(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻回型発電要素を備え、前記発電要素の１端面に少なくとも正負いずれかの極性の集電耳群が配された蓄電池において、
少なくとも正負いずれかの前記集電耳群のうちの最も外側の集電耳を、極板の中心方向に向かって、外側から２番目の集電耳を有する極板の周回上まで傾斜させたとき、最も外側の集電耳と外側から２番目の集電耳とが接触しないよう、最も外側の集電耳は、外側から２番目の集電耳の両端部と巻回中心とを結ぶ各々の仮想直線と前記巻回型発電要素の外周とで囲まれた領域外に配されるとともに、その他全ての集電耳は一直線上に配されていることを特徴とする蓄電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は巻回型の発電要素を備えた蓄電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
巻回型の発電要素を備えた蓄電池は、図１に示すように、極板１０に複数の集電耳１１を備えることが一般的である。巻回型の発電要素に使用する極板は帯状に長尺であるため、集電耳１１の数が１つしかないと、集電耳から極板１０の端部に至るまでの導電経路が長くなる。すると、極板１０が発電した電気が、導電経路通過中に導電体自身の抵抗によって電力損失を生じてしまう。そのため、巻回型の発電要素を備えた蓄電池では、できるだけ多くの集電耳１１を備えることが望ましい。
【０００３】
しかし、図２に示すように、巻回型の蓄電池とする際には、前述した複数の同極性の集電耳１１ａ、１１ｂを、ストラップと称する導電部材で一括接続する必要があるために、集電耳を配する位置は必然的に、巻回中心を通過する仮想直線に対して一方に正極１１ａ（または１１ｂ）、一方に負極１１ｂ（または１１ａ）という配置になることが多い。望ましくは図３に示すような配置や、図４に示す特願２０００−３５１６８５で開示された配置がよい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
巻回型の蓄電池は、発電要素を巻回し、樹脂などの絶縁性容器に挿入後、前記絶縁性容器を金属などの補強ケースに挿入する。このため、同極性の集電耳同士を接続したストラップが、巻回した発電要素の外周よりも外側にはみ出すと、絶縁性容器及び／または補強ケースへの挿入が不可能になってしまう。
【０００５】
また、巻回型蓄電池に使用される極板の厚みは１ｍｍ前後と、比較的薄いために、最外周の集電耳は発電要素の外周の近傍に配されることが多い。
【０００６】
このような条件下で、量産に適したＣＯＳ法（キャスト・オン・ストラップ法、鋳型に集電耳群を挿入し、溶融鉛の注入によってストラップを形成する方法）によってストラップを形成しようとすると、図５に示したように、最外周の集電耳１１ｚは鋳型２０の末端に接する、あるいはほとんど接するように配置しないと、ストラップが発電要素の外周からはみ出してしまう。この状態でＣＯＳ法を実施すると、最外周の集電耳１１ｚの外側に溶融鉛が充分に回りこまず、満足のいくストラップが形成されない。
【０００７】
上述の問題を回避するために、図６に示すように最外周の集電耳１１ｚを内側に曲げることが考えられるが、この場合、最外周の集電耳１１ｚと最外周から２番目の集電耳１１ｙの間だけが狭くなり、この場合は狭い部分に溶融鉛の回りこみが生じにくく、この場合も満足のいくストラップが形成されない。
【０００８】
そこで図７に示すように、集電耳１１の間隔を一定にするようにすると溶融鉛の回り込みが均一になり、比較的良好なストラップが形成できるが、このようにすべての集電耳１１を曲げる加工の自動化は非常に困難である。
【０００９】
本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、集電耳の曲げ加工が自動化しやすく、かつ良好な状態で発電要素の外周からはみ出すことのないストラップを備えた、巻回型の発電要素を備えた蓄電池を提供するものである。
【００１０】
【発明が解決するための手段】
巻回型発電要素を備え、前記発電要素の１端面に少なくとも正負いずれかの極性の集電耳群が配された蓄電池において、少なくとも正負いずれかの前記集電耳群のうちの最も外側の集電耳を、極板の中心方向に向かって、外側から２番目の集電耳を有する極板の周回上まで傾斜させたとき、最も外側の集電耳と外側から２番目の集電耳とが接触しないよう、最も外側の集電耳は、外側から２番目の集電耳の両端部と巻回中心とを結ぶ各々の仮想直線と前記巻回型発電要素の外周とで囲まれた領域外に配されるとともに、その他全ての集電耳は一直線上に配されていることを特徴とする蓄電池である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図８に本発明の実施例を示す。