JPH0822811A

JPH0822811A - 蓄電池用電槽および密閉型アルカリ蓄電池

Info

Publication number: JPH0822811A
Application number: JP6153645A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Shimakawa; 伸一島川; Shinji Hamada; 真治浜田; Hiromu Matsuda; 宏夢松田; Manabu Kakino; 学垣野; Munehisa Ikoma; 宗久生駒
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-07-05
Filing date: 1994-07-05
Publication date: 1996-01-23
Also published as: US5817435A; DE69514428D1; EP0691694A1; EP0691694B1; DE69514428T2

Abstract

(57)【要約】【目的】成形性に優れ、曲げ弾性率、アイゾット衝撃
値、クリープ特性、耐熱変形温度等の高温での機械的特
性に優れた蓄電池電槽を提供し、大容量の電源システム
としての密閉形アルカリ蓄電池を可能とする。【構成】ポリフェニレンエーテル樹脂とポリスチレン
樹脂とのアロイを用いる。ポリフェニレンエーテルの含
有割合は２０〜７０重量％とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、比較的大容量の蓄電
池、特にアルカリ蓄電池に用いられる電槽に関するもの
である。本発明は、また同電槽を用いた密閉形アルカリ
蓄電池の単位電池に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】密閉形アルカリ蓄電池は、ニッケル−カ
ドミウム蓄電池、水素蓄電池で代表され、エネルギー密
度が高く、信頼性に優れていることから、ビデオ、ラッ
プトップコンピュータ、携帯電話等のポータブル機器の
電源として数多く使用されている。これらの単電池は、
ケースが金属製で、形状が円筒または角型であり、容量
は０．５〜３Ａｈ程度で、小型の密閉形アルカリ蓄電池
である。実使用においては、数個から十数個の単電池を
合成樹脂ケースやチューブの中に収納して使用するのが
一般的である。これらの小型の密閉形アルカリ蓄電池
は、電池容量が０．５〜３Ａｈ程度であるため、充放電
時における単電池当りの発熱量は少ない。したがって、
樹脂ケースやチューブの中に収納して使用した場合、発
熱と放熱のバランスが適切に行われるため、電池の温度
上昇に関する顕著な課題はなかった。また、アルカリ蓄
電池の電極群は、充放電の繰り返しにより膨張するが、
ケースは金属性の円筒形であるため、電極群の膨張によ
るケースの変形などの顕著な課題はなかった。角型の場
合も小型であるため、ケースなどに特別な工夫は必要と
されなかった。

【０００３】しかし、最近になって、家電製品から電気
自動車に至る移動用電源にエネルギー密度が高い高信頼
性の中・大型電池（中型電池は容量１０〜１００Ａｈ、
大型電池は容量１００Ａｈ以上と定義する。使用個数は
いずれも数個から数百個と定義する。）が強く要求され
ている。中・大型電池としては、開放形のニッケル−カ
ドミウム蓄電池や鉛蓄電池がエネルギー貯蔵用や無停電
電源装置用等に用いられているが、使用期間での注液な
どのメンテナンスの繁雑さがある。したがって、家電製
品から電気自動車に至る移動用電源としては、電池のメ
ンテナンスフリー化、すなわち密閉化が必要である。以
上のように、家電製品から電気自動車に至る移動用電源
としてアルカリ蓄電池を用いる場合、電池の密閉化と中
・大型化を同時に行う必要がある。すなわち、単電池の
密閉化を図りつつ、単電池の電気容量の増大と電池電圧
を増加するために、多数の単電池を直列に接続すること
が必要である。電池は、充放電にともなって電極反応に
よる反応熱やジュール熱が発生する。単電池の電気容量
の増大および密閉化により発生する熱量が増加し、電池
外部への放熱が遅れ、発生した熱が電池内部に蓄熱され
る結果、小型電池よりも電池内部の温度が上昇する。ま
た、このような大容量の単電池を直列に接続した単位電
池や単位電池を直列に接続した組電池は、数十セルから
数百セルを隣接するように配置される。

