JPH08506926A

JPH08506926A - 電極板構造物

Info

Publication number: JPH08506926A
Application number: JP6518923A
Authority: JP
Inventors: ビー．ブレックト，ウィリアム
Original assignee: トロジャンバッテリーカンパニー
Priority date: 1993-02-24
Filing date: 1993-02-24
Publication date: 1996-07-23
Also published as: MX9401371A; KR960701486A; CA2156489A1; KR100291135B1; AU3733993A; WO1994019837A1; CA2156489C; TW237567B; AU668547B2; EP0687386A4; TW364667U; EP0687386A1

Abstract

(57)【要約】電解質双極電池（１０）に使用するための電池電極（１２）は、構造的に剛体で且つ電気的に導体芯部材（１８）、少なくとも一つの耐食性層（２０）、正極側活性層（１４）及び負極側活性層（２６）を含む。耐食性層（２０）は、芯部材（１８）の一面と界面層（２２）との間で親密接触をして挿入される。耐食性層は、正極活性物質と電気化学的腐食反応に関与できる物質を含むが、界面層で生じるよりも効果的ではない。界面層（２２）は、耐食性層（２０）と正極側活性物質（１４）との間で親密接触をして挿入される。負極活性物質（２６）は、耐食性層を支持する芯部材表面と逆側の芯部材表面と親密接触する。電極縁部は、複数の電極を互いに一定間隔離して置かれた電池の不導体構造物（３０）と接続される。これらの接続は、酸化物（３６）が取り除かれた電極の周囲表面部分（４０）を介して成される。この接続が、このシールを通る電解質の漏れを確実にするシールを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】電極板構造物発明の分野本発明は、化学的浸食と腐食に耐えられ、且つ電解質密シールを与える電極板の構造物に関する。発明の背景電気化学的システムの代わりの研究が相当あるとしても、鉛電池は、自動車の始動、船舶及び航空機のエンジン、非常灯、電気自動車原動力、太陽電池エネルギ用エネルギ緩衝記憶機構、及び工業用と軍事用の現地ハードウェアーのような一般的な目的にまだ選択される電池である。これらの電池は、直流発電機或いは別の適切なＤＣ電源で充電することができる。慣用の鉛電池は、複数のセル構造物である。各々のセルは、一組の垂直指状の単一極の正極板と負極板を含んでなり、極板は電気化学的に活性なペースト或いは活性物質の層を含んだ鉛或いは鉛合金のグリッドを形成する。充電されたときの正極電極板上のペーストは、正極活性物質である二酸化鉛（ＰｂＯ₂）を含んでなり、負極板は、スポンジ鉛のような負極活性物質を含んでなる。硫酸を基本とする酸性電解質は、正極板と負極板の間に挿入することができる。鉛電池は、極板を構成するのに重い金属鉛を使用するので元来重いものである。軽量の鉛電池を製造するための最近の試みは、特に、航空機、電気自動車及び自動車分野においては、鉛の代わりもの及び鉛組成物を用いた軽量物質でさらに薄い板を製造することが重要視されている。薄い板は、所定の体積でさらに多くの板を使用することを可能にし、慣用の鉛電池の出力密度を向上する。しかしながら、慣用の電池性能をさらに改良できる範囲は、その本来備わっている構造によって限定される。双極電池は新しくものでなく、ある程度公知であり、単一極電池技術についての改良の可能性が提案される。双極電池構造物は連続した電極板からなり、各々極板は一側面に負極活性物質を含み、もう一方の側面に正極活性物質を含み、したがって「双極」及び「双板」と呼ばれる。正極側の板が対抗する負極側の板に向けるような状態で、双板は連続的に配列される。双極電池は、逆の極性の双板により規定される分離した電解質セルにより作られる。双板は電解質に不浸透性である必要があり、且つセル間に連続接合を与えるために電気的に導体である。双極電池は、慣用の単極電池の電流以上の高い電流がもたらされる特徴がある。電流が高められるのは、双極の一つの極から別の極までの貫通板電流伝達の結果である。慣用の単極電池において、電流は一つの電極板から逆の極性のもう一つの電極板まで、一般に曲がりくねった相当な長さの導体経路を経て伝達する必要がある。双極電池は、もともと備わっている著しく短い内部セル電流経路電池の内部抵抗を下げて、充電及び放電の双方の作用形態において、慣用の単極電池より経路をさらに効果的にする。内部抵抗の低下は、同等の単極電池よりさらに小さくて軽い双極電池の構成を可能にして、大きさと重量が非常に問題である航空機、軍事用及び電気自動車業界における使用に対して非常に望ましい代わりのものとなる。しかしながら双極電池は、それ自体に難点と問題があり、それにより効果的な分解及び溶解が妨げられる。このような難点の第一は、双板の製造に用いる導体板の物質選択に関する。もっとも簡単な形状の双極構造物は、導体板と内部セル仕切り板に鉛或いは鉛合金を使用することができる。しかしながら鉛の導体板は、正極（陽極）側で過充電（再充電）作用及び導体板と活性物質自体（放電）との間の電流発生相互作用により腐食され、やがて鉛板は正極側から貫通して完全に腐食されるであろう。一度貫通すると、正極側のセルから電解質が、負極側の電解質と直接接触をして、隣接セル間に短絡が生じる。非常に早く新しく貫通した導体板の一方の側部で正極物質が、反対側の負極活性物質に対して殆ど放電するようになる。この短絡条件が二つのセル間の電圧損失をもたらすだけではなく、双方の活性物質が不導体である硫酸鉛にほとんど転換するので、連続接続した双極セルは非常に高い抵抗を生じる。しだいに増加した抵抗が、ほとんど全く役にたたない電池にして、非常に低い放電割合になり、双極構造物に本来備わっている基本的に低い抵抗を駄目にする。双極電池の構造物のもう一つの課題は、一般に鉛電池の構造物に本来備わっていることである。これは、電池の内側位置を経て導体電池部材付近の電解質密シールと、電池格納箱から電池外側表面までの親密接触とを達成することを含む。慣用の単極鉛電池においては、望まれない電解質漏れ問題は、端子支柱（導体部材）が電池セルカバーを通り抜けるところの端子支柱シールに発生する。そのようなシール界面で起こる独特な電気−化学は、真のシールが、導体部材に酸化物フィルムが存在するかぎり得ることはできないことを示す。結局は、シールは、電池表面に向かって、或いは導体部材の端部周囲から隣接するセルに至る電解質の移動を生じるクリープ腐食により破損し、或いはシールも機械的分離或いは破損を生じるクレバス腐食（ノーダル腐食とも呼ぶ）により破損する。この問題は、電池電解質と親密接触する導体電池部材についての電解質密シールの達成することに関し、電池格納箱を貫通する導体部材が公知で当業界において理解されていて、１９８８年以前にINTELEC International Telecommunicatio ns Energy Conferenceに発表され「Vulcanized Rubber Post Seal For Lead-Aci d Batteries A New Generic Type」と題された論文に示されている。この論文は、二つの異なる腐食機構、クリープ腐食と、クレバスすなわちノーダル腐食とを同一と確認し、電解質電池の電解質移動に関して信頼を得た。双極電池構造物において双極板は、電池電解質と親密接触する導体部材である。双極板は、電解質と接触するその位置から、隣接するセル間のバリヤーをシールするその縁部の位置に延在する。すなわち、それは電池外部表面である。電解質密シールを形成するために、双板は、電池表面を規定する位置で、その他の電池構造物と相互作用する必要がある。電解質シールを達成する課題は、電解質密シールが各層板の周囲全体になされる必要があるので、電池構造物が複雑になり、従来の単極電池構造物で遭遇するよりさらに多くの全シール領域をシールするようになる。