ニッケル水素蓄電池
【課題】 正極と水素吸蔵合金を用いた負極との間にセパレータを介在させて巻回させた電極体をアルカリ電解液と共に電池缶内に収容させると共に、この電池缶の開口部を封口体によって閉塞させたニッケル水素電池の充電状態を、電池以外の機器を使用しなくても、電池単体で簡単に検知できるようにする。
【解決手段】 正極11と水素吸蔵合金を用いた負極12との間にセパレータ13を介在させて巻回させた電極体10がアルカリ電解液と共に電池缶20内に収容されると共に、この電池缶の開口部が封口体30によって閉塞されてなるニッケル水素蓄電池において、上記の電極体の中心の空間部10a内に、移動体16を一定以上の充電状態では固定されるようにして移動可能に収容させた。
【解決手段】 正極11と水素吸蔵合金を用いた負極12との間にセパレータ13を介在させて巻回させた電極体10がアルカリ電解液と共に電池缶20内に収容されると共に、この電池缶の開口部が封口体30によって閉塞されてなるニッケル水素蓄電池において、上記の電極体の中心の空間部10a内に、移動体16を一定以上の充電状態では固定されるようにして移動可能に収容させた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正極と水素吸蔵合金を用いた負極との間にセパレータを介在させて巻回させた電極体がアルカリ電解液と共に電池缶内に収容されると共に、この電池缶の開口部が封口体によって閉塞されてなるニッケル水素蓄電池に係り、このニッケル水素蓄電池が一定以上の充電状態にあるかを簡単に検知できるようにした点に特徴を有するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、正極と水素吸蔵合金を用いた負極との間にセパレータを介在させて巻回させた電極体をアルカリ電解液と共に電池缶内に収容させると共に、この電池缶の開口部を封口体によって閉塞させたニッケル水素電池が様々な用途に使用されており、またこのようなニッケル水素蓄電池を充電器により充電させて繰り返して使用できるようにしたものが広く利用されている。
【０００３】
ここで、このようなニッケル水素蓄電池は、使用によって電池容量が減少すると共に、長時間の放置による自己放電によって次第に電池容量が減少する。
【０００４】
そして、このニッケル水素蓄電池に現在どの程度の電池容量が残っているのか知るために、従来においては、テスターでこのニッケル水素蓄電池の電圧を測定してニッケル水素蓄電池の残容量を検知するようにしたり、充電器やこのニッケル水素蓄電池を使用する機器側に残量メータなどを設けてニッケル水素蓄電池の残容量を表示させるようにしたもの（例えば，特許文献１，２参照。）が知られている。
【０００５】
しかし、上記のものにおいてはニッケル水素蓄電池の残容量を検地するのに、電池以外の機器が必要になり、電池単体でその充電状態を検知することができないという問題があった。
【特許文献１】特開２００２−１９１１２８号
【特許文献２】特開２００５−２５３２６９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、正極と水素吸蔵合金を用いた負極との間にセパレータを介在させて巻回させた電極体をアルカリ電解液と共に電池缶内に収容させると共に、この電池缶の開口部を封口体によって閉塞させたニッケル水素蓄電池において、電池以外の機器を使用しなくても、電池単体で充電状態を簡単に検知できるようにすることを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明におけるニッケル水素蓄電池においては、上記のような課題を解決するため、正極と水素吸蔵合金を用いた負極との間にセパレータを介在させて巻回させた電極体がアルカリ電解液と共に電池缶内に収容されると共に、この電池缶の開口部が封口体によって閉塞されてなるニッケル水素蓄電池において、上記の電極体の中心の空間部内に、移動体を一定以上の充電状態では固定されるようにして移動可能に収容させたのである。
【０００８】
ここで、上記のニッケル水素蓄電池が充電状態では、負極に用いた水素吸蔵合金が水素を吸蔵してその体積が膨張し、これにより上記の電極体の中心における空間部が狭くなって、上記の移動体が電極体に保持されて固定されるようになる。そして、上記のニッケル水素蓄電池が放電されると、水素吸蔵合金に吸蔵された水素が放出されてその体積が次第に減少し、電極体の中心の空間部が拡大し、一定以上放電されると、電極体に保持されて固定されていた移動体がこの電極体の空間部内において移動可能になり、この状態でニッケル水素蓄電池を振ると、上記の移動体が電極体の空間部内において移動して、電池缶などに衝突して音を発するようになる。
