JPH06236764A - 亜鉛−臭素電池の集電電極及びその製造方法 - Google Patents
亜鉛−臭素電池の集電電極及びその製造方法Info
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- JPH06236764A JPH06236764A JP5022304A JP2230493A JPH06236764A JP H06236764 A JPH06236764 A JP H06236764A JP 5022304 A JP5022304 A JP 5022304A JP 2230493 A JP2230493 A JP 2230493A JP H06236764 A JPH06236764 A JP H06236764A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱応力及び外力に起因する集電電極の「反
り」を防止するとともに、集電電極自体の機械的強度を
大きくし、疲労破断を低減した亜鉛−臭素電池の集電電
極を提供することを目的とする。 【構成】 外周部分に位置する絶縁性の枠体２１によっ
て包囲された鉄板２２の適宜位置に開口された多数の穴
部２２ａ内に充填、溶着された絶縁体２３とから成る金
属−絶縁物一体型枠部材１８と、これにカーボンプラス
チック電極１５ａ，１５ｂ及び集電メッシュ６とを積層
してヒートプレス手段により一体成形した電極部を、パ
ッキン１９の介在下で絶縁枠材１６の孔部１７内に挿入
した亜鉛−臭素電池用集電電極の構造にしてある。又、
上記鉄板２２の所定位置から背面側に突出する複数本の
ボルトを設ける一方、絶縁枠材１６の所定位置にナット
穴を穿設してある。前記鉄板に代えてステンレス板を用
いた例を提供する。
り」を防止するとともに、集電電極自体の機械的強度を
大きくし、疲労破断を低減した亜鉛−臭素電池の集電電
極を提供することを目的とする。 【構成】 外周部分に位置する絶縁性の枠体２１によっ
て包囲された鉄板２２の適宜位置に開口された多数の穴
部２２ａ内に充填、溶着された絶縁体２３とから成る金
属−絶縁物一体型枠部材１８と、これにカーボンプラス
チック電極１５ａ，１５ｂ及び集電メッシュ６とを積層
してヒートプレス手段により一体成形した電極部を、パ
ッキン１９の介在下で絶縁枠材１６の孔部１７内に挿入
した亜鉛−臭素電池用集電電極の構造にしてある。又、
上記鉄板２２の所定位置から背面側に突出する複数本の
ボルトを設ける一方、絶縁枠材１６の所定位置にナット
穴を穿設してある。前記鉄板に代えてステンレス板を用
いた例を提供する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電解液循環型積層二次電
池、特に亜鉛−臭素電池の構成部材である集電電極に関
するものである。
池、特に亜鉛−臭素電池の構成部材である集電電極に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】亜鉛−臭素電池は正極活物質に臭素、負
極活物質に亜鉛を用いた２次電池であり、この電池は例
えば電力の昼と夜のアンバランスを解決させるために、
電力需要が少ない夜間に電力を貯蔵して、昼間に放出さ
せるため等に使用される。
極活物質に亜鉛を用いた２次電池であり、この電池は例
えば電力の昼と夜のアンバランスを解決させるために、
電力需要が少ない夜間に電力を貯蔵して、昼間に放出さ
せるため等に使用される。
【０００３】充電時に正極電極側で発生した臭素は、電
解液に添加した臭素錯化剤と反応し、オイル状の沈殿物
となって貯蔵タンクへ戻され、放電時はポンプで単電池
内へ送り込まれ還元される。電解液の成分はＺｎＢｒ2
水溶液と、抵抗を下げるためのＮＨ4Ｃｌ等の塩と、負
極亜鉛側のデンドライトを防止し、均一な電着を促進さ
せるためのＰｂ，Ｓｎ，４級アンモニウム塩類と、臭素
錯化剤とである。正極電極と負極電極の間にはセパレー
タを介挿してあり、正極電極で発生した臭素が負極電極
へ拡散して亜鉛と反応することによる自己放電を防止し
ている。
解液に添加した臭素錯化剤と反応し、オイル状の沈殿物
となって貯蔵タンクへ戻され、放電時はポンプで単電池
内へ送り込まれ還元される。電解液の成分はＺｎＢｒ2
水溶液と、抵抗を下げるためのＮＨ4Ｃｌ等の塩と、負
極亜鉛側のデンドライトを防止し、均一な電着を促進さ
せるためのＰｂ，Ｓｎ，４級アンモニウム塩類と、臭素
錯化剤とである。正極電極と負極電極の間にはセパレー
タを介挿してあり、正極電極で発生した臭素が負極電極
へ拡散して亜鉛と反応することによる自己放電を防止し
ている。
【０００４】この亜鉛−臭素電池の化学反応は、
【０００５】
【化１】 充電時……正極：２Ｂｒ-→Ｂｒ2＋２ｅ-，負極：Ｚｎ
++＋２ｅ-→Ｚｎ 放電時……正極：２Ｂｒ-←Ｂｒ2＋２ｅ-，負極：Ｚｎ
++＋２ｅ-←Ｚｎで表される。
++＋２ｅ-→Ｚｎ 放電時……正極：２Ｂｒ-←Ｂｒ2＋２ｅ-，負極：Ｚｎ
++＋２ｅ-←Ｚｎで表される。
【０００６】この亜鉛−臭素電池は、主に電極をバイポ
ーラ型とし、複数個の単電池（単セル）を電気的に直列
に積層した電池本体と、電解液貯蔵槽と、これらの間に
電解液を循環させるポンプおよび配管系とで構成されて
いる。
ーラ型とし、複数個の単電池（単セル）を電気的に直列
に積層した電池本体と、電解液貯蔵槽と、これらの間に
電解液を循環させるポンプおよび配管系とで構成されて
いる。
【０００７】図６は上記亜鉛−臭素電池を構成する電池
本体の一例を示す分解斜視図であり、矩形平板状のバイ
