(57)【要約】【課題】渦巻状電極群に高さバラツキがあっても、電池全高にバラツキが生じないようにして均一で、封口部分に電解液の漏れが発生しなく、高信頼性で高品質の円筒型蓄電池を提供する。【解決手段】正極集電体１６は正極端子を兼ねる金属製第１外装缶１１の底面に直接電気的に接続され、負極集電体１７は負極端子を兼ねる金属製第２外装缶１２の底面に直接電気的に接続されている。第１外装缶１１は有底の円筒部１１ａと、円筒部１１ａの開口部端縁より外方に延出したフランジ部１１ｂとを備えている。一方、第２外装缶１２は有底の円筒部１２ａと、円筒部１２ａの開口部端縁より外方に延出したフランジ部１２ｂとを備え、円筒部１２ａの底部には凹部１２ｃが形成されている。【選択図】    図１
2008084650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極板と負極板がセパレータを介して積層されて渦巻状に巻回された電極群の一方の端部に正極集電体が溶接され他方の端部に負極集電体が溶接された電極体が正極端子を兼ねる金属製第１外装缶と負極端子を兼ねる金属製第２外装缶との間に収容され、前記第１外装缶と前記第２外装缶との開口部が絶縁体を介して封止されて前記電極体がこれらの缶内に密封された円筒型蓄電池であって、
前記正極集電体は前記正極端子を兼ねる金属製第１外装缶の底面に直接電気的に接続され、前記負極集電体は前記負極端子を兼ねる金属製第２外装缶の底面に直接電気的に接続されているとともに、
前記第１外装缶と前記第２外装缶はそれぞれ有底の円筒部と、該円筒部の開口部端縁より外方に延出したフランジ部とを備え、前記有底の円筒部の少なくとも一方の底部には凹部が形成されていることを特徴とする円筒型蓄電池。
【請求項２】
前記凹部は前記有底の円筒部の底部の中心部に形成されているとともに、該凹部の底面は平坦面となされていることを特徴とする請求項１に記載の円筒型蓄電池。
【請求項３】
正極板と負極板がセパレータを介して積層されて渦巻状に巻回された電極群の一方の端部に正極集電体が溶接され他方の端部に負極集電体が溶接された電極体が正極端子を兼ねる金属製第１外装缶と負極端子を兼ねる第２外装缶との間に収容し、前記第１外装缶と前記第２外装缶との開口部が絶縁体を介して封止することにより前記電極体をこれらの缶内に密封する円筒型蓄電池の製造方法であって、
有底の円筒部と該円筒部の開口部端縁より外方に延出したフランジ部とを備えた負極端子を兼ねる金属製第２外装缶の底部に前記電極体の負極集電体を溶接し、有底の円筒部と該円筒部の開口部端縁より外方に延出したフランジ部とを備えた正極端子を兼ねる金属製第１外装缶の底部に前記電極体の正極集電体を溶接する溶接工程と、
前記第１外装缶のフランジ部と前記第２外装缶のフランジ部との間に絶縁ガスケットを配置して両フランジ部が互に対向するように重ね合わせた後、前記第１外装缶の円筒部の底部と前記第２外装缶の円筒部の底部との間が所定の距離になるように相互に加圧する加圧工程と、
前記互に対向するように重ね合わされた両フランジ部の一部をかしめて密閉する密閉工程とを備えたことを特徴とする円筒型蓄電池の製造方法。
【請求項４】
前記有底の円筒部の少なくとも一方の底部には凹部が形成されていて、前記加圧工程における加圧力により当該凹部は該缶の内部より外部に向けて変形するようになされていることを特徴とする請求項３に記載の円筒型蓄電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はニッケル−水素蓄電池、ニッケル−カドミウム蓄電池、リチウム二次電池などの円筒型蓄電池に係り、特に、正極板と負極板がセパレータを介して積層され、渦巻状に巻回された電極群の一方の端部に正極集電体が溶接され、他方の端部に負極集電体が溶接された電極体が正極端子を兼ねる金属製第１外装缶と負極端子を兼ねる第２外装缶との間に収容され、これらの第１外装缶と第２外装缶との開口部が絶縁体を介して封止されて、電極体がこれらの缶内に密封された円筒型蓄電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ニッケル−水素蓄電池、ニッケル−カドミウム蓄電池、リチウム二次電池などの円筒型蓄電池の用途は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯電話、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド車（ＨＥＶ）、電動バイク、アシスト自転車あるいは電動工具など広範囲にわたるようになった。これらの内、特に、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド車（ＨＥＶ）、電動バイク、アシスト自転車あるいは電動工具などの高出力用途においては、電池性能，長期耐久性などの高い信頼性と、より一層の高品質化が要求され、種々の開発が行われている。
