(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方極の端子を兼ねる外装容器内に、正および負の電極からなる電極体を配置するとともに、これら正および負の電極間に電解液を充填する工程と、
前記正および負の電極の一方に一端が当接するように集電体を配置する工程と、
前記外装容器の開口部近傍を、縮径せしめて縮径部を形成する縮径部形成工程と、
前記外装容器の開口部に、ガスケットを装着する工程と、
前記外装容器の前記開口部にガスケットを介して封口体を当接させるとともに、前記ガスケットの外壁が前記外装容器の内壁に当接するように、前記外装容器を前記縮径部よりも開口部側で内側に加圧することにより前記ガスケットと前記外装容器の前記開口部との間で密閉空間を形成し、前記外装容器と前記封口体との間で通電し、前記封口体と前記集電体との溶接を行う直接溶接工程と、
前記溶接工程の後に、前記開口部を気密的に封止する封止工程とを含むことを特徴とする蓄電池の製造方法。
【請求項２】
前記封止工程は、嵌め加工工程を含み、前記ガスケットの内方の先端は少なくとも前記縮径部の中心よりも外側に位置していることを特徴とする請求項１に記載の蓄電池の製造方法。
【請求項３】
前記直接溶接工程は、前記外装容器の前記開口部にガスケットを介して封口体を当接させるとともに、外装容器の内壁に前記ガスケットの先端を当接せしめて、前記ガスケットと前記外装容器の内壁との間で密閉空間を形成しつつ、前記外装容器と前記封口体との間で通電し、前記封口体と前記集電体との溶接を行うものとしたことを特徴とする請求項１に記載の蓄電池の製造方法。
【請求項４】
前記ガスケットは、前記外装容器の縮径部に相当する領域に縮径部を具備し、前記外装容器の内方に広がり、先端が前記外装容器の内壁に当接するように構成されたスカート部を具備してなる筒状体からなることを特徴とする請求項３に記載の蓄電池の製造方法。
【請求項５】
前記正および負の電極の一方に一端が当接するように集電体を配置するとともに、前記電極体上に、前記集電体を挿通する挿通穴を有する絶縁板を載置する工程を含み、
前記直接溶接工程は、前記ガスケットが、縮径部よりも開口側で、前記ガスケットの下端（内方端）が前記絶縁板に当接すると共に、前記絶縁板の外周が前記外装容器の内壁に当接するように、前記外装容器の開口部近傍を、縮径せしめて縮径部を形成する縮径部形成工程と、
前記絶縁板および前記ガスケットと前記外装容器の前記開口部との間で密閉空間を形成し、前記外装容器と前記封口体との間で通電し、前記封口体と前記集電体との溶接を行うものとしたことを特徴とする請求項１に記載の蓄電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蓄電池およびその製造方法にかかり、特に、正・負極の少なくとも一方に接続された集電体と封口体とを直接溶接して接続した蓄電池構造およびその溶接方法の改善に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ニッケル−水素化物蓄電池、ニッケル−カドミウム蓄電池などのアルカリ蓄電池は、正極および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た後、正極あるいは負極の端部に集電体を接続して電極体を形成し、この電極体を外装容器としての金属製外装容器に収納して集電体から延伸する集電リードを封口体に溶接した後、封口体を外装容器の開口部に絶縁ガスケットを介在させて装着することにより密閉して構成されている。
【０００３】
このようなアルカリ蓄電池が電動工具や電気自動車などの高率での充放電を行なう用途に使用する電池では、電池構成の中でも集電体と封口体との間を電気的に接続する接続部の電気抵抗が電池特性に大きく影響してくる。
【０００４】
従来の円筒型電池では、図１０（ａ）乃至（ｄ）にその製造工程を示すように、集電体の一端と封口体とを溶接した後に電解液を注入し、封口するという方法がとられていた。すなわち図１０（ａ）に示すように、正極および負極板とこれらの間に介挿されたセパレータとよりなる電極体１０の上下に集電体１４を溶接後、その巻取体を外装容器１６としての金属缶に収納し、外装容器側面から溝入れを行い溝入れ部１６ａを形成する。
【０００５】
この後、図１０（ｂ）に示すように、封口体２０の一端を集電体１４の先端に配設された集電タブ１４ｔに溶接する。
そして、電解液を注入後、図１０（ｃ）に示すように、溝入れ部１６ａにガスケット９を介して封口体２０を装着する。
【０００６】
最後に図１０（ｄ）に示すように、開口部の端縁を嵌めることにより封口する。
【０００７】
従来は、以上のように封口体と集電体とを接続した後、電解液を注入して封口するという方法がとられていた。
