矩形碱性蓄电池制造技术

在矩形碱性蓄电池中，位于电极板组最外位置并面对外壳（４０）的负电极板（１０）负芯一侧被暴露。暴露芯的孔比（孔的总面与电极板面积之比）必须低于其它未暴露芯的孔比。暴露的负芯的孔比落在１０％－４０％的范围内。结果，改善了负电极板（１０）的粘接强度，从而抑制了导电材料的脱落。此外，获得了大的矩形碱性蓄电池，该电池具有在电池中释放气体的高渗透性，改善了容量比，加大了容积能量密度。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及如镍-氢蓄电池或镍-镉存储蓄电池的碱性蓄电池，具体地说，涉及矩形碱性蓄电池，该电池包括其中具有一组密封电极板的矩形金属外壳，其中，由涂敷正物质的电极板芯形成的正电极板和涂敷负物质的电极板芯形成的负电极板交替堆栈成多层，各层之间夹有隔板。对于这种类型的矩形碱性蓄电池的要求已经快速增加了，作为如笔记本计算机的便携式设备的电源。与增加的要求有关，出现的要求是矩形碱性蓄电池应当具有较大容量和较长的寿命。为此，如JP-A-10-312824所述，这种类型的矩形碱性蓄电池已经通过下述过程进行制造。即分别在共用条带形芯的右侧和左侧部分形成两个负电极板。芯的中心(即接点)被弯成U形，正电极板连同层压在正电极板和每个负电极板之间的隔板一起置于被弯成U形的两个负电极板的之间，因此，构成了电极板单元。正电极板置于具有层压在其间的分离器的电极板之间，因此，构成了电极板组。电极板组连同电解液一起被插入矩形金属外壳中，从而制成矩形碱性蓄电池。在JP-A-10-312824中所述的矩形碱性蓄电池中，导电材料从电极板芯的侧面排除，该电极板芯提供在一组电极板的最外边位置并与外壳接触，因此，未覆盖位于电极板组最外边的电极板芯。电极板组可以被插入矩形外壳而不包含导电材料的脱落物，尽管电极板组没用金属盖覆盖。因此，尽管只通过对应省略金属盖的量改善了容积能量密度，当电极板被插入外壳中时，防止了来自位于电极板组最外位置的电极板的导电材料的脱落物。然而，如果想要从位于电极板组最外位置的电极板侧面除去导电材料而不覆盖电极板的芯，该电极板的侧面将与外壳接触，就会降低加在相对暴露侧的电极板侧的导电材料层的粘接强度。为此原因，出现的问题是由于重复再充电和放电操作，导电材料层从面对芯-暴露侧的电极板的侧面脱落。在金属电极板中开多个孔形成的冲压金属常被用作电极板芯。然而，把加在冲压金属上的导电材料层直接粘到冲压金属的粘接力是很弱的。因此，加在冲压金属的各个侧面的导电材料被粘接在一起。如果除去冲压金属一侧上加的导电材料层，则剩余在冲压金属另一侧的导电材料层的粘接强度变得较弱。结果，位于该侧上的导电材料层从电极板下落。结果，本专利技术提供一种通过在矩形金属外壳中密封一组电极板构成的矩形碱性蓄电池，由夹于其间的隔板使涂敷正导电材料的电极板芯形成的正电极板和涂敷负导电材料的电极板芯形成的负电极板交替地堆栈，其中，每个电极板芯具有多个孔；位于电极板组最外位置的电极板芯的外侧被暴露，位于最外位置的电极板芯形成的孔所占的电极板芯的百分比面积(以后，这种百分比称为“孔比”)低于位于最外位置的内侧的各个电极板芯的孔比；位于最外位置的电极板芯的孔比是10-40％。在此，就两侧面涂敷导电材料的电极板的芯而言，当孔比变得较大时，改善了电池中释放气体的渗透性。而且，也改善了提供在每个电极板芯两侧的导电材料的粘接强度。因此，可以有把握地说，孔比增加到一定程度，不会出现电极板芯强度的降低。然而，就所加的导电材料层将从一侧除去的电极板芯而言，随着孔比增加，使气体的渗透性得到改善。相反，存在于导电材料和电极板芯之间的粘接强度下降，而且与放电和充电动作相关，导电材料从电极板落下。关于所加的导电材料层将从一侧除去的电极板芯，孔比越低，导电材料和电极板芯之间存在的粘接强度越大。反之，气体渗透性降低。为这些原因，暴露的电极板芯的孔比必须低于另外未暴露的电极板芯的孔比。同样，必须使最大和最小孔比最佳化。已经进行的各种测试显示，10％或多于10％的暴露芯的孔比防止了电池容量的变坏，而没有包含气体渗透性的降低，反之，将会引起电解液的减少。此外，还发现40％或低于40％的暴露电极板芯的孔比改善了气体渗透性，而没有降低导电材料和电极板芯之间的粘接强度。当电极板芯的孔比小于10％时，增加了导电材料和电极板芯之间的粘接强度。然而，电池中释放气体的渗透性降低。与放电和再充电周期增加内部压力有关，外壳将膨胀，因此，降低电解液的覆盖变坏了电池容量。反之，如果电极板芯的孔比超过40％，导电材料和电极板芯之间的粘接强度降低，结果，在放电和再充电操作时，导电材料从电极板脱落。在这种情况中，凸块沿着各个孔的边缘形成，这些孔形成在位于电极板组最外位置的每个电极板芯的一侧。导电材料加在形成凸块的电极板一侧。如果面对形成凸块侧的电极板的一侧被暴露，凸块变为隐藏在导电材料层中，从而使导电材料层和电极板芯之间的粘接强度提高。为此原因，即使在导电材料层从位于电极板组最外位置的每个电极板芯的一侧被除去时，由于未覆盖电极板芯，可在很大的范围限制面对暴露侧一侧的导电材料层的脱落。如果微小凸块形成在位于电极板组最外位置的电极板芯的表面上，则除了形成在此的孔之外，微小凸块变得隐藏在所加导电材料层内，从而大大提高了导电材料层和位于最外位置的电极板芯之间的粘接强度。当位于电极板组最外位置的每个电极板芯的暴露表面仍然与矩形金属外壳的内表面接触时，电极板组可以容易地插入矩形外壳而不使用金属盖和没有引起导电材料的脱落。结果，通过对应省略金属盖的量改善了电池的容积能量密度，改善了从位于最外位置的电极板到金属外壳的集电效率。在这种情况中，如果电极板芯由冲压金属构成，这种类型的电极板芯可以容易地制造，因为冲压金属可以非常容易地形成。与位于电极板组最外位置的每个电极板芯一起整体地形成无孔的接合部分。此外，接合部分基本上形成U形的形式。其它极性的电极板与层压在其间的隔板被保持在通过弯曲确定的基本上是U形的空间中。采用这种结构可以容易地构建这种类型的电极板组。此外，改善了基本上是U形接合部和金属外壳底部的内表面之间的接触，因此，改善了集电效率。1.制造接合的负电极板芯(1)实施例1至4如附图说明图1A所示，由铁和镀镍(例如，厚度为0.05-0.06毫米)电极形成的金属电极板进行冲压，以致形成无孔部分α和有孔部分β、γ，多个预定直径的孔11a按预定形式排列，从而得到冲压的金属。冲压金属被切割成预定尺寸(例如，15毫米宽80毫米长)，因此，形成了接合的负电极板芯11。在接合的负电极板芯11中，当接合的负电极板芯11在后面形成电极板组时，无孔部分α起连接两个负电极板10、10的结合部的作用。有孔部分β面对正电极板20，有孔部分γ将位于电极板组的最外位置，并与外壳的内侧面接触。形成接合的负电极板芯11，使有孔部分β的孔比(即所有形成在部分β的孔11a的总面积与部分β的总表面积之比)是50％，有孔部分γ的孔比(即所有形成在部分γ的孔11a的总面积与部分γ的总表面积之比)是40％。采用这样形成的负电极板芯11作为例1中的负电极板芯“a”。同样，形成另一种接合的负电极板芯11，有孔部分β的孔比是50％，有孔部分γ的孔比是30％。采用这样形成的负电极板芯11作为例2中的负电极板芯“b”。此外，形成另一种接合的负电极板芯11，有孔部分β的孔比是50％，有孔部分γ的孔比是20％。采用这样形成的负电极板芯11作为例3中的负电极板芯“c”。此外，形成另一种接合的负电极板芯11，有孔部分β的孔比是50％，有孔部分γ的孔比是10％。采用这样形成的负电极板芯11作为例4中的负电极板芯“d”。(2)实施例5如图1B所示，由铁和镀镍(例如，厚度为0.05-0.06毫米)电极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矩形碱性蓄电池，包括： 电极板组，其中，涂负正导电材料的电极板芯形成的正电极板和涂敷负导电材料的电极板芯形成的负电极板由夹在其间的隔板交替地堆栈； 矩形金属外壳密封所述的电极板组； 其中，每个电极板芯具有多个孔； 位于电极板组最外位置的电极板芯的外侧被暴露，位于最外位置的电极板芯的孔比低于位于最外位置内侧的电极板芯的孔比； 位于最外位置的电极板芯的孔比是１０％－４０％。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：池田康彦，武江正夫，井本辉彦，井上雅雄，村田彻行，赤穗笃俊，
申请(专利权)人：三洋电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]