(57)【要約】      （修正有）【課題】捲回式極板群を備える密閉形電池であって、内部抵抗が低く、出力特性に優れた密閉形電池の提供を可能にする。【解決手段】捲回式極板群を有し、該捲回式極板群の一方の捲回端面に突出させた極板の長辺端部の端面に円板状の上部集電板４を接合し、該上部集電板と封口板８とを、集電リード５を介して接続した密閉形電池において、封口板に設けた透孔の壁面８’が円筒または電池内部に向かって末広がりの円錐の側面の一部をなし、前記上部集電板の一部分が、前記透孔の壁面がなす円筒または円錐状の側面と上部集電板がなす平面が交わる線の内側にはみ出しているはみ出し部４”を有する密閉形電池とする。【選択図】図１
2006278016.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極板、セパレータ、負極板の積層体を捲回してなる捲回式極群を有底筒状の金属製電槽に収納し、該電槽の開口端にガスケットを介して金属製の封口板を配置して電槽の開口端を封止し、該封口板の中央にはガスを排出するための円形の透孔が設けられており、該透孔を安全弁体で封止してなり、
前記捲回式極群の一方の捲回端面に正極板または負極板のうちの一方の極板の長辺端部を突出させ、該突出させた長辺端部の端面に円板状の上部集電板を接合し、該上部集電板と前記封口板とを、集電リードを介して接続した密閉形電池において、
前記封口板に設けた透孔の壁面が円筒または電池内部に向かって末広がりの円錐の側面の一部をなし、前記上部集電板の一部分が、前記円筒または円錐の側面と、上部集電板の前記封口板と対向する面が交わる線がなす円の内側にはみ出している、はみ出し部を有することを特徴とする密閉形電池。
【請求項２】
正極板、セパレータ、負極板の積層体を捲回してなる捲回式極群を有底筒状の金属製電槽に収納し、該電槽の開口端にガスケットを介して金属製の封口板を配置して電槽の開口端を封止し、該封口板の中央にはガスを排出するための円形の透孔が設けられており、該透孔を安全弁体で封止してなり、
前記捲回式極群の一方の捲回端面に正極板または負極板のうちの一方の極板の長辺端部を突出させ、該突出させた長辺端部の端面に円板状の上部集電板を接合し、該上部集電板の中央に円形の小孔を設け、該上部集電板と前記封口板とを、集電リードを介して接続した密閉形電池において、
前記封口板に設けた透孔の壁面が円筒または電池内部に向かって末広がりの円錐の側面の一部をなし、前記上部集電板に設けた小孔のなす円が、前記円筒または円錐の側面と上部集電板の前記封口板と対向する面が交わる線がなす円と重なることを特徴とする密閉形電池。
【請求項３】
前記請求項１又は請求項２のいずれかに記載の密閉形電池であり、前記上部集電板と前記集電リードの間、前記集電リードと前記封口板の間のうち少なくとも一方を電気抵抗溶接にて接合した密閉形電池の製造方法であって、
前記上部集電板を接合した極群を電槽内に収納し、前記上部集電板の上に集電リードが位置し、該集電リードの上部端面上に前記ガスケットを装着した封口板が位置するように配置し、電槽の開口端縁を折り曲げて、ガスケットを介して封口板を狭持した後、電気抵抗溶接機の一方の出力端子を前記封口板の中央に設けた透孔を挿通させて前記上部集電板に当接させ、他方の出力端子を、前記封口板に当接させて、上部集電板と封口板間に溶接のための電流を通電することによって上部集電板と集電リードおよび集電リードと封口板のうちの少なくとも一方を接合することを特徴とする密閉形電池の製造方法。
【請求項４】
前記集電リードと封口板を電槽に挿入する以前に予め接合しておき、前記上部集電板上に集電リードと封口板の接合体を配置し、電槽の開口端縁を折り曲げて、ガスケットを介して封口板を狭持した後、電気抵抗溶接機の一方の出力端子を前記上部集電板に当接させ、他方の出力端子を前記封口板に当接させて、上部集電板と封口板間に溶接のための電流を通電することによって上部集電板と集電リードを接合することを特徴とする請求項３に記載の密閉形電池の製造方法。
【請求項５】
前記封口板の内面における封口板と集電リードとの溶接点から前記上部集電板の上面までの最短距離に対する前記封口板の内面における封口板と集電リードとの溶接点から、該溶接点に最も近い上部集電板の上面における集電リードと上部集電板との溶接点までの集電リードの長さの比が１〜２．１であることを特徴とする請求項１または請求項２の何れかに記載の密閉形電池。
【請求項６】
前記集電リードが、前記封口板および上部集電板に対して直立した壁面からなる円筒状または正多角形の筒状部を備え、電池を長手方向に透視したとき、前記捲回式極群の半径を１とすると、該筒状部壁面の内面の、前記捲回式極群の捲回端面の中心からの距離が０．４〜０．７の範囲あることを特徴とする請求項５に記載の密閉形電池。
【請求項７】
前記捲回式極群の半径を１としたときに、前記集電リードと上部集電板との複数の溶接点を、前記捲回式極群の捲回端面の中心から０．４〜０．７の距離に配置したことを特徴とする請求項６に記載の密閉形電池。
【請求項８】
前記集電リードと上部集電板との溶接点の数が４〜１６であって、該溶接点を前記捲回式極群の周縁がなす円と同心円上に配置したことを特徴とする請求項７に記載の密閉形電池。                                                                                        
【請求項９】
前記集電リードが、該集電リードの筒状部の上下方向にバネ機能を有することを特徴とする請求項６に記載の密閉形電池。
【請求項１０】
前記捲回式極板群の他方の捲回端面に他方の極板の長辺端部を突出させ、該突出させた長辺端部の端面に円板状の下部集電板を接合し、前記下部集電板と電槽底の内面とを下部集電板の中央部分と該中央部分以外において複数の溶接点を介して接合し、前記捲回式極群の半径を１としたときに、該中央部分以外の複数の溶接点を、前記捲回式極群の捲回端面の中心から０．５〜０．８の距離に配置したことを特徴とする請求項６〜請求項９の何れか１項に記載の密閉形電池。
【請求項１１】
前記捲回式極群の半径を１としたときに、前記捲回式極群の捲回端面の中心から０．５〜０．８の距離に配置した前記下部集電板と電槽底の内面との複数の溶接点を、前記捲回式極群の周縁がなす円と同心円上に配置したことを特徴とする請求項１０に記載の密閉形電池。
【請求項１２】
前記請求項７〜請求項１１の何れか１項に記載の密閉形電池の複数個をシリーズ接続させたことを特徴とする組電池。
【請求項１３】
前記請求項１１に記載の密閉形電池の複数個をシリーズ接続させた組電池であって、隣接する密閉形電池の一方の電池の電槽底の外面と他方の電池の封口板の外面を円筒状の接続部品を介して接続し、前記円筒状のリードの直径と接続部品の直径および前記下部集電板と電槽底の内面との複数の溶接点を配置した円の半径が同じであって、組電池を長手方向に透視したときに前記円筒状のリード、接続部品および下部集電板と電槽底の内面との複数の溶接点を配置した円を重なる位置に配置したことを特徴とする組電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、捲回式極群（極板群ともいう）を備える円筒形のニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池などの密閉形電池に関するものであって、電気抵抗が低くて出力密度が高く、急速充電受け入れ性能に優れた密閉形電池とその製造方法およびその密閉形電池複数個で構成した組電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
円筒形のニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池などの密閉形電池は、サイクル特性、耐過放電特性、耐過充電特性に優れるところから携帯形の電気機器、電動工具などの電源として広く用いられている。これらの電池については、これまでも高率放電特性のさらなる向上が追求されてきた。
【０００３】
従来の密閉形電池の場合、図２０に示すように、正極板１、負極板２、セパレータ３を積層して渦巻き状に捲回した極群の一方の捲回端面に突出させた正極板の基板の端面に正極集電板４を接合し、該正極集電板４にリボン状の集電リード５の一端を接合して電槽６内に収納した後、集電リード５の他端を、安全弁体１０及びキャップ９およびガスケット７を取り付けた封口板（蓋体）８の内面に接合し、電解液を注入した後、電槽６の開口端に蓋体８を被せ電槽６の開口端を折り曲げて、蓋体を狭持し封口していた。
【０００４】
前記従来の密閉形電池においては、封口板８を電槽６の開口端から外に引き出した状態で、集電リード５と上部集電板４、集電リード５と封口板８を接合させるために、集電リード５に封口板８の引き出し代を必要とし、集電リード５の長さが大きく（電池を組み立てた後では、図２０に示すように集電リード５が大きく撓んでいる。Ｄサイズの円筒形電池の場合、従来電池においては、集電リード５と封口板８との接合点Ｐ２から該Ｐ２から最短距離にある集電リード５と上部集電板４の接合点Ｐ１に至る集電リードの長さが１８〜２５ｍｍであり、前記Ｐ２と上部集電板４との間の距離の５〜７倍の長さがある。）、且つ、細い（断面積が小さい、Ｄサイズセルの場合厚さが約０．６ｍｍ、幅が１０〜１５ｍｍのリボン状リードが適用されており、その断面積は約６〜９ｍｍ2と小さい）ために集電リード５の電気抵抗が大きく電池の出力密度が低い欠点があった。
【０００５】
電池の極板と外部端子を結ぶ集電リードの構造を改良することによって、電池の電気抵抗を低減し、高率放電特性、急速充電受け入れ性能を向上させようとする試みがある。そのうちの１つに、集電リードが中空部を備える筒状態からなる集電リードを適用した円筒形電池や（例えば特許文献１参照）、長さ方向の中央部が凹んだ鼓状筒体を適用した密閉形電池が提案されている（例えば特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２０００−１６５８５３号公報
【特許文献２】特開２００１−１５５７１０号公報  しかし、これらの提案によっても集電リードの長さが長く、電池の内部抵抗を低減する効果が小さかった。
【０００６】
また、加圧時に局所的に曲げ変形する曲げ案内部を有する集電リードを適用した電池や（例えば特許文献３参照）、集電リードに、加圧時に局所的な曲げ変形を促進する曲げ案内部を設けると共に、集電リ−ドと封口板との間に形成される内部空間に突出する突出部を設けて該突出部を封口板に接触させることによって短縮された導電経路を形成した電池が提案されている（例えば特許文献４参照）。
【特許文献３】特開２００２−２３１２１６号公報
