JPH0412610Y2 - - Google Patents
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- JPH0412610Y2 JPH0412610Y2 JP1983092049U JP9204983U JPH0412610Y2 JP H0412610 Y2 JPH0412610 Y2 JP H0412610Y2 JP 1983092049 U JP1983092049 U JP 1983092049U JP 9204983 U JP9204983 U JP 9204983U JP H0412610 Y2 JPH0412610 Y2 JP H0412610Y2
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- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 7
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 6
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 4
- 210000001787 dendrite Anatomy 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 3
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
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Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Cell Separators (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
Description
本考案は、積層二次電池のセパレータに関す
る。 たとえば、亜鉛−臭素二次電池は液循環式を構
成し、第１図に示すように電極１，２、セパレー
タ３を主とする電池本体Ａ、液循環系Ｂ及び貯蔵
槽Ｃにより構成されている。充電時には、図に示
すように負極１側には亜鉛で電着し、正極２側は
臭素が発生して電解液中に溶解する。放電時には
その逆に亜鉛Znが溶解しZn2+となり臭素Br2は
Br-となる。そしてセパレータ３は、充電時発生
した臭素が負極１側、すなわち亜鉛側へ拡散し、
亜鉛との反応すなわち自己放電を起こさないよう
にするために設けてある。なお、４，５は正極液
貯蔵槽及び負極液貯蔵槽、６，７は電池本体Ａを
構成する正極室及び負極室であり、８，９はポン
プである。また矢印ａ，ｂは電解液の流れ方向を
示している。 実際の電池では電極１，２とセパレータ３との
間隔を保つため、ポリオレフイン系の網を入れる
かまたは第２図ａ，ｂに示すように、セパレータ
１０の基体部１０ｄの両表面に突起部１０ａを設
けてある。しかし網を入れると電池内部の電解液
ａ，ｂの流れを乱し均一な電極反応を妨げること
になる。また第３図ａ，ｂ，ｃに示すような半
球、円錐、円柱形状の単なる突起部１０ａのみで
は、充電時亜鉛が電着する際突起のすそ部への電
流集中の結果第４図ａに示すようにデンドライト
○イが突起部１０ａの脇１０ｂにのび、セパレータ
１０を貫通して臭素を拡散させ自己放電を、更に
は正極との短絡事故を起すという問題があつた。
また第４図ｂのように突起部１０ａの上部に気泡
○ロがたまり電解液の流れが不均一になつたり、又
は電解液と電極との非接触による電池効率の低下
などの不都合を生じるおそれがあつた。 本考案は、上記のような問題を解決するために
なされたもので、充放電効率の良好な積層電池の
セパレータを得ることを目的とする。 本考案は上記の目的を達成するためになされた
もので、平板状の基体部１０ｄと、該基体部１０
ｄ表面に設けられた突起部１０ａとを有し、前記
突起部１０ａはスロープ状に形成されたすそ部１
０ｃをもち、該すそ部１０ｃの傾斜（以下、単に
スロープと言う）は前記突起部１０ａ高さの1/4
内至2/3の位置からはじまり、前記基体部１０ｄ
に対して10°内至40°の角度をなすように形成され
た積層二次電池のセパレータを提供するものであ
る。 以下図面を用いて本考案を説明する。 第５図は本考案の実施例を示す断面図である。
図に示すように突起部１０ａのすそ部１０ｃはス
ロープ状にしてある。このため第６図に示すよう
に、電着した亜鉛は突起部１０ａ脇への電流集中
が緩和され、突起部１０ａの近傍のデンドライト
の発生がなくなる。なお第５図に示すように、す
そ部１０ｃのスロープがセパレータ１０の面に対
してなす角度αは、10°乃至40°程度が好ましく、
またスロープの高さは突起部１０ａの高さをｈと
すると、1/4ｈ乃至2/3ｈがよい。これ以外では突
起部１０ａ近傍の電流集中が起りやすくなる。以