ポーラ型中間電極１の電極部１ａの外周に絶縁性の枠体
１ｂが配置され、同様に矩形平板状のセパレータ板２
は、セパレータ３の外周に枠体２ａが形成されている。
そして上記中間電極１にセパレータ板２及び必要に応じ
てパッキン４，スペーサメッシュ５を重ねて単セルを構
成し、この単セルを複数個積層して電池本体が構成され
ている。
本体の一例を示す分解斜視図であり、矩形平板状のバイ
ポーラ型中間電極１の電極部１ａの外周に絶縁性の枠体
１ｂが配置され、同様に矩形平板状のセパレータ板２
は、セパレータ３の外周に枠体２ａが形成されている。
そして上記中間電極１にセパレータ板２及び必要に応じ
てパッキン４，スペーサメッシュ５を重ねて単セルを構
成し、この単セルを複数個積層して電池本体が構成され
ている。
【０００８】積層された電池本体の両端部には、集電メ
ッシュ６を有する集電電極７と、一対の締付端板８と、
その内側に位置する押さえ用の積層端板９とが配置され
ている。そして両締付端板８，８間に図示しないボルト
を通して、このボルトを締め付けることにより、一体的
に積層固定された電池本体が構成される。
ッシュ６を有する集電電極７と、一対の締付端板８と、
その内側に位置する押さえ用の積層端板９とが配置され
ている。そして両締付端板８，８間に図示しないボルト
を通して、このボルトを締め付けることにより、一体的
に積層固定された電池本体が構成される。
【０００９】上記のように構成された電池本体の各単セ
ル内には、各中間電極１及びセパレータ板２の枠体２ａ
の上下２箇所の隅角部に形成した正極マニホールド１０
と、負極マニホールド１１より、セパレータ板２の枠体
２ａに設けられたチャンネル１２及びマイクロチャンネ
ル１３を介して電解液が夫々流入排出する。
ル内には、各中間電極１及びセパレータ板２の枠体２ａ
の上下２箇所の隅角部に形成した正極マニホールド１０
と、負極マニホールド１１より、セパレータ板２の枠体
２ａに設けられたチャンネル１２及びマイクロチャンネ
ル１３を介して電解液が夫々流入排出する。
【００１０】このように構成された亜鉛−臭素電池は、
５０ＫＷ級電池における電池効率として約８０％、総合
エネルギー効率として約７０％が確認されている。
５０ＫＷ級電池における電池効率として約８０％、総合
エネルギー効率として約７０％が確認されている。
【００１１】上記の集電電極７は、図７，図８に示した
ようにシート状絶縁枠材１６に形成された孔部１７内に
カーボンプラスチック電極１５を組み込み、図外の金型
を利用して所定の温度と圧力条件下でのヒートプレス手
段に基づいて一体化して製造される。このヒートプレス
の条件として、例えば１５０℃，５５ｋｇ／ｃｍ2が採
用される。カーボンプラスチック電極１５は、ポリエチ
レンとカーボングラファイトを混合して成形した部材で
あり、臭素に対する耐腐食性を有している。
ようにシート状絶縁枠材１６に形成された孔部１７内に
カーボンプラスチック電極１５を組み込み、図外の金型
を利用して所定の温度と圧力条件下でのヒートプレス手
段に基づいて一体化して製造される。このヒートプレス
の条件として、例えば１５０℃，５５ｋｇ／ｃｍ2が採
用される。カーボンプラスチック電極１５は、ポリエチ
レンとカーボングラファイトを混合して成形した部材で
あり、臭素に対する耐腐食性を有している。
【００１２】６はカーボンプラスチック電極１５中に一
体に組み込まれた真ちゅう製の集電メッシュであり、該
集電メッシュ６から導出された電力取出用の端子片６ａ
は、絶縁枠材１６に形成されたスリット１４を通って外
方に導き出され、図外の集電ブスバーに連結されてい
る。図中の矢印ａは電池本体における背面側を、矢印ｂ
は接液側を夫々示している。
体に組み込まれた真ちゅう製の集電メッシュであり、該
集電メッシュ６から導出された電力取出用の端子片６ａ
は、絶縁枠材１６に形成されたスリット１４を通って外
方に導き出され、図外の集電ブスバーに連結されてい
る。図中の矢印ａは電池本体における背面側を、矢印ｂ
は接液側を夫々示している。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来の亜鉛−臭素電池に用いられている集電電極７の
場合、電解液に対する背面側ａと接液側ｂとの材質の相
違に基づいて熱収縮率とか線膨張係数に差が生じてしま
うことが避けられず、特に温度低下時には、上記熱収縮
率の差によって絶縁枠材１６に「そり」が生じてしま
い、集電電極の平面性が低下する惧れが生じる。
な従来の亜鉛−臭素電池に用いられている集電電極７の
場合、電解液に対する背面側ａと接液側ｂとの材質の相
違に基づいて熱収縮率とか線膨張係数に差が生じてしま
うことが避けられず、特に温度低下時には、上記熱収縮
率の差によって絶縁枠材１６に「そり」が生じてしま
い、集電電極の平面性が低下する惧れが生じる。
【００１４】集電電極７の平面性が低下すると、前記の
図６で説明したように、電池本体を構成する締付端板間
８，８をボルトを用いて締め付けた際に、集電電極７の
界面から液漏れが生じ易くなり、蓄えられた電力の損失
が生じてしまうという難点が発生する。この液漏れをな
くすためにボルトによる締付力を強力にすると、界面に
集中する応力によって構成部材に前記クラックが生じ易
くなるという問題点がある。
図６で説明したように、電池本体を構成する締付端板間
８，８をボルトを用いて締め付けた際に、集電電極７の
界面から液漏れが生じ易くなり、蓄えられた電力の損失
が生じてしまうという難点が発生する。この液漏れをな