【０００３】
この種の円筒型蓄電池は、通常、正極板と負極板とをセパレータを介して積層されて渦巻状に巻回して電極群とした後、この電極群の負極板の導電端縁（負極芯体）を負極集電体に溶接するとともに、正極板の導電端縁（正極芯体）を正極集電体に溶接して電極体とする。ついで、得られた電極体を負極端子を兼ねる金属製外装缶に挿入し、負極集電体を金属製外装缶の底部に溶接するとともに、正極集電体より延出する集電リード部を正極端子を兼ねる封口体の底部に溶接した後、電解液を注液し、外装缶の開口部に絶縁ガスケットを介して封口体を装着して密閉することにより作製されるのが一般的である。
【０００４】
ところで、上述したような高出力用途に用いられる円筒型蓄電池にあっては、数十アンペア〜数百アンペアの大電流で充放電が行われるため、集電リード部や溶接部での抵抗に起因する電圧降下により作動電圧が低下し、高電圧および高エネルギー密度が得られないという問題を生じた。このため、高出力特性、高エネルギー密度を達成するためには集電リード部での抵抗を低減することが望まれる。そこで、集電リード部を省略できる接続構造を採用して、高出力特性、高エネルギー密度を達成できる円筒型蓄電池が特許文献１（特開２００１−１６０３８８号公報）にて提案されるようになった。
【０００５】
上述したような特許文献１にて提案された円筒型蓄電池４０においては、図８に示すように、正極板４１と負極板４２とをセパレータ４３を介して積層されて渦巻状に巻回して電極群とした後、この電極群の正極板４１の導電端縁（正極芯体）４１ａを正極集電体４４に溶接するとともに、負極板４２の導電端縁（負極芯体）４２ａを負極集電体４５に溶接して電極体とする。ついで、得られた電極体を負極端子を兼ねる金属製外装缶４６に挿入し、負極集電体４５を金属製外装缶４６の底部に溶接する。一方、金属製外装缶４６の開口部を封止するとともに正極端子を兼ねる封口体４７の下面に突起部４７ａを備え、この突起部４７ａと正極集電体４４とが溶接され、固着接続されている。
【０００６】
この後、電解液を注液し、外装缶の開口部に絶縁ガスケット４８を介して封口体４７を装着して密閉するようにしている。なお、封口体４７の中央部にはガス抜き孔４７ｂが設けられていて、このガス抜き孔４７ｂを覆うように正極キャップ４９が配設され、この正極キャップ４９内に弁板４９ａとスプリング４９ｂとからなる弁体が設けられている。このように、封口体４７の下面に突起部４７ａを備えていると、集電リード部を省略しても確実に封口体４７と正極集電体４４とが溶接でき、集電リード部の電気抵抗をゼロにすることができるため、電池の出力特性を向上させて、高率放電時の電池電圧の低下を防止できるようになる。
【０００７】
ところが、上述したような特許文献１にて提案された円筒型蓄電池４０においては、外装缶４６の上部外周部に溝入れ加工を施して環状溝部４６ａを形成し、封口体４７の外周部に絶縁ガスケット４８を嵌着させる。この後、環状溝部４６ａに絶縁ガスケット４８を配置し、プレス機を用いて封口体４７に加圧力を加えて、絶縁ガスケット４８の下端が環状溝部４６ａの位置になるまで封口体４７を外装缶４６内に押し込ん後、外装缶４６の開口端縁を内方にかしめて封口するようにしている。このため、正極集電体４４と封口体４７との間に空間部が形成され、その空間部の距離分だけ封口体４７の下方突出部４７ａ（なお、この下方突出部４７ａが集電リードに相当するということができる）の高さを高く（集電リードの長さを長く）する必要があることから、電池抵抗が増大するという問題を生じた。
【０００８】
そこで、本出願人は下方突出部４７ａを形成した封口体４７を用いないで、正極集電体の全面が直接封口体（この場合は、第１ケーシング）に接触するようにした円筒型蓄電池を特願２００６−５２３２４号にて提案した。この特願２００６−５２３２４号にて提案した円筒型蓄電池５０においては、図９に示すように、導電性の第１ケーシング５１と第２ケ−シング５２からなる容器を備えている。そして、この容器内に正極板５３と負極板５４とがセパレータ５５を介して渦巻状に巻回された電極群の正極板５１の導電端縁（正極芯体）５３ａに正極集電体５６に溶接され、負極板５４の導電端縁（負極芯体）５４ａを負極集電体５７が溶接された電極体が収容されている。
