパレータ３３がめくれてしまうことを防止している。なお、セパレータ３３の３辺があらかじめ閉じられた封筒状のセパレータ３３を用いて、正極板３２を包装することもできる。
【００６１】
次に、図１３に示すように、セパレータ３３に収容された状態の展開状態の正極板３１の左右に設けられた２つの活物質保持部３１Ｂと、展開状態の負極板３２の一方の活物質保持部３２Ｂとを重ね合わせる。そして、展開状態の負極板３２を概略Ｕの字状に折り曲げることにより、正極板３１の２つの活物質保持部３１Ｂそれぞれを負極板３２で挟む（負極板折り曲げ工程）。このとき、負極板３２の活物質非保持部３２Ａから集電端子３２１を外側に折り曲げる。その後、左右が負極板３２で挟まれた状態の正極板３１を概略Ｕの字状に折り曲げる（正極板折り曲げ工程）。これにより積層型電極群３が形成される。このように形成された積層型電極群３は、ばらけないようにするための結束テープ３４が巻かれる。
【００６２】
また、本実施形態の円筒形電池１００は、図１及び図２に示すように、電池ケース２に対して電極群３を固定するためのスペーサ６を有する。このスペーサ６は、電池ケース２の内側周面と電極群３の側面との間に介在して設けられ、電極群３を電池ケース２に固定する一対のスペーサ６１、６２である。この一対のスペーサ６１、６２は、電池ケース２の内側周面と電極群３の側面との間の空間に配置されて、電極群３をその積層方向Ｌから挟むように設けられている。なお、積層方向Ｌは、各極板３１、３２の活物質保持部３１Ｂ、３２Ｂの対向方向に一致する。
【００６３】
一対のスペーサ６１、６２は、アクリル樹脂やポリプロピレン樹脂等の樹脂製又はステンレス鋼等の金属製で、互いに同一形状をなすものである。
【００６４】
各スペーサ６１、６２は、中心軸方向Ｃに等断面形状をなすものであり、積層型電極群３の外側面３ａ、３ｂ（図２参照）の略全体に接触するものである。また、各スペーサ６１、６２は、電池ケース２の内側周面に上下に亘って接触する。これにより、電極群３全体が一対のスペーサ６１、６２により均一に押圧されることになり充放電効率が向上する。
【００６５】
各スペーサ６１、６２において電池ケース２と接触する部分は、電池ケース２に加わる押圧力を分散させるために、電池ケース２の周方向所定範囲に亘って接触させるべく円弧形状とすることが考えられる。なお、電池ケース２の機械的強度が十分に確保できる場合には、電池ケース２と接触する部分が角形状であっても良い。このように電池ケース２と接触する部分が角形状であれば、スペーサ６１、６２と電池ケース２との間の空間を大きくすることができ、電解液量の増大及び内圧上昇の低減に寄与する。
【００６６】
次にこのように構成した円筒形電池１００の製造方法について図１４を参照して簡単に説明する。なお、図１４に示す電極群３には結束テープ３４は図示していない。
【００６７】
上述した積層型電極群３を電池ケース２内に配置して、負極板３２の集電端子３２１を電池ケース２の底面２Ｂに溶接して接続する。その後、電極群３を積層方向Ｌから一対のスペーサ６１、６２で挟み込み、電池ケース２内に電解液を注液する。そして正極板３１の集電端子３１１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。
【００６８】
＜本実施形態の効果＞
このように構成した本実施形態に係る円筒形電池１００によれば、正極板３１及び負極板３２が２つの活物質保持部３１Ｂ、３２Ｂが互いに対向配置された概略Ｕ字状をなすものであり、共通の集電端子３１１、３２１により２つの活物質保持部３１Ｂ、３２Ｂが集電されて集電効率のばらつきを抑えて集電効率を向上させることができる。また、２つの活物質保持部３１Ｂ、３２Ｂに対して共通の集電端子３１１、３２１とすることができ、溶接する集電端子３１１、３２１の数を減らすことができ、溶接作業を簡略化することができる。さらに、概略Ｕ字状をなす正極板３１及び負極板３２が噛み合うように積層されるので、複数の正極板３１及び負極板３２を積層する作業を簡単化することができ、また積層した後に積層型電極群３をばらけにくくすることができる。
