JPH0744037B2 - 活性化可能なバツテリ− - Google Patents

活性化可能なバツテリ−

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JPH0744037B2
JPH0744037B2 JP62005862A JP586287A JPH0744037B2 JP H0744037 B2 JPH0744037 B2 JP H0744037B2 JP 62005862 A JP62005862 A JP 62005862A JP 586287 A JP586287 A JP 586287A JP H0744037 B2 JPH0744037 B2 JP H0744037B2
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JP
Japan
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electrode
single cells
battery
single cell
groove
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JP62005862A
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ジヤン−ピエール・デクロワ
ヤニツク・ルバン
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SAFT Societe des Accumulateurs Fixes et de Traction SA
Original Assignee
SAFT Societe des Accumulateurs Fixes et de Traction SA
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    • H01M50/70—Arrangements for stirring or circulating the electrolyte
    • H01M50/77—Arrangements for stirring or circulating the electrolyte with external circulating path
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は活性化可能なバッテリーに係り、更に詳しく
は、熱交換器を内蔵する活性化可能なバッテリーに係
る。
本発明は単位質量当りの電力供給量の大きいバッテリー
に係わる。このようなバッテリーはLi-SOCl2又はLi-SO2
Cl2の電対を使用しており、数百キロワットの電力を送
電できるが、この時送出エネルギーの10〜20％の熱の形
で発生する。バッテリーを冷却しない限りリチウムが溶
融して、バッテリーの放電を完全に終えるよりはるか以
前にバッテリーを破損するおそれがある。
このため、電気化学反応によって発生する熱を除去し、
最初に電気化学ブロックから、最後にこの電気化学ブロ
ックを収容する外囲体から熱を放逐することが必要であ
る。
各セルが電極間距離の短い非常に薄い構成部品で構成さ
れているボルタ電堆計のLi-SOCl2又はLi-SO2Cl2バッテ
リーの場合、この問題の解決が非常に難しくなる。例え
ば各セルが、 −厚さ10分の数ミリメートルの多孔性陰極と、 −厚さ約10分の１ミリメートルのセパレータと、 −厚さ約10分の１ミリメートルのリチウム陽極と、 −厚さ100分の数ミリメートルのニッケルめっきした銅
製電流コレクタとを含む場合が考えられる。
銅製電流コレクタを用いて熱を伝導させることもできる
が、厚さを大きくすると必然的に重量も増大する難点の
ため厚さの増加は不可能である。
また、電極を更に移動すると空隙が大きくなってバッテ
リーの性能が急激に低下する原因となるため、電極の移
動も不可能である。
本発明の目的は、バッテリーを構成する各単一セルの電
極を確実且つ一様に冷却することができる活性化可能な
バッテリーを提供することにある。
本第１の発明によれば前述の目的は、絶縁性ハウジング
と、多孔性陰極、セパレータ、リチウム陽極、及び金属
コレクタをそれぞれ含む単一セルの複数を積み重ねて構
成されており、ハウジング内に収容された電池本体と、
単一セルの積み重ね方向に伸長すると共に電池本体を貫
通するように電池本体の中心部に設けられた円柱状の貫
通孔と、貫通孔に内接し得る外径を有すると共に単一セ