【０００４】このような課題を解決するために、正極と
負極と電極液とによって構成され、充電時に発熱を伴う
単電池を多数個配列したシステムにおいて、各単電池間
に空気が流通する空間を設け、その（空間幅）／（単電
池幅）を０．１〜１．０の範囲にした蓄電池システムの
放熱装置が提案されている（特開平３−２９１８６７号
公報）。一方、この種の移動電源用蓄電池システムの電
槽には、従来の自動車用として使用されていた鉛蓄電池
の電槽同様に、また軽量化が可能である点も考慮して、
ポリプロピレン樹脂を主原料とした合成樹脂が使用され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記のような比較的大
容量の移動用電源として用いるアルカリ蓄電池にポリプ
ロピレン樹脂製の電槽を使用した場合、以下のような課
題を有する。（１）鉛蓄電池の場合は、密閉型でも充電に伴う電池内
圧上昇は、０．０５ＭＰａ程度であるが、密閉形アルカ
リ蓄電池は充電の際の電池内圧上昇は、０．２〜０．４
ＭＰａに達する。移動用電源として、屋外の高温環境下
で長期間用いられる際、特に充電状態で使用また放置す
る際には、蓄電池電槽は０．２〜０．４ＭＰａ程度の内
圧を受け続け、ポリプロピレン樹脂等製の蓄電池電槽で
はクリープ変形に伴う破損の危険性がある。また、同じ
く屋外の高温環境下で１０００回以上の充放電サイクル
が行われる場合には、内圧変化による力学的疲労によっ
てポリプロピレン樹脂等で作製された蓄電池電槽では、
破損の危険性があり、長期信頼性および安全性が十分で
ない。（２）電池内圧の上昇および充放電の繰り返しに伴い発
電要素群が膨張するため、蓄電池電槽が膨張し、空気が
流通する空間幅を一定に保つことが困難である。単電池
間の空間を一定に保つためには、蓄電池電槽の強度を向
上させる必要がある。蓄電池電槽の強度を向上させるに
は厚みを厚くする必要があり、その結果、蓄電池電槽の
重量や体積が増大し、電池重量や体積が増加し電池のエ
ネルギー密度が低下する。（３）電池内圧の上昇により蓄電池電槽が膨張変形した
場合、発電要素群と蓄電池電槽の間に空間が生じる。発
電要素群と蓄電池電槽の間に空間が存在すると、発電要
素群で発生した熱が蓄電池電槽に伝わる速度は極端に減
少する。したがって、蓄電池電槽と発電要素群を常に接
触させる必要がある。（４）移動用電源として用いる場合には、単電池を５〜
４０個程度積層した単位電池や、単位電池を２個以上、
単電池数に換算すると約１０〜３００個集合した組電池
の状態で、数個〜数百個の各単電池の電池容量等の電池
性能バラツキの低減や、エネルギー密度等の電池性能の
向上、さらには振動によるズレ防止等の機械的強度を向
上する工夫を施す必要がある。

【０００６】本発明は、このような課題を解決するもの
であり、屋外の高温環境下での長期間の使用や充放電の
繰り返しにおいてのクリープ変形もしくは疲労による蓄
電池電槽の破損を防止するとともに、単位電池や組電池
の振動に対する機械的強度を向上し、長期信頼性を高め
ようとするものである。本発明はまた、単位電池や組電
池でのエネルギー密度の低下を防止し、充放電時に発生
した電池内の熱を電池系外へ効率よく放出でき、電池性
能のバラツキのない優れた蓄電池システムを可能にする
蓄電池電槽を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の蓄電池電槽は、
ポリフェニレンエーテル樹脂とポリスチレン樹脂を主体
としたポリマーアロイ合成樹脂からなる。ここで、前記
合成樹脂中のポリフェニレンエーテル樹脂の含有割合
は、２０〜７０重量％が好ましい。また、本発明の密閉
形アルカリ蓄電池は、ポリフェニレンエーテル樹脂とポ
リスチレン樹脂を主体としたポリマーアロイ合成樹脂か
らなる電槽内に発電要素群を収容した単電池の複数個を
一方向に積層した密閉形アルカリ蓄電池であって、各単
電池は積層方向に緊縛されており、かつ積層方向の電槽
外表面に設けた複数の平行なリブによって相互に突き合
わされて単電池間に空気の流通する空間を形成したもの
である。

