(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極板(4)と負極板(3)をセパレータ(5)を介して交互に積層してなる極板群(2)が、底を閉塞してなる角形の外装缶(1A)に挿入されて、外装缶(1A)の開口部が封口板(1B)で気密に密閉されてなる角形電池において、
極板群(2)は最外側極板を負極板とし、かつ負極板は最外側極板の芯体(7)を、活物質をほとんど透過させない微細なパンチング穴の開口されたパンチングメタル又は非パンチングメタルとして、その他の芯体(7)をパンチングメタルとしており、
さらに、極板群(2)の最外側極板が、活物質をほとんど透過させない微細なパンチング穴の開口されたパンチングメタル又は非パンチングメタルである芯体(7)の表面に水素吸蔵合金を含む活物質(8)を塗着して、充填密度を５．０ｇ／ｃｃ以上とする負極板(3)で、さらに、最外側極板は、電池ケース(1)に接する表面を、芯体(7)を露出させてなる芯体露出面(9)としており、
さらに、電池ケース(1)の少なくとも内面と、芯体(7)が導電性を有し、かつ、最外側極板の芯体(7)が電池ケース(1)の内面に圧接して電気接続されており、
さらにまた、この最外側極板は他極の極板である正極板を挟着するようにＵ曲して積層されて正極板に挟着される部分は芯体の両面に活物質を付着するが、Ｕ曲部は芯体(7)表面の活物質(8)が除去されてなる折曲薄層部(6)となっており、この折曲薄層部(6)に連続して、最外側極板の電池ケース(1)対向面に芯体露出面(9)を設けて、最外側極板の芯体(7)の表面に塗着される水素吸蔵合金を含む活物質(8)を、芯体露出面と反対の芯体表面に塗着しており、
また、密閉構造の電池ケース(1)は、角形の外装缶(1A)の開口部に封口板(1B)をレーザー溶接してなることを特徴とする角形電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、角形の電池ケースに、正極板と負極板とを積層してなる極板群を挿入して気密に密閉してなる角形電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、小型携帯機器の増加に伴い、二次電池の需要が高まってきている。特に、機器の小型・薄型化、スペース効率化に伴い、角形の二次電池が急速に求められるようになった。
【０００３】
角形の二次電池は、極板群を、密閉構造の角形電池ケースに収納した構造となっている。極板群は、多用されているアルカリ二次電池においては、活物質に水酸化ニッケルを使用する正極板と、活物質に水素吸蔵合金を使用する負極板が使用される。正極板と負極板は、絶縁のためのセパレータを介して積層され、集電タブをスポット溶接して電気接続している。極板群は、角形の電池ケースに収納して密閉される。正極板に接続される集電タブは、正極端子に接続される。
【０００４】
極板群を挿入した金属製の電池ケースは、金属製の封口板を、レーザー溶接やかしめ等の方法で開口部に溶着して、開口部を気密に密閉するのが一般的である。レーザー溶接で角形電池の開口部を気密に封口する方法は、かしめて開口部を密閉する電池ケースのように、開口部を局部的に独特の物性とすることが要求されない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
角形電池は、電子機器にセットされる状態で、極めてスペース効率が優れている。しかしながら、円筒電池に比較すると、体積エネルギー密度が悪くなる欠点がある。たとえば、円筒形のニッケル−水素電池の体積エネルギー密度は、約２００〜２２０Ｗｈ／ｌにも達するが、角形のニッケル−水素電池では、約１７０〜１９０Ｗｈ／ｌと相当に低下する。角形電池は、スペース効率が優れているので、体積エネルギー密度を改善できるなら、組電池とした状態で、体積エネルギー密度を著しく改善できる。
【０００６】
