JPH0429493Y2 - - Google Patents
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- JPH0429493Y2 JPH0429493Y2 JP1988037556U JP3755688U JPH0429493Y2 JP H0429493 Y2 JPH0429493 Y2 JP H0429493Y2 JP 1988037556 U JP1988037556 U JP 1988037556U JP 3755688 U JP3755688 U JP 3755688U JP H0429493 Y2 JPH0429493 Y2 JP H0429493Y2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/36—Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34
- H01M10/365—Zinc-halogen accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0413—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes
- H01M10/0418—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes with bipolar electrodes
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
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- H01M8/2455—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with liquid, solid or electrolyte-charged reactants
-
- 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
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- Hybrid Cells (AREA)
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- Inert Electrodes (AREA)
- Primary Cells (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本考案は、不導電性の支持底板であつて、その
上に複数の櫛形の双極電極エレメントを有するも
のを具備する二次電池スタツクに関する。
上に複数の櫛形の双極電極エレメントを有するも
のを具備する二次電池スタツクに関する。
[従来の技術]
高エネルギ密度電池とは、ポンド当り約50ワツ
トの利用可能な電力を基準的に有している電池の
ことである。最近、米国特許第3713888号(引用
によつて本明細書中に組み入れられている)に記
載されている、新しいタイプの高エネルギ密度電
池が開発された。この高エネルギ密度電池は、金
属ハロゲン化物電解質−ハロゲン水和物系を採用
している。そのような系の使用は、金属ハロゲン
化物は勿論のこと、塩素、及び塩素の水溶液のよ
うな腐食性物質を取り扱うことを必要とする。そ
のような系は、米国特許第3813301号及び第
3909298号に開示されているような双極電極の使
用に適している。
トの利用可能な電力を基準的に有している電池の
ことである。最近、米国特許第3713888号(引用
によつて本明細書中に組み入れられている)に記
載されている、新しいタイプの高エネルギ密度電
池が開発された。この高エネルギ密度電池は、金
属ハロゲン化物電解質−ハロゲン水和物系を採用
している。そのような系の使用は、金属ハロゲン
化物は勿論のこと、塩素、及び塩素の水溶液のよ
うな腐食性物質を取り扱うことを必要とする。そ
のような系は、米国特許第3813301号及び第
3909298号に開示されているような双極電極の使
用に適している。
ここで、上記米国特許第3909298号に開示され
ている双極電極について、第4図を参照して簡単
に説明する。なお、この第4図は、その米国特許
第3909298号の第1図と実質的に同じものである。
この第4図には同じ層極電極40が2つ示されて
おり、各双極電極は、その表面に亜鉛層41を有
するグラフアイトの壁42と、複数の垂直通路4
3を有する多孔質炭素部材44とからなつてい
る。そして、電解質は、流入ダクト45から、垂
直通路43、多孔質炭素部材44及び反応ゾーン
46を通り、流出ダクト47へと矢印の方向に流
れ、この時、流入ダクト45及び流出ダクト47
内に存在する電解質が、後述する寄生電流路とな
る。一実施例においては、双極電極40の厚さは
約3mm(多孔質炭素部材の厚さは約2.5mm)であ
り、反応ゾーン46の厚さは約4.5mmであり、従
つて、セル間距離は約7.5mmである。
ている双極電極について、第4図を参照して簡単
に説明する。なお、この第4図は、その米国特許
第3909298号の第1図と実質的に同じものである。
この第4図には同じ層極電極40が2つ示されて
おり、各双極電極は、その表面に亜鉛層41を有
するグラフアイトの壁42と、複数の垂直通路4
3を有する多孔質炭素部材44とからなつてい
る。そして、電解質は、流入ダクト45から、垂
直通路43、多孔質炭素部材44及び反応ゾーン
46を通り、流出ダクト47へと矢印の方向に流
れ、この時、流入ダクト45及び流出ダクト47
内に存在する電解質が、後述する寄生電流路とな
る。一実施例においては、双極電極40の厚さは
約3mm(多孔質炭素部材の厚さは約2.5mm)であ
り、反応ゾーン46の厚さは約4.5mmであり、従
つて、セル間距離は約7.5mmである。
[考案が解決しようとする課題]
双極電極を使用する多数のセルは、セル・バン
クを形成すべく直列に接合され得、更に、セル・
バンクは、電圧を上昇させるべく直列に、電流容
量を増大させるべく並列に、あるいは両方の目的
を達成すべく直並列に接合され得る。しかしなが
ら、そのようなセル・バンクにおいては、セル間
距離が小さく(上述した例においては、2.54cm当
り4つのセル)、そして、セル間距離が小さくな
るということは、寄生効果及び樹枝状結晶効果を
強めることになる。
クを形成すべく直列に接合され得、更に、セル・
バンクは、電圧を上昇させるべく直列に、電流容
量を増大させるべく並列に、あるいは両方の目的
を達成すべく直並列に接合され得る。しかしなが
ら、そのようなセル・バンクにおいては、セル間
距離が小さく(上述した例においては、2.54cm当
り4つのセル)、そして、セル間距離が小さくな
るということは、寄生効果及び樹枝状結晶効果を
強めることになる。
ここで、上記寄生効果について簡単に説明す
る。寄生効果(parasitic effect)とは、多重セ
ル二次電池において、セル間に、“不平衡”を生
じさせる効果のことであり、この寄生効果は、寄
生電流、即ち、セルを連結する電解質回路網によ
つて生ずる導電路(寄生電流路)内を流れる電流
(例えば特開昭57−212784号参照)によつてもた
らされる。そして、そのセル間の“不平衡”は、
不均一な充電/放電サイクルをもたらし、二次電
池スタツクの中央部におけるセルが、その両端部
におけるセルよりも先に完全に放電してしまうと
いう結果を生ずる。従つて、寄生電流を小さくさ
せて寄生効果を弱めることにより、二次電池スタ
ツクの性能は向上する。そして、寄生電流を小さ
くするには、寄生電流が流れる導電路即ち寄生電
流路の距離を長くすればよい。何故ならば、寄生
電流路の距離が長くなると、その寄生電流路の電
気抵抗が増大し、寄生電流が小さくなるからであ
る。
る。寄生効果(parasitic effect)とは、多重セ
ル二次電池において、セル間に、“不平衡”を生
じさせる効果のことであり、この寄生効果は、寄
生電流、即ち、セルを連結する電解質回路網によ
つて生ずる導電路(寄生電流路)内を流れる電流
(例えば特開昭57−212784号参照)によつてもた
らされる。そして、そのセル間の“不平衡”は、
不均一な充電/放電サイクルをもたらし、二次電
池スタツクの中央部におけるセルが、その両端部
におけるセルよりも先に完全に放電してしまうと
いう結果を生ずる。従つて、寄生電流を小さくさ
せて寄生効果を弱めることにより、二次電池スタ
ツクの性能は向上する。そして、寄生電流を小さ
くするには、寄生電流が流れる導電路即ち寄生電
流路の距離を長くすればよい。何故ならば、寄生
電流路の距離が長くなると、その寄生電流路の電
気抵抗が増大し、寄生電流が小さくなるからであ
る。
電極の厚さ方向ではなく、電極の幅方向の導電
路を有する新しい双極電極構造体を用いることに
より、小さいセル間距離(即ち、上述の寄生電流
路の距離)と結び付いている上記問題点が解決す
るということが、発見された。
路を有する新しい双極電極構造体を用いることに
より、小さいセル間距離(即ち、上述の寄生電流
路の距離)と結び付いている上記問題点が解決す
るということが、発見された。
本考案に係る、その新しい双極電極構造体にお
ける寄生電流路は、その詳細は後述する第3図に
おける、一方の導管9の端部9aから、その一方
の導管9、マニホールド10及び他方の導管9′
を介し、その他方の導管9′の端部9bまでとな
る。このため、この双極電極構造体の使用は、実
効セル間距離を約6.35cm以上(上述した米国特許
第3909298号における双極電極の場合には約0.75
cmである)に増大させ得る一方、対向している電
極の面の間の実際の距離は、約0.2cmである。な
お、各々が1対の対向している電極から構成され
る、各ブロツク内の隣合うセルの間には、各ブロ
ツクにおける全てのセルが並列に接続されている
ので、寄生電流は流れない。
ける寄生電流路は、その詳細は後述する第3図に
おける、一方の導管9の端部9aから、その一方
の導管9、マニホールド10及び他方の導管9′
を介し、その他方の導管9′の端部9bまでとな
る。このため、この双極電極構造体の使用は、実
効セル間距離を約6.35cm以上(上述した米国特許
第3909298号における双極電極の場合には約0.75
cmである)に増大させ得る一方、対向している電
極の面の間の実際の距離は、約0.2cmである。な
お、各々が1対の対向している電極から構成され
る、各ブロツク内の隣合うセルの間には、各ブロ
ツクにおける全てのセルが並列に接続されている
ので、寄生電流は流れない。
従つて、本考案の目的は、新しい双極電極エレ
メントを具備するセル・バンク即ち二次電池スタ
ツクを提供することであり、その新しい双極電極
エレメントにおいては、実効セル間距離は、実際
の電極間距離よりもずつと大きく、もつて、電気
化学的な二次電池と結び付いている寄生効果及
び/又は樹枝状結晶効果が、弱められる。
メントを具備するセル・バンク即ち二次電池スタ
ツクを提供することであり、その新しい双極電極
エレメントにおいては、実効セル間距離は、実際
の電極間距離よりもずつと大きく、もつて、電気
化学的な二次電池と結び付いている寄生効果及
び/又は樹枝状結晶効果が、弱められる。
[課題を解決するための手段]
上記目的を達成するため、本考案によれば、不
導電性の支持底板であつて、その上に複数の櫛形