しかしながら、近年、大電流用途への需要が高まり、外装容器下面と封口体との間で電解液を介して通電することで封口体下面と集電体とを直接溶接することにより、この接続部の接続抵抗を低減する直接溶接法が提案されている。
【０００８】
この直接溶接法では、集電体と封口体とが直接接続される場合、あるいは筒状体あるいは板状体などからなる集電リードを介して接続される場合などがあるが、このような接続部（以下集電接続部）の電気抵抗が大きい場合、大電流での放電を行なった場合に集電接続部の電気抵抗に起因する電圧低下が生じ、電池電圧が低下するという問題が生じる。
【０００９】
そこで、本出願人らは、図１１（ａ）乃至（ｃ）に示すように、外装容器１６と電極体１０のいずれか一方の極とが溶接された状態で電極体を収納し（図１１（ａ））たのち、この外装容器内に電解液を注入し、前記電極体の上端部に、前記正極あるいは負極の一方に電気的に接続される集電体１４と電気的に接続するように下面に少なくとも一つの突起を備えた封口体２０を配置（図１１（ｂ））し、外装容器と前記封口体との間に電流を流すことにより、前記封口体と前記集電体との接触部分を溶接して溶接部分を形成する溶接方法を提案している（特開２００１-１６０３３８）。
【００１０】
この方法では、電解液を導体パスとして形成された導電路内で、突起と集電体との間が高抵抗となり発熱し、溶接されることにより通電経路が形成され、その結果電気抵抗の小さい蓄電池を提供することができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記溶接方法は、溶接工程に先立ち、外装容器に装着された電極体に浸透するように電解液を注入する必要があった。
これは以下のような理由による。すなわち、通常は、電流を通電する封口体と外装容器との間は、正極板と負極板との間に介在せしめられたセパレータで電気的に隔離されている。すなわち、封口体は集電接続部を介して正極板に接続されており、また、外装容器は負極板と溶接接続されており、正極板と負極板との間はセパレータを介して電気的に隔離されている。
【００１２】
この状態で、大電流、大電圧を印加すると、正極板と負極板との間に印加された過電圧により、両者の間のセパレータにしみ込んでいる電解液中の水の電気分解が起こる。例えば正極板側の封口体にプラスの溶接電極、負極板側の外装容器にマイナスの溶接電極をあてて、大電流、大電圧を印加した場合、負極板表面では、
２Ｈ+＋２ｅ‐→Ｈ2↑
の反応が生じる。
【００１３】
一方正極板表面では、
Ｈ2Ｏ→１／２Ｏ2↑＋２Ｈ+＋２ｅ‐
となり、この水の電気分解反応により、正極板と負極板との間には、電流が流れる。この電流により封口板と集電接続部の溶接点に溶接電流が流れ、両者間を溶接接続することができる。このため、この溶接法では、溶接工程に先立ち電解液をあらかじめ注液しておくことが必須要件であった。
【００１４】
しかし、この溶接工程では、封口体下面と集電体とが直接溶接される接点において発熱することで、内部の電解液が、外装容器内面と封口体とを組み込んだガスケット外周の間を通って、外部へ噴出するという問題があった。
また、アルカリ蓄電池の場合、溶接工程では、通電時に水素ガスと酸素ガスが正負極表面から発生する。その結果、発生したガスが上方に抜け出ていく際に、電解液がガスによって押し上げられ、電極体の上部にあふれだす、「ふきあがり」現象が発生する。このとき、外装容器開口部と封口体のガスケットとの間のすきまに電解液をかみこんでしまうことになる。さらにひどい場合は、電解液が外装容器からあふれでてしまうことになる。そのまま電池ケースをかしめて封口しても、封口体とガスケットの隙間から、または外装容器と封口体との隙間から電解液が這い上がる現象‐電解液のクリーピング現象が発生することになる。
【００１５】
このように、電解液を介して溶接電流を流すいわゆる直接溶接法を用いる場合には、セパレータが電解液が十分含浸している状態で電極間に通電する必要がある。
【００１６】
一方で、電解液が通電時に噴出すれば、電解液量にばらつきが生じ、電池特性を低下させる原因となる。また噴出した電解液によって外装容器の封口体近傍が腐蝕されるという問題もあった。
【００１７】
さらにまた、正極および負極表面からガスが発生するため、ガスによる電解液のふきあがり現象を防ぐには、発生したガスを効率良く逃がすための間隙も必要であるため、電解液は多すぎないようにしなければならなかった。
【００１８】
このように、電極体を外装容器に収納した後、集電体に溶接された集電リードを封口体下面に接触させた状態で外装容器の開口部を封口体で密閉し、その後、外装容器と封口体との間に電流を流すことにより、集電リードと封口体との接触部分を溶接するため、電解液はセパレータに十分に浸透していなければならない反面、通電時の発熱により、電解液が開口部とガスケットの隙間からあふれたり、また、電気分解により発生したガスが電解液を押し上げ、電解液があふれるという問題があった。
【００１９】
