CN116420262A - 双极型蓄电池 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够通过简单的结构将在电池单元部件中发热的热适当地向外部散热的双极型蓄电池。双极型蓄电池(1)具备:多个电池单元部件(150),具备具有正极用活性物质层(103)的正极(151)、具有负极用活性物质层(104)的负极(152)、以及介于正极(151)与负极(152)之间的电解层(105);以及多个框架单元(110)、(120)、(130),形成单独地收容多个电池单元部件(150)的多个电池单元(C)。电池单元部件(150)彼此串联地电连接。在多个框架单元(110)、(120)、(130)中的至少一个框架单元(110)、(120)、(130)的外侧面形成有向外侧面开放的凹部(160)。
Description
技术领域
本发明涉及双极型蓄电池。
背景技术
近年来,利用太阳光或风力等自然能量的发电设备增加。在这样的发电设备中,由于无法控制发电量,因此利用蓄电池来实现电力负荷的均衡化。即,在发电量比消耗量多时,按差值对蓄电池充电,另一方面,在发电量比消耗量小时,按差值从蓄电池放电。作为上述蓄电池,从经济性和安全性等观点出发,多使用铅蓄电池,其中,从能量密度的观点出发,双极(bipolar)型铅蓄电池受到关注。
该双极型铅蓄电池通过将电池单元部件和框架单元交替地层叠多层并组装,从而将电池单元部件彼此串联连接而成,该电池单元部件使电解层介于具有正极用活性物质层的正极与具有负极用活性物质层的负极之间,该框架单元由收容电池单元部件的树脂构成。
在该双极型铅蓄电池中,为了提高能量密度,要求具有高电池单元密度。但是,双极型铅蓄电池结构中的每单位体积的电池单元数越多,与其他电池结构相比,越可能产生重大的热问题。即,在双极型铅蓄电池中,由于电池反应而在电池单元部件的活性物质层中产生的热,如果没有被提供向外部的适当的传递路径,则热滞留在电池内部,电池单元部件由于该热而损伤,充放电特性有可能降低。
作为将在该双极型铅蓄电池中的电池单元部件的活性物质层中产生的热适当地向外部传递的装置,目前已知有例如专利文献1所示的双极铅蓄电池用的集电体组件。
专利文献1所示的双极铅蓄电池用的集电体组件具备导电性硅基板和与导电性硅基板接合的框架,导电性硅基板包括使导电性硅基板的表面具有导电性并且在铅酸电解液化学作用的存在下电化学稳定的一个以上的薄膜,框架与导电性硅基板之间的界面被气密密封。
另外,具备与外壳接合剂(casing cement)及框架接合的散热用的导热肋,框架形成使导热肋与导电性硅基板电绝缘的隔板。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表2018-524779号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
但是,在该现有的专利文献1所示的双极铅蓄电池用的集电体组件中,存在以下问题。
即,在专利文献1所示的双极铅蓄电池用的集电体组件的情况下,经由导热肋向外部适当地进行导电性硅基板发热时的散热,但需要在导电性硅基板与导热肋之间配置用于电绝缘的绝缘隔板(框架)。因此,由于需要多余的绝缘隔板,因此进行散热的部件的结构变得复杂。
因此,本发明的目的在于提供一种能够通过简单的结构将在电池单元部件中发热的热适当地向外部散热的双极型蓄电池。
用于解决技术问题的方案
为了解决上述技术问题,本发明提供具有以下的结构(1)~(2)的双极型蓄电池。
(1)具备:多个电池单元部件,具备具有正极用活性物质层的正极、具有负极用活性物质层的负极、以及介于所述正极与所述负极之间的电解层,隔开间隔层叠配置;以及多个框架单元,形成单独地收容所述多个电池单元部件的多个电池单元。所述电池单元部件彼此串联地电连接。
(2)在所述多个框架单元中的至少一个框架单元的外侧面形成有向该外侧面开放的凹部。
发明的效果
根据本发明所涉及的双极型蓄电池,由于在多个框架单元中的至少一个框架单元的外侧面形成有向外侧面开放的凹部,因此在框架单元的外侧面露出的表面积增加,能够将由于电池反应而在电池单元部件的正极用活性物质层及负极用活性物质层中产生的热从框架单元的凹部适当地向外部散热。由此,能够抑制因热滞留在电池内部而导致的充放电特性降低。
另外,由于仅在框架单元的外侧面形成向外侧面开放的凹部即可,因此能够简化用于实现散热功能的结构。
因此,根据本发明所涉及的双极型蓄电池,能够提供能够通过简单的结构将在电池单元部件中发热的热适当地向外部散热的双极型蓄电池。
另外,根据本发明所涉及的双极型蓄电池,由于多个框架单元分别包括围框,该围框具有在电池单元部件的层叠方向上相互对置的接合面,凹部形成于多个框架单元中的至少一个框架单元的围框的外侧面,因此,在围框的外侧面露出的表面积增加,能够将由于电池反应而在电池单元部件的正极用活性物质层及负极用活性物质层中产生的热从围框的凹部适当地向外部散热。由此,能够抑制因热滞留在电池内部而导致的充放电特性降低。
另外,由于仅在围框的外侧面形成向外侧面开放的凹部即可,因此能够简化用于实现散热功能的结构。
另外,根据本发明所涉及的双极型蓄电池,在凹部设置有将凹部的开放端缘间连结的在电池单元部件的层叠方向上延伸的加强肋。由此,在围框的外侧面露出的表面积进一步增加,能够将由于电池反应而在电池单元部件的正极用活性物质层及负极用活性物质层中产生的热从围框的凹部更有效地向外部散热。
另外,通过在凹部设置将凹部的开放端缘间连结的在电池单元部件的层叠方向上延伸的加强肋,能够提高在将框架单元在层叠方向上通过接合面接合时的机械强度。特别是,在通过振动熔接进行接合面的接合的情况下,由于围框被向层叠方向按压,因此通过设置将凹部的开放端缘间连结的在电池单元部件的层叠方向上延伸的加强肋,机械强度提高,其实益大。
另外,根据本发明所涉及的双极型蓄电池,多个框架单元具备:一个或多个双极板,配置于在层叠方向上相邻的电池单元部件之间;一对端板,配置于多个电池单元部件的层叠方向的一端及另一端;以及多个隔板,配置于在层叠方向上相邻的双极板之间、一对端板中的一方的端板与双极板之间、以及一对端板中的另一方的端板与双极板之间,单独地收容多个电池单元部件的多个电池单元由一个或多个双极板、一对端板及多个隔板形成,一个或多个双极板、一对端板及多个隔板分别具有在电池单元部件的层叠方向上相互对置的接合面,凹部形成于多个隔板中的至少一个的外侧面。
由此,由于在多个隔板中的至少一个的外侧面形成有向该外侧面开放的凹部,因此在隔板的外侧面露出的表面积增加,能够将由于电池反应而在电池单元部件的正极用活性物质层及负极用活性物质层中产生的热从隔板的凹部适当地向外部散热。由此,能够抑制因热滞留在电池内部而导致的充放电特性降低。
另外,由于仅在隔板的外侧面形成向外侧面开放的凹部即可,因此能够简化用于实现散热功能的结构。
另外,根据本发明所涉及的双极型蓄电池,由于凹部形成于一个或多个双极板中的至少一个的外侧面,因此在双极板的外侧面露出的表面积增加,能够将在电池单元部件的正极用活性物质层及负极用活性物质层中产生的热不仅从隔板的凹部,而且也从双极板的凹部适当地向外部散热。
另外,根据本发明所涉及的双极型蓄电池,在凹部设置有在电池单元部件的层叠方向上延伸并将凹部的开放端缘间连结的加强肋。通过在形成于隔板的凹部设置该加强肋,在隔板的外侧面露出的表面积进一步增加,能够将由于电池反应而在电池单元部件的正极用活性物质层及负极用活性物质层中产生的热从隔板的凹部更有效地向外部散热。另外,通过在形成于双极板的凹部设置该加强肋,在双极板的外侧面露出的表面积进一步增加,能够将由于电池反应而在电池单元部件的正极用活性物质层及负极用活性物质层中产生的热从双极板的凹部更有效地向外部散热。
另外,通过在形成于隔板的凹部或形成于双极板的凹部设置在电池单元部件的层叠方向上延伸并将凹部的开放端缘间连结的加强肋,能够提高在将一个或多个双极板、一对端板及多个隔板在层叠方向上通过接合面接合时的机械强度。特别是,在通过振动熔接进行接合面的接合的情况下,由于各部件(双极板、端板及隔板)被向层叠方向按压,因此通过设置在层叠方向上延伸并将凹部的开放端缘间连结的加强肋,能够提高机械强度,其实益大。
另外,根据本发明所涉及的双极型蓄电池,由于是正极具有正极用铅层、负极具有负极用铅层的双极型铅蓄电池,因此在双极型铅蓄电池中,能够通过简单的结构将在电池单元部件中发热的热适当地向外部散热。
附图说明
图1是示出本发明的第一实施方式所涉及的双极型蓄电池的概略结构的截面图。
图2是用于图1所示的双极型蓄电池的内部用框架单元的立体图。
图3是示出本发明的第二实施方式所涉及的双极型蓄电池的概略结构的截面图。
图4是用于本发明的第三实施方式所涉及的双极型蓄电池的内部用框架单元的立体图。
图5是示出本发明的第四实施方式所涉及的双极型蓄电池的概略结构的截面图。
图6是用于图5所示的双极型蓄电池的隔板的立体图。
图7是示出本发明的第五实施方式所涉及的双极型蓄电池的概略结构的截面图。
图8是用于图7所示的双极型蓄电池的隔板的立体图。
图9是用于图7所示的双极型蓄电池的双极板的立体图。
图10是用于本发明的第六实施方式所涉及的双极型蓄电池的隔板的立体图。
具体实施方式
基于附图对本发明所涉及的双极型蓄电池的实施方式进行说明,但本发明并不仅限于基于附图说明的以下的实施方式。
第一实施方式
参照图1及图2对本发明的第一实施方式所涉及的双极型蓄电池进行说明。
图1所示的双极(bipolar)型蓄电池1是正极151具有正极用铅层101、负极152具有负极用铅层102的双极型铅蓄电池,具备多个电池单元部件150、多个内部用框架单元(框架单元)110、第一端部用框架单元(框架单元)120及第二端部用框架单元(框架单元)130。
多个电池单元部件150在层叠方向(图1中的上下方向)上隔开间隔地层叠配置。
多个内部用框架单元110、第一端部用框架单元120及第二端部用框架单元130形成单独地收容多个电池单元部件150的多个电池单元(空间)C。
各内部用框架单元110由基板(双极板)111和例如四边形的框形(边框形)的围框112构成,该基板(双极板)111的平面形状为长方形,在一面上配设有正极151,在另一面上配设有负极152,该围框112设置在基板111的周缘。内部用框架单元110的基板111配置于在电池单元部件150的层叠方向(图1中的上下方向)上相邻的电池单元部件150之间。各内部用框架单元110的各围框112具备在电池单元部件150的层叠方向(图1中的上下方向)上相互对置的接合面112a。