【０００９】
ここで、上記の移動体を電極体の中心の空間部内に収容させるにあたっては、この移動体と電池缶などとの接触によってショートが発生しないようにするため、この移動体の少なくとも表面が絶縁性であるようにし、或いはこの移動体を電極体の中心の空間部内に設けられた可撓性の絶縁性収容体に収容させるようにすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明におけるニッケル水素蓄電池においては、上記のように正極と水素吸蔵合金を用いた負極との間にセパレータを介在させて巻回させた電極体の中心の空間部内に移動体を移動可能に収容させ、ニッケル水素蓄電池が一定以上の充電状態では、この移動体が電極体に保持されて固定されるようにし、このニッケル水素蓄電池が一定以上放電された状態では、電極体に保持されて固定されていた移動体がこの電極体の空間部内において移動できるようにした。
【００１１】
この結果、本発明におけるニッケル水素蓄電池においては、従来のように電池以外の機器を使用しなくても、このニッケル水素蓄電池を振ることにより、上記の移動体が電極体の空間部内において移動し、電池缶などに衝突して音を発するかを調べることによって、このニッケル水素蓄電池が一定以上の充電状態にあるか否かを簡単に検知できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明の実施形態に係るニッケル水素蓄電池を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明におけるニッケル水素蓄電池は、下記の実施形態に示したものに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。
【００１３】
この実施形態におけるニッケル水素蓄電池においては、図１に示すように、正極１１として、ニッケル発泡体などの正極支持体１１ａの両面に水酸化ニッケルを主成分とするペースト状正極活物質を付与し、これを乾燥させて圧延させたものを用い、負極１２として、パンチングメタルなどの負極支持体１２ａの両面に水素吸蔵合金を主成分とするペースト状負極活物質を付与し、これを乾燥させて圧延させたものを用いるようにした。
【００１４】
そして、ニッケル水素蓄電池を作製するにあたっては、上記の正極１１と負極１２との間にポリプロピレン製不織布などのセパレータ１３を介在させてスパイラル状に巻き取った電極体１０の中心における空間部１０ａ内に移動体１６を収容させ、この電極体１０の一方の端面において、上記の正極１１における正極支持体１１ａに面状になった正極集電体１４を取り付けると共に、上記の電極体１０の他方の端面において、上記の負極１２における負極支持体１２ａに面状になった負極集電体１５を取り付けるようにした。
【００１５】
そして、このように空間部１０ａ内に移動体１６が収容されると共に正極集電体１４と負極集電体１５が取り付けられた電極体１０を電池缶２０内に収容させて、上記の負極集電体１５を電池缶２０内部の底面に取り付け、この電池缶２０内に上記のアルカリ電解液を注液させると共に、上記の正極集電体１４からリード部１４ａを延出させ、このリード部１４ａを封口体３０の底部３１に取り付け、この封口体３０の周縁に絶縁ガスケット３２を装着させて、この封口体３０を上記の電池缶２０の開口部に配置し、電池缶２０の開口端縁をかしめて、封口体３０を電池缶２０に取り付けるようにした。なお、上記の封口体３０においては、その底部３１と正極外部端子３３との間に、スプリング３４と弁３５とを設け、これにより電池の内圧が異常に上昇した場合に、電池内部のガスを大気に放出させるようにした。
【００１６】
また、この実施形態においては、上記の移動体１６として、図２に示すように、ニッケル等の金属球１６ａの外周面を樹脂などの絶縁性材料からなる絶縁層１６ｂで被覆したものを用いるようにした。
【００１７】
また、このような移動体１６を上記のように電極体１０の中心における空間部１０ａ内に収容させるにあたっては、このニッケル水素蓄電池の作製時及び放電状態では、この移動体１６が空間部１０ａ内を移動できるようにする一方、このニッケル水素蓄電池の充電により、負極１２に用いた水素吸蔵合金が水素を吸蔵してその体積が膨張し、上記の電極体１０の中心における空間部１０ａが狭くなった状態では、上記の移動体１６が電極体１０に保持されて固定されるようにした。
【００１８】