下に半球突起で、すそ部をスロープ状にした本考
案にかかるセパレータ（条件１：スロープの角度
は30°、スロープの高さは突起部の高さの1/3）及
び半球突起付の従来のセパレータ（条件２：スロ
ープなし）のそれぞれについての充放電効率（電
池効率）を調べた結果を示す。 この実験は、条件１の本発明にかかるセパレー
タと条件２従来のセパレータ（両者とも多孔質セ
パレータ）とで、突起高、突起配置間隔、基体部
の膜厚を一定にして実施した。電流密度は
20mA／cm2で、８時間充放電した結果は以下の通
りである。
る。 たとえば、亜鉛−臭素二次電池は液循環式を構
成し、第１図に示すように電極１，２、セパレー
タ３を主とする電池本体Ａ、液循環系Ｂ及び貯蔵
槽Ｃにより構成されている。充電時には、図に示
すように負極１側には亜鉛で電着し、正極２側は
臭素が発生して電解液中に溶解する。放電時には
その逆に亜鉛Znが溶解しZn2+となり臭素Br2は
Br-となる。そしてセパレータ３は、充電時発生
した臭素が負極１側、すなわち亜鉛側へ拡散し、
亜鉛との反応すなわち自己放電を起こさないよう
にするために設けてある。なお、４，５は正極液
貯蔵槽及び負極液貯蔵槽、６，７は電池本体Ａを
構成する正極室及び負極室であり、８，９はポン
プである。また矢印ａ，ｂは電解液の流れ方向を
示している。 実際の電池では電極１，２とセパレータ３との
間隔を保つため、ポリオレフイン系の網を入れる
かまたは第２図ａ，ｂに示すように、セパレータ
１０の基体部１０ｄの両表面に突起部１０ａを設
けてある。しかし網を入れると電池内部の電解液
ａ，ｂの流れを乱し均一な電極反応を妨げること
になる。また第３図ａ，ｂ，ｃに示すような半
球、円錐、円柱形状の単なる突起部１０ａのみで
は、充電時亜鉛が電着する際突起のすそ部への電
流集中の結果第４図ａに示すようにデンドライト
○イが突起部１０ａの脇１０ｂにのび、セパレータ
１０を貫通して臭素を拡散させ自己放電を、更に
は正極との短絡事故を起すという問題があつた。
また第４図ｂのように突起部１０ａの上部に気泡
○ロがたまり電解液の流れが不均一になつたり、又
は電解液と電極との非接触による電池効率の低下
などの不都合を生じるおそれがあつた。 本考案は、上記のような問題を解決するために
なされたもので、充放電効率の良好な積層電池の
セパレータを得ることを目的とする。 本考案は上記の目的を達成するためになされた
もので、平板状の基体部１０ｄと、該基体部１０
ｄ表面に設けられた突起部１０ａとを有し、前記
突起部１０ａはスロープ状に形成されたすそ部１
０ｃをもち、該すそ部１０ｃの傾斜（以下、単に
スロープと言う）は前記突起部１０ａ高さの1/4
内至2/3の位置からはじまり、前記基体部１０ｄ
に対して10°内至40°の角度をなすように形成され
た積層二次電池のセパレータを提供するものであ
る。 以下図面を用いて本考案を説明する。 第５図は本考案の実施例を示す断面図である。
図に示すように突起部１０ａのすそ部１０ｃはス
ロープ状にしてある。このため第６図に示すよう
に、電着した亜鉛は突起部１０ａ脇への電流集中
が緩和され、突起部１０ａの近傍のデンドライト
の発生がなくなる。なお第５図に示すように、す
そ部１０ｃのスロープがセパレータ１０の面に対
してなす角度αは、10°乃至40°程度が好ましく、
またスロープの高さは突起部１０ａの高さをｈと
すると、1/4ｈ乃至2/3ｈがよい。これ以外では突
起部１０ａ近傍の電流集中が起りやすくなる。以
下に半球突起で、すそ部をスロープ状にした本考
案にかかるセパレータ（条件１：スロープの角度
は30°、スロープの高さは突起部の高さの1/3）及
び半球突起付の従来のセパレータ（条件２：スロ
ープなし）のそれぞれについての充放電効率（電
池効率）を調べた結果を示す。 この実験は、条件１の本発明にかかるセパレー
タと条件２従来のセパレータ（両者とも多孔質セ
パレータ）とで、突起高、突起配置間隔、基体部
の膜厚を一定にして実施した。電流密度は
20mA／cm2で、８時間充放電した結果は以下の通
りである。
【表】
以上の結果からわかるように、条件１も条件２
も電圧効率はそれほど変わりがないが、本考案に
係る条件１は、従来の条件２による実験結果より
電流効率が10％以上向上していることがわかつ
た。そのため電池効率も10％以上の差が生じてい
ることがわかつた。次に、スロープの角度につい
て適切な範囲を検討した結果を示す。この実験
は、高さが1.5mmでスロープの角度が異なる半球
状突起を設けたセパレータを作製し、電解液の流
れ状態を確認する（流れ試験）を行なうことによ
つて実施した。なお、突起部のスロープの高さは
突起部の高さの1/2、突起部の間隔は５mmとした。
も電圧効率はそれほど変わりがないが、本考案に
係る条件１は、従来の条件２による実験結果より
電流効率が10％以上向上していることがわかつ
た。そのため電池効率も10％以上の差が生じてい