基板111与围框112的内侧一体化。内部用框架单元110由具有耐硫酸性的热塑性树脂(例如,聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(丙烯酸树脂)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚酰胺(尼龙)、聚碳酸酯等)制成。基板111位于围框112的厚度方向(图1中的上下方向)的中间。围框112为比基板111的厚度厚的厚度。
第一端部用框架单元120由平面形状为长方形的第一端板121和四边形的框形(边框形)的围框122构成。第一端板121与围框122的内侧一体化。第一端部用框架单元120由具有耐硫酸性的热塑性树脂制成。
第一端部用框架单元120在双极型蓄电池1的一端侧(图1中的下方端侧)包围电池单元部件150的侧面和负极152侧。第一端板121包围电池单元部件150的负极152侧,围框122包围电池单元部件150的侧面。
第一端板121与内部用框架单元110的基板111平行地配置,围框122以与位于旁边的内部用框架单元110的围框112相接的方式排列。即,围框122具备在电池单元部件150的层叠方向(图1中的上下方向)上与内部用框架单元110的围框112对置的接合面122a。
第一端板121为比基板111的厚度厚的厚度。围框122为比第一端板121的厚度厚的厚度。第一端板121设定为在围框122的厚度方向(图1中的上下方向)上位于一端(图1中的下方端)。
第二端部用框架单元130由平面形状为长方形的第二端板131和四边形的框形(边框形)的围框132构成。第二端板131与围框132的内侧一体化。第二端部用框架单元130由具有耐硫酸性的热塑性树脂制成。
第二端部用框架单元130在双极型蓄电池1的另一端侧(图1中的上方端侧)包围电池单元部件150的侧面和正极151侧。第二端板131包围电池单元部件150的正极151侧,围框132包围电池单元部件150的侧面。
第二端板131与内部用框架单元110的基板111平行地配置,围框132以与位于旁边的内部用框架单元110的围框112相接的方式排列。即,围框132具备在电池单元部件150的层叠方向(图1中的上下方向)上与内部用框架单元110的围框112对置的接合面132a。
第二端板131为比基板111的厚度厚的厚度。围框132为比第二端板131的厚度厚的厚度。第二端板131设定为在围框132的厚度方向(图1中的上下方向)上位于另一端(图1中的上方端)。
在基板111的一面上配设有正极用铅层101。在基板111的另一面上配设有负极用铅层102。在正极用铅层101上配设有正极用活性物质层103。在负极用铅层102上配设有负极用活性物质层104。
在对置的正极用活性物质层103与负极用活性物质层104之间,配设有由浸渗了硫酸等电解液的玻璃纤维垫等构成的电解层105。
在第一端板121的另一面上配设有负极用铅层102。在第一端板121上的负极用铅层102上配设有负极用活性物质层104。在第一端板121上的负极用活性物质层104与对置的基板111的正极用活性物质层103之间,配设有由浸渗了硫酸等电解液的玻璃纤维垫等构成的电解层105。
在第二端板131的一面上配设有正极用铅层101。在第二端板131上的正极用铅层101上配设有正极用活性物质层103。在第二端板131上的正极用活性物质层103与对置的基板111的负极用活性物质层104之间,配设有由浸渗了硫酸等电解液的玻璃纤维垫等构成的电解层105。
在第一端板121上的负极用铅层102上设置有向第一端板121的外侧导通的负极端子108。在第二端板131上的正极用铅层101上设置有向第二端板131的外侧导通的正极端子107。
即,第一实施方式所涉及的双极型蓄电池1具备:多个电池单元部件150,具备具有正极用活性物质层103的正极151、具有负极用活性物质层104的负极152、以及介于正极151与负极152之间的电解层105;以及多个框架单元(多个内部用框架单元110、第一端部用框架单元120、第二端部用框架单元130),形成单独地收容多个电池单元部件150的多个电池单元C。
另外,在层叠方向上相邻的电池单元部件150彼此串联地电连接。因此,介于在层叠方向上相邻的电池单元部件150彼此之间的基板111具备将正极用铅层101与负极用铅层102电连接的单元。
另外,相邻的内部用框架单元110的围框112的接合面112a彼此、相邻的第一端部用框架单元120的围框122的接合面122a及内部用框架单元110的围框112的接合面112a彼此、以及相邻的第二端部用框架单元130的围框132的接合面132a及内部用框架单元110的围框112的接合面112a彼此通过接合剂或振动熔接而接合。
振动熔接例如在将相邻的内部用框架单元110的围框112的接合面112a彼此接合时,将一方的接合面112a向另一方的接合面112a按压,使其振动并产生摩擦热,使一方的接合面112a与另一方的接合面112a熔融。
在这样构成的双极型蓄电池1中,由于电池反应而在电池单元部件150的正极用活性物质层103及负极用活性物质层104中产生的热,如果没有被提供向外部的适当的传递路径,则热滞留在电池内部,电池单元部件150由于该热而损伤,充放电特性有可能降低。
因此,在第一实施方式所涉及的双极型蓄电池1中,在所有的多个框架单元(内部用框架单元110、第一端部用框架单元120、第二端部用框架单元130)的外侧面形成有向外侧面开放的凹部160。具体而言,在各内部用框架单元110的围框112的外侧面、第一端部用框架单元120的围框122的外侧面及第二端部用框架单元130的围框132的外侧面形成有向外侧面开放的凹部160。
如图2所示(图2中仅图示了两个凹部160),形成于各内部用框架单元110的围框112的外侧面的凹部160在四边形的框形(边框形)的围框112的各个框部分形成有四个。
各凹部160形成为在围框112的框部分延伸的方向上细长地延伸的矩形状,尺寸为长度L、深度D及层叠方向的宽度W,以保留四边形的框形的围框112的四角部分113的方式形成。
各凹部160的长度L、深度D及层叠方向的宽度W考虑围框112中的散热特性、机械强度及后述的液体泄漏防止性能而适当决定。
在第一实施方式所涉及的双极型蓄电池1中,基板111的厚度设定为1~10mm,围框112的高度h设定为5~20mm,围框112的长度d设定为100~500mm,后述的接合宽度B设定为1~20mm,各凹部160的长度L设定为90~490mm,各凹部160的层叠方向的宽度W设定为3~16mm,各凹部160的深度D设定为0.5~15mm。
需要说明的是,各凹部160以保留四边形的框形的围框112的四角部分113的方式形成,但也可以也形成于四角部分113,使一个凹部160包围四边形的框形的围框112的全周。
对于形成于第一端部用框架单元120的围框122的外侧面及第二端部用框架单元130的围框132的外侧面的各个凹部160,也与围框112的凹部160同样地,形成为在围框122、132的框部分延伸的方向上细长地延伸的矩形状,并具有规定的长度、深度及层叠方向的宽度,以保留四边形的框形的围框122、132的四角部分的方式形成。另外,各凹部160的长度、深度及层叠方向的宽度考虑围框122、132中的散热特性、机械强度及后述的液体泄漏防止性能而适当决定。
另外,围框122、132的凹部160也可以也形成于四边形的框形的围框122、132的四角部分,使一个凹部160包围四边形的框形的围框122、132的全周。
像这样,根据第一实施方式所涉及的双极型蓄电池1,在所有的多个框架单元(多个内部用框架单元110、第一端部用框架单元120及第二端部用框架单元130)的外侧面形成有向外侧面开放的凹部160。由此,在框架单元(多个内部用框架单元110、第一端部用框架单元120及第二端部用框架单元130)的外侧面露出的表面积增加,能够将由于电池反应而在电池单元部件150的正极用活性物质层103及负极用活性物质层104中产生的热从框架单元(多个内部用框架单元110、第一端部用框架单元120及第二端部用框架单元130)的凹部160适当地向外部散热。由此,能够抑制因热滞留在电池内部而导致的充放电特性降低。
另外,由于仅在框架单元(多个内部用框架单元110、第一端部用框架单元120及第二端部用框架单元130)的外侧面形成向外侧面开放的凹部160即可,因此能够简化用于实现散热功能的结构。
因此,根据第一实施方式所涉及的双极型蓄电池1,能够提供能够通过简单的结构将在电池单元部件150中发热的热适当地向外部散热的双极型蓄电池1。
另外,根据第一实施方式所涉及的双极型蓄电池1,由于多个框架单元(多个内部用框架单元110、第一端部用框架单元120及第二端部用框架单元130)分别包括具有在电池单元部件150的层叠方向上相互对置的接合面112a、122a、132a的围框112、122、132,凹部160形成于所有的多个框架单元(多个内部用框架单元110、第一端部用框架单元120及第二端部用框架单元130)的围框112、122、132的外侧面,因此在围框112、122、132的外侧面露出的表面积增加,能够将由于电池反应而在电池单元部件150的正极用活性物质层103及负极用活性物质层104中产生的热从围框112、122、132的凹部160适当地向外部散热。由此,能够抑制因热滞留在电池内部而导致的充放电特性降低。
另外,由于仅在围框112、122、132的外侧面形成向外侧面开放的凹部160即可,因此能够简化用于实现散热功能的结构。
另外,为了提高在电池内部发热的热向外部的散热性,只要减小围框112、122、132的接合面112a、122a、132a的接合宽度B(参照图1及图2)即可。但是,若减小该接合宽度B,则来自电解层105的电解液容易通过接合面112a、122a、132a漏出到外部。因此,为了确保液体泄漏防止性能,不优选减小接合宽度B。
与此相对,根据第一实施方式所涉及的双极型蓄电池1,在围框112、122、132的外侧面形成有用于确保散热性的凹部160。因此,由于能够增大接合宽度B,因此能够确保电解液的液体泄漏防止性能。
像这样,根据第一实施方式所涉及的双极型蓄电池1,能够抑制因热滞留在电池内部而导致的充放电特性降低,并且能够确保电解液的液体泄漏防止性能,因此能够同时实现高能量密度和长期可靠性。
