JP3141540B2 - 亜鉛−臭素電池の集電電極製造方法 - Google Patents
亜鉛−臭素電池の集電電極製造方法Info
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- JP3141540B2 JP3141540B2 JP04172634A JP17263492A JP3141540B2 JP 3141540 B2 JP3141540 B2 JP 3141540B2 JP 04172634 A JP04172634 A JP 04172634A JP 17263492 A JP17263492 A JP 17263492A JP 3141540 B2 JP3141540 B2 JP 3141540B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電解液循環型積層二次電
池、特に亜鉛−臭素電池の構成部材である集電電極の製
造方法に関するものである。
池、特に亜鉛−臭素電池の構成部材である集電電極の製
造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】亜鉛−臭素電池は正極活物質に臭素、負
極活物質に亜鉛を用いた２次電池であり、この電池は例
えば電力の昼と夜のアンバランスを解決させるために、
電力需要が少ない夜間に電力を貯蔵して、昼間に放出さ
せるため等に使用される。
極活物質に亜鉛を用いた２次電池であり、この電池は例
えば電力の昼と夜のアンバランスを解決させるために、
電力需要が少ない夜間に電力を貯蔵して、昼間に放出さ
せるため等に使用される。
【０００３】充電時に正極電極側で発生した臭素は電解
液に添加した臭素錯化剤と反応し、オイル状の沈殿物と
なって貯蔵タンクへ戻され、放電時はポンプで単電池内
へ送り込まれ還元される。電解液の成分はＺｎＢｒ2水
溶液と、抵抗を下げるためのＮＨ4Ｃｌ等の塩と、負極
亜鉛側のデンドライトを防止し、均一な電着を促進させ
るためのＰｂ，Ｓｎ，４級アンモニウム塩類と、臭素錯
化剤とである。正極電極と負極電極の間にはセパレータ
を介挿してあり、正極電極で発生した臭素が負極電極へ
拡散して亜鉛と反応することによる自己放電を防止して
いる。
液に添加した臭素錯化剤と反応し、オイル状の沈殿物と
なって貯蔵タンクへ戻され、放電時はポンプで単電池内
へ送り込まれ還元される。電解液の成分はＺｎＢｒ2水
溶液と、抵抗を下げるためのＮＨ4Ｃｌ等の塩と、負極
亜鉛側のデンドライトを防止し、均一な電着を促進させ
るためのＰｂ，Ｓｎ，４級アンモニウム塩類と、臭素錯
化剤とである。正極電極と負極電極の間にはセパレータ
を介挿してあり、正極電極で発生した臭素が負極電極へ
拡散して亜鉛と反応することによる自己放電を防止して
いる。
【０００４】この亜鉛−臭素電池は、主に電極をバイポ
ーラ型とし、複数個の単電池（単セル）を電気的に直列
に積層した電池本体と、電解液貯蔵槽と、これらの間に
電解液を循環させるポンプおよび配管系とで構成されて
いる。
ーラ型とし、複数個の単電池（単セル）を電気的に直列
に積層した電池本体と、電解液貯蔵槽と、これらの間に
電解液を循環させるポンプおよび配管系とで構成されて
いる。
【０００５】図７は上記亜鉛−臭素電池を構成する電池
本体の一例を示す分解斜視図であり、矩形平板状のバイ
ポーラ型中間電極１の電極部１ａの外周に絶縁性の枠体
１ｂが配置され、同様に矩形平板状のセパレータ板２
は、セパレータ３の外周に枠体２ａが形成されている。
そして上記中間電極１にセパレータ板２及び必要に応じ
てパッキン４，スペーサメッシュ５を重ねて単セルを構
成し、この単セルを複数個積層して電池本体が構成され
ている。
本体の一例を示す分解斜視図であり、矩形平板状のバイ
ポーラ型中間電極１の電極部１ａの外周に絶縁性の枠体
１ｂが配置され、同様に矩形平板状のセパレータ板２
は、セパレータ３の外周に枠体２ａが形成されている。
そして上記中間電極１にセパレータ板２及び必要に応じ
てパッキン４，スペーサメッシュ５を重ねて単セルを構
成し、この単セルを複数個積層して電池本体が構成され
ている。
【０００６】積層された電池本体の両端部には、集電メ
ッシュ６を有する集電電極７と、一対の締付端板８と、
その内側に位置する押さえ用の積層端板９とが配置され
ている。そして両締付端板８，８間に図示しないボルト
を通して、このボルトを締め付けることにより、一体的
に積層固定された電池本体が構成される。
ッシュ６を有する集電電極７と、一対の締付端板８と、
その内側に位置する押さえ用の積層端板９とが配置され
ている。そして両締付端板８，８間に図示しないボルト
を通して、このボルトを締め付けることにより、一体的
に積層固定された電池本体が構成される。
【０００７】上記のように構成された電池本体の各単セ
ル内には、各中間電極１及びセパレータ板２の枠体２ａ
の上下２箇所の隅角部に形成した正極マニホールド１０
と、負極マニホールド１１より、セパレータ板２の枠体
２ａに設けられたチャンネル１２及びマイクロチャンネ
ル１３を介して電解液が夫々流入排出する。
ル内には、各中間電極１及びセパレータ板２の枠体２ａ
の上下２箇所の隅角部に形成した正極マニホールド１０
と、負極マニホールド１１より、セパレータ板２の枠体
２ａに設けられたチャンネル１２及びマイクロチャンネ
ル１３を介して電解液が夫々流入排出する。
【０００８】このように構成された亜鉛−臭素電池は、
５０ＫＷ級電池における電池効率として約８０％、総合
エネルギー効率として約７０％が確認されている。
５０ＫＷ級電池における電池効率として約８０％、総合
エネルギー効率として約７０％が確認されている。