【０００９】
ここで、第２ケーシング５２は電極体の大半を収容し、第１ケーシング５１は残りの電極体を収容している。そして、正極用集電体５６が溶接された容器の上端壁は、第１ケーシング５１の底壁であり、第１ケーシング５１は正極端子として機能する。また、負極用集電体５７が溶接された容器の下端壁は、第２ケーシング５２の底壁であり、第２ケーシング５２は、負極端子としての機能を有する。第１ケーシング５１および第２ケーシング５２の開口端同士を結合するために、これら第１および第２ケーシング５１，５２の開口端には、それぞれ外向きフランジ５１ｂ，５２ｂがそれぞれ各ケーシング５１，５２と一体的に形成されている。
【００１０】
そして、第２ケーシング５２の外向きフランジ５２ｂの外周縁はかしめ部となり、このかしめ部は、第１ケーシング５１の外向きフランジ５１ｂの外周部を覆うように折曲げられ、第１ケーシングの外向きフランジ５１ｂの外周部を拘束している。これによって、第１ケーシング５１と第２ケーシング５２とが結合され、電池内が気密に封口されることとなる。ただし、第１ケーシング５１と第２ケーシング５２との間の電気絶縁性及び気密性を確保するために、第１ケーシング５１の外向きフランジ５１ｂは、環状の絶縁ガスケット５９によってほぼ覆われている。また、第１ケーシング５１の底壁には中央にガス抜き孔が形成され、このガス抜き孔を覆うように正極キャップ５８が配設され、この正極キャップ５８内に弁板５８ａとスプリング５８ｂとからなる弁体が設けられている。
【特許文献１】特開２００１−１６０３８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述した特願２００６−５２３２４号にて提案した円筒型蓄電池５０においては、渦巻状電極群の上端に溶接された正極集電体が直接、第１ケーシング５１の内底面に溶接されている。このため、渦巻状電極群の高さにバラツキがあると、電池全高にバラツキが発生して、均一な製品を安定的に生産できないという問題を生じた。一方、電池全高のバラツキを生じなくするために、封口部分となる環状の絶縁ガスケット５９の押圧力（圧縮力）を調整すると、今度は逆に、絶縁ガスケット５９の圧縮バラツキを生じるようになる。このため、絶縁ガスケット５９の押圧力（圧縮力）が弱い場合は、封口部分に電解液の漏れが発生するという問題を生じるようになる。
【００１２】
そこで、本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、渦巻状電極群に高さバラツキがあっても、電池全高にバラツキが生じないようにして均一な製品を安定的に生産でき、封口部分に電解液の漏れが発生しなく、高信頼性で高品質の円筒型蓄電池を提供できるようにすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の円筒型蓄電池は、正極板と負極板がセパレータを介して積層されて渦巻状に巻回された電極群の一方の端部に正極集電体が溶接され他方の端部に負極集電体が溶接された電極体が正極端子を兼ねる金属製第１外装缶と負極端子を兼ねる金属製第２外装缶との間に収容され、これらの第１外装缶と第２外装缶との開口部が絶縁体を介して封止されて電極体がこれらの缶内に密封されている。そして、上記課題を解決するため、正極集電体は正極端子を兼ねる金属製第１外装缶の底部に直接電気的に接続され、負極集電体は負極端子を兼ねる金属製第２外装缶の底部に直接電気的に接続されているとともに、第１外装缶と第２外装缶はそれぞれ有底の円筒部と、該円筒部の開口部端縁より外方に延出したフランジ部とを備え、有底の円筒部の少なくとも一方の底部には凹部が形成されていることを特徴とする。
【００１４】
このように、有底の円筒部の少なくとも一方の底部に凹部が形成されていると、渦巻状電極群に高さバラツキがあっても、この凹部への押圧力を調整することにより、電池全高を均一にすることが可能となる。これにより、電池全高にバラツキが生じないとともに、封口部での漏液も生じなくて、高信頼性で高品質の円筒型蓄電池を提供できるようになる。この場合、凹部は有底の円筒部の底部の中心部に形成されいるとともに、この凹部の底面は平坦面となされているのが望ましい。
【００１５】