【０００８】

【作用】上記の構成の蓄電池電槽を用いた密閉形アルカ
リ蓄電池は、屋外の高温環境下において充放電の繰り返
しによる内圧変化を受けても、蓄電池電槽の機械的強度
の向上により、クリープ変化や力学的疲労による破損を
防止することができ、長期信頼性を高めることができ
る。さらに、同じく機械的強度の上昇により、充電時の
内圧上昇や電極群の膨張に対して蓄電池電槽の膨張変化
を抑えることにより、電極群の蓄電池電槽を介しての放
熱を効率的に行わせることができる。本発明は、単電池
を複数個積層して用いる密閉形アルカリ蓄電池の電槽材
料について各種検討した結果、ポリフェニレンエーテル
樹脂とポリスチレン樹脂とのポリマーアロイ樹脂が優れ
た成形性と高温での機械的特性に優れ、実用的な密閉形
アルカリ蓄電池を与えることを見出したことに基づくも
のである。

【０００９】すなわち、ポリフェニレンエーテル樹脂
は、耐アルカリ性を有し、低温から高温まで優れた機械
的強度をもっており、特に剛性（曲げ弾性率）、耐衝撃
（アイゾット衝撃性）およびクリープ特性が優れてい
る。そして、耐熱変形温度は、後述の基準で１７０〜１
８０℃程度であり、ガラス転移温度は２２０℃程度であ
る。ポリフェニレンエーテル樹脂は、上記のような優れ
た特徴を有するが、成形加工性に劣り、成形加工時に残
留歪が残るとともに流動性に劣る。そのため、蓄電池電
槽の成形に際して不良率が高く、実用に適さない。

【００１０】一方、ポリスチレン樹脂は、耐アルカリ性
を有し、成形加工性に優れている。例えば、成形収縮率
は０．３〜０．６％程度であり、メルトフローレートは
１５〜３０ｇ／１０ｍｉｎ程度である。また、常温では
十分な剛性を有する。しかし、耐熱変形温度が８０℃程
度と低く、７０℃程度における曲げ強度が１，０００Ｍ
Ｐａ以下と剛性が不足している。また、ガラス転移温度
が１００℃程度であり、アイゾット衝撃値が１００ｊ／
ｍと耐衝撃性に劣っている。

【００１１】上記に対して、ポリフェニレンエーテル樹
脂とポリスチレン樹脂とのアロイ化によって、まずポリ
フェニレンエーテルの成形加工性を改善して、射出成形
による製造を容易にすることができる。アロイのメルト
フロレートは、３００℃において１０〜１５ｇ／ｍｉｎ
まで改善される。また、ポリスチレンの耐熱変形温度を
アロイ化によって１２０℃前後まで向上し、高温におい
ても優れた機械的強度が得られ、８０℃前後における曲
げ弾性率は１，７００〜２，０００ＭＰａ程度となる。
さらに、アイゾット衝撃値は、２００ｊ／ｍ程度に改善
され、クリープ特性もＪＩＳのＫ−７１１５に基づく引
張クリープ試験で引張応力１０ＭＰａのとき、１，００
０時間後のクリープ歪が２％以内となる。