【００６９】
また、正極板３１及び負極板３２をセパレータ３３を介して積層した電極群３を電池ケース２内に収容することから、電極群３の巻きずれ及び巻きずれに付随する種々の問題の無い円筒形電池を提供することができる。また、円筒状の電池ケース２であることから、内部圧力の上昇に対して強度的に強くすることができる。さらに、スペーサ６１、６２を用いて電極群３を電池ケース２内で押圧して固定しているので、電池ケース２に対する電極群３のがたつきを防止することができ、極板３１、３２の活物質の脱落を抑制して充放電性能の劣化を防ぐだけでなく、充放電性能を向上させることができる。
【００７０】
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。例えば前記実施形態では、正極板３１は活物質非保持部３１Ａと活物質保持部３１Ｂとが１つの正極集電体から構成されているが、これに限られない。具体的には正極板３１が、図１５に示すように、正極集電体に正極活物質を保持させた２つの活物質保持板３１ｓ、３１ｔと、この２つの活物質保持板３１ｓ、３１ｔを連結する集電端子３１ｕとを備えるものであっても良い。活物質保持板３１ｓ、３１ｔは、互いに同一形状をなすものであり、概略矩形状をなす発泡ニッケルに正極活物質を充填させることにより構成される。そして、その一部に集電端子３１ｕを溶接するための活物質除去部３１ｘが形成されている。また、集電端子３１ｕは、平面視概略Ｔ字形状をなすものであり、そのＴ字水平部３１ｕ１の左右端部がそれぞれ活物質保持板３１ｓ、３１ｔの活物質除去部３１ｘに溶接される。この展開状態において、集電端子３１ｕのＴ字垂直部３１ｕ２は、活物質保持板３１ｓ、３１ｔよりも幅方向の外側に延出した延出部となる。そして、この正極板３１は、２つの活物質保持板３１ｓ、３１ｔが互いに対向するように集電端子３１ｕのＴ字水平部３１ｕ１において概略Ｕ字状に折り曲げられるとともに、Ｔ字垂直部３１ｕ２が、２つの活物質保持板３１ｓ、３１ｔの対向方向に直交する幅方向の一方の外側に向かって延びる。
【００７１】
次にこのように構成した正極板３１の製造方法について簡単に説明する。図１６に示すように、長尺形状をなす発泡ニッケルからなる母材Ｚ（集電体基材）全体に活物質を充填させる（活物質充填工程）。この活物質充填工程の後に、集電体基材全体をプレスする（極板プレス工程）。次に、活物質が充填された母材Ｚを活物質保持板３１ｓ、３１ｔの大きさに切断する（切断工程）。そして、切断した活物質保持板３１ｓ、３１ｔの短辺側中央部に概略矩形状の活物質除去部３１ｘを形成すべく、超音波除去等で正極活物質を除去する（活物質除去工程）。その後、２つの活物質除去部３１ｘにＴ字端子３１ｕのＴ字水平部３１ｕ１の各端部を溶接する（端子溶接工程）。なお、Ｔ字端子は一体のものに限られず、短冊状をなす２つの集電端子をＴ字状に溶接しても良い。なお、集電端子以外の連結部材で２つの活物質保持板３１ｓ、３１ｔを連結して、当該連結部材に集電端子を溶接するように構成しても良い。
【００７２】
前記実施形態の負極板３２の集電端子３２１は、活物質非保持部３２Ａ及び活物質保持部３２Ｂの境界を折り曲げ線として当該活物質保持部３２Ｂよりも外側に折り曲げられるものであったが、折り曲げ線が活物質非保持部３２Ａ及び活物質保持部３２Ｂの境界でなくても良い。また、図１７に示すように、集電端子３２１が、活物質保持部３２Ｂの対向する方向とは直交する幅方向に一方の外側に延出するように構成しても良い。この場合は、集電端子３２１の長さの選択の自由度を増すことができる。なお、この負極板３２の構成を正極板３１の構成として採用することもできる。また、負極板３２の構成を、前記実施形態の正極板３１と同様の構成としても良い。また、集電端子３２１を電池ケース２に溶接しなくとも、接触のみにより導通をとることもできる。
【００７３】