【０００９】一方、上記の集電電極７は、図８に示した
ように絶縁枠１６にカーボンプラスチック電極１５と真
ちゅう製の集電メッシュ６とを順次重ね合わせて、所定
の温度と圧力条件下でのヒートプレス手段に基づいて一
体化されて製造されている。６ａは集電メッシュ６から
導出された電力取出用の端子片であって、この端子片６
ａは絶縁枠１６に形成されたスリット１６ａを挿通して
外部に取り出されている。
ように絶縁枠１６にカーボンプラスチック電極１５と真
ちゅう製の集電メッシュ６とを順次重ね合わせて、所定
の温度と圧力条件下でのヒートプレス手段に基づいて一
体化されて製造されている。６ａは集電メッシュ６から
導出された電力取出用の端子片であって、この端子片６
ａは絶縁枠１６に形成されたスリット１６ａを挿通して
外部に取り出されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来の亜鉛−臭素電池に用いられている集電電極７に
着目すると、該集電電極７に「反り」現象が発生し易
く、且つこのような反りに起因して集電電極７の界面に
「割れ」現象が発生して、電解液の液洩れ等の特性不良
を招来してしまうという課題があった。
な従来の亜鉛−臭素電池に用いられている集電電極７に
着目すると、該集電電極７に「反り」現象が発生し易
く、且つこのような反りに起因して集電電極７の界面に
「割れ」現象が発生して、電解液の液洩れ等の特性不良
を招来してしまうという課題があった。
【００１１】即ち、従来の集電電極７は、構成部材であ
るカーボンプラスチック電極１５，集電メッシュ６及び
絶縁枠１６との厚み方向での熱膨張係数がそれぞれ異な
っているため、ヒートプレス手段による一体成形後に各
構成部材の熱膨張係数の差によって集電電極７に「反
り」が発生し易い状態になっている。特に上記カーボン
プラスチック電極１５にはカーボン系粉体が多量に入っ
ているため、絶縁枠１６と完全に溶着させることが困難
であり、溶着後の両者の界面強度が小さい。
るカーボンプラスチック電極１５，集電メッシュ６及び
絶縁枠１６との厚み方向での熱膨張係数がそれぞれ異な
っているため、ヒートプレス手段による一体成形後に各
構成部材の熱膨張係数の差によって集電電極７に「反
り」が発生し易い状態になっている。特に上記カーボン
プラスチック電極１５にはカーボン系粉体が多量に入っ
ているため、絶縁枠１６と完全に溶着させることが困難
であり、溶着後の両者の界面強度が小さい。
【００１２】従ってこのような集電電極７を電池本体に
組み付けてボルト締めを行ってから電池の運転を開始す
ると、熱応力によって集電電極７自体に「反り」現象が
発生し、この反り現象に前記界面強度が小さいという要
因が加算されて、集電電極７の界面部分で「割れ」現象
が生じてしまい、該集電電極７自体の平坦度の低下と電
解液の液洩れが生じて、蓄えられた電力の損失が生じて
しまうという問題点を有している。
組み付けてボルト締めを行ってから電池の運転を開始す
ると、熱応力によって集電電極７自体に「反り」現象が
発生し、この反り現象に前記界面強度が小さいという要
因が加算されて、集電電極７の界面部分で「割れ」現象
が生じてしまい、該集電電極７自体の平坦度の低下と電
解液の液洩れが生じて、蓄えられた電力の損失が生じて
しまうという問題点を有している。
【００１３】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、集電電極の反り現象と、この反り現象に起因する
集電電極界面での割れ現象を防止して、電解液の液洩れ
等の特性不良を誘発する原因をなくして電池の性能を高
めることができるとともに、積層組付時のカーボンプラ
スチック電極の脱落を防止して作業性を高めることがで
きる亜鉛−臭素電池の集電電極製造方法を提供すること
を目的とするものである。
あり、集電電極の反り現象と、この反り現象に起因する
集電電極界面での割れ現象を防止して、電解液の液洩れ
等の特性不良を誘発する原因をなくして電池の性能を高
めることができるとともに、積層組付時のカーボンプラ
スチック電極の脱落を防止して作業性を高めることがで
きる亜鉛−臭素電池の集電電極製造方法を提供すること
を目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、矩形平板状の中間電極に、セパレータ板，
を重ねて単セルを形成し、この単セルを複数個積層して
電池本体を構成するとともに、該電池本体の両端部に、
集電メッシュを有する集電電極と、一対の締付端板及び
該締付端板の内側に位置する押さえ用の積層端板とを配
置し、両締付端板間をボルト締めすることによって一体
的に積層固定するようにした亜鉛−臭素電池の集電電極
製造方法において、先ず請求項１により、上記矩形平板
状の絶縁枠の一方側の平面中央部分に、所定の面積と深
さを有し、底面外周部にパッキン溝が掘削された凹部を
形成して、該パッキン溝内にパッキン材を配置する一
方、集電メッシュがサンドイッチ状に挟着されて、予め
ヒートプレス手段によって一体化されたカーボンプラス
チック電極を前記絶縁枠の凹部内に嵌合して集電電極と
した亜鉛−臭素電池の集電電極製造方法を提供する。更
に請求項３により、上記のようにヒートプレス手段によ
って一体化されたカーボンプラスチック電極の上面周縁
部の全周に面取り部を形成し、上記絶縁枠のパッキン溝
内にパッキン材を配置した後、この絶縁枠の凹部上面に
平面視が略コ字状の第１の押え板を接着固定し、前記カ
ーボンプラスチック電極の面取り部を第１の押え板の内
方端に合わせながら該カーボンプラスチック電極を絶縁
枠の解放端から凹部内に挿入した後、第２の押え板を第
１の押え板に隣接する位置の解放端上部に接着固定した