角形電池の体積エネルギー密度を改善するためには、正極板と負極板を積層してなる極板群を、強くプレスして高密度な状態で電池ケースに挿入する必要がある。しかしながら、角形電池は、円筒電池に比較して、正極板と負極板とを高密度な状態で電池ケースに挿入するのが極めて難しい。それは、極板群を挿入するときに、活物質の一部が、電池ケースの開口部で剥ぎ取られて、芯体の表面から脱落するからである。芯体から脱落した活物質は、単に極板群の電気性能を低下させるにとどまらず、角形電池の歩留を著しく低下させる。それは、電池ケースの開口部に、付着した活物質が、封口板を溶接して気密に閉塞するときの弊害になるからである。角形電池は、封口板の周縁と電池ケースの開口部を、レーザー溶接して気密に密閉すると、レーザー溶接する境界に、極めて微量の活物質があっても、電池ケースと封口板とが気密に密閉できなくなってしまう。かしめて電池ケースを気密に封口する構造では、コーナー部を気密に密閉するのが極めて難しく、しかも、この部分に活物質が付着しやすいので、電池ケースを気密に密閉するのが非常に難しくなる。このため、角形電池は、極板群をより高密度な状態で、電池ケースに圧入することが要求されるにもかかわらず、芯体から活物質の脱落する極板群を、高い密度で電池ケースに圧入するのがより難しくなる。したがって、角形電池は、体積エネルギー密度を改善することが極めて難しい。
【０００７】
とくに、角形電池は、円筒電池では想像もできない、下記のふたつの相違から、高密度な極板群の挿入を極めて難しくしている。第１の問題は、角形ケースの四隅部で発生する。角形ケースに角形の極板群を挿入するとき、角形ケースの四隅部で、活物質が極板群から剥離しやすくなる。とくに、電池ケースに隙間なく高密度に極板群を挿入しようとすると、この弊害は甚だしくなる。それは、極板群の横幅を、電池ケース内幅にほぼ等しくすると、挿入するときに極板群のコーナー部が電池ケースの四隅を擦って、活物質が剥離されやすくなるからである。とくに、複数枚の正極板と負極板とセパレータとを積層してなる極板群は、その外形を、正確に電池ケースの内形に等しくするのが極めて難しい。積層時の位置ずれや、正極板や負極板の横幅の誤差が、極板群の外形を狂わせるからである。さらに困ったことに、電池ケースに封口板を溶接して気密に密閉するとき、そのコーナー部はガス漏れが特に発生しやすく、ここに活物質が付着すると、封口板で電池ケースを過密に密閉できなくなってしまう。この弊害を避けるために、正極板と負極板の横幅を狭くすると、極板の実質的な面積が小さくなって、体積エネルギー密度が低下してしまう弊害が発生する。
【０００８】
さらに、角形電池は、たとえば、負極板をＵ曲して、その間に正極板を挟着して積層するものがある。この構造の角形電池は、一方の極板をＵ曲して積層するので、全体として少ない枚数の極板で、積層枚数を多くでき、能率よく多量生産できる特長がある。しかしながら、この構造の極板群は、電池ケースに挿入されるときに、図１と図２に示すように、芯体７のＵ曲部の近傍表面に塗着される活物質層が、電池ケース１の開口部に接触して剥ぎ取られて、剥離しやすくなる欠点がある。図１に示すように、極板の下端でＵ曲された極板群２は、下端を電池ケース１の開口部に入れるときに、芯体７のＵ曲部近傍表面に塗着される活物質８が、開口部に剥ぎ取られて剥離される。また、図２に示すように、極板群２の側部でＵ曲している極板は、極板群２を電池ケース１に入れる途中で、芯体７のＵ曲部近傍表面に塗着された活物質８が剥ぎ取られて剥離する弊害が発生する。
【０００９】
角形電池に独特のこのような弊害を防止するために、図３に示すように、極板群２の表面を、コ字状に折曲してなる金属カバー１２で被覆して、電池ケース１に挿入する技術は開発されている（実公平６−４５３７号公報）。この構造の角形電池は、金属カバー１２を電池ケース１の内面に摺動させて、金属カバー１２を電池ケース１に挿入できるので、電池ケース１に入れるときに、極板群２から活物質が脱落するのを有効に防止できる特長がある。しかしながら、この構造の角形電池は、極板群２と電池ケース１との間に、発電に関与しない金属カバー１２が配設されるために、電池ケース１に収納できる極板群２の実質的な体積が減少する。このため、金属カバー１２によって、角形電池の体積エネルギー密度が低下してしまう欠点がある。
【００１０】
