JPH05101843A - 水平配置型電池部品を有する双極板構造の亜鉛２次電池 - Google Patents
水平配置型電池部品を有する双極板構造の亜鉛２次電池Info
- Publication number
- JPH05101843A JPH05101843A JP4031435A JP3143592A JPH05101843A JP H05101843 A JPH05101843 A JP H05101843A JP 4031435 A JP4031435 A JP 4031435A JP 3143592 A JP3143592 A JP 3143592A JP H05101843 A JPH05101843 A JP H05101843A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- conductive
- cell
- plate
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0413—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes
-
- 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
- H01M10/0463—Cells or batteries with horizontal or inclined electrodes
-
- 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
- H01M10/0468—Compression means for stacks of electrodes and separators
-
- 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
- H01M10/24—Alkaline accumulators
- H01M10/28—Construction or manufacture
- H01M10/281—Large cells or batteries with stacks of plate-like electrodes
- H01M10/282—Large cells or batteries with stacks of plate-like electrodes with bipolar electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/42—Grouping of primary cells into batteries
- H01M6/46—Grouping of primary cells into batteries of flat cells
- H01M6/48—Grouping of primary cells into batteries of flat cells with bipolar electrodes
-
- 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 電池の充放電寿命が延びると共に、亜鉛負電
極の形状変化の少ない、新規の亜鉛２次電池を提供す
る。 【構成】 電池セル間３，４で導電性を与える双極板５
によって複数の電池セル３，４が分離され、電池セル
３，４及び双極板５が水平に配列され垂直に積み重ねら
れる。
極の形状変化の少ない、新規の亜鉛２次電池を提供す
る。 【構成】 電池セル間３，４で導電性を与える双極板５
によって複数の電池セル３，４が分離され、電池セル
３，４及び双極板５が水平に配列され垂直に積み重ねら
れる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、充電式又は２次電池、
とりわけ、亜鉛負電極を用いる２次電池に関する。
とりわけ、亜鉛負電極を用いる２次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の２次電池の亜鉛負電極（すなわ
ち、Ｎｉ−Ｚｎ、Ａｇ−Ｚｎ、Ｏ２−Ｚｎ等）では、電
池の充放電周期の反復に伴い使用可能な容量の減退が生
じる。電池として、したがって、各亜鉛負電極で充放電
周期が反復されると、電極の縁から中央へと電極の活性
材料の再分布と濃縮が生じる。この結果、電極活性材料
の表面積の損失を生じ、付随的に電池の容量が減少す
る。
ち、Ｎｉ−Ｚｎ、Ａｇ−Ｚｎ、Ｏ２−Ｚｎ等）では、電
池の充放電周期の反復に伴い使用可能な容量の減退が生
じる。電池として、したがって、各亜鉛負電極で充放電
周期が反復されると、電極の縁から中央へと電極の活性
材料の再分布と濃縮が生じる。この結果、電極活性材料
の表面積の損失を生じ、付随的に電池の容量が減少す
る。
【０００３】この亜鉛電極の「形状変化」を抑制するた
めに、多年にわたって種々の電池構造について多数の提
案が行われてきた。これらの種々の電池構造では、主と
して、電池電極及びその他の部品が隣り合わせの関係で
垂直に配置されている従来の単極電池を改変する試みが
為されている。しかし、これらの改変された単極電池で
は、問題の亜鉛電極形状変化に関与していると考えられ
る諸因子を十分に軽減することができなかった。これの
因子には以下のものが含まれる。すなわち、 １．亜鉛活性材料を不均一に溶解し、再び析出する、亜
鉛電極の表面を横切る不均質な電流領域。 ２．電極の表面を横切る亜鉛活性材料の不均一な溶解を
生じさせる、電解ｐＨ値の勾配。 ３．亜鉛電極の表面を横切る亜鉛酸塩の不均質な移動を
充放電時に生じさせる、重力に起因する電解液の濃度の
勾配。 である。
めに、多年にわたって種々の電池構造について多数の提
案が行われてきた。これらの種々の電池構造では、主と
して、電池電極及びその他の部品が隣り合わせの関係で
垂直に配置されている従来の単極電池を改変する試みが
為されている。しかし、これらの改変された単極電池で
は、問題の亜鉛電極形状変化に関与していると考えられ
る諸因子を十分に軽減することができなかった。これの
因子には以下のものが含まれる。すなわち、 １．亜鉛活性材料を不均一に溶解し、再び析出する、亜
鉛電極の表面を横切る不均質な電流領域。 ２．電極の表面を横切る亜鉛活性材料の不均一な溶解を