亜鉛−臭素電池の集電電極組付方法を提供する。
するために、矩形平板状の中間電極に、セパレータ板，
を重ねて単セルを形成し、この単セルを複数個積層して
電池本体を構成するとともに、該電池本体の両端部に、
集電メッシュを有する集電電極と、一対の締付端板及び
該締付端板の内側に位置する押さえ用の積層端板とを配
置し、両締付端板間をボルト締めすることによって一体
的に積層固定するようにした亜鉛−臭素電池の集電電極
製造方法において、先ず請求項１により、上記矩形平板
状の絶縁枠の一方側の平面中央部分に、所定の面積と深
さを有し、底面外周部にパッキン溝が掘削された凹部を
形成して、該パッキン溝内にパッキン材を配置する一
方、集電メッシュがサンドイッチ状に挟着されて、予め
ヒートプレス手段によって一体化されたカーボンプラス
チック電極を前記絶縁枠の凹部内に嵌合して集電電極と
した亜鉛−臭素電池の集電電極製造方法を提供する。更
に請求項３により、上記のようにヒートプレス手段によ
って一体化されたカーボンプラスチック電極の上面周縁
部の全周に面取り部を形成し、上記絶縁枠のパッキン溝
内にパッキン材を配置した後、この絶縁枠の凹部上面に
平面視が略コ字状の第１の押え板を接着固定し、前記カ
ーボンプラスチック電極の面取り部を第１の押え板の内
方端に合わせながら該カーボンプラスチック電極を絶縁
枠の解放端から凹部内に挿入した後、第２の押え板を第
１の押え板に隣接する位置の解放端上部に接着固定した
亜鉛−臭素電池の集電電極組付方法を提供する。
【００１５】上記のパッキン材としてアフラスゴムを採
用するとともに、該パッキン材の圧縮率が２５〜３０％
の範囲内にあるように該パッキン材の大きさと前記パッ
キン溝の寸法を決定している。
用するとともに、該パッキン材の圧縮率が２５〜３０％
の範囲内にあるように該パッキン材の大きさと前記パッ
キン溝の寸法を決定している。
【００１６】
【作用】かかる請求項１の集電電極製造方法によれば、
絶縁枠の平面中央部分に形成された凹部の底面外周部に
掘削されたパッキン溝内にパッキン材を配置した後、予
めヒートプレス手段に基づいて集電メッシュがサンドイ
ッチ状に一体化されたカーボンプラスチック電極を嵌合
することによって集電電極が構成される。
絶縁枠の平面中央部分に形成された凹部の底面外周部に
掘削されたパッキン溝内にパッキン材を配置した後、予
めヒートプレス手段に基づいて集電メッシュがサンドイ
ッチ状に一体化されたカーボンプラスチック電極を嵌合
することによって集電電極が構成される。
【００１７】又、請求項３によれば、絶縁枠の凹部底面
外周部に掘削されたパッキン溝にパッキン材を配置した
後、絶縁枠の上面に第１の押え板を接着固定し、この絶
縁枠の解放端から、上面全周部に面取り部が形成された
カーボンプラスチック電極を、該面取り部を第１の押え
板のコ字状部分の内方端に合わせながら挿入し、次に第
２の押え板を第１の押え板に隣接する位置の解放端上部
に接着固定することによって集電電極の組付けが行われ
る。
外周部に掘削されたパッキン溝にパッキン材を配置した
後、絶縁枠の上面に第１の押え板を接着固定し、この絶
縁枠の解放端から、上面全周部に面取り部が形成された
カーボンプラスチック電極を、該面取り部を第１の押え
板のコ字状部分の内方端に合わせながら挿入し、次に第
２の押え板を第１の押え板に隣接する位置の解放端上部
に接着固定することによって集電電極の組付けが行われ
る。
【００１８】集電電極の凹部内に嵌合されたカーボンプ
ラスチック電極は、第１の押え板と第２の押え板とによ
って上面と側面が支持されており、従ってこの集電電極
を電池本体を構成する部材に積層固定する際に、カーボ
ンプラスチック電極の姿勢如何に拘わらず、該カーボン
プラスチック電極が脱落する惧れがなく、組付時の作業
性が高められる。
ラスチック電極は、第１の押え板と第２の押え板とによ
って上面と側面が支持されており、従ってこの集電電極
を電池本体を構成する部材に積層固定する際に、カーボ
ンプラスチック電極の姿勢如何に拘わらず、該カーボン
プラスチック電極が脱落する惧れがなく、組付時の作業
性が高められる。
【００１９】そして得られた集電電極を電池本体を構成
する他の部材に積層し、ボルトを用いて締付固定した際
に、パッキン溝内に配置したパッキン材の圧縮変形に伴
ってカーボンプラスチック電極と絶縁枠間の水密性が良
好に維持され、得られた電池ユニットは規定のヒートサ
イクル試験に対して十分に耐え得る上、集電電極からの
液洩れが発生せずに電解液のシール性が充分に保持さ
れ、電池としての性能を高めることができる。
する他の部材に積層し、ボルトを用いて締付固定した際
に、パッキン溝内に配置したパッキン材の圧縮変形に伴
ってカーボンプラスチック電極と絶縁枠間の水密性が良
好に維持され、得られた電池ユニットは規定のヒートサ
イクル試験に対して十分に耐え得る上、集電電極からの
液洩れが発生せずに電解液のシール性が充分に保持さ
れ、電池としての性能を高めることができる。
【００２０】
【実施例】以下図面を参照しながら本発明にかかる亜鉛
−臭素電池の集電電極製造方法の一実施例を、図７に示
した構成部分と同一の構成部分に同一の符号を付して詳
述する。
−臭素電池の集電電極製造方法の一実施例を、図７に示
した構成部分と同一の構成部分に同一の符号を付して詳
述する。
【００２１】図１（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は本考案の第１実
施例を概略的に説明するための要部断面図であり、図中
の１６は矩形平板状の絶縁枠であって、この絶縁枠１６
の一方側の平面中央部分に所定の面積と深さを持つ凹部
１７が形成されている。この凹部１７の底面外周部には