くすためにボルトによる締付力を強力にすると、界面に
集中する応力によって構成部材に前記クラックが生じ易
くなるという問題点がある。
【００１５】上記の対策として、通常ボルトに皿ばねを
取り付けて荷重変化を最小限にする手段が用いられてい
るが、温度変化に基づく膨張変位を吸収することが出来
ないため、締付圧の上昇によりクリープによる時間遅れ
を伴った破断が生じる惧れがあり、クラック防止対策と
して必ずしも充分であるとは言えないという問題が残っ
ている。
取り付けて荷重変化を最小限にする手段が用いられてい
るが、温度変化に基づく膨張変位を吸収することが出来
ないため、締付圧の上昇によりクリープによる時間遅れ
を伴った破断が生じる惧れがあり、クラック防止対策と
して必ずしも充分であるとは言えないという問題が残っ
ている。
【００１６】上記絶縁枠材１６は、通常ポリエチレン樹
脂にタルクを混合したものが用いられており、純粋のポ
リエチレン樹脂に比して破断時の「伸び」は小さく、こ
れが上記クラックが生じる原因ともなっている。
脂にタルクを混合したものが用いられており、純粋のポ
リエチレン樹脂に比して破断時の「伸び」は小さく、こ
れが上記クラックが生じる原因ともなっている。
【００１７】更にカーボンプラスチック電極１５は、導
電性を高めるために前記したようにポリエチレンとカー
ボングラファイトを混合して成形した部材であるため、
無機フィラーが多量に含まれており、絶縁枠材１６との
溶着性が悪い上、電極自体が固くてもろいという性質が
あって外力による機械歪に対する追従性に欠け、前記ク
ラックが発生したり、破断が生じ易い要因ともなってい
る。
電性を高めるために前記したようにポリエチレンとカー
ボングラファイトを混合して成形した部材であるため、
無機フィラーが多量に含まれており、絶縁枠材１６との
溶着性が悪い上、電極自体が固くてもろいという性質が
あって外力による機械歪に対する追従性に欠け、前記ク
ラックが発生したり、破断が生じ易い要因ともなってい
る。
【００１８】又、集電電極７には、ポンプの圧力により
カーボンプラスチック電極側から押さえ付ける正圧と、
電解液の液抜きの際に発生するカーボンプラスチックを
引っ張る負圧とが交互にかかるため、疲労破断に対する
配慮が要求される。
カーボンプラスチック電極側から押さえ付ける正圧と、
電解液の液抜きの際に発生するカーボンプラスチックを
引っ張る負圧とが交互にかかるため、疲労破断に対する
配慮が要求される。
【００１９】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、集電電極の熱収縮に起因するそり現象と、このそ
り現象に起因する電解液の液洩れ等の特性不良を誘発す
る原因をなくし、且つ抗疲労性を高めた亜鉛−臭素電池
の集電電極を提供することを目的とするものである。
あり、集電電極の熱収縮に起因するそり現象と、このそ
り現象に起因する電解液の液洩れ等の特性不良を誘発す
る原因をなくし、且つ抗疲労性を高めた亜鉛−臭素電池
の集電電極を提供することを目的とするものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、矩形平板状の中間電極にセパレータ板を重
ねて単セルを形成し、この単セルを複数個積層して電池
本体を構成するとともに、該電池本体の両端部に、一対
の集電電極と締付端板を配置し、両締付端板間をボルト
締めすることによって一体的に積層固定するようにした
亜鉛−臭素電池の集電電極において、先ず請求項１によ
り、外周部分に位置する絶縁性の枠体によって包囲され
た鉄板の適宜位置に開口された多数の穴部内に充填、溶
着された絶縁体とから成る金属−絶縁物一体型枠部材
と、この金属−絶縁物一体型枠部材とカーボンプラスチ
ック電極及び集電メッシュとを積層してヒートプレス手
段により一体成形した電極部を、パッキンの介在下で絶
縁枠材の孔部内に挿入した構成を有する亜鉛−臭素電池
の集電電極の構造を提供する。又、上記鉄板の所定位置
から背面側に突出する複数本のボルトを設ける一方、絶
縁枠材の所定位置に、上記ボルトが螺合可能なナット穴
を穿設してある。更に前記鉄板に代えてステンレス板を
用いた集電電極の構造を提供する。
するために、矩形平板状の中間電極にセパレータ板を重
ねて単セルを形成し、この単セルを複数個積層して電池
本体を構成するとともに、該電池本体の両端部に、一対
の集電電極と締付端板を配置し、両締付端板間をボルト
締めすることによって一体的に積層固定するようにした
亜鉛−臭素電池の集電電極において、先ず請求項１によ
り、外周部分に位置する絶縁性の枠体によって包囲され
た鉄板の適宜位置に開口された多数の穴部内に充填、溶
着された絶縁体とから成る金属−絶縁物一体型枠部材
と、この金属−絶縁物一体型枠部材とカーボンプラスチ
ック電極及び集電メッシュとを積層してヒートプレス手
段により一体成形した電極部を、パッキンの介在下で絶
縁枠材の孔部内に挿入した構成を有する亜鉛−臭素電池
の集電電極の構造を提供する。又、上記鉄板の所定位置
から背面側に突出する複数本のボルトを設ける一方、絶
縁枠材の所定位置に、上記ボルトが螺合可能なナット穴
を穿設してある。更に前記鉄板に代えてステンレス板を
用いた集電電極の構造を提供する。
【００２１】更に請求項２により、枠体の内方に穴部が
開口された鉄板もしくはステンレス板を配置し、この鉄
板もしくはステンレス板の穴部内に絶縁体を充填して、
金型を利用したヒートプレス手段により一体に溶着した
金属−絶縁物一体型枠部材を予備製作し、カーボンプラ
