JP7360861B2 - battery - Google Patents
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Description
本発明は、構造体及び電池に関する。 The present invention relates to a structure and a battery.
従来から、筐体に電解液が収容された電池では、電解液の漏出を抑制することが求められている。電解液の漏出を抑制する技術として、下記特許文献1には、電池用端子と筐体との間にOリングを配置した電池が記載されている。 BACKGROUND ART Conventionally, in batteries in which an electrolyte is housed in a housing, it has been required to suppress leakage of the electrolyte. As a technique for suppressing electrolyte leakage, Patent Document 1 listed below describes a battery in which an O-ring is disposed between a battery terminal and a housing.
ところで、筐体に電解液が収容された電池に対しては、電池特性、安全性等の向上の観点から、電解液の漏出を更に抑制することが求められている。 By the way, from the viewpoint of improving battery characteristics, safety, etc., it is required to further suppress leakage of the electrolyte in a battery in which an electrolyte is housed in a housing.
本発明の一側面は、電解液の漏出を抑制することができる電池を得ることが可能な構造体を提供することを目的とする。本発明の他の一側面は、電解液の漏出を抑制することが可能な電池を提供することを目的とする。 One aspect of the present invention is to provide a structure capable of obtaining a battery that can suppress leakage of electrolyte. Another aspect of the present invention is to provide a battery that can suppress leakage of electrolyte.
電解液の漏出を抑制する方法としては、電解液が漏出しやすい部位に接着剤を付与することが考えられる。これに対し、本発明者は、接着剤を付与する場合であっても電解液の漏出抑制効果を充分に向上させることが難しい場合があることを見出した上で、特定の接着剤を特定の部位に付与することにより優れた漏出抑制効果が得られることを見出した。 One possible method for suppressing electrolyte leakage is to apply an adhesive to areas where electrolyte tends to leak. In contrast, the present inventor found that even when applying an adhesive, it may be difficult to sufficiently improve the electrolyte leakage suppressing effect, and the inventors discovered that it may be difficult to sufficiently improve the leakage suppression effect of the electrolyte even when applying an adhesive. It has been found that an excellent leakage suppressing effect can be obtained by applying it to the site.
本発明の一側面によれば、電池に用いられる構造体であって、貫通孔が形成された蓋部材と、前記貫通孔に挿通される棒部、及び、前記貫通孔に挿通されないフランジ部を有する導電棒と、前記蓋部材に対する前記フランジ部の反対側に配置されて、前記フランジ部を前記蓋部材側に引き寄せることにより前記導電棒を前記蓋部材に締結する締結部材と、前記棒部が挿通されると共に、前記フランジ部及び前記蓋部材の間に配置された環状の第1のシール部材と、を備え、前記蓋部材及び前記フランジ部の間において前記第1のシール部材に接触する第1の接着剤と、前記締結部材の内周部及び前記棒部の間に配置された第2の接着剤と、が付与されており、前記第1の接着剤及び前記第2の接着剤がシリコーン化合物を含む、構造体を提供する。 According to one aspect of the present invention, there is provided a structure for use in a battery, which includes a lid member in which a through hole is formed, a rod portion that is inserted into the through hole, and a flange portion that is not inserted through the through hole. a fastening member that is disposed on the opposite side of the flange portion to the lid member and fastens the conductive rod to the lid member by drawing the flange portion toward the lid member; an annular first sealing member that is inserted through the ring and is disposed between the flange portion and the lid member, and a first sealing member that contacts the first sealing member between the lid member and the flange portion; 1 adhesive and a second adhesive disposed between the inner peripheral part of the fastening member and the rod part, and the first adhesive and the second adhesive are applied. A structure including a silicone compound is provided.
本発明の他の一側面によれば、上述の構造体と、当該構造体の前記蓋部材が取り付けられた筐体と、当該筐体に収容された電極及び電解液と、を備える、電池を提供する。 According to another aspect of the present invention, a battery includes the above-described structure, a casing to which the lid member of the structure is attached, and an electrode and an electrolyte housed in the casing. provide.
このような構造体及び電池によれば、電解液の漏出を抑制することが可能であり、優れた漏出抑制効果を得ることができる。 According to such a structure and battery, it is possible to suppress leakage of the electrolytic solution, and an excellent leakage suppressing effect can be obtained.
本発明の一側面によれば、電解液の漏出を抑制することができる電池を得ることが可能な構造体を提供することができる。本発明の他の一側面によれば、電解液の漏出を抑制することが可能な電池を提供することができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to provide a structure that makes it possible to obtain a battery that can suppress leakage of electrolyte. According to another aspect of the present invention, it is possible to provide a battery that can suppress leakage of electrolyte.
以下、本発明の実施形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
本実施形態に係る構造体は、電池に用いられる構造体(電池用構造体)である。本実施形態に係る構造体は、貫通孔が形成された蓋部材と、前記貫通孔に挿通される棒部、及び、前記貫通孔に挿通されないフランジ部を有する導電棒と、前記蓋部材に対する前記フランジ部の反対側に配置されて、前記フランジ部を前記蓋部材側に引き寄せることにより前記導電棒を前記蓋部材に締結する締結部材と、前記導電棒が挿通されると共に、前記フランジ部及び前記蓋部材の間に配置された環状の第1のシール部材と、を備え、前記蓋部材及び前記フランジ部の間において前記第1のシール部材に接触する第1の接着剤と、前記締結部材の内周部及び前記棒部の間に配置された第2の接着剤と、が付与されており、前記第1の接着剤及び前記第2の接着剤がシリコーン化合物を含む。本実施形態に係る電池は、本実施形態に係る構造体と、当該構造体の前記蓋部材が取り付けられた筐体と、当該筐体に収容された電極及び電解液と、を備える。電池としては、ニッケル亜鉛電池(ニッケル亜鉛二次電池)、空気亜鉛電池(ニッケル亜鉛二次電池)、銀亜鉛電池(銀亜鉛二次電池)等の亜鉛電池などが挙げられる。 The structure according to this embodiment is a structure used for a battery (a battery structure). The structure according to the present embodiment includes a lid member in which a through hole is formed, a rod portion inserted into the through hole, a conductive rod having a flange portion not inserted into the through hole, and a conductive rod that has a flange portion that is not inserted into the through hole. a fastening member that is disposed on the opposite side of the flange portion and fastens the conductive rod to the lid member by drawing the flange portion toward the lid member; an annular first sealing member disposed between the lid members, a first adhesive contacting the first sealing member between the lid member and the flange portion, and a first adhesive of the fastening member. a second adhesive disposed between the inner peripheral portion and the rod portion, the first adhesive and the second adhesive containing a silicone compound. The battery according to this embodiment includes the structure according to this embodiment, a casing to which the lid member of the structure is attached, and an electrode and an electrolyte housed in the casing. Examples of the battery include zinc batteries such as a nickel-zinc battery (nickel-zinc secondary battery), a zinc-air battery (nickel-zinc secondary battery), and a silver-zinc battery (silver-zinc secondary battery).
本実施形態に係る構造体では、締結部材により導電棒が蓋部材に締結されることで第1のシール部材が圧縮されることにより、第1のシール部材が、フランジ部及び蓋部材の間をシールすると共に、導電棒の棒部の外周部と蓋部材との間をシールする。そして、蓋部材及びフランジ部の間において第1のシール部材に接触する第1の接着剤として、シリコーン化合物を含む接着剤が付与されていることにより、蓋部材及びフランジ部の間における第1のシール部材の周囲の隙間から電解液が漏出することが抑制される。また、締結部材の内周部及び棒部の間に配置された第2の接着剤として、シリコーン化合物を含む接着剤が付与されていることにより、締結部材の内周部及び棒部の間の隙間から電解液が漏出することが抑制される。シリコーン化合物を含む接着剤は好適な弾性を有していることから、電池の動作に伴い温度変化が生じた場合であっても接着剤と被接着物との間に隙間が生じることが抑制されることにより漏出を抑制しやすいと推測される。以上により、本実施形態に係る構造体、及び、当該構造体を備える電池によれば、電解液の漏出を抑制することが可能であり、優れた漏出抑制効果を得ることができる。 In the structure according to the present embodiment, the first seal member is compressed by the conductive rod being fastened to the lid member by the fastening member, so that the first seal member connects between the flange portion and the lid member. At the same time, a seal is formed between the outer circumference of the rod portion of the conductive rod and the lid member. By applying an adhesive containing a silicone compound as the first adhesive that contacts the first sealing member between the lid member and the flange, the first adhesive between the lid member and the flange is applied. Leakage of the electrolytic solution from the gap around the seal member is suppressed. Furthermore, by applying an adhesive containing a silicone compound as the second adhesive disposed between the inner circumference of the fastening member and the rod, the inner circumference of the fastening member and the rod can be bonded. Leakage of the electrolyte from the gap is suppressed. Adhesives containing silicone compounds have suitable elasticity, which prevents gaps from forming between the adhesive and the adhered object even when temperature changes occur due to battery operation. It is assumed that this will help prevent leakage. As described above, according to the structure according to the present embodiment and the battery including the structure, leakage of the electrolyte can be suppressed, and an excellent leakage suppressing effect can be obtained.
図1~3を用いて、本実施形態に係る電池及び構造体の一例を説明する。図1~3に示される電池100は、構造体110と、筐体120と、筐体120に収容された電極群(電極)130及び電解液(図示せず)と、を備える。構造体110は、蓋部材10と、二つの導電棒20と、二つの締結部材30と、二つのシール部材(第1のシール部材)40と、二つのシール部材(第2のシール部材)50と、を備える。筐体120には、構造体110の蓋部材10が取り付けられている。
An example of a battery and a structure according to this embodiment will be explained using FIGS. 1 to 3. The
蓋部材10には、蓋部材10を貫通する二つの貫通孔10aが形成されている。蓋部材10は、例えば矩形状の平板であり、二つの貫通孔10aは、蓋部材10の中心部を挟むように配置されている。
Two through
導電棒20は、電極群130から電気を取り出すための出力端子である。一方の導電棒20は、蓋部材10の一方の貫通孔10aに挿通されて、電極群130の正極に電気的に接続されている。他方の導電棒20は、蓋部材10の他方の貫通孔10aに挿通されて、電極群130の負極に電気的に接続されている。導電棒20は、導電性を有していればよく、金属棒、炭素棒等であってよい。二つの導電棒20は、互いに同一の構成であってよく、互いに異なる構成であってもよい。
The
導電棒20は、蓋部材10の貫通孔10aに挿通される棒部22と、貫通孔10aに挿通されないフランジ部24と、を有している。棒部22は、棒状に延びる部位である。フランジ部24は、棒部22に隣接して棒部22に接続されており、棒部22に対して拡径化された部位である。フランジ部24は、例えば円柱状である。棒部22の外径は、貫通孔10aの内径よりも小さく、フランジ部24の外径は、貫通孔10aの内径よりも大きい。そのため、棒部22は貫通孔10aに挿通可能であるが、フランジ部24は貫通孔に挿通不能である。そして、フランジ部24が筐体120の外側に配置されるように棒部22が貫通孔10aに挿通されている。
The
棒部22は、ネジ部22a及び円筒部22bを有している。ネジ部22aは、外周部にネジ溝が形成された部位であり、棒部22のフランジ部24とは反対側の先端部に形成されている。円筒部22bは、外周部にネジ溝が形成されていない部位であり、棒部22のフランジ部24に隣接する位置に形成されている。フランジ部24のネジ部22aとは反対側の面には、導電棒20の軸線方向(長手方向)に延びるネジ穴24aが形成されている。ネジ穴24aには、例えば、外部端子等がねじ込まれる。電池100の構造体110では、フランジ部24が蓋部材10の外側に配置されているため、外部端子を接続するためのネジ穴24aをフランジ部24に形成することができる。なお、電池100の出力端子は、導電棒20単体で構成されてよく、導電棒20と、ネジ穴24aにねじ込まれた外部端子等とにより構成されてもよい。
The
締結部材30は、蓋部材10に対するフランジ部24の反対側に配置されている。締結部材30は、フランジ部24を蓋部材10側に引き寄せることにより導電棒20を蓋部材10に締結する。締結部材30は、例えば、筐体120の内側に配置されたナットである。締結部材30がナットであることにより、容易に導電棒20を蓋部材10に締結することができる。締結部材30は、筐体120の内側において導電棒20のネジ部22aに締め付けられている。そして、締結部材30は、ネジ部22aに締め付けられることでフランジ部24を蓋部材10側に引き寄せて導電棒20を蓋部材10(筐体120)に締結する。
The
締結部材30は、蓋部材10に対するフランジ部24の反対側に配置されて、フランジ部24を蓋部材10側に引き寄せることにより導電棒20を蓋部材10に締結することができれば、如何なる部材であってもよい。ナット以外の締結部材30としては、蓋部材10に対するフランジ部24の反対側において、導電棒20をクランプしてバネ等の付勢部材により蓋部材10を押圧するクランプ部材;蓋部材10に対するフランジ部24の反対側において、導電棒20が蓋部材10を押圧した状態で導電棒20を保持するネジ又はリベット等が挙げられる。
The
シール部材40は、フランジ部24と蓋部材10との間に配置された環状(例えば円環状)の部材である。シール部材50は、締結部材30及び蓋部材10の間に配置された環状(例えば円環状)の部材である。シール部材40及び/又はシール部材50としては、Oリング、ワッシャ(例えばシールワッシャ)等が挙げられる。シール部材40及びシール部材50は、互いに同一の部材であってよく、互いに異なる部材であってもよい。
The
シール部材40及び/又はシール部材50は、環状の弾性部材と、弾性部材の外周側において弾性部材を保持する保持部材と、を有する部材(例えばシールワッシャ)であってよい。例えば、シール部材50がこのような部材である場合、締結部材30により導電棒20が筐体120に締結されてシール部材50が圧縮された際に、シール部材50では、弾性部材が、圧縮方向に圧縮されることで圧縮方向と直交する方向に伸びようとするが、保持部材が弾性部材の少なくとも一部をシール部材50の外周側から保持することにより、半径方向外側への伸びが制限される。これにより、弾性部材は、半径方向内側に伸びて導電棒20の棒部22に圧接されるため、締結部材30の締結力により、シール部材50によっても、締結部材30と筐体120との間のシールだけでなく、導電棒20の棒部22と筐体120との間のシールも行うことができるため、電解液の漏出を更に抑制することができる。
The
シール部材40及びシール部材50には、導電棒20の棒部22が挿通されている。棒部22の円筒部22bは、シール部材40に挿通されており、棒部22のネジ部22aは、シール部材50に挿通されている。シール部材40は、棒部22における円筒部22bに対応する位置に配置されており、シール部材50は、棒部22のネジ部22aに対応する位置に配置されている。ネジ部22aは、棒部22におけるシール部材40に対応する位置に設けられておらず、棒部22におけるシール部材50に対応する位置に設けられている。棒部22におけるシール部材40に対応する位置にネジ部22aが設けられていないことにより、シール部材40が棒部22に隙間なく圧接されることから電解液の漏出を抑制しやすい。
The
締結部材30により導電棒20が蓋部材10に締結されることで、シール部材40は、フランジ部24と蓋部材10との間をシールすると共に、棒部22(円筒部22b)の外周部と蓋部材10との間をシールする。締結部材30により導電棒20が蓋部材10に締結されることで、シール部材50は、締結部材30と蓋部材10との間をシールすると共に、棒部22(ネジ部22a)の外周部と蓋部材10との間をシールする。構造体110がシール部材40に加えてシール部材50を備えることにより、電解液の漏出を更に抑制することができる。
By fastening the
シール部材40及び/又はシール部材50の構成材料としては、電解液に対する耐性を有する素材を用いることができる。シール部材40及び/又はシール部材50の構成材料としては、例えば、エチレン-プロピレン-ジエン共重合体(EPDM)、アクリロニトリル-ブタジエンゴム(NBR)、水素化ニトリルゴム(HNBR)、四フッ化エチレン樹脂(PTFE)等の弾性材料が挙げられる。シール部材40又はシール部材50が上述の弾性部材及び保持部材を有する場合、弾性材料を含む弾性部材と、金属材料(例えばSUS)を含む保持部材と、を用いることができる。シール部材40及びシール部材50の構成材料は、互いに同一であってよく、互いに異なっていてもよい。
As the constituent material of the
電池100の構造体110では、蓋部材10及びフランジ部24の間においてシール部材40に接触する第1の接着剤60と、締結部材30の内周部30a及び棒部22の間に配置(例えば充填)された第2の接着剤70と、が付与されており、第1の接着剤及び第2の接着剤がシリコーン化合物を含む。
In the
第1の接着剤60は、シール部材40の少なくとも一部に接触している。第1の接着剤60は、例えば、蓋部材10及びフランジ部24の間におけるシール部材40の外周側に付与されており、環状のシール部材40の形状に沿ってシール部材40の外周側の周囲に付与されていてよい。構造体110を得るに際しては、例えば、図4に示すように、シール部材40に導電棒20の棒部22を挿通させた状態で第1の接着剤60又はその前駆体をシール部材40の外周側に付与した後に蓋部材10の貫通孔10aに棒部22を挿通させることができる。第1の接着剤60は、シール部材40及び蓋部材10の間、シール部材40及びフランジ部24の間、シール部材40の内周側等に更に付与されていてもよい。第1の接着剤60は、蓋部材10及び/又はフランジ部24に接触してよい。
The
第2の接着剤は、締結部材30の内周部30a及び棒部22に接触している。第2の接着剤は、締結部材30の内周部30a及び棒部22の間において棒部22の軸線方向(長手方向)に沿って配置されてよく、締結部材30の内周部30aの一部又は全部に接触していてよい。構造体110を得るに際しては、例えば、図5に示すように、シール部材40、蓋部材10の貫通孔10a、及び、シール部材50に導電棒20の棒部22を挿通させた状態で第2の接着剤70又はその前駆体を棒部22の露出部の外周部に付与した後に締結部材30に棒部22を挿通させる(ネジ部22aをねじ込む)ことができる。
The second adhesive is in contact with the inner
第1の接着剤及び第2の接着剤は、シリコーン化合物又はその前駆体を含有するシリコーン系接着剤である。シリコーン化合物は、シロキサン結合(-Si-O-Si-)を有している。第1の接着剤及び/又は第2の接着剤は、シリコーン化合物の前駆体(シリコーン化合物を与える化合物。例えば、後述の一般式(A1)で表される化合物)の硬化物であってもよい。硬化物は、室温において前駆体が硬化することにより得られてよい。 The first adhesive and the second adhesive are silicone adhesives containing a silicone compound or a precursor thereof. The silicone compound has a siloxane bond (-Si-O-Si-). The first adhesive and/or the second adhesive may be a cured product of a silicone compound precursor (a compound that provides a silicone compound; for example, a compound represented by general formula (A1) described below). . The cured product may be obtained by curing the precursor at room temperature.
シリコーン化合物は、ポリアルキレン基を有してよく、ポリアルキレン基とシロキサン結合とを交互に有する分子鎖を有してよい。シリコーン化合物は、ポリアルキレン基と、ポリアルキレン基の両末端に結合したアルコキシシリル基と、を有する化合物の縮合物を含んでよく、当該化合物に由来する構造単位を有してよい。ポリアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基(n-プロピレン基、isо-プロピレン基等)、ブチレン基などが挙げられる。アルコキシシリル基におけるアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基等が挙げられる。アルコキシシリル基におけるアルコキシ基の数は、1~3であってよく、1又は2であってよい。ポリアルキレン基の両末端に結合したアルコキシシリル基におけるアルコキシ基の数は、互いに同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。 The silicone compound may have a polyalkylene group, and may have a molecular chain having alternating polyalkylene groups and siloxane bonds. The silicone compound may include a condensation product of a compound having a polyalkylene group and an alkoxysilyl group bonded to both ends of the polyalkylene group, and may have a structural unit derived from the compound. Examples of the polyalkylene group include a methylene group, an ethylene group, a propylene group (n-propylene group, iso-propylene group, etc.), a butylene group, and the like. Examples of the alkoxy group in the alkoxysilyl group include a methoxy group and an ethoxy group. The number of alkoxy groups in the alkoxysilyl group may be 1 to 3, and may be 1 or 2. The number of alkoxy groups in the alkoxysilyl groups bonded to both ends of the polyalkylene group may be the same or different.
シリコーン化合物は、下記一般式(A1)で表される化合物の縮合物を含んでよく、下記一般式(A1)で表される化合物に由来する構造単位を有してよい。シリコーン化合物は、例えば、下記一般式(A2)で表される構造を有してよい。 The silicone compound may include a condensate of a compound represented by the following general formula (A1), and may have a structural unit derived from the compound represented by the following general formula (A1). The silicone compound may have a structure represented by the following general formula (A2), for example.
(式中、mは、1以上の整数を示す。)
(In the formula, m represents an integer of 1 or more.)
(式中、m1及びm2は、それぞれ独立に1以上の整数を示す。)
(In the formula, m1 and m2 each independently represent an integer of 1 or more.)
筐体120は、例えば、電極群130及び電解液を収容する電槽である。筐体120は、電極群130及び電解液を密封する。筐体120は、例えば、一方に開放された開口を有する箱体であり、その内部に、電極群130及び電解液を収容する収容空間が形成されている。筐体120の内部に電極群130及び電解液を収容した後に溶着等により蓋部材10を筐体120に取り付けることにより筐体120と蓋部材10とを一体化させてよい。
The
電極群130は、例えば、セパレータを介して対向する正極及び負極によって構成されている。電極群130において、正極同士及び負極同士は、例えば、ストラップで連結されている。電池100がニッケル亜鉛電池である場合、例えば、正極にニッケル電極が用いられ、負極に亜鉛電極が用いられる。電池100が空気亜鉛電池である場合、例えば、正極に空気極が用いられ、負極に亜鉛が用いられる。電池100が銀亜鉛電池である場合、例えば、正極に銀電極が用いられ、負極に亜鉛が用いられる。
The
電解液は、例えば、溶媒及び電解質を含有している。電池100がニッケル亜鉛電池である場合、例えば、電解液として水酸化カリウムを用いることができる。電池100が空気亜鉛電池である場合、例えば、電解液として水酸化カリウムを用いることができる。電池100が銀亜鉛電池である場合、例えば、電解液として水酸化カリウム又は水酸化ナトリウムを用いることができる。
The electrolytic solution contains, for example, a solvent and an electrolyte. When the
以上、本実施形態に係る電池及び構造体の一例について説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではない。 Although an example of the battery and structure according to the present embodiment has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment.
例えば、上記実施形態では、蓋部材10が貫通孔10aを複数有しているが、蓋部材は貫通孔を1つのみ有してもよい。同様に、構造体における導電棒等の各種部材の数は、複数であってよく、一つのみであってもよい。
For example, in the embodiment described above, the
上記実施形態では、シール部材40及びシール部材50の二つのシール部材を用いているが、構造体(電池用構造体)は、図6に示す構造体110aのように、締結部材30と蓋部材10との間に配置されるシール部材50を備えなくてもよい。
In the above embodiment, two sealing members, the sealing
上記実施形態では、導電棒20のフランジ部24が筐体120の外側に配置され、締結部材30が筐体の内側に配置されているが、導電棒のフランジ部が筐体の内側に配置され、締結部材が筐体の外側に配置されてもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、ネジ部22aは、棒部22におけるシール部材40に対応する位置に設けられておらず、棒部22におけるシール部材50に対応する位置に設けられているが、ネジ部22aは、棒部22におけるシール部材40に対応する位置に設けられていてもよく、また、棒部22におけるシール部材50に対応する位置に設けられていなくてもよい。また、上記実施形態では、棒部22は、ネジ部22a及び円筒部22bを有しているが、ネジ部又は円筒部の何れか一方を有しなくてもよい。
In the above embodiment, the threaded
以下、実施例を用いて本発明の内容を更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the content of the present invention will be explained in more detail using examples, but the present invention is not limited to the following examples.
<構造体の作製>
実施例及び比較例の電池用構造体を室温(25℃)にて下記手順で作製した。
<Preparation of structure>
Battery structures of Examples and Comparative Examples were produced at room temperature (25° C.) according to the following procedure.
(実施例)
円板状のフランジ部と、フランジ部の主面の中央から延びる棒部と、を有する導電棒を2つ準備した後、シール部材A(Oリング、材料:EPDM、内径:5mm、線径:1.8mm)がフランジ部に接触するように棒部をシール部材Aに挿通した。このとき、シール部材Aの内周側は棒部に接触していた。一方の導電棒は正極用であり、正極用導電棒の材料はNiめっき銅であった。他方の導電棒は負極用であり、負極用導電棒の材料はSnめっき銅であった。
シリコーン系接着剤(株式会社スリーボンド製、商品名:1533F)をOリングの露出部(外周部等)に塗布した。
2つの貫通孔を有する蓋部材(材料:旭化成株式会社、商品名:ザイロンTZ100)を準備した後、Oリングが蓋部材に接触するまで蓋部材の各貫通孔に導電棒の棒部を挿通した。このとき、上述のシリコーン系接着剤をOリングの外周側において蓋部材及びフランジに接触させて仮固定した。
蓋部材に対するフランジ部の反対側において、シール部材B(円環状の弾性部材と、弾性部材の外周側において弾性部材を保持する保持部材と、を有するシールワッシャ、NOK株式会社製、商品名:SUSWF-6、弾性部材の材料:NBR、保持部材の材料:SUS)が蓋部材に接触するように棒部をシール部材Bに挿通した。このとき、シール部材Bの内周側は棒部に接触していた。
蓋部材に対するフランジ部の反対側において、棒部におけるシール部材Bから露出する部分の外周部にシリコーン系接着剤(株式会社スリーボンド製、商品名:1533F)を塗布した。
蓋部材に対するフランジ部の反対側において棒部にナット(M6、材料:Niめっき銅)を締結した。ナット締め付けトルクは1.4N・mであった。
一日放置することにより、蓋部材の貫通孔に挿通された導電棒を有する構造体を得た。
(Example)
After preparing two conductive rods having a disk-shaped flange portion and a rod portion extending from the center of the main surface of the flange portion, seal member A (O-ring, material: EPDM, inner diameter: 5 mm, wire diameter: The rod portion was inserted through the seal member A so that the rod portion (1.8 mm) was in contact with the flange portion. At this time, the inner peripheral side of the seal member A was in contact with the rod portion. One of the conductive rods was for a positive electrode, and the material of the conductive rod for the positive electrode was Ni-plated copper. The other conductive rod was for the negative electrode, and the material of the negative electrode conductive rod was Sn-plated copper.
A silicone adhesive (trade name: 1533F, manufactured by Three Bond Co., Ltd.) was applied to the exposed portion (outer periphery, etc.) of the O-ring.
After preparing a lid member (material: Asahi Kasei Corporation, product name: Zylon TZ100) having two through holes, a rod portion of a conductive rod was inserted into each through hole of the lid member until the O-ring came into contact with the lid member. . At this time, the above-mentioned silicone adhesive was brought into contact with the lid member and the flange on the outer circumferential side of the O-ring to temporarily fix it.
A seal washer having a seal member B (an annular elastic member and a holding member that holds the elastic member on the outer circumferential side of the elastic member on the opposite side of the flange portion to the lid member, manufactured by NOK Corporation, product name: SUSWF) -6. The rod portion was inserted into the sealing member B so that the material of the elastic member: NBR and the material of the holding member: SUS) came into contact with the lid member. At this time, the inner peripheral side of the seal member B was in contact with the rod portion.
On the opposite side of the flange to the lid member, a silicone adhesive (trade name: 1533F, manufactured by Three Bond Co., Ltd.) was applied to the outer circumferential portion of the rod portion exposed from the seal member B.
A nut (M6, material: Ni-plated copper) was fastened to the rod portion on the opposite side of the flange portion to the lid member. The nut tightening torque was 1.4 N·m.
By leaving it for one day, a structure having a conductive rod inserted into the through hole of the lid member was obtained.
(比較例)
円板状のフランジ部と、フランジ部の主面の中央から延びる棒部と、を有する導電棒を2つ準備した。一方の導電棒は正極用であり、正極用導電棒の材料はNiめっき銅であった。他方の導電棒は負極用であり、負極用導電棒の材料はSnめっき銅であった。続いて、棒部及びフランジ部の接続部分の周囲にコールタールを塗布した後、30分放置した。次に、シール部材(Oリング、材料:EPDM、内径:5mm、線径:1.8mm)がフランジ部に接触するように棒部をシール部材Aに挿通した。このとき、シール部材の内周側は棒部に接触していた。
シリコーン系接着剤とは異なる接着剤A(ヘンケル社製、商品名:MS9360)をOリングの露出部に塗布した。
2つの貫通孔を有する蓋部材(材料:旭化成株式会社、商品名:ザイロンTZ100)を準備した。蓋部材の一方面における貫通孔の周囲にプライマー(セメダイン株式会社、商品名:PP-7F)を塗布した後、1分以内に、Oリングが蓋部材に接触するまで蓋部材の各貫通孔に導電棒の棒部を挿通した。このとき、上述の接着剤AをOリングの外周側において蓋部材及びフランジに接触させて仮固定した。
蓋部材に対するフランジ部の反対側において、棒部におけるシール部材Bから露出する部分の外周部に、シリコーン系接着剤とは異なる接着剤B(エポキシ系接着剤、ヘンケル社製、商品名:E-90FL)を塗布した。
蓋部材に対するフランジ部の反対側において棒部にナット(M6、材料:Niめっき銅)を締結した。ナット締め付けトルクは1.0N・mであった。
一日放置することにより、蓋部材の貫通孔に挿通された導電棒を有する構造体を得た。
(Comparative example)
Two conductive rods having a disk-shaped flange portion and a rod portion extending from the center of the main surface of the flange portion were prepared. One of the conductive rods was for a positive electrode, and the material of the conductive rod for the positive electrode was Ni-plated copper. The other conductive rod was for the negative electrode, and the material of the negative electrode conductive rod was Sn-plated copper. Subsequently, coal tar was applied around the connection portion between the rod portion and the flange portion, and then left for 30 minutes. Next, the rod portion was inserted through the seal member A so that the seal member (O-ring, material: EPDM, inner diameter: 5 mm, wire diameter: 1.8 mm) was in contact with the flange portion. At this time, the inner peripheral side of the seal member was in contact with the rod portion.
Adhesive A (manufactured by Henkel, trade name: MS9360), which is different from a silicone adhesive, was applied to the exposed portion of the O-ring.
A lid member (material: Asahi Kasei Corporation, trade name: Zylon TZ100) having two through holes was prepared. After applying a primer (Cemedine Co., Ltd., product name: PP-7F) around the through holes on one side of the lid member, apply primer to each through hole of the lid member within 1 minute until the O-ring comes into contact with the lid member. The rod part of the conductive rod was inserted. At this time, the above-mentioned adhesive A was brought into contact with the lid member and the flange on the outer peripheral side of the O-ring to temporarily fix it.
On the opposite side of the flange to the lid member, adhesive B (epoxy adhesive, manufactured by Henkel, product name: E- 90FL) was applied.
A nut (M6, material: Ni-plated copper) was fastened to the rod portion on the opposite side of the flange portion to the lid member. The nut tightening torque was 1.0 N·m.
By leaving it for one day, a structure having a conductive rod inserted into the through hole of the lid member was obtained.
<電池の作製>
一辺の端部に耳部を有する矩形状(56mm×67mm)の電極板(正極板(集電体:発泡ニッケル、電極層:ニッケル化合物)及び電極板(負極板(集電体:Snめっき銅、電極層:亜鉛化合物)を準備した。耳部がセパレータから露出するように各電極板を袋状のセパレータ(矩形状、約58mm×70mm、材料:ポリプロピレン)に収容した。
<Preparation of battery>
A rectangular (56 mm x 67 mm) electrode plate (positive electrode plate (current collector: foamed nickel, electrode layer: nickel compound) with an ear at the end of one side and an electrode plate (negative electrode plate (current collector: Sn-plated copper) , electrode layer: zinc compound) was prepared.Each electrode plate was housed in a bag-shaped separator (rectangular shape, approximately 58 mm x 70 mm, material: polypropylene) so that the ears were exposed from the separator.
積層体の一辺の一端において正極板の耳部が積層方向に重なる耳部群が形成されると共に、積層体の当該一辺の他端において負極板の耳部が積層方向に重なる耳部群が形成されるように、11枚の正極板及び12枚の負極板を交互に積層して積層体を得た。積層体における対向する一対の辺に沿って積層体の中央をテープで巻き回すと共に、積層体における対向する他の一対の辺に沿って積層体の中央をテープで巻き回すことにより正極板及び負極板を固定して極板群を得た。 At one end of one side of the laminate, an ear group is formed in which the ears of the positive electrode plates overlap in the stacking direction, and at the other end of the side of the laminate, an ear group is formed in which the ears of the negative electrode plates overlap in the stacking direction. A laminate was obtained by alternately stacking 11 positive electrode plates and 12 negative electrode plates as shown in FIG. By winding the center of the laminate with tape along a pair of opposing sides of the laminate, and wrapping the center of the laminate with tape along the other pair of opposing sides of the laminate, the positive electrode plate and the negative electrode are separated. The plates were fixed to obtain an electrode plate group.
上述の構造体の棒部の長手方向に垂直な方向に貫通する貫通孔を有する端子を上述の構造体の各フランジ部に取り付けた。次に、バネワッシャ及び平ワッシャを介在させた状態で正極板の耳部群と上述の端子の一方とをボルト及びナットで固定した。また、バネワッシャ及び平ワッシャを介在させた状態で負極板の耳部群と上述の端子の他方とをボルト及びナットで固定した。ボルト締め付けトルクは、正極側において2.5N・mであり、負極側において1N・mであった。電極群を接続した構造体の蓋部材を電槽に接合した。注液口から空気を電槽内に注入した後、50℃の水槽に電槽を浸漬した。0.4MPaで加圧し、1.5分間に溶着部から空気漏れがないことを確認した。 A terminal having a through hole penetrating in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the rod portion of the above-described structure was attached to each flange portion of the above-described structure. Next, the ear group of the positive electrode plate and one of the above-mentioned terminals were fixed with bolts and nuts with a spring washer and a flat washer interposed therebetween. Further, the ear group of the negative electrode plate and the other terminal of the above-described terminal were fixed with bolts and nuts with a spring washer and a flat washer interposed therebetween. The bolt tightening torque was 2.5 N·m on the positive electrode side and 1 N·m on the negative electrode side. The lid member of the structure to which the electrode group was connected was joined to the battery case. After injecting air into the container from the liquid injection port, the container was immersed in a water tank at 50°C. The pressure was applied to 0.4 MPa, and it was confirmed that there was no air leakage from the welded part for 1.5 minutes.
注入口から電解液(水酸化カリウム水溶液)を電槽内に注入した。注入口にOリングを挿通した状態で制御弁を取り付けることにより密封した。充放電を繰り返した後に一定温度で7日間エージングし、さらに、所定の条件で充放電を繰り返す操作で化成を行うことにより電池を作製した。 Electrolyte solution (potassium hydroxide aqueous solution) was injected into the battery container through the injection port. The injection port was sealed by inserting an O-ring into the injection port and attaching a control valve to the injection port. A battery was produced by repeating charging and discharging, then aging at a constant temperature for 7 days, and then chemically forming the battery by repeating charging and discharging under predetermined conditions.
<漏液試験>
排気液の漏れの影響がないように上述の電池の制御弁にカバーを設置した。端子に少量の水を塗布した後、pH試験紙を用いて端子の表面に電解液が付着していないことを確認した。
<Leak test>
A cover was installed on the control valve of the battery mentioned above to prevent the influence of leakage of exhaust fluid. After applying a small amount of water to the terminal, it was confirmed using pH test paper that no electrolyte was attached to the surface of the terminal.
恒温恒湿槽に電池を収容した後、60℃、75%RHで1週間放置した。恒温恒湿槽から電池を取り出した後、1時間室温で冷却した。pH試験紙を用いて端子の表面に電解液が付着しているか否かを確認し、電解液が確認されない場合には、恒温恒湿槽において60℃、75%RHで1週間放置した後にpH試験紙による電解液の付着を確認する上述の操作を繰り返した。 After placing the battery in a constant temperature and humidity chamber, it was left at 60° C. and 75% RH for one week. After the battery was taken out from the constant temperature and humidity chamber, it was cooled at room temperature for 1 hour. Use pH test paper to check whether electrolyte is attached to the surface of the terminal. If no electrolyte is found, leave it in a constant temperature and humidity chamber at 60°C and 75% RH for one week, then check the pH. The above-mentioned operation of checking the adhesion of the electrolyte using the test paper was repeated.
比較例の電池では、2週間の試験で端子(負極側の端子)において電解液の付着が確認されたのに対し、実施例の電池では、8週間の試験でようやく端子(負極側の端子)において電解液の付着が確認された。 In the battery of the comparative example, electrolyte adhesion was confirmed on the terminal (negative electrode side terminal) after a two-week test, whereas in the battery of the example, electrolyte was only observed on the terminal (negative electrode side terminal) after an eight-week test. Adhesion of electrolyte was confirmed in
10…蓋部材、10a…貫通孔、20…導電棒、22…棒部、22a…ネジ部、22b…円筒部、24…フランジ部、24a…ネジ穴、30…締結部材、30a…内周部、40…シール部材(第1のシール部材)、50…シール部材(第2のシール部材)、60…第1の接着剤、70…第2の接着剤、100…電池、110,110a…構造体、120…筐体、130…電極群(電極)。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
ニッケル亜鉛電池、空気亜鉛電池又は銀亜鉛電池であり、
前記構造体が、
貫通孔が形成されていると共に、前記筐体に取り付けられた蓋部材と、
前記貫通孔に挿通される棒部、及び、前記貫通孔に挿通されないフランジ部を有する導電棒と、
前記蓋部材に対する前記フランジ部の反対側に配置されて、前記フランジ部を前記蓋部材側に引き寄せることにより前記導電棒を前記蓋部材に締結する締結部材と、
前記棒部が挿通されると共に、前記フランジ部及び前記蓋部材の間に配置された環状の第1のシール部材と、を備え、
前記蓋部材及び前記フランジ部の間において前記第1のシール部材に接触する第1の接着剤と、前記締結部材の内周部及び前記棒部の間に配置された第2の接着剤と、が付与されており、
前記第1の接着剤及び前記第2の接着剤がシリコーン化合物を含み、
前記電解液が水酸化カリウム又は水酸化ナトリウムを含有する、電池。 A battery comprising a structure, a casing, and an electrode and an electrolyte housed in the casing,
A nickel-zinc battery, a zinc-air battery or a silver-zinc battery,
The structure is
a lid member having a through hole formed therein and attached to the housing ;
a conductive rod having a rod portion inserted into the through hole and a flange portion not inserted into the through hole;
a fastening member that is disposed on the opposite side of the flange portion to the lid member and fastens the conductive rod to the lid member by drawing the flange portion toward the lid member;
an annular first sealing member through which the rod part is inserted and disposed between the flange part and the lid member;
a first adhesive that contacts the first sealing member between the lid member and the flange, and a second adhesive that is disposed between the inner circumference of the fastening member and the rod; has been granted,
the first adhesive and the second adhesive contain a silicone compound,
A battery , wherein the electrolytic solution contains potassium hydroxide or sodium hydroxide .
前記締結部材が、前記ネジ部に締め付けられるナットである、請求項1又は2に記載の電池。 The rod portion has a threaded portion in which a threaded groove is formed;
The battery according to claim 1 or 2, wherein the fastening member is a nut tightened onto the threaded portion.
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