パッキン溝１８が掘削されていて、このパッキン溝１８
内にパッキン材１９が配置されている。
施例を概略的に説明するための要部断面図であり、図中
の１６は矩形平板状の絶縁枠であって、この絶縁枠１６
の一方側の平面中央部分に所定の面積と深さを持つ凹部
１７が形成されている。この凹部１７の底面外周部には
パッキン溝１８が掘削されていて、このパッキン溝１８
内にパッキン材１９が配置されている。
【００２２】同図（Ａ）の１５はカーボンプラスチック
電極、６は該カーボンプラスチック電極１５によりサン
ドイッチ状に挟着固定された真ちゅう製の集電メッシュ
であり、このカーボンプラスチック電極１５と集電メッ
シュ６とは、適当な温度条件下で加圧するヒートプレス
手段に基づいて、予め一体的に形成されている。この集
電メッシュ６には電力取出用の端子片６ａがカーボンプ
ラスチック電極１５の外方に導出されている。又、前記
絶縁枠１６の凹部１７内適宜位置には、上記端子片６ａ
が挿通可能なスリット１６ａが形成されている。
電極、６は該カーボンプラスチック電極１５によりサン
ドイッチ状に挟着固定された真ちゅう製の集電メッシュ
であり、このカーボンプラスチック電極１５と集電メッ
シュ６とは、適当な温度条件下で加圧するヒートプレス
手段に基づいて、予め一体的に形成されている。この集
電メッシュ６には電力取出用の端子片６ａがカーボンプ
ラスチック電極１５の外方に導出されている。又、前記
絶縁枠１６の凹部１７内適宜位置には、上記端子片６ａ
が挿通可能なスリット１６ａが形成されている。
【００２３】そして同図（Ｃ）に示したように、集電メ
ッシュ６の端子片６ａを絶縁枠１６のスリット１６ａ内
に挿通しながら、集電メッシュ６が一体化されたカーボ
ンプラスチック電極１５を絶縁枠１６の凹部１７内に嵌
合することによって集電電極７が構成される。３は該集
電電極７を電池本体に組み付ける際に重ね合わせて使用
するセパレータである。
ッシュ６の端子片６ａを絶縁枠１６のスリット１６ａ内
に挿通しながら、集電メッシュ６が一体化されたカーボ
ンプラスチック電極１５を絶縁枠１６の凹部１７内に嵌
合することによって集電電極７が構成される。３は該集
電電極７を電池本体に組み付ける際に重ね合わせて使用
するセパレータである。
【００２４】従って得られた集電電極７を電池本体を構
成する他の部材に積層し、ボルトを用いて締付固定した
際に、パッキン材１９の圧縮変形に伴ってカーボンプラ
スチック電極１５と絶縁枠１６間の水密性は良好に維持
される。
成する他の部材に積層し、ボルトを用いて締付固定した
際に、パッキン材１９の圧縮変形に伴ってカーボンプラ
スチック電極１５と絶縁枠１６間の水密性は良好に維持
される。
【００２５】上記のパッキン材１９として、硬度７０の
アフラスゴムを採用し、該パッキン材１９の圧縮率が２
５〜３０％の範囲内にあるように該パッキン材１９の大
きさとパッキン溝１８の寸法を決定したことが特徴の一
つとなっている。このようなパッキン材１９とパッキン
溝１８を用いることにより、カーボンプラスチック電極
１５と絶縁枠１６間の密着時にパッキン材１９に無理な
変形が生じることなく、且つ両者間の水密性を高く保つ
ことができる。
アフラスゴムを採用し、該パッキン材１９の圧縮率が２
５〜３０％の範囲内にあるように該パッキン材１９の大
きさとパッキン溝１８の寸法を決定したことが特徴の一
つとなっている。このようなパッキン材１９とパッキン
溝１８を用いることにより、カーボンプラスチック電極
１５と絶縁枠１６間の密着時にパッキン材１９に無理な
変形が生じることなく、且つ両者間の水密性を高く保つ
ことができる。
【００２６】本実施例では、上記集電電極７の３枚を正
極集電電極，他の３枚を負極集電電極とし、前記図７に
示した積層端板９を６枚、締付端板８を２枚、セパレー
タ３を９０枚、中間電極１を８７枚使用し、且つ締付ボ
ルト１８本を用いて上記締付端板８を締付固定して電池
ユニットを製造した。尚、締付ボルトの締付トルクは２
００ｋｇ／ｃｍとした。
極集電電極，他の３枚を負極集電電極とし、前記図７に
示した積層端板９を６枚、締付端板８を２枚、セパレー
タ３を９０枚、中間電極１を８７枚使用し、且つ締付ボ
ルト１８本を用いて上記締付端板８を締付固定して電池
ユニットを製造した。尚、締付ボルトの締付トルクは２
００ｋｇ／ｃｍとした。
【００２７】このようにして得られた電池ユニットを、
規定のヒートサイクル試験に基づいて、−１０℃〜６０
℃で５０回、６０℃で６０日の温度一定放置試験、６０
℃で６０日の温水循環試験、充電電流密度２６ｍＡ／ｃ
ｍ2及び放電電流密度２６ｍＡ／ｃｍ2での電池充放電試
験３０サイクルの各試験を実施したが、上記試験に対し
て十分に耐え得る上、集電電極からの液洩れが発生せ
ず、電解液のシール性が充分保たれていることが判明し
た。
規定のヒートサイクル試験に基づいて、−１０℃〜６０
℃で５０回、６０℃で６０日の温度一定放置試験、６０
℃で６０日の温水循環試験、充電電流密度２６ｍＡ／ｃ
ｍ2及び放電電流密度２６ｍＡ／ｃｍ2での電池充放電試
験３０サイクルの各試験を実施したが、上記試験に対し
て十分に耐え得る上、集電電極からの液洩れが発生せ
ず、電解液のシール性が充分保たれていることが判明し
た。
【００２８】更に上記試験の終了後に電池ユニットを解
体して検証したが、集電電極７に「反り」とか「割れ」
の現象が生じていないことが確認された。
体して検証したが、集電電極７に「反り」とか「割れ」
の現象が生じていないことが確認された。
【００２９】図２（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は本発明の第２実