【特許文献４】特開２００４−２３５０３６号公報  しかし、これらの提案に係る電池においても、集電リードの長さが長く、かつ、集電リードと集電板との溶接点の位置から捲回された極板の集電端部に至る距離の大きいところと小さいところの差が大きいために電池の内部抵抗の低減効果が不十分であった。また、前記特許文献４には、蓋体を電槽の開口端に装着させた後に、正極端子と負極端子間に溶接電流を通電して封口体と集電リードを溶接する方法が示されている。しかし、該特許文献による方法では、電池の正極端子と負極端子間に大きな電流を通電するために電解液が電気分解される虞があり、且つ、溶接電流を通電後に電槽の開口端部をカシメて、封口（クリンプシール）しているために、カシメの工程で封口板と集電板の距離が変化し、封口板と集電リードの接合点あるいは集電リードと集電板の接合点（溶接点）にストレスが発生し、接合不良が生じる虞があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記従来の密閉形電池の欠点に鑑みてなされたものであって、捲回式極群を備える密閉形電池であって、従来の同タイプの電池に比べて電気抵抗を低減することによって、出力密度が高く急速充電受け入れ性能に優れた密閉形電池を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明においては、密閉形電池の構造およびその製造方法を以下の構成とすることによって前記課題を解決する。
【０００９】
本発明に係る密閉形電池は、正極板、セパレータ、負極板の積層体を捲回してなる捲回式極群を有底筒状の金属製電槽に収納し、該電槽の開口端にガスケットを介して金属製の封口板（素蓋ともいう）を配置して電槽の開口端を封止し、該封口板の中央にはガスを排出するための円形の透孔が設けられており、該透孔を安全弁体で封止してなり、前記捲回式極板群の一方の捲回端面に正極板または負極板のうちの一方の極板の長辺端部を突出させ、該突出させた長辺端部の端面に円板状の上部集電板を接合し、該上部集電板と前記封口板とを、集電リードを介して接続した密閉形電池において、前記封口板に設けた透孔の壁面が円筒または電池内部に向かって末広がりの円錐の側面の一部をなし、前記上部集電板の一部分が、前記円筒または円錐の側面と上部集電板の前記封口板と対向する面（上面）がなす平面が交わる線の内側にはみ出しているはみ出し部を有する密閉形電池である。（請求項１）
本発明に係る密閉形電池は、正極板、セパレータ、負極板の積層体を捲回してなる捲回式極群を有底筒状の金属製電槽に収納し、該電槽の開口端にガスケットを介して金属製の封口板（素蓋ともいう）を配置して電槽の開口端を封止し、該封口板の中央にはガスを排出するための円形の透孔が設けられており、該透孔を安全弁体で封止してなり、前記捲回式極板群の一方の捲回端面に正極板または負極板のうちの一方の極板の長辺端部を突出させ、該突出させた長辺端部の端面に円板状の上部集電板を接合し、該上部集電板の中央に円形の小孔を設け、該上部集電板と前記封口板とを、集電リードを介して接続した密閉形電池において、前記封口板に設けた透孔の壁面が円筒または電池内部に向かって末広がりの円錐の側面の一部をなし、前記上部集電板に設けた小孔のなす円が前記円筒または円錐の側面と上部集電板の前記封口板と対向する面（上面）がなす平面が交わる線がなす円と重なる密閉形電池である。（請求項２）
本発明に係る密閉形電池の製造方法は、前記請求項１又は請求項２のいずれかに記載の円筒形アルカリ二次電池であり、前記上部集電板と前記集電リードの間、前記集電リードと前記封口板の間のうち少なくとも一方を電気抵抗溶接にて接合した密閉形電池の製造方法であって、
前記上部集電板を接合した極群を電槽内に収納し、前記上部集電板の上に集電リードが位置し、該集電リードの上部端面上に前記ガスケットを装着した封口板が位置するように配置し、電槽の開口端縁を折り曲げて、ガスケットを介して封口板を狭持した後、電気抵抗溶接機の一方の出力端子を前記封口板の中央に設けた透孔を挿通させて前記上部集電板に当接させ、他方の出力端子を、前記封口板に当接させて、上部集電板と封口板間に溶接のための電流（以下単に溶接電流と記述する）を通電することによって上部集電板と集電リードおよび集電リードと封口板のうちの少なくとも一方を接合する密閉形電池の製造方法である。（請求項３）
本発明に係る密閉形電池の製造方法は、前記集電リードと封口板を電槽に挿入する以前に予め接合しておき、前記上部集電板上に集電リードと封口板の接合体を配置し、電槽の開口端縁を折り曲げて、ガスケットを介して封口板を狭持した後、電気抵抗溶接機の一方の出力端子を前記上部集電板に当接させ、他方の出力端子を前記封口板に当接させて、上部集電板と封口板間に溶接電流を通電することによって上部集電板と集電リードを接合する請求項３に記載の密閉形電池の製造方法である。（請求項４）
本発明に係る密閉形電池は、前記封口板の内面における集電リードの溶接点から前記上部集電板の上面までの最短距離に対する前記封口板の内面における集電リードの溶接点から、該溶接点に最も近い上部集電板の上面における集電リードの溶接点まで集電リードの長さの比が１〜２．１である請求項１または請求項２の何れかに記載の密閉形電池である。（請求項５）
本発明に係る密閉形電池は、前記集電リードが、前記封口板および上部集電板に対して直立した壁面からなる円筒状または正多角形の筒状部を備え、電池を長手方向（極群の捲回端面や上部集電板の平面に対して直角の方向）に透視したとき、前記捲回式極群の半径を１とすると、該筒状部壁面の内面の前記捲回式極群の捲回端面の中心からの距離が、０．４〜０．７の範囲にある請求項５に記載の密閉形電池である。（請求項６）
なお、ここでいう筒状部の壁面が封口板および上部集電板に対して直立するとは、該壁面の封口板および上部集電板に対してなす角度が直角であることが好ましいが、必ずしも厳密に直角であることに限定されるものではなく、電池を直立させた時に封口板および上部集電板が横方向の姿勢をとるのに対して、集電リードの筒状部の壁面が縦方向の姿勢をとることを意味する。
【００１０】
また、ここでいう円筒状の筒状部には、後記第８の実施形態（図１７）に示したように、筒の壁面が円を中心にして、該円に比べて直径の大きい方向および直径の小さい方向に交互に波打っている筒状部を含む。
【００１１】
本発明に係る密閉形電池は、前記捲回式極群の半径を１としたときに、前記集電リードと上部集電板との複数の溶接点を、前記捲回式極群の捲回端面の中心から０．４〜０．７の距離に配置した請求項６に記載の密閉形電池である。（請求項７）
本発明に係る密閉形電池は、前記集電リードと上部集電板との溶接点の数が４〜１６であって、該溶接点を前記捲回式極群の周縁がなす円と同心円上に配置した請求項７に記載の密閉形電池である。（請求項８）
本発明に係る密閉形電池は、前記集電リードが該集電リードの筒状部の上下方向にバネ機能を有する請求項６に記載の密閉形電池である。（請求項９）
なおここでいう上下方向とは、集電リードの筒状部がなす円又は正多角形に垂直の方向をいう。
【００１２】
本発明に係る密閉形電池は、前記捲回式極群の他方の捲回端面に他方の極板の長辺端部を突出させ、該突出させた長辺端部の端面に円板状の下部集電板を接合し、前記下部集電板と電槽底の内面とを下部集電板の中央部分と該中央部分以外において複数の溶接点を介して接合し、前記捲回式極群の半径を１としたときに、該中央部分以外の複数の溶接点を、前記捲回式極群の捲回端面の中心から０．５〜０．８の距離に配置した請求項６〜請求項９の何れか１項に記載の密閉形電池である。（請求項１０）
本発明に係る密閉形電池は、前記捲回式極群の半径を１としたときに、前記捲回式極群の捲回端面の中心から０．５〜０．８の距離に配置した前記下部集電板と電槽底の内面との複数の溶接点を、前記捲回式極板群の周縁がなす円と同心円上に配置した請求項１０に記載の密閉形電池である。（請求項１１）
本発明に係る組電池は、前記請求項７〜請求項１１の何れか１項に記載の密閉形電池の複数個をシリーズ接続させた組電池である。（請求項１２）
本発明に係る組電池は、前記請求項１１に記載の密閉形電池の複数個をシリーズ接続させた組電池であって、隣接する密閉形電池の一方の電池の電槽底の外面と他方の電池の封口板の外面を円筒状の接続部品を介して接続し、前記円筒状のリードの直径と接続部品の直径および前記下部集電板と電槽底の内面との複数の溶接点を配置した円の直径が同じであって、組電池を長手方向に透視したときに前記円筒状のリード、接続部品および下部集電板と電槽底の内面との複数の溶接点を配置した円を重なる位置に配置した組電池である。（請求項１３）
【発明の効果】
【００１３】
本発明の請求項１および請求項２によれば、捲回式極群を備える密閉形電池において、従来電池に比して内部抵抗が低く、高出力の密閉形電池の提供を可能にする。例えば、捲回式極群を備える円筒形ニッケル水素電池において、極群を構成する一方の極板と封口板を結ぶ集電リードの長さを短縮して、その電気抵抗を低減し、出力密度が向上した円筒形ニッケル水素電池の製造を可能にする。特に、ハイブリッド形電気自動車（ＨＥＶ）の走行をアシストするための電源として用いられる円筒形（Ｄサイズ）のニッケル水素電池において１４００Ｗ／ｋｇ以上の高出力密度を有する電池の製造が可能である。１４００Ｗ／ｋｇ以上の出力密度を保持することは、ＨＥＶの走行のアシスト時において放電電流２００Ａ（Ｄサイズの円筒形ニッケル水素電池においては約３０ＩｔＡ放電に相当）の放電を行っても常温下においては電池の端子電圧が１Ｖ／セルを切ることが無い性能であることを意味し、放電レートの上限を３０ＩｔＡとしたいかなるパターンの放電を行っても電池が過放電に陥る虞がないことを示している。
【００１４】
本発明の請求項３によれば、電槽の開放端を折り曲げてガスケットを介して封口板を狭持した後に上部集電板と集電リードまたは集電リードと封口板を溶接するための溶接電流を通電するので、集電リードの長さの短い電池の組立が可能であり、集電板と集電リードの接合点、集電リードと封口板の接合点に生じるストレスを低減することができる。また、前記集電板に電気抵抗溶接機の一方の出力端子を、前記封口板に電気抵抗溶接機の他方の出力端子を当接させて、集電板と封口板間に溶接電流を通電するので、電池の正極端子、負極端子の両端子間に電池内を経由して溶接電流を通電することなく、電気抵抗溶接によって集電リードと集電板、または集電リードと封口板を溶接することができる。
【００１５】
本発明の請求項４によれば、前記請求項３において上部集電板と集電リードを、より確実に溶接することができる。
【００１６】
本発明の請求項５によれば、前記集電リードの長さを短かくしたことにより、集電リードの電気抵抗を低減することができる。
【００１７】
本発明の請求項６によれば、前記集電リードの長さを短かく、且つ、太く（断面積を大きく）したことにより、集電リードの電気抵抗を低減することができる。
