專利名稱：采用非燒結(jié)電極的圓筒狀堿性蓄電池及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鎳氫蓄電池、鎳鎘蓄電池、鎳鋅蓄電池等堿性蓄電池，特別涉及在活性物質(zhì)載體上涂上活性物質(zhì)的電極和集電導體之間的導電連接。
現(xiàn)在，用于鎳鎘蓄電池、鎳氫蓄電池、鎳鋅蓄電池等堿性蓄電池的電極，多采用所謂的燒結(jié)式電極，即在沖孔金屬等芯體上燒結(jié)鎳粉末形成燒結(jié)基板并浸入鎳鹽、鎘鹽等溶液，通過堿性處理使其活性物質(zhì)化。該燒結(jié)式電極采用高多孔度的燒結(jié)基板時由于機械強度會變?nèi)?，實用上最大只能采?0％左右的多孔度，同時因為需要沖孔金屬等芯體，活性物質(zhì)的充填密度低，要實現(xiàn)高能量密度的電極很困難。又，由于燒結(jié)基板的細孔在10μm以下，所以局限在需要多次重復進行活性物質(zhì)的充填工序的溶液含浸法或者電含浸法中，因而存在著充填工序繁雜并且制造成本高的問題。
另一方面，為了改善這些缺點，在具有金屬纖維燒結(jié)體或者發(fā)泡鎳(鎳海綿)等三維網(wǎng)孔構(gòu)造的金屬多孔體(活性物質(zhì)載體)上直接充填糊漿狀的活性物質(zhì)，即所謂的非燒結(jié)式電極已經(jīng)成為主流。具有這種三維網(wǎng)孔構(gòu)造的金屬多孔體，其多孔度可以達到約95％的高多孔度，進行高密度充填活性物質(zhì)，因而可以獲得高容量的電池，同時由于該種非燒結(jié)式電極是直接將活性物質(zhì)充填到金屬多孔體上，所以具有不需要進行麻煩的活性物質(zhì)化的處理，制造變得容易的優(yōu)點。
在該種非燒結(jié)式電極中，由于具有三維網(wǎng)孔構(gòu)造的金屬多孔體沒有芯體，因而關(guān)于在該金屬多孔體上充填活性物質(zhì)所形成的電極和電池端子之間的導電連接方式有各種提案。例如，在特開昭61-218067號公報中，提出了在以金屬纖維的毛氈狀燒結(jié)體(金屬纖維燒結(jié)體)作為電極支撐體來制造電極時，將金屬纖維的毛氈狀體和由網(wǎng)狀體、沖孔金屬、線材、平板等組成的導電輔助體通過燒結(jié)形成一體，提高金屬纖維的毛氈狀體的機械強度，同時改善集電性能的方案。
但是，所存在的問題是由于金屬纖維燒結(jié)體是將細金屬纖維(例如線徑為10μm)在電極的長度方向捆綁成長尺狀，在該金屬纖維燒結(jié)體上涂上活性物質(zhì)后，介入隔膜將正負電極盤旋卷繞成渦卷狀，在卷饒時細金屬纖維可能被折斷，而折斷后的纖維片將隔膜刺破，使得正負電極之間發(fā)生電連接，造成內(nèi)部短路。
另一方面，在以發(fā)泡鎳作為電極支撐體的電極中，在發(fā)泡鎳上涂上活性物質(zhì)后，介入隔膜將正負電極盤旋卷繞成渦卷狀時，發(fā)泡鎳本身不會被切斷。但是，所存在的問題是，為了從電極集電，要將該電極的一部分活性物質(zhì)剝離，露出發(fā)泡鎳，并在該露出部位焊接舌片狀的集電接頭。由于舌片狀的集電接頭處的集電性能不是很好，在進行大電流放電時會在集電接頭處產(chǎn)生壓降。
為此，在特開昭62-139251號公報中，提出了將以發(fā)泡鎳作為電極支撐體的電極的端部在寬度方向壓縮形成密層，并將該壓縮后的密層和與電極面垂直配置的圓板狀導引片焊接，即所謂的無接頭方式的電池的方案。在該特開昭62-139251號公報中所提案的電極，是以發(fā)泡金屬作為電極支撐體，即使是卷繞成渦卷狀，發(fā)泡金屬本身也不會被切斷，同時由于電極的端部是與圓板狀導引片焊接，因而可以提高集電性能。
但是，對于在特開昭62-139251號公報中所提案的電極，所存在的問題是，由于將電極端部在寬度方向壓縮所形成的密層的柔軟性差，介入隔膜卷繞正負電極時，密層的一部分會破斷產(chǎn)生毛刺，該毛刺將隔膜刺破造成內(nèi)部短路。又，電極整體既存在柔軟的部分又存在不柔軟的部分，很難用同樣的壓力卷繞正負電極，因此在卷繞時存在著不能對電極體施加均勻壓力的問題。