施例を示しており、前記第１実施例と同一の構成部分に
同一の符号を付して詳述する。即ち、１６は矩形平板状
の絶縁枠であって、この絶縁枠１６の一方側の平面に所
定の面積と深さを持つ凹部１７が形成され、該凹部１７
の底面外周部にはパッキン溝１８が掘削されていて、こ
のパッキン溝１８内にパッキン材１９が配置されてい
る。
施例を示しており、前記第１実施例と同一の構成部分に
同一の符号を付して詳述する。即ち、１６は矩形平板状
の絶縁枠であって、この絶縁枠１６の一方側の平面に所
定の面積と深さを持つ凹部１７が形成され、該凹部１７
の底面外周部にはパッキン溝１８が掘削されていて、こ
のパッキン溝１８内にパッキン材１９が配置されてい
る。
【００３０】１５はカーボンプラスチック電極、６は該
カーボンプラスチック電極１５によりサンドイッチ状に
挟着固定された真ちゅう製の集電メッシュであり、この
カーボンプラスチック電極１５と集電メッシュ６とは、
適当な温度条件下で加圧するヒートプレス手段に基づい
て、予め一体的に形成されている。この集電メッシュ６
には電力取出用の端子片６ａがカーボンプラスチック電
極１５の外方に導出されている。又、前記絶縁枠１６の
適宜位置には、上記端子片６ａが挿通可能なスリット１
６ａが形成されている。
カーボンプラスチック電極１５によりサンドイッチ状に
挟着固定された真ちゅう製の集電メッシュであり、この
カーボンプラスチック電極１５と集電メッシュ６とは、
適当な温度条件下で加圧するヒートプレス手段に基づい
て、予め一体的に形成されている。この集電メッシュ６
には電力取出用の端子片６ａがカーボンプラスチック電
極１５の外方に導出されている。又、前記絶縁枠１６の
適宜位置には、上記端子片６ａが挿通可能なスリット１
６ａが形成されている。
【００３１】そして本第２実施例では、上記絶縁枠１６
の上面には、カーボンプラスチック電極１５の抜け止め
用の第１の押え板２０と第２の押え板２１とが隣接して
接着固定されている。第１の押え板２０は平面視が略コ
字状を有していて、詳細は後述するように、該第１の押
え板２０のコ字状部分の内方端がカーボンプラスチック
電極１５の上面周縁部に加工形成された面取り部１５ａ
に進入した状態に固定されている。又、第２の押え板２
１は、第１の押え板２０の隣接する位置にあって、同様
にカーボンプラスチック電極１５の面取り部１５ａに進
入した状態に固定されている。
の上面には、カーボンプラスチック電極１５の抜け止め
用の第１の押え板２０と第２の押え板２１とが隣接して
接着固定されている。第１の押え板２０は平面視が略コ
字状を有していて、詳細は後述するように、該第１の押
え板２０のコ字状部分の内方端がカーボンプラスチック
電極１５の上面周縁部に加工形成された面取り部１５ａ
に進入した状態に固定されている。又、第２の押え板２
１は、第１の押え板２０の隣接する位置にあって、同様
にカーボンプラスチック電極１５の面取り部１５ａに進
入した状態に固定されている。
【００３２】従って第１の押え板２０は、図２（Ｂ）に
おけるカーボンプラスチック電極１５の上方向への抜け
止め作用を有している一方、第２の押え板２１は、同図
におけるカーボンプラスチック電極１５の横方向への抜
け止め作用を有している。
おけるカーボンプラスチック電極１５の上方向への抜け
止め作用を有している一方、第２の押え板２１は、同図
におけるカーボンプラスチック電極１５の横方向への抜
け止め作用を有している。
【００３３】図３（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は上記カーボンプ
ラスチック電極１５の構造を示すものであって、図示し
たように該カーボンプラスチック電極１５には、前記し
たように真ちゅう製の集電メッシュ６がサンドイッチ状
に挟着固定されて、ヒートプレス手段に基づいて一体的
に形成されているとともに、該カーボンプラスチック電
極１５の一方側の面，図面上の上面周縁部には、断面角
状の面取り部１５ａが全周にわたって加工形成されてい
る。
ラスチック電極１５の構造を示すものであって、図示し
たように該カーボンプラスチック電極１５には、前記し
たように真ちゅう製の集電メッシュ６がサンドイッチ状
に挟着固定されて、ヒートプレス手段に基づいて一体的
に形成されているとともに、該カーボンプラスチック電
極１５の一方側の面，図面上の上面周縁部には、断面角
状の面取り部１５ａが全周にわたって加工形成されてい
る。
【００３４】図４（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は矩形平板状の絶
縁枠１６の構造を示すものであって、この絶縁枠１６の
一方側の平面中央部分には、前記したように所定の面積
と深さを持つ凹部１７が形成されている。この凹部１７
は絶縁枠１６の端縁部１６ｂに向けて解放端１６ｃを有
する形状となっており、且つ該凹部１７内の底面外周部
に平面視が長方形の連続した前記パッキン溝１８が掘削
されている。
縁枠１６の構造を示すものであって、この絶縁枠１６の
一方側の平面中央部分には、前記したように所定の面積
と深さを持つ凹部１７が形成されている。この凹部１７
は絶縁枠１６の端縁部１６ｂに向けて解放端１６ｃを有
する形状となっており、且つ該凹部１７内の底面外周部
に平面視が長方形の連続した前記パッキン溝１８が掘削
されている。
【００３５】図５（Ａ）（Ｂ）は絶縁材で構成された前
記第１の押え板２０の構造を示しており、この第１の押
え板２０には一方の端縁部２０ａが解放された切欠部２
０ｂが形成されていて、平面視が略コ字状を呈してい
る。
記第１の押え板２０の構造を示しており、この第１の押
え板２０には一方の端縁部２０ａが解放された切欠部２