以上のように、角形電池は、体積エネルギー密度を改善することが切望されているにもかかわらず、このことを実現することが極めて難しい欠点がある。とくに、安価に多量生産して、角形電池の体積エネルギー密度を改善することはさらに難しい技術とされている。
【００１１】
本発明は、このことを実現することを目的に開発されたもので、本発明の重要な目的は、極板群を電池ケースに挿入するときに、活物質が電池ケースの開口部に付着するのを防止して、電池ケースを確実に気密に密閉できる角形電池を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の他の大切な目的は、極めて簡単な構造で、角形電池の体積エネルギー密度を改善し、さらに、安価に多量生産できる角形電池を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の角形電池は、正極板４と負極板３をセパレータ５を介して交互に積層してなる極板群２を、底を閉塞してなる角形の外装缶１Ａに挿入して、外装缶１Ａの開口部を封口板１Ｂで気密に密閉している。
【００１４】
さらに、本発明の角形電池は、極板群２の最外側極板を、芯体７の表面に活物質８を塗着してなる極板とし、さらに、極板群２の両面に位置する最外側極板を同一極性としている。さらにまた、最外側極板は、外装缶１Ａに接する表面を、芯体７を露出させてなる芯体露出面９としている。
【００１５】
本発明の角形電池は、電池ケース１の少なくとも内面と、極板の芯体７が導電性を有し、かつ、この芯体７が電池ケース１の内面に圧接して電気接続されている。
【００１６】
本発明の角形電池は、最外側極板でもって、他極の極板を挟着するようにＵ曲して積層している。最外側極板のＵ曲部は、芯体７表面の活物質８を除去してなる折曲薄層部６となっている。この折曲薄層部６に連続して、最外側極板の電池ケース１対向面に芯体露出面９を設けている。
【００１７】
さらに、本発明の角形電池は、密閉構造の電池ケース１を外装缶１Ａと封口板１Ｂとで構成し、角形外装缶１Ａの開口部に封口板１Ｂをレーザー溶接して気密に密閉している。
【００１８】
本発明の角形電池は、ニッケル−水素電池、ニッケル−カドミウム電池等のアルカリ２次電池である。
【００１９】
【００２０】
本発明の角形電池は、最外側極板の芯体７に、実質的にパンチング穴のない非パンチングメタルを使用している。実質的にパンチング穴のない非パンチングメタルとは、積層した極板群２を外装缶１Ａに挿入するときに、最外側極板の芯体７を透過して、活物質が芯体７の表面にほとんど移行しない金属プレートを意味するものとする。したがって、本発明の非パンチングメタルは、活物質をほとんど透過させない微細なパンチング穴の開口されたパンチングメタルを含む意味に使用する。
【００２１】
本発明の角形電池は、非パンチングメタルの表面に結着剤を介して活物質を付着し、または、非パンチングメタルの表面を凹凸処理して活物質を付着し、あるいはまた、非パンチングメタルの表面をプラズマ処理して活物質を付着できる。
【００２２】
【００２３】
また、本発明の角形電池は、最外側極板の下端をＵ曲して、他の極板を挟着するように積層している。
【００２４】
【作用】
本発明の角形電池は、極板群を電池ケースに挿入する際に、芯体を図３の金属カバー１２に併用する。金属カバーに併用される芯体は、非パンチングメタルの導電性の板材で、電池ケースと対向する面を芯体露出面としている。芯体露出面は、活物質を除去した芯体であるので、極板群を電池ケースに挿入するとき、極板群から活物質が剥ぎ取られて脱落するのを有効に防止する。とくに、角形電池ケースに角形極板群を挿入するときに、極板群のコーナー部を確実に保護して、活物質の脱落を防止する。それは、極板群の表面を別の金属カバーで被覆するのではなく、極板の芯体を金属カバーに併用しているからである。別の金属カバーで被覆して電池ケースに挿入される極板群は、金属カバーが極板群よりも少しでも小さいと、極板群のコーナー部が金属カバーから突出して、突出部の活物質から脱落する。この弊害を防止するために、金属カバーを大きくする、いいかえると、極板群を小さくすると、極板群の実質的な体積が小さくなって体積エネルギー密度が低下する。これに対して、本発明の角形電池は、積層される極板の芯体を金属カバーに併用して、極板群を電池ケースに挿入するので、芯体が極板よりも大きくなることはない。芯体は、極板群の最外側面の全面を被覆し、これが電池ケースに挿入されるときに、コーナー部を含む全ての部分から活物質が脱落するのを有効に防止する。