スチック電極と集電メッシュ及び前記金属−絶縁物一体
型枠部材の積層体をヒートプレス手段により一体化した
電極部を形成して、この電極部をパッキンを介在させて
絶縁枠材の孔部内に挿入し、亜鉛−臭素電池を構成する
両締付端板をボルト締めすることにより、前記電極部と
絶縁枠材とを液密下にシールする亜鉛−臭素電池の集電
電極の製造方法を提供する。
開口された鉄板もしくはステンレス板を配置し、この鉄
板もしくはステンレス板の穴部内に絶縁体を充填して、
金型を利用したヒートプレス手段により一体に溶着した
金属−絶縁物一体型枠部材を予備製作し、カーボンプラ
スチック電極と集電メッシュ及び前記金属−絶縁物一体
型枠部材の積層体をヒートプレス手段により一体化した
電極部を形成して、この電極部をパッキンを介在させて
絶縁枠材の孔部内に挿入し、亜鉛−臭素電池を構成する
両締付端板をボルト締めすることにより、前記電極部と
絶縁枠材とを液密下にシールする亜鉛−臭素電池の集電
電極の製造方法を提供する。
【００２２】
【作用】かかる集電電極及びその製造方法によれば、カ
ーボンプラスチックと金属−絶縁物一体型枠部材を主体
とする電極部と、絶縁枠材とが実質的に別体として構成
されており、パッキンを用いたボルトの締付力によって
両者のシール性が保持される。従って熱収縮等に起因す
る集電電極の「そり」の発生が防止され、このようなそ
りによる電解液の液漏れと、過度なボルト締め付けに基
づくクラックの発生及び電極部と絶縁枠材の破断が生じ
ないという作用が得られる。
ーボンプラスチックと金属−絶縁物一体型枠部材を主体
とする電極部と、絶縁枠材とが実質的に別体として構成
されており、パッキンを用いたボルトの締付力によって
両者のシール性が保持される。従って熱収縮等に起因す
る集電電極の「そり」の発生が防止され、このようなそ
りによる電解液の液漏れと、過度なボルト締め付けに基
づくクラックの発生及び電極部と絶縁枠材の破断が生じ
ないという作用が得られる。
【００２３】又、電極部中に比較的厚みの大きな金属−
絶縁物一体型枠部材が介在しているため、得られた集電
電極自体の機械的強度が高くなり、集電電極に対する正
圧と負圧とが交互にかかることによる疲労破断を低減す
る作用がある。
絶縁物一体型枠部材が介在しているため、得られた集電
電極自体の機械的強度が高くなり、集電電極に対する正
圧と負圧とが交互にかかることによる疲労破断を低減す
る作用がある。
【００２４】金属−絶縁物一体型枠部材を構成する鉄板
に代えてステンレス板を用いたことにより、上記作用に
加えてステンレス板自体がの持つ耐腐食性によって電解
液に含まれる臭素による集電電極の腐食が効率的に防止
される。
に代えてステンレス板を用いたことにより、上記作用に
加えてステンレス板自体がの持つ耐腐食性によって電解
液に含まれる臭素による集電電極の腐食が効率的に防止
される。
【００２５】又、鉄板の所定位置から背面側に突出する
複数本のボルトを設ける一方、絶縁枠材の所定位置に、
上記ボルトが螺合可能なナット穴を穿設したことによ
り、電極部をパッキンを介在して絶縁枠材の孔部１７内
に挿入し、ボルトをナット穴に螺合することにより、集
電電極自体がボルトとナット穴によって固定化されて、
集電電極自体に所望のシール性が確保されるという作用
がもたらされる。
複数本のボルトを設ける一方、絶縁枠材の所定位置に、
上記ボルトが螺合可能なナット穴を穿設したことによ
り、電極部をパッキンを介在して絶縁枠材の孔部１７内
に挿入し、ボルトをナット穴に螺合することにより、集
電電極自体がボルトとナット穴によって固定化されて、
集電電極自体に所望のシール性が確保されるという作用
がもたらされる。
【００２６】
【実施例】以下図面を参照しながら本発明にかかる亜鉛
−臭素電池の集電電極の各種実施例を、前記図８に示し
た構成部分と同一の構成部分に同一の符号を付して詳述
する。
−臭素電池の集電電極の各種実施例を、前記図８に示し
た構成部分と同一の構成部分に同一の符号を付して詳述
する。
【００２７】図１は本発明にかかる集電電極７の第１実
施例を示す要部分解断面図である。図中の１５ａ，１５
ａは厚さ１ｍｍの２枚のカーボンプラスチック電極であ
り、このカーボンプラスチック電極１５ａ，１５ａの背
面側ａに真ちゅう製の集電メッシュ６が配置され、更に
該集電メッシュ６の背面側ａに厚さ１ｍのカーボンプラ
スチック電極１５ｂが配置される。
施例を示す要部分解断面図である。図中の１５ａ，１５
ａは厚さ１ｍｍの２枚のカーボンプラスチック電極であ
り、このカーボンプラスチック電極１５ａ，１５ａの背
面側ａに真ちゅう製の集電メッシュ６が配置され、更に
該集電メッシュ６の背面側ａに厚さ１ｍのカーボンプラ
スチック電極１５ｂが配置される。
【００２８】そして上記カーボンプラスチック電極１５
ｂの背面側ａには、本発明の特徴的構成部材である金属
−絶縁物一体型枠部材１８が配置されており、且つ該金
属−絶縁物一体型枠部材１８の背面側ａにテフロン製の
パッキン１９及び絶縁枠材１６が配置されている。又、
集電メッシュ６から取り出された端子片６ａはカーボン
プラスチック１５ｂ、金属−絶縁物一体型枠部材１８、
パッキン１９及び絶縁枠材１６に予め開口された孔を通
過して該絶縁枠材１６の外方にまで導かれている。
ｂの背面側ａには、本発明の特徴的構成部材である金属
−絶縁物一体型枠部材１８が配置されており、且つ該金
属−絶縁物一体型枠部材１８の背面側ａにテフロン製の
パッキン１９及び絶縁枠材１６が配置されている。又、
集電メッシュ６から取り出された端子片６ａはカーボン
