(57)【要約】【課題】電池の温度が異常に上昇しても、ガス通路を確保できるようにして安全性が向上した円筒形蓄電池を提供する。【解決手段】本発明の円筒形蓄電池は、中心部に渦巻状電極群１０を形成する際に用いられた巻芯が除去された後に残存した巻芯空間部１０ａを有する渦巻状電極群を備え、かつ巻芯空間部１０ａに配置されたセパレータ１１ａ（１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａ）の目付は、電極対向部に配置されたセパレータの目付よりも小さいことを特徴とする。このように、巻芯空間部１０ａに配置されたセパレータの目付が小さいと、巻芯空間部１０ａに存在する繊維量を少なくすることが可能となる。これにより、セパレータが溶融するまでの異常発熱が発生した場合、封口体に設けられているガス排気口が閉塞されにくくなるとともに、閉塞されるまでの時間を長くすることが可能となる。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極と負極との間にセパレータを介在させて渦巻状に巻回した渦巻状電極群を円筒形外装缶内に備えた円筒形蓄電池であって、
前記渦巻状電極群は中心部に該渦巻状電極群を形成する際に用いられた巻芯が除去された後に残存した巻芯空間部を備え、
前記巻芯空間部に配置されたセパレータの目付は電極対向部に配置されたセパレータの目付よりも小さいことを特徴とする円筒形蓄電池。
【請求項２】
正極と負極との間にセパレータを介在させて渦巻状に巻回した渦巻状電極群を円筒形外装缶内に備えた円筒形蓄電池であって、
前記渦巻状電極群は中心部に該渦巻状電極群を形成する際に用いられた巻芯が除去された後に残存した巻芯空間部を備え、
前記巻芯空間部に配置されたセパレータの厚みは電極対向部に配置されたセパレータの厚みよりも薄いことを特徴とする円筒形蓄電池。
【請求項３】
正極と負極との間にセパレータを介在させて渦巻状に巻回した渦巻状電極群を円筒形外装缶内に備えた円筒形蓄電池であって、
前記渦巻状電極群は中心部に該渦巻状電極群を形成する際に用いられた巻芯が除去された後に残存した巻芯空間部を備え、
前記巻芯空間部に配置されたセパレータの目付および厚みは電極対向部に配置されたセパレータの目付および厚みよりも小さいことを特徴とする円筒形蓄電池。
【請求項４】
正極と負極との間にセパレータを介在させて渦巻状に巻回した渦巻状電極群を円筒形外装缶内に備えた円筒形蓄電池であって、
前記渦巻状電極群は中心部に該渦巻状電極群を形成する際に用いられた巻芯が除去された後に残存した巻芯空間部を備え、
前記巻芯空間部に配置されたセパレータの目付および厚みが電極対向部に配置されたセパレータの目付および厚みよりも小さくなるように２枚のセパレータが貼り合わされていることを特徴とする円筒形蓄電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ニッケル−水素蓄電池、ニッケル−カドミウム蓄電池などのアルカリ蓄電池あるいはリチウムイオン電池などの非水電解質電池に係り、特に、正極と負極との間にセパレータを介在させて渦巻状に巻回した渦巻状電極群を円筒形外装缶内に備えた円筒形蓄電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ニッケル−水素蓄電池、ニッケル−カドミウム蓄電池などのアルカリ蓄電池あるいはリチウムイオン電池などの非水電解質電池は、正極と負極の間にセパレータを介在させ、これらを渦巻状に巻回して電極群を形成した後に上下端に集電体を接続して電極体を形成する。この電極体を円筒状の金属製外装缶（電池缶）に収納し、正極用集電体より延出する集電リード板を封口体下面に溶接し、電解液を注入した後、外装缶の開口部に絶縁ガスケットを介在させて封口体を装着することにより密閉して構成されている。