【００２５】
さらに、最外側極板をＵ曲して積層してなる極板群が角形電池ケースに挿入されるときも、最外側極板の電池ケースとの対向面を芯体露出面としているので、極板のＵ曲部の近傍で活物質が脱落することがなく、高密度な極板群の脱落を防止して、電池ケースに挿入できる。このため、本発明の角形電池は、体積エネルギー密度を改善できるにもかかわらず、電池ケースを溶接等の方法で確実に気密に密閉できる。それは、電池ケースに挿入される極板群からの活物質の脱落を防止して、封口板を溶接等の方法で気密に密閉できるからである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための角形電池を例示するものであって、本発明は角形電池を下記のものに特定しない。
【００２７】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００２８】
図４に示す角形電池は、密閉構造の電池ケース１に極板群２を収容している。電池ケース１は、極板群２を挿入している外装缶１Ａと、この外装缶１Ａの開口部を気密に密閉している封口板１Ｂとで構成している。外装缶１Ａは、内面に負極板３を圧接して電気接続するので、少なくとも内面が導電性を有する。この構造の外装缶１Ａは、一般的には、金属ケースである。ただ、プラスチックケースの内面に導電層を設けたケースも使用できる。プラスチック製の外装缶は、プラスチック製の封口板を溶着して気密に閉塞される。
【００２９】
以下、角形電池を、アルカリ二次電池であるニッケル−水素電池として具体例を詳述する。ただし、本発明は、角形電池をニッケル−水素電池であるアルカリ二次電池に特定しない。本発明の角形電池は、芯体の表面に活物質を塗着してなる極板群を電池ケースに内蔵している全ての電池に採用できる。
【００３０】
図５は、極板群の断面構造を示す。この図の極板群２は、２枚の負極板３と、３枚の正極板４からなる。負極板３は、中央に帯状に設けた折曲薄層部６でＵ曲して、その間に、セパレータ５で包まれた正極板４を挟着している。折曲薄層部６は、芯体７の両面の活物質８を除去している。折曲薄層部は、芯体表面に付着する全ての活物質を除去することを理想とするが、多少の活物質が残存しても、折曲できればよい。
【００３１】
負極板３は、芯体７の表面に、活物質８である水表吸蔵合金を塗着して製作される。芯体７には、パンチングメタルと非パンチングメタルとを使用する。非パンチングメタルは、パンチング穴のない薄い金属箔である。非パンチングメタルである芯体は、表面に結着剤を塗布し、あるいは、表面をプラズマ処理して表面活性とし、あるいはまた、表面をサンドブラストして微細な凹凸面とする前処理をして、活物質を剥離し難いように付着できる。結着剤には、ポリビニールアルコール等の合成樹脂製の接着剤が使用できる。ポリビニールアルコールを結着剤に使用する場合、これを芯体の表面に塗布して乾燥させた後、その上に活物質を塗着する。
【００３２】
活物質８は、バインダーを添加した活物質スラリーの状態で芯体７の表面に一定の厚さに塗着される。活物質スラリーは、芯体７の表面に塗着された後、バインダーを硬化させる。
【００３３】
負極板３は、芯体７の全面に活物質８を塗着しない。図に示す負極板３は、最外側極板の電池ケースと対向する面には、活物質８が塗着されない。最外側極板は、正極板４と対向する片面にのみ、活物質８を塗着している。さらに、負極板３をＵ曲する折曲薄層部６は、芯体７の両面に活物質８が塗着されない。
【００３４】
活物質８を部分的に塗着するには、芯体７の一部に活物質８を塗着し、あるいは、芯体７の全面に活物質スラリーを塗着した後、バインダーが硬化するまえに、活物質スラリーをブレードで掻き落として、芯体露出面９と折曲薄層部６の活物質８を除去する。
【００３５】