又，也可以考慮在由發(fā)泡鎳構(gòu)成的電極支撐體的端部面上形成一未充填活性物質(zhì)的部分，在該活性物質(zhì)未充填部分上焊接帶狀的金屬板作為電極的方案。但是，所存在的問題是，將這樣形成的電極介入隔膜和對極一起卷繞成渦卷狀時，由于帶狀金屬板沒有柔軟性，帶狀金屬板的一部分折彎成角狀和對極接觸造成內(nèi)部短路。
為此，本發(fā)明正是針對上述問題的發(fā)明，即使將具有三維網(wǎng)孔構(gòu)造的金屬多孔體作為活性物質(zhì)載體使用，在卷繞成渦卷狀時，也不會造成內(nèi)部短路，可以獲得一種具有良好集電性能的電極體。
本發(fā)明是一種將在具有由發(fā)泡鎳構(gòu)成的三維網(wǎng)孔構(gòu)造的活性物質(zhì)載體上載置有糊漿狀活性物質(zhì)后所形成的一極非燒結(jié)電極和另一極電極之間介入隔膜卷繞成渦卷狀所形成的電極體的一極非燒結(jié)電極的端部、與由略呈圓板狀集電部和連接在一極端子上的導出部組成的集電體的該略呈圓板狀集電部相連接，同時收納在兼作另一極端子的圓筒狀金屬制外裝罐中所構(gòu)成的采用非燒結(jié)電極的圓筒狀堿性蓄電池，為了解決上述課題，本發(fā)明的采用非燒結(jié)電極的圓筒狀堿性蓄電池的特征是，在要和集電體的略呈圓板狀集電部相連接的非燒結(jié)電極的連接部分上形成活性物質(zhì)未充填部分，在該活性物質(zhì)未充填部分上焊接多孔性金屬板，同時將該多孔性金屬板的端部和略呈圓板狀集電部焊接。
由于多孔性金屬板具有柔軟性，將具有柔軟性的多孔性金屬板焊接到活性物質(zhì)未充填部分上后，即使卷繞成渦卷狀，多孔性金屬板也不會破斷。因而，不會在電極體內(nèi)造成內(nèi)部短路，將電極體的多孔性金屬板和略呈圓板狀集電部連接可以獲得良好的集電性能，從而得到能進行大電流放電的堿性蓄電池。并且，用發(fā)泡鎳作為具有三維網(wǎng)孔構(gòu)造的活性物質(zhì)載體，由于發(fā)泡鎳具有柔軟性，即使卷繞成渦卷狀，發(fā)泡鎳自身也不會被切斷，從而，不會在電極體內(nèi)造成內(nèi)部短路，可以獲得集電性能良好、大容量的堿性蓄電池。
又，作為多孔性金屬板，如果采用沖孔金屬或者拉制金屬網(wǎng)，由于這些沖孔金屬或者拉制金屬網(wǎng)具有柔軟性，即使卷繞成渦卷狀，沖孔金屬或者拉制金屬網(wǎng)也不會破斷。并且，沖孔金屬或者拉制金屬網(wǎng)沿沖孔金屬或者拉制金屬網(wǎng)的孔部中央部切斷，如果將該切斷部和略呈圓板狀集電部焊接，由于該切斷部相對于略呈圓板狀集電部呈凸出狀接觸，進行電阻焊接時呈凸出狀接觸的部分的電流密度增大，因而可以強固固定。
又，本發(fā)明是一種在具有由發(fā)泡鎳構(gòu)成的三維網(wǎng)孔構(gòu)造的活性物質(zhì)載體上充填糊漿狀活性物質(zhì)形成一極非燒結(jié)電極后，在該非燒結(jié)電極和另一極電極之間介入隔膜卷繞成渦卷狀形成電極體，將該電極體的一極非燒結(jié)電極的端部與由略呈圓板狀集電部和連接在一極端子上的導出部組成的集電體的該略呈圓板狀集電部相連接，同時收納在兼作另一極端子的圓筒狀金屬制外裝罐中形成的采用非燒結(jié)電極的圓筒狀堿性蓄電池的制造方法，為了解決上述課題，本發(fā)明的采用非燒結(jié)電極的圓筒狀堿性蓄電池的制造方法的特征是，包括在要和集電體的略呈圓板狀集電部相連接的非燒結(jié)電極的連接部分上形成活性物質(zhì)未充填部分的未充填部分形成工序、在由該未充填部分形成工序所形成的活性物質(zhì)未充填部分上焊接多孔性金屬板的第1焊接工序、在由該第1焊接工序焊接多孔性金屬板的一極非燒結(jié)電極和另一極電極之間介入隔膜后卷繞成渦卷狀作為電極體的電極體形成工序、將在由該電極體形成工序卷繞成渦卷狀的電極體的一極非燒結(jié)電極上焊接的多孔性金屬板的端部和集電體的略呈圓板狀集電部焊接的第2焊接工序。
