JPH0757767A - 二極バッテリー - Google Patents
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- JPH0757767A JPH0757767A JP6138566A JP13856694A JPH0757767A JP H0757767 A JPH0757767 A JP H0757767A JP 6138566 A JP6138566 A JP 6138566A JP 13856694 A JP13856694 A JP 13856694A JP H0757767 A JPH0757767 A JP H0757767A
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- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/14—Electrodes for lead-acid accumulators
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- H01M2004/029—Bipolar electrodes
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 新規な面対面型式の二極バッテリーを提供す
る。 【構成】 二極バッテリーは陽性活性材料及び陰性活性
材料（２４、２６）を両面にそれぞれ備えた導電性隔壁
（２）をそれぞれ有する複数個の二極電極を一緒にスタ
ックすることにより構成される。各電極はそのまわりに
形成した非導電性電極フレーム（６）と、このフレーム
と一体で隔壁の各面上に位置する格子（８）とを有し、
格子とフレームとの間に肩部（１４ａ、１４ｂ）が形成
される。電極フレーム間に介在するスペーサフレーム
（３０）は電極を互いに隔離し、バッテリーの電解液を
保持するための領域（３２）を画定する。スペーサフレ
ームの各面には内側リム（３３）に隣接して環状くぼみ
（３４ａ、３４ｂ）が形成され、このくぼみは格子を嵌
合収納し、フレーム（６、３０）を相互係止する。
る。 【構成】 二極バッテリーは陽性活性材料及び陰性活性
材料（２４、２６）を両面にそれぞれ備えた導電性隔壁
（２）をそれぞれ有する複数個の二極電極を一緒にスタ
ックすることにより構成される。各電極はそのまわりに
形成した非導電性電極フレーム（６）と、このフレーム
と一体で隔壁の各面上に位置する格子（８）とを有し、
格子とフレームとの間に肩部（１４ａ、１４ｂ）が形成
される。電極フレーム間に介在するスペーサフレーム
（３０）は電極を互いに隔離し、バッテリーの電解液を
保持するための領域（３２）を画定する。スペーサフレ
ームの各面には内側リム（３３）に隣接して環状くぼみ
（３４ａ、３４ｂ）が形成され、このくぼみは格子を嵌
合収納し、フレーム（６、３０）を相互係止する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一側に陽極面を備え反
対側に陰極面を備えた実質上平坦で電解液不透過性の導
電性隔壁をそれぞれ有する複数個の二極電極を重ねたス
タックと、スタックの両端部に位置した単極電極と、二
極バッテリーを外部の電気回路に電気的に接続するため
単極電極に係合する端子手段とを有するような「面対
面」電極型式の二極電気バッテリーに関し、特に、その
ユニークな構造に関する。
対側に陰極面を備えた実質上平坦で電解液不透過性の導
電性隔壁をそれぞれ有する複数個の二極電極を重ねたス
タックと、スタックの両端部に位置した単極電極と、二
極バッテリーを外部の電気回路に電気的に接続するため
単極電極に係合する端子手段とを有するような「面対
面」電極型式の二極電気バッテリーに関し、特に、その
ユニークな構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】二極バッテリーは２つの型式（即ち、
「面対面」型式及び「並置」形式）の二極電極のうちの
一方を利用している。「面対面」型式の二極電極は、電
解液に対して抵抗力があり電解液不透過性で実質上平坦
な導電性隔壁を使用し、この隔壁の一面に第１極の活性
材料を備え、隔壁の反対面に第２極（反対極）の活性材
料を備えている。複数のこのような電極は、隣接する二
極電極の異極面が電解液透過性で樹枝状結晶を抑制する
（例えば、微孔性ポリエチレン、ガラスマット又は微孔
性ＰＶＣで作った）セパレータを収容した電解液充填ギ
ャップを横切って互いに向き合うような状態で、非導電
性フレーム内に装着され、スタックとして積載される。
これらのフレームは一緒にクランプされるか一緒に接着
固定される。このようなバッテリーの一例は米国特許第
３，７２８，１５８号明細書に開示されている。
「面対面」型式及び「並置」形式）の二極電極のうちの
一方を利用している。「面対面」型式の二極電極は、電
解液に対して抵抗力があり電解液不透過性で実質上平坦
な導電性隔壁を使用し、この隔壁の一面に第１極の活性
材料を備え、隔壁の反対面に第２極（反対極）の活性材
料を備えている。複数のこのような電極は、隣接する二
極電極の異極面が電解液透過性で樹枝状結晶を抑制する