【０００３】
このような電池に用いられるセパレータにおいては、耐酸化性に優れ、かつ電解液に対する耐性に優れるとともに、充分な量の電解液を保持でき、電解液を保持した状態で充分なガス透過性を有することが要望されている。このようなセパレータに用いられる材質としては、ナイロンなどのポリアミド系繊維や、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン系樹脂繊維が使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ポリアミド系樹脂繊維やポリオレフィン系樹脂繊維は８０〜１２０℃付近に軟化点を有している。このため、過充電時やハイレートの放電時、あるいは誤使用等によって、電池内部の温度がこの軟化点を超える温度まで上昇すると、ポリアミド系樹脂繊維やポリオレフィン系樹脂繊維からなるセパレータの軟化が始まる。セパレータが軟化した後、冷えて固化すると、固化した部分の開孔は閉塞されることとなる。すると、電池内でガスが発生すると、発生したガスの通路が閉塞されて、電池膨れが生じるという問題を生じた。
【０００５】
また、セパレータが軟化し、さらに電池内部温度が上昇して、セパレータの融点まで温度上昇すると、溶融した樹脂が電池内の空間部に沿って、即ち、渦巻状に巻回された電極群の中心部（電池内で空間部が形成されている部分）に沿って這い上がるようになる。すると、外装缶（電池缶）の開口部を封止する封口体に設けられたガスの排気口を溶融した樹脂が塞ぐ事態も生じて、電池の内部圧力が異常に上昇し、電池缶の膨れ等の電池の変形も生じるようになる。
【０００６】
そこで、本発明は上記問題点を解消するためになされたものであって、電池の温度が異常に上昇しても、ガス通路を確保できるようにして安全性が向上した円筒形蓄電池を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の円筒形蓄電池は、中心部に渦巻状電極群を形成する際に用いられた巻芯が除去された後に残存した巻芯空間部を有する渦巻状電極群を備え、かつ巻芯空間部に配置されたセパレータの目付は電極対向部に配置されたセパレータの目付よりも小さいことを特徴とする。
【０００８】
このように、巻芯空間部に配置されたセパレータの目付が電極対向部に配置されたセパレータの目付よりも小さいと、巻芯空間部に存在する繊維量を少なくすることが可能となる。これにより、セパレータが溶融するまでの異常発熱が発生した場合、封口体に設けられているガス排気口が閉塞されにくくなるとともに、閉塞されるまでの時間を長くすることが可能となる。これにより、この種のセパレータを用いた電池の安全性が向上することとなる。この場合、電極対向部に配置されたセパレータの目付も低減すると、繊維量が低減した分だけ電解液の保持量が低減するようになる。この結果、電池特性を維持することができなくなるとともに、耐ショート性も低下するという不具合も発生するようになるので好ましくない。
【０００９】
また、巻芯空間部に配置されたセパレータの厚みを電極対向部に配置されたセパレータの厚みよりも薄くすると、巻芯空間部の空間容積が増加するようになるので、缶底側から電池上部への排気通路を大きくすることが可能となる。これにより、セパレータが溶融するには至らないが、高率（ハイレート）で連続的に充電された電池内部において多量のガスが発生するような異常が発生した場合に、電池内部のガスは缶底側に滞留することなく安全弁に到達するできるようになる。この結果、電池の温度が異常に上昇した場合の安全性を向上させることが可能となる。
【００１０】
この場合も、電極対向部に配置されたセパレータの厚みも薄くすると、この部分のセパレータの見かけ密度も減少して、電解液の保持量が低減して電池特性を維持することができなくなるので好ましくない。なお、巻芯空間部の空間容積が増加すると、この巻芯空間に溶接電極を挿入して集電タブと缶底とを溶接する場合においては、缶底での溶接性が向上するので好ましい。
