(57)【要約】【課題】金属製接続部材の突起部の配置位置と集電体およびリード部の突起部の配置位置とをそれぞれ最適化して、通電経路が最短になるようにする。【解決手段】負極集電体１４に外装缶１７の底面との溶接点となる複数の第１突起部１４ｃが形成されており、正極集電リード部１６に封口体１８との溶接点となる複数の第２突起部１６ｅが形成されている。金属製接続部材２０は一方の単電池の外装缶１７の底面との溶接点となる複数の第３突起部２２ｂが形成されているとともに、他方の単電池の封口体との溶接点となる複数の第４突起部２１ａが形成されている。そして、複数の第１突起部１４ｃで形成される同心円と複数の第３突起部２２ｂで形成される同心円とがとが等しく、かつ複数の第２突起部１６ｅで形成される同心円と複数の第４突起部２１ａで形成される同心円とがとが等しくなるように配置されている。【選択図】  図１２
2009245733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の単電池の負極外部端子となる外装缶の底面と、当該単電池に相隣接する他方の単電池の正極外部端子となる正極キャップを備えた封口体とが金属製接続部材に溶接されて複数の単電池間が直列接続されたモジュール電池であって、
前記単電池は正極板とセパレータと負極板とからなる渦巻状電極群の一方の端部に正極集電体が溶接され、他方の端部に負極集電体が溶接された電極体を外装缶内に収納して形成されているとともに、
前記負極集電体に前記外装缶の底面との溶接点となる複数の第１突起部が形成されており、前記正極集電体に溶接されたリード部に前記封口体の底面との溶接点となる複数の第２突起部が形成されており、
前記複数の第１突起部および前記複数の第２突起部は当該単電池の中心軸に対して同心円状になるように形成されており、
前記金属製接続部材は前記一方の単電池の外装缶の底面との溶接点となるために当該外装缶の底面に向けて突出する複数の第３突起部が当該金属製接続部材の中心軸に対して同心円状に形成されているとともに、前記他方の単電池の封口体との溶接点となるために当該封口体に向けて突出する複数の第４突起部が当該金属製接続部材の中心軸に対して同心円状に形成されており、
前記単電池の中心軸と前記金属製接続部材の中心軸とが一致するように配置されているとともに、前記複数の第１突起部で形成される同心円と、前記複数の第３突起部で形成される同心円とがとが等しく、かつ前記複数の第２突起部で形成される同心円と、前記複数の第４突起部で形成される同心円とがとが等しくなるように配置されていることを特徴とするモジュール電池。
【請求項２】
前記複数の第１突起部で形成される同心円と、前記複数の第２突起部で形成される同心円と、前記複数の第３突起部で形成される同心円と、前記複数の第４突起部で形成される同心円とがとが等しくなるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載のモジュール電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一方の単電池の負極外部端子となる外装缶の底面と、当該単電池に相隣接する他方の単電池の正極外部端子となる正極キャップを備えた封口体とが金属製接続部材に溶接されて複数の単電池間が直列接続されたモジュール電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ニッケル−水素蓄電池、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、正極および負極の端部に集電体を接続して電極体を形成し、この電極体を金属製外装缶に収納して正極集電体から延伸するリード部を封口体に溶接した後、封口体を外装缶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。このようなアルカリ蓄電池がＨＥＶ（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅｓ）やＰＥＶ（Ｐｕｒｅ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅｓ）などの電気自動車の用途に用いられる場合、高出力が要求されるため、電池内部の抵抗を低減する必要がある。
【０００３】
そこで、電池内部の抵抗を低減するための手法として、例えば、特許文献１（特開２００１−１４３６８４号公報）や特許文献２（特開２００４−２３５０３６号公報）などが提案されるようになった。これらの特許文献１や特許文献２などで提案された内部抵抗低減化の手法においては、正極集電体と封口体との間を筒状の集電リードで接続（溶接）するようになされている。このような筒状の集電リードを用いることにより、正極集電体と封口体との間の集電経路が短くなるため、内部抵抗を低減させることが可能となる。
【０００４】
ところで、ＨＥＶやＰＥＶなどの用途にアルカリ蓄電池を用いる場合、通常、複数の単電池を直列に接続してモジュール電池（組電池）として使用するのが一般的である。このようなモジュール電池においては、例えば、特許文献３（特開２００１−３４５０８８号公報）に示されるように、複数の単電池間にそれぞれ金属製接続部材を配置した後、両端部に配置された電池に一対の溶接電極を配置して、直接、相隣接する単電池と金属製接続部材とを溶接する手法（インダイレクト方式）が提案されている。この場合、一対の溶接電極間に溶接電流を流すことにより、相隣接する一方の単電池の負極外部端子となる外装缶の底面に金属製接続部材が溶接されるとともに、この金属製接続部材と他方の単電池の正極外部端子となる正極キャップを備えた封口体とが溶接されるようになる。
