(57)【要約】【課題】複数の極板群を共通の電槽内に収容した集合型電池及びその製造方法を提供する。【解決手段】極板群３の正極板及び負極板にそれぞれ接合される集電板１０は、複数の極板群３を直列及び／又は並列に接続する状態に応じて隣り合う集電板１０を接続板１１で接続した集電接続板１２として接合され、治具上で組み立てた後、電槽２内に移載し、電解液の注入、蓋板６による封止により集合型電池１に構成される。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極板と負極板とがセパレータを介して一体化され、前記正極板及び負極板それぞれに集電板が接合された複数の極板群が、電槽内の隔壁によって仕切られた複数の極板群収容空間内にそれぞれ収容されてなる集合型電池において、
前記集電板は、複数の極板群を直列及び／又は並列に接続する状態に応じて互いに隣り合う極板群の間で接続板によって接続された集電接続板として形成されてなることを特徴とする集合型電池。
【請求項２】
集電接続板は、所定の極板群に接続する集電板を接続板によって接続した状態に形成され、複数の極板群を直列及び／又は並列に接続する状態に応じて所要位置の接続板を切断するように構成されてなる請求項１に記載の集合型電池。
【請求項３】
集電接続板の接続板部分は、集電板の板面と直交する面方向に形成されてなる請求項１又は２に記載の集合型電池。
【請求項４】
正極板と負極板とをセパレータを介して一体化され、前記正極板及び負極板にそれぞれ集電板が接合された複数の極板群を電槽内の隔壁によって仕切られた複数の極板群収容空間にそれぞれ収容し、前記集電板の接続により複数の極板群を直列及び／又は並列に接続した集合型電池の製造方法において、
前記電槽内の複数の極板群収容空間に対応する複数の収容空間が形成された治具の前記各収容空間内にそれぞれ前記極板群を収容し、複数の極板群を直列及び／又は並列に接続する状態に応じて隣り合う極板群の集電板を接続板で接続した集電接続板又は集電板を各極板群の正極板及び負極板に接合して集合極板群に形成し、この集合極板群を治具内から前記電槽内に移載し、各極板群に電解液を注液した後、電槽の開口部を蓋体によって封止することを特徴とする集合型電池の製造方法。
【請求項５】
集合極板群の治具内から電槽内への移載は、治具上に電槽を重ね合わせた後、電槽及び治具を反転させて治具内から電槽内に集合極板群を移動させる請求項４に記載の集合型電池の製造方法。
【請求項６】
集合極板群の治具内から電槽内への移載は、集合極板群を治具内に保持した状態で反転させ、電槽上に移動して集合極板群を治具内から電槽内に移載する請求項４に記載の集合型電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の極板群を電槽内に収容し、複数の単電池を組み合わせることなく汎用性の高い電圧及び電池容量が得られるようにした集合型電池及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電池は単電池当たりの起電力が小さいため、比較的大きな動作電力を要する電動機器などの電池電源として適用する場合には、複数の単電池を直列及び／又は並列に接続する必要がある。こうした比較的大きな電力を要する電池電源を構成するために、複数の単電池を一体化した集合型電池の形態に構成することが知られている。
【０００３】
図８は、従来技術に係る集合型電池の構成例を示すもので、ニッケル−水素蓄電池として構成された複数の単電池１０６を共通の一体電槽１０２内に収容し、一体電槽１０２内で単電池１０６を直列接続することにより、外部接続端子１０８から比較的大きな電力が供給できるように構成されている（特許文献１参照）。図８において、一体電槽１０２内は、各単電池１０６毎に隔壁１１１によって仕切られており、隔壁１１１によって仕切られた空間内にそれぞれ極板群１０５が収容されている。極板群１０５は正極板と負極板とをセパレータを介して積層し、各正極板に接続した正極集電板１３１と、各負極板に接続した負極集電板１３２とは、それぞれ隔壁１１１に形成された開口部に位置する接続突部１３３において対面接触し、それらの間が溶接され、両端に位置する単電池１０６の正極集電板１３１又は負極集電板１３２は、一体電槽１０２の両端に取り付けられた外部接続端子１０８に溶接接合されることにより、複数の単電池１０６は直列に接続され、外部接続端子１０８から比較的大きな供給電力を出力できる集合型電池１００に構成される。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−９３５０８号公報（第４〜５頁、図８）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来構成として示したように、集合型電池では複数の極板群を接続する構造が必要となる。接続構造は上記従来例に示したような溶接による方法や、鉛蓄電池に多くの例が見られるように外部で接続板をネジ固定する方法が知られている。しかし、接続構造を設けるための部品点数の増加や組み立て工数が増加する課題があり、溶接による接合では溶接品質が接続抵抗の増加やバラツキとして現れ、集合型電池の品質に影響を与える問題があった。