【００１１】
また、巻芯空間部に配置されたセパレータの目付および厚みを電極対向部に配置されたセパレータの目付および厚みよりも小さくすると、巻芯空間部に存在する繊維量を少なくすることが可能になるとともに、巻芯空間部の空間容積を増加させることが可能となる。これにより、封口体に設けられているガス排気口が閉塞されにくくなるとともに、缶底側から電池上部への排気通路を大きくすることが可能となり、さらに、巻芯空間部に溶接電極を容易に挿入することが可能となるので、缶底での溶接性が向上する。
【００１２】
さらに、巻芯空間部に配置されたセパレータが電極対向部に配置されたセパレータの目付よりも小さく、かつ厚みも薄くなるように二重化（２枚のセパレータを貼り合わせること）されていると、巻芯空間部に存在する繊維量が少なくなるとともに、巻芯空間部の空間容積も大きくなる。これにより、封口体に設けられているガス排気口が閉塞されにくくなるとともに、缶底側から電池上部への排気通路も大きくなるため、この種のセパレータを用いた電池の安全性がさらに向上することとなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明をニッケル−水素蓄電池に適用した場合の実施の形態を図１および図２に基づいて説明する。なお、図１はセパレータの断面を模式的に示す断面図である。また、図２は図１のセパレータを用いて形成された渦巻状電極群を外装缶内に収容した状態の横断面を模式的に示す断面図である。
【００１４】
１．セパレータの作製
（１）実施例１
ポリエチレン繊維（ＰＥ：融点は１３８℃）とポリプロピレン繊維（ＰＰ：融点は１６０℃）を所定の配合比率となるように配合した。ついで、これらの繊維を空気中に飛散させて金網で捕集して湿式抄紙した後、圧延して目付が４０ｇ／ｍ２で、厚みが０．１０ｍｍの第１基布１１ａを作製した。また、上述と同様に湿式抄紙した後、圧延して、目付が２０ｇ／ｍ２で、厚みが０．０５ｍｍの第２基布１１ｂを作製した。ついで、第１基布１１ａの上に第２基布１１ｂを配置して、これらを張り合わせた。このとき、後に正、負極とともに渦巻状に巻回された際に、巻芯空間部１０ａ（図２参照）に第１基布１１ａのみが配置されるように張り合わせた（二重化した）後、親水化処理して、図１（ａ）に示すような実施例１のセパレータ１１を作製した。
【００１５】
（２）実施例２
海成分がポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）で、島成分がポリプロピレン（ＰＰ）からなる海島型繊維を所定の配合比率となるように配合した後、これらの繊維を空気中に飛散させて金網で捕集して湿式抄紙した。ついで、後に正、負極とともに渦巻状に巻回された際に、巻芯空間部１０ａ（図２参照）に配置される部分１２ａの海成分（ＰＥＴ）をアルカリにて溶脱した。この後、圧延し、親水化処理して、巻芯空間部１０ａに配置される部分１２ａの目付が４０ｇ／ｍ２で、その他の部分の目付が６０ｇ／ｍ２で、厚みが０．１５ｍｍの実施例２のセパレータ１２を、図１（ｂ）に示すように作製した。
【００１６】
（３）実施例３
海成分がポリアミドで、島成分がポリプロピレン（ＰＰ）からなる海島型繊維を所定の配合比率となるように配合した後、これらの繊維を空気中に飛散させて金網で捕集して湿式抄紙した。ついで、後に正、負極とともに渦巻状に巻回された際に、巻芯空間部１０ａ（図２参照）に配置される部分１３ａの海成分（ポリアミド）をアルカリにて溶脱した。この後、圧延し、親水化処理して、巻芯空間部１０ａに配置される部分１３ａの目付が４０ｇ／ｍ２で、その他の部分の目付が６０ｇ／ｍ２で、厚みが０．１５ｍｍの実施例３のセパレータ１３を、図１（ｃ）に示すように作製した。
