JP2016046209A - 電池 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、容易に完全放電させることが可能な電池を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の電池は、充放電を行う発電要素と、発電要素を収容する樹脂製の電池ケースと、電池ケースの壁部に埋め込まれた金属部材であって、誘導加熱されることにより壁部を溶融し、電池ケース内への塩水の注入を可能にする開口部を壁部に形成する金属部材と、を備えることを特徴とする。【選択図】図３

Description

本発明は、使用済みの電池を放電させるための構造を備えた電池に関する。

近年、劣化したニッケル水素等の二次電池を解体し、有価金属を回収して二次電池をリサイクルすることが行われる。二次電池を解体する際には、安全のために前処理として、電圧が放電終止電圧に達するまで二次電池を完全放電させる必要がある。二次電池を完全放電させる方法としては、二次電池を水没させる方法や（例えば引用文献１）、二次電池を負荷（放電機）に接続して放電させ続ける方法がある。また、加熱炉にて二次電池を溶融し、有価金属と鉄等の金属、スラグ等に分離することで、二次電池を完全放電させることなく有価金属を回収する方法もある。

特開２０１３−２３７３５５号公報 特開２００８−２０４７７３号公報

しかしながら、二次電池を水没させる場合、二次電池を大型の水槽に入れる必要があるうえ、二次電池を完全放電させるまでの時間がかかりやすい。放電機を用いる場合、放電機を準備しなければならず不便である。二次電池を溶融する場合、大規模な加熱炉が必要となる。

本発明は、容易に完全放電させることが可能な電池を提供することを目的とする。

本発明の電池は、充放電を行う発電要素と、発電要素を収容する樹脂製の電池ケースと、電池ケースの壁部に埋め込まれた金属部材であって、誘導加熱されることにより壁部を溶融し、電池ケース内への塩水の注入を可能にする開口部を壁部に形成する金属部材と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、以下に説明するように、容易に完全放電させることができる構造を備えた電池を提供できる。
本発明の電池を完全放電させるには、まず、電池ケースの壁部内の金属部材を誘導加熱によって発熱させ、金属部材の周囲の壁部を溶融し、壁部に開口部を形成する。続いて、この開口部から電池ケース内に塩水を注入し、発電要素を塩水に浸漬することで発電要素を自己放電させる。

このように、本発明の電池を完全放電させる際には、直接、発電要素を塩水に浸漬できるので、電池自体を塩水に浸漬する場合に比べて電池を迅速に完全放電させることができる。また、本発明の電池を完全放電させる際に用いる装置としては、誘導加熱を行うことができるコイル等があればよく、大規模な設備は不要である。

単電池の概略構成を説明するための側面図である。 図１の単電池をＡ−Ａ線で切断した拡大断面図である。 単電池の放電方法を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。
図１は、単電池１（本発明の電池に相当する）の概略構成を説明するための側面図である。図１のＸ、Ｙ、Ｚ軸は互いに直交する。Ｚ軸は鉛直方向（垂直方向）に延びる。

単電池１は、ニッケル水素電池等の二次電池である。複数の単電池１を直列に接続した組電池は、例えば電気自動車やハイブリッド自動車等の車両に搭載できる。
単電池１は、発電要素２と、電池ケース３と、金属部材４とを備える。

発電要素２は充放電を行う。発電要素２は、正極板、負極板、および正極板と負極板との間に配置されるセパレータを備える。セパレータには電解液が含浸される。

電池ケース３は、樹脂製であり、Ｘ方向に長い箱状である。電池ケース３は、密閉されており、内部に発電要素２および電解液を収容する。
電池ケース３のＸ方向の一方の側面３１ａには、電池ケース３の外側に突出する正極端子３２（電極端子）があり、他方の側面３１ｂには、電池ケース３の外側に突出する負極端子３３（電極端子）がある。正極端子３２は、発電要素２の正極板と電気的に接続し、負極端子３３は、発電要素２の負極板と電気的に接続する。

金属部材４は、電池ケース３の上壁部３４内において、上壁部３４の長手方向（Ｘ方向）の中央部にある。金属部材４は、電池ケース３の長手方向（Ｘ方向）に延びる。

図２は、図１の単電池１をＡ−Ａ線で切断した時の断面図であって、単電池１の一部分を拡大した図である。
金属部材４は、一対あり、電池ケース３の幅方向（Ｙ方向）に並んでいる。上壁部３４は、電池ケース３を補強するため、電池ケース３の側壁部３５より厚くなっている。上壁部３４の内面３４１において、電池ケース３の幅方向（Ｙ方向）の中央部には、電池ケース３の長手方向（Ｘ方向）に沿って延びる凹部３４２が形成されている。一対の金属部材４は、凹部３４２と、上壁部３４の外面３４３との間に配置される。

以下、図３を参照して、車載されていた単電池１を車から降ろして解体する前等に、単電池１を完全放電させる方法を説明する。
まず、交流電源５１に接続するコイル５２を、電池ケース３の上壁部３４内の金属部材４に近づける。

続いて、コイル５２に交流電流を流すと磁力が発生し、この磁力によって金属部材４に渦電流が流れる。これにより、金属部材４を発熱させることができる。すなわち、誘導加熱によって金属部材４を発熱させる。
金属部材４から発生する熱によって上壁部３４が溶融し、上壁部３４の溶融が進行すると、上壁部３４に開口部３６が形成される。

上壁部３４のうち、一対の金属部材４の間が金属部材４から熱を受けやすく、溶融しやすい。このため、一対の金属部材４の間に開口部３６が形成される。本実施形態のように、上壁部３４の内面に凹部３４２を形成しておくことにより、開口部３６が形成し易くなる。なお、誘導加熱により上壁部３４を溶融すれば開口部３６を形成できるので、凹部３４２は無くてもよい。

上壁部３４に開口部３６を形成した後、開口部３６から電池ケース３内に塩水を注入する。これにより、発電要素２が塩水に浸漬され、発電要素２を自己放電させることができる。

ここで、発電要素２を塩水に浸漬したままにしておくことで、単電池１を完全放電させることができる。発電要素２の放電を効率よく行うために、電池ケース３の内部を塩水で満たすことが好ましい。

本実施形態では、直接、発電要素２を塩水に浸漬するので、単電池１を塩水に浸漬する場合に比べて単電池１を迅速に完全放電させることができる。

単電池１を塩水に浸漬する場合、単電池１は、電極端子３２，３３を介して放電する。一方、発電要素２を塩水に浸漬する場合、発電要素２における正極板、負極板の全体を用いて単電池１を放電させることができる。そのため、発電要素２を塩水に浸漬する場合、単電池１を塩水に浸漬する場合に比べて単電池１を迅速に放電させることができる。

本実施形態では、単電池１を完全放電させる際に用いる装置として、誘導加熱を行うことができるコイル５２等があればよく、大規模な設備は不要である。

本実施形態では、金属部材４は電池ケース３の上壁部３４内に埋め込まれているが、金属部材４は電池ケース３の側壁部３５等、他の部分に埋め込まれていてもよい。この場合、電池ケース３を金属部材４が埋め込まれている面が上にくる姿勢にして、金属部材４を誘導加熱し、電池ケース３の内部に塩水を注入することが好ましい。このようにすれば、電池ケース３の内部に塩水を注入する際に、発電要素２全体を塩水に浸漬できるからである。

本実施形態では、電池ケース３は、１つの発電要素２を収容するが、これに限るものではない。電池ケース３の内部を隔壁で複数に区画し、各区画内に発電要素２を収容してもよい。各区画の上壁部内毎に金属部材４が埋め込まれていてもよい。

本実施形態では、一対の金属部材４を用いるが、これに限るものではない。すなわち、金属部材４を発熱させて、電池ケース３を溶融することにより開口部３６を形成できればよい。例えば金属部材４はリング状であってもよい。

１…単電池（電池）、２…発電要素、３…電池ケース、４…金属部材、３４…上壁部（壁部）、３６…開口部。

Claims (1)

1. 充放電を行う発電要素と、
   前記発電要素を収容する樹脂製の電池ケースと、
   前記電池ケースの壁部に埋め込まれた金属部材であって、誘導加熱されることにより前記壁部を溶融し、前記電池ケース内への塩水の注入を可能にする開口部を前記壁部に形成する金属部材と、
   を備えることを特徴とする電池。