ルと実質的に同じ厚みを有するワッシャの複数を積み重
ねることによって形成されており、ワッシャのそれぞれ
が、対応する単一セルの孔内に収容されるように、貫通
孔内に挿入された環状体と、単一セルのそれぞれの内部
に電解液を供給すると共に、単一セルのそれぞれを冷却
するための熱交換手段とを備えており、熱交換手段は、
環状体の壁部に設けられており、環状体の両端面に開口
する複数の電解液注入用マニホールドと、環状体の壁部
に設けられており、環状体の両端面に開口する複数の電
解液収集用マニホールドと、前述の積み重ねられた単一
セルのうち、一つおきに配置された第１の単一セルの内
部と前述の注入用マニホールドとをそれぞれ連通させる
べく、第１の単一セルのそれぞれの少なくとも一つの電
極に対応するワッシャの環状端面に設けられた第１の溝
と、前述の一つの電極の外周縁に沿って当該一つの電極
の一方の面に設けられた外周環状溝と、第１の溝のそれ
ぞれを、外周環状溝と連通させるべく、前述の一つの電
極の一方の面に放射状に設けられた第１の放射状溝と、
第１の単一セルのそれぞれに隣接する第２の単一セルの
それぞれの内部と外周環状溝とを連通させるべく、第１
の単一セルのそれぞれの外周縁部に設けられた複数のオ
リフィスと、第２の単一セルの内部と収集用マニホール
ドとをそれぞれ連通させるべく、第２の単一セルのそれ
ぞれの少なくとも一つの電極に対応するワッシャの環状
端面に設けられた第２の溝と、第２の溝とオリフィスの
開口に対応する第２の単一セルの前述の一つの電極に部
位に設けられた凹所とを連通させるべく、前述の第２の
単一セルの前述の一つの電極の一方の面に設けられた第
２の放射状溝と、注入用マニホールドから収集用マニホ
ールドへ電解液を循環させるべく、前述の注入用マニホ
ールドと収集用マニホールドに連結されており、ハウジ
ングの外部に設けられたポンプとからなる活性化可能な
バッテリーにより達成される。
本第２の発明によれば、前述の目的は、絶縁性ハウジン
グと、多孔性陰極、セパレータ、リチウム陽極、及び金
属コレクタをそれぞれ含む単一セルの複数を積み重ねて
構成されており、ハウジング内に収容された電池本体
と、単一セルの積み重ね方向に伸長すると共に電池本体
を貫通するように電池本体の中心部に設けられた円柱状
の貫通孔と、貫通孔に内接し得る外径を有すると共に単
一セルと実質的に同じ厚みを有するワッシャの複数を積
み重ねることによって形成されており、前述のワッシャ
のそれぞれが、対応する単一セルの孔内に収容されるよ
うに、貫通孔内に挿入された環状体と、単一セルのそれ
ぞれの内部に電解液を供給すると共に、単一セルのそれ
ぞれを冷却するための熱交換手段とを備えており、熱交
換手段は、環状体の壁部に設けられており、環状体の両
端面に開口する複数の電解液注入用マニホールドと、環
状体の壁部に設けられており、環状体の両端面に開口す
る複数の電解液収集用マニホールドと、積み重ねられた
単一セルのうち、一つおきに配置された第１の単一セル
の内部と注入用マニホールドとをそれぞれ連通させるべ
く、第１の単一セルのそれぞれの少なくとも一つの電極
に対応するワッシャの環状端面に設けられた第１の溝
と、第１の単一セルのそれぞれに隣接する第２の単一セ
ルのそれぞれの内部と第１の単一セルのそれぞれの内部
と連通させるべく、第１の単一セルのそれぞれの外周縁
に沿って当該第１の単一セルのそれぞれの外周縁部に設
けられた複数のオリフィスと、第１の溝とオリフィスと
をそれぞれ連通させるべく、第１の単一セルの前述の一
つの電極の一方の面に設けられた第１の放射状溝と、第
２の単一セルの内部と収集用マニホールドとをそれぞれ
連通させるべく、前述の第２の単一セルのそれぞれの少
なくとも一つの電極に対応するワッシャの環状端面に設
けられた第２の溝と、第１の単一セルのそれぞれに設け
られたオリフィスのそれぞれと連通させるべく、第２の
単一セルのそれぞれの一つの電極の外周縁に沿って当該
一つの電極の一方の面に環状に形成された外周溝と、第
２の溝のそれぞれと、外周溝とを連通させるべく、第２
の単一セルの前述の一つの電極の一方の面に設けられた
第２の放射状溝と、注入用マニホールドから収集用マニ
ホールドへ電解液を循環させるべく、注入用マニホール
ドと収集用マニホールドに連結されており、ハウジング
の外部に設けられたポンプとからなる活性化可能なバッ
テリーにより達成される。
本第３の発明によれは、前述の目的は、絶縁性ハウジン
グと、多孔性陰極、セパレータ、リチウム陽極、及び金
属コレクタをそれぞれ含む単一セルの複数を積み重ねて
構成されており、ハウジング内に収容された電池本体