【０００６】
本発明が目的とするところは、集電板に接続構造を設けることにより、複数の極板群間の接続を不要にして、製造工数を少なく安定した性能が得られる集合型電池とその製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本願第１発明は、正極板と負極板とがセパレータを介して一体化され、前記正極板及び負極板それぞれに集電板が接合された複数の極板群が、電槽内の隔壁によって仕切られた複数の極板群収容空間内にそれぞれ収容されてなる集合型電池において、前記集電板は、複数の極板群を直列及び／又は並列に接続する状態に応じて互いに隣り合う極板群の間で接続板によって接続された集電接続板として形成されてなることを特徴とする。
【０００８】
上記構成によれば、複数の極板群の正極板及び負極板には、複数の極板群を直列及び／又は並列に接続する状態に応じて互いに隣り合う極板群の集電板を接続板によって接続した集電接続板が接合されるので、複数の極板群を直列及び／又は並列に接続する工程が不要にして集合型電池を構成することができる。
【０００９】
上記構成において、集電接続板は、所定の極板群に接続する集電板を接続板によって接続した状態に形成され、複数の極板群を直列及び／又は並列に接続する状態に応じて所要位置の接続板を切断するように構成することができ、集電接続板を共通部品として形成し、所要位置の接続板を切断することにより直列及び／又は並列接続状態に対応させることができる。
【００１０】
また、集電接続板の接続板部分は、集電板の板面と直交する面方向に形成することにより、隣り合う極板群収容空間にまたがって接続板を隔壁上を通過させるとき、接続板を通過させるために隔壁に形成される切欠は接続板の板厚に対応する窪みを形成するだけでよく隔壁の高さが減少することが少なく、極板群収容空間は極板群を収容する深さを充分に得て、注液時に収容部に入れる電解液の液面を群高さに対して最大限高くとることができ、極板群への電解液の含浸を充分に行なうことができる。
【００１１】
また、本願第２発明は、正極板と負極板とをセパレータを介して一体化され、前記正極板及び負極板にそれぞれ集電板が接合された複数の極板群を電槽内の隔壁によって仕切られた複数の極板群収容空間にそれぞれ収容し、前記集電板の接続により複数の極板群を直列及び／又は並列に接続した集合型電池の製造方法において、前記電槽内の複数の極板群収容空間に対応する複数の収容空間が形成された治具の前記各収容空間内にそれぞれ前記極板群を収容し、複数の極板群を直列及び／又は並列に接続する状態に応じて隣り合う極板群の集電板を接続板で接続した集電接続板又は集電板を各極板群の正極板及び負極板に接合して集合極板群に形成し、この集合極板群を治具内から前記電槽内に移載し、各極板群に電解液を注液した後、電槽の開口部を蓋体によって封止することを特徴とする。
【００１２】
上記製造方法によれば、複数の極板群は治具上において集電接続板又は集電板が接合されて集合極板群に形成されるので、この段階で複数の極板群は直列及び／又は並列に接続される。従って、組み立てられた集合極板群を電槽内に移載すると、電槽内への電解液に注入、蓋板による電槽を封止する工程により容易に集合型電池を製造することができる。
【００１３】
集合極板群の治具内から電槽内への移載は、治具上に電槽を重ね合わせた後、電槽及び治具を反転させて治具内から電槽内に集合極板群を移動させる方法、あるいは、集合極板群を治具内に保持した状態で反転させ、電槽上に移動して集合極板群を治具内から電槽内に移載することにより実施することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下に示す実施形態は本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１５】