また、正極板及び負極板の形状としては、概略Ｕ字状に折り曲げる一態様として概略Ｕの字状に折り曲げる構成について説明したが、その他、概略Ｖ字状に折り曲げる構成としても良いし、文字通り概略Ｕ字状に折り曲げるように構成しても良い。
【００７４】
各スペーサは前記実施形態に限られず、図１８及び図１９に示すように、電極群３の負極板３２の集電端子３２１を電池ケース２の底面２Ｂに溶接するための溶接棒が挿入される上下（中心軸方向Ｃ）に連通した空間Ｓを形成するものであっても良い。この空間Ｓは、電池ケース２の底面２Ｂから電池ケース２の上部開口に亘って連通している。具体的にスペーサ６１、６２は、溶接棒が挿入される上下に連通した挿入孔６Ｈを有する。この挿入孔６Ｈの形状は、溶接棒を挿入して溶接が可能であれば良く、円形に限られず、多角形であっても良いし、楕円形であっても良い。挿入孔６Ｈを設ける位置は、スペーサ６１、６２で電極群３を固定した状態において、負極板３２の集電端子３２１が挿入孔６Ｈ内となる位置であり、負極板３２の集電端子３２１の位置により応じて決定される。
【００７５】
これならば、スペーサ６１、６２に挿入孔６Ｈを形成しているので、電池ケース２に電極群３及びスペーサ６１、６２を挿入した後に負極板３２の集電端子３２１を溶接することができる。負極板３２の集電端子３２１を溶接した後でスペーサ６１、６２を挿入する場合には、電極群３の位置がスペーサ６１、６２を挿入する前と後でずれる恐れがあり、溶接部位が断裂又は破損することが懸念されるが、このようにスペーサ６１、６２を挿入後に溶接することにより、この問題が生じることが無い。
【００７６】
スペーサ６１、６２に設けた挿入孔６Ｈによって溶接スペースを確保するものの他、図２０に示すように、スペーサ６１、６２に挿入孔６Ｈを設けることなくスペーサ６１、６２の外観形状により溶接スペースを形成しても良い。具体的には、側面に凹部６Ｍを有する中心軸方向Ｃに等断面形状をなすものとすることが考えられる。図２０においては、電極群３の積層方向最外側の面に接触する電極接触部６Ａと、電池ケース２の内側周面に接触するケース接触部６Ｂと、それらの間に形成された凹部６Ｍとを有するものである。このようなものであっても、スペーサ６１、６２を挿入した後にスペーサ６１、６２の凹部６Ｍにより形成される溶接スペースによって負極板３２の集電端子３２１を電池ケース２の底面２Ｂに溶接することができる。
【００７７】
具体的にこのスペーサ６は、図２１及び図２２に示すように、電極群３の積層方向Ｌの最外面（具体的には負極板３２）の略全体に接触する接触面を一方面６ａに有する矩形平板状の電極接触部６Ａと、この電極接触部６Ａの他方面６ｂから延出して電池ケース２の内側周面２Ａに接触する２つのケース接触部６Ｂとを有する等断面形状をなすものである。
【００７８】
電極接触部６Ａは、電極群３の積層方向Ｌの最外面と略同一形状をなすものである。この電極接触部６Ａの上部には、電極群３の上面に対向する突起片６Ｔが形成されている。この突起片６Ｔは、電極接触部６Ａの上端中央部において当該電極接触部６Ａの一方面６ａから略垂直に延びている。また、電極接触部６Ａの上部の角部には、電極群３の上角部を囲む囲み壁部６Ｐが形成されている。この囲み壁部６Ｐは、電極群３の上面に対向する上壁６Ｐ１と、電極群３の左右側面に対向する側壁６Ｐ２とを有する（図２２参照）。
【００７９】
２つのケース接触部６Ｂは、電極接触部６Ａの他方面６ｂにおいて中心軸方向Ｃに沿って互いに並列に形成されている。具体的には、電池ケース２に収容された状態において電池ケース２の中心軸を挟むように対称に形成されている。さらに、ケース接触部６Ｂにおける電池ケース２の内側周面２Ａとの接触部分は、電池ケース２の内側周面２Ａの曲面と略同一の曲面を有する。これにより、ケース接触部６Ｂと電池ケース２とが面接触するように構成している（図２３参照）。
【００８０】