０ｂが形成されていて、平面視が略コ字状を呈してい
る。
【００３６】図６（Ａ）（Ｂ）は絶縁材で構成された平
板状の第２の押え板２１の形状を示しており、この第２
の押え板２１は、前記第１の押え板２０に隣接して、絶
縁枠１６に形成された凹部１７の解放端上部、即ち該絶
縁枠１６の端縁部１６ｂの近傍上面に固着される。
板状の第２の押え板２１の形状を示しており、この第２
の押え板２１は、前記第１の押え板２０に隣接して、絶
縁枠１６に形成された凹部１７の解放端上部、即ち該絶
縁枠１６の端縁部１６ｂの近傍上面に固着される。
【００３７】かかる構成を有する絶縁枠１６，カーボン
プラスチック電極１５，第１の押え板２０及び第２の押
え板２１を用いて集電電極７を組付ける際の操作を説明
する。先ず、絶縁枠１６の凹部１７の底面外周部に掘削
されたパッキン溝１８にパッキン材１９を配置した後、
この絶縁枠１６の上面に、図５に示した第１の押え板２
０を接着剤を用いて接着固定することによって、該絶縁
枠１６の端縁部１６ｂに解放端１６ｃが開口され、且つ
コ字状を有する第１の押え板２０の切欠部２０ｂによっ
て上面が解放された枠組構造が得られる。
プラスチック電極１５，第１の押え板２０及び第２の押
え板２１を用いて集電電極７を組付ける際の操作を説明
する。先ず、絶縁枠１６の凹部１７の底面外周部に掘削
されたパッキン溝１８にパッキン材１９を配置した後、
この絶縁枠１６の上面に、図５に示した第１の押え板２
０を接着剤を用いて接着固定することによって、該絶縁
枠１６の端縁部１６ｂに解放端１６ｃが開口され、且つ
コ字状を有する第１の押え板２０の切欠部２０ｂによっ
て上面が解放された枠組構造が得られる。
【００３８】次に絶縁枠１６の端縁部１６ｂ側に形成さ
れた上記解放端１６ｃから、図３に示した集電メッシュ
６が一体化されたカーボンプラスチック電極１５を、該
カーボンプラスチック電極１５の面取り部１５ａを第１
の押え板２０のコ字状部分の内方端に合わせながら挿入
する。最後に第２の押え板２１を、第１の押え板２０に
隣接する絶縁枠１６の上面，即ち、該第２の押え板２１
が解放端１６ｃの上方位置にあるように接着剤を用いて
接着固定することにより、該第２の押え板２１がカーボ
ンプラスチック電極１５の面取り部１５ａ内に進入し
て、該カーボンプラスチック電極１５の解放端１６ｃか
らの抜けが防止された状態として集電電極７の組付けが
完了する。
れた上記解放端１６ｃから、図３に示した集電メッシュ
６が一体化されたカーボンプラスチック電極１５を、該
カーボンプラスチック電極１５の面取り部１５ａを第１
の押え板２０のコ字状部分の内方端に合わせながら挿入
する。最後に第２の押え板２１を、第１の押え板２０に
隣接する絶縁枠１６の上面，即ち、該第２の押え板２１
が解放端１６ｃの上方位置にあるように接着剤を用いて
接着固定することにより、該第２の押え板２１がカーボ
ンプラスチック電極１５の面取り部１５ａ内に進入し
て、該カーボンプラスチック電極１５の解放端１６ｃか
らの抜けが防止された状態として集電電極７の組付けが
完了する。
【００３９】集電電極７の凹部１７内に嵌合されたカー
ボンプラスチック電極１５は、上記第１の押え板２０と
第２の押え板２１によって上面と側面が支持されてお
り、図２（Ｂ）における上方向への抜けが第１の押え板
２０によって防止され、且つ同図の横方向への抜けが第
２の押え板２１によって防止された状態に維持されてい
る。従ってこの集電電極７を図７に示した電池本体を構
成する他の部材に積層し、ボルトを用いて締付固定した
際に、カーボンプラスチック電極１５の位置が絶縁枠１
６の上側もしくは下側の何れにあっても該カーボンプラ
スチック電極１５が脱落する惧れがなく、集電電極７の
組付時の作業性を高めることができる。
ボンプラスチック電極１５は、上記第１の押え板２０と
第２の押え板２１によって上面と側面が支持されてお
り、図２（Ｂ）における上方向への抜けが第１の押え板
２０によって防止され、且つ同図の横方向への抜けが第
２の押え板２１によって防止された状態に維持されてい
る。従ってこの集電電極７を図７に示した電池本体を構
成する他の部材に積層し、ボルトを用いて締付固定した
際に、カーボンプラスチック電極１５の位置が絶縁枠１
６の上側もしくは下側の何れにあっても該カーボンプラ
スチック電極１５が脱落する惧れがなく、集電電極７の
組付時の作業性を高めることができる。
【００４０】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明にか
かる集電電極製造方法，特に請求項１記載の方法によれ
ば、絶縁枠に形成された凹部の底面外周部に掘削された
パッキン溝内にパッキン材を配置し、予めヒートプレス
手段に基づいて集電メッシュがサンドイッチ状に一体化
されたカーボンプラスチック電極を上記凹部に嵌合する
という操作を行うだけで集電電極を構成することができ
る。上記のカーボンプラスチック電極，集電メッシュ及
び絶縁枠とが一体化されていないため、各構成部材の厚
み方向での熱膨張係数の違いに起因する「反り」の発生
を防止することができる。
かる集電電極製造方法，特に請求項１記載の方法によれ
ば、絶縁枠に形成された凹部の底面外周部に掘削された
パッキン溝内にパッキン材を配置し、予めヒートプレス
手段に基づいて集電メッシュがサンドイッチ状に一体化
されたカーボンプラスチック電極を上記凹部に嵌合する
という操作を行うだけで集電電極を構成することができ
る。上記のカーボンプラスチック電極，集電メッシュ及
び絶縁枠とが一体化されていないため、各構成部材の厚
み方向での熱膨張係数の違いに起因する「反り」の発生
を防止することができる。
【００４１】そして得られた集電電極を電池本体を構成