【００１７】
（４）実施例４
ポリエチレン繊維（ＰＥ：融点は１３８℃）とポリプロピレン繊維（ＰＰ：融点は１６０℃）を所定の配合比率となるように配合した。この後、これらの繊維を空気中に飛散させて金網で捕集して湿式抄紙した後、圧延して目付が６０ｇ／ｍ２で、厚みが０．１５ｍｍの基布を作製した。ついで、後に正、負極とともに渦巻状に巻回された際に、巻芯空間部１０ａ（図２参照）に配置される部分１４ａを凹凸があるローラで圧延して、この部分１４ａの厚みが０．１２ｍｍになるように圧延した。この後、親水化処理して、図１（ｄ）に示すような実施例４のセパレータ１４を作製した。
【００１８】
（５）実施例５
ポリエチレン繊維（ＰＥ：融点は１３８℃）とポリプロピレン繊維（ＰＰ：融点は１６０℃）を所定の配合比率となるように配合した。この後、これらの繊維を空気中に飛散させて金網で捕集して湿式抄紙した後、圧延して目付が６０ｇ／ｍ２で、厚みが０．１５ｍｍの基布を作製した。ついで、後に正、負極とともに渦巻状に巻回された際に、巻芯空間部１０ａ（図２参照）に配置される部分１５ａのみに熱を加えて加圧して、この部分１５ａの厚みを０．１２ｍｍに低減させた。この後、親水化処理して、図１（ｅ）に示すような実施例５のセパレータ１５を作製した。
【００１９】
（６）実施例６
海成分がポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）で、島成分がポリプロピレン（ＰＰ）からなる海島型繊維を所定の配合比率となるように配合した後、これらの繊維を空気中に飛散させて金網で捕集して湿式抄紙した。ついで、後に正、負極とともに渦巻状に巻回された際に、巻芯空間部１０ａ（図２参照）に配置される部分１６ａの海成分（ＰＥＴ）をアルカリにて溶脱した。この後、圧延して、巻芯空間部１０ａに配置される部分１６ａの目付が４０ｇ／ｍ２で、その他の部分の目付が６０ｇ／ｍ２で、厚みが０．１５ｍｍの基布を作製した。ついで、この基布の巻芯空間部１０ａに配置される部分１６ａを凹凸があるローラで圧延して、この部分１６ａの厚みを０．１２ｍｍに圧延した。この後、親水化処理して、図１（ｆ）に示すような実施例６のセパレータ１６を作製した。
【００２０】
（７）比較例１
海成分がポリアミドで、島成分がポリプロピレン（ＰＰ）からなる海島型繊維を所定の配合比率となるように配合した後、これらの繊維を空気中に飛散させて金網で捕集して湿式抄紙して基布とした。ついで、この基布の海成分（ポリアミド）をアルカリにて溶脱した。この後、圧延した後、親水化処理して、目付が４０ｇ／ｍ２で、厚みが０．１０ｍｍの比較例１のセパレータ１７を、図１（ｇ）に示すように作製した。
【００２１】
（８）比較例２
ポリエチレン繊維（ＰＥ：融点は１３８℃）とポリプロピレン繊維（ＰＰ：融点は１６０℃）を所定の配合比率となるように配合した。この後、これらの繊維を空気中に飛散させて金網で捕集して湿式抄紙した後、圧延して目付が６０ｇ／ｍ２で厚みが０．１５ｍｍの基布を作製した。ついで、この基布を凹凸があるローラで加圧して、厚みを０．１２ｍｍに圧延した。この後、親水化処理して、目付が４０ｇ／ｍ２で、厚みが０．１０ｍｍの比較例２のセパレータ１８を、図１（ｈ）に示すように作製した。
【００２２】
（９）比較例３
ポリエチレン繊維（ＰＥ：融点は１３８℃）とポリプロピレン繊維（ＰＰ：融点は１６０℃）を所定の配合比率となるように配合した。この後、これらの繊維を空気中に飛散させて金網で捕集して湿式抄紙し、圧延した後、親水化処理して、目付が６０ｇ／ｍ２で、厚みが０．１５ｍｍの比較例３のセパレータ１９を、図１（ｉ）に示すように作製した。
【００２３】
２．ニッケル正極の作製