【００１８】
本発明の請求項７および請求項８によれば、集電リードと上部集電板との溶接点の位置から捲回された極板の集電端部に至る距離の大きいところが生じないようにすることによって一方の極板集電機能を高め電池の出力密度の高い密閉形次電池を提供することができる。
【００１９】
本発明の請求項９によれば、捲回式極板群の高さにバラツキがあっても、該バラツキをクッション部分で吸収し、集電リードと上部集電板を確実に接合することができる。
【００２０】
本発明の請求項１０および請求項１１によれば、捲回式極板群の他方の極板（電槽に接続される極板）の集電機能を高め、前記一方の極板（前記集電リードを介して）封口板に接続される極板）の集電機能を高めたことと相まって、出力密度の高い密閉形電池を可能とする。
【００２１】
本発明の請求項１２によれば、内部抵抗の小さい電池を組み合わせることによって出力密度の高い組電池を提供することができる。
【００２２】
本発明の請求項１３によれば、組電池が構成する電気回路の電気抵抗を低減し、出力密度の高い組電池を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（単電池の実施の形態）
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る密閉形電池（以下単に電池ともいう）の要部断面構造を模式的に示す図である。図１において８は、例えばニッケルメッキを施した鋼板製（以下単に鋼板製ともいう）の封口板である。該封口板８は、周縁にはポリアミド樹脂やポリオレフィン樹脂等の合成樹脂の成形体からなるガスケット７が装着され、鋼板製の電槽６の開放端をカシメルことによって電槽６の開放端に固定されている（クリンプシール）。封口板８の中央には電池内部の圧力が異常に上昇したときに電池の内部に蓄積したガスを排出するためのものであって、壁面８′が円筒の側面の一部をなす円形の透孔１１が形成され、常時は、封口板８の外面（図１においては上面）に取り付けたキャップ９でゴム製の安全弁体１０を前記透孔１１に押圧することにより、透孔１１が封止されている。（電池内部の圧力が異常に上昇したときには安全弁体１０が図の上方に押し上げられ、電池の内部に蓄積したガスは、透孔１１およびキャップ９に設けた排気口１２を通って外部に放出される。）ニッケル板製又は鋼板製の上部集電板４は、正極板１、負極板２およびセパレータ３の積層体を捲回した捲回式極板群の上部捲回端面に突出させた極板（図１においては正極板１）の端面に接合されている。該上部集電板４と前記封口板８とは鋼板製の円筒状または正多角形筒状の集電リード５を介して接続されている。なお、上部集電板４の中心には、下部集電板（図示せず）を電槽６の内底面に接合させるときに電気抵抗溶接器の一方の出力端子を挿通させるための円形の小孔１１′が設けられている。
【００２４】
従来の電池においては、前記図２０に示したように、封口板８の中央に前記第１の実施の形態同様円形の透孔１１が設けられている。該透孔１１は、電池内に蓄積したガスを放出させるためだけに設けられたものであり、直径が小さくても十分にその機能を果たした。例えばＤサイズの円筒形アルカリ二次電池においては透孔１１の直径は約１ｍｍと小さい。捲回式極群の中心には巻き心を挿通させるための孔があり、該捲回式極群の上部捲回端面に接合させた円板状の上部集電板の中央にも孔が設けられおり、該捲回式極群および上部集電板の中央に設けた孔に電気抵抗溶接機（スポット溶接機）の一方の出力端子を挿通させてその先端を下部集電板に当接させ、他方の出力端子を電槽の外底面に当接させて溶接電流を通電し、電槽の内底面と下部集電板の中央部分を接合させている。スポット溶接機の出力端子の直径が２〜３ｍｍであるので、該出力端子を槽通させるために上部集電板の小孔の直径は３〜４ｍｍに設定される。このような事情から従来電池においては、封口板８に設けた円筒状透孔１１の直径が上部集電板４の中央に設けた小孔の直径に比べて小さく、上部集電板４には、後記本発明に係るはみ出し部分（４″）がない。
【００２５】
これに対して本発明に係る電池においては、図１に示すように円筒状の透孔１１の直径を大きくすることにより、透孔１１の壁面がその一部をなす円筒の側面（図１の一点鎖線で示した）と上部集電板４がなす平面（図１において上部集電板４の上面がなす面）とが交わる線（図１は断面図なので両面の交わる箇所が点Ｐで表される）よりも内側に上部集電板をはみ出させ、上部集電板４にはみ出し部４″を設けている。
【００２６】
図７は、本発明に係り、上部集電板４と集電リード５および集電リード５と封口板８のうち一方を電気抵抗溶接によって接合するための方法を示す概念図である。前記のように、上部集電板４にはみ出し部４″を設けることによって、矢印で示した電気抵抗溶接機の一方の出力端子（図ではスポット溶接端子と記載）を上部集電板に向かって垂直に下ろすことによって該出力端子の先端を前記はみ出し部４″に当設させることができる。このように、本発明は、封口板に設けた透孔１１に電気抵抗溶接機の一方の出力端子を挿通させるために機能を持たせることによって、封口板８を、ガスケット７を介して電槽６の開放端に固定した状態で上部集電板４と集電リード５および集電リード５と封口板８のうち一方を電気抵抗溶接により接合するのに必要な溶接電流を通電することが可能にしたものであり、前記集電リード５に封口板８の引き出し代を設ける必要がなく、集電リード５と封口板８の接合点Ｐ２と、集電リード５と上部集電板４の接合点Ｐ１を最短で接続することが可能になった。
【００２７】
以下、第１の実施形態を詳細に説明する。図１において、１は水酸化ニッケルを主成分とする活物質粉末を発泡ニッケルなどの正極基板に充填した正極板、２は例えば水素吸蔵合金粉末を、ニッケルメッキを施した穿孔鋼板製の負極基板に担持させた負極板、３は親水処理を施したポリプロピレン繊維からなる不織布製のセパレータである。矩形の正極板１、セパレータ３、および負極板２の積層体を渦巻き状に捲回して、図２に示した捲回式極群（渦巻き状極群ともいう）とする。該捲回式極板群の一方の捲回端面（図１では捲回式極群の上部捲回端面）に正極板１の長辺の基板端部を突出させ、突出させた基板の端面に円板状のニッケル板からなる上部集電板４を電気抵抗溶接によって接合する。
【００２８】
上部集電板４は、図３に示すように、通常中央に電気抵抗溶接機の出力端子を挿通させる小孔１１′を備えている。また、中心から外に向かって放射状に複数本のスリットまたは切り欠き４′を有する。該スリット又は切り欠き４′（以下単にスリットという）の辺を図の下に向かって折り曲げた（図示せず）折り曲げ部を形成してもよい。図４に示すように、上部集電板４を捲回式極群の上部捲回端面上に載置し、前記折り曲げ部を捲回式極群の捲回端面に突出させた正極板の基板端面に直交するように当接させ、上部集電板４の上面にスリット４′を挟むように矢印で示した電気抵抗溶接器（スポット溶接機）の出力端子を当接させ、該端子間に溶接電流を通電することによって、前記折り曲げ部の端面と正極基板の端面を溶接する。
【００２９】
集電効果を高めるためには、図４に示すように、上部集電板４が極板群の捲回端面のほぼ全面を覆うことが好ましい。そのためには、集電板の直径を極板群の直径とほぼ等しくすることが好ましい。上部集電板４の材質は、特に限定されるものではないが、アルカリ電解液に対して安定性の高い、ニッケル板やニッケルメッキを施した鋼板を適用することができる。上部集電板４の厚さは特に限定されるものではないが、０．２〜０．６ｍｍが好ましい。集電板の厚さが０．２ｍｍ未満では集電機能が不十分であり、集電板の厚さが０．６ｍｍを超えると、電気抵抗溶接によって集電板を極板の基板端面に接合するのが難しくなる。
【００３０】
図５は、集電リード５と鋼板製で円板状の封口板（素蓋）８を電気抵抗溶接によって接合する様子を模式的に示した概念図である。図５に示すように、封口板８の内面（図の下側の面）に集電リードの端面を当接させ、上下から矢印で示したスポット溶接端子で挟み込んで溶接電流を通電し、封口板８の内面と集電リード５の端面を溶接する。なお、封口板８の中央にはガス排出用の透孔１１を設ける。なお、封口板８の厚さは０．７〜１ｍｍと前記上部集電板に比べて大きい厚さを有しているため、集電リードを上部集電板に溶接するときに比べて封口板に集電リードを溶接するには大きな溶接電流を要する。従って、封口板と集電リードを電槽内に組み込んだ後に封口板と集電リードを溶接するよりも封口板と集電リードを図５に示すように予め溶接しておく方が確実に溶接できる利点がある。
【００３１】
前記上部集電板４を接合した極板群を有底筒状の金属製（ニッケルメッキを施した鋼板製）の電槽内に収納し、上部集電板４の上に、集電リード５の端面が当接するように、集電リード５と封口板８の接合体を載置する。なお、封口板８の外縁に予め合成樹脂の成形体からなるガスケット７を装着しておく。電槽６の開口端部を折り曲げて、ガスケット７を介して封口板８を固定する（クリンプシール工程）。
【００３２】
次いで、図７に示すように、電気抵抗溶接機（スポット溶接機）の矢印で示した出力端子のうち一方の端子を封口板８の上面（外面）に当接させ、他方の端子を封口板８の中央部に設けた透孔１１を挿通させて上部集電板４に設けたはみ出し部４″に当接させ溶接電流を通電する。該通電により、上部集電板４の上面に集電リード５の端面１４を溶接する。なお、透孔１１の大きさ（直径）は、電気抵抗溶接機の一方の出力端子が挿通可能であればよく、必ずしも限定されるものではない。また、電気抵抗溶接機の一方の出力端子を透孔１１に挿通させたときに、該出力端子の側面と透孔１１の壁面との導通を防止するために、出力端子の側面を電気絶縁性被膜で被覆することが望ましい。
【００３３】
本実施の形態において、封口板８に設けた透孔１１の壁面８′の断面形状が必ずしも直線でなくともよい。壁面８′の断面形状が曲線の場合、図８の一点鎖線で示すように、透孔１１の径が最小となる壁面に接し、且つ、封口板８に対して垂直な面で囲まれた円筒を想定し、該円筒の側面（図８では一点鎖線に相当）と上部集電板４（図８には図示せず）のなす平面との交点よりも内側に上部集電板４のはみ出し部４″（図８には図示せず）を設けることによって、透孔１１に電気抵抗溶接機の一方の出力端子を挿通させたときに、該出力端子の先端を上部集電板４のはみ出し部４″に当接させることができる。
【００３４】
前記のように、正極集電板４の上面に集電リード５の端面を溶接した後、図９に示すように、封口板８の中央部に設けた透孔１１の上にゴム製の安全弁体１０を置き、その上にキャップ９を被せて封口板８とキャップ９にそれぞれ矢印で示したスポット溶接機の出力端子を当接させ、両者の間に溶接電流を通電し、封口板８とキャップ９を溶接すると同時に、キャップ９の内面で安全弁体１０を押圧し、前記透孔１１を安全弁体１０によって封止する。