正極板４は、水酸化ニッケルを保持し、図６に示すように、集電タブ１０を基材に溶接している。セパレータ５は、長尺物の１枚の不織布で、袋状にして正極板４を包むように収納して、正極板４と負極板３を絶縁する。
【００３６】
以上の構造の負極板と正極板は、以下のようにして極板群として組み立てられ、さらに、電池ケースに入れられて角形電池に組み立てられる。
（１）  まず、負極板３を中央部の折曲薄層部６で、Ｕ字状に折り曲げる。
（２）  次に、セパレータ５で包まれた正極板４を、Ｕ字状に折り曲げられた負極板の間に挟着する。
（３）  正極板４を挟着する２組の負極板３の間に、セパレータ５で包まれた正極板４を挟着するようにして、図５に示す構造の極板群２を組み立てる。
（４）  その後、正極板４の集電タブ１０を封口板１Ｂの正極端子１１に溶接して接続する。
（５）  極板群２が、角形で底を閉塞している角筒状の外装缶１Ａに挿入される。外装缶１Ａは金属ケースである。
【００３７】
電池ケース１に挿入された極板群２は、折曲薄層部６を電池ケース１の底面に接触させる。そして、極板群２の最外側極板となっている負極板３は、芯体露出面９を電池ケース１の内面に圧接して、電気接続する。この状態で、電池ケース１に挿入された極板群２は、ガタつきが生じることはなく、電池ケース１に収容される。
【００３８】
（６）  その後、電池ケース１に開口部から、電解液であるＫＯＨ液を注液し、次いで正極端子１１を有する封口板１Ｂを電池ケース１の開口部に挿入する。その後、封口板１Ｂと電池ケース１開口部との接合部に、レーザーを照射して溶接し、封口板１Ｂを電池ケース１の開口部に気密に固定して気密に封口する。
【００３９】
以上の工程で、本発明の実施例の角形電池が得られる。本発明の角形電池が、いかに優れた特性を示すかを明確にするために、比較電池を試作した。比較電池は、極板群の構造を図７に示す構造とした。すなわち、最外側極板となる負極板３は、芯体７の両面に活物質８を塗着した。活物質８の塗着状態を変更する以外、その他の構造は、前述の極板群と同じにした。とくに、芯体７表面に塗着する活物質８の総量も同じにした。作製方法も、前述の実施例の角形電池と同一とした。
【００４０】
本発明の実施例の角形電池と、比較例の角形電池は、それぞれ１０００個作製して、負極板３と電池ケース１の溶接部分の良否を判定した。なお、本発明の実施例の角形電池は、負極板３の芯体７に、パンチングメタルを使用するものと、非パンチングメタルを使用するものをそれぞれ１０００個作製した。なお、溶接部分の良否は、角形電池を完成した後、６０日間静置して、アルカリ電解液の漏液の有無で封口部の不良率を測定した。
【００４１】
負極板の芯体に非パンチングメタルを使用する角形電池は、最外側極板となる負極板のみ非パンチングメタルを使用し、その他の負極板の芯体にはパンチングメタルを使用する。
【００４２】
本発明の実施例の角形電池は、封口部の不良率が０％であった。これに対し、比較例の角形電池は、封口部の不良率が１．６％、すなわち、１０００個に対して１６個の電池が封口部で漏液した。
【００４３】
このように、本発明の角形電池が、封口部の不良率を極減できるのは、極板群２の最外側極板の電池ケース１に接する部分を芯体露出部としているので、極板群２を角形電池ケース１に挿入するときに、極板群２の表面が電池ケース１と接触して削られることがなく、したがって、活物質８が脱落することがないために、外装缶１Ａの開口部を、レーザー溶接等の方法で、確実に気密に密閉できるからである。
【００４４】
比較例の角形電池は、電池ケース１に極板群２を挿入するときに、極板群２の表面に塗着された活物質８が剥ぎ取られて脱落し、脱落した活物質８が、封口板１Ｂと電池ケース１の溶接部分に付着して不純物として介在し、溶接性を阻害することでピンホール等が発生して、封口性が低下する。
【００４５】
さらに、以上の実施例で試作した本発明の角形電池と、比較電池の放電率特性を比較すると、本発明の実施例の角形電池は、１Ｃ以上の高率放電特性が数％以上も改善された。それは、本発明の角形電池が、芯体露出面を直接に電池ケースに電気接続されるために、集電性に優れて高率放電特性を改善できるからである。比較例の角形電池は、最外側極板が芯体ではなくて活物質を介して電池ケースに接触するので、集電性が低下して高率放電特性が低下する。