水酸化ニッケルを主成分とする正極活物質粉末１００質量部と、０．２質量％のヒドロキシプロピルセルロースを溶解させた水溶液５０質量部とを混合して正極活物質スラリーを調製した。この正極活物質スラリーを多孔度９５％の発泡ニッケル２１に充填し、乾燥させた後、これを圧延してニッケル正極２０を作製した。なお、電池の公称容量が１５００ｍＡｈになるように正極活物質スラリーを発泡ニッケル２１に充填した。
【００２４】
３．水素吸蔵合金負極の作製
水素吸蔵合金粉末にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの結着剤と、適量の水とを加えて混合し、水素吸蔵合金ペーストを調製した。ついで、この水素吸蔵合金ペーストを負極基板（パンチングメタル）３１の両面に塗布し、乾燥した後、所定の厚みとなるようにプレスして水素吸蔵合金負極３０を作製した。なお、電極容量が２２５０ｍＡｈになるように水素吸蔵合金ペーストをパンチングメタル３１に充填した。
【００２５】
４．ニッケル−水素蓄電池の作製
ついで、上述のように作製したニッケル正極２０の上に、上述のように作製した各セパレータ１１（１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９）を配置した。また、上述のように作製した水素吸蔵合金負極３０の上に、各セパレータ１１（１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９）を配置した。ついで、これらを重ね合わせた後、２枚のセパレータ１１（１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９）の端部１１ａ（１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａ，１７ａ，１８ａ，１９ａ）を図示しない巻芯のスリット部に狭持した。
【００２６】
ついで、巻芯を所定の回数だけ巻回して、ニッケル正極２０、セパレータ１１（１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９）、水素吸蔵合金負極３０およびセパレータ１１（１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９）を渦巻き状に巻き取った。この後、巻芯を引き抜くことにより渦巻状電極群１０を作製した。この場合、巻芯を引き抜くことにより渦巻状電極群１０の中心部に巻芯空間部１０ａが形成されることとなる。ついで、これらの電極群１０の上端部に正極集電体（図示せず）を溶接し、下端部に負極集電体（図示せず）を溶接した後、これらを有底筒状の外装缶４０内にそれぞれ挿入した。
【００２７】
この後、負極集電体を外装缶４０の内底面に溶接するとともに、正極集電体から延出する集電リード板の先端部を安全弁を内蔵する封口体（図示せず）の底面に溶接し、外装缶４０内に所定量の電解液（水酸化カリウム（ＫＯＨ）と水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）と水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）の混合水溶液）を注入した。ついで、封口体を外装缶４０の開口部に絶縁ガスケットを介して載置し、外装缶４０の開口部の端部を内方にかしめることによって電池を密閉して、公称容量１５００ｍＡｈのＡＡサイズの各ニッケル−水素蓄電池Ａ〜ＦおよびＸ〜Ｚを作製した。
【００２８】
なお、セパレータ１１を用いたものを電池Ａとし、セパレータ１２を用いたものを電池Ｂとし、セパレータ１３を用いたものを電池Ｃとし、セパレータ１４を用いたものを電池Ｄとし、セパレータ１５を用いたものを電池Ｅとし、セパレータ１６を用いたものを電池Ｆとし、セパレータ１７を用いたものを電池Ｘとし、セパレータ１８を用いたものを電池Ｙとし、セパレータ１９を用いたものを電池Ｚとした。
【００２９】
５．試験