【００３５】
従来、例えばクリンプシールにより封口板８を固定する以前に集電リード５と上部集電板４との接合点および集電リード５と封口板８との接合点の両接合点を溶接する組立方式では、集電リード５に封口板８の引き出し代を設けることが不可避であったが、前記実施の形態によれば、電槽６の開口端部を折り曲げて封口板８を固定した後に、正極集電板４とリード板５の端面を溶接しているので、リード板５に引き出し代を設ける必要がなく、且つ、集電リード５と上部集電板４を、および、集電リード５と封口板８を垂直に当接させることができるので、集電リード５と上部集電板４との接合点Ｐ１と、集電リード５と封口板８との接合点Ｐ２との間の集電リードの長さを最短に設定することが可能である。また、溶接電流を通電した際に溶接部分が溶融して、集電リード５を上部集電板４に当接させた際の押圧力によって生じたストレスが開放され、溶接部分に残留するストレスを低減することができる。
【００３６】
前記集電リード５の材質は、特に限定されるものではないが、集電板同様アルカリ電解液に対して安定性の高い、ニッケル板やニッケルメッキを施した鋼板を適用することができる。また、集電リードの肉厚は特に限定されるものではないが、０．２〜０．８ｍｍが好ましい。集電リードの肉厚が０．２ｍｍ未満では集電機能が不十分であり、集電板の厚さが０．８ｍｍを超えると、電気抵抗溶接によって集電リードと集電板を接合するのが難しくなる。
【００３７】
集電リード５は、できるだけ短く、且つ、太く（断面積が大きく）するために前記封口板８および上部集電板４に対して直立した筒状部を備えることが好ましい。また、集電リード５と上部集電板４との接合点を極板群の捲回端面の中心からの距離、極板群の周縁部からの距離に偏りが生じないように極板群の捲回端面の中心の周囲を均等に周回するように点在させるために前記筒上部を極板群の捲回端面の周囲を周回するように配置することが好ましい。このような観点から、集電リードの筒状部の形状は、円筒状もしくは円筒に近い多角形（正５角形以上の正多角形）とすることが好ましい。該筒状部の壁面（壁の内面）の前記捲回端面の中心からの距離は、特に限定されるものではない。該距離を出来るだけ大きくした方が、集電リード４を太く（断面積が大きい）することができる利点がある。
【００３８】
しかし、極群を展開して、極板をもとの矩形に戻したときに、集電リードと上部集電板の接合点が、極板の長辺の中央または中央に近い位置に位置することが集電効率を高めるうえで好ましい。このような観点から、電池を長手方行に透視したときに、前記極群の半径を１とすると、筒状部の壁面（壁の内面）の前記捲回端面の中心からの距離を０．４〜０．７に設定することが好ましく、０．５〜０．７（以下極群の半径に対する倍率で表記する）に設定するのがさらに好ましい。極群を構成する極板を極板の長手方向に極群の内周側に位置する部分と外周側に位置する部分に分けたときに、前記筒状部の壁面（壁の内面）の前記捲回端面の中心からの距離が極群の捲回端面の半径の０．４倍未満では、リード板と上部集電板の接合位置が極板の内周側に位置する部分には近いが、外周側に位置する部分からは遠いので集電効率が低く、且つ、集電リード４が細くて（断面積が小さく）集電リードの電気抵抗低減効果が小さくなる虞がある。逆に、前記筒状部の壁面（壁の内面）の前記捲回端面の中心からの距離が極群の半径の０．７倍を超えると、リード板と上部集電板の接合位置が極板の外周側に位置する部分には近いが、内周側に位置する部分からは遠いので集電効率が低くなる虞がある。
【００３９】
本発明の場合、例えばＤサイズの電池用の集電リードの筒状部の半径（内径）を１０．５ｍｍ（極群の半径の０．７倍）、肉厚を０．６ｍｍとした場合、集電リードの太さ（断面積）を４０ｍｍ2と、前記従来品のリボン状集電リードの９ｍｍ2に比べて４〜５倍の太さを確保することができる。また、集電リードを封口板および上部集電板に直立した壁面を備える構造とすることにより、上部集電板と封口板との接合点Ｐ２と集電リードと上部集電板との接合点Ｐ１とを約３ｍｍの長さ（該長さのＰ２と上部集電板間距離との比は約１である）の集電リードで結ぶことができる。この長さは前記従来品のリボン状集電リードの２０ｍｍに比べて１／６〜１／７の長さに抑えることができる。このように、本発明によれば、集電リ−ドを太く、且つ、短くすることによって集電リードの電気抵抗を低減することができる。
【００４０】
本発明においては、集電リード５が管を輪切りにした完全な筒状であってもよいし、平板に曲げ加工を施して円筒状（筒に切れ目が存在する）にしたものでもよい。
また、封口板との接合端面１３（図５では封口板８に隠れて見えず、図６に記載）および正極集電板との接合端面１４に、例えば端面に沿って一周するリング状や複数個の円錐状または角錐状のプロジェクション（１６）を等間隔に配置し、集電リード５と上部集電板４、集電リード５と封口板８とを確実に溶接できるようにすることが好ましい。プロジェクション１６の数は、特に限定される者ではないが、４〜１６個であることが好ましい。該数が４個未満の場合は溶接点の数が不足して接合面の電気抵抗が大きくなる虞があり、１６個を超えると溶接に際して必要な溶接電流が大きくなり溶接が難しくなる虞がある。
【００４１】
前記のように、前記集電リードと上部集電板の接合点の前記捲回式極板群の捲回端面の中心からの距離を０．４〜０．７倍に設定することが好ましく、０．５〜０．７倍に設定することがさらに好ましい。また、封口板と集電リードの接合点Ｐ２と、集電リードと上部集電板の接合点Ｐ１とを最短長さの集電リードで結ぶためには、封口板と集電リードの接合点を、電池を長手方向に透視したときに前記捲回端面がなす円と同心円であって極群の半径の０．４倍の半径を有する円と０．７倍の半径を有する円の２つの円で挟まれた領域に配置するのが好ましく、封口板と集電リードの接合点Ｐ２と、集電リードと上部集電板の接合点Ｐ１とを重なる位置に配置するのがさらに好ましい。
【００４２】
（第２の実施形態）
本発明においては、封口板８に設けた透孔１１の壁面が必ずしも円筒状である必要がない。図１０は、本発明の第２の実施形態に係り、上部集電板４と集電リード５および集電リード５と封口板８のうち一方を電気抵抗溶接によって接合するための方法を示す概念図であるが、透孔１１の壁面８′は電池の内部（図１０の下方）に向かって末広がりになっており、その該壁面８′は円錐の側面の一部を形成している。そして、一点鎖線で示した円錐の側面の一部と上部集電板４のなす平面（図では上部集電板の上面）の交点Ｐの内側に上部集電板４のはみ出し部４″を設ける。封口板８及び上部集電板４を図１０に示した構成とすると、電気抵抗溶接機の一方の出力端子を斜めに透孔１１に挿通させることによって、その先端を上部集電板４に設けたはみ出し部４″に当接させることが可能であり、前記第１の実施の形態同様、封口板８をガスケット７を介して電槽６の開放端に固定した状態で上部集電板４と集電リード５および集電リー５と封口板８のうち一方を電気抵抗溶接により接合するのに必要な溶接電流を通電することが可能にしたものであり、前記集電リード５に封口板８の引き出し代を設ける必要がなく、上部集電板４と封口板８を最短で接続することを可能にするものである。また、該実施の形態によれば、前記第１の実施の形態に比べて、透孔１１の直径（封口板の上面側の直径）を小さくすることが可能である。
【００４３】
図１１は、本発明に適用する封口板の一実施形態を示す拡大断面図であるが、透孔１１の壁面８′の断面を直線とせず、封口板８の上面側に、上面に向かって末広がりの傾斜を設けることにより、電気抵抗溶接機の出力端子を斜めに挿通し易くすることもできる。
【００４４】
（第３の実施形態）
図１２は、本発明に係り、上部集電板４と集電リード５および集電リード５と封口板８のうち一方を電気抵抗溶接によって接合するための方法を示す概念図であるが、図１２に示すように、上部集電板４の中央には円形の小孔１１′が設けられている。該小孔１１′が上部集電板４の封口板８に対向する面になす円が前記円筒（図１２では１点鎖線で示した）の周縁がなす円と重なるように配置されている。該構成とすることによって、電気抵抗溶接機の一方の出力端子を図１２に示すように斜めに透孔１１を挿通させれば、該主力端子の先端を上部集電板に当接させることができ、前記第１の実施形態や第２の実施形態同様封口板８を、ガスケット７を介して電槽６の開放端に固定した状態で上部集電板４と集電リード５および集電リード５と封口板８のうち一方を電気抵抗溶接により接合するのに必要な溶接電流を通電することができる。
【００４５】
（第４の実施形態）
電池を実際に量産する場合には、前記極群の高さにバラツキがあり、従って、極板群を電槽６内に収納し、電槽６の開口端に封口板８を固定した段階では、上部集電板４と封口板８の間の距離にバラツキが存在し、集電リードと上部集電板の溶接に溶接不良が発生する虞がある。本発明のように、筒状の集電リードを用いる場合、集電リード５に、前記上部集電板４と封口板８の間の距離のバラツキを吸収する機能を持たせることが好ましい。
【００４６】
該実施の形態においては、筒状部からなる主リードに補助リードを接合し、該補助リードにクッション機能を持たせることによって集電リード５に、前記上部集電板４と封口板８の間の距離のバラツキを吸収する機能を持たせる。図１３は、第４の実施の形態に係る電池を横からみた半裁断面図である。主リード２０を封口板８の内面に接合し、補助リード３０の突片３０−２に設けたプロジェクション３０−１を電気抵抗溶接によって上部集電板に溶接する。Ｐ１は、補助リード３０と上部集電板４の溶接点を示す。前記補助リード３０の突片３０−２は主リード下端から下方に向かって張り出しており、集電リードを電池内に装着した際に、補助リード３０が上部集電板４と封口板８の間隔のばらつきを吸収するクッション機能を有する。
【００４７】
図１４は、前記図１３に示した電池に適用した集電リード５を示した図であって、集電リード５は、円筒状または正多角形（図示せず）の主リード２０と該主リードの一方の端面に接合された補助リード３０からなる。図１４（ｂ）に示すように、主リード２０の一方の端面には主リード２０を封口板に溶接するためのプロジェクション１６が設けられ、他方の端面には主リード２０と補助リード３０を溶接するためのプロジェクション３０−１が設けられている。図１４（ａ）に示すように、補助リード３０は、主リードの筒の内側に向かって突出する複数の突辺（図では４個）３０−２を備え、図１６（ｂ）に示すように該突辺３０−２は、図の下方（上部集電に相対面する方向）に向かって張り出しており、その先端に補助リードを上部集電板に溶接するためのプロジェクション３０−１が設けられている。集電リードを上部集電板に当接させ、電槽の開口端をカシメてクリンプシールを行うに際して補助リ−ド３０に設けた突辺３０−２が上方（封口板側）に向かって変形することによって、極板群の高さのばらつきを吸収して、且つ、補助リードと上部集電板を良好に当接させることができる。