本発明は前記実情に鑑みてなされたものであって、電解液を介して溶接電流を流し、外装容器又は他方極の端子と、正極および負極の対応する一方とを直接又は集電体を介して、溶接する方法、例えば封口体と集電体とを溶接する方法において、溶接工程における、電解液のふきあがり現象によるあふれを抑制するとともに、封口体表面への電解液のクリーピングを低減し、信頼性が高く歩留まりの高い蓄電池を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、一方極の端子を兼ねる外装容器内に、正および負の電極からなる電極体を配置するとともに、これら正および負の電極間に電解液を充填する工程と、前記正および負の電極の一方に一端が当接するように集電体を配置する工程と、前記外装容器の開口部近傍を、縮径せしめて縮径部を形成する縮径部形成工程と、前記外装容器の開口部に、ガスケットを装着する工程と、前記外装容器の前記開口部にガスケットを介して封口体を当接させるとともに、前記ガスケットの外壁が前記外装容器の内壁に当接するように、前記外装容器を前記縮径部よりも開口部側で内側に加圧することにより前記ガスケットと前記外装容器の前記開口部との間で密閉空間を形成し、前記外装容器と前記封口体との間で通電し、前記封口体と前記集電体との溶接を行う直接溶接工程と、前記溶接工程の後に、前記開口部を気密的に封止する封止工程とを含むことを特徴とする。
また上記方法において、前記封止工程は、嵌め加工工程を含み、前記ガスケットの内方の先端は少なくとも前記縮径部の中心よりも外側に位置しているものを含む。
また上記方法において、前記直接溶接工程は、前記外装容器の前記開口部にガスケットを介して封口体を当接させるとともに、外装容器の内壁に前記ガスケットの先端を当接せしめて、前記ガスケットと前記外装容器の内壁との間で密閉空間を形成しつつ、前記外装容器と前記封口体との間で通電し、前記封口体と前記集電体との溶接を行うものとしたものを含む。
また上記方法において、前記ガスケットは、前記外装容器の縮径部に相当する領域に縮径部を具備し、前記外装容器の内方に広がり、先端が前記外装容器の内壁に当接するように構成されたスカート部を具備してなる筒状体からなるものを含む。
また上記方法において、前記正および負の電極の一方に一端が当接するように集電体を配置するとともに、前記電極体上に、前記集電体を挿通する挿通穴を有する絶縁板を載置する工程を含み、前記直接溶接工程は、前記ガスケットが、縮径部よりも開口側で、前記ガスケットの下端（内方端）が前記絶縁板に当接すると共に、前記絶縁板の外周が前記外装容器の内壁に当接するように、前記外装容器の開口部近傍を、縮径せしめて縮径部を形成する縮径部形成工程と、前記絶縁板および前記ガスケットと前記外装容器の前記開口部との間で密閉空間を形成し、前記外装容器と前記封口体との間で通電し、前記封口体と前記集電体との溶接を行うものとしたものを含む。
また、本発明の参考例の第１の蓄電池では、外装容器と、前記外装容器内に配置せしめられた正および負の電極と、これら正および負の電極間に充填せしめられた電解液とを具備し、前記外装容器が、前記正または負の電極の一方に電気的に接続されて一方極の端子を構成し、前記外装容器の開口部が、ガスケットを介して、前記外装容器と電気的に絶縁され、他方極の端子を構成する封口体で封口されると共に、前記外装容器の周壁に縮径部が形成された蓄電池において、前記ガスケットが、前記外装容器の開口部の内壁に沿って配設せしめられ、前記縮径部よりも内方で前記外装容器の内壁に当接せしめられていることを特徴とする。
【００２１】
かかる構成によれば、ガスケットが、前記外装容器の開口部の内壁に沿って配設せしめられ、前記縮径部よりも内方で前記外装容器の内壁に当接せしめられているため、外装容器の内壁とガスケットとで気密にシールされ、通電時においても、このガスケットにより、内壁に沿った電解液の噴き上がりが良好に阻止せしめられる。このため、電解液量にばらつきが生じ、電池特性を低下させることもなく、また噴出した電解液によって封口体近傍が腐蝕されるという問題もなく、長寿命で信頼性の高い蓄電池を提供することが可能となる。
【００２２】
望ましくは、前記ガスケットは、前記外装容器の縮径部に相当する領域に縮径部を具備し、前記外装容器の内方に広がり、先端が前記外装容器の内壁に当接するように構成されたスカート部を具備してなる筒状体からなることを特徴とする。
【００２３】
かかる構成によれば、ガスケットを、先端が前記外装容器の内壁に当接するように構成されたスカート部を具備してなる筒状体で構成しているため、外装容器の内壁とガスケットとで気密にシールされ、通電時においてもこのガスケットにより、内壁に沿った電解液の噴き上がりを良好に阻止することができる。
【００２４】