そして、上述のような円筒型蓄電池を製造するには、有底の円筒部と該円筒部の開口部端縁より外方に延出したフランジ部とを備えた負極端子を兼ねる金属製第２外装缶の底面に電極体の負極集電体を溶接し、有底の円筒部と該円筒部の開口部端縁より外方に延出したフランジ部とを備えた正極端子を兼ねる金属製第１外装缶の底面に電極体の正極集電体を溶接する溶接工程と、第１外装缶のフランジ部と第２外装缶のフランジ部との間に絶縁ガスケットを配置して両フランジ部が互に対向するように重ね合わせた後、第１外装缶の円筒部の底面と第２外装缶の円筒部の底面との間が所定の距離になるように相互に加圧する加圧工程と、互に対向するように重ね合わされた両フランジ部の一部をかしめて密閉する密閉工程とを備えるようにすればよい。
これにより、有底の円筒部の少なくとも一方の底部に凹部が形成されていれば、加圧工程における加圧力により当該凹部は該缶の内部より外部に向けて変形（膨出）することとなり、電池全高のバラツキが抑制されることとなる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、低抵抗かつ電池全高のバラツキと封口部分の絶縁部材の圧縮バラツキを抑制することが可能となるから、電池全高が均一で、電解液の漏れが発生しない高信頼性の円筒型電池を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明をニッケル−水素蓄電池に適用した場合の一実施の形態を図１〜図７に基づいて説明するが、本発明はこれに限定されるものでなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。なお、図１は本発明の一実施例のニッケル−水素蓄電池を示す図であり、図１（ａ）は電極体を第１外装缶と第２外装缶とからなる電池容器内に収納して完成されたニッケル−水素蓄電池を模式的に示す断面図であり、図１（ｂ）は渦巻状電極群の上・下端部に正・負極集電体が溶接された電極体を模式的に示す斜視図であり、図１（ｃ）は渦巻状電極群の下端部に溶接された負極集電体を模式的に示す上面図である。図２は外装缶を示す図であり、図２（ａ）は第１外装缶（正極外装缶）を示す半断面図であり、図２（ｂ）は第２外装缶（負極外装缶）を示す半断面図である。
【００１８】
図３は溶接工程を示す図であり、図３（ａ）は第２外装缶（負極外装缶）の底面に負極集電体を溶接する状態を模式的に示す半断面図であり、図３（ｂ）は第１外装缶（正極外装缶）の底面に正極集電体を溶接する状態を模式的に示す半断面図である。図４は封口工程を模式的に示す半断面図である。図５は仮封口状態のニッケル−水素蓄電池を模式的に示す半断面図である。図６は封口後のニッケル−水素蓄電池の第２外装缶（負極外装缶）の底部近傍の状態を示す半断面図であり、図６（ａ）は渦巻状電極群の全高が低い場合の状態を模式的に示す半断面図であり、図６（ｂ）は渦巻状電極群の全高が高い場合の状態を模式的に示す半断面図である。図７は本発明の変形例のニッケル−水素蓄電池を模式的に示す半断面図である。
【００１９】
１．ニッケル−水素蓄電池
本発明の実施例のニッケル−水素蓄電池１０は、図２（ａ）に示すように、正極端子を兼ねるとともに、有底の円筒部１１ａと、該円筒部の開口部端縁より外方に延出したフランジ部１１ｂとを備えた金属製第１外装缶１１と、図２（ｂ）に示すように、負極端子を兼ねるとともに、有底の円筒部１２ａと、該円筒部の開口部端縁より外方に延出したフランジ部１２ｂとを備えた第２外装缶１２とからなる電池容器を備えている。そして、図１に示すように、この電池容器内に正極板１４と負極板１５がセパレータ１５を介して積層されて渦巻状に巻回された渦巻状電極群ａ１の一方の端部に正極集電体１６が溶接され、他方の端部に負極集電体１７が溶接された電極体ａとアルカリ電解液とを収容している。
【００２０】
この場合、正極集電体１６は、図１（ｂ）に示すように、略円形の本体部１６ａの中心部に溶接電極挿入用の中心開口１６ｂが形成されており、中心開口１６ｂの周囲から本体部１６ａの端部に向けて多数のバーリング孔１６ｃが形成されているとともに、中心開口１６ｂの周囲にはプロジェクション突起１６ｄが形成されている。また、本体部１６ａの中心開口１６ｂと端部までの中間から端縁に向けて開口する一対のスリット１６ｅ，１６ｅが形成されている。このようなスリット１６ｅ，１６ｅを設けることにより、無効な溶接電流を減少させ、有効な溶接電流を増大させることが可能となる。そして、正極集電体１６は正極端子を兼ねる金属製第１外装缶１１の底面にプロジェクション突起１６ｄが溶接されて直接電気接続されるようになされている。
【００２１】