したがって、化学的及び電解質浸食から改良保護を与える双極電池電極板構造物に対して、要求が存在することが明らかであり、それは電池耐用年数の延長及び電池性能の向上の双方に役立つ。電極板は、商業的経済的に実行できる方法を使用して、容易に実施できる物質から製造することが望ましい。電極板構造物は電池構造物に使用する再利用できる物質の再生回収を促進することが望ましい。さらに、電池電極板は、他の電池部材と結合して使用する場合は、電解質密シールを容易にする方法で構成することが好ましい。発明の概要本発明は、前記の要求に焦点をあてそれを満たす。重量を軽減し、長い平均寿命を有する双極電池の電極板を提供することにより実施される。双極電極及び全ての電池が、経済的及び効果的な方法で製造可能である。電池物質は公知で確立された再生再利用工程で容易に修正可能である。電極は、電池の耐用期間漏れを効果的に防止できる状態で、他の電池構成部品とシールすることができる。構造の点から一般的に示すと、本発明は電解質双極電池の電極構造物を提供し、構造物は構造的に剛体で電気的に導体芯物質を含む。耐食性と電気化学的反応に関与することができる物質を含む少なくとも一層の耐食性層が、導体芯部材の表面と親密界面となる。実質的に電気化学的反応に関与でき、且つ正極側活性物質と親密界面を融着或いは形成する物質を含む界面層が、耐食性層の表面で親密界面となる。電極板のアノード或いは正極側で電気化学的反応に実質的に関与できる物質を含む正極側活性層が、界面層の表面と親密界面となる。電極板のカソード或いは負極側で電気化学的反応に実質的に関与可能な物質を含む負極側活性層が、耐食性層に適応させる芯部材表面と対抗する導体芯部材の表面と親密界面となる。電極板は、単一耐食性層或いは複数の耐食性層を含んでもよい。耐食性層を一層より多層を含む電極板に関しては、各耐食性層が電極芯部材からの距離の関数として、減少する耐食性及び増加する電気化学的反応の関与程度を示すことができる。好ましい耐食性層は、鉛−錫、鉛−インジウム、鉛−カルシウム、鉛−銀、鉛−アルミニウム、及び鉛−アンチモン或いはそれらの組合せからなる群から選択された鉛合金、或いは純鉛を含むことが可能である。界面に関しては、好ましい物質は、鉛−錫、鉛−インジウム、鉛 −カルシウム、鉛−銀、鉛−アルミニウム、及び鉛−アンチモン或いはそれらの組合せからなる群から選択された鉛合金、或いは純鉛のいずれかを含むことが可能である。正極側活性層に関しては、好ましい物質は二酸化鉛である。負極側活性層に関しては、好ましい物質はスポンジ鉛である。耐食性層及び界面層は、それらの層間で冶金学的結合の形成が得られる金属クラディング或いは同様の方法で張り合わせられる。正極側及び負極側の活性物質が、当業界で公知の寛容の方法により、電極板のそれぞれの側に張り合わせられる。導体電池部材である電極板は、電池電解質と親密接触して電池内の位置から、その他の電池構成部品或いは電池格納箱により規定されるシール帯を貫通して外側電池表面まで、延びることができる。導体電池物質は、シール帯内にある導体電池物質の表面部分から酸化物をはぎ取ることにより、電解質密シールを形成するのに使用するために用意される。非酸化雰囲気中で、脱酸化された導体表面が、保護層で被覆される。酸素不浸透性で、化学的電気化学的に安定であり、電解質密シールを形成するために、電池格納箱或いは不導体電池構成部品と結合可能である。構成された電池は、シール帯内に導体部材の保護部分を配置することにより、及び他の電池構成部品或いは電池格納箱に親密に一致させ接合するため、その表面の保護される部分を生じさせることにより、電解質密シールが達成される。図面の説明本発明の前述の特徴とその他の特徴を、本発明の目下好ましい詳細な説明及び別の実施態様に記載する。この記載は添付された図面を参照して示す。図１は、本発明の実施で提供された電極板を有する双極電池の斜視図であり、図２は、本発明の実施で提供された電極板の斜視図であり、図３は、電極板の一つの実施態様の横断面図であり、図４は、電極板もう一つの実施態様の横断面図であり、図５は、双極電池構造物内の別の電池構成部品を有する電極板の相互関係を図示した拡大斜視図であり、図６（ａ）から図６（ｅ）は、耐用年数の間の電極板の腐食の連続段階を図示した電極板の一連の拡大横断面図であり、図７は、本発明の実施における電極芯部材と正極側活性物質との間に挿入された金属層の組成変化の図形描写であり、層を貫通する物質組成の変化を示し、図８（ａ）から図８（ｅ）は、電極板の周辺部分についての電解質密シールを与えるための、本発明の実施方法における進行段階を図示する拡大横断面図であり、図９は、電解質密シールを与えるためのもう一つの実施方法の横断面図であり、且つ図１０は、双極電池の電極板の周囲縁部で電解質密シールを与えるための別の方法を図示する断片的な横断面拡大図である。詳細な説明電池が慣用の単極の鉛酸タイプの電池である場合、電池に使用する電極板構造物は大きな関心事ではない。慣用の鉛酸電池においては、各々の正極及び負極電極プレートは、鉛から典型的に作られている。各電極は、その各側部に一つの極性だけがあり、すなわち単電極と呼ばれる。鉛と鉛合金は、二つの理由により好ましい電極物質として選ばれる。第一の理由は、電池の電子の流れ或いは電流の流れを作りだす電気化学反応に関与する（participate）能力を有することである。第２の理由は、電極板表面で活性物質と融着して親密接触を形成する能力を有することである。慣用の電池の正極電極と負極電極は、不導体部材で分離された負極板と正極板の繰り返しパターンで配列される。この板は、向かい合う極板の間でイオン移動と電気化学反応を促進する酸電解質に浸漬される。慣用の単極電池のセルは、電極板、所定量の電解質、及び不導体或いは化学的に不活性な物質から作られたセル仕切り板の群を含んでなる。双極電池構造物は、それぞれのセル内の電解質の仕切り板が導体の板で保持されるので、電池の隣接するセル間に電気的に導電体の板を配置することを含む。正極活性物質が板の一側部に適用され、一方負極活性物質が反対の側部に適用される。このように、正極活性物質が一つのセルの電解質にさらされ、且つ負極活性物質が隣接するセルの電解質にさらされる。導体の板は、それによって二つの反電池すなわち一つの正極と一つの負極に電気的に接触する単一構造物を形成する。連続するセルを分離する導体の板の配列を繰り返すことにより、望みの電圧の電池が、必要なセル数をスタックに積み重ねることにより、簡単に構成することができる。そのもっとも簡単な形状において、活性物質が適用されたセル間の導体の板は、慣用の単極鉛酸電池に一致させ金属鉛或いは鉛合金でよい。電極の縁部周辺の通路に沿って隣接するセルの電解質の間で接触を避けるため、この板が真に連続（穴なしで）し且つその周辺でシールすることは、観察されるべき最適必要条件である。双極電池の導体の板は、完成したセルの複数の機能に役立ち、すなわち内部セルの仕切りと、各隣接するセル内の活性物質の電流コレクターとになる。電気的に導体の板が、正極と負極との両方の活性物質と接触を維持するので、双極（二つの極）と言う。この構造方法が用いられる場合、双方の活性物質を有する導体の板は双板と呼ばれ、双板をスタック状にした一連は、双極電池と呼ばれる。慣用の単極電池より優れる双極電池の利点は、電池の構造に直接関係する内部抵抗の低下にある。慣用の単極電池において、各電極活性面で生じるる電気化学的反応により発生する電子移動は、各電極の活性物質を通り抜けて、隣接する電池セル内の反対の極性の極板までの導体を通り抜けて、次に電池内部の一つのセルから次まで単に移動して極板の活性物質を通り抜けて進行する必要があり、すなわち、電流としての用途に利用できる電池負極端子に達する以前に、平均して電子が単極電池内のセルからセルに移動するように、その後もこの経路は繰り返される。単極電池の総電子経路は非常に長くなる。この電流経路は、電池出力の低下を生じる固有抵抗（鉛は高導電体ではない）を特徴とする。