と、単一セルの積み重ね方向に伸長すると共に電池本体
を貫通するように電池本体の中心部に設けられた円柱状
の貫通孔と、貫通孔に内接し得る外径を有すると共に単
一セルと実質的に同じ厚みを有するワッシャの複数を積
み重ねることによって形成されており、ワッシャのそれ
ぞれが対応する単一セルの孔内に収容されるように貫通
孔内に挿入された環状体と、単一セルのそれぞれの外径
と実質的に同じ内径を有すると共に単一セルのそれぞれ
と実質的に同じ厚みを有する他のワッシャの複数を積み
重ねることによって形成されており、単一セルのそれぞ
れが当該単一セルのそれぞれに対応する他のワッシャの
孔内に収容されるように、電池本体が嵌入された外周環
状体と、単一セルのそれぞれの内部に電解液を供給する
と共に単一セルのそれぞれを冷却するための熱交換手段
とを備えており、熱交換手段は、環状体の壁部に設けら
れており、当該環状体の両端面に開口する複数の電解液
注入用マニホールドと、外周環状体の壁部に設けられて
おり、当該外周環状体の両端面に開口する複数の電解液
収集用マニホールドと、単一セルの内部と注入用マニホ
ールドとをそれぞれ連通させるべく、単一セルのそれぞ
れの少なくとも一つの電極に対応するワッシャのそれぞ
れの環状端面に設けられた第１の溝と、単一セルの前記
内部と収集用マニホールドとをそれぞれ連通させるべ
く、前述の一つの電極に対応する他のワッシャの環状端
面に設けられた第２の溝と、第１の溝と第２の溝とをそ
れぞれ連通させるべく、前述の一つの電極のワッシャの
環状端面に対応する一方の面に放射状に設けられた放射
状溝と、注入用マニホールドから収集用マニホールドへ
電解液を循環させるべく、注入用マニホールドと収集用
マニホールドに連結されており、ハウジングの外部に設
けられたポンプとからなる活性化可能なバッテリーによ
り達成される。
本第１の発明の活性化可能なバッテリーにおいては、第
１の単一セルについては、複数の電解液注入用マニホー
ルドから第１の単一セルそれぞれの一つの電極の一つの
面に設けられた第１の放射状溝に沿って電解液が注入さ
れるため第１の放射状溝で規定される電極面の扇形領域
のそれぞれは、相互に同じように冷却され、従って各第
１の単一セルの一つの電極を確実且つ一様に冷却するこ
とができる。また、第２の単一セルについても、第２の
単一セルのそれぞれが一つの電極面に設けられた第２の
放射状溝に沿って、電解液が複数の電解液収集マニホー
ルドに向って流れるため、第２の放射状溝で規定される
電極面の扇形領域のそれぞれは相互に同じように冷却さ
れ、従って各第２の単一セルの一つの電極を確実且つ一
様に冷却することができる。
即ち本第１の発明のバッテリーは、各単一セルの電極を
確実且つ一様に冷却することができる。
本第２の発明の活性化可能なバッテリーにおいては、第
１の単一セルについては、複数の電解液注入用マニホー
ルドから第１の単一セルのそれぞれの一つの電極の一つ
の面に設けられた第１の放射状溝に沿って電解液が注入
されるため、第１の放射状溝で規定される電極面の扇形
領域のそれぞれは、相互に同じように冷却され、従って
各第１の単一セルの一つの電極を確実且つ一様に冷却す
ることができる。また、第２の単一セルについても、当
該第２の単一セルのそれぞれの一つの電極面に設けられ
た第２の放射状溝に沿って、電解液が複数の電解液収集
用マニホールドに向って流されるため、第２の放射状溝
で規定される電極面の扇形領域のそれぞれは相互に同じ
ように冷却され、従って、各第２の単一セルの一つの電
極を確実且つ一様に冷却することができる。
即ち、本第２の発明のバッテリーは、各単一セルの電極
を確実且つ一様に冷却することができる。
本第３の発明の活性化可能なバッテリーにおいては、各
単一セルを構成する一つの電極の一つの面に、複数の放
射状溝を有しており、電解液は複数の電解液注入用マニ
ホールドからこれらの放射状溝に注入され、これらの放
射状溝に連結された電解液収集用マニホールドに流入す
る。本第３の発明のバッテリーにおいては放射状溝で規
定される電極面の扇形領域のそれぞれは、相互に同じよ
うに冷却され、従って各単一セルの一つの電極を確実且
つ一様に冷却することができる。
即ち、本第３の発明のバッテリーは各単一セルの電極を
確実且つ一様に冷却することができる。
次に添付図面を参照しながら本発明の実施例について例
示的に説明する。
第１図は本発明のバッテリーとその電解液供給構造の簡
略断面図である。
本発明による活性化可能なバッテリー１は密封ケーシン
グ２の中に収容されている。バッテリー１は単一セルと
しての電気化学セル11,12,13,14……を積重ねて構成さ