一方、負極集電体１７は、図１（ｃ）に示すように、略円形の本体部１７ａの中心部に複数個のプロジェクション突起１７ｂが形成されており、これらのプロジェクション突起１７ｂの周囲から本体部１７ａの端部に向けて多数のバーリング孔１７ｃが形成されているとともに、本体部１７ａの中心部と端部までの中間から端縁に向けて開口する一対のスリット１７ｄ，１７ｄが形成されている。そして、負極集電体１７は負極端子を兼ねる金属製第２外装缶１２の底面にプロジェクション突起１７ｂが溶接されて直接電気接続されるようになされている。
【００２２】
ここで、第２外装缶１２の円筒部１２ａの底部の中心部には凹部１２ｃが形成されているとともに、この凹部１２ｃの底面は平坦面となされており、凹部１２ｃの外周部は、該凹部１２ｃより外方に突出する凸部１２ｄが形成されている。なお、第１外装缶１１の円筒部１１ａの底部中心部にはガス抜き孔１１ｃが形成されていて、このガス抜き孔１１ｃを覆うように正極キャップ１８が被着されていて、この正極キャップ１８内に弁板１８ａとスプリング１８ｂからなる弁体が配設されている。
【００２３】
２．製造方法
ついで、上述のような構成となるニッケル−水素蓄電池の製造方法を以下に説明する。
パンチングメタルからなる正極芯体の表面にニッケル焼結多孔体を形成した後、化学含浸法により水酸化ニッケルを主体とする活物質をニッケル焼結多孔体に充填して活物質充填層を形成した。ついで、これを乾燥させた後、所定の厚みになるまで圧延し、所定の寸法になるように切断してニッケル正極板１３を作製した。なお、このニッケル正極板１３の上端部には正極芯体が露出した芯体露出部１３ａが形成されている。
【００２４】
一方、パンチングメタルからなる負極芯体の表面に水素吸蔵合金からなるペースト状負極活物質を充填して活物質充填層を形成した。ついで、これを、乾燥させた後、所定の厚みになるまで圧延し、所定の寸法になるように切断して水素吸蔵合金負極板１４を作製した。なお、この水素吸蔵合金負極板１４の下端部には負極芯体が露出した芯体露出部１４ａが形成されている。
【００２５】
これらのニッケル正極板１３と水素吸蔵合金負極板１４との間に、ポリプロピレン製不織布からなるセパレータ１５を介在させて積層した後、これらを渦巻状に巻回して、直径が略３０ｍｍとなる渦巻状電極群ａ１を作製した。なお、このようにして作製された渦巻状電極群ａ１の上部にはニッケル正極板１３の芯体露出部１３ａが露出しており、その下部には水素吸蔵合金負極板１４の芯体露出部１４ａが露出している。
【００２６】
ついで、得られた渦巻状電極群ａ１の上端面に露出するニッケル正極板１３の芯体露出部１３ａの上に、上述した正極集電体１６を載置し、この正極集電体１６の上に図示しない一対の溶接電極を載置する。これらの一対の溶接電極で正極集電体１６を押圧して、正極集電体１６の各バーリング孔１６ｃを極板群ａ１より若干突出した正極板１３の芯体露出部１３ａに食い込ませるようにして、一対の溶接電極間に溶接電流を流して抵抗溶接して、ニッケル正極板１３の芯体露出部１３ａに正極集電体１６を溶接した。
【００２７】
また、渦巻状電極群ａ１の下端面に露出する水素吸蔵合金負極板１４の芯体露出部１４ａの上に、上述した負極集電体１７を載置し、この負極集電体１７の上に図示しない一対の溶接電極を載置する。これらの一対の溶接電極で負極集電体１７を押圧して、負極集電体１７の各バーリング孔１７ｃを極板群ａ１より若干突出した負極板１４の芯体露出部１４ａに食い込ませるようにして、一対の溶接電極間に溶接電流を流して抵抗溶接して、水素吸蔵合金負極板１４の芯体露出部１４ａに負極集電体１７を溶接した。
これにより、渦巻状電極群ａ１の上端面に正極集電体１６が溶接され、渦巻状電極群ａ１の下端面に負極集電体１７が溶接された電極体ａ（図１（ｂ）参照）が得られることとなる。
【００２８】
ついで、図２（ａ）に示すように、正極端子を兼ねるとともに有底の円筒部１１ａと、該円筒部１１ａの開口部端縁より外方に延出したフランジ部１１ｂとを備えた鉄にニッケルメッキを施した金属製第１外装缶１１を用意した。なお、この第１外装缶１１の円筒部１１ａの底部の中心部にはガス抜き孔１１ｃが形成されているとともに、このガス抜き孔１１ｃを覆うように正極キャップ１８が被着されていて、この正極キャップ１８内に弁板１８ａとスプリング１８ｂからなる弁体が配設されている。
【００２９】