最外周の集電耳１１ｚを他の集電耳の一連と離れた位置（最も外側の集電耳を極板群の中心方向に向かって、外側から２番目の集電耳を有する極板の周回上まで傾斜させたとき、最も外側の集電耳と外側から２番目の集電耳とが接触しない位置）に配置している。この配置によって、同極性の集電耳同士にＣＯＳ法によってストラップを形成する際、そのままＣＯＳ鋳型に挿入すると、図５に示したように最外周の集電耳１１ｚが鋳型２０に接したり、すぐ近傍に配されたりするので、図６に示したように最外周の集電耳１１ｚを内側に折り曲げることによってＣＯＳ鋳型２０の外壁から離す。この場合、最外周の集電耳１１ｚと、最外周から２番目の集電耳１１ｙとは図６において、手前−奥方向に位置がずれているので、集電耳同士の距離の狭い部分がなくなる。このため溶融が回り込みにくい部分がなくなって、良好なストラップを形成することができる。
【００１２】
この場合、内側に折り曲げる必要のある集電耳１１は、最外周のもの１１ｚだけでよく、図７に示したようにすべての集電耳１１を折り曲げる必要がない。このために折り曲げの自動化は非常に簡便である。
【００１３】
なお、ＣＯＳの鋳型２０については、巻回型蓄電池の巻回中心から、外周に向かって扇状に広がる形状とすることが望ましい。これは、巻回の条件や極板厚みのばらつき等によって、巻回したときに集電耳位置がずれることがあっても、ずれが大きくなる外周部ほど広がった形状にすることにより、ずれによるＣＯＳ鋳型への挿入不能を防止することができるためである。
【００１４】
【実施例】
高さ８６ｍｍ、長さ４９９ｍｍ、厚さ０．９ｍｍで、５ヶ所に集電耳を設けた正極板と、高さ８６ｍｍ、長さ４９９ｍｍ、厚さ０．９ｍｍで、５ヶ所に集電耳を設けた負極板とを、２０ｋＰａ加圧時の厚みが０．８ｍｍの微細ガラス繊維性セパレータを介して６回巻回型の、１０Ａｈ／５ｈＲ−２Ｖの制御弁式巻回型鉛蓄電池を複数作製した。
【００１５】
ここで、正負極板の最外周の集電耳の位置を各種変更した。なお、最外周以外の集電耳は、その集電耳の幅が巻回中心から放射状に発する仮想直線の少なくとも１本に交差するように配した。
【００１６】
このように作製した制御弁式巻回型鉛蓄電池の最外周の集電耳を、内側に約３ｍｍ曲げ、ＣＯＳによって巻回中心から外周に向かって扇状に広がるストラップを作製した。ＣＯＳによってストラップを作製するので、巻回型発電要素を収納容器に収納するときに、ストラップが外周からはみ出て、収納容器に収納できなくなるという製造不良は皆無であった。
【００１７】
巻回後の１番外側の集電耳を、極板群の中心方向に向かって、外側から２番目の集電耳を有する極板の周回上まで傾斜させたとき、最も外側の集電耳と外側から２番目の集電耳とが接触しないよう構成された各種鉛蓄電池Ａ群と、巻回後の１番外側の集電耳を、極板群の中心方向に向かって、外側から２番目の集電耳を有する極板の周回上まで傾斜させたとき、最も外側の集電耳と外側から２番目の集電耳とが接触するよう構成された各種鉛蓄電池Ｂ群とで、ＣＯＳによって製造したストラップの状態を調査し、目視による製造不良（ストラップ下面の直線性の確認）、ストラップ引張り時の集電耳はずれ等を製造不良として判断した。全試験電池に対して、本発明によるＡ群の鉛蓄電池の製造不良率は０．５％以下であったのに対し、従来のＢ群の鉛蓄電池の製造不良率は、最外周の極板耳の位置にもよるが、２〜１０％の製造不良率であった。
【００１８】
上記実施例の他、極板の大きさ、厚み、巻回回数等を変更して、最外周の集電耳位置を変更した蓄電池についても同様の試験を実施したが、製造不良率については上述の結果とほぼ同様であった。
【００１９】
なお、上記実施例では鉛蓄電池について述べたが、鉛蓄電池に限らず、他の種類の電池についても適用が可能である。
【００２０】
【発明の効果】
本発明により、集電耳の曲げ加工が自動化しやすく、かつ良好な状態で発電要素の外周からはみ出すことのないストラップを備えた、巻回型の発電要素を備えた蓄電池を提供することができる。これにより巻回型蓄電池自動生産が容易になり、ＣＯＳによるストラップ製造不良率の低減が可能になる。
【００２１】
【図面の簡単な説明】
【図１】    複数の集電耳が突設された集電体
【図２】    ２枚の電極をセパレータを介して巻回する様子
【図３】    従来の集電耳配置
【図４】    従来の集電耳配置
【図５】    ＣＯＳ溶接時の集電耳配置
【図６】    ＣＯＳ溶接時の集電耳配置
【図７】    ＣＯＳ溶接時の集電耳配置
【図８】  本発明による集電耳配置
【符号の説明】
１０    極板
１１    集電耳
１１ａ  正極集電耳（または負極集電耳）
１１ｂ  負極集電耳（または正極集電耳）
１１ｚ  最外周の集電耳
１１ｙ  最外周から２番目の集電耳
２０    ＣＯＳ鋳型
【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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