このようにすると、このニッケル水素蓄電池が一定以上の充電状態では、移動体１６が電極体１０に保持されて固定される一方、このニッケル水素蓄電池が一定以上放電された状態では、電極体１０に保持されて固定されていた移動体１６がこの電極体１０の空間部１０ａ内において移動できるようになり、この状態で、このニッケル水素蓄電池を振ると、移動体１６が電極体１０の空間部１０ａ内を移動して正極集電体１４や負極集電体１５などに衝突して音を発すようになり、このような音を聞いて、このニッケル水素蓄電池が一定以上の充電状態にあるか否かを簡単に検知できるようになる。
【００１９】
なお、この実施形態においては、移動体１６として、金属球１６ａの外周面を絶縁層１６ｂで被覆したものを用いるようにしたが、この移動体１６は特にこのようなものに限定されず、例えば、樹脂やセラミックなどの絶縁性材料で構成された球体を用いるようにしたり、移動体１６として上記のような金属球１６ａを用い、この金属球１６ａからなる移動体１６をポリプロピレンフィルムなどの可撓性の絶縁性収容体（図示せず）内に収容させた状態で、この絶縁性収容体を電極体１０の空間部１０ａ内に配置させるようにすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の一実施形態に係るニッケル水素蓄電池の概略断面図である。
【図２】同実施形態に係るニッケル水素蓄電池において使用した移動体の概略断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０ 電極体
１０ａ 空間部
１１ 正極
１１ａ 正極支持体
１２ 負極
１２ａ 負極支持体
１３ セパレータ
１４ 正極集電体
１５ 負極集電体
１６ 移動体
１６ａ 金属球
１６ｂ 絶縁層
２０ 電池缶
３０ 封口体
３１ 封口体の底部
３２ 絶縁ガスケット
３３ 正極外部端子
３４ スプリング
３５ 弁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正極と水素吸蔵合金を用いた負極との間にセパレータを介在させて巻回させた電極体がアルカリ電解液と共に電池缶内に収容されると共に、この電池缶の開口部が封口体によって閉塞されてなるニッケル水素蓄電池に係り、このニッケル水素蓄電池が一定以上の充電状態にあるかを簡単に検知できるようにした点に特徴を有するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、正極と水素吸蔵合金を用いた負極との間にセパレータを介在させて巻回させた電極体をアルカリ電解液と共に電池缶内に収容させると共に、この電池缶の開口部を封口体によって閉塞させたニッケル水素電池が様々な用途に使用されており、またこのようなニッケル水素蓄電池を充電器により充電させて繰り返して使用できるようにしたものが広く利用されている。
【０００３】
ここで、このようなニッケル水素蓄電池は、使用によって電池容量が減少すると共に、長時間の放置による自己放電によって次第に電池容量が減少する。
【０００４】
そして、このニッケル水素蓄電池に現在どの程度の電池容量が残っているのか知るために、従来においては、テスターでこのニッケル水素蓄電池の電圧を測定してニッケル水素蓄電池の残容量を検知するようにしたり、充電器やこのニッケル水素蓄電池を使用する機器側に残量メータなどを設けてニッケル水素蓄電池の残容量を表示させるようにしたもの（例えば，特許文献１，２参照。）が知られている。
【０００５】
しかし、上記のものにおいてはニッケル水素蓄電池の残容量を検地するのに、電池以外の機器が必要になり、電池単体でその充電状態を検知することができないという問題があった。
【特許文献１】特開２００２−１９１１２８号
【特許文献２】特開２００５−２５３２６９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、正極と水素吸蔵合金を用いた負極との間にセパレータを介在させて巻回させた電極体をアルカリ電解液と共に電池缶内に収容させると共に、この電池缶の開口部を封口体によって閉塞させたニッケル水素蓄電池において、電池以外の機器を使用しなくても、電池単体で充電状態を簡単に検知できるようにすることを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明におけるニッケル水素蓄電池においては、上記のような課題を解決するため、正極と水素吸蔵合金を用いた負極との間にセパレータを介在させて巻回させた電極体がアルカリ電解液と共に電池缶内に収容されると共に、この電池缶の開口部が封口体によって閉塞されてなるニッケル水素蓄電池において、上記の電極体の中心の空間部内に、移動体を一定以上の充電状態では固定されるようにして移動可能に収容させたのである。
【０００８】