一方、図２（ｂ）に示すように、負極端子を兼ねるとともに有底の円筒部１２ａと、該円筒部１２ａの開口部端縁より外方に延出したフランジ部１２ｂとを備えた鉄にニッケルメッキを施した金属製第２外装缶１２を用意した。この場合、第２外装缶１２の円筒部１２ａの底部の中心部には凹部１２ｃが形成されているとともに、この凹部１２ｃの底面は平坦面となされており、凹部１２ｃの外周部は、該凹部１２ｃより外方に突出する凸部１２ｄが形成されている。なお、フランジ部１２ｂの一部は該フランジ部１２ｂに垂直な立ち上がり部１２ｅが形成されている。
【００３０】
ついで、上述のように形成した電極体ａの負極集電体１７側が下向きになるようにして、この電極体ａを第２外装缶１２の円筒部１２ａ内に収納した。この後、図３（ａ）に示すように、第２外装缶１２の外底面に第１溶接電極Ｒ１を配置するとともに、正極集電体１６の中心開口１６ｂを通して第２溶接電極（溶接電極棒）Ｒ２を負極集電体１７の表面に接するように挿入した。この後、これらの溶接電極Ｒ１，Ｒ２間に所定の溶接電流（この場合は２ｋＡのパルス電流とした）を流す通電処理を施した。この通電処理により、第２外装缶１２の円筒部１２ａの底部に形成された凹部１２ｃの平坦面と、水素吸蔵合金負極板１５に溶接された負極集電体１７に形成されたプロジェクション突起１７ｄとが抵抗溶接されることとなる。その後、第２外装缶１２内に７規定のＫＯＨからなる１０ｇのアルカリ電解液を注液した。
【００３１】
ついで、図３（ｂ）に示すように、第２外装缶１２のフランジ部１２ｂの上にナイロン製の絶縁ガスケット１９を配置した後、第２外装缶１２の上に第１外装缶１１を配置した。この後、第２外装缶１２の外底面に第３溶接電極Ｒ３を配置するとともに、この第１外装缶１１の第４溶接電極Ｒ４を配置した。この場合、第４溶接電極Ｒ４の下面には正極キャップ１８を保護するための空間部Ｒ４−ａが形成されている。この後、これらの溶接電極Ｒ３，Ｒ４間に所定の溶接電流（この場合は４ｋＡのパルス電流とした）を流す通電処理を施した。この通電処理により、第１外装缶１２の内底面とニッケル正極板１４に溶接された正極集電体１６に形成されたプロジェクション突起１６ｄとが抵抗溶接されることとなる。
【００３２】
ついで、上述のように第２外装缶１２の円筒部１２ａの底部の中心部に形成された凹部１２ｃの平坦面に負極集電体１７を溶接し、第１外装缶１１の円筒部１１ａの内底面に正極集電体１６を溶接した後、図４に示すように、第２外装缶１２を円筒状の固定治具２０内に配置した。この場合、第２外装缶１２のフランジ部１２ｂは固定治具２０の上端部に載置されるように配置した。この後、固定治具２０の下部より下カシメパンチ２２を固定治具２０内に挿入させて、第２外装缶１２の外底面に下カシメパンチ２２を接触させた。ついで、第１外装缶１２の上部に上カシメパンチ２３を配置した。この後、下カシメパンチ２２および上カシメパンチ２３にそれぞれ押圧力を付与して、第１外装缶１１の円筒部１１ａの底面部を所定の位置まで押圧するとともに、第２外装缶１２の底面部を所定位置まで押圧した。
【００３３】
これにより、電極群ａ１の高さバラツキに応じて、第２外装缶１２の円筒部１２ａの底部の中心部に形成された凹部１２ｃが第２外装缶１２の外方に向けて押圧されて、第２外装缶１２の外方側に変形（膨出）することとなる。このとき、上カシメパンチ２３を押圧しながら、上カシメパンチ２３の外周部に形成されたテーパー部２３ａを第２外装缶１２のフランジ部１２ｂの立ち上がり部１２ｅに押し当てるようにした。これにより、第２外装缶１２のフランジ部１２ｂの立ち上がり部１２ｅは内方に押し曲げられることとなり、図５に示すように、第１外装缶１１のフランジ部１１ｂは絶縁ガスケット１９を介して第２外装缶１２の立ち上がり部１２ｅにより仮封口されることとなる。
【００３４】
この場合、上カシメパンチ２３が第１外装缶１１に接触すると、正極端子と負極端子が短絡することとなることから、例えば、円筒状の絶縁部材２４を上カシメパンチ２３の底面に配設するようにして、上カシメパンチ２３と第１外装缶１１との接触を防止する必要がある。ついで、上述のように仮封口した後、この仮封口部を接触面が水平になるように形成されたカシメパンチ（図示せず）により押圧することにより、図１に示すような公称容量が６．０Ａｈの円筒型ニッケル−水素蓄電池を作製し、これを実施例１の電池Ａとした。
【００３５】
一方、上述した電極体ａを用いて、特許文献１（図８参照のこと）に記載されるように公称容量６．０Ａｈの円筒型ニッケル−水素蓄電池を作製し、これを比較例１の電池Ｘとした。さらに、同様に上述した電極体ａを用いて、先行出願（特願２００６−５２３２４号：図９参照のこと）に記載されるように公称容量６．０Ａｈの円筒型ニッケル−水素蓄電池を作製し、これを比較例２の電池Ｙとした。