ることがわかつた。次に、スロープの角度につい
て適切な範囲を検討した結果を示す。この実験
は、高さが1.5mmでスロープの角度が異なる半球
状突起を設けたセパレータを作製し、電解液の流
れ状態を確認する（流れ試験）を行なうことによ
つて実施した。なお、突起部のスロープの高さは
突起部の高さの1/2、突起部の間隔は５mmとした。
【表】
次に、流れ試験で良好な結果が得られたものに
ついて、3mol ZnBr2，1mol QBrの電解液を用
いて20mA／cm2で８時間の充放電試験を行なつた
ところ、第３表に示す結果が得られた。
ついて、3mol ZnBr2，1mol QBrの電解液を用
いて20mA／cm2で８時間の充放電試験を行なつた
ところ、第３表に示す結果が得られた。
【表】
次に、高さ1.5mmの突起部を設け、スロープの
角度を30°としたセパレータについて、スロープ
の高さを変えて前述したと同様の流れ試験と充放
電試験を行なつた。この結果を第４表に示す。
角度を30°としたセパレータについて、スロープ
の高さを変えて前述したと同様の流れ試験と充放
電試験を行なつた。この結果を第４表に示す。
【表】
【表】
以上の第２表〜第４表に示された結果から、突
起部付近での気泡のたまりを確実に防止し、か
つ、優れた電池効率を得るには、スロープの角度
を10°〜40°、スロープの高さを突起部の高さの1/
４〜2/3とすれば良いことが明らかである。 第７図は本考案の別の実施例を示す断面図であ
る。図に示すように突起部１０ａの形状は第５図
では直線形状で突起部１０ａのすそ部１０ｃをス
ロープ状にしてあるが、本実施例では第７図に示
すようにＲをつけたスロープにより構成してあ
る。 第８図は本考案のさらに別の実施例を示してい
る。突起部１０ａは円錐形状で形成され、さらに
突起部１０ａのすそ部１０ｃは直線形状でスロー
プ状に形成してある。突起部の形状は、すそ部に
角度が10°〜40°、高さが突起部の高さの1/4〜2/3
であるスロープが形成されたものであれば、特に
限定されるものではなく、半球状であつても円錐
状であつても良いものである。 以上の説明から明らかなように、本考案によれ
ば次のような顕著な効果を挙げることができる。 (1) すそ部への電流集中を防ぎ、突起部近傍の亜
鉛デンドライトの発生を防ぐことができるとと
もに、突起部近傍での気泡の発生を防止するこ
とができる。 (2) デンドライト及び気泡が発生しないため、電
流効率の上昇が得られ電池の効率向上をはかる
ことができる。 (3) 突起付セパレータを作製する際（ヒートプレ
ス、ロール、インジエクシヨンモールド等を使
用）、金型上の突起部分への樹脂の流れこみが
よくなるため均一な突起部を得ることができ
る。
起部付近での気泡のたまりを確実に防止し、か
つ、優れた電池効率を得るには、スロープの角度
を10°〜40°、スロープの高さを突起部の高さの1/
４〜2/3とすれば良いことが明らかである。 第７図は本考案の別の実施例を示す断面図であ
る。図に示すように突起部１０ａの形状は第５図
では直線形状で突起部１０ａのすそ部１０ｃをス
ロープ状にしてあるが、本実施例では第７図に示
すようにＲをつけたスロープにより構成してあ
る。 第８図は本考案のさらに別の実施例を示してい
る。突起部１０ａは円錐形状で形成され、さらに
突起部１０ａのすそ部１０ｃは直線形状でスロー
プ状に形成してある。突起部の形状は、すそ部に
角度が10°〜40°、高さが突起部の高さの1/4〜2/3
であるスロープが形成されたものであれば、特に
限定されるものではなく、半球状であつても円錐
状であつても良いものである。 以上の説明から明らかなように、本考案によれ
ば次のような顕著な効果を挙げることができる。 (1) すそ部への電流集中を防ぎ、突起部近傍の亜
鉛デンドライトの発生を防ぐことができるとと
もに、突起部近傍での気泡の発生を防止するこ
とができる。 (2) デンドライト及び気泡が発生しないため、電
流効率の上昇が得られ電池の効率向上をはかる
ことができる。 (3) 突起付セパレータを作製する際（ヒートプレ
ス、ロール、インジエクシヨンモールド等を使
用）、金型上の突起部分への樹脂の流れこみが
よくなるため均一な突起部を得ることができ
る。
第１図は本考案に係るセパレータを使用した積
層二次電池の基本構成図、第２図ａ，ｂは従来の
セパレータの一例を示す正面図及びその−断
面図、第３図ａ，ｂ，ｃ、第４図ａ，ｂは従来の
突起部の一例を示す断面図、第５図、第６図は本
考案の実施例を示す断面図、第７図及び第８図は
それぞれ本考案の他の実施例を示す断面図であ
る。 １０……セパレータ、１０ａ……突起部、１０
ｃ……すそ部、１０ｄ……基体部。
層二次電池の基本構成図、第２図ａ，ｂは従来の
セパレータの一例を示す正面図及びその−断
面図、第３図ａ，ｂ，ｃ、第４図ａ，ｂは従来の
突起部の一例を示す断面図、第５図、第６図は本
考案の実施例を示す断面図、第７図及び第８図は
