(57)【要約】      （修正有）【課題】プレス加工機を使用せずに、簡易的に電槽への応力を軽減させるアルカリ蓄電池を提供する。【解決手段】水酸化ニッケルを主体とする正極活物質を含む正極板５と負極板３とをセパレータ４を介して交互に積層してなる極板群６を電槽１の収納した角型アルカリ蓄電池であって、前記極板群は、その積層面最外側に配置された樹脂製スペーサ２によって緊迫されて電槽に収納されており、そのスペーサは中央に円形状または四角形状の穴または凹部を有する。【選択図】図１
2006236864.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水酸化ニッケルを主体とする正極活物質を含む正極板と負極板とをセパレータを介して交互に積層してなる極板群を電槽に収納した角型アルカリ蓄電池であって、前記極板群の積層面最外側と電槽間に樹脂製スペーサが配設されており、そのスペーサは中央に円形状または四角形状の穴または凹部を有することを特徴とする角型アルカリ蓄電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、角型アルカリ蓄電池、特に極板群の積層面最外側と電槽間に樹脂製のスペーサ挿入した角型アルカリ蓄電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アルカリ蓄電池には、円筒形電池、角型電池など種々の形状のものがあるが、小・中容量のものは耐圧性および封口の容易さの点から円筒形アルカリ蓄電池が用いられていることが多く、大容量のものは角型アルカリ蓄電池が用いられている。近年機器の小型化が進むに連れて省スペースタイプである角型電池を望む声が高まっている。また、高出力用途において放熱性の問題からも放熱性に優れる角型電池を望む声が高まっている。
【０００３】
ところで、一般にアルカリ蓄電池の正極に用いられる水酸化ニッケルを主たる活物質とするニッケル正極は、蓄電池を作製した最初の充電で活物質が体積増加し、その後の充放電サイクル中においても僅かずつ体積増加する傾向がある。その体積増加は正極の構造上の理由から厚みの増加となって現れる。円筒形電池の場合は、極板群が渦巻状に緊迫して巻かれ、なおかつ構造的に耐圧性に良い円筒形電槽に収納されることから、正極板の厚みの増加はセパレータや極板中の空孔に吸収され電槽寸法に影響することは稀である。
【０００４】
しかし、角型電池の場合は、四角形の電槽内に複数の短冊形正負極板がセパレータを介して積層されて収納されるため、極板が緊迫され難く、なおかつ角型電槽の対向する２面のみに応力が加わるため、電槽寸法の変形が起き易い。この変形は電槽蓋溶接部に応力を与え亀裂の発生をもたらす恐れがある。
【０００５】
そこで、例えば極板群を電槽に収納した後に電槽をプレス加工し、電槽の側面の凹みによって極板群を圧迫することで、極板群の厚みが増加しても電槽の外形寸法には影響を与えず、電槽と電槽溶接部への応力を軽減させる方法（特許文献１）が行われている。
【０００６】
【特許文献１】特開昭６２‐１２６５６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記した特許文献１の方法では、電槽と電槽溶接部への応力を軽減については改善されたが、プレス加工機とその作業工程が必要となるほか、小容量の蓄電池の場合には、設置時の蓄電池の安定性も欠如する恐れがある。
【０００８】
このような背景の下、プレス加工機を使用せずに、簡易的に電槽への応力を軽減させるアルカリ蓄電池を提供することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、水酸化ニッケルを主体とする正極活物質を含む正極板と負極板とをセパレータを介して交互に積層してなる極板群を電槽に収納した角型アルカリ蓄電池であって、前記極板群の積層面最外側と電槽間に樹脂製スペーサが配設されており、そのスペーサは中央に円形状または四角形状の穴または凹部を有することを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、極板群の積層面最外側に所定形状の樹脂製スペーサを配置することにより、極板群に対する適度な圧迫を維持し、且つ、電槽への応力を軽減させることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図１〜３に基づき説明する。
【００１２】
図１は一実施形態を示す密閉型ニッケル・カドミウムアルカリ蓄電池の上面断面図である。１はステンレス製の方形電槽である。そして、この中に負極板３と正極板５をセパレータ４を介して交互に積層して極板群６が収納されて、極板群６の積層方向の最外側、即ち積層面最外側と電槽１との間に２枚ずつスペーサ２が配置されている。なお、極板群６の積層方向と直交する側の最外側と電槽との間および、図示しないが極板群下部と電槽底面との間にはスペーサ７が１枚ずつ配置されている。
【００１３】