【００３６】
３．電池試験
（１）電池全高バラツキ結果
ついで、上述のように作製した実施例１の電池Ａ、比較例１の電池Ｘおよび比較例２の電池Ｙを用いて、これらの各１００個の電池Ａ，Ｘ，Ｙの全高をそれぞれ測定した。この後、電池全高（基準値）に対して２％以上の高さバラツキがある電池を電池全高ＮＧ（不良）と判定して、その個数を求めると、下記の表１に示すような結果が得られた。
【００３７】
（２）電池抵抗指数の測定
ついで、上述のように作製した実施例１の電池Ａ、比較例１の電池Ｘおよび比較例２の電池Ｙを用いて、２５℃の温度雰囲気で、６Ａ（１ＩｔＡ）の充電電流で電池容量の５０％まで充電した。
この後、３０Ａ放電→３０Ａ充電→６０Ａ放電→６０Ａ充電→９０Ａ放電→９０Ａ充電→１２０Ａ放電→１２０Ａ充電→１５０Ａ放電→１５０Ａ充電の順で、それぞれ１０分間の休止を挟みながら１０秒間ずつ通電し、１０秒後の電池電圧（Ｖ）をそれぞれ測定した。
この後、放電電流（Ａ）を横軸（Ｘ軸）とし、１０秒後の電池電圧（Ｖ）を縦軸（Ｙ軸）として、Ｖ−Ｉ直線を求めた。
ついで、Ｖ−Ｉ直線の傾きを電池直流抵抗として求め、電池Ａの電池直流抵抗を基準（１００）とし、電池Ｘおよび電池Ｙの電池直流抵抗をそれとの比率として求めると、下記の表１に示すような結果が得られた。
【表１】
2008084650.tif 000003
【００３８】
上記表１の結果から明らかなように、比較例１の電池Ｘは、電池抵抗が高く、かつ電池全高のバラツキも大きいことが分かる。また、比較例２の電池Ｙは、電池抵抗は低いが電池全高のバラツキは小さいことが分かる。これらに対して、実施例１の電池Ａは電池抵抗が低く、かつ電池全高のバラツキも小さいことが分かる。即ち、実施例１の電池Ａにおいては、低い電池抵抗を維持したまま電池全高のバラツキを低減させることが可能となる。
【００３９】
図６は、完成後の実施例１の電池Ａの第２外装缶（負極外装缶）１２の底部近傍の状態を模式的に示している。ここで、渦巻状電極群ａ１の全高が低い場合は、図６（ａ）に示すように、凹部１２ｃの変形（膨出）量は少な目となることが分かる。一方、渦巻状電極群の全高が高い場合は、図６（ｂ）に示すように、凹部１２ｃの変形（膨出）量は多目となることが分かる。このように、実施例１の電池Ａにおいては、渦巻状電極群ａ１の高さに応じて、第２外装缶（負極外装缶）１２の円筒部１２ａの底部に形成された凹部１２ｃの変形（膨出）量が変化することとなる。これにより、渦巻状電極群ａ１の高さのバラツキを凹部１２ｃの変形（膨出）量で吸収できるようなって、封止部での絶縁ガスケット１９の圧縮量を常に一定に保つことができるようになる。この結果、高出力用途の円筒型ニッケル−水素蓄電池において、密閉性が高く、かつ高品質で高信頼性を達成することが可能となる。
【００４０】
４．変形例
上述した実施例１においては、第２外装缶（負極外装缶）の円筒部の底部に凹部を形成する例について説明したが、このような凹部は第１外装缶（正極外装缶）に設けるようにしてもよい。ついで、第１外装缶（正極外装缶）に円筒部の底部に凹部を形成した変形例の円筒型ニッケル−水素蓄電池について、図７に基づいて以下に説明する。
この変形例の円筒型ニッケル−水素蓄電池３０は、図７に示すように、第１外装缶（正極外装缶）３１と第２外装缶（負極外装缶）３２とで電池容器を形成しており、この容器内に電極体ａ（上述した実施例と同様に、正極板１４と負極板１５がセパレータ１５を介して積層されて渦巻状に巻回された渦巻状電極群ａ１の一方の端部に正極集電体１６が溶接され、他方の端部に負極集電体１７が溶接されたもの）とアルカリ電解液とが密封されている。
【００４１】
第１外装缶（正極外装缶）３１は、鉄にニッケルメッキが施された有底の円筒部３１ａと、該円筒部３１ａの開口部端縁より外方に延出したフランジ部３１ｂとを備えている。この場合、円筒部３１ａの底部には凹部３１ｃが形成されているとともに、この凹部３１ｃの外周部には凸部３２ｄが形成されている。なお、この第１外装缶３１の円筒部３１ａの底部の中心部にはガス抜き孔３１ｅが形成されているとともに、このガス抜き孔３１ｅを覆うように正極キャップ３８が被着されていて、この正極キャップ３８内に弁板３８ａとスプリング３８ｂからなる弁体が配設されている。一方、第２外装缶（負極外装缶）３２は、鉄にニッケルメッキが施された有底の円筒部３２ａと、該円筒部３２ａの開口部端縁より外方に延出したフランジ部３２ｂとを備えている。
【００４２】