れている。その構造については後に詳述することにす
る。堆積アセンブリは軸４に沿って貫通する中心ダクト
３を備えており、絶縁性外囲体５によって被覆されてい
る。密封ケーシング２と絶縁性外囲体５とが絶縁性ハウ
ジングを構成する。
電解液はタンク内に貯蔵されているが、このタンクは本
発明の一部を成すものではない。バッテリーを作動する
と、電解液がダクト21内を矢印20の方向に通って供給さ
れ、ポンプ22によってバッテリー１の全体に循環され
る。参照番号23と24はそれぞれ弁を示している。後に詳
述するように軸４を中心として各種のダクトが環状体と
しての中心ブロック30を貫通して設けられている。電解
液は電解液注入用マニホールド25を流れた後、奇数番号
のセル11,13……を通り、次に偶数番号セルを通る（即
ち、セル11からセル12へ、セル13からセル14へ……と進
む）。最後に偶数番号のセルから電解液収集用マニホー
ルド26へ流入する。収集用マニホールド26は、ケーシン
グ２と絶縁性外囲体５との間に形成される周辺環状室28
と連通する入口27を有する。前記環状室からの出口29が
ポンプへの導入ダクト21と連通している。
第２図は本発明によるバッテリーへの電解液供給経路を
示す水圧系回路図である。バッテリー１は600Vのセルブ
ロック31〜36を６個並列に接続して成る。この回路図に
は２つの電解液注入液用マニホールド25,25′と２つの
電解液収集用マニホールド26,26′が示されている。矢
印41,41′は電解液が注入用マニホールドから各ブロッ
クの奇数番号の単一セルとしてのセルに注入される方向
に相当し、矢印40,40′は偶数番号の単一セルとしての
セルから収集用マニホールドへ放出される方向に相当す
る。
ブロック30に複数の注入用マニホールド、複数収集用マ
ニホールドを設けても良い。ブロック31の構成について
次に述べる。
ブロック31はそれぞれセル１つ分と同じ高さのワッシャ
としての絶縁性ワッシャ50を積重ねて構成される。各ワ
ッシャが中心孔を備えており、これらが軸４を中心とし
てダクト３を形成する。
第３図はセル51と関連するワッシャ50の概略半断面図で
ある。このセル51は、 −厚さ0.4mmの多孔性陰極52と、 −厚さ0.1mmのセパレータ53と、 −厚さ0.15mmのリチウム陽極54と、 −厚さ0.025mmのニッケルめっきした銅コレクタ55とを
含んで成る。
分かり易くするため、この図は正確な尺度に拠っていな
い。
隣接素子の陽極54、コレクタ55、陽極56がバイポーラ電
極を構成する。
陰極52に設けられる放射状溝としての半径方向チャンネ
ル57と連通する注入用ダクト59に電解質を流すこともで
きる。
本第１、第２及び第３の発明において、電池本体は陰極
52、セパレータ53、リチウム陽極54、及び銅コレクタ55
からなる単一セルの複数個の積み重ね体からなる。
本第１の発明の実施例を示す第４図と第５図を参照しな
がら電解液の流れのメカニズムについて更に詳細に説明
する。第４図及び第５図はそれぞれバイポーラ電極の陰
極面100と、この先行バイポーラ電極に隣接するバイポ
ーラ電極の陰極面200とを示す平面図である。
陰極100はワッシャ150と関連している。ワッシャ150の
周囲には12個のオリフィス101〜112が規則的に分布して
おり、注入用マニホールド又は収集用マニホールドに適
合するように構成されている。
便宜上、電堆のワッシャは全て同じオリフィスを備えて
いる（第５図の陰極200のワッシャ250とその12個のオリ
フィス201〜212を参照のこと）。またワッシャ100とワ
ッシャ200は電気接続線を通すためのオリフィス120,220
を備える。
陰極100は、放射状溝としての半径方向チャンネル121〜
126及び外周環状溝としての周辺チャンネル127をその厚
さ方向に設けられており、周辺チャンネル127はバイポ
ーラ電極を貫通するオリフィス131〜136と連通してい
る。オリフィス131〜136は、陰極200にチャンネル121〜
126とは角度的に偏位して設けられているそれぞれの放
射状溝としての半径方向チャンネル221〜226まで続いて
いる。
最後にワッシャ150は溝141,146を備えており、それらの
溝によって、オリフィス101をチャンネル121,126とそれ
ぞれ連通させるように構成されている。オリフィス105
とチャンネル122,123の間にある溝142,143及びオリフィ
ス109とチャンネル124,125の間にある溝144,145につい
ても同じことが言える。
陰極200のワッシャ250については、溝241,242がオリフ