プラスチック１５ｂ、金属−絶縁物一体型枠部材１８、
パッキン１９及び絶縁枠材１６に予め開口された孔を通
過して該絶縁枠材１６の外方にまで導かれている。
【００２９】上記の金属−絶縁物一体型枠部材１８の具
体的な構造を、図１及び図２に示す平面図を併用して説
明する。即ち、この金属−絶縁物一体型枠部材１８は、
外周部分に位置する絶縁性の枠体２１と、この枠体２１
によって包囲された位置にあって、多数の穴部２２ａが
開口された鉄板２２と、上記穴部２２ａ内に充填された
状態として一体に溶着された絶縁体２３とから構成され
ている。実施例では、金属−絶縁物一体型枠部材１８の
厚さは５ｍｍ以上となっている。
体的な構造を、図１及び図２に示す平面図を併用して説
明する。即ち、この金属−絶縁物一体型枠部材１８は、
外周部分に位置する絶縁性の枠体２１と、この枠体２１
によって包囲された位置にあって、多数の穴部２２ａが
開口された鉄板２２と、上記穴部２２ａ内に充填された
状態として一体に溶着された絶縁体２３とから構成され
ている。実施例では、金属−絶縁物一体型枠部材１８の
厚さは５ｍｍ以上となっている。
【００３０】この金属−絶縁物一体型枠部材１８は、集
電電極７の組付に先立って、予め枠体２１の内方に穴部
２２ａが開口された鉄板２２を配置し、この鉄板２２の
穴部２２ａ内に絶縁体２３を充填し、金型を利用して１
５０℃，５５ｋｇ／ｃｍ2程度のヒートプレスを実施す
ることにより、一体に溶着して予備製作してある。
電電極７の組付に先立って、予め枠体２１の内方に穴部
２２ａが開口された鉄板２２を配置し、この鉄板２２の
穴部２２ａ内に絶縁体２３を充填し、金型を利用して１
５０℃，５５ｋｇ／ｃｍ2程度のヒートプレスを実施す
ることにより、一体に溶着して予備製作してある。
【００３１】集電電極７の組付時には、先ず電極部を製
作するために図外の金型を利用してカーボンプラスチッ
ク電極１５ａ，１５ａ、集電メッシュ６、金属−絶縁物
一体型枠部材１８及びカーボンプラスチック１５ｂを積
層して、ヒートプレス手段、例えば１５０℃〜１８０
℃，プレス圧力５５ｋｇ／ｃｍ2の条件で一体的に成形
する。
作するために図外の金型を利用してカーボンプラスチッ
ク電極１５ａ，１５ａ、集電メッシュ６、金属−絶縁物
一体型枠部材１８及びカーボンプラスチック１５ｂを積
層して、ヒートプレス手段、例えば１５０℃〜１８０
℃，プレス圧力５５ｋｇ／ｃｍ2の条件で一体的に成形
する。
【００３２】次に上記の電極部を、パッキン１９を介在
して絶縁枠材１６の孔部１７内に挿入することによって
本発明の第１実施例にかかる集電電極７が得られる。そ
して得られた集電電極７を電池本体に組み付ける場合に
は、前記図６に示す一対の積層端板９の外側に位置する
締付端板８，８間に通した図示しないボルトを締め付け
ることにより、電極部と絶縁枠材１６が液密下にシール
され、電解液に対する密閉性が良好に保持される。
して絶縁枠材１６の孔部１７内に挿入することによって
本発明の第１実施例にかかる集電電極７が得られる。そ
して得られた集電電極７を電池本体に組み付ける場合に
は、前記図６に示す一対の積層端板９の外側に位置する
締付端板８，８間に通した図示しないボルトを締め付け
ることにより、電極部と絶縁枠材１６が液密下にシール
され、電解液に対する密閉性が良好に保持される。
【００３３】従って第１実施例によれば、カーボンプラ
スチック電極１５ａ，１５ｂ及び金属−絶縁物一体型枠
部材１８を主体とする電極部と、絶縁枠材１６とが実質
的に別体として構成されており、パッキン１９を用いた
ボルトの締付力によって両者のシール性を保持したこと
が大きな特徴となっている。
スチック電極１５ａ，１５ｂ及び金属−絶縁物一体型枠
部材１８を主体とする電極部と、絶縁枠材１６とが実質
的に別体として構成されており、パッキン１９を用いた
ボルトの締付力によって両者のシール性を保持したこと
が大きな特徴となっている。
【００３４】かかる集電電極７によれば、熱膨張率の異
なる電極部と絶縁枠材１６とが別体となっているため、
熱収縮等に起因する集電電極７の「そり」現象の発生が
防止され、このような「そり」による電解液の液漏れと
か、過度なボルト締め付けに基づくクラックの発生及び
電極部と絶縁枠材の破断が生じないという作用が得られ
る。又、パッキン１９としてテフロン製のものを採用す
ることにより、臭素を含む電解液に対する耐腐食性が高
められる。
なる電極部と絶縁枠材１６とが別体となっているため、
熱収縮等に起因する集電電極７の「そり」現象の発生が
防止され、このような「そり」による電解液の液漏れと
か、過度なボルト締め付けに基づくクラックの発生及び
電極部と絶縁枠材の破断が生じないという作用が得られ
る。又、パッキン１９としてテフロン製のものを採用す
ることにより、臭素を含む電解液に対する耐腐食性が高
められる。
【００３５】又、金属−絶縁物一体型枠部材１８は、枠
体２１の内方に配置された鉄板２２の穴部２２ａに絶縁
体２３が充填されて一体に溶着されているため、カーボ
ンプラスチック電極との界面接着接着が高められる上、
鉄板２２の存在に伴ってカーボンプラスチック１５ａ，
１５ｂとの溶着性が良好となる。
体２１の内方に配置された鉄板２２の穴部２２ａに絶縁
体２３が充填されて一体に溶着されているため、カーボ
ンプラスチック電極との界面接着接着が高められる上、
鉄板２２の存在に伴ってカーボンプラスチック１５ａ，
１５ｂとの溶着性が良好となる。
【００３６】更に電極部を構成するカーボンプラスチッ
ク１５ａ，１５ｂと金属−絶縁物一体型枠部材１８を構