それぞれ本考案の他の実施例を示す断面図であ
る。 １０……セパレータ、１０ａ……突起部、１０
ｃ……すそ部、１０ｄ……基体部。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 平板状の基体部１０ｄと、該基体部１０ｄ表面
に設けられた突起部１０ａとを有する積層二次電
池のセパレータにおいて、 前記突起部１０ａはスロープ状に形成されたす
そ部１０ｃをもち、該すそ部１０ｃの傾斜は前記
突起部１０ａ高さの1/4内至2/3の位置からはじま
り、前記基体部１０ｄに対して10°内至40°の角度
をなすように形成されたことを特徴とする積層二
次電池のセパレータ。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1983092049U JPS60856U (ja) | 1983-06-17 | 1983-06-17 | 積層二次電池のセパレ−タ |
| CA000456385A CA1222281A (en) | 1983-06-17 | 1984-06-12 | Secondary battery having the separator |
| AT84304065T ATE47937T1 (de) | 1983-06-17 | 1984-06-15 | Sekundaere batterie mit einem separator. |
| EP84304065A EP0130723B1 (en) | 1983-06-17 | 1984-06-15 | Secondary battery having a separator |
| DE8484304065T DE3480452D1 (en) | 1983-06-17 | 1984-06-15 | Secondary battery having a separator |
| US06/818,998 US4652504A (en) | 1983-06-17 | 1986-01-13 | Secondary battery having a separator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1983092049U JPS60856U (ja) | 1983-06-17 | 1983-06-17 | 積層二次電池のセパレ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60856U JPS60856U (ja) | 1985-01-07 |
| JPH0412610Y2 true JPH0412610Y2 (ja) | 1992-03-26 |
Family
ID=30222179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1983092049U Granted JPS60856U (ja) | 1983-06-17 | 1983-06-17 | 積層二次電池のセパレ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60856U (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0629893Y2 (ja) * | 1983-09-26 | 1994-08-10 | 株式会社明電舍 | 二次電池のセパレ−タ |
| JP4590813B2 (ja) * | 2002-05-21 | 2010-12-01 | パナソニック株式会社 | 鉛蓄電池用セパレータおよびそれを用いた鉛蓄電池 |
| JP4590814B2 (ja) * | 2002-05-21 | 2010-12-01 | パナソニック株式会社 | 鉛蓄電池 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5234327A (en) * | 1975-06-18 | 1977-03-16 | Lindstroem Ab Olle | Electrochemical battery separator |
-
1983
- 1983-06-17 JP JP1983092049U patent/JPS60856U/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5234327A (en) * | 1975-06-18 | 1977-03-16 | Lindstroem Ab Olle | Electrochemical battery separator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60856U (ja) | 1985-01-07 |
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