JP2015065096A - 試験用三極セル、および、試験用二極セル - Google Patents
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Abstract
【解決手段】容器本体12の収容部14内に相互に絶縁状態で収容された一方の電極16と他方の電極34と絶縁状態で、容器本体12内に配置された参照電極62と、蓋部材44に形成された参照電極用貫通孔66を外部から絶縁状態で貫通して、参照電極62に電気的に接続される参照電極用電気接続部材58とを備える。
【選択図】図4
Description
また、埋め込みボルト110の基端部の外周には、例えば、PTFE樹脂などのフッ素樹脂などの絶縁材料から構成される絶縁ワッシャー110bが装着されている。
て、例えば、熱電対によるセル内部の温度の測定、圧力の測定、セル内部で発生するガスの収集、参照電極による正負極の電位測定のためなどの測定試験など多種類の測定試験を行う構成にすることは不可能である。
三電極式の測定により蓄電池に使用される電極材料などを試験評価するための密閉容器であって、
前記蓄電池の内容物を収容する収容部を備え、前記収容部内に収容された一方の電極に電気的に接続される容器本体と、
前記容器本体の開口部を脱着自在に閉蓋し、前記容器本体の収容部内に収容された他方の電極に電気的に接続される蓋部材と、
前記容器本体の収容部内に相互に絶縁状態で収容された一方の電極と他方の電極と絶縁状態で、前記容器本体内に配置される参照電極に対して、電気的に接続するための参照電極用電気接続部材であって、前記蓋部材に形成された参照電極用貫通孔を外部から絶縁状態で貫通して配置される参照電極用電気接続部材と、
を備えることを特徴とする。
すなわち、このような各種研究開発機関では、コインサイズに用いられる電極径16mm程度の薄い円板形状の電極材料などを用いて、グローブボックス内にて、「セル」と呼ばれる簡易的な密閉容器に封入している。
なお、この試験用三極セル10は、測定試験を実施する際に、後述する一方の電極16、セパレーター26、他方の電極34、参照電極62、電解液などの蓄電池の内容物を収容するものである。以下には、収容容器を構成する試験用三極セル100内に、上記蓄電池の内容物を収容する場合について説明する。
また、埋め込みボルト20の基端部の外周には、例えば、PTFE樹脂などのフッ素樹脂などの絶縁材料から構成される絶縁ワッシャー20bが装着されている。
また、この隙間は、後述するように、絶縁ガイド部材28の外周側に設けた切欠き形状の注液孔32d、絶縁ガイド部材28の底面側の側壁28aに設けた切欠き形状の注液孔32eを介して、電解液を注入し易くする効果もある。
すなわち、内側シール部材22のシート面積は比較的大きいので、その材質に通常の樹脂材を用いた場合、蝶ナットで軽く締める程度では、変形せず、シール性が十分に確保されないおそれがある。
なお、図3、図5、図6に示したように、溝蓋部材64にも、絶縁ガイド部材28の注液孔32に対応する注液孔64aが貫通して形成されている。
このため、蓋部材44を把持して、蓋部材44の締結孔46と埋め込みボルト20の位置を合わした際に、同時に絶縁ガイド部材28は、容器本体12に収容された状態で回転する。
すなわち、蓋部材44を把持するだけで、嵌合される穴(蓋部材44の締結孔46と絶縁ガイド部材28の挿入孔32a)と、軸(参照電極用電気接続部材58)の位置合わせが、目視できる状態で行うことができるので、作業が容易である。
従って、容器本体12を別途用意する必要があるが、図示しないが、絶縁ガイド部材28の外周部を一部カットし、そのカット部の形状に合うように、容器本体12の収容部14設けても構わない。
次に、参照電極用電気接続部材58の上端部58bを押して、下端58aを参照電極62に当接させてから、コネクターナット78を締めて、参照電極用電気接続部材58をシールする。
なお、ポテンショスタットなどの測定器への接続は、一方の極16は、容器本体12の端子ネジ54より、他方の極34は、蓋部材44の端子ネジ56より、参照電極62は、参照電極用電気接続部材58の上端部58bより、それぞれケーブル配線にて接続される。
なお、ナットを外す順番であるが、先ず、締結ナット52を緩めて、次に、コネクターナット78を緩めればよい。
