(57)【要約】  【課題】  溶接時に簡単に位置合わせができ、内部短絡が起こりにくい、耐衝撃性に優れたアルカリ蓄電池を提供するものである。  【解決手段】  正負極とセパレータとを渦巻状に巻回した極板群と、その上下先端部分に溶接された略円板状の集電板と、金属ケースと、封口板とからなり、正極の先端部分に溶接された集電板の周縁部分に金属ケースの内径よりは小さく極板群の外径よりは大きい外径寸法を持った絶縁リングを備えており、集電板の上面に固定されたリードの先端の中心部に略半円形状の切り欠き部が設けられており、封口板の弁孔と切り欠き部とが位置合わせされて溶接されていることを特徴とするアルカリ蓄電池。【選択図】 図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状の正極板と負極板とセパレータからなり、正極板の先端部分が上方ヘ突出し、負極板の先端部分が下方ヘ突出するように渦巻状に巻回された極板群と、この極板群の上下へ突出した各極板のそれぞれの先端部分に溶接された略円板状の集電板と、これらを内部に収納した金属ケースと、このケースの上部を封口するとともに上方にキャップ状の端子を備えた封口板とからなるアルカリ蓄電池であり、前記正極板の先端部分に溶接された集電板は、その周縁部分に前記金属ケースの内径よりは小さく前記極板群の外径よりは大きい外径寸法を持った絶縁リングを備えており、かつ前記集電板の上面には、リードの一端が固定されているとともに、少なくとも前記リードの他端の先端の中心部は、略半円形状の切り欠き部を設けられており、前記封口板の弁孔と前記切り欠き部とが位置合わせされて溶接されていることを特徴とするアルカリ蓄電池。
【請求項２】
絶縁リングは、Ｏ字型またはＣ字型である請求項１記載のアルカリ蓄電池。
【請求項３】
帯状の正極板と負極板とセパレータを、正極板の先端部分が上方ヘ突出し、負極板の先端部分が下方ヘ突出するように渦巻状に巻回して極板群を構成し、この極板群の上下へ突出した各極板のそれぞれの先端部分に略円板状の集電板を溶接し、これらを金属ケースの内部に収納し、その周縁部分に前記金属ケースの内径よりは小さく前記極板群の外径よりは大きい外径寸法を持った絶縁リングを配置し、このケースの上部を、上方にキャップ状の端子を備えた封口板で封口するアルカリ蓄電池の製造方法であり、前記正極板の先端部分に溶接された集電板の上面には、前記封口板と溶接するためのリードの一端を固定するとともに、少なくとも前記封口板と溶接する他端の先端の中心部に、略半円形状の切り欠き部を設け、この切り欠き部を封口板中心の弁孔の周りに溶接するに先だって、接続用リード片を金属ケースの回動によって移動させることで、前記封口板の弁孔と前記切り欠き部とを位置合わせするアルカリ蓄電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルカリ蓄電池、とくにその正極集電体と電池ケースとの間の電気絶縁の確保と、集電体に設けられたリード先端と封口板の弁孔との位置合わせを確実に行い、耐衝撃性に優れたアルカリ蓄電池を提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電動工具、電動補助付き自転車、電気自動車のモータ等を駆動させるための大電流用電源として、アルカリ蓄電池が広く使われている。このような大電流用のアルカリ蓄電池は、特許文献１に開示されているように、その電池の極板の出入力集電構造として、略円板状の集電板を渦巻状極板群の上下へ突出した極板先端部分に多数の箇所で溶接する方式（以下、タブレス方式という）が一般的に用いられている。
【特許文献１】特開平４−２４９８５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の構成では、渦巻状極板群の巻き始め部分から最外周の極板先端部分にまで溶接可能な略円板状の正極集電板を用いるので、衝撃や振動などによりケース内で極板群が動き、正極集電板と、負極端子を兼ねた金属ケースとが接触して内部短絡を引き起こすという問題があった。
【０００４】
