电池制造技术

本发明专利技术的电池内阻偏差小且稳定，能抑制外部冲击引起的内阻变化。由兼作负极端子且有开口部的导电性外壳、设于壳中的、正极板及负极板隔着隔离层卷成的电极组和电解材料，和在该外壳的开口部隔着电绝缘构件设置的、兼作正极端子的封口构件构成；与电极组最外周的负极接触的外壳内壁形成垂直于壳底的多条线状凸筋；筋高度为０．０５～０．２５毫米；间距０．５～１０毫米；负极材料具有金属制芯材和被覆于该金属制芯材表面的负极材料；各凸筋勒入负极材料表面。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池，特别是涉及密封式碱性蓄电池的用以装纳涡卷状电极板组的电池外壳。近年来，机器急速向着轻便化和无绳化发展，作为这些装置的电源，小型、轻便、具有高能量密度并可充电的要求也不断提高。特别是对可充电的锂电池和镍氢电池的寄望很大，大量的新产品正在开发。而且，对于低成本、高可靠性的镍镉电池，更希望进一步提高其性能。已有的镍镉电池由电池外壳及装纳于该电池外壳中的电极板组及电解材料组成。电池外壳的内壁是光滑的面，以便易于插入涡卷状的电极板组。电极板组具有正极板、负极板以及隔离板。电极板组为涡卷状，负极板在其最外边，该负极板与电池外壳的内壁接触。亦即，采取电池外壳兼作负极端子的结构。电极板组只是卷起来，负极板引线部并未点焊连接于电池外壳底部，二者并不接合。从而，这种结构，由于负极板的最外周的外面是光滑的电池外壳的内壁，负极板与电池外壳只是相接触着，接触压力小，电池内阻高。而且在外部冲击下电极板组容易移动，因而电池内阻不稳定，其结果是，在内阻大的情况下，存在不能充分地充电、放电的问题。为了减小碱锰电池的内阻，日本专利特公平7-99686号公报有在电池外壳内侧面形成纵向筋的叙述，述及在正极合剂直接接触电池外壳内表面的碱锰电池的情况下，设置该公报所述的突起高度为0.005～0.02毫米，筋间间距为0.002～0.4毫米的纵向凸筋是有效的，但是，与此相反，只是把正极板与负极板夹着隔离层卷成涡卷状的电极组插入电池外壳而为要保持负极板与电池外壳的内壁接触，在涡卷状电极板组的最外周的负极板与电池外壳内侧面之间，充垫以高电阻的负极材料。因此，在纵向筋的间距小于0.4毫米的情况下，电池外壳与负极材料的接触面积虽然增加，但是由于负极材料的电阻高，减小电池内阻的效果和抑制由于外部冲击引起的内阻变化的效果不大。本专利技术的电池由具有导电性，兼作负极端子且有开口部的电池外壳、在上述电池外壳中设置的电极组、在上述电池外壳中设置的电解材料，以及在上述电池外壳的上述开口部，隔着电绝缘构件设置的兼作正极端子的封口构件构成。所述电极组具有正极构件、负极构件。和设置于上述正极构件和上述负极构件之间的隔离层，使上述负极构件处于外侧，上述正极构件处于内侧，把上述电极组卷成涡卷状设置。负极构件具有金属芯材和覆盖在该金属芯材表面的负极材料。所述正极构件的一部分与所述封口构件成电连接。在上述电池外壳的内侧面形成多条凸筋。所述多条凸筋被配置成对位于上述涡卷状的所述电极组的最外周的所述负极构件呈加压接触的状态，所述多条凸筋的各凸筋被设置成勒进被覆于所述负极构件表面的所述负极材料中的状态。在上述结构中，最好上述电池外壳是圆筒状的，上述多条凸筋是垂直于所述圆筒状电池外壳的底面形成的多条线状凸筋。最好所述多条线状凸筋之间的间距在0.5～10毫米的范围内，而所述各线状凸筋的高度在0.05～0.25毫米的范围内。并且最好负极材料的导电性比金属芯材的导电性小。采用上述结构，凸筋紧压负极构件表面，负极构件紧紧固定在电池外壳的凸筋，因此，在受到外部冲击时，电极组不会发生偏移，其结果是，电池内阻的上升受到抑制。而且，凸筋紧压负极构件表面。由于该压力，凸筋深深地勒进覆盖负极构件表面的、具有导电性的负极材料中。并且，凸筋压缩覆盖负极构件表面的、具有导电性的负极材料。从而，构成负极材料的内部的金属芯材与凸筋的距离被缩短。结果负极构件与作为负极端子的凸筋之间的电阻减小，使电池内阻变小。还有，在电池外壳的原材料板的厚度和电池外壳的外径一定的情况下，不减小电池外壳的有效容积，而能够取得上述效果。就这样，可以制得具有小内阻的、在一定外部形状下既保有高容量又对外部冲击呈现小的电阻变化的可靠性高的电池。附图说明图1为本专利技术实施例的电池外壳的水平剖面图。图2为本专利技术实施例的电池外壳的垂直剖面图。图3是说明本专利技术实施例的电池所使用的电池外壳的加工方法的剖面图。图4为表示本专利技术一实施例的电池结构的立体图。本专利技术一实施例的电池的立体图示于图4。在图4中，电池由电池外壳1与装纳于上述电池外壳1中的电极组20、浸渍电极组的电解材料21，以及封闭电池外壳1的开口部的金属封口板23构成。电极组20具有正极构件2、负极构件3和设置于正极构件2和负极构件3之间的隔离板4。电极组20卷成涡卷状，负极构件3处于外侧，正极构件2处于内侧。负极构件3由金属芯材和覆盖在该金属芯材表面的负极材料构成。也就是说，正极构件2、负极构件3和隔离板4分别为带状薄板或板材，并且卷成涡卷状。在电池外壳1的开口部，隔着电绝缘填料22设置金属封口板23。金属封口板23兼作正极端子。卷成涡卷状的电极组20中的正极构件2的一部分电连接于金属封口板的内表面。在电池外壳1的内侧面形成多条线状凸筋。卷成涡卷状的电极组20中的负极构件3的最外周的表面与电池外壳1的线状凸筋接触，从而构成电连接。所使用的电池外壳的例子示于图1和图2。图1是电池外壳的水平剖面图，图2是电池外壳的垂直剖面图。在图1和图2中，电池外壳1呈圆筒状，在电池外壳1的内侧面形成多条线状凸筋9。在电池外壳1的内壁相对于电池外壳的底面垂直地形成高度在0.05～0.25毫米的范围、间距在0.5～10毫米的范围的线状凸筋。这样的电池外壳用图3所示的压延加工(Drawing and Ironing下称DI)技术制作。这是深冲减薄加工。在图3中，冲头5的头部，与冲头的轴线平行地形成具有与所需的凸筋的高度对应的深度的沟6。使该冲头5抵住用镀镍钢板预成形做成杯状的金属材料7，使其依序通过外形深冲模8a～8n。在最后一道8n为其减径冲孔的直径等于所希望的电池外壳外径的外形冲模，用冲头5对其加压。这时，模的压力使电池外壳内表面紧压在冲头的周围，压出纵向的筋。就这样制造出在其内表面形成线状凸筋的电池外壳。这种情况下，在冲头的上面沟的长度也设定得使线状凸筋达不到电池外壳的开口部附近。所制作的镍镉蓄电池，其电池外壳的外径为16.3毫米，电池的高度为42.5毫米。用于制作电池外壳的镀镍钢板厚度为0.45毫米。在DI加工中，电池外壳的底部可以做成与镀镍钢板的厚度大致相同的厚度，而侧面则做得薄。在本实施例中，侧面的厚度取0.19毫米。正极构件由发泡状镍板的芯材和以充填于该芯材的氢氧化镍为主体的活性物质构成。负极构件由具有导电性的金属制芯材和被覆于该芯材表面的镉化合物构成。在图1所示的电池外壳内装有作为正极构件的正极板和作为负极构件的负极板隔着隔离板卷成涡卷状的电极组，然后，注入KOH为主的电解液作为电解材料，再封住开口。就这样制成容量为1200mAh的密闭型镍镉蓄电池。电池外壳的线状凸筋有规定的高度、间距和长度。用上述方法制作各种镍镉蓄电池。然后测定其初期内阻。然后，使蓄电池从20厘米高处，沿着电池的轴线落下5次，再使其沿着垂直于电池轴线落下5次，使其落在厚10毫米以上的硬木上。然后测定落下后的内阻。再将落下之前和落下之后的内阻加以比较，确认内阻的上升是否被抑制在5mΩ以下。制作具有各种各样的长度、高度和间距的线状凸筋的各种电池外壳和电池。对制作的电池各50个分别测定初次充放电后的内阻，又测定上述落下试验实施后的内阻，计算落下前后内阻阻值的差。落下之前的初期内阻约为21～25mΩ。另举落下试验后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池，其特征在于，由具有导电性，兼作负极端子且有开口部的电池外壳、在上述电池外壳中设置的电极组、在上述电池外壳中设置的电解材料，以及在上述电池外壳的上述开口部，用电绝缘构件分隔设置的兼作正极端子的封口构件构成；所述电 极组具有正极构件、负极构件，和设置于上述正极构件和上述负极构件之间的隔离层；使上述负极构件处于外侧，上述正极构件处于内侧，把上述电极组卷成涡卷状设置，所述正极构件的一部分与所述封口构件成电气连接；在所述电池外壳的内侧面形成多条凸 筋；所述多条凸筋被配置成对位于上述涡卷状的所述电极组的最外周的所述负极构件呈加压接触的状态；所述多条凸筋的各凸筋以进入所述负极构件表面的状态设置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：岩濑彰，德本忠宽，青木健一，浅野刚太，铃木宪男，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]