專利名稱：電池用渦卷狀電極組及電池的制作方法
技術領域：
本發明涉及由同心圓狀或橢圓狀渦卷狀電極組構成的二次電池，特別涉及降低圓筒密閉型二次電池或方型二次電池的電池容量的離差，改善電池的循環壽命。
背景技術：
近年來，比較小型的電池中，除了通常的干電池、鈕扣型電池、硬幣型電池外，無論一次電池還是二次電池，大多采用渦卷狀電極組的電極構造法，該渦卷狀電極組的正極和負極的相向面積大，可以高功率放電。但是，在需要相當高功率放電時，通常多采用二次電池，該電極組的構成法，在代表二次電池的鎳/鎘蓄電池(Ni/Cd電池)、鎳·氫蓄電池(Ni/MH電池)和鋰離子電池(Li-ion電池)的幾乎所有的圓筒密閉型電池及方型密閉形電池中使用，占日本電池總生產量的55％以上。下面，以小型的二次電池為例進行說明。
隨著多數的電池類型被自然淘汰，到了1990年左右，代表工業規模生產的二次電池的電池類型集中在鉛電池和Ni/Cd電池。特別后者的電池類型，作為小型的二次電池電源，隨著80年代的CD和攝錄機等攜帶式電子機器的迅速普及，其市場顯著擴大。其原因是Ni/Cd電池比鉛電池具有高的能量密度，適合于小型且輕量化。
但是，進入90年代后，對于高能量密度的Ni/MH電池，開發出了更輕量的Li-ion電池，這些電池開始大量地進入Ni/Cd電池市場。關于這些新電池的形狀，Ni/MH電池的情況下，與Ni/Cd電池同樣小型的圓筒密閉形電池占主流；Li-ion電池的情況下，是采用小型圓筒密閉形電池和方形密閉形電池兩種。
另外，除了上述生活用途外，最近，混合電氣汽車(HEV)、電動助動自行車等的移動用電源市場日漸擴大，所采用的電池，其尺寸雖然比生活用電池稍大，但仍以屬于小型的圓筒密閉形的Ni/MH電池為主流。
關于這些電池中的電極組的構造，Ni/Cd電池、Ni/MH電池和Li-ion電池的圓筒密閉形電池，它們的基本構造是相同的，都是把一片薄矩形板狀的正極和一片薄矩形板狀的負極，夾著合成樹脂制的隔離片、卷成大致同心圓的渦卷狀的電極組構造。
另外，在Li-ion電池的方形密閉形電池中，其電極組基本上也是同樣的渦卷狀構造，但不是同心圓而是近于扁平的橢圓狀渦卷形狀，將其插入一端封閉的方形殼體內。
另外，在Ni/Cd電池和Ni/MH電池的方型密閉形電池中，采用將若干塊板狀正負極交替重合的構造，但該類型在當前的市場占有率較小。即，小型二次電池中，無論是何種電池類型，其電極組構造都是渦卷狀占主流。
下面，為了具體說明該渦卷狀電極組的現有技術，以小型的圓筒密閉形Ni/MH電池為例，進行說明。
Ni/MH電池，正極是采用鎳氧化物粉末(主要是羥基氫氧化鎳)作為活性物質，負極是采用MmNi5型等的氫吸藏合金粉末作為準活性物質，每1個電池的電壓約1.2V。這里所說的準活性物質，是指能電氣化學地吸收或放出氫或鋰等的物質。本發明中的準活性物質，是電氣化學地吸收及放出氫或鋰等的活性物質的物質。吸收及放出的活性物質，結果只要作為活性物質放出即可，在準活性物質中可以含有活性物質，也可含有活性物質與其它物質的化合物。
這些活性物質和準活性物質，一般是將其充填或與粘接材一起涂敷到三維基體或二維芯材內，根據需要進行加壓，分別制成一片一片的薄板狀電極后加以使用。把這樣的兩片電極，夾著親水性處理過的聚烯烴類型樹脂纖維構成的無紡布，卷成渦卷狀，制成電極組。然后，將其插入一端封閉的圓筒形金屬殼體內，注入堿電解液后，通過合成樹脂制的密封墊，用備有正極端子和安全閥的蓋子封口，制成電池供使用。該電池與Ni/Cd電池或Li-ion電池同樣，其電池容量受正極的充放電容量限制。總之，電池容量的離差，雖然多少與活性物質利用率不同所至誤差有關，但幾乎都與充填或涂敷在一片正極上的活性物質重量的離差相對應。
如前所述，本來，小型二次電池，是用于需要高效率放電的用途，所以采用渦卷狀的電極組構造。最近，隨著要求更高效率放電的移動用電源市場的拓展，在Ni/MH電池中，用比已往更薄而長的電極構成的渦卷狀電極組構造受到關注。
另外，由于其用途是用于電源電壓比已往高得多的數百伏高電壓，所以，在1.2V的電池中，采用串聯的多個電池單元。例如，最近批量生產的HEV用電池，是將D尺寸的圓筒密閉形Ni/MH電池240個單元或120個單元串聯連接使用。
該情況下，容量小的電池限制整體的電池容量，并容易受過放電或過充電的損傷，由于該影響，使電源整體的容量小，循環壽命也短。尤其在用途方面是致命的問題。因此，減小各電池間的容量離差、提高電池可靠性，是極為重要的。
為此，在圓筒密閉形Ni/MH電池中的、特別是限制電池容量的正極中，為了降低容量的離差，需要作以下3項的改進。
1.改進施工方法及裝置，以降低活性物質粉末的充填或涂敷的離差。
2.測定全部電極的重量，選擇重量大致相同的電極。
3.測定全部電池的放電容量，選擇大致相同容量的電池。
另外，如前所述，其用途由于是需要比已往的通用電池更高的高效率放電，所以，兩電極比通常的更薄。這樣，隨著反復的充放電，兩電極產生膨脹，該膨脹使電極組的一部分容易從同心圓狀產生變形。有時電極的變形部分會突破隔離片，引起微小短路，產生危險。該危險性在電極已很薄型化的Li-ion電池中也存在。
即，采用渦卷狀電極組構造的Ni/MH電池或Li-ion電池中，為了電池的小型輕量化，使電極薄型化而采用長電極時，隨著充放電電極產生膨脹，該膨脹使渦卷狀電極組產生顯著變形，常常會引起電池的微小短路。
但是，上述1的降低電池容量離差的改進方法中，以Ni(OH)2為主材料的活性物質粉末的單位面積的定量充填或定量涂敷有相當大的進步，例如從已往的±7～10％的離差減少到了±3％～5％，但即便如此，對于將數百個電池串聯使用的HEV用電源等，仍然是不夠的。上述2的改進方法中，通過設置重量等級，可管理一定重量的活性物質充填量，在一定程度上可管理電池容量，但是整體的容量離差仍然不能降低。上述3的改進方法中，是與2的改進方法同樣的考慮，直接測定電池容量，可提高精度。但是，為了得到正確的電池容量，必須進行數個循環的充放電，不但麻煩，而且與上述2的改進方法同樣，整體的容量離差仍然不能降低。另外，關于防止上述的微小短路，尚沒有解決該微小短路的方法。
本發明的電池用電極組，將正極和負極夾著隔離片卷成為渦卷狀的同心圓狀或橢圓狀，上述正極和/或負極，是由若干片電極板組合而構成的，上述正極和/或負極中的各自上述組合，是使主材料的活性物質或準活性物質的合計重量為一定值地構成，由若干片構成的電極中的各電極板，拉開間隔地串聯卷繞，這樣，可同時解決上述問題。
下面，以圓筒密閉形Ni/MH電池為例說明。至少對限制電池容量的正極，采用將若干片正極板串聯的構成法。其中，若干片正極板的重量合計調節為一定值，使各電池的活性物質量相同，抑制電池容量的離差，并且，在串聯地卷繞時，各正極板間的距離稍稍分開，這樣，可吸收反復充放電時電極膨脹而引起的電極組的變形。
這樣，可得到能極度降低各電池間的容量離差、同時，不容易產生微小短路的圓筒密閉形Ni/MH電池。另外，所采用的圓筒狀電池殼體，其底部厚度(t2)相對于側壁厚度(t1)的比(t2/t1)為1.5以上，通過該側壁薄的殼體與上述電極組一起使用，作為移動用電源時，具有更加輕量化和高容量化的效果。另外，通過降低容量離差，在電池的設計階段設置的正負極的容量平衡有余地，結果，可得到高容量的圓筒密閉形Ni/MH電池。
圖1是本發明一實施方式的圓筒密閉形Ni/MH電池用電極組的構造圖。
