JPH0521090A - 密閉形電池 - Google Patents
密閉形電池Info
- Publication number
- JPH0521090A JPH0521090A JP3175048A JP17504891A JPH0521090A JP H0521090 A JPH0521090 A JP H0521090A JP 3175048 A JP3175048 A JP 3175048A JP 17504891 A JP17504891 A JP 17504891A JP H0521090 A JPH0521090 A JP H0521090A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- plate
- negative electrode
- heat
- positive 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
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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
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 内部に熱が蓄積されるのを低減して長寿命化
を図ることのできる密閉形電池を提供することである。 【構成】 電池内部に複数枚の正極板、負極板、及びセ
パレータが配列されてなる密閉形電池において、電池内
部を、任意の枚数の正極板、負極板、及びセパレータか
らなる複数の極群に分割し、各極群の少なくとも一方側
に熱伝導性を有する金属集熱板を配設し、各金属集熱板
を電池外部に設けた放熱用ターミナルに熱伝達するよう
接続したことを特徴とする。これにより、各極群におい
て発生した熱は、金属集熱板を介して放熱用ターミナル
に伝達され、外部に放出される。
を図ることのできる密閉形電池を提供することである。 【構成】 電池内部に複数枚の正極板、負極板、及びセ
パレータが配列されてなる密閉形電池において、電池内
部を、任意の枚数の正極板、負極板、及びセパレータか
らなる複数の極群に分割し、各極群の少なくとも一方側
に熱伝導性を有する金属集熱板を配設し、各金属集熱板
を電池外部に設けた放熱用ターミナルに熱伝達するよう
接続したことを特徴とする。これにより、各極群におい
て発生した熱は、金属集熱板を介して放熱用ターミナル
に伝達され、外部に放出される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、据え置き用、可搬用、
電気自動車用等の電源等に用いられる中容量から大容量
の密閉形電池に関するものである。
電気自動車用等の電源等に用いられる中容量から大容量
の密閉形電池に関するものである。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】電池内部の温度は、充放電
時に内部抵抗に基づくジュール熱によって上昇する。密
閉形電池では特に、過充電時の正極から発生する酸素ガ
スが負極で吸収される際の発熱反応によっても上昇す
る。また充放電の反応に基づく発熱反応によっても電池
内部の温度は上昇する。例えばニッケル亜鉛電池の場合
には、放電時の反応が発熱反応であるために、機器の使
用時間と共に電池内部の温度は上昇し、内部に熱が蓄積
されていく。このような充放電に伴なう発熱、蓄熱の量
は電池が大きくなるほど大きくなり、電池に対して種々
の悪影響を及ぼすことが明らかとなっている。
時に内部抵抗に基づくジュール熱によって上昇する。密
閉形電池では特に、過充電時の正極から発生する酸素ガ
スが負極で吸収される際の発熱反応によっても上昇す
る。また充放電の反応に基づく発熱反応によっても電池
内部の温度は上昇する。例えばニッケル亜鉛電池の場合
には、放電時の反応が発熱反応であるために、機器の使
用時間と共に電池内部の温度は上昇し、内部に熱が蓄積
されていく。このような充放電に伴なう発熱、蓄熱の量
は電池が大きくなるほど大きくなり、電池に対して種々
の悪影響を及ぼすことが明らかとなっている。
【０００３】従来、この発熱量を少なくするために、過
充電量をできるだけ少なくするための工夫や、電池の内
部抵抗を減らすための工夫が施されてきたが、それらに
は限界があった。ましてや充放電に伴なう発熱反応量を
減らすことは不可能であった。また一方、電池の外壁に
空気を強制的に当てて冷やすことによって、電池内部の
熱を外部に放出して内部の温度上昇を防ぐことが一般的
に行なわれており、それに対する種々の工夫が施されて
