JP2016186864A - battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電極材及び導電材を有する電極ユニットを備える電池に関する。 The present invention relates to a battery including an electrode unit having an electrode material and a conductive material.
電池は、デジタル家電製品、電気自動車、ハイブリッド自動車及び太陽光発電設備等に広く用いられている。この電池として、例えば、バナジウム固体塩電池が挙げられる。 Batteries are widely used in digital home appliances, electric vehicles, hybrid vehicles, solar power generation facilities, and the like. An example of this battery is a vanadium solid salt battery.
バナジウム固体塩電池は、セルをケースに収容することにより構成される。セルは、外装の内部にて、平板状をなし、積層方向に並設された複数の電極ユニットを備える。電極ユニットは、電極材及び導電材を有している。電極材は、平板状の多孔質材と、該多孔質材に含浸させたバナジウムイオン又はバナジウムを含むイオンを含有する活物質及び電解液とを有する。 A vanadium solid salt battery is configured by housing a cell in a case. The cell has a flat plate shape inside the exterior and includes a plurality of electrode units arranged in parallel in the stacking direction. The electrode unit has an electrode material and a conductive material. The electrode material includes a plate-shaped porous material, and an active material and an electrolytic solution containing vanadium ions or vanadium ions impregnated in the porous material.
バナジウム固体塩電池では、複数の電極ユニットが、隔膜を介して各々の電極ユニットが有する電極材を対向させて並設されている。バナジウム固体塩電池は、正極に係る電極材及び負極に係る電極材間における酸化還元反応を利用して充放電を行う。 In a vanadium solid salt battery, a plurality of electrode units are juxtaposed with electrode materials of each electrode unit facing each other through a diaphragm. The vanadium solid salt battery performs charge / discharge using an oxidation-reduction reaction between the electrode material related to the positive electrode and the electrode material related to the negative electrode.
電池の容量の増大は、バナジウム固体塩電池に限らず、他の電池においても、例えば特許文献1に開示されているように電極ユニットの並設数を増すことにより行うことができる。
The increase in the capacity of the battery is not limited to the vanadium solid salt battery, but can be performed in other batteries by increasing the number of electrode units arranged in parallel as disclosed in
しかしながら、電極ユニットの並設構造において、隔膜を介して対向する2つの電極材が位置ずれすることにより反応面積が減少した場合、電池の容量が低下する虞がある。 However, in the side-by-side structure of electrode units, when the reaction area is reduced due to the displacement of the two electrode members facing each other through the diaphragm, the capacity of the battery may be reduced.
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、並設された電極ユニットの位置ずれを防止することができる電池を提供することにある。 This invention is made | formed in view of such a situation, The place made into the objective is providing the battery which can prevent the position shift of the electrode unit arranged in parallel.
本発明に係る電池は、平板状をなし、面同士が対向するように並設された複数の電極ユニットを備え、該電極ユニットは、周縁部の一部から突出し、並設方向の一側の電極ユニットに固着される第1固着部と、他側の電極ユニットに固着される第2固着部とを有することを特徴とする。 The battery according to the present invention includes a plurality of electrode units arranged in parallel so that the surfaces are opposed to each other, and the electrode units protrude from a part of the peripheral portion, It has the 1st adhering part adhering to an electrode unit, and the 2nd adhering part adhering to the other electrode unit, It is characterized by the above-mentioned.
本発明によれば、各電極ユニットは並設方向の両側の電極ユニット夫々と異なる箇所にて固着されている。したがって、隣り合う電極ユニット同士ごとに固着するので、各電極ユニットを確実に固着でき、電極ユニットの位置ずれを防止することができる。 According to the present invention, each electrode unit is fixed at a location different from the electrode units on both sides in the parallel direction. Therefore, since it adjoins for every adjacent electrode unit, each electrode unit can be fixed firmly and the position shift of an electrode unit can be prevented.
本発明に係る電池は、前記電極ユニットは、活物質、及び酸性又はアルカリ性の電解液を含有する複数の電極材と、平板状をなし、両面が前記第1の電極材に対向する導電材と、導電性かつ電解液非透過性であり、前記電極材及び導電材間に設けられ、前記導電材の前記両面を覆い、表面に前記電極材が配される二つの被覆部と、電解液非透過性であり、額縁状をなし、前記電極材を囲み、前記二つの被覆部の周縁部に固着され、前記被覆部とにより前記導電材を封止するシーラントとを有し、前記第1固着部及び第2固着部は前記シーラントから突出していることを特徴とする。 In the battery according to the present invention, the electrode unit includes a plurality of electrode materials containing an active material and an acidic or alkaline electrolytic solution, a flat plate shape, and a conductive material whose both surfaces face the first electrode material. Two covering portions that are conductive and non-permeable to electrolyte solution, are provided between the electrode material and the conductive material, cover the both surfaces of the conductive material, and the electrode material is disposed on the surface; A first seal that is transparent, has a frame shape, surrounds the electrode material, is fixed to a peripheral edge of the two covering portions, and seals the conductive material with the covering portion; The portion and the second fixing portion protrude from the sealant.
