JP3170930B2 - 亜鉛−臭素電池の集電電極及びその製造方法 - Google Patents
亜鉛−臭素電池の集電電極及びその製造方法Info
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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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及び
そ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及び
そ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。
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。
【０００４】この亜鉛−臭素電池の化学反応は、
【０００５】
【化１】充電時……正極：２Ｂｒ-→Ｂｒ2＋２ｅ-，負
極：Ｚｎ++＋２ｅ-→Ｚｎ 放電時……正極：２Ｂｒ-←Ｂｒ2＋２ｅ-，負極：Ｚｎ
++＋２ｅ-←Ｚｎ で表される。
極：Ｚｎ++＋２ｅ-→Ｚｎ 放電時……正極：２Ｂｒ-←Ｂｒ2＋２ｅ-，負極：Ｚｎ
++＋２ｅ-←Ｚｎ で表される。
【０００６】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。
【０００７】図９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。
【０００８】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。
【０００９】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。
【００１０】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。
【００１１】上記の集電電極７は、通常図１０に示した
ように略１ｍｍ厚のシート状絶縁枠材１６ａ上に、この
絶縁枠材１６ａと同一厚で孔部１７が中抜きされた複数
枚の絶縁枠材１６ｂを積層し、この孔部１７内に略１ｍ
ｍ厚のカーボンプラスチック電極１５ａと、真ちゅう製
の集電メッシュ６及び略３ｍｍ厚のカーボンプラスチッ
ク電極１５ｂとをサンドイッチ状に順次組み込み、図外
の金型を利用し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して製造される。尚、上記の
絶縁枠材１６ａ，１６ｂには、マニホールド用の穴１
８，１８が開口されている。
ように略１ｍｍ厚のシート状絶縁枠材１６ａ上に、この
絶縁枠材１６ａと同一厚で孔部１７が中抜きされた複数
枚の絶縁枠材１６ｂを積層し、この孔部１７内に略１ｍ
ｍ厚のカーボンプラスチック電極１５ａと、真ちゅう製
の集電メッシュ６及び略３ｍｍ厚のカーボンプラスチッ
ク電極１５ｂとをサンドイッチ状に順次組み込み、図外
の金型を利用し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して製造される。尚、上記の
絶縁枠材１６ａ，１６ｂには、マニホールド用の穴１
８，１８が開口されている。
【００１２】上記のヒートプレスの条件として、例えば
１５０℃，５５ｋｇ／ｃｍ2が採用される。カーボンプ
ラスチック電極１５ａ，１５ｂは、ポリエチレンとカー
ボングラファイトを混合して成形した部材であり、臭素
に対する耐腐食性を有している。
１５０℃，５５ｋｇ／ｃｍ2が採用される。カーボンプ
ラスチック電極１５ａ，１５ｂは、ポリエチレンとカー
ボングラファイトを混合して成形した部材であり、臭素
に対する耐腐食性を有している。
【００１３】上記集電メッシュ６から導出された電力取
出用の端子片６ａは、カーボンプラスチック電極１５ａ
と絶縁枠材１６ａに形成されたスリット１４を通って外
方に導き出され、図外の集電ブスバーに連結されてい
る。図１０中の矢印ａは背面側を、矢印ｂは接液側を夫
々示している。
出用の端子片６ａは、カーボンプラスチック電極１５ａ
と絶縁枠材１６ａに形成されたスリット１４を通って外
方に導き出され、図外の集電ブスバーに連結されてい
る。図１０中の矢印ａは背面側を、矢印ｂは接液側を夫
々示している。
【００１４】
