JP2020047529A - 組電池 - Google Patents

Abstract

【課題】従来よりもサイクル寿命特性に優れる組電池を提供する。【解決手段】組電池２は、少なくとも３個の単電池４が組み合わされて形成されており、中央部分に位置する少なくとも１個の単電池４（６）を第１の単電池群１０とし、中央部分を挟む両側の部分に位置する複数の単電池４（８）を第２の単電池群１２とした場合に、第１の単電池群１０に含まれる単電池４（６）に注入されている電解液の量は、第２の単電池群１２に含まれる単電池４（８）に注入されている電解液の量よりも、５質量％以上、３０質量％以下の量だけ多い。【選択図】図１

Description

本発明は、複数の単電池を組み合わせて形成される組電池に関し、詳しくは、単電池としてアルカリ蓄電池を用いた組電池に関する。

昨今、太陽光発電などの再生可能エネルギーの有効活用、あるいは、緊急時の停電対策を目的として、蓄電・バックアップシステムのニーズが拡大している。このようなニーズに応えるため、大容量の蓄電池の需要が高まっており、アルカリ蓄電池においても大容量の製品の開発が進められている。ここで、蓄電池において大容量化を図る場合、例えば、複数の単電池を組み合わせて組電池を形成することが行われる。

ところで、蓄電池においては、充放電にともなって、電池反応による反応熱やジュール熱が発生し、温度が上昇する。組電池において大容量化を図るべく単電池の個数を増やすと発生する熱量が増加するので、組電池は、単電池１個の場合に比べて温度が上昇し易く高温にさらされる頻度が高い。蓄電池は高温にさらされて熱影響を受けると、活物質の腐食反応が促進されて活物質が劣化するとともに、アルカリ電解液の消費が進む。その結果、放電容量の低下が起こるとともに、アルカリ電解液の枯渇が起こり、電池のサイクル寿命が早期に尽きてしまう。このため、単電池を単独で使用する場合に比べて温度が上昇し易い組電池は、熱影響による短寿命化が起こり易いといった問題がある。

また、単電池として角形の単電池を複数個準備し、かかる複数の角形の単電池を組み合わせて組電池を形成した場合、複数個の円筒形電池を組み合わせて形成した組電池に比べ、単電池同士の接触面積が大きくなるので熱が発散し難く、特に中央部分は、熱が蓄積し易いので高温状態になり易い。一方、中央部分から両端の部分にいくにしたがって熱は発散し易くなる。このため、中央部分から離れた部分は、中央部分よりは高温状態になり難い。このように、組電池においては、部位によって温度に差が生じる。このため、より高温になる部分に位置する単電池は、他の部分に位置する単電池に比べ高温にさらされる頻度が高く熱影響を受け易い。このように、組電池内においては、熱影響を受けた単電池と、熱影響をあまり受けていない単電池とが混在しており、寿命に到達する期間にアンバランスが生じる傾向がある。このような傾向は、組電池が室温（２５℃程度）よりも温度が高い高温環境で使用される場合や、単電池自体の発熱量が大きくなる高率充放電が行われる場合に、より顕著に現れる。

ここで、組電池のサイクル寿命については、放電容量の低下の度合いが大きい単電池に依存する。つまり、熱影響を受けて放電容量の低下の度合いが大きくなった単電池ほど放電容量の下限値を早期に下回るので、放電容量の低下の度合いが大きい単電池を含む組電池ほど短寿命となる。

従来の組電池においては、熱影響による放電容量の低下やアルカリ電解液の枯渇を抑制するため、冷却機構を設けることが行われている。このような冷却機構としては、例えば、特許文献１に示すような、隣り合う単電池の間を仕切る放熱用仕切板が知られている。この放熱用仕切板は、通風孔を有しており、この通風孔内に冷却風を流通させることにより、単電池の冷却を行う。

特開２０１０−１９９０８９号公報

しかしながら、上記したような放熱用仕切板を用いた場合の冷却効果は、未だ十分ではなく、熱影響による放電容量の低下やアルカリ電解液の枯渇を十分に抑制するまでには至っていない。また、各単電池の間に放熱用仕切板を介在させた場合、組電池全体としては、大型化してしまう。このような組電池は、近年の省スペース化を図るための小形化のニーズに十分に応えられない。

