JPH0495341A

JPH0495341A - 密閉形集合電池

Info

Publication number: JPH0495341A
Application number: JP2202798A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Nomura; 洋一野村; Toshiaki Konuki; 利明小貫; Takeshi Tsuda; 武津田
Original assignee: Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 1990-07-31
Filing date: 1990-07-31
Publication date: 1992-03-27
Anticipated expiration: 2014-12-20
Also published as: JP2993069B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、密閉形集合電池とくに、内部圧力が上昇する
可能性のある電池系における密閉形集合電池に関するも
のである。

従イＦ術従来、複数のセルにより集合電池を製造する方法として
、（１）自動車用鉛蓄電池のように、複数の室を設けた
電槽の各室に発電要素を収納して電気的に接続する方法
　（２）ニッケル・カドミウム電池のように、密閉形単
電池を集合して電気的に接続してパッケージに収納する
方法　（３）積層形燃料電池のように、バイポーラプレ
ートを介して多数の発電要素を積層する方法　（４）高
圧形ニッケル・水素電池のように、セパレータに電解液
を含浸した複数の発電要素を電気的に接続したものを耐
圧容器に収納したもの等がある。

これらの中で、内部圧力が上昇する可能性のある電池系
における集合電池の耐圧構造としては、円筒形単電池を
使用する前記（２）の方法が一般的であり、宇宙用など
特殊な用途では前記（４）の方法が採用される場合もあ
る。

先明が解決しようとする課題しかしながら、−船釣な方法である前記（２）の方法で
は、円筒形の単電池を矩形のパッケージに収納するため
、デッドスペースが大きく、結果的に体積エネルギー密
度が小さくなるという問題があり、また、それぞれが耐
圧容器である円筒形電池缶が単電池の数と同数あること
から、重量エネルギー密度においても無駄が多いという
問題がある。

上記の問題を解決するため、複数セル集合体をエネルギ
ー密度の高いバイポーラプレートによる積層構造とし、
該複数セル集合体を単一の耐圧容器に収納する方法が考
えられる。しかしながら、バイポーラプレートによる積
層構造は本来各セルの内圧上昇に対する耐圧性に乏しく
、特に、各セル間に内圧のバラツキが生じた場合には容
易に変形が生じ、集合電池こしての機能が損なわれる結
果となる。また、各セル間の内圧のバラツキの先生を避
げるため各セルにガス流通孔を設けた場合、液短絡が生
じる可能性があり、その場合に先生する電池の損傷は通
常の集合電池の場合にくらべ極めて太きいものとなる。

課題を解決するための手段上記の課題を解決するため、本発明においては、バイポ
ーラプレートを介して積層された集合電池の各セルに電
解液不透過性で且ガス透過性の部分を設けることにより
液短絡を防止しつつ内圧のバラツキが生じることを防止
しようとするものである。ここで、絶縁性粉末とフッ素
１１８　Ｂｅ粉末を混合・混練して熱処理したものは、
揆水性を有する多孔質体となるため電解液不透過性を有
Ｔる通気孔とすることができる。

さらに、積層構造の電池は、積層方向に加圧してセル部
材間の接触抵抗を低減するのが普通であるが、上記耐圧
容器に、耐圧を増すためのリブまたは波状部を設け、該
リブまたは波状部を上記積層方向に加圧するための押圧
部とするとともに、上記積層構造の複数セル集合体端部
において接触させて電気的導通をもたせ、上記耐圧容器
を正・負極端子とするものである。

作用セル間の液短絡や内圧の偏りが生じることなく複数セル
集合体を単一の耐圧容器に収納するため、集合電池の信
頼性を損なうことなくエネルギー密度が向上し、しかも
さらに積層構造の加圧および電池外部への電流の取出し
の構造が簡略化される。

実施例本発明の一実施例を図面を用いて説明する。第１図は、
本発明による５セルによる集合電池の断面図を示したも
のである。オキシ水酸化ニッケルを主成分とする正極１
１．１２．１３．１４．１５、水素吸蔵合金を主成分と
する負極２１．２２．２３．２４．２５およびアルカリ
電解液を含浸したセパレータ３１．３２．３３．３４．
３５よりなる５セル分の発電要素が、ニッケル箔よりな
るバイポーラプレート４１．４２．４３．４４を介して
積層されて詔り、上下の積層端には上記バイポーラプレ
ート４１．４２．４３．４４と同等の材質でやや厚いニ
ッケル板よりなる端板４５．４６が当接されている。各
発電要素の周縁部は接着性絶縁体５０．５１．５２．５
３．５４．５５．５６．５７．５８．５９が配置されて
おり、各発電要素を液密に封じている。

このようにして積層された５セルよりなる集合体６は、
耐圧を増すために波状部７１．７２を設けた電池缶８１
に納められ、波状部７３．７４を設けた上蓋８２をかぶ
せた後かしめられて密封されている。波状部７１．７２
．７３．７４は端板４５．４６に接触して電気的導通を
得ることもに、積層された集合体６を積層方向に加圧す
る機能を有している。電池缶８１および上蓋８２は、そ
れぞれ、正極端子および負極端子の機能を有するが、両
者はかしめ部材９１．９２によって絶縁されている。

次に、接着性絶縁体について説明する。第２図は、絶縁
性粉末とフッ素’１８８　Ｍｍを用いて各セルを液密に
封じる方法を示したものである。第２図におけるａに示
すように、負極４２１を上面に配した端板４４６の周縁
部には、絶縁性粉末をフッ素柚脂粉末またはフッ素樹脂
ディスバージョンとともに混合・混練したペーストによ
り絶縁性外周壁４５１が形成されている。ペーストの材
質としては、シリカ粉末をＰＴＦＥディスバージョンと
混合し、熱処理温度より低い温度で仮焼したのち粉砕し
た粉末を、さらにＰＴＦＥディスバージョンと混線した
ものが良いが、たとえばアルミナ粉末やシリコンカーバ
イド粉末を用いてもよく、ＰＴＦＥのかわりに他のフッ
素樹脂粉末を用いてもよい。また、場合によっては必ず
しも仮焼の必要はなく、ディスバージョンの代わりに微
粉末を用いても良い。また、ペーストによる絶縁性外周
壁４５１の形成方法としては、ペーストをノズルから押
出しながらノズルを移動させて塗布する方法、絶縁性外
周壁４５１に相当する形状のスリットからペーストを押
出して途布する方法、スクリーン印刷によって塗布する
方法などのいずれでもよい。

次に１、第２図におけるｂに示すように、端板４４６に
、アルカリ電解液を含浸したセパレータ４３１が重ねら
れ、さらに上面に負極４２２、下面に正極４１１を一体
に配されたバイポーラプレート４４１が重ねられる。さ
らに第２図におけるＣに示すように、固定治具４０１に
固定され、上方から加熱治具４０２および冷却治具４０
３より加圧されるとともに、絶縁性外周壁４５１を熱処
理する。このとき、発電要素４０４は冷却治具４０３に
より冷却され、加熱の影響を受けない。また、絶縁性外
周壁４５１は、加圧時に上下の端数４４６およびバイポ
ーラプレート４４１の両方に密着し、熱処理により端数
４４６およびバイポーラプレート４４１に接着されると
ともに、換水性が付与された多孔質体となる。第２図に
おけるｄは、上記のごとく液密に封じられた第１セルを
示したもので、発電要素４０４は端数４４６およびバイ
ポーラプレート４４１に挟まれ、絶縁性外周壁４５１か
ら形成された換水性を有する多孔質体である封止体４０
５によって封じられている。封止体４０５はその換水性
によって電解液の漏洩を防止しており、また、その多孔
質体であることによって円部のガスが自由に透過するこ
とができる。第２図におけるｄに示された第１セルの上
にさらに第２図におけるａで示したと同様に絶縁性外周
壁４５１を形成し、さらに第２図におけるｂと同様に発
電要素とバイポーラプレートを重ねて第２図におけるＣ
と同様に熱処理することにより第２セルが液密に封じら
れる。

このようにして形成された５セルからなる積層電池では
急速充電により内圧が上昇しても、各セル間に内圧の偏
りは生じず、しかも、５セルからなる積層電池の外部に
相当する耐圧容器内と５セルからなる積層電池の各セル
の内圧が等しいため、５セルからなる積層電池が変形・
損傷することはない。これにだいし、たとえば直径０．
５　ｍ程度の細い通気孔を有する積層型集合電池では、
ＩＣ・５時間程度の過充電により通気孔が電解液ミスト
により閉塞し、各セル間に円圧のバラツキが生じて積層
電池が変形・損傷する。

発明の効果上述のごとく、本発明によれば、セル間の液短絡や内圧
の偏りが生じることなく複数セル集合体を単一の耐圧容
器に収納するため、集合電池の信頼性を損なうことなく
エネルギー密度が向上し、しかし、さらに積層構造の加
圧および電池外部への電流の取出しの構造が簡略化され
る等工業的価値甚だ大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による５セルからなる集合電池の断面
図、第２図は絶縁性粉末とフッ素樹脂粉末を用いて各セ
ルを液密に封じる方法を示した説明図である。１１．１
２．１３．１４．１５．４１１は正極、２１．２２．２
３．２４．２５．４２１．４２２は負極、３１．３２．
３３．３４．３５．４３１はセパレータ、４１．４２．
４３．４４．４４１はバイポーラプレート、４５．４６
．４４６は端板、４０４は発電要素、４５１は絶縁性外
周壁、５０．５１．５２．５３．５４．５５．５６．５
７．５８．５９は接着性絶縁体、６は集合体、７１．７
２．７３．７４は波状部、８１は電電池缶、８２は上蓋時計出願人新神戸電機株式会社代表取締役　齋　木　　　坐上蓋

Claims

【特許請求の範囲】１　複数の発電要素をバイポーラプレートを介して積層
し、各セルを液密に封じた複数セル集合体を耐圧容器に
収納してなる密閉形集合電池において、前記液密に封じ
た各セルに、電解液不透過性で且ガス透過性の部分を設
けることを特徴とする密閉形集合電池。２　前記バイポーラプレート間に、絶縁性粉末とフッ素
樹脂粉末を混合・混練したペーストを介在させ、加熱処
理して揆水性と通気性を付与した特許請求の範囲第１項
記載の密閉形集合電池。３　前記耐圧容器が耐圧を増すためのリブまたは波状部
を有する金属缶であり、リブまたは波状部が複数セル集
合体を積層方向に加圧するよう当接されている特許請求
の範囲第１項記載の密閉形集合電池。４　前記複数セル集合体の積層方向の端部が前記バイポ
ーラプレートと実質的に同等の部材よりなり、前記耐圧
容器が絶縁体を介して組合わされた複数の金属部材から
構成されており、該金属部材の一方が、前記複数セル集
合体の積層方向の正極側の端部に当接されていることに
より正極端子となり、前記金属部材の他方が、前記複数
セル集合体の積層方向の負極側の端部に当接されている
ことにより負極端子となっている特許請求の範囲第３項
記載の密閉形集合電池。５　前記発電要素のうち負極部材が水素吸蔵合金を主成
分とするものであり、負極活物質が水素である特許請求
の範囲第１項記載の密閉形集合電池。