生じさせる、電解ｐＨ値の勾配。 ３．亜鉛電極の表面を横切る亜鉛酸塩の不均質な移動を
充放電時に生じさせる、重力に起因する電解液の濃度の
勾配。 である。
【０００４】
【発明が解決しようとしている課題】したがって、改良
された亜鉛２次電池を提供することが本発明の目的であ
る。
された亜鉛２次電池を提供することが本発明の目的であ
る。
【０００５】更に、電池の充放電寿命が延びる一方で、
亜鉛負電極の形状変化の少ない、亜鉛２次電池を提供す
ることが本発明の目的である。
亜鉛負電極の形状変化の少ない、亜鉛２次電池を提供す
ることが本発明の目的である。
【０００６】更に、密封されていて、保守が不要の、亜
鉛２次電池を提供することが本発明のなお一層の目的で
ある。
鉛２次電池を提供することが本発明のなお一層の目的で
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の原理によって、
電池セルの各々に亜鉛負電極と対向する正電極とを含む
複数の電池セルを用いる電池構造において、上記及びそ
の他の目的が実現される。この電池には導電性の双極板
又は基板が更に含まれていて、該双極板は、一連の電池
セルの間に配置されこれらのセルの間に導電性を与える
ように、電池セルと共に配列されている。双極板をこの
ように配列することによって、この電池を通して流れる
電流は一層均一になる。その結果、亜鉛負電極は形状変
化を受け難くなる。
電池セルの各々に亜鉛負電極と対向する正電極とを含む
複数の電池セルを用いる電池構造において、上記及びそ
の他の目的が実現される。この電池には導電性の双極板
又は基板が更に含まれていて、該双極板は、一連の電池
セルの間に配置されこれらのセルの間に導電性を与える
ように、電池セルと共に配列されている。双極板をこの
ように配列することによって、この電池を通して流れる
電流は一層均一になる。その結果、亜鉛負電極は形状変
化を受け難くなる。
【０００８】更に本発明によって、上記に加えて、セル
と双極板とを垂直の積重ね状態で水平に構成し、セルの
亜鉛負電極がセルの正電極の下になるように各セルを配
列することによって、亜鉛電極の形状変化は一層少なく
なる。セルと双極板とを水平に置くことによって、重力
と電解液成層との影響が減少し、これらの影響による形
状変化もまた少なくなる。各亜鉛負電極をそれぞれの正
電極の下に配置することによってまた、亜鉛電極が溶解
亜鉛に対して接近して保たれることにより、亜鉛の析出
が促進されて、その結果、形状変化が少なくなる。
と双極板とを垂直の積重ね状態で水平に構成し、セルの
亜鉛負電極がセルの正電極の下になるように各セルを配
列することによって、亜鉛電極の形状変化は一層少なく
なる。セルと双極板とを水平に置くことによって、重力
と電解液成層との影響が減少し、これらの影響による形
状変化もまた少なくなる。各亜鉛負電極をそれぞれの正
電極の下に配置することによってまた、亜鉛電極が溶解
亜鉛に対して接近して保たれることにより、亜鉛の析出
が促進されて、その結果、形状変化が少なくなる。
【０００９】以下に開示する本発明の実施例において、
各電池セルには、それぞれの正及び負電極の間に配置さ
れるセパレータが含まれている。更に、導電性の基板又
は板が、頂部電池セルの上と底部電池セルの下とに配置
されている。これらの板によってアキュムレータ板の電
池端子に対する電気的接続が与えられ、このアキュムレ
ータ板電池端子の端子棒は該アキュムレータ板から電池
外部端子へと伸びている。この実施例において、更に、
導電性の基板及び双極板が各々導電性のプラスチック材
料で形成され、電池セルは電解液の漏洩を防ぐべく封止
され、セル及び板は封止電池体を形成すべく圧縮板の間
に保持されている。
各電池セルには、それぞれの正及び負電極の間に配置さ
れるセパレータが含まれている。更に、導電性の基板又
は板が、頂部電池セルの上と底部電池セルの下とに配置
されている。これらの板によってアキュムレータ板の電
池端子に対する電気的接続が与えられ、このアキュムレ
ータ板電池端子の端子棒は該アキュムレータ板から電池
外部端子へと伸びている。この実施例において、更に、
導電性の基板及び双極板が各々導電性のプラスチック材
料で形成され、電池セルは電解液の漏洩を防ぐべく封止
され、セル及び板は封止電池体を形成すべく圧縮板の間
に保持されている。
【００１０】
【実施例】図１には、本発明の原理による亜鉛２次電池
１が示されている。ここで示されているように、電池１
は、上部セル３及び下部セル４として示されている、水
平に配置され垂直に積み重ねられた２つの電池セルから
成る。セル３及び４の間には、双極導電性板又は基板５
が配置されている。板５によってセル３及び４が電気的
に接続され、これらのセルが直列になり、電圧は相加さ
れる。
１が示されている。ここで示されているように、電池１
は、上部セル３及び下部セル４として示されている、水
平に配置され垂直に積み重ねられた２つの電池セルから
成る。セル３及び４の間には、双極導電性板又は基板５
が配置されている。板５によってセル３及び４が電気的
に接続され、これらのセルが直列になり、電圧は相加さ
れる。
【００１１】更に詳しく言うと、各セル３及び４は、正
電極部品６と、正電極部品６の下にある負電極部品７
と、正電極部品６と負電極部品７との間に配置されたセ
パレータ８から成る。ここで示されているように、各セ
ルの正電極部品６には、上部集電流板６Ａと下部正電極
６Ｂとが含まれる。これと類似して、各負電極部品７
は、上部亜鉛負電極７Ｂと下部集電流板７Ａとから成
る。双極基板５は，上側表面５Ａ上で亜鉛負電極部品７
の集電流板７Ａに接し、下側表面５Ｂ上で下部セル４の
正電極部品６に接している。
電極部品６と、正電極部品６の下にある負電極部品７
と、正電極部品６と負電極部品７との間に配置されたセ
パレータ８から成る。ここで示されているように、各セ
ルの正電極部品６には、上部集電流板６Ａと下部正電極
６Ｂとが含まれる。これと類似して、各負電極部品７
は、上部亜鉛負電極７Ｂと下部集電流板７Ａとから成
る。双極基板５は，上側表面５Ａ上で亜鉛負電極部品７
の集電流板７Ａに接し、下側表面５Ｂ上で下部セル４の
正電極部品６に接している。
【００１２】図に示されているように、セル３及び４の
各々には、電解液の漏洩に対してセルを封止し、更に電
池１を形成するに当たっての垂直方向の圧力に耐えるよ
うにする、封止及び圧縮力吸収ガスケットが具えられて
いる。セパレータ８に接する各セルの電極６Ｂ及び７Ｂ
の各々の反対側端に、セパレータ・シール９が置かれて
いる。これらのシールによって、それぞれのセパレータ
及び電極から集電流板上への電解液の漏洩が防がれる。
各々には、電解液の漏洩に対してセルを封止し、更に電
池１を形成するに当たっての垂直方向の圧力に耐えるよ
うにする、封止及び圧縮力吸収ガスケットが具えられて
いる。セパレータ８に接する各セルの電極６Ｂ及び７Ｂ
の各々の反対側端に、セパレータ・シール９が置かれて
いる。これらのシールによって、それぞれのセパレータ
及び電極から集電流板上への電解液の漏洩が防がれる。
【００１３】各セルには上部集電流板６Ａ及び７Ａの端
とシール９の境界との間に圧力感知ガスケットが追加的
に具えられて、電解液の漏洩を更に防止する。これらの
ガスケットによってまた、電池１の組立て中に端板１１
及び１２によりセルに加えられる圧縮力が吸収されて、
これらの圧縮力によって過剰な圧縮が行われて電極や他
の電池部品が破壊されないようにもする。
とシール９の境界との間に圧力感知ガスケットが追加的
に具えられて、電解液の漏洩を更に防止する。これらの
ガスケットによってまた、電池１の組立て中に端板１１
及び１２によりセルに加えられる圧縮力が吸収されて、
これらの圧縮力によって過剰な圧縮が行われて電極や他
の電池部品が破壊されないようにもする。
【００１４】図に示されているように、端板１１及び１
２は、はち巣状構造で、それぞれの正及び負の蓄電池端
子１３及び１４に関連して構成されている。各蓄電池端
子は、それぞれの圧縮板１１及び１２を通して、電池の
内部でこれらの圧縮板の表面に境界を作る導電性のアキ
ュムレータ板１６へと伸びている、中央端子棒１５から
成る。代って、アキュムレータ板１６は、双極板５に構
造的に類似している導電性の基板又は板１７を通して、
境界を作っているセル３又は４に電気的に接続される。
絶縁部材１８が圧縮板の外側表面上に更に具えられ、電
池端子棒１５の外側端を除く総てを絶縁する。
２は、はち巣状構造で、それぞれの正及び負の蓄電池端
子１３及び１４に関連して構成されている。各蓄電池端
子は、それぞれの圧縮板１１及び１２を通して、電池の
内部でこれらの圧縮板の表面に境界を作る導電性のアキ
ュムレータ板１６へと伸びている、中央端子棒１５から
成る。代って、アキュムレータ板１６は、双極板５に構
造的に類似している導電性の基板又は板１７を通して、
境界を作っているセル３又は４に電気的に接続される。
絶縁部材１８が圧縮板の外側表面上に更に具えられ、電
池端子棒１５の外側端を除く総てを絶縁する。
【００１５】上述のように構築された電池１では、電池
セル３及び４からの電流は、水平に配置された電池部品
（すなわち、板１７、集電流板６Ａ及び７Ａ、電極６Ｂ
及び７Ｂ、双極板５、アキュムレータ板１６）の主要な
表面区域を垂直に上向きに流れる。かくして、端子１４
が端子１３に対する電池負端子となり、電池電圧はセル
３及び４の電圧の直列合計となる。
セル３及び４からの電流は、水平に配置された電池部品
（すなわち、板１７、集電流板６Ａ及び７Ａ、電極６Ｂ
及び７Ｂ、双極板５、アキュムレータ板１６）の主要な
表面区域を垂直に上向きに流れる。かくして、端子１４
が端子１３に対する電池負端子となり、電池電圧はセル
３及び４の電圧の直列合計となる。
【００１６】電池１の電解液は、セル３及び４のセパレ
ータ８、若しくはこれらのセパレータに隣接する電極領
域の、何れかの中に維持される。その結果、セル中には
自由に動く電解液はない。ガスケット２１中の通路１９
を通して電解液を各セルに入れることができる。通路を
通して配管を行い、注入器又は類似の器具を用いて電解
液をセルに注入することでこの形が成立する。
ータ８、若しくはこれらのセパレータに隣接する電極領
域の、何れかの中に維持される。その結果、セル中には
自由に動く電解液はない。ガスケット２１中の通路１９
を通して電解液を各セルに入れることができる。通路を
通して配管を行い、注入器又は類似の器具を用いて電解
液をセルに注入することでこの形が成立する。
【００１７】電池１を形成するに当たって、基板を導電
性にすべく炭素を充填したプラスチック材料で導電性の
基板５及び１７を構成しても良い。この形の典型的な材
料は、ジェームズ・リバー社(James River Co.) からコ
ンデュロン(Condulon)という商品名で販売されている。
この基板を比較的薄くして、電流に対する基板の抵抗の
影響を少なくすることが望ましい。この基板として用い
られる典型的な厚さは、０．１ｍｍ程度で、典型的な比
抵抗は０．７Ω−ｃｍ程度である。
性にすべく炭素を充填したプラスチック材料で導電性の
基板５及び１７を構成しても良い。この形の典型的な材
料は、ジェームズ・リバー社(James River Co.) からコ
ンデュロン(Condulon)という商品名で販売されている。
この基板を比較的薄くして、電流に対する基板の抵抗の
影響を少なくすることが望ましい。この基板として用い
られる典型的な厚さは、０．１ｍｍ程度で、典型的な比
抵抗は０．７Ω−ｃｍ程度である。
【００１８】本発明の譲受け人が譲り受けているアメリ
カ合衆国特許第３，８９８，０９９号の示唆に従うプラ
スチック様の材料を電極活性材料に組み合わせて、各セ
ルの亜鉛負電極７Ｂ及び正電極６Ｂを形成することもで
きる。同特許は、本出願中でも参照されている。亜鉛負
電極は如何なる数の亜鉛活性材料でも構成できる。典型
的な材料としてはＺｎＯがあるが、典型的な電極の組成
は、９２％のＺｎＯと、１５％のＣｄ０と、１％のＰｂ
Ｏと、６％のポリレトラフロロエチレン(polyletrafruo
roethylene) （ＰＴＦＥ）とによるものである。
カ合衆国特許第３，８９８，０９９号の示唆に従うプラ
スチック様の材料を電極活性材料に組み合わせて、各セ
ルの亜鉛負電極７Ｂ及び正電極６Ｂを形成することもで
きる。同特許は、本出願中でも参照されている。亜鉛負
電極は如何なる数の亜鉛活性材料でも構成できる。典型
的な材料としてはＺｎＯがあるが、典型的な電極の組成
は、９２％のＺｎＯと、１５％のＣｄ０と、１％のＰｂ
Ｏと、６％のポリレトラフロロエチレン(polyletrafruo
roethylene) （ＰＴＦＥ）とによるものである。
【００１９】正電極６Ｂがまたそれぞれ、如何なる数の
正の活性材料、例えば、ニッケル又は銀のような材料で
も構成できる。典型的なニッケル活性材料はＮｉ（Ｏ
Ｈ）２で、典型的な正電極の組成は、３％のＣｏ（Ｏ
Ｈ）を含む６６％のＮｉ（ＯＨ）２と、３０％の黒鉛
と、４％のＰＴＦＥとによるものである。この組成中で
用いられる黒鉛には、これもまた本発明の譲受け人が譲
り受けでいるアメリカ合衆国特許第４，４５６，０５８
号中に示唆されているように、スピネルで被覆を行って
も良い。同特許の示唆もまた、本出願中で参照されてい
る。
正の活性材料、例えば、ニッケル又は銀のような材料で
も構成できる。典型的なニッケル活性材料はＮｉ（Ｏ
Ｈ）２で、典型的な正電極の組成は、３％のＣｏ（Ｏ
Ｈ）を含む６６％のＮｉ（ＯＨ）２と、３０％の黒鉛
と、４％のＰＴＦＥとによるものである。この組成中で
用いられる黒鉛には、これもまた本発明の譲受け人が譲
り受けでいるアメリカ合衆国特許第４，４５６，０５８
号中に示唆されているように、スピネルで被覆を行って
も良い。同特許の示唆もまた、本出願中で参照されてい
る。
【００２０】各セルの集電流板６Ａ及び７Ａをそれぞ
れ、穿孔を施した銅のような導電性の箔で構成しても良
い。この箔に銀のような材料でメッキを施しても良い。
れ、穿孔を施した銅のような導電性の箔で構成しても良
い。この箔に銀のような材料でメッキを施しても良い。
【００２１】はち巣状構造に作られたアルミニウムのよ
うな材料でこの電池の圧縮板１１及び１２を形成しても
良い。端子１３及び１４のアキュムレータ板１６を代わ
る代わるニッケルでメッキを施した銅で構成し、端子棒
１５を銅で構成しても良い。
うな材料でこの電池の圧縮板１１及び１２を形成しても
良い。端子１３及び１４のアキュムレータ板１６を代わ
る代わるニッケルでメッキを施した銅で構成し、端子棒
１５を銅で構成しても良い。
【００２２】電池セル３及び４の種々の部品を、導電性
の基板５と１７と共に単位体で形成することもできる。
かくして、各セルの正及び亜鉛負電極部品６及び７を、
集電流板と電極の積層として各々形成することもでき
る。次いで、この積層に導電性接着剤を用い、熱と圧力
を加えることによって、隣接する導電性基板の形に更に
積層することもできる。双極の場合には、負電極部品７
を基板５の上側表面に積層し、正電極部品６を下側表面
に積層した複合積層として、基板５を形成することもで
きよう。同様に、上部及び下部基板１７に、隣接する電
極部品６及び７とをそれぞれ積層することもできよう。
の基板５と１７と共に単位体で形成することもできる。
かくして、各セルの正及び亜鉛負電極部品６及び７を、
集電流板と電極の積層として各々形成することもでき
る。次いで、この積層に導電性接着剤を用い、熱と圧力
を加えることによって、隣接する導電性基板の形に更に
積層することもできる。双極の場合には、負電極部品７
を基板５の上側表面に積層し、正電極部品６を下側表面
に積層した複合積層として、基板５を形成することもで
きよう。同様に、上部及び下部基板１７に、隣接する電
極部品６及び７とをそれぞれ積層することもできよう。
【００２３】セル３及び４中に用いられるセパレータ８
を、分離した電極間でのイオンの流れを可能にする非導
電性の多孔材料で構成することもできる。典型的には、
各セパレータを多層構造にしてイオンの流れに適合させ
ることになろう。使用できる構造としては、ハーシュト
・ケミカル(Hoerscht Chemical) 社で製造されている、
例えばセルガード(Celgard)Ｋ３０６のような材料で形
成される内部隔壁層を内蔵する、例えばペロン(Pellon)
２５１６のような不織ポリアミドの外部層で構成するこ
とになろう。
を、分離した電極間でのイオンの流れを可能にする非導
電性の多孔材料で構成することもできる。典型的には、
各セパレータを多層構造にしてイオンの流れに適合させ
ることになろう。使用できる構造としては、ハーシュト
・ケミカル(Hoerscht Chemical) 社で製造されている、
例えばセルガード(Celgard)Ｋ３０６のような材料で形
成される内部隔壁層を内蔵する、例えばペロン(Pellon)
２５１６のような不織ポリアミドの外部層で構成するこ
とになろう。
【００２４】電池１の各セル３及び４に対しては如何な
る数の電解質でも使用できる。典型的な電解液として
は、ＫＯＨ、若しくはＫＯＨとＬｉＯＨの混合液となろ
う。かかる混合液の特定の組成としては、１％のＬｉＯ
Ｈを持つ３５％のＫＯＨを含むものとなろう。
る数の電解質でも使用できる。典型的な電解液として
は、ＫＯＨ、若しくはＫＯＨとＬｉＯＨの混合液となろ
う。かかる混合液の特定の組成としては、１％のＬｉＯ
Ｈを持つ３５％のＫＯＨを含むものとなろう。
【００２５】２つの電池セル、３及び４の形で電池１を
示したが、水平に配置された電池セルを垂直に幾つ積み
重ねた形でも、この電池を構成することができる。双極
導電性基板５によって、セルの次の組は勿論分離される
が、セルの組は電気的に直列に接続される。これに加え
て、正電極をニッケル又は銀の活性材料以外で形成する
こともできる。各正電極を酸素電極にすることもでき
る。
示したが、水平に配置された電池セルを垂直に幾つ積み
重ねた形でも、この電池を構成することができる。双極
導電性基板５によって、セルの次の組は勿論分離される
が、セルの組は電気的に直列に接続される。これに加え
て、正電極をニッケル又は銀の活性材料以外で形成する
こともできる。各正電極を酸素電極にすることもでき
る。
【００２６】
【発明の効果】本発明の電池１を上述のように設計する
と、双極基板５及び導電性基板１７によって電池全体に
わたって均一なより大きな電流が得られる。その結果、
電極上の区域間の電圧差が極小化される傾向になり、亜
鉛負電極の形状変化の発生も極小化される。また、電流
も電極表面に対して垂直に、更に薄い導電性基板５及び
１７を通して集められるので、電流密度差も減少する。
このことにより、亜鉛電極の形状変化が更に少なくな
る。
と、双極基板５及び導電性基板１７によって電池全体に
わたって均一なより大きな電流が得られる。その結果、
電極上の区域間の電圧差が極小化される傾向になり、亜
鉛負電極の形状変化の発生も極小化される。また、電流
も電極表面に対して垂直に、更に薄い導電性基板５及び
１７を通して集められるので、電流密度差も減少する。
このことにより、亜鉛電極の形状変化が更に少なくな
る。
【００２７】電池部品を水平に配置し、垂直に積み重ね
ることによって、更に、重力によって生じる電解液の濃
度の勾配が極小化される傾向になる。かくして、電解液
の移動が少なくなり、電解液移動から生じる電極形状変
化も少なくなる。更に、電池セル３及び４には自由に動
く電解液はない。かくして、亜鉛活性材料の溶解が少な
くなり、亜鉛活性材料の溶解によって生じるあらゆる電
極形状変化も少なくなる。
ることによって、更に、重力によって生じる電解液の濃
度の勾配が極小化される傾向になる。かくして、電解液
の移動が少なくなり、電解液移動から生じる電極形状変
化も少なくなる。更に、電池セル３及び４には自由に動
く電解液はない。かくして、亜鉛活性材料の溶解が少な
くなり、亜鉛活性材料の溶解によって生じるあらゆる電
極形状変化も少なくなる。
【００２８】上述の構成は、本発明の現状の応用を示す
多くの可能性を単に説明するためのものである。本発明
の原理に従って、本発明の神髄と範囲から逸脱すること
なく多数の異なる構成を容易に考案することもできよ
う。
多くの可能性を単に説明するためのものである。本発明
の原理に従って、本発明の神髄と範囲から逸脱すること
なく多数の異なる構成を容易に考案することもできよ
う。
本発明の上記及びその他の特徴及び局面は、添付の図面
と関連して以下の詳細な叙述を読むことによって、一層
明白となろう。
と関連して以下の詳細な叙述を読むことによって、一層
明白となろう。
【図１】本発明の原理による亜鉛２次電池を示す。
１ 亜鉛２次電池 ３ 上部セル ４ 下部セル ５ 基板 ５Ａ 上側表面 ５Ｂ 下側表面 ６ 正電極部品 ６Ａ 上部集電流板 ６Ｂ 下部正電極 ７ 負電極部品 ７Ａ 下部集電流板 ７Ｂ 上部亜鉛負電極 ８ セパレータ ９ セパレータ・シール １１ 端板 １２ 端板 １３ 正蓄電池端子 １４ 負蓄電池端子 １５ 中央端子棒 １６ アキュムレータ板 １７ 導電性の基板又は板 １８ 絶縁部材
Claims (20)
- 【請求項１】 亜鉛負電極及び対向する正電極で各電池
セルが構成される、複数の電池セルと、 多数の導電性の双極板とから成る電池であって、 該電池セルの連続する各組が双極板として配列され相互
の間に導電性を与えるように、該電池セルと該双極板と
が配列されている電池。 - 【請求項２】 前記電池セル及び前記双極板が更に、該
双極板によって該電池セルが電気的に直列に接続され該
電池セルの電圧が相加的になるように配列されている請
求項１記載の電池。 - 【請求項３】 前記電池セル及び前記双極板が更に、垂
直に積み重ねられた状態で水平に配列されている請求項
２記載の電池。 - 【請求項４】 前記電池セルの各々が、該電池セルの正
電極が該電池セルの亜鉛負電極の上にあるように、前記
積重ねの中で配列されている請求項３記載の電池。 - 【請求項５】 請求項４記載の電池であって、 前記積重ね中の頂部電池セルの上部電極の上に配列さ
れ、該上部電極と電気的接触を有する、第１の導電性の
板と、 前記積重ね中の底部電池セルの下部電極の下に配列さ
れ、該下部電極と電気的接触を有する、第２の導電性の
板とから更に成る、電池。 - 【請求項６】 請求項５記載の電池であって、 前記第１導電性板に対して電気的に接続される第１の電
池端子と、 前記第２導電性板に対して電気的に接続される第２の電
池端子とから更に成る、電池。 - 【請求項７】 請求項６記載の電池であって、 前記第１電池端子が、前記第１導電性板と電気的に接触
する第１の導電性のアキュムレータ板から成り、 前記第２電池端子が、前記第２導電性板と電気的に接触
する第２の導電性のアキュムレータ板から成る電池。 - 【請求項８】 請求項７記載の電池であって、 前記第１及び第２のアキュムレータ板に隣接して、それ
ぞれ前記電池セルの積重ねと前記双極板とを共に圧縮す
べく配置されている、第１及び第２の圧縮板装置から更
に成る、電池。 - 【請求項９】 請求項８記載の電池であって、 貫通する開口部を前記圧縮板装置の各々が有し、 該圧縮板装置中の開口部を貫通し、前記第１導電性アキ
ュムレータ板に接触する第１の棒を前記第１電池端子に
含み、 該圧縮板装置中の開口部を貫通し、前記第２導電性アキ
ュムレータ板に接触する第２の棒を前記第２電池端子に
含む電池。 - 【請求項１０】 請求項９記載の電池であって、 前記第１及び第２の圧縮板装置の各々がはちの巣構造を
有する電池。 - 【請求項１１】 請求項９記載の電池であって、 前記電池セルの各々に該電池セルの正電極及び亜鉛負電
極の間に非導電性のセパレータを更に含み、該電池の電
極の各々に対しては該電極の表面に隣接する導電性の集
電流子を更に含む電池。 - 【請求項１２】 請求項１１記載の電池であって、 前記電池セルの各々に、前記正及び亜鉛負電極の各々の
各端に配置されるセパレータ・シールと、該電池の端に
配置され、該電池の端で該セパレータ・シールに隣接す
るガスケットとを更に含む電池。 - 【請求項１３】 請求項１記載の電池であって、 各双極板が導電性のプラスチックから成る電池。
- 【請求項１４】 請求項１３記載の電池であって、 前記プラスチック中に含まれる炭素によって該プラスチ
ックに導電性を持たせてある電池。 - 【請求項１５】 請求項１記載の電池であって、 前記電池セルの各々が、該セルの正及び亜鉛負電極の間
に配置される非導電性のセパレータから更に成る電池。 - 【請求項１６】 請求項１５記載の電池であって、 前記電池セルの各々が、該セルのセパレータと、該セパ
レータに隣接する正及び亜鉛負電極の区域とに閉じ込め
られる電解液から更に成る電池。 - 【請求項１７】 請求項１６記載の電池であって、 前記電解液がＫＯＨから成る電池。
- 【請求項１８】 請求項１６記載の電池であって、 前記電池セルの各々に、前記セルの前記セパレータと前
記電極の端に隣接して、該セルを電解液の漏洩に対して
密封するための装置を更に含む電池。 - 【請求項１９】 請求項１記載の電池であって、 前記電池セルの前記正電極が各々、ニッケル及び銀の活
性材料の１つから成る電池。 - 【請求項２０】 請求項１記載の電池であって、 前記電池セルの前記正電極が酸素電極である電池。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/695,437 US5264305A (en) | 1991-05-03 | 1991-05-03 | Zinc secondary battery having bipolar plate construction with horizontally disposed battery components |
| US07/695,437 | 1991-05-03 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05101843A true JPH05101843A (ja) | 1993-04-23 |
Family
ID=24792973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4031435A Pending JPH05101843A (ja) | 1991-05-03 | 1992-01-22 | 水平配置型電池部品を有する双極板構造の亜鉛２次電池 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5264305A (ja) |
| EP (1) | EP0512417B1 (ja) |
| JP (1) | JPH05101843A (ja) |
| DE (1) | DE69218490T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005174844A (ja) * | 2003-12-15 | 2005-06-30 | Nissan Motor Co Ltd | バイポーラ電池 |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5374490A (en) * | 1993-05-19 | 1994-12-20 | Portable Energy Products, Inc. | Rechargeable battery |
| US5395709A (en) * | 1993-10-18 | 1995-03-07 | Westinghouse Electric Corporation | Carbon bipolar walls for batteries and method for producing same |
| US5411818A (en) * | 1993-10-18 | 1995-05-02 | Westinghouse Electric Corporation | Perimeter seal on bipolar walls for use in high temperature molten electrolyte batteries |
| US5512387A (en) * | 1993-11-19 | 1996-04-30 | Ovonic Battery Company, Inc. | Thin-film, solid state battery employing an electrically insulating, ion conducting electrolyte material |
| US5441824A (en) * | 1994-12-23 | 1995-08-15 | Aerovironment, Inc. | Quasi-bipolar battery requiring no casing |
| US6146780A (en) | 1997-01-24 | 2000-11-14 | Lynntech, Inc. | Bipolar separator plates for electrochemical cell stacks |
| US6232010B1 (en) | 1999-05-08 | 2001-05-15 | Lynn Tech Power Systems, Ltd. | Unitized barrier and flow control device for electrochemical reactors |
| SE520007C8 (sv) | 2001-09-19 | 2006-05-16 | Nilar Europ Ab | Ett bipolärt batteri, en metod för tillverkning av ett bipolärt batteri och bilplåtsammansättning |
| SE519958C2 (sv) * | 2001-09-20 | 2003-04-29 | Nilar Europ Ab | Ett bipolärt batteri och en biplåtsammansättning |
| US7033696B2 (en) * | 2002-02-12 | 2006-04-25 | Plurion Systems, Inc. | Electric devices with improved bipolar electrode |
| EP1514322A2 (en) * | 2002-05-31 | 2005-03-16 | Lynntech, Inc. | Electrochemical cell and bipolar assembly for an electrochemical cell |
| US7736783B2 (en) * | 2002-12-04 | 2010-06-15 | Lynntech, Inc. | Very thin, light bipolar plates |
| JP2008541353A (ja) | 2005-05-03 | 2008-11-20 | ランディー オッグ， | バイポーラ電気化学二次電池 |
| JP5114950B2 (ja) * | 2006-02-13 | 2013-01-09 | 日産自動車株式会社 | 電池モジュール、組電池及びそれらの電池を搭載した車両 |
| JP5714820B2 (ja) * | 2007-02-12 | 2015-05-07 | ランディー オッグ， | 電気化学バッテリの積層構成 |
| US8632901B2 (en) | 2007-10-26 | 2014-01-21 | G4 Synergetics, Inc. | Dish shaped and pressure equalizing electrodes for electrochemical batteries |