さらに、後述するように、例えば、熱電対によるセル内部の温度測定、圧力ゲージによるセル内部の圧力測定、セル内部で発生するガスの収集などの測定試験など多種類の測定試験を行う構成にすることができる試験用二極セルを提供するこができる。
これにより、参照電極用電気接続部材58が、絶縁フェルール76より飛び出ずに、コネクターナット78のネジ部よりガスが先に抜けることになる。
これに対して、この実施例の絶縁ガイド部材28では、注液孔32と挿入孔32aは、その作用効果が異なるので、図19〜図20に示したように、注液孔32は、様々な位置や大きさにて設けることができる。
さらに、注液孔32は、例えば、図19〜図20に示したように、絶縁ガイド部材28の底面側の側壁28aに設けた切欠き形状の注液孔32eとすることができる。
なお、例えば、底面側の側壁28aに設けた切欠き形状の注液孔32eだけを設けた場合でも、電解液を注入することが可能である。
さらに、注液孔32が設けられていなくて、前述したように、圧縮バネ42と電極押さえ部材36を取り外して、絶縁ガイド部材28の内周側より電解液を注液できることはもちろんである。
なお、図21〜図22では、絶縁チューブ72、絶縁フェルール76、コネクターナット78を省略して図示している。
例えば、蓋部材44と参照電極コネクター部材68とが、異種の材料から構成される場合(例えば、蓋部材44をアルミニウムから構成し、参照電極コネクター部材68をSUSなどのステンレス鋼から構成する場合)に、例えば、溶接などの固定方法が採用できない場合に有用である。
なお、平パッキン形状のシール部材65の代わりに、参照電極コネクター部材68の下端68bの外ネジ68cに、シールテープを巻装して使用することも可能である。
この場合、試験用三極セル10として使用する場合には、貫通孔76aを設けない絶縁フェルール76を準備し、また、二極化するために、貫通孔76aを設けない絶縁フェルール76の双方を準備して、これらをセットとして、顧客に提供するようにすることも可能である。
なお、この実施例において、盲フェルール82は、絶縁フェルール76と同じ絶縁材料(テフロン(登録商標))を用いているが、絶縁材である必要はないので、SUS316などの金属材料でも構わない。
また、このように二極化した試験用二極セル80を、例えば、恒温槽内に入れて、高温環境や低温環境の状況下において、充放電試験を行う際に、恒温槽内の温度ではなく、熱電対84により実際のセル内部の温度が測定可能となる。
11 隙間
12 容器本体
12a 開口部
14 収容部
15 電極用溝部
16 一方の電極
18 締結用フランジ
20 埋め込みボルト
20a ネジ部分
20b 絶縁ワッシャー
22 内側シール部材
24 ガイド溝部
26 セパレーター
28 絶縁ガイド部材
28a 側壁
30 溝部
32 注液孔
32a 挿入孔
32c、32d、32e 注液孔
34 他方の電極
36 電極押さえ部材
38 押さえ部材本体
40 バネ支持部
42 圧縮バネ
44 蓋部材
46 締結孔
48 絶縁ブシュ
50 外側シール部材
52 締結ナット
54 端子ネジ
56 端子ネジ
58 参照電極用電気接続部材
58a 下端
58b 上端部
58c 段部
60 参照電極収容用溝部
62 参照電極
64 溝蓋部材
64a 注液孔
65 シール部材
66 参照電極用貫通孔
66a 内ネジ
68 参照電極コネクター部材
68a 上端
68b 下端
68c 外ネジ
70 貫通孔
72 絶縁チューブ
74 傾斜凹部
76 絶縁フェルール
76a 貫通孔
78 コネクターナット
78a 貫通孔
80 試験用二極セル
82 盲フェルール
84 熱電対
84a 下端
84b 上端部
86 ガスパイプ
88 開閉バルブ
100 従来の試験用二極セル
101 隙間
102 容器本体
102a 開口部
104 収容部
105 電極用溝部
106 一方の電極
108 フランジ
110 埋め込みボルト
110a ネジ部分
110b 絶縁ワッシャー
112 内側シール部材
114 ガイド溝部
116 セパレーター
118 絶縁ガイド部材
118a 側壁
120 溝部
122 注液孔
124 他方の電極
126 電極押さえ部材
128 の押さえ部材本体
130 バネ支持部
132 圧縮バネ
134 蓋部材
136 締結孔
138 絶縁ブシュ
140 外側シール部材
142 締結ナット
144 端子ネジ
146 端子ネジ
200 従来の試験用三極セル
202 下本体
204 上本体
206 参照電極用本体
208 収容部