双極電池内の各電極板の双極性質により、電子移動は双板の厚みを通り抜けて生じる。双板厚さは、単極電池内の内部セル電子経路の長さより数倍小さく、双極電池の内部抵抗を減少させる。この減少した内部抵抗が、等価な単極電池より小型で軽量の双極電池の構造を可能にし、大きさと重量を考慮することが重要な課題である航空機、軍事及び電気自動車工業において使用するのに非常に望ましい代わりのものとなる。双極電池の双板は、多くの異なった機能を叶えるために必要である。この双板は、（１）自由電子の放出を生じる電気化学的反応に関与し、（２）隣接するセル間の電解質の移動を防止するセル仕切り板として役に立ち、（３）電池セルの適切な活性物質を本質的且つ効果的に支持し、（４）可能な限り有効に電気を導き、且つ（５）双板電池の親密構造により、電池の外側面にある双板縁部周辺の電解質密シールを形成するためにその他の電池構造物と協動する必要がある。したがって、双板の物質選択は、有効で長持する双極電池の構造には慎重に考慮すべきことである。電池電極板の用途に適切な物質には、多くの因子が影響する。例えば、電極板は、電池の耐用期間は活性表面を支持するため、構造的に剛体でなければならなく、且つそのうえ化学的及び電気化学的に安定でなければならない。たとえ鉛と特定の鉛合金がこのような電池の正極と負極との活性物質と融着して支持するために優れた能力を有していても、鉛と特定の鉛合金は、鉛酸双極電池の双板としての使用に不適切である。双板の正極側の鉛が、活性物質である電流生成過程に必要な二酸化鉛（ＰｂＯ₂）と大きな相互作用及び過充電作用との双方により腐食される。すなわち、結局は鉛双板は、正極側から貫通して完全に腐食されるであろう。一度双板が浸食されると、双板の正極側からの電解質が、負極側で電解質に直接接触するようになり、短絡回路が隣接するセル間で作られ、それによって双板の１面側の正極活性物質が、向かい側の側部で負極活性物質に対して急激で完全な放電が生じる。この短絡回路は電池の内部抵抗を非常に増加するであろう。導体内部セル仕切り板の腐食貫通による双極セルの無傷スッタクの損傷をさけるために、その他の電池構造物の耐用期限内に、仕切り板に貫通腐食が生じることが無いようにするため、強い酸の作用に対する十分な化学的耐性と、酸化作用に対する電気化学的耐性とがある導体物質を、切り板が含むことを必要とする。比較的最近、導体であるが完全に化学的に不活性な規格規準に合う材料が、導体ポリマーの形で入手でき得る。しかしながら、正極側物質側で起こる電気化学的酸化作用に耐えることができく、且つ電池活性物質と結合及び親密界面を形成することができないため、このようなポリマーは双極電池の構造物物質として使用するために不適切である。慣用の単極鉛電池構造物においては、活性物質と電流集電器との間の満足な境界層界面の確立は、中間酸化物の複雑な化学特性及び金属電流集電自体から生じる腐食生成物を当てにする。電流集電器の腐食は、特に正極側で、双板の導体板と活性物質との間での接触してそれを維持するために欠くことのできない必要な腐食である。非腐食物質が双極電池の導体内部セル部分を作るために使用されるならば、その後導体部分と活性物質との間に満足な界面となる必要な腐食が形成されなく、その結果電気性能を得ることができない。本発明にしたがって組み立てられる電極板１２（図２）は、図１に示される双極電池１０の構造物に使用される。この双極電池においては、電極板（双板）は、連続した状態で積み重ねられ、電池の前部から後部へと連続し、電池の長さと横断面形状とを規定する。図１は双極電池の実施態様を示し、正方形或いは矩形の形状をした双極板を有し、必要であるならば円形、楕円形、五角形等にされる。図２と図３は本発明に従う電極板の好ましい実施態様を示す。電極板は、その正極側の面に正極側活性物質１４を備える。保護被膜１６は、電極板の負極と正極との両側の縁部と周囲とを取り囲む。図３に示すように、双板１２は芯部材１８を含み、電極板の構造的に剛体な導体部材として役立つ。点線１５の右側の電極の正極（アノード）側に関しては、耐食性層２０は、芯部材１８と親密接触する。耐食性層２０は芯部材と界面層２２の間に置かれ、所望の電気化学的反応に実質的に関与でき、且つ正極側活性物質１４に溶けて親密界面を形成できる。界面層２２は耐食性層２０と正極側活性物質１４の間に置かれる。正極活性層は電極板の正極側の面を占拠し、界面層により融着されて親密になる。点線１５の左側の電極の負極（カソード）側に関しては、負極側活性物質２６は、芯部材１８のカソード側を覆うカソード線分２７の隣接面により親密関係を維持する。電極芯部材１８に関しては、構造的に剛体であり、電気的に導電体であり、電池を形成するために使用される回収可能物質の再利用と回収を促進できることが望ましい。先の双極電池構造物に要求されるように、芯部材は化学的及び電気化学的に安定である必要はない。このために、耐食性層２０が、電池１０の耐用寿命の間、化学的及び電気化学的作用による腐食から芯部材を保護する。電極芯部材１８の適切な部材は、炭素鋼、銅、アルミニウム、鉄、ステンレス鋼などのような公知の金属及び合金を含む。しかしながら、グラファイトプレペリング、セラミック、及び炭素基物質のようなその他の物質、並びに、金属エポキシ樹脂、金属ポリオレフィン、金属熱可塑性樹脂（metal thermoplastics）、金属熱硬化性樹脂（metal thermosets）、及び金属ポリカーボネートを利用することができ、ＳｎＯ₂とＴｉ₄Ｏ₇とグラファイト／単素粒子或いはファイバーの導体添加剤を含んでなるポリマー、及びそれらの類似物を利用することもできる。これらやその他の適切な芯部材は、粒子或いはファイバー形状の導体金属物質を含むことができる。一般に、種々の形式の物質が本発明の芯物質を作るために使用することができ、不可欠な構造強度と電気的に接触させるための能力を高める。重量に対して高程度の強度を有する物質が好ましい。好ましい芯物質は炭素鋼、鉄及びアルミニウムを含む。炭素鋼は容易に再利用とリサイクルが可能であるので、特に好ましい物質は炭素鋼である。アルミニウムの使用は重量が比較的軽いので有利であるが、アルミニウムの使用は再利用可能物質の再利用と回収との可能性に悪影響するが、そうでないならば電池１０を構成するに使用されている。図２に図示されるように、芯板は所定の厚さの矩形平板の形にすることができる。しかしながら、特定サイズの芯板は、その特定用途に最終的に依存する。たとえば、芯板は、電気腕時計、計算機或いは写真機に使用する形状にできる。他の極端な場合、芯板は、潜水艦或いは商用航空機の用途に適用する形状にすることができる。例として、電気自動車に動力を供給するために使用される芯板は、約２５と２０センチメートルの寸法の矩形で、０．２から０．８ミリの範囲の厚さの形状にすることができる。特に好ましい電極芯部材は約０．４ミリの厚さである。芯部材の好ましい電極の形状は矩形であるが、正方形、縁、楕円、５角形等のその他の形状も使用することができる。さらに、芯部材は平らな板より別の形状にすることができる。たとえば、芯部材は、強度と剛性或いは別の理由により波形にすることができる。腐食耐性物質の層２０に関しては、この物質は、ある程度耐食性があり、且つある程度電池の正極電気化学的反応に関与する物質の組から選択されることが望ましい。耐食性層は、二つの耐食特性と電気化学的関与とを示すことが望ましい。例えば、高耐食性特性を有する耐食性物質は、低い割合の電気化学的関与を発揮する必要がある。それらの逆の関係の同時に起こる特性は、活性物質から芯部材へ向かって電極板の腐食貫通抵抗を順次増加を確実にするために特に好ましい。これは、芯部材の突然の腐食貫通抵抗と電池性能の突然の減少を生じることを防止するためである。耐食性層が、芯部材１８と実質的に少ない耐食性層２２との間に置かれ、所望の電気化学的工程において電解質に存在する活性物質と自己破壊傾向に活性に関与し、芯部材１８は層２０により保護される。層２２は腐食可能層である。腐食可能層が電池電解質により浸透された場合、電池に使用の結果やがて必然的になるように、電解質は少ない活性の耐食性層と相互作用して、芯部材に高い割合の耐腐食浸透を与える。