【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の
場合、電解液に対する背面側ａと接液側ｂとの材質の相
違に基づいて熱収縮率とか線膨張係数に差が生じてしま
うことが避けられず、特に温度低下時には、上記熱収縮
率の差によって絶縁枠材１６ａ，１６ｂに「そり」が生
じてしまい、集電電極の平面性が低下する惧れが生じ
る。
な従来の亜鉛−臭素電池に用いられている集電電極７の
場合、電解液に対する背面側ａと接液側ｂとの材質の相
違に基づいて熱収縮率とか線膨張係数に差が生じてしま
うことが避けられず、特に温度低下時には、上記熱収縮
率の差によって絶縁枠材１６ａ，１６ｂに「そり」が生
じてしまい、集電電極の平面性が低下する惧れが生じ
る。
【００１５】集電電極７の平面性が低下すると、前記の
図９で説明したように、電池本体を構成する締付端板間
８，８をボルトを用いて締め付けた際に、集電電極７の
界面から液漏れが生じ易くなり、蓄えられた電力の損失
が生じてしまうという難点が発生する。この液漏れをな
くすためにボルトによる締付力を強力にすると、界面に
集中する応力によって構成部材に前記クラックが生じ易
くなるという問題点がある。
図９で説明したように、電池本体を構成する締付端板間
８，８をボルトを用いて締め付けた際に、集電電極７の
界面から液漏れが生じ易くなり、蓄えられた電力の損失
が生じてしまうという難点が発生する。この液漏れをな
くすためにボルトによる締付力を強力にすると、界面に
集中する応力によって構成部材に前記クラックが生じ易
くなるという問題点がある。
【００１６】上記の対策として、通常ボルトに皿ばねを
取り付けて荷重変化を最小限にする手段が用いられてい
るが、温度変化に基づく膨張変位を吸収することが出来
ないため、締付圧の上昇によりクリープによる時間遅れ
を伴った破断が生じる惧れがあり、クラック防止対策と
して必ずしも充分であるとは言えないという問題が残っ
ている。
取り付けて荷重変化を最小限にする手段が用いられてい
るが、温度変化に基づく膨張変位を吸収することが出来
ないため、締付圧の上昇によりクリープによる時間遅れ
を伴った破断が生じる惧れがあり、クラック防止対策と
して必ずしも充分であるとは言えないという問題が残っ
ている。
【００１７】上記絶縁枠材１６ａ，１６ｂは、通常ポリ
エチレン樹脂にタルクを混合したものが用いられてお
り、純粋のポリエチレン樹脂に比して破断時の「伸び」
は小さく、これが上記クラックが生じる原因ともなって
いる。
エチレン樹脂にタルクを混合したものが用いられてお
り、純粋のポリエチレン樹脂に比して破断時の「伸び」
は小さく、これが上記クラックが生じる原因ともなって
いる。
【００１８】更にカーボンプラスチック電極１５ａ，１
５ｂは、導電性を高めるために前記したようにポリエチ
レンとカーボングラファイトを混合して成形した部材で
あるため、無機フィラーが多量に含まれており、絶縁枠
材１６ａ，１６ｂとの溶着性が悪い上、電極自体が固く
てもろいという性質があって外力による機械歪に対する
追従性に欠け、前記クラックが発生したり、破断が生じ
易い要因ともなっている。
５ｂは、導電性を高めるために前記したようにポリエチ
レンとカーボングラファイトを混合して成形した部材で
あるため、無機フィラーが多量に含まれており、絶縁枠
材１６ａ，１６ｂとの溶着性が悪い上、電極自体が固く
てもろいという性質があって外力による機械歪に対する
追従性に欠け、前記クラックが発生したり、破断が生じ
易い要因ともなっている。
【００１９】又、集電電極７には、ポンプの圧力により
カーボンプラスチック電極側から押さえ付ける正圧と、
電解液の液抜きの際に発生するカーボンプラスチックを
引っ張る負圧とが交互にかかるため、疲労破断に対する
配慮が必要であり、更には使用時における外部圧力に対
する耐圧性，耐歪量とか曲げ特性及び繰り返し疲労特性
の各特性項目に対しても満足する性能が要求される。
カーボンプラスチック電極側から押さえ付ける正圧と、
電解液の液抜きの際に発生するカーボンプラスチックを
引っ張る負圧とが交互にかかるため、疲労破断に対する
配慮が必要であり、更には使用時における外部圧力に対
する耐圧性，耐歪量とか曲げ特性及び繰り返し疲労特性
の各特性項目に対しても満足する性能が要求される。