另外,根据第一实施方式所涉及的双极型蓄电池1,由于在围框112、122、132的外侧面形成有凹部160,因此凹部160也作为成型时的减重部发挥功能,也能够使框架单元(内部用框架单元110、第一端部用框架单元120及第二端部用框架单元130)的成型性良好。
第二实施方式
接着,参照图3对本发明的第二实施方式所涉及的双极型蓄电池进行说明。图3是示出本发明的第二实施方式所涉及的双极型蓄电池的概略结构的截面图。
图3所示的双极型蓄电池11是正极251具有正极用铅层201、负极252具有负极用铅层202的双极型铅蓄电池,具备多个电池单元部件250、多个内部用框架单元(框架单元)210、第一端部用框架单元(框架单元)220及第二端部用框架单元(框架单元)230。
多个电池单元部件250在层叠方向(图3中的上下方向)上隔开间隔地层叠配置。
多个内部用框架单元210、第一端部用框架单元220及第二端部用框架单元230形成单独地收容多个电池单元部件250的多个电池单元(空间)C。
各内部用框架单元210由基板(双极板)211和例如四边形的框形(边框形)的围框212构成,该基板(双极板)211的平面形状为长方形,在一面上配设有正极251,在另一面上配设有负极252,该围框212设置在基板211的周缘。内部用框架单元210的基板211配置于在电池单元部件250的层叠方向(图3中的上下方向)上相邻的电池单元部件250之间。各内部用框架单元210的各围框212具备在电池单元部件250的层叠方向(图3中的上下方向)上相互对置的接合面212a。
基板211与围框212的内侧一体化。内部用框架单元210由具有耐硫酸性的热塑性树脂(例如,聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(丙烯酸树脂)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚酰胺(尼龙)、聚碳酸酯等)制成。基板211位于围框212的厚度方向(图3中的上下方向)的一端(图3中的下方端)。围框212为比基板211的厚度厚的厚度。围框212包围电池单元部件250的侧面。
第一端部用框架单元220由平面形状为长方形的第一端板221和四边形的框形(边框形)的围框222构成。第一端板221与围框222的内侧一体化。第一端部用框架单元220由具有耐硫酸性的热塑性树脂制成。
第一端部用框架单元220在双极型蓄电池1的一端侧(图3中的下方端侧)包围电池单元部件250的侧面和负极252侧。第一端板221包围电池单元部件250的负极252侧,围框222包围电池单元部件250的侧面。
第一端板221与内部用框架单元210的基板211平行地配置,围框222以与位于旁边的内部用框架单元210的围框212相接的方式排列。即,围框122具备在电池单元部件250的层叠方向(图3中的上下方向)上与内部用框架单元210的围框212对置的接合面222a。
第一端板221为比基板211的厚度厚的厚度。围框222为比第一端板221的厚度厚的厚度。第一端板221设定为位于围框222的厚度方向(图3中的上下方向)的一端(图3中的下方端)。
第二端部用框架单元230由平面形状为长方形的第二端板231和设置在第二端板231的外周的围框232构成。第二端板231与围框232的内侧一体化。第二端部用框架单元230由具有耐硫酸性的热塑性树脂制成。
第二端部用框架单元230在双极型蓄电池11的另一端侧(图3中的上方端侧)包围电池单元部件250的正极251侧。
第二端板231与内部用框架单元210的基板211平行地配置,围框232以与位于旁边的内部用框架单元210的围框212相接的方式排列。即,围框232具备在电池单元部件250的层叠方向(图3中的上下方向)上与内部用框架单元210的围框212对置的接合面232a。第二端板231为比基板211的厚度厚的厚度。围框232具有与第二端板231的厚度相同的厚度。
在基板211的一面上配设有正极用铅层201。在基板211的另一面上配设有负极用铅层202。在正极用铅层201上配设有正极用活性物质层203。在负极用铅层202上配设有负极用活性物质层204。
在对置的正极用活性物质层203与负极用活性物质层204之间,配设有由浸渗了硫酸等电解液的玻璃纤维垫等构成的电解层205。
在第一端板221的另一面上配设有负极用铅层202。在第一端板221上的负极用铅层202上配设有负极用活性物质层204。在第一端板221上的负极用活性物质层204与对置的基板211的正极用活性物质层203之间,配设有由浸渗了硫酸等电解液的玻璃纤维垫等构成的电解层205。
在第二端板231的一面上配设有正极用铅层201。在第二端板231上的正极用铅层201上配设有正极用活性物质层203。在第二端板231上的正极用活性物质层203与对置的基板211的负极用活性物质层204之间,配设有由浸渗了硫酸等电解液的玻璃纤维垫等构成的电解层205。
在第一端板221上的负极用铅层202上设置有向第一端板221的外侧导通的负极端子208。在第二端板231上的正极用铅层201上设置有向第二端板231的外侧导通的正极端子207。
即,第二实施方式所涉及的双极型蓄电池11具备:多个电池单元部件250,具备具有正极用活性物质层203的正极251、具有负极用活性物质层204的负极252、以及介于正极251与负极252之间的电解层205;以及多个框架单元(多个内部用框架单元210、第一端部用框架单元220、第二端部用框架单元230),形成单独地收容多个电池单元部件250的多个电池单元C。
另外,在层叠方向上相邻的电池单元部件250彼此串联地电连接。因此,介于在层叠方向上相邻的电池单元部件250彼此之间的基板211具备将正极用铅层201与负极用铅层202电连接的单元。
另外,相邻的内部用框架单元210的围框212的接合面212a彼此、相邻的第一端部用框架单元220的围框222的接合面222a及内部用框架单元210的围框212的接合面212a、以及相邻的第二端部用框架单元230的围框232的接合面232a及内部用框架单元210的围框212的接合面212a彼此通过接合剂或振动熔接而接合。
在这样构成的双极型蓄电池11中,由于电池反应而在电池单元部件250的正极用活性物质层203及负极用活性物质层204中产生的热,如果没有被提供向外部的适当的传递路径,则热滞留在电池内部,电池单元部件250由于该热而损伤,充放电特性有可能降低。
因此,在第二实施方式所涉及的双极型蓄电池11中,在各框架单元(内部用框架单元210,第一端部用框架单元220)的外侧面形成有向外侧面开放的凹部260。具体而言,在各内部用框架单元210的围框212的外侧面及第一端部用框架单元220的围框222的外侧面形成有向外侧面开放的凹部260。
虽然未图示,但形成于各内部用框架单元210的围框212的外侧面的凹部260在四边形的框形(边框形)的围框212的各个框部分形成有四个。
各凹部260形成为在围框212的框部分延伸的方向上细长地延伸的矩形状,与图1同样地为长度L(未图示)、深度D及层叠方向的宽度W,以保留四边形的框形的围框212的四角部分(未图示)的方式形成。
各凹部260的长度L、深度D及层叠方向的宽度W考虑围框212中的散热特性、机械强度及后述的液体泄漏防止性能而适当决定。
在第二实施方式所涉及的双极型蓄电池11中,基板211的厚度设定为1~10mm,围框212的高度设定为5~20mm,围框212的长度设定为100~500mm,后述的接合宽度B设定为1~20mm,各凹部260的长度L设定为90~490mm,各凹部260的层叠方向的宽度W设定为3~16mm,各凹部260的深度D设定为0.5~15mm。
需要说明的是,各凹部260以保留四边形的框形的围框212的四角部分的方式形成,但也可以也形成于四角部分,使一个凹部260包围四边形的框形的围框212的全周。
对于形成于第一端部用框架单元220的围框222的外侧面的各个凹部260,也与围框212的凹部260同样地,形成为在围框222的框部分延伸的方向上细长地延伸的矩形状,并具有规定的长度、深度及层叠方向的宽度,以保留四边形的框形的围框222的四角部分的方式形成。另外,各凹部260的长度、深度及层叠方向的宽度考虑围框222中的散热特性、机械强度及后述的液体泄漏防止性能而适当决定。
另外,围框222的凹部260也可以也形成于四边形的框形的围框222的四角部分,使一个凹部260包围四边形的框形的围框222的全周。
像这样,根据第二实施方式所涉及的双极型蓄电池11,在多个框架单元(多个内部用框架单元110、第一端部用框架单元220及第二端部用框架单元230)中的一部分框架单元(多个内部用框架单元210及第一端部用框架单元220)的外侧面形成有向外侧面开放的凹部260。由此,在框架单元(多个内部用框架单元210及第一端部用框架单元220)的外侧面露出的表面积增加,能够将由于电池反应而在电池单元部件250的正极用活性物质层203及负极用活性物质层204中产生的热从框架单元(多个内部用框架单元210及第一端部用框架单元220)的凹部260适当地向外部散热。由此,能够抑制因热滞留在电池内部而导致的充放电特性降低。
另外,由于仅在框架单元(多个内部用框架单元210及第一端部用框架单元220)的外侧面形成向外侧面开放的凹部260即可,因此能够简化用于实现散热功能的结构。
因此,根据第二实施方式所涉及的双极型蓄电池11,能够提供能够通过简单的结构将在电池单元部件250中发热的热适当地向外部散热的双极型蓄电池11。
另外,根据第二实施方式所涉及的双极型蓄电池11,由于多个框架单元(多个内部用框架单元210、第一端部用框架单元220及第二端部用框架单元230)分别包括具有在电池单元部件250的层叠方向上相互对置的接合面212a、222a、232a的围框212、222、232,凹部260形成于多个框架单元(多个内部用框架单元210及第一端部用框架单元220)中的一部分框架单元(多个内部用框架单元210及第一端部用框架单元220)的围框212、222的外侧面,因此在围框212、222的外侧面露出的表面积增加,能够将由于电池反应而在电池单元部件250的正极用活性物质层203及负极用活性物质层204中产生的热从围框212、222的凹部260适当地向外部散热。由此,能够抑制因热滞留在电池内部而导致的充放电特性降低。
另外,由于仅在围框212、222的外侧面形成向外侧面开放的凹部260即可,因此能够简化用于实现散热功能的结构。
另外,在第二实施方式所涉及的双极型蓄电池11中,也在围框212、222的外侧面形成有用于确保散热性的凹部260。因此,由于能够增大接合宽度B(参照图3),因此能够确保电解液的液体泄漏防止性能。