（例えば、微孔性ポリエチレン、ガラスマット又は微孔
性ＰＶＣで作った）セパレータを収容した電解液充填ギ
ャップを横切って互いに向き合うような状態で、非導電
性フレーム内に装着され、スタックとして積載される。
これらのフレームは一緒にクランプされるか一緒に接着
固定される。このようなバッテリーの一例は米国特許第
３，７２８，１５８号明細書に開示されている。
【０００３】二極電極の異極の活性材料を互いに隔離す
る導電性隔壁を、（１）薄い金属板（例えば、鉛酸バッ
テリーの場合は鉛板）、（２）導電性ポリマー、又は
（３）隔壁の両面を電気的に接続する複数個のリベット
状コネクタを埋設した非導電性ポリマーのいずれかで構
成することは知られている。多くの理由により、長寿命
の高電力二極バッテリーに対しては中実の金属板を使用
するのが好ましい。鉛酸バッテリーにとって特に有用な
金属板隔壁は米国特許出願第０８／０７９，０３０号明
細書に記載されている。当業者にとって周知のように、
他の金属又は導電性隔壁は他の型式のバッテリー（例え
ば、アルカリバッテリー）にとって有用である。
る導電性隔壁を、（１）薄い金属板（例えば、鉛酸バッ
テリーの場合は鉛板）、（２）導電性ポリマー、又は
（３）隔壁の両面を電気的に接続する複数個のリベット
状コネクタを埋設した非導電性ポリマーのいずれかで構
成することは知られている。多くの理由により、長寿命
の高電力二極バッテリーに対しては中実の金属板を使用
するのが好ましい。鉛酸バッテリーにとって特に有用な
金属板隔壁は米国特許出願第０８／０７９，０３０号明
細書に記載されている。当業者にとって周知のように、
他の金属又は導電性隔壁は他の型式のバッテリー（例え
ば、アルカリバッテリー）にとって有用である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】「面対面」型式の二極
バッテリーの商品化にとっての２つの問題点は、（１）
バッテリーの寿命全体にわたって活性材料を隔壁に接触
維持させる問題、及び（２）最終のバッテリーを形成す
るための多くの個々の部品の取り扱い、整合（アライメ
ント）、組立て及び信頼あるシールに関する問題であ
る。
バッテリーの商品化にとっての２つの問題点は、（１）
バッテリーの寿命全体にわたって活性材料を隔壁に接触
維持させる問題、及び（２）最終のバッテリーを形成す
るための多くの個々の部品の取り扱い、整合（アライメ
ント）、組立て及び信頼あるシールに関する問題であ
る。
【０００５】本発明の目的は、周辺部で非導電性フレー
ムに係合する導電性隔壁を設け、（１）周辺部の内側で
非導電性フレームと一体になっており、（２）隔壁の両
面上に複数の活性材料保持ポケットを形成し、（３）隣
接する二極電極間に位置するスペーサフレーム内に固定
収容されるような形状を有するメーサ状の格子を設ける
ことにより、上述の問題点を解決した「面対面」型式の
二極バッテリーのためのユニークな二極バッテリー構造
を提供することである。
ムに係合する導電性隔壁を設け、（１）周辺部の内側で
非導電性フレームと一体になっており、（２）隔壁の両
面上に複数の活性材料保持ポケットを形成し、（３）隣
接する二極電極間に位置するスペーサフレーム内に固定
収容されるような形状を有するメーサ状の格子を設ける
ことにより、上述の問題点を解決した「面対面」型式の
二極バッテリーのためのユニークな二極バッテリー構造
を提供することである。
【０００６】
【発明を解決するための手段並びに作用効果】本発明の
二極バッテリーの特徴とするところは、各二極電極の周
辺部に係合する非導電性の電極フレームと、この電極フ
レームの両側でこれと一体となった一対のメーサ状の非
導電性格子であって、それぞれの面を横切って延びる複
数個のポケットを提供するように電極フレームの周辺部
の内側でこの電極フレームからそれぞれレリーフ状にさ
れた一対の非導電性格子と、電極フレームと各格子との
間に形成され、対応する格子を取り囲む肩部と、ポケッ
トを満たす活性材料即ち電極材料と、電極フレーム間に
位置し、電極を相互に離間させる別個のスペーサフレー
ムであって、対応する電極フレームに対面する一対の面
と、スタック内の隣接する電極間に電解液保持領域を形
成する内側リムとをそれぞれ有するスペーサフレーム
と、リムに隣接してスペーサフレームの上記面のそれぞ
れに形成され、対応する格子をスペーサフレーム内に嵌
合させるように対応する肩部を収納するための環状くぼ
みとを有することである。
二極バッテリーの特徴とするところは、各二極電極の周
辺部に係合する非導電性の電極フレームと、この電極フ
レームの両側でこれと一体となった一対のメーサ状の非
導電性格子であって、それぞれの面を横切って延びる複
数個のポケットを提供するように電極フレームの周辺部
の内側でこの電極フレームからそれぞれレリーフ状にさ
れた一対の非導電性格子と、電極フレームと各格子との
間に形成され、対応する格子を取り囲む肩部と、ポケッ
トを満たす活性材料即ち電極材料と、電極フレーム間に
位置し、電極を相互に離間させる別個のスペーサフレー
ムであって、対応する電極フレームに対面する一対の面
と、スタック内の隣接する電極間に電解液保持領域を形
成する内側リムとをそれぞれ有するスペーサフレーム
と、リムに隣接してスペーサフレームの上記面のそれぞ
れに形成され、対応する格子をスペーサフレーム内に嵌
合させるように対応する肩部を収納するための環状くぼ
みとを有することである。
【０００７】本発明は鉛酸バッテリーに適用すると好ま
しく、このようなバッテリーについて説明するが、これ
に限定されるものではない。鉛酸バッテリーにおいて
は、二極電極は鉛板隔壁を有し、この隔壁は鉛含有活性
材料をこの隔壁に強固に固定させる接着性で多孔性のコ
ーティングを少なくともその一面（好ましくは、両面）
に具備する。コーティングは、アーク散布で形成された
互いに融着されかつ隔壁の面にも融着された多層の鉛粒
子でできており、鉛含有活性材料（即ち、鉛（Ｐｂ）、
酸化鉛（ＰｂＯ）又は二酸化鉛（ＰｂＯ2））を隔壁に
固定するための複数の固定用すきま孔が形成される（上
記米国特許出願第０８／０７９，０３０号明細書を参照
されたい）。二極電極は非導電性フレーム内に装着さ
れ、その面に重なった非導電性格子を有し、スペーサフ
レーム及び単極電極と一緒にスタックとして重ねられ
（ただし、単極電極はスタックの端部に位置する）、完
全な二極バッテリーを形成する。フレームはすべて互い
に嵌合している。詳細には、本発明によれば、一対の単
極電極間に挟まれた二極電極のスタックを有し、各二極
電極の周辺部を非導電性フレームに係合させて構成され
た二極バッテリーが提供される。各電極は異極の面を互
いに隔離する導電性隔壁を有する。フレームと一体でそ
の周辺部の内側に位置する一対の非導電性の格子は隔壁
の両面上に位置し、バッテリーの活性材料を収容し保持
するための複数個のポケットを隔壁の面にわたって形成
する。格子はメーサ(mesa)状を呈し、フレームの両面上
で隆起し、各格子はフレームと共働して肩部を画定し、
肩部は対応する格子を包囲する。ポケットを適当な活性
材料で満たした後、隣接する電極上の異極の活性材料が
電解液保持領域を挟んで互いに向き合う状態で、フレー
ム付きの電極を面対面型式で一緒にスタックする。隣接
する電極間の電解液保持領域は隣接する二極電極間に挟
まれた別個のスペーサフレームにより画定される。スペ
ーサフレームは隣接する電極間に中央の電解液保持領域
を画定する内側リムと、電極フレームに当接する一対の
面（両面）とを有する。リムに隣接してスペーサフレー
ムの各面に設けた環状くぼみはメーサ状格子を包囲する
肩部を嵌合収納する。嵌合可能なフレームを互いにシー
ルして、バッテリーの外側ハウジング／ケーシングを形
成することができ、好ましくは、上記米国特許出願第０
８／０７９，０３０号明細書に対応する特願平６−
号明細書に詳細に記載されているように、これ
らのフレームのまわりの適所にモールド成形されたポリ
マー（例えば、熱可塑性又は熱硬化性ポリマー）材料の
ハウジング／ケーシング内にフレームを埋設する。
しく、このようなバッテリーについて説明するが、これ
に限定されるものではない。鉛酸バッテリーにおいて
は、二極電極は鉛板隔壁を有し、この隔壁は鉛含有活性
材料をこの隔壁に強固に固定させる接着性で多孔性のコ
ーティングを少なくともその一面（好ましくは、両面）
に具備する。コーティングは、アーク散布で形成された
互いに融着されかつ隔壁の面にも融着された多層の鉛粒
子でできており、鉛含有活性材料（即ち、鉛（Ｐｂ）、
酸化鉛（ＰｂＯ）又は二酸化鉛（ＰｂＯ2））を隔壁に
固定するための複数の固定用すきま孔が形成される（上
記米国特許出願第０８／０７９，０３０号明細書を参照
されたい）。二極電極は非導電性フレーム内に装着さ
れ、その面に重なった非導電性格子を有し、スペーサフ
レーム及び単極電極と一緒にスタックとして重ねられ
（ただし、単極電極はスタックの端部に位置する）、完
全な二極バッテリーを形成する。フレームはすべて互い
に嵌合している。詳細には、本発明によれば、一対の単
極電極間に挟まれた二極電極のスタックを有し、各二極
電極の周辺部を非導電性フレームに係合させて構成され
た二極バッテリーが提供される。各電極は異極の面を互
いに隔離する導電性隔壁を有する。フレームと一体でそ
の周辺部の内側に位置する一対の非導電性の格子は隔壁
の両面上に位置し、バッテリーの活性材料を収容し保持
するための複数個のポケットを隔壁の面にわたって形成
する。格子はメーサ(mesa)状を呈し、フレームの両面上
で隆起し、各格子はフレームと共働して肩部を画定し、
肩部は対応する格子を包囲する。ポケットを適当な活性
材料で満たした後、隣接する電極上の異極の活性材料が
電解液保持領域を挟んで互いに向き合う状態で、フレー
ム付きの電極を面対面型式で一緒にスタックする。隣接
する電極間の電解液保持領域は隣接する二極電極間に挟
まれた別個のスペーサフレームにより画定される。スペ
ーサフレームは隣接する電極間に中央の電解液保持領域
を画定する内側リムと、電極フレームに当接する一対の
面（両面）とを有する。リムに隣接してスペーサフレー
ムの各面に設けた環状くぼみはメーサ状格子を包囲する
肩部を嵌合収納する。嵌合可能なフレームを互いにシー
ルして、バッテリーの外側ハウジング／ケーシングを形
成することができ、好ましくは、上記米国特許出願第０
