JP2003123711A - 蓄電池 - Google Patents

蓄電池

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JP2003123711A
JP2003123711A JP2001315209A JP2001315209A JP2003123711A JP 2003123711 A JP2003123711 A JP 2003123711A JP 2001315209 A JP2001315209 A JP 2001315209A JP 2001315209 A JP2001315209 A JP 2001315209A JP 2003123711 A JP2003123711 A JP 2003123711A
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battery
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negative electrode
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Isamu Kurisawa
栗澤  勇
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造容易で、かつ、耐漏液性に優れた薄型電
池を提供する。 【解決手段】 片面に正極活物質を有する第1の集電板
と、片面に負極活物質を有する第2の集電板と、第1の
開口部と第2の開口部とを有する電池容器とを備え、正
極活物質と負極活物質とはセパレータを介して対向する
ように電池容器に収納され、第1の開口部は第1のパッ
キンを介して第1の集電体で封口され、第2の開口部は
第2のパッキンを介して第2の集電体で封口されたこと
を特徴とする蓄電池。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は蓄電池に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】蓄電池の形式には、角型、ボタン型など
の形式があるが、近年、携帯電子機器の小型化に伴い、
薄型電池の要求が多くなってきている。その中で、薄型
の鉛蓄電池については、特開平1−134850に示す
ようなものが知られる。この電池は図1に示すように、
正極活物質1、負極活物質2、およびセパレータ3から
構成された極板群と、この極板群の側面を包囲する熱可
塑性合成樹脂枠体6と、この熱可塑性合成樹脂枠体6の
開口部を覆うように両側に位置し、極板側に面する内面
に、前記熱可塑性合成樹脂枠体と熱溶着する熱可塑性樹
脂フィルムあるいはシート5をラミネートした一対の金
属板4とを備えている。
【0003】ここで、熱可塑性樹脂フィルムあるいはシ
ート5が完全に金属板4を覆わないようにする、あるい
は、正極活物質1、負極活物質2と金属板4とを電気的
に接触させることによって、金属板4を電池端子として
使用することができる。このような電池にすると、従来
の鉛蓄電池で必要であったポールや端子などを収納する
空間が必要なくなり、体積効率に優れた鉛蓄電池を提供
することが可能になる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のような
電池には、金属板に熱可塑性樹脂フィルムをラミネート
する工程を要すること、熱可塑性合成樹脂枠体と熱可塑
性樹脂フィルムをラミネートした金属板との熱溶着部分
の強度が充分でなく、電解液が漏れやすいといった問題
がある。
【0005】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、製造容易で、かつ、耐漏液性に優れた薄
型電池を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
になした第1の発明は、片面に正極活物質を有する第1
の集電板と、片面に負極活物質を有する第2の集電板
と、第1の開口部と第2の開口部とを有する電池容器と
を備え、正極活物質と負極活物質とはセパレータを介し
て対向するように電池容器に収納され、第1の開口部は
第1のパッキンを介して第1の集電体で封口され、第2
の開口部は第2のパッキンを介して第2の集電体で封口
されたことを特徴とする蓄電池である。
【0007】第2の発明は、前記第1の集電板と第2の
集電板とを端子としたことを特徴とする、請求項1に記
載の蓄電池である。
【0008】第3の発明は、請求項1または2に記載の
電池を複数積層した組電池であって、隣接する電池同士
は第1の集電板と第2の集電板とが接触していることを
特徴とする組電池である。
【0009】第4の発明は、第1の集電板と第2集電板
とを圧迫する圧迫手段を配したことを特徴とする請求項
1、2または3に記載の蓄電池である。
【0010】そして第5の発明は、前記圧迫手段を端子
としたことを特徴とする、請求項1、2、3または4に
記載の蓄電池である。
【0011】
【発明の実施の形態】第1の発明において、パッキンと
は、ゴム製Oリングやゴム製パッキンを含むシール部材
を総称するものである。また、電池容器は、ABS(ア
クリロニトリル、ブタジエン、スチレンのコポリマー)
のような合成樹脂を用い、中空平板状で両側面が開口し
た矩形状とすることができる。両側面の開口部の大きさ
は、内部に収納する活物質や集電体の大きさに応じて、
適宜決めることができる。また、必要に応じて排気口を
設けてもよい。
【0012】パッキンは耐電解液性を有するものが好ま