本発明によれば、導電材は電解液非透過性の第1被覆部、第2被覆部及びシーラントにより封止され、電極材に接触しないこととなる。特に、導電材は、第1被覆部により電極材に直接接触しない。また、導電材の側面はシーラントに覆われている。 According to the present invention, the conductive material is sealed with the electrolyte solution-impermeable first covering portion, the second covering portion, and the sealant, and does not contact the electrode material. In particular, the conductive material does not directly contact the electrode material by the first covering portion. The side surface of the conductive material is covered with a sealant.
したがって、電極材に含まれる電解液が導電材と接触せず、導電材の腐食が防止される。第1被覆部は、導電性であるので電極材及び導電材間の電子の移動が担保されている。 Therefore, the electrolytic solution contained in the electrode material does not come into contact with the conductive material, and corrosion of the conductive material is prevented. Since the first covering portion is conductive, movement of electrons between the electrode material and the conductive material is secured.
更に、第1固着部及び第2固着部は、シーラントから突出しているので、固着作業を行いやすい。 Furthermore, since the first fixing portion and the second fixing portion protrude from the sealant, it is easy to perform the fixing operation.
本発明に係る電池は、前記電極ユニットは、四角形状をなし、前記第1固着部及び第2固着部は、同一の辺に設けられ、一体になっていることを特徴とする。 The battery according to the present invention is characterized in that the electrode unit has a rectangular shape, and the first fixing portion and the second fixing portion are provided on the same side and are integrated.
本発明によれば、第1固着部及び第2固着部が一体となっているので、別々に設けるよりも第1固着部及び第2固着部を簡易に設けることができる。 According to the present invention, since the first fixing portion and the second fixing portion are integrated, the first fixing portion and the second fixing portion can be easily provided rather than separately provided.
本発明に係る電池は、前記電極ユニットは、四角形状をなし、前記第1固着部及び第2固着部は、前記電極ユニットの異なる二辺に設けられていることを特徴とする。 In the battery according to the present invention, the electrode unit has a quadrangular shape, and the first fixing portion and the second fixing portion are provided on two different sides of the electrode unit.
本発明によれば、第1固着部及び第2固着部は、異なる二辺に設けられているので、各電極ユニットの固着の際に作業を行いやすい。 According to the present invention, since the first fixing portion and the second fixing portion are provided on two different sides, it is easy to perform work when each electrode unit is fixed.
本発明に係る電池は、前記電極ユニットは四角形状をなし、前記電極ユニットの周縁部の一部分から突出した導電性材料であるタブを有しており、前記第1固着部及び第2固着部は前記タブが突出した辺以外の他辺に設けられていることを特徴とする。 In the battery according to the present invention, the electrode unit has a rectangular shape, and has a tab that is a conductive material protruding from a part of a peripheral portion of the electrode unit. The first fixing portion and the second fixing portion are The tab is provided on a side other than the protruding side.
本発明によれば、電極ユニットの固着の際、タブが邪魔にならず、作業を行いやすい。 According to the present invention, when the electrode unit is fixed, the tab does not get in the way and the operation is easy.
本発明に係る電池は、前記電極ユニットは、四角形状をなし、前記第1固着部及び第2固着部は夫々複数あり、前記第1固着部は、夫々前記電極ユニットの異なる二辺に設けられ、前記第2固着部は、夫々前記電極ユニットの異なる二辺に設けられていることを特徴とする。 In the battery according to the present invention, the electrode unit has a rectangular shape, and there are a plurality of the first fixing portions and the second fixing portions, and the first fixing portions are provided on two different sides of the electrode unit. The second fixing part is provided on two different sides of the electrode unit, respectively.
本発明によれば、第1固着部及び第2固着部は夫々複数あり、複数夫々が、異なる二辺に設けられているので、より確実に電極ユニットの位置ずれを防止することができる。 According to the present invention, there are a plurality of first fixing portions and a plurality of second fixing portions, and each of the plurality of first fixing portions and the second fixing portions is provided on two different sides, so that it is possible to more reliably prevent the displacement of the electrode unit.
本発明に係る電池は、前記複数の電極ユニットを覆う外装を有し、各電極ユニットは、第1固着部及び第2固着部を介して前記外装に接続されていることを特徴とする。 The battery according to the present invention has an exterior covering the plurality of electrode units, and each electrode unit is connected to the exterior via a first fixing portion and a second fixing portion.
本発明によれば、外装内での電極ユニットの位置を固定することができる。 According to the present invention, the position of the electrode unit in the exterior can be fixed.
本発明に係る電池は、前記第1固着部及び第2固着部は、電極ユニットごとに異なる長さであることを特徴とする。 The battery according to the present invention is characterized in that the first fixing portion and the second fixing portion have different lengths for each electrode unit.
本発明によれば、第1固着部及び第2固着部の長短に応じて、並設方向における電極ユニットの位置を調整でき、外装と第1固着部及び第2固着部との固着を容易に行うことができる。 According to the present invention, the position of the electrode unit in the juxtaposition direction can be adjusted according to the length of the first fixing portion and the second fixing portion, and the outer casing and the first fixing portion and the second fixing portion can be easily fixed. It can be carried out.
本発明によれば、並設された電極ユニットの位置ずれを防止することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent displacement of the electrode units arranged in parallel.
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
(実施の形態1)
図1において、図示の100はバナジウム固体塩電池のセルである。バナジウム固体塩電池は、セル100を一つ又は複数個ケースに収容することにより構成されている。セル100は袋状の外装101と、該外装101から突出した正極端子102及び負極端子103とを備える。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.