８／０７９，０３０号明細書に対応する特願平６−
号明細書に詳細に記載されているように、これ
らのフレームのまわりの適所にモールド成形されたポリ
マー（例えば、熱可塑性又は熱硬化性ポリマー）材料の
ハウジング／ケーシング内にフレームを埋設する。
【０００８】各スペーサフレームはその一側を貫通する
少なくとも１つの開口を有し、この開口は電解液保持領
域へ電解液を導入するため及び（又は）当該領域に発生
したガスをガス抜きするために使用される。好ましく
は、端部セルにおける各単極電極は二極電極と類似の構
造を有するが、その一面にのみ活性材料が施されてい
る。好ましくは、バッテリーの端子はバッテリーの端壁
内にモールド成形され、単極電極の活性材料を施してい
ない面に接触するように突出した舌片を有する。好まし
くは、舌片はバッテリーを組立てた後に単極電極の隔壁
に誘導溶接される。
少なくとも１つの開口を有し、この開口は電解液保持領
域へ電解液を導入するため及び（又は）当該領域に発生
したガスをガス抜きするために使用される。好ましく
は、端部セルにおける各単極電極は二極電極と類似の構
造を有するが、その一面にのみ活性材料が施されてい
る。好ましくは、バッテリーの端子はバッテリーの端壁
内にモールド成形され、単極電極の活性材料を施してい
ない面に接触するように突出した舌片を有する。好まし
くは、舌片はバッテリーを組立てた後に単極電極の隔壁
に誘導溶接される。
【０００９】
【実施例】図１ないし図５は鉛隔壁板２を有する二極電
極を示し、隔壁板２はその周辺部に係合する内側リム４
を有する非導電性のプラスチックフレーム６により囲ま
れている。好ましくは、フレーム６は、隔壁板をモール
ド内に位置決めしそのまわりにフレームをモールド成形
することにより隔壁板のまわりにインサートモールド成
形される。複数個の十字状に交差した格子ワイヤ８ａ、
８ｂを有する非導電性（例えば、ポリオレフィン製の）
格子８は隔壁板２の両面に複数個のポケット１０を形成
する。図２に示すように、格子８は、格子８の周辺部５
が板２の縁１２のまわりでフレーム６と一緒にモールド
成形されるように、フレーム６と一体的にモールド成形
することができる。代わりに、図３ａ、３ｂ、３ｃに示
すように、一方又は両方の格子８をフレーム６とは別個
にモールド成形し、次いで接着（例えば、熱シール、超
音波溶接、接着剤による接着等）によりフレームと一体
的にしてもよい。図３ａに示すように、板２の縁１２は
格子８の周辺部５の縁７と共面状態で延び、格子８の縁
７に接着しこれと一体となるようにフレーム６がそのま
わりにモールド成形されている。図３ｂ、３ｃは格子の
周辺部５とフレーム６との間の他の自明の種々の接続方
法を示す。
極を示し、隔壁板２はその周辺部に係合する内側リム４
を有する非導電性のプラスチックフレーム６により囲ま
れている。好ましくは、フレーム６は、隔壁板をモール
ド内に位置決めしそのまわりにフレームをモールド成形
することにより隔壁板のまわりにインサートモールド成
形される。複数個の十字状に交差した格子ワイヤ８ａ、
８ｂを有する非導電性（例えば、ポリオレフィン製の）
格子８は隔壁板２の両面に複数個のポケット１０を形成
する。図２に示すように、格子８は、格子８の周辺部５
が板２の縁１２のまわりでフレーム６と一緒にモールド
成形されるように、フレーム６と一体的にモールド成形
することができる。代わりに、図３ａ、３ｂ、３ｃに示
すように、一方又は両方の格子８をフレーム６とは別個
にモールド成形し、次いで接着（例えば、熱シール、超
音波溶接、接着剤による接着等）によりフレームと一体
的にしてもよい。図３ａに示すように、板２の縁１２は
格子８の周辺部５の縁７と共面状態で延び、格子８の縁
７に接着しこれと一体となるようにフレーム６がそのま
わりにモールド成形されている。図３ｂ、３ｃは格子の
周辺部５とフレーム６との間の他の自明の種々の接続方
法を示す。
【００１０】格子８の周辺部５とフレーム６との間に肩
部１４ａ、１４ｂが形成され、これらの肩部は格子８の
周囲全体にわたって延びている。メーサ(mesa)のよう
に、格子８はフレーム６の面９ａ、９ｂから隆起し、ス
ペーサフレーム（後述）に形成された対応する形状のく
ぼみ内に収納されるような形状を有する。これにより、
フレームを一緒に整合させ相互係止し、フレームの相対
横移動を阻止し、良好な電解液シールを達成するように
当接したフレーム間に十分大きな接面面積を提供する。
部１４ａ、１４ｂが形成され、これらの肩部は格子８の
周囲全体にわたって延びている。メーサ(mesa)のよう
に、格子８はフレーム６の面９ａ、９ｂから隆起し、ス
ペーサフレーム（後述）に形成された対応する形状のく
ぼみ内に収納されるような形状を有する。これにより、
フレームを一緒に整合させ相互係止し、フレームの相対
横移動を阻止し、良好な電解液シールを達成するように
当接したフレーム間に十分大きな接面面積を提供する。
【００１１】鉛板でできた隔壁を有する鉛酸二極バッテ
リーの場合は、隔壁板２の少なくとも一面１８上に多孔
性コーティング１６が設けられ、このコーティングは互
いに融着され一面１８にも融着されて固定用すきま孔２
２を形成する多層の鉛粒子２０でできている。好ましく