図１は、本実施形態に係る集合型電池１の構成を示すもので、ニッケル−水素蓄電池として構成され、５個の極板群３を共通の電槽２内に収容して、単電池では出力電圧（公称電圧：１．２Ｖ）が小さいニッケル−水素蓄電池であっても、複数の単電池を組み合わせることなく比較的大きな動作電力を要求する電動機器などに適用することを可能にしたものである。
【００１６】
前記電槽２は、隔壁４によって内部を５つの極板群収容空間に仕切り、各極板群収容空間にそれぞれ極板群３を収容し、各極板群３を直列接続した両端を電槽２の両側面に設けた正極外部接続端子７及び負極外部接続端子８に接続し、各極板群３に電解液を含浸させた後、開口部を蓋板６によって閉じるように構成されている。
【００１７】
前記極板群３は、正極板と負極板とをセパレータを介して円筒状に巻回され、各極板群３の一方端には正極板、他方端には負極板に接合してそれぞれ集電板１０が接合される。５個の極板群３は、図２に示すように直列接続されるので、直列接続する隣り合う極板群３は、図３（ｂ）に示すように、集電板１０，１０の間が接続板１１で連結された集電接続板１２の一方の集電板１０が一方の極板群３の正極板に、他方の集電板１０が他方の極板群３の負極板に接合されることにより直列接続され、直列接続の正極側端となる極板群３の正極板及び負極側端となる極板群３の負極板には、図３（ａ）に示す集電板１０が接合される。
【００１８】
極板群３に対する集電板１０及び集電接続板１２の接合は、図４（ａ）に示すように、前記電槽２内への配列間隔で複数の極板群３を位置決め保持する治具１３上でなされる。治具１３の枠内には、５個の極板群３を位置決め収容する極板群収容凹部１６と、集電板１０を位置決め収容する集電板収容部１７と、集電接続板１２を位置決め収容する集電接続板収容部１８とが形成され、長側面には溶接電極が構成された溶接棒１５を枠内に進退移動させるための溶接棒出入口１９が形成されている。また、治具１３の底面には、５個の極板群３を一体に組み立てた後に電槽２内に移載するための吸着穴１４が形成されている。
【００１９】
図５（ａ）に示すように、集電板収容部１７及び集電接続板収容部１８にそれぞれ集電板１０、集電接続板１２を配置し、次いで極板群３を極板群収容凹部１６に位置決め配置する。次に、図５（ｂ）に示すように、治具１３の両側の溶接棒出入口１９から溶接棒１５を互いに対向方向に進出させて集電板１０及び集電接続板１２を極板群３の両端に圧接させ、溶接棒１５の溶接電極間に溶接電流を流して極板群３の正極板又は負極板に集電板１０又は集電接続板１２をシリーズ溶接する。図１（ｂ）に示すように、溶接は円周上に打痕２０として示される複数箇所（ここでは８箇所）でなされる。
【００２０】
集電板１０及び集電接続板１２が接合された５個の極板群３は、治具１３内に収容された状態で電槽２内に移載される。移載は、極板群３の配列間隔で配置された複数の吸着ノズル２１に、それぞれ真空負圧が加えて前記吸着穴１４から治具１３内に挿入し、吸着ノズル２１により各極板群３を吸着保持し、その状態で図６（ａ）に示すように治具１３を反転させ、吸着ノズル２１により極板群３及び治具１３を吊り下げた状態で電槽２上に移動し、図示するように治具１３を電槽２上に位置決めし、図６（ｂ）に示すように、吸着ノズル２１を進出させて極板群３を電槽２内に収納する。極板群３の移載を終えた吸着ノズル２１及び治具１３は、電槽２上から元の組み立て位置に戻し、次の組み立て及び移載の作業に備える。
【００２１】
電槽２には、図６に示すように、電槽２の側面に形成された正極端子穴２２に正極外部接続端子７が挿入され、電槽２の内面側で正極外部接続板２４が溶接される。同様に、負極端子穴２３に負極外部接続端子８が挿入され、電槽の内面側で負極外部接続板２５が溶接される。電槽２内に極板群３が収納された後、図１に示すように、正極外部接続板２４は集電板１０上に折り曲げられ、正極外部接続板２４と集電板１０との間が溶接接合される。同様に、負極外部接続板２５は集電接続板１２上に折り曲げられ、負極外部接続板２５と集電接続板１２との間が溶接接合される。
【００２２】
極板群３が収納された電槽２内には電解液が注入され、極板群３に電解液を含浸させた後、図１に示すように、電槽２の開口部は蓋板６によって封止される。蓋板６の中央には安全弁が設けられ、高温等の原因により電槽２内の内圧が異常上昇したとき、弁を開放して異常内圧を外部に放出して、破裂等の事故に至ることを防止している。
【００２３】