成する鉄板２２との熱膨張率の相違によって前記「そ
り」が生じることが考慮されるが、このような場合に
は、鉄板２２の厚みをカーボンプラスチック電極１５
ａ，１５ｂの厚みよりも大きくすることにより、該カー
ボンプラスチック電極１５ａ，１５ｂの熱膨張分が鉄板
２２に吸収され、前記そりが発生することが防止され
る。
ク１５ａ，１５ｂと金属−絶縁物一体型枠部材１８を構
成する鉄板２２との熱膨張率の相違によって前記「そ
り」が生じることが考慮されるが、このような場合に
は、鉄板２２の厚みをカーボンプラスチック電極１５
ａ，１５ｂの厚みよりも大きくすることにより、該カー
ボンプラスチック電極１５ａ，１５ｂの熱膨張分が鉄板
２２に吸収され、前記そりが発生することが防止され
る。
【００３７】又、電極部中に比較的厚みの大きな金属−
絶縁物一体型枠部材１８が介在しているので、得られた
集電電極７自体の厚みが８ｍｍ以上となり、この厚みの
増大に伴って機械的強度が高くなるとともに鉄板２２の
内蔵によって全体的に剛体構造が得られ、集電電極７に
対するポンプによる正圧と負圧とが交互にかかることに
よる疲労破断を低減する面から考慮しても有用である。
絶縁物一体型枠部材１８が介在しているので、得られた
集電電極７自体の厚みが８ｍｍ以上となり、この厚みの
増大に伴って機械的強度が高くなるとともに鉄板２２の
内蔵によって全体的に剛体構造が得られ、集電電極７に
対するポンプによる正圧と負圧とが交互にかかることに
よる疲労破断を低減する面から考慮しても有用である。
【００３８】次に本発明の第２実施例を説明する。基本
的な構成は前記第１実施例と同一であるが、本第２実施
例では図１，図２に示す鉄板２２に代えてステンレス板
を用いたことが特徴となっている。そして第１実施例と
同様にステンレス板を包囲する位置に絶縁性の枠体２１
を配置し、該ステンレス板に開口された多数の穴部２２
ａ内に絶縁体２３を充填してヒートプレス手段によって
一体に溶着して電極部が得られる。その他の構成及び組
付方法は第１実施例と同一である。
的な構成は前記第１実施例と同一であるが、本第２実施
例では図１，図２に示す鉄板２２に代えてステンレス板
を用いたことが特徴となっている。そして第１実施例と
同様にステンレス板を包囲する位置に絶縁性の枠体２１
を配置し、該ステンレス板に開口された多数の穴部２２
ａ内に絶縁体２３を充填してヒートプレス手段によって
一体に溶着して電極部が得られる。その他の構成及び組
付方法は第１実施例と同一である。
【００３９】かかる第２実施例によれば、ステンレス板
とカーボンプラスチック１５ａ，１５ｂとの熱収縮等に
起因する集電電極７の「そり」現象が防止されて、電解
液の液漏れとか、ボルト締め付けによるクラックの発生
及び破断が生じないという前記第１実施例と同様な作用
が得られる上、ステンレス自体が鉄板よりも耐腐食性が
高いため、電解液に含まれる臭素による集電電極の腐食
が効率的に防止されるという特有の作用が得られる。
とカーボンプラスチック１５ａ，１５ｂとの熱収縮等に
起因する集電電極７の「そり」現象が防止されて、電解
液の液漏れとか、ボルト締め付けによるクラックの発生
及び破断が生じないという前記第１実施例と同様な作用
が得られる上、ステンレス自体が鉄板よりも耐腐食性が
高いため、電解液に含まれる臭素による集電電極の腐食
が効率的に防止されるという特有の作用が得られる。
【００４０】次に図３乃至図５を用いて本発明の第３実
施例を説明する。尚、基本的な構成は前記第１実施例と
同一であるため、同一の符号を付して表示してある。
施例を説明する。尚、基本的な構成は前記第１実施例と
同一であるため、同一の符号を付して表示してある。
【００４１】即ち、１５ａ，１５ａはカーボンプラスチ
ック電極、６は真ちゅう製の集電メッシュであり、この
集電メッシュ６の背面側ａにカーボンプラスチック電極
１５ｂが配置される。そしてカーボンプラスチック電極
１５ｂの背面側ａには、前記例と同様な構造を有する金
属−絶縁物一体型枠部材１８ａが配置されている。
ック電極、６は真ちゅう製の集電メッシュであり、この
集電メッシュ６の背面側ａにカーボンプラスチック電極
１５ｂが配置される。そしてカーボンプラスチック電極
１５ｂの背面側ａには、前記例と同様な構造を有する金
属−絶縁物一体型枠部材１８ａが配置されている。
【００４２】この金属−絶縁物一体型枠部材１８ａは、
図３及び図４の接液側平面図と図５の背面側平面図に示
したように、外周部分に位置する絶縁性の枠体２１と、
この枠体２１によって包囲された位置にあって、多数の
穴部２２ａが開口された鉄板２２と、上記穴部２２ａ内
に充填された状態として一体に溶着された絶縁体２３
と、鉄板２２の所定位置から背面側ａ方向に突出する複
数本のボルト２４，２４（図示例では４本）とによって
構成されている。
図３及び図４の接液側平面図と図５の背面側平面図に示
したように、外周部分に位置する絶縁性の枠体２１と、
この枠体２１によって包囲された位置にあって、多数の
穴部２２ａが開口された鉄板２２と、上記穴部２２ａ内
に充填された状態として一体に溶着された絶縁体２３
と、鉄板２２の所定位置から背面側ａ方向に突出する複
数本のボルト２４，２４（図示例では４本）とによって
構成されている。
【００４３】１９は金属−絶縁物一体型枠部材１８ａの
背面側ａに配置されたテフロン製のパッキン、１６は該
パッキン１９の背面側ａに配置された絶縁枠材である。
この絶縁枠材１６の所定位置には、前記ボルト２４，２
４が螺合可能なナット穴２５，２５が穿設されている。