(Embodiment 1)
In FIG. 1,
セル100は、外装101の内部に、四角形平板状をなし、積層方向に面同士が対向した状態で並設された複数(図2においては五つ)の電極ユニット1、2、3、4、5を収容して構成されている。
The
図2に示すように、前記積層方向にて、電極ユニット1の一側には、電極ユニット2が配され、他側には、電極ユニット3が配されている。更に積層方向の両端にて、電極ユニット2側には電極ユニット4が配され、電極ユニット3側には、電極ユニット5が配されている。
As shown in FIG. 2, in the stacking direction, an
即ち、電極ユニット4、5は、電極ユニット1、2、3を挟んである。また、外装101は、周縁部が互いに固着された二枚のフィルム104,104を有し、電極ユニット4、5は、夫々フィルム104,104に隣接している。
That is, the
電極ユニット1、4、5は、負極をなし、電極ユニット2、3は正極をなすように構成されている。したがって、電極ユニット1、2、3、4、5は並列に接続されることとなる。なお、電極ユニット1、4、5が正極をなし、電極ユニット2、3が負極をなすように構成してもよい。
The
電極ユニット1は、平板状の電極材10,10と、平板状の導電材11とを有する。電極材10は、基材に、バナジウムイオン又はバナジウムを含むイオンを含有する活物質と酸性の電解液とを含有させてなる。
The
導電材11の両面には被覆膜12,12が設けられている。被覆膜12は、導電性かつ電解液非透過性であり、例えば黒鉛コーティングにより形成される。なお、導電性かつ電解液非透過性を有していれば、被覆膜12に代えて導電性フィルム、平板状の導電性ゴム、グラファイトシート等を用いる構成とすることができる。例えば、グラファイトシートを導電性を有する固着シートにより、導電材11の一面に固着する構成としてもよい。
電極ユニット1は、更に電解液非透過性のシーラント13を有する。シーラント13は、四角形額縁状をなし、導電材11の側面に接触する状態で導電材11の側面側に設けられ、導電材11及び被覆膜12,12を挟んでいる。シーラント13は、被覆膜12,12の表面の周縁部に固着されている。また、シーラント13には後述する構成の突出片16a及び16bが設けられている。
The
導電材11の両面は、電極材10,10に対向し、被覆膜12,12は、導電材11と電極材10,10との間に設けられていることとなる。電極材10,10は、夫々被覆膜12,12の表面にて、シーラント13の内側に位置している。
Both surfaces of the
また、電極材10の側面は、シーラント13に囲まれている。なお、電極材10の側面は、シーラント13に接触する構成、又はシーラント13に接触せず隙間が設けられている構成のいずれであってもよい。
The side surface of the
更に、電極ユニット1は、隔膜14,14を有する。隔膜14は電極材10上に設けられている。隔膜14の周縁部は、シーラント13に固着されている。これにより、電極材10は、被覆膜12、シーラント13及び隔膜14に全体を覆われることになる。
Furthermore, the
電極ユニット2は、平板状の電極材20,20と、平板状の導電材21とを有する。電極材20は、基材に、バナジウムイオン又はバナジウムを含むイオンを含有する活物質と酸性の電解液とを含有させてなる。
The
導電材21は、両面に被覆膜22,22が設けられている。被覆膜22は、被覆膜12と同様に、導電性かつ電解液非透過性であり、例えば黒鉛コーティングにより形成される。
The conductive material 21 is provided with coating films 22 and 22 on both sides. Like the
電極ユニット2は、更に電解液非透過性のシーラント23を有する。シーラント23は、四角形額縁状をなし、シーラント23は、導電材21の側面に接触する状態で導電材21の側面側に設けられ、導電材21及び被覆膜22,22を挟んでいる。
The
シーラント23は、被覆膜22,22の表面の周縁部に固着されている。また、シーラント23には後述する構成の突出片26a、26bが設けられている。
The
導電材21の両面は、電極材20,20に対向し、被覆膜22,22は、導電材21と電極材20,20との間に設けられていることとなる。電極材20,20は、夫々被覆膜22,22の表面にて、シーラント23の内側に位置している。
Both surfaces of the conductive material 21 face the
また、電極材20の側面は、シーラント23に囲まれている。なお、電極材20の側面は、シーラント23に接触する構成、又はシーラント23に接触せず隙間が設けられている構成のいずれであってもよい。
The side surface of the
電極ユニット3は、電極ユニット2と同様の構造をなすように、電極材30,30、導電材31、被覆膜32,32及びシーラント33を有する。シーラント33には後述する構成の突出辺36a、36bが設けられている。
The
電極ユニット4は、平板状の電極材40と、平板状の導電材41とを有する。電極材40は、基材に、バナジウムイオン又はバナジウムを含むイオンを含有する活物質と酸性の電解液とを含有させてなる。導電材41は、両面に被覆膜42,42が設けられている。被覆膜42は、被覆膜12と同様に、導電性かつ電解液非透過性であり、例えば黒鉛コーティングにより形成される。
The
電極ユニット4は、更に電解液非透過性のシーラント43を有する。シーラント43は、四角形額縁状をなし、導電材41の側面に接触する状態で導電材41の側面側に設けられ、導電材41及び被覆膜42,42を挟んでいる。シーラント43は、被覆膜42,42の表面の周縁部に固着されている。また、シーラント43には後述する構成の突出片46が設けられている。
The
導電材41の両面は、電極材40に対向し、被覆膜42,42は、導電材41と電極材40との間に設けられていることとなる。電極材40は、被覆膜42上にて、シーラント43の内側に位置している。
Both surfaces of the conductive material 41 are opposed to the electrode material 40, and the