また本発明の参考例の第２の蓄電池では、外装容器と、前記外装容器内に配置せしめられた正および負の電極と、これら正および負の電極間に充填せしめられた電解液とを具備し、前記外装容器が、前記正または負の電極の一方に電気的に接続されて一方極の端子を構成し、前記外装容器の開口部が、ガスケットを介して、前記外装容器と電気的に絶縁され、他方極の端子を構成する封口体で封口されると共に、前記外装容器の周壁に縮径部が形成された蓄電池において、前記ガスケットが、前記外装容器の開口部の内壁に沿って配設せしめられ、前記ガスケットの内方の先端が、前記外装容器の縮径部の中心よりも外方に位置していることを特徴とする。
【００２５】
かかる構成によれば、通電時においては、外装容器の開口部で外装容器から内方に向けて加圧することにより、前記ガスケットは圧縮され外装容器に密着する。従って、外装容器の開口部は、外装容器内壁とガスケットとで気密にシールされ、このガスケットにより、内壁に沿った電解液の噴き上がりを良好に阻止することができる。そして、嵌めにより、外装容器の開口を封止するに際して、ガスケットは外装容器の縮径部の中心よりも上方に位置しているため、嵌めによる力がガスケットを大きく押圧し変位させることなく、封止が完了する。したがってガスケットの変位による変形のために隙間が生じたりすることもなく良好な封止がなされ、高効率で信頼性の高い蓄電池を形成することが可能となる。また、外装容器をかしめて封口する工程においても、ガスケットの変位による変形のために集電体が変位せしめられたりすることもなく、より正しい水平状態を維持でき、確実な押圧が可能となり、かしめに際しても、ガスケットの変位により、溶接点に不均一な応力がかかることも無く、溶接点のはずれをなくし、歩留まりの向上をはかることが可能となる。
【００２６】
望ましくは、前記正および負の電極からなる電極体と、前記封口体との間には、前記正および負の電極の一方と封口体とを接続する集電体を挿通するように形成された絶縁板が配設され、前記ガスケットは前記絶縁板と当接することなく、自由端を構成していることを特徴とする。
【００２７】
かかる構成によれば、ガスケットは絶縁板と当接しておらず、封止工程においても、ガスケットが絶縁板に押圧せしめられて大きく変形されることなく、封止が完了する。したがってガスケットの変位による変形のために隙間が生じたりすることもなく良好な封止がなされ、高効率で信頼性の高い蓄電池を形成することが可能となる。
【００２８】
本発明の参考例の第３では、一方極の端子を兼ねる外装容器内に、正および負の電極からなる電極体を配置するとともに、これら正および負の電極間に電解液を充填する工程と、前記正および負の電極の一方に一端が当接するように集電体を配置する工程と、前記外装容器の開口部近傍を、絞り加工などにより、縮径せしめて縮径部を形成する縮径部形成工程と、前記外装容器の開口部の内壁に沿って配設せしめられ、前記縮径部よりも内方で前記外装容器の内壁に当接せしめるように構成されたガスケットを装着する工程と、前記外装容器の前記開口部にガスケットを介して封口体を当接させるとともに、外装容器の内壁に前記ガスケットの先端を当接せしめて、前記ガスケットと前記外装容器の内壁との間で密閉空間を形成しつつ、前記外装容器と前記封口体との間で通電し、前記封口体と前記集電体との溶接を行う直接溶接工程と、前記溶接工程の後に、前記開口部を気密的に封止する工程とを含むことを特徴とする。
【００２９】
かかる構成によれば、ガスケットが、前記外装容器の開口部の内壁に沿って配設せしめられ、前記縮径部よりも内方で前記外装容器の内壁に当接せしめられるため、外装容器の内壁とガスケットとで気密にシールされ、通電時においても、このガスケットにより、内壁に沿った電解液の噴き上がりが良好に阻止せしめられる。このため、電解液量にばらつきが生じ、電池特性を低下させることもなく、また噴出した電解液によって封口体近傍が腐蝕されるという問題もなく、長寿命で信頼性の高い蓄電池を提供することが可能となる。
【００３０】
望ましくは、前記ガスケットは、前記外装容器の縮径部に相当する領域に縮径部を具備し、前記外装容器の内方に広がり、先端が前記外装容器の内壁に当接するように構成されたスカート部を具備してなる筒状体からなり、前記直接溶接工程は、前記外装容器の前記開口部にガスケットを介して封口体を当接させるとともに、外装容器の内壁に前記ガスケットの先端を当接せしめて、前記ガスケットと前記外装容器の内壁との間で密閉空間を形成しつつ、前記外装容器と前記封口体との間で通電し、前記封口体と前記集電体との溶接を行う工程であることを特徴とする。
【００３１】
かかる構成によれば、ガスケットを、先端が前記外装容器の内壁に当接するように構成されたスカート部を具備してなる筒状体で構成しているため、外装容器の内壁とガスケットとで気密にシールされ、通電時においてもこのガスケットにより、内壁に沿った電解液の噴き上がりを良好に阻止することができる。
【００３２】