また、正極集電板の中心と極板群の中心とが同軸状態に保たれていても、負極集電板の中心部と金属ケース内底部との溶接時の位置合わせを行うにつれて、正極集電板と金属ケースとの間に偏りを生じ、この偏りのために、正極集電板に設けられた接続リードの先端を封口板の所定の位置に溶接することが困難となる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために本発明のアルカリ蓄電池は、帯状の正極板と負極板とセパレータからなり、正極板の先端部分が上方ヘ突出し、負極板の先端部分が下方ヘ突出するように渦巻状に巻回された極板群と、この極板群の上下へ突出した各極板のそれぞれの先端部分に溶接された略円板状の集電板と、これらを内部に収納した金属ケースと、このケースの上部を封口するとともに上方にキャップ状の端子を備えた封口板とからなるアルカリ蓄電池であり、この正極板の先端部分に溶接された集電板は、その周縁部分に金属ケースの内径よりは小さく極板群の外径よりは大きい外径寸法を持った絶縁リングを備えており、かつ前記集電板の上面には、リードの一端が固定されているとともに、少なくとも前記リードの他端の先端の中心部は、略半円形状の切り欠き部を設けられており、前記封口板の弁孔と前記切り欠き部とが位置合わせされて溶接されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
以上のように本発明によれば、正極板の先端部分に溶接された略円板状の集電板が、その周縁部分に金属ケースの内径よりは小さく極板群の外径よりは大きい外径寸法をもった絶縁リングを備えていることにより、電池に衝撃などを与えても正極集電体と金属ケースとが接触することがない。かつ封口板下面中心の弁孔の周りに接続リード片を溶接するときに、前記集電板に固定されたリードのうち前記封口板と溶接する側の一端の中心部に略半円形状の切り欠き部を設けることにより、接続リード片を金属ケースの回動によって移動させることで所定の溶接位置に簡単に位置合わせでき溶接が確実となるために、耐衝撃性に優れたアルカリ蓄電池を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の請求項１に記載の発明は、帯状の正極板と負極板とセパレータからなり、正極板の先端部分が上方ヘ突出し、負極板の先端部分が下方ヘ突出するように渦巻状に巻回された極板群と、この極板群の上下へ突出した各極板のそれぞれの先端部分に溶接された略円板状の集電板と、これらを内部に収納した金属ケースと、このケースの上部を封口するとともに上方にキャップ状の端子を備えた封口板とからなるアルカリ蓄電池であり、前記正極板の先端部分に溶接された集電板は、その周縁部分に前記金属ケースの内径よりは小さく極板群の外径よりは大きい外径寸法を持った絶縁リングを備えており、かつ前記集電板の上面には、リードの一端が固定されているとともに、少なくとも前記リードの他端の先端の中心部は、略半円形状の切り欠き部を設けられており、前記封口板の弁孔と前記切り欠き部とが位置合わせされて溶接されていることを特徴とするものである。このことによって、正極集電板と金属ケース間の電気的絶縁と同軸状態とを保つことができ、正極板と負極端子を兼ねる金属ケースとの内部短絡を防止できる。加えて集電板に固定されたリードの一端に略半円形状の切り欠き部を設けることにより、封口板中心に位置する弁孔の周りの溶接部にリード片を簡単に位置合わせでき、確実に溶接されたアルカリ蓄電池となる。
【０００８】
また、この絶縁リングは、Ｏ字型またはＣ字型の形状が好ましい。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、帯状の正極板と負極板とセパレータを、正極板の先端部分が上方ヘ突出し、負極板の先端部分が下方ヘ突出するように渦巻状に巻回して極板群を構成し、この極板群の上下へ突出した各極板のそれぞれの先端部分に略円板状の集電板を溶接し、これらを金属ケースの内部に収納し、このケースの上部を、上方にキャップ状の端子を備えた封口板で封口するアルカリ蓄電池の製造方法であり、前記正極板の先端部分に溶接された集電板の上面には、前記封口板と溶接するためのリードの一端を固定するとともに、少なくとも前記封口板と溶接する他端の先端の中心部に、略半円形状の切り欠き部を設け、この切り欠き部を封口板中心の弁孔の周りに溶接するに先だって、接続用リード片を金属ケースの回動によって移動させることで、前記封口板の弁孔と前記切り欠き部とを位置合わせするものである。
【００１０】
このように封口板の弁孔と切り欠き部とを位置合わせすることによって、封口板中心に位置する弁孔の周りの溶接部にリード片を簡単に位置合わせでき、確実な溶接が可能となる。
【実施例１】
【００１１】
以下、本発明の具体例を説明する。
（電池の作成）
図１は、本発明の実施例におけるタブレス方式の集電構造をもったニッケル−水素蓄電池Ａの半裁断面図である。以下に、この電池Ａの作成を詳細に説明する。
【００１２】
厚さ０．６ｍｍの帯状のニッケル正極板１と、厚さ０．３５ｍｍで同じく帯状の水素吸蔵合金負極板２とを用い、それぞれの極板にはその長さ方向の一方の先端に露出した芯材部を１．０ｍｍの幅で設けた。正極板１と負極板２との間にセパレータ３を介在させ、全体を渦巻状に巻回させて、直径２０ｍｍ、高さ２７ｍｍの極板群４を構成した。この極板群４は、その芯材露出部が上下に約１．０ｍｍずれて突出するように構成されている。
【００１３】
極板群４の上端面の真上に、周縁に電気絶縁性のポリプロピレンからなるＣ字型の絶縁リング５（この絶縁リングの外径は、負極端子を兼ねた金属ケース６の内径２１ｍｍよりも０．３ｍｍ小さい外径とした）を備えた正極集電板７を配置した。そして、一対の溶接
電極を用いて正極板１の芯材露出部と正極集電板７を複数の箇所で溶接した。また、負極板２の芯材露出部に対しても略円板状からなる負極集電板８を溶接した。
【００１４】
次に、正極集電板７の上面に接続リード片９を溶接した。この極板群の上面図を図２に、同じく斜視図を図３に示す。この極板群４を金属ケース６に挿入した。このとき、絶縁リング５により、極板群４はガイド（保持）され、正極集電板７の中心と金属ケース６の中心とは同軸状態に保たれている。
【００１５】
次に、正極集電板７の中央に設けた孔１０から極板群４中心の巻芯跡の孔に１本の溶接電極を通過させ、負極集電板８の中央部に設けた接続用舌片を電極先端で加圧し、この加圧部分を金属ケース６の内底面中心部分に溶接した。
【００１６】
所定量のアルカリ電解液を正極集電板７の孔を利用して金属ケース６内に注入した後、正極集電板７に溶接した接続リード片９の略半円形状の切り欠き部が設けられた側の端を、金属ケース６の回動によって移動させることにより、図４の模式図に示すように封口板１１の下面中央に設けた弁孔１２の周りに位置合わせをした後、リード片９と封口板１１を溶接し、この封口板１１で金属ケース６の開口部を密閉して実施例の電池Ａを作成した。
【００１７】
次に、絶縁リング５を用いないで上記の電池Ａと同様な構成とした比較例の電池Ｂを作成した。
【００１８】
なお、封口板１１には、上方にキャップ状の端子を備えている。
（落下衝撃テスト）
上記で作成した実施例の電池Ａと比較例の電池Ｂを各２０個、１．５ｍの高さより、コンクリートの地面に落下させて衝撃テストを行った。このときの電池Ａと電池Ｂとの内部短絡を引き起こした数（電池電圧が０Ｖになった数）を比較した結果を（表１）に示す。
【００１９】
【表１】
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（表１）に示すように電池Ａの内部短絡数は、０個で、電池Ｂの内部短絡数は、２個である。
【００２０】
これは、電池Ａでは、正極集電板７の周縁に絶縁リング５を配置させることによって、正極集電板７と金属ケース６間の電気的絶縁と同軸状態とを保つことができ、正極板１と負極端子を兼ねる金属ケース６との内部短絡を防止できたものである。
【００２１】
これに対して、電池Ｂでは、絶縁リング５がないために落下によって、振動が加わると、極板群が動き、正極板１と金属ケース６とが接触して内部短絡を２個も引き起こしたものである。
【００２２】
なお、上記の実施例では、Ｃ字型の絶縁リング５を正極集電板７の周縁に設置した例を説明したが、Ｏ字型の絶縁リングを正極集電板７の周縁にはめ合わせても実施例と同様な
効果が得られる。
【００２３】
また、上記の実施例では、絶縁リング５の材質にポリプロピレンを用いたが、材質としてはポリエチレンを用いても実施例と同様な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施例におけるニッケル−水素蓄電池の半裁断面図
【図２】同Ｃ字型の絶縁リング５を備えた正極集電板７の構成を示す上面図
【図３】同Ｃ字型の絶縁リング５を備えた正極集電板７を溶接した極板群４の構成を示す斜視図
【図４】同Ｃ字型の絶縁リング５を備えた正極集電板７の接続リード片９と封口板１１下面中央の弁孔１２の周りに溶接した構成を示す模式図
【符号の説明】
【００２５】
１  正極板
２  負極板
３  セパレータ
４  極板群
５  Ｃ字型絶縁リング
６  金属ケース
７  正極集電板
８  負極集電板
９  接続リード片
１０  孔
１１  封口板
１２  弁孔
１３  キャップ状端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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