【特許文献１】特開２００１−１４３６８４号公報
【特許文献２】特開２００４−２３５０３６号公報
【特許文献３】特開２００１−３４５０８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上述した特許文献３にて提案されたインダイレクト方式による溶接手法においては、モジュール電池内を流れる電流経路については十分な検討がなされていなかったため、単電池間の接続抵抗の低減が充分ではなかった。このため、モジュール電池（組電池）として低抵抗化が達成できなくて、出力損失を抑制でないという問題を生じた。
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、金属製接続部材の突起部の配置位置と集電体およびリード部の突起部の配置位置とをそれぞれ最適化して、通電経路が最短になるように最適化して、単電池間の接続抵抗が低減して、出力損失が低減したモジュール電池（組電池）を提供できるようにすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のモジュール電池（組電池）は、一方の単電池の負極外部端子となる外装缶の底面と、当該単電池に相隣接する他方の単電池の正極外部端子となる正極キャップを備えた封口体とが金属製接続部材に溶接されて複数の単電池間が直列接続されている。そして、上記目的を達成するため、単電池は正極板とセパレータと負極板とからなる渦巻状電極群の一方の端部に正極集電体が溶接され、他方の端部に負極集電体が溶接された電極体を外装缶内に収納して形成されているとともに、負極集電体に外装缶の底面との溶接点となる複数の第１突起部が形成されており、正極集電体に溶接されたリード部に封口体の底面との溶接点となる複数の第２突起部が形成されており、複数の第１突起部および複数の第２突起部は当該単電池の中心軸に対して同心円状になるように形成されており、金属製接続部材は一方の単電池の外装缶の底面との溶接点となるために当該外装缶の底面に向けて突出する複数の第３突起部が当該金属製接続部材の中心軸に対して同心円状に形成されているとともに、他方の単電池の封口体との溶接点となるために当該封口体に向けて突出する複数の第４突起部が当該金属製接続部材の中心軸に対して同心円状に形成されており、単電池の中心軸と金属製接続部材の中心軸とが一致するように配置されているとともに、複数の第１突起部で形成される同心円と複数の第３突起部で形成される同心円とがとが等しく、かつ複数の第２突起部で形成される同心円と複数の第４突起部で形成される同心円とがとが等しくなるように配置されていることを特徴とする。
【０００７】
ここで、複数の第１突起部で形成される同心円と複数の第３突起部で形成される同心円とがとが等しいと、第１突起部から第３突起部までの径方向の電流経路、即ち、一方の単電池の外装缶の底面と金属製接続部材までの径方向の電流経路を短縮することが可能となる。また、複数の第２突起部で形成される同心円と複数の第４突起部で形成される同心円とがとが等しいと、第２突起部から第４突起部までの径方向の電流経路、即ち、金属製接続部材と他方の単電池の封口体までの径方向の電流経路を短縮することが可能となる。これにより、モジュール電池（組電池）としての単電池間の接続部での電流経路の短縮化が可能となり、単電池間の接続抵抗が低減して、出力損失が低減したモジュール電池（組電池）を提供できるようなる。
【０００８】
この場合、複数の第１突起部で形成される同心円と、複数の第２突起部で形成される同心円と、複数の第３突起部で形成される同心円と、複数の第４突起部で形成される同心円とがともに等しくなるように配置されていると、モジュール電池内を流れる通電経路がさらに短縮されることとなるので、単電池間の接続抵抗がさらに低減して、出力損失がさらに低減したモジュール電池（組電池）が得られるようになる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明においては、金属製接続部材の突起部の配置位置と集電体およびリード部の突起部の配置位置とが最適化されるので、モジュール電池内を流れる径方向の電流経路が短縮されて、単電池間の接続抵抗が低減し、かつ出力損失が低減したモジュール電池（組電池）を提供できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明のモジュール電池（組電池）の一実施の形態を図１〜図１２に基づいて説明する。この場合、モジュール電池（組電池）に用いられる単電池としてニッケル−水素蓄電池を用いた場合について説明するが、本発明はこれに限定されるものでなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。
なお、図１は正極板とセパレータと負極板とからなる渦巻状電極群を模式的に示す斜視図である。図２は負極集電体を示す図であり、図２（ａ）は本発明の負極集電体を示す上面図であり、図２（ｂ）は比較例（従来例）の負極集電体を示す上面図である。
【００１１】
図３は正極集電体を示す上面図である。図４は実施例１の正極集電リードを示す図であり、図４（ａ）はその正面図であり、図４（ｂ）はその下面図である。図５は実施例２の正極集電リードを示す図であり、図５（ａ）はその正面図であり、図５（ｂ）はその下面図である。図６は比較例（従来例）の正極集電リードを示す正面図である。図７は外装缶内に収納された渦巻状電極群の一方の端部に接続された正極集電体の上に、図４に示す正極集電リードと、封口体を配置した後、これらを溶接する状態を模式的に示す断面図である。