【００４８】
なお、本発明においては前記封口板の内面における集電リードの溶接点から前記上部集電板の上面までの最短距離に対する前記封口板の内面における集電リードの溶接点から、該溶接点に最も近い上部集電板の上面における集電リードの溶接点まで集電リードの長さの比が１〜２．１であることが好ましく、１〜１．７であることがさらに好ましく、１〜１．４であることが特に好ましい。前記円筒状または正多角形状の主リードと突辺状の補助リードからなる集電リードを適用した場合、封口板内面と主リードの溶接点Ｐ２から該溶接点Ｐ２に最も近い主リードと補助リードと上部集電板の溶接点Ｐ１（プロジェクション３０−１が溶接点Ｐ１になる）に至る主リードの長さと該主リードと補助リードの溶接点から補助リードと上部集電板の溶接点Ｐ１に至る補助リードの長さの和と、封口板内面と主リードの溶接点Ｐ２から上部集電板の上面に至る距離との比を１〜２．１とすることが好ましく、１〜１．７とすることがさらに好ましく、１〜１．４とすることが特に好ましい。該比をこのような範囲に設定することによって、Ｄサイズの円筒形のニッケル水素電池において、従来達成できなかったＨＥＶ用電源として好ましい１４００Ｗ／ｋｇ以上の高出力を達成することができる。
【００４９】
なお、前記補助リードの肉厚を０．２〜０．６ｍｍとすることが好ましい。肉厚が０．２ｍｍ以下では突片にクッション機能を持たせることが難しく、且つ、捕助リードの電気抵抗が大きいために電池の高率放電特性を損ねる虞がある。肉厚が０．６ｍｍを超えると、上部集電板および極板群の捲回端面に突出させた極板の長辺短部を変形させる虞がある。補助リード３０の突片の突出長さ（主リードと補助リードの接合点Ｐ５とプロジェクション３０−１を結ぶ補助リードの突出長さ）は、１ｍｍ以上であって、主リードの筒状部の高さを１とすると１．１以下が好ましく、０．７以下がさらに好ましく、０．４以下が特に好ましい。該長さが１ｍｍ未満では上部集電板と封口板の距離のばらつき（極板群の高さのばらつき）を吸収しきれず、上部集電板と封口板間の接続不良が発生する虞がある。該長さが主リードの高さの１．１倍を超えると主リードと封口板内面の溶接点Ｐ２と、補助リードと上部集電板の溶接点Ｐ１間を結ぶ集電リードの長さが大きく、集電リードの電気抵抗が大きいために電池の出力密度を損ねる虞がある。突片の数は特に限定されるものではないが、４〜１６が好ましい。突片の数が４未満では主リードと上部集電板の間の電気抵抗が大きく、高率放電特性を損ねる虞がある。突片の数が１６を超えると補助リードと上部集電板を電気抵抗溶接によって接合するのが難しくなる。
【００５０】
（第５の実施形態）
図１５は、本発明の第５の実施の形態を模式的に示すものである。該実施形態は、図１５に示すように、集電リード５の壁面の中間部分に段差５′を設けたものであり、段差５′は水平部分（上部集電板４および封口板８に対して平行な部分）を有しており、電槽６の開口端部を折り曲げて、封口板８を固定した際に、前記段差５′が変形することによって、正極集電板４と封口板８の間の距離のバラツキを吸収する。
【００５１】
段差５′を設ける位置は特に限定されるものではない。また、段差を形成する水平壁の長さも特に限定されるものではない。但し、段差５′の下部（上部集電板に近い部分）の筒体の半径が極群の半径を１としたときに０．４〜０．７の範囲にあることが好ましい。また、水平壁の長さが小さいとクッションとして機能せず、水平壁の長さが大きいとリード板の長さが大きくなる。クッションとして機能させ、集電リードの長さが大きくなるのを裂けるためには集電リードを構成する直径の小さい筒体と直径の大きい筒体の直径の比が０．７以上、０．９以下であることが好ましい。
【００５２】
（第６の実施形態）
図１６は、本発明の第５の実施の形態を模式的に示すものである。該実施形態においては、図１６に示すように、集電リード５の壁面の中間部分に、該壁面を周回するようにリング状の溝部５″を設けたものであり、電槽６の開口端部を折り曲げて、封口板８を固定した際に、前記溝部５″が変形することによって、正極集電板４と封口板８の間の距離のバラツキを吸収する。前記溝５″の深さは特に限定されるものではないが、溝５″の深さが小さいクッションとしての機能が乏しく、溝５″の深さが大きくなると集電リードの長さが大きくなる。クッションとして機能させ、集電リードの長さが大きくなるのを裂けるためには、溝の深さを、集電リードの厚さ（肉厚）以上であって、集電リード５の長さ（筒の高さ）の０．２倍以下とすることが好ましい。
【００５３】
（第７の実施形態）
本発明においては、図６（ｂ）のように、集電リード５の下端部に複数本の切り込み１５を設け、下端部を押し広げた集電リードを適用することもできる。該実施形態によれば、電槽６の開口端部を折り曲げて、封口板８を固定した際に、前記切り込み１５を設けた集電リードの下端部が変形することによって、正極集電板４と封口板８の間の距離のバラツキを吸収する。集電リード５に設ける切り込み１５の数及び深さは特に限定されるものではない。但し、切り込み１５の数及び長さが不足するとクッションの機能が不足する。クッションとして機能させるためには切り込み１５の数が８本以上であって、切り込み１５の深さが集電リードの高さの１／６〜１／４が好ましい。切り込み１５の数が８本以下では集電リードの下端部が均等に変形いない虞があり、切り込み１５の深さが集電リード板の長さ（筒の高さ）の１／６未満リードの長さ（筒の高さ）の１／４を超えると、クッション部分の腰の強さが低下し、溶接時に集電リードに押圧力が加わったときに、集電リードの端面と集電板との間の接圧が小さくなり過ぎて、接合不良が発生する虞がある。
【００５４】
（第８の実施形態）
図１７は、本発明の第８の実施形態に係る電池の集電板４と集電リード５を示した図であって、集電板４の上面に集電リード５を接合させたものを上から見た図である。本実施形態におけるリード板の壁面を真上から見たときに、図１７に示すように壁面が破線で示す円を中心にして直径の大きい方向と直径の小さい方向に交互に波打っている。該実施形態によれば、平滑な壁万を有する円筒状の集電リードに比べて、集電リードを太く（断面積の大きさを大きく）して、集電リードの電気抵抗を低減することができる。また、集電リードの直径の大きい部分と直径の小さい部分の両方に集電板との接合点を設けることによって、極板全体のうち、極群の内側に位置する部分と外側に位置する部分の両方に対して高い集電機能を発揮させることができる。該実施形態においても単純な円筒状リードを適用するときと同様、集電リードの中心を極群の捲回端面の中心と重なるように配置する。波打たせた壁面の大きい半径および小さい半径の大きさは特に限定されるものではないが、両方の半径を極群の半径の０．４〜０．７倍の範囲に設定することが好ましい。
【００５５】
（第９の実施形態）
図１８は、第９の実施の形態に係る電池を横からみた半裁断面図である。該第９の実施の形態においては、前記捲回式極群の他方の捲回端面（図では極群の下側の捲回端面）に突出させた他方の極板の長辺端面に接合した円板状の下部集電板の電槽底面に対抗する面の中央以外に複数のプロジェクション１８を形成し、電気抵抗溶接によって該プロジェクション１８を電槽底面に接合させる。Ｐ３は、下部集電板の中央部分以外での下部集電板と電槽底内面との複数の溶接点を示す。下部集電板の中央部分以外での下部集電板と電槽底内面との溶接点の数は特に限定されるものではないが４〜１６個が好ましい。該数が４個未満では下部集電板と電槽底面の接合店が少ないためにこの間の電気抵抗が大きくなる虞があり、１６個を超えると大きな溶接電流を必要とするために電気抵抗溶接による接合が困難になる虞がある。また、下部集電板の中央部分以外での下部集電板と電槽底内面との複数の溶接点Ｐ３の、前記捲回式極群の捲回端面の中心からの距離を、極群の半径の０．５〜０．８倍に設定することが好ましく、０．６〜０．８倍に設定することがさらに好ましい。このような構成とすることによって、極板の各部分と下部集電板と電槽底面との接合点を結ぶ集電リードの長さに関して大きいものと小さいものとの間に大きな差が生じるのを防ぎ、集電機能を高めることができる。
【００５６】
前記図１８に示した第９の実施の形態に係る電池の下部集電板と電槽底面の内面の接合は、捲回式極板群の一方の捲回端面に突出させた一方の極板の長辺端部に上部集電板を接合し、他方の捲回端面に突出させた他方の極板の長辺端部に下部集電板を接合し、次いでこの極板群を上部集電板が電槽の開放端側に来るように電槽内に収納し電気抵抗溶接機の一方の出力端子を電槽底面の外面に当接させ、他方の出力端子を上部集電板の中央に設けた小孔および極群の中央に設けた孔内を挿通させて下部集電板の中央に当接させて溶接電流を通電することによって行うことができる。
【００５７】
（組電池の実施の形態）
図１９は、本発明に係る組電池を横から見た断面図であって、直列接続した２個の円筒形電池の断面図である。図の上側に位置する円筒形電池４０の電槽底外面と、下側に位置する円筒形電池４０′の封口板外面を、主リード（集電リードの円筒部分）２０と同じ半径を有する円筒状の接続部品５０を介して接続する。電池を長手方向に透視したときに、前記接続部品５０と主リード２０の壁面が重なるように配置する。さらに、下部集電板と電槽底の内面とを接合する複数の溶接点Ｐ３を前記接続部品５０及び主リード２０と同じ半径を有する円上に配置し、電池を長手方向に透視したときに、該円が接続部品５０及び主リード２０の壁面と重なるように配置する。該構成とすることによって図１９に示すように下部集電板と電槽底内面の溶接点Ｐ３と、接続部品と電槽底外面の溶接点Ｐ５を近接させることができ、さらに、接続部品と封口板外面の溶接点Ｐ４と集電リードと封口板内面の溶接点Ｐ２を近接させることができる。このように、電池を横から見た断面図において各溶接点が近接しており、且つ、封口板と上部集電板が最短で接続されているところから、組電池の回路の電気抵抗を小さくすることができる。また、図示しないが、電池を上から透視したときに、上側に位置する電池の下部集電板と電槽底内面の溶接点Ｐ３の位置と、該電池の電槽底面と接続部品の溶接点Ｐ４の位置を重ね、接続部品と下側の電池の封口板の溶接点Ｐ４の位置と、該電池の封口板内面と集電リードの溶接点Ｐ２の位置を重ねることによって、組電池の回路の電気抵抗をさらに小さくすることができ、組電池の出力密度をさらに向上させることができる。なお、図１９において６０は、合成樹脂の成型体からなる短絡を防止するための絶縁部品である。
【実施例】
【００５８】
