JP2766556B2 - 電解液を分配するため蓋に成型されたチャンネルを有する高速充電用蓄電池容器 - Google Patents

電解液を分配するため蓋に成型されたチャンネルを有する高速充電用蓄電池容器

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は短時間に充電される必要のある蓄電池に特に
適した容器に関する。
若干の周知技術に依れば、しばらく前には蓄電池の初
期充電は、容器内の電解液が循環しない間、電解液の静
電的界浸により達成された。この技術は極めて長時間の
充電時間を必要とし、ある時には24時間を超えるような
ものであった。
電池の急速充電用の特殊装置を説明している、湯浅電
池（株）の名称によるスウェーデン特許出願770184−９
に記載されているように、より最近の技術はキャップの
使用により達成されたもので、電解液の充電用蓋の口に
装着されるのに適しておりこゝにおいてこのキャップは
挿入管と排出管とを具備し、それを介してそれぞれの電
池セルの充電を予め設定する電解液が挿入しかつ排出す
るものである。蓄電池内で強制的に循環される電解液
は、充電プロセスの間に熱が発生するので、電解液はそ
れから電池の外側で冷却され、かつ電解液を冷却するこ
とにより充電効率は増加し、かつその時充電時間は相当
に短縮される。しかしながら、特別のキャップを使用す
ることはまた、繰返し充電後のキャップの故障により、
電解液それ自身の循環において欠陥を生ずることにな
る。
本出願の同じ出願人の名称で登録されたイタリー特許
出願No.VI93A000033によれば、急速充電の可能な蓄電池
容器が提案されたが、こゝにおいて容器外箱のそれぞれ
のセル（中室）において、電解液の挿入用の少くとも１
個の管が予知され、実質的に垂直な位置に配列され、容
器の蓋上に形成された一つの開口と連通しており、一方
その他方の端は底面に近接して配置されている。電解液
のそれぞれのセルに対して常に、少くとも１個のレベル
管がまた予知されており、蓋上に形成された開口と連通
する一方の端と、夫々のセルの内部に達することが必要
である電解液のレベルと一致する他方の端とを上記レベ
ル管は有している。
その発明の好適は実施例によれば、レベル管は蓋に成
型（モールド）され、一方電解液の挿入用の管は第１の
部分に対し蓋内に部分的に成型され、残りの部分は容器
外箱に成型され、かつその蓋と箱とが相互に接着される
ようになっている場合にその２つの部分は一緒に接合さ
れる。
それぞれのセルは電解液の挿入用入口と電解液の排出
用の出口を具備している。電解液の電荷は、電解液を各
要素、或はセル内部で循環させることにより発生する。
先に述べた本発明の不都合な点の一つは、電池内で電
解液の循環をひき起こすためには、したがって電池の初
期の充電を生ぜしめるためには、電解液それ自身の循環
用の挿入口と若干の出力管用の若干の接続部を備えた複
雑な装置を使用することが必要であることである。
本発明の一つの目的は電解液の初期充電用に使用され
るべき装置を簡略化することである。
もう一つの目的は、電池の充電の品質を改良し、各セ
ルに対し等しい速度と等しい量において電解液の完全な
循環を実行し、またより短い充電時間を得ることにあ
る。
最後ではないもう一つの目的は、上記電解液のレベル
管と同様に、電解液を分配させるすべてのチャンネルを
蓋に成型させた電池用の容器を得ることである。成型プ
ロセス中に得られたすべての挿入管を有する外箱につい
ても同じことが云える。
最後に、もう一つの提案された目的は、２個の開口の
みを有する蓋を得ることであり、１つの開口は電解液を
供給するためのものであり、もう１つの開口は初期充電
の循環中の電解液の排出用のためであり、上記蓋はまた
上まで一杯にするにも使用可能である。
以後一層好適に指摘されることになる、上記およびそ
の他のすべての目的は、プラスチック材料より作製され
た蓄電池容器によって達成されるものであり、該蓄電池
容器は： 蓄電池を形成し、かつ電解液内に浸漬された部材を受
入れるに適した１個又は複数のセルを備えた箱を具備
し、上記セルの各々は初期充電用の電解液を挿入するた
めの少くとも一個の管を有し、上記管はぼゞ垂直な位置
に配列され、蓋に形成された開口とダクトを介して連通
する一方の端を有し、かつ該箱の底面近くに配列された
他方の端を有するものであり、 上記蓄電池容器は蓋を備え、該蓋は電解液を分配する
ためのチャンネルを介して、箱内に存在する挿入管に接
続され、電解液を供給するための少くとも１個の第１の
開口と、その各々が各セルに所属するレベルチューブに
接続された少くとも１個の第２の排出開口とを有するも
のであって、それぞれのレベル管は一端で上記第２の開
口と連通し、一方その対向する端はそれぞれのセルで必
要なレベルの高さにおいて成端するようになっているこ
とを特徴とする、蓄電池容器に関する。
好適な実施例によれば、上記蓋は挿入用開口から箱内
に見出された各垂直な挿入管まで伸びている電解液分配
用の上記チャンネルを有し、各チャンネルはほゞ同じ長
さとほゞ同じ充電損失とを有するものである。更に、す
べてのチャンネル、挿入管およびレベル管は成型プロセ
ス中の窒素の同時注入、即ち、窒素ガスを溶融プラスチ
ックに注入することにより窒素ガスによる熱可塑性材料
内部に連続チャンネルを形成するプロセスにより得られ
る。
都合のよいことに、本発明によれば、チャンネルは同
じ長さを有し、かつ電解液を同じ量だけ同じ速度で各挿
入管に達するようにさせるものであって、各チャンネル
は同数の湾曲部を有し、したがって同じ充填損失を確実
に与え、チャンネルは電解液の挿入用の第１の開口から
分岐している。このようにして、各セルに属する各部材
は注入可能であり、各セルの充電に必要な電解液の同じ
量を吸収可能である。
更に、少くとも部分的に乱流の流れを消去することに
より、電池の内部を循環する高速度の電解が得られ、そ
の結果として、充電時間の減少も亦達成され得る。
更に、本発明のもう一つの好適な実施例によれば、蓋
の上の第２の開口、即ち排出開口は、すべてのセルにお
ける電解液の同じレベルを保証する目的を以て、満杯に
する動作用に都合よく使用され得る収集レセプタクルを
有するものである。
もう一つの可能な実施例は、蓋それ自身の側面の開口
と種々のレベル管を接続するヘッダを提供するものであ
って、上記開口はキャップにより閉止されるが、電池の
動作中もしくは再充電動作中に電池から発生する排気煙
を開口に導くことが必要となった時に、電解液からの排
気煙と蒸気を除去するための外部管と接続可能である。
本発明の適用可能性の別の範囲は本明細書中以下に述
べられる詳細な説明から明らかとなるものである。しか
しながら、本発明の好適な実施例を示している間、詳細
な説明と特定の範例とは図面のみにより与えられること
は理解せらるべきである。何となれば、本発明の精神と
範囲内の種々の変更と修正とは、この詳細な説明と図面
から同業者にとって明らかとなるであろう。
−図１は箱から取外した蓋と共に、本発明に係る容器の
透視図を示す。
−図２は本発明に係る蓋の平面図である。
−図３は電解液の分配用チャンネルを強調する、本発明
に係る蓋の詳細図を示す。
−図４はIV゜−IV゜線に沿った図３の詳細図である。
上記図面を参照し、特に図１を参照すれば、本発明に
係る容器は、全体として１で示される蓋と、全体として
２で示される箱とより構成されることが観察され得る。
箱は垂直な区画壁４により分離された複数のセル３を具
備している。夫々のセルは、電解液をセル内に挿入する
のに適した垂直形挿入管５を備えている。上方部分に
は、蓋１が箱２に接着される時に蓋の中に見出される対
応の挿入管を用いて挿入管がボンディング接合されてい
る。管５の下方部分は、初期充電動作中に電解液の循環
を許容するように、底面から僅かに分離されている。
都合の良いことに、本発明の実施例によれば、箱部内
にある夫々の挿入管は窒素の同時注入を用いた成型プロ
セスにより得られるものであり、それは箱の外壁と１つ
のセルと次のセルとの間の区分壁とにより形成されるコ
ーナー部分（かど部）と連通して成型される。
図１に示された本発明の好適な実施例によれば、チャ
ンネルは２つ宛隣接して成型されている。
蓋１は、全体として７で示され、また窒素の同時注入
を用いて成型プロセス中に得られるチャンネルの迷路と
連通する開口６を備えている。更に精密には２つの部分
71と72とは開口６から分岐され、この両者が90゜の角を
形成した後に、それぞれは２個以上の分岐部、即ち分岐
71に対し73と74、および分岐72に対し75と76、とに分割
される。このように、蓋に所属していて、それからボン
ディング接合又は類似の手段により、挿入チャンネル５
に接続される予定の挿入チャンネルの垂直部分51は、チ
ャンネル51の各々に対しほゞ同一の動作を有する電解液
で供給される。この装置によって同じ速度で等しい量だ
け挿入チャンネル51の夫々に電解液を一定の流量だけ確
実に流しこむことは明らかである。
図４に示すように、各セル３内を循環する電解液はそ
れからレベルチャンネル81を通って外に出るが、このチ
ャンネルは垂直位置に配列され、ヘッダ８にすべて接続
されている（図３）。このヘッダ８は蓋１の上面に所属
し、循環用電解液を排出するのに適した開口11と連絡す
る収集用レセプタクル10に接続された中間チャンネル９
を備えている。
既に指摘された通り、都合のよいことに、電池の初期
充電が一旦行われると、収集用レセプタクル10は、電池
それ自身の寿命の間上まで一杯にする室として使用され
得る。実際に詰替に必要な電解液を開口11を通って挿入
することにより、初期の充電の電解液の循環方向に比較
して、現在反対方向に循環している電解液は、同じレベ
ルまで詰替するのに十分な量でセルに達することが容易
に理解され得るが、その理由は管81は全く同じ長さを有
し、したがってレベル安定器として動作するからであ
る。
本発明が提案された目的を達成する方法、即ち電池容
器と、および特に、初期充電の電解液が開口６を通り挿
入するようにされ得る２つの開口６と11のみを有する蓋
とが容器内を循環し、開口11を通り排出する方法は十分
に理解され得る。それから、開口11を通って電池の上ま
で満杯になることが電池の存続期間中に容易に実行され
得る。電池の加熱によりひき起こされた電解液の容積の
増加を補償することにより、レセプタクル10は都合のよ
いことに電池動作中の電解液用拡張レセプタクルとして
又動作する。
図１と図２に現わされた蓋の特定の実施例によれば、
ヘッダ８は蓋の側面の表面上の開口82に達するまで、ヘ
ッダは少くとも一つの側面上に伸びており、上記開口は
通常キャップ83により閉成される。
電池が作動する部屋の外に電池の動作中又は充電中に
電池から発生した煙霧（ガス）を運ぶことが必要な場合
に、キャップ83は取除かれ、煙霧を室外空気に送るため
に孔82は排気管系に接続される。外部管系を蓋１の上方
孔11と接続することにより同様な効果が得られる。蓋の
上にいくつかの重荷を置けるように電池が配置されると
このことが行われ得る。
その時にすべての提案された目的が如何にして達成さ
れるかが理解され、特に初期充電中における分配を最高
の合理性、有効性および規則性を以て電解液を分配する
目的を、少くとも或る広がりに対し電解液の本質的な層
流を得るように、したがって或る領域を等しくない状態
で充電しておくことの可能なうず巻をできるだけ避ける
ようにして上記目的の達成方法を理解することが可能で
ある。更に蓋の中に成型されたチャンネルを通って得ら
れた等しいコースは同じ量の電解液が同一の速度でそれ
ぞれのセルに確実に流れるようにするものである。
更に、熱可塑性材料の成型プロセスにより、窒素の同
時注入を用いて、蓋の内部と箱の内部の両方に実現され
るチャンネルは電池容器をしてその充電プロセスと貯蔵
プロセスを含む電池の構造に関し、完全に革命的に製造
段階を変更することの可能な電池容器を獲得することを
許容するものである。実際に、本発明に係る容器を用い
れば、電池の最初の充電を迅速に、かつ組立ライン上で
得ることが可能であり、之は電解液の循環に必要な装置
の簡単さのためであり、今回は本発明のおかげで電解液
の挿入用にたった１つの挿入管に減少され、および電解
液がすべてのセル内で循環した後に電池から出てゆく電
解液に対したった１つの排出管に減少されるものであ
る。
最後に、本発明により与えられる指示に従って得られ
た容器を用いて、電池の存続期間中に再充電が行われる
時に、孔６を通って空気を吹き込み、開口11を通って空
気と煙霧を吸い込み、それによって再充電を更に迅速に
行うことが可能になる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−56364（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−12817（ＪＰ，Ａ) 特表 平８−506213（ＪＰ，Ａ) 実公 昭41−19455（ＪＰ，Ｙ１) 実公 昭48−31392（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01M 2/02,2/04 H01M 2/36 - 2/40

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】プラスチック材料より構成された蓄電池用
    容器であって、該容器は、蓄電池を形成し、および電解
    液に浸漬された部材を受入れるための１個又はそれ以上
    のセル（３）を備えた箱（２）を具備し、上記セルの各
    々は初期充電用の電解液の挿入口用の少くとも１個の挿
    入管（５）を有し、該挿入管はほゞ垂直な位置に配列さ
    れ、蓋（１）の内部に形成された開口（６）と連通する
    一端と該箱（２）の底面近くに配列された他端とを備え
    るものであり、 該容器は少くとも１個の第１の挿入用開口（６）を有す
    る蓋（１）を有し、該蓋（１）は電解液の分配用のチャ
    ンネル（71〜76）を介して箱（２）の内部と蓋（１）の
    内部にある電解液の挿入管（5,51）と、その各々が各セ
    ルに付属するレベル管（81）に連結された少くとも１個
    の第２の排出用開口（11）とに接続されていることを特
    徴とする蓄電池用容器。
  2. 【請求項２】上記挿入管（5,51）、上記レベル管（81）
    および上記チャンネル（71〜76）は、上記蓋（１）の厚
    みの中の成型方法により得られるものである、請求の範
    囲第１項記載の容器。
  3. 【請求項３】該蓋（１）に付属する電解液の分配用チャ
    ンネル（71,72,73,74,75,76）は、電解液の挿入用開口
    から始まり、遂に該チャンネルがそれぞれの挿入管（5
    1）に達するまで、ほゞ等しいコースを規定するように
    なっており、上記コースは確実にほゞ同様の充電損失が
    見込まれるものである、請求の範囲第１項又は第２項記
    載の容器。
  4. 【請求項４】上記第２の排出用開口（11）と上記レベル
    管（81）との間に、その底面において上記レベル管（8
    1）と連通する少くとも１個のレセプタクル（10）が存
    在し、上記レベル管（81）は電解液を詰め替えるのに適
    したものである、請求の範囲第１項又は第２項に記載の
    蓄電池用容器。
  5. 【請求項５】上記箱（２）と上記蓋（１）における管部
    （5,7,51,81,8）は、窒素ガスを溶融プラスチックに注
    入して、プラスチック材料内部に該窒素ガスにより連続
    チャンネルを成型する溶融方法により作成されるもので
    ある、請求の範囲第１項から第４項までのいずれかに記
    載の容器。
  6. 【請求項６】それぞれのセルはコーナ部分を有し、かつ
    挿入管（５）は、該箱（２）の壁およびそれぞれのセル
    を次のセルから分割する中間の隔壁により形成されるそ
    れぞれのセルのコーナ部分と連通している状態で配設さ
    れてなる、請求の範囲第１項から第５項までのいずれか
    に記載の容器。
  7. 【請求項７】それぞれの挿入管（５）は次のセルの挿入
    管に隣接するものである、請求の範囲第６項記載の容
    器。
  8. 【請求項８】レベル管（81）を接続するヘッダ（８）
    は、蓋（１）の側部面上に存在する孔（82）を通って、
    該蓋（１）の側部面と連通する少くとも１個の端部を備
    え、上記孔（82）はキャップ（83）により閉止されるも
    のである、請求の範囲第１項から第７項までのいずれか
    に記載の容器。
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