像这样,在第二实施方式所涉及的双极型蓄电池11中,也能够抑制因热滞留在电池内部而导致的充放电特性降低,并且能够确保电解液的液体泄漏防止性能,因此能够同时实现高能量密度和长期可靠性。
另外,在第二实施方式所涉及的双极型蓄电池11中,由于在围框212、222的外侧面形成有凹部260,因此凹部260也作为成型时的减重部发挥功能,也能够使框架单元(内部用框架单元110、第一端部用框架单元120)的成型性良好。
第三实施方式
接着,参照图4对本发明的第三实施方式所涉及的双极型蓄电池进行说明。图4是用于本发明的第三实施方式所涉及的双极型蓄电池的内部用框架单元的立体图。
本发明的第三实施方式所涉及的双极型蓄电池与图1所示的第一实施方式所涉及的双极型蓄电池1的基本结构相同,形成于各内部用框架单元110的围框112的外侧面、第一端部用框架单元120的围框122的外侧面及第二端部用框架单元130的围框132的外侧面的凹部160的结构不同。
形成于用于本发明的第三实施方式所涉及的双极型蓄电池的内部用框架单元110的围框112的凹部160与第一实施方式的凹部160同样地,如图4所示(图4中仅图示了两个凹部160),在四边形的框形(边框形)的围框112的各个框部分形成有四个。
另外,各凹部160与第一实施方式的凹部160同样地,形成为在围框112的框部分延伸的方向上细长地延伸的矩形状,尺寸为长度L、深度D及层叠方向的宽度W,以保留四边形的框形的围框112的四角部分113的方式形成。
其中,第三实施方式的凹部160与第一实施方式的凹部160不同,具备将凹部160的开放端缘160a、160b间连结的在电池单元部件150的层叠方向上延伸的多个加强肋161。
多个加强肋161分别具有宽度t,并沿着凹部160较长地延伸的方向以规定的间距p设置。各加强肋161从凹部160的开放端缘160a、160b延伸到底面。
另外,虽然未图示,但对于形成于第一端部用框架单元120的围框122的外侧面及第二端部用框架单元130的围框132的外侧面的凹部160,也与形成于内部用框架单元110的围框112的凹部160同样地,具备将凹部160的开放端缘间连结的在电池单元部件150的层叠方向上延伸的多个加强肋。该多个加强肋也同样地分别具有宽度t,并沿着凹部160较长地延伸的方向以规定的间距p设置。各加强肋从凹部160的开放端缘延伸到底面。
像这样,根据本发明的第三实施方式所涉及的双极型蓄电池,在凹部160设置有将凹部160的开放端缘160a、160b间连结的在电池单元部件150的层叠方向上延伸的加强肋161。由此,相对于第一实施方式所涉及的凹部160,在围框112、122、132的外侧面露出的表面积增加,能够将由于电池反应而在电池单元部件150的正极用活性物质层103及负极用活性物质层104产生的热从围框112、122、132的凹部160更有效地向外部散热。
另外,通过在凹部160设置将凹部160的开放端缘160a、160b间连结的在电池单元部件150的层叠方向上延伸的加强肋161,能够提高在将框架单元(内部用框架单元210、第一端部用框架单元220及第二端部用框架单元230)在层叠方向上通过接合面112a、122a、132a接合时的机械强度。特别是,在通过振动熔接进行接合面112a、122a、132a的接合的情况下,由于围框112、122、132被向层叠方向按压,因此通过设置将凹部160的开放端缘间连结的在电池单元部件150的层叠方向上延伸的加强肋161,机械强度提高,其实益大。
需要说明的是,设置在凹部160的加强肋161的数量、设置间距p及宽度t考虑112、122、132中的散热特性及机械强度而适当决定。
在第三实施方式所涉及的双极型蓄电池中,基板111的厚度设定为1~10mm,围框112的高度h设定为5~20mm,围框112的长度d设定为100~500mm,接合宽度B设定为1~20mm,各凹部160的长度L设定为90~490mm,各凹部160的层叠方向的宽度W设定为3~16mm,各凹部160的深度D设定为0.5~15mm。
另外,加强肋161的宽度t设定为1~10mm,加强肋161的设置间距p设定为3~50mm。
第四实施方式
参照图5及图6对本发明的第四实施方式所涉及的双极型蓄电池进行说明。
图5所示的双极(bipolar)型蓄电池300是正极351具有正极用铅层301、负极352具有负极用铅层302的双极型铅蓄电池,具备多个(在本实施方式中为三个)电池单元部件350、以及形成单独地收容多个(在本实施方式中为三个)电池单元部件350的多个电池单元(空间)C的多个框架单元(多个(在本实施方式中为两张)双极板310、第一端板331、第二端板332、以及多个(在本实施方式中为三个)隔板320)。
多个(在本实施方式中为三个)电池单元部件350在层叠方向(图5中的上下方向)上隔开间隔地层叠配置。如图5所示,各电池单元部件350具备具有正极用活性物质层303的正极351、具有负极用活性物质层304的负极352、以及介于正极351与负极352之间的电解层305。
多个框架单元具备:多个(在本实施方式中为两张)双极板310,配置于在层叠方向上相邻的电池单元部件350之间;第一端板331,配置于多个电池单元部件350的层叠方向的一端(图5中的上端);第二端板332,配置于多个电池单元部件350的层叠方向的另一端(图5中的下端);以及多个(在本实施方式中为三个)隔板320,配置于在层叠方向上相邻的双极板310之间、第一端板331与双极板310之间、以及第二端板332与双极板310之间。
另外,单独地收容多个(在本实施方式中为三个)电池单元部件350的多个(在本实施方式中为三个)电池单元C由多个(在本实施方式中为两张)双极板310、第一端板331及第二端板332、以及多个隔板(在本实施方式中为三个)320形成。
各双极板310是平面形状为长方形,且在层叠方向的一面(图5中的上表面)上配设有负极352,在层叠方向的另一面(图5中的下表面)上配设有正极351的平板形状。各双极板310配置于在电池单元部件350的层叠方向(图5中的上下方向)上相邻的电池单元部件350之间。各双极板310在层叠方向的一面的负极352的外周部及层叠方向的另一面的正极351的外周部分别具备接合面310a。双极板310的层叠方向一面侧的接合面310a与在双极板310的层叠方向一面侧相邻的隔板320相接,双极板310的层叠方向另一面侧的接合面310a与在双极板310的层叠方向另一面侧相邻的隔板320相接。即,各双极板310具备在电池单元部件350的层叠方向上与两个隔板320对置的两个接合面310a。各双极板310的板厚T1被适当设定。
各双极板310由具有耐硫酸性的热塑性树脂(例如,聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(丙烯酸树脂)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚酰胺(尼龙)、聚碳酸酯等)制成。
第一端板331配置于多个电池单元部件350的层叠方向的一端(图5中的上端),是平面形状为长方形的平板形状。第一端板331由具有耐硫酸性的热塑性树脂制成。第一端板331的板厚比双极板310的板厚T1厚。
第一端板331在双极型蓄电池300的层叠方向的一端侧(图5中的上端侧)覆盖电池单元部件350的正极351。
第一端板331与双极板310平行地配置,在其层叠方向的另一面(图5中的下表面)的外周部具备接合面331a。该接合面331a与在第一端板331的层叠方向另一面侧相邻的隔板320相接。即,第一端板331具备在电池单元部件350的层叠方向上与隔板320对置的接合面331a。
第二端板332配置于多个电池单元部件350的层叠方向的另一端(图5中的下端),是平面形状为长方形的平板形状。第二端板332由具有耐硫酸性的热塑性树脂制成。第二端板332的板厚比双极板310的板厚T1厚。
第二端板332在双极型蓄电池300的层叠方向的另一端侧(图5中的下端侧)覆盖电池单元部件350的负极352。
第二端板332与双极板310平行地配置,在其层叠方向的一面(图5中的上表面)的外周部具备接合面332a。该接合面332a与在第二端板332的层叠方向一面侧相邻的隔板320相接。即,第二端板332具备在电池单元部件350的层叠方向上与隔板320对置的接合面332a。
各个隔板320分别配置于在层叠方向上相邻的双极板310之间、第一端板331与双极板310之间、以及第二端板332与双极板310之间。
配置于在层叠方向上相邻的双极板310之间的隔板320以包围电池单元部件350的侧面的方式形成为四边形状的框形。该隔板320由具有耐硫酸性的热塑性树脂制成。隔板320的板厚t1比双极板310的板厚T1厚。
该隔板320与双极板310平行地配置,以层叠方向的一面(图5中的上表面)与在层叠方向一侧相邻的双极板310相接的方式配置。另外,该隔板320以层叠方向的另一面(图5中的下表面)与在层叠方向另一侧相邻的双极板310相接的方式配置。即,隔板320具备在电池单元部件350的层叠方向上与两个双极板310对置的两个接合面320a。
另外,配置于第一端板331与双极板310之间的隔板320以包围电池单元部件350的侧面的方式形成为四边形状的框形。该隔板320由具有耐硫酸性的热塑性树脂制成。隔板320的板厚t1比双极板310的板厚T1厚。
该隔板320与双极板310平行地配置,以层叠方向的一面(图5中的上表面)与在层叠方向一侧相邻的第一端板331相接的方式配置。另外,该隔板320以层叠方向的另一面(图5中的下表面)与在层叠方向另一侧相邻的双极板310相接的方式配置。即,隔板320具备在电池单元部件350的层叠方向(图5中的上下方向)上与第一端板331及双极板310对置的两个接合面320a。
进而,配置于第二端板332与双极板310之间的隔板320以包围电池单元部件350的侧面的方式形成为四边形状的框形。该隔板320由具有耐硫酸性的热塑性树脂制成。隔板320的板厚t1比双极板310的板厚T1厚。
该隔板320与双极板310平行地配置,以层叠方向的一面(图5中的上表面)与在层叠方向一侧相邻的双极板310相接的方式配置。另外,该隔板320以层叠方向的另一面(图5中的下表面)与在层叠方向另一侧相邻的第二端板332相接的方式配置。即,隔板320具备在电池单元部件350的层叠方向(图5中的上下方向)上与双极板310及第二端板332对置的两个接合面320a。