以下、円筒形ニッケル水素電池を例に採り、実施例に基づいて本発明の詳細を説明するが、本発明に係る密閉形電池の種類は円筒形ニッケル水素電池に限定されるものではなく、ニッケルカドミウム電池やリチウム電池等他の電池にも適用可能である。また、適用する部材の材質、寸法等は、以下に記載の実施例に限定されるものではない。
【００５９】
（実施例１）
（正極板の作製）
金属換算で亜鉛を３重量％、コバルトを１重量％固溶状態で含有する水酸化ニッケルを芯層とし該芯層９５重量％に対して５重量％のオキシ水酸化コバルトからなる表面被覆層を設けた正極活物質粉末を発泡ニッケル製基板に充填した厚さ０．７ｍｍ、長さ１１５０ｍｍ、幅４７．５ｍｍ（幅１ｍｍの活物質無塗工部を含む）の極板を正極板とした。正極板の容量｛正極活物質充填量(g)×正極活物質単位重量当たりの容量（ｍＡｈ／ｇ）｝は、６５００ｍＡｈであった。
【００６０】
（負極板の作製）
厚さ０．０４ｍｍ、直径が１ｍｍの円形の開口を有し、開口率４０％の穿孔鋼板（ニッケルメッキ品）を基板とし、該基板の両面に、Mm1.0Ni3.9Co0.7Mn0.3Al0.2（Mmはミッシュメタルを表す）の組成を有する平均粒径４０μｍの水素吸蔵合金９７重量％とＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）２重量％、ＭＣ（メチルセルロース）からなる活物質層を配置し、厚さが０．３２ｍｍ、長さが１１７５ｍｍ、幅が４７．５ｍｍ（幅１ｍｍの活物質無塗工部を含む）の極板を負極板とした。負極板の容量｛負極活物質充填量（ｇ）×負極活物質単位重量当たりの容量（ｍＡｈ／ｇ）｝は、１１０００ｍＡｈであった。
【００６１】
（密閉形ニッケル水素電池の作製）
厚さ０．１ｍｍ、坪量４０ｇ／ｍ2、幅が４９ｍｍであって親水処理を施したポリプロピレン製繊維からなる不織布をセパレータに適用した。前記正極板、セパレータ、負極板を積層し、直径が２．５ｍｍの巻芯にして正極板が内側になるように捲回し、最外周に負極板が位置する直径３１ｍｍの捲回式極群を作製した。該極群の一方の捲回端面に突出させた正極板の基板の端面に直径が２９．５ｍｍ、厚さが０．３ｍｍのニッケル製円板状であって中央から周縁に向かって放射状に伸びる長さが１１ｍｍ、幅が１ｍｍの４本のスリットを有し、該スリットを挟む両辺が下方に向かって折り曲げられており、該折り曲げ部分の高さが０．５ｍｍであって、中央に直径が３ｍｍの円形の小孔を設けた正極集電板（前記上部集電板に該当）を用意し、図４に示したように、正極集電板を極板群の一方の捲回端面上に載置し、該捲回端面に突出させた正極板の基板の端面と正極集電板のスリットの両辺に設けた折り曲げ部分の端面を電気抵抗溶接によって溶接した。他方の捲回端面に突出させた負極板の基板の端面に円板状の負極集電板（前記下部集電板に該当）を溶接した。なお、負極集電板には半径９．３ｍｍ（極群の半径の０．６倍）を有する円上に等間隔に８個の電気抵抗溶接用プロジェクションを配置した。正負極量集電板を接合した捲回式極板群を、正極集電板が電槽の開放端側に位置するように鋼板製の有底円筒状の電槽内に挿入し、スポット溶接機の一方の出力端子を電槽底面（外面）に当節させ、他方の端子を極板群中央の孔内を挿通させて負極集電板の中央部に当接させて溶接電流を通電し、電槽の底の内面に負極集電板に設けた８個のプロジェクションを溶接した。その後溶接機の他方の端子で負極集電板の中央部分を押圧し、該中央部分を電槽底の内面に当接させて溶接電流を通電し、電槽底の内面と負極集電板の中央部分を溶接した。
【００６２】
厚さ０．６ｍｍ、長さが４０ｍｍ、幅３ｍｍであって長辺の一方の端面に高さが０．５ｍｍの電気抵抗溶接用のプロジェクション８個を設け、他方の長辺に高さが０．５ｍｍの電気抵抗溶接用プロジェクションを４対（合計８個）を設けたニッケル板に曲げ加工を施し、直径（筒の内径）が１２．４ｍｍ（集電リードの半径／極群の半径＝０．４）、高さが３ｍｍ（プロジェクションの高さを含まない値）の円筒状の集電リードを作製した。なお、円筒状にしたときに前記一方の長辺に設けた８個のプロジェクションが等間隔に位置するように配置し、他方の長辺一方の長辺に設けた４対のプロジェクションについては対をなすプロジェクションの中心が一方の長辺に設けた８個のプロジェクションのうち一個飛びの４個のプロジェクションの真下に重なる位置に配置した。また、対をなすプロジェクション同士の間隔を４ｍｍとした。
【００６３】
ニッケルメッキを施した鋼板製であって直径が２９．５ｍｍ、厚さが０．８ｍｍの円板状の封口板（素蓋）を用意した。なお、該封口板の中央に直径が６ｍｍの円形（円筒形）の透孔を設けた。前記集電リードの一方（高さが０．５ｍｍのプロジェクションを８個設けた側）の端面（プロジェクションの先端）を封口板の内面に当接｛封口板の外周と集電リードの壁面がなす円が同心円になる（集電リードの円の中心と極群の捲回端面の中心が重なる）｝ように配置させ、電気抵抗溶接により封口板と集電リードを溶接した。また、封口板の外周部ポリアミド樹脂成形体からなるガスケットを装着した。さらに極群の上部捲回端面に溶接した正極集電板の上に前記集電リードの他方（高さが０．５ｍｍの４対のプロジェクションを設けた側）の端面（プロジェクション）が当接するように、且つ、対をなすプロジェクションがスリットを挟むように、集電リードを接合した封口板を上部集電板上に載置し、電槽の開口端をカシメ、ガスケットを介して封口板を固定した。
【００６４】
スポット溶接機の一方の出力端子を封口板の外面に当接させ、他方の出力端子を封口板の透孔を通して正極集電板に当接させて溶接電流を通電することにより、正極集電板の上面に集電リードの端面を溶接させた。その後前記透孔に注液気の注液ノズルを挿通させ、６．８ｍｏｌ／ｌのＫＯＨと０．８ｍｏｌ／ｌのＬｉＯＨを含む水溶液からなる電解液を所定量注入した。電解液注入後、封口板に設けた透孔の上に合成ゴム製の成形体からなる弁体を載置し、その上にキャップを被せて、キャップと封口板を電気抵抗溶接により溶接した。キャップを被せることによって直径８ｍｍ、断面形状が楕円形のゴム製弁体を封口板に向けて押圧し、封口板に設けた透孔を封止した。
【００６５】
（実施例２）
前記実施例１において、厚さ０．６ｍｍ、長さが４９ｍｍ、幅３ｍｍであって長辺に実施例１と同様にプロジェクションを設けたニッケル板を曲げ加工して集電リードの直径（筒の内径）を１５．５ｍｍ｛集電リードの半径／極群の半径＝０．５｝とした。それ以外は実施例１と同じ構成とした。該例を実施例２とする。
【００６６】
（実施例３）
前記実施例１において、厚さ０．６ｍｍ、長さが５９ｍｍ、幅３ｍｍであって長辺に実施例１と同様にプロジェクションを設けたニッケル板を曲げ加工して集電リードの直径（筒の内径）を１８．６ｍｍ｛集電リードの半径／極群の半径＝０．６｝とした。それ以外は実施例１と同じ構成とした。該例を実施例３とする。
【００６７】
（実施例４）
前記実施例１において、厚さ０．６ｍｍ、長さが６８ｍｍ、幅３ｍｍであって長辺に実施例１と同様にプロジェクションを設けたニッケル板を曲げ加工して集電リードの直径（筒の内径）を２１．７ｍｍ｛集電リードの半径／極群の半径＝０．７｝とした。それ以外は実施例１と同じ構成とした。該例を実施例４とする。
【００６８】
（参考例１）
前記実施例１において、厚さ０．６ｍｍ、長さが３０ｍｍ、幅３ｍｍであって長辺に実施例１と同様にプロジェクションを設けたニッケル板を曲げ加工して集電リードの直径（筒の内径）を９．３ｍｍ｛集電リードの半径／極板群の半径＝０．３｝とした。それ以外は実施例１と同じ構成とした。該例を参考例１とする。
【００６９】
（参考例２）
前記実施例１において、厚さ０．６ｍｍ、長さが７９ｍｍ、幅３ｍｍであって長辺に実施例１と同様にプロジェクションを設けたニッケル板を曲げ加工して集電リードの直径（筒の内径）を２４．８ｍｍ｛集電リードの半径／極群の半径＝０．８｝とした。それ以外は実施例１と同じ構成とした。該例を参考例２とする。
【００７０】
（実施例５）
前記実施例１において、厚さ０．５ｍｍ、長さが９３ｍｍ、幅３ｍｍのニッケル板に曲げ加工を施し、集電リードに図１１に示した壁面が波打っている集電リードを適用した。なお、集電リードの壁面に、直径が大きい部分（外側に向かって突出している部分）６箇所、直径が小さい部分（外側に向かって突出している部分）を６箇所形成し、前記直径が大きい部分の壁面の内径を２２ｍｍ｛該壁面の半径／極群の半径＝０．７｝、直径が小さい部分の壁面の内径を１２ｍｍ｛該壁面の半径／極群の半径＝０．４｝であって、｛波打ちの中心をなす円の半径（半径が大きい壁面と小さい壁面の半径の平均値）／極群の半径＝０．５５）とした。また、集電リードの上下端面のうち、直径が大きい部分４箇所と直径が小さい部分４箇所合計８箇所に実施例１と同様にプロジェクションを設けた。それ以外は実施例１と同じ構成とした。該例を実施例５とする。
【００７１】
（比較例１）
前記実施例１において、厚さ０．６ｍｍ、長さ２５ｍｍ、幅１４ｍｍのニッケル板製の集電リードを用意し、封口板を電槽の開口端部を折り曲げて固定する前に、集電リードの一方の端部を封口板の内面に、他方の端部を正極基板の上面に溶接した。なお、封口板には、予め弁体とキャップを取り付け一体化した（蓋体ともいう）ものを適用した。蓋体を溶接後、所定量の電解液を注入し、電槽の開口端に蓋体を被せた後、電槽の開口端部を折り曲げて蓋体を固定し、図２０に示すような構造を有する円筒形電池を作成した。なお図２０に示す封口板と集電リードの接合点Ｐ２と集電リードと上部集電板の接合点Ｐ１間の集電リードの長さを２０ｍｍとした。該例を比較例１とする。
【００７２】
（化成、内部抵抗および出力密度の測定）
前記実施例１〜実施例５、参考例１、参考例２および比較例１に係る電池を周囲温度２５℃において初期化成を行った。初回（１サイクル目）充電電流１３０ｍＡ（０．０２ＩｔＡ）で１２００ｍＡｈ充電し、引き続き充電電流６５０ｍＡ（０．１ＩｔＡ）で１０時間充電した後、放電電流１３００ｍＡ（０．２ＩｔＡ）、放電カット電圧１．０Ｖとして放電した。該充放電を１サイクルとして４サイクル充放電を行った。４サイクル目の放電終了後、周囲温度２５℃において１ｋＨｚの交流を用いて内部抵抗を測定した。
【００７３】
出力密度の測定は、電池１個を用いて周囲温度２５℃において、放電末より充電電流６５０ｍＡ（０．１ＩｔＡ）で５時間充電後、放電電流６０Ａで１２秒間放電したときの１０秒目電圧を６０Ａ放電時の１０秒目電圧とし、該放電の放電電気量と等しい電気量を充電電流６Ａで充電した後、放電電流９０Ａで１２秒間放電したときの１０秒目電圧を９０Ａ放電時の１０秒目電圧とし、該放電の放電電気量と等しい電気量を充電電流６Ａで充電した後、放電電流１２０Ａで１２秒間放電したときの１０秒目電圧を１２０Ａ放電時の１０秒目電圧とし、該放電の放電電気量と等しい電気量を充電電流６Ａで充電した後、放電電流１５０Ａで１２秒間放電したときの１０秒目電圧を１５０Ａ放電時の１０秒目電圧とし、該放電の放電電気量と等しい電気量を充電電流６Ａで充電した後、放電電流１８０Ａで１２秒間放電したときの１０秒目電圧を１８０Ａ放電時の１０秒目電圧とした。