本発明の参考例の第４では、一方極の端子を兼ねる外装容器内に、正および負の電極からなる電極体を配置するとともに、これら正および負の電極間に電解液を充填する工程と、前記正および負の電極の一方に一端が当接するように集電体を配置する工程と、前記外装容器の開口部近傍を、絞り加工などにより、縮径せしめて縮径部を形成する縮径部形成工程と、前記外装容器の開口部に、ガスケットを装着する工程と、前記ガスケットの外壁が前記外装容器の内壁に当接するように、前記外装容器を前記縮径部よりも開口部側で内側に加圧することにより前記ガスケットと前記外装容器の前記開口部との間で密閉空間を形成し、前記外装容器と前記封口体との間で通電し、前記封口体と前記集電体との溶接を行う直接溶接工程と、前記溶接工程の後に、前記開口部を気密的に封止する封止工程とを含むことを特徴とする。
【００３３】
かかる構成によれば、通電時においては、外装容器の開口部で外装容器から内方に向けて加圧しつつ通電することにより、前記ガスケットは圧縮され、外装容器は、外装容器の内壁とガスケットとで気密にシールされ、このガスケットにより、内壁に沿った電解液の噴き上がりを良好に阻止しながら溶接を行うことができる。
【００３４】
望ましくは、前記封止工程は、嵌め加工工程を含み、前記ガスケットの内方の先端は少なくとも前記縮径部の中心よりも外側に位置していることを特徴とする。
【００３５】
かかる構成によれば、嵌めにより、外装容器の開口を封止するに際して、ガスケットは外装容器の縮径部の中心よりも上方に位置しているため、嵌めによる力がガスケットを大きく押圧し変位させることなく、封止が完了する。したがってガスケットの変位による変形のために隙間が生じたりすることもなく良好な封止がなされ、高効率で信頼性の高い蓄電池を形成することが可能となる。また、外装容器をかしめて封口する工程においても、より正しい水平状態を維持でき、確実な押圧が可能となり、かしめに際しても、ガスケットの変位により、溶接点に不均一な応力がかかることも無く、溶接点のはずれをなくし、歩留まりの向上をはかることが可能となる。
【００３６】
本発明の参考例の第５では、一方極の端子を兼ねる外装容器内に、正および負の電極からなる電極体を配置するとともに、これら正および負の電極間に電解液を充填する工程と、前記正および負の電極の一方に一端が当接するように集電体を配置するとともに、前記電極体上に、前記集電体を挿通する挿通穴を有する絶縁板を載置する工程と、前記外装容器の開口部に、ガスケットを装着する工程と、前記ガスケットが、縮径部よりも開口側で、前記ガスケットの下端（内方端）が前記絶縁板に当接すると共に、前記絶縁板の外周が前記外装容器の内壁に当接するように、前記外装容器の開口部近傍を、絞り加工などにより、縮径せしめて縮径部を形成する縮径部形成工程と、前記絶縁板および前記ガスケットと前記外装容器の前記開口部との間で密閉空間を形成し、前記外装容器と前記封口体との間で通電し、前記封口体と前記集電体との溶接を行う直接溶接工程と、前記溶接工程の後に、前記開口部を気密的に封止する工程とを含むことを特徴とする。
【００３７】
かかる構成によれば、前記外装容器を内方に押圧しながら通電するなどの方法により、前記絶縁板および前記ガスケットと前記外装容器の前記開口部との間で密閉空間を形成し、前記外装容器と前記封口体との間で通電しているため、外装容器の内壁と絶縁板とガスケットとで気密にシールされ、外装容器の内壁に沿った電解液の噴き上がりを絶縁板とガスケットとで良好に阻止しながら溶接を行うことができる。
【００３８】
また、外装容器の外側から加圧しながら通電する際、集電体と封口体とが接触した状態となるように外装容器の開口部に封口体を配置することができ、外装容器と封口体との間に溶接電流を流すようにしているので、直接溶接法を用いる場合にも、溶接時に接触部を加圧することが可能となる。これにより、「溶接ちり」の発生を伴うことなく、良好に溶接されるようになる。
【００３９】
さらにまた、外装容器の外側から加圧しながら通電する際、この加圧力は、ガスケットが５〜５０％程度圧縮される程度の力であることが望ましい。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をニッケル−水素蓄電池に適用した場合について図面を参照しつつ詳細に説明する。
実施形態１
図１乃至５は、本発明の第１の実施形態のニッケル−水素蓄電池の製造工程を示す説明図である。
【００４１】
このニッケル−水素蓄電池は、図５に示すように、負極側端子を構成する外装容器１６の開口部が、ガスケット１９を介して、この外装容器１６と電気的に絶縁され、他方極の端子を構成する封口体で封口されている蓄電池において、前記ガスケット１９が、外装容器１６の開口部の内壁に沿って配設せしめられ、外装容器１６の縮径部１６ａよりも内方で広がり、縮径部１６ａよりも内方で外装容器１６の内壁に当接せしめられていることを特徴とする。