由于在活性物質(zhì)載體上充填了糊漿狀活性物質(zhì)后焊接多孔性金屬板是不可能的，有必要在和集電體的略呈圓板狀集電部相連接的部分上形成活性物質(zhì)未充填部分后焊接多孔性金屬板。因此，由未充填部分形成工序在和略呈圓板狀集電部相連接的部分上形成活性物質(zhì)未充填部分焊接多孔性金屬板后，將多孔性金屬板的端部和略呈圓板狀集電部焊接。因此，多孔性金屬板和活性物質(zhì)載體形成強固焊接，可以提高集電性能。
然后，在未充填部分形成工序中，在活性物質(zhì)載體上充填糊漿狀活性物質(zhì)后，如果用超聲波振動剝離充填在要焊接多孔性金屬板的部分上的糊漿狀活性物質(zhì)，可以容易在要焊接多孔性金屬板的部分上形成活性物質(zhì)未充填部分，使得多孔性金屬板和活性物質(zhì)載體成強固焊接，可以提高集電性能。又，在未充填部分形成工序中，在活性物質(zhì)載體上充填糊漿狀活性物質(zhì)之前，對要焊接多孔性金屬板的部分進行遮蔽使得不讓在該焊接部分上充填糊漿狀活性物質(zhì)，可以容易在焊接多孔性金屬板的部分上形成活性物質(zhì)未充填部分。
進一步，如果包括在活性物質(zhì)載體和集電體的略呈圓板狀集電部相連接的部分上焊接多孔性金屬板的第1焊接工序、在由第1焊接工序焊接了多孔性金屬板的活性物質(zhì)載體上充填糊漿狀活性物質(zhì)形成非燒結(jié)電極的糊漿充填工序、在由糊漿充填工序充填了糊漿狀活性物質(zhì)的一極非燒結(jié)電極和另一極電極之間介入隔膜后卷繞成渦卷狀作為電極體的電極體形成工序、將由電極體形成工序卷繞成渦卷狀的電極體的多孔性金屬板的端部和略呈圓板狀集電部焊接的第2焊接工序，可以容易在連接略呈圓板狀集電部的部分上形成活性物質(zhì)未充填部分。
又，沿沖孔金屬或者拉制金屬網(wǎng)的孔部中央部切斷，如果焊接活性物質(zhì)載體的活性物質(zhì)未充填部分使得該切斷部和略呈圓板狀集電部接觸，之后將切斷部和集電體的略呈圓板狀集電部焊接，由于該切斷部相對于略呈圓板狀集電部呈凸出狀接觸，進行電阻焊接時呈凸出狀接觸的部分的電流密度增大，因而可以強固固定。
下面對附圖進行簡要說明。
圖1為表示將本發(fā)明一實施方案的沖孔金屬焊接到由發(fā)泡鎳構(gòu)成的活性物質(zhì)載體的活性物質(zhì)未充填部分上的狀態(tài)的圖。
圖2為表示將現(xiàn)有例中的金屬制的帶子焊接到由發(fā)泡鎳構(gòu)成的活性物質(zhì)載體的活性物質(zhì)未充填部分上的狀態(tài)的圖。
圖3為表示另一現(xiàn)有例中的舌片狀的集電接頭焊接到由發(fā)泡鎳構(gòu)成的活性物質(zhì)載體的活性物質(zhì)未充填部分上的狀態(tài)的圖。
圖4為表示將圖1的電極卷繞成渦卷狀所形成的電極體收納在金屬制的外裝罐內(nèi)制成圓筒狀鎳氫蓄電池成截面展開狀態(tài)時的圖。
圖5為表示正極集電板的立體圖。
其中，10a、10b、10c-鎳正極；10-發(fā)泡鎳(具有三維網(wǎng)孔構(gòu)造的活性物質(zhì)載體)；11-活性物質(zhì)；12-活性物質(zhì)未充填部分；13、14、15-沖孔金屬(多孔性金屬板)；40-負極50-隔膜；60-圓板狀正極集電板；61-集電部；62-導出部70-圓板狀負極集電板；80-圓筒狀金屬制外裝罐；81-開口部；90-封口體；91-正極蓋；92-蓋體。
下面參照
采用本發(fā)明的非燒結(jié)電極的圓筒狀堿性蓄電池適用于鎳氫蓄電池的情況下的一實施方案。
在此，圖1為表示在由發(fā)泡鎳構(gòu)成的活性物質(zhì)載體的活性物質(zhì)未充填部分上焊接本實施方案的多孔性金屬板的狀態(tài)的圖，圖2為表示將比較例(現(xiàn)有例)的金屬板(帶子)焊接到由發(fā)泡鎳構(gòu)成的活性物質(zhì)載體的活性物質(zhì)未充填部分上的狀態(tài)的圖，圖3為表示另一比較例(現(xiàn)有例)的舌片狀的集電接頭焊接到由發(fā)泡鎳構(gòu)成的活性物質(zhì)載體的活性物質(zhì)未充填部分上的狀態(tài)的圖，圖4為表示將圖1的電極卷繞成渦卷狀所形成的電極體收納在金屬制的外裝罐內(nèi)截面展開后的圖，圖5為表示正極集電板的立體圖。1．鎳正極板的制作a．