JP2002324571A - 電池の極板群 - Google Patents
電池の極板群Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 袋状セパレータ内への異物の混入による短絡
発生を防止できかつ活物質の飛散による設備汚染を防止
できる電池の極板群を提供する。 【解決手段】 正極板と負極板の何れか一方、例えば正
極板２に袋状のセパレータ４を被せた状態で負極板と正
極板２を交互に積層することにより、負極板と正極板２
をセパレータ４を介して積層して成る電池の極板群にお
いて、正極板２の四辺に沿ってセパレータ４の３辺の溶
着シール９と開口部１０の接着剤１１にてセパレータ４
の全周をシールした。
発生を防止できかつ活物質の飛散による設備汚染を防止
できる電池の極板群を提供する。 【解決手段】 正極板と負極板の何れか一方、例えば正
極板２に袋状のセパレータ４を被せた状態で負極板と正
極板２を交互に積層することにより、負極板と正極板２
をセパレータ４を介して積層して成る電池の極板群にお
いて、正極板２の四辺に沿ってセパレータ４の３辺の溶
着シール９と開口部１０の接着剤１１にてセパレータ４
の全周をシールした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電池の極板群に関
し、特に負極板と正極板の何れかに袋状のセパレータを
被せて負極板と正極板を交互に積層してなる極板群に関
するものである。
し、特に負極板と正極板の何れかに袋状のセパレータを
被せて負極板と正極板を交互に積層してなる極板群に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】角形電池は、複数枚の方形の負極板と正
極板をセパレータを介して交互に積層した極板群を電解
液とともに電槽内に挿入配置して構成されている。ま
た、その極板群において、負極板と正極板の間にセパレ
ータを介装して積層する方法としては、正極板又は負極
板に袋状のセパレータを装着した状態で負極板と正極板
を交互に積層したものが知られている。
極板をセパレータを介して交互に積層した極板群を電解
液とともに電槽内に挿入配置して構成されている。ま
た、その極板群において、負極板と正極板の間にセパレ
ータを介装して積層する方法としては、正極板又は負極
板に袋状のセパレータを装着した状態で負極板と正極板
を交互に積層したものが知られている。
【０００３】このように袋状のセパレータを装着した極
板としては、図７（ａ）に示すように、長方形状の極板
３１の一側部にリード板３３を固着したリード部３２を
突出形成し、この極板３１の他側からリード部３２を残
して極板３１の略全面を覆うように袋状のセパレータ３
４を被せたものや、図７（ｂ）に示すように、方形状の
極板３６で、その上側縁部に形成された活物質の非塗着
部３６ａに上方に延びるリード部３８を突出形成された
リード板３７をシーム溶接して成り、その極板３６の下
側から極板の略全面を覆うように袋状のセパレータ３９
を被せたものなどが知られている。
板としては、図７（ａ）に示すように、長方形状の極板
３１の一側部にリード板３３を固着したリード部３２を
突出形成し、この極板３１の他側からリード部３２を残
して極板３１の略全面を覆うように袋状のセパレータ３
４を被せたものや、図７（ｂ）に示すように、方形状の
極板３６で、その上側縁部に形成された活物質の非塗着
部３６ａに上方に延びるリード部３８を突出形成された
リード板３７をシーム溶接して成り、その極板３６の下
側から極板の略全面を覆うように袋状のセパレータ３９
を被せたものなどが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
に極板３１、３６に袋状のセパレータ３４、３９を被せ
たものにおいては、被せるため及びリード部３２、３８
を引き出すために開口部３５、４０は開いたままであ
り、この極板３１、３６を用いて極板群を組み立てる際
に、外部から異物が混入して短絡発生の原因になった
り、極板３１、３６から剥落した活物質が開口部３５、
４０から飛散して後続工程の設備を汚染するなどの問題
があった。
に極板３１、３６に袋状のセパレータ３４、３９を被せ
たものにおいては、被せるため及びリード部３２、３８
を引き出すために開口部３５、４０は開いたままであ
り、この極板３１、３６を用いて極板群を組み立てる際
に、外部から異物が混入して短絡発生の原因になった
り、極板３１、３６から剥落した活物質が開口部３５、