【００４２】
次にこのニッケル−水素蓄電池の製造方法について詳細に説明する。
１．電極体の作製
本実施形態のニッケル−水素蓄電池は図１に封口体装着前の状態を示すように、外装容器１６としての金属缶内に、ニッケル正極板１１と水素吸蔵合金負極板１２とを備えている。ニッケル正極板１１は、パンチングメタルからなる極板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内に充填して作製される。一方、水素吸蔵合金負極板１２は、パンチングメタルからなる極板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、乾燥させた後、所定の厚みになるまで圧延して作製される。
【００４３】
これらのニッケル正極板１１と水素吸蔵合金負極板１２との間にポリオレフィン製の不織布からなるセパレータ１３を介在させて渦巻状に巻回して渦巻状電極群を作製する。この渦巻状電極群の上端面には、ニッケル正極板１１の極板芯体であるパンチングメタルの端部が露出し、また、下端面には水素吸蔵合金負極板１２の極板芯体であるパンチングメタルの端部が露出している。そして、この渦巻状電極群の上端面に露出する正極芯体に多数の開口を有する円板状の集電体１４を溶接するとともに、下端面に露出する負極芯体に多数の開口を有する円板状の負極集電体（図示せず）を溶接して、渦巻状電極体１０を作製する。
【００４４】
２．ニッケル−水素蓄電池の作製
ニッケル−水素蓄電池を組み立てるに際しては、まず、上述の電極体１０を鉄にニッケルメッキを施した有底筒状の外装容器（底面の外面は負極外部端子となる）１６内に収納し、電極体１０の中心部に形成された空間部に、図示しない溶接電極を挿入して、水素吸蔵合金負極板１２に溶接された負極集電体を外装容器１６の内底面にスポット溶接した。この後、上述した集電体１４の本体部が正極集電体としての集電リードの直径上に位置するように載置するとともに、集電体本体部１４と正極とをスポット溶接した。そして外装容器１６の外周側に溝入れ加工を施して環状溝としての縮径部１６ａを形成した（図１）。
【００４５】
このようにして、電極体１０と集電体１４を配置した後、外装容器１６内に３０質量％の水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液からなる電解液を注入する。
【００４６】
そしてこの後、外装容器１６の開口部の内壁に沿って配設せしめられ、外装容器１６の縮径部１６ａよりも内方で広がり、縮径部１６ａよりも内方で外装容器１６の内壁に先端が当接せしめられてなるスカート部１９Ｓを備えたガスケット１９を装着し、さらに封口キャップ２０ａと封口体本体２０ｂとからなる封口体を装着する（図２）。
【００４７】
ここで封口体２０は、底面に円形状の下方突出部を形成してなる封口体本体部２０ｂと、正極キャップ（正極外部端子）２０ａと、これら封口体本体部および正極キャップ間に介在されるスプリングと弁板からなる弁体を備えており、封口体本体部２０ｂの中央にはガス抜き孔２０ｃが形成されている。
【００４８】
このようにして封口体を配置した後、正極キャップ（正極外部端子）２０ａの上面に一方の溶接電極Ｗ１を配置するとともに、外装容器１６の底面（負極外部端子）の下面に他方の溶接電極Ｗ２を配置した。この後、これらの一対の溶接電極Ｗ１，Ｗ２間、および外装容器の開口端縁１６ｂの回りから、２×１０6Ｎ／ｍ2の圧力を加えながら、これらの溶接電極Ｗ１，Ｗ２間に電池の放電方向に２４Ｖの電圧を印加し、３ＫＡの電流を約１５ｍｓｅｃの時間流す通電処理を施した。この通電処理により、封口体２０の底面と集電体１４の溶接面の突起（図示せず）との接触部分が溶接（第２溶接）されて、溶接部が形成される。なお、ここで溶接電流は電池の放電方向に流したが、充電方向でもよいことはいうまでもない。ただ、充電方向に流した場合、過充電となる危険がある。このため、溶接電流を電池の放電方向に流すのが望ましく、過充電を防止することができる。
【００４９】
このように図２に示すように、前記外装容器１６の外側から圧力Ｐを印加しつつ、一対の溶接電極Ｗ１，Ｗ２間および、外装容器の開口端縁１６ｂの回りから２×１０6Ｎ／ｍ2の圧力を印加しながら、これらの溶接電極Ｗ１，Ｗ２間に電圧を印加して、通電処理を施すことにより、内部欠陥のない溶接強度に優れた溶接部を形成することができるようになる。（図４は要部拡大図である。）
【００５０】
ここで、集電体と封口体との接触部分を溶接するに際し、十分な溶接電流をながすことができる。そして、ガスケット１９は外装容器１６の開口部の内壁に沿って配設せしめられ、外装容器１６の縮径部１６ａよりも内方で広がり、縮径部１６ａよりも内方で外装容器１６の内壁に先端が当接せしめられてなるスカート部１９Ｓを具備しているため、外装容器１６の開口部周辺への電解液の漏れを防止することができる。
【００５１】