しい。パッキンを2つ(2周)以上使用し、内側のパッ
キンが劣化しても、外側のパッキンで漏れを防止できる
ような構造とすることもできる。さらに、パッキンとし
てOリングを使用する場合には、事前に電池容器にOリ
ングを収納できる溝を刻んだものを使用すると耐漏液性
が向上する。
【0013】集電板の材質は、電解液や活物質の種類に
応じて適宜選択することができるが、例えば鉛蓄電池の
場合、正極集電板には、希硫酸に対して耐食性の強い二
酸化錫で被覆した金属板を使用することによって、正極
集電体の腐食による多孔化を防止して電解液の漏液がさ
らに低減できる。金属板に二酸化錫を被覆する方法とし
ては、スパッタ、蒸着などの他に、金属基材状に金属錫
を電気メッキまたは溶融メッキによって析出させた後、
酸素含有雰囲気下において500℃程度に加熱し、金属
錫を二酸化錫に酸化させる方法もある。なお、負極集電
体については、二酸化錫で被覆した金属板を使用する必
要はなく、鉛板や鉛メッキした金属板や樹脂板などが使
用できる。
【0014】この他、電池容器の集電体による封口の際
に、接着剤等を使用すること、あるいは充填材等を電池
の周りに配することも可能である。また、必要に応じ
て、電池内圧が上昇した際に、電池内圧を開放する制御
弁を設けることもできる。さらに電池容器や集電体の大
きさや厚み、材質、使用するパッキンの数や材質などは
設計に係る事項であるので、製造者の任意である。
【0015】第2の発明において、第1の集電板と第2
の集電板の少なくとも一方を、端子として利用できる構
造や形状にすることにより、別途端子を設ける必要がな
くなり、電池の重量増加を抑制する面でも有利になる。
【0016】例えば、正負極集電板に端子耳部を形成す
る他、端子耳を形成せずに集電板をそのまま平板状端子
として利用することもできる。さらに、一方の集電板を
電池容器よりも小さくし、他方の集電板を電池容器より
も大きくして、大きいほうの集電板を折り曲げて、その
末端を小さいほうの集電板のある面に固定することによ
り、電池容器の一面で電力を取り出せるようにすること
も可能である。さらに、電池容器の開口部を有する面の
面積よりも金属板の面積を小さくして、金属板の端部が
電池容器からはみ出さなくすることもできる。
【0017】第3の発明において、第1の発明による電
池を複数積層した組電池であって、隣接する電池同士は
第1の集電板と第2の集電板とが接触していることと
は、ひとつ目の電池の正極集電板(または負極集電板)
とふたつ目の電池の負極集電板(または正極集電板)が
接するように積層すること、すなわち直列接続であるこ
とを示す。このとき、電池は同一容量、同一サイズの電
池を、電池の方向を揃えて積層することが望ましい。組
電池として一体化するには、ボルトナット、ベルト、収
納容器等を用いることができる。
【0018】これにより、コンパクトで軽量な組電池を
提供することが可能になる。
【0019】第4の発明において、本発明による単電池
または組電池の両端の集電板を圧迫手段により、両端の
集電板から中心方向に向かって圧迫することによって、
集電板の膨れや電解液の漏出を防止できる。この適用
は、単電池についてひとつの圧迫手段を用いでもよい
し、ひとつの組電池についてひとつの圧迫手段を用いて
もよい。
【0020】第5の発明によれば、コンパクトで軽量、
かつ、集電板の膨れや電解液の漏出を防止できる電池が
得られる。
【0021】
【実施例】本発明の実施例を、図面に従って制御弁式鉛
蓄電池について説明する。
【0022】図2は本発明の一例である電池容器の上面
図である。材質はABSであり、厚みは3mm、幅10
0mm、高さ150mmである。電池容器本体30a
に、Oリングを収納できる溝301が刻まれるとともに
制御弁式鉛蓄電池の弁部となる開口部302が設けられ
ている。図3は前記容器の断面図である。
【0023】図4は図2および図3に示した電池容器を
用いた単電池の断面図である。電池容器30aの両面の
溝に、ゴム製Oリング33を収納するとともに、電池容
器の開口部内にセパレータ34を収納し、厚さ100μ
mのチタン板を厚さ40μmの二酸化錫皮膜で被覆した
正極集電体に二酸化鉛を主体とする正極活物質32を取
り付けたものと、厚さ100μmの鉛板の負極集電体に
海綿状金属鉛を主体とする負極活物質35を取り付けた
ものとを、セパレータ34を介して活物質同士が対向す
るように、集電体で電池容器を挟み込んだ形状となって
いる。そして排気口302から希硫酸を主成分とする電
解液を注液し、弁40を取り付ける。ここで、正負極集
電体31、36は、図4に示すように電池容器30に接
していることが望ましいが、正負極集電体31、36は
最低限、Oリング33の全周にわたって接していれば本
発明の目的にかなう。また、本実施例においては、電池
容器30と正負極集電体31、36との界面に相当する
部分に、エポキシ系の接着剤を塗布した。なお、正極集
電体31と正極活物質32、および、負極集電体36と
負極活物質35はそれぞれどちらも電気的に接触が保た
れていることが必須である。この他、図4では正負極集
電体31、36の大きさが電池容器と同じ大きさで示さ
れているが、正負極集電体31,36の大きさは、Oリ
ング33に全周で接触できる大きさ以上であれば、設計
に応じて電池容器よりも小さくてもよいし、電池容器よ
りも大きくてもよい。同様に正極活物質、セパレータ、
負極活物質の厚み、大きさ等は設計にかかわる事項であ
る。さらに、本実施例で用いた正極集電体は、チタン合
金を溶融錫中に浸漬することによって錫皮膜を取り付け
た後、酸素を含む雰囲気下で、500℃にて2時間焼成
することによって二酸化錫皮膜とした。この皮膜は、最
低限正極集電体が電解液に接する可能性のある面に形成
されていればよく、特に全面被覆の必要はない。
【0024】しかし、このままの状態で電池を充放電す
ると、正負極集電体と電池容器との接合が十分ではない
ため、集電体と電池容器とが剥がれてしまう場合があ
る。そこで、図5に示す断面図のように、図4の単電池
をひとつまたは複数個、直列接続になるように積層し、
圧迫部材37で前記のひとつまたは複数個の単電池を挟
み込んで圧迫する。なお、図5では圧迫用の補助枠材3
9を使用して、ネジ38によって固定したが、その固定
に補助枠材39を使用せずに電池容器30に直接ネジ止
めしてもよいし、ネジを使用せずにかしめることもでき
る。ここで、圧迫部材37に金属などの導電材料を用い
ると、正極集電体31と負極集電体36とが直接圧迫部
材37と接するために端子として利用でき好適である。
このようにして、ひとつまたは複数個の電池を積層して
圧迫する工程では、前述した通り、電池容器30と正負
極集電体31、36との界面に塗布した接着剤が乾く前
に製造できる。なお、図5に示したように制御弁式鉛蓄
電池の弁にキャップ弁40を使用する場合には、キャッ
プ弁40を押さえるための部材が必要になる(図5では
補助枠材39がそれを兼ねる)。
【0025】上記実施例の他、図6に示したように電池
容器30に溝を2周にわたって設け、各溝にOリング3
3を配して製造することもできる。こうすると、内側の
Oリングが劣化しても外側のOリングが漏液を防ぐこと
ができる。当然、Oリングの数は2つに限るものではな
く、2つ以上あってもよい。但し、数を多くしすぎると
製造工程が煩雑になるので、設計によって適した個数を
選択することができる。
【0026】この他、図7、図8に示すように、電池容
器30と正負極集電体31、36との間にわずかの隙間
を設け、そこに接着剤や充填材50aを流し、電池容器
30と正負極集電体31、36との結合を強固にすると
同時に耐漏液性を向上させることもできる。
【0027】さらに、図9および図10に示すように、
ひとつまたは複数の単電池を圧迫部材37と補助枠材3
9で囲い、ひとつまたは複数の単電池と、圧迫部材37
および補助枠材39との空間に接着剤や充填材50を流
し込んで、より電池の強度を向上させることもできる。
但し、この場合、図示したように弁40の動作を妨げる
まで接着剤や充填材50を流し込んではならない。
【0028】以上のように、本実施例では鉛蓄電池につ
いて論じたが、アルカリ蓄電池やリチウムイオン蓄電池
を始め、他の一次電池および二次電池にも本発明の適用
は可能である。
【0029】
【発明の効果】本発明によって、対漏液性に優れた蓄電
池が提供できる。
【0030】
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来の蓄電池を示す図である。
【図2】 本発明の実施例を示す図である。
【図3】 本発明の実施例を示す図である。
【図4】 本発明の実施例を示す図である。
【図5】 本発明の実施例を示す図である。
【図6】 本発明の実施例を示す図である。
【図7】 本発明の実施例を示す図である。
【図8】 本発明の実施例を示す図である。
【図9】 本発明の実施例を示す図である。
【図10】 本発明の実施例を示す図である。
【符号の説明】
30 電池容器 31 正極集電体 32 正極活物質 33 パッキン 34 セパレータ 35 負極活物質 36 負極集電体 37 圧迫部材 39 補助枠材 40 弁 50 接着剤および/または充填材

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 片面に正極活物質を有する第1の集電板
    と、片面に負極活物質を有する第2の集電板と、第1の
    開口部と第2の開口部とを有する電池容器とを備え、正
    極活物質と負極活物質とはセパレータを介して対向する
    ように電池容器に収納され、第1の開口部は第1のパッ
    キンを介して第1の集電体で封口され、第2の開口部は
    第2のパッキンを介して第2の集電体で封口されたこと
    を特徴とする蓄電池。
  2. 【請求項2】 前記第1の集電板と第2の集電板とを端
    子としたことを特徴とする、請求項1に記載の蓄電池。
  3. 【請求項3】 請求項1または2に記載の電池を複数積
    層した組電池であって、隣接する電池同士は第1の集電
    板と第2の集電板とが接触していることを特徴とする組
    電池。
  4. 【請求項4】 第1の集電板と第2集電板とを圧迫する
    圧迫手段を配したことを特徴とする請求項1、2または
    3に記載の蓄電池。
  5. 【請求項5】 前記圧迫手段を端子としたことを特徴と
    する、請求項1、2、3または4に記載の蓄電池。
JP2001315209A 2001-10-12 2001-10-12 蓄電池 Withdrawn JP2003123711A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018125213A (ja) * 2017-02-02 2018-08-09 三洋化成工業株式会社 リチウムイオン電池

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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