また、電極材40の側面は、シーラント43に囲まれている。なお、電極材40の側面は、シーラント43に接触する構成、又はシーラント43に接触せず隙間が設けられている構成のいずれであってもよい。
The side surface of the electrode material 40 is surrounded by the
更に、電極ユニット4は、隔膜44を有する。隔膜44は電極材40上に設けられている。隔膜44の周縁部は、シーラント43に固着されている。これにより、電極材40は、被覆膜42、シーラント43及び隔膜44に全体を覆われることになる。
Furthermore, the
電極ユニット5は、電極ユニット4と同様の構造をなすように電極材50、導電材51、被覆膜52,52、シーラント53及び隔膜54を有する。また、シーラント53には後述する構成の突出片56が設けられている。
The
また、電極ユニット4、5は、夫々の隔膜44及び54を対向させ、隔膜44に電極ユニット2が面し、隔膜54に電極ユニット3が面するように、電極ユニット1、2、3を挟んでいる。
The
図3は、電極ユニット1、2、3、4、5を示す外観図である。電極ユニット1、2、3、4、5は、夫々導電性のタブ15、25、35、45、55を有する。タブ15、25、35、45、55は、夫々、シーラント13、23、33、43、53の一辺から突出している。
FIG. 3 is an external view showing the
電極ユニット1、2、3、4、5は、前記一辺をそろえて積層方向に並設されている。タブ15、45、55は、電極ユニット1、2、3、4及び5の積層方向にて重なる状態で設けられている。タブ25、35は、積層方向にて、互いに重なり、かつタブ15、45、55に重ならない状態で設けられている。
The
タブ15、25、35、45、55は、夫々導電材11、21、31、41、51に接続されている。また、タブ15、45、55は負極端子103に接続され、タブ25、35は正極端子102に接続されている。
The
突出片16a,16b、26a,26b、36a,36b、46、56は夫々、シーラント13、23、33、43、53にて、タブ15、25、35、45、55が設けられた一辺の対辺に設けられている。なお、突出片16a,16b、26a,26b、36a,36b、46、56は夫々、シーラント13、23、33、43、53の一部をなす構成又はシーラント13、23、33、43、53と別部材である構成のいずれであってもよい。
The protruding
電極ユニット1の突出片16a,16bは、シーラント13におけるタブ15が設けられた一辺の対辺の中央部にて、積層方向に重ならない位置に並べて設けられている。
The protruding
また、突出片46は、シーラント43におけるタブ45が設けられた一辺の対辺における一側に設けられている。突出片56は、シーラント53におけるタブ55が設けられた一辺の対辺にて、電極ユニット4の突出片46が設けられた一側の反対側に設けられている。
Further, the protruding
突出片26a及び26bは、シーラント23におけるタブ25が設けられた一辺の対辺に並べて設けられている。突出片26aは、積層方向にて、突出片46に重なるように設けられている。突出片26bは、積層方向にて、突出片16aに重なるように設けられている。
The protruding
突出片36a、36bは、シーラント33におけるタブ35が設けられた一辺の対辺に並べて設けられている。突出片36aは、積層方向にて、突出片16bに重なる位置に設けられている。突出片36bは、積層方向にて、突出片56に重なる位置に設けられている。
The protruding
図2に示すように、突出片36a,36b、26a,26bは突出片16a,16bより長く、突出片46及び56は突出片36a,36b、26a,26bより長い。また、突出片16a及び突出片26bは固着され、突出片16b及び突出片36aは固着されている。更に、突出片26a及び突出片46は固着され、突出片36b及び突出片56は固着されている。
As shown in FIG. 2, the protruding
突出片16a,16b、26a,26b、36a,36b、46及び56は夫々、例えば熱溶着により固着され、また、フィルム104,104と共に固着されている。
The protruding
電極ユニット1のタブ15、電極ユニット4のタブ45及び電極ユニット5のタブ55に接続された負極端子103、電極ユニット2のタブ25及び電極ユニット3のタブ35が接続された正極端子102によりセル100は外部と電子のやり取りが行われる。
The cell is formed by the
以下、本発明に係るセル100を構成する材料について詳述する。電極材10、20、30、40及び50の基材としては、多孔質の炭素材、例えば炭素繊維により構成されたフェルト、炭素繊維により構成されたシート、及びシート状のグラッシーカーボン等が挙げられる。
Hereinafter, the material which comprises the
正極として機能する電極ユニット2、3の電極材20、30の活物質に含まれるバナジウムイオン又はバナジウムを含むイオンは、酸化還元反応によって、5価及び4価の間で酸化数が変化するバナジウムを含むイオンであるのが好ましい。5価及び4価の間で酸化数が変化するバナジウムを含むイオンとしては、VO2+(IV)、VO2 +(V )が例示される。
Vanadium ions or ions containing vanadium contained in the active material of the
正極用の活物質であるバナジウム化合物は、酸化硫酸バナジウム(IV)(VOSO4 ・nH2 O)、酸化硫酸バナジウム(V )((VO2 )2 SO4 ・nH2 O)を挙げることができる。これらの混合物を用いてもよい。nは、0又は1〜6の整数である。 Examples of the vanadium compound that is an active material for the positive electrode include vanadium oxide (IV) (VOSO 4 · nH 2 O) and vanadium oxide (V) ((VO 2 ) 2 SO 4 · nH 2 O). . Mixtures of these may be used. n is 0 or an integer of 1-6.