ついで、図３に示すように、外装容器１６の開口端縁１６ｂを内方にかしめて電池を封口することにより、半完成の電池とした。
この後、図４に示すように、この半完成の電池を一対の割型Ａ１，Ａ２内に配置するとともに、封口体２０の上部にプレス機に連結されたパンチＰを配置した。ついで、プレス機を駆動してパンチＰを下降させて、封口体２０の封口部（外装容器１６の開口端縁１６ｂ）をパンチＰにより加圧して、封口体２０を外装容器１６内に押し込んだ。
【００５２】
これにより、ガスケット１９の下端（内方端）は前記外装容器の内壁に当接した状態で環状溝１６ａは押しつぶされる。
これにより、図５に示すように、公称容量６．５Ａｈの円筒形ニッケル−水素蓄電池を作製した。
【００５３】
比較例
図１１に示したような従来のガスケットを用いた方法により、溶接を行い、他の構成は、前記実施例と全く同様にして円筒形ニッケル−水素蓄電池を作製した。
【００５４】
３．試験結果
上述のようにして作製した電池を用いて、溶接結果および組み立てた電池のクリーピング試験結果を示す。クリーピング試験は組み立てた電池を０．２Ｉｔで８時間充電した後、４５℃雰囲気下で２週間放置したのちに封口体とガスケット又は外装容器とガスケットとのすきまから電解液が這い出してきていないかを目視およびフェノールフィオフタレイン溶液による示色試験にて確認した。その結果を次表に示す。
【００５５】
0003902427.tif 000002
【００５６】
本発明の減圧注液法を用いた電池は溶接時の液あふれやガスケットへの電解液のまわりこみが１００個中２個（２％）であり、ほとんどなかった。
これに対し、比較例の方法で形成した電池は全数溶接時のふきあがりによる液あふれやガスケットへの電解液のまわりこみが１００個中１００個（１００％）確認された。
【００５７】
又２週間の放置後のクリーピング試験では、本発明の注液法を用いた電池ではクリーピングがほとんど確認されなかったのに対し、比較例では９割以上にはクリーピングが確認された。
なお、前記実施形態ではガスケットが外装容器の内壁に当接しているため、外装容器と電極体の正極板との接触防止のための絶縁ワッシャは不要であるが、集電体の下方に集電リード挿通穴を有するドーナッツ状の絶縁板からなる絶縁ワッシャを設けてもよい。
【００５８】
実施形態２
また、本発明の第２の実施形態として、図７に示すようにガスケット２９が、前記外装容器１６の開口部の内壁に沿って配設せしめられ、ガスケット２９の内方（下方）の先端が、前記外装容器の縮径部の中心よりも外方（上方）に位置していることを特徴とする。
【００５９】
そして通電時においては、ガスケットは図６に示すように外装容器の開口部で外装容器から内方に向けて圧縮する（P）ことにより、外装容器の内壁とガスケットとで気密にシールされるようにしたものである。なおここでは、電極体を外装容器に収納した後、絶縁ワッシャ１５すなわち、外装容器１６の内壁に当接するドーナッツ状の絶縁板１５を配置し、この後集電体１４を載置している。
図６はこの通電時の状態を示す図である。このように加圧しつつ通電することにより、ガスケットが圧縮され、気密にシールすることになり、内壁に沿った電解液の噴き上がりを良好に阻止することができる。
【００６０】
そして、嵌めにより、図７に示すように、外装容器の開口が封止される。このとき、ガスケットは外装容器の縮径部の中心よりも上方に位置しているため、嵌めによる力がガスケットを大きく押圧し変位させることなく、封止が完了し、図８に示すような蓄電池が形成される。
したがってガスケットの変位による変形のために隙間が生じたりすることもなく良好な封止がなされ、高効率で信頼性の高い蓄電池を形成することが可能となる。また、外装容器をかしめて封口する工程においても、ガスケットの変位による変形のために集電体が変位せしめられたりすることもなく、より正しい水平状態を維持でき、確実な押圧が可能となり、かしめに際しても、ガスケットの変位により、溶接点に不均一な応力がかかることも無く、溶接点のはずれをなくし、歩留まりの向上をはかることが可能となる。
なお、絶縁ワッシャ１５は外装容器と電極体の正極板が接触しないように形成できれば、省略してもよい。かかる構成によれば、部品点数が低減される。
【００６１】
実施形態３
また、本発明の第３の実施形態として、図９に示すようにガスケット３９が、前記外装容器１６の開口部の内壁に沿って配設せしめられ、ガスケット３９の内方の先端３９Ｓが、外装容器１６の縮径部１６ａよりも開口側で、集電体を挿通する挿通穴を有し電極体１０上に載置された絶縁ワッシャ１５に当接すると共に、前記絶縁ワッシャ１５の外周が前記外装容器の内壁に当接するよう構成されていることを特徴とする。
【００６２】
製造に際しては、前記第１の実施形態と同様に、外装容器１６内に、正および負の電極からなる電極体１０を配置するとともに、これら正および負の電極間に電解液を充填する。