このようなスペーサ６を用いて電極群３を挟むように電池ケース２に配置すると、図２３に示すように、２つのスペーサ６の突起片６Ｔにより、正極板３１の集電端子３１１が接触又は押圧される。なお、集電端子３１１において突起片６Ｔに接触する部分よりも自由端部側が折り曲げられて封口体５に溶接される。ここで、集電端子３１１の立ち上がり位置は、突起片６Ｔ近傍となる。また、２つのスペーサ６の囲み壁部６Ｐにより、正極板３１及び負極板３２の上角部が収容されることになる。
【００８１】
電極群３の上面に対向する突起片６Ｔが設けられているので、正極板３１の上面に溶接された集電端子３１１に突起片６Ｔが接触するため、集電端子３１１の位置ずれを防止できるとともに、集電端子３１１の溶接箇所が破断して剥がれてしまうことを防止できる。また、スペーサ６の上部に、電極群３の上角部を囲む囲み壁部６Ｐが設けられているので、電池ケース２と正極板３１とが接触してしまうことを防止することができる。また、正極板３１の集電端子３１１と負極板３２との接触を防止することができる。さらに、電極群３における正極板３１及び負極板３２のずれを防止することもできる。その上、囲み壁部６Ｐを設けることで、従来必須とされていた上部絶縁板を配置する必要が無くなり、製造工程を簡略化できるとともに材料コストを削減することができる。
【００８２】
前記実施形態の積層型電極群３は、１枚の正極板３１及び２枚の負極板３２を積層して構成されるものであったが、複数の正極板３１及び複数の負極板３２を積層して構成するものであっても良い。
【００８３】
この場合、図２４（Ａ）に示すように、積層方向両外側にある電極板（図では負極板３２）を除いて、正極板３１が隣接する２つの負極板３２においてそれぞれの１つの活物質保持部３２Ｂを挟むとともに、負極板３２が隣接する２つの正極板３１においてそれぞれ１つの活物質保持部３１Ｂを挟むように積層することが考えられる。これならば、正極板３１及び負極板３２が互いに挟まれるように積層されることから、積層型電極群をずれにくくすることができる。
【００８４】
また、図２４（Ｂ）に示すように、前記実施形態の１枚の正極板３１及び２枚の負極板３２を積層したものを単位ユニットとして、この単位ユニットを複数積層することも考えられる。これならば、単位ユニットの数を増減させることで、電池ケースのサイズに合わせることができるとともに、簡単に電池の容量を増減させることができる。
【００８５】
その他、図２４（Ｃ）に示すように、１枚の正極板３１の２つの活物質保持部３１Ｂが、１枚の負極板３２の２つの活物質保持部３２Ｂの間に挟まれるように積層することも考えられる。これならば、１枚の正極板３１及び１枚の負極板３２により最小容量のユニットを作製することができ、このユニットを増減させることで、電池の容量を細かく増減させることができる。
【００８６】
また、積層型電極群は、前記実施形態のように正極板３１の活物質非保持部３１Ａ及び負極板３２の活物質非保持部３２Ａが互いに対向するように積層される構成に限られず、図２５に示すように、正極板３１の活物質非保持部３１Ａ及び負極板３２の活物質非保持部３２Ａが互いに対向しないように積層される構成であっても良い。つまり、正極板３１の活物質非保持部３１Ａ及び負極板３２の活物質非保持部３２Ａが直角配置されるように積層されても良い。
【００８７】
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。また、円筒形電池の他に角形電池に適用することも可能である。
【００８８】
その他、本発明は前記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】
【００８９】
本発明により、集電端子を活物質を保持させた２つの活物質保持部で共通化することによって集電効率のばらつきを防ぐとともに、集電端子の数を減らすことによって溶接作業を簡略化するだけでなく、複数の電極板を積層する作業を簡単化することができる。
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【国際調査報告】
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