の双極電極エレメントを有するものを具備する二
次電池スタツクが提供され、各前記双極電極エレ
メントは、導電性で、化学的に不活性な、ほぼ平
坦な壁であつて、該壁は、互いに反対方向を向い
ている第1の面及び第2の面を有しており、各該
第1及び第2の面は、複数の、隣隔した、ほぼ平
行な溝を有しており、該第1の面における該溝
は、該第2の面における該溝と横方向に互い違い
になつているものと、第1及び第2の、離隔し
た、ほぼ平行な電極であつて、上記第1の面にお
ける上記溝のうちの第1及び第2のそれぞれの溝
内に配置される第1の縁部を有し、且つ上記壁の
面からほぼ垂直に延出するものと、第3の電極で
あつて、上記第2の面における上記溝内に配置さ
れる第1の縁部を有し、且つ上記壁の面からほぼ
垂直に延出するものとを具備し、ある双極電極エ
レメントの上記第1及び第2の電極が、隣の双極
電極エレメントの上記第3の電極と噛み合わされ
ており、且つ各上記第3の電極が、多孔質である
と共にキヤビテイを有しており、該キヤビテイ
は、電解質と、電解質供給導管であつて当該キヤ
ビテイを外部電解質供給源に接続するものとを受
容すべくなされていることを特徴としている。
導電性の支持底板であつて、その上に複数の櫛形
の双極電極エレメントを有するものを具備する二
次電池スタツクが提供され、各前記双極電極エレ
メントは、導電性で、化学的に不活性な、ほぼ平
坦な壁であつて、該壁は、互いに反対方向を向い
ている第1の面及び第2の面を有しており、各該
第1及び第2の面は、複数の、隣隔した、ほぼ平
行な溝を有しており、該第1の面における該溝
は、該第2の面における該溝と横方向に互い違い
になつているものと、第1及び第2の、離隔し
た、ほぼ平行な電極であつて、上記第1の面にお
ける上記溝のうちの第1及び第2のそれぞれの溝
内に配置される第1の縁部を有し、且つ上記壁の
面からほぼ垂直に延出するものと、第3の電極で
あつて、上記第2の面における上記溝内に配置さ
れる第1の縁部を有し、且つ上記壁の面からほぼ
垂直に延出するものとを具備し、ある双極電極エ
レメントの上記第1及び第2の電極が、隣の双極
電極エレメントの上記第3の電極と噛み合わされ
ており、且つ各上記第3の電極が、多孔質である
と共にキヤビテイを有しており、該キヤビテイ
は、電解質と、電解質供給導管であつて当該キヤ
ビテイを外部電解質供給源に接続するものとを受
容すべくなされていることを特徴としている。
[実施例]
以下、添付図面を参照して本考案の実施例につ
いて説明する。
いて説明する。
説明の都合上、本考案を、前述した米国特許第
3713888号に詳細に記載されている、亜鉛/塩
素/塩化亜鉛電解質系について説明するが、本考
案は、そのような系に限定されるものではない。
3713888号に詳細に記載されている、亜鉛/塩
素/塩化亜鉛電解質系について説明するが、本考
案は、そのような系に限定されるものではない。
第1図は、本考案に係る双極電極エレメントの
うちの2個を示しており、それらの双極電極エレ
メントの電極は、相互に噛み合わされている。各
エレメントは、導電性で、化学的に不活性な、ほ
ぼ平坦な壁1を有しており、この壁は、互いに反
対方向を向いている第1の面2及び第2の面3を
有している。第1の面2は、通常、第2の面3に
平行である。面2は、一連の離隔した溝4を備え
ており、これらの溝は、互いにほぼ平行であり、
面2に沿つて好適に対称的に配置されている。同
様に、面3は、一連の離隔した溝5を備えてお
り、これらの溝は、互いにほぼ平行であり、面3
に沿つて好適に対称的に配置されている。面2に
おける溝4は、面3における溝5と横方向に互い
違いになつている。好適に、各溝5は、隣合つた
1対の溝4の間の中間にあり、そして、逆もまた
同様である。
うちの2個を示しており、それらの双極電極エレ
メントの電極は、相互に噛み合わされている。各
エレメントは、導電性で、化学的に不活性な、ほ
ぼ平坦な壁1を有しており、この壁は、互いに反
対方向を向いている第1の面2及び第2の面3を
有している。第1の面2は、通常、第2の面3に
平行である。面2は、一連の離隔した溝4を備え
ており、これらの溝は、互いにほぼ平行であり、
面2に沿つて好適に対称的に配置されている。同
様に、面3は、一連の離隔した溝5を備えてお
り、これらの溝は、互いにほぼ平行であり、面3
に沿つて好適に対称的に配置されている。面2に
おける溝4は、面3における溝5と横方向に互い
違いになつている。好適に、各溝5は、隣合つた
1対の溝4の間の中間にあり、そして、逆もまた
同様である。
壁1は、それが接触することになる、電解質そ
の他の化学的な存在に対して化学的に耐性、即ち
不活性である、適切な導電性材料から構成され得
る。従つて、壁1は、グラフアイト、チタンのよ
うな弁金属等から作られ得る。壁1は、好適に、
電解質不浸透性で且つガス不透過性である。
の他の化学的な存在に対して化学的に耐性、即ち
不活性である、適切な導電性材料から構成され得
る。従つて、壁1は、グラフアイト、チタンのよ
うな弁金属等から作られ得る。壁1は、好適に、
電解質不浸透性で且つガス不透過性である。
双極電極エレメントは、少なくとも2個の電極
6を備えており、これらの電極は、グラフアイト
のような適切な電極材料で作られている。亜鉛/
塩素/塩化亜鉛系においては、電極6は、亜鉛電
極である。電極6は、ほぼ長方形である。電極6
の一方の縁部は、壁1の面2における溝4内に配
置されており、電極6は、壁1と電気的に接触し
ている。
6を備えており、これらの電極は、グラフアイト
のような適切な電極材料で作られている。亜鉛/
塩素/塩化亜鉛系においては、電極6は、亜鉛電
極である。電極6は、ほぼ長方形である。電極6
の一方の縁部は、壁1の面2における溝4内に配
置されており、電極6は、壁1と電気的に接触し
ている。
ほぼ長方形である、少なくとも1つの電極7
は、壁1の面3における溝5内に配置されてい
る。金属ハロゲン化物−ハロゲン水和物電池系に
おいては、電極7は、好適に多孔質であり、塩素
電極を構成する。電極7は、多孔質グラフアイト
(例えば、UCC PG−60及びAirco Speer 37−
G)又は多孔質貴金属触媒化弁金属(例えば、ル
テニウム化チタン)のような適切な電極材料で作
られ得る。
は、壁1の面3における溝5内に配置されてい
る。金属ハロゲン化物−ハロゲン水和物電池系に
おいては、電極7は、好適に多孔質であり、塩素
電極を構成する。電極7は、多孔質グラフアイト
(例えば、UCC PG−60及びAirco Speer 37−
G)又は多孔質貴金属触媒化弁金属(例えば、ル
テニウム化チタン)のような適切な電極材料で作
られ得る。
溝4内の電極6の縁部及び溝5内の電極7の縁
部は、適切な手段によつて溝内に維持される。例
えば、縁部は、接着、接触の地点におけるプラズ
マ溶射、又は熔接によつて溝内に保持され得る。
しかしながら、電極が溝よりも僅かに厚く、もつ
て、縁部が溝内に圧入されると、それらが所定の
場所に圧接によつて保持されるよう、電極が作ら
れるのが好適である。溝内への電極の圧入は、簡
単で信頼性の高い技法であり、且つ、低い接触抵
抗をもたらす。
部は、適切な手段によつて溝内に維持される。例
えば、縁部は、接着、接触の地点におけるプラズ
マ溶射、又は熔接によつて溝内に保持され得る。
しかしながら、電極が溝よりも僅かに厚く、もつ
て、縁部が溝内に圧入されると、それらが所定の
場所に圧接によつて保持されるよう、電極が作ら
れるのが好適である。溝内への電極の圧入は、簡
単で信頼性の高い技法であり、且つ、低い接触抵
抗をもたらす。
第1図に示されている好適な実施例において、
塩素電極7は、キヤビテイ8を有するようにして
作られている。この構造は、例えば、2つの適切
な形状の電極の半体を作り、次いで、それらの縁
部を不導電性の安定なマスクで封止するというよ
うな、あるいは、電極の半体を形成して半体自体
を結合するというような、当業者にとつては明ら
かな種々の方法で作られ得る。キヤビテイ8は、
電解質が供給されるところの空間である。また、
電極7は、ガス抜き孔(図示せず)を備えてい
る。
塩素電極7は、キヤビテイ8を有するようにして
作られている。この構造は、例えば、2つの適切
な形状の電極の半体を作り、次いで、それらの縁
部を不導電性の安定なマスクで封止するというよ
うな、あるいは、電極の半体を形成して半体自体
を結合するというような、当業者にとつては明ら
かな種々の方法で作られ得る。キヤビテイ8は、
電解質が供給されるところの空間である。また、
電極7は、ガス抜き孔(図示せず)を備えてい
る。
第3図を参照するに、個々の塩素電極7への電
解質の均一な分配を達成するため、各塩素電極
は、小さい直径の導管9であつて、マニホールド
に接続されると共に、流量調節オリフイスとして
作用するものを介して電解質を供給される。導管
9が電解質を頂部のマニホールド10から塩素電
極のキヤビテイ8の底へ運ぶということは、好適
である。何故ならば、セルの底が、好適な供給地
点であるからである。また、この構成において
は、一方の導管9の端部9aから、その導管9、
マニホールド10及び他方の導管9′を介し、そ
の他方の導管9′の端部9bまでが、寄生電流路
となる。従つて、この構成は、導管の長さを最大
にし、即ち寄生電流路を最長する。この結果、
個々のセル間の電解質抵抗は最大となり、もつ
て、寄生電流は最小になる。しかも、電解質は、
上述のように、導管9内を上から下へ流れるの
で、寄生電流は、より流れにくくなる。なお、電
解質は、溜め11からマニホールド10に供給さ
れる。
解質の均一な分配を達成するため、各塩素電極
は、小さい直径の導管9であつて、マニホールド
に接続されると共に、流量調節オリフイスとして
作用するものを介して電解質を供給される。導管
9が電解質を頂部のマニホールド10から塩素電
極のキヤビテイ8の底へ運ぶということは、好適
である。何故ならば、セルの底が、好適な供給地
点であるからである。また、この構成において
は、一方の導管9の端部9aから、その導管9、
マニホールド10及び他方の導管9′を介し、そ
の他方の導管9′の端部9bまでが、寄生電流路
となる。従つて、この構成は、導管の長さを最大
にし、即ち寄生電流路を最長する。この結果、
個々のセル間の電解質抵抗は最大となり、もつ
て、寄生電流は最小になる。しかも、電解質は、
上述のように、導管9内を上から下へ流れるの
で、寄生電流は、より流れにくくなる。なお、電
解質は、溜め11からマニホールド10に供給さ
れる。
第2図に示されているように、1群の双極電極
エレメントが組み合わされて1群のセル・バンク
即ち二次電池スタツクが形成される。各双極電極
エレメントの不活性な壁1は、隣の双極電極エレ
メントの壁1′に対して実質的に平行に位置させ
られている。各セルにおける最後の電極を除い
て、壁1の面3からほぼ垂直に延出している各塩
素電極7は、隣り合つた1対の亜鉛電極6′であ
つて、隣の壁1′の面2′からほぼ垂直に延出して
いるものの間に位置させられており、そして、逆
もまた同様である。換言すると、ある双極電極エ
レメントの塩素電極7は、隣の双極電極エレメン
トの亜鉛電極と噛み合つている。各電極は、電極
の端部と隣の双極電極エレメントの壁1との間に
小さいギヤツプが存在するようにして、隣の双極
電極エレメントの壁の近傍まで延出している。
エレメントが組み合わされて1群のセル・バンク
即ち二次電池スタツクが形成される。各双極電極
エレメントの不活性な壁1は、隣の双極電極エレ
メントの壁1′に対して実質的に平行に位置させ
られている。各セルにおける最後の電極を除い
て、壁1の面3からほぼ垂直に延出している各塩
素電極7は、隣り合つた1対の亜鉛電極6′であ
つて、隣の壁1′の面2′からほぼ垂直に延出して
いるものの間に位置させられており、そして、逆
もまた同様である。換言すると、ある双極電極エ
レメントの塩素電極7は、隣の双極電極エレメン
トの亜鉛電極と噛み合つている。各電極は、電極
の端部と隣の双極電極エレメントの壁1との間に
小さいギヤツプが存在するようにして、隣の双極
電極エレメントの壁の近傍まで延出している。
相互に噛み合わされて二次電池スタツクを形成
するところの双極電極エレメントの数は、望み通
りに変化させられ得る。最端部の双極電極エレメ
ントは、面2の溝4から延出する亜鉛電極6のみ
を、又は、面3の溝5から延出する塩素電極7の
みを載置している。端にある不活性な壁の外側の
面、即ち電極を載置していない面は、所望される
ならば溝を形成されてもよいが、好適にはほぼ平
坦であり、その面上に、電池端子12が都合良く
設けられている。
するところの双極電極エレメントの数は、望み通
りに変化させられ得る。最端部の双極電極エレメ
ントは、面2の溝4から延出する亜鉛電極6のみ
を、又は、面3の溝5から延出する塩素電極7の
みを載置している。端にある不活性な壁の外側の
面、即ち電極を載置していない面は、所望される
ならば溝を形成されてもよいが、好適にはほぼ平
坦であり、その面上に、電池端子12が都合良く
設けられている。
隣り合つた壁1の各対の間の電極は、セルを構
成し、そして、壁1を長くし且つより多くの電極
を取着することにより、セル領域が簡単に拡張さ
れ得るということが、認められよう。各セルの最
端部における電極が、全て亜鉛電極6又は全て塩
素電極7のいずれか一方であるということは、好
適である。この構成は、外部短絡をの可能性を制
限する。何故ならば、その構成は、全てのセルの
幅方向に存在する電圧差が、最も外側の電極が二
次電池スタツクに沿つて亜鉛電極6から塩素電極
7へと互い違いにされたときの電圧差の半分にな
るということを保証するからである。
成し、そして、壁1を長くし且つより多くの電極
を取着することにより、セル領域が簡単に拡張さ
れ得るということが、認められよう。各セルの最
端部における電極が、全て亜鉛電極6又は全て塩
素電極7のいずれか一方であるということは、好
適である。この構成は、外部短絡をの可能性を制
限する。何故ならば、その構成は、全てのセルの
幅方向に存在する電圧差が、最も外側の電極が二
次電池スタツクに沿つて亜鉛電極6から塩素電極
7へと互い違いにされたときの電圧差の半分にな
るということを保証するからである。
第3図に示されているように、個々の双極電極
エレメントは、適切な、不導電性で安定な底板1
3上に着座させられている。壁1は、チタン製通
しボルトを用いてガラス板上に締め付けるという
ような、適切な手段によつて底板13に封止され
る。良好な封止を保証するため、多孔質のテフロ
ン製ガスケツトが、ガラスと双極電極エレメント
との間に介装される。この構成においては、二次
電池スタツクとしての壁は、最も端の不活性な壁
(即ち、一方の側にのみ電極を有する壁)と、
個々のセルの各々における最も外側の電極とから
構成されている。各電極の端部とその隣の不活性
な壁との間には小さいギヤツプが存在するので、
適切な、不活性なガスケツト14が、最も外側の
電極と結び付けられているギヤツプを埋めるべ
く、設けられている。蓋が無いので、二次電池ス
タツク内の各電極は、ガス溜め空間に本質的に通
じており、このガス溜め空間は、セル自体からの
ガスの解放を最良のものにする。もし二次電池ス
タツクがケーシング内に閉じ込められるならば、
適切な頂部ガス空間が設けられなければならな
い。個々の双極電極エレメントを底板上に締め付
けることに代えて、個々の双極電極エレメントを
真空成形された開口形の箱内に嵌装し、溝を設け
られている不活性な壁1の底部及び両側部と箱と
の間にシールを介装させるようにしてもよい。
エレメントは、適切な、不導電性で安定な底板1
3上に着座させられている。壁1は、チタン製通
しボルトを用いてガラス板上に締め付けるという
ような、適切な手段によつて底板13に封止され
る。良好な封止を保証するため、多孔質のテフロ
ン製ガスケツトが、ガラスと双極電極エレメント
との間に介装される。この構成においては、二次
電池スタツクとしての壁は、最も端の不活性な壁
(即ち、一方の側にのみ電極を有する壁)と、
個々のセルの各々における最も外側の電極とから
構成されている。各電極の端部とその隣の不活性
な壁との間には小さいギヤツプが存在するので、
適切な、不活性なガスケツト14が、最も外側の
電極と結び付けられているギヤツプを埋めるべ
く、設けられている。蓋が無いので、二次電池ス
タツク内の各電極は、ガス溜め空間に本質的に通
じており、このガス溜め空間は、セル自体からの
ガスの解放を最良のものにする。もし二次電池ス
タツクがケーシング内に閉じ込められるならば、
適切な頂部ガス空間が設けられなければならな
い。個々の双極電極エレメントを底板上に締め付
けることに代えて、個々の双極電極エレメントを
真空成形された開口形の箱内に嵌装し、溝を設け
られている不活性な壁1の底部及び両側部と箱と
の間にシールを介装させるようにしてもよい。
長期間に亘るセルの動作においては、屑収集ス
ペースを設けることが必要である。第1図に示さ
れているように、それは、電極の底部と不活性な
壁1の底部との間に小さいスペースが存在するよ
うに電極を配設することにより、達成され得る。
しかしながら、セル内の電解質を保持するため、
最も外側の電極は、当然、底まで延出し、且つ、
例えば多孔質のテフロン製ガスケツトを用いるこ
とによつて不導電性の支持底板に封止されなけれ
ばならない。
ペースを設けることが必要である。第1図に示さ
れているように、それは、電極の底部と不活性な
壁1の底部との間に小さいスペースが存在するよ
うに電極を配設することにより、達成され得る。
しかしながら、セル内の電解質を保持するため、
最も外側の電極は、当然、底まで延出し、且つ、
例えば多孔質のテフロン製ガスケツトを用いるこ
とによつて不導電性の支持底板に封止されなけれ
ばならない。
動作中、電解質は、電極の全幅に亘つて電極間
空間から流出する。この結果、電極間ギヤツプか
らの優れたガスの解放及び電解質の最小の乱流が
もたらされる。隔離板を有しないセルにおいて
は、電極間空間内の乱流は、クーロン効率を著し
く減少させる。
空間から流出する。この結果、電極間ギヤツプか
らの優れたガスの解放及び電解質の最小の乱流が
もたらされる。隔離板を有しないセルにおいて
は、電極間空間内の乱流は、クーロン効率を著し
く減少させる。
二次電池スタツクのセルの各々において、電極
間空間から流出する全ての電解質の流れは、一緒
になり、最後の電極(もしセル容器が設けられて
いるならば、そのセル容器の壁)を越えて共通の
溜め(図示せず)に流入する。電解質をセル間で
分離する一方法が、第1図に示されており、そこ
では、セル分離装置として機能する不活性な壁1
は、セル内の電極の頂部よりも幾分高く作られて
いる。セル間の電気的な隔離は、端の電極又は内
壁を越えて流れる電解質の膜の高抵抗によつて保
証されている。即ち、換言すると、出口における
電気的な隔離は、各セルにおける“滝”を有する
ことによつてもたらされる。
間空間から流出する全ての電解質の流れは、一緒
になり、最後の電極(もしセル容器が設けられて
いるならば、そのセル容器の壁)を越えて共通の
溜め(図示せず)に流入する。電解質をセル間で
分離する一方法が、第1図に示されており、そこ
では、セル分離装置として機能する不活性な壁1
は、セル内の電極の頂部よりも幾分高く作られて
いる。セル間の電気的な隔離は、端の電極又は内
壁を越えて流れる電解質の膜の高抵抗によつて保
証されている。即ち、換言すると、出口における
電気的な隔離は、各セルにおける“滝”を有する
ことによつてもたらされる。
第2図及び第3図に従つて構成される典型的な
二次電池スタツクは、10〜12個の櫛形双極電極エ
レメントを備えることが可能である。各双極電極
エレメントは、高さが約10cmで長さが約12cmの不
活性な壁1を有することができる。各第1の面2
は、面2から約8cm延出し、その頂部が壁1の頂
部よりも約2.54cm低い亜鉛電極6を14個有するこ
とができる。そして、各第2の面3は、面3から
約8cm延出し、その頂部が壁1の頂部よりも約
2.54cm低く、その底部が壁1の底部よりも約0.3
cm高い塩素電極7を12個有することができる。各
亜鉛電極6の底部は、最も外側の電極6を除い
て、壁1の底部よりも約0.3cm高い。
二次電池スタツクは、10〜12個の櫛形双極電極エ
レメントを備えることが可能である。各双極電極
エレメントは、高さが約10cmで長さが約12cmの不
活性な壁1を有することができる。各第1の面2
は、面2から約8cm延出し、その頂部が壁1の頂
部よりも約2.54cm低い亜鉛電極6を14個有するこ
とができる。そして、各第2の面3は、面3から
約8cm延出し、その頂部が壁1の頂部よりも約
2.54cm低く、その底部が壁1の底部よりも約0.3
cm高い塩素電極7を12個有することができる。各
亜鉛電極6の底部は、最も外側の電極6を除い
て、壁1の底部よりも約0.3cm高い。
[考案の効果]
以上のように、本考案によれば、複数の櫛形の
双極電極エレメントを具備する二次電池スタツク
において、実効セル間距離を、実際の電極間距離
よりも大きくすることができるので、寄生効果及
び/又は樹枝状結晶効果を弱めることが可能にな
る。
双極電極エレメントを具備する二次電池スタツク
において、実効セル間距離を、実際の電極間距離
よりも大きくすることができるので、寄生効果及
び/又は樹枝状結晶効果を弱めることが可能にな
る。
第1図は、本考案に係る二次電池スタツクを形
成する、2個の噛み合わされた双極電極エレメン
トの部分欠切斜視図、第2図は、本考案に係る二
次電池スタツクを形成する、複数の噛み合わされ
た双極電極エレメントの斜視図、第3図は、本考
案に係る典型的な二次電池スタツクの部分欠切断
面図、及び第4図は、従来技術に係る双極電極の
断面図である。 1……壁、2,3……面、4,5……溝、6,
7……電極、8……キヤビテイ、9……導管、1
0……マニホールド、11……溜め、12……電
池端子、13……底板、14……ガスケツト。
成する、2個の噛み合わされた双極電極エレメン
トの部分欠切斜視図、第2図は、本考案に係る二
次電池スタツクを形成する、複数の噛み合わされ
た双極電極エレメントの斜視図、第3図は、本考
案に係る典型的な二次電池スタツクの部分欠切断
面図、及び第4図は、従来技術に係る双極電極の
断面図である。 1……壁、2,3……面、4,5……溝、6,
7……電極、8……キヤビテイ、9……導管、1
0……マニホールド、11……溜め、12……電
池端子、13……底板、14……ガスケツト。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 1 不導電性の支持底板13であつて、その上に
複数の櫛形の双極電極エレメントを有するもの
を具備する二次電池スタツクにおいて、 各前記双極電極エレメントが、 導電性で、化学的に不活性な、ほぼ平坦な壁
1であつて、該壁は、互いに反対方向を向いて
いる第1の面2及び第2の面3を有しており、
各該第1及び第2の面は、複数の、離隔した、
ほぼ平行な溝4,5を有しており、該第1の面
における該溝4は、該第2の面における該溝5
と横方向に互い違いになつているものと、 第1及び第2の、離隔した、ほぼ平行な電極
6,6であつて、上記第1の面における上記溝
のうちの第1及び第2のそれぞれの溝内に配置
される第1の縁部を有し、且つ上記壁の面から
ほぼ垂直に延出するものと、 第3の電極7であつて、上記第2の面におけ
る上記溝内に配置される第1の縁部を有し、且
つ上記壁の面からほぼ垂直に延出するものと、 を具備し、 ある双極電極エレメントの上記第1及び第2
の電極が、隣の双極電極エレメントの上記第3
の電極と噛み合わされており、しかも 各上記第3の電極が、多孔質であり、且つそ
れを外部電解質供給源11に接続する電解質供
給導管9を有している、 ことを特徴とする二次電池スタツク。 2 各前記双極電極エレメントが、複数の前記第
1の電極であつて、各該第1の電極は前記第1
の面におけるそれと結び付けられた溝内に配置
される第1の縁部を有していると共に前記壁の
面にほぼ垂直に延出しているものを有してお
り、且つ、各前記双極電極エレメントが、複数
の前記第3の電極であつて、各該第3の電極は
前記第2の面におけるそれと結び付けられた溝
内に配置される第1の縁部を有している共に前
記壁の面にほぼ垂直に延出しているものを有し
ており、且つ、複数の前記第1、第2及び第3
の電極が噛み合わされている実用新案登録請求
の範囲第1項記載の二次電池スタツク。 3 前記第1及び第2の面における前記溝が対称
的に配置されている実用新案登録請求の範囲第
2項記載の二次電池スタツク。 4 各前記多孔質の第3の電極が、電解質を受容
すべくなされているキヤビテイ8を有する実用
新案登録請求の範囲第3項記載の二次電池スタ
ツク。 5 各前記双極電極エレメントの前記壁の頂部
が、それと結び付けられている前記第1、第2
及び第3の電極の頂部より上方に延出している
実用新案登録請求の範囲第4項記載の二次電池
スタツク。 6 各前記双極電極エレメントの前記壁の底部
が、それと結び付けられている前記第1、第2
及び第3の電極のうちの少なくとも1つの電極
の底部より下方に延出している実用新案登録請
求の範囲第5項記載の二次電池スタツク。 7 前記複数の双極電極エレメントの各々と結び
付けられている最も外側の電極が同一である実
用新案登録請求の範囲第6項記載の二次電池ス
タツク。 8 電解質溜め11と、該電解質溜め及び各前記
電解質供給導管に接続される頂部マニホールド
10とを更に備える実用新案登録請求の範囲第
7項記載の二次電池スタツク。 9 各前記第1の縁部が、それらのそれぞれの溝
に圧入されている実用新案登録請求の範囲第8
項記載の二次電池スタツク。 10 前記複数の双極電極エレメントが、頂部が開
放しているケーシング内に収容されている実用
新案登録請求の範囲第9項記載の二次電池スタ
ツク。 11 前記壁の端部が、それらのそれぞれの、前記
ケーシングの対向している側壁と接触している
実用新案登録請求の範囲第10項記載の二次電池
スタツク。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/770,725 US4100332A (en) | 1977-02-22 | 1977-02-22 | Comb type bipolar electrode elements and battery stacks thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63174168U JPS63174168U (ja) | 1988-11-11 |
JPH0429493Y2 true JPH0429493Y2 (ja) | 1992-07-16 |
Family
ID=25089485
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1958078A Pending JPS53121134A (en) | 1977-02-22 | 1978-02-22 | Combbshaped bipolar electrode element and cell battery comprising thereof |
JP1988037556U Expired JPH0429493Y2 (ja) | 1977-02-22 | 1988-03-22 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1958078A Pending JPS53121134A (en) | 1977-02-22 | 1978-02-22 | Combbshaped bipolar electrode element and cell battery comprising thereof |
Country Status (16)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4100332A (ja) |
JP (2) | JPS53121134A (ja) |
BE (1) | BE864217A (ja) |
BR (1) | BR7801033A (ja) |
CA (1) | CA1092646A (ja) |
CH (1) | CH629036A5 (ja) |
DE (1) | DE2806962C3 (ja) |
ES (1) | ES467192A1 (ja) |
FR (1) | FR2381398A1 (ja) |
GB (1) | GB1594752A (ja) |
IT (1) | IT1101973B (ja) |
MX (1) | MX144178A (ja) |
NL (1) | NL7802004A (ja) |
PL (1) | PL116452B1 (ja) |
SE (1) | SE442254B (ja) |
SU (1) | SU1284465A3 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3041386C2 (de) * | 1980-11-03 | 1983-04-28 | Energy Development Associates Inc., 48071 Madison Heights, Mich. | Elektrodenanordnung eines Sammlers |
US4382113A (en) * | 1981-03-23 | 1983-05-03 | Energy Development Associates, Inc. | Method for joining graphite to graphite |
US4343982A (en) * | 1981-03-23 | 1982-08-10 | Energy Development Associates, Inc. | Method of joining metal to graphite by spot welding |
US4371825A (en) * | 1981-06-04 | 1983-02-01 | Energy Development Associates, Inc. | Method of minimizing the effects of parasitic currents |
US4534833A (en) * | 1982-05-03 | 1985-08-13 | Energy Development Associates, Inc. | Zinc-chloride battery in a chlorine producing/consuming plant |
YU122483A (en) * | 1983-06-02 | 1986-02-28 | Aleksandar Despic | Bipolar element of a chemical current source |
US4518664A (en) * | 1983-07-01 | 1985-05-21 | Energy Development Associates, Inc. | Comb-type bipolar stack |
US4567120A (en) * | 1984-10-01 | 1986-01-28 | Energy Development Associates, Inc. | Flow-through porous electrodes |
US4746585A (en) * | 1986-04-07 | 1988-05-24 | Energy Development Associates, Inc. | Comb-type bipolar stack |
EP0428726B1 (en) * | 1988-08-12 | 1996-10-30 | Koa Oil Company, Limited | Air cell |
US20090239131A1 (en) | 2007-01-16 | 2009-09-24 | Richard Otto Winter | Electrochemical energy cell system |
US8114541B2 (en) | 2007-01-16 | 2012-02-14 | Primus Power Corporation | Electrochemical energy generation system |
US8273472B2 (en) * | 2010-02-12 | 2012-09-25 | Primus Power Corporation | Shunt current interruption in electrochemical energy generation system |
US8450001B2 (en) | 2010-09-08 | 2013-05-28 | Primus Power Corporation | Flow batter with radial electrolyte distribution |
WO2012033692A2 (en) * | 2010-09-08 | 2012-03-15 | Primus Power Corporation | Metal electrode assembly for flow batteries |
US8202641B2 (en) * | 2010-09-08 | 2012-06-19 | Primus Power Corporation | Metal electrode assembly for flow batteries |
WO2012148569A2 (en) | 2011-03-01 | 2012-11-01 | Aquion Energy Inc. | Profile responsive electrode ensemble |
US8298701B2 (en) | 2011-03-09 | 2012-10-30 | Aquion Energy Inc. | Aqueous electrolyte energy storage device |
CN105761941B (zh) * | 2011-03-09 | 2018-07-13 | 亚奎尼能源公司 | 不含金属的含水电解质能量存储装置 |
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