【００２０】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、集電電極の熱収縮に起因するそり現象と、このそ
り現象に起因する電解液の液洩れ等の特性不良を誘発す
る原因をなくし、且つ抗疲労性を高めた亜鉛−臭素電池
の集電電極とその製造方法を提供することを目的とする
ものである。
あり、集電電極の熱収縮に起因するそり現象と、このそ
り現象に起因する電解液の液洩れ等の特性不良を誘発す
る原因をなくし、且つ抗疲労性を高めた亜鉛−臭素電池
の集電電極とその製造方法を提供することを目的とする
ものである。
【００２１】
【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、一対
の集電電極と締付端板を配置し、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において、先ず請求項１によ
り、ボルト付きコレクタリードが内挿された集電体の両
面からカーボンプラスチックをサンドイッチ状に積層固
着した集電体入りカーボンプラスチック電極と、一方側
の面に上記カーボンプラスチック電極が収納可能な電極
収納用凹部を有するとともに、底面にナット嵌合孔が形
成された絶縁性の電極用枠体とから構成され、上記電極
用枠体の凹部内にシール材を介在して集電体入りカーボ
ンプラスチック電極を嵌合して、ボルトとナットの螺合
固定により該カーボンプラスチック電極と電極用枠体と
を液密下にシールした亜鉛−臭素電池の集電電極の構造
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、一対
の集電電極と締付端板を配置し、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において、先ず請求項１によ
り、ボルト付きコレクタリードが内挿された集電体の両
面からカーボンプラスチックをサンドイッチ状に積層固
着した集電体入りカーボンプラスチック電極と、一方側
の面に上記カーボンプラスチック電極が収納可能な電極
収納用凹部を有するとともに、底面にナット嵌合孔が形
成された絶縁性の電極用枠体とから構成され、上記電極
用枠体の凹部内にシール材を介在して集電体入りカーボ
ンプラスチック電極を嵌合して、ボルトとナットの螺合
固定により該カーボンプラスチック電極と電極用枠体と
を液密下にシールした亜鉛−臭素電池の集電電極の構造
を提供する。
【００２２】上記の電極用枠体は、ガラス繊維入り高密
度ポリエチレンで構成されており、又、コレクタリード
は２枚の細長い銅板をＸ状に交又して、中心部をボルト
で締付固定した構造を有する。
度ポリエチレンで構成されており、又、コレクタリード
は２枚の細長い銅板をＸ状に交又して、中心部をボルト
で締付固定した構造を有する。
【００２３】請求項３により、２枚の集電メッシュの間
にボルト付きコレクタリードを固着して集電体を構成
し、この集電体の両面からカーボンプラスチックをサン
ドイッチ状に積層して、ヒートプレス手段により集電体
入りカーボンプラスチック電極を製作する工程と、一方
側の面に電極収納用凹部を有し、該電極収納用凹部の底
面にナット嵌合孔が形成された絶縁性の枠材で成る電極
用枠体を製作する工程と、この電極用枠体の凹部内にシ
ール材を介在して前記集電体入りカーボンプラスチック
電極を嵌合して、ナット嵌合孔にて該カーボンプラスチ
ック電極のボルトを電極用枠体に螺合固定する工程を実
施するようにした亜鉛−臭素電池の集電電極の製造方法
を提供する。
にボルト付きコレクタリードを固着して集電体を構成
し、この集電体の両面からカーボンプラスチックをサン
ドイッチ状に積層して、ヒートプレス手段により集電体
入りカーボンプラスチック電極を製作する工程と、一方
側の面に電極収納用凹部を有し、該電極収納用凹部の底
面にナット嵌合孔が形成された絶縁性の枠材で成る電極
用枠体を製作する工程と、この電極用枠体の凹部内にシ
ール材を介在して前記集電体入りカーボンプラスチック
電極を嵌合して、ナット嵌合孔にて該カーボンプラスチ
ック電極のボルトを電極用枠体に螺合固定する工程を実
施するようにした亜鉛−臭素電池の集電電極の製造方法
を提供する。
【００２４】
【作用】かかる集電電極及びその製造方法によれば、集
電体入りカーボンプラスチック電極と電極用枠体とが実
質的に別体として構成されており、Ｏリング等のシール
材を用いたボルトの締付力によって両者のシール性が保
持される。従って熱収縮等に起因する集電電極の「そ
り」の発生が防止され、このようなそりによる電解液の
液漏れと、過度なボルト締め付けに基づくクラックの発
生が生じないという作用が得られる。
電体入りカーボンプラスチック電極と電極用枠体とが実
質的に別体として構成されており、Ｏリング等のシール
材を用いたボルトの締付力によって両者のシール性が保
持される。従って熱収縮等に起因する集電電極の「そ
り」の発生が防止され、このようなそりによる電解液の
液漏れと、過度なボルト締め付けに基づくクラックの発
生が生じないという作用が得られる。
【００２５】又、電極部中に比較的厚みの大きな集電体
入りカーボンプラスチック電極が介在しているため、得
られた集電電極自体の機械的強度が高くなり、集電電極
に対する正圧と負圧とが交互にかかることによる疲労破
断を低減し、しかも耐歪量，外部圧力に対する耐圧性，
曲げ特性及び繰り返し疲労特性の各特性項目をも満足す
る集電電極が得られる。
入りカーボンプラスチック電極が介在しているため、得
られた集電電極自体の機械的強度が高くなり、集電電極
に対する正圧と負圧とが交互にかかることによる疲労破
断を低減し、しかも耐歪量，外部圧力に対する耐圧性，
曲げ特性及び繰り返し疲労特性の各特性項目をも満足す
る集電電極が得られる。
【００２６】
【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及びその製造方法の一実施例を説
明する。
−臭素電池の集電電極及びその製造方法の一実施例を説
明する。
【００２７】図３は本実施例にかかる集電電極を構成す
る集電体２０の平面図、図４は同要部断面図、図５は図
４のＡ部分の拡大図を示しており、図示したように２枚
の真ちゅう製の集電メッシュ６ｃ，６ｃの間に、４枚の
コレクタリード２１，２１を高温ハンダ付けによって固
着する。このコレクタリード２１，２１は、図６により
拡大して示したように、２枚の細長い銅板２１ａ，２１
ａをＸ状に交又して、中心部をボルト２２で締付固定し
た構造となっている。
る集電体２０の平面図、図４は同要部断面図、図５は図
４のＡ部分の拡大図を示しており、図示したように２枚
の真ちゅう製の集電メッシュ６ｃ，６ｃの間に、４枚の
コレクタリード２１，２１を高温ハンダ付けによって固
着する。このコレクタリード２１，２１は、図６により
拡大して示したように、２枚の細長い銅板２１ａ，２１
ａをＸ状に交又して、中心部をボルト２２で締付固定し
た構造となっている。
【００２８】次に図７（Ａ）（Ｂ）に示した如く、上記
のようにして得られたコレクタリード２１，２１を内挿
する集電体２０の両面から、予め所定の形状に裁断した
カーボンプラスチック２３ａ，２３ｂをサンドイッチ状
に積層して、図外の金型を利用したヒートプレス手段に
より一体成形したことにより、集電体入りカーボンブラ
スチック電極３０を製作する。この集電体入りカーボン
プラスチック電極３０の一方の面からは、前記ボルト２
２の軸部が複数本突出している。
のようにして得られたコレクタリード２１，２１を内挿
する集電体２０の両面から、予め所定の形状に裁断した
カーボンプラスチック２３ａ，２３ｂをサンドイッチ状
に積層して、図外の金型を利用したヒートプレス手段に
より一体成形したことにより、集電体入りカーボンブラ
スチック電極３０を製作する。この集電体入りカーボン
プラスチック電極３０の一方の面からは、前記ボルト２
２の軸部が複数本突出している。
【００２９】一方、図８（Ａ）（Ｂ）は上記カーボンプ
ラスチック電極３０とは別途に射出成形手段等によって
製作した電極用枠体４０の構造を示している。この電極
用枠体４０は、ガラス繊維入り高密度ポリエチレンで成
る絶縁性の枠材２５を主体とし、この枠材２５の一方側
の面に電極収納用凹部２６が形成されており、更に該電
極収納用凹部２６の底面にはナット嵌合孔２７，２７
と、このナット嵌合孔２７，２７の周囲をシールするた
めのＯリング嵌合溝２８，２８とが形成されている。２
９は枠材２５の端縁部近傍に開口されたマニホールド用
の穴である。
ラスチック電極３０とは別途に射出成形手段等によって
製作した電極用枠体４０の構造を示している。この電極
用枠体４０は、ガラス繊維入り高密度ポリエチレンで成
る絶縁性の枠材２５を主体とし、この枠材２５の一方側
の面に電極収納用凹部２６が形成されており、更に該電
極収納用凹部２６の底面にはナット嵌合孔２７，２７
と、このナット嵌合孔２７，２７の周囲をシールするた
めのＯリング嵌合溝２８，２８とが形成されている。２
９は枠材２５の端縁部近傍に開口されたマニホールド用
の穴である。
【００３０】そして集電電極の組付時には、図１，図２
に示したように電極用枠体４０のＯリング嵌合溝２８内
にＯリング３１を挿入配置した後、集電体入りカーボン
プラスチック電極３０を電極用枠体４０の電極収納用凹
部２６内に嵌合し、該カーボンプラスチック電極３０の
ボルト２２，２２を電極用枠体４０のナット嵌合孔２
７，２７内に挿通してからナット３２，３２をボルト２
２，２２に螺合固定して組み付けが完了する。
に示したように電極用枠体４０のＯリング嵌合溝２８内
にＯリング３１を挿入配置した後、集電体入りカーボン
プラスチック電極３０を電極用枠体４０の電極収納用凹
部２６内に嵌合し、該カーボンプラスチック電極３０の
ボルト２２，２２を電極用枠体４０のナット嵌合孔２
７，２７内に挿通してからナット３２，３２をボルト２
２，２２に螺合固定して組み付けが完了する。
【００３１】従って本実施例にかかる集電電極７は、集
電体入りカーボンプラスチック電極３０と電極用枠体４
０とが実質的に別体として構成されており、Ｏリング３
１を用いたボルト２２とナット３２との締付力によって
両者のシール性を保持したことが一つの特徴となってい
る。そして得られた集電電極７を電池本体に組み付ける
場合には、前記図９に示す一対の積層端板９の外側に位
置する締付端板８，８間に通した図示しないボルトを締
め付けることにより、集電体入りカーボンプラスチック
電極３０と電極用枠体４０が液密下にシールされ、電解
液に対する密閉性が良好に保持される。
電体入りカーボンプラスチック電極３０と電極用枠体４
０とが実質的に別体として構成されており、Ｏリング３
１を用いたボルト２２とナット３２との締付力によって
両者のシール性を保持したことが一つの特徴となってい
る。そして得られた集電電極７を電池本体に組み付ける
場合には、前記図９に示す一対の積層端板９の外側に位
置する締付端板８，８間に通した図示しないボルトを締
め付けることにより、集電体入りカーボンプラスチック
電極３０と電極用枠体４０が液密下にシールされ、電解
液に対する密閉性が良好に保持される。
【００３２】かかる集電電極７によれば、熱膨張率の異
なる集電体入りカーボンプラスチック電極３０と電極用
枠体４０とが別体となっているため、熱収縮等に起因す
る集電電極７の「そり」現象の発生が防止され、このよ
うな「そり」による電解液の液漏れとか、過度なボルト
締め付けに基づくクラックの発生及び電極部と絶縁枠材
の破断が生じないという作用が得られる。
なる集電体入りカーボンプラスチック電極３０と電極用
枠体４０とが別体となっているため、熱収縮等に起因す
る集電電極７の「そり」現象の発生が防止され、このよ
うな「そり」による電解液の液漏れとか、過度なボルト
締め付けに基づくクラックの発生及び電極部と絶縁枠材
の破断が生じないという作用が得られる。
【００３３】又、集電電極７中に比較的厚みの大きな集
電体入りカーボンプラスチック電極３０が介在している
ので、得られた集電電極７自体の厚みの増大に伴って機
械的強度が高くなって全体的に剛体構造が得られ、集電
電極７に対するポンプによる正圧と負圧とが交互にかか
ることによる疲労破断を低減する面から考慮しても有用
である。
電体入りカーボンプラスチック電極３０が介在している
ので、得られた集電電極７自体の厚みの増大に伴って機
械的強度が高くなって全体的に剛体構造が得られ、集電
電極７に対するポンプによる正圧と負圧とが交互にかか
ることによる疲労破断を低減する面から考慮しても有用
である。
【００３４】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明にか
かる集電電極及びその製造方法は、集電体入りカーボン
プラスチック電極と電極用枠体とが実質的に別体として
構成されており、シール材を介在したボルトの締付力に
よって両者のシール性を保持しているため、熱収縮等に
起因する集電電極の「そり」の発生が防止され、このよ
うなそりによる電解液の液漏れとか、過度なボルト締め
付けに基づくクラックの発生が生じないという効果が得
られる。特に集電電極の平面性が良好に維持されるた
め、電池本体からの液漏れをなくすためにボルトによる
締付力を不必要なまでに強力にすることが要求されない
という効果がある。
かる集電電極及びその製造方法は、集電体入りカーボン
プラスチック電極と電極用枠体とが実質的に別体として
構成されており、シール材を介在したボルトの締付力に
よって両者のシール性を保持しているため、熱収縮等に
起因する集電電極の「そり」の発生が防止され、このよ
うなそりによる電解液の液漏れとか、過度なボルト締め
付けに基づくクラックの発生が生じないという効果が得
られる。特に集電電極の平面性が良好に維持されるた
め、電池本体からの液漏れをなくすためにボルトによる
締付力を不必要なまでに強力にすることが要求されない
という効果がある。
【００３５】又、電極部中に比較的厚みの大きな集電体
入りカーボンプラスチック電極が介在しているため、得
られた集電電極自体の機械的強度が高くなり、集電電極
に対する正圧と負圧とが交互にかかることによる疲労破
断を低減し、しかも耐歪量，外部圧力に対する耐圧性，
曲げ特性及び繰り返し疲労特性の各特性項目をも満足す
る集電電極を得ることができる。
入りカーボンプラスチック電極が介在しているため、得
られた集電電極自体の機械的強度が高くなり、集電電極
に対する正圧と負圧とが交互にかかることによる疲労破
断を低減し、しかも耐歪量，外部圧力に対する耐圧性，
曲げ特性及び繰り返し疲労特性の各特性項目をも満足す
る集電電極を得ることができる。
【００３６】従って本発明によれば、集電電極の熱収縮
に起因するそり現象と、このそり現象に起因する電解液
の液洩れ等の特性不良を誘発する原因をなくし、且つ機
械的強度を高めた亜鉛−臭素電池の集電電極を提供する
ものである。
に起因するそり現象と、このそり現象に起因する電解液
の液洩れ等の特性不良を誘発する原因をなくし、且つ機
械的強度を高めた亜鉛−臭素電池の集電電極を提供する
ものである。
【図１】本発明の具体的な実施例を概略的に説明するた
めの要部断面図。
めの要部断面図。
【図２】図１の組付状態を示す要部断面図。
【図３】本実施例で採用した集電体の構造例を示す平面
図。
図。
【図４】図３の側断面図。
【図５】図４のＡ部分の拡大図。
【図６】図６（Ａ）は本実施例で採用したコレクタリー
ドの側面図。図６（Ｂ）は同平面図。
ドの側面図。図６（Ｂ）は同平面図。
【図７】図７（Ａ）は本実施例で採用した集電体入りカ
ーボンプラスチック電極の平面図。図７（Ｂ）は同側面
図。
ーボンプラスチック電極の平面図。図７（Ｂ）は同側面
図。
【図８】図８（Ａ）は本実施例で採用した電極用枠体の
平面図。図８（Ｂ）は同側断面図。
平面図。図８（Ｂ）は同側断面図。
【図９】亜鉛−臭素電池の電池本体を示す要部分解斜視
図。
図。
【図１０】従来の集電電極の構造例を示す分解断面図。 ６ｃ…集電メッシュ ７…集電電極 ８…締付端板 ２０…集電体 ２１…コレクタリード ２１ａ…銅板 ２２…ボルト ２３ａ，２３ｂ…カーボンプラスチック ２５…枠材 ２６…電極収納用凹部 ２７…ナット嵌合孔 ２８…Ｏリング嵌合孔 ３０…集電体入りカーボンプラスチック電極 ３１…Ｏリング ３２…ナット ４０…電極枠枠体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−103779（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−138068（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−148580（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−43956（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−122976（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−10661（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−236764（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−41366（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 4/86 - 4/98 H01M 12/08
Claims (4)
- 【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、一
対の集電電極と締付端板を配置し、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において、 ボルト付きコレクタリードが内挿された集電体の両面か
らカーボンプラスチックをサンドイッチ状に積層固着し
た集電体入りカーボンプラスチック電極と、一方側の面
に上記カーボンプラスチック電極が収納可能な電極収納
用凹部を有するとともに、底面にナット嵌合孔が形成さ
れた絶縁性の電極用枠体とから構成され、上記電極用枠
体の凹部内にシール材を介在して集電体入りカーボンプ
ラスチック電極を嵌合して、ボルトとナットの螺合固定
により該カーボンプラスチック電極と電極用枠体とを液
密下にシールしたことを特徴とする亜鉛−臭素電池の集
電電極。 - 【請求項２】 前記電極用枠体は、ガラス繊維入り高密
度ポリエチレンで構成された請求項１記載の亜鉛−臭素
電池の集電電極。 - 【請求項３】 前記コレクタリードは、２枚の細長い銅
板をＸ状に交又して、中心部をボルトで締付固定した構
造を有する請求項１記載の亜鉛−臭素電池の集電電極。 - 【請求項４】 ２枚の集電メッシュの間にボルト付きコ
レクタリードを固着して集電体を構成し、この集電体の
両面からカーボンプラスチックをサンドイッチ状に積層
して、ヒートプレス手段により集電体入りカーボンプラ
スチック電極を製作する工程と、一方側の面に電極収納
用凹部を有し、該電極収納用凹部の底面にナット嵌合孔
が形成された絶縁性の枠材で成る電極用枠体を製作する
工程と、この電極用枠体の凹部内にシール材を介在して
前記集電体入りカーボンプラスチック電極を嵌合して、
ナット嵌合孔にて該カーボンプラスチック電極のボルト
を電極用枠体に螺合固定する工程を実施することを特徴
とする亜鉛−臭素電池の集電電極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02516693A JP3170930B2 (ja) | 1993-02-15 | 1993-02-15 | 亜鉛−臭素電池の集電電極及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02516693A JP3170930B2 (ja) | 1993-02-15 | 1993-02-15 | 亜鉛−臭素電池の集電電極及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06243875A JPH06243875A (ja) | 1994-09-02 |
| JP3170930B2 true JP3170930B2 (ja) | 2001-05-28 |
Family
ID=12158431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02516693A Expired - Fee Related JP3170930B2 (ja) | 1993-02-15 | 1993-02-15 | 亜鉛−臭素電池の集電電極及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3170930B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005174844A (ja) * | 2003-12-15 | 2005-06-30 | Nissan Motor Co Ltd | バイポーラ電池 |
-
1993
- 1993-02-15 JP JP02516693A patent/JP3170930B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06243875A (ja) | 1994-09-02 |
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|---|---|---|---|
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