【００１２】
図８は単電池となるニッケル−水素蓄電池を模式的に示す図であり、図８（ａ）は実施例１，２のニッケル−水素蓄電池を模式的に示す断面図であり、図８（ｂ）は比較例（従来例）のニッケル−水素蓄電池を模式的に示す断面図である。図９は本発明の実施例１の金属製接続部材を模式的に示す図であり、図９（ａ）はその上面図であり、図９（ｂ）はその側面図である。図１０は本発明の実施例２の金属製接続部材を模式的に示す図であり、図１０（ａ）はその上面図であり、図１０（ｂ）はその側面図である。
【００１３】
図１１は、一方の単電池に相隣接する他方の単電池が金属製接続部材によって直列接続されるように溶接して電池モジュールを作製する状態を模式的に示す図であり、図１１（ａ）は実施例１の電池モジュールの作製状態を模式的に示す側面図であり、図１１（ｂ）は実施例２の電池モジュールの作製状態を模式的に示す側面図であり、図１１（ｃ）は比較例の電池モジュールの作製状態を模式的に示す側面図である。図１２は、溶接状態および通電経路の要部を模式的に示す図であり、図１２（ａ）は実施例１の電池モジュールの要部の側面あるいは断面を模式的に示す図であり、図１２（ｂ）は実施例２の電池モジュールの要部の側面あるいは断面を模式的に示す図であり、図１２（ｃ）は比較例の電池モジュールの要部の側面あるいは断面を模式的に示す図である。
【００１４】
１．渦巻状電極群
まず、パンチングメタルからなる極板芯体１１ａの表面にニッケル焼結多孔体１１ｂ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同ニッケル焼結多孔体１１ｂの多孔内に含浸する。ついで、これを乾燥させた後、所定の厚みになるまで圧延し、所定の寸法になるように切断してニッケル正極板１１を作製する。ここで、ニッケル正極板１１の幅方向の一方の端部（図１において上部）には極板芯体１１ａが露出した芯体露出部１１ｃが形成されている。
【００１５】
また、パンチングメタルからなる極板芯体１２ａの表面に水素吸蔵合金を主体とするペースト状負極活物質１２ｂを塗布し、乾燥させた後、所定の厚みになるまで圧延し、所定の寸法になるように切断して水素吸蔵合金負極板１２を作製する。 ここで、水素吸蔵合金負極板１２の幅方向の一方の端部（図１において下部）には極板芯体１２ａが露出した芯体露出部１２ｃが形成されている。ついで、図１に示すように、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１０ａを作製する。なお、この渦巻状電極群１０ａの高さ方向の一方の端部（図１において上部）には芯体露出部１１ｃが突出しているとともに、他方の端部（図１において下部）には芯体露出部１２ｃが突出している。
【００１６】
２．集電体
（１）負極集電体
本実施例の負極集電体１４は、図２（ａ）に示すように、略円形（最大で直径が３０ｍｍ）に形成されていて、中心部の周囲から端部に向けて多数のバーリング孔（例えば、直径が２ｍｍで、バーリング高さが０．４ｍｍで、バーリング厚みが０．１ｍｍのもの）１４ａが形成されている。また、負極集電体１４の外周部には、無効な溶接電流を減少させ、有効な溶接電流を増大させるために、端縁に向けて開口する一対のスリット１４ｂが形成されている。さらに、中心部から同一の半径となる同心円Ｘが形成されるように、４個のプロジェクション突起（第１突起部）１４ｃが等間隔に配置されている。
【００１７】
なお、これらの４個のプロジェクション突起（第１突起部）１４ｃは後述する外装缶１７の底面に向けて突出するように形成されているとともに、その同心円ｘの半径ｒ１が、後述する接続部材２０（３０）に配置された４個のプロジェクション突起（第３突起部）２２ｂ（３１ｂ）により形成された同心円Ｘの半径Ｒ１（ｒ１＝Ｒ１）と一致するように形成されている。
一方、比較例（従来例）の負極集電体１４Ｘは、図２（ｂ）に示すように、その中心部にプロジェクション突起１４ｄが形成されていること以外は、上述した実施例の負極集電体１４とほぼ同様である。なお、図２（ａ）と同一符号は同一名称を表すので、詳細な説明は省略する。
【００１８】
（２）正極集電体
正極集電体１５は、図３に示すように、略円形（最大で直径が３０ｍｍ）に形成されていて、中心部に溶接電極挿入用の中心開口１５ａが形成されているとともに、この中心開口１５ａの周囲から端部に向けて多数のバーリング孔（例えば、直径が２ｍｍで、バーリング高さが０．４ｍｍで、バーリング厚みが０．１ｍｍのもの）１５ｂが形成されている。また、正極集電体１５の外周部には、無効な溶接電流を減少させ、有効な溶接電流を増大させるために、端縁に向けて開口する一対のスリット１５ｃが形成されている。
【００１９】
（３）正極集電リード
（実施例１）
本実施例１の正極集電リード１６は、図４（ａ）（ｂ）に示すように、ニッケルめっきが施された鉄板を筒状で、両端部が斜めに切断された形状になるように組み立てて形成されたものである。そして、後述する封口体１８の底面に溶接される上面部１６ａと、正極集電体１５に溶接される下面部１６ｂと、溶接電極挿入用の中心開口１６ｃと、後述する封口体１８の弁部を収納するための弁部収納用開口１６ｄとが設けられている。また、上面部１６ａには封口体１８の底面に溶接された際の溶接点となるために封口体１８に向けて突出するプロジェクション突起（第２突起部）１６ｅが４箇所に形成されている。
【００２０】