【００７４】
このようにして測定した１０秒目電圧を放電電流値に対してプロットし、最小二乗法により直線近似し、放電電流値０Ａのときの電圧値をＥ０とし、直線の傾きをＲＤＣとした。次いで次式にＥ０、ＲＤＣおよび電池重量を代入して放電カット電圧０．８Ｖ時の周囲温度２５℃における出力密度とした。
【００７５】
出力密度（Ｗ／ｋｇ）＝（Ｅ０−０．８）÷ＲＤＣ×０．８÷電池重量（ｋｇ）
因みに実施例、参考例、比較例の電池重量は、何れも１７６ｇであった。
【００７６】
（充放電サイクル試験）
実施例１〜実施例５、参考例１、参考例２および比較例１に係る電池であって、化成済みの電池をそれぞれ１０個用意し、該電池を周囲温度２０℃において充電電流２ＩｔＡで０．６時間充電し、１時間放置した後、放電電流１ＩｔＡにおいて放電カット電圧１．０Ｖにて放電した。該充放電を１サイクルとしてサイクルを繰り返し行った。放電容量が該サイクルの１サイクル目の放電容量の８０％に低下したサイクル数をもって当該二次電池のサイクル寿命とした。
【００７７】
表１に、実施例１〜実施例５、参考例１、参考例２及び比較例１に係る密閉形電池の内部抵抗測定結果（電池１０個の平均値）、出力密度測定結果および充放電サイクル試験結果（電池１０個の平均値）を示す。
【００７８】
【表１】
2006278016.tif 000003
本発明に係る実施例、参考例と比較例は、放電レートが０．２ＩｔＡで放電したときの放電容量がいずれも６５００ｍＡｈで差がなかった。但し、表１に示したように、本発明に係る実施例、参考例は、比較例１に比べて電池の内部抵抗が低く出力密度が高い。
【００７９】
実施例および参考例の電池は、比較例電池に比べて、正極集電板と封口板を接続する集電リードが太く（断面積が大きい、例えば、実施例１の集電リードの断面積の大きさは２３ｍｍ2、実施例５の集電リードの断面積の大きさは５０ｍｍ2であり、参考例１においても１８ｍｍ2であるのに対して、比較例１では約８ｍｍ2である。）、且つ、その長さが短い（実施例１〜５および参考例１の集電リードの長さが３ｍｍであるのに対して、比較例１のリード板の長さが２０ｍｍ）ので、実施例１〜５および参考例１の場合、比較例１に比べて正極の集電板と封口板を接続する集電リードの電気抵抗が低い。
【００８０】
また、実施例電池および参考例においては集電リードと上部集電板の接合点が捲回式極群の捲回端面の中心を周回するように配置されているために、極板の各部分と該接合点の大小の差が小さく集電機能が高められたことによって、高い出力密度が得られたものと考えられる。集電リードを太くするためには集電リードの円筒の半径を大きくした方が有利である。ただし、円筒状の集電リードを適用する場合、集電リードの半径と極群の半径の比が一定限度を超えると、却って電池の出力特性が低下する。例えば、実施例１〜実施例５、参考例１、参考例２ともに集電リードの壁面がなす円の中心と極群の捲回端面の中心が重なるように集電リードを配置しており、集電リードの半径は、集電リードと上部集電板との溶接点の極群の捲回端面の中心からの距離に等しい。実施例の場合、集電リードと上部集電板の溶接点が、正極板の長辺の中央に近い位置に配置されているのに対して、参考例１では集電リードの半径が小さいために、集電リードと上部集電板の溶接点が正極板の巻き初め端部に近い位置に偏って配置され、参考例２の場合は、集電リードの半径が大きいために、集電リードと上部集電板の溶接点が正極板の巻き終わり端部に近い位置に偏って配置されている。従って、実施例は参考例に比べて正極板の集電機能が良く、参考例を上回る出力特性が得られたものと考えられる。このことから、集電リードの壁面（内面）の前記捲回式極群の捲回端面の中心からの距離を極群の半径の０．４〜０．７倍に設定することが好ましく、０．５〜０．７倍に設定するのがさらに好ましい。
【００８１】
実施例の中でも、実施例５が特に電気抵抗が低く、且つ、優れた出力特性を示している。実施例５の場合は、集電リードに壁面を波打たせた形状のものを採用しているために集電リードが太く（断面積の大きさが実施例１の約２．６倍）、且つ、極板の巻き初め端部に近い位置と極板の巻き終わり端部に近い位置の両方に集電リードと正極集電板の接合点を設けているために正極板の集電機能が良い。このことによって、実施例５が特に優れた出力特性を示したものと考えられる。
【００８２】
比較例１に係る電池の場合、正極板と封口板を接続する正極の集電リードの電気抵抗が高い。前記充放電サイクル試験に記述したように、ここでは、充電を２ＩｔＡという高率で行った。前記集電リードの電気抵抗の高い電池を、このような高率で充電を行うと、比較例１においては集電リードにおける発熱が大きいために、充電中の電池の温度上昇が大きい。充電中に電池温度が上昇すると充電効率が低く、正極から発生する酸素ガス発生量が多くなり、負極の水素吸蔵合金の腐蝕が促進されるために充放電を繰り返し行ったときの容量の低下が速いと考えられる。一方、実施例、参考例においては正極の集電リードの電気抵抗が低いために、充電中の電池温度の上昇が抑制される。
【００８３】
表１に示したように、比較例１に比べて実施例、参考例の充放電サイクル性能が優れているのは、このような理由によるものと考えられる。また、実施例と参考例の比較において実施例の充放電サイクル性能が優れているのは同じ理由によると考えられる。優れた充放電サイクル性能が得られるという点からも、集電リードの壁面（内面）の前記捲回式極群の上部集電板を取り付けた捲回端面の中心からの距離を極群の半径の０．４〜０．７倍に設定することが好ましく、０．５〜０．７倍に設定することがさらに好ましい。
【００８４】
（実施例６）
前記実施例４において、集電リードとしてリング状の主リードの下端面に補助リードを接合した集電リードを適用した。主リードは肉厚が０．６ｍｍのニッケル板製で外径が１９．２ｍｍ（主リードのリングの内壁の半径は極群の半径の０．６倍）、巾３ｍｍであって、上端面及び下端面に高さ０．５ｍｍのプロジェクションをそれぞれ８個備える。該補助リードは、厚さ０．３ｍｍのニッケル板製であって、図１４に示した集電リードとは逆にリングの外に向かって突出する８個の突片を有し、各突片の先端に各１個の突起を有する。該突片の突出長さ（主リード外周から前記突起までの長さ）を１．２ｍｍ（補助リードの突出長さ／主リードの円筒の高さが０．４）とした。それ以外は実施例４と同じとした。該例を実施例６とする。
【００８５】
（実施例７）
前記実施例６において、主リードの外径を１７．５ｍｍとし、補助リードの突片の突出長さを２．１ｍｍ（補助リードの長さ／主リードの円筒の高さを０．７）とした。それ以外は実施例６と同じとした。該例を実施例７とする。
【００８６】
（実施例８）
前記実施例６において、主リードの外径を１５ｍｍとし、補助リードの突片の突出長さを３．３ｍｍ（補助リードの長さ／主リードの円筒の高さを１．１）とした。それ以外は実施例６と同じとした。該例を実施例８とする。
【００８７】
（参考例３）
前記実施例６において、主リードの外径を１３．５ｍｍとし、補助リードの突片の突出長さを４．２ｍｍ（補助リードの長さ／主リードの円筒の高さを１．４）とした。それ以外は実施例６と同じとした。該例を実施例８とする。前記実施例７において、主リードと補助リードの接合点から補助リードの突起の間の補助リードの長さを４．２ｍｍ（補助リードの長さ／主リードの円筒の高さを１．４）とした。該例を参考例３とする。
【００８８】
表２に、前記実施例４、比較例１と合わせて、実施例６〜実施例８、参考例３に係る密閉形電池の集電リードの長さ／封口板と上部集電板間の距離（間隔）、内部抵抗、出力密度を示す。
【００８９】
【表２】
2006278016.tif 000004
表２に示したように、封口板の内面と集電リードの溶接点と該溶接点から最も近い集電リードと上部集電板の溶接点に至る集電リードの長さと、前記封口板の内面と集電リードの溶接点と封口板の上面との距離（表２では封口板と上部集電板間の距離と表記）の比が２．１以下である実施例が出力密度が１５００Ｗ／ｋｇを超えており参考例３に比べて高い値を示しており、量産したときの特性のバラツキを見込んでも１４００Ｗ／ｋｇ以上の出力密度が得られるので好ましい。中でも実施例４、６、７が出力密度が高く、実施例４、６が特に出力密度が高いところから、前記比を１．７以下に設定することがさらに好ましく、１．４以下に設定することが特に好ましい。
【００９０】
（実施例９）
前記実施例２において、内径１５．５ｍｍの円筒状主リードの下端に円の中心に向かって伸びる８個の突辺を有する補助リード板を取り付け、突辺１個につき１個の電気抵抗溶接ようのプロジェクションを設けた。なお、該プロジェクションと主リードと補助リードとの溶接点に至る補助リードの長さを１．２ｍｍとした。電気抵抗溶接にて前記プロジェクションを上部集電板の上面に溶接した。なお、補助リードと上部集電板の８個の溶接点がなす円の半径と極群の半径の比は０．４であった。それ以外は実施例２と同じ構成とした。該例を実施例９とする。
【００９１】
（実施例１０）
前記実施例９において、円筒状主リードの内径を１８ｍｍとした。それ以外は実施例９と同じ構成とした。補助リードと上部集電板の８個の溶接点がなす円の半径と極群の半径の比は０．５であった。該例を実施例１０とする。
【００９２】
（実施例１１）
前記実施例９において、円筒状主リードの内径を２１ｍｍとした。それ以外は実施例９と同じ構成とした。補助リードと上部集電板の８個の溶接点がなす円の半径と極群の半径の比は０．６であった。該例を実施例１１とする。該例を実施例１１とする。
【００９３】
（参考例４）
前記実施例９において、円筒状主リードの半径を１２．４ｍｍとした。それ以外は実施例９と同じ構成とした。補助リードと上部集電板の８個の溶接点がなす円の半径と極群の半径の比は０．３であった。
【００９４】
（参考例５）
前記実施例６において、円筒状主リードの外径を２２ｍｍとした。それ以外は実施例６と同じ構成とした。補助リードと上部集電板の８個の溶接点がなす円の半径と極群の半径の比は０．８であった。該例を参考例５とする。
【００９５】
実施例６に合わせて実施例９〜実施例１１および参考例４、参考例５に係る電池を前記と同様にして内部抵抗の測定、出力密度の測定に供した。該試験の結果を表３に示す。
【００９６】
【表３】
2006278016.tif 000005