ィス202をチャンネル221,222と連通させる。同様に溝24
3,244もオリフィス206を放射状溝としての半径方向チャ
ンネル223,224と連通させ、溝245,246がオリフィス210
を放射状溝としての半径方向チャンネル225,226と連通
させる。
第４図と第５図に示した２つのバイポーラ電極を重ね合
わせると、電解液注入用マニホールドに含まれるオリフ
ィス101,105,109を通って来る電解液が溝141〜146を経
由して、周辺チャンネル127に続く半径方向チャンネル1
21〜126に沿ってセル周辺に向かって拡流する（矢印の
経路参照）。その後電解液はオリフィス131〜136を通過
してチャンネル221〜226沿いに再びセル中心部に戻り、
収集用マニホールドに含まれるオリフィス202,206,210
と連通する溝241〜246に達する。
一例を挙げると、バイポーラ電極の内径を200mm、バイ
ポーラ電極の外径を485mm、各ワッシャの高さを約0.7m
m、チャンネルの深さを0.4mm、半径方向チャンネルの幅
を6mm、周辺チャンネルの幅を3mm、中心ダクトの直径を
100mmとすることができる。
セルの電極面の表面積に対するチャンネルの内表面積の
割合が５％未満の場合には、熱交換を生じさせるチャン
ネルの内表面積が十分ではなく、一つのチャンネルの両
端間に生じる温度差が過大になり熱交換が不十分にな
る。
また、前述の割合が20％を超える場合には、セル内の電
極の有効面積が減少し、セルの発電能力が減少する。
従って、チャンネルの内表面積がセルの電極の表面積に
対して占める割合は５〜20％に設定するのが有利であ
る。実際上、活性化可能なバッテリーは、前述の割合が
９％になるように製造されている。
第６図と第７図は本第２の発明によるバイポーラ電極の
実施例を示す。
第４図と類似の第６図はバイポーラ電極の陰極面300を
示す平面図であり、第５図と類似の第７図は先行の電極
のすぐ下に配置されるバイポーラ電極の陰極面400を示
す平面図である。
陰極300もワッシャ150と類似のワッシャ350を備えてお
り、オリフィス331〜336に続く放射状溝としての半径方
向チャンネル321〜326を含んでいるが、この例では周辺
チャンネルが設けられていない。
矢印はワッシャ350の電解液注入用マニホールドを構成
する内側オリフィスから出た電解液の遠心経路を示す。
ワッシャ250と類似のワッシャ450を取り付けた陰極400
は外周溝としての周辺チャンネル427へ続く放射状溝と
しての半径方向チャンネル421〜426を含む。周辺チャン
ネル427が第６図のバイポーラ電極のオリフィス331,336
と連通する。
周辺チャンネル427からワッシャ450の電解液収集用マニ
ホールドを構成する内側オリフィスへ向かう電解液の求
心経路を矢印で示す。
第４図と第５図に示す実施例及び第６図及び第７図に示
す実施例では、電流の漏れを防止するため、電極対間を
連通させるオリフィス（例えば131〜136）の周りに小型
の絶縁性ワッシャを設けるのが有利である。
第８図は本第３の発明の実施例を示しており、第８図に
は600ボルトのブロック61〜66を６個並列に接続して成
るバッテリーに供給するための水圧系回路が示されてい
る。この図では２つの同形の電解液注入用マニホールド
75,75′が中心に配置される一方、２つの電解液収集用
マニホールド76,76′が周辺に配置されている。矢印71,
71′は電解液が注入用マニホールドからブロックの単一
セルとしてのセルへ注入される方向に対応しており、矢
印70,70′はセルから収集用マニホールドへ放出される
方向に対応する。この他にも注入用マニホールド及び収
集用マニホールドを回路図に追加して設けてよいことは
当然である。
第９図と第10図は環状体を構成するワッシャとしての中
心ワッシャの実施例を示す。この中心ワッシャは外周環
状体を構成する他のワッシャとしての周辺ワッシャと関
連して使用され、上述と同じ水圧系回路を提供する。
第９図から分かるように、中心ワッシャ550と周辺ワッ
シャ560は同軸的である。中心ワッシャ550は12個のオリ
フィスを備えており、これらのオリフィスのそれぞれ
は、電解液注入用マニホールドを構成する。これらのオ
リフィスのうち、正三角形の頂点に位置する３つのオリ
フィス501,505,509は陰極面500に設けられている参照番
号521〜526を付した放射状溝としての半径方向チャンネ
ル541〜546を介して連通する。
周辺ワッシャ560には更に、電解液収集用マニホールド
に含まれる12個のオリフィスが設けられている。これら