このような第１外装缶（正極外装缶）３１を用いると、図４に示すように、下カシメパンチ２２と上カシメパンチ２３に押圧力を付与して、第１外装缶３１の円筒部３１ａの底面部を所定の位置まで押圧するとともに、第２外装缶３２の底面部を所定位置まで押圧すると、電極群ａ１の高さバラツキに応じて、第１外装缶３１の円筒部３１ａの底部に形成された凹部３１ｃが第１外装缶３１の外方に向けて変形（膨出）することとなる。これにより、本変形例の円筒型ニッケル−水素蓄電池３０においても実施例と同様に、渦巻状電極群ａ１の高さのバラツキを凹部３１ｃの変形（膨出）量で吸収できるようなって、封止部での絶縁ガスケット３９の圧縮量を常に一定に保つことができるようになり、密閉性が高く、かつ高品質で高信頼性を達成することが可能となる。
【００４３】
なお、本変形例の第２外装缶（負極外装缶）３２の円筒部３２ａの底部は、全体が平面となるように形成されているが、この底部にも上述した実施例の円筒部１２ａの底面と同様に凹部を形成するようにしてもよい。また、上述した実施例に正極集電体１６および負極集電体１７にそれぞれプロジェクション突起１６ｄおよび１７ｂを設けるようにしたが、これらのプロジェクション突起は設けなくても、正極集電体と第１外装缶（正極外装缶）および負極集電体と第２外装缶（負極外装缶）とが直接接触できるようにすれば、同様の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
上述した実施の形態においては、本発明をニッケル−水素蓄電池に適用する例について説明したが、本発明はニッケル−水素蓄電池以外にも、ニッケル−カドミウム蓄電池、リチウム二次電池などの密閉型蓄電池に適用しても同様の効果が得られることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施例のニッケル−水素蓄電池を示す図であり、図１（ａ）は電極体を第１外装缶と第２外装缶とからなる電池容器内に収納して完成されたニッケル−水素蓄電池を模式的に示す断面図であり、図１（ｂ）は渦巻状電極群の上・下端部に正・負極集電体が溶接された電極体を模式的に示す斜視図であり、図１（ｃ）は渦巻状電極群の下端部に溶接された負極集電体を模式的に示す上面図である。
【図２】外装缶を示す図であり、図２（ａ）は第１外装缶（正極外装缶）を模式的に示す半断面図であり、図２（ｂ）は第２外装缶（負極外装缶）を模式的に示す半断面図である。
【図３】溶接工程を示す図であり、図３（ａ）は第２外装缶（負極外装缶）の底面に負極集電体を溶接する状態を模式的に示す半断面図であり、図３（ｂ）は第１外装缶（正極外装缶）の底面に正極集電体を溶接する状態を模式的に示す半断面図である。
【図４】封口工程を模式的に示す半断面図である。
【図５】仮封口状態のニッケル−水素蓄電池を模式的に示す半断面図である。
【図６】封口後のニッケル−水素蓄電池の第２外装缶（負極外装缶）の底部近傍の状態を示す半断面図であり、図６（ａ）は渦巻状電極群の全高が低い場合の状態を模式的に示す半断面図であり、図６（ｂ）は渦巻状電極群の全高が高い場合の状態を模式的に示す半断面図である。
【図７】本発明の変形例のニッケル−水素蓄電池を模式的に示す半断面図である。
【図８】従来例（比較例１）の円筒型ニッケル−水素蓄電池を模式的に示す断面図である。
【図９】他の従来例（比較例２）の円筒型ニッケル−水素蓄電池を模式的に示す半断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０…ニッケル−水素蓄電池、１１…第１外装缶（正極外装缶）、１１ａ…円筒部、１１ｂ…フランジ部、１２…第２外装缶（負極外装缶）、１２ａ…円筒部、１２ｂ…フランジ部、１２ｃ…凹部、１２ｄ…凸部、１３…ニッケル正極板、１３ａ…芯体露出部、１４…水素吸蔵合金負極板、１４ａ…芯体露出部、１５…セパレータ、１６…正極集電体、１７…負極集電体、１８…正極キャップ、１８ａ…弁板、１８ｂ…スプリング、１９…絶縁ガスケット
【図１】
2008084650.tif 000004
【図２】
2008084650.tif 000005
【図３】
2008084650.tif 000006
【図４】
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【図５】
2008084650.tif 000008
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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