【００６３】
そして、前記正極に一端が当接するように集電体１４を配置するとともに、前記電極体１０上に、前記集電体を挿通する挿通穴を有する絶縁ワッシャ１５を載置する。
【００６４】
この後、前記外装容器の開口部に、ガスケット３９を装着し、前記ガスケットが、縮径部よりも開口側で、前記ガスケットの下端（内方端）が前記絶縁板に当接すると共に、前記絶縁板の外周が前記外装容器の内壁に当接するように、前記外装容器の開口部近傍を絞り加工して、縮径せしめて縮径部を形成する。
【００６５】
そして、図９に示すように、絶縁ワッシャ１５および前記ガスケット３９と前記外装容器１６の前記開口部との間で密閉空間を形成し、前記外装容器下面と前記封口体２０との間で通電し、前記封口体と前記集電体１４との溶接を行う。望ましくは外装容器を内方に押圧しながら通電する。
【００６６】
そして最後に、前記開口部を気密的に封止する。
この方法によっても、絶縁ワッシャ１５および前記ガスケット３９と前記外装容器１６の前記開口部との間で密閉空間を形成し、前記外装容器１６下面と前記封口体２０との間で通電しているため、外装容器１６の内壁と絶縁ワッシャ１５とガスケット３９とで気密にシールされ、外装容器１６の内壁に沿った電解液の噴き上がりを絶縁ワッシャ１５とガスケット３９とで良好に阻止しながら溶接を行うことができる。
【００６７】
なお、上述した実施の形態および変形例においては、封口体を正極端子とし、外装容器を負極端子とした例について説明したが、封口体を負極端子とし、外装容器を正極端子としてもよい。
【００６８】
また前記実施形態では集電体を介して溶接したが、集電体なしに直接電極と封口体とが溶接される構造にも適用可能であることはいうまでもない。
【００６９】
また、前記実施例では外装容器を金属缶で構成した、ニッケル水素電池について説明したが、ニッケル水素電池に限定されることなく、ニッケルーカドミウム電池や、リチウム電池、固体電解質電池など他の電池にも適用可能であることはいうまでもない。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明の蓄電池によれば、ガスケットが、前記外装容器の開口部の内壁に沿って配設せしめられ、前記縮径部よりも内方で前記外装容器の内壁に当接せしめられているため、外装容器の内壁とガスケットとで気密にシールされ、通電時においても、このガスケットにより、内壁に沿った電解液の噴き上がりが良好に阻止せしめられる。このため、電解液量にばらつきが生じ、電池特性を低下させることもなく、また噴出した電解液によって封口体近傍が腐蝕されるという問題もなく、長寿命で信頼性の高い蓄電池を提供することが可能となる。
【００７１】
また、本発明の方法によれば、通電時においては、前記ガスケットは外装容器の開口部で外装容器から内方に向けて圧縮しつつ通電することにより、外装容器の内壁とガスケットとで気密にシールされ、このガスケットにより、内壁に沿った電解液の噴き上がりを良好に阻止しながら溶接を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の蓄電池の製造工程を示す図。
【図２】本発明の第１の実施形態の蓄電池の製造工程を示す図。
【図３】本発明の第１の実施形態の蓄電池の製造工程を示す図。
【図４】本発明の第１の実施形態の蓄電池の製造工程を示す図。
【図５】本発明の第１の実施形態の蓄電池の製造工程を示す図。
【図６】本発明の第２の実施形態の蓄電池の製造工程を示す図。
【図７】本発明の第２の実施形態の蓄電池の製造工程を示す図。
【図８】本発明の第２の実施形態の蓄電池の製造工程を示す図。
【図９】本発明の第３の実施形態の蓄電池の製造工程を示す図。
【図１０】従来例の蓄電池の製造工程を示す図。
【図１１】従来例の蓄電池の製造工程を示す図。
【符号の説明】
９…ガスケット、１０…電極体、１１…正極板、１２…負極板、１３…セパレータ、１４…集電体、１５…絶縁ワッシャ、１６…外装容器（負極外部端子）、１６ａ…溝部、
１７…封口体、１７ａ…蓋、１７ｂ…正極キャップ（正極外部端子）、１９…ガスケット、２９…ガスケット、３９…ガスケット、Ｗ１，Ｗ２…溶接電極、Ａ１，Ａ２…割型、Ｐ…パンチ
【図１】
0003902427.tif 000003
【図２】
0003902427.tif 000004
【図３】
0003902427.tif 000005
【図４】
0003902427.tif 000006
【図５】
0003902427.tif 000007
【図６】
0003902427.tif 000008
【図７】
0003902427.tif 000009
【図８】
0003902427.tif 000010
【図９】
0003902427.tif 000011
【図１０】
0003902427.tif 000012
【図１１】
0003902427.tif 000013