負極として機能する電極ユニット1、4、5の電極材10、40、50の活物質に含まれるバナジウムイオン又はバナジウムを含むイオンは、酸化還元反応によって、2価及び3価の間で酸化数が変化するバナジウムイオンであるのが好ましい。2価及び3価の間で酸化数が変化するバナジウムイオンとしては、V2+(II)、V3+(III )が例示される。
Vanadium ions or ions containing vanadium contained in the active material of the
負極用の活物質であるバナジウム化合物としては、硫酸バナジウム(II)(VSO4 ・nH2 O)、硫酸バナジウム(III )(V2 (SO4 )3・nH2 O)が挙げられる。これらの混合物が用いられ得る。nは、0又は1〜6の整数を示す。 Examples of the vanadium compound that is an active material for the negative electrode include vanadium sulfate (II) (VSO 4 · nH 2 O) and vanadium sulfate (III) (V 2 (SO 4 ) 3 · nH 2 O). Mixtures of these can be used. n shows 0 or the integer of 1-6.
また、電極材10、20、30、40及び50に含浸される電解液は、硫酸水溶液であるのが好ましい。硫酸水溶液として、例えば希硫酸等を用いることができる。電解液の量は、例えばバナジウム化合物100gに対して、2M(mol/L)の硫酸70mLである。
Moreover, it is preferable that the electrolyte solution impregnated in the
以上の如く構成された電極材10、20、30、40、50間では、夫々の間に位置する隔膜14、44、54を介して、下記式(1)及び(2)の反応が生じる。
正極:VOX2 ・nH2 O(s)⇔VO2 X・nH2 O(s)+HX+H+ +e- (1)
負極:VX3 ・nH2 O(s)+e- ⇔2VX2 ・nH2 O(s)+X- (2)
式中、Xは1価の陰イオンを表す。Xがm価の陰イオンである場合、結合係数(1/m)が考慮される。nは種々の値をとり得る。
Between the
Positive electrode: VOX 2 · nH 2 O (s) ⇔VO 2 X · nH 2 O (s) + HX + H + + e − (1)
Negative electrode: VX 3 · nH 2 O (s) + e − ⇔2VX 2 · nH 2 O (s) + X − (2)
In the formula, X represents a monovalent anion. When X is an m-valent anion, the coupling coefficient (1 / m) is considered. n can take various values.
隔膜14、44、54は、例えば、水素イオン(プロトン)又は硫酸イオンを通過させることができるイオン交換膜である。導電材11、21、31、41、51は、アルミニウム又は銅等の金属箔からなるのが好ましい。
The
シーラント13、23、33、43、53は、ポリプロピレン又はポリエチレン等を用いることが好ましい。これにより、熱溶着で容易に導電材11、21、31、41及び51夫々を封止できる。
The
式(1)及び(2)の反応を利用してセル100の充放電が行われる。このとき、正極端子102及び負極端子103により、外部の負荷又は充電器等との電力のやり取りが行われる。式(1)及び(2)の反応においては、隔膜14を介して電極材10、20間及び電極材10、30間夫々で、隔膜44を介して電極材20、40間で、隔膜54を介して電極材30、50間でプロトンが移動する。
The charging / discharging of the
上記の構成によれば、被覆膜12,12により、導電材11は、電極材10,10に直接接触しない。また、導電材11の側面及び電極材10の側面はシーラント13に覆われている。したがって、電極材に含まれる電解液がしみ出したとしても導電材と接触せず、導電材11の腐食が防止される。
According to said structure, the electrically
被覆膜12,12は導電性であるので、電極材10,10及び導電材11間の電子の移動が担保されている。導電材21、31、41、51も同様に腐食が防止され、電子の移動が担保されている。
Since the
従来は、電極ユニット1、2、3、4、5を夫々の周縁部の積層方向にて重なる箇所で、両端の電極ユニット4、5側から熱を加えてまとめて熱溶着している。このとき、積層方向の中心に位置する電極ユニット1にまで熱が伝わらず、十分に固着できない虞がある。しかし、上記の構成によれば、電極ユニット1、2、3は、夫々積層方向の両側の電極ユニット夫々と異なる箇所にて固着されている。また、電極ユニット4、5は、夫々電極ユニット2、3のみに固着されている。したがって、セル100は、隣り合う電極ユニット同士ごとに固着されているので、熱溶着の際に熱が伝わりやすく、電極ユニット1、2、3、4、5を確実に固着でき、電極ユニット1、2、3、4、5の位置ずれを防止することができる。
Conventionally, the
また、突出片16a,16b、26a,26b、36a,36b、46及び56は、夫々シーラント13、23、33、43、53から突出しているので、固着作業を行いやすい。
Further, since the protruding
突出片16a,16b、26a,26b、36a,36b、46、56は、タブ15、25、35、45、55が突出している辺以外の他の辺に設けられている。したがって、電極ユニット1、2、3、4、5の固着の際、タブ15、25、35、45、55が邪魔にならず、作業を行いやすい。なお、上記の構成においては突出片16a,16b、26a,26b、36a,36b、46、56は、夫々タブ15、25、35、45、55が設けられた一辺の対辺に設けられた構成であるが、前記一辺以外であれば、電極ユニット1、2、3、4、5夫々において、前記対辺以外の辺に設けられる構成であってもよい。
The protruding
電極ユニット1、2、3、4、5は、突出片16a,16b、26a,26b、36a,36b、46、56を介して外装101に接続されているので、電極ユニット1、2、3、4、5の外装101内での位置を固定することができる。
Since the
突出片36a,36b、26a,26bは突出片16a,16bより長く、突出片46、56は突出片36a,36b、26a,26bより長い。したがって、16a,16b、26a,26b、36a,36b、46、56の長短に応じて、並設方向における電極ユニット1、2、3、4、5の位置を調整でき、外装101と容易に固着できる。
The protruding
なお、シーラント13、23、33、43、53は、夫々導電材11、21、31、41、51の側面に接触していない構成であってもよい。また、電極材10、20、30、40、50は、複数に分割された分体からなる構成であってもよい。更に、活物質はバナジウムでなく、鉄又はクロムである構成でもよく、電解液は、酸性でなくアルカリ性とする構成であってもよい。
The
(実施の形態2)
図4は、実施の形態2に係る電池が備える電極ユニット1、2、3、4、5を示す外観図である。実施の形態2に係る電池が備える電極ユニット1、2、3、4、5の構成について、実施の形態1と同様な構成については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。電極ユニット1、2、3、4、5は、実施の形態1と同様の配置で並設されている。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is an external view showing
電極ユニット1は、広幅の突出片16cを有する。突出片16cは、シーラント13におけるタブ15が設けられた一辺の対辺の中央部に位置する。
The
電極ユニット2は、広幅の突出片26cを有する。突出片26cは、シーラント23におけるタブ25が設けられた一辺の対辺の一側に位置する。
The
電極ユニット3は、広幅の突出片36cを有する。突出片36cは、シーラント33におけるタブ35が設けられた一辺の対辺に位置する。また、突出片36cは、前記対辺において、電極ユニット2の突出片26cが位置する一側の反対側に位置する。
The
なお、上記の構成においては、突出片16c、26c、36c、46、56は、タブ15、25、35、45、55が設けられた一辺の対辺に設けられた構成であるが、電極ユニット1、2、3、4、5夫々において、前記一辺以外であれば、前記対辺以外の辺に設けられる構成であってもよい。
In the above configuration, the protruding
図5は、突出片16c、26c、36c、46、56の固着の説明図である。積層方向にて、突出片16cは、一部が、突出片26cの一部に重なり、他部が突出片36cの一部に重なっている。突出片26cは、突出片16cと重なっていない部分が突出片46に重なっている。突出片36cは、突出片16cと重なっていない部分が、突出片56と重なっている。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing how the protruding
突出片16c、26c、36c、46、56は夫々重なっている部分にて固着され、これにより、電極ユニット1、2、3、4、5夫々を固着することができる。一方で、突出片16c、26c、36c、46、56が夫々重なり固着した面以外の部分では、突出片同士は固着されていない。例えば、突出片16cは、突出片26c、36cに重なっていない部分は、他の突出片には固着されていない。
The protruding
突出片16cは、突出片26cに固着される一部及び突出片36cに固着される他部が連なっており、一体として形成されているので、突出片16a及び16bとして別々に設けるよりも簡単に設けることができる。突出片26c及び突出片36cも、同様に、夫々突出片26a,26b及び突出片36a,36bとして別々に設けるよりも簡単に設けることができる。
Since the protruding
(実施の形態3)
図6は、実施の形態3に係る電池が備える電極ユニット1、2、3、4、5を示す外観図である。実施の形態3に係る電池が備える電極ユニット1、2、3、4、5の構成について、実施の形態1と同様な構成については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。電極ユニット1、2、3、4、5は、実施の形態1と同様の配置で並設されている。
(Embodiment 3)
6 is an external view showing
電極ユニット1には、タブ15が設けられた一辺の対辺に突出片16aが設けられ、前記一辺及び対辺以外の他辺に突出片16bが設けられている。電極ユニット2には、タブ25が設けられた一辺の対辺にて、突出片16aと積層方向に重なる位置に突出片26bが設けられている。また、電極ユニット2には、電極ユニット1の突出片16bが設けられた前記他辺と同側の辺にて、突出片16bと積層方向に重ならない位置に突出片26aが設けられている。突出片16a及び突出片26bは固着されている。
The
電極ユニット3には、タブ35が設けられた一辺の対辺にて、突出片16aと積層方向に重ならない位置に突出片36bが設けられている。また、突出片16bに積層方向にて重なる位置に突出片36aが設けられている。突出片16b及び36aは固着されている。
The
電極ユニット4の突出片46は、突出片26aと積層方向に重なる位置に設けられている。更に電極ユニット5の突出片56は、突出片36bに重なる位置に設けられている。突出片46及び突出片26aは固着され、突出片56及び突出片36bは固着されている。
The protruding
以上の構成によれば、突出片16a及び突出片16b、突出片26a及び突出片26b、突出片36a及び突出片36bは、夫々異なる二辺に設けられているので、電極ユニット1、2、3、4及び5の固着の際に作業を行いやすい。更に、電極ユニット1、2、3、4、5は、より強固に位置ずれが防止される。
According to the above configuration, the protruding piece 16a and the protruding
(実施の形態4)
図7は、実施の形態4に係る電池が備える電極ユニット1、2、3、4、5を示す外観図である。実施の形態4に係る電池が備える電極ユニット1、2、3、4、5の構成について、実施の形態1及び実施の形態3と同様な構成については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。電極ユニット1、2、3、4、5は、実施の形態1と同様の配置で並設されている。
(Embodiment 4)
FIG. 7 is an external view showing
実施の形態4に係る電極ユニット1、2、3、4、5は、実施の形態3と同様の配置で、突出片16a,16b、26a,26b、36a,36b、46、56を有し、夫々、固着されている。
The
電極ユニット1は、更にシーラント13から突出する突出片16d及び16eを有する。突出片16eは、タブ15が設けられた一辺にて、タブ15に重ならない位置に設けられている。突出片16dは、突出片16bの反対側の辺に設けられている。
The
電極ユニット2は、更にシーラント23から突出する突出片26d及び26eを有する。突出片26eは、積層方向にて突出片16dに重なる位置に設けられている。突出片16d及び突出片26eは固着されている。突出片26dはタブ25が設けられた一辺にタブ25に重ならない位置に設けられている。
The
電極ユニット3は、更にシーラント33から突出する突出片36d及び突出片36eを有する。突出片36dは積層方向にて、突出片16eに重なる位置に設けられている。また、突出片36dはタブ35が設けられた一辺にタブ35に重ならない位置に設けられている。突出片36d及び突出片16eは固着されている。突出片36eは、突出片36aの反対側の辺に設けられている。
The
電極ユニット4は、更にシーラント43から突出する突出片47を有する。突出片47は、積層方向にて、突出片26dに重なる位置に設けられ、突出片26dに固着されている。電極ユニット5は、更にシーラント53から突出する突出片57を有する。突出片57は、積層方向にて、突出片36eに重なる位置に設けられ、突出片36eに固着されている。
The
上記の構成によれば、電極ユニット1においては、電極ユニット2の突出片26b,26e夫々に固着される突出片16a,16dが、シーラント13の異なる二辺に設けられている。また、電極ユニット1においては、電極ユニット3の突出片36a,36dに固着される突出片16b,16eがシーラント13の異なる二辺に設けられている。したがって、より確実に電極ユニット1の位置ずれを防止することができる。
According to the above configuration, in the
電極ユニット2においては、電極ユニット4の突出片46,47に夫々固着される突出片26a,26dがシーラント23の異なる二辺に設けられている。また、電極ユニット2においては、電極ユニット1の突出片16a,16dに夫々固着される突出片26b,26eが、シーラント23の異なる二辺に設けられている。したがって、より確実に電極ユニット2の位置ずれを防止することができる。
In the
電極ユニット3においては、電極ユニット1の突出片16b,16eに夫々固着される突出片36a,36dが、シーラント33の異なる二辺に設けられている。また、電極ユニット3においては、電極ユニット5の突出片56,57に夫々固着される突出片36b,36eがシーラント33の異なる二辺に設けられている。したがって、より確実に電極ユニット3の位置ずれを防止することができる。
In the
また、突出片16a,16b,16d,16eは電極ユニット1のシーラント33の四辺夫々に設けられている。突出片26a,26b,26d,26eは電極ユニット2のシーラント23の四辺夫々に設けられている。突出片36a,36b,36d,36eは電極ユニット3のシーラント33の四辺夫々に設けられている。したがって、電極ユニット1、2、3、4、5の固着の作業を容易に行うことができる。
Further, the protruding
なお、実施の形態1から4のバナジウム電池に係るセル100において、溶着の際の熱の温度の高低、又はフィルム104の厚さ等のセル100の構成要素の材質に応じて、互いに固着する電極ユニットの個数を増加してもよい。即ち、実施の形態1から5においては、隣り同士の2個の電極ユニットが各電極ユニットの一の突出片により固着される構成としているが、3個以上の電極ユニットが各電極ユニットの一の突出片にて固着される構成としてもよい。
In the
例えば、実施の形態1のセル100において、電極ユニット1、2、3の並設方向において、突出片16a、26a、36aが重なる位置に設けられており、まとめて固着されている構成としてもよい。該構成において、突出片26bは、突出片16b、36bの両方に固着されていてもよく、いずれか一方に固着されていてもよい。該構成においては、突出片16a、26a、36aにより、電極ユニット1、2、3は、互いに固着されている。
For example, in the
また、セル100内の複数の電極ユニットの内の一の電極ユニット群を各電極ユニットの一の突出片により互いに固着し、他の電極ユニット群を各電極ユニットの他の突出片により互いに固着する構成であってもよい。例えば、実施の形態1のセル100において、電極ユニット1、2、3、4、5の並設方向において、突出片16a、26a、46夫々を重なる位置に設けて固着し、突出片36b、56夫々を重なる位置に設けて固着する構成であってもよい。これにより、一の電極ユニット群を構成する電極ユニット1、2、4は、互いに固着され、他の電極ユニット群を構成する電極ユニット3、5は、互いに固着される。
Further, one electrode unit group of the plurality of electrode units in the
また、実施の形態1から4において、電極ユニット1、2、3の個数は限定されず、夫々を複数個ずつ有する構成としてもよい。更に、電極ユニット1、2、3、4、5及びシーラント13、23、33、43、53は四角形状に限られず、五角形状、六角形状等の多角形又は円状その他の形状であってもよい。
In the first to fourth embodiments, the number of
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。即ち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。 The embodiment disclosed this time is to be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the meanings described above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately changed within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.
1、2、3、4、5 電極ユニット
10、20、30、40、50 電極材
11、21、31、41、51 導電材
12、22、32、42、52 被覆膜(被覆部)
13、23、33、43、53 シーラント
14、44、54 隔膜
16a、16d、26a、26d、36a、36d 突出片(第1固着部)
16b、16e、26b、26e、36b、36e 突出片(第2固着部)
16c、26c、36c 突出片(第1固着部、第2固着部)
101 外装
1, 2, 3, 4, 5
13, 23, 33, 43, 53
16b, 16e, 26b, 26e, 36b, 36e Projection piece (second fixing part)
16c, 26c, 36c Projection piece (first fixing part, second fixing part)
101 Exterior
Claims (8)
該電極ユニットは、周縁部の一部から突出し、並設方向の一側の電極ユニットに固着される第1固着部と、他側の電極ユニットに固着される第2固着部とを有すること
を特徴とする電池。 It comprises a plurality of electrode units arranged in parallel so that the surfaces are opposed to each other,
The electrode unit has a first fixing portion that protrudes from a part of the peripheral edge and is fixed to the electrode unit on one side in the juxtaposed direction, and a second fixing portion that is fixed to the electrode unit on the other side. Battery characterized.
活物質、及び酸性又はアルカリ性の電解液を含有する複数の電極材と、
平板状をなし、両面が前記第1の電極材に対向する導電材と、
導電性かつ電解液非透過性であり、前記電極材及び導電材間に設けられ、前記導電材の前記両面を覆い、表面に前記電極材が配される二つの被覆部と、
電解液非透過性であり、額縁状をなし、前記電極材を囲み、前記二つの被覆部の周縁部に固着され、前記被覆部とにより前記導電材を封止するシーラントと
を有し、
前記第1固着部及び第2固着部は前記シーラントから突出していること
を特徴とする請求項1に記載の電池。 The electrode unit is
A plurality of electrode materials containing an active material and an acidic or alkaline electrolyte;
A conductive material having a flat plate shape and both surfaces facing the first electrode material;
Two covering portions that are conductive and non-permeable to electrolyte solution, are provided between the electrode material and the conductive material, cover the both surfaces of the conductive material, and the electrode material is disposed on the surface;
A sealant that is impermeable to electrolyte, has a frame shape, surrounds the electrode material, is fixed to a peripheral portion of the two covering portions, and seals the conductive material by the covering portions;
Have
The battery according to claim 1, wherein the first fixing portion and the second fixing portion protrude from the sealant.
前記第1固着部及び第2固着部は、同一の辺に設けられ、一体になっていることを特徴とする請求項1又は2に記載の電池。 The electrode unit has a rectangular shape,
The battery according to claim 1, wherein the first fixing portion and the second fixing portion are provided on the same side and are integrated.
前記第1固着部及び第2固着部は、前記電極ユニットの異なる二辺に設けられていること
を特徴とする請求項1又は2に記載の電池。 The electrode unit has a rectangular shape,
The battery according to claim 1, wherein the first fixing portion and the second fixing portion are provided on two different sides of the electrode unit.
前記電極ユニットの周縁部の一部分から突出した導電性材料であるタブを有しており、
前記第1固着部及び第2固着部は前記タブが突出した辺以外の他辺に設けられていること
を特徴とする請求項1から4までのいずれか一つに記載の電池。 The electrode unit has a rectangular shape,
It has a tab that is a conductive material protruding from a part of the peripheral edge of the electrode unit,
The battery according to any one of claims 1 to 4, wherein the first fixing portion and the second fixing portion are provided on other sides other than the side from which the tab protrudes.
前記第1固着部及び第2固着部は夫々複数あり、
前記第1固着部は、夫々前記電極ユニットの異なる二辺に設けられ、
前記第2固着部は、夫々前記電極ユニットの異なる二辺に設けられていること
を特徴とする請求項1又は2に記載の電池。 The electrode unit has a rectangular shape,
There are a plurality of the first fixing part and the second fixing part,
The first fixing portion is provided on each of two different sides of the electrode unit,
The battery according to claim 1, wherein the second fixing portion is provided on each of two different sides of the electrode unit.
各電極ユニットは、第1固着部及び第2固着部を介して前記外装に接続されていること
を特徴とする請求項1から6までのいずれか一つに記載の電池。 An exterior covering the plurality of electrode units;
The battery according to claim 1, wherein each electrode unit is connected to the exterior via a first fixing portion and a second fixing portion.
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