鉛電池とそれに関係する電気化学的反応に関して、鉛を含む物質は、望ましい程度の電気化学的関与を与える。同時に望ましい耐食性特性は、鉛との化学的共存と、鉛と合金化したときの耐食性との双方を有する物質を含む鉛合金を使用することにより得ることができる。耐食性層を構成するための好ましい物質は、鉛 −インジウム、鉛−カルシウム、鉛−錫、鉛−銀、鉛−アルミニウム、及び鉛− アンチモン、或いはそれらの組み合わせ物から選択された鉛合金或いは純鉛を含む。ポロニウム、銅、砒素、硫黄、カドミウム、ビスマス、及び亜鉛のような他の合金化元素を、耐食性層の物理的性質を変化するために、選択された鉛合金に添加してもよい。好ましい耐食性層は、これらの添加合金化元素の重量で、約０．１％以下を含むことができる。耐食性層２０を構成するために特に好ましい物質は鉛−錫（ＰｂＳｎ）合金を含むものである。相対に低コストで容易に入手できるため、鉛−錫合金は特に好ましい。鉛−銀合金は最高の耐食性を示すが、比較的高い材料費となる。鉛−錫を含む好ましい鉛−錫合金は、重量で０．０１から５％の範囲の錫を含み、０．０４から０．２ミリの範囲の厚さを有する。重量で０．０１％未満の錫を含む鉛 −錫合金は、化学的及び電気化学的浸食から芯部材を保護するのに、所望の程度の耐食性を示さない。電池電解質との浸漬に対する最適電池性能を維持するのに、重量で５％を越える錫を含む鉛−錫合金は、所望の程度の電気化学的反応に関与しないであろう。特に好ましい耐食性層は重量で約２％の錫を含み、約０．０８ミリの厚さを有する。腐食保護の強化を達成するために、重量で０．００１から１％の範囲の少量の銀（Ａｇ）が、鉛合金（例えば、鉛−錫）或いは耐食性層のために選択された合金の組み合わせ物に添加される。特に好ましい耐食性層は、重量で約０．３％の銀を含む。耐食性層は、公知の技術を用いて芯部材の表面に接合することができ、二つの物質を親密界面にして且つ互いに結合する公知の技術は、クラッディング、導体接着剤、圧縮溶接、溶融メッキ被覆、流体被膜蒸着、メッキ及び同様の方法を含む。クラディング工程は好ましく、二つの異種物質間で親密冶金学的結合をもたらす。異種物質の層間の親密結合は、層間の電気伝導度を最高にするために望ましい。必要であるならば、複合箔の厚さは慣用の圧延技術により容易に制御できる。電解質に層２２を浸漬した後に、図４で参照されるように、腐食浸透の耐性増加がさらにゆるやかな状態で生じることが望ましい場合は、複数の耐食性の層或いは厚みのものを使用してもよい。耐食性層２０として耐食物質の追加層が使用される場合、この物質は、初期耐食層（すなわち、芯１８に隣接する）より僅かに耐食性層であり、且つ初期耐食性層より大きく電気化学的反応に関与する組の物質から選択されことが望ましい。鉛電池及び関連する電気化学的反応に関しては、純鉛からなる物質が、所望の程度の電気化学的関与を与える。耐食特性が、鉛との化学的適合性及び耐食性の双方がある物質の鉛合金の使用により同時に得ることができる。追加の耐食性層を構成するために好ましい物質は、鉛−インジウム、鉛−カルシウム、鉛−錫、鉛−銀、鉛−アルミニウム、及び鉛−アンチモン、或いはそれらの組み合わせ物から選択された鉛合金或いは純鉛を含む。初期耐食性層２０としては、選択された類似の合金成分が、特に物理的性質を達成するために、同一比率で鉛合金に添加することができる。追加の耐食性層２８を構成するために特に好ましい物質は、鉛− 錫（ＰｂＳｎ）合金である。好ましい鉛−錫合金は、重量で０．０１から３％の範囲の錫を含有し、０．０４から０．２ミリの範囲の厚さを有する。特に好ましい鉛−錫合金は、重量で約１％の錫を含有し、約０．０８ミリの厚さを有する。電気化学的反応に関して改良された関与を達成するために、重量で０．２から１５％の範囲のアンチモン量を、鉛合金（例えば鉛−錫）或いは追加の耐食性層のために選択された合金の組み合わせ物に添加することができる。特に好ましい追加の耐食性層は、重量で約１％のアンチモンを含有する。電極構造芯のための複数の耐食性保護層が、類似の鉛合金から作られるならば、耐食性を減少させる性質は、各添加層を含む物質内の合金成分の比率を次第に減少することにより達成することができ、電池が放電状態で作用する場合、芯から電極の側部に向かって進行する。好ましい実施態様すなわち初期耐食性層においてこの理由を説明すると、最も隣接する芯部材は、後に続く各耐食性層に含まれる合金成分より大きな比率の合金化成分を含んでなる。連続する各耐食性層は、層２０を芯１８に適用するために用いるような同一の工程を用いて、先駆物の表面に或いは先耐食性層に結合することができる。本発明の電極板は、腐食関与抵抗を次第に上昇させること及び電気化学的反応性を減少させることを同時に達成でき、正極側活性物質１４の層から芯部材１８に向かって進行するような、所望の耐食性層を複数含む。これは、電極板が航空機、衛星、或いは空間航行体等のような高信頼性を要求する電池に使用する場合に望ましい。そのあとの各耐食性層は、だんだんと少なくなる比率で同一合金化成分を含み、本発明の実施において目下錫であり、好ましい実施態様では別の層が、望みの濃度の異種合金化元素を含有することができる。例えば電極板は、電極構造芯部材から正極活性物質へと連なって連続する芯部材、第一の耐食性層、第２の耐食性層、第三の耐食性層及び第四の耐食性層を含むことができる。このような場合、鉛−錫が基本合金として使用されるならば、各耐食性層は、先覚物或いはその前の耐食性層の錫より少ない合金化元素を含む。正極側活性物質１４と電気化学的反応に実質的に関与できる界面物質の層２２に関しては、鉛を含む物質が、鉛電池に使用するため所望の程度の電気化学的関与を与える。しかしながら、付加的必要性は、界面層が融着して鉛電池に使用される主に鉛酸化物（ＰｂＯ₂）である正極活性物質と親密界面を形成できることである。電気化学反応おける電池電解質の関与及び電極芯部材へ電子の移動のため、電池の性能が活性物質の表面の能力に大きく依存するので、融着して活性物質と親密界面を形成するための界面層の能力は重要である。活性物質から芯部材への最適電子移動（電気伝導度）は、活性物質が界面層と親密界面となる場合に実現できる。電気化学反応における活性物質の最適関与は、活性物質が界面層と親密界面となる場合に実現でき、すなわち、電極板から落下すること無く電池の電気化学的環境に耐えられることができる。したがって、融着して二酸化鉛と親密な界面を形成できる物質を含む鉛−合金は、電極層１４の物質として好ましい。界面層を構成するために好ましい物質は、鉛−インジウム、鉛−カルシウム、鉛−錫、鉛−銀、鉛−アルミニウム、及び鉛−アンチモン、或いはそれらの組み合わせ物からなる群から選択された鉛合金或いは純鉛を含むことができる。耐食性層２０としては、特に物理的性質を達成するために、界面２２を構成するのに選択された鉛合金に、同一の比率で、同一合金化成分を添加することができる。特に好ましい界面物質は鉛−アンチモン（ＰｂＳｂ）合金である。アンチモンは、二酸化鉛正極側活性物質と親密界面を維持するので、その腐食能力のため好ましい合金化成分である。好ましい鉛−アンチモン合金は、重量で０．２から１５％の範囲のアンチモンを含み、０．０６から０．３ミリの範囲の厚みを有する。重量で０．２％未満のアンチモンを含有する界面層は、融着活性物質と電極板の構成に所望の程度の融着を呈しない。重量で１５％を越えるアンチモンを含む界面層は、電気化学的反応に所望の程度の関与を呈しない。特に好ましい界面層は重量で約３％のアンチモンを含有し、約０．１ミリの厚みを有する。耐食性関与を達成するため、重量で０．０１から５％の範囲の量の錫（Ｓｎ）を、鉛合金（すなわち鉛−アンチモンである）或いは界面層のために選択した合金の組み合わせ物に添加する。特に好ましい界面層は、重量で約０．８％の錫を含む。界面物質の層２２が、既に述べた理由により好ましいクラディング工程により、隣接する耐食性層の表面に付けることができる。正極側活性物質１４が、電池電極板の正極或いは陽極側で所望の電気化学反応に実質的に関与するために選ばれる。鉛電池システムに使用するために、好ましい正極側活性物質は二酸化鉛（ＰｂＯ₂）ペーストを含む。正極側活性物質が、当業者に公知の慣用の方法で界面層２２の面に適用することができる。負極側活性物質の選択に関しては、選択された物質が電池電極板の負極或いはカソード側で起こる電気化学的反応に実質的に関与することが望ましい。鉛電池システムに使用するために、好ましい負極側活性物質はスポンジ鉛を含む。正極側活性物質のように負極側活性物質は、電極芯の負極側で層２７を保護するために、慣用の方法で適用することができ、保護層は化学的及び電気化学的過程により、電解質による浸食から芯物質を保護するに役立つ。負極側保護層は、純鉛或いは所望の鉛合金にすることができる。層２７は金属クラディング工程により芯に張りつけることができる。層２７は相対的に錫にすることができ、電池が放電及び充電過程を受ける場合、著しい程度で浸食或いは腐食されない。前述と一致させて、図４は電極板２９の好ましい実施態様を図示する。電極２９は芯部材１８を含み、電極板の構造的に剛体である導体部材として役立つ。点線１５の右側の電極板の正極（アノード）側に関して、第一の耐食性層２０（例えば重量で約３％の錫を含む鉛−錫合金）は、芯部材１８と親密接触する。より低い耐食性層であり、且つ耐食性層２０より電気化学的に活性な性質である第二の耐食性層２８（例えば重量で約１％の錫を含む鉛−錫合金）は、層２０と親密表面接触になる。正極側活性物質１４の位置で実質的に電気化学的反応に関与し且つ融着して親密界面を形成する二つの能力を有する界面物質層２２（例えば鉛 −アンチモン合金）は、層２８の面と親密面接触している。正極側活性物質１４（たとえば、２酸化鉛）は、電極板の正極側表面を形成し、且つ物質界面２２の表面と親密界面となる。点線左側の電極板の負極（カソード）側で、負極活性物質２６は、芯の負極側全体に渡る構造的な芯１８と親密面接触するところの、芯を保護して隣接する層２７の面と親密接触する。耐食性層、実質的に電気化学関与が可能な界面、及び正極側活性化物と融着或いは正極側活性化物と親密界面の形成とが可能な界面は、別々の異なる厚みの複数の層を重ねた電極構造物のように前述されたとはいえ、単層厚みの物質が前述された目的と機能を達成するために用いることができる。例えば、別々の耐食性層と界面層を設ける代わりに、差異のある合金化した鉛の単層が、電池電解質に敏感な構造芯と正極活性物質との間に存在させて、電極板を構成してもよい。図７は、単層６０の厚みを貫通する種々の位置での、種々の耐食性質、その外、電気化学的反応の関与、及び正極側活性物質との親密結合及び親密共同を有する単層６０の物質例に関する。単層６０は、関与腐食に抵抗力を示す合金化成分（この例では錫）の減少比率と、正極側活性物質と親密界面を形成することが可能な合金化成分（この例ではアンチモン）の増加比率とを有する鉛−合金を含む。この単層は、層の左側で芯部材１８の支持する面を係合する面６１から、層の右側で正極側活性物質１４まで、貫通して続いている。すなわち、図７の曲線６２は、図７の左側での％Ｓｎのスケール６３で読み取り、曲線６４は、同図の右側での％Ｓｂのスケール６３で読み取る。この合金組成の変動が、単層厚さの減少に対して所望の性質を同時にもたらし、それは、減少する耐食性、増加する電気化学的反応への関与、及び正極側活性物質と融着して親密界面を形成する能力を増加させることであり、さらに、層の単位体積は構造芯１８から正極側活性物質１４へと存在する正極側活性物質と融着して親密界面を形成する能力を増加させる。層６０は鉛−錫及び鉛−アンチモンを変化させた混合物を含有するが、これらの合金化金属に添加されるその他の金属、或いはこれらの合金化金属と置換されるその他の金属が、所望の性質を有する種々の合金化層を規定するために使用することができる。層６０のような種々の合金化電極層は、種々のドープ剤物質と所望の厚さの主金属（例えば鉛）層の向かい合う面にドープ剤（すなわち合金化金属）を適用し、拡散過程により、規定することができる。次に、適切な手順或いは工程、即ち好ましい還元環境で実施される金属クラディング工程を使用して、芯部材表面を十分に覆うため、種々の合金化層を電極構造芯部材に付けることができる。電池設計製造における科学及び技術の当事者は、電極構造物１２と２９に関する前記載に従う電極構造物は、または図７に示された種々の合金化電極層６０を支持する電極は、双極電池に特に使用されること容易に正しく認識できる。電極はふさわしい正極と負極活性物質と能率的且つ効果的に協動する物質で規定された外部面を有するので、所望の電池過程が電極の対抗する面で生じる。電極の芯は、適切な導電体物質で好ましくは一般的な金属で規定することができ、強くてその上に比較的軽く、且つ第一に電極を製造するために使用する部材を回収再使用する工程に適合するようなその他の所望の特性を有する。芯部材の物質は、機能によって主に選択され且つ規定される。物質が仕上げられた電極に使用される電解質といかに反応するか、或いは物質が仕上げられた電極に使用される電解質といかに浸漬されるかに関係なく、芯部材は電極に使用される。電池の破壊と腐食（電気化学的）過程が電極の正極側で起こり、電極はこれらの過程を能率的に生じることを規定することができる。さらに、科学及び当業界の当事者は、芯部材と電極の正極面の中間にある電極層による電極の耐用年数の間に示される機能を理解するであろう。その機能は、添付された図の図６（ａ）から図６（ｅ）の一連の図に図示される。電子放出をもたらす腐食電池過程は、例えば硫酸のような電解質が存在し、例えば鉛と２酸化鉛の間の面を横切って真に均一発生しない、すなわち、巨視的な水準ではこの腐食過程は均一になると理解されるが、局部的或いは微視的水準ではそうではない。この理由は、正極活性物質を移動する金属或いは導体物質は真に均一ではなく且つアモルファスである。大部分は公知で理解されている不純物、結晶構造、結晶粒方位及びその他の因子により局部的に相違する。その結果は、腐食性正極電池過程は、他の場所よりその電極面に沿う所定の所でさらに活性で活発に発生する。その結果は、ピットは活性物質面の局部位置で発達し、その物質の他の位置でよりさらに急激にその表面を規定する物質を貫通して伝播する。これらの局部的なピット現象は、すなわち、特別の目的或いは一般的な目的で意図した所定の電池の設計において、平均ベースでは、統計的に処理される。すなわち、電池工程から得る蓄電池は永久的でなくて寿命があり、このようなすべての電池は設計予想寿命を有し、人間と同様に中には長い寿命のものもあるが、平均で寿命は決められる。したがって、当業界と本発明に関する科学に携わるものは、本発明が現実のもの関連していることが理解できるであろう。現実のものは、単極電池よりも双極電池においてさらに差し迫った影響と結果がある。双極電池においては、双板が連続して配列され、電池電解質の側の双板の腐食関与がその双板により分離された対のセルに急激な破損をもたらす。一方で単極においては、正極と負極電極に分離された電池が所定のセル（及び複数のセルが所定の電圧を得るために連続して結合される）内に内部爪状に配置され、単一正極電極の腐食関与は、セルを壊滅的に破損することはないが、次第に性能を低下させるだけであり、このような単極電池のセル内の性能の低下は電池内の他のセルに著しい負荷を追わせない。しかしながら双極電池においては、それらの間の双板の電解質関与の理由により、対のセルの壊滅的な破損が電池の内部抵抗を増加させる。内部抵抗の増加は、同一電池内の別のセルに大きな負担を追わせ、それらの廃却率を上昇させる。すなわち、一度双極電池の一つの双板が破損すると、ガルバーニ電池全てに本来備わっている対象物移動が起こり退行性の害が、事実上より高くなり、全ての電池は比較的短い時間で間もなく破損する。これが突然生じた場合、全ての破損で電池使用者ハリスク或いは著しい不利にされる。もう一方において、双極電池がより緩やかで予想できる破損である場合、使用者は電池を交換するに多少は余裕があり、リスクと不便を避けることができる。単に前述の理由により、本発明は、通常設計寿命の終わりに対して、双極電池の破損が突然でなく緩やかで予想できる。図６（ａ）から図６（ｅ）の図は、実質的に規則的な間隔で双板の寿命に渡る本発明に従う双板の局部的な部分を示し、界面層２２と耐食性層２０との間の腐食電位の相違を示す。図６（ａ）は、芯部材１８、耐食性層２０、界面層２２及び正極側活性物質１４を含む双板の横断面図である。図６（ａ）は、界面層２２がまさに腐食しはじめ、正極側活性物質１４と結合して二酸化鉛（ＰｂＯ₂）を形成したときのその位置の双板を示す。図６（ｂ）は、界面層が実質的に腐食されたときのその位置点での電極板の同一領域を示す。図６（ｃ）は、等時間間隔後の電極板の同一領域を示し、正極側活性物質１４が耐食性層２２の面に広がっているような界面層の貫通腐食を図示する。図６（ｄ）は、等時間間隔後の電極板の同一領域を示し、耐食性層の内部腐食を図示する。界面層と同様に耐食性層の腐食生成物は、正極活性物質１４と結合した二酸化鉛である。図６（ｄ）は、耐食性層と界面層の間の腐食電位の相違を示す。図６（ｃ）の時間で測定されたときの界面層により示される意味有る腐食損失に比較した場合、耐食性層の特に優れた耐食性が、周囲の腐食損失程度だけを表す耐食性層により図示される。図６（ｅ）は、等時間間隔後の電極板を示し、界面層２２と耐食性層２０の間の腐食電位の大きな相違を図示する。図６（ｄ）の時間で測定されたときの界面層により示される領域の意味有る減少に比較した場合、同様に図６（ｄ）に、耐食性層の優れた耐食特性がその周囲の腐食損失により示される。前述されるように、蓄電池に存在する長く知られていたもう一つの課題は、電解質が接合部を貫通して漏れないようにするため、格納箱に構造物を接合する時に電池格納箱に導体電池構造物を効果的に密閉する課題である。この課題は、双極電池においては深刻になる。各々の双板は、双板の各側部上の容器を規定する他の構造物のその周囲に沿ってシールする必要があり、電解質が隣接する容器或いは電池外部から双板周囲に漏れなくすることができる。本発明は図８、９及び１０に示される方法にこの課題を絞る。例えば、本発明にしたがう電極板１２は、図２に示されるように、電極層周囲縁部に沿い、且つ板の向かい合う各面の周辺部分上に保護被膜を含む。この被膜が電極板の面と縁部上の脱酸化領域を覆う。保護被膜が、電極番の周辺付近の電解質シールを形成するために用いられるならば、この被膜は、酸素不浸透性で、化学的及び電気化学的に不活性である必要があり、電解質密閉を形成するため不導体電池物質と相互作用が可能である。導体物質が、電池外側面を貫通してか或いは電池外側面まで広がるので、この面が電池電解質により腐食される場合は、電池ので導体物質の面に沿って生じる電解質の移動の防止する目的で、正極活性物質と負極活性物質が電極板に付けられる以前に、保護被膜は、好ましく電極板の正極側と負極がの双方の縁部と周辺部に付けられる。特に理論に合わせることを望むものでないが、導体部材の表面を横切る電池電解質の移動は、クリープ腐食と、クレバス腐食即ちノーダル腐食との二つの異なる腐食機構に原因すると理解されている。これらの腐食機構は当業者にはよく理解されていて、１９８８年のIntelec International Telecommunications Energ y Conference誌に「Vulcanized Rubber Post Seal For Lead-Acid Batteries A New Generic Type」と題して特集された。双方の腐食形式は、非導体電池部材或いは電池の格納箱に接続される導体物質の表面に起こると理解されている。この腐食は、導体部材の表面の酸化フィルムの表面で起こると理解され、フィルムは、導体物質の表面上で多孔質で微視的に不規則性な進展が可能である。これらの不規則性の存在が、酸化フィルム自体を通る毛細管作用及び他の手段により、導体物質の表面の沿って電解質の移動を促進すると理解され、極端な圧力による導体電池部材と不導体電池部材の均質相互作用によるよりも、他の公知の方法により電解質密閉を形成する妨げとなる。本発明は、双極電池の隣接する不導体構造物に本発明にしたがって双板を接合するために、極端な圧力を適用せずに電解質密シールを提供するものである。他の電池構造物との接合がなされる双板の表面から酸化フィルムを除去して、その後酸素不浸透性保護被膜で脱酸化した表面を被覆する。絶縁するフレーム部材３０（図５参照）ように、別の電池構造物と効果的に漏れに耐える接合をするために、双板１２を提供する方法を図８（ａ）から図８（ｅ）に図示する。図８（ａ）から図８（ｅ）は、隣接する板縁部の電極板１２の横断面図である。図８（ａ）は、保護する被膜４２を付ける処理以前に製造された電極板を示す。酸素或いは酸素を含む空気にさらされた場合、殆どの金属は酸化される。金属に依存するが、酸化物が多かれ少なかれ急激に形成され、厚みを変化させる。結果として、前述したようにその製造物が完成したとき、双板電極１２は、露出された全ての面上に酸化フィルムを形成する。覆われた酸化物は、酸化物フィルム３６として図８に示される。そのフィルムのある部分は、望ましく顕著な電池活性物質で結合されている双板領域を覆うこれらの部分であり、双板１２については二酸化鉛自体である正極活性物質である。しかしながら、板の面の縁領域３４では、双板が対の絶縁フレーム３０の間で結合されている場合、酸化物フィルムは非常に好ましくない。図８（ｂ）に示されるように、酸化物フィルム３６の存在が好ましくない場合は、双板の表面はマスキング層で被覆され、領域３４と双板の縁部はマスクされない。マスキング層は、還元雰囲気に不活性である物質で形成される。次に、図８（ｃ）に示すように、マスクされた双板は、これらの物質の酸化物を形成するため双板の物質と反応できる酸素のない適切な還元雰囲気に置かれる。還元雰囲気は、マスキング物質３８で覆われていない双板の全ての領域から酸化物フィルム３６を取り除き、すなわち板の縁部に酸化物のない領域を作る。次に、双板が、還元或いは酸素のない雰囲気にされることが続けられる間に、電解質密シールをするため化学的及び電気化学的の双方に安定で、電池格納箱或いは不導体電池部材と結合することができる酸素不浸透性物質の層を、領域４０と双板縁部とに付して、これらの領域と縁部上に被膜１６を形成して、それらの酸化物を形成するために、双板物質と反応することが可能な形で酸素或いは酸素を含む化合物に接触することから、これらの脱酸化した表面を保護する。その後、図８（ｅ）に示すように、これらの表面を露出するために、マスキング物質３８が、現在保護されている領域４０の内側の双板表面から取り除く。酸化フィルム３６を取り除く方法手順は、化学的還元剤に電極板を浸漬するような公知の商業的方法を用いることで達成することができる。被覆手順（図８（ｄ））は、マスクされていない電極板面上に酸化フィルムの再形成を防止するために、真空或いは窒素雰囲気のような非酸化雰囲気中で好ましく実施される。電極板のシールする領域から酸化物の除去は、ノーダルクレバス腐食現象により生じるその板面を横切る電解質移動を防止することが重要であり、すなわち、電解質密シールを提供する。保護被膜１６は、酸素バリアーを形成し、化学的および電気化学的に安定であり、且つ電解質密シールを形成するために電池格納箱或いは不導体電池部材と結合できる適切な物質である。好ましい保護被膜物質は、ラッカー、ポリマー、ラバー、プラスチック、シリコーン、接着剤、ラバーセメント等を含み、設けられたそれらは電極板が電池１０の製造にさらに受けいられる工程に適合する。被覆物質は熱活性化接着剤のような物質であり、究極的に所望のシール或いは結合の規定に直接関与する。導体電池部材と他の電池部材との間の電解質密シールを実施する方法は、双極電池を構成するために使用される電極板を参照して記載するが、この方法は寛容の単極電池によく適用される。例えば、本発明の方法は、寛容の単極鉛電池の電池端子と電池格納箱の間の電解質密シールをするために適用できる。図９は電池端子４４を示し、電池内の位置からそれが貫通するように電池格納箱４６の内部接続する。少なくとも、端子と電池格納箱との間の所望のシール帯内にある端子４４の外側表面部分が、４５の点を前述の方法で周囲に沿って脱酸化され保護被覆される。電池格納箱の組立物が電池格納箱を覆ったのち、端子と格納箱カバー内の開口部４７の間の環状空間は、適切な充填剤４８で充填することができ、電解質の漏れを確実にシールする。例えば、特定の鉛合金は、化学的還元により、還元雰囲気により、或いは酸素の無い雰囲気での研削により取り除くのが困難である酸化物被膜を発達させることが明らかとなった。そのような合金の一つは鉛−アンチモン合金である。この場合、それは電池電極の正極表面上で有益なこのような合金を作る基礎合金にたいする表面酸化フィルムの結合機密度であり、すなわち酸化層は、電池正極性化物質としての二酸化鉛と共に好ましい親密接触及び協動を促進する。鉛−アンチモン合金の例で、機密結合酸化フィルムが発達する合金で有る場合、酸化フィルムは、フラックスを使用することにより除去できる。したがって、図１０に関して、鉛−アンチモン合金の表面層６３を有する電極双板６２縁部周辺を作る現在好ましい方法は、フラックス、好ましくはロジンタイプのフラックスの存在するその表面の周囲に、鉛合金半田（例えば、５０／５０の鉛−錫）の層６４を塗ることである。半田は空気中で適用される。半田を適用するとき、鉛−アンチモンから局部的に酸化層を取り除き、半田で酸化物のない表面を直ちに湿潤して覆う。半田は双板周辺部上で凝固するとき、酸化物被膜自体が発達するが、酸化物層は前述の方法で容易に除去することができ、例えば、被膜１６を可能にする還元雰囲気を、双板周囲或いは縁部のところで金属に適用する。特定の例では、電池構造物内に使用する導体金属表面に一時的に酸素不浸透性被膜を形成することが望ましい。このような一時的な酸素バリアーは、保護する導体部材の表面にロージンフラクッスを適用することにより形成される。このフラクッスは局部の酸化層を取り除くために振る舞い、且つ新しく脱酸化された表面を覆う酸化物不浸透性被膜を形成するために振る舞う。この保護する被膜は、フラクッスが化学的或いは電気的に安定でないため実際に一時的である。したがって、導体部材が電池構造物に使用される以前に、この一時的な被膜は公知の方法で除去され、酸素不浸透性であり化学的および電気化学的に安定であり、且つ電解質密シール形成するために電池格納箱或いは不導体電池部材と相互作用が可能である永久被膜と置換される。本発明に従う電解質密シールを得る方法は、双極、単極の構造物、さらに鉛電池に限定されない。電池外側表面を貫通して或いは電池内全体に広がるところの、導体電池部材に沿って或いはその周囲で生じ得る電池電解質の移動を取り除くことは有益であり、隣接する絶縁電池構造物をシールすることになる。図５は、双極電池１０の構成に使用される別の電池構造物を有する本発明に従う電極板の関係及び協動状態を示す。電極板１２は連続状態で配列される。分離された部材３２を支持する不導体フレーム状絶縁部材３０は、互いに隣接する電極板の間に挿入する。電池を構成するにおいて、電極板と絶縁物質は、電極板が適切な接着剤により互いに結合されるところの電極板周囲で互いに親密接触をして互いにサンドイッチにされる。電池構造物が互いにそのようにサンドイッチされる場合、電極板の外側縁部と絶縁物質とは、層極電池１０の外側表面を規定するために互いに働き合う。したがって、各双極電池は電解質を含み、且つ各電極板は電解質と親密接触になるので、電極板と隣接する絶縁部材との間の結合は電解質機密となる。これを実施するため、電極板１２の各々は、正極被膜１６を含み、電極板は、絶縁物質３０の各々が隣接する表面領域を互いに重ね合い且つ一致する状態で電極板の縁部及び周辺を覆う。分離する部材３２は、層極電池１０の構造物に使用される。各双板が隣接する双板と物理的に分離され、隣接する双板と接触しないことを確実にする。図５に示されるように、分離する部材は各絶縁部材３０の内側周囲内に合わせる形状でよい。分離する部材の主な必要条件は、電気的に不導体であり且つ隣接する双板間で双板を通して生じるイオン移動が許されることである。好ましい実施態様の例本発明の実施にしたがって組立られた電極板は、鉄から作られた芯部材を含む。芯部材は、平らな矩形の板であり、約０．４ミリの厚さである。第一の耐食性層は、約０．８ミリの厚さであり、約９６．７ｗｔ％の鉛、３ｗｔ％の錫、及び０．３ｗｔ％の銀を含有し、商用のクラディング方法により芯部材の一面に接合された。第二の耐食性層は第一の耐食性層と同一の厚さであり、約９８ｗｔ％の鉛、１ｗｔ％の錫、及び１ｗｔ％のアンチモンを含有し、第一の耐食性層に付けるために使用した同一のクラディング方法により第一の耐食性部材の表面に張り合わされた。界面物質層は、約０．１３ｍｍの厚みであり、約９６．２ｗｔ％の鉛、３ｗｔ％のアンチモン、及び０．８ｗｔ％の錫を含有し、耐食性層を付けるに使用した同一のクラディング方法により第二の耐食性層の表面に張り合わされた。二酸化鉛を含有する正極側活性物質の層が、当業界で公知である慣用のの方法を使用して、界面物質の表面に張り合わされた。約０．１ｍｍの厚さである薄い純鉛の箔が、正極側活性物質に向かい合う芯部材の表面に、商用のクラディング方法により張り合わされた。スポンジ鉛を含む負極活性物質の層が、当業界で公知の慣用の手段を使用して適用される。現在好ましい前記載及び本発明の別の態様を図及び実例で示した。これは、本発明が具体化できる全ての構造と処置形態の完全なカタログを示すことを意図するものではない。記載された構造及び方法の変化と改良は、理に適った実態、及び前述の記載に一致した本発明の分野、及び本発明の有利な技術状態に関連してほぼ読み取れる次の請求の範囲から離脱することなく実行することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＬＫ，ＬＵ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＫ，ＵＡ，ＵＳ

Claims

【特許請求の範囲】１．所望の電気化学的反応において電解質と関与する（participate）電気化学的電池の電極であって、構造上の電極芯部材、電解質の存在において所望の電気化学的反応中に正極活性物質と接触しかつ腐食関与する導体界面物質、及び導体保護物質が、前記界面物質より高い耐食性を有し、前記界面物質より少ない活性で前記所望の電気化学的反応中に関与し、且つ前記正極活性物質と親密な関係を形成可能な前記電極芯部材と、前記界面物質との間に挿入される導体保護物質、とを含む電気化学的電池の電極。２．前記保護物質が、少なくとも一つの耐食性層を含み、前記耐食性層が、それらの一面で前記芯部材の一面と親密接触をし、且つそれらの反対側の一面で前記界面物質と親密接触する請求項１に記載の電極。３．前記保護物質が、複数の別々の耐食性層を含み、連続する各層が、先行の層と親密面接触をして、複数の前記層が、前記保護物質と前記界面物質との間に挿入され、連続する各層が、前記電極芯部材に向かって各層に隣接する層より低い耐食性を有しかつ隣接する前記層より多い所望の電気化学的反応に関与する性質を有する請求項２に記載の電極。４．前記界面物質と前記保護物質とが、それらの一面で前記芯部材と親密界面接触をして、且つそれらの反対側の側部で正極活性物質により係合可能である単一層（single thickness）の物質からなり、且つ前記単一層の物質が、前記電極芯部材から異なる位置において、耐食性質と、電気化学的関与と、正極活性物質と親密に関与する能力が異なる請求項１に記載の電極。５．前記単一層の物質が、前記電極芯部材からの厚さ方向に向かって減少する耐食性と、増加する電気化学的反応の関与を示す請求項４に記載の電極。６．所望の電気化学的反応において電解質と関与する電気化学的電池の電極であって、構造上の電極芯部材、電解質の存在において所望の電気化学的反応中に正極活性物質と接触しかつ腐食関与する導体界面物質、及び導体中間物体が、前記界面物質より高い耐食性を有し、前記界面物質より少ない活性で前記所望の電気化学的反応に関与し、且つ正極活性物質と親密な関係を形成可能な前記電極芯部材と、前記界面物質との間に挿入される導体中間物体、とを含む電気化学的電池の電極。７．所望の電気化学的反応において電解質と関与する電気化学的電池の電極であって、電極芯部材、一側面上で前記芯部材の表面と親密接触する導体耐食性物体、前記耐食性物体の反対の側部で親密接触する導体界面物体、電気化学的反応中に電解質と実質的関与が可能であり、それに適用された正極側活性物質と親密関係を形成する物質を含んでなる前記界面物体、及び前記耐食性物体の反対側の前記芯部材の表面と親密接触する導体負極側活性物質のキャリヤー、とを含む電気化学的電池の電極。８．前記芯部材が、構造的に剛体であり且つ電気的に導体である請求項７に記載の電極。９．前記耐食性物体が、耐食性であり且つ電気化学的反応に関与する性質を同時に有する物体を含み、これらの性質の相互関係が、前記芯部材からの物体中の距離の関数として前記耐食性物体の両側の間で逆に変化する請求項８に記載の電極。１０．追加の耐食性物体が、前記耐食性物体と前記界面物体の間で親密接触して且つ前記耐食性物体と前記界面物体との間に挿入され、且つ前記追加の耐食性物体が、第一の耐食性物体より低い耐食性であり、前記第一の耐食性物体より多く電気化学的反応に関与する、請求項７に記載の電極。１１．前記第一の耐食性物体が、鉛及び鉛合金の群から選択され、且つ該鉛合金の合金物質が、錫、インジウム、カルシウム、アルミニウム、アンチモン、及び銀からなる群から選択される請求項１０に記載の電極。１２．前記追加の耐食性物体が、鉛及び鉛合金の群から選択され、且つ該鉛合金の合金物質が、錫、インジウム、カルシウム、アルミニウム、アンチモン、及び銀からなる群から選択される請求項１１に記載の電極。１３．前記第一の耐食性物体が、０．０１から５ｗｔ％の範囲の錫を含有する鉛−錫合金である請求項１１に記載の電極。１４．前記追加の耐食性物体が、０．０１から３ｗｔ％の範囲の錫を含有する鉛−錫合金である請求項１３に記載の電極。１５．前記界面物体が、アンチモンを合金化した鉛合金である請求項７に記載の電極。１６．キャリヤーが鉛である請求項７に記載の電極。１７．芯部材の物質が、炭素鋼、銅、アルミニウム、鉄、ステンレス鋼、グラファイトプレプレグ、セラミックス、金属エポキシ、金属ポリオレフィン、金属熱可塑性樹脂（metal thermoplastics）、金属熱硬化性樹脂（metal thermose ts）、金属ポリカーボネート、及びＳｎＯ₂、Ｔｉ₄Ｏ₇の導体添加剤を有するポリマー複合材料からなる群から選択される請求項７に記載の電極。１８．所望の電気化学的反応において電解質と関与する電気化学的電池の電極であって、構造的に剛体及び電気的に導体である電極芯部材、電解質による腐食に耐え、電解質の存在において所望の電気化学的反応に関与する物質を含み、且つ前記芯部材の表面と親密に係合する少なくとも一つの耐食性層、電解質の存在において所望の電気化学的反応に実質的に関与可能で、鉛−アンチモン合金を含み、且つ耐食性層の表面と親密に係合する前記界面物質の層、所望の電気化学的反応に実質的に関与可能で、二酸化鉛が前記界面層と親密接触する正極側活性物質、及び所望の電気化学的反応に実質的に関与可能で、スポンジ鉛が前記界面層と親密接触する負極側活性物質、を含む電気化学的電池の電極。１９．前記第一及び第二の耐食性物体が、鉛及び鉛合金の群から選択され、該鉛合金の合金物質が、錫、インジウム、カルシウム、アルミニウム、アンチモン、及び銀からなる群から選択され、前記第一耐食性層が、前記電極芯部材の表面とその一側面で親密接触をして、前記芯部材と前記第二の耐食性層の間に挿入され、且つ前記第二の耐食性層が、前記第一の耐食性層の反対側と親密接触をして、且つ前記第一の耐食性層と前記界面層との間に挿入される請求項１８に記載の電極。２０．前記第一と前記第二との耐食性層が、鉛−錫合金であり、前記第一の耐食性層が０．０１から５ｗｔ％の範囲の錫を含み、前記第二の耐食性層が０．０１から３ｗｔ％の範囲の錫を含む請求項１９に記載の電極。２１．前記第一の耐食性層が約３ｗｔ％の錫を含み且つ前記第二の耐食性層が約１ｗｔ％の錫を含む請求項２０に記載の電極。２２．前記界面層が０．２〜１５ｗｔ％の範囲のアンチモンを含有する請求項２１に記載の電極。２３．前記界面層が約１ｗｔ％のアンチモンを含有する請求項２２に記載の電極。２４．前記電極と所望の電気化学的反応を生じさせるため、選択された電解質を使用する電解質蓄電池の電極を製造する方法であって、前記方法が、導電性電極構造芯部材と、前記所望の反応において電解質に活性に関与する物質の導体物体との間に、前記所望の反応において電解質に少ない活性で関与する中間量の導電性物質を挿入をする工程を含む、電解質蓄電池の電極を製造する方法。２５．電解質蓄電池の選択された格納箱構造物の漏れ防止シールをするために、電池電解質と親密接触する電池内の所定部分から電池の不導体構造物と共にシール帯内へと延長する導体部材を用意する方法であって、前記シール帯内にある導体部材の外側表面の選択された領域を脱酸化し、前記部材と確実に接着し、且つそれを通って酸素の通過を不浸透にする物質を有する前記部材の脱酸化された領域を被覆し、前記導体部材の表面で、酸化層を生じることができる形に酸素のない環境で脱酸化及び被覆を実施する工程を含んでなる電池電極と親密接触する電池の所定部分に広がる導体部材を用意する方法。２６．前記導体部材を選択的に脱酸化する工程及び脱酸化された領域を被覆する工程が、シール帯外側にある導体表面の部分をマスキングすることにより達成される請求項２５に記載の方法。２７．被覆する物質が、ラッカー、ポリマー、ラバー、プラスチック、シリコーン、接着剤及びラバーセメントからなる群から選択される請求項２６に記載の方法。２８．前記漏れ防止シールが、前記導体部材と前記導体部材の被覆された領域経て界面電池部材との間で確立される請求項２７に記載の方法。２９．導体部材と金属−金属結合する半田層を選択された領域を覆って形成するため、フラックスの存在するそこに半田を適用することにより前記導体部材の少なくとも選択された領域から酸化物を除去して、且つ半田層の上を脱酸化する工程と被覆する工程を実施する請求項２５に記載の方法。３０．前記導体部材表面を脱酸化すること、及び脱酸化された表面を覆う酸化物不浸透性被膜を形成することに役立つフラックス層を選択された領域を覆って形成するため、フラックスを適用することにより、前記導体部材の少なくとも選択された領域から酸化物を除去する請求項２５に記載の方法。３１．鉛蓄電池において蓄電池の物体内を介して電池外側表面に延在する電池電解質と親密接触する導体電池部材の周囲の電解質密シールを達成する方法であって、還元剤を導体電池部材に接触させることにより、シール帯内に有る導体電池部材の選択された表面領域を脱酸化し、脱酸化された導体電池部材の表面領域を洗浄して乾燥し、シール帯内に有る前記導体部材表面の脱酸化された表面部分に保護被膜を適用し、前記脱酸化、洗浄及び適用を、前記部材に酸化物層を生じることができる形で酸素のない環境で実施し、保護被膜を支持する前記導体電池部材の部分が、シール帯を規定する非酸化性でない電池構造物と直接接触して配置されるような状態で電池を組み立てる、工程を含んでなる鉛蓄電池の電解質密シールを達成する方法。３２．ユニット表面が、酸化物のない且つそれを通って酸素の通過を不浸透性にする物質が被覆される周辺縁部を有することを特徴とする向かい合う金属表面を有する双極蓄電池の電極ユニット。３３．金属面に適用するために使用する物質が、化学的にも電気化学的にも安定で、且つ電解質密シールを形成する目的のために、電池格納箱或いは不導体電池部材と相互作用することができる請求項３２に記載の電極ユニット。３４．金属表面の一面が、鉛−アンチモン合金で規定され、前記表面の周辺縁部が鉛−錫半田の層で支持され、前記層は前記表面と反対の側面に酸化物がなく、且つそれを通って酸素の通過を不浸透性にする物質を適用する請求項３３に記載の電極ユニット。