【００４６】
以上の比較例の角形電池と本発明の角形電池は、芯体露出面の効果を明確にするために、負極板に塗着する活物質量を同じにした。本発明の角形電池は、電池ケースに挿入するときに、活物質の脱落を有効に防止できるので、実際に角形電池を製作する工程においては、芯体に塗着する活物質を多くすることが可能となる。それは、活物質を多く塗着しても、芯体露出面で極板群の両面を押圧する状態、いいかえると、金属カバーで被覆する状態で、電池ケースに挿入できるからである。したがって、本発明の角形電池は、活物質量を多くして、高密度な極板群を電池ケースに挿入して、しかも、活物質に起因する液漏れを極減できる特長がある。
【００４７】
さらに、本発明の実施例において、負極板の芯体に、パンチングメタルを使用した角形電池と、非パンチングメタルを使用した角形電池の特性を比較すると、非パンチングメタルを使用した角形電池がより優れた特性を示した。非パンチングメタルを芯体に使用した負極板は、パンチングメタルの負極板に比較して、表面に塗着した活物質が脱落し難く、また、負極板としての充填密度を高くできた。
【００４８】
パンチングメタルと非パンチングメタルを芯体に使用する負極板は、以下の（１）〜（５）のようにして試作した。なお、（１）〜（５）は片面の活物質を除去した極板である。
（１）  パンチングメタルに、表面処理をしないで活物質を塗着した負極板
（２）  非パンチングメタルに、表面処理をしないで活物質を塗着した負極板
（３）  非パンチングメタルの表面に、結着剤を塗布して活物質を塗着した負極板
（４）  非パンチングメタルの表面をサンドフラストして凹凸面とし、凹凸面に活物質を塗着した負極板
（５）  非パンチングメタルの表面をブラズマ処理して、その表面に活物質を塗着した負極板
【００４９】
以上のようにして試作された負極板は、以下の試験で活物質の脱落を測定した。負極板の活物質を塗着している面に、１０×１０ｍｍの碁盤目状にカッターで切れ目を入れ、その表面に粘着テープを付着し、粘着テープに活物質が付着して剥離された数を測定して、活物質の脱落率を測定した。
【００５０】
（１）〜（５）の負極板における活物質の脱落率は下記のようになった。
（１）の負極板……９９％
（２）の負極板……９０％
（３）の負極板……７５％
（４）の負極板……８０％
（５）の負極板……８０％
【００５１】
この測定条件において、非パンチングメタルを芯体に使用する負極板は、活物質の脱落が少なく、芯体の表面に強固に付着して極板強度が優れていることを明示する。とくに、表面処理した非パンチングメタルの表面に塗着した活物質は、相当に脱落し難く、もっとも優れた特性を示した。
【００５２】
さらに、非パンチングメタルの芯体を使用した負極板の極板群は、外装缶に理想的な状態で挿入できる特長がある。それは、最外側極板の芯体露出面となる芯体に、パンチング穴がないので、芯体のパンチング穴を通過して活物質が芯体露出面に移行しないからである。芯体露出面には全く活物質が塗着されず、また、芯体を透過して活物質が芯体露出面に移行することもないので、極板群を外装缶に挿入するときに、活物質が外装缶の開口部に付着するのを極減できる。
【００５３】
さらに、以上の（１）〜（５）の負極板を、一定の条件（１０ｔ／ｃｍ２）で圧延したときの充填密度を測定すると、以下のようになった。
（１）の負極板……５．０ｇ／ｃｃ
（２）の負極板……５．２ｇ／ｃｃ
（３）の負極板……５．２ｇ／ｃｃ
（４）の負極板……５．２ｇ／ｃｃ
（５）の負極板……５．２ｇ／ｃｃ
【００５４】
以上のように、非パンチングメタルの負極板は、パンチングメタルを芯体とした負極板と比較して、充填密度が高くなった。それは、活物質が芯体の表面に均一に充填されるからである。パンチングメタルは、パンチング穴に活物質が充填されるので、充填密度を高くできるように推測されるが、実際には圧延状態で活物質粒子をパンチング穴に高密度に充填することは難しい。それは、圧延して活物質粒子をスムーズに移動させて、パンチング穴に圧入できないからである。
【００５５】