特許文献１のような冷却機構を用いない場合、アルカリ電解液の枯渇を防ぐため、予めアルカリ電解液の注入量を増加させる態様も考えられる。

しかしながら、アルカリ電解液の量が増えると、充電末期に電池の内圧が高まり易くなり、電池の内圧が、上限値へ到達する頻度が増える。電池の内圧が上限値に到達すると、安全弁が作動し、電池内部で発生したガスを電池の外に放出する。それにともないアルカリ電解液も放出されてしまうので、逆に、電池の寿命が切れるのを早めてしまうおそれがある。

本発明は、上記の事情に基づいてなされたものであり、その目的とするところは、従来よりも寿命特性に優れる組電池を提供することにある。

本発明によれば、少なくとも３個の単電池が直線状に配設されて形成された組電池において、前記直線状に延びる方向における中央部分に位置する少なくとも１個の前記単電池を含む第１の単電池群と、前記第１の単電池群を挟む部分に位置する複数の前記単電池を含む第２の単電池群と、を備え、前記第１の単電池群に含まれる前記単電池に注入されている電解液の量は、前記第２の単電池群に含まれる前記単電池に注入されている電解液の量よりも、５質量％以上、３０質量％以下の量だけ多い、組電池が提供される。

また、前記単電池のそれぞれは、扁平な箱形状をなしており、前記箱形状における各面のうち最も面積の大きい面同士が合致して接触するように組み合わされて直線状に配置され連結されている構成とすることが好ましい。

また、前記第１の単電池群を構成する前記単電池の数が、前記組電池に含まれる前記単電池の総数の３３％以上、５０％以下である構成とすることが好ましい。

また、前記単電池の総数は、１０個以上である構成とすることが好ましい。

本発明の組電池は、少なくとも３個の単電池が直線状に配設されて形成された組電池において、前記直線状に延びる方向における中央部分に位置する少なくとも１個の前記単電池を含む第１の単電池群と、前記第１の単電池群を挟む部分に位置する複数の前記単電池を含む第２の単電池群と、を備え、前記第１の単電池群に含まれる前記単電池に注入されている電解液の量は、前記第２の単電池群に含まれる前記単電池に注入されている電解液の量よりも、５質量％以上、３０質量％以下の量だけ多い構成をとる。これにより、熱影響を受けやすい中央部分の電解液を枯渇し難くすることができる。それにともない組電池のサイクル寿命を長くすることができる。このため、本発明によれば、従来よりもサイクル寿命の長い組電池を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る組電池を概略的に示した斜視図である。 温度分布測定用の組電池を概略的に示した斜視図である。 各熱電対により測定された温度と時間経過との関係を示したグラフである。

以下、本発明が適用される組電池２について図面を参照して説明する。
組電池２は、例えば、図１に示すように、直方体形状の単電池４が組み合わされて形成されている。

ここで、図１において、矢印Ｘ、矢印Ｙ及び矢印Ｚで３方向を示した場合に、矢印Ｘの基端側を左とし、矢印Ｘの先端側を右とし、矢印Ｙの基端側を下とし、矢印Ｙの先端側を上とし、矢印Ｚの基端側を前とし、矢印Ｚの先端側を後とする。なお、後述する組電池を描いた他の図についても、上下左右前後の関係は同様とする。

上記のように規定した場合、単電池４は、左側に位置する左側面、右側に位置する右側面、下側に位置する下面、上側に位置する上面、前側に位置する前面及び後側に位置する後面の各面を有している。ここで、左側面、上面、右側面及び下面の前後方向の幅は、前面及び後面の上下方向や左右方向の幅に比べて小さく、単電池４は全体として扁平な箱形状をしている。

より具体的には、単電池４は、矢印Ｚ方向の長さを単位長さＵとした場合、矢印Ｘ方向の長さＷは単位長さＵの５〜６倍の長さであり、矢印Ｙ方向の長さＬは単位長さＵの７〜８倍の長さである、箱形状をなしていることが好ましい。

単電池４は、いわゆる角形のアルカリ蓄電池であり、その内部には、正極と負極とがセパレータを介して重ね合わされた電極群と、アルカリ電解液とを含んでいる。

正極は、アルカリ蓄電池の正極として一般的なものが用いられる。例えば、正極活物質として水酸化ニッケルを含む正極が用いられる。

負極は、アルカリ蓄電池の負極として一般的なものが用いられる。例えば、負極活物質としての水素を吸蔵及び放出可能な水素吸蔵合金を含む負極が用いられる。

セパレータとしては、アルカリ蓄電池のセパレータとして一般的なものが用いられる。例えば、ポリアミド繊維製不織布に親水性官能基を付与したもの、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン繊維製不織布に親水性官能基を付与したもの等が用いられる。

アルカリ電解液としては、アルカリ蓄電池用のアルカリ電解液として一般的なものが用いられる。例えば、アルカリ成分の溶質として、ＮａＯＨ及びＫＯＨのうちの少なくとも１種を含んでいる水溶液を用いることが好ましい。

なお、上記したアルカリ電解液においては、必要に応じてＬｉＯＨを添加することが好ましい。

単電池４においては、第１の単電池６と、第２の単電池８とがそれぞれ複数個準備される。それぞれの単電池４は、箱形状における各面のうち最も面積の大きい面同士が合致して接触するように組み合わされて直線状に連結される。具体的には、一方の単電池４の後面と他方の単電池４の前面とが接触するような態様で組み合わされる。このようにして組電池２が形成される。ここで、組電池２は、少なくとも３個の単電池を組み合わせることにより形成される。そして、組電池２の中央部分に位置する単電池４を第１の単電池６とし、この第１の単電池６を挟んで前後に位置する単電池４を第２の単電池８とする。つまり、第２の単電池８で第１の単電池６を挟む態様となる。

本実施形態では、組電池２の中央部分に第１の単電池６を４個配置し、この中央部分を挟む前後に第２の単電池８を３個ずつ配置する。ここで、中央部分に位置する４個の第１の単電池６を第１の単電池群１０とし、この第１の単電池群１０の両側に位置する合計６個の第２の単電池８を第２の単電池群１２とする（図１参照）。

組電池２においては、第１の単電池群１０に含まれる第１の単電池６に注入されているアルカリ電解液の量は、第２の単電池群１２に含まれる第２の単電池８に注入されているアルカリ電解液の量よりも、５質量％以上、３０質量％以下の量だけ多い値に設定されている。

このように、熱の蓄積し易い中央部分に位置する第１の単電池群１０に含まれる第１の単電池のアルカリ電解液の量を、熱が発散し易く中央部分に比べて高温とならない両端部に位置する第２の単電池群１２に含まれる第２の単電池８のアルカリ電解液の量よりも５質量％以上、３０質量％以下の量だけ多くしているので、中央部分に熱が蓄積し、アルカリ電解液の消費量が増えたとしても、予め多目にアルカリ電解液が注入されていることから、アルカリ電解液の枯渇を抑制することができる。また、第２の単電池群１２に含まれる第２の単電池８のアルカリ電解液の量は、通常の適切な注入量であるので、充電末期に電池内圧を過度に高めることはない。このため、組電池２は従来の組電池よりもサイクル寿命を延ばすことができる。

ここで、組電池における充放電時の温度分布を以下のようにして求めた。
まず、温度測定用の組電池として、図２に示すような、箱型の単電池４が１２個組み合わされた組電池４２を準備した。この組電池４２は、従来から用いられている一般的な組電池である。この組電池４２において、両端間の中間の位置を中心位置Ｃとする。そして、この中心位置Ｃの前側に位置する単電池を中心位置Ｃから近い順に、前側第１電池ａ１、前側第２電池ａ２、前側第３電池ａ３、前側第４電池ａ４、前側第５電池ａ５、前側第６電池ａ６とする。また、この中心位置Ｃの後側に位置する単電池を中心位置Ｃから近い順に、後側第１電池ｂ１、後側第２電池ｂ２、後側第３電池ｂ３、後側第４電池ｂ４、後側第５電池ｂ５、後側第６電池ｂ６とする。

次いで、前側第１電池ａ１と後側第１電池ｂ１との間、つまり中心位置Ｃに第１熱電対ｔ１を配設し、前側第１電池ａ１と前側第２電池ａ２との間に第２熱電対ｔ２を配設し、前側第２電池ａ２と前側第３電池ａ３との間に第３熱電対ｔ３を配設し、前側第３電池ａ３と前側第４電池ａ４との間に第４熱電対ｔ４を配設し、前側第４電池ａ４と前側第５電池ａ５との間に第５熱電対ｔ５を配設し、前側第５電池ａ５と前側第６電池ａ６との間に第６熱電対ｔ６を配設した。このようにして、上記した単電池間の温度を測定できるようにした。なお、中心位置Ｃを挟んで前後に位置する各単電池においては、中心位置Ｃからの距離が同じ電池同士（例えば、前側第３電池ａ３と後側第３電池ｂ３）は温度がほぼ同じになると想定し、中心位置Ｃ及び前側の各単電池間の温度についてのみ測定することとして後側の各単電池間の温度については測定を省略した。

熱電対がセットされた組電池４２について、充電電流が２５Ａで１０時間の充電を行った後、１時間休止させた。次いで、休止後の組電池４２について、放電電流が５０Ａで放電を行った。この放電は、組電池４２の電圧が１．０Ｖに到達した段階で終了させた。その後、組電池４２を１時間休止させた。以上のような条件で充放電操作を行い、その際の各単電池間の温度を測定した。各単電池間の温度と経過時間との関係を表したグラフを図３に示した。なお、図３中において、参照符号ｔ１は第１熱電対ｔ１の温度、参照符号ｔ２は第２熱電対ｔ２の温度、参照符号ｔ３は第３熱電対ｔ３の温度、参照符号ｔ４は第４熱電対ｔ４の温度、参照符号ｔ５は第５熱電対ｔ５の温度、参照符号ｔ６は第６熱電対ｔ６の温度をそれぞれ示している。

一方、各熱電対が測定した最高温度を表１に示した。
ここで、上記した第１熱電対ｔ１により測定される温度は、前側第１電池ａ１の温度を表している。なお、前側第１電池ａ１と対称となる後側第１電池ｂ１の温度も、この第１熱電対ｔ１により測定される温度とほぼ同じであると考えられる。また、上記した熱電対ｔ２により測定される温度は、前側第２電池ａ２の温度を表している。なお、前側第２電池ａ２と対称となる後側第２電池ｂ２の温度も、この第２熱電対ｔ２により測定される温度とほぼ同じであると考えられる。また、上記した熱電対ｔ３により測定される温度は、前側第３電池ａ３の温度を表している。なお、前側第３電池ａ３と対称となる後側第３電池ｂ３の温度も、この第３熱電対ｔ３により測定される温度とほぼ同じであると考えられる。また、上記した第４熱電対ｔ４により測定される温度は、前側第４電池ａ４の温度を表している。なお、前側第４電池ａ４と対称となる後側第４電池ｂ４の温度も、この第４熱電対ｔ４により測定される温度とほぼ同じであると考えられる。また、上記した熱電対ｔ５により測定される温度は、前側第５電池ａ５の温度を表している。なお、前側第５電池ａ５と対称となる後側第５電池ｂ５の温度も、この第５熱電対ｔ５により測定される温度とほぼ同じであると考えられる。また、上記した熱電対ｔ６により測定される温度は、前側第６電池ａ６の温度を表している。なお、前側第６電池ａ６と対称となる後側第６電池ｂ６の温度も、この第６熱電対ｔ６により測定される温度とほぼ同じであると考えられる。

表１における第１熱電対ｔ１が測定した最高温度は、前側第１電池ａ１及び後側第１電池ｂ１を含む領域を第１領域とした場合に、当該第１領域が少なくとも到達する温度を示している。また、表１における第２熱電対ｔ２が測定した最高温度は、中心位置Ｃから前側第２電池ａ２までの領域及び中心位置Ｃから後側第２電池ｂ２までの領域を含む領域を第２領域とした場合に、当該第２領域が少なくとも到達する温度を示している。また、表１における第３熱電対ｔ３が測定した最高温度は、中心位置Ｃから前側第３電池ａ３までの領域及び中心位置Ｃから後側第３電池ｂ３までの領域を含む領域を第３領域とした場合に、当該第３領域が少なくとも到達する温度を示している。また、表１における第４熱電対ｔ４が測定した最高温度は、中心位置Ｃから前側第４電池ａ４までの領域及び中心位置Ｃから後側第４電池ｂ４までの領域を含む領域を第４領域とした場合に、当該第４領域が少なくとも到達する温度を示している。また、表１における第５熱電対ｔ５が測定した最高温度は、中心位置Ｃから前側第５電池ａ５までの領域及び中心位置Ｃから後側第５電池ｂ５までの領域を含む領域を第５領域とした場合に、当該第５領域が少なくとも到達する温度を示している。また、表１における第６熱電対ｔ６が測定した最高温度は、中心位置Ｃから前側第６電池ａ６までの領域及び中心位置Ｃから後側第６電池ｂ６までの領域を含む領域を第６領域とした場合に、当該第６領域が少なくとも到達する温度を示している。

次に、上記した各領域に含まれる単電池の個数及び各領域が組電池４２の全体に占める比率を表１に併せて示した。具体的には、上記した第１領域に含まれる単電池の個数は、２個であり、組電池４２の全体の単電池１２個中１７％を占めている。また、上記した第２領域に含まれる単電池の個数は、４個であり、組電池４２の全体の単電池１２個中３３％を占めている。また、上記した第３領域に含まれる単電池の個数は、６個であり、組電池４２の全体の単電池１２個中５０％を占めている。また、上記した第４領域に含まれる単電池の個数は、８個であり、組電池４２の全体の単電池１２個中６７％を占めている。また、上記した第５領域に含まれる単電池の個数は、１０個であり、組電池４２の全体の単電池１２個中８３％を占めている。また、上記した第６領域に含まれる単電池の個数は、１２個であり、組電池４２の全体の単電池１２個中１００％を占めている。

図３のグラフより、充電時の組電池４２の各部の温度は、中心位置Ｃが最も高く、この中心位置Ｃから離れるにしたがって低くなっていることがわかる。ここで、中心位置Ｃに配設された第１熱電対ｔ１の温度変化の挙動と第２熱電対ｔ２の温度変化の挙動とはほぼ同じであり、温度もほぼ同じであることがわかる。

表１より、第１熱電対ｔ１は３３．１℃を示しており、第２熱電対ｔ２は３２．９℃を示しており、組電池においては中央部分の３３％の範囲がほぼ同じ温度で最も発熱するといえる。

このことから、組電池の長手方向の全体に対し少なくとも中央部分を含む３３％の領域は、熱が蓄積し易いので、電解液の量を増やすことが、組電池のサイクル寿命特性の改善には有効であると考えられる。このため、組電池２においては、第１の単電池群１０に含まれている単電池の数は、組電池２に含まれる単電池の総数の３３％以上とすることが好ましい。第１の単電池群１０に含まれている単電池の数を、組電池２に含まれる単電池の総数の３３％以上とすることにより、電解液を多く含む第１の単電池６が、組電池２の中央部分において、最も発熱する部分をカバーできる領域を占めるようになるからである。

一方、組電池の長手方向の全体に対し中央部分を含む５０％の領域を超えると、熱の蓄積量も減ってくる。上記したような５０％を超える領域においても単電池の電解液の量を多くすると、電解液はあまり消耗せず、逆に、充電末期における電池の内圧の上昇を招くおそれがある。よって、第１の単電池群１０に含まれている単電池の数は、組電池２に含まれる単電池の総数の５０％以下とすることが好ましい。

なお、組電池２に含まれる単電池４の総数は、特に限定されるものではないが、単電池４が１０個以上であれば、蓄電・バックアップシステムのニーズに十分応えられるので、１０個以上とすることが好ましい。また、組電池２に含まれる単電池４の総数は、多いほど大容量化が図れるので、なるべく多い個数とすることが好ましいが、組電池２の取り回し等を考慮すると、３０個以下とすることが好ましい。

なお、図１では、組電池２について概略的に表現してあり、リードや端子は図示を省略している。また、図２についても同様である。

［実施例］
１．組電池の製造
（実施例１）
（１）単電池の製造
一般的なニッケル水素蓄電池に用いられるニッケル正極、水素吸蔵合金負極及びセパレータを準備した。準備したニッケル正極と、水素吸蔵合金負極とをセパレータを間に介在させた状態で重ね合わせ、電極群を製造した。この電極群は１０個製造した。

一方、単電池用容器を１０個準備した。この単電池用容器は、図１における矢印Ｘ方向の長さが１８０ｍｍ、矢印Ｙ方向の長さが２４０ｍｍ、矢印Ｚ方向の長さが３０ｍｍの扁平な箱形状をなしている。

更に、溶質としてＮａＯＨ及びＬｉＯＨを含んでいるアルカリ電解液を準備した。このアルカリ電解液において、ＮａＯＨの濃度は７．５０ｍｏｌ／ｌ、ＬｉＯＨの濃度は０．５０ｍｏｌ／ｌに調整されている。なお、このアルカリ電解液のアルカリ成分の濃度の総和は８．００ｍｏｌ／ｌである。

上記のようにして準備した電極群を単電池用容器に収容した。
電極群を収容した単電池用容器１０個のうち６個につきアルカリ電解液を所定量注入にした。このときの注入量を１００質量％とする。その後、かかる単電池用容器を密閉し、単電池４を６個製造した。この電池を第２の単電池８とする。

一方、得られた電極群を収容した単電池用容器１０個のうち４個につき、上記した第２の単電池８よりも９質量％多い、１０９質量％に相当する量のアルカリ電解液を注入した。その後、かかる単電池用容器を密閉し、単電池４を４個製造した。この電池を第１の単電池６とする。

（２）組電池の組立
４個の第１の単電池６につき、それぞれ、箱形状における各面のうち最も面積の大きい面同士が合致して接触するように組み合わせて直線状に連結した。

更に、連結された４個の第１の単電池６を挟むように両側に第２の単電池８を３個ずつ同様に連結させた。これにより、図１に示すような、中央部分に第１の単電池６が４個配置され、この中央部分を挟む両側に第２の単電池８が３個ずつ配置された態様の組電池２を得た。

なお、各単電池４は、正極端子及び負極端子を有しており（共に図示せず）、これら正極端子及び負極端子は、リード（図示せず）により適切に電気的に直列に接続されている。

（３）初期活性化処理
組電池２を、２５℃の環境下に１日間放置後、０．１Ｃの充電電流で１６時間の充電を行った。その後、当該組電池２を２５℃の環境下で１２時間放置した。その後、０．２Ｃの放電電流で電池電圧が１．０Ｖになるまで放電させた。このような充放電作業を２回繰り返すことにより初期活性化処理を行った。このようにして、組電池２を使用可能状態とした。

（実施例２）
第１の単電池６として、第２の単電池８よりも３０質量％多い、１３０質量％に相当する量のアルカリ電解液が注入された単電池を用いたことを除いて、実施例１と同様にして、組電池を製造した。

（実施例３）
第１の単電池６として、第２の単電池８よりも５質量％多い、１０５質量％に相当する量のアルカリ電解液が注入された単電池を用いたことを除いて、実施例１と同様にして、組電池を製造した。

（比較例１）
第１の単電池６に第２の単電池８と同量（１００質量％）のアルカリ電解液を注入したことを除いて、実施例１と同様にして、組電池を製造した。

（比較例２）
第１の単電池６として、第２の単電池８よりも３５質量％多い、１３５質量％に相当する量のアルカリ電解液が注入された単電池を用いたことを除いて、実施例１と同様にして、組電池を製造した。

（比較例３）
第１の単電池６として、第２の単電池８よりも３質量％多い、１０３質量％に相当する量のアルカリ電解液が注入された単電池を用いたことを除いて、実施例１と同様にして、組電池を製造した。

２．組電池の評価
（１）サイクル寿命試験
初期活性化処理済みの実施例１〜３、比較例１〜３の各組電池について、４０℃の環境下にて、１．０Ｉｔで１時間充電を行い、その後、２０分間放置した。その後、同一の環境下にて１．０Ｉｔで組電池の電圧が１．０Ｖになるまで放電した後、１０分間放置した。

上記した充放電のサイクルを１サイクルとして充放電を繰り返し、各サイクルにおける放電容量を測定した。ここで、１サイクル目の充放電での放電容量を初期容量とし、以下の（I）式から各サイクルにおける容量維持率を算出した。
容量維持率［％］＝（各サイクルにおける放電容量／初期容量）×１００・・・（I）

そして、各組電池につき容量維持率が６０％に到達するまでのサイクル数を数えた。その回数をサイクル寿命とした。ここで、比較例１の組電池を基準品とし、この基準品のサイクル数を１００とした場合の各組電池のサイクル数の比を求めた。この比をサイクル寿命特性比として表２に示した。なお、このサイクル寿命特性比の値が大きいほどサイクル寿命特性に優れていることを示している。

（２）考察
実施例１の組電池は、最も長寿命であった。これは、組電池の位置毎のアルカリ電解液の量が最もバランスよく揃えられたためであると考えられる。
実施例２及び３の組電池も実施例１の組電池には劣るが、従来品でもある比較例１の組電池よりも長寿命の結果となり、注入したアルカリ電解液量の調整による長寿命化の効果がみられた。

比較例２の組電池は、比較例１の組電池よりもサイクル寿命が短くなっている。これは、比較例２の組電池では、中心部の第１の単電池においてアルカリ電解液過多による内圧上昇が起こり、両端部の第２の単電池においてアルカリ電解液の減少による内部抵抗の上昇が起こり、これらの影響によりサイクル寿命が短くなったと考えられる。

比較例３の組電池は、比較例１の組電池よりもサイクル数はわずかに改善しただけである。これは、比較例３の組電池では、中央部の第１の単電池のアルカリ電解液の量が、両端部の第２の単電池のアルカリ電解液の両よりも多いが、その増量幅が少ないため、サイクル寿命を延ばす効果は限定的であったためと考えられる。つまり、アルカリ電解液の量の調整が不十分であったためと考えられる。

以上より、実施例の組電池のように、熱が蓄積し易い中央部分では、熱の蓄積が起こり難い両端部よりもアルカリ電解液の注入量を増やし、その注入量のバランスを所定範囲に調整すると、従来よりも優れたサイクル寿命特性を示す組電池が得られるといえる。

なお、本発明は、上記した実施形態及び実施例に記載したニッケル水素蓄電池に限定されるものではなく、種々の変更が可能であり、組電池を構成する単電池は、ニッケルカドミウム蓄電池等の他のアルカリ蓄電池であってもよい。

＜本発明の態様＞
本発明の第１の態様は、少なくとも３個の単電池が直線状に配設されて形成された組電池において、前記直線状に延びる方向における中央部分に位置する少なくとも１個の前記単電池を含む第１の単電池群と、前記第１の単電池群を挟む部分に位置する複数の前記単電池を含む第２の単電池群と、を備え、前記第１の単電池群に含まれる前記単電池に注入されている電解液の量は、前記第２の単電池群に含まれる前記単電池に注入されている電解液の量よりも、５質量％以上、３０質量％以下の量だけ多い、組電池である。

本発明の第２の態様は、前述した本発明の第１の態様において、前記単電池のそれぞれは、扁平な箱形状をなしており、前記箱形状における各面のうち最も面積の大きい面同士が合致して接触するように組み合わされて直線状に配置され連結されている、組電池である。

本発明の第３の態様は、前述した本発明の第１の態様又は本発明の第２の態様において、前記第１の単電池群を構成する前記単電池の数が、前記組電池に含まれる前記単電池の総数の３３％以上、５０％以下である、組電池である。

本発明の第４の態様は、前述した本発明の第１の態様〜本発明の第３の態様の何れかにおいて、前記単電池の総数は、１０個以上である、組電池である。

２ 組電池
４ 単電池
６ 第１の単電池
８ 第２の単電池
１０ 第１の単電池群
１２ 第２の単電池群

Claims (4)

1. 少なくとも３個の単電池が直線状に配設されて形成された組電池において、
   前記直線状に延びる方向における中央部分に位置する少なくとも１個の前記単電池を含む第１の単電池群と、
   前記第１の単電池群を挟む部分に位置する複数の前記単電池を含む第２の単電池群と、を備え、
   前記第１の単電池群に含まれる前記単電池に注入されている電解液の量は、前記第２の単電池群に含まれる前記単電池に注入されている電解液の量よりも、５質量％以上、３０質量％以下の量だけ多い、組電池。
2. 前記単電池のそれぞれは、扁平な箱形状をなしており、前記箱形状における各面のうち最も面積の大きい面同士が合致して接触するように組み合わされて直線状に配置され連結されている、請求項１に記載の組電池。
3. 前記第１の単電池群を構成する前記単電池の数が、前記組電池に含まれる前記単電池の総数の３３％以上、５０％以下である、請求項１又は２に記載の組電池。
4. 前記単電池の総数は、１０個以上である、請求項１〜３の何れかに記載の組電池。

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