【００１２】上記のポリマーアロイにより、曲げ弾性率
が１，９００〜３，０００ＭＰａ，曲げ強度が５０〜１
００ＭＰａ，ＪＩＳのＫ−６８７１に基づく耐熱変形温
度が荷重１．８２ＭＰａのとき１００℃以上で、さらに
ＪＩＳのＫ−７１１５に基づく引張クリープ試験で引張
応力が２０ＭＰａのとき１，０００時間後のクリープ歪
が２％以内のものを得ることができる。また、上記のア
ロイを用いることにより、単電池電槽の積層方向の側壁
の肉厚を１〜３ｍｍ、単電池間に冷却空気を流通させる
空間を形成するためのリブの高さを１〜２ｍｍ、リブの
間隔を１０〜１５ｍｍ、リブの幅を３〜１０ｍｍとした
実用的な密閉形アルカリ蓄電池を構成することができ
る。

【００１３】

【実施例】以下、本発明による蓄電池電槽、およびこの
電槽を用いた密閉形アルカリ蓄電池の単位電池と単電池
の構成例を図面により説明する。１０で示す単電池は、
正極板と負極板およびセパレータを積層した電極群１１
および電解液を収容した電槽１２、電槽１２の上部開口
部に熱溶着された蓋１３から構成されている。電槽１２
および蓋１３は、いずれもポリフェニレンエーテル樹脂
とポリスチレン樹脂とのポリマーアロイ合成樹脂から成
形したものである。電槽１２の寸法は、３５ｍｍ×１２
０ｍｍ×１６０ｍｍである。蓋１３にはニッケルめっき
した鉄製の正極端子１４と負極端子１５および安全弁１
６が固定されている。負極端子１５は、その下端の図示
しない垂下部に負極板のリード片１７を溶接によって接
続されるとともに、上部は蓋１３に液密かつ気密に取り
付けられている。正極端子１４も図示しないがその下端
に正極板のリード片が接続されている。

【００１４】電槽１２は、積層方向に位置する幅の広い
側壁１８、１８と他方の幅の狭い側壁１９、１９、およ
び底壁２０から構成されている。そして、側壁１８の外
表面には、単電池同士を突き合わせるためのリブ２１を
所定間隔をおいて縦方向に平行に設け、側壁１９の外表
面には、後述する架橋体位置決め用の２組の凹部２２を
設けている。前記リブのうち、両端のリブには、突き合
わせる際の位置決め用の凸部２３と凹部２４をそれぞれ
上下位置を逆にして設けている。また、電槽の底壁２０
の外表面には、その中央に凹部２５を有する。蓋１３
は、その幅の広い方の側壁２６の外表面に、電槽１２の
リブ２１と同様のリブ２７を有している。蓋１３と電槽
１２との溶着部は２８で示されており、溶着の際に溶着
代の溶解して外方へ突出した部分は、研削により除去し
てある。なお、電槽１２の上方に２９で示されているリ
ブ２１の設けていない部分の上部は、蓋１３と溶着する
際の溶着代である。また、電槽１２の側壁１９は、側壁
１８より肉厚としてあり、リブ２１の外側に設けたリブ
３０と連続する構成となっている。蓋１３においてもこ
れと同様の構成がとられている。

【００１５】図４は、上記の単電池１０を５個直列に積
層した単位電池３１を示している。隣接する単電池は、
電槽１２のリブ２１、３０が互いに突き合わされ、しか
も一方の単電池のリブ２１に設けた凸部２３が他方の単
電池のリブ２１に設けた凹部２４に嵌合して相互の位置
決めがなされる。また、隣接する単電池の正極端子と負
極端子とが接続導体３２により接続される。このように
して直列に接続された５個の単電池の積層体は、両端面
にアルミニウム製のエンドプレート３３、３３を当て、
これらを４本の角柱状の架橋体３４により連結して、電
極群の膨張や電池内圧の上昇によって単電池が相互に離
間しないよう強固に緊縛した構造としてある。エンドプ
レート３３は、補強用のリブ３５を有する。エンドプレ
ート３３および架橋体３４の寸法は、電極群の膨張力、
電池内圧および単電池の積層数によって決定される。以
下の実施例においては、エンドプレート３３の厚みは３
ｍｍ、そのリブの高さは１１ｍｍであり、架橋体３４は
７×８ｍｍ角とした。