實施例1將90重量份的氫氧化鎳、5重量份的金屬鈷粉末和5重量份的氫氧化鈷粉末混合，并將此混合物與20重量份的含1重量％的纖維素甲醚的水溶液混練制成糊漿狀活性物質(zhì)。這樣制成的糊漿狀活性物質(zhì)11充填到由單位面積鎳重量為600g/m2(此外，可以使用單位面積鎳重量為400～700g/m2)、厚度為1.5mm的鎳發(fā)泡體(鎳海綿)構(gòu)成的活性物質(zhì)載體10中。又，充填糊漿狀活性物質(zhì)使得壓延后的活性物質(zhì)充填密度大約為2.9～3.05g/cc-void。然后，充填了糊漿狀活性物質(zhì)11的活性物質(zhì)載體10經(jīng)過干燥后，壓延到厚度大約為0.7mm。
然后，將這樣充填了糊漿狀活性物質(zhì)11的活性物質(zhì)載體10的上邊部12對準圖中未畫出的超聲波喇叭，在垂直方向上給上邊部12加入超聲波振動，使充填在活性物質(zhì)載體10的上邊部12上的活性物質(zhì)11從活性物質(zhì)載體10上脫落形成剝離部。這時，通過對準超聲波喇叭給予超聲波振動，使上邊部12壓縮形成一薄壁的部位。
另一方面，如圖1所示，作為多孔性金屬板，采用厚度為0.06mm，按每行相互錯開的方式形成有許多孔徑為0.30～1.00mm的圓孔的，按多孔度為20～60％所形成的鎳金屬制帶狀沖孔金屬13。將該鎳金屬制帶狀沖孔金屬13在圓孔的中心部處切斷，其寬度為1.5mm。
然后，將該鎳金屬制帶狀沖孔金屬13載置在活性物質(zhì)載體10的剝離部上，并讓在圓孔中心切斷的切斷部要比活性物質(zhì)載體10的上端部稍微凸出一些，用直徑為1.5mm的銅制焊條以2mm的間隔進行電阻焊接，制成實施例1的鎳正極板10a。這樣，在活性物質(zhì)載體10的上端部，沖孔金屬13的切斷部的一部分比活性物質(zhì)載體10要凸出一些。b．實施例2和實施例1同樣的方式制作的糊漿狀活性物質(zhì)11充填到和實施例1同樣的活性物質(zhì)載體10上后，將該活性物質(zhì)載體10的上邊部12對準圖中末畫出的超聲波喇叭，在垂直方向上給上邊部12加入超聲波振動，使充填在活性物質(zhì)載體10的上邊部12上的活性物質(zhì)11從活性物質(zhì)載體10上脫落形成剝離部。這時，通過對準超聲波喇叭給予超聲波振動，使上邊部12壓縮形成一薄的部位。
另一方面，如圖1所示，作為多孔性金屬板，采用厚度為0.10mm，按每行相互錯開的方式形成有許多孔徑為0.30～1.00mm的圓孔的，按多孔度為20～60％所形成的鎳金屬制帶狀沖孔金屬14。將該鎳金屬制帶狀沖孔金屬14在圓孔的中心部處切斷，其寬度為1.5mm。
然后，將該鎳金屬制帶狀沖孔金屬14載置在活性物質(zhì)載體10的剝離部上，并讓在圓孔中心切斷的切斷部要比活性物質(zhì)載體10的上端部稍微凸出一些，用直徑為1.5mm的銅制焊條以2mm的間隔進行電阻焊接，制成實施例2的鎳正極板10b。這樣，在活性物質(zhì)載體10的上端部，沖孔金屬14的切斷部的一部分比活性物質(zhì)載體10要凸出一些。c．實施例3和實施例1同樣的方式制作的糊漿狀活性物質(zhì)11充填到和實施例1同樣的活性物質(zhì)載體10上后，將該活性物質(zhì)載體10的上邊部12對準圖中末畫出的超聲波喇叭，在垂直方向上給上邊部12加入超聲波振動，使充填在活性物質(zhì)載體10的上邊部12上的活性物質(zhì)11從活性物質(zhì)載體10上脫落形成剝離部。這時，通過對準超聲波喇叭給予超聲波振動，使上邊部12壓縮形成一薄的部位。
另一方面，如圖1所示，作為多孔性金屬板，采用厚度為0.18mm，按每行相互錯開的方式形成有許多孔徑為0.30～1.00mm的圓孔的，按多孔度為20～60％的所形成的鎳金屬制帶狀沖孔金屬15。將該鎳金屬制帶狀沖孔金屬15在圓孔的中心部處切斷，其寬度為1.5mm。