４０から飛散して後続工程の設備を汚染するなどの問題
があった。
【０００５】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、袋状
セパレータ内への異物の混入による短絡発生を防止でき
かつ活物質の飛散による設備汚染を防止できる電池の極
板群を提供することを目的としている。
セパレータ内への異物の混入による短絡発生を防止でき
かつ活物質の飛散による設備汚染を防止できる電池の極
板群を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の電池の極板群
は、負極板と正極板の少なくとも何れか一方の極板に袋
状のセパレータを被せた状態で負極板と正極板を交互に
積層することにより、負極板と正極板をセパレータを介
して積層して成る電池の極板群において、極板の四辺に
沿ってセパレータの全周をシールしたものであり、袋状
セパレータの全周がシールされているため極板群の組立
工程中に袋状セパレータ内に異物が混入せず、短絡が発
生する恐れを無くすことができ、また極板から剥落した
活物質が飛散して設備が汚染するのも防止することがで
きる。
は、負極板と正極板の少なくとも何れか一方の極板に袋
状のセパレータを被せた状態で負極板と正極板を交互に
積層することにより、負極板と正極板をセパレータを介
して積層して成る電池の極板群において、極板の四辺に
沿ってセパレータの全周をシールしたものであり、袋状
セパレータの全周がシールされているため極板群の組立
工程中に袋状セパレータ内に異物が混入せず、短絡が発
生する恐れを無くすことができ、また極板から剥落した
活物質が飛散して設備が汚染するのも防止することがで
きる。
【０００７】具体的には、極板のリード部とその近傍を
除く周囲は、超音波加熱や熱板による加熱等によってセ
パレータを溶融シールし、極板のリード部においては、
セパレータを接着剤にて接着してシールし、若しくはリ
ード部に形成した穴を介してセパレータを溶融シールす
ることによって全周をシールすることができる。
除く周囲は、超音波加熱や熱板による加熱等によってセ
パレータを溶融シールし、極板のリード部においては、
セパレータを接着剤にて接着してシールし、若しくはリ
ード部に形成した穴を介してセパレータを溶融シールす
ることによって全周をシールすることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の電池の極板群をニ
ッケル水素電池に適用した一実施形態について、図１〜
図３を参照して説明する。
ッケル水素電池に適用した一実施形態について、図１〜
図３を参照して説明する。
【０００９】図１において、極板群１は、ｎ枚の正極板
２と、（ｎ＋１）枚の負極板３と、各正極板２に被せら
れた袋状のセパレータ４にて構成され、正極板２にセパ
レータ４を被せた状態で負極板３と正極板２を交互に積
層して構成されている。
２と、（ｎ＋１）枚の負極板３と、各正極板２に被せら
れた袋状のセパレータ４にて構成され、正極板２にセパ
レータ４を被せた状態で負極板３と正極板２を交互に積
層して構成されている。
【００１０】正極板２及び負極板３は積層状態で互いに
反対側の側部に突出されるとともにその突出部は活物質
を塗着又は充填していないリード部２ａ、３ａにて構成
され、各リード部２ａ、３ａの側端縁にそれぞれ集電板
５、６が一体的に接合されている。
反対側の側部に突出されるとともにその突出部は活物質
を塗着又は充填していないリード部２ａ、３ａにて構成
され、各リード部２ａ、３ａの側端縁にそれぞれ集電板
５、６が一体的に接合されている。
【００１１】図２において、正極板２はＮｉの発泡メタ
ルから成る芯材に正極活物質を充填して構成されるとと
もに、その一側辺に両端部を除いてほぼ全長にわたって
リード部２ａが突出形成されている。このリード部２ａ
は発泡メタルを加圧して圧縮するとともにその一面にリ
ード板７をシーム溶接して構成されている。また、リー
ド部２ａには各正極板２と集電板５を接合する際にその
側端縁を揃えるように位置決めする複数の位置決め穴８
ａ、８ｂが形成されている。
ルから成る芯材に正極活物質を充填して構成されるとと
もに、その一側辺に両端部を除いてほぼ全長にわたって
リード部２ａが突出形成されている。このリード部２ａ
は発泡メタルを加圧して圧縮するとともにその一面にリ
ード板７をシーム溶接して構成されている。また、リー
ド部２ａには各正極板２と集電板５を接合する際にその
側端縁を揃えるように位置決めする複数の位置決め穴８
ａ、８ｂが形成されている。