在双极板310的层叠方向一面上配设有负极用铅层302。在双极板310的层叠方向另一面上配设有正极用铅层301。在负极用铅层302上配设有负极用活性物质层304而构成负极352。另一方面,在正极用铅层301上配设有正极用活性物质层303而构成正极351。
在对置的正极用活性物质层303与负极用活性物质层304之间,配设有由浸渗了硫酸等电解液的玻璃纤维垫等构成的电解层305。
在第一端板331的层叠方向另一面上配设有正极用铅层301。在该第一端板331上的正极用铅层301上配设有正极用活性物质层303而构成正极351。在第一端板331上的正极用活性物质层303与对置的双极板310的负极用活性物质层304之间,配设有由浸渗了硫酸等电解液的玻璃纤维垫等构成的电解层305。
在第二端板332的层叠方向一面上配设有负极用铅层302。在第二端板332上的负极用铅层302上配设有负极用活性物质层304而构成负极352。在第二端板332上的负极用活性物质层304与对置的双极板310的正极用活性物质层303之间,配设有由浸渗了硫酸等电解液的玻璃纤维垫等构成的电解层305。
在第一端板331上的正极用铅层301上设置有向第一端板331的外侧导通的正极端子306。在第二端板332上的负极用铅层302上设置有向第二端板332的外侧导通的负极端子307。
即,第四实施方式所涉及的双极型蓄电池300具备:多个(在本实施方式中为三个)电池单元部件350,具备具有正极用活性物质层303的正极351、具有负极用活性物质层304的负极352、以及介于正极351与负极352之间的电解层305;以及多个框架单元(多个(在本实施方式中为两张)双极板310、第一端板331、第二端板332、以及多个(在本实施方式中为三个)隔板320),形成单独地收容多个(在本实施方式中为三个)电池单元部件350的多个(在本实施方式中为三个)电池单元(空间)C。
另外,多个框架单元具备:多个(在本实施方式中为两张)双极板310,配置于在层叠方向上相邻的电池单元部件350之间;一对端板(第一端板331、第二端板332),配置于多个(在本实施方式中为三个)电池单元部件350的层叠方向的一端及另一端;以及多个(在本实施方式中为三个)隔板320,配置于在层叠方向上相邻的双极板310、310之间、一对端板(第一端板331、第二端板332)中的一方的端板(第一端板331)与双极板310之间、以及一对端板(第一端板331、第二端板332)中的另一方的端板(第二端板332)与双极板310之间。
另外,单独地收容多个(在本实施方式中为三个)电池单元部件350的多个(在本实施方式中为三个)电池单元C由多个(在本实施方式中为两张)双极板310、一对端板(第一端板331及第二端板332)、以及多个(在本实施方式中为三个)隔板320形成。
另外,在层叠方向上相邻的电池单元部件350彼此串联地电连接。因此,介于在层叠方向上相邻的电池单元部件350彼此之间的双极板310具备将正极用铅层301与负极用铅层302电连接的单元。
另外,第一端板331的接合面331a与隔板320的接合面320a、双极板310的接合面310a与隔板320的接合面320a、以及第二端板332的接合面332a与隔板320的接合面320a通过接合剂或振动熔接而接合。
振动熔接例如在将双极板310的接合面310a与隔板320的接合面320a接合时,例如将一方的接合面310a向另一方的接合面320a按压,使其振动并产生摩擦热,使一方的接合面310a与另一方的接合面320a熔融。
在这样构成的双极型蓄电池300中,由于电池反应而在电池单元部件350的正极用活性物质层303及负极用活性物质层304中产生的热,如果没有被提供向外部的适当的传递路径,则热滞留在电池内部,电池单元部件350因该热而损伤,充放电特性有可能降低。
因此,在第四实施方式所涉及的双极型蓄电池300中,在多个框架单元(多个(在本实施方式中为两张)双极板310、一对端板(第一端板331、第二端板332)、多个(在本实施方式中为三个)隔板320)中的一部分框架单元(多个(在本实施方式中为三个)隔板320)的外侧面320b形成有向外侧面320b开放的凹部360。具体而言,在多个隔板320的各个外侧面320b形成有向该外侧面320b开放的凹部360。
如图6所示(图6中仅图示了两个凹部360),形成于各隔板320的外侧面320b的凹部360在四边形状的框形的隔板320的各个框部分形成有四个。
各凹部360形成为在隔板320的框部分延伸的方向上细长地延伸的矩形状,尺寸为长度l1、深度f1及层叠方向的宽度w1,以保留四边形状的框形的隔板320的四角部分321的方式形成。
各凹部360的长度l1、深度f1及层叠方向的宽度w1考虑各隔板320中的散热特性、机械强度及后述的液体泄漏防止性能而适当决定。
在第四实施方式所涉及的双极型蓄电池300中,双极板310的板厚T1设定为1mm~10mm,隔板320的板厚t1设定为5mm~30mm,隔板320的长度d1设定为100mm~500mm,后述的接合宽度b1设定为1mm~20mm,各凹部160的长度l1设定为90mm~490mm,各凹部160的深度f1设定为0.5mm~15mm,各凹部360的层叠方向的宽度w1设定为3mm~25mm。
需要说明的是,各凹部360以保留四边形状的框形的隔板320的四角部分321的方式形成,但也可以也形成于四角部分321,使一个凹部360包围四边形状的框形的隔板320的全周。
像这样,根据第四实施方式所涉及的双极型蓄电池300,在多个框架单元(多个(在本实施方式中为两张)双极板310、一对端板(第一端板331、第二端板332)、多个(在本实施方式中为三个)隔板320)中的一部分框架单元(多个(在本实施方式中为三个)隔板320)的外侧面320b形成有向外侧面320b开放的凹部360。由此,在一部分框架单元的外侧面露出的表面积增加,能够将由于电池反应而在电池单元部件350的正极用活性物质层303及负极用活性物质层304中产生的热从一部分框架单元的凹部360适当地向外部散热。由此,能够抑制因热滞留在电池内部而导致的充放电特性降低。
另外,由于仅在一部分框架单元的外侧面320b形成向外侧面320b开放的凹部360即可,因此能够简化用于实现散热功能的结构。
因此,根据第四实施方式所涉及的双极型蓄电池300,能够提供能够通过简单的结构将在电池单元部件350中发热的热适当地向外部散热的双极型蓄电池300。
另外,根据第四实施方式所涉及的双极型蓄电池300,多个框架单元具备:多个(在本实施方式中为两张)双极板310,配置于在层叠方向上相邻的电池单元部件350之间;第一端板331,配置于多个电池单元部件350的层叠方向的一端(图5中的上端);第二端板332,配置于多个电池单元部件350的层叠方向的另一端(图5中的下端);以及多个(在本实施方式中为三个)隔板320,配置于在层叠方向上相邻的双极板310之间、第一端板331与双极板310之间、以及第二端板332与双极板310之间。另外,单独地收容多个(在本实施方式中为三个)电池单元部件350的多个(在本实施方式中为三个)电池单元C由多个(在本实施方式中为两张)双极板310、第一端板331及第二端板332、以及多个隔板(在本实施方式中为三个)320形成。另外,多个(在本实施方式中为两张)双极板310、第一端板331及第二端板332、以及多个(在本实施方式中为三个)隔板320分别具有在电池单元部件350的层叠方向上相互对置的接合面310a、331a、332a、320a,凹部360形成于多个隔板320的各个外侧面320b。
由此,在各隔板320的外侧面320b露出的表面积增加,能够将由于电池反应而在电池单元部件350的正极用活性物质层303及负极用活性物质层304中产生的热从隔板320的凹部360适当地向外部散热。由此,能够抑制因热滞留在电池内部而导致的充放电特性降低。
另外,由于仅在隔板320的外侧面320b形成向外侧面320b开放的凹部360即可,因此能够简化用于实现散热功能的结构。
另外,为了提高在电池内部发热的热向外部的散热性,只要减小各隔板320的接合面320a、第一端板331的接合面131a及第二端板332的接合面332a的接合宽度b1(参照图5及图6)即可。但是,若减小该接合宽度b1,则来自电解层105的电解液容易通过接合面120a、131a、132a漏出到外部。因此,为了确保液体泄漏防止性能,不优选减小接合宽度b1。
与此相对,根据第四实施方式所涉及的双极型蓄电池300,在隔板320的外侧面320b形成有用于确保散热性的凹部360。因此,由于能够增大接合宽度b1,因此能够确保电解液的液体泄漏防止性能。
像这样,根据第四实施方式所涉及的双极型蓄电池300,能够抑制因热滞留在电池内部而导致的充放电特性降低,并且能够确保电解液的液体泄漏防止性能,因此能够同时实现高能量密度和长期可靠性。
另外,根据第四实施方式所涉及的双极型蓄电池300,由于在多个隔板320的各个外侧面320b形成有向该外侧面320b开放的凹部360,因此凹部360也作为成型时的减重部发挥功能,也能够使各隔板320的成型性良好。
第五实施方式
接着,参照图7对本发明的第五实施方式所涉及的双极型蓄电池进行说明。图7是示出本发明的第五实施方式所涉及的双极型蓄电池的概略结构的截面图。
图7所示的双极型蓄电池400具备多个(在本实施方式中为三个)电池单元部件450、以及形成单独地收容多个(在本实施方式中为三个)电池单元部件450的多个电池单元(空间)C的多个框架单元(多个(在本实施方式中为两张)双极板410、第一端板431、第二端板432、以及多个(在本实施方式中为三个)隔板420)。
多个(在本实施方式中为三个)电池单元部件450在层叠方向(图7中的上下方向)上隔开间隔地层叠配置。如图7所示,各电池单元部件450具备具有正极用活性物质层403的正极451、具有负极用活性物质层404的负极452、以及介于正极451与负极452之间的电解层405。
多个框架单元具备:多个(在本实施方式中为两张)双极板410,配置于在层叠方向上相邻的电池单元部件450之间;第一端板431,配置于多个电池单元部件450的层叠方向的一端(图7中的上端);第二端板432,配置于多个电池单元部件450的层叠方向的另一端(图7中的下端);以及多个(在本实施方式中为三个)隔板420,配置于在层叠方向上相邻的双极板410之间、第一端板431与双极板410之间、以及第二端板432与双极板410之间。
另外,单独地收容多个(在本实施方式中为三个)电池单元部件450的多个(在本实施方式中为三个)电池单元C由多个(在本实施方式中为两张)双极板410、第一端板431及第二端板432、以及多个隔板(在本实施方式中为三个)420形成。
各双极板410是平面形状为长方形,且在层叠方向的一面(图7中的上表面)上配设有负极452,在层叠方向的另一面(图7中的下表面)上配设有正极451的平板形状。各双极板410配置于在电池单元部件450的层叠方向(图7中的上下方向)上相邻的电池单元部件450之间。各双极板410在层叠方向的一面的负极452的外周部及层叠方向的另一面的正极451的外周部分别具备接合面410a。双极板410的层叠方向一面侧的接合面410a与在双极板410的层叠方向一面侧相邻的隔板420相接,双极板410的层叠方向另一面侧的接合面410a与在双极板410的层叠方向另一面侧相邻的隔板420相接。即,各双极板410具备在电池单元部件450的层叠方向上与两个隔板420对置的两个接合面410a。各双极板410的板厚T2被适当设定,但在本实施方式中,比第四实施方式中的双极板310的板厚T1厚,为与隔板420的板厚t2相同程度的厚度。
各双极板410由具有耐硫酸性的热塑性树脂(例如,聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(丙烯酸树脂)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚酰胺(尼龙)、聚碳酸酯等)制成。
第一端板431配置于多个电池单元部件450的层叠方向的一端(图7中的上端),是平面形状为长方形的平板形状。第一端板431由具有耐硫酸性的热塑性树脂制成。第一端板431的板厚比双极板410的板厚T2厚。
第一端板431在双极型蓄电池400的层叠方向的一端侧(图7中的上端侧)覆盖电池单元部件450的正极451。
第一端板431与双极板410平行地配置,在其层叠方向的另一面(图7中的下表面)的外周部具备接合面431a。该接合面431a与在第一端板431的层叠方向另一面侧相邻的隔板420相接。即,第一端板431具备在电池单元部件450的层叠方向上与隔板420对置的接合面431a。
第二端板432配置于多个电池单元部件450的层叠方向的另一端(图7中的下端),是平面形状为长方形的平板形状。第二端板432由具有耐硫酸性的热塑性树脂制成。第二端板432的板厚比双极板410的板厚T2厚。
第二端板432在双极型蓄电池400的层叠方向的另一端侧(图7中的下端侧)覆盖电池单元部件450的负极452。
第二端板432与双极板410平行地配置,在其层叠方向的一面(图7中的上表面)的外周部具备接合面432a。该接合面432a与在第二端板432的层叠方向一面侧相邻的隔板420相接。即,第二端板432具备在电池单元部件450的层叠方向上与隔板420对置的接合面432a。
各个隔板420分别配置于在层叠方向上相邻的双极板410之间、第一端板431与双极板410之间、以及第二端板432与双极板410之间。
配置于在层叠方向上相邻的双极板410之间的隔板420以包围电池单元部件450的侧面的方式形成为四边形状的框形。该隔板420由具有耐硫酸性的热塑性树脂制成。隔板420的板厚t2为与双极板410的板厚T2大致相同程度的厚度。
该隔板420与双极板410平行地配置,以层叠方向的一面(图7中的上表面)与在层叠方向一侧相邻的双极板410相接的方式配置。另外,该隔板420以层叠方向的另一面(图7中的下表面)与在层叠方向另一侧相邻的双极板410相接的方式配置。即,隔板420具备在电池单元部件450的层叠方向上与两个双极板410对置的两个接合面420a。
另外,配置于第一端板431与双极板410之间的隔板420以包围电池单元部件450的侧面的方式形成为四边形状的框形。该隔板420由具有耐硫酸性的热塑性树脂制成。隔板420的板厚t2为与双极板410的板厚T2大致相同程度的厚度。
该隔板420与双极板410平行地配置,以层叠方向的一面(图7中的上表面)与在层叠方向一侧相邻的第一端板431相接的方式配置。另外,该隔板420以层叠方向的另一面(图7中的下表面)与在层叠方向另一侧相邻的双极板410相接的方式配置。即,隔板420具备在电池单元部件450的层叠方向(图7中的上下方向)上与第一端板431及双极板410对置的两个接合面420a。
进而,配置于第二端板432与双极板410之间的隔板420以包围电池单元部件450的侧面的方式形成为四边形状的框形。该隔板420由具有耐硫酸性的热塑性树脂制成。隔板420的板厚t2为与双极板410的板厚T2大致相同程度的厚度。
该隔板420与双极板410平行地配置,以层叠方向的一面(图7中的上表面)与在层叠方向一侧相邻的双极板410相接的方式配置。另外,该隔板420以层叠方向的另一面(图7中的下表面)与在层叠方向另一侧相邻的第二端板432相接的方式配置。即,隔板420具备在电池单元部件450的层叠方向(图7中的上下方向)上与双极板410及第二端板432对置的两个接合面220a。
在双极板410的层叠方向一面上配设有负极用铅层402。在双极板410的层叠方向另一面上配设有正极用铅层401。在负极用铅层402上配设有负极用活性物质层404而构成负极452。另一方面,在正极用铅层401上配设有正极用活性物质层403而构成正极451。
在对置的正极用活性物质层403与负极用活性物质层404之间,配设有由浸渗了硫酸等电解液的玻璃纤维垫等构成的电解层405。
在第一端板431的层叠方向另一面上配设有正极用铅层401。在该第一端板431上的正极用铅层401上配设有正极用活性物质层403而构成正极451。在第一端板431上的正极用活性物质层403与对置的双极板410的负极用活性物质层404之间,配设有由浸渗了硫酸等电解液的玻璃纤维垫等构成的电解层405。
在第二端板432的层叠方向一面上配设有负极用铅层402。在第二端板432上的负极用铅层402上配设有负极用活性物质层404而构成负极452。在第二端板432上的负极用活性物质层404与对置的双极板410的正极用活性物质层403之间,配设有由浸渗了硫酸等电解液的玻璃纤维垫等构成的电解层405。
在第一端板431上的正极用铅层401上设置有向第一端板431的外侧导通的正极端子406。在第二端板432上的负极用铅层402上设置有向第二端板432的外侧导通的负极端子407。
即,第五实施方式所涉及的双极型蓄电池400具备:多个(在本实施方式中为三个)电池单元部件450,具备具有正极用活性物质层403的正极451、具有负极用活性物质层404的负极452、以及介于正极451与负极452之间的电解层405;以及多个框架单元(多个(在本实施方式中为两张)双极板410、第一端板431、第二端板432、以及多个(在本实施方式中为三个)隔板420),形成单独地收容多个(在本实施方式中为三个)电池单元部件450的多个(在本实施方式中为三个)电池单元(空间)C。
另外,多个框架单元具备:多个(在本实施方式中为两张)双极板410,配置于在层叠方向上相邻的电池单元部件450之间;一对端板(第一端板431、第二端板432),配置于多个(在本实施方式中为三个)电池单元部件450的层叠方向的一端及另一端;以及多个(在本实施方式中为三个)隔板420,配置于在层叠方向上相邻的双极板410、410之间、一对端板(第一端板431、第二端板432)中的一方的端板(第一端板431)与双极板410之间、以及一对端板(第一端板431、第二端板432)中的另一方的端板(第二端板432)与双极板410之间。
另外,单独地收容多个(在本实施方式中为三个)电池单元部件450的多个(在本实施方式中为三个)电池单元C由多个(在本实施方式中为两张)双极板410、一对端板(第一端板431及第二端板432)、以及多个(在本实施方式中为三个)隔板420形成。
另外,在层叠方向上相邻的电池单元部件450彼此串联地电连接。因此,介于在层叠方向上相邻的电池单元部件450彼此之间的双极板410具备将正极用铅层401与负极用铅层402电连接的单元。
另外,第一端板431的接合面431a与隔板420的接合面420a、双极板410的接合面410a与隔板420的接合面420a、以及第二端板432的接合面432a与隔板420的接合面420a通过接合剂或振动熔接而接合。
振动熔接例如在将双极板410的接合面410a与隔板420的接合面420a接合时,例如将一方的接合面410a向另一方的接合面420a按压,使其振动并产生摩擦热,使一方的接合面410a与另一方的接合面420a熔融。
在这样构成的双极型蓄电池400中,由于电池反应而在电池单元部件450的正极用活性物质层403及负极用活性物质层404中产生的热,如果没有被提供向外部的适当的传递路径,则热滞留在电池内部,电池单元部件450因该热而损伤,充放电特性有可能降低。
因此,在第五实施方式所涉及的双极型蓄电池400中,在多个框架单元(多个(在本实施方式中为两张)双极板410、一对端板(第一端板431、第二端板432)、多个(在本实施方式中为三个)隔板420)中的一部分框架单元(多个(在本实施方式中为三个)隔板420)的外侧面320b形成有向外侧面320b开放的凹部360。具体而言,在多个隔板420的各个外侧面420b形成有向该外侧面420b开放的凹部460。
如图8所示(图8中仅图示了两个凹部460),形成于各隔板420的外侧面420b的凹部460在四边形状的框形的隔板420的各个框部分形成有四个。
各凹部460形成为在隔板420的框部分延伸的方向上细长地延伸的矩形状,尺寸为长度l2、深度f2及层叠方向的宽度w2,以保留四边形状的框形的隔板420的四角部分421的方式形成。
各凹部460的长度l2、深度f2及层叠方向的宽度w2考虑各隔板420中的散热特性、机械强度及后述的液体泄漏防止性能而适当决定。
在第五实施方式所涉及的双极型蓄电池400中,隔板420的板厚t2设定为5mm~30mm,隔板420的长度d2设定为100mm~500mm,后述的接合宽度b2设定为1mm~20mm,各凹部460的长度l2设定为90mm~490mm,各凹部460的深度f2设定为0.5mm~15mm,各凹部460的层叠方向的宽度w2设定为3mm~25mm。
需要说明的是,各凹部460以保留四边形状的框形的隔板420的四角部分421的方式形成,但也可以也形成于四角部分421,使一个凹部460包围四边形状的框形的隔板420的全周。
像这样,根据第五实施方式所涉及的双极型蓄电池400,在多个框架单元(多个(在本实施方式中为两张)双极板410、一对端板(第一端板431、第二端板432)、多个(在本实施方式中为三个)隔板420)中的一部分框架单元(多个(在本实施方式中为三个)隔板420)的外侧面420b形成有向外侧面420b开放的凹部460。由此,在一部分框架单元的外侧面露出的表面积增加,能够将由于电池反应而在电池单元部件450的正极用活性物质层403及负极用活性物质层404中产生的热从一部分框架单元的凹部460适当地向外部散热。由此,能够抑制因热滞留在电池内部而导致的充放电特性降低。
另外,由于仅在一部分框架单元的外侧面420b形成向外侧面420b开放的凹部460即可,因此能够简化用于实现散热功能的结构。
因此,根据第五实施方式所涉及的双极型蓄电池400,能够提供能够通过简单的结构将在电池单元部件450中发热的热适当地向外部散热的双极型蓄电池400。
另外,根据第五实施方式所涉及的双极型蓄电池400,多个框架单元具备:多个(在本实施方式中为两张)双极板410,配置于在层叠方向上相邻的电池单元部件450之间;第一端板431,配置于多个电池单元部件450的层叠方向的一端(图7中的上端);第二端板432,配置于多个电池单元部件450的层叠方向的另一端(图7中的下端);以及多个(在本实施方式中为三个)隔板420,配置于在层叠方向上相邻的双极板410之间、第一端板431与双极板410之间、以及第二端板432与双极板410之间。另外,单独地收容多个(在本实施方式中为三个)电池单元部件450的多个(在本实施方式中为三个)电池单元C由多个(在本实施方式中为两张)双极板410、第一端板431及第二端板432、以及多个隔板(在本实施方式中为三个)420形成。另外,多个(在本实施方式中为两张)双极板410、第一端板431及第二端板432、以及多个(在本实施方式中为三个)隔板420分别具有在电池单元部件450的层叠方向上相互对置的接合面410a、431a、432a、420a,凹部460形成于多个隔板420的各个外侧面420b。
由此,在各隔板420的外侧面320b露出的表面积增加,能够将由于电池反应而在电池单元部件450的正极用活性物质层403及负极用活性物质层404中产生的热从隔板420的凹部460适当地向外部散热。由此,能够抑制因热滞留在电池内部而导致的充放电特性降低。
另外,由于仅在隔板420的外侧面420b形成向外侧面420b开放的凹部460即可,因此能够简化用于实现散热功能的结构。
另外,为了提高在电池内部发热的热向外部的散热性,只要减小各隔板420的接合面420a、第一端板431的接合面431a及第二端板432的接合面432a的接合宽度b2(参照图8)即可。但是,若减小该接合宽度b2,则来自电解层405的电解液容易通过接合面420a、431a、432a漏出到外部。因此,为了确保液体泄漏防止性能,不优选减小接合宽度b2。
与此相对,根据第五实施方式所涉及的双极型蓄电池400,在隔板420的外侧面420b形成有用于确保散热性的凹部460。因此,由于能够增大接合宽度b2,因此能够确保电解液的液体泄漏防止性能。
另外,在第五实施方式所涉及的双极型蓄电池400中,在多个双极板410的各个外侧面410b也形成有向该外侧面410b开放的凹部460。
如图9所示(图9中仅图示了两个凹部460),形成于各双极板410的外侧面410b的凹部460在四边形状的双极板410的各个外侧面410b形成有四个。
各凹部460形成为在双极板410延伸的方向上细长地延伸的矩形状,尺寸为长度L2、深度F2及层叠方向的宽度W2,以保留四边形状的双极板410的四角部分411的方式形成。
各凹部460的长度L2、深度F2及层叠方向的宽度W2考虑各双极板410中的散热特性、机械强度及后述的液体泄漏防止性能而适当决定。
在第五实施方式所涉及的双极型蓄电池400中,双极板410的板厚T2设定为5mm~30mm,双极板410的长度D2设定为100mm~500mm,各凹部460的长度L2设定为90mm~490mm,各凹部460的深度F2设定为0.5mm~15mm,各凹部460的层叠方向的宽度W2设定为3mm~25mm。
需要说明的是,各凹部460以保留四边形状的双极板410的四角部分411的方式形成,但也可以也形成于四角部分411,使一个凹部460包围四边形状的双极板410的全周。
像这样,根据第五实施方式所涉及的双极型蓄电池400,在多个双极板410的各个外侧面410b也形成有向该外侧面410b开放的凹部460。由此,在双极板410的外侧面410b露出的表面积增加,能够将在电池单元部件450的正极用活性物质层403及负极用活性物质层404中产生的热不仅从隔板420的凹部460,而且也从双极板410的凹部460适当地向外部散热。
在第五实施方式所涉及的双极型蓄电池400中,双极板410的板厚T2比第四实施方式所涉及的双极型蓄电池300中的双极板310的板厚T1厚,双极型蓄电池400的机械强度比双极型蓄电池300的机械强度高。在实务上,为了提高双极型蓄电池的机械强度,有时加厚双极板的板厚。在这种情况下,为了提高从双极板的散热效果,优选如第五实施方式所涉及的双极型蓄电池400那样,在多个双极板410的各个外侧面410b也形成向外侧面410b开放的凹部460。
在第五实施方式所涉及的双极型蓄电池400中,也能够抑制因热滞留在电池内部而导致的充放电特性降低,并且能够确保电解液的液体泄漏防止性能,因此能够同时实现高能量密度和长期可靠性。
另外,在第五实施方式所涉及的双极型蓄电池400中,由于在多个隔板420的各个外侧面420b形成有向该外侧面420b开放的凹部460,因此凹部460也作为成型时的减重部发挥功能,也能够使各隔板420的成型性良好。
第六实施方式
接着,参照图10对本发明的第六实施方式所涉及的双极型蓄电池进行说明。图10是用于本发明的第六实施方式所涉及的双极型蓄电池的隔板的立体图。
本发明的第六实施方式所涉及的双极型蓄电池与图5所示的第四实施方式所涉及的双极型蓄电池300的基本结构相同,形成于各隔板320的外侧面320b的凹部360的形状不同。
分别形成于用于本发明的第六实施方式所涉及的双极型蓄电池的多个隔板320的凹部360与第四实施方式的凹部360同样地,如图10所示(图10中仅图示了两个凹部360),在四边形状的框形的隔板320的各个框部分形成有四个。
另外,各凹部360与第四实施方式的凹部360同样地,形成为在隔板320的框部分延伸的方向上细长地延伸的矩形状,尺寸为长度l1、深度f1及层叠方向的宽度w1,以保留四边形状的框形的隔板320的四角部分321的方式形成。
其中,第六实施方式的凹部360与第四实施方式的凹部360不同,具备在电池单元部件350的层叠方向上延伸并将凹部360的开放端缘360a、360b间连结的多个加强肋361。
多个加强肋361分别具有宽度t,并沿着凹部360较长地延伸的方向以规定的设置间距p设置。各加强肋361从凹部360的开放端缘360a、360b延伸到底面。
像这样,在本发明的第六实施方式所涉及的双极型蓄电池中,在凹部360设置有在电池单元部件350的层叠方向上延伸并将凹部360的开放端缘360a、360b间连结的加强肋361。由此,在本发明的第六实施方式所涉及的双极型蓄电池中,相对于第四实施方式所涉及的凹部360,在隔板320的外侧面320b露出的表面积增加,能够将由于电池反应而在电池单元部件350的正极用活性物质层303及负极用活性物质层304中产生的热从隔板320的凹部360更有效地向外部散热。
另外,通过在凹部360设置在电池单元部件350的层叠方向上延伸并将凹部360的开放端缘360a、360b间连结的加强肋361,能够提高在将双极板310、隔板320、第一端板331及第二端板332在层叠方向上通过接合面310a、320a、331a、332a接合时的机械强度。特别是,在通过振动熔接进行接合面310a、320a、331a、332a的接合的情况下,由于双极板310、隔板320、第一端板331及第二端板332被向层叠方向按压,因此通过设置在电池单元部件350的层叠方向上延伸并将凹部360的开放端缘360a、360b间连结的加强肋361,机械强度提高,其实益大。
需要说明的是,设置在凹部360的加强肋361的数量、设置间距p及宽度t考虑隔板320中的散热特性及机械强度而适当决定。
在第六实施方式所涉及的双极型蓄电池中,双极板310的板厚T1设定为1mm~10mm,隔板320的板厚t1设定为5mm~30mm,隔板320的长度d1设定为100mm~500mm,接合宽度b1设定为1mm~20mm,各凹部360的长度l1设定为90mm~490mm,各凹部360的深度f1设定为0.5mm~15mm,各凹部360的层叠方向的宽度w1设定为3mm~25mm。
另外,加强肋161的宽度t设定为1mm~10mm,加强肋161的设置间距p设定为3mm~50mm。
以上,对本发明的实施方式进行了说明,但本发明并不限于此,能够进行各种变更、改良。
例如,在第一实施方式所涉及的双极型蓄电池1中,在所有的多个框架单元(多个内部用框架单元110、第一端部用框架单元120及第二端部用框架单元130)的外侧面形成有向外侧面开放的凹部160。具体而言,在所有的内部用框架单元110的围框112的外侧面、第一端部用框架单元120的围框122的外侧面及第二端部用框架单元130的围框132的外侧面形成有向外侧面开放的凹部160。但是,凹部160只要形成于多个框架单元(多个内部用框架单元110、第一端部用框架单元120及第二端部用框架单元130)中的至少一个框架单元110、120、130的外侧面,具体而言,只要形成于内部用框架单元110的围框112的外侧面、第一端部用框架单元120的围框122的外侧面及第二端部用框架单元130的围框132的外侧面中的至少一个即可。该凹部的形成方法在第二实施方式所涉及的双极型蓄电池11及第三实施方式所涉及的双极型蓄电池中也同样。
像这样,通过在多个框架单元(多个内部用框架单元110,第一端部用框架单元120及第二端部用框架单元130)中的至少一个框架单元110、120、130的外侧面,具体而言,在内部用框架单元110的围框112的外侧面、第一端部用框架单元120的围框122的外侧面及第二端部用框架单元130的围框132的外侧面中的至少一个上形成向外侧面开放的凹部160,也能够得到与上述相同的效果。即,能够提供能够通过简单的结构将在电池单元部件150中发热的热适当地向外部散热的双极型蓄电池1。
另外,第一实施方式所涉及的双极型蓄电池1中的各凹部160的形状未必一定形成为在围框112、122、132的框部分延伸的方向上细长地延伸的矩形状。第二实施方式所涉及的双极型蓄电池11中的各凹部260的形状及第三实施方式所涉及的双极型蓄电池中的各凹部160的形状也同样。
另外,第一实施方式所涉及的双极型蓄电池1中的接合面112a、122a、132a的接合方法及第二实施方式所涉及的双极型蓄电池11中的接合面212a、222a、232a的接合方法并不限于基于接合剂或振动熔接的接合,也可以是基于热板或红外线加热的热熔接或溶剂溶解等其他熔接处理的接合。第一实施方式所涉及的双极型蓄电池中的接合面的接合方法也同样。
另外,第一实施方式及第二实施方式所涉及的双极型蓄电池1、11中的基板111、211所具备的电连接单元并不限于特定的方法。例如,通过使基板整体含有导电性粒子或导电性纤维,也能够将基板的两面电连接。另外,也能够将能够电导通的导电性部件组装于基板。第三实施方式所涉及的双极型蓄电池中的基板所具备的电连接单元也同样。
另外,在第四实施方式及第五实施方式所涉及的双极型蓄电池300、400中,双极板310、410的数量为两个,隔板320、420的数量为三个,但并不限于此,只要双极板310、410的数量为一个以上,隔板320、420的数量为两个以上即可。在第六实施方式所涉及的双极型蓄电池中也同样。
另外,在第四实施方式所涉及的双极型蓄电池300中,在多个隔板320的各个外侧面320b形成有向外侧面320b开放的凹部360。但是,凹部360只要形成于多个隔板320中的至少一个隔板320的外侧面320b即可。该凹部的形成方法在第五实施方式所涉及的双极型蓄电池400及第六实施方式所涉及的双极型蓄电池中也同样。
需要说明的是,在第四实施方式所涉及的双极型蓄电池300中,凹部360并不限于形成于多个隔板320中的至少一个隔板320的外侧面320b的情况,只要形成于多个双极板310、第一端板331、第二端板332、多个隔板320中的至少一个框架单元的外侧面即可。
即,只要在多个框架单元(多个双极板310、第一端板331、第二端板332及多个隔板320)中的至少一个框架单元310、331、332、320的外侧面形成向外侧面开放的凹部360即可。该凹部的形成方法在第六实施方式所涉及的双极型蓄电池中也同样。
像这样,通过在多个隔板320中的至少一个隔板320的外侧面320b形成向外侧面320b开放的凹部360,也能够得到与上述相同的效果。即,能够提供能够通过简单的结构将在电池单元部件350中发热的热适当地向外部散热的双极型蓄电池300。
另外,通过在多个框架单元(多个双极板310、第一端板331、第二端板332及多个隔板320)中的至少一个框架单元310、331、332、320的外侧面形成向外侧面开放的凹部360,也能够得到与上述相同的效果。
另外,第四实施方式所涉及的双极型蓄电池300中的各凹部360的形状未必一定形成为在隔板320的框部分延伸的方向上细长地延伸的矩形状。第五实施方式所涉及的双极型蓄电池400中的各凹部460的形状及第六实施方式所涉及的双极型蓄电池中的各凹部360的形状也同样。
另外,在第五实施方式所涉及的双极型蓄电池400中,在多个双极板410的各个外侧面410b形成有向外侧面410b开放的凹部460。但是,该凹部460只要形成于一个或多个双极板410中的至少一个双极板410的外侧面410b即可。
另外,在第六实施方式所涉及的双极型蓄电池中,多个加强肋361设置在形成于各隔板320的凹部360。
在第五实施方式所涉及的双极型蓄电池400中,这些加强肋361也可以形成于凹部460,该凹部460形成于多个隔板420中的至少一个隔板420。由此,相对于形成于第五实施方式所涉及的隔板420的凹部460,在隔板420的外侧面420b露出的表面积进一步增加,能够将由于电池反应而在电池单元部件450的正极用活性物质层403及负极用活性物质层404中产生的热从隔板420的凹部460更有效地向外部散热。另外,通过在隔板420的凹部460设置在电池单元部件350的层叠方向上延伸并将凹部360的开放端缘间连结的加强肋361,能够提高在将双极板410、隔板420、第一端板431及第二端板432在层叠方向上通过接合面接合时的机械强度。
另外,在第五实施方式所涉及的双极型蓄电池400中,上述的加强肋361也可以形成于凹部460,该凹部460形成于一个或多个双极板410中的至少一个双极板410。由此,相对于形成于第五实施方式所涉及的双极板410的凹部460,在双极板410的外侧面410b露出的表面积进一步增加,能够将由于电池反应而在电池单元部件450的正极用活性物质层403及负极用活性物质层404中产生的热从双极板410的凹部460更有效地向外部散热。另外,通过在双极板410的凹部460设置加强肋361,能够进一步提高在将双极板410、隔板420、第一端板431及第二端板432在层叠方向上通过接合面接合时的机械强度。
另外,第四实施方式所涉及的双极型蓄电池300中的接合面310a、320a、331a、332a的接合方法及第五实施方式所涉及的双极型蓄电池400中的接合面410a、420a、431a、432a的接合方法并不限于基于接合剂或振动熔接的接合,也可以是基于热板或红外线加热的热熔接或溶剂溶解等其他熔接处理的接合。第六实施方式所涉及的双极型蓄电池中的接合面的接合方法也同样。
另外,第四实施方式所涉及的双极型蓄电池300及第五实施方式所涉及的双极型蓄电池400中的双极板310、410所具备的电连接单元并不限于特定的方法。例如,通过使基板整体含有导电性粒子或导电性纤维,也能够将基板的两面电连接。另外,也能够将能够电导通的导电性部件组装于基板。第六实施方式所涉及的双极型蓄电池中的双极板所具备的电连接单元也同样。
另外,在第一实施方式所涉及的双极型蓄电池1中,是正极151具有正极用铅层101、负极152具有负极用铅层102的双极型铅蓄电池,但也可以是正极151及负极152使用了铅以外的金属的双极型蓄电池。这在第二实施方式所涉及的双极型蓄电池11、第三实施方式所涉及的双极型蓄电池、第四实施方式所涉及的双极型蓄电池300、第五实施方式所涉及的双极型蓄电池400及第六实施方式所涉及的双极型蓄电池中也同样。
产业上的利用可能性
由于本发明所涉及的双极型蓄电池能够通过简单的结构将在电池单元部件中发热的热适当地向外部散热,因此能够抑制因热滞留在电池内部而导致的充放电特性降低,并且能够确保电解液的液体泄漏防止性能,能够同时实现高能量密度和长期可靠性,能够在各种产业中极其有益地利用。
附图标记说明
1、11:双极(bipolar)型蓄电池;101、201:正极用铅层;102、202:负极用铅层;103、203:正极用活性物质层;104、204:负极用活性物质层;105、205:电解层;107、207:正极端子;108、208:负极端子;110、210:内部用框架单元;111、211:基板(双极板);112、212:围框;112a、212a:接合面;120、220:第一端部用框架单元;121、221:第一端板;122、222:围框;122a、222a:接合面;130、230:第二端部用框架单元;131、231:第二端板;132、232:围框;132a、232a:接合面;150、250:电池单元部件;151、251:正极;152、252:负极;160、260:凹部;161:加强肋;300、400:双极(bipolar)型蓄电池;301、401:正极用铅层;302、402:负极用铅层;303、403:正极用活性物质层;304、404:负极用活性物质层;305、405:电解层;306、406:正极端子;307、407:负极端子;310、410:双极板;310a、410a:接合面;310b、410b:外侧面;320、420:隔板;320a、420a:接合面;320b、420b:外侧面;321、421:四角部分;331、431:第一端板;331a、431a:接合面;332、432:第二端板;332a、432a:接合面;350、450:电池单元部件;351、451:正极;352、452:负极;360、460:凹部;361:加强肋;C:电池单元(收容电池单元部件的空间)。
Claims (7)
1.一种双极型蓄电池,具备:多个电池单元部件,具备具有正极用活性物质层的正极、具有负极用活性物质层的负极、以及介于所述正极与所述负极之间的电解层;以及多个框架单元,形成单独地收容所述多个电池单元部件的多个电池单元,相邻的电池单元部件彼此串联地电连接,所述双极型蓄电池的特征在于,
在所述多个框架单元中的至少一个框架单元的外侧面形成有向该外侧面开放的凹部。
2.根据权利要求1所述的双极型蓄电池,其特征在于,
所述多个框架单元分别包括围框,所述围框具有在所述电池单元部件的层叠方向上相互对置的接合面,
所述凹部形成于所述多个框架单元中的至少一个框架单元的围框的外侧面。
3.根据权利要求2所述的双极型蓄电池,其特征在于,
在所述凹部设置有将该凹部的开放端缘间连结的在所述电池单元部件的层叠方向上延伸的加强肋。
4.根据权利要求1所述的双极型蓄电池,其特征在于,
所述多个框架单元具备:
一个或多个双极板,配置于在层叠方向上相邻的所述电池单元部件之间;
一对端板,配置于多个所述电池单元部件的层叠方向的一端及另一端;以及
多个隔板,配置于在层叠方向上相邻的所述双极板之间、所述一对端板中的一方的端板与所述双极板之间、以及所述一对端板中的另一方的端板与所述双极板之间,
单独地收容所述多个电池单元部件的多个电池单元由所述一个或多个双极板、所述一对端板及所述多个隔板形成,
所述一个或多个双极板、所述一对端板及所述多个隔板分别具有在所述电池单元部件的层叠方向上相互对置的接合面,
所述凹部形成于所述多个隔板中的至少一个的外侧面。
5.根据权利要求4所述的双极型蓄电池,其特征在于,
所述凹部形成于所述一个或多个双极板中的至少一个的外侧面。
6.根据权利要求4或5所述的双极型蓄电池,其特征在于,
在所述凹部设置有在所述电池单元部件的层叠方向上延伸并将该凹部的开放端缘间连结的加强肋。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的双极型蓄电池,其特征在于,
所述双极型蓄电池是所述正极具有正极用铅层并且所述负极具有负极用铅层的双极型铅蓄电池。
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