いる。しかしながら電池の容器は熱伝導性の悪いプラス
チックでできているのが一般的であり、このため電池内
部に蓄積された熱は外部からの冷却にも拘らず放出され
難かった。
充電量をできるだけ少なくするための工夫や、電池の内
部抵抗を減らすための工夫が施されてきたが、それらに
は限界があった。ましてや充放電に伴なう発熱反応量を
減らすことは不可能であった。また一方、電池の外壁に
空気を強制的に当てて冷やすことによって、電池内部の
熱を外部に放出して内部の温度上昇を防ぐことが一般的
に行なわれており、それに対する種々の工夫が施されて
いる。しかしながら電池の容器は熱伝導性の悪いプラス
チックでできているのが一般的であり、このため電池内
部に蓄積された熱は外部からの冷却にも拘らず放出され
難かった。
【０００４】このように従来の電池においては、内部に
熱が蓄積され易く、このため寿命が短くなるという問題
があった。
熱が蓄積され易く、このため寿命が短くなるという問題
があった。
【０００５】
【発明の目的】本発明は、内部に熱が蓄積されるのを低
減して長寿命化を図ることのできる密閉形電池を提供す
ることを目的とする。
減して長寿命化を図ることのできる密閉形電池を提供す
ることを目的とする。
【０００６】
【目的を達成するための手段】本発明の密閉形電池は、
電池内部に複数枚の正極板、負極板、及びセパレータが
配列されてなる密閉形電池において、電池内部を、任意
の枚数の正極板、負極板、及びセパレータからなる複数
の極群に分割し、各極群の少なくとも一方側に熱伝導性
を有する金属集熱板を配設し、各金属集熱板を電池外部
に設けた放熱用ターミナルに熱伝達するよう接続したこ
とを特徴とするものである。
電池内部に複数枚の正極板、負極板、及びセパレータが
配列されてなる密閉形電池において、電池内部を、任意
の枚数の正極板、負極板、及びセパレータからなる複数
の極群に分割し、各極群の少なくとも一方側に熱伝導性
を有する金属集熱板を配設し、各金属集熱板を電池外部
に設けた放熱用ターミナルに熱伝達するよう接続したこ
とを特徴とするものである。
【０００７】
【作用】各極群において発生した熱は、金属集熱板を介
して放熱用ターミナルに伝達され、外部に放出される。
して放熱用ターミナルに伝達され、外部に放出される。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図１は本発明の密閉形電池を示す平面断面図、図２
は縦断面図である。この密閉形電池は、公称容量１０Ａ
ｈの密閉型ニッケル亜鉛電池であり、正極板１枚及び負
極板２枚を有する極群を３群（１０ａ、１０ｂ、１０
ｃ）並設してなるものである。１つの極群は、正極板１
の両側に負極板２を配置して構成されている。正極板１
の両側には保液紙３ａが接触して設けられており、セパ
レータ４が正極板１及び保液紙３ａを包むように設けら
れている。セパレータ４と負極板２との間には負極板２
に接触して保液紙３ｂが設けられている。なお正極板１
は、シンター式又はペースト式のニッケル極板からなっ
ている。負極板２は、亜鉛粉末及び酸化亜鉛粉末をポリ
四弗化エチレン樹脂と混ぜ、これを、ロール掛けにより
シート状として銅又は銀の集電体に圧着してなるもの又
はペースト状として前記集電体に塗布してなるものであ
る。保液紙３ａ、３ｂは、セルロース系、ポリアミド
系、又はポリオレフィン系の不織布からなっている。セ
パレータ４は、微孔性ポリオレフィン膜、グラフトポリ
エチレン膜、又はセロハンを、単独で又は組合せて用い
てなるものであり、１〜３重構造を有している。
る。図１は本発明の密閉形電池を示す平面断面図、図２
は縦断面図である。この密閉形電池は、公称容量１０Ａ
ｈの密閉型ニッケル亜鉛電池であり、正極板１枚及び負
極板２枚を有する極群を３群（１０ａ、１０ｂ、１０
ｃ）並設してなるものである。１つの極群は、正極板１
の両側に負極板２を配置して構成されている。正極板１
の両側には保液紙３ａが接触して設けられており、セパ
レータ４が正極板１及び保液紙３ａを包むように設けら
れている。セパレータ４と負極板２との間には負極板２
に接触して保液紙３ｂが設けられている。なお正極板１
は、シンター式又はペースト式のニッケル極板からなっ
ている。負極板２は、亜鉛粉末及び酸化亜鉛粉末をポリ
四弗化エチレン樹脂と混ぜ、これを、ロール掛けにより
シート状として銅又は銀の集電体に圧着してなるもの又
はペースト状として前記集電体に塗布してなるものであ
る。保液紙３ａ、３ｂは、セルロース系、ポリアミド
系、又はポリオレフィン系の不織布からなっている。セ
パレータ４は、微孔性ポリオレフィン膜、グラフトポリ
エチレン膜、又はセロハンを、単独で又は組合せて用い
てなるものであり、１〜３重構造を有している。
【０００９】そして各極群１０ａ、１０ｂ、１０ｃの
間、及び両側の極群１０ａ、１０ｃと電槽１１ａとの間
には、金属集熱板５が配設されている。即ち金属集熱板
５は各極群１０ａ、１０ｂ、１０ｃの両側に配設されて
いる。金属集熱板５は全面が電子伝導性のない薄膜７で
覆われている。金属集熱板５は、銅又はその他の熱伝導
性の良好な金属からなる薄板であり、厚さは０．１ｍｍ
程度である。薄膜７は耐電解液性及び耐酸化性のあるポ
リオレフィン系等の樹脂からなっている。そして各金属
集熱板５の上部にはリード板５ａが形成されており、リ
ード板５ａは電槽１１ａの蓋１１ｂの外部に設けた放熱
用ターミナル８に熱伝達するよう接続されている。なお
図２において、９ａは正極端子、９ｂは負極端子であ
る。
間、及び両側の極群１０ａ、１０ｃと電槽１１ａとの間
には、金属集熱板５が配設されている。即ち金属集熱板
５は各極群１０ａ、１０ｂ、１０ｃの両側に配設されて
いる。金属集熱板５は全面が電子伝導性のない薄膜７で
覆われている。金属集熱板５は、銅又はその他の熱伝導
性の良好な金属からなる薄板であり、厚さは０．１ｍｍ
程度である。薄膜７は耐電解液性及び耐酸化性のあるポ
リオレフィン系等の樹脂からなっている。そして各金属
集熱板５の上部にはリード板５ａが形成されており、リ
ード板５ａは電槽１１ａの蓋１１ｂの外部に設けた放熱
用ターミナル８に熱伝達するよう接続されている。なお
図２において、９ａは正極端子、９ｂは負極端子であ
る。
【００１０】電解液として比重１．３０〜１．４０の水
酸化カリウムを主体とする水溶液を用い、電解液は正極
板１、負極板２、、保液紙３ａ、３ｂ、及びセパレータ
４の全空隙の８０〜９８％を満たす量が注入されてい
る。
酸化カリウムを主体とする水溶液を用い、電解液は正極
板１、負極板２、、保液紙３ａ、３ｂ、及びセパレータ
４の全空隙の８０〜９８％を満たす量が注入されてい
る。
【００１１】図３は上記構成の本発明電池Ａと金属集熱
板のない従来電池（ニッケル亜鉛電池）Ｂとについて、
電池の中心温度が１Ｃ放電とともにどのように変化する
かを試験した結果を示す。この図からわかるように、従
来電池Ｂでは放電末の温度が放電開始直後に比して約４
５℃上昇しているが、本発明電池Ａでは放電末でも約１
０℃の上昇しかなかった。また図４は本発明電池Ａと従
来電池Ｂとについて、電池の中心温度が０．１Ｃ充電時
にどのように変化するかを試験した結果を示す。充電時
においては吸熱反応のために電池の中心温度は徐々に下
降するが、充電量が１００％付近で正極が過充電となっ
て酸素ガスが発生し、この酸素ガスが負極の金属亜鉛と
反応して発熱するため、電池の中心温度は充電量１００
％付近から急に上昇する。そして従来電池Ｂでは１２０
％充電時に約１５℃まで上昇しているが、本発明電池Ａ
では約１℃までしか上昇しなかった。このように本発明
電池Ａの中心温度は、充放電時において、従来電池Ｂに
比して上昇が非常に少なかった。
板のない従来電池（ニッケル亜鉛電池）Ｂとについて、
電池の中心温度が１Ｃ放電とともにどのように変化する
かを試験した結果を示す。この図からわかるように、従
来電池Ｂでは放電末の温度が放電開始直後に比して約４
５℃上昇しているが、本発明電池Ａでは放電末でも約１
０℃の上昇しかなかった。また図４は本発明電池Ａと従
来電池Ｂとについて、電池の中心温度が０．１Ｃ充電時
にどのように変化するかを試験した結果を示す。充電時
においては吸熱反応のために電池の中心温度は徐々に下
降するが、充電量が１００％付近で正極が過充電となっ
て酸素ガスが発生し、この酸素ガスが負極の金属亜鉛と
反応して発熱するため、電池の中心温度は充電量１００
％付近から急に上昇する。そして従来電池Ｂでは１２０
％充電時に約１５℃まで上昇しているが、本発明電池Ａ
では約１℃までしか上昇しなかった。このように本発明
電池Ａの中心温度は、充放電時において、従来電池Ｂに
比して上昇が非常に少なかった。
【００１２】図５は本発明電池Ａと従来電池Ｂとについ
て、放電電流１Ｃ、放電深度１００％、充電電流０．１
Ｃ、充電量１０５％、試験温度２０℃時における充放電
サイクル寿命試験の結果を示す図であり、縦軸は放電容
量、横軸はサイクルを示す。図６は試験温度を４０℃と
し、その他は図５と同様とした場合の充放電サイクル寿
命試験の結果を示す図である。これらの図からわかるよ
うに、本発明電池Ａは、従来電池Ｂに比して充放電サイ
クル寿命が優れており、特に図５と図６とを比較してわ
かるように温度の高い雰囲気において本発明電池Ａの優
位さは大きい。これは、充放電を繰返すと、負極の亜鉛
極板は形状変化を起こして反応に寄与する有効面積が縮
んでいくが、この縮む程度が温度が高いほど大きくなる
からである。
て、放電電流１Ｃ、放電深度１００％、充電電流０．１
Ｃ、充電量１０５％、試験温度２０℃時における充放電
サイクル寿命試験の結果を示す図であり、縦軸は放電容
量、横軸はサイクルを示す。図６は試験温度を４０℃と
し、その他は図５と同様とした場合の充放電サイクル寿
命試験の結果を示す図である。これらの図からわかるよ
うに、本発明電池Ａは、従来電池Ｂに比して充放電サイ
クル寿命が優れており、特に図５と図６とを比較してわ
かるように温度の高い雰囲気において本発明電池Ａの優
位さは大きい。これは、充放電を繰返すと、負極の亜鉛
極板は形状変化を起こして反応に寄与する有効面積が縮
んでいくが、この縮む程度が温度が高いほど大きくなる
からである。
【００１３】一方、薄膜７は電池内部の集電性を高める
という点では無い方が好ましいが、薄膜７が無いと、電
池外部の放熱用ターミナル８でショートが生じ易く、ま
た特にアルカリ系電池の場合には放熱用ターミナル８の
付根部分で漏液が生じ易くなる。本実施例では、薄膜７
を形成したことにより、金属集熱板５に負極板２の電位
が掛からないようになっており、このため上記のような
ショートや漏液は防止されることとなる。
という点では無い方が好ましいが、薄膜７が無いと、電
池外部の放熱用ターミナル８でショートが生じ易く、ま
た特にアルカリ系電池の場合には放熱用ターミナル８の
付根部分で漏液が生じ易くなる。本実施例では、薄膜７
を形成したことにより、金属集熱板５に負極板２の電位
が掛からないようになっており、このため上記のような
ショートや漏液は防止されることとなる。
【００１４】
【別の実施例】次の〜のような極群及び金属集熱板
を有する１００Ａｈ型の密閉形ニッケル亜鉛電池を構成
し、それぞれにおける電池中心部の最大到達温度を調べ
た。条件は、放電電流１Ｃ、放電深度１００％、温度２
０℃とした。なお比較する従来電池は、正極板１６枚、
負極板１７枚を有するものとした。その結果を表１に示
す。 、正極板２枚、負極板３枚を１極群とし、合計８極群
に対して９枚の金属集熱板を設けた。 、正極板４枚、負極板５枚を１極群とし、合計４極群
に対して５枚の金属集熱板を設けた。 、正極板８枚、負極板９枚を１極群とし、合計２極群
に対して３枚の金属集熱板を設けた。
を有する１００Ａｈ型の密閉形ニッケル亜鉛電池を構成
し、それぞれにおける電池中心部の最大到達温度を調べ
た。条件は、放電電流１Ｃ、放電深度１００％、温度２
０℃とした。なお比較する従来電池は、正極板１６枚、
負極板１７枚を有するものとした。その結果を表１に示
す。 、正極板２枚、負極板３枚を１極群とし、合計８極群
に対して９枚の金属集熱板を設けた。 、正極板４枚、負極板５枚を１極群とし、合計４極群
に対して５枚の金属集熱板を設けた。 、正極板８枚、負極板９枚を１極群とし、合計２極群
に対して３枚の金属集熱板を設けた。
【００１５】
【表１】
【００１６】表１からわかるように、金属集熱板を設け
た本発明電池では、従来電池に比して最大到達温度は確
実に低くなっている。
た本発明電池では、従来電池に比して最大到達温度は確
実に低くなっている。
【００１７】なお、金属集熱板５は上述の実施例のよう
に、各極群の両側に設けるのが好ましいが、一方側のみ
に設けても電池内部の温度上昇を抑制する効果を奏す
る。また金属集熱板５の厚みは、集熱効果、電池の重量
エネルギー密度、体積エネルギー密度を考慮して決めれ
ばよい。
に、各極群の両側に設けるのが好ましいが、一方側のみ
に設けても電池内部の温度上昇を抑制する効果を奏す
る。また金属集熱板５の厚みは、集熱効果、電池の重量
エネルギー密度、体積エネルギー密度を考慮して決めれ
ばよい。
【００１８】
【発明の効果】以上のように本発明の密閉形電池によれ
ば、各極群１０ａ、１０ｂ、１０ｃで発生した熱を金属
集熱板５を介して放熱用ターミナル８に伝達して外部に
放出することができるので、電池内部に熱が蓄積される
のを低減でき、電池の長寿命化を図ることができる。
ば、各極群１０ａ、１０ｂ、１０ｃで発生した熱を金属
集熱板５を介して放熱用ターミナル８に伝達して外部に
放出することができるので、電池内部に熱が蓄積される
のを低減でき、電池の長寿命化を図ることができる。
【００１９】更に金属集熱板５の全面に薄膜７を形成す
ることにより、金属集熱板５に電位が掛かることに起因
する放熱用ターミナル８でのショートや放熱用ターミナ
ル８付根部分での漏液を防止することができる。
ることにより、金属集熱板５に電位が掛かることに起因