然后，將該鎳金屬制帶狀沖孔金屬15載置在活性物質(zhì)載體10的剝離部上，并讓在圓孔中心切斷的切斷部要比活性物質(zhì)載體10的上端部稍微凸出一些，用直徑為1.5mm的銅制焊條以2mm的間隔進行電阻焊接，制成實施例3的鎳正極板10c。這樣，在活性物質(zhì)載體10的上端部，沖孔金屬15的切斷部的一部分比活性物質(zhì)載體10要凸出一些。d．比較例1如圖2所示，和實施例1同樣的方式制作的糊漿狀活性物質(zhì)21充填到和實施例1同樣的活性物質(zhì)載體20上后，將該活性物質(zhì)載體20的上邊部22對準圖中未畫出的超聲波喇叭，在垂直方向上給上邊部22加入超聲波振動，使充填在活性物質(zhì)載體20的上邊部22上的活性物質(zhì)21從活性物質(zhì)載體20上脫落形成剝離部。這時，通過對準超聲波喇叭給予超聲波振動，使上邊部22壓縮形成一薄的部位。
另一方面，如圖2所示，作為金屬板，采用厚度為0.10mm，按寬度為1.5mm切斷的鎳金屬制金屬板(帶狀金屬)23，將該鎳金屬制帶狀金屬23載置在活性物質(zhì)載體20的剝離部上，用直徑為1.5mm的銅制焊條以2mm的間隔進行電阻焊接，制成比較例1的鎳正極板20a。e．比較例2如圖3所示，和實施例1同樣的方式制作的糊漿狀活性物質(zhì)31充填到和實施例1同樣的活性物質(zhì)載體30上后，將該活性物質(zhì)載體30的中央上部的一部分32對準相同寬度的超聲波喇叭，在垂直方向上給中央上部加入超聲波振動，使充填在活性物質(zhì)載體30的中央上部的一部分32上的活性物質(zhì)31從活性物質(zhì)載體20上脫落形成剝離部。這時，通過對準超聲波喇叭給予超聲波振動，使中央上部的一部分32壓縮形成一薄的部位。在該剝離部上載置由寬度為3.0mm、厚度為0.10mm的鎳金屬制舌狀片構(gòu)成的集電接頭33，用直徑為3.0mm的銅制焊條進行電阻焊接，制成比較例2的鎳正極板30a。2．鎳氫蓄電池的制作a．實施例1～3的鎳氫蓄電池下面按照圖4(在圖4中為表示采用鎳正極板10a時的情況)和圖5說明，制作采用上述方法制作的各實施例的鎳正極板10a、10b、10c的鎳氫蓄電池的例。
在上述方法制作的鎳正極板10a、10b、10c和將包氫吸附合金涂敷在沖孔金屬41上的負極板40之間分別介入由聚丙烯制無紡布構(gòu)成的隔膜50，讓負極板40處在最外面，將其卷繞成渦卷狀分別制成渦卷狀電極體A。
另一方面，正極集電板60由鎳金屬構(gòu)成，如圖5所示，該正極集電板60包括略呈圓板狀集電部61和導出部62，略呈圓板狀集電部61具有許多開口63，同時在該集電部61的中心線上設(shè)置有為在焊接時分隔一對焊接電極而配置的槽64并延伸到導出部62上。在略呈圓板狀集電部61的中心部設(shè)置有電解液注入孔65。又，負極集電板70是由鎳金屬制成圓板狀所構(gòu)成。
然后，將上述方式制成的渦卷狀電極體A的負極板40的端部41和負極集電板70進行電阻焊接，同時將鎳正極板10a、10b、10c的帶狀沖孔金屬13的端部和正極集電板60的集電部61進行電阻焊接。在進行電阻焊接時，首先，通過設(shè)置在集電部61上的槽64配置一對相對向的焊接電極(圖中未畫出)，在這一對焊接電極之間流入焊接電流進行電阻焊接。
在此，如果在一對焊接電極之間流入焊接電流，由于在活性物質(zhì)載體10的上端部，帶狀沖孔金屬13的切斷部的一部分比活性物質(zhì)載體10要凸出一些形成凸出狀，在形成凸出狀的部位集中焊接電流，將凸出部位的一部分固定在孔63的周壁上。這樣，帶狀沖孔金屬13和正極集電板60的略呈圓板狀集電部61成為強固固定狀態(tài)。
然后，準備好SC尺寸的有底圓筒形金屬外裝罐80，將象上述那樣焊接了各集電板60、70的渦卷狀電極體A插入到金屬外裝罐80內(nèi)，通過集電板60的電解液注入孔65插入一焊接電極和負極集電板70相接，同時金屬外裝罐80的底部和另一焊接電極相接，負極集電板70和金屬外裝罐80的底部進行點焊焊接。
另一方面，準備好由正極蓋91和蓋體92組成的封口體90，讓正極集電板60的導出部62和蓋體92的底部接觸，蓋體92的底部和導出部62進行焊接。之后，在金屬外裝罐80內(nèi)分別注入由30重量％的氫氧化鉀(KOH)水溶液組成的電解液，將封口體90通過一封口墊片82載置在外裝罐80的開口部81上，同時在封口體90一側(cè)將該開口部81鉚接封口。這樣分別制成標稱容量為2700mAH的各實施例1～3的圓筒形鎳氫蓄電池。b．比較例1的鎳氫蓄電池下面分別說明制作采用上述方法制作的各比較例的鎳正極板20a、30a的鎳氫蓄電池的例。首先，說明采用比較例1的鎳正極板20a的情況，和上述同樣，在鎳正極板20a和將氫吸附合金涂敷在沖孔金屬41上的負極板40之間分別介入由聚丙烯制無紡布構(gòu)成的隔膜50，讓負極板40處在最外面，將其卷繞成渦卷狀制成渦卷狀電極體A。
另一方面，準備好和上述各實施例同樣的正極集電板60和負極集電板70，將渦卷狀電極體A的負極板40的端部41和負極集電板70進行電阻焊接，同時將鎳正極板20的帶狀金屬23的端部和正極集電板60的略呈圓板狀集電部61進行電阻焊接。這時，由于在帶狀金屬23的端部上均勻流入焊接電流，帶狀金屬23和略呈圓板狀集電部61并不是成為很強固的固定。
然后，將和上述實施例相同的SC尺寸的有底圓筒形金屬外裝罐80的底部和負極集電板70進行點焊焊接后，封口體90的蓋體92的底部和正極集電板60的導出部62進行焊接。之后，在金屬外裝罐80內(nèi)注入由30重量％的氫氧化鉀(KOH)水溶液組成的電解液，將封口體90通過一封口墊片82載置在外裝罐80的開口部81上，同時在封口體90一側(cè)將該開口部81鉚接封口。這樣制成標稱容量為2700mAH的比較例1的圓筒形鎳氫蓄電池。c．比較例2的鎳氫蓄電池下面說明采用鎳正極板30a的情況，和上述同樣，在鎳正極板30a和將氫吸附合金涂敷在沖孔金屬41上的負極板40之間分別介入由聚丙烯制非織布構(gòu)成的隔膜50，讓負極板40處在最外面，將其卷繞成渦卷狀制成渦卷狀電極體A。
然后，將和上述實施例相同的SC尺寸的有底圓筒形金屬外裝罐80的底部和渦卷狀電極體A的負極板40的端部41進行焊接后，鎳正極板30a的舌片狀集電接頭33的端部和封口體90的蓋體92的底部進行焊接。之后，在金屬外裝罐80內(nèi)注入由30重量％的氫氧化鉀(KOH)水溶液組成的電解液，將封口體90通過一封口墊片82載置在外裝罐80的開口部81上，同時在封口體90一側(cè)將該開口部81鉚接封口。這樣制成標稱容量為2700mAH的比較例2的圓筒形鎳氫蓄電池。3．實驗結(jié)果a．不合格率測定按上述方法制成的各圓筒形鎳氫蓄電池從卷繞開始到構(gòu)成電池時的不合格率(產(chǎn)生內(nèi)部短路的鎳氫蓄電池的個數(shù)的比率)，得到表1所示的結(jié)果。
表1
表1表明，對采用厚度為0.10mm的帶狀沖孔金屬14的實施例2的鎳正極板10b和采用同樣厚度0.10mm的沒有孔的帶狀金屬23的比較例1的鎳正極板20a進行比較，實施例2的鎳正極板10b的不合格率要比比較例1的鎳正極板20a的不合格率減半。這是因為，通過采用帶狀沖孔金屬14后，增加了鎳正極板10b的柔軟性，可以防止在卷繞成渦卷狀時產(chǎn)生焊接部的剝落。
又，即使采用厚度為0.18mm較厚的實施例3的鎳正極板10c，也比薄于該厚度的比較例1的鎳正極板20a的不合格率要低。這樣，在本發(fā)明中，由于是將帶狀沖孔金屬13、14、15焊接在活性物質(zhì)載體10上，所以比采用沒有孔的帶狀金屬23時的不合格率要低。
此外，在上述各實施例中，雖然是以設(shè)置有圓孔的帶狀沖孔金屬為例進行了說明，作為孔的形狀，除圓形以外，即使是三角形、四角形、五角形等什么樣的形狀的孔也可以獲得同樣的效果。又，即使用拉制金屬網(wǎng)代替沖孔金屬也可以獲得同樣的效果。b．電池容量和動作電壓下面，測定上述制作的各鎳氫蓄電池的放電特性。在測定中，對各鎳氫蓄電池分別進行100％充電后，以10A的電流進行放電，通過測定放電到電池電壓為1.0V時的放電時間，來測定放電容量。進行電池容量試驗所獲得的結(jié)果如表2所示。又，對各鎳氫蓄電池分別進行100％充電后，以10A的電流進行放電，測定其動作電壓(從開路狀態(tài)開始到連接負載放電到1.00V為止的平均電壓值)，其結(jié)果如表2所示。
表2
表2表明，如果分別比較采用實施例1、實施例2和實施例3的鎳正極板10a、10b、10c的鎳氫蓄電池，帶狀沖孔金屬的厚度隨著沖孔金屬13→沖孔金屬14→沖孔金屬15的厚度的增加，可以提高電池容量和動作電壓。這可以認為是由于采用10A的大電流放電時，帶狀沖孔金屬的厚度隨著沖孔金屬15→沖孔金屬14→沖孔金屬13的厚度變薄，帶狀沖孔金屬上的電壓降增大所造成。
又，對于比較例2的鎳氫蓄電池，放電容量極端低下同時動作電壓也低下。這可以認為是因為如果僅僅設(shè)置舌狀片集電接頭34，采用10A的大電流放電時，集電接頭34上的電壓降過大所造成。
又，雖然采用實施例2的鎳正極板10b(采用了厚度為0.10mm的帶狀沖孔金屬14)的鎳氫蓄電池和采用比較例1的鎳正極板20a(采用了厚度為0.10mm的沒有孔的帶狀金屬23)的鎳氫蓄電池的電池容量和動作電壓均相等，但如果將沒有孔的帶狀金屬23的厚度加厚到該厚度以上，則鎳正極板20a將失去其柔軟性，因此，不可能加厚到該厚度以上的厚度。另一方面，采用帶狀沖孔金屬14的鎳正極板10b有柔軟性，可以將帶狀沖孔金屬的厚度加厚。
如上所述，在本實施方案中，由于帶狀沖孔金屬13、14、15有柔軟性，將有這樣柔軟性的帶狀沖孔金屬13、14、15焊接到活性物質(zhì)未充填部分12上后，即使卷繞成渦卷狀，帶狀沖孔金屬13、14、15也不會破斷。為此，不會在電極體A的內(nèi)部造成內(nèi)部短路，將電極體A的帶狀沖孔金屬13、14、15和正極集電板60連接，具有良好的集電性能，可以提高電池容量和動作電壓，同時獲得能進行大電流放電的堿性蓄電池。
又，在上述實施方案中，作為形成活性物質(zhì)未充填部分的方法，雖然是以超聲波振動剝離活性物質(zhì)為例進行了說明，但并不僅限于此方法，采用預先將沖孔金屬的焊接部分用樹脂膠帶等進行遮蔽，在充填活性物質(zhì)后除去該遮蔽然后焊接沖孔金屬也可以獲得同樣的效果。又，在充填活性物質(zhì)前焊接發(fā)泡鎳和沖孔金屬，之后再充填活性物質(zhì)也可以獲得同樣的效果。
權(quán)利要求
1．一種采用非燒結(jié)電極的圓筒狀堿性蓄電池，是將在具有由發(fā)泡鎳構(gòu)成的三維網(wǎng)孔構(gòu)造的活性物質(zhì)載體上載置糊漿狀活性物質(zhì)后所形成的一極非燒結(jié)電極和另一極電極之間介入隔膜并卷繞成渦卷狀所形成的電極體中的所述一極非燒結(jié)電極的端部、與由略呈圓板狀集電部和連接在一極端子上的導出部所組成的集電體的該略呈圓板狀集電部相連接，同時收納在兼作另一極端子的圓筒狀金屬制外裝罐中所構(gòu)成的采用非燒結(jié)電極的圓筒狀堿性蓄電池，其特征是在和所述集電體的略呈圓板狀集電部相連接的所述非燒結(jié)電極的連接部分上形成活性物質(zhì)未充填部分，在該活性物質(zhì)未充填部分上焊接多孔性金屬板，同時將該多孔性金屬板的端部和所述略呈圓板狀集電部焊接。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用非燒結(jié)電極的圓筒狀堿性蓄電池，其特征是所述多孔性金屬板可以選擇沖孔金屬或者拉制金屬網(wǎng)。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的采用非燒結(jié)電極的圓筒狀堿性蓄電池，其特征是所述沖孔金屬或者拉制金屬網(wǎng)沿所述沖孔金屬或者拉制金屬網(wǎng)的孔部中央部切斷，該切斷部和所述集電體的略呈圓板狀集電部焊接。
4．一種采用非燒結(jié)電極的圓筒狀堿性蓄電池的制造方法，是在具有由發(fā)泡鎳構(gòu)成的三維網(wǎng)孔構(gòu)造的活性物質(zhì)載體上充填糊漿狀活性物質(zhì)形成一極非燒結(jié)電極后，在該非燒結(jié)電極和另一極電極之間介入隔膜卷繞成渦卷狀形成電極體，將該電極體的所述一極非燒結(jié)電極的端部與由略呈圓板狀集電部和連接在一極端子上的導出部所組成的集電體的該略呈圓板狀集電部相連接，同時收納在兼作另一極端子的圓筒狀金屬制外裝罐中形成采用非燒結(jié)電極的圓筒狀堿性蓄電池的制造方法，其特征是包括在和所述集電體的略呈圓板狀集電部相連接的所述非燒結(jié)電極的的連接部分上形成活性物質(zhì)未充填部分的未充填部分形成工序、在由所述未充填部分形成工序所形成的活性物質(zhì)未充填部分上焊接多孔性金屬板的第1焊接工序、在由所述第1焊接工序焊接了所述多孔性金屬板的一極非燒結(jié)電極和另一極電極之間介入隔膜后卷繞成渦卷狀作為電極體的電極體形成工序、將在由所述電極體形成工序卷繞成渦卷狀的電極體的所述一極非燒結(jié)電極上焊接的所述多孔性金屬板的端部和所述集電體的略呈圓板狀集電部相焊接的第2焊接工序。
5．根據(jù)權(quán)利要求4所述的采用非燒結(jié)電極的圓筒狀堿性蓄電池的制造方法，其特征是所述未充填部分形成工序是在所述活性物質(zhì)載體上充填糊漿狀活性物質(zhì)之后，用超聲波振動剝離充填在要焊接所述多孔性金屬板的部分上的糊漿狀活性物質(zhì)的工序。
6．根據(jù)權(quán)利要求4所述的采用非燒結(jié)電極的圓筒狀堿性蓄電池的制造方法，其特征是所述未充填部分形成工序是在所述活性物質(zhì)載體上充填糊漿狀活性物質(zhì)之前，對要焊接所述多孔性金屬板的部分進行遮蔽使得不讓在該焊接部分上充填糊漿狀活性物質(zhì)的工序。
7．一種采用非燒結(jié)電極的圓筒狀堿性蓄電池的制造方法，是在具有由發(fā)泡鎳構(gòu)成的三維網(wǎng)孔構(gòu)造的活性物質(zhì)載體上充填糊漿狀活性物質(zhì)形成一極非燒結(jié)電極后，在該非燒結(jié)電極和另一極電極之間介入隔膜卷繞成渦卷狀形成電極體，將該電極體的所述一極非燒結(jié)電極的端部與由略呈圓板狀集電部和連接在一極端子上的導出部所組成的集電體的該略呈圓板狀集電部相連接，同時收納在兼作另一極端子的圓筒狀金屬制外裝罐中形成采用非燒結(jié)電極的圓筒狀堿性蓄電池的制造方法，其特征是包括在和所述集電體的略呈圓板狀集電部相連接的所述活性物質(zhì)載體的連接部分上焊接多孔性金屬板的第1焊接工序、在由所述第1焊接工序焊接了所述多孔性金屬板的所述活性物質(zhì)載體上充填糊漿狀活性物質(zhì)形成一極非燒結(jié)電極的糊漿充填工序、在由所述糊漿充填工序充填了糊漿狀活性物質(zhì)的一極非燒結(jié)電極和另一極電極之間介入隔膜后卷繞成渦卷狀作為電極體的電極體形成工序、將在由所述電極體形成工序卷繞成渦卷狀的電極體的所述一極非燒結(jié)電極上焊接的所述多孔性金屬板的端部和所述集電體的略呈圓板狀集電部相焊接的第2焊接工序。
8．根據(jù)權(quán)利要求4～7中任意一項所述的采用非燒結(jié)電極的圓筒狀堿性蓄電池的制造方法，其特征是所述多孔性金屬板可以選擇沖孔金屬或者拉制金屬網(wǎng)。
9．根據(jù)權(quán)利要求8所述的采用非燒結(jié)電極的圓筒狀堿性蓄電池的制造方法，其特征是所述沖孔金屬或者拉制金屬網(wǎng)沿所述沖孔金屬或者拉制金屬網(wǎng)的孔部中央部切斷，焊接所述活性物質(zhì)載體的活性物質(zhì)未充填部分使得該切斷部和所述集電體的略呈圓板狀集電部接觸，之后將該切斷部和所述集電體的略呈圓板狀集電部焊接。
全文摘要
一種采用非燒結(jié)電極的圓筒狀堿性蓄電池是將充填了該糊漿狀活性物質(zhì)的活性物質(zhì)載體干燥壓延后,在垂直方向上對充填了該糊漿狀活性物質(zhì)的活性物質(zhì)載體上邊部分施加超聲波振動,將充填在活性物質(zhì)載體上邊部分的活性物質(zhì)剝落使其露出活性物質(zhì)載體。在該露出部上載置寬度為1.5mm,厚度為0.06～0.18mm,孔徑為0.30～1.00mm的鎳金屬制帶狀沖孔金屬,用直徑為1.5mm的銅制焊條以2mm的間隔進行電阻焊接,制成鎳正極板。
文檔編號H01M10/28GK1217589SQ9812433
公開日1999年5月26日 申請日期1998年10月29日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月18日
發(fā)明者為實茂人, 池町隆明, 山口貴志, 生川訓 申請人:三洋電機株式會社