図２は極板群の積層面最外側と電槽１との間に配置されたスペーサの実施の形状であり、スペーサ２は２枚から構成されており、電槽１側に配置されたスペーサは平面板であり、極板群６側に配置されたスペーサ中央に長方形の穴２１を有している。なお、穴２１はスペーサの中央部にスペーサ面積の０.５倍以上の面積を有していることが好ましい。図３は、他のスペーサの実施の形状であり、スペーサ２は１枚で構成されており、電槽１側は平坦であり、極板群６側は中央に長方形の凹部２２を有しているものである。なお、スペーサの穴や凹部の深さは極板群の正極板厚み合計の５〜１５％程度が好ましい。
【実施例１】
【００１４】
公知の方法により焼結式正極板（幅７０ｍｍ、高さ１７０ｍｍ、厚み０．６５ｍｍ）および焼結式負極板（幅７０ｍｍ、高さ１７０ｍｍ、厚み０．６３ｍｍ）を作製し、正極板２３枚と負極板２４枚を厚み０．２ｍｍのポリオレフィン不織布セパレータを介して交互に積層した後、同極性極板の耳を集電体と溶接し、その後、集電体と極柱を溶接で接合して極板群を作製した。この極板群を図１に示すようにポリプロピレン性スペーサで周囲４側面を囲んで、方形のステンレス製電槽１に挿入し、所定組成のアルカリ水溶液を適量注液して公称容量６０Ａｈの密閉角型ニッケル・カドミウムアルカリ蓄電池（本発明電池１）を作製した。
【００１５】
極板群６の積層面最外側にそれぞれ配置されている２枚のスペーサ２の内、極板群の積層面最外側に当接するスペーサは厚み１．５ｍｍの平板状であり図２に示すようにその中央部に幅５０ｍｍ、高さ１５０ｍｍの穴を形成した。また、電槽側に当接するスペーサは厚み１.０ｍｍの穴等の無い平面板である。なお、極板群６の積層方向と直交する側の最外側と電槽との間および底面に配置したスペーサ７はそれぞれ厚み２．５ｍｍの平面板である。
【実施例２】
【００１６】
極板群の積層面最外側にポリピロプレン性スペーサを各々１枚ずつ配置させる以外は、実施例１と同様に密閉形ニッケル・カドミウム蓄電池（本発明電池２）を作製した。なお、この積層面最外側に当接されたスペーサは厚さ２．５ｍｍの平板状とし、図３に示すように極板群に接する面の中央部に幅５０ｍｍ、高さ１５０ｍｍ、深さ１.５ｍｍの短形の凹部を形成した。
【００１７】
なお、スペーサは、極板群の積層面最外側に配置するものと底面に配置するものを一体としてＵ字状に形成したものや、極板群の積層方向と直交する側の最外側に配置するものと底面に配置するものを一体としてＵ字状に形成したものを１枚乃至２枚以上の複数枚用いても良いし、一枚のスペーサで極板群の四方を囲む様なスペーサでも良い。
【００１８】
（比較例1）
極板群の積層面最外側に各々１枚ずつ配置されるポリピロプレン性スペーサの厚みを２.５ｍｍの平面板とした以外は実施例１と同様に密閉角型ニッケル・カドミウムアルカリ蓄電池（比較電池）を作製した。
【００１９】
上記で作製した公称容量６０Ahの各々の密閉角型ニッケル・カドミウムアルカリ蓄電池（本発明電池１、２および比較電池）を、一晩中常温で放置した後、環境温度２５℃において、０.１ＣＡの電流で１５時間充電し、０.２ＣＡの電流でセル当たり１.０Ｖまで放電し密閉角型ニッケル・カドミウムアルカリ蓄電池の活性化を行った。引き続き、環境温度２５℃において、０.２ＣＡの電流で５.５時間充電し、１.０ＣＡの電流でセル当たり１.０Ｖまで放電を繰り返し５０サイクル行い、電槽の膨らみ具合を見た。表１には、活性化時および５０サイクル目の電槽中央部の厚みの増加量を示したものである。
【００２０】
【表１】
2006236864.tif 000003
【００２１】
本発明電池１、２は比較電池に比し電槽厚みの変化を押えることが可能となっている。本発明のようにスペーサの中央部に穴または凹部を有することで、極板群に対する適度な圧迫を維持することができ、電槽への応力を低減することが可能である。
【００２２】
更にサイクル試験後、環境温度２５℃において、０.２ＣＡの電流で５.５時間充電し、３.０ＣＡの電流でセル当たり１.０Ｖまで放電を５０サイクル行った。表２には、５０サイクル後の３Ｃ放電時の放電平均電圧を示したものである。
【００２３】
【表２】
2006236864.tif 000004
【００２４】
本発明電池１、２および比較電池の高率放電性能は、いずれのスペーサを用いた場合も大差なく、電池性能が維持されていることが確認できる。
【００２５】
以上の結果より、本発明の密閉型ニッケル・カドミウム電池はプレス加工機を使用せずに、簡易的に電槽への応力を軽減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明一実施形態を示す密閉型ニッケル・カドミウム電池の上面断面図。
【図２】本発明一実施形態を示すスペーサの形状。
【図３】本発明一実施形態を示すその他のスペーサの形状。
【符号の説明】
【００２７】
１    電槽
２    スペーサ
２１  穴
２２  凹部
３    負極板
４    セパレータ
５    正極板
６    極板群
【図１】
2006236864.tif 000005
【図２】
2006236864.tif 000006
【図３】
2006236864.tif 000007