さらに、下面部１６ｂには正極集電体１５の上面に溶接された際の溶接点となるために正極集電体１５に向けて突出するプロジェクション突起１６ｆが４箇所に形成されている。この場合、４箇所のプロジェクション突起１６ｅは中心開口１６ｃから同心円状（半径：ｒ２）の位置になるように形成されており、プロジェクション突起１６ｆは中心開口１６ｃから同心円状（半径：ｒ３＜ｒ２）の位置になるように形成されている。なお、４箇所のプロジェクション突起（第２突起部）１６ｅで形成される同心円状（半径：ｒ２）は、後述する実施例１の接続部材２０に配置された４個のプロジェクション突起２１ａにより形成された同心円の半径Ｒ２（ｒ２＝Ｒ２）と一致するように形成されている。
【００２１】
（実施例２）
本実施例２の正極集電リード１６Ａは、図５（ａ）（ｂ）に示すように、上述した図４（ａ）（ｂ）に示す実施例１の正極集電リード１６とほぼ同様に形成されているが、上面部１６ａに形成された４箇所のプロジェクション突起（第２突起部）１６ｇで形成される同心円は半径がｒ１で、上述した実施例の負極集電体１４に形成されたプロジェクション突起１４ｃで形成される同心円の半径ｒ１と等しいとともに、後述する実施例２の接続部材３０に配置された４個のプロジェクション突起３２ｂにより形成された同心円Ｚの半径Ｒ１（ｒ１＝Ｒ１）と一致するように形成されている点で、実施例１の正極集電リード１６と相異する。なお、プロジェクション突起（第２突起部）１６ｇの配置位置が異なること以外は、上述した実施例１の正極集電リード１６とほぼ同様である。そして、図４（ａ）（ｂ）と同一符号は同一名称を表すので、その他の詳細な説明は省略する。
【００２２】
（比較例）
一方、比較例（従来例）の正極集電リード１６Ｘは、図６に示すように、ニッケルめっきが施された鉄板を筒状で、両端部が斜めに切断された形状になるように組み立てて形成されたものである。そして、後述する封口体１８の底面に溶接される上面部１６ｈと、正極集電体１５に溶接される下面部１６ｉと、溶接電極挿入用の中心開口１６ｊとが設けられている。また、上面部１６ｈには封口体１８の底面（この場合は弁部の底面となる）に溶接された際の溶接点となるために封口体１８に向けて突出するプロジェクション突起１６ｋが４箇所に形成されている。
【００２３】
さらに、下面部１６ｉには正極集電体１５の上面に溶接された際の溶接点となるために正極集電体１５に向けて突出するプロジェクション突起１６ｌが４箇所に形成されている。この場合、４箇所のプロジェクション突起１６ｋは中心開口１６ｊから同心円状（半径：ｒ４）の位置になるように形成されており、プロジェクション突起１６ｌは中心開口１６ｊの中心から同心円状（半径：ｒ５＞ｒ４）の位置になるように形成されている。なお、４箇所のプロジェクション突起１６ｋで形成される同心円状（半径：ｒ４）は、後述する接続部材２０に配置された４個のプロジェクション突起２２ｂにより形成された同心円の半径Ｒ１とは一致しない（ｒ４≠Ｒ１）こととなる。
【００２４】
３．ニッケル−水素蓄電池（単電池）
ついで、上述のような構成となる渦巻状電極群１０ａと、負極集電体１４（１４Ｘ）と、正極集電体１５と、正極集電リード１６（１６Ａ，１６Ｘ）とを用いて、単電池となるニッケル−水素蓄電池を作製する例について、図７および図８に基づいて以下に説明する。なお、正極集電リード１６Ａあるいは正極集電リード１６Ｘを用いた場合であっても、正極集電リード１６を用いた場合とほぼ同様であるので、ここでは、正極集電リード１６を用いた場合について説明することとする。
【００２５】
この場合、まず、渦巻状電極群１０ａの下端面に露出する水素吸蔵合金負極板１２の芯体露出部１２ｃに負極集電体１４を溶接する。また、渦巻状電極群１０ａの上端面に露出するニッケル正極板１１の芯体露出部１１ｃに正極集電体１５を溶接して電極体とする。この後、鉄にニッケルメッキを施した有底筒状の外装缶（底面の外面は負極外部端子となる）１７内に収納した後、渦巻状電極群１０ａの中心部に形成された空間部に溶接電極を挿入し、水素吸蔵合金負極板に溶接された負極集電体１４を外装缶１７の内底面にスポット溶接する。これにより、図８（ａ）に示すように、負極集電体１４に形成されたプロジェクション突起１４ｃが溶接点となって、負極集電体１４が外装缶１７の内底面に溶接されることとなる。なお、負極集電体１４Ｘを用いた場合は、負極集電体１４Ｘの中心部にプロジェクション突起１４ｄが形成されているため、図８（ｂ）に示すように、プロジェクション突起１４ｄが溶接点となって負極集電体１４Ｘは外装缶の内底面に溶接されることとなる。
【００２６】
ついで、渦巻状電極群１０ａの上端部に溶接された正極集電体１５の上に正極集電リード１６を配置した後、プロジェクション突起１６ｆの上面部に溶接電極を押し当てて、正極集電体１５に正極集電リード１６をスポット溶接する。これにより、正極集電リード１６の下面部１６ｂに形成されたプロジェクション突起１６ｆが溶接点となって、正極集電リード１６が正極集電体１５に溶接されることとなる。ついで、外装缶１７の上部内周側に防振リング１９ｂを挿入し、外装缶１７の上部外周側に溝入れ加工を施して防振リング１９ｂの上端部に環状凹部１７ａを形成する。この後、外装缶１７内に７Ｎの水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液からなるアルカリ電解液を注入する。
【００２７】