のオリフィスのうち３つの561,562,563は溝としての周
辺接続チャンネル571〜576を介して半径方向チャンネル
521〜526の各々と連通している。
第10図も第９図と類似の構成を示しているが、第９図か
ら角度的に偏位している。環状体を構成するワッシャと
しての中心ワッシャ650と外周環状体を構成する他のワ
ッシャとしての周辺ワッシャ660とを含み、中心ワッシ
ャ650のオリフィス601,605,609が電解液注入用マニホー
ルドを構成する一方、ワッシャ660のオリフィス661,66
2,663が電解液収集用マニホールドを構成している。陰
極面600の放射状溝としての半径方向チャンネル621〜62
6がまず中心ワッシャ650の溝641〜646と連通した後ワッ
シャ660の溝としての周辺接続チャンネル671〜676と連
通する。
上記のように構成したために、金属板（リチウムと金属
の電流コレクタ）によって熱が半径方向に伝導され、更
に電極対全部を通って電解液収集用マニホールドまで循
環する電解液によって熱がバッテリーから外部へと伝達
される。電極に直接通して設けたチャンネルが金属と電
解質を直接接触させるためである。
本第１、第２及び第３の発明の構成によると、どの電極
対についてもその電堆の中での位置とは無関係に非常に
近似した熱損失と電解質の流量を得ることができる。
また電解液は電堆の絶縁性外囲体とケーシングの間を移
動するため、バッテリー全体から熱を放逐することがで
きる。
無論本第１、第２及び第３の発明は、ここに記載したよ
うな各陰極に６本の半径方向チャンネルを設ける実施例
に限定されるものではなく、このようなチャンネルを４
本だけにしても良いし、あるいは逆にその数を多くして
も良い。
ニッケルめっきした銅コレクタの代わりに、厚さ約25〜
100ミクロンのニッケルめっきしたアルミニウムコレク
タを用いることもできる。
本第１、第２及び第３の発明の別の実施例では、リチウ
ム陽極に周辺チャンネルを設けてもよい。但し、陰極の
方が厚く、また放電中に収縮する傾向のある陽極と異な
って陰極は膨張する傾向にあるため、陰極の方に周辺チ
ャンネルを設ける方が有利なようである。
【図面の簡単な説明】
第１図は電解液循環用の手段と関連させた本発明による
バッテリーの概略部分断面図、第２図は第１図のバッテ
リーに送られる電解液の水圧系回路図、第３図は中心ワ
ッシャを含む第１図のバッテリーのセルの１つを示す概
略半断面図、第４図は中心ワッシャを含む本第１の発明
によるバイポーラ電極の平面図、第５図は第４図の電極
と関連させたバイポーラ電極の平面図、第６図は本第２
の発明の実施例を示しており、第４図と類似の平面図で
あり、本第２の発明に係るバイポーラ電極を示す図、第
７図も第５図と類似の平面図であり、第６図の電極と関
連させたバイポーラ電極を示す図、第８図は本第３の発
明の実施例を示す図であり、第１図のバッテリーに供給
される電解液の水圧系回路を示す図、第９図は中心ワッ
シャと周辺ワッシャを含む本第３の発明によるバイポー
ラ電極の実施例を示す平面図、第10図は第９図の電極と
関連させたバイポーラ電極の平面図である。 １……バッテリー、５……絶縁性外囲体、11,12,13,14
……電気化学セル、22……ポンプ、25,75……注入用マ
ニホールド、26,76……収集用マニホールド、51……セ
ル、52……陰極、53……セパレータ、54……リチウム陽
極、55……金属コレクタ、57……半径方向チャンネル、
100,200,300,400,500,600……陰極、150,250,350,450…
…ワッシャ、550,650……中心ワッシャ、560,660……周
辺ワッシャ、121〜126,221〜226,321〜326,421〜426,52
1〜526,621〜626……半径方向チャンネル、127,427……
周辺チャンネル。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】絶縁性ハウジングと、 多孔性陰極、セパレータ、リチウム陽極、及び金属コレ
    クタをそれぞれ含む単一セルの複数を積み重ねて構成さ
    れており、前記ハウジング内に収容された電池本体と、 前記単一セルの積み重ね方向に伸長すると共に前記電池
    本体を貫通するように前記電池本体の中心部に設けられ
    た円柱状の貫通孔と、 前記貫通孔に内接し得る外径を有すると共に前記単一セ
    ルと実質的に同じ厚みを有するワッシャの複数を積み重
    ねることによって形成されており、前記ワッシャのそれ
    ぞれが、対応する単一セルの孔内に収容されるように、