【００１６】上記のように構成された単位電池において
は、リブ２１、３０の間に空間３６が形成される。端の
単電池とエンドプレート３３との間にもリブ２１の高さ
に相当する空間３７が形成される。また、リブ２１は、
電池ケースの縦方向に連続する構成としたが、いくつか
に区分されていてもよい。しかし、連続する構成の方
が、空気流を一定方向とし、放熱をよくすることができ
る。

【００１７】［実施例１］水酸化ニッケル粉末を主とす
る活物質混合物を発泡状ニッケル多孔体に充填し、所定
の寸法に圧延、切断して極板１枚当たりの容量が１０Ａ
ｈのニッケル正極を作製する。また、ＭｍＮｉ_3.6Ｃｏ
_0.7Ｍｎ_0.4Ａｌ_0.4（Ｍｍ：ミッシュメタル）の組成の
水素吸蔵合金粉末を結着剤とともにパンチングメタルに
塗着し、所定の寸法に圧延・切断して、極板１枚当たり
の容量が１３Ａｈの水素吸蔵合金負極を作製する。これ
ら正・負極板をそれぞれ袋状のセパレータで包み、正極
板１０枚と負極板１１枚を交互に組み合わせて電極群を
構成し、正・負極板にはそれぞれリード片を接続した端
子を結合して上記の電槽に挿入し、アルカリ電解液を１
８０ｃｍ³注液して上記のような単電池を構成する。こ
こで、電槽１２は、側壁１８の肉厚を２ｍｍ、リブ２１
および３０の高さは１．５ｍｍ、リブ２１の幅を５ｍ
ｍ、リブ間の間隔を１２ｍｍとし、側壁１９および底壁
２０の肉厚を４ｍｍとする。また、蓋１３の肉厚は４ｍ
ｍとする。

【００１８】上記の構成の単電池を１０Ａの電流で１５
時間充電し、２０Ａの電流で１．０Ｖまで放電する初充
放電を行う。これにより電極群は膨張し、ケース１２の
側壁１８に密接する状態となる。この単電池は、正極に
よって容量が規制され、１００Ａｈの電池容量を有す
る。この単電池５個を用いて図４のような単位電池を構
成する。

【００１９】ここでは、蓄電池電槽を構成する合成樹脂
の組成を変えることによって、単位電池の性能等にどう
影響を与えるかを検討した。まず、表１に示すように各
種配合割合のポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）とポリ
スチレン樹脂とのポリマーアロイ合成樹脂（Ｎｏ．１〜
５）を作製し、これら合成樹脂を用いてそれぞれ上記の
ような構成の蓄電池電槽を作製した。また、比較例とし
てポリプロピレン樹脂を用いて同様の蓄電池電槽を作製
した。表１および表２に前記ポリマーアロイおよびポリ
プロピレン樹脂の主な物性をそれぞれ示す。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【表２】

【００２２】ここに示した物性は、以下の基準によるも
のである。耐熱変形温度：ＪＩＳのＫ−６８７１によるクリープ：ＪＩＳのＫ−７１１５に基づく引張クリープ
試験で引張荷重が２０ＭＰａの時の１，０００時間後の
歪み値メルトフローレートの測定条件：ＪＩＳのＫ−７２１０
に基づき、温度２５０℃、荷重は１，０００ｇ曲げ弾性率：ＪＩＳのＫ−７２０３による

【００２３】次に、上記の蓄電池電槽を用いた単電池を
５個ずつ作製し、図５のような単位電池を構成した。表
１の樹脂Ｎｏ．１〜５を用いたものをそれぞれ単位電池
Ｎｏ．１〜５とし、ポリプロピレン樹脂を用いたものを
単位電池Ｎｏ．６とする。これらの単位電池を１０Ａの
電流で１２時間充電した。充電終了後の単位電池の両端
の単電池の内圧は０．２ＭＰａ程度になっていた。満充
電状態のまま、つまり内圧を０．２Ｐａの状態で８０℃
と６０℃で保存試験を行い、蓄電池電槽がクリープ変形
により破損に至るまでの日数を調べた。試験結果を表３
に示した。

【００２４】

【表３】

【００２５】表３からわかるように、単位電池Ｎｏ．２
〜５は、８０℃において４，３００時間、６０℃におい
て１０，０００時間たってもクリープ変形による破損が
起きない。これに対し、比較例のポリプロピレン樹脂製
蓄電池電槽を用いた単位電池Ｎｏ．６は、８０℃におい
ては２００時間以内に、また６０℃において１，５００
時間以内に、５個の単電池のすべてが底面にクリープ変
形による破損が起きている。また、前記のポリマーアロ
イでもポリフェニレンエーテルの割合が５重量％のもの
は、８０℃において３，５００時間で破損が起きてい
る。

【００２６】以上のような結果は、表１および表２に示
す樹脂の物性から説明される。すなわち、ポリプロピレ
ンは、ＪＩＳのＫ−７１１５に基づくクリープ試験の
際、引張荷重２０ＭＰａの時の１，０００時間後のクリ
ープのひずみが１０％以上で破損に近い状態になる。一
方、電池Ｎｏ．２〜５に用いたポリフェニレンエーテル
の割合が２０重量％以上の合成樹脂は、同じ試験でクリ
ープひずみが２％以下であり、耐クリープ性が非常に良
好である。また、ポリフェニレンエーテルの割合が５重
量％のものは、耐熱変形温度が下がり、それと共にＪＩ
ＳのＫ−７１１５に基づくクリープ試験の際、引張荷重
２０ＭＰａの時の１，０００時間後のクリープひずみが
２％以上となり、耐クリープ性が劣ってくる。この結果
からわかるように、ポリフェニレンエーテルとポリスチ
レンからなる蓄電池電槽を用いた密閉形アルカリ蓄電池
は、厳しい高温環境下でも優れた耐クリープ強度があ
り、実際の使用環境下において十分な長期使用に対する
信頼性を有する。以上より、蓄電池電槽に用いる合成樹
脂は、ＪＩＳのＫ−７１１５に基づくクリープ試験の
際、引張荷重２０ＭＰａのときの１，０００時間後のク
リープ歪が２％以下になる、ポリスチレンとのブレンド
でポリフェニレンエーテルの割合が２０重量％以上のも
のが適当である。さらに、表１から耐クリープ性はポリ
フェニレンエーテルの割合が増え、耐熱変形温度が上が
ると良好になる。

【００２７】次に、上記の単位電池Ｎｏ．１〜６につい
て、放電容量試験とサイクル寿命試験を行った。放電容
量試験は、１０Ａの電流で１２時間充電後、１時間放置
し、２０Ａの電流で電池電圧が５Ｖに低下するまで放電
した。単位電池の放電容量は、電池電圧が５Ｖに低下す
るまでの放電時間を用いて計算した。また、単電池は１
Ｖまでの放電時間を用いて計算した。充電時には、単位
電池の単電池間の空間部分および側面、またエンドプレ
ート表面のそれぞれに電池の下部からファンにより送風
を行った。ファンの能力は、空間部分３６を通過する空
気の風速が平均１．０ｍ／秒となるように調整した。環
境温度は２０℃とした。試験結果を表４に示した。サイ
クル寿命試験は、放電容量を調べた充放電条件と同じ条
件を繰り返すことにより行った。試験結果を同じく表４
に示した。

【００２８】

【表４】

【００２９】表４から明らかなように、曲げ弾性率が
１，３００ＭＰａであるポリプロピレン製の蓄電池電槽
を用いた単位電池Ｎｏ．６は、電池内圧に対して電槽の
剛性が小さいため電槽が変形し、極板と電槽の間に空気
の断熱層が発生することと、空気の通る単電池間の空間
面積幅が小さくなるために、電極群で発生した熱が放熱
しにくく放電容量が８８Ａｈと低下し、サイクル寿命も
短くなっている。また、ポリフェニレンエーテルの割合
が５重量％の蓄電池電槽を用いた単位電池Ｎｏ．１は、
放電容量が単位電池Ｎｏ．２〜５に比較してやや下が
り、寿命サイクルも短くなっている。それに対して、ポ
リフェニレンエーテルの割合が２０重量％以上の蓄電池
電槽を用いた単位電池Ｎｏ．２〜５は、放電容量、サイ
クル寿命とも優れた性能を示している。以上のことか
ら、蓄電池電槽に用いる合成樹脂は、ポリフェニレンエ
ーテルの割合が２０重量％以上で、かつ曲げ弾性率が、
１，９００ＭＰａ以上、耐熱変形温度が１００℃以上の
ものが適当である。

【００３０】［実施例２］本実施例では、表１のような
ポリフェニレンエーテル樹脂とポリスチレン樹脂からな
る合成樹脂５種類を用いて蓄電池電槽を２００個ずつ、
射出成形法にて成形した時の成形品の不良率を比較し
た。表１には、ポリフェニレンエーテル樹脂の割合とそ
のメルトフローレートを示してある。なお、メルトフロ
ーレートはＪＩＳのＫ−７２１０に基づいて測定し、温
度は２５０℃、荷重は１，０００ｇである。まず、ペレ
ットを１００℃の恒温室で２時間乾燥させた。そして、
成形温度２８０℃、金型温度を８０℃程度とし、射出圧
力を１００ＭＰａ程度と同一条件で射出成形した。な
お、不良品とはヒケ、バリ、フローマーク、ウェルドマ
ークができるもの、変色や形状不良、残留歪やそりが大
きいものとする。試験結果を表５に示した。

【００３１】

【表５】

【００３２】表５から明らかなように、ポリフェニレン
エーテルの割合が９０重量％の蓄電池電槽Ｎｏ．５は不
良率が非常に高い。これはポリフェニレンエーテルの割
合が９０重量％のとき、メルトフローレートは１で非常
に流れ性が悪いため、不良品が多く出ることによる。こ
の場合、良品を蓄電池電槽として用いた密閉型アルカリ
蓄電池は、優れた電池性能を有するが、電槽の不良率が
高くて実際の蓄電池として実用に適さない。蓄電池電槽
Ｎｏ．１〜４は不良率は低く実用に適する。

【００３３】以上より、ポリフェニレンエーテルの割合
が７０重量％以内のものが作成しやすく実用として適当
である。以上の実施例１および実施例２の結果から、ポ
リフェニレンエーテル樹脂とポリスチレン樹脂からなる
合成樹脂でポリフェニレンエーテルの割合が９０重量％
のものは、メルトフローレートは１で蓄電池電槽を射出
成形法等で作成する場合、非常に流れ性が悪いため、不
良品が多く出る。反対にポリフェニレンエーテルの割合
が５重量％のものは、メルトフローレートが１５と流れ
性が良好で射出成形等で作成しやすいが、耐熱変形温度
が下がり、さらに曲げ弾性率、耐クリープ性も下がるた
め、放電容量やサイクル寿命が下がる傾向にある。これ
らを考慮すると、最適なポリフェニレンエーテルの割合
は２０〜７０重量％となり、さらに曲げ弾性率を１，９
００〜３，０００ＭＰａ、曲げ強度を５０〜１００ＭＰ
ａ、ＪＩＳのＫ−６８７１に基づく耐熱変形温度が荷重
１．８２ＭＰａのとき１００℃以上で、さらにＪＩＳの
Ｋ−７１１５に基づく引張クリープ試験で引張応力が２
０ＭＰａのとき１，０００時間後のクリープ歪が２％以
内のものが最適である。

【００３４】［実施例３］本実施例では、表１のような
ポリフェニレンエーテル樹脂とポリスチレン樹脂からな
る合成樹脂５種類を用いた蓄電池電槽と蓋の熱溶着工法
によって密閉形蓄電池を作製する際の蓄電池電槽と蓋が
熱板に接触する温度について比較した。実際には、熱板
に接触する時間を２０秒として、熱溶着部が元の合成樹
脂と同等な強度が得られる温度を最低温度とする。ま
た、同等な強度が得られる温度で１０個の単位電池を作
製し、内部で短絡していないかどうかを調べた。試験結
果を表６に示した。

【００３５】

【表６】

【００３６】表６から明らかなように、ポリフェニレン
エーテル樹脂の割合が増えるにしたがって熱板に接触す
る温度が高くなっている。これはポリフェニレンエーテ
ル樹脂の割合が増えるにしたがってガラス転移点温度、
熱変形温度が上昇したためである。さらにＮｏ．５の単
位電池は、熱溶着の際の温度が高いために、単位電池電
槽と蓋を密閉する際、電極群を構成するセパレータの上
部が焼けてしまい、内部短絡して単位電池としては不良
品となったものが２個あった。その他のＮｏ．１〜４の
単位電池は、電極群を構成するセパレータが焼けること
もなく、そのため短絡もなくすべて良品であった。よっ
て蓄電池電槽Ｎｏ．５は、熱溶着で蓋と密閉する際に電
極群を構成するセパレータを場合によっては焼いてしま
うので実用には適さない。以上により、ポリフェニレン
エーテル樹脂の割合が７０重量％以下のものが作製しや
すく実用上適当である。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、ポリフェニレンエーテ
ル樹脂とポリスチレン樹脂を主体とした合成樹脂製の蓄
電池電槽を用いた単電池で構成される単位電池は高温環
境下の使用においても、破損等がなく、長期間の信頼性
と安全性が確保される。さらに、単位電池を構成する単
電池は、蓄電池電槽の膨張や変形がなく、電池内で発生
した熱を電池外部へ効率よく放出することができる。し
たがって、各単電池の放電容量のばらつきやサイクル寿
命の劣化を抑制することができる。以上のように、本発
明によれば、長期信頼性の優れた蓄電池、特に中型ない
し大型の密閉形アルカリ蓄電池システムを提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における密閉形アルカリ蓄電池
の単電池の一部を切り欠いた斜視図である。

【図２】同実施例の蓄電池電槽の上方斜視図である。

【図３】同蓄電池電槽の下方斜視図である。

【図４】同実施例の単位電池の斜視図である。

【符号の説明】

１０単電池１１電極群１２電池ケース１３蓋１４正極端子１５負極端子１６安全弁１７リード片１８積層方向の側壁１９側壁２０底壁２１リブ２２凹部２３凸部２４凹部２５凹部２６蓋の側壁２７リブ２８溶着部２９溶着代３０リブ３１単位電池３２接続導体３３エンドプレート３４架橋体３５リブ３６空間３７空間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者垣野学大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者生駒宗久大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリフェニレンエーテル樹脂とポリスチ
レン樹脂を主体としたポリマーアロイ合成樹脂からなる
蓄電池用電槽。
【請求項２】前記合成樹脂中のポリフェニレンエーテ
ル樹脂の含有割合が２０〜７０重量％である請求項１記
載の蓄電池用電槽。
【請求項３】ポリフェニレンエーテル樹脂とポリスチ
レン樹脂を主体としたポリマーアロイ合成樹脂からなる
電槽内に発電要素群を収容した単電池の複数個を一方向
に積層した密閉形アルカリ蓄電池であって、各単電池は
積層方向に緊縛されており、かつ積層方向の電槽外表面
に設けた複数の平行なリブによって相互に突き合わされ
て単電池間に空気の流通する空間を形成した密閉形アル
カリ蓄電池。