圖2是本發明一實施方式的圓筒密閉形Ni/MH電池用電極組的構造圖。
圖3(a)是本發明一實施方式的圓筒密閉形Ni/MH電池用的兩片鎳正極板。
圖3(b)是本發明一實施方式的圓筒密閉形Ni/MH電池用的兩片鎳正極板。
圖4是本發明一實施方式的采用圖3(b)的鎳正極板的圓筒密閉形Ni/MH電池用電極組的斷面圖。
圖5是本發明一實施方式的圓筒密閉形Ni/MH電池的構造圖。
圖6(c)是表示實施例的電池500個單元的放電容量分布圖。
圖6(d)是表示實施例的電池500個單元中使用的正極的重量分布圖。
圖7是表示減薄拉延加工工序的圖。
圖8是用減薄拉延加工工序制造的電池殼體的放大斷面圖。
圖9是經過1C倒角加工后的電極板。
符號說明1正極；1-a由兩片構成的正極中的一片；1-b由兩片構成的正極中的一片；2負極；2-a由兩片構成的負極中的一片；2-b由兩片構成的負極中的一片；3由聚丙烯制纖維的無紡布構成的隔離片；4正極板引線；4’正極板引線；5負極板引線；6正極的集電金屬板；6’負極的集電金屬板；7正極引線端子；7’負極引線端子；8正極端子；9橡膠閥；10尼龍制墊圈；11金屬殼體；12主軸；13有底圓筒容器；14模具；15電池殼側壁面；16電池殼底面；R厚壁部。
圓筒密閉形Ni/MH電池，其構造如圖5所示，通常，厚度不足1mm的板狀正極1和更薄的板狀負極2，夾著合成樹脂纖維構成的無紡布3，卷成渦卷狀，然后，插入金屬殼體11內。
接著，將堿電解液注入該電極組，用蓋子通過密封墊圈10封口。該蓋子兼作為正極端子8，并且備有當電池內壓異常上升時使氣體逸出的安全閥9。
通常，電極組由一片正極、一片負極和隔離片構成。在本發明中，如圖1或圖2例所示，是將兩片正極板1-a、1-b、和兩片負極板2-a、2-b，夾著隔離片3串聯地卷成渦卷狀。
在構成該電極組之前，選擇重量約一定的、即平均重量相近的兩片電極進行組合。另外，在構成正極的兩片正極板間、以及構成負極的兩片負極板間，設有適當的間隔Y和X。這里所說的一定的重量，最好在±1重量％的范圍內。
上述的正極和負極，其電極重量可調節為接近平均值，即，可把活性物質和準活性物質的合計重量，調節在一定值附近，所以，各電池的電池容量非常適合。另外，如前所述，反復充放電使電極產生膨脹即伸長，該膨脹(伸長)使得采用薄型正負極的渦卷狀電極組中產生顯著變形，有時，會產生微小短路。但本發明中，由于在電極板間設置間隔Y和X，可吸收上述變形，該問題被大大地抑制。
上面的說明中，是以圓筒密閉形Ni/MH電池為例，說明了采用兩片正極和兩片負極的構造。但是，如前所述，也可以僅采用若干片限制電池容量的正極，也可以兩電極都采用若干片。另外，在已經采用極薄兩極的Li-ion電池中，基于同樣的原因，也可得到同樣的效果。
本發明的電池用電極組中的正極和負極，構成正極和負極的若干片電極板，優選分別進行至少兩個角的倒角加工，更優選電極板的全部角即四個角都進行倒角加工。對上述電極板的兩個角進行倒角加工時，優選對拉開適當間隔相鄰的、與電極對應側的兩個角進行倒角加工。也可以將電極板的相對邊全體切成為圓形或橢圓形。如果構成上述正極和負極的若干片電極板，不進行至少兩個角的倒角加工，則電極板采用硬度高的材質時，因反復充放電使電極板伸長，電極板的角會吃進隔離片或破損。上述的倒角加工，并無特別的限定，可用公知的方法進行1C倒角加工，形成1mm的曲率半徑，這樣，可防止吃進或刺破而且加工也容易。
如上所述，本發明中，用若干片構成的電極的各電極板，把一片電極板相對于另一片電極板在卷繞方向空開間隔地串聯地卷繞。上述間隔的距離設定為不會因反復充放電引起的伸長，使電極板與相鄰電極板接觸，更不會隆起。該間隔取決于所用活性物質的材料、充填密度、基體強度(金屬箔厚度)、電極板卷繞方向的長度等因素，其數值限定是困難的。但是，在活性物質材料膨脹10～20％的一般情況下，該間隔為電極板長度的1～5％即可。如果小于1％，則相鄰電極接觸后產生隆起等變形，有微小短路的危險性。如果大于5％，則活性物質的減少顯著，存在電池容量降低的問題。在圓筒密閉形Ni/MH電池中，正極和負極是薄型鎳正極和薄型金屬氫化物負極時，上述間隔優選為1.0～5.0mm。
本發明的電池用電極組中的正極和負極，夾著隔離片以渦卷狀卷成為同心圓狀或橢圓狀，只要基本上是同心圓狀或橢圓狀即可，并不需要完全的同心圓狀或橢圓狀。
本發明的電池用電極組中，用若干片電極板的組合構成的電極的各電極板，其活性物質或準活性物質的合計重量約為一定值地組合即可，電極板形狀并不限定為相同，但是，電極中的各電極板的面積相同較好。各電極板的面積相同時，所有的電極板呈現一個正態分布，輕量電極和重量電極的分選組合容易。反之，如果面積不同時，呈現兩個以上的正態分布，重量的選擇麻煩。
本發明電池用電極組的一實施方式中，是將薄型鎳正極和薄型金屬氫化物負極，夾著隔離片卷成渦卷狀的大致同心圓狀電池用電極組，上述薄型鎳正極，是將若干片正極板依次串聯卷繞而構成的，上述薄型金屬氫化負極，是將一片或若干片負極板依次串聯卷繞而構成的，由若干片電極板構成的電極中，使各電極板的活性物質重量和/或準活性物質重量的合計，保持為約一定值地將若干片電極板組合，由若干片電極板構成的電極中，若干片電極板拉開間隔地串聯卷繞，在由若干片電極板構成的電極中，若干片電極板中的卷繞開始側的電極厚度比卷繞終了側的電極薄。
本發明電池用電極組的上述實施方式中，由于若干片電極板的卷繞開始側的電極厚度，比卷繞終了側的電極薄，所以，可控制卷繞半徑小的卷繞開始時容易產生的電極的裂縫，并且，通過相對多地含有導電性電極基體，可以減少散熱。
本發明中，把上述電池用電極組封入電池殼，用點焊等方法將正極導線與封口板連接后，將封口板在電池殼的開口部嚴密封口，形成二次電池。
本發明的二次電池，是將本發明的上述電池用電極組，封入D、C、AA、AAA、AAAA等所希望外形尺寸的電池殼容器內，經封口而形成的。
本發明的二次電池的電池殼，在將本發明的二次電池用于HEV用電池等需要高容量化及輕量化的用途時，優選采用底部厚度(t2)相對于側壁厚度(t1)的比(t2/t1)為1.5以上的輕量電池殼，另外，從容器側壁的耐壓強度有余地以及確實防止因底部焊接產生龜裂的觀點考慮，底部厚度(t2)相對于側壁厚度(t1)的比(t2/t1)優選約為2.0。本發明的二次電池用于HEV用電池等時，根據使用方式，在二次電池的電池殼底部，借助焊接直接地、或者通過金屬制連接部件連接有相鄰二次電池的正極端子，這樣，在電池殼底部不產生變形或溶解，因為需要能承受與上述電池間連接的連接器點焊焊接的厚度，通過將電池的底部厚度(t2)相對于側壁厚度(t1)的比(t2/t1)設定為1.5以上，從而與側壁厚度和底部厚度大致相同的通常電池殼相比，底部厚度確保為能承受焊接的厚度，并且，通過減薄側壁面，可不變更電池殼材質地減輕約30％的重量，同時因內容積增加，使二次電池高容量化。另外，上述焊接用公知的焊接方法，點焊部的焊接溫度在1000～3000℃的范圍內。
本發明的二次電池中，采用底部厚度(t2)相對于側壁厚度(t1)的比(t2/t1)為1.5的、AAAA尺寸的電池殼的情況下，采用底部厚度約為0.2mm、側壁厚度為0.11mm的電池殼(t2/t1＝1.82)時，與同一材質的底部厚度為0.2mm、側壁厚度為0.2mm的電池殼(t2/t1＝1)相比，可提高約5％的電池容量。
本發明的二次電池中的電池殼材質，并無特別限定，但在堿蓄電池中，從耐電解液性的觀點考慮，優選采用在鐵上鍍鎳的材料，在鋰二次電池中，除了鐵外，為了輕量化，優選采用鋁或鋁合金材料。
上述電池殼，可用深沖加工等公知的方法制造，但是為了減薄側壁面，把底部厚度(t2)相對于側壁厚度(t1)的比形成為(t2/t1)為1.5以上，優選用減薄拉延加工法制造。分幾次將電池殼加工成接近所需電池殼形狀的深沖加工制造方法，通常，底部和側壁面的厚度是相等的，而減薄拉延加工法，是用主軸將金屬板材一次地擠壓成形，形成為有底圓筒容器的方法，所以，通過調節主軸與金屬模具間的間隔，就可以將上述電池殼容易地形成為具有所需側壁厚度的電池殼。
本發明的二次電池的電池殼中，為了確保機械強度，在電池殼的內側，沿著電池殼的側壁和底部的交界，優選設置厚壁部。上述厚壁部在圖11中所示的R部，對制作電池殼時用的主軸的前端部外周進行倒角加工，就可容易地形成電池殼的厚壁部。雖然采用經稍稍倒角加工后的主軸也能顯現效果，但在AA尺寸的電池殼中，如果進行1C倒角，不會導致電池容量降低，是優選的。
本發明的二次電池，通過采用上述電極，可實現電池的輕量化，通過采用側壁極薄的、底部厚度(t2)相對于側壁厚度(t1)的比(t2/t1)為1.5以上的電池殼，則可提供更加輕量化的二次電池。
(電極用糊膏的調制劑)在固溶有用金屬換算為1wt％和3wt％的鈷和鋅的市售球狀氫氧化鎳粉末(100重量份)中，分別加入3重量份和2重量份的氧化鈷和氧化鋅，進行混合，在該混合物中，加入25wt％的溶解了0.5wt％羧甲基纖維素和0.1wt％聚乙烯醇的水溶液，混煉后，得到鎳正極用糊膏。(電池殼的制造例)作為制造例1，如圖7所示，用公知的主軸12，對沖壓成圓形的厚度約為0.3mm的鍍鎳鋼板(鍍層厚1μm)，進行一次的減薄拉延加工，得到C尺寸的有底圓筒容器13。具體地說，其外徑為25mm，側面厚為0.19mm，底部厚為0.3mm。為了抑制側面與底部交界處的強度降低，優選在上述交界處內側設置厚壁部R。
作為制造例2，除了采用沖壓成圓形的厚度約為0.25mm的鍍鎳鋼板(鍍層厚度1μm)外，用與制造例1相同的方法，得到有底圓筒狀的AA尺寸的電池殼。其外徑為14mm，側面厚為0.16mm，底部厚為0.25mm。(實施例1)把與制造例1同樣的糊膏，充填到市售的泡末狀鎳多孔體內，該多孔體的長度方向一端，焊接著鎳制的薄片。干燥后加壓，得到圖3(a)所示的厚0.4mm、寬度40mm、長230mm的正極板。然后，測定全部正極板的重量，分類出8個等級的重量，選擇重量平均值相近的兩片正極板，作為電池用正極。
把該正極和一片采用通常的MmNi5型合金的、厚度為0.25mm、寬度為40mm，長度為580mm的金屬氫化物負極，其兩者間夾著親水性處理后的聚丙烯制無紡布，構成圖1所示的電極組。卷繞時，如圖中Y所示，將兩片正極板拉開3mm的間隔，卷成渦卷狀。圖1中，負極也由兩片電極板構成，但本實施例1中，是采用1片負極。這時，如圖4所示，設在正極1上的鎳制薄片4′，伸出于隔離片3，把焊接在蓋子上的導線端子7，焊接在沖切成的環形金屬板6上。因此，兩片正極板借助多個焊接點與金屬板相連，阻抗大大降低。
分10次每次制作300片正極板，共制作3000片正極板，這時全部的重量分布，呈正態分布，在±3σ的范圍內，有±7％的離差。將這些正極板分類為8個等級，分別選擇平均值相近的兩片組合成正極，對該500組隨機地進行重量測定，如圖6所示，其分布均控制在平均值±1％以內。
把該電極組插入在制造例1中制造的C尺寸圓筒密閉形電池殼中，注入約30wt％的KOH水溶液后封口，制成圖5所示的C尺寸圓筒密閉形Ni/MH電池。對該C尺寸電池500個，用0.1C進行正極的理論容量4500mAh的120％的充電，用0.5C放電到1.0V后，再進行0.5/120％充電，再進行1.0C/1.0V放電，反復兩個循環，這時的放電容量分布如圖6(C)所示。結果，可將電池容量離差抑制在±1.5％以內。在不使用兩片正極的通常電池的情況下，離差為±8％左右，所以，本發明的電池可大大降低離差。
另外，作為比較例1，除了兩片正極板的間隔為0.5mm外，其余與實施例1同樣地構成電極組。作為比較例2，除了兩片正極板的間隔為1mm外，其余與實施例1同樣地構成電極組。作為比較例3，除了采用1片正極板外，其余與實施例1同樣地構成電極組。
把實施例1和比較例1～3的電極組，插入在制造例1中制造的C尺寸的圓筒密閉形電池殼內，注入約30wt％的KOH水溶液后封口，制成圖5所示的C尺寸圓筒密閉形Ni/MH電池。對各100個電池進行充放電試驗。即，用1C進行15小時充電，停止1小時后，1C電池壓放電到1.0V，反復進行該循環至設定的循環次數，。
在實施例1和比較例1～3中，把正極板間隔為3mm的實施例1作為1。把正極板間隔為0.5mm的比較例1作為m，把正極板間隔為1mm的比較例2作為n，把采用1片正極板的比較例3作為o，其結果如表1所示。在表1中的短路數合計欄中，分子表示各設定循環的短路數的合計，分母表示循環試驗中使用的合計試驗電池數。
表1
結果可知，即使是1mm間隔，也有相當的降低微小短路的效果，間隔為3mm時，在500次循環后，完全沒有微小短路，能承受500電池的通常的充放電。這是因為，在500次循環的充放電后，3mm的間隔漸漸減少并幾乎消失，被充放電產生的電極的伸長所吸收，所以，渦卷狀電極組的局部變形被緩和。因此，即使采用比以上大的間隔，也得到同樣的效果，但隨著間隔的加大，電池容量降低，所以該間隔優選在5mm以下。
該實施例中，正極由兩片正極板構成，如果不考慮若干麻煩的問題，片數越多越能降低離差，也越減少渦卷狀電極組的變形。如果負極也采用若干片，則電池的容量離差更加降低。
另外，卷繞開始側的鎳正極板的厚度，比卷繞終了側薄時，可抑制在曲率半徑小的卷繞開始側產生的裂縫，并且，可容易地卷成為同心圓狀。
另外，如果采用本實施例的電極組的構成法，在電池設計時，不必將正負極的容量比率，設計得象通常的電池那樣大的富余。這樣，電池內的空間有富余，結果，可增加電池的容量。
另外，基于與本實施例同樣的理由，電池容量的離差降低效果，在已采用超薄型電極的、各采用1片正負極的Li-ion電池中也有效。設在電極板間的間隔，對于通常的Li-ion電池，也具有減少渦卷狀電極組變形的效果。(實施例2)把在調制例中記載的糊膏，充填到焊接著鎳制薄片的市售的泡末狀鎳多孔體內，干燥后加壓，得到圖3(b)所示的厚約0.4mm、寬度約40mm、長約75mm的正極板。
然后，測定全部正極板的重量，分類出8個等級的重量，選擇重量平均值相近的兩片正極板，作為電池用正極。
把該正極和一片采用通常的MmNi5類型合金的、厚度為0.25mm、寬度約為40mm，長度約為200mm的金屬氫化物負極，夾著親水性處理后的聚丙烯制無紡布，構成圖2所示的電極組。卷繞時，如圖中Y所示，將兩片正極板拉開3mm的間隔，卷成渦卷狀。圖2中，負極也由兩片電極板構成，但本實施例2中，是采用1片負極。
把本實施例2的電極組，插入在制造例2中制造的AA尺寸圓筒密閉形電池殼中，注入約30wt％的KOH水溶液后封口，制成圖5所示的AA尺寸圓筒密閉形Ni/MH電池。這時也與實施例1同樣地，電池間的容量離差極小，500個電池的容量離差在±1.5％以內。也具有防止微小短路的效果。
另外，用更多的正極板構成正極，用若干片負極板構成負極時，雖然比較麻煩，但其效果與實施例1同樣，進一步減小容量離差，并且可減少渦卷狀電極組的變形。
如上所述，根據本發明，備有渦卷狀電極組的Ni/MH電池等，電池間容量離差可以極小，結果，可提高平均容量，并且，防止因反復充放電引起的微小短路。可提供適合作為混合電氣汽車(HEV)、電動助動自行車等的移動用電源的、輕量的二次電池。
本說明書中，全部包含了本申請優先權主張文本、即特愿2000-327215號記載的內容。
權利要求
1.一種電池用渦卷狀電極組，將正極和負極夾著隔離片呈渦卷狀地卷成大致同心圓狀或橢圓狀，其特征在于，(1)所述正極和/或負極是用若干片電極板組合構成的；(2)所述正極和/或負極中各自的所述組合，是使主材料的活性物質和準活性物質的合計重量為一定值而構成；(3)由若干片構成的電極中的各電極板，拉開間隔地串聯卷繞。
2.如權利要求1所述的電池用渦卷狀電極組，其特征在于，構成所述正極和/或負極的各若干片電極板，分別具有導線端子或相當于導線端子的端子。
3.如權利要求1所述的電池用渦卷狀電極組，其特征在于，至少構成所述正極和/或負極的各若干片電極板，在沿著卷繞方向的端緣兩側分開，正極或負極的除去了活性物質或準活性物質的電極芯材，超過隔離片露出。
4.一種電池用渦卷狀電極組，將薄型鎳正極和薄型金屬氫化物負極夾著隔離片呈渦卷狀地卷成大致同心圓狀或橢圓狀；其特征在于，(1)所述薄型鎳正極是將若干片正極板依次串聯卷繞而構成的；(2)所述薄型金屬氫化物負極是將一片或若干片負極板依次串聯卷繞而構成的；(3)由若干片電極板構成的電極中，使各電極的活性物質重量和/或準活性物質重量的合計為一定值地將若干片電極板組合；(4)由若干片電極板構成的電極中，若干片電極板拉開間隔地串聯卷繞；(5)由若干片電極板構成的電極中，若干片電極板的卷繞開始側的電極厚度比卷繞終了側的電極薄。
5.如權利要求4所述的電池用渦卷狀電極組，其特征在于，構成所述正極和負極的若干片電極板，分別至少在兩個角進行了倒角加工。
6.如權利要求4所述的電池用渦卷狀電極組，其特征在于，構成所述正極和負極的若干片電極板之間的間隔，在電極組的構成時，在1.0～5.0mm的范圍內。
7.如權利要求4所述的電池用渦卷狀電極組，其特征在于，構成所述正極的若干片電極板和/或構成負極的若干片電極板，分別具有大致相同的面積。
8.一種二次電池，將正極和負極夾著隔離片呈渦卷狀地卷成大致同心圓狀或橢圓狀的電池用電極組封入電池殼體內，形成為二次電池，其特征在于，所述電池用電極組(1)所述正極和/或負極是用若干片電極板組合構成的；(2)所述正極和/或負極中各自的所述組合，是使電極板主材料的活性物質和準活性物質的合計重量為一定值而構成；(3)由若干片構成的電極中的各電極板，拉開間隔地串聯卷繞。
9.如權利要求8所述的二次電池，其特征在于，所述電池殼的底部厚度(t2)是能夠承受焊接的厚度，并且底部厚度(t2)相對于側壁厚度(t1)的比為(t2/t1)1.5以上。
10.如權利要求9所述的二次電池，其特征在于，在所述電池殼的側壁與底部交界的電池殼內側，設有厚壁部。
11.如權利要求9所述的二次電池，其特征在于，在所述電池殼的底部，相鄰二次電池的正極端子直接地或通過金屬制連接部件焊接在一起。
全文摘要
本發明提供一種電池用渦卷狀電極組及電池,把按一定重量選擇的、由若干片薄型正極板構成的正極和/或由若干片負極板構成的負極,夾著隔離片卷成渦卷狀,制成電極組。把該電極組插入電池殼內,注入電解液后,用蓋封口,制成電池。
文檔編號H01M2/26GK1351386SQ0113678
公開日2002年5月29日 申請日期2001年10月25日 優先權日2000年10月26日
發明者松本功 申請人:松本功