この後、この正極集電リード１６の上に封口体１８を配置する。ここで、封口体１８は、図８（ａ）に示すように、封口板１８ａと正極キャップ（正極外部端子）１８ｂとからなり、この正極キャップ１８ｂ内には弁板１８ｃとスプリング１８ｄからなる弁体を備えているので、封口板１８ａの中心部は下方に突出して形成されている。また、封口体１８の中央にはガス抜き孔が形成されているとともに、その周縁には、予め絶縁ガスケット１９ａが嵌着されている。なお、正極集電リード１６の上に封口体１８を配置するに際しては、正極集電リード１６の上面部１６ａに形成された弁部収納用開口１６ｄ内に、封口板１８ａの中心部に形成された突出部（弁部）を挿入する。これにより、正極集電リード１６の上面部１６ａに形成された４箇所のプロジェクション突起１６ｅは、封口板１８ａの中心部に形成された突出部の外周部の底面に接触することとなる。
【００２８】
ついで、図７に示すように、封口体１８の上部と外装缶１７の下部に一対の溶接電極Ｗ１，Ｗ２を配置した後、これらの一対の溶接電極Ｗ１，Ｗ２間に２×１０6Ｎ／ｍ2の圧力を負荷しながら２４Ｖの電圧を印加し、３ｋＡの溶接電流を１５ｍｓｅｃの時間だけ流す通電処理を施した。これにより、正極集電リード１６の上面部１６ａに形成されたプロジェクション突起（第２突起部）１６ｅが溶接点となって、封口体１８が正極集電リード１６に溶接されることとなる。この後、外装缶１７の開口端縁１７ｂを内方にかしめて封口することにより、図８（ａ）に示すような単電池１０となる６．０Ａｈのニッケル−水素蓄電池が得られる。この場合、正極集電リード１６Ａを用いた場合は単電池１０Ａとなる。
【００２９】
なお、正極集電リード１６Ｘを用いた場合は、正極集電リード１６Ｘの上面部１６ｈには封口板１８ａの中心部に形成された突出部（弁部）を挿入するための開口は形成されていないため、図８（ｂ）に示すように、正極集電リード１６Ｘの上面部１６ｈに封口板１８ａの中心部に形成された突出部（弁部）が配置されることとなる。これにより、正極集電リード１６Ｘの上面部１６ｈに形成された４箇所のプロジェクション突起１６ｋが、封口板１８ａの中心部に形成された突出部の底面に接触することとなり、単電池１０Ｘとなる６．０Ａｈのニッケル−水素蓄電池が得られることとなる。
【００３０】
４．金属製接続部材
（１）実施例１
単電池間を接続する本実施例１の金属製接続部材２０は、鉄、銅、ニッケルやそれらの合金などの導電性が良好な金属板のプレス成形により形成されており、図９に示すように、外径が金属製外装缶１７の底面の外径よりもやや小径に形成された環状の平面部（フランジ部）２１と、この環状の平面部（フランジ部）２１より膨出する膨出部２２とを備えている。ここで、膨出部２２には、その中心部に正極キャップ１８ｂの外径よりも大径で円形の中心開口２２ａが形成されているとともに、膨出部２２より外方に突出するように４箇所のプロジェクション突起（第３突起部）２２ｂが中心より半径がＲ１となる円（図９（ａ）の点線円Ｘ参照）上に等間隔に形成されている。なお、膨出部２２の高さは正極キャップ１８ｂの高さよりも若干高くなるように形成されている。また、平面部（フランジ部）２１には、膨出部２２の反対側に突出するように４箇所のプロジェクション突起（第４突起部）２１ａが中心より半径がＲ２となる円（図９（ａ）の点線円Ｙ参照）上に等間隔に形成されている。
【００３１】
（２）実施例２
本実施例２の金属製接続部材３０は、鉄、銅、ニッケルやそれらの合金などの導電性が良好な金属板のプレス成形により形成されており、図１０に示すように、外径が金属製外装缶１７の底面の外径よりもやや小径に形成された環状の第１平面部（フランジ部）３１と、同様な第２平面部３２と、これらを連結する円筒状の側壁部３３とを備えている。ここで、第１平面部（フランジ部）３１には中心開口３１ａと、第１平面部（フランジ部）３１から外方に突出するように４箇所のプロジェクション突起（第３突起部）３１ｂが中心より半径がＲ１となる円（図１０（ａ）の点線円Ｚ参照）上に形成されている。
【００３２】
また、第２平面部（フランジ部）３２には中心開口３２ａと、第２平面部（フランジ部）３２から外方に突出するように４箇所のプロジェクション突起（第４突起部）３２ｂが中心より半径がＲ１となる円（図１０（ａ）の点線円Ｚ参照）上に形成されている。また、円筒状の側壁部３３は、これらの第１平面部（フランジ部）３１と第２平面部３２とを連結して側壁を形成するために設けられている。ここで、中心開口３１ａ，３２ａは正極キャップ２２ａの外径よりも大径に形成されている。また、側壁部３３の高さは正極キャップ２２ａの高さよりも若干高くなるように形成されている。
【００３３】
５．モジュール電池
ついで、上述のような構成となる複数個のニッケル−水素蓄電池（単電池）１０，１０Ａ，１０Ｘと、複数個の金属製接続部材２０，３０とをそれぞれ用いて、モジュール電池（組電池）を作製する例について、以下に説明する。
（１）実施例１
まず、６個の単電池１０（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６）と、これらの単電池１０の間に、実施例１の金属製接続部材２０を介在させてモジュール電池（組電池）Ａを作製する例について、以下に説明する。この場合、図示しない絶縁性を有する載置台の上に６個の各単電池１０（Ａ１，Ａ２・・・Ａ６）を一列に整列配置するとともに、各単電池１０の間に金属製接続部材２０を配置する。このとき、接続部材２０が金属製外装缶１７の開口端縁のかしめ部に接触しないように、かしめ部と接続部材２０との間に円筒状絶縁体（図示せず）を配設するのが好ましい。
【００３４】
そして、図１２（ａ）に示すように、平面部（フランジ部）２１に形成されたプロジェクション突起（第４突起部）２１ａが封口体１８に当接し、膨出部２２に形成されたプロジェクション突起（第３突起部）２２ｂが外装缶１７の底面に当接するように配置する。ついで、一対の溶接電極Ｗ１，Ｗ２を用意した後、一方の溶接電極Ｗ１を先頭の単電池となる単電池Ａ１の封口体１８に押し当てるとともに、他方の溶接電極Ｗ２を最末尾の単電池Ａ６の外装缶１７の底面に押し当てる。なお、これらの溶接電極Ｗ１，Ｗ２の少なくとも一方には、コイルスプリングやエアシリンダなどの加圧手段が設けられており、この加圧手段により、これらの各単電池１０（Ａ１，Ａ２・・・Ａ６）間は所定の圧力（例えば、３００Ｎ／ｍ2の圧力）で押圧されるようになされている。
【００３５】
ついで、溶接用電源を駆動させて、一対の溶接電極Ｗ１，Ｗ２間に所定の電圧値の直流電圧を印加（この場合は、５．０ｋＡのパルス電流が５０ｍｓ間流れるように印加）する。これにより、一方の単電池１０の封口体１８→正極集電リード１６に形成されたプロジェクション突起（第２突起部）１６ｅ→単電池１０内→負極集電体１４に形成されたプロジェクション突起（第１突起部）１４ｃ→外装缶１７の底面→接続部材２０の膨出部２２に形成されたプロジェクション突起（第３突起部）２２ｂ→接続部材２０の平面部（フランジ部）２１に形成されたプロジェクション突起（第４突起部）２１ａ→他方の単電池１０の封口体１８の順に、溶接電流（５．０ｋＡの直流パルス電流）が所定の時間（例えば、５０ｍｓ）だけ流れるようになる。
【００３６】
この結果、接続部材２０の平面部（フランジ部）２１に形成されたプロジェクション突起（第４突起部）２１ａおよび膨出部２２に形成されたプロジェクション突起（第３突起部）２２ｂが溶接点となって、一方の単電池１０の外装缶１７の底面とプロジェクション突起（第３突起部）２２ｂとが溶接され、プロジェクション突起（第４突起部）２１ａと他方の単電池１０の封口体１８とが溶接されてモジュール電池（組電池）Ａが形成されることとなる。
【００３７】
（２）実施例２
ついで、６個の単電池１０Ａ（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６）と、これらの単電池１０Ａの間に、実施例２の金属製接続部材３０を介在させてモジュール電池（組電池）Ｂを作製する例について、以下に説明する。この場合も、実施例１と同様に、図示しない絶縁性を有する載置台の上に６個の各単電池１０Ａ（Ｂ１，Ｂ２・・・Ｂ６）を一列に整列配置するとともに、各単電池の間に金属製接続部材３０を配置する。このときも、接続部材３０が金属製外装缶１７の開口端縁のかしめ部に接触しないように、このかしめ部と接続部材３０との間に円筒状絶縁体（図示せず）を配設するのが好ましい。
【００３８】
そして、図１２（ｂ）に示すように、第１平面部（フランジ部）３１に形成されたプロジェクション突起（第３突起部）３１ｂが外装缶１７の底面に当接し、第２平面部（フランジ部）３２に形成されたプロジェクション突起（第４突起部）３２ｂが封口体１８に当接するように配置する。ついで、実施例１と同様な一対の溶接電極Ｗ１，Ｗ２を用意した後、一方の溶接電極Ｗ１を先頭の単電池となる単電池Ｂ１の封口体１８に押し当てるとともに、他方の溶接電極Ｗ２を最末尾の単電池Ｂ６の外装缶１７の底面に押し当てる。
【００３９】
ついで、溶接用電源を駆動させて、一対の溶接電極Ｗ１，Ｗ２間に所定の電圧値の直流電圧を印加（この場合は、５．０ｋＡのパルス電流が５０ｍｓ間流れるように印加）する。これにより、一方の単電池１０Ａの封口体１８→正極集電リード１６Ａに形成されたプロジェクション突起（第２突起部）１６ｇ→単電池１０Ａ内→負極集電体１４に形成されたプロジェクション突起（第１突起部）１４ｃ→外装缶１７の底面→接続部材３０の第１平面部３１に形成されたプロジェクション突起（第３突起部）３１ｂ→接続部材３０の側壁部３３→接続部材３０の第２平面部３２に形成されたプロジェクション突起（第４突起部）３２ｂ→他方の単電池１０Ａの封口体１８の順に、溶接電流（５．０ｋＡの直流パルス電流）が所定の時間（例えば、５０ｍｓ）だけ流れるようになる。
【００４０】
この結果、接続部材３０の第１平面部３１に形成されたプロジェクション突起（第３突起部）３１ｂおよび第２平面部３２に形成されたプロジェクション突起（第４突起部）３２ｂが溶接点となって、一方の単電池１０Ａの外装缶１７の底面とプロジェクション突起（第３突起部）３１ｂとが溶接され、プロジェクション突起（第４突起部）３２ｂと他方の単電池１０Ａの封口体１８とが溶接されてモジュール電池（組電池）Ｂが形成されることとなる。
【００４１】
（３）比較例
ついで、６個の単電池１０Ｘ（Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４，Ｘ５，Ｘ６）と、これらの単電池１０Ｘの間に、実施例１の金属製接続部材２０を介在させてモジュール電池（組電池）Ｘを作製する例について、以下に説明する。この場合も、実施例１と同様に、図示しない絶縁性を有する載置台の上に６個の各単電池１０Ｘ（Ｘ１，Ｘ２・・・Ｘ６）を一列に整列配置するとともに、各単電池の間に金属製接続部材２０を配置する。このときも、接続部材２０が金属製外装缶１７の開口端縁のかしめ部に接触しないように、このかしめ部と接続部材２０との間に円筒状絶縁体（図示せず）を配設するのが好ましい。
【００４２】
この場合は、図１２（ｃ）に示すように、平面部（フランジ部）２１に形成されたプロジェクション突起２１ａが外装缶１７の底面に当接し、膨出部２２に形成されたプロジェクション突起２２ｂが封口体１８に当接するように配置する。ついで、実施例１と同様な一対の溶接電極Ｗ１，Ｗ２を用意した後、一方の溶接電極Ｗ１を先頭の単電池となる単電池Ｘ１の封口体１８に押し当てるとともに、他方の溶接電極Ｗ２を最末尾の単電池Ｘ６の外装缶１７の底面に押し当てる。
【００４３】
ついで、溶接用電源を駆動させて、一対の溶接電極Ｗ１，Ｗ２間に所定の電圧値の直流電圧を印加（この場合は、５．０ｋＡのパルス電流が５０ｍｓ間流れるように印加）する。これにより、一方の単電池１０Ｘの封口体１８→正極集電リード１６Ｘに形成されたプロジェクション突起１６ｋ→単電池１０Ｘ内→負極集電体１４の中央部に形成された溶接点１４ｄ→外装缶１７の底面→接続部材２０の平面部（フランジ部）２１に形成されたプロジェクション突起２１ａ→接続部材２０の膨出部２２に形成されたプロジェクション突起２２ｂ→他方の単電池１０の封口体１８の順に、溶接電流（５．０ｋＡの直流パルス電流）が所定の時間（例えば、５０ｍｓ）だけ流れるようになる。
【００４４】
この結果、接続部材２０の平面部（フランジ部）２１に形成されたプロジェクション突起２１ａおよび膨出部２２に形成されたプロジェクション突起２２ｂが溶接点となって、一方の単電池１０の外装缶１７の底面とプロジェクション突起２１ａとが溶接され、プロジェクション突起２２ｂと他方の単電池１０の封口体１８とが溶接されてモジュール電池（組電池）Ｘが形成されることとなる。
【００４５】
（４）抵抗値の測定
ついで、上述のようにして作製された各モジュール電池Ａ，Ｂ，Ｘの抵抗値を以下のようにして測定した。この場合、室温（２５℃）の温度環境で、各モジュール電池Ａ，Ｂ，Ｘを１Ｉｔの充電電流でＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ：充電深度）の１２０％まで充電した後、１時間休止させる。その後、室温（２５℃）の温度環境で、１Ｉｔの放電電流で電池電圧が０．８Ｖになるまで放電させるサイクルを１０サイクル繰り返して、これらの各モジュール電池Ａ，Ｂ，Ｘの活性化を行う。
【００４６】
その後、室温（２５℃）の温度環境で、各モジュール電池Ａ，Ｂ，Ｘを１Ｉｔの充電電流で０．５時間充電（５０％充電）した後、開路状態で１時間放置する。ついで、５０Ａ／１００Ａ／１５０Ａ／２００Ａの電流で０．５時間毎に１０秒間の充放電を行い、電流値（Ａ）と１０秒放電後の電池電圧（Ｖ）の傾きから各モジュール電池Ａ，Ｂ，Ｘの抵抗値を算出した。そして、算出した結果からモジュール電池Ｘの抵抗値を１００％とし、他のモジュール電池Ａ，Ｂの抵抗値をそれとの相対比で表すと下記の表１に示すような結果が得られた。
【表１】
2009245733.tif 000003
【００４７】
上記表１の結果から明らかなように、モジュール電池Ｘに対して、モジュール電池Ａは抵抗値が５％低下しているとともに、モジュール電池Ｂは抵抗値が７％も低下していることが分かる。
これは、モジュール電池Ｘにおいては、各単電池の接続部での電流経路は、図１２（ｃ）の矢印点線で示すような電流経路Ｌ３、即ち、負極集電体１４Ｘの中央部に形成されたプロジェクション突起１４ｄ→外装缶１７の底面→接続部材２０の平面部２１に形成されたプロジェクション突起２１ａ→接続部材２０の膨出部２２に形成されたプロジェクション突起２２ｂ→他方の単電池１０の封口体１８→正極集電リード１６Ｘに形成されたプロジェクション突起１６ｋの順となる。なお、図１２（ｃ）における正極集電リード１６Ｘの断面は、図６のＡ−Ａ断面を示している。ここで、各単電池１０Ｘの径方向の電流の流れは、図１２（ｃ）から明らかなように、Ｒ２＋（Ｒ２−Ｒ１）＋（Ｒ１−ｒ４）＝２Ｒ２−ｒ４となり、電流経路Ｌ３が長くなって抵抗値が増大したと考えられる。
【００４８】
これに対して、モジュール電池Ａにおいては、各単電池の接続部での電流経路が図１２（ａ）の矢印点線で示すような電流経路Ｌ１、即ち、負極集電体１４に形成されたプロジェクション突起（第１突起部）１４ｃ→外装缶１７の底面→接続部材２０の膨出部２２に形成されたプロジェクション突起（第３突起部）２２ｂ→接続部材２０の平面部２１に形成されたプロジェクション突起（第４突起部）２１ａ→他方の単電池１０の封口体１８→正極集電リード１６に形成されたプロジェクション突起（第２突起部）１６ｅの順となる。なお、図１２（ａ）における正極集電リード１６の断面は、図４（ａ）のＡ−Ａ断面を示している。ここで、各単電池１０の径方向の電流の流れは、Ｒ２−Ｒ１となり、電流経路Ｌ１が短くなって抵抗値が低減したと考えられる。
【００４９】
さらに、モジュール電池Ｂにおいては、各単電池の接続部での電流経路が図１２（ｂ）の矢印点線で示すような電流経路Ｌ２、即ち、負極集電体１４に形成されたプロジェクション突起（第１突起部）１４ｃ→外装缶１７の底面→接続部材３０の第１平面部３１に形成されたプロジェクション突起（第３突起部）３１ｂ→接続部材３０の側壁部３３→接続部材３０の第２平面部３２に形成されたプロジェクション突起（第４突起部）３２ｂ→他方の単電池１０Ａの封口体１８→正極集電リード１６Ａに形成されたプロジェクション突起（第２突起部）１６ｇの順となる。なお、図１２（ｂ）における正極集電リード１６Ａの断面は、図５（ａ）のＡ−Ａ断面を示している。ここで、各プロジェクション突起（第１突起部）１４ｃ、プロジェクション突起（第３突起部）３１ｂ、プロジェクション突起（第４突起部）３２ｂ、プロジェクション突起（第２突起部）１６ｇで形成される同心円の半径が等しく（ｒ１＝Ｒ１）なるように形成されているため、各単電池１０Ａの径方向の電流の流れは０となり、電流経路Ｌ２がさらに短くなって抵抗値がさらに低減したと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
なお、上述した実施の形態においては、金属製接続部材２０（３０）を介して複数個の単電池を一列に整列配置した後、先頭の単電池の封口体に一方の溶接電極を押し当て、最末尾の単電池の外装缶に他方の溶接電極を押し当てて、複数個の単電池間を同時に溶接する例について説明したが、本発明の組電池においてはこのような溶接法に限られることはない。例えば、各単電池の封口体あるいは外装缶の底面の一方に金属製接続部材２０（３０）を溶接した後、これらを一列に整列配置した後、先頭の単電池の封口体に一方の溶接電極を押し当て、最末尾の単電池の外装缶に他方の溶接電極を押し当てて、未溶接部を溶接するようにしてもよい。
【００５１】
また、各プロジェクション突起の配置位置が完全に一致すると、これらのプロジェクション突起が２度にわたって溶融されるという事態が生じて、溶接強度に問題を生じる場合があるのて、材質に応じて溶接痕が重ならないようにすることが望ましい。そして、このような事態が生じないようにするためには、各単電池と金属製接続部材との同心円上での溶接点にズレが生じるように配置するのが望ましいが、このようなズレは、１５°以下に抑えるのが望ましい。また、上述した実施の形態においては、６個の単電池を溶接してモジュール電池とする例について説明したが、接続する電池の個数はこれに限られることなく、適宜、増減できるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】正極板とセパレータと負極板とからなる渦巻状電極群を模式的に示す斜視図である。
【図２】負極集電体を示す図であり、図２（ａ）は本発明の負極集電体を示す上面図であり、図２（ｂ）は比較例（従来例）の負極集電体を示す上面図である。
【図３】正極集電体を示す上面図である。
【図４】実施例１の正極集電リードを示す図であり、図４（ａ）はその正面図であり、図４（ｂ）はその下面図である。
【図５】実施例２の正極集電リードを示す図であり、図５（ａ）はその正面図であり、図５（ｂ）はその下面図である。
【図６】比較例（従来例）の正極集電リードを示す正面図である。
【図７】外装缶内に収納された渦巻状電極群の一方の端部に接続された正極集電体の上に、図４に示す正極集電リードと、封口体を配置した後、これらを溶接する状態を模式的に示す断面図である。
【図８】単電池となるニッケル−水素蓄電池を模式的に示す図であり、図８（ａ）は実施例１，２のニッケル−水素蓄電池を模式的に示す断面図であり、図８（ｂ）は比較例（従来例）のニッケル−水素蓄電池を模式的に示す断面図である。
【図９】本発明の実施例１の金属製接続部材を模式的に示す図であり、図９（ａ）はその上面図であり、図９（ｂ）はその側面図である。
【図１０】本発明の実施例２の金属製接続部材を模式的に示す図であり、図１０（ａ）はその上面図であり、図１０（ｂ）はその側面図である。
【図１１】一方の単電池に相隣接する他方の単電池が金属製接続部材によって直列接続されるように溶接して電池モジュールを作製する状態を模式的に示す図であり、図１１（ａ）は実施例１の電池モジュールの作製状態を模式的に示す側面図であり、図１１（ｂ）は実施例２の電池モジュールの作製状態を模式的に示す側面図であり、図１１（ｃ）は比較例の電池モジュールの作製状態を模式的に示す側面図である。
【図１２】溶接状態および通電経路の要部を模式的に示す図であり、図１２（ａ）は実施例１の電池モジュールの要部の側面あるいは断面を模式的に示す図であり、図１２（ｂ）は実施例２の電池モジュールの要部の側面あるいは断面を模式的に示す図であり、図１２（ｃ）は比較例の電池モジュールの要部の側面あるいは断面を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０，１０Ａ…ニッケル−水素蓄電池（単電池）、１０ａ…渦巻状電極群、１１…ニッケル正極板、１１ａ…極板芯体、１１ｃ…芯体露出部、１２…負極板、１２ａ…極板芯体、１２ｃ…芯体露出部、１３…セパレータ、１４，１４Ｘ…負極集電体、１４ａ…バーリング孔、１４ｂ…スリツト、１４ｃ…プロジェクション突起、１５…正極集電体、１５ａ…中心開口、１５ｂ…バーリング孔、１５ｃ…スリツト、１６，１６Ａ…正極集電リード、１６ａ…上面部、１６ｂ…下面部、１６ｃ…中心開口、１６ｄ…弁部収納用開口、１６ｅ…プロジェクション突起、１６ｆ…プロジェクション突起、１６ｇ…プロジェクション突起、１７…金属製外装缶、１７ａ…環状凹部、１８…封口体、１８ａ…封口板、１８ｂ…正極キャップ、１８ｃ…弁板、１８ｄ…スプリング、１９ａ…絶縁ガスケット、１９ｂ…防振リング、２０…実施例１の金属製接続部材、２１…平面部（フランジ部）、２１ａ…プロジェクション突起、２２…膨出部、２２ａ…中心開口、２２ｂ…プロジェクション突起、３０…実施例２の金属製接続部材、３１…第１平面部（フランジ部）、３１ａ…中心開口、３１ｂ…プロジェクション突起、３２…第２平面部（フランジ部）、３２ａ…中心開口、３２ｂ…プロジェクション突起、３３…側壁部
【図１】
2009245733.tif 000004
【図２】
2009245733.tif 000005
【図３】
2009245733.tif 000006
【図４】
2009245733.tif 000007
【図５】
2009245733.tif 000008
【図６】
2009245733.tif 000009
【図７】
2009245733.tif 000010
【図８】
2009245733.tif 000011
【図９】
2009245733.tif 000012
【図１０】
2009245733.tif 000013
【図１１】
2009245733.tif 000014
【図１２】
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