（１）短絡試験
各１００００個の電極群をそれぞれ外装缶４０内に挿入した状態で、正、負極間の絶縁抵抗を測定して、この抵抗値が１．５ｋΩ以下を短絡と判定して、短絡が発生した電池の個数を求めた。ついで、求めた短絡発生個数に基づいて短絡発生率（％）を算出すると、下記の表１に示すような結果が得られた。
【００３０】
（２）缶底溶接性試験
各１００００個の電極群を外装缶４０内に挿入した状態で、それぞれの負極集電体をそれぞれの外装缶４０の内底面に溶接した際に、溶接不良が発生した個数を求めた。ついで、求めた溶接不良発生個数に基づいて溶接不良発生率（％）を算出すると、下記の表１に示すような結果が得られた。
【００３１】
（３）ガスバーナー燃焼による安全性試験
まず、上述のようにして作製した各ニッケル−水素蓄電池Ａ〜ＦおよびＸ〜Ｚを用いて、これらの各電池を、２５℃の温度雰囲気で、１２０ｍＡの充電電流で１６時間充電した後、１時間休止し、２４０ｍＡの放電電流で放電終止電圧が１．０Ｖになるまで放電した後、１時間休止する。この充放電を３回繰り返して各電池Ａ〜ＦおよびＸ〜Ｚを活性化した。
【００３２】
ついで、上述のように活性化した各ニッケル−水素蓄電池Ａ〜ＦおよびＸ〜Ｚをそれぞれ１００００個ずつ用いて、２５℃の温度雰囲気で１５００ｍＡの充電電流で充電を行い、満充電に達した後、電池電圧が１０ｍＶ低下（−ΔＶ＝１０ｍＶ）した時点で充電を１時間休止させた。この後、ガスバーナーを燃焼させ、電池温度を２５０℃に上昇させて、封口体が外れた電池の個数の割合（封口体外れ率）を求めると、下記の表１に示すような結果となった。
【００３３】
（４）高率充電時の安全性試験
また、上述のように活性化した各ニッケル−水素蓄電池Ａ〜ＦおよびＸ〜Ｚをそれぞれ１００００個ずつ用いて、２５℃の温度雰囲気で６０００ｍＡの充電電流で短絡が発生するまで充電を行い、短絡が発生した時点で封口体が外れた電池の個数の割合（封口体外れ発生率）を求めると、下記の表１に示すような結果となった。
【００３４】
（５）サイクル寿命試験
上述のようにして活性化した各ニッケル−水素蓄電池Ａ〜ＦおよびＸ〜Ｚをそれぞれ１００００個ずつ用いて、２５℃の温度雰囲気で１５００ｍＡの充電電流で充電し、満充電に達した後、電池電圧が１０ｍＶ低下（−ΔＶ＝１０ｍＶ）した時点で充電を１時間休止させる。ついで、１５００ｍＡの放電電流で電池電圧が１．０Ｖになるまで放電させるという充放電サイクルを繰り返して行い、初期容量との比率が６０％に達したサイクル（回）をサイクル寿命として求めると、下記の表１に示すような結果となった。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
上記表１の結果から明らかなように、目付（６０ｇ／ｍ２）および厚み（０．１５ｍｍ）が均一なセパレータ１９を用いた電池Ｚにおいては、缶底溶接不良発生率が０．１０％で、ガスバーナー燃焼時の封口体外れ率が１５％で、６Ａ高率充電時の封口体外れ率が１０％と大きいことが分かる。これは、巻芯空間部１０ａに存在するセパレータ１９ａの厚みが０．１５ｍｍと大きいために、巻芯空間部１０ａの容積が減少して溶接電極を巻芯空間部１０ａに挿入する際に、巻芯空間部１０ａに存在するセパレータ１９ａが邪魔になったためと考えられる。
また、巻芯空間部１０ａに存在するセパレータ１９ａの目付が６０ｇ／ｍ２と大きいために、巻芯空間部１０ａに存在する繊維量が多くなる。これにより、ガスバーナー燃焼時や高率充電時に、セパレータ１９が溶融するまでの異常発熱が発生した場合、溶融した繊維が封口体に設けられているガス排気口を閉塞して、封口体外れが生じたと考えられる。
【００３７】