背面側ａに配置されたテフロン製のパッキン、１６は該
パッキン１９の背面側ａに配置された絶縁枠材である。
この絶縁枠材１６の所定位置には、前記ボルト２４，２
４が螺合可能なナット穴２５，２５が穿設されている。
【００４４】かかる第３実施例によれば、カーボンプラ
スチック電極１５ａ，１５ａ、集電メッシュ６、金属−
絶縁物一体型枠部材１８ａ及びカーボンプラスチック１
５ｂを積層して、ヒートプレス手段で一体的に成形した
電極部を得た後、この電極部をパッキン１９を介在して
絶縁枠材１６の孔部１７内に挿入し、ボルト２４，２４
をナット穴２５，２５に螺合することにより、一体的に
固定された集電電極７が得られる。従って第３実施例で
は、集電電極７自体がボルト２４，２４とナット穴２
５，２５によって固定化されており、それに伴って集電
電極７自体に所望のシール性が確保されるという特徴が
ある。尚、得られた集電電極７を電池本体に組み付ける
場合の操作と作用は前記第１実施例と同一である。
スチック電極１５ａ，１５ａ、集電メッシュ６、金属−
絶縁物一体型枠部材１８ａ及びカーボンプラスチック１
５ｂを積層して、ヒートプレス手段で一体的に成形した
電極部を得た後、この電極部をパッキン１９を介在して
絶縁枠材１６の孔部１７内に挿入し、ボルト２４，２４
をナット穴２５，２５に螺合することにより、一体的に
固定された集電電極７が得られる。従って第３実施例で
は、集電電極７自体がボルト２４，２４とナット穴２
５，２５によって固定化されており、それに伴って集電
電極７自体に所望のシール性が確保されるという特徴が
ある。尚、得られた集電電極７を電池本体に組み付ける
場合の操作と作用は前記第１実施例と同一である。
【００４５】次に本発明の第４実施例を説明する。基本
的な構成は前記第３実施例と同一であるが、本第４実施
例では第３実施例で採用した前記鉄板２２に代えて、ス
テンレス板を用いたことが特徴となっている。
的な構成は前記第３実施例と同一であるが、本第４実施
例では第３実施例で採用した前記鉄板２２に代えて、ス
テンレス板を用いたことが特徴となっている。
【００４６】かかる第４実施例によれば、ステンレス板
とカーボンプラスチック１５ａ，１５ｂとの熱収縮等に
起因する集電電極７の「そり」現象が防止されて、電解
液の液漏れとか、ボルト締め付けによるクラックの発生
及び破断が生じないという作用が得られる上、ステンレ
ス自体の持つ耐腐食性が有効に働いて、臭素による集電
電極の腐食を防止することが出来る。
とカーボンプラスチック１５ａ，１５ｂとの熱収縮等に
起因する集電電極７の「そり」現象が防止されて、電解
液の液漏れとか、ボルト締め付けによるクラックの発生
及び破断が生じないという作用が得られる上、ステンレ
ス自体の持つ耐腐食性が有効に働いて、臭素による集電
電極の腐食を防止することが出来る。
【００４７】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明にか
かる亜鉛−臭素電池の集電電極は、カーボンプラスチッ
クと金属−絶縁物一体型枠部材を主体とする電極部と、
絶縁枠材とが実質的に別体として構成されているため、
パッキンを介在したボルトの締付力によって両者のシー
ル性が保持され、しかも熱収縮等に起因する集電電極の
「そり」の発生がなくなり、電解液の液漏れと、過度な
ボルト締め付けに基づくクラックの発生及び絶縁枠材の
破断が生じないという効果が得られる。又、電極部中に
比較的厚みの大きな金属−絶縁物一体型枠部材が介在し
ているため、得られた集電電極自体の機械的強度が高く
なり、集電電極に対する正圧と負圧とが交互にかかるこ
とによる疲労破断を低減するという効果を発揮する。
かる亜鉛−臭素電池の集電電極は、カーボンプラスチッ
クと金属−絶縁物一体型枠部材を主体とする電極部と、
絶縁枠材とが実質的に別体として構成されているため、
パッキンを介在したボルトの締付力によって両者のシー
ル性が保持され、しかも熱収縮等に起因する集電電極の
「そり」の発生がなくなり、電解液の液漏れと、過度な
ボルト締め付けに基づくクラックの発生及び絶縁枠材の
破断が生じないという効果が得られる。又、電極部中に
比較的厚みの大きな金属−絶縁物一体型枠部材が介在し
ているため、得られた集電電極自体の機械的強度が高く
なり、集電電極に対する正圧と負圧とが交互にかかるこ
とによる疲労破断を低減するという効果を発揮する。
【００４８】他方で金属−絶縁物一体型枠部材を構成す
る鉄板に代えてステンレス板を用いたことにより、ステ
ンレス板自体がの持つ耐腐食性によって電解液に含まれ
る臭素による集電電極の腐食が防止可能であり、更に鉄
板の所定位置から背面側に突出する複数本のボルトと、
絶縁枠材の所定位置に穿設したナット穴とにより、電極
部をパッキンを介在して絶縁枠材の孔部内に挿入た後に
ボルトをナット穴に螺合することにより、集電電極自体
に所望のシール性が確保されるという効果が得られる。
る鉄板に代えてステンレス板を用いたことにより、ステ
ンレス板自体がの持つ耐腐食性によって電解液に含まれ
る臭素による集電電極の腐食が防止可能であり、更に鉄
板の所定位置から背面側に突出する複数本のボルトと、
絶縁枠材の所定位置に穿設したナット穴とにより、電極
部をパッキンを介在して絶縁枠材の孔部内に挿入た後に
ボルトをナット穴に螺合することにより、集電電極自体
に所望のシール性が確保されるという効果が得られる。
【００４９】従って本発明によれば、集電電極の熱収縮
に起因するそり現象と、このそり現象に起因する電解液
の液洩れ等の特性不良を誘発する原因をなくし、且つ機