表３に示すように、補助リードと上部集電板の８個の溶接点のなす円の半径（実施例９〜実施例１１および参考例４、参考例５においては、補助リードと上部集電板の８個の溶接点がなす円の中心と極群の捲回端面の中心が重なるように集電リードを配置しており、該８個の溶接点がなす円の半径は、該溶接点の、極群の捲回端面の中心からの距離に等しい）と極群の半径の比を０．３とした参考例４や、０．８とした参考例５に比べて、該比が０．４〜０．７である実施例６、実施例９〜実施例１１の内部抵抗が小さく、出力密度が大きい。実施例９〜実施例１１においては参考例４、参考例５に比べて集電リードと上部集電板の溶接点を正極板の長辺の中央部分に配置しているため正極板の集電機能が高く、このような結果が得られたものと考えられる。また、じっしれい６、実施例９〜実施例１１の中でも実施例６、実施例１０〜実施例１１の出力特性が優れている。前記表１および表３に示した結果から、集電リードと上部集電板との溶接点を、該溶接点の極群の上部集電板を取り付けた捲回端面の中心からの距離が、極群の半径の０．４〜０．７倍になるように配置するのが好ましく、０．５〜０．７倍になるように配置するのがさらに好ましい。
【００９７】
（実施例１２）
前記実施例３において、下部集電板と電槽底内面の溶接を、極群の半径の０．５倍の半径を有する円の上に配置した。それ以外の構成を実施例３と同じ構成とした。該例を実施例１２とする。
【００９８】
（実施例１３）
前記実施例３において、下部集電板と電槽底内面の溶接を、極群の半径の０．７倍の半径を有する円の上に配置した。それ以外の構成を実施例３と同じ構成とした。該例を実施例１３とする。
【００９９】
（実施例１４）
前記実施例３において、下部集電板と電槽底内面の溶接を、極群の半径の０．８倍の半径を有する円の上に配置した。それ以外の構成を実施例３と同じ構成とした。該例を実施例１４とする。
【０１００】
（参考例６）
前記実施例３において、下部集電板と電槽底内面の溶接を、極群の半径の０．４倍の半径を有する円の上に配置した。それ以外の構成を実施例３と同じ構成とした。該例を参考例６とする。
【０１０１】
（参考例７）
前記実施例３において、下部集電板と電槽底内面の溶接を、極群の半径の０．９倍の半径を有する円の上に配置した。それ以外の構成を実施例３と同じ構成とした。該例を参考例７とする。
【０１０２】
（参考例８）
前記実施例３において、下部集電板と電槽底内面の溶接を、下部集電板の中央部分に１点のみ配置した。それ以外の構成を実施例３と同じ構成とした。該例を参考例８とする。
【０１０３】
実施例３に合わせて、実施例１２〜実施例１４および参考例６〜参考例８に係る電池を前記と同様にして内部抵抗の測定、出力密度の測定に供した。該試験の結果を表４に示す。
【０１０４】
【表４】
2006278016.tif 000006
表４に示したように、実施例３および実施例１２〜実施例１４に係る密閉形電池は、下部集電板の中央部分１点のみを電槽底の内面に接合した参考例８に比べて内部抵抗が低く、出力密度が高い。また、参考例６、参考例７に比べても電池の内部抵抗が低く、出力密度が高い。実施例に係る電池においては、参考例に比べて下部集電板と電槽底内面の溶接点が負極板の長辺の中央部分に位置するために、負極板の集電機能に優れ、このような結果となったと考えられる。表４に示した結果から。内部抵抗が低く、高い出力特性を有する密閉形電池を得るためには、下部集電板の中央部分以外に設けた下部集電板と電槽底の複数の溶接点を、前記極群の下部集電板を取り付けた捲回端面の中心からの距離を、極群の半径の０．５〜０．８倍に設定するのが好ましく、０．６〜０．８倍に設定するのがさらに好ましい。
（実施例１５）
前記実施例６に係る円筒形電池２個を、図１９（図１９では補助リードの突辺が主リードのリングの内側に突出しているが、実施例６に係る単電池においては補助リードの突辺が主リードの外側に突出している）に示すように、厚さが０．６ｍｍのニッケルメッキを施した鋼板製であって、極群の半径の０．６倍の半径（円筒状集電リードと同一の径）を有するリング状接続部品を適用して直列に接続し、組電池を構成した。前記リング状接続部品の高さを４ｍｍとし、接続部品の封口板の外面との接合端面には高さが１ｍｍのプロジェクション８個を等間隔に配置した、また、接続部品の電槽底の外面との接合端面には高さが１ｍｍのプロジェクション８個を等間隔に配置した。一方の電池の封口板の外面に接続部品を接合した後、接続部品の他端に他方の電池の電槽底面を当接させ抵抗溶接機の一方の端子を接続部品に、他方の端子を電層側面に当接して溶接電流を通電し、接続部品の端面と電槽底の外面を接合した。なお、組電池を長手方向に透視したときに、接続部品、円筒状集電リードおよび下部集電板と電槽底を接合する複数の溶接点がなす円が重なるように接続部品を配置した。該例を実施例１５とする。
（参考例９）
前記実施例１５に係る組電池においてリング状接続部品５０の半径を、極群の半径の０．８倍とし、組電池を長手方向に透視したときに該リング状接続部品の円の中心が円筒状集電リードの円の中心および下部集電板と電槽底を接合する複数の溶接点がなす円の中心に重なるように接続部品を配置した。該例を参考例９とする。
（比較例２）
前記比較例１に係る円筒形電池２個を、実施例１５と同様に図１９に示すようにリング状接続部品を適用して直列に接続し、組電池を構成した。該例を比較例２とする。
【０１０５】
実施例１５、参考例９及び比較例２に係る組電池の内部抵抗を測定し、前記単電池の評価方法と同様の方法にて、組電池の出力密度を測定した。試験結果を表５に示す。
【０１０６】
【表５】
2006278016.tif 000007
表５に示した通り、実施例１５および参考例９に係る組電池の方が、比較例２に比べて内部抵抗が小さく出力密度が高い。実施例及び参考例は、比較例に比べて組電池を構成する単電池の内部抵抗が小さいためにこのような結果になったと考えられる。また、実施例１５に係る組電池は、参考例９に係る組電池に比べて内部抵抗が低く、出力密度が高い。これは、参考例９に比べて実施例１５の方が、接続部品と電槽底面（外面）の溶接点と下部集電板と電槽底面（内面）の溶接点の距離が小さく、また、封口板（素蓋）の外面と接続部品の溶接点と、封口板（素蓋）の内面と集電リードの溶接点が近接しているためと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明は、捲回式極群を備える円筒形のニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池などの密閉形電池において、内部抵抗が低く、出力特性に優れた密閉形電池の提供を可能にするもので産業上の利用価値の高いものである。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る円筒形電池の要部の構成を概念的に示す断面図である。
【図２】捲回式（渦巻き状）極群の外観を概念的に示す斜視図である。
【図３】上部集電板の構造を概念的に示す斜視図である。
【図４】捲回式極群の捲回端面に上部集電板を溶接する工程を概念的に示す図である。
【図５】封口板（素蓋）の内面に集電リードを溶接する工程を概念的に示す図である。
【図６】円筒状集電リードの構造を概念的示す斜視図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る上部集電板と集電リードとを溶接する工程を概念的に示す断面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る封口板中央部分の拡大断面図である。
【図９】封口板とキャップを溶接する工程を概念的に示す断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る上部集電板と集電リードとを溶接する工程を概念的に示す断面図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る封口板中央部分の拡大断面図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係る円筒形電池の要部の構成を概念的に示す断面図である。
【図１３】本発明の第４の実施形態に係る円筒形電池の要部の構成を概念的に示す断面図である。
【図１４】本発明の第４の実施形態に係る円筒形電池の集電リードの構成を示す図である。
【図１５】本発明の第５の実施形態に係る円筒形電池の要部の構成を概念的に示す断面図である。
【図１６】本発明の第６の実施形態に係る円筒形電池の要部の構成を概念的に示す断面図である。
【図１７】本発明の第８の実施形態に係る円筒形電池の状部集電板と集電リードを上から見た図である。
【図１８】本発明の第９の実施形態に係る円筒形電池の要部の構成を概念的に示す半裁断面図である。
【図１９】本発明の１実施形態に係る組電池の要部の構成を概念的に示す半裁断面図である。
【図２０】従来の円筒形電池の要部の構成を概念的に示す断面図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１    正極板
２    負極板
４    上部集電板
４″  はみ出し部
５    集電リード
５′  段差部
５″  溝部
６    電槽
７    ガスケット
８    封口板
８′  透孔の壁面
１０    安全弁体
１１    透孔
１１′  小孔
２０    主リード
３０    補助リード
５０    接続部品
Ｐ    透孔壁面がなす面と上部集電板の交点
Ｐ１    集電リードと上部集電板の溶接点
Ｐ２    封口板内面と集電リードの溶接点
Ｐ３    下部集電板と電槽底内面の溶接点
Ｐ４    接続部品と封口板外面の溶接点
Ｐ５    電槽底外面と接続部品の溶接点
【図１】
2006278016.tif 000008
【図２】
2006278016.tif 000009
【図３】
2006278016.tif 000010
【図４】
2006278016.tif 000011
【図５】
2006278016.tif 000012
【図６】
2006278016.tif 000013
【図７】
2006278016.tif 000014
【図８】
2006278016.tif 000015
【図９】
2006278016.tif 000016
【図１０】
2006278016.tif 000017
【図１１】
2006278016.tif 000018
【図１２】
2006278016.tif 000019
【図１３】
2006278016.tif 000020
【図１４】
2006278016.tif 000021
【図１５】
2006278016.tif 000022
【図１６】
2006278016.tif 000023
【図１７】
2006278016.tif 000024
【図１８】
2006278016.tif 000025
【図１９】
2006278016.tif 000026
【図２０】
2006278016.tif 000027