また、目付（６０ｇ／ｍ２）および厚み（０．１２ｍｍ）が均一なセパレータ１８を用いた電池Ｙにおいては、ガスバーナー燃焼時の封口体外れ率が１５％と大きく、サイクル寿命が４００サイクルと小さいことが分かる。これは、巻芯空間部１０ａに存在するセパレータ１８ａの目付が６０ｇ／ｍ２と大きいために、巻芯空間部１０ａに存在する繊維量が多くなる。これにより、ガスバーナー燃焼時にセパレータ１８が溶融するまでの異常発熱が発生した場合、溶融した繊維が封口体に設けられているガス排気口を閉塞して、封口体外れが生じたと考えられる。また、電極対向部のセパレータ１８の厚みが０．１２ｍｍと小さいために、電解液の保持量が少なくなって、サイクル寿命が小さくなったと考えられる。
【００３８】
さらに、目付（４０ｇ／ｍ２）および厚み（０．１０ｍｍ）が均一なセパレータ１７を用いた電池Ｘにおいては、短絡発生率が０．１０％と大きく、かつサイクル寿命も４００サイクルと小さいことが分かる。これは、セパレータ１７の目付は４０ｇ／ｍ２と小さく、かつ厚みが０．１２ｍｍと小さいために、正極と負極が直接接触しやすくなったためと考えられる。また、電極対向部のセパレータ１７の目付は４０ｇ／ｍ２と小さく、かつ厚みが０．１２ｍｍと小さいために、電解液の保持量が少なくなって、サイクル寿命が小さくなったと考えられる。
【００３９】
これに対して、巻芯空間部１０ａの厚みが０．１２ｍｍのセパレータ１４，１５を用いた電池Ｄ，Ｅにおいては、ガスバーナー燃焼時の封口体外れ率が１５％と大きい反面、短絡発生率は０．０２％で、缶底溶接不良発生率は０．０３％で、６Ａ高率充電時の封口体外れ率は３％と小さく、サイクル寿命は５００サイクルと大きいことが分かる。これは、巻芯空間部１０ａに配置されたセパレータ１４ａ，１５ａに圧延処理が施されて厚みが薄くなっているので、巻芯空間部の空間容積が増加するようになる。
【００４０】
この結果、缶底側から電池上部への排気通路を大きくすることが可能となり、セパレータ１４，１５が溶融するには至らないが、高率（ハイレート）で連続的に充電された電池内部において多量のガスが発生するような異常が発生した場合に、電池内部のガスは缶底側に滞留することなく安全弁に到達するできるようになったためと考えられる。
【００４１】
これにより、電池の温度が異常に上昇した場合の安全性を向上させることが可能となるが、巻芯空間部１０ａ以外の電極対向部分のセパレータ１４，１５も圧延処理すると、この部分のセパレータの見かけ密度も減少して、電解液の保持量が低減して電池特性を維持することができなくなるので好ましくない。この場合、巻芯空間部１０ａの空間容積が増加するので、この巻芯空間部１０ａに溶接棒を挿入して集電タブと缶底とを溶接する場合の溶接性が向上する。
【００４２】
また、巻芯空間部１０ａの目付が４０ｇ／ｍ２のセパレータ１２，１３を用いた電池Ｂ，Ｃにおいては、缶底溶接不良発生率は０．１０％と大きい反面、短絡発生率は０．０２％で、ガスバーナー燃焼時の封口体外れ率が４％で、６Ａ高率充電時の封口体外れ率は３％と小さく、サイクル寿命は５００サイクルと大きいことが分かる。これは、巻芯空間部１０ａに配置されたセパレータ１２ａ，１３ａに目付低減処理が施されているので、巻芯空間部１０ａに存在する繊維量を少なくすることが可能となる。
【００４３】
これにより、セパレータ１４ａ，１５ａが溶融するまでの異常発熱が発生しても、封口体に設けられているガス排気口が閉塞されにくくなったためと考えられる。この場合、巻芯空間部１０ａ以外の電極対向部のセパレータ１４，１５の目付も低減すると、繊維量が低減した分だけ電解液の保持量が低減して電池特性を維持することができなくなるとともに、耐ショート性も低下するという不具合も発生するようになるので好ましくない。
【００４４】
