JPH0133903B2 - - Google Patents

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JPH0133903B2
JPH0133903B2 JP56200854A JP20085481A JPH0133903B2 JP H0133903 B2 JPH0133903 B2 JP H0133903B2 JP 56200854 A JP56200854 A JP 56200854A JP 20085481 A JP20085481 A JP 20085481A JP H0133903 B2 JPH0133903 B2 JP H0133903B2
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JP
Japan
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electrode
frame
frame material
punched
electrolyte
Prior art date
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JP56200854A
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English (en)
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JPS58102470A (ja
Inventor
Akira Yamamoto
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication of JPH0133903B2 publication Critical patent/JPH0133903B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/02Details
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 A 産業上の利用分野 本発明は、電解液循環型二次電池に用いられる
枠付電極に関するものである。
B 発明の概要 本発明においては、不良品の少ない、ワレ等の
少ない成形状態が良好な、製作の容易な電極であ
り、詳しくは、絶縁枠が所定の大きさの打抜部を
各々有する上側枠材及び下側枠材と、前記打抜部
より小さい打抜部を有する中間枠材との重ね合せ
で構成され;電極板の外形が前記中間枠材の打抜
部の開口形状と合致されて前記中間枠材の打抜部
に前記電極板が平らに嵌込まれており;前記中間
枠材が前記上側枠材と下側枠材との間に挟まれて
ヒートプレス成形された電解液循環型電池用枠付
電極である。
C 従来の技術 第1図は、本発明に係る枠付電極が用いられる
電解液循環型二次電池の基本的な構成図である。
この二次電池は、負極1と隔膜(セパレータ)2
との間で形成される負極室3に、負極液貯蔵槽4
から液循環用ポンプ5aによつて負極を供給する
とともに、正極6と隔膜2との間で形成される正
極室7に、正極液貯蔵槽8から液循環用ポンプ5
bによつて正極液を供給するようになつている。
なお、9a,9bはバルブで充放電時に開かれ
る。
第2図は、このような電解液循環型二次電池の
具体的な構成例を示す構成斜視図である。各電極
及び隔膜は、いずれも同一外形の枠に指示されて
おり、電極1は隔膜2を挾んで積層される構成と
なつている。ここで、電極と隔膜間は数mm以下で
あつて、積層長を小さくするために電極及び電極
枠は薄く構成されている。
従来、このように積層して用いられる枠付電極
の成形は、第3図に示すようになされていた。す
なわち、第3図は金型内部に挿入された状態にあ
る枠付電極の断面図であつて、形状に関しては、
1枚の枠部成形用樹脂11と、1枚の電極部成形
用カーボン・プラスチツク12とを、2〜3mmの
重なり部分(オーバラツプ部)13をもつて重ね
ていた。枠部成形用樹脂11、電極部成形用カー
ボン・プラスチツク12は、いずれも板状に成形
された部材であつて、前者は金型のマイクロチヤ
ンネル部を覆うように考慮され、その直角側は、
枠幅とほぼ等しくとつてある。また、枠材11の
外形は、金型20,21の内のりよりも2〜3mm
小さく切り出し、量的には金型20,21の内容
積及びその容積と樹脂の加熱による体膨張を考慮
し、余剰分が±5%以内となるように調整してあ
る。この結果、電極板を構成するカーボンプラス
チツクの厚さは1.0mm〜1.4mm、電極板を指示する
枠材の厚さは3.0mm〜5.0mmの範囲であつた。
D 発明が解決しようとする課題 このようにして成形される従来の枠付電極は、
次に列記するような種々の問題点があつた。
(1) 第3図において、A、D面は各々カーボンプ
ラスチツク12、枠材11が直接金型20,2
1の内面に接触するのに対し、B、D面は浮い
た状態となるため、ヒートプレス時において熱
の伝導性が悪く、部分的に溶融しない所がない
ようにするためには長時間を必要とする。
(2) E部は密閉空間となり、また、樹脂が溶融し
た状態で加圧されるため、この密閉空間E部に
残留した多量の空気が逃げるとき、D面の成形
状態を著しく悪くし、また、完全に空気が抜け
きらない場合がある等、歩溜りが極めて悪い。
(3) カーボンプラスチツク12を厚い枠材11に
押込む格好で成形されるので、F部でワレを生
じ易い。
(4) 成形品において、A側の面は枠部Gの表面に
までカーボンプラスチツク12の一部が露出す
るのに対し、反対のD側の面は、カーボンプラ
スチツクの面に枠材11が流出し、有効電極部
Hの面積を著しく減少させている。
(5) 枠材11の厚みが厚いため、事前に部材を所
定の形状に切断するのに手間がかかる。
(6) 枠材の段差部分、すなわち金型の角部に対応
した部分が冷却されると体積が減少して樹脂の
逃げが生じ易く、そこに凹状に減少した溝が形
成されることがあり、この凹状に減少した溝が
枠部材とカーボンプラスチツク材との境界(結
合部)にかかることがあつた。
ここにおいて本発明は、これらの問題をなく
し、その製作の容易な電解液循環型電池用枠付電
極を提供するものである。
E 課題を解決するための手段 本発明に係る電解液循環型電池用枠付電極で
は、矩形状の導電性プラスチツク電極板と、該導
電性プラスチツク電極板の表面の周囲に設けた熱
可塑性樹脂からなる絶縁枠と、該絶縁枠の対向す
る一組の辺部に各々設けた一対の電解液流路とを
備えた枠付電極であつて、該枠付電極を複数重ね
合せることにより、前記導電性プラスチツク電極
板と前記絶縁枠とで囲まれた電池反応室を形成
し、該電池反応室内に前記一方の電解液流路を介
して電解液を流入させ、他方の電解液流路を介し
て流出させるようにした電解液循環型電池用枠付
電極において、 前記絶縁枠が、所定の大きさの打抜部を各々有
する上側枠材及び下側枠材と、前記打抜部より小
さい打抜部を有する中間枠材との重ね合せで構成
され、 前記電極板の外形が前記中間枠材の打抜部の開
口形状と合致されて前記中間枠材の打抜部に前記
電極板が平らに嵌込まれており、 前記中間枠材が前記上側枠材と下側枠材との間
に挟まれてヒートプレス成形されてなるものであ
る。
F 作用 本発明においては、絶縁枠が、所定の大きさの
打抜部を各々有する上側枠材及び下側枠材と、前
記打抜部より小さい打抜部を有する中間枠材との
重ね合せで構成され;電極板の外形が前記中間枠
材の打抜部の開口形状と合致されて前記中間枠材
の打抜部に前記電極板が平らに嵌込まれており;
前記中間枠材が前記上側枠材と下側枠材との間に
挟まれてヒートプレス成形されてなるため、ヒー
トプレス時に、各試料間に逃げ場のない空気を封
じ込め難くなり、樹脂の流動が少なくなる。
また、中間枠材の内抜部を上下側枠材の打抜部
より小さく構成し、中間枠材が打抜部側で上下側
枠材より内側に突出するようにしたので、冷却さ
れると体積が減少して、樹脂の逃げが生じて枠材
の段差部分に凹状に減少した溝が形成された場合
にも、中間部材とカーボンプラスチツク材との境
界(結合部)にかからない。
更に中間枠材の打抜部にカーボンプラスチツク
材を嵌め込んで一体に結合させるようにしている
ので、中間枠材上にカーボンプラスチツク材の導
電物(カーボンブラツク)が混入しない。また、
上下側枠材とカーボンプラスチツク材との間に絶
縁部分(中間枠材の突出部分)を形成しているの
で、カーボンプラスチツク材と上下側枠材との距
離が遠くなる。
G 実施例 第4図は本発明に係る枠付電極の部材構成図
(重ね合せ方法)、第5図は金型内部に挿入された
状態にある本発明の枠付電極の部材断面図であ
る。これらの図において、15は上側枠材、16
は下側枠材で、これらはいずれも同一形状、同一
厚さC2のシート状で構成されており、その真中
は金型22,23の枠部と同形状にくり抜いて切
断した打抜部15a,16aを有している。この
上側枠材15、下側枠材16と同一材質の中間枠
材17があり、その厚さは枠材15,16の厚さ
C2とほぼ同じであり、真中は枠材15,16に
設けられた打抜部15a,16aより僅かに小さ
な形状にくり抜いて切り出した打抜部17aを有
している。18は電極を構成するカーボンプラス
チツク材で、その厚さは枠材15,16,17の
厚さとほぼ同じであり、外形は有効電極部より若
干大き目であつて、中間枠材の打抜部17aとほ
ぼ同じ大きさになつている。このカーボンプラス
チツク材18としては、例えばカーボン微粉末と
熱可塑性材としてのポリオレフイン系レジンを混
合してヒートプレスで成形したものが使用され
る。カーボンプラスチツク材18は、第5図に示
すように中間枠材17の打抜部17aに挿入さ
れ、また中間枠材17は上側枠材15と下側枠材
16との間に挾み、金型22,23の内部に設置
し、金型22,23を加圧してヒートプレスする
ことによつて一体成形される。
ここで、金型22,23を完全に閉じると、有
効電極部(カーボンプラスチツク部分)は例えば
1.0mmとなり、はじめの厚さC2より0.2〜0.4mm薄く
なつて成形される。従つて、枠付電極成形前にお
いて、上型を静かに載せた時点では、各素材のソ
リやバリも含めて、上型と下型とのギヤツプC1
は1mm程度存在している。
第6図は、このようにして成形された本発明に
係る枠付電極の具体的構成例を示す要部の平面図
である。ここで電極を構成しているカーボンプラ
スチツク材18はその周囲が中間枠材17に融着
し、この中間枠材が上側枠材15と下側枠材16
との間に挾まつて溶融し、一体成形されている。
19は電極液が電極板周辺に均一に導入されるよ
うに設けられたマイクロチヤンネルであつて、こ
れも金型による成形によつて中間枠材17に形成
される。
このようにして構成される枠付電極は、枠材が
3枚に分離していることから、金型内に重ね合せ
てヒートプレスする際、各試料間に逃げ場のない
空気を封じ込めることはなく、金型に正確に対応
した良好な成形品を容易に得ることができる。ま
た、ヒートプレス時に樹脂の流動が少なくできる
ことから、カーボンプラスチツクの引裂きやワレ
等の不良がほとんどなくなり、また、電極の有効
面積も設計通りの正確な値となる。
また、中間枠材の内抜部を上下側枠材の打抜部
より小さく構成し、中間枠材が打抜部側で上下側
枠材より内側に突出するようにしたので、冷却さ
れると体積が減少して、樹脂の逃げが生じて枠材
の段差部分に凹状に減少した溝が形成された場合
にも、中間部材とカーボンプラスチツク材との境
界(結合部)にかからず、従つて中間枠材とカー
ボンプラスチツク材との結合強度を大きくするこ
とができる。
上下側枠材、中間枠材及びカーボンプラスチツ
ク材を金型で挾んで加熱加圧して枠付電極を形成
する場合、本発明は中間枠材の打抜部にカーボン
プラスチツク材を嵌め込んで一体に結合させるよ
うにしているので、マニホールド、チヤンネルが
形成される枠材にカーボンプラスチツク材の導電
物(カーボンブラツク)が混入する虞れはなく、
従つて枠材の絶縁性が維持される。
本発明は上下側枠材とカーボンプラスチツク材
との間に絶縁部分(中間枠材の突出部分)を形成
しているので、カーボンプラスチツク材と上下側
枠材との距離、すなわちカーボンプラスチツク材
とマニホールドおよびチヤンネルとの距離が遠く
なり、従つてシヤントカレントの発生を防止する
ことができる。
H 発明の効果 本発明は以上説明したとおり、ヒートプレス時
に、各試料間に逃げ場のない空気を封じ込め難く
し、金型への樹脂の流動が少なくでき、金型に正
確に対応した良好な成形品を容易に得ることがで
き、引裂きやワレ等の不良がほとんどなくなり、
また、電極の有効面積も設計通りの正確な値の電
極となる。
また、中間枠材の内抜部を上下側枠材の打抜部
より小さく構成し、中間枠材が打抜部側で上下側
枠材より内側に突出するようにしたので、冷却さ
れると体積が減少して、樹脂の逃げが生じて枠材
の段差部分に凹状に減少した溝が形成された場合
にも、中間部材とカーボンプラスチツク材との境
界(結合部)にかからず、従つて中間枠材とカー
ボンプラスチツク材との結合強度を大きくするこ
とができる。
更に、中間枠材の打抜部にカーボンプラスチツ
ク材を嵌め込んで一体に結合させるようにしてい
るので、マニホールド、チヤンネルが形成される
枠材にカーボンプラスチツク材の導電物(カーボ
ンブラツク)が混入しないため、枠材の絶縁性が
維持される。また、上下側枠材とカーボンプラス
チツク材との間に絶縁部分(中間枠材の突出部
分)を形成しているので、カーボンプラスチツク
材と上下側枠材との距離、すなわちカーボンプラ
スチツク材とマニホールドおよびチヤンネルとの
距離が遠くなり、シヤントカレントの発生を防止
することができる等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る枠付電極が用いられる電
解液循環型二次電池の基本的な構成図、第2図は
その具体的な構成例を示す構成斜視図、第3図は
積層電池の従来の枠付電極の成形手法を説明する
ための説明図、第4図は本発明に係る枠付電極素
材構成図、第5図は金型内部に挿入された状態に
ある本発明の枠付電極の素材断面図、第6図はそ
の具体的構成例を示す要部の平面図である。 15……上側枠材、16……下側枠材、17…
…中間枠材、17a……打抜部、18……カーボ
ンプラスチツク材。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 矩形状の導電性プラスチツク電極板と、該導
    電性プラスチツク電極板の表面の周囲に設けた熱
    可塑性樹脂からなる絶縁枠と、該絶縁枠の対向す
    る一組の辺部に各々設けた一対の電解液流路とを
    備えた枠付電極であつて、該枠付電極を複数重ね
    合せることにより、前記導電性プラスチツク電極
    板と前記絶縁枠とで囲まれた電池反応室を形成
    し、該電池反応室内に前記一方の電解液流路を介
    して電解液を流入させ、他方の電解液流路を介し
    て流出させるようにした電解液循環型電池用枠付
    電極において、 前記絶縁枠が、所定の大きさの打抜部を各々有
    する上側枠材及び下側枠材と、前記打抜部より小
    さい打抜部を有する中間枠材との重ね合せで構成
    され、 前記電極板の外形が前記中間枠材の打抜部の開
    口形状と合致されて前記中間枠材の打抜部に前記
    電極板が平らに嵌込まれており、 前記中間枠材が前記上側枠材と下側枠材との間
    に挟まれてヒートプレス成形されてなることを特
    徴とする電解液循環型電池用枠付電極。
JP56200854A 1981-12-15 1981-12-15 電解液循環型電池用枠付電極 Granted JPS58102470A (ja)

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JPS58102470A JPS58102470A (ja) 1983-06-18
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5539200A (en) * 1978-09-13 1980-03-18 Electrochem Energieconversie Method of producing electrochemical battery

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