ここで、上記のニッケル水素蓄電池が充電状態では、負極に用いた水素吸蔵合金が水素を吸蔵してその体積が膨張し、これにより上記の電極体の中心における空間部が狭くなって、上記の移動体が電極体に保持されて固定されるようになる。そして、上記のニッケル水素蓄電池が放電されると、水素吸蔵合金に吸蔵された水素が放出されてその体積が次第に減少し、電極体の中心の空間部が拡大し、一定以上放電されると、電極体に保持されて固定されていた移動体がこの電極体の空間部内において移動可能になり、この状態でニッケル水素蓄電池を振ると、上記の移動体が電極体の空間部内において移動して、電池缶などに衝突して音を発するようになる。
【０００９】
ここで、上記の移動体を電極体の中心の空間部内に収容させるにあたっては、この移動体と電池缶などとの接触によってショートが発生しないようにするため、この移動体の少なくとも表面が絶縁性であるようにし、或いはこの移動体を電極体の中心の空間部内に設けられた可撓性の絶縁性収容体に収容させるようにすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明におけるニッケル水素蓄電池においては、上記のように正極と水素吸蔵合金を用いた負極との間にセパレータを介在させて巻回させた電極体の中心の空間部内に移動体を移動可能に収容させ、ニッケル水素蓄電池が一定以上の充電状態では、この移動体が電極体に保持されて固定されるようにし、このニッケル水素蓄電池が一定以上放電された状態では、電極体に保持されて固定されていた移動体がこの電極体の空間部内において移動できるようにした。
【００１１】
この結果、本発明におけるニッケル水素蓄電池においては、従来のように電池以外の機器を使用しなくても、このニッケル水素蓄電池を振ることにより、上記の移動体が電極体の空間部内において移動し、電池缶などに衝突して音を発するかを調べることによって、このニッケル水素蓄電池が一定以上の充電状態にあるか否かを簡単に検知できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明の実施形態に係るニッケル水素蓄電池を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明におけるニッケル水素蓄電池は、下記の実施形態に示したものに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。
【００１３】
この実施形態におけるニッケル水素蓄電池においては、図１に示すように、正極１１として、ニッケル発泡体などの正極支持体１１ａの両面に水酸化ニッケルを主成分とするペースト状正極活物質を付与し、これを乾燥させて圧延させたものを用い、負極１２として、パンチングメタルなどの負極支持体１２ａの両面に水素吸蔵合金を主成分とするペースト状負極活物質を付与し、これを乾燥させて圧延させたものを用いるようにした。
【００１４】
そして、ニッケル水素蓄電池を作製するにあたっては、上記の正極１１と負極１２との間にポリプロピレン製不織布などのセパレータ１３を介在させてスパイラル状に巻き取った電極体１０の中心における空間部１０ａ内に移動体１６を収容させ、この電極体１０の一方の端面において、上記の正極１１における正極支持体１１ａに面状になった正極集電体１４を取り付けると共に、上記の電極体１０の他方の端面において、上記の負極１２における負極支持体１２ａに面状になった負極集電体１５を取り付けるようにした。
【００１５】
そして、このように空間部１０ａ内に移動体１６が収容されると共に正極集電体１４と負極集電体１５が取り付けられた電極体１０を電池缶２０内に収容させて、上記の負極集電体１５を電池缶２０内部の底面に取り付け、この電池缶２０内に上記のアルカリ電解液を注液させると共に、上記の正極集電体１４からリード部１４ａを延出させ、このリード部１４ａを封口体３０の底部３１に取り付け、この封口体３０の周縁に絶縁ガスケット３２を装着させて、この封口体３０を上記の電池缶２０の開口部に配置し、電池缶２０の開口端縁をかしめて、封口体３０を電池缶２０に取り付けるようにした。なお、上記の封口体３０においては、その底部３１と正極外部端子３３との間に、スプリング３４と弁３５とを設け、これにより電池の内圧が異常に上昇した場合に、電池内部のガスを大気に放出させるようにした。
【００１６】
また、この実施形態においては、上記の移動体１６として、図２に示すように、ニッケル等の金属球１６ａの外周面を樹脂などの絶縁性材料からなる絶縁層１６ｂで被覆したものを用いるようにした。
【００１７】
また、このような移動体１６を上記のように電極体１０の中心における空間部１０ａ内に収容させるにあたっては、このニッケル水素蓄電池の作製時及び放電状態では、この移動体１６が空間部１０ａ内を移動できるようにする一方、このニッケル水素蓄電池の充電により、負極１２に用いた水素吸蔵合金が水素を吸蔵してその体積が膨張し、上記の電極体１０の中心における空間部１０ａが狭くなった状態では、上記の移動体１６が電極体１０に保持されて固定されるようにした。