図１に示すように、集電接続板１２の接続板１１部分は、隔壁４の上面で互いに隣り合う極板群３の集電板１０を接続しているので、隔壁４の高さが充分に得られ、極板群３を充分に浸漬させることのできる液溜まりが形成され、極板群３への電解液の含浸が充分になされる。極板群３に電解液が含浸されると、余分な電解液が隔壁４の間に溜まることはなく、集合型電池１の傾きにより液絡が生じることはないが、集合接続板１２の接続板１１部分を伝って隣り合う極板群３間に電解液が流れる液絡を防止するため、接続板１１にガラスコートを施すことができる。
【００２４】
以上説明した構成において、治具１３上で組み立てられた極板群３を移載する動作は、上記方法に限定されるものでなく、治具１３上に上下反転させた状態の電槽２を被せ、治具１３と共に電槽２を反転させて電槽２内に極板群３を移し替えた後、治具１３を元の位置に移動させるようにしても同様の結果が得られる。また、蓋板６を治具１３の用も兼ねるように構成すると、蓋板６の内面上で極板群３を組み立て、蓋板６を電槽２に被せることによっても同様に結果が得られる。
【００２５】
また、上記構成は複数の極板群３を直列接続した実施形態を示したが、集電板１０の間を接続する接続板１１の形成位置によって複数の極板群３を並列又は直並列に接続することが可能である。例えば、図７は６個の極板群を２並列３直列に接続した集合型電池を模式的に示すもので、４個の集電板１０を接続板１１で接続した集電接続板１２０と、２個の集電板１０を接続板で接続した集電接続板１２とによって６個の極板群３を直並列に接続している。このように各極板群３にそれぞれ接合された集電板１０の接続板１１による接続状態に応じて複数の極板群３を直列及び／又は並列に接続して、任意の電圧と電池容量の集合型電池に構成することができる。
【００２６】
また、集電接続板１２、１２０は、並列配置された複数の極板群３それぞれに接合された集電板１０を全て接続板１１によって接続した構造に形成し、直列及び／又は並列接続する状態に応じて所要位置の接続板１１を切断により除去するように構成することもできる。例えば、図２に示した構成では、集電板１０単独のものと、集電接続板１２とを各極板群３に接合しているが、並列配置された５個の極板群３に接合する集電板１０を全て接続板１１で接続した１種類の部材を、極板群３への集電板１０の接合後に所要位置の接続板１１を切断して除去すると、結果的に図２に示す構成と同様の状態が得られる。集電接続板１２，１２０として複数種類のものを用意することがなく、極板群３への接合間違いや種類管理の手間を解消することができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上の説明の通り本発明によれば、複数の極板群を直列及び／又は並列に接続する状態に応じて極板群に接合される集電板を接続板で接続した集電接続板を用いることにより、接続部材や溶接による接合を用いることなく複数の極板群を直列及び／又は並列に接続することができる。
【００２８】
複数の極板群を接続する工程は、治具上に複数の極板群を配置して集電板及び集電接続板の接合を行なった後、そのまま電槽内に移載するので、極板群の組み立て接続が容易で、少ない工数で集合型電池を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る集合型電池の構成を示す（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ線矢視断面ず、（ｃ）は側面図。
【図２】複数の極板群を直列接続する場合の集電接続板の接合を説明する模式図。
【図３】（ａ）は集電板、（ｂ）は集電接続板の構成を示す斜視図。
【図４】治具の構成を示す（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は断面図。
【図５】極板群に対する集電板の接合を説明する説明図。
【図６】集合極板群の治具内から電槽内への移載方法を説明する説明図。
【図７】複数の極板群を直並列接続する場合の集電接続板の接合を説明する模式図。
【図８】従来技術に係る集合型電池の構成を示す断面図。
【符号の説明】
１　集合型電池
２　電槽
３　極板群
４　隔壁
６　蓋板
１０　集電板
１１　接続板
１２　集電接続板
１３　治具
【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】
2004111183.tif 000008
【図７】
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【図８】
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