する他の部材に積層し、ボルトを用いて締付固定した際
にあっても、カーボンプラスチック電極と絶縁枠とが一
体化されていないため、各構成部材の厚み方向での熱膨
張係数の違いに起因する「反り」の発生を防止すること
ができる上、得られた集電電極を電池本体を構成する他
の部材に積層し、ボルトを用いて締付固定した際にあっ
ても、パッキン材の圧縮変形によって電解液のシール性
が充分に保持され、運転を開始した際の熱応力による集
電電極自体の「反り」現象とか界面部分で「割れ」現象
が生じることがなく、カーボンプラスチック電極と絶縁
枠間の水密性を良好に維持するとともに電解液の液洩れ
等の特性不良を誘発する原因をなくして、電池としての
性能を高めることができる。
する他の部材に積層し、ボルトを用いて締付固定した際
にあっても、カーボンプラスチック電極と絶縁枠とが一
体化されていないため、各構成部材の厚み方向での熱膨
張係数の違いに起因する「反り」の発生を防止すること
ができる上、得られた集電電極を電池本体を構成する他
の部材に積層し、ボルトを用いて締付固定した際にあっ
ても、パッキン材の圧縮変形によって電解液のシール性
が充分に保持され、運転を開始した際の熱応力による集
電電極自体の「反り」現象とか界面部分で「割れ」現象
が生じることがなく、カーボンプラスチック電極と絶縁
枠間の水密性を良好に維持するとともに電解液の液洩れ
等の特性不良を誘発する原因をなくして、電池としての
性能を高めることができる。
【００４２】更に請求項３記載の方法によれば、集電電
極の凹部内に嵌合されたカーボンプラスチック電極が第
１の押え板と第２の押え板とによって上面と側面が支持
されているため、この集電電極を電池本体を構成する部
材に積層固定する際にカーボンプラスチック電極が脱落
する惧れがなくなり、組付時の作業性を高めることがで
きる。
極の凹部内に嵌合されたカーボンプラスチック電極が第
１の押え板と第２の押え板とによって上面と側面が支持
されているため、この集電電極を電池本体を構成する部
材に積層固定する際にカーボンプラスチック電極が脱落
する惧れがなくなり、組付時の作業性を高めることがで
きる。
【図１】図１（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は本発明の第１実施例
の製造方法を概略的に説明するための要部断面図。
の製造方法を概略的に説明するための要部断面図。
【図２】図２（Ａ）は、本発明の第２実施例を適用した
集電電極の平面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）のｂ−ｂ線
に沿う断面図、同図（Ｃ）は同図（Ａ）のｃ方向からの
矢視図。
集電電極の平面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）のｂ−ｂ線
に沿う断面図、同図（Ｃ）は同図（Ａ）のｃ方向からの
矢視図。
【図３】図３（Ａ）は、第２実施例で採用したカーボン
プラスチック電極の平面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）の
ｄ−ｄ線に沿う断面図、同図（Ｃ）は同図（Ａ）のｅ−
ｅ線に沿う断面図。
プラスチック電極の平面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）の
ｄ−ｄ線に沿う断面図、同図（Ｃ）は同図（Ａ）のｅ−
ｅ線に沿う断面図。
【図４】図４（Ａ）は、第２実施例で採用した絶縁枠の
平面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）のｆ−ｆ線に沿う断面
図、同図（Ｃ）は同図（Ａ）のｇ−ｇ線に沿う断面図。
平面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）のｆ−ｆ線に沿う断面
図、同図（Ｃ）は同図（Ａ）のｇ−ｇ線に沿う断面図。
【図５】図５（Ａ）は、第２実施例で採用した第１の押
え板の形状を示す平面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）のｈ
方向からの矢視図。
え板の形状を示す平面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）のｈ
方向からの矢視図。
【図６】図６（Ａ）は、第２実施例で採用した第２の押
え板の形状を示す平面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）のｉ
方向からの矢視図。
え板の形状を示す平面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）のｉ
方向からの矢視図。
【図７】亜鉛臭素電池の電池本体を示す要部分解斜視
図。
図。
【図８】従来の集電電極の構造例を示す要部断面図。
１…中間電極 １ａ…電極部 １ｂ…枠体 ３…セパレータ ４…パッキン ５…スペーサメッシュ ６…集電メッシュ ７…集電電極 ８…締付端板 ９…積層端板 １０…正極マニホールド １１…負極マニホールド １２…チャンネル １３…マイクロチャンネル １５…カーボンプラスチック電極 １５ａ…面取り部 １６…絶縁枠 １６ａ…スリット １７…凹部 １８…パッキン溝 １９…パッキン材 ２０…第１の押え板 ２１…第２の押え板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉岡 靖浩 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式 会社明電舎内 (72)発明者 並木 康晴 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式 会社明電舎内 (56)参考文献 特開 平４−22070（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−101367（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−80485（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−135672（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−57868（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 4/96 H01M 12/08
Claims (3)
- 【請求項１】 矩形平板状の中間電極に、セパレータ板
を重ねて単セルを形成し、この単セルを複数個積層して
電池本体を構成するとともに、該電池本体の両端部に、
集電メッシュを有する集電電極と、一対の締付端板及び
該締付端板の内側に位置する押さえ用の積層端板とを配
置し、両締付端板間をボルト締めすることによって一体
的に積層固定するようにした亜鉛−臭素電池の集電電極
製造方法において、 矩形平板状の絶縁枠の一方側の平面中央部分に、所定の
面積と深さを有し、底面外周部にパッキン溝が掘削され
た凹部を形成して、該パッキン溝内にパッキン材を配置
する一方、集電メッシュがサンドイッチ状に挟着され
て、予めヒートプレス手段によって一体化されたカーボ
ンプラスチック電極を前記絶縁枠の凹部内に嵌合して集
電電極を構成したことを特徴とする亜鉛−臭素電池の集
電電極製造方法。 - 【請求項２】 上記のパッキン材としてアフラスゴムを
採用するとともに、該パッキン材の圧縮率が２５〜３０
％の範囲内にあるように該パッキン材の大きさと前記パ
ッキン溝の寸法を決定した請求項１記載の亜鉛−臭素電
池の集電電極製造方法。 - 【請求項３】 矩形平板状の中間電極に、セパレータ板
を重ねて単セルを形成し、この単セルを複数個積層して
電池本体を構成するとともに、該電池本体の両端部に、
集電メッシュを有する集電電極と、一対の締付端板及び
該締付端板の内側に位置する押さえ用の積層端板とを配
置し、両締付端板間をボルト締めすることによって一体
的に積層固定するようにした亜鉛−臭素電池の集電電極
製造方法において、 矩形平板状の絶縁枠の平面中央部分に、所定の面積と深
さを有しているとともに底面外周部にパッキン溝が掘削
され、且つ端縁部に向けて解放端が形成された凹部を形
成する一方、集電メッシュがサンドイッチ状に挟着され
て、予めヒートプレス手段によって一体化されたカーボ
ンプラスチック電極の上面周縁部の全周に面取り部を形
成し、上記絶縁枠のパッキン溝内にパッキン材を配置し
た後、この絶縁枠の凹部上面に平面視が略コ字状の第１
の押え板を接着固定し、前記カーボンプラスチック電極
の面取り部を第１の押え板の内方端に合わせながら該カ
ーボンプラスチック電極を絶縁枠の解放端から凹部内に
挿入した後、第２の押え板を第１の押え板に隣接する位
置の解放端上部に接着固定したことを特徴とする亜鉛−
臭素電池の集電電極製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04172634A JP3141540B2 (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 亜鉛−臭素電池の集電電極製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04172634A JP3141540B2 (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 亜鉛−臭素電池の集電電極製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0620701A JPH0620701A (ja) | 1994-01-28 |
| JP3141540B2 true JP3141540B2 (ja) | 2001-03-05 |
Family
ID=15945520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04172634A Expired - Fee Related JP3141540B2 (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 亜鉛−臭素電池の集電電極製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3141540B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4236156B2 (ja) * | 2003-01-31 | 2009-03-11 | 日立マクセル株式会社 | 燃料電池 |
| CN110808392B (zh) * | 2019-10-25 | 2021-02-23 | 山东魔方新能源科技有限公司 | 一种燃料电池膜电极及其制备工艺 |
-
1992
- 1992-06-30 JP JP04172634A patent/JP3141540B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0620701A (ja) | 1994-01-28 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |