(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極板と負極板をセパレータを介して積層して極板群を形成するとともにその両側に互いに逆極性の極板の側端部をそれぞれ突出させ、極板群の両側に各極板に対して垂直に集電板を接合し、極板群の最外側の極板の集電板に接合されていない非接合側端部から他方の集電板の外面を通って、他方の最外側の極板の集電板に接合されていない非接合側端部にわたってコ字状に絶縁性のフィルムにより被覆して固定したことを特徴とする角形電池。
【請求項２】
正極板と負極板をセパレータを介して積層して極板群を形成するとともにその両側に互いに逆極性の極板の側端部をそれぞれ突出させ、極板群の両側に各極板に対して垂直に集電板を接合し、極板群の最外側の極板の集電板に接合されていない非接合側端部から他方の集電板の外面を通って、他方の最外側の極板の集電板に接合されていない非接合側端部にわたってコ字状にテープを貼り付けて固定し、この極板群を電槽内に挿入配置したことを特徴とする角形電池。
【請求項３】
極板群の電槽への挿入側端部の少なくとも最外側の極板の非接合側端部近傍において、一方の最外側の極板から挿入側端面を通って他方の最外側の極板にわたってコ字状にテープを貼り付けたことを特徴とする請求項１または２に記載の角形電池。
【請求項４】
正極板と負極板がセパレータを介して積層されかつ両側に逆極性の極板の側端部がそれぞれ突出されている極板群を形成し、極板群の両側に各極板に対して垂直に集電体を接合し、極板群の最外側の極板の集電板に接合されていない非接合側端部から他方の集電板の外面を通って、他方の最外側の極板の集電板に接合されていない非接合側端部にわたってコ字状にフィルムで被覆し又はテープを貼り付けて固定し、極板群のショート検査を行った後、極板群を電槽内に挿入することを特徴とする角形電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、角形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】
最近、図９に示すように、正極板２と負極板２をセパレータ４を介して積層して極板群１を形成するとともにその両側に互いに逆極性の極板の端部をそれぞれ突出させてリード部２ａ、３ａとし、極板群１の両側において各極板２、３のリード部２ａ、３ａに対して垂直に集電体としての集電板５、６を接合し、この極板群１を電槽内に挿入配置した角形電池が提案されている。
【０００３】
このような角形電池の製造に際しては、図１０に示すように、最外側がともに負極板となるように正極板と負極板を交互に所定枚数積層し、それを治具に装着し、その一側毎又は両側に集電板を組合せ、電子ビーム溶接等にて集電板を極板の側縁に溶接接合し、その後治具を取外した後、両集電板間の抵抗値を計測してショート検査を行い、その後この極板群を電槽に挿入するという工程を経て製造されている。
【０００４】
なお、実公平５−３９５８５号公報には、正極板と負極板をセパレータを介して対向させて渦巻き状に巻回して構成した極板群を電池ケース内に挿入して成る電池において、極板群の外周にテープを巻き付けて固定した状態で電池ケースに挿入することにより、極板群の巻きずれや最外周の極板の損傷を防止したものが開示されている。
【０００５】
また、実開平６−５４２０８号公報には、複数の正極板と負極板をセパレータを介して積層して極板群を構成し、正極及び負極の各極板の上端からリードを引き出してそれぞれ相互に接合し、この極板群を電池ケースに挿入し、接合したリードを正極端子としての端子ピンと負極端子としての電池ケースにそれぞれ接続して構成した角形電池において、一方の最外側の極板の下部から極板群の底部を通って他方の最外側の極板の下部までＵ字形に粘着テープで被覆し、電池ケース内に極板群を挿入する際に、電池ケースの開口部で極板が削られてその活物質が付着したり、極板がずれたり、セパレータが破れるのを防止するようにしたものが開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図９に示すような極板群を用いた角形電池では、極板群を電槽に挿入するまでの間に最外側の負極板が外側に開き易いために、その内側に導電性の異物、例えば上記のように集電板を溶接したときに飛散して周辺部に付着していたスパッタ等の異物が入り込み、ショート検査を行った後、電槽に挿入したときに、この異物が負極板とその内側の正極板との間をショートさせ、内部短絡を発生させる恐れがあるという問題があった。
【０００７】
なお、上記実公平５−３９５８５号公報や実開平６−５４２０８号公報に開示された技術手段では、電槽への挿入時の活物質の脱落等の問題は解消されるが、極板群の基本構成が異なるとともに上記問題を解消するものではない。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、極板間に導電性の異物が入り込まず、内部短絡の発生の恐れのない角形電池及びその製造方法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の角形電池は、正極板と負極板をセパレータを介して積層して極板群を形成するとともにその両側に互いに逆極性の極板の側端部をそれぞれ突出させ、極板群の両側に各極板に対して垂直に集電板を接合し、極板群の最外側の極板の集電板に接合されていない非接合側端部から他方の集電板の外面を通って、他方の最外側の極板の集電板に接合されていない非接合側端部にわたってコ字状に絶縁性のフィルムにより被覆して固定し、または、極板群の最外側の極板の集電板に接合されていない非接合側端部から他方の集電板の外面を通って、他方の最外側の極板の集電板に接合されていない非接合側端部にわたってコ字状にテープを貼り付けて固定し、この極板群を電槽内に挿入配置したものであり、最外側の極板の非接合側端部がフィルムまたはテープにて他方の集電板と結合されているので、極板群を電槽に挿入するまでの間に最外側の非接合側端部が開いて導電性の異物が極板間に侵入することはなく、侵入した異物による内部短絡の発生の恐れを無くすことができる。
【００１０】
また、テープを、一方の最外側の極板の非接合側端部から集電体の外面を通って他方の最外側の極板の非接合側端部にわたってコ字状に貼り付けると、両方の最外側の極板が同極性（通常は負極）の場合に、短いテープを一工程で貼り付けるだけで異物の侵入を確実に防止することができる。
【００１２】
また、極板群の電槽への挿入側端部の少なくとも最外側の極板の非接合側端部近傍において、一方の最外側の極板から挿入側端面を通って他方の最外側の極板にわたってコ字状にテープを貼り付けると、極板群を電槽に挿入するときの電槽の開口部に最外側の極板の端縁が引っ掛かって活物質が脱落する等の問題をさらに無くすことができる。
【００１４】
また、本発明の角形電池の製造方法は、正極板と負極板がセパレータを介して積層されかつ両側に逆極性の極板の側端部それぞれ突出されている極板群を形成し、極板群の両側に各極板に対して垂直に集電体を接合し、極板群の最外側の極板の集電板に接合されていない非接合側端部から他方の集電板の外面を通って、他方の最外側の極板の集電板に接合されていない非接合側端部にわたってコ字状にフィルムで被覆し又はテープを貼り付けて固定し、極板群のショート検査を行った後、極板群を電槽内に挿入するものであり、上記効果を奏して電槽に挿入した後に短絡不良が発生する恐れのない角形電池を製造することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の角形電池の第１の実施形態について、図１を参照して説明する。なお、極板群の基本構成は図９を参照して説明した従来例と同一であり、一部図９を参照して説明する。
【００１６】
本実施形態の角形電池は、ニッケル・水素二次電池であり、図１に示すように幅の狭い短側面と幅の広い長側面とを有する上面開口の直方体状の電槽１１内に極板群１を電解液とともに収納し、電槽１１の上面開口を蓋体（図示せず）にて一体的に閉鎖して構成されている。なお、複数の電槽１１をその短側面又は長側面を隔壁として共用して一体化した一体電槽とされることもある。
【００１７】
極板群１は、多数枚の正極板２と多数枚の負極板３とを交互に配置するとともに、各正極板２に横方向に開口部を有する袋状のセパレータ４を被せることにより、正極板２と負極板３の間にセパレータ４を介装した状態で積層して構成されている。
【００１８】
これら正極板２群と負極板３群は、図９（ｂ）に詳細に示したように、互いに反対側の側縁部が外側に突出され、その突出側縁部にリード部２ａ、３ａが設けられている。正極板２はＮｉの発泡メタルから成るとともに、そのリード部２ａは発泡メタルを加圧して圧縮しかつその一面にリード板を超音波溶接でシーム溶接して構成されている。また、負極板３は、Ｎｉのパンチングメタルにリード部３ａを除いて活物質を塗着して構成されている。そして、極板群１の両側において、各リード部２ａ、３ａに対して垂直にニッケル板又はニッケルメッキ鋼板製の正極の集電板５と負極の集電板６が溶接して接合されている。
【００１９】
このような極板群１において、最外側に位置する負極板３については集電板６と接合されていない側の非接合側端部が拘束されていないため、外側に開き易く、後続する工程を経る間に、上記集電板５、６の溶接時に飛散して周囲に付着していたスパッタなどの導電性の異物がその内側に入り込む恐れがあるため、本実施形態では一方の最外側の負極板３の非接合側端部から正極の集電板５の外面を通って他方の最外側の負極板３の非接合側端部にわたってコ字状に押さえテープ７が貼り付けられている。この押さえテープ７は、厚さ０．１０ｍｍのポリプロピレンフィルムから成る基材上にアクリル系粘着剤を塗着した粘着テープが好適に用いられる。また、押さえテープ７の上下方向の幅寸法は、図示例では極板群１の上端部と下端部に適当な非貼り付け部を残すような幅のものが用いられている。しかし、極板群１の上下方向の全幅にわたる幅のものを貼り付けてよく、あるいは幅の狭い複数のテープを適当間隔おきに貼り付けてもよい。
【００２０】
また、極板群１の電槽１１への挿入側端部においては、一方の最外側の負極板３の非接合側端部から挿入側端面を通って他方の最外側の負極板３の非接合側端部にわたってコ字状に保護テープ８が貼り付けられている。この保護テープ８は、上記押さえテープ７と貼り付け方向が異なるだけで同一種類の粘着テープが用いられている。また、この保護テープ８は極板群１の集電板５、６間の全幅にわたって貼り付けてもよい。
【００２１】
なお、図１に示した例では、極板群１の上部と下部の内、挿入側の下部にのみ保護テープ８を貼り付けた例を示したが、図２に示すように、極板群１の上部にも保護テープ９を貼り付けてもよい。
【００２２】
本実施形態によれば、最外側の負極板３の非接合側端部が押さえテープ７にて正極の集電板５と結合されて外側に開くのを防止されているため、極板群１を電槽１１に挿入するまでの間に、最外側の負極板３の非接合側端部が開いて導電性の異物が極板２、３間に侵入するのを確実に防止でき、侵入した異物による内部短絡の発生の恐れを無くすことができる。また、押さえテープ７をコ字状に貼り付けているので、両方の最外側の負極板３の非接合側端部を短いテープを一工程で貼り付けるだけで異物の侵入防止することができる。
【００２３】
また、極板群１の挿入側端部の下端部に保護テープ８を貼り付けているので、極板群１を電槽１１に挿入するときに電槽１１の開口部に最外側の負極板３の端縁が引っ掛かってその活物質が脱落する等の問題を無くすことができる。
【００２４】
次に、本発明の参考例１を、図３を参照して説明する。なお、以下の参考例１の説明では、上記第１の実施形態と同一の構成要素について同一の参照符号を付して説明を省略し、相違点のみを説明する。
【００２５】
本参考例では、押さえテープ７を、両集電板５、６と両最外側の負極板３を囲むように極板群１の全周に貼り付けている。また、上記実施形態と同様に極板群１の挿入側端部の下部において、一方の最外側の負極板３から下端面を通って他方の最外側の負極板にわたってコ字状に保護テープ８を貼り付けている。
【００２６】
本参考例によれば、極板群１の外面が全周にわたって押さえテープ７で覆われるため、最外側の負極板３の外面がより大きく保護される。
【００２７】
次に、本発明の参考例２を、図４を参照して説明する。
【００２８】
本参考例では、極板群１の最外側の負極板３の集電板６に接合されていない非接合側端部の位置で、極板群１を上下方向に全周にわたって押さえ兼保護テープ１１を貼り付けている。
【００２９】
本参考例によれば、単一の押さえ兼保護テープ１１を上下方向に全周にわたって貼り付けるだけで、極板２、３間に侵入した異物による内部短絡の発生の恐れを無くすとともに、極板群１を電槽１１に挿入するときに活物質が脱落するのを防止できる。
【００３０】
次に、本発明の角形電池の製造方法に係る第２の実施形態について、図５及び図６〜図８を参照して説明する。
【００３１】
本実施形態においては、まず正極板２と負極板３を交互に積層する。その際には、図６に示すように、負極板３とセパレータ４を被せた正極板２とを、これら極板２、３に形成された位置決め穴１２を積層治具１３に立設された位置決めピン１４に挿通してこれら極板２、３を位置決めしながら交互に順次積層する。次に、こうして積層した極板群１を、集電板５、６を組み合わせて溶接するための組合せ治具（図示せず）に装着し、極板群１の両側に集電板５、６を組合せ、電子ビーム照射等によって集電板５、６を極板２、３の積層方向にライン状に複数列加熱し、図７に示すように、極板２、３の積層方向に沿う複数列の接合部１５にて各極板２、３の側端縁と集電板５、６とを接合する。その後、集電体５、６を接合した極板群１を組合せ治具から取外し、その極板群１に上記実施形態に示したように押さえテープ７や保護テープ８を貼り付ける。
【００３２】
これらのテープ７、８の貼り付けに際しては、図８に示すような張り付け装置１６を用いると、効率的に貼り付けることができる。図８において、１７は押さえテープ７や保護テープ８の材料であるテープ、１８はその供給リール、１９はガイドローラ、２０はテープ１７を所定長さに切断するカッタ、２１はテープ把持ローラ、２２はテープ張り付けローラ、２３はテープ１７の先端を把持してテープ１７を引き出すクランプである。
【００３３】
貼り付け動作は、テープ把持ローラ２１、２１間でテープ把持ローラ２１にて一定の張力をかけたテープ１７に対して垂直方向に極板群１を矢印の如く押し出し、極板群１の集電板５がテープ１７に押し付けられて強く貼り付けられると、カッタ２０にてテープ１７を切断するとともに、クランプ２３による先端の把持を解除し、その後極板群１を更に押し出すとともにテープ貼り付けローラ２２にてテープ１７を極板群１の両面に押し付けることによってテープ１７が最外側の負極板３の非接合側端部に貼り付けられ、押さえテープ７の貼り付けが完了する。同様に、保護テープ８も貼り付けることができる。
【００３４】
次いで、これら押さえテープ７や保護テープ８の貼り付けが完了すると、その状態でショート検査を行い、適正な極板群１を電槽１１に挿入し、その後電解液を注入して蓋体にて密閉することによって角形電池は製造される。
【００３５】
以上のようにして製造した上記第１の実施形態の角形電池と、テープを張り付けない状態で組み付けた比較例について、内部ショートの発生率と電槽への挿入時の不良率を次の表１に示す。
【００３６】
【表１】
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表１より、従来例ではショート発生率や挿入不良率が４〜５％であったものが本実施形態では０％となっており、本実施形態においては、内部ショート及び挿入不良を大幅に改善できることが分かる。
【００３７】
上記実施形態ではテープを貼り付ける例を示したが、熱収縮性チューブ等の絶縁性のフィルムを被覆しても同様の作用効果を奏することができる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の角形電池によれば、以上のように極板群に対してその両側で各極板に対して垂直に集電板を接合し、その極板群の最外側の極板の非接合側端部から他方の集電板の外面を通って、他方の最外側の極板の集電板に接合されていない非接合側端部にわたってコ字状に絶縁性のフィルムにより被覆し、またはその極板群の最外側の極板の非接合側端部から他方の集電板の外面を通って、他方の最外側の極板の集電板に接合されていない非接合側端部にわたってコ字状にテープを貼り付けているので、極板群を電槽に挿入するまでの間に最外側の非接合側端部が開いて導電性の異物が極板間に侵入することはなく、侵入した異物による内部短絡の発生の恐れを無くすことができる。
【００３９】
また、テープを、一方の最外側の極板の非接合側端部から集電体の外面を通って他方の最外側の極板の非接合側端部にわたってコ字状に貼り付けると、短いテープを一工程で貼り付けるだけで異物の侵入を確実に防止することができる。
【００４１】
また、極板群の電槽への挿入側端部の少なくとも最外側の極板の非接合側端部近傍において、一方の最外側の極板から挿入側端面を通って他方の最外側の極板にわたってコ字状にテープを貼り付けると、極板群を電槽に挿入するときの電槽の開口部に最外側の極板の端縁が引っ掛かって活物質が脱落する等の問題をさらに無くすことができる。
【００４３】
また、本発明の角形電池の製造方法によれば、極板群を形成してその両側に各極板に対して垂直に集電体を接合し、極板群の最外側の極板の集電板に接合されていない非接合側端部から他方の集電板の外面を通って、他方の最外側の極板の集電板に接合されていない非接合側端部にわたってコ字状にをフィルムで被覆し又はテープを貼り付けて固定し、極板群のショート検査を行った後、極板群を電槽内に挿入するので、上記効果を奏して電槽に挿入して組み付けた後に短絡不良が発生する恐れのない角形電池を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の角形電池の第１の実施形態における極板群と電槽の一部の斜視図である。
【図２】  同実施形態の極板群の変形例の斜視図である。
【図３】  本発明の角形電池の参考例１における極板群の斜視図である。
【図４】  本発明の角形電池の参考例２の極板群の斜視図である。
【図５】  本発明の第２の実施形態における角形電池の製造方法の説明図である。
【図６】  同実施形態における極板群の形成工程の斜視図である。
【図７】  同実施形態における集電板の溶接工程の斜視図である。
【図８】  同実施形態におけるテープの貼り付け工程の側面図である。
【図９】  本発明の対象である角形電池の電極群を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視拡大断面図である。
【図１０】  従来例の角形電池の製造方法の説明図である。
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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