    前記貫通孔内に挿入された環状体と、 前記単一セルのそれぞれの内部に電解液を供給すると共
    に、前記単一セルのそれぞれを冷却するための熱交換手
    段とを備えており、 前記熱交換手段は、 前記環状体の壁部に設けられており、前記環状体の両端
    面に開口する複数の電解液注入用マニホールドと、 前記環状体の壁部に設けられており、前記環状体の両端
    面に開口する複数の電解液収集用マニホールドと、 前記積み重ねられた単一セルのうち、一つおきに配置さ
    れた第１の単一セルの内部と前記注入用マニホールドと
    をそれぞれ連通させるべく、前記第１の単一セルのそれ
    ぞれの少なくとも一つの電極に対応する前記ワッシャの
    環状端面に設けられた第１の溝と、 前記一つの電極の外周縁に沿って当該一つの電極の一方
    の面に設けられた外周環状溝と、 前記第１の溝のそれぞれを、前記外周環状溝と連通させ
    るべく、前記一つの電極の一方の面に放射状に設けられ
    た第１の放射状溝と、 前記第１の単一セルのそれぞれに隣接する第２の単一セ
    ルのそれぞれの内部と前記外周環状溝とを連通させるべ
    く、前記第１の単一セルのそれぞれの外周縁部に設けら
    れた複数のオリフィスと、 前記第２の単一セルの内部と前記収集用マニホールドと
    をそれぞれ連通させるべく、前記第２の単一セルのそれ
    ぞれの少なくとも一つの電極に対応するワッシャの環状
    端面に設けられた第２の溝と、 前記第２の溝と前記オリフィスの開口に対応する前記第
    ２の単一セルの前記一つの電極に部位に設けられた凹所
    とを連通させるべく、前記第２の単一セルの前記一つの
    電極の一方の面に設けられた第２の放射状溝と、 前記注入用マニホールドから前記収集用マニホールドへ
    前記電解液を循環させるべく、前記注入用マニホールド
    と前記収集用マニホールドに連結されており、前記ハウ
    ジングの外部に設けられたポンプとからなる活性化可能
    なバッテリー。
  2. 【請求項２】前記一つの電極が前記陰極である特許請求
    の範囲第１項に記載のバッテリー。
  3. 【請求項３】前記単一セルに設けられた外周環状溝、第
    １の放射状溝及び第２の放射状溝からなるチャンネルの
    内表面積の前記単一セルの陰極及び陽極の表面積に対す
    る割合が５〜20％の範囲内に設定されている特許請求の
    範囲第１項又は第２項に記載のバッテリー。
  4. 【請求項４】絶縁性ハウジングと、 多孔性陰極、セパレータ、リチウム陽極、及び金属コレ
    クタをそれぞれ含む単一セルの複数を積み重ねて構成さ
    れており、前記ハウジング内に収容された電池本体と、 前記単一セルの積み重ね方向に伸長すると共に前記電池
    本体を貫通するように前記電池本体の中心部に設けられ
    た円柱状の貫通孔と、 前記貫通孔に内接し得る外径を有すると共に前記単一セ
    ルと実質的に同じ厚みを有するワッシャの複数を積み重
    ねることによって形成されており、前記ワッシャのそれ
    ぞれが、対応する単一セルの孔内に収容されるように、
    前記貫通孔内に挿入された環状体と、 前記単一セルのそれぞれの内部に電解液を供給すると共
    に、前記単一セルのそれぞれを冷却するための熱交換手
    段とを備えており、 前記熱交換手段は、 前記環状体の壁部に設けられており、前記環状体の両端
    面に開口する複数の電解液注入用マニホールドと、 前記環状体の壁部に設けられており、前記環状体の両端
    面に開口する複数の電解液収集用マニホールドと、 前記積み重ねられた単一セルのうち、一つおきに配置さ
    れた第１の単一セルの内部と前記注入用マニホールドと
    をそれぞれ連通させるべく、前記第１の単一セルのそれ
    ぞれの少なくとも一つの電極に対応する前記ワッシャの
    環状端面に設けられた第１の溝と、 前記第１の単一セルのそれぞれに隣接する第２の単一セ
    ルのそれぞれの内部と前記第１の単一セルのそれぞれの
    内部と連通させるべく、前記第１の単一セルのそれぞれ
    の外周縁に沿って当該第１の単一セルのそれぞれの外周
    縁部に設けられた複数のオリフィスと、 前記第１の溝と前記オリフィスとをそれぞれ連通させる
    べく、前記第１の単一セルの前記一つの電極の一方の面
    に設けられた第１の放射状溝と、 前記第２の単一セルの内部と前記収集用マニホールドと
    をそれぞれ連通させるべく、前記第２の単一セルのそれ
