JPH05129014A

JPH05129014A - 湿式二次電池

Info

Publication number: JPH05129014A
Application number: JP4116784A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Nakazawa; 祥浩中沢; Yoshinori Mita; 義訓三田; Masao Ogawa; 雅雄小川
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1991-08-22
Filing date: 1992-04-10
Publication date: 1993-05-25
Anticipated expiration: 2020-04-27
Also published as: JP3642342B2

Abstract

(57)【要約】【構成】湿式二次電池の陽極（ニッケル極）及び陰極
（亜鉛極）間に介在され、極板からの析出物の生成によ
る極板間ショートを防止するセパレータを、次のように
構成する。すなわち、セパレータ１０１を構成する親水
性イオン透過膜１０２に部分的に複数の開口部を形成
し、該開口部に撥水性ガス透過膜１０３を固着する。【効果】陽極で発生される酸素ガスが、該セパレータ
１０１の撥水性ガス透過膜１０３を通過して陰極に達す
るために、陰極での酸素ガス吸着反応が平準化する。こ
の結果、陰極の、陽極と対向する放電面積があまり減少
せず、これにより放電容量の減少が防止され、寿命が延
びる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は湿式二次電池に関するも
のであり、特に、高寿命化を得ることのできる湿式二次
電池に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電動式車両の駆動モータのエネルギ源、
又は内燃機関を搭載した車両の内燃機関始動用、若しく
は灯火用等の電源として、化学的作用により再充電を行
い、繰り返して電源として利用することのできる湿式二
次電池が用いられている。

【０００３】このような湿式二次電池には、例えば陽極
としてニッケル（Ｎｉ）を用い、陰極として亜鉛（Ｚ
ｎ）を用いたニッケル−亜鉛電池がある。この電池の通
常の反応を化１に示す。

【０００４】

【化１】また、充電末期においては、化２のような反応となる。

【０００５】

【化２】この充電末期にニッケル極より発生する酸素ガスは、極
間電位の上昇に伴うものであり、このようにニッケル極
に流れる電気量が酸素ガス発生に費やされた分だけ、充
電電気量が減少する。一方、ニッケル極で発生した酸素
ガスを亜鉛極が吸収しない場合には、亜鉛極は充電電気
量が流れた分だけ、充電を受け入れるためにニッケル極
より過充電となる。これにより亜鉛極活物質が消費さ
れ、当該湿式二次電池が短寿命となる。

【０００６】このような不具合を解消するためには、当
該湿式二次電池を密閉式として、ニッケル極で発生した
酸素ガスを亜鉛極で吸収させれば良い。このような構成
により、過充電によってできた充電活物質が放電活物質
に変更され、そして、ニッケル、亜鉛両極での充電量が
同一値にバランスし、これにより高寿命化を図ることが
できる。

【０００７】しかし、このような構成でも、亜鉛極で発
生する析出物が成長してニッケル極にまで達すると、セ
ル内短絡を生じ、当該湿式二次電池がその機能を果たす
ことができなくなる。

【０００８】したがって、このようなセル内短絡を防止
するために、イオンは透過しながらも亜鉛析出物質の透
過は防ぐような物理的強度を有し、かつガス透過性には
乏しい、親水性イオン透過膜により形成されたセパレー
タを、ニッケル極及び亜鉛極間に配置している。このよ
うな湿式二次電池は、例えばＰＣＴに基づく国際公開Ｗ
Ｏ８４／００６４２号に記載されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、セパレ
ータはガス透過性に乏しいので、酸素ガスの吸収反応
は、亜鉛極の、ケース内で露出している外周部分でのみ
行われることになる。これにより亜鉛極の反応分布の偏
りを起こし、放電活物質及び充電活物質が亜鉛極板上で
偏在することになって、対向するニッケル極に対して実
質的に放電面積が減少することになり、これにより放電
容量が減少し、寿命が低下する。

【００１０】また、極板（例えば陽極）を、電解液を含
浸させた保液紙で巻回することにより、両極板に対して
電解液を供給するタイプの湿式二次電池においては、充
放電を繰り返すことにより、電解液が保液紙から漏出
し、該保液紙とセルケースの間に移動することがある。
この電解液の移動により、電極の表面に部分的に電解液
の枯れが生じることがあり、これによっても寿命が低下
する。

【００１１】本発明は、前述の問題点を解決するために
なされたものであり、その目的は、放電容量の減少や電
解液の枯れ等を防止し、これにより高寿命を得ることの
できる湿式二次電池を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記の問題点を解決する
ために、本発明は、親水性イオン透過膜により形成され
たセパレータの複数箇所に、撥水性ガス透過膜を配置す
るようにした点に特徴がある。

【００１３】また、陽極、陰極及びセパレータより構成
された極板群と、電解液が含浸され、前記陽極及び陰極
間に介在された保液紙とを具備した湿式二次電池におい
て、前記極板群と該極板群を収容するセルケースとの間
に、さらに電解液を充填した補液層を設けるようにした
点にも特徴がある。

【００１４】

【作用】親水性イオン透過膜により形成されたセパレー
タの複数箇所に撥水性ガス透過膜を配置することによ
り、陽極で発生される酸素ガスがセパレータ自身をほぼ
均一に通過して陰極に達し、陰極での酸素ガス吸着反応
が平準化する。

【００１５】また、陽極及び陰極間に保液紙を備えた湿
式二次電池において、極板群と該極板群を収容するセル
ケースとの間に、さらに電解液を充填した補液層を設け
るようにすれば、充放電の繰り返しにより電解液が保液
紙から漏出しても、漏出した分、前記補液層の電解液が
保液紙側に移動し、電極の表面に部分的な電解液の枯れ
領域が生じるおそれが少ない。

【００１６】

【実施例】以下に図面を参照して、本発明を詳細に説明
する。図３は本発明の一実施例の一部破断斜視図であ
る。同図において、セルケース４２内には、複数の亜鉛
極（陰極）１０５及びニッケル極（陽極）１０６が交互
に配置されている。同図では、亜鉛極１０５及びニッケ
ル極１０６は、それぞれ３枚及び２枚示されているが、
それ以上の枚数であっても良い。

【００１７】ニッケル極１０６には、電解液を含浸させ
た保液紙１０７が２層以上となるように巻回されてい
て、最外層の保液紙１０７の内側にはセパレータ１０１
が巻回されている。前記セパレータ１０１、及び必要に
応じて保液紙１０７は、それぞれニッケル極１０６の集
電極１０６Ａのみが露出するように、その上下部分が溶
着等により固着されている。なお、前記上下部分の溶着
は省略されても良い。

【００１８】符号１１２はセルケース４２を密封するセ
ルカバー、５３は該セルカバー１１２に設けられ、セル
ケース４２内で発生したガスを排出する圧力排気弁であ
る。また符号１０５Ａは亜鉛極１０５の集電極である。

【００１９】図１はセパレータ１０１の平面図、図２は
セパレータ１０１の要部拡大断面図である。各々の図に
おいて、セパレータ１０１は、親水性イオン透過膜１０
２と、該親水性イオン透過膜１０２に部分的に形成され
た複数の開口部１０２Ａお塞ぐように固着された撥水性
（疎水性）ガス透過膜１０３とより構成されている。

【００２０】親水性イオン透過膜１０２は、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン等を発泡又は機械的な引き伸しによ
りスポンジ状に形成された耐アルカリ性を有する多孔膜
であり、界面活性材が塗付又は充填されている。撥水性
ガス透過膜１０３もスポンジ状の耐アルカリ性を有する
多孔膜であるが、界面活性材は用いられていない。

【００２１】前記親水性イオン透過膜１０２には小径
（例えば６［ｍｍ］程度）の開口部１０２Ａが形成され
ていて、該開口部１０２Ａに撥水性ガス透過膜１０３
が、例えば熱溶着により固着されている。符号１０４は
溶着部である。

【００２２】このように形成されたセパレータ１０１を
用いれば、親水性イオン透過膜１０２の作用により電極
反応上重要なイオン透過性を十分に確保でき、また過充
電時にニッケル極で発生する酸素ガスが撥水性ガス透過
膜１０３を通過することによりガス反応も平準化し、亜
鉛極１０５の反応面積の縮小防止を図ることができる。
また、撥水性ガス透過膜１０３は電解液を近付けず、亜
鉛析出物も成長しないので、親水性イオン透過膜１０２
と同様に、亜鉛析出物によるセル内短絡を防止できる。

【００２３】なお、セパレータ１０１は、親水性イオン
透過膜１０２と撥水性ガス透過膜１０３との複合構造で
あれば、それらの材料や断面の構造、あるいは親水性イ
オン透過膜１０２に形成される開口部１０２Ａの形状、
径あるいはその個数（換言すれば撥水性ガス透過膜１０
３の形状、大きさや個数）等は、前記の実施例のみに限
定されない。また、このセパレータは、ニッケル−亜鉛
電池以外の電池に用いられても良いことは当然である。

【００２４】ところで、図３に示したような、セパレー
タを有し、保液紙を電極の周囲に巻回することにより電
極群に対して電解液を供給するタイプの湿式二次電池に
おいては、セパレータが微孔膜でＨ2 Ｏの透過が困難で
あるため、充放電時におけるＨ2 Ｏの生成あるいは消費
は電極ごとに行われるようになる。したがって、特に充
電末においては、ニッケル極側では生成されたＨ2Ｏに
よって湿潤状態となり、電解液の水素イオン濃度が低下
する。一方、亜鉛極側ではＨ2 Ｏが消費され、主に電極
板の外周部が乾燥状態となって水素イオン濃度が高くな
る。

【００２５】このような現象が起こると、ニッケル極に
おいては、極板周辺に溶解した亜鉛イオンが析出し易く
なったり、Ｏ2 ガス、Ｈ2 ガスが多量に発生したりす
る。また、亜鉛極側では、ニッケル極で発生したＯ2 ガ
スの直接吸収反応が乾燥状態の電極外周部で起こって活
物質の偏在が発生したり、電解液、活物質、Ｏ2 ガスの
入ってくる三相界面が活性状態となり、他の部分と比較
して電気化学的にアンバランスが生じたり、更には、電
解液の水素イオン濃度が上昇するために亜鉛の溶解が加
速され、電極から活物質が溶出するので電極が物理的に
薄くなって電極間の構成圧力が減少し、ニッケル極、亜
鉛極の集電能力の低下、活物質の脱落、内部抵抗の増
加、温度上昇といった、電池容量の低下を助長する現象
が複合的に発生してしまう。

【００２６】これに対して、図４に示されるように、電
極群及びセルケース４２及びセルカバー１１２の間に補
液層１０９，１１０を設けることにより、電解液の移動
が緩和でき、電解液の枯れを防止することができる。

【００２７】図４は本発明の他の実施例の断面図であ
る。同図において、図１と同一の符号は、同一又は同等
部分をあらわしているので、その説明は省略する。この
実施例は、図３に示された湿式二次電池の、亜鉛極１０
５及びニッケル極１０６（保液紙１０７及びセパレータ
１０１が巻かれたニッケル極１０６）とセルケース４２
及びセルカバー１１２との間に、補液層１０９及び１１
０を設けたものである。この補液層１０９及び１１０と
しては、例えばセルロースに電解液を充填したものを用
いることができる。

【００２８】なお、図４では、各電極とセルカバー１１
２との間に空隙部４２Ｚがあるが、該空隙部４２Ｚが生
じないように補液層１１０を形成しても良い。また、圧
力排気弁５３による酸素ガス排出を容易にするために、
該圧力排気弁５３と各電極との間に空隙部を形成するよ
うにしても良い。

【００２９】ここで、図４に示したような補液層を有す
る湿式２次電池の、さらに具体的な構成およびその優位
性について詳細に説明する。図１８は本発明のセパレー
タの部分縦断面図、図１９は図１のＡ矢視図であり、前
記と同一の符号は同一または同等部分を表している。

【００３０】親水性イオン透過膜１０２は微孔性多孔膜
であり、ここでは商品名「セルガード＃３４０１」（ダ
イセル化学工業株式会社製）を２枚重ねて用いている。
「セルガード＃３４０１」は、ポリプロピレン製の多孔
膜であり、厚さ２５μｍ、空孔率３８％、孔径０．０５
〜０．１２５μｍのものである。即ち、親水性イオン透
過膜１０２の厚みは５０μｍとなっている。そして、こ
の親水性イオン透過膜１０２には界面活性剤処理が施さ
れている。

【００３１】親水性イオン透過膜１０２の表面全面には
イオン透過性樹脂であるセルロース２０１が塗布されて
いる。図示していないが、セルロース２０１の塗布は、
親水性イオン透過膜１０２の表面全面にビスコースを塗
布し、減圧含浸、凝固させることにより行われる。

【００３２】撥水性ガス透過膜１０３は微孔性多孔膜で
あり、ここでは商品名「ハイポア２１００」（旭化成工
業株式会社製）を用いている。「ハイポア２１００」
は、ポリエチレン製の多孔膜である。撥水性ガス透過膜
１０３の厚みは１００μｍとなっている。この撥水性ガ
ス透過膜１０３には界面活性剤処理は施されていない。
即ち、撥水性ガス透過膜１０３は撥水性（疎水性）を有
している。

【００３３】撥水性ガス透過膜１０３は平面四角形状の
ものであり、開口部１０２Ａを塞ぐよう親水性イオン透
過膜１０２表面に熱又は超音波による溶着により貼り付
けられている。符号１０４ａは溶着部であり、符号１０
４ｂは親水性イオン透過膜１０２の被溶着部である。

【００３４】１個の撥水性ガス透過膜１０３の面積は２
０ｍｍ²以下に設定されており、ここでは撥水性ガス透
過膜１０３として１辺が４ｍｍのものを用いている。な
お、開口部１０２Ａの直径は３ｍｍに設定されている。
１個の撥水性ガス透過膜１０３は１個の開口部１０２Ａ
を塞いでおり、撥水性ガス透過膜１０３は極板面と相対
する面において２０％以下の面積を占めて均一に分布す
るように設けられている。即ち、開口部１０２Ａは撥水
性ガス透過膜１０３が上記のように分布するように予め
考慮されて形成されている。

【００３５】上記構成のセパレータ１０１の性能を次の
ようにして調べた。まず、上記した構成のセパレータ１
０１を用いた蓄電池Ａ、単なるポリプロピレンの微孔性
多孔膜からなるセパレータを用いた蓄電池Ｂ、単なるポ
リプロピレンの微孔性多孔膜と半透膜であるセロハンと
を重ねてなるセパレータを用いた蓄電池Ｃを、それぞれ
２セルずつ用意した。蓄電池を構成する電極、補液層、
電解液は全て同じである。即ち、負極である亜鉛極は、
多数の孔が形成された銅パンチング集電体を芯金とし、
その両面に亜鉛活性物シートを圧着して作製したもので
ある。また正極であるニッケル極は、焼結式ニッケル多
孔体に水酸化ニッケルを主成分とする活物質を化学含浸
法により充填してなるものである。保液層としてはポリ
プロピレン製不織布を用いた。電解液は、比重１．３５
のＫＯＨ水溶液である。そして蓄電池の公称容量は１０
Ａｈである。

【００３６】そして上記蓄電池Ａ、Ｂ、Ｃを、次の条件
で充電・放電を繰り返して、その容量変化を調べた。放
電は２Ａで、セル当りの電圧が１Ｖになる時点まで行っ
た。充電は１Ａで、充電量は放電量の１０５％とした。
なお上記蓄電池Ａ、Ｂ、Ｃの閉路電圧は１．７０Ｖ、５
０％放電時の電圧は１．６５Ｖである。この結果を図２
０に示す。

【００３７】図２０からわかるように、蓄電池Ａではサ
イクルを繰り返しても容量減少が少ない。蓄電池Ｂで
は、ポリプロピレンの微孔性多孔膜からなるため、ガス
吸収が良好に行われ容量低下は蓄電池Ａと略同等である
が、多孔であるため、亜鉛のデンドライトにより短絡が
生じて急激に容量が低下している。蓄電池Ｃでは、セロ
ハンを用いているため、ガス吸収が行われにくく、容量
が低下している。

【００３８】以上のように、セパレータ１０１では、親
水性イオン透過膜１０２の表面全面にセルロース２０１
（イオン透過性樹脂）が塗布されているので、単に界面
活性剤処理を施しただけのものに比してイオン透過性の
持続性に優れている。従って、撥水性ガス透過膜１０３
が貼り付けられていない親水性イオン透過膜１０２の部
分では、ＺｎＯの析出は抑制され、蓄電池におけるデン
ドライトショートが充分に防止される。

【００３９】一方、撥水性ガス透過膜１０３は界面活性
剤処理が施されていないので、撥水性を有している。こ
のため、撥水性ガス透過膜１０３の貼り付けられた部分
では、Ｏ₂ガスは開口部１０２Ａおよび撥水性ガス透過
膜１０３を通って良好に透過され、電池容量の低下が抑
制される。しかも撥水性ガス透過膜１０３を極板面と相
対する面において均一に分布させたので、Ｏ2 ガス吸収
が均一に行われ、負極の形状変化も少なくできる。

【００４０】なお、撥水性ガス透過膜１０３の１個の面
積が２０ｍｍ²より大きく、また全ての撥水性ガス透過
膜１０３の占める面積が極板面と相対する面において２
０％より大きいと、亜鉛極の有効面積が減少するため、
不適切である。

【００４１】なお、上記した実施例では、撥水性ガス透
過膜１０３を親水性イオン透過膜１０２の片面のみに設
けているが、両面に設けても良い。

【００４２】また、上記した実施例では、１個の撥水性
ガス透過膜１０３で塞がれる開口部１０２Ａを１個の断
面円形状の孔としたが、本発明はこれのみに限定される
ものではなく、例えば図２２に示したような複数個の断
面円形状の孔１０２Ｃ、図２３に示したような複数個の
スリット状の孔１０２Ｃでも良い。もちろん断面円形状
に限らず、断面多角形状であっても良い。

【００４３】また、親水性イオン透過膜１０２に用いる
微孔性多孔膜としては、ポリプロピレン製のものの代わ
りに、ポリエチレン製、ナイロン製のものを、またイオ
ン透過性樹脂としては、セルロースの代わりにポバール
を用いても良い。

【００４４】なお、図４に示した実施例では補液層１０
９が各極板に共通であったが、補液層内部での亜鉛の結
晶成長による短絡を防止するためには、以下に詳述する
ように、補液層を各補液紙ごとに独立して設けるように
することが望ましい。

【００４５】図２１は、補液層を各補液紙ごとに独立し
て設けた実施例の内部構造を示した図であり、前記と同
一の符号は同一または同等部分を表している。

【００４６】同図において、セパレータ１０１はセルケ
ース底部４２Ｙまで延長され、当該セルケース底部４２
Ｙにおいて液密に固着されている。セパレータ１０１で
仕切られた各領域内に収容された各極板１０５、１０６
は、適宜の支持部材３０１によってセルケース底部４２
Ｙから予定の間隙を保って支持されている。なお、各極
板１０５，１０６は、集電帯３０２によって支持される
ようにしても良い。

【００４７】極板１０５が収容された領域では、セルケ
ース底部４２Ｙと極板１０５との間隙部が補液層１０９
Ａとなり、極板１０６が収容されてセパレータ１０１の
一部を底とする領域では、当該セパレータ１０１と極板
１０６との間隙部が補液層１０９Ｂとなっている。

【００４８】支持部材３０１は、各極板１０５、１０６
の一方の主面が露出した領域と他方の主面が露出した領
域との間での電解液の移動が可能となるように、電解液
の通路となる貫通孔を有している。

【００４９】さて、以上の構成を有する湿式二次電池
を、電動式自動二輪車に適用した例を説明する。図５は
本発明が適用される電動式自動二輪車の一例の側面図で
ある。同図において、当該電動式自動二輪車の車体フレ
ームは、前部フレーム１、中央フレーム２及び後部フレ
ーム３より構成され、その外側はレッグシールド４、ス
テップフロア５、後部カバー６及びアンダーカバー７よ
り構成される樹脂製のボディによって覆われている。

【００５０】前部フレーム１に取り付けられたヘッドパ
イプ１１は、その上端に操向ハンドル１２を備えると共
に、その下端にフロントクッション１３を介して前輪１
５を軸架したフロントフォーク１４が枢支されている。
中央フレーム２の後部には、後端に後輪１６を軸架した
スイング式のパワーユニット１７の前端がピボット１７
Ａで上下揺動自在に枢支され、そのパワーユニット１７
の後部上面と後部フレーム３とは、リヤクッション１８
を介して連結されている。

【００５１】パワーユニット１７とシート１９との間に
は、ヘルメット等を収容するための物入れ２０が設けら
れている。この物入れ２０は、当該電動式自動二輪車の
駆動モータより発生される磁気の影響を受けないよう
に、導電性樹脂等の磁気シールド材で形成されている。

【００５２】前記ステップフロア５の下方には、パワー
ユニット１７内に配置された駆動モータ（図示せず）に
電力を供給するバッテリ装置２１が配置されている。こ
のバッテリ装置２１は、その内部に複数のセル（湿式二
次電池）を横向きに複数備えることにより構成され、中
央フレーム２に対して適宜の手法により取り付けられて
いる。このバッテリ装置２１は、図６に関して後述する
ように当該電動式自動二輪車の左右両側面に開口部を有
すると共に、その後側にファンモータ２５及びファン２
６を有するダクト２４が接続されている。このファンモ
ータ２５は、特に充電中に駆動され、これにより前記開
口部からバッテリ装置２１内に空気が取り込まれ、前記
ダクト２４の後端部より排出される。この空気の通過に
よりバッテリ装置２１が冷却される。

【００５３】前記ヘッドパイプ１１の前部には、前記駆
動モータを制御するコントローラ２２、及び前記バッテ
リ装置２１に対して充電を行うための充電器２３が取り
付けられている。これらのコントローラ２２及び充電器
２３は、図示された位置以外の位置（例えばシート１９
の下方あるいは後方等）に取り付けることも可能であ
る。

【００５４】図６は図５のＡ−Ａ断面図である。まず、
中央フレーム２の所定位置にはウェルディングナット２
Ｂが溶着されていて、該ナット２Ｂにボルト２Ａを螺合
させることにより、ステップフロア５が中央フレーム２
に固定されている。バッテリ装置２１は、ステップフロ
ア５の下方部分に固定されたバッテリケース３１と、当
該電動式自動二輪車の左右に位置するように前記バッテ
リケース３１内に固定された２組のバッテリ群３０Ａ及
び３０Ｂとより構成されている。前記ステップフロア５
は、バッテリ群３０Ａ及び３０Ｂの上方を覆う蓋として
も機能する。

【００５５】前記バッテリ群３０Ａ及び３０Ｂと、バッ
テリケース３１及びステップフロア５との間には、支持
体３５及び３６が配置されている。符号３７は、シール
材として機能するスポンジである。

【００５６】当該電動式自動二輪車の左右両側面に位置
する、前記バッテリケース３１とステップフロア５との
間の接合部には、所定の開口部３３が形成されていて、
前記ファンモータ２５（図５）の駆動により該開口部３
３から空気が流入し、バッテリ群３０Ａ及び３０Ｂが冷
却される。

【００５７】前記バッテリ群３０Ａ及び３０Ｂは、それ
ぞれ１６個のセル４１を直列に接続することにより構成
されている。次に、当該電動式自動二輪車の左側に配置
されたバッテリ群３０Ａの構成を詳細に説明する。

【００５８】図７はバッテリ群３０Ａの一部破断正面
図、図８は図７の要部拡大図、図９は図７の一部破断平
面図、図１０は図７の一部破断右側面図、図１１はセル
ケース４２の斜視図、図１２は第１連結板４３の斜視
図、図１３〜図１５はそれぞれ第２連結板４４の正面
図、平面図及び右側面図である。なお、カバー５０及び
カバー５１又は５２は、図３及び図４に示されたセルカ
バー１１２に対応している。また、バッテリ群３０Ａ
は、その正面が当該電動式自動二輪車の左側面側に位置
するように配置されている。

【００５９】まず、図１１に示されるように、セルケー
ス４２は、開口部４２Ｆを有する筐体であり、その外周
（底面４２Ｐ及び上面４２Ｑ並びに両側面４２Ｒ）に
は、該開口部４２Ｆから奥に向かうように、リブ４２Ａ
及びリブ４２Ｂが形成されている。また、セルケース４
２の底面４２Ｐ及び上面４２Ｑには環状突起４２Ｃ、及
び該環状突起４２Ｃの内径とほぼ同一径の突起４２Ｄと
が形成され、またその両側面４２Ｒには、突起４２Ｅが
形成されている。

【００６０】セルケース４２の底面４２Ｐに形成される
環状突起４２Ｃは、その上面４２Ｑに形成される突起４
２Ｄに対応する位置に形成され、同様に、前記底面４２
Ｐに形成される突起４２Ｄは、前記上面４２Ｑに形成さ
れる環状突起４２Ｃに対応する位置に形成されている。

【００６１】このような構成を有するセルケース４２
を、突起４２Ｄが環状突起４２Ｃの内径部に嵌合するよ
うに、縦方向（図１１の矢印Ｄ方向）に４つ重ね合わせ
る。この重ね合わせにより、図８に示されたように、隣
接するセルケース４２間に空気通路９１が形成される。
そして、この重ね合わされた４つのセルケース４２を４
組用意し、それらの側面を３つの第２連結板４４を用い
て横方向（図１１の矢印Ｌ方向）に密着させる。

【００６２】第２連結板４４は、図１３〜図１５に示さ
れるように、その両端にフランジ４４Ｋを有する帯状部
４４Ｊと、前記フランジ４４Ｋに設けられたボルト４４
Ｌとより構成されている。前記帯状部４４Ｊの板厚は、
前記突起４２Ｅ（図１１）の突出高さのほぼ２倍であ
り、また該帯状部４４Ｊには、前記突起４２Ｅとほぼ同
径の穴部４４Ｅが穿設されている。そして、この穴部４
４Ｅを各セルケース４２の側面に形成された突起４２Ｅ
に嵌合させることにより、重ね合わされた４つのセルケ
ース４２がその横方向に４組密着される。

【００６３】また、最側部（左右両側）に位置するセル
ケース４２には、第２連結板４４とはフランジ４４Ｋの
形状が異なる第３連結板４５が密着される。

【００６４】この後、その底面４２Ｐが露出した最底部
の４つのセルケース４２、及びその上面４２Ｑが露出し
た最上部の４つのセルケース４２のそれぞれに、図１２
の第１連結板４３を装着する。この第１連結板４３に
は、横方向に密着されたセルケース４２の底面４２Ｐ又
は上面４２Ｑに形成されたリブ４２Ａと同様のリブ４３
Ａが形成されると共に、前記各セルケース４２の環状突
起４２Ｃ及び突起４２Ｄと対応する位置に、突起４３Ｄ
及び環状突起４３Ｃが形成されている。

【００６５】前記装着は、第１連結板４３の突起４３Ｄ
及び環状突起４３Ｃを、セルケース４２の環状突起４２
Ｃ及び突起４２Ｄに嵌合させることにより行い、またこ
の際、第２連結板４４のフランジ４４Ｋ、及び第３連結
板４５のフランジを、第１連結板４３の開口部４３Ｇ及
び凹部４３Ｈより露出させる。前記装着により、第１連
結板４３とセルケース４２と間には、図８に示されるよ
うに、空気通路９２が形成される。

【００６６】その後、上下それぞれに配置された一対の
第１連結板４３に、細長形状のアングル４８を横架し、
第２連結板４４のボルト４４Ｌ、及び第３連結板４５の
ボルトに、前記アングル４８を介してナット４９を螺合
することにより、アングル４８で２枚の第１連結板４３
及び１２個のセルケース４２を押さえ付け、それらを固
定する。

【００６７】さて、前記セルケース４２のそれぞれに
は、図３に関して説明したように、複数の亜鉛極（陰
極）１０５、及び電解液を含浸させた保液紙１０７及び
セパレータ１０１が巻回されたニッケル極（陽極）１０
６が交互に配置され、セル４１が形成される。図１０の
例では、亜鉛極１０５及びニッケル極１０６は、１セル
ケース４２内に、それぞれ１５枚及び１４枚配置されて
いる。そして、１６個のセル４１を直列に接続すべく、
隣接するセル４１の各集電極１０５Ａ及び１０５Ｂ（図
３参照）が集電部４７により連結される（図７及び図１
０参照）。

【００６８】この後、セルケース４２の開口部４２Ｆ
（図１１）には、圧力排気弁５３が取り付けられたカバ
ー５０、及びカバー５１又は５２が取り付けられ、これ
により該セルケース４２が閉塞される。なお、セルケー
ス４２、並びにカバー５０、及びカバー５１又は５２
と、亜鉛極１０５及びニッケル極１０６との間に補液層
１０９（図４参照）が配置される。

【００６９】コネクタ４６Ａは、直列に接続されたセル
４１の、最終端の陽極及び陰極にリード線４６Ｒを接続
するためのものであり、適宜のセル４１に取り付けられ
ている。

【００７０】図６に示されたバッテリ群３０Ｂも、前述
の構成を有するバッテリ群３０Ａとほぼ同様の構成を有
しており、そのコネクタ４６Ｂは、コネクタ４６Ａと対
称型である。前記バッテリ群３０Ａ及びバッテリ群３０
Ｂの出力線、すなわちコネクタ４６Ａ及び４６Ｂより引
き出されたリード線は、バッテリケース３１及びステッ
プフロア５の内部あるいは外部でさらに直列に接続され
ていて、その陽極側及び陰極側は、図１６に示されるよ
うに、充電器２３に接続されている。なお、符号２８は
当該電動式自動二輪車のメインスイッチである。

【００７１】図１６に示されるように、充電器２３はさ
らにファンモータ２５及びプラグ２７に接続されてい
て、プラグ２７を家庭用あるいは充電スタンド等に設置
されているコンセントに接続して充電を行っているとき
にのみ、ファンモータ２５が駆動される。前記ファンモ
ータ２５の駆動により、図６の開口部３３より空気がバ
ッテリケース３１及びステップフロア５内に導入され
る。導入された空気は、空気通路９１及び空気通路９２
を通過し、そしてバッテリ装置２１後部に配置されたダ
クト２４（図５）より排出される。なお、さて、バッテ
リ群３０Ａ及び３０Ｂは、適宜の連結用部材で連結され
ても良い。

【００７２】また、この実施例では、セルケース４２の
外周部にリブ４２Ａを形成すると共に、第１連結板４３
にも前記リブ４２Ａと同様のリブ４３Ａを形成したの
で、セルケース４２同士の接合部には空気通路９１が、
またセルケース４２と第１連結板４３との接合部には空
気通路９２が形成される。このように、リブを形成する
だけで各セルケース４２の周囲に空気通路を形成できる
ので、セルケース４２の金型製作が容易であるが、特に
このようなリブを形成せずとも、図１７に示したように
セルケース４２に直接、空気通路１１５を形成しても良
い。

【００７３】また本発明の電池は、車両用以外の各種用
途に用いられても良いことは当然である。

【００７４】

【発明の効果】本発明によれば、つぎのような効果が達
成される。

【００７５】(1) 請求項１記載の湿式二次電池によれ
ば、陽極で発生される酸素ガスが、セパレータをほぼ均
一に通過して陰極に達するために、陰極での酸素ガス吸
着反応が平準化する。この結果、陰極の、陽極と対向す
る放電面積があまり減少せず、これにより放電容量の減
少が防止され、寿命が延びる。

【００７６】(2) 請求項２記載の湿式二次電池によれ
ば、極板間の電解液の保持が、極板に巻回された保液紙
により行われるので、当該湿式二次電池を横向きにして
も使用することができる。すなわち、当該湿式二次電池
の利用範囲が拡大する。

【００７７】(3) 請求項３記載の湿式二次電池によれ
ば、充放電を繰り返しても、電極の表面に部分的な電解
液の枯れ領域が生じるおそれが少ないので、従来の湿式
二次電池に比較して、その寿命が延びる。

【００７８】(4) 請求項４記載の湿式二次電池によれ
ば、補液層内部での亜鉛の結晶成長による短絡が防止さ
れ、寿命が延びる。

【図面の簡単な説明】

【図１】セパレータ１０１の平面図である。

【図２】セパレータ１０１の拡大断面図である。

【図３】本発明の一実施例の一部破断斜視図である。

【図４】本発明の他の実施例の断面図である。

【図５】本発明が適用される電動式自動二輪車の一例
の側面図である。

【図６】図５のＡ−Ａ断面図である。

【図７】バッテリ群３０Ａの一部破断正面図である。

【図８】図７の要部拡大図である。

【図９】図７の一部破断平面図である。

【図１０】図７の一部破断右側面図である。

【図１１】セルケース４２の斜視図である。

【図１２】第１連結板４３の斜視図である。

【図１３】第２連結板４４の正面図である。

【図１４】第２連結板４４の平面図である。

【図１５】第２連結板４４の右側面図である。

【図１６】バッテリ装置２１、充電器２３及びファン
モータ２５の接続例を示す回路図である。

【図１７】セルケースに空気通路を直接形成した湿式
二次電池を示す概略図である。

【図１８】本発明によるセパレータの平面図である。

【図１９】図１８のＡ矢視図である。

【図２０】本発明の湿式二次電池と従来の湿式二次電
池とのサイクル寿命特性を示した図である。

【図２１】本発明の他の実施例である湿式二次電池の
一部破断平面図である。

【図２２】セパレータに形成される開口部の例を示し
た平面図である。

【図２３】開口部の他の例を示した平面図である。

【符号の説明】

４２…セルケース、１０１…セパレータ、１０２…親水
性イオン透過膜、１０２Ａ…開口部、１０３…撥水性ガ
ス透過膜、１０４…溶着部、１０５…亜鉛極、１０５Ａ
…集電極、１０６…ニッケル極、１０６Ａ…集電極、１
０７…保液紙、１０９，１１０…補液層、１１２…セル
カバー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】陽極板、陰極板、並びに該陽極板及び陰
極板間に介在され、極板からの析出物の生成による極板
間ショートを防止するセパレータより成る極板群と、前記陽極板及び陰極板間で電解液を保持する電解液保持
手段とを具備した湿式二次電池において、前記セパレータは耐アルカリ性を有し、親水性イオン透
過膜と、該親水性イオン透過膜に形成された開口部を塞
ぐように設けられた撥水性ガス透過膜とにより構成され
たことを特徴とする湿式二次電池。
【請求項２】前記電解液保持手段は、電解液が含浸さ
れ、前記陽極板及び陰極板間に介在された保液紙である
ことを特徴とする請求項１記載の湿式二次電池。
【請求項３】陽極板、陰極板、並びに該陽極板及び陰
極板間に介在され、極板からの析出物の生成による極板
間ショートを防止するセパレータより成る極板群と、電解液が含浸され、前記陽極板及び陰極板間に介在され
た保液紙とを具備した湿式二次電池において、前記極板群と、該極板群を収容するセルケースとの間
に、電解液を充填した補液層を備えたことを特徴とする
湿式二次電池。
【請求項４】前記補液層は、各極板ごとに独立して設
けられるようにしたことを特徴とする請求項３記載の湿
式二次電池。
【請求項５】前記親水性イオン透過膜は、微孔性多孔
膜の表面に界面活性剤処理を施し、さらにイオン透過性
樹脂を塗布して構成されたことを特徴とする請求項１な
いし請求項３のいずれかに記載の湿式二次電池。
【請求項６】前記撥水性ガス透過膜は、１個の面積が
２０ｍｍ²以下であり、極板面と相対する面において２
０％以下の面積を占めて均一に分布するようにしたこと
を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載
の湿式二次電池。
【請求項７】前記開口部は、少なくとも１個の円形状
孔、多角形状孔、およびスリット状孔のいずれかからな
ることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか
に記載の湿式二次電池。