非パンチングメタルは、パンチング穴がないので薄くして強くできる。このため、非パンチングメタルを芯体に使用する負極板は、薄い芯体を使用することができ、負極板を全体体積に対する活物質量を多くできる。
【００５６】
以上のように、負極板の芯体に、非パンチングメタルを使用する角形電池は、より優れた電池特性を実現できる。
【００５７】
以上の実施例は、外装缶と封口板をレーザー溶接して気密に固定する角形電池を例示して説明した。
【００５８】
【発明の効果】
本発明の角形電池は、極板群の最外側極板の電池ケースに接する部分を芯体露出面としているので、極板群を電池ケースに挿入する際に、芯体表面に塗着している活物質が、電池ケースの開口部に付着するのを防止できる。このため、電池ケースの開口部が活物質で汚れ、これが原因で負極板の外装缶の接合部の気密性が低下することがない。とくに、本発明の角形電池は、正極板と負極板とを角形に積層してなる極板群の、最外側極板の芯体を表面に露出させて、芯体を金属カバーと同等に働かせ、芯体で極板群を保護して、電池ケースに挿入できるので、角形電池ケースに挿入するときに、極板群と電池ケースのコーナー部における活物質の脱落も有効に防止できる。極板群を活物質が脱落しないようにして、電池ケースに挿入できるので、本発明の角形電池は、極板群を高密度な状態として、電池ケースに挿入できる。このため、角形電池に切望されている、体積エネルギー密度を改善して、しかも封口板と電池ケースの液漏れを極減できる理想的な特長が実現される。
【００５９】
とくに、本発明の角形電池は、最外側極板のＵ曲部を、芯体表面の活物質を除去している折曲薄層部とし、この折曲薄層部に連続するように、最外側極板に芯体露出面を設けている。この構造の角形電池は、折曲薄層部から芯体露出面に連続する芯体の表面で、極板群を理想的な状態に保護しながら、電池ケースに挿入できる。このため、Ｕ曲してなる極板群を、理想的な状態で、電池ケースに高い密度で圧入できる卓効を実現する。とくに、図１に示すように、活物質が最も脱落しやすい、Ｕ曲部の近傍で、活物質の脱落を極めて有効に防止して、極板群を電池ケースに挿入できる特長を実現する。
【００６０】
さらに、本発明の角形電池は、芯体露出面となる最外側極板の芯体に非パンチングメタルを使用している。この角形電池は、高い密度の極板群を外装缶に挿入して、活物質が外装缶の開口部に付着するのを最も有効に防止して、電池ケースをより確実に気密に密閉できる特長を実現する。それは、芯体露出面が、パンチング穴のない非パンチングメタルで覆われる極板群を、外装缶に挿入するからである。極板群の芯体露出面に位置する非パンチングメタルは、活物質の透過するパンチング穴がなく、芯体露出面に全く活物質のない極板群を外装缶に挿入できる。
【００６１】
さらに、パンチング穴のない非パンチングメタルは、薄くて強くできるので、発電に寄与しない芯体を薄くして、電池の実質的な容量を増大できる特長も実現できる。また、非パンチングメタルは、表面処理することによって活物質を脱落しないように強固に付着できる特長も実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来の角形電池の極板群を電池ケースに挿入する状態を示す断面図
【図２】  従来の他の角形電池の極板群を電池ケースに挿入する状態を示す斜視図
【図３】  従来の他の角形電池の極板群を金属カバーで被覆して電池ケースに挿入する状態を示す分解斜視図
【図４】  本発明の実施例の角形電池の一部断面斜視図
【図５】  図４に示す角形電池の極板群の構造を示す断面図
【図６】  図４に示す正極板をセパレータに挿入する状態を示す斜視図
【図７】  比較例の角形電池の極板群の構造を示す断面図
【符号の説明】
１…電池ケース        １Ａ…外装缶        １Ｂ…封口板
２…極板群
３…負極板
４…正極板
５…セパレータ
６…折曲薄層部
７…芯体
８…活物質
９…芯体露出面
１０…集電タブ
１１…正極端子
１２…金属カバー
【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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