また、巻芯空間部１０ａの目付が４０ｇ／ｍ２で厚みが０．１２ｍｍのセパレータ１６を用いた電池Ｆにおいては、短絡発生率は０．０２％で、缶底溶接不良発生率は０．０３％で、ガスバーナー燃焼時の封口体外れ率は２％で、６Ａ高率充電時の封口体外れ率は２％と小さく、サイクル寿命は５００サイクルと大きいことが分かる。これは、巻芯空間部１０ａに配置されたセパレータ１６ａは目付低減処理が施されているとともに圧延処理が施されているので、巻芯空間部１０ａに存在する繊維量を少なくすることが可能になるとともに、巻芯空間部１０ａの空間容積も増加するようになる。これにより、封口体に設けられているガス排気口が閉塞されにくくなるとともに、缶底側から電池上部への排気通路も大きくなったためと考えられる。
【００４５】
さらに、巻芯空間部１０ａに目付が４０ｇ／ｍ２で厚みが０．１０ｍｍの第１基布１１ａのみが存在するようにした貼り合わせセパレータ１１を用いた電池Ａにおいては、短絡発生率は０．０２％で、缶底溶接不良発生率は０．０１％で、ガスバーナー燃焼時の封口体外れ率は１％で、６Ａ高率充電時の封口体外れ率は１％と小さく、サイクル寿命は５００サイクルと大きいことが分かる。これは、巻芯空間部１０ａに配置されたセパレータ１１ａは目付が小さく、かつ厚みも薄いために、巻芯空間部１０ａに存在する繊維量は少なく、かつ巻芯空間部１０ａの空間容積も大きい。これにより、封口体に設けられているガス排気口が閉塞されにくくなるとともに、缶底側から電池上部への排気通路も大きくなったためと考えられる。
【００４６】
【発明の効果】
上述のように、本発明においては、巻芯空間部１０ａに配置されたセパレータの目付が小さいか、厚みが薄いか、あるいは目付が小さくかつ厚みが薄く形成されているので、巻芯空間部１０ａに存在する繊維量を少なくすることが可能となったり、あるいは巻芯空間部１０ａの空間容積を増大させたり、さらに巻芯空間部１０ａでの繊維量が少なくかつ空間容積を増大させることが可能となる。これにより、セパレータが溶融するまでの異常発熱が発生した場合、封口体に設けられているガス排気口が閉塞されにくくなるとともに、閉塞されるまでの時間を長くすることが可能となる。また、缶底側から電池上部への排気通路も大きくなる。これにより、この種のセパレータを用いた電池の安全性が向上することとなる。さらに、巻芯空間部１０ａの空間容積が増加するので、溶接棒を容易に挿入することができるようになるので、缶底での溶接性が向上する。
【００４７】
なお、上述した実施形態においては、本発明の好ましい例としてニッケル−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−水素蓄電池に限らず、ニッケル−カドミウム蓄電池などの他のアルカリ蓄電池、あるいはリチウムイオン電池などの非水電解質電池に適用できることは明らかである。さらに、上述した実施形態においては、本発明を円筒型の蓄電池に適用した例について説明したが、本発明はこれに限らず、巻回電極群を備える各種の形状の蓄電池に本発明を適用できることもいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】セパレータの断面を模式的に示す断面図である。
【図２】図１のセパレータを用いて形成された渦巻状電極群を外装缶内に収容した状態の横断面を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１０…渦巻状電極群、１０ａ…巻芯空間部、１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９…セパレータ、１１ａ…第１基布、１２ａ…第２基布、１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａ，１７ａ，１８ａ，１９ａ…巻芯空間部に配置されるセパレータ、２０…ニッケル正極、２１…発泡ニッケル、３０…水素吸蔵合金負極、３１…負極基板（パンチングメタル）、４０…外装缶（電池缶）
【図１】
2004273388.tif 000004
【図２】
2004273388.tif 000005