| DE102008036319A1 (de) * | 2008-07-29 | 2010-02-04 | Elringklinger Ag | Verfahren zur Herstellung einer Bipolarplatte und Bipolarplatte für eine bipolare Batterie |
| JP2012516541A (ja) | 2009-01-27 | 2012-07-19 | ジー４ シナジェティクス， インコーポレイテッド | エネルギー貯蔵デバイスのための可変体積格納 |
| DE102009035478A1 (de) * | 2009-07-31 | 2011-02-03 | Daimler Ag | Batterie und Verfahren zum Herstellen einer Batterie |
| WO2019187315A1 (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-03 | 三洋電機株式会社 | 電源装置と電源装置を備える電動車両 |
| CN110828760B (zh) * | 2018-08-08 | 2022-11-22 | 辉能科技股份有限公司 | 水平复合式电能供应单元群组 |
| EP3608997A1 (en) * | 2018-08-08 | 2020-02-12 | Prologium Technology Co., Ltd. | Horizontal composite electricity supply structure |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2740821A (en) * | 1954-11-29 | 1956-04-03 | Eagle Picher Co | Battery construction |
| FR1120255A (fr) * | 1955-01-21 | 1956-07-03 | Accumulateurs Fixes | Batterie d'accumulateurs alcalins étanches |
| FR2118218A5 (ja) * | 1970-12-14 | 1972-07-28 | Accumulateurs Fixes | |
| JPS5229808A (en) * | 1975-09-02 | 1977-03-07 | Takasago Kogyo Kk | Method and apparatus for smokeeburning articles |
| JPS5239532B2 (ja) * | 1974-01-24 | 1977-10-05 | ||
| US4125680A (en) * | 1977-08-18 | 1978-11-14 | Exxon Research & Engineering Co. | Bipolar carbon-plastic electrode structure-containing multicell electrochemical device and method of making same |
| JPS61259464A (ja) * | 1985-05-13 | 1986-11-17 | Yuasa Battery Co Ltd | 密閉形アルカリ亜鉛蓄電池 |
| JPS6431354A (en) * | 1987-07-27 | 1989-02-01 | Sharp Kk | Laminated cell |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL34896C (ja) * | 1931-07-20 | |||
| US3306777A (en) * | 1965-01-14 | 1967-02-28 | Dow Chemical Co | Flat cell pack battery having a cushioning means |
| FI49090C (fi) * | 1972-11-10 | 1975-03-10 | Pentti Juuse Tamminen | Galvaaninen levykeparisto. |
| FR2276704A1 (fr) * | 1974-06-27 | 1976-01-23 | Accumulateurs Fixes | Batterie de generateurs electrochimiques |
| US4539268A (en) * | 1981-07-02 | 1985-09-03 | California Institute Of Technology | Sealed bipolar multi-cell battery |
| US4542082A (en) * | 1982-02-08 | 1985-09-17 | California Institute Of Technology | Bipolar battery plate |
| EP0190078A3 (fr) * | 1985-01-30 | 1987-04-08 | S.E.R.E.G.I.E. | Procédé de charge d'un générateur électrochimique à électrode négative de zinc, et générateur électrochimique pour la mise en oeuvre de ce procédé |
| DK156599C (da) * | 1985-10-04 | 1990-01-29 | Hellesens As | Fremgangsmaade til fremstilling af en terminalgennemfoering til et batteri bestaaende af oven paa hinanden stablede celler |
-
1991
- 1991-05-03 US US07/695,437 patent/US5264305A/en not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-01-22 JP JP4031435A patent/JPH05101843A/ja active Pending
- 1992-04-30 DE DE69218490T patent/DE69218490T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-04-30 EP EP92107399A patent/EP0512417B1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2740821A (en) * | 1954-11-29 | 1956-04-03 | Eagle Picher Co | Battery construction |
| FR1120255A (fr) * | 1955-01-21 | 1956-07-03 | Accumulateurs Fixes | Batterie d'accumulateurs alcalins étanches |
| FR2118218A5 (ja) * | 1970-12-14 | 1972-07-28 | Accumulateurs Fixes | |
| JPS5239532B2 (ja) * | 1974-01-24 | 1977-10-05 | ||
| JPS5229808A (en) * | 1975-09-02 | 1977-03-07 | Takasago Kogyo Kk | Method and apparatus for smokeeburning articles |
| US4125680A (en) * | 1977-08-18 | 1978-11-14 | Exxon Research & Engineering Co. | Bipolar carbon-plastic electrode structure-containing multicell electrochemical device and method of making same |
| JPS61259464A (ja) * | 1985-05-13 | 1986-11-17 | Yuasa Battery Co Ltd | 密閉形アルカリ亜鉛蓄電池 |
| JPS6431354A (en) * | 1987-07-27 | 1989-02-01 | Sharp Kk | Laminated cell |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005174844A (ja) * | 2003-12-15 | 2005-06-30 | Nissan Motor Co Ltd | バイポーラ電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69218490D1 (de) | 1997-04-30 |
| EP0512417A1 (en) | 1992-11-11 |
| EP0512417B1 (en) | 1997-03-26 |
| US5264305A (en) | 1993-11-23 |
| DE69218490T2 (de) | 1997-08-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH05101843A (ja) | 水平配置型電池部品を有する双極板構造の亜鉛２次電池 | |
| WO2018195372A1 (en) | Battery cell with electrolyte diffusion material | |
| US4565749A (en) | Lightweight bipolar metal-gas battery | |
| CN217485481U (zh) | 复合导电集流体、电极片及锂离子电池 | |
| IT9067909A1 (it) | Accumulatore ermetico al piombo acido ad elettrodi dipolari. | |
| WO2015089208A1 (en) | Cell design for an alkaline battery with channels in electrodes to remove gas | |
| CN106450504A (zh) | 双极性铅酸蓄电池 | |
| JPH11121028A (ja) | 密閉式鉛蓄電池 | |
| JPH01195673A (ja) | 電池 | |
| JPH04248274A (ja) | 積層電池 | |
| US11837701B2 (en) | Bipolar lead acid battery cells with increased energy density | |
| US3496025A (en) | Deferred action battery | |
| CN209401735U (zh) | 电极组件和二次电池 | |
| CA1052859A (en) | Flat alkaline cell with double collector positive, negative and third terminal connections | |
| US20240105914A1 (en) | Bipolar battery plate and fabrication thereof | |
| KR200302559Y1 (ko) | 리튬 이온 폴리머 전지 | |
| JPS59126782A (ja) | 電解槽用電極板 | |
| JPH0828236B2 (ja) | 密閉形アルカリ亜鉛蓄電池 | |
| JPH0896834A (ja) | アルカリ酸化銀−ｍｈ蓄電池 | |
| KR20160047001A (ko) | 단일 쉬트형 전지 및 그에 사용되는 전극 어셈블리 | |
| JPH07282838A (ja) | 密閉形鉛蓄電池 | |
| JPS63299051A (ja) | 鉛蓄電池 | |
| GB2044801A (en) | Electrodepositing nickel over alkaline cell electrodes | |
| JPS6147064A (ja) | アルカリ亜鉛畜電池 | |
| WO2015089205A1 (en) | Beveled cell design for an alkaline battery to remove gas |