JPH0750613B2 - 三次元組織構造を有する電池用素材 - Google Patents

三次元組織構造を有する電池用素材

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JPH0750613B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、互いに直行するＸ，
Ｙ，Ｚ方向の繊維状素材を組織してなる三次元組織構造
の電池用素材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電池は、通常、正極と負極との間に電解
質を介在させるなどの手段によって構成される。このよ
うな電池では、例えば、容量等を増大させるために、多
数の電極を対向させて配列しようとすると、正極と負極
とをセパレータを介して固定するなど、電極等の特別の
組立作業を必要とし、所要配列の電極組立体を簡易に得
ることは困難である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の技術的課題
は、三次元織物の縫製技術を利用した簡易な手段によっ
て、多数の電極を任意に配列できるようにした電池用素
材を得ることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の電池用素材は、互いに交差するＸ，Ｙ，Ｚ方
向の繊維状素材を組織してなる三次元織物において、三
方向の繊維状素材のうちの一方向の繊維状素材を、互い
に非接触状態で平行に配列させた二種の電池用電極材に
よって構成し、他の二方向の繊維状素材をセパレータと
することによって構成される。上記Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の繊
維状素材を組織してなる三次元織物には、固体電解質を
高分子化合物と共にスラリー状として含浸、充填するこ
ともできる。
【０００５】
【作用】上記電池用素材を構成する三次元織物は、近年
開発されている三次元織物の製織技術を利用して、任意
の大きさのものを簡易に得ることができる。即ち、三次
元織物のＸ，Ｙ，Ｚの３方向の繊維状素材の製織に際し
て、１方向の繊維状素材を、正極及び負極の２種の電池
用電極を構成する材料により形成して、それを隣接素材
が互いに接触しないように平行に配列させ、他の方向の
繊維状素材をセパレータとして機能させて、それらの製
織を行うことにより、電池用素材を構成することができ
る。また、製織する繊維状素材に、固体電解質を高分子
化合物と共にスラリー状として予め含浸させておき、あ
るいは製織後に含浸させることにより、簡易に電池を構
成させることもできる。
【０００６】
【実施例】図１は、本発明に係る電池用素材の実施例を
示している。この三次元組織構造を有する電池用素材
は、互いに交差するＸ，Ｙ，Ｚ方向の繊維状素材１，
２，３（３Ａと３Ｂ）を組織してなる三次元織物により
構成される。
【０００７】上記３方向のうちの一つであるＺ方向にお
いては、三次元織物が電池の正極と負極を構成する金属
繊維状素材３Ａ及び３Ｂを備えている。この三次元織物
により構成される電池用素材が、例えば海水を電解液と
する海水電池として使用される場合には、陽極として、
塩化第一銅、硫酸銅に黒鉛及び結着剤を加えて成型した
もの、二酸化鉛、あるいは酸化ニッケル等が用いられ、
陰極としてはマグネシウム合金が用いられる。
【０００８】一方、Ｘ及びＹ方向の繊維状素材１，２
は、電池のセパレータを構成するもので、有機繊維及び
ガラス繊維等が用いられる。これらの繊維状素材は、セ
パレータとして、上記金属繊維状素材３Ａ及び３Ｂを互
いに非接触状態で平行に配向させるために機能するもの
である。上記電池用素材は、三次元織物により形成され
ることから、その外形状を、パネル状、柱状、その他任
意の形状に形成することができ、また、Ｘ及びＹ方向の
繊維状素材１，２等に主たる応力を負担させて、構造物
の一部としても使用できる。
【０００９】図２に示す実施例は、電極用の金属繊維状
素材１３Ａ，１３Ｂのそれぞれについて、隣接する繊維
状素材の接続の態様を示すもので、製織に際して、それ
らの各繊維状素材１３Ａ，１３Ｂの隣接するものを予め
接続した状態で、他の方向の繊維状素材１１，１２と組
織させ、電極用の金属繊維状素材１３Ａ，１３Ｂの一端
を外部に導出している。このようにして、電極を構成す
る金属繊維状素材を適宜連結すると、電流量接続時間等
を異にした電池を構成することが可能である。なお、隣
接する電極用の金属繊維状素材１３Ａ，１３Ｂの接続
は、図示した態様に限ることなく、三次元織物が製織可
能な範囲内において、適宜接続することができる。
【００１０】このようにして組織された三次元織物は、
それを海水等の適宜電解液に浸漬することにより、電池
として機能させることができる。また、この三次元織物
に固体電解質を含浸、充填することによって電池を構成
することもできる。この場合には、例えば、有機溶媒に
固体電解質粉末とスチレン・ブタジエン系ゴムのような
高分子化合物を溶融して、スラリー状にしたものを、予
め繊維状素材に含浸、乾燥させて織り上げるか、繊維状
素材を三次元織物に織り上げたものにそれを含浸させる
ことができる。さらに、液状またはペースト状の電解質
物質を、繊維状素材内、あるいはそれらの素材間に充填
しておくこともできる。
【００１１】図３は、上述した電池用素材の引用例を示
している。この利用例では、海水を電解液とする電池用
素材２０をパネル状に織り上げ、その電池用素材２０に
浮力材２１を取り付けている。この電池用素材２０は、
それを海水に浮かべて無人燈台等の電源として使用する
ものである。
【００１２】
【発明の効果】このように、本発明によれば、三次元織
物の製織技術を利用した簡易な手段によって、多数の電
極を任意に配列した電池用素材を得ることができ、ま
た、セパレータとして機能する繊維状素材により電極用
繊維状素材が固定できるため、従来の電池用素材のよう
に、電極を特別にケース等で固定する必要がなく、その
まま電解液中に浸漬して使用することができる。さら
に、三次元織物は、パネル状、柱状等の任意形状に容易
に形成が可能なため、その電池用素材を構造物の一部と
しても使用でき、また電極の接続関係を適宜設定するこ
とにより、電流量の変化への対応も可能で、小電流から
大電流までの各種電源として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電池用素材の実施例を示す組織図であ
る。
【図２】他の実施例の側面図である。
【図３】本発明の電池用素材の使用例を示す斜視図であ
る。
【符号の説明】
１，２，３，１１，１２ 繊維状素材、 ３Ａ，３Ｂ，１３Ａ，１３Ｂ 金属繊維状素材、 ２０ 電池用素材。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】互いに交差するＸ，Ｙ，Ｚ方向の繊維状素
    材を組織してなる三次元織物において、三方向の繊維状
    素材のうちの一方向の繊維状素材を、互いに非接触状態
    で平行に配向させた二種の電池用電極材によって構成
    し、他の二方向の繊維状素材をセパレータとしたことを
    特徴とする三次元組織構造を有する電池用素材。
  2. 【請求項２】Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の繊維状素材を組織してな
    る三次元織物に、固体電解質を高分子化合物と共にスラ
    リー状として含浸、充填したことを特徴とする請求項１
    に記載の三次元組織構造を有する電池用素材。
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