210 参照電極
212 下方セパレーター
214 上方セパレーター
216 一方の電極
218 下方側絶縁ガイド部材
220 下方側電極押さえ部材
222 押さえ部材本体
224 バネ支持部
226 下方側圧縮バネ
228 他方の電極
230 上方側絶縁ガイド部材
232 上方側電極押さえ部材
234 押さえ部材本体
236 バネ支持部
238 上方側圧縮バネ
240 締め付けナット
244 端子
246 端子
Claims (15)
- 三電極式の測定により蓄電池に使用される電極材料などを試験評価するための密閉容器であって、
前記蓄電池の内容物を収容する収容部を備え、前記収容部内に収容された一方の電極に電気的に接続される容器本体と、
前記容器本体の開口部を脱着自在に閉蓋し、前記容器本体の収容部内に収容された他方の電極に電気的に接続される蓋部材と、
前記容器本体の収容部内に相互に絶縁状態で収容された一方の電極と他方の電極と絶縁状態で、前記容器本体内に配置される参照電極に対して、電気的に接続するための参照電極用電気接続部材であって、前記蓋部材に形成された参照電極用貫通孔を外部から絶縁状態で貫通して配置される参照電極用電気接続部材と、
を備えることを特徴とする試験用三極セル。 - 前記一方の電極と他方の電極の外周に配置され、参照電極を収容する絶縁ガイド部材を備えていることを特徴とする請求項1に記載の試験用三極セル。
- 前記蓋部材に形成された参照電極用貫通孔と、前記絶縁ガイド部材に形成された参照電極用電気接続部材を挿入するための挿入孔が合致する位置に形成されていることを特徴とする請求項2に記載の試験用三極セル。
- 前記絶縁ガイド部材には、参照電極収容用溝部と、参照電極収容用溝部内に収容される参照電極を絶縁状態で覆う溝蓋部材とを備えていることを特徴とする請求項2から3のいずれかに記載の試験用三極セル。
- 前記蓋部材には、参照電極用電気接続部材を支持する支持部材が、前記参照電極用貫通孔に固着されていることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の試験用三極セル。
- 前記蓋部材には、参照電極用電気接続部材を支持する支持部材が、前記参照電極用貫通孔に螺着されていることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の試験用三極セル。
- 前記支持部材の貫通孔に脱着自在に閉蓋されることにより、前記蓋部材の参照電極用貫通孔を脱着自在に閉蓋する閉蓋部材を備え、前記試験用三極セルを組み立てる際に、前記閉蓋部材を支持部材の貫通孔から取り外すように構成されていることを特徴とする請求項5から6のいずれかに記載の試験用三極セル。
- 前記蓋部材の参照電極用貫通孔を脱着自在に閉蓋する閉蓋部材を備え、前記試験用三極セルを組み立てる際に、前記閉蓋部材を参照電極用貫通孔から取り外すように構成されていることを特徴とする請求項6に記載の試験用三極セル。
- 前記容器本体に形成した締結用フランジと、前記蓋部材の外周部とを、締結部材で締結することによって、蓋部材で容器本体の開口部を脱着自在に閉蓋するように構成されていることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の試験用三極セル。
- 前記容器本体に形成した締結用フランジと、前記蓋部材の外周部との間に、少なくとも2個のシール部材が配設されていることを特徴とする請求項9に記載の試験用三極セル。
- 前記試験用三極セルが、コイン型蓄電池に使用される電極材料などを試験評価するための密閉容器であることを特徴とする請求項1から10のいずれかに記載の試験用三極セル。
- 請求項1から11のいずれかに記載の試験用三極セルにおいて、前記参照電極用電気接続部材を取り外して二極化したことを特徴とする試験用二極セル。
- 前記蓋部材に形成された参照電極用貫通孔を、脱着自在な閉塞部材で閉塞したことを特徴とする請求項12に記載の試験用二極セル。
- 前記蓋部材に形成された参照電極用貫通孔に、脱着自在に熱電対を装着したことを特徴とする請求項12から13のいずれかに記載の試験用二極セル。
- 前記蓋部材に形成された参照電極用貫通孔に、脱着自在にガスパイプを装着したことを特徴とする請求項12から13のいずれかに記載の試験用二極セル。
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