【００１８】
このようにすると、このニッケル水素蓄電池が一定以上の充電状態では、移動体１６が電極体１０に保持されて固定される一方、このニッケル水素蓄電池が一定以上放電された状態では、電極体１０に保持されて固定されていた移動体１６がこの電極体１０の空間部１０ａ内において移動できるようになり、この状態で、このニッケル水素蓄電池を振ると、移動体１６が電極体１０の空間部１０ａ内を移動して正極集電体１４や負極集電体１５などに衝突して音を発すようになり、このような音を聞いて、このニッケル水素蓄電池が一定以上の充電状態にあるか否かを簡単に検知できるようになる。
【００１９】
なお、この実施形態においては、移動体１６として、金属球１６ａの外周面を絶縁層１６ｂで被覆したものを用いるようにしたが、この移動体１６は特にこのようなものに限定されず、例えば、樹脂やセラミックなどの絶縁性材料で構成された球体を用いるようにしたり、移動体１６として上記のような金属球１６ａを用い、この金属球１６ａからなる移動体１６をポリプロピレンフィルムなどの可撓性の絶縁性収容体（図示せず）内に収容させた状態で、この絶縁性収容体を電極体１０の空間部１０ａ内に配置させるようにすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の一実施形態に係るニッケル水素蓄電池の概略断面図である。
【図２】同実施形態に係るニッケル水素蓄電池において使用した移動体の概略断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０ 電極体
１０ａ 空間部
１１ 正極
１１ａ 正極支持体
１２ 負極
１２ａ 負極支持体
１３ セパレータ
１４ 正極集電体
１５ 負極集電体
１６ 移動体
１６ａ 金属球
１６ｂ 絶縁層
２０ 電池缶
３０ 封口体
３１ 封口体の底部
３２ 絶縁ガスケット
３３ 正極外部端子
３４ スプリング
３５ 弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極と水素吸蔵合金を用いた負極との間にセパレータを介在させて巻回させた電極体がアルカリ電解液と共に電池缶内に収容されると共に、この電池缶の開口部が封口体によって閉塞されてなるニッケル水素蓄電池において、上記の電極体の中心の空間部内に、移動体が一定以上の充電状態では固定されるようにして移動可能に収容されていることを特徴とするニッケル水素蓄電池。
【請求項２】
請求項１に記載のニッケル水素蓄電池において、上記の移動体の少なくとも表面が絶縁性であることを特徴とするニッケル水素蓄電池。
【請求項３】
請求項１に記載のニッケル水素蓄電池において、上記の移動体が電極体の中心の空間部内に設けられた可撓性の絶縁性収容体に収容されていることを特徴とするニッケル水素蓄電池。
【請求項１】
正極と水素吸蔵合金を用いた負極との間にセパレータを介在させて巻回させた電極体がアルカリ電解液と共に電池缶内に収容されると共に、この電池缶の開口部が封口体によって閉塞されてなるニッケル水素蓄電池において、上記の電極体の中心の空間部内に、移動体が一定以上の充電状態では固定されるようにして移動可能に収容されていることを特徴とするニッケル水素蓄電池。
【請求項２】
請求項１に記載のニッケル水素蓄電池において、上記の移動体の少なくとも表面が絶縁性であることを特徴とするニッケル水素蓄電池。
【請求項３】
請求項１に記載のニッケル水素蓄電池において、上記の移動体が電極体の中心の空間部内に設けられた可撓性の絶縁性収容体に収容されていることを特徴とするニッケル水素蓄電池。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００７−２４２４４０（Ｐ２００７−２４２４４０Ａ）
【公開日】平成１９年９月２０日（２００７．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−６３８０２（Ｐ２００６−６３８０２）
【出願日】平成１８年３月９日（２００６．３．９）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月２０日（２００７．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月９日（２００６．３．９）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
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