は、このコーティングは、上記米国特許出願第０８／０
７９，０３０号明細書に対応する特願平６−
号明細書に記載されているように、板２の面１８上に
複数の溶融鉛液滴をアーク散布することにより形成され
る。
リーの場合は、隔壁板２の少なくとも一面１８上に多孔
性コーティング１６が設けられ、このコーティングは互
いに融着され一面１８にも融着されて固定用すきま孔２
２を形成する多層の鉛粒子２０でできている。好ましく
は、このコーティングは、上記米国特許出願第０８／０
７９，０３０号明細書に対応する特願平６−
号明細書に記載されているように、板２の面１８上に
複数の溶融鉛液滴をアーク散布することにより形成され
る。
【００１２】図２に示す好ましい実施例においては、隔
壁板２を適当なモールド内に配置し、そのまわりにプラ
スチック材料（例えば、熱可塑性材料又は熱硬化性材
料）を射出して、フレーム６と格子８とを一回の「イン
サートモールド」成形操作で同時に形成する。
壁板２を適当なモールド内に配置し、そのまわりにプラ
スチック材料（例えば、熱可塑性材料又は熱硬化性材
料）を射出して、フレーム６と格子８とを一回の「イン
サートモールド」成形操作で同時に形成する。
【００１３】フレーム／格子への隔壁板の装着に続き、
第１極の活性材料２４及び第２極の活性材料２６を格子
８のポケット１０内へ拡げ、鉛酸バッテリーの場合は、
コーティング１６内へ押し込んでこれらの材料を孔２２
内へ十分に侵入させ、活性材料をコーティングに固定す
る。
第１極の活性材料２４及び第２極の活性材料２６を格子
８のポケット１０内へ拡げ、鉛酸バッテリーの場合は、
コーティング１６内へ押し込んでこれらの材料を孔２２
内へ十分に侵入させ、活性材料をコーティングに固定す
る。
【００１４】図６に明示するように、上述の電極の一面
のみに活性材料２６のペーストを施すことにより、この
電極を（バッテリーの端部セルにおいて使用する）単極
電極として使用できる。端部セルにおいて、ペースト２
６を施した面を隣接する二極電極の異極面に向き合わ
せ、ペーストを施していない面２７をバッテリーの端壁
４４に向き合わせる（図１４）。バッテリーの一端にお
いては、単極電極上の活性材料ペーストは陽性活性材料
であり、バッテリーの他端においては、単極電極上の活
性材料ペーストは陰性活性材料である。代わりに、適当
なフレーム内に装着された普通のペースト付き格子型の
単極電極をバッテリーの端部セルにおいて単極電極とし
て使用してもよい。
のみに活性材料２６のペーストを施すことにより、この
電極を（バッテリーの端部セルにおいて使用する）単極
電極として使用できる。端部セルにおいて、ペースト２
６を施した面を隣接する二極電極の異極面に向き合わ
せ、ペーストを施していない面２７をバッテリーの端壁
４４に向き合わせる（図１４）。バッテリーの一端にお
いては、単極電極上の活性材料ペーストは陽性活性材料
であり、バッテリーの他端においては、単極電極上の活
性材料ペーストは陰性活性材料である。代わりに、適当
なフレーム内に装着された普通のペースト付き格子型の
単極電極をバッテリーの端部セルにおいて単極電極とし
て使用してもよい。
【００１５】図７、８はスペーサフレーム３０を示し、
出来上がったバッテリーにおいて、このフレームは、ス
タック内で二極電極を隣の電極（即ち、二極電極又は単
極電極）から離間させ、バッテリーの電解液及び板間セ
パレータ（例えば、米国特許第３，８６２，８６１号明
細書に開示された如き圧縮されたガス再結合型のガラス
マット５８（図１４））を収納する領域３２を隣接する
電極の向き合う面間に形成する。取り扱い及び組立ての
便宜を図るため、セパレータ（例えば、ガラスマット５
８）の縁部をフレーム３０内へ直接モールド成形／埋設
するのが望ましい。スペーサフレーム３０はその内側リ
ム３３に隣接してその一面に形成した環状くぼみ３４
ａ、３４ｂを備え、これらのくぼみは、メーサ状格子８
を取り囲む肩部１４ａ、１４ｂを嵌合収容するような寸
法を有する。各スペーサフレーム３０の上側３６は開口
３８、４０を備え、これらの開口は各領域３２内への電
解液の導入を行ったり、電極のスタックを組立てた後に
必要となるような領域からのガス抜きを行ったりするた
めのものである。２つの開口の代わりに、単一の開口を
設けることもできる。
出来上がったバッテリーにおいて、このフレームは、ス
タック内で二極電極を隣の電極（即ち、二極電極又は単
極電極）から離間させ、バッテリーの電解液及び板間セ
パレータ（例えば、米国特許第３，８６２，８６１号明
細書に開示された如き圧縮されたガス再結合型のガラス
マット５８（図１４））を収納する領域３２を隣接する
電極の向き合う面間に形成する。取り扱い及び組立ての
便宜を図るため、セパレータ（例えば、ガラスマット５
８）の縁部をフレーム３０内へ直接モールド成形／埋設
するのが望ましい。スペーサフレーム３０はその内側リ
ム３３に隣接してその一面に形成した環状くぼみ３４
ａ、３４ｂを備え、これらのくぼみは、メーサ状格子８
を取り囲む肩部１４ａ、１４ｂを嵌合収容するような寸
法を有する。各スペーサフレーム３０の上側３６は開口
３８、４０を備え、これらの開口は各領域３２内への電
解液の導入を行ったり、電極のスタックを組立てた後に