    ぞれの少なくとも一つの電極に対応するワッシャの環状
    端面に設けられた第２の溝と、 前記第１の単一セルのそれぞれに設けられた前記オリフ
    ィスのそれぞれと連通させるべく、前記第２の単一セル
    のそれぞれの前記一つの電極の外周縁に沿って当該一つ
    の電極の一方の面に環状に形成された外周溝と、 前記第２の溝のそれぞれと、前記外周溝とを連通させる
    べく、前記第２の単一セルの前記一つの電極の一方の面
    に設けられた第２の放射状溝と、 前記注入用マニホールドから前記収集用マニホールドへ
    電解液を循環させるべく、前記注入用マニホールドと前
    記収集用マニホールドに連結されており、前記ハウジン
    グの外部に設けられたポンプとからなる活性化可能なバ
    ッテリー。
  5. 【請求項５】前記一つの電極が前記陰極である特許請求
    の範囲第４項に記載のバッテリー。
  6. 【請求項６】前記単一セルに設けられた第１の放射状溝
    と、外周溝及び第２の放射状溝からなるチャンネルの内
    表面積の当該単一セルの陰極及び陽極の表面積に対する
    割合が５〜20％の範囲内に設定されている特許請求の範
    囲第４項又は第５項に記載のバッテリー。
  7. 【請求項７】絶縁性ハウジングと、 多孔性陰極、セパレータ、リチウム陽極、及び金属コレ
    クタをそれぞれ含む単一セルの複数を積み重ねて構成さ
    れており、前記ハウジング内に収容された電池本体と、 前記単一セルの積み重ね方向に伸長すると共に前記電池
    本体を貫通するように前記電池本体の中心部に設けられ
    た円柱状の貫通孔と、 前記貫通孔に内接し得る外径を有すると共に前記単一セ
    ルと実質的に同じ厚みを有するワッシャの複数を積み重
    ねることによって形成されており、前記ワッシャのそれ
    ぞれが対応する単一セルの孔内に収容されるように前記
    貫通孔内に挿入された環状体と、 前記単一セルのそれぞれの外径と実質的に同じ内径を有
    すると共に前記単一セルのそれぞれと実質的に同じ厚み
    を有する他のワッシャの複数を積み重ねることによって
    形成されており、前記単一セルのそれぞれが当該単一セ
    ルのそれぞれに対応する前記他のワッシャの孔内に収容
    されるように、前記電池本体が嵌入された外周環状体
    と、 前記単一セルのそれぞれの内部に電解液を供給すると共
    に前記単一セルのそれぞれを冷却するための熱交換手段
    とを備えており、 前記熱交換手段は、 前記環状体の壁部に設けられており、当該環状体の両端
    面に開口する複数の電解液注入用マニホールドと、 前記外周環状体の壁部に設けられており、当該外周環状
    体の両端面に開口する複数の電解液収集用マニホールド
    と、 前記単一セルの内部と前記注入用マニホールドとをそれ
    ぞれ連通させるべく、前記単一セルのそれぞれの少なく
    とも一つの電極に対応する前記ワッシャのそれぞれの環
    状端面に設けられた第１の溝と、 前記単一セルの前記内部と前記収集マニホールドとをそ
    れぞれ連通させるべく、前記一つの電極に対応する前記
    他のワッシャの環状端面に設けられた第２の溝と、 前記第１の溝と前記第２の溝とをそれぞれ連通させるべ
    く、前記一つの電極の前記ワッシャの環状端面に対応す
    る一方の面に放射状に設けられた放射状溝と、 前記注入用マニホールドから前記収集用マニホールドへ
    電解液を循環させるべく、前記注入用マニホールドと前
    記収集用マニホールドに連結されており、前記ハウジン
    グの外部に設けられたポンプとからなる活性化可能なバ
    ッテリー。
  8. 【請求項８】前記一つの電極が前記陰極である特許請求
    の範囲第７項に記載のバッテリー。
  9. 【請求項９】先行する単一セルの前記一つの電極上に設
    けられた放射状溝は、次の単一セルの前記一つの電極上
    に設けられた放射状溝に対して角度的にずらされている
    特許請求の範囲第７項又は第８項に記載のバッテリー。
  10. 【請求項１０】前記単一セルに設けられた放射状溝から
    なるチャンネルの内表面積の当該単一セルの陰極及び陽
    極の表面積に対する割合が５〜20％の範囲内に設定され
    ている特許請求の範囲第７項又は第９項のいずれか一項
    に記載のバッテリー。
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