【００１２】セパレータ４は、合成樹脂繊維の不織布や
多孔性合成樹脂シートから成り、正極板２の活物質充填
領域を完全に覆う大きさで、リード部２ａに対応する辺
を除く３辺が溶着シール９にて接合され、残りの１辺は
正極板２を挿入するとともにリード部２ａを突出させる
ための開口部１０を有する袋状に形成されている。セパ
レータ４の開口部１０の内面には、例えば熱硬化性接着
剤などの接着剤１１が予め塗布されており、正極板２を
挿入後この開口部１０を加熱加圧することによってリー
ド部２ａを突出させた状態でシールされている。
多孔性合成樹脂シートから成り、正極板２の活物質充填
領域を完全に覆う大きさで、リード部２ａに対応する辺
を除く３辺が溶着シール９にて接合され、残りの１辺は
正極板２を挿入するとともにリード部２ａを突出させる
ための開口部１０を有する袋状に形成されている。セパ
レータ４の開口部１０の内面には、例えば熱硬化性接着
剤などの接着剤１１が予め塗布されており、正極板２を
挿入後この開口部１０を加熱加圧することによってリー
ド部２ａを突出させた状態でシールされている。
【００１３】因みに、負極板３はＮｉのパンチングメタ
ルにリード部３ａを除いて負極構成材を塗着して構成さ
れている。
ルにリード部３ａを除いて負極構成材を塗着して構成さ
れている。
【００１４】以上の構成の極板群１によれば、正極板２
のリード部２ａが突出する辺を除くセパレータ４の３辺
が溶着シール９にてシールされ、リード部２ａが突出し
ている辺も接着剤１１にて接着シールされ、セパレータ
４の全周がシールされているので、負極板３と、セパレ
ータ４を被せた正極板２とを交互に積層して極板群１を
組み立てる組立工程中や、その後集電板５、６を接合
し、さらに各種検査工程を経て、電解液とともに電槽内
に挿入配置する後続の製造工程中において、袋状のセパ
レータ４内に異物が混入する恐れが無くなり、短絡が発
生する恐れを無くすことができる。また、正極板２から
剥落した活物質が開いた開口部１０から飛散して後続す
る工程の設備を汚染することも防止することができる。
のリード部２ａが突出する辺を除くセパレータ４の３辺
が溶着シール９にてシールされ、リード部２ａが突出し
ている辺も接着剤１１にて接着シールされ、セパレータ
４の全周がシールされているので、負極板３と、セパレ
ータ４を被せた正極板２とを交互に積層して極板群１を
組み立てる組立工程中や、その後集電板５、６を接合
し、さらに各種検査工程を経て、電解液とともに電槽内
に挿入配置する後続の製造工程中において、袋状のセパ
レータ４内に異物が混入する恐れが無くなり、短絡が発
生する恐れを無くすことができる。また、正極板２から
剥落した活物質が開いた開口部１０から飛散して後続す
る工程の設備を汚染することも防止することができる。
【００１５】本実施形態のセパレータ４の全周をシール
した正極板２を用いた極板群１と、セパレータ４の開口
部１０が開放された従来例の正極板を用いた極板群１に
関して、短絡不良検査を行った所、従来例では不良発生
率が０．１０％あったものが、０．０５％と不良率を半
分に低減することができた。特に、正極板２をリード部
２ａ側の端縁と反対側の端縁との間を３等分した領域の
内、リード部２ａに最も近い領域ａにおける不良発生率
は、従来例では０．０６％であったものが、０．０２％
となり、開口部１０をシールすることにより、短絡不良
が発生し易い開口部１０近傍の領域での不良発生率を３
分の１にできた。
した正極板２を用いた極板群１と、セパレータ４の開口
部１０が開放された従来例の正極板を用いた極板群１に
関して、短絡不良検査を行った所、従来例では不良発生
率が０．１０％あったものが、０．０５％と不良率を半
分に低減することができた。特に、正極板２をリード部
２ａ側の端縁と反対側の端縁との間を３等分した領域の
内、リード部２ａに最も近い領域ａにおける不良発生率
は、従来例では０．０６％であったものが、０．０２％
となり、開口部１０をシールすることにより、短絡不良
が発生し易い開口部１０近傍の領域での不良発生率を３
分の１にできた。
【００１６】短絡不良検査は、図３に示すように、極板
群１を加圧治具１３とシリンダ装置などの押圧具１４と
から成る加圧手段１２にセットし、集電板５、６を短絡
検査装置１５の出力端子１５ａ、１５ｂに接続して検査
が行われる。短絡検査装置１５は、電源１６に第１のス
イッチ１７を介してコンデンサ１８を接続し、コンデン
サ１８と両出力端子１５ａ、１５ｂの間に電流検出器１
９とスイッチ２０を介装して構成されている。
群１を加圧治具１３とシリンダ装置などの押圧具１４と
から成る加圧手段１２にセットし、集電板５、６を短絡
検査装置１５の出力端子１５ａ、１５ｂに接続して検査
が行われる。短絡検査装置１５は、電源１６に第１のス
イッチ１７を介してコンデンサ１８を接続し、コンデン
サ１８と両出力端子１５ａ、１５ｂの間に電流検出器１
９とスイッチ２０を介装して構成されている。
【００１７】短絡検査に際しては、加圧手段１２にて極
板群１に対して約４０００Ｎの荷重を負荷することによ
ってセパレータ４の厚さをｔ１からｔ２まで圧縮して保
持する。この圧縮量は、当初厚さがｔ１のセパレータ４
が電池の充放電を所定回数（１００程度）繰り返した後
にはセパレータ４の厚さがｔ２で安定することに基づい
ている。次に、第２のスイッチ２０を開き、第１のスイ
ッチ１７を閉じてコンデンサ１８に充電し、充電が終わ
ると、印加電圧４００Ｖで第１のスイッチ１７を開き、
第２のスイッチ２０を閉じて極板群１に通電し、その際
の通電電流を電流検出器１９で測定する。短絡がない場
合には、短絡電流が流れないので、良否判定を行うこと
ができる。
板群１に対して約４０００Ｎの荷重を負荷することによ
ってセパレータ４の厚さをｔ１からｔ２まで圧縮して保
持する。この圧縮量は、当初厚さがｔ１のセパレータ４
が電池の充放電を所定回数（１００程度）繰り返した後
にはセパレータ４の厚さがｔ２で安定することに基づい
ている。次に、第２のスイッチ２０を開き、第１のスイ
ッチ１７を閉じてコンデンサ１８に充電し、充電が終わ
ると、印加電圧４００Ｖで第１のスイッチ１７を開き、
第２のスイッチ２０を閉じて極板群１に通電し、その際
の通電電流を電流検出器１９で測定する。短絡がない場
合には、短絡電流が流れないので、良否判定を行うこと
ができる。
【００１８】この短絡検査において、上記のようにセパ
レータ４の全周をシールした正極板２を用いた極板群１
においては、従来例に比して不良率を大幅に低減できた
のである。
レータ４の全周をシールした正極板２を用いた極板群１
においては、従来例に比して不良率を大幅に低減できた
のである。
【００１９】以上の説明では、セパレータ４の開口部１
０の内面に塗布した接着剤１１にてシールを行った例を
示したが、図４に示すように、正極板２のリード部２ａ
に適当間隔おきに穴２１（例えば、直径１ｍｍの穴を５
ｍｍピッチで）を穿孔し、この穴２１を介して両面のセ
パレータ４を溶着することによって、セパレータ４の開
口部１０をシールしてもよい。
０の内面に塗布した接着剤１１にてシールを行った例を
示したが、図４に示すように、正極板２のリード部２ａ
に適当間隔おきに穴２１（例えば、直径１ｍｍの穴を５
ｍｍピッチで）を穿孔し、この穴２１を介して両面のセ
パレータ４を溶着することによって、セパレータ４の開
口部１０をシールしてもよい。
【００２０】また、上記実施形態の説明では、長方形状
でその一側部のほぼ全長にわたってリード部２ａを突出
形成した正極板２の例を説明したが、図５に示すよう
に、方形状で、その上側縁部に形成された活物質の非塗
着部２２ａに、上方に延びるリード部２３ａを突出形成
されたリード板２３をシーム溶接してなる正極板２２に
おいても、その下側から活物質塗着部の略全面を覆うよ
うに袋状のセパレータ２４を被せるとともに、その開口
部２５のリード部２３ａを除く部分は溶着シール２６に
てシールし、リード部２３ａに対応する部分は接着剤２
７にて接着してシールしても、同様の作用・効果を奏す
ることができる。
でその一側部のほぼ全長にわたってリード部２ａを突出
形成した正極板２の例を説明したが、図５に示すよう
に、方形状で、その上側縁部に形成された活物質の非塗
着部２２ａに、上方に延びるリード部２３ａを突出形成
されたリード板２３をシーム溶接してなる正極板２２に
おいても、その下側から活物質塗着部の略全面を覆うよ
うに袋状のセパレータ２４を被せるとともに、その開口
部２５のリード部２３ａを除く部分は溶着シール２６に
てシールし、リード部２３ａに対応する部分は接着剤２
７にて接着してシールしても、同様の作用・効果を奏す
ることができる。
【００２１】また、図６に示すように、リード部２３ａ
に対応する部分は、リード部２３ａに適当間隔おきに穴
２８（例えば、直径１ｍｍの穴を５ｍｍピッチで）を穿
孔し、この穴２８を介して両面のセパレータ２４を溶着
することによって、セパレータ２４の開口部２５をシー
ルしてもよい。
に対応する部分は、リード部２３ａに適当間隔おきに穴
２８（例えば、直径１ｍｍの穴を５ｍｍピッチで）を穿
孔し、この穴２８を介して両面のセパレータ２４を溶着
することによって、セパレータ２４の開口部２５をシー
ルしてもよい。
【００２２】また、以上の実施形態の説明では、正極板
２、２２にセパレータ４、２４を被せた例を示したが、
場合によっては負極板側にセパレータを被せてもよいこ
とは言うまでもない。
２、２２にセパレータ４、２４を被せた例を示したが、
場合によっては負極板側にセパレータを被せてもよいこ
とは言うまでもない。
【００２３】
【発明の効果】本発明の電池の極板群によれば、以上の
説明から明らかなように、袋状セパレータの全周がシー
ルされているため極板群の組立工程中に袋状セパレータ
内に異物が混入せず、短絡が発生する恐れを無くすこと
ができ、また極板から剥落した活物質が飛散して設備が
汚染するのも防止することができる。
説明から明らかなように、袋状セパレータの全周がシー
ルされているため極板群の組立工程中に袋状セパレータ
内に異物が混入せず、短絡が発生する恐れを無くすこと
ができ、また極板から剥落した活物質が飛散して設備が
汚染するのも防止することができる。
【図１】本発明の一実施形態の極板群を示し、（ａ）は
斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視横断平面図であ
る。
斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視横断平面図であ
る。
【図２】同実施形態のセパレータを被せた正極板の正面
図である。
図である。
【図３】同実施形態における極板群の短絡検査状態を示
す正面図である。
す正面図である。
【図４】同実施形態のセパレータを被せた正極板の他の
構成例の正面図である。
構成例の正面図である。
【図５】本発明の他の実施形態におけるセパレータを被
せた正極板の正面図である。
せた正極板の正面図である。
【図６】同実施形態のセパレータを被せた正極板の他の
構成例の正面図である。
構成例の正面図である。
【図７】従来例の極板群におけるセパレータを被せた正
極板を示し、（ａ）は一構成例の正面図、（ｂ）は他の
構成例の正面図である。
極板を示し、（ａ）は一構成例の正面図、（ｂ）は他の
構成例の正面図である。
１ 極板群 ２ 正極板 ２ａ リード部 ３ 負極板 ３ａ リード部 ４ セパレータ ９ 溶着シール １０ 開口部 １１ 接着剤 ２１ 穴 ２２ 正極板 ２３ａ リード部 ２４ セパレータ ２５ 開口部 ２６ 溶着シール ２７ 接着剤 ２８ 穴
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大西 正人 静岡県湖西市境宿555番地 パナソニック ＥＶエナジー株式会社内 (72)発明者 福田 真介 静岡県湖西市境宿555番地 パナソニック ＥＶエナジー株式会社内 (72)発明者 高木 貢 静岡県湖西市境宿555番地 パナソニック ＥＶエナジー株式会社内 Ｆターム(参考） 5H024 BB14 CC06 CC17 DD09 DD11 DD14 HH15 5H028 AA05 BB05 CC07 CC11
Claims (4)
- 【請求項１】 負極板と正極板の少なくとも何れか一方
の極板に袋状のセパレータを被せた状態で負極板と正極
板を交互に積層することにより、負極板と正極板をセパ
レータを介して積層して成る電池の極板群において、極
板の四辺に沿ってセパレータの全周をシールしたことを
特徴とする電池の極板群。 - 【請求項２】 極板のリード部とその近傍を除く周囲
は、セパレータを溶融シールし、極板のリード部におい
ては、セパレータを接着剤にて接着してシールしたこと
を特徴とする請求項１記載の電池の極板群。 - 【請求項３】 極板のリード部とその近傍を除く周囲
は、セパレータを溶融シールし、極板のリード部におい
ては、リード部に形成した穴を介してセパレータを溶融
シールしたことを特徴とする請求項１記載の電池の極板
群。 - 【請求項４】 負極板と正極板の少なくとも何れか一方
の極板に袋状のセパレータを被せた状態で負極板と正極
板を交互に積層することにより、負極板と正極板をセパ
レータを介して積層して成る電池の極板群において、極
板の四辺に沿ってセパレータの極板のリード部を有する
辺の少なくとも一部をシールしたことを特徴とする電池
の極板群。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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