必要となるような領域からのガス抜きを行ったりするた
めのものである。２つの開口の代わりに、単一の開口を
設けることもできる。
【００１６】図９−１１はバッテリーの二極電極のスタ
ックの端壁４４を示す。壁４４は上述（図６）の１つの
単極電極の肩部１４ａ又は１４ｂを受け入れるようにな
った環状くぼみ４６を有する非導電性材料（例えば、熱
可塑性又は熱硬化性プラスチック）でできている。くぼ
み４６とは反対側で壁４４の外側に設けた複数個の十字
リブ４８は端壁４４を強化し、圧力による壁４４のバル
ジ現象を阻止する。バッテリーの端部セル内へ外方に突
出した複数個の舌片部５２を有する金属ブレード５０は
壁４４内にインサートモールド成形され、その周辺縁部
を越えて延び、バッテリーのための端子５４を形成す
る。端子５４は外部の電気回路に接続するためのボルト
等を収容するようになった適当な開口５６を有する。ブ
レード５０から突出した舌片部５２は隔壁板２のペース
トを施していない面２７に接触するように延び、スタッ
クを組立てた後に隔壁板に誘導溶接される。好ましく
は、ブレード５０は錫被覆又は鉛／錫被覆した銅ででき
ており、錫被覆又は鉛／錫被覆は壁４４を形成するプラ
スチック材料へのブレード５０の接着性を促進し、隔壁
板２へのブレード５０の誘導溶接を容易にする。銅の代
わりに、任意の導電性耐腐食性金属（例えば、チタン）
を使用することができる。
ックの端壁４４を示す。壁４４は上述（図６）の１つの
単極電極の肩部１４ａ又は１４ｂを受け入れるようにな
った環状くぼみ４６を有する非導電性材料（例えば、熱
可塑性又は熱硬化性プラスチック）でできている。くぼ
み４６とは反対側で壁４４の外側に設けた複数個の十字
リブ４８は端壁４４を強化し、圧力による壁４４のバル
ジ現象を阻止する。バッテリーの端部セル内へ外方に突
出した複数個の舌片部５２を有する金属ブレード５０は
壁４４内にインサートモールド成形され、その周辺縁部
を越えて延び、バッテリーのための端子５４を形成す
る。端子５４は外部の電気回路に接続するためのボルト
等を収容するようになった適当な開口５６を有する。ブ
レード５０から突出した舌片部５２は隔壁板２のペース
トを施していない面２７に接触するように延び、スタッ
クを組立てた後に隔壁板に誘導溶接される。好ましく
は、ブレード５０は錫被覆又は鉛／錫被覆した銅ででき
ており、錫被覆又は鉛／錫被覆は壁４４を形成するプラ
スチック材料へのブレード５０の接着性を促進し、隔壁
板２へのブレード５０の誘導溶接を容易にする。銅の代
わりに、任意の導電性耐腐食性金属（例えば、チタン）
を使用することができる。
【００１７】図１２−１４はハウジング内に収納する前
後のバッテリーの二極電極スタックの好ましい実施例を
示す。図１２は二極電極スタックを形成するために端壁
４４、電極及びスペーサフレームを互いに組み合わせる
方法を示す。スペーサフレーム内に完全に嵌合した後、
電極フレーム６はスペーサフレーム３０と面対面型式で
当接触し、比較的大きな接触シール面積を提供すると共
に、フレーム間の当接面を介して電解液保持領域３２か
ら逃げだそうとする電解液のための曲がりくねった経路
を提供する。図１２はスペーサフレーム３０内に位置決
めされた微孔性ガラスマットセパレータ５８をも示す。
後のバッテリーの二極電極スタックの好ましい実施例を
示す。図１２は二極電極スタックを形成するために端壁
４４、電極及びスペーサフレームを互いに組み合わせる
方法を示す。スペーサフレーム内に完全に嵌合した後、
電極フレーム６はスペーサフレーム３０と面対面型式で
当接触し、比較的大きな接触シール面積を提供すると共
に、フレーム間の当接面を介して電解液保持領域３２か
ら逃げだそうとする電解液のための曲がりくねった経路
を提供する。図１２はスペーサフレーム３０内に位置決
めされた微孔性ガラスマットセパレータ５８をも示す。
【００１８】最も好ましい実施例によれば、組立てたス
タックを適当なモールド内に位置決めし、溶融プラスチ
ック材料（例えば、熱可塑性又は熱硬化性材料）をその
まわりに射出して、外側ハウジング６０を形成する。こ
の外側ハウジングはフレームを埋設し、これらフレーム
を一緒に漏洩防止状態で保持し（図１３）、ハウジング
の外表面を形作る。射出されるプラスチック材料は、好
ましくは、約２０重量％の発泡剤（例えば、米国のウィ
ルソン・ファイバヒル・インターナショナル社(Wilson
Fiberhill International)により販売されているＦ−Ｃ
Ｌ発泡剤）を含み、スタックのまわりに低圧で射出され
る。１７７℃（３５０゜Ｆ）を越える温度で、発泡剤は
一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ2）及びアンモ
ニア発泡ガスを発生させ、プラスチック材料を膨張、発
泡させ、高い射出成形圧力をスタックに作用させずにモ
ールドキャビティを完全に満たす。こうしなければ、モ
ールドキャビティをプラスチック材料で満たす必要があ
る。代わりに、フレームを一緒にクランプするか、互い
に（例えば、にかわで）シール接着し、フレーム自体か
ら外側ケーシング／ハウジングを形成してもよい。
タックを適当なモールド内に位置決めし、溶融プラスチ
ック材料（例えば、熱可塑性又は熱硬化性材料）をその
まわりに射出して、外側ハウジング６０を形成する。こ
の外側ハウジングはフレームを埋設し、これらフレーム
を一緒に漏洩防止状態で保持し（図１３）、ハウジング
の外表面を形作る。射出されるプラスチック材料は、好
ましくは、約２０重量％の発泡剤（例えば、米国のウィ
ルソン・ファイバヒル・インターナショナル社(Wilson
Fiberhill International)により販売されているＦ−Ｃ
Ｌ発泡剤）を含み、スタックのまわりに低圧で射出され
る。１７７℃（３５０゜Ｆ）を越える温度で、発泡剤は
一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ2）及びアンモ
ニア発泡ガスを発生させ、プラスチック材料を膨張、発
泡させ、高い射出成形圧力をスタックに作用させずにモ
ールドキャビティを完全に満たす。こうしなければ、モ
ールドキャビティをプラスチック材料で満たす必要があ
る。代わりに、フレームを一緒にクランプするか、互い
に（例えば、にかわで）シール接着し、フレーム自体か
ら外側ケーシング／ハウジングを形成してもよい。
【００１９】以上、本発明を主として特定の実施例につ
き説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。
き説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。
【図１】本発明に係る二極電極の前立面図である。
【図２】図１の２−２線における二極電極の断面側立面
図である。
図である。
【図３】図３ａは図２に示すフレーム及び格子の別の実
施例を示す断面図、図３ｂは図２に示すフレーム及び格
子の更に別の実施例を示す断面図、図３ｃは図２に示す
フレーム及び格子の他の実施例を示す断面図である。
施例を示す断面図、図３ｂは図２に示すフレーム及び格
子の更に別の実施例を示す断面図、図３ｃは図２に示す
フレーム及び格子の他の実施例を示す断面図である。
【図４】図２の丸で囲んだ領域４の拡大図である。
【図５】図２と同様の図であるが、活性材料を電極の両
面にペースト（糊）付した状態を示す図である。
面にペースト（糊）付した状態を示す図である。
【図６】図５と同様の図であるが、単極電極を形成する
ために活性材料を電極の片面ににのみペースト付した状
態を示す図である。
ために活性材料を電極の片面ににのみペースト付した状
態を示す図である。
【図７】電極間スペーサフレームの部分断面前立面図で
ある。
ある。
【図８】図７の８−８線における断面図である。
【図９】二極電極の端壁の前立面図である。
【図１０】図９の１０−１０線における断面図である。
【図１１】図９の１１−１１線における断面図である。
【図１２】二極バッテリースタックの分解部品斜視図で
ある。
ある。
【図１３】別個のハウジングに収納した二極バッテリー
の斜視図である。
の斜視図である。
【図１４】図１３の１４−１４線における断面側面図で
ある。
ある。
２ 隔壁 ６ 電極フレーム ８ 格子 １０ ポケット １４ａ、１４ｂ 肩部 １８ 隔壁の一面 ２４、２６ 活性材料 ２７ 面 ３０ スペーサフレーム ３２ （電解液保持）領域 ３３ リム ３４ａ、３４ｂ くぼみ ３８、４０ 開口 ４４ 端壁 ５０ ブレード ５２ 舌片 ５８ セパレータ ６０ ハウジング
フロントページの続き (72)発明者 ジェームズ・ロバート・ビッシュ アメリカ合衆国インディアナ州46011，ア ンダーソン，ワインディング・ウェイ 2019 (72)発明者 ロバート・ユージン・アダムス アメリカ合衆国インディアナ州47383，セ ルマ，アール ナンバー１，ボックス ナ ンバー530
Claims (9)
- 【請求項１】 二極バッテリーであって、一側に陽極面
（１８）を備え反対側に陰極面（１８）を備えた実質上
平坦で電解液不透過性の導電性隔壁（２）をそれぞれ有
する複数個の二極電極を重ねたスタックと、該スタック
の両端部に位置した単極電極と、二極バッテリーを外部
の電気回路に電気的に接続するため上記単極電極に係合
する端子（５０、５２、５４）とを有する二極バッテリ
ーにおいて、 上記各二極電極の周辺部に係合する非導電性の電極フレ
ーム（６）と；この電極フレーム（６）の両側でこれと
一体となった一対のメーサ状の非導電性格子（８）であ
って、それぞれの上記面（１８）上に複数個のポケット
（１０）を形成するように当該電極フレーム（６）の周
辺部の内側でこの電極フレームからレリーフ状にされた
一対の非導電性格子と；上記電極フレーム（６）と上記
各格子（８）との間に形成され、対応する当該格子
（８）を取り囲む肩部（１４ａ、１４ｂ）と；上記ポケ
ット（１０）を満たす活性材料（２４、２６）と；上記
電極フレーム（６）間に位置し、上記電極を相互に離間
させる別個のスペーサフレーム（３０）であって、対応
する当該電極フレーム（６）に対面する一対の面と、上
記スタック内の隣接する電極間に電解液保持領域（３
２）を形成する内側リム（３３）とをそれぞれ有するス
ペーサフレームと；上記リム（３３）に隣接してスペー
サフレーム（３０）の上記面のそれぞれに形成され、対
応する上記格子（８）を当該スペーサフレーム（３０）
内に嵌合させるように対応する上記肩部（１４ａ、１４
ｂ）を収納するための環状くぼみ（３４ａ、３４ｂ）
と；を有することを特徴とする二極バッテリー。 - 【請求項２】 上記電極フレーム（６）及び上記スペー
サフレーム（３０）が互いにシールされてバッテリーの
ためのハウジングを形成することを特徴とする請求項１
の二極バッテリー。 - 【請求項３】 上記二極電極のスタックがハウジング
（６０）内に収容されていることを特徴とする請求項１
の二極バッテリー。 - 【請求項４】 上記端子が上記スタックの端壁（４４）
内に埋設された金属ブレード（５０）を有し、この金属
ブレードが上記端壁（４４）から突出し対応する単極電
極に融着された少なくとも１つの舌片（５２）を有する
ことを特徴とする請求項１の二極バッテリー。 - 【請求項５】 上記単極電極が一面にのみ活性材料（２
６）を備えた導電性の金属板（２）を有し、上記舌片
（５２）が当該金属板の他面（２７）に融着されている
ことを特徴とする請求項４の二極バッテリー。 - 【請求項６】 上記舌片（５２）が、上記スタックを形
成した後に誘導溶接により上記他面（２７）に融着され
ることを特徴とする請求項５の二極バッテリー。 - 【請求項７】 上記各スペーサフレーム（３０）が上記
領域（３２）内に位置した樹枝状結晶を抑制する微孔性
の電極間セパレータ（５８）の周辺部を埋設しているこ
とを特徴とする請求項１の二極バッテリー。 - 【請求項８】 上記各スペーサフレーム（３０）が上記
領域（３２）へ電解液を導入させるための少なくとも１
つの開口（３８、４０）を有することを特徴とする請求
項１の二極バッテリー。 - 【請求項９】 上記各スペーサフレーム（３０）が上記
領域（３２）からガス抜きするための少なくとも１つの
開口（３８、４０）を有することを特徴とする請求項１
の二極バッテリー。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US079029 | 1993-06-21 | ||
| US08/079,029 US5326656A (en) | 1993-06-21 | 1993-06-21 | Bipolar battery electrode |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0757767A true JPH0757767A (ja) | 1995-03-03 |
Family
ID=22147967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6138566A Withdrawn JPH0757767A (ja) | 1993-06-21 | 1994-06-21 | 二極バッテリー |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5326656A (ja) |
| EP (1) | EP0630066A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0757767A (ja) |
| KR (1) | KR950002095A (ja) |
| CA (1) | CA2118865C (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2013521622A (ja) * | 2010-03-05 | 2013-06-10 | エーアイシー ビーエルエービー カンパニー | 軽量なバイポーラ式密閉形鉛蓄電池およびその方法 |
| KR101307366B1 (ko) * | 2013-03-22 | 2013-09-11 | 주식회사 나다이노베이션 | 텐션 유지형 직물메쉬가 적용되는 비엠에이 제조방법 |
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| IT1267366B1 (it) * | 1994-12-30 | 1997-01-28 | Edison Termoelettrica Spa | Procedimento per la realizzazione di un elettrodo per batterie al piombo-acido dipolari con cornice periferica sigillante, e prodotto |
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- 1994-06-01 EP EP94201565A patent/EP0630066A1/en not_active Withdrawn
- 1994-06-21 KR KR1019940014093A patent/KR950002095A/ko not_active Application Discontinuation
- 1994-06-21 JP JP6138566A patent/JPH0757767A/ja not_active Withdrawn
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