する放熱用ターミナル８でのショートや放熱用ターミナ
ル８付根部分での漏液を防止することができる。
【図１】 本発明の密閉形電池を示す平面断面図であ
る。
る。
【図２】 本発明の密閉形電池を示す縦断面図である。
【図３】 本発明電池と従来電池とについて、電池の中
心温度が１Ｃ放電とともにどのように変化するかを試験
した結果を示す図である。
心温度が１Ｃ放電とともにどのように変化するかを試験
した結果を示す図である。
【図４】 本発明電池と従来電池とについて、電池の中
心温度が０．１Ｃ充電時にどのように変化するかを試験
した結果を示す図である。
心温度が０．１Ｃ充電時にどのように変化するかを試験
した結果を示す図である。
【図５】 本発明電池と従来電池とについて、放電電流
１Ｃ、放電深度１００％、充電電流０．１Ｃ、充電量１
０５％、試験温度２０℃時における充放電サイクル寿命
試験の結果を示す図である。
１Ｃ、放電深度１００％、充電電流０．１Ｃ、充電量１
０５％、試験温度２０℃時における充放電サイクル寿命
試験の結果を示す図である。
【図６】 本発明電池と従来電池とについて、放電電流
１Ｃ、放電深度１００％、充電電流０．１Ｃ、充電量１
０５％、試験温度４０℃時における充放電サイクル寿命
試験の結果を示す図である。
１Ｃ、放電深度１００％、充電電流０．１Ｃ、充電量１
０５％、試験温度４０℃時における充放電サイクル寿命
試験の結果を示す図である。
【符号の説明】
１ 正極板
２ 負極板
４ セパレータ
５ 金属集熱板
７ 薄膜
８ 放熱用ターミナル
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ 極群
Claims (2)
- 【請求項１】電池内部に複数枚の正極板、負極板、及び
セパレータが配列されてなる密閉形電池において、電池
内部を、任意の枚数の正極板、負極板、及びセパレータ
からなる複数の極群に分割し、各極群の少なくとも一方
側に熱伝導性を有する金属集熱板を配設し、各金属集熱
板を電池外部に設けた放熱用ターミナルに熱伝達するよ
う接続したことを特徴とする密閉形電池。 - 【請求項２】金属集熱板の全面を電子伝導性のない薄膜
で覆った請求項１記載の密閉形電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3175048A JPH0521090A (ja) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | 密閉形電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3175048A JPH0521090A (ja) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | 密閉形電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0521090A true JPH0521090A (ja) | 1993-01-29 |
Family
ID=15989320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3175048A Pending JPH0521090A (ja) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | 密閉形電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0521090A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001319682A (ja) * | 2000-05-08 | 2001-11-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 角形アルカリ蓄電池、並びにこれを用いた単位電池及び組電池 |
-
1991
- 1991-07-16 JP JP3175048A patent/JPH0521090A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001319682A (ja) * | 2000-05-08 | 2001-11-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 角形アルカリ蓄電池、並びにこれを用いた単位電池及び組電池 |
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