械的強度を高めた亜鉛−臭素電池の集電電極が提供され
る。
に起因するそり現象と、このそり現象に起因する電解液
の液洩れ等の特性不良を誘発する原因をなくし、且つ機
械的強度を高めた亜鉛−臭素電池の集電電極が提供され
る。
【図１】本発明にかかる集電電極の第１実施例を示す要
部分解断面図。
部分解断面図。
【図２】図１の構成要素である金属−絶縁物一体型枠部
材１８の接液側平面図。
材１８の接液側平面図。
【図３】本発明にかかる集電電極の第２実施例を示す要
部分解断面図。
部分解断面図。
【図４】図３の構成要素である金属−絶縁物一体型枠部
材１８ａの接液側平面図。
材１８ａの接液側平面図。
【図５】図３の構成要素である金属−絶縁物一体型枠部
材１８ａの背面側平面図。
材１８ａの背面側平面図。
【図６】亜鉛−臭素電池の電池本体を示す要部分解斜視
図。
図。
【図７】従来の集電電極の構造例を示す平面図。
【図８】従来の集電電極の構造例を示す要部断面図。
６…集電メッシュ ６ａ…端子片 ７…集電電極 １５ａ，１５ｂ…カーボンプラスチック電極 １６…絶縁枠材 １７…孔部 １８，１８ａ…金属−絶縁物一体型枠部材 １９…パッキン ２１…枠体 ２２…鉄板 ２２ａ…穴部 ２３…絶縁体 ２４…ボルト ２５…ナット穴
Claims (4)
- 【請求項１】 矩形平板状の中間電極にセパレータ板を
重ねて単セルを形成し、この単セルを複数個積層して電
池本体を構成するとともに、該電池本体の両端部に、一
対の集電電極と締付端板を配置し、両締付端板間をボル
ト締めすることによって一体的に積層固定するようにし
た亜鉛−臭素電池の集電電極において、 外周部分に位置する絶縁性の枠体によって包囲された鉄
板の適宜位置に開口された多数の穴部内に充填、溶着さ
れた絶縁体とから成る金属−絶縁物一体型枠部材と、こ
の金属−絶縁物一体型枠部材とカーボンプラスチック電
極及び集電メッシュとを積層してヒートプレス手段によ
り一体成形した電極部を、パッキンの介在下で絶縁枠材
の孔部内に挿入した構成を有することを特徴とする亜鉛
−臭素電池の集電電極。 - 【請求項２】 前記鉄板の所定位置から背面側に突出す
る複数本のボルトを設ける一方、絶縁枠材の所定位置
に、上記ボルトが螺合可能なナット穴を穿設したことを
特徴とする請求項１記載の亜鉛−臭素電池の集電電極。 - 【請求項３】 前記鉄板に代えてステンレス板を用いた
ことを特徴とする請求項１，２記載の亜鉛−臭素電池の
集電電極。 - 【請求項４】 枠体の内方に穴部が開口された鉄板もし
くはステンレス板を配置し、この鉄板もしくはステンレ
ス板の穴部内に絶縁体を充填して、金型を利用したヒー
トプレス手段により一体に溶着した金属−絶縁物一体型
枠部材を予備製作し、カーボンプラスチック電極と集電
メッシュ及び前記金属−絶縁物一体型枠部材の積層体を
ヒートプレス手段により一体化した電極部を形成して、
この電極部をパッキンを介在させて絶縁枠材の孔部内に
挿入し、亜鉛−臭素電池を構成する両締付端板をボルト
締めすることにより、前記電極部と絶縁枠材とを液密下
にシールしたことを特徴とする亜鉛−臭素電池の集電電
極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05022304A JP3141599B2 (ja) | 1993-02-10 | 1993-02-10 | 亜鉛−臭素電池の集電電極及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05022304A JP3141599B2 (ja) | 1993-02-10 | 1993-02-10 | 亜鉛−臭素電池の集電電極及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06236764A true JPH06236764A (ja) | 1994-08-23 |
| JP3141599B2 JP3141599B2 (ja) | 2001-03-05 |
Family
ID=12079004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05022304A Expired - Fee Related JP3141599B2 (ja) | 1993-02-10 | 1993-02-10 | 亜鉛−臭素電池の集電電極及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3141599B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114525498A (zh) * | 2022-03-07 | 2022-05-24 | 苏州迈为科技股份有限公司 | 下垂罩板及带有该下垂罩板的pecvd设备 |
-
1993
- 1993-02-10 JP JP05022304A patent/JP3141599B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114525498A (zh) * | 2022-03-07 | 2022-05-24 | 苏州迈为科技股份有限公司 | 下垂罩板及